电功率及其计算Word下载.docx
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课本用了列表的方式将相关物理概念以及它们的单位罗列出来（如右图中红色线框所示），便于学生将新旧知识进行联系。
千瓦时，也即生活中最常用的“度”的含义也就明确了。
并且后面提供了相应的例题，熟悉了电功率的计算方法和步骤。
第四，关于电功率的测量问题，其实电表已经是一种非常方便的测量仪器，但是它不能使学生将电功率与以及熟悉的电流、电压结合起来，因此，通过利用电流表和电压表来测量电功率，则为学生提供了一个温故知新的机会。
本节教材的安排，既有现象的展示，也有理论的论述，更有学生的实验探索，并穿插以相关的练习，因此整个过程主题清楚而富有变化，非常适合于学生的学习。
沪科版第十五章第二节电流做功的快慢
一、教材说明
1.理解电功率概念，定义式，知道电功率的单位以及换算关系；
4.知道电功率的测量方法，并能利用实验来研究电功率与哪些因素有关。
第一，教材开篇很好地注意到学生前后知识间的联系，直接点出电功率引入的必要性，因此电功率的比值定义式也就自然得出了。
教师要充分理解教材编写者的意图，在教学中要注意学生的知识准备，进行必要的复习，并注意前后知识间的联系。
第二，电功率的单位，要理解W（瓦特）的含义，并知道单位间的换算关系。
第三，本节一个非常重要的环节，即利用实验来研究电功率与哪些因素有关。
因此学生要明确在实验的理论基础是什么，由此得出哪些量是必须知道的，而利用现有仪器，是否可以达到要求，操作中哪些因素是可以控制的，可以测量的，而这些对学生来说有一定困难，教师要注意发挥学生的能动性，并做好指导，以使学生可以进行顺利的探究。
课本中是提供了一种思路，即利用电热来知道电功，在实际测量中是非常困难的，因为当煤油的温度高于室温，它将向周围散热，因此要注意减小实验过程中的热交换。
另外也可以根据自己学校的实际情况，设置更加合理的实验方案。
通过学生实验探究、推导、讨论、回顾等环节，也就理解了电功率的另一计算式：
第四，要区分额定功率与实际功率。
教材以非常醒目的标题将二者列出，利于学生将二者对照、区别。
最后辅以相关的练习，熟悉电功率的相关计算过程，巩固电功率知识的建构。
2.2设计理念
在本节实验探究的教学中，建议要帮助学生理解实验设计方案，突出收集证据、分析与论证两个环节。
本节实验的设计思想是煤油增加的内能是从电转化来的，即Q=W，而Q吸=cm（t2-t1）,
所以做实验时要首先测出瓶中煤油的质量，在闭合电路开关之前要读出插入煤油中的温度计示数t1。
在闭合电路开关的瞬时按下停表开始计时，然后读出电流表和电压表的示数，这就是实验步骤的由来。
在收集证据时要注意按表停止时，观察温度计，待温度计内的液柱不再上升，记下温度计的示数t2。
本节怎样进行分析与论证呢？
煤油吸收的热量由Q=cm（t2-t1），再用P=W/t=Q/t计算出功率。
对P与U、I的关系，建议告诉学生用加减乘除的方法去研究分析实验数据，首先用加法，但U与I是两个不同的物理量，不能相加，当然也不能相减。
再用除法，由于U/I是电阻，I/U是电阻的倒数，故相除不是电功率。
最后用乘法，U与I相乘，由于U与I相乘，与P有点差异，这就是引导学生进行误差分析。
误差产生的原因有：
⑴玻璃瓶与空气要吸收一部分热量；
⑵观察温度计示数t2时，时机掌握的是否恰当；
⑶温度计玻璃泡与电阻丝距离是否恰当；
⑷测量工具精度不够；
⑸读取实验数据的人也会引起误差。
只有找到误差产生的原因，才能使学生正确得出P=UI。
在得出P=UI后，要向学生介绍额定电功率与实际电功率，学生比较容易理解；
额定电功率，实际电功率的计算会使学生感到困难。
教材在介绍了实际功率的概念后，安排一个例题计算实际电功率，这是非常必要的。
例题的教学建议采用讲授法，然后再补充1-2道有关实际功率的题目让学生讨论，以加深对额定功率和实际功率的理解。
2.3教学案例
教学内容：
【教学目标】
知识与技能：
1.了解电功率的概念、物理意义、单位，以及影响电功率的因素。
2.会用功率的计算公式P=W/t=UI进行简单的计算。
3.理解用电器的额定电压、额定功率和实际电压和实际功率的含义以及它们之间的区别和联系。
过程与方法：
理解实验设计方案，经历实验探究过程（突出收集证据、分析论证两个环节）。
通过探究活动总结出电流做功的快慢与哪些因素有关。
情感态度与价值观
1、通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。
2、在共同完成实验探究的过程中，让学生增加与他人的协同、合作能力，培养同学之间相互协作的团队精神。
【教学重点】
1、探究煤油加热时电能转化为内能过程，研究电流做功快慢与电压和电流关系。
2、电功率的概念、公式及其应用。
3、额定电压、额定功率和实际电压和实际功率的概念。
【教学难点】
1、根据实验数据分析论证电功率与哪些因素有关。
2、理解额定功率和实际功率区别和联系。
【教学准备】
教师演示器材：
低压电源，演示电流表、电压表，标有“3.8V”的小灯泡，开关、滑动变阻器各一个，导线若干，“220V40W”白炽灯泡一只，画上用电器铭牌的小黑板一块，写有例题、预习题的小黑板一块，示教电路板一块。
学生实验器材：
（每实验小组一套）学生电源一台、不同阻值的电阻丝若干根、学生电压表一只、学生电流表一只、开关一个、温度计一支、煤油、带开孔橡皮塞的瓶子一个、天平一台、线夹和导线若干、停表一只。
【教学过程】
一、复习提问：
1、电功大小与什么有关？
电功的公式和单位是什么？
2、电流通过洗衣机半小时做功18000焦；
电流通过电车2秒钟做功1200焦。
问：
电流通过洗衣机和电车时哪个做功多？
哪个做功快呢？
通过计算告诉学生：
在日常生活中，不仅要了解电流做功的多少，还需要知道电流做功的快慢，电流做功的快慢，仅从它做功的多少来考虑是不行的，必须比较它们在相同的时间里看哪个做的功多，这就跟比较运动快慢和物体做功的快慢一样。
由此引入课题。
二、新课教学：
通过类比的方法引入电功率的概念：
（l）怎样比较物体运动的快慢？
（物体在单位时间内通过的路程→速度。
）
（2）怎样比较力对物体做功的快慢？
（物体在单位时间内完成的功→功率。
（3）怎样比较电流做功的快慢？
（电流在单位时间内所做的功→电功率）
1、电功率：
（1）定义：
电流在单位时间内所做的功叫电功率
（2）物理意义：
电功率是表示电流做功快慢的物理量
（3）公式：
P=W/t（定义式）
（其中：
P—电功率，单位：
瓦；
w—电功，单位：
焦；
t—时间，单位：
秒。
）
（4）单位：
瓦特，简称瓦，符号是“w”。
常用单位：
千瓦，符号是“kw”。
换算关系：
1kW=1000W
（5）实验探究：
电流做功的快慢与哪些因素有关
[猜想与假设]
教师提示同学根据上一节探究结果，猜想一下，电功率与哪些因素有关？
通过讨论，由电功的计算公式，有部分学生很快就会想到P=W/t=UIt/t=UI与电路两端的电压和电路中的电流有关。
[制定计划与设计实验]
教师引导学生仿上一节“探究电流做功与哪些因素有关的实验”设计“探究电功率与哪些因素有关的实验”。
分小组设计要测量哪些量？
怎样测量？
分析：
由P=UI可知需要测量P、U、I三个物理量。
U、I直接用电压表和电流表测量，而P要间接测量。
而P=W/t中的t可以用停表直接测量，由于煤油增加的内能是从电转化来的，所以电流所做的功W只能间接测量煤油吸收的热量得到。
即W=Q=cm（t2-t1）。
从而设计出实验电路和记录表格。
（先画在小黑板上）
[进行实验与收集证据]
提示：
首先要用天平测出瓶中煤油的质量，在闭合开关之前要读出插入煤油中的温度计示数t1，在闭合开关的同时按下停表开始计时，并读出电流表和电压表的示数。
约2分钟左右按表停止计时，此刻观察温度计，待温度计内的液柱不再上升时，记下温度计的示数t2。
然后多次改变电阻丝的阻值，重复以上实验过程，并收集数据。
这一系列的工作均需要和同伴合作完成。
[分析与论证]
煤油吸收的热量由Q=cm（t2-t1）计算出来，再用P=W/t=Q/t计算出电功率，比较各次实验得到的数值，看P和U、I有什么关系？
建议学生用加减乘除的方法去分析研究实验数据，首先用加减法，但U、I是两个不同的物理量，不能相加减；
再用除法，由于是U/I电阻，I/U是电阻的倒数，故相除不是电功率。
最后用乘法计算出UI的值，并与P进行比较得出P=UI。
[实验结论]
电功率跟电压成正比，跟电流成正比
[实验评估]
学生交流实验得到结论后，对实验过程进行反思，谈谈存在的问题和需要改进的地方。
学生由实验数据不一定会得到P=UI的结论，教师要引导学生分析误差产生的原因:
玻璃瓶和空气要吸收一部分热量；
实验仪器并非精确；
电流表、电压表、温度计、天平读取的数据误差不可避免地存在。
（6）电功率的计算公式：
P=UI
让学生推导电功单位KW·
h和J的关系：
由P=W/t得W=Pt=1000W×
3600s=3.6×
106J
由P=W/t=UI可知单位关系：
1瓦特=1焦/秒=1伏特·
安培
2、额定功率和实际功率：
（1）额定电压：
用电器正常工作时的电压。
（常用U额表示）
（2）额定电流：
用电器正常工作时的电流。
（常用I额表示）
（3）额定功率：
用电器正常工作时的功率。
（用P额表示）
（4）实际电压：
用电器实际工作时的电压。
（用U实表示）
（5）实际功率：
用电器与实际电压所对应的功率。
（用P实表示）
（6）P额与P实的关系：
演示：
小灯泡在不同电压下的亮暗程度
当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作；
当U实<
U额时，P实<
P额，用电器不能正常工作；
当U实>
U额时，P实>
P额，用电器容易被烧坏
注意：
每个用电器的P额只有一个，而P实有无数个，我们平常说这是一个40瓦的灯泡，指的是这个灯泡的额定功率是40瓦。
。
灯的亮度由它实际消耗的电功率决定，灯泡越亮，表明其消耗的实际电功率越大。
（7）常用电器的铭牌标志：
教师出示“220V、40W”的灯泡和铭牌，让学生观察，然后挂出有铭牌的小黑板，介绍灯泡上的标志和铭牌的意义；
最后让学生说出上一些电器设备的铭牌标志的意义。
如电灯泡标有“PZ220-25”；
电烙铁标有“36V、1000W”；
电能表标有“10A、3000r/KW.h”各表示什么意思？
3、例题讲解：
例：
将“PZ220-60”的灯泡分别接入220V和200V的电路中，求灯泡工作时的电阻以及对应电压下的实际功率。
（1）由学生读题，理解题意，弄清已知条件有哪些？
待求物理量有哪些？
（2）教师引导学生分析怎样求灯泡的电阻：
方法一：
由P额=U额I额，得I额=P额/U额求出I额，再由欧姆定律推导式R=U额/I额求出电阻
方法二：
把欧姆定律代入功率公式，由P额=U额I额=U2额/R
得R=U2额/P额求出电阻
（3）教师引导学生分析怎样求灯泡的实际电功率
1当灯泡接在220V电路中时，P实1=P额=60W
2当灯泡接在200V电路中时，假设灯丝电阻不变
先根据I实=U实/R求出I实2，再根据P实2=U实2I实2
求出P实2
把欧姆定律代入功率公式得：
P实2=U实2I实2=U2实2/R
3反思：
用电器的实际功率由什么条件决定？
为什么中要指明灯泡工作时的电阻？
解题时为什么要假设灯丝的电阻不变？
三、巩固练习：
1、将一盏电灯接在电压是220伏的电路中，通过灯泡的电流是68毫安，这个灯泡的功率是多少瓦？
一个月通电100小时，电流所做的功是多少焦？
合多少千瓦时？
2、小明家有一电水壶，铭牌如表所示，壶中装有3升20℃的水，
额定电压
220V
额定电功率
840W
频率
50Hz
容量
4L
瓶重
2Kg
求：
①壶中所装水的质量是多少？
②在额定电压下烧开这些水需要多少分钟？
（设壶内气压为标准大气压）
③若在用电高峰，电热水壶的实际电压为额定电压的90℅，则此时该水壶的实际电功率是多少？
四、总结：
1、电功率的定义、公式、单位
2、探究得到了电功率与电压、电流的关系
3、额定功率和实际功率的区别和联系
五、布置作业：
本节课后题
2.4案例评析
本节课的教学内容相对来说比较多，实验探究所占时间也比较长，如何合理地设置教学过程才可以有效地帮助学生学习是教师需要慎重思考的。
在知识方面，教师对学生关于主课题——电功率的相关知识把握比较到位，而电功率的学习，从物理意义上来说，需要有电功的概念作为基础，在方法上，有比例定义物理量的思想，在探究过程中，更是需要有比热、热量计算的知识作为铺垫。
本案例中，教师都在合适的时机对相关知识进行了说明，而又不增加学生负担，做到了温故而知新。
在实验探究方面，直接让学生去猜是非常困难的，在此教师作了必要的引导，使学生理解了要探究“电功率与哪些因素有关”，首先要测量电功率，而电功率是难以测量的，但有了电功率的定义式，学生自然想到电功，利用电功与时间的比值即可得到电功率。
于是问题进一步细化，电功如何知道？
课本上是利用电流发热来测量电功的，在此，由于热量计算不是本节课要点，因此，教师直接给出计算式，有利于学生顺利地对电功率进行研究，而不至于精力分散。
因此教师是希望学生能够发现问题，并提出相应的解决方案，教师帮助的属于技术环节，从而保证了探究过程的顺利进行。
在习题选择方面注意巧妙变化，既巩固了知识，又调动了学生学习的积极性。
在教学过程方面，各个环节环环相扣，后一个问题都以前一个问题为起点，学生在学习过程中不断产生新的问题，引发了进一步的探索和讨论，促进了新知识的构建。
因此本案例中，充分发挥了教师的主导作用，使得课堂流畅进行。
三、实验探究
3.1探究目标
在教师引导下，学生利用电阻丝为煤油加热的实验探究电功率与哪些因素有关的问题。
通过探究，培养学生实验研究意识，发展基本的观察、预测、交流、解释技能，提高其设计探究方案的能力。
3.2探究过程
1、明确实验目的，寻找实验变量
根据电功率的定义式
，明确实验目的，即从对实验的结果的分析中得出P与哪些因素有关。
寻求准确测量定义式中的各物理量的方法
2、设计实验方案，记录并分析数据，得出实验结论
明确实验目的，教师给出实验器材，学生自己设计实验步骤，列出记录实验的表格，记录并处理实验数据。
在此过程中，学生们能够欣赏自己的方法，学习他人的方法，来拓展自己的思维，培养实验探究能力。
3.3探究评价
科学探究环节
科学能力评价指标
确定能够研究的问题
是否将相关的问题记录在笔记本上；
是否讨论研究问题的合理性。
制定调查研究计划
是否进行小组合作；
每个成员是否都对小组工作进行记录；
是否对其他同学提修改建议。
执行研究计划
是否参与组装和调试设备；
是否设计和使用表格收集数据；
是否制定数据收集程序；
是否独立进行实验操作。
分析论证
是否能够对数据进行科学分析；
是否能够介绍自己的数据、分析和结论。
学生个人成绩的评价
过程中关注每个学生在向全班做报告、与同学交流及使用实验设备的表现；
结果上关注学生独立工作或参与小组工作时的成果，包括研究课题草案、对其他同学的工作提出的意见及个人工作笔记等。
四、互动交流
4.1.课程作业
1、您通过这一节课相关内容的学习有什么收获？
2、您认为这节课有哪些需要改进之处？
3、请自己列出以电功率为中心的知识概念图。
4.2.疑难问题
1、你是否还有其它较为简便易行的测量电功的方法？
2、结合你的实际教学过程，说说学生在探究过程中出现哪些问题，并对其原因进行分析?
五、资源建设
5.1.配套习题
1.下列表示电功和电功率的单位是（）
A.千瓦时和焦耳B.千瓦和瓦特C.焦耳和瓦特D.千瓦和焦耳
2.用电器的功率大表示（）
A.消耗电能多B.消耗电能快C.用电器电流大D.用电器工作时间长
3.标有“36v15w”的车床台灯和标有“220v15w”的家用电灯都正常工作1h消耗（ ）
A.一样多B.后者多C.前者多D.无法判断
4．一个灯泡的电功率是100w，1度电可供它正常工作_______小时
5.一盏电灯25h耗电1kw·
h，这盏电灯的功率是多少？
6.收集下列电器的铭牌，了解它们的额定电压和额定功率（STS活动）。
电冰箱、电熨斗、
电视机
、电烙铁
、电风扇
、微波炉、
洗衣机。
7.知识拓展：
每个家庭都需要照明的电灯，目前市场上既有白炽灯，又有电子节能灯，究竟哪一种灯更好呢？
某中学的同学在课外调查中就这个问题进行了调查，了解到的如下情况：
60W的白炽灯与11W的电子节能灯发光效率相当，他们选择其中的一组进行研究，收集了如下表中的数据：
项目
额定电压/V
额定功率/W
寿命/h
单价/元
当地电费/元
白炽灯
220
60
1000
1.5
0.58
电子节能灯
11
5000
30
请根据表中所列的数据，说明你应该选择何种照明灯具更经济？
（要求写出所依据的物理原理和必要的文字说明）
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