2019 最新滬科版物理高二上9-B電功 電功率教案(2)電功和電功率教學教案（一）知識目標1、知道電功是指電場力對自由電荷所做的功 , 做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程。2、理解電功、電功率的概念及表達式的物理意義并能用電功的公式進行有關的計算。3、了解額定電壓、額定功率、實際功率的意義。4、知道電功率、熱功率的聯(lián)系和區(qū)別（二）能力目標1、通過燈泡工作功率的演示, 培養(yǎng)學生觀察能力和利用實驗分析和處理實際問題的能力。（三）情感目標1、通過演示實驗, 加強學生對物理實驗的重視, 培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度。2、通過電能和其他能的轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律的講解進一步滲透辨論唯物主義觀點的教育和節(jié)約能源勤儉節(jié)約的優(yōu)良傳統(tǒng)。3、通過燈泡實際功率的演示, 對學生進行安全意識教育。教學設計方案電功、電功率一、教學目標1、理解電功、電功率的概念, 公式的物理意義。2、了解實際功率和額定功率。3、了解電功和電熱的關系。4、了解公式（）和（）的適用條件。5、知道非純電阻電路中電能與其他形式能轉(zhuǎn)化關系, 電功大于電熱。6、能運用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點解決簡單的含電動機的非純電阻電路問題。二、重點、難點分析1、教學重點在于區(qū)別并掌握電功和電熱的計算。2、難點主要在學生對電路中的能量轉(zhuǎn)化關系缺乏感性認識, 接受起來比較困難。三、主要教學過程（）提出問題, 引入新課1、通過前面的學習 , 可知導體內(nèi)自由電荷在電場力作用下發(fā)生定向移動 , 電場力對定向移動的電荷做功嗎？（做功 , 而且做正功）2、電場力做功將引起能量的轉(zhuǎn)化, 電能轉(zhuǎn)化為其他形式能, 舉出一些大家熟悉的例子。電能機械能, 如電動機。電能內(nèi)能 , 如電熱器。電能化學能, 如電解槽。本節(jié)課將重點研究電路中的能量問題。（二）教學過程設計1 / 51、電功（ 1）定義：電路中電場力對走向移動的電荷所做的功, 簡稱電功 , 通常也說成是電流的功。（ 2）實質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律在電路中的體現(xiàn)。電能通過電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式能。上一章里學過電場力對電荷的功, 若電荷在電場力作用下從A 搬至 B,AB 兩點間電勢差為, 則電場力做功。對于一段導體而言, 兩端電勢差為, 把電荷從一端搬至另一端, 電場力的功,在導體中形成電流, 且, （在時間間隔內(nèi)搬運的電量為, 則通過導體截面電流為,） , 所以。這就是電路中電場力做功即電功的表達式。（ 3）表達式：說明：表達式的物理意義：電流在一段電路上的功 , 跟這段電路兩端電壓、電路中電流強度和通電時間成正比。適用條件：、不隨時間變化恒定電流。（ 4）單位：電流單位用安培（ A） , 電壓單位用伏（ V） , 時間單位用秒（ S） , 則電功的單位是焦耳（ J）。（ 5）電功率表達式：物理意義：一段電路上功率, 跟這段電路兩端電壓和電路中電流強度成正比。單位：功的單位用焦耳（J） , 時間單位用秒（s） , 功率單位為瓦特（W）。1W=1J s這里應強調(diào)說明：推導過程中沒用到任何特殊電路或用電器的性質(zhì), 電功和電功率的表達式對任何電壓、電流不隨時間變化的電路都適用。再者, 這里是電場力做功,是消耗的總電能, 也是電能所轉(zhuǎn)化的其他形式能量的總和。電流在通過導體時, 導體要發(fā)熱 , 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。這就是電流的熱效應, 描述它的定量規(guī)律是焦耳定律。學生一般認為, 又由歐姆定律 , 所以得出, 電流做這么多功 , 放出熱量。這里有一個錯誤, 可讓學生思考并找出來。錯在, 何以見得電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能增量？有無可能同時轉(zhuǎn)化為其他形式能？英國物理學家焦耳, 經(jīng)過長期實驗研究后提出焦耳定律。2、焦耳定律電流熱效應（ 1）內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量, 跟電流強度的平方、導體電阻和通電時間成正比。（ 2）表達式：對于導體而言, 根據(jù)歐姆定律, 所以, 電流做功完全用來生熱, 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2 / 5（ 3）說明：焦耳定律表明, 純電阻電路中電流做功完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能, 同時 , 有電阻的電路中電流做功會引起內(nèi)能的增加, 且電熱。（ 4）簡單介紹產(chǎn)生焦耳熱的原因：金屬中自由電子在電場力作用下定向移動, 由于電場做功 , 電子動能增加, 但不斷地與晶格（原子核點陣）碰撞, 不斷把能量傳給晶格, 使晶格中各粒子在平衡位置附近的熱運動加劇 , 從而溫度升高。（ 5）純電阻電路中的電功和電功率電功, 對所有電路中電阻的生熱都適用。結(jié)合純電阻電路歐姆定律,電功率, 對所有電路中電阻的電熱功率都適用。結(jié)合純電阻電路歐姆定律3、非純電阻電路中的電功和電功率（以含電動機電路為例）非純電阻電路中, 電能與其他形式能轉(zhuǎn)化的關系非常關鍵。以電動機為例, 電動機電路如圖所示 , 電動機兩端電壓為, 通過電動機電流為, 電動機線圈電阻為, 則電流做功或電動機消耗的總電能為, 電動機線圈電阻生熱, 電動機還對外做功,把電能轉(zhuǎn)化為機械能,是電動機輸出的機械能?？紤]每秒鐘內(nèi)能量轉(zhuǎn)化關系, 即功率 , 只要令上述各式中=1s 即可 , 可得總功率, 電熱功率, 輸出功率, 三者關系是。4、額定功率和實際功率為了使用電器安全、正常地工作, 對用電器工作電壓和功率都有規(guī)定數(shù)值。（ 1）額定功率：用電器正常工作時所需電壓叫額定電壓 , 在這個電壓下消耗的功率稱額定功率。一般說來 , 用電器電壓不能超過額定電壓 , 但電壓低于額定電壓時 , 用電器功率不是額定功率 , 而是實際功率。（ 2）實際功率,、 分別為用電器兩端實際電壓和通過用電器的實際電流。（三）復習鞏固: 某一用直流電動機提升重物的裝置如上圖所示, 重物質(zhì)量kg, 電源提供恒定電壓, 不計各處摩擦, 當電動機以的恒定速度向上提升重物時 , 電路中電流強度=5A, 求電動機線圈電阻（）（ 4 ）擴展資料熒光燈比白熾燈省電熒光燈 , 其管壁上涂有熒光物質(zhì), 管內(nèi)裝了一些氛和水銀蒸汽, 當電流通過時 , 這些氣體就發(fā)出了看不見的紫外線, 紫外線射到熒光粉上就發(fā)出光。日光燈也是一種熒光燈, 其溫度大約僅 40到 50, 而白熾燈需要電流把燈絲加熱到2500左右才發(fā)光其中大約只有7 8的能量變成可見光。由此可見, 熒光燈耗電比白熾燈少 , 另外發(fā)光的效率約是白熾燈的4 倍。探究活動1、調(diào)查電路設計中采用了那些方法來減小導線上的電能損耗。2、實驗設計：驗證典型例題對于純電阻電路電功率公式的靈活運用3 / 5例 1 為了使電爐消耗的電功率減小到原來的一半, 應采取下列哪些措施（）A、保持電阻不變, 使電流減半B、保持電阻不變, 使電壓減半C、保持電爐兩端電壓不變, 使其電阻減半D、使電壓和電阻備減半分析解答：電爐是純電阻電器, 電功率可表示為：電阻一定時 , 使電流減半 , 由知, 電功率減為原來的1/4, 可見 A 錯；同理 , 使電壓減半 , 由知 , 電功率也為原來的1/4, 故 B 錯當電壓不變 , 電阻減半時 , 由知 , 電功率變?yōu)樵瓉淼? 倍, 可見 C錯由知 , 當和各減半時 , 電功率變?yōu)樵瓉淼?/2, 可見 D 正確答：正確答案為D注意：本題中, 當電阻不變 , 電壓減半時 , 由知 , 通過電爐的電流也減半；當電阻不變 , 電流減半時 , 由知, 加在電爐兩端的電壓也減半根據(jù)知 ,A 、 B 均錯誤關于用電器正常工作時的有關物理量的求解例 2 燈 與電動機 D并聯(lián) , 燈 上標有 200W字樣 , 電動機 D 上標有 2000W字樣 , 當電源兩端 A、B 加上 220V 電壓時 , 燈和電動機均正常工作 , 求：電燈正常工作時的電阻分析解答：因為電燈是純電阻用電器, 所以電燈正常工作時的功率可表示為, 燈正常工作時=200W,根據(jù)知 , 只要求出燈正常工作時的電流 , 即可求出電燈正常工作時的電阻對電路所有用電器, 利用可求得電路中的電流強度整個電路用電器正常工作的總功率為：, 由于電壓=220V根據(jù)得 , 電路中的電流強度對燈由得燈正常工作時的電阻即燈正常工作時的電阻為。遠距離輸電為什么必須采用高壓例 3問題：遠距離輸電為什么必須采用高壓？4 / 5分析解答：設施送的電功率為且保持不變 , 輸送電壓為, 輸電導線的總電阻為不管輸電線路末端有何種用電器,總成立 , 所以 , 由可得輸電線上的電流強度, 由于電流的熱效應, 在輸電導線上發(fā)熱損耗的功率為當、一定時 ,越大 ,越小 , 故為減小輸電線上的熱損耗, 必須采用高壓輸電5 / 5