苏科物理15章全章教学案.docx
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苏科物理15章全章教学案
第十五章电功和电热
一、电能表与电功
(1)
一、学习目标
1.知道电能表是测量电路消耗电能的仪表。
2.学会认读电能表,会利用电能表转盘转动的圈数计算电路中用电器消耗的电能。
3.知道电功的概念及其单位。
理解电流做功的实质是电能转化为其他形式的能量的过程,电流做了多少功,就消耗了多少电能。
4.通过猜测,知道影响电流做功的因素是电流、电压和通电时间。
二、学习过程:
活动一:
认识电能表
1、电能表:
用来测量电路消耗电能的仪表.
2、单位:
千瓦时(kW·h)1kW·h=3.6×106J
3、类型:
感应式与电子式
4、技术参数:
电压:
220V表示电能表适应的额定电压
电流规格:
1.5A表示基本电流,6A表示额定最大电流
电能表常数“400r/kW·h”表示:
每消耗kwh的电能,电能表转盘应转2400圈。
“1600imp/kW·h”表示每消耗kwh的电能,该电能表指示灯闪烁1600次。
练一练:
(1)电能表上标有“600r/kW·h”,计算转盘转过60r的消耗的电能是kW·h,
合J
(2)电能表上标有3000imp/kW·h字样,若某段时间电能有指示灯闪烁了300次,该用电器在上述时间内消耗的电能为kW·h
活动二:
家庭消耗电能的计算。
电能表的计数器上前后两次读数之差,就是这段时间内用户消耗的电能。
注意:
电能表盘上最后一个数字框内的数字为小数位。
练一练:
王浩家的电能表在5月底和6月底的示数如图1所示,他家6月份消耗的电能是多少?
活动三:
认识电功。
1、电流所做的功叫电功,符号:
W国际单位:
J其他单位:
kW·h
2、电流做功的实例:
(1)电风扇扇风时:
能主要转化为
能;
(2)电饭锅烧饭时:
能主要转化为
能;
(3)电灯发光时:
能主要转化为
能;
总结:
电流做功的过程中,伴随着电能向其他形式能量的转化,电流做了多少功,就消耗了
多少电能。
(电功=电能)
活动四:
探究影响电流做功的因素。
(用小灯泡来探究)
1、怎样显示电流做功多少?
转化为观察
电灯:
白炽灯是将电能转化为内能并进而转化为光能的装置。
在相同时间内电流做的功越多,消耗的电能就越多,电灯获得的内能就越多,电灯就越(亮/暗)。
因此,可以根据电灯的来比较相同时间内电流做功的多少。
2、猜想影响电功大小的因素有哪些?
3、思考如何设计实验,要做哪些实验?
需要哪些实验器材,画出所需要的电路图。
(1)探究电功与电压的关系
(2)探究电功与电流的关系
(3)探究电功与时间的关系
15.1电能表与电功
(1)达标检测
1.在国际单位制中,电能和电功的单位是,简称,符号。
2.电能表是用来测量用电器消耗的仪表。
电能一般以计量单位。
1kW·h=J,电能表常数是“1600imp/(kW·h)”,它表示:
3.电流做功的过程中,伴随着能向能量的转化,电流做了多少功,就消耗了
多少。
当电能转化为其他形式的能时,我们就说电流做了。
如果电流通过电动机做了100J的功,表示有100J的电能转化为J的能和内能。
4.小强家本月月初电能表的显示数字为03527,电费收据显示的用电量为25.6kW·h,则月末电能表的显示数字应为。
若1kW·h电为0.50元,则小强家应付电费元?
5.小英家的电能表如活动一中图(a)所示。
星期天,小英在只用电饭煲做饭时(其它用电器不工作),观察到1分钟内电能表转盘转过了40转。
问:
该电饭煲1分钟内消耗的电能为多少焦耳?
第十五章电功和电热
一、电能表与电功
(2)
一、学习目标
1.会利用电路串联时电流不变或并联时电压不变的特点控制变量,分析电流做功与哪些因素有关,设计正确的实验电路。
2.通过实验探究,观察记录实验现象,知道影响电流做功的因素是电流、电压和通电时间,会用公式W=UIt计算电流所做的功。
二、学习过程
活动一:
复习
1.什么叫电功?
电流做功的过程,伴随着能向能量的转化,电流做了多少功,就消耗了
多少。
2.影响电流做功的因素有哪些?
3.电流做功多少可以转化为观察灯泡的程度。
活动二:
探究电功与电压的关系
1.控制和相同,让不同,在虚线框内画出所需要的电路图。
2.用两个灯泡串联的理由是:
可以保证和
相同,选两个规格(“相同”
或“不同”)的灯泡串联接入电路,目的是让灯泡两端
的不同,并用两个表进行测量。
实验时,记录两电压表的示数,并注意观察比较灯泡的。
3.完成实验并记录数据和现象,填在下表中
甲灯电压U1/V
乙灯电压U2/V
哪个灯更亮
哪个灯消耗的电能(电功)多
4.实验结论1:
在电流和通电时间相同的情况下,越大,电流做的功越
活动三、探究电功与电流的关系
1.控制和相同,让不同,在虚线框内画出所需要的电路图。
2.实验中你选用电流表的目的是,选两个规格(“相同”或“不同”)的灯泡并联接入电路的目的是为了使控制相同,通过灯泡的不同;将开关放在干路中的目的可以控制相同;
时注意观察比较灯泡的。
3.完成实验并记录数据和现象,填在上表中
甲灯电流I1/A
乙灯电流I2/A
哪个灯更亮
哪个灯消耗的电能(电功)多
4.实验结论2:
在的情况下,越大,电流做的功越多。
活动四、探究电功与时间的关系
根据生活常识,当电流、电压相同时,通电时间越长,电流做的功越(多/少)。
实验结论3:
在电流和电压相同的情况下,通电时间越长,电流做的功越____(多/少)
进一步的研究证明:
如果将通过用电器的电流记做I,加在用电器两端的电压记做U。
通电时间为t,电流对用电器所做的功记做W,则:
W=UIt
当某用电器两端的电压为1V,通过用电器的电流为1A时,该用电器在ls内消耗的电能为lJ。
也可以说,在1s内电流对该用电器做了lJ的功。
1J=1V·A·S
练一练:
1.关于电功,下面说法正确的是
A.用电器通电的时间越长,电流所做的功越多
B.通过用电器的电流越大,电流所做的功越多
C.用电器两端的电压越大,电流所做的功越多
D.电流做了多少功.就有多少电能转化为其他形式的能
本题中,只有在控制、不变时,A选项才正确;
控制、不变时,B选项才正确;
控制、不变时.C选项才正确。
15.2电能表与电功
(2)达标检测
1.下列哪个单位不是电功的单位()
A.瓦特(W)B.千瓦时(kW·h)C.焦耳(J)D.伏·安·秒(V·A·s)
2.一段电路两端电压为6V,电路中电流为0.5A,要消耗180J的电能需要多长时间?
3.一个阻值为10欧的电阻接在电压为5V的电源上,它通电3分钟电流做的功是多少?
4.加在导体两端的电压为6V,30s内电流通过导体做功72J,则通过导体的电流多大?
5.家庭电路的电压为220V,某用电器工作时通过的电流为5A,求:
该用电器工作10分钟将消耗多少电能?
第十五章电功和电热
二、电功率
(1)
一、学习目标:
1.理解电功率的概念。
了解常用家用电器的额定功率。
2.初步理解用电器的额定功率和实际功率的概念。
二、学习过程:
活动一:
谁消耗电能多?
电流通过谁做功多?
谁消耗电能快?
电流通过谁做功快?
一台电视机工作10小时消耗电能7.2×106J,即_____度电。
一台挂壁式空调开1小时消耗电能3.6×106J,即______度电。
结论:
电流做功有快有慢!
消耗电能有快有慢!
问题:
怎样比较用电器消耗电能(电流做功)的快慢?
回忆:
怎么样比较机械做功快慢的?
活动二:
电功率
1、概念:
电功率是描述的物理量。
2、定义:
电流在单位时间内所做的功叫电功率
注意:
与机械功率一样,电功率大表示电流做功快;并不表示电流做功多,因为做功快慢不但与做功的多少有关,还与做功的时间有关。
3、公式:
。
公式变形:
4、单位:
,简称:
,符号:
。
1KW=Mw1W=mW
活动三:
公式的应用的,看谁算得快!
(1)100W的电灯工作10h电流做多少KW.h的功?
(2)30KW的电动机工作30分钟电流做多少KW.h的功?
(3)1度电可供1000W的电炉工作多少小时?
(4)1度电可让电功率为40W的灯正常发光多少小时?
(5)600W的电饭锅正常工作2h消耗的电能是多少度?
(6)800W的电炉正常工作多长时间消耗的电能是2Kwh?
活动四:
用电器的额定功率和实际功率
1.几个概念:
(1)额定电压:
用电器正常工作时的电压;额定电压有个。
(2)额定功率:
用电器在额定电压下工作的功率;额定功率有个。
(3)额定电流:
用电器正常工作时的电流。
额定电流有个。
(4)实际电压:
用电器实际工作时的电压;实际电压有个。
(5)实际功率:
用电器在实际电压下工作的功率。
实际功率有个。
(6)实际电流:
用电器实际工作时的电流。
实际电流有个。
2.认识“WP700型微波炉”的铭牌:
从铭牌中你能获得哪些信息:
。
3.观察图15-5,了解一些家用电器的额定功率值。
电风扇约W;挂壁式空调约W;收音机约W。
4.仔细观察右图中白炽灯上的铭牌,它所标的“PZ220-100”的含义是什么?
它的额定电流多大?
灯丝正常发光时的电阻为多少?
活动五:
额定功率与实际功率有关应用
例题.标有“6V、6W”的灯泡,
(1)正常工作时的电流是多少安?
(2)电阻是多少欧?
(3)当灯泡两端的电压为3V时,通过灯泡的电流是多少安?
(4)灯泡的实际功率是多少瓦?
练一练:
小灯泡的额定电压是6V,额定电流是0.3A,将它接入电路中,测得通过灯泡的实际电流是0.2A,则该灯泡的电阻是 Ω,额定功率是 W,实际功率是 W。
15.2电功率
(1)达标检测
1.电功率是描述电流做功的物理量。
电功率大,表示电流做功(多/快)
2.用电器正常工作时的电压叫,此时用电器的功率叫。
3.某家用电器正常工作时的功率约为300W,则它可能是()
A.空调器B.荧光灯C.洗衣机D.语音复读机
4.一只标有“220V、25W”的灯泡,在220V电压下该灯的实际功率是 W,1KWh电能可供该灯正常工作 h。
5.已知电阻R1=10Ω,电阻R2=20Ω,将R1、、R2串联后接在电压为6V的电源上,求:
(1)电路中的电流;
(2)R1两端的电压;(3)R1的电功率;
第十五章电功和电热
二、电功率
(2)
一.学习目标
1.会用伏安法测小灯泡的实际功率和额定功率。
2.能区分实际功率和额定功率。
二.学习过程
问题:
电功率有哪些计算的方法呢?
现在给同学们一个小电灯,你们能想出办法来
测量小电灯的电功率吗?
怎样测量?
活动一:
测定小灯泡的功率
1.实验目的:
测量小电灯的额定功率和实际功率
2.实验原理:
P=UI
3.要测量的物理量:
,
4.实验器材:
小灯泡(2.5V0.3A)、电压表、电流表、干电池(三节)、滑动变阻器、开关、导线等。
5.在方框内画出电路图并按照电路图连接实物图。
6.实验步骤:
(1)按照电路图连接好实验电路;
(2)在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片P放置在使其电阻值最大位置的一端;
(3)闭合开关S后,调节滑动变阻器滑片P的位置,先后使电压表的示数小于、等于和略大于小电灯的额定电压(只能使小电灯两端的电压比小电灯的额定电压约高出1/5,即3V),观察小电灯的亮度,并将实验数据填入下表。
小电灯
规格
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小电灯的功率P/W
小电灯的亮度
灯丝的电阻
R∕Ω
额定电压
U额=2.5V
2.5
结 论:
1.实验得出小电灯的额定功率为_______________。
2.小灯泡的两端的电压越大,小灯泡功率越大,灯泡越_____(亮/暗),因此,灯泡的亮度取决于______________(实际功率越大/额定功率).
3.若将小电灯两端的实际电压记做U实,小电灯的额定电压记做U额,小电灯实际消耗的电功率为P实,小电灯的额定功率记做P额,可以发现:
当U实>U额时,P实_______(大于∕等于∕小于)P额;
当U实=U额时,P实_______(大于∕等于∕小于)P额;
当U实<U额时,P实_______(大于∕等于∕小于)P额。
7.评价与思考
(1)小灯泡的电阻随电压的升高而_______(增大/减小),这是因为灯泡的电阻随_______
而增大。
(2)甲同学连接好电路,闭合开关时发现小电灯不亮,电流表无示数,但电压表有示数,电路故障是小灯泡________(断路/短路)。
(3)乙同学连接好电路,闭合开关时发现小电灯不亮,电流表示数很大,但电压表没有示数,电路故障是小灯泡________(断路/短路)。
(4)丙同学连接好电路闭合开关时,发现小电灯特别亮,这说明闭合开关前没有_________________________。
(5)另一位同学在连接好电路后,闭合开关,发现小电灯特别暗,不管怎样移动滑动变阻器的滑片P,灯泡亮度始终保持不变,产生这一故障的原因是:
____________________
(6)此实验中滑动变阻器的作用是什么?
15.2电功率
(2)达标检测
1.用电器正常工作时的电压叫,此时用电器的功率叫。
2.电灯的亮度主要取决于()
A.电功的大小B.额定电压的大小
C.额定功率的大小D.实际功率的大小
3.在测量小灯泡的电功率实验中,连接电路时,开关应处于_______状态,并把滑动变阻器的滑片置于_________,这样做的目的是为了使电路中电阻最________,电流最______,从而起到________作用。
4.现有“220V100W”、“110V100W”和“36V100W”的三只灯泡,分别接在额定电压下发光,则
A.“220V100W”的最亮B.“110V100W”的最亮
C.“36V100W”的最亮D.三只灯泡一样亮
第十五章 电功与电热
二、电功率(3)习题课
一、学习目标:
1、会用铭牌上的数据熟练计算灯泡电阻和正常工作时的电流。
2、能熟练运用公式P=W/t和P=UI进行有关电功率的计算;
3、会运用电功率推导式P=I2R、P=U2/R进行有关电功率的计算;
4、会利用电能表测量用电器的电功率。
二、学习过程:
活动一:
电功率公式
1、P=W/t=UI普遍适用
2、当电能全部转化为内能时(纯电阻电路):
(如电烙铁、电炉等)
P=I2R=U2/R
3、对纯电阻电路,电功率公式:
P=W/t=UI=I2R=U2/R
活动二:
公式P=W/t的应用
1.一只标有“220V、25W”的灯泡,1KWh电能可供该灯正常工作h。
一度电可让电功率为100W的灯正常发光h;1000W的电饭锅正常工作2h消耗的电能是度;800W的电炉正常工作h消耗的电能是2Kwh。
2.某电能表常数2000r/kwh,只接一个灯泡,测得电能表转盘转10转所用的时间为10秒,则所接用电器的功率是多大?
活动三:
电功率分配与电阻的关系
当电能全部转化为内能时(纯电阻电路):
(如电烙铁、电炉等)
串联电路电功率分配与电阻成正比
并联电路电功率分配与电阻成反比
1.现有“220V25W”、“220V100W”甲乙两只灯泡,其灯丝若用同样长度的钨丝制成,灯丝电阻值较大的是灯,灯丝较粗的是灯的灯丝;两盏灯都在220伏特电路中工作时,则灯较亮;把两盏灯并联在照明电路中,则 灯较亮;把两盏灯串联在照明电路中,则灯较亮。
2.一个标有“PZ220-40”的灯泡,接在110V的电路上,求它的实际功率。
解题思路:
由算出电阻,再由(灯丝电阻不变,不考虑温度影响)
15.2电功率(3)达标检测
1.灯泡上标有“220V 100W”字样,是什么意思?
据此你能得到有关灯泡的哪些信息?
2.标有“6V、6W”的灯泡,正常工作时的电流是A,电阻是Ω。
当灯泡两端的电压为3V时,通过灯泡的电流是A,灯泡的实际功率是W。
灯泡的额定功率是W。
3.小灯泡的额定电压是6V,额定电流是0.3A,将它接入电路中,测得通过灯泡的实际电流是0.2A,则该灯泡的电阻是 Ω,额定功率 W,实际功率是W。
4.白炽灯的亮度决定于它的( )
A.额定功率的大小 B.灯泡两端电压的大小
C.实际功率的大小 D.灯泡中通过电流的大小
5.两盏电灯分别标有“36V、40W”和“220V、40W”的字样,当它们都正常发光时,比较它们的亮度,可知( )
A.“36V、40W”灯较亮B.“220V、40W”灯较亮
C.两盏灯一样亮D.条件不足无法比较
6.把10Ω和20Ω的两个电阻串联接在12V的电源上,它们消耗的电功率之比为( )A.1:
2 B.2:
1 C.1:
1 D.1:
4
7.将断了的灯丝搭在一起…………()
A.灯丝电阻变大了,灯泡变亮了;B.灯丝电阻变大了,灯泡变暗了;
C.灯丝电阻变小了,灯泡变亮了;D.灯丝电阻变小了,灯泡变暗了。
8.电阻R1、R2的阻值之比为1:
4,把它们串联在电路中,在相同时间内通过它们的电流I1:
I2=;电压U1:
U2=;电功率P1:
P2=。
9.电阻R1、R2的阻值之比为1:
4,把它们并联在电路中,在相同时间内通过它们的电流I1:
I2=;电压U1:
U2=;电功率P1:
P2=。
9.一电能表表盘上标明“1200r/Kwh”,将某用电器单独接在该表上,当用电器正常工作4min后,电能表转盘转过80r。
求:
该用电器的电功率是多大?
第十五章 电功与电热
三、电热器 电流的热效应
(1)
【学习目标】
1.知道电流的热效应。
2.知道一般电热器的工作原理及其应用。
3.理解焦耳定律、公式及适用条件。
4.会对一些家庭电热器进行简单的计算。
【学习过程】
活动一:
电流的热效应
1.电饭煲、电热油汀、电水壶、电熨斗、电热蚊香工作时,将转化为
。
我们把这些电器统称为。
2.电流通过导体时导体会发热,这种现象叫做。
3.电热器的工作原理是。
活动二:
实验探究:
电流通过电热器所产生的热量的多少和哪些因素有关?
1.猜想:
电流通过电热器产生热量的多少与哪些因素有关?
。
2.设计实验:
(1)怎样比较通电导体产生热量的多少?
。
(2)如何研究通电导体电阻的大小对产生热量的影响?
。
(3)如何研究导体中电流的大小对产生热量的影响?
。
(4)如何研究通电时间对对产生热量的影响?
。
3.进行实验、归纳结论
(1)按课本图15-11所示电路图,分步实验。
(2)实验结论:
通电导体产生的热量与导体本身的、通过导体的以及通电时间有关。
导体的越大、通过导体的越大、通电的时间越长,电流通过导体时产生的热量就越多。
英国科学家焦耳经过大量的实验研究得出:
电流通过导体时产生的热量,。
公式:
Q=I2Rt
活动三:
推导焦耳定律
活动四:
电功(W)与电热(Q)的关系
纯电阻电路中:
Q=W非纯电阻电路:
Q〈W思考:
Q会大于W吗?
15.3电热器电流的热效应
(1)达标检测
1.下列几种家用电器中不属于电热器的是()
A.电炉B.电熨斗C.收音机D.电烙铁
2.一台电扇和一个电熨斗,如果使用时电流做功相同,则电能转化成的内能()
A、一样多B、电扇较多C、电熨斗较多D、无法比较
3.假设所有导体都没有电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是()
A.电热杯仍然能加热B.电风扇仍然能转动
C.电饭锅仍然能烧饭D.电熨斗仍然能烫衣服
4.电流通过导体时,电能转化成能,使导体发热,这种现象称为电流的。
5.某电热水器的铭牌上标有“220V1000W”字样,正常工作2h,消耗的电能是kW·h,
转变成的内能是J。
6.小李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”,它的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻。
将这个电热驱蚊器接在电源的两端,当电源两端电压为220V时,100s内产生的热量为J。
7.近年来,我国城乡许多地区进行了供电线路改造,改造的内容之一就是把电线换成更粗的,使他的电阻(增大/减小),电流在导线上产生的热量。
在线路改造时,还把电能表换成额定电流更大的,改造后可以使用的用电器总功率将(增大/减小)。
8.两电热器的电阻之比为2:
1,把它们串联后接入电路中,在相同时间内,它们产生的热量之比为,若将这两个电阻并联在电路中,在相同时间内,它们产生的热量之比为。
9.如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置,两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中,每一烧瓶里各插入一温度计。
请回答下列问题:
(1)合上开关,经过一段时间,两电阻丝产生热量的多少是通过反映出来的;
(2)采用这种连接方式的目的是。
第十五章 电功与电热
三、电热器 电流的热效应
(2)
【学习目标】
理解电热器的原理;理解焦耳定律的实验;利用焦耳定律进行简单计算;生活中有关电热的计算;理解电功和电热的关系。
【学习过程】
活动一:
理解电热器的原理
例1:
下列家用电器中,不属于电热器的是( )
A.电炉 B.电熨斗 C.电剃刀 D.恒温箱
练一练:
当温度降到一定程度时,某些物质的电阻会变为零,这种物质叫超导体。
当电流通过超导体时不发热,故超导体的应用具有十分诱人的前景。
假如科学家已研制出室温下就能使用的超导体,你准备将它用来制作
A.家用保险丝B.白炽灯泡的灯丝C.电炉的电热丝D.输电导线
活动二:
利用焦耳定律进行简单计算
例2:
为了使电阻丝在相同的时间内放出的热量增加到原来的2倍,应采取的措施是()
A.使电阻丝两端的电压增加1倍.B.使电阻丝的电阻增加到原来的2倍.
C.使电阻丝两端的电压减半.D.使电阻丝的电阻减半.
例3:
一只“220V,800W”的电饭锅,接在家庭电路中,求:
(1)电饭锅正常工作时的电流.
(2)电饭锅工作时的电阻.
(3)该电饭锅工作1h消耗的电能是多少?
(4)它工作lh放出的热量是多少?
活动三:
生活中有关电热的计算
型号
PCD-H40II
容积
40L
额定最高温度
75℃
额定电压
220V
额定功率
1.1KW
额定内压
0.75MPa
例5:
小刚同学家新买了一台点热水器,名牌上的部分数据如下表所示。
(1)热水器正常工作时的电流和电阻是多少?
(2)若在用电高峰时,电路上的实际电压只有200V,热水器把20kg的水从20℃加热到10℃需要38.5min。
该时间内热水器加热的效率是多少?
(c水=4.2×103J/(kg.℃),不考虑电阻随温度变化)
15.3电热器电流的热效应
(2)达标检测
1.家庭电路中,电饭锅
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