苏科物理15章全章教学案.docx

苏科物理15章全章教学案.docx

《苏科物理15章全章教学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《苏科物理15章全章教学案.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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