第十八章电功率精编导学案.docx

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第十八章电功率精编导学案

18.1电能电功

学习目标

1.知道单相电能表的用途、技术指标以及读数方法；通过实验探究电功的大小和哪些因素有关，理解电功公式的意义。

2.能初步运用电功公式计算有关问题。

3.进一步体会做功与能量转化的联系

重点难点

重点：

电功的概念和公式。

难点：

实验探究，同时注重理论联系实际从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。

学习过程

探究点1

一、电能在现代社会中的广泛来源与应用（阅读课本P87-89第一部分的内容,然后合上课本完成下列问题:

写出下列器件工作时的能量转化）

1、你知道生活中的电能有哪些来源吗？

水力发电、火力发电、风力发电、核能发电、太阳能发电、潮汐发电、垃圾发电…另外还有各种各样的电池。

它们分别把________能、________能、________能、________能、________能、________能、________能、________能转化为电能。

发电机和电池它们都是电源，总的说来都是把其他形式的能转化为电能。

2、你知道生活中的电能利用在哪些地方吗？

电灯泡把______能转变为______能；电动机把______能转变为_______能；电热器把______能转变为_______；太阳电池板把________能转变为_______能；电吹风机把______能转化成_____________；电风扇把_______能转化成_______能；电力机车把______能转变为_______能；热风干手器把______能转变为_______能；电炉把______能转变为_______能等等。

总的说来，消耗电能的实质是把电能转化为其他形式的能。

探究点2

2、电能的计量——电能表（阅读课本P88页的内容,完成下列题目,并记住下列内容）

1、电能的单位：

（1）国际单位：

，简称，符号为；

（2）常用单位：

，学名，符号为；

（3）换算关系：

1度=1kW·h=J。

练习：

（1）2kw.h=________J，3kw.h=________J，5kw.h=_________J

（2）7.2×106J=_______kw·h，10.8×106J=______kw·h

2、电能表

观察家中的电能表（或右图单相感应式电能表），了解电能表面板上或说明书上的技术参数，说出下列参数的含义。

（1）220V:

;

（2）10A:

;

（3）（20A）:

;

（4）50Hz:

;

（5）3000r/KW.h:

;

（6）3200imp/（Kw·h）:

.

3、阅读课本相关内容，完成下列问题。

（1）.电能表在家庭电路中的作用：

（2）、电能表是怎样读数的：

。

试一试：

家庭中的电灯、电视机、电风扇等用电器都是联在电路中的。

小林家4月底电能表读数为2708.7kW·h，5月底电能表读数如上图所示，那么5月份他家消耗了kW·h的电能。

若电费的价格为0.50元/KW.h,则小林家五月份应缴纳电费元

小结：

电能表计量电能的计算方法一：

。

4、IC卡电能表有许多优点，比如说它不用工人师傅每月查电表，节省许多人力，还能避免出错，省去了收电费时的许多麻烦。

IC卡中的金额用完后，电能表便能切断电源，能完全杜绝少数人光用电不愿意交电费的现象。

例1：

如果甲、乙、丙三位同学家的电能表上分别标出600revs/kW·h、1200revs/kW·h、1500revs/kW·h．则这三位同学家

（1）假设每家每天用电器均消耗1度电，电能表转过的圈数分别是多少？

（2）电能表均转一圈，消耗的电能分别是多少焦耳？

（3）一个月电表分别转多少圈？

（按30天计算）

（4）若甲同学月初示数为3442.6月末示数为3510.1则他们这月共用了多少度电？

合多少焦耳？

若每度电0.54月，这月电费多少？

小结：

电能表计量电能的计算方法二：

。

探究点3

3、电功

1、大量事实表明：

电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比.电功等于电压、电流和通电时间的乘积。

公式：

电功=电压×电流×通电时间即

2、国际单位：

焦耳，简称焦，符号J。

1J=1V·A·S

常用单位：

千瓦时（度）1度＝1kW·h=3.6×106J

强调：

（1）公式W＝UIt中，W、U、I及t四个量都是对同一段电路而言，即“同一导体，同一时间”；

（2）四个量的单位必须用国际单位。

例2、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J？

合多少kwh？

例3、小芳家里的电能表标有“6400imp/（kWh）”的字样，则该电能表耗电指示灯100s内闪烁了220次，电路中用电器消耗的电能是J。

如果此时电路中只有取暖器单独工作，则流过该取暖器的电流是________A。

巩固练习：

1、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0.5元，则小强家应付电费元？

2、电能在日常生活、生产中应用广泛，请你说出下列应用电能时能量的转化情况：

（1）电饭锅将电能转化为_______；

（2）日光灯将电能转化为_________；

（3）电动机通电转动，将电能转化为_______；（4）电热孵化器将电能转化为________；

（5）人造卫星展开太阳能电池板，把______能转化为______能提供给卫星上的用电器。

（6）火力发电厂把燃料的能转化为电能；风力发电将能转化为电能；水力发电将能转化为电能。

3、小明家里有许多电器，例如：

电灯泡（A）、洗衣机（B）、电风扇（C）、电饭锅（D）、收音机（E）、电熨斗（F）、电炉子（G）、电冰箱（H）、日光灯（I）。

请你按下列能的转化把它们归类：

（1）电能转化为光能：

__________________；

（2）电能转化为热能：

_________________；

（3）电能转化为机械能：

_________________；（4）电能转化为声能：

_________________。

4、如下左图电路中，如果R1∶R2=3∶2，当开关S闭合时，则它们两端电压之比U1∶U2=____，在相同的时间内，R1和R2中的电流做的功之比W1∶W2=____.

5在下右图中，如果R1∶R2=3∶2，当S闭合时，则通过它们的电流强度之比I1∶I2=____，在相同时间内，R1和R2中的电流做的功之比W1∶W2=　　　　　　　　

第4题第5题

6、如图所示的电路中,电阻R2=20Ω,电源电压为9V,电流表示数为0.3A,问:

（1）通电2min,电源提供的电能是多少?

（2）通电10min,电流在R1上做的功是多少?

7.把电池组与电阻R1、电流表连成一个完整的电路，如图，电路接通后，电流表示数为1.5A，如果在此电路中再串联一个阻值为2Ω的电阻R2，电流表示数为1A，求串联电阻R2后，通电2min，电流通过电阻R1所做的功是多少？

8、如图所示的电路中，电源电压恒定为12V，R2=40Ω，开关S闭合后，电流表示数为0.8A，求：

1min内电阻R1消耗的电能是多少？

9、．一个家用电能表的盘面上标有“3000r／kW·h”字样，若某个电热水器单独使用时，电表转盘在300s内转了210转，则热水器消耗的电能是多少？

这个热水器放出的热量能使多少质量的水温度升高10℃？

[假设没有能量损失，已知：

c水=4.2×103J/（kg·℃）]

10、半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受温度影响较大．如图14甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图像.根据这种半导体材料电阻的特性，小明和他的同学设计了一个电路（如图14乙），可以测定某一空间的温度，使用的器材如下：

半导体电阻、电源、电流表（0—0.6A）、开关、定值电阻R0（10Ω）、导线若干．

（1）定值电阻R0的作用是什么？

．

（2）当环境温度为20℃时，电流表的读数为0.2A，求电源的电压．

（3）电流表的读数为0.4A时，求当时环境温度和10秒内半导体电阻中电流做功分别是多少？

18、2电功率

【知识目标】：

1、知道电功率的定义、定义式、单位。

2、理解额定电压与额定功率。

3、会用电功率的公式P=UI进行简单的计算。

4、能综合运用学过的知识解决简单的电功率问题。

【教学重点】

重点：

理解电功率定义，电功率的相关计算，区分实际功率和额定功率。

【教学难点】

难点：

实际功率和额定功率的区分及实践意义

课堂探究：

知识点一：

电功率

1.家里的电能表上的铝盘有时慢悠悠，有时急匆匆。

为什么呢？

2.深入探究：

观看课本91页演示实验进行小组讨论：

所在电路电能表转的快，所在电路电能表转的慢，相同的时间内哪个电路消耗的电能多？

哪个电路中用电器消耗电能消耗的快？

怎样表示消耗电能（或电流做功）的快慢？

3．

（1）概念理解：

在物理学中，用电功率表示电流做功的快慢。

电功率用P表示。

（2）计算公式为P==，

（3）单位是、和符号、和

（4）换算：

1kw=w，1w=mw

（5）24W、500W，说的就是用电器的电功率。

功率越大代表相同时间内消耗的电能越多，消耗电能越快，电流做功越快。

（6）阅读小资料了解不同用电器的功率.

4.练一练：

（1）公式P=W/t中,P的单位通常用W,W的单位用J,t的单位用s,可得到1w=1J/s,也就是说，1w的物理意义是用电器每秒做功1焦耳，那么节能灯24w的物理意义是。

（2）一盏电灯25h耗电1kW.h,这盏电灯的功率是多少？

知识点二：

千瓦时的由来

1．千瓦、千瓦时一样吗？

他们分别是那个物理量的单位？

它们之间有什么关系？

2．①自主学习课本93页，了解千瓦时的由来。

②自学例题。

③例题变通验证千瓦时与焦耳之间的换算关系：

某用电器的电功率是1kW，工作了1h，用电多少千瓦时？

某用电器的电功率是1kW，工作了1h，用电多少焦耳？

④小组讨论“想想议议”：

记者错在哪里？

3．1kW·h=J。

4.练一练：

下列哪个是功率的单位（）

A.瓦特B.J/s（焦耳每秒）C.伏*安D.千瓦E.千瓦时F.焦耳

知识点三：

额定电压额定功率

1．“220v,9w”和“220v，24w”的节能灯正常工作时消耗电能的快慢一样吗？

哪个更亮一些？

“24w”的节能灯在任何时候都一样亮吗？

找出支持的事例。

2．

（1）观看演示实验，通过现象总结规律。

（2）自学额定电压与额定功率

3．

（1）额定电压，额定率。

（2）电灯泡上标着“PZ22025”字样，其中220是指，25w是指。

（3）

根据实验结果可知实际功率和额定功率的关系：

当U实=U额时，P实_________P额，用电器正常工作；

当U实

当U实>U额时，P实_________P额，用电器容易被烧坏。

（4）灯泡的亮暗情况取决于灯泡的________________。

4．练一练：

一只电热水壶的铭牌上标着“220V1000W”的字样，它正常工作时，这只灯泡的额定电流和灯丝的电阻各是多少？

如果把它接入一个110V电压的电路中，它实际消耗的电功率是多少?

与正常发光相比是亮些还是暗些？

如果把它接入一个250V电压的电路中，它实际消耗的电功率是多少?

与正常发光相比是亮些还是暗些？

知识点四：

电功率的测量

1.给你一个用电器可以用什么办法知道它的电功率？

2.小组讨论总结

3.

（1）查阅名牌、使用说明书

（2）通过电功率的计算公式P=W/t进行测量：

电冰箱电功率的测量方法及步骤。

（3）通过电功率的计算公式P=UI进行测量：

小灯泡电功率的测量方法。

4.练一练：

（1）小芳家的电能表标有“3600imp/（kWh）”字样，若该电能表耗电指示灯100s内闪烁220次，电路中用电器消耗多少电能？

若此时电路中只有取暖器单独工作，求通过该取暖器的电功率。

（2）、如图，当闭合开关后，灯泡刚好正常发光，

求：

（1）通过灯泡的电流是多少安？

（2）电阻R的阻值是多少？

巩固练习：

1、某用电器电功率是800W，其物理意义是。

一用电器在10min

内做功440J，则此用电器的功率是_______W

2、某电路两端的电压是30V,4S内电流做功240J,则这段电路的电功率是＿＿＿W,通过的电流是＿＿＿A,这段电路的电阻是＿＿＿Ω。

3、教学楼走廊的路灯标有“220V，40W”，办公室里的台灯标有“220V，60W”，它们正常工作时_____灯比较亮，因为它的______比较大；若电源电压是200V，这两盏灯都比原来______（选填“亮”或“暗”）,台灯的实际功率________（选填“大于”、“小于”或“等于”）它的额定功率。

4、把标有“6V6W”的L1灯和标有“6V3W”的L2灯串联，接在6V的电源上，则（）

A、两灯一样亮B、L1比L2亮C、11比L2暗D、两灯都能正常发光

5、额定电压相同的甲、乙两灯并联在电路中时，甲灯比乙灯亮，那么（）

A．甲灯的额定功率比乙灯的大B．甲灯的电阻比乙灯的大

C．通过甲灯的电流强度比通过乙灯的小D甲灯两端的电压比乙灯两端的电压大

6、甲、乙两盏电灯的额定电压相同，把他们串联在某电路中时，甲灯比乙灯亮。

则下列说法中正确的是（）

A.通过甲灯的电流比乙灯小；B.通过甲灯的电流比乙灯大；

C.甲灯的实际功率比乙灯小；D.甲灯的额定功率比乙灯小。

7、有一个标有“8V、2W”的小灯泡．如果接按在12伏特的电源上必须____联一个电阻值为____Ω的电阻才能使小灯泡正常发光，此时在这个电阻上消耗的电功率是_________W。

8、电阻R1：

R2=3：

1，若将它们串联在电源两端，相同时间内电流做功之比W1：

W2=；电功率之比P1：

P2=。

9、某家用电能表上标有“220V　5A　3000R/kWh”的字样，当家中用电器全部工作时，电能表1min内转了45转．由此可估算出该家所有用电器的总功率为__________W；若该家全部用电器工作时的总电流不超过电能表的额定电流，还可以再增加________W以下的用电器．

10、将两盏“220V40W”的电灯串联后接在220V的照明电路中，两盏电灯的实际功率之和是（）

A．20WB、40WC、60WD、80W

11、爱思考的林刚利用图所示的电路进行实验，当闭合开关S后，发现标有“6V,3W”的灯Ll和标有”12V,3W”的灯L2，亮度并不相同。

巳知电源电压为6V，不考虑灯丝电阻值随温度的变化。

求：

（1）通过灯泡Ll的电流为多大?

（2）灯泡Ll每分钟消耗多少电能?

（3）灯泡L2的实际功率是多大，电路中灯L1、和L2哪个更亮?

12、将L1“12V6W”和L2“12V4W”的两盏灯串联接在某电源上，已知其中有一盏灯恰好正常发光，而其中的另一盏比正常暗，

问：

（1）哪一盏正常发光？

（2）电源电压是多大？

（3）电路的总功率是多大？

13、在图如所示的电路中，电源电压不变，灯L上标有“6V　3W”字样。

当开关S闭合时，L正常发光，电流表的示数为0.6A。

求：

（1）通过灯L的电流；

（2）电阻R2的阻值；（3）在10s内，电流通过电阻R2所做的功。

14、如图所示的电路中，电源电压不变，当开关S闭合时，通过R1的电流为3A，当开关S断开时，Rl两端电压为5V，R2的电功率为10W，求电源电压U和Rl、R2的阻值．

图甲

15、小明利用标有“6V6W”的灯泡L1和“6V3W”的灯泡L2进行实验。

（1）当L1正常发光时通过的电流多少A？

（2）如图甲所示：

ＯＡ和ＯＢ分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。

现将两灯连入图14乙所示电路，要使其中一个灯泡正常发光，电路中电流表的示数为多少A？

电源的电压是多少？

电路消耗的总功率为多少？

18、3测量小灯泡的电功率

学习目标

1.知道影响小灯泡的电功率大小的因素，在实验过程中加深电功率概念的理解，体验额定功率与实际功率的区别。

2.熟悉基本实验器材，正确的使用和操作滑动变阻器、电表等实验仪器。

3.进一步了解电功率的含义及其在生产、生活中的应用。

重点难点

重点：

用伏安法测定小灯泡的额定功率和不在额定电压下的功率。

难点：

额定功率、实际功率的理解。

课堂探究：

一、知识链接

1.电功率的计算公式为P=　=　（普适）；国际单位是。

2.决定灯泡明亮程度的物理量是。

3.画出“伏安法”测电阻的电路图。

二、自主学习：

1、实验原理是：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2、实验中用到哪些测量仪器：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

3、尝试画出实验电路图：

（温馨提示：

整理在“课堂笔记”中）

（1）、用＿＿＿＿测出小灯泡两端的电压，并＿＿＿＿接在电路中；用＿＿＿＿测出通过小灯泡的电流，并＿＿＿＿接在电路中；

（2）要测小灯泡的额定电功率，可以用＿＿＿调节灯泡两端的电压，应＿＿联在电路中，在闭合开关前，它的滑片应滑到＿＿＿，这样做是为了防止电路中的电流过大，将灯泡烧坏。

三、合作探究（灯泡上标有2.5V的字样）

1、连接电路时开关应处于＿＿＿＿状态。

2、测额定电压是2.5伏的小灯泡的电功率时,至少要选节＿＿＿干电池串联作电源。

为保证实验中灯泡不被烧坏，加在小灯泡两端的电压最大不能超过＿＿＿。

3、电压表的量程应选＿＿＿＿，电流表的量程应选＿＿＿＿

4、在实验中，通过移动滑动变阻器的滑片来改变电路中的＿＿＿＿，从而达到改变小灯泡两端＿＿＿＿的目的。

滑动变阻器在本实验中起什么作用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

5、根据你的实验方案利用桌上的器材结合教材正确连接电路并进行实验。

实验要求

两端的电压/V

通过的电流/A

电功率/W

发光情况

小灯泡两端的电压低于额定电压

2

小灯泡在额定电压下工作

2.5

小灯泡两端的电压是额定电压的1.2倍

3

6、小灯泡两端的实际电压只有＿＿＿＿额定电压时才能正常发光，即U实＿＿＿＿U额时，P实＿＿＿＿P额；当U实＿＿＿＿U额时，P实＿＿＿＿P额；当U实＿＿＿＿U额时，P实＿＿＿＿P额。

7、结论：

可见用电器的实际功率随其工作电压的变化而变化。

小灯泡的

亮度取决于＿＿＿P实越大灯泡越＿＿＿，P实越小灯泡越＿＿＿

8、在实验中出现了哪些故障？

是怎样解决的？

9、分析讨论：

最后需要求电功率的平均值吗？

为什么？

练习：

在“测定小灯泡的功率”的实验中（小灯泡标有“3.8V”字样，灯泡的电阻约为12Ω）：

（1）在连接电路时，开关应该是的。

（2）某同学在连接实验电路时还有导线未接上，如图1所示。

请你用笔画线代替导线，把图中电路连接好，闭合开关后，要求变阻器滑片向右移动时灯泡变亮（请勿更改原有导线，且所有导线不得交叉）。

（3）正确连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数.为时，灯泡正常发光，此时电流表的指针位置如图2所示，其示数为，则小灯泡的额定功率是。

四、知识拓展：

利用家用电能表测算家用电器的电功率

提出问题：

怎样测算家用电器的电功率呢？

猜想：

利用家用电能表和计时器测算家用电器的电功率

制定计划与设计实验：

交流与讨论：

1．测算家用电器的电功率的原理是什么？

2．读出教师所展示的电能表铭牌，并说出它们各有什么意义？

2500R\KW．h，它表示用电器每消耗1KW．h的电能，电能表的转盘转过转；

3．若测算家用电吹风的电功率应该怎么办呢？

应该关闭家里的电器，只启动；利用测量电吹风工作时电能表铝盘转n转所用时间为t;

4．你能推导出计算电功率的公式吗？

试一试！

（用字母代表所涉及的物理量）

小结：

利用家用电能表测算家用电器的电功率

（1）电能表转一转消耗的电能

（2）电吹风工作时电能表铝盘转n转消耗的电能

（3）电吹风的电功率为P=W/t

练习：

1、小明家的电能表如图所示，家中用电器的总功率不能超过W,当小明家只有一盏电灯工作时，3min转盘正好转过5圈，则该灯泡消耗的电能是J,它的功率为W。

2、电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW·h）”字样，将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表指示灯闪烁了300次。

该用电器在上述时间内消耗的电能为__________kW·h，它的电功率是__________W。

巩固提高：

1、小明选用了以下器材测一个电阻的阻值：

待测电阻Rx（

阻值大约25Ω）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器（20Ω1A）、电源（电压为12V且恒定不变）、导线若干。

图15是小明连接的实物电路，请你完成以下工作：

（1）实物电路连线中存在两处错误，它们分别是?

__________?

_____________

（2）改正错误后，请你在在图15右侧画出正确的实验原理图。

（3）连接好电路并检查后（滑动变阻器已处于最大阻值处），为了防止电路连接不当或错误，造成仪器损坏，必须进行__________________。

（4）为了减小实验误差，应多次改变滑动变阻器滑片的位置，读出并记录每次对应的______示数和______示数，计算每次待测电阻的阻值。

若多次测量的电阻值依次为Rl、R2、R3、R4，则待测电阻的阻值Rx=____________。

2、在用电流表、电压表测小灯泡功率的实验时，灯泡上标有“3.4V”字样。

小红设计了实验电路图，如图16-14所示，并连接了部分实验电路，如图16-15所示。

（1）请帮助小红完成实验电路的连接。

（2）连接完实验电路后，小红闭合开关，发现灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数且接近于电源电压，请帮助小红分析电路出现故障的原因：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）排除故障后，小红调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，此时电流表的示数如图16-16所示，读数为＿＿＿＿＿＿＿＿A，则小灯泡的额定功率为＿＿＿＿＿W。

（4）假若电压表15V量程损坏，3V量程能正常使用，电源电压为6V且稳定不变，仍利用现有的器材完成实验，你认为如何操作＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

3、小红要测一个小灯泡的电功率，她选用了以下器材：

一只标有“2.5V”字样的小灯泡（灯丝电阻约为8Ω）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器（20Ω1A）、导线若干及电源（电压为4V）。

（1）请你选择合适的量程，用笔画线代替导线，将图16中的电路实物图连接完整。

（连线不得交叉）。

（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于_________端（填“最左”或“最右”）。

（3）小红测量了小灯泡两端的电压为3.0V时的功率后，若要测小灯泡的额定功率，应使电压表的示数为___________V，须向__________端（填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑动触头。

当达到额定电压时，电流表的示数如图17所示，则小灯泡的额定功率为_______W，灯泡在额定功率下工作10s，电流通过灯泡所做的功是________J。

4、在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。

（1）连接电路时开关应，电流表的量程应选0～A。

（