高中物理电功和电功率教案人教版二册.doc
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教学基本信息课题功率授课教材人教版高中物理学必修二《功率》模块教学背景分析教材分析:1.本节内容在物理知识体系中所占的地位《功率》是普通高中人教版必修二第七章第三节的内容,是必修二的核心内容之一,在整个高中物理中占有相当重要的地位。
通过对功、功率的学习,一方面对前面运动学和力学的整理应用,另一面也为能量守恒和机械能守恒做铺垫。
2.普通高中物理课程标准对本节课的要求功率是表述物体做功快慢的物理量,难点是正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义,并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。
学情分析:1.知识:通过前面对功的认识和学习,已经对做功有了一定的了解,再进一步对做功快慢的描述进行推进学习。
2.技能:初中对做功和功率有了初步的感性认识和一定的理念基础,高中教学要求进一步帮助学生深化对功率的理解。
3.思维:区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义,是普遍存在的问题,因此这节课的教学需精心设计实验,通过形象直观的教学,帮助学生突破重难点。
教学目标及重难点分析教学目标:1.知识与技能①知道功率的物理意义、定义式、单位。
②理解功率的导出式P=F•v的物理意义,并掌握其用法,会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。
③理解平均功率和瞬时功率,了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。
2.过程与方法①通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义,通过功率的定义过程,体会应用比值方法建立物理概念的方法。
②学会求解各种不同的功率。
③运用功率的不同表达式分析和解决动力机械的运动问题。
3.情感态度与价值观①使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯。
②提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力。
③培养学生敢于发表自己观点、善于合作的良好习惯。
教学重点:①理解功率的概念。
②知道功率的种类及其计算教学难点:1.功率的表达式P=F·v的物理意义和运用。
2.瞬时功率和平均功率的计算。
教学过程教学方式:归纳式讲授法,情景教学法教学手段:启发式讲授,多媒体辅助法教学流程图:创设情境,导入课题类比分析,形成概念观察体会,构建新知如何判断做功的快慢,类比以前学过的描述运动快慢所采用的方法功率新课教学,深化理解得到做功快慢的表示方法:功率公式应用,学以致用额定功率和实际功率平均功率和瞬时功率随堂练习,课堂小结巩固知识,加深印象教学环节与教学内容教师活动学生活动设计意图创设情境,导入课题【继续观察图片】【引导】从生活中常见的两种耕地方式的不同,【引导并提问】让学生判断哪种方式更快?学生是怎么比较出来的?【引导并提问】类比以前学过的描述运动快慢所采用的方法,我们可【回答】拖拉机工作的更快,速度更快一些。
7.3功率教课目的一、知识与技术1.理解功率的看法。
2.知道功率的定义和定义式 P= W,能够用公式 P=W解答相关的问题。
t t3. 知道公式P=Fv 的物理意义,能够用公式P=Fv 解答相关的问题。
4.差别理解额定功率、实质功率和最大功率。
二、过程与方法1.经过实例体验功率看法的形成过程及功率的实质意义,理解功率看法。
2.从功率看法的定义,领会用比值方法成立物理看法的方法。
3.理解功率与力和速度的关系,会利用功率的两个公式来解说现象和进行计算。
三、感情态度与价值观1.经过功率看法成立的研究过程,培育学生敢于发布自己看法,坚持原则,擅长合作的优秀习惯。
2.经过对生活中机械的实质功率、额定功率的察看和丈量,培育学生学致使用的思想。
教课要点理解功率的看法。
教课难点理解功率与力、速度的关系,刹时功率和均匀功率的计算。
教课过程一、引入课题提出问题:人们在生产、生活和工作中使用了大批的机械来做功,这与人力直接做功或畜力做功,在达成功的快慢方面有何不一样?请举例说明。
(引起学生思虑,让学生从身旁生活找寻做功案例,并思虑机械与人或畜力做功的差别。
)教师指出:功是能量转变的量度,人们十分关注做功的多少,但是不一样的机械或人,其做功的快慢是不一样的。
(剖析一些生产案例、工作场面,或展现一些做功快慢不一样的图片。
有条件的状况下还可经过多媒体手段重生动地展现这些画面和情况,使学生对做功快慢的情况有更加形象和详细的认识,进而为成立正确的“功率”看法打下优秀的基础。
)二、教课过程(一)功率教师:请同学们看教材 P60- 61 功率部分内容,概括总结功率的知识纲要,并思虑以下问题:在某高楼建筑中需要搬运一批砖头到一高层上,在搬运砖头过程中,起重机和搬运工人的生产记录状况以下表所示。
数目时间1234561224小时对象起重机200040006000800010000120002400036000建筑工人400800120016002000240048009600①一块基砖重约为20N,楼层距地面高10m备注②试剖析和比较起重机和工人在搬砖过程中所做功及其做功快慢状况教师:不一样的机器或物体做功有快有慢,如何来权衡做功的快慢呢?请同学们思虑并提出解决方案。
7.3功率教学设计【教学目标】㈠知识与技能1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义2、P=W/t,P=Fv的运用㈡过程与方法1、P=W/t通常指平均功率,Δt→0为瞬时功率2、P=Fv,分析P、F、V三者的关系,注意知识的迁移㈢情感、态度与价值观感知功率在生活中的实际应用,提高学习物理科学的价值观。
【教学重点】理解功率的概念,并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。
【教学难点】正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义,并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。
【教学方法】教师启发、引导,思考,讨论、交流学习成果。
【教学工具】PPT课件。
【教学过程】㈠、新课导入教师:人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功,这与人力直接做功或畜力做功,在完成功的快慢方面有何不同?请举例说明。
(引发学生思考,让学生从身边生活寻找做功快慢的事例,并思考机械与人或畜力做功快慢的差异。
)预测学生所举事例可能有:1、人上高楼(如8层楼)时,乘电梯比走路要快得多;2、拖拉机耕地比牛耕地要快得多;3、挖土机与人,要完成相同的挖土任务,人花的时间要长得多4、从水井里提水,使用抽水机比人工要快得多;5、……功是能量转化的量度,人们十分关注做功的多少。
然而不同的机械或人,其做功的快慢是不同的。
(分析一些生产事例、工作场面,或展示一些做功快慢不同的图片。
有条件的情况下还可通过多媒体手段更生动地展示这些画面和情景,使学生对做功快慢的情形有更为形象和具体的认识,从而为建立正确的“功率”概念打下良好基础。
)教师:建筑工地上的几台起重机正在忙碌着,我们怎样比较它们做功的快慢呢?请思考以下问题:1、用不同的方式,对货物所做的功是否相同?2、所用时间不同,三种方式中做功的快慢是否相同?结论:对重物所做的功相同,但所用时间不同,说明做功快慢不同。
(通过引导学生分析有关事例,形成初步共识:人们选用机械来做功时,不仅要考虑做功多少,还要考虑机械做功的快慢。
高二物理课件电功电功率一、教学内容1. 电功的概念及其计算方法;2. 电功率的概念、分类及其计算方法;3. 电功与电功率在实际应用中的问题分析。
二、教学目标1. 让学生掌握电功和电功率的概念,理解它们之间的联系与区别;2. 培养学生运用电功和电功率公式解决实际问题的能力;3. 培养学生通过实验探究电功和电功率的性质,提高实践操作能力。
三、教学难点与重点重点:电功和电功率的概念、计算方法及其在实际应用中的问题分析。
难点:电功率的计算方法,特别是非纯电阻电路的电功率计算。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、实验器材(电流表、电压表、电阻、电源等);2. 学具:练习本、笔、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入通过展示生活中常见的电功和电功率现象,引导学生思考电功和电功率的概念。
2. 基本概念讲解介绍电功和电功率的定义,阐述它们之间的联系与区别。
3. 例题讲解讲解电功和电功率的计算方法,通过例题使学生掌握公式应用。
4. 随堂练习设计具有代表性的练习题,让学生巩固所学知识。
5. 实验探究分组进行实验,探究电功和电功率的性质,培养学生实践操作能力。
7. 课堂小结对本节课的教学效果进行评价,了解学生的学习情况。
六、板书设计1. 电功和电功率的概念;2. 电功和电功率的计算公式;3. 例题及解答过程;4. 实验现象及结论。
七、作业设计1. 作业题目:(1)计算纯电阻电路的电功和电功率;(2)计算非纯电阻电路的电功和电功率;(3)分析实际生活中的电功和电功率问题。
2. 答案:(1)电功:W=UIt,电功率:P=UI;(2)电功:W=UIt,电功率:P=UI,注意区分纯电阻电路和非纯电阻电路的计算方法;(3)根据实际情况分析,灵活运用所学知识解决问题。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课的教学效果是否达到预期,学生掌握情况如何,有哪些需要改进的地方;2. 拓展延伸:引导学生关注电功和电功率在实际生活中的应用,激发学生探索科学奥秘的兴趣。
2024年高二物理《电功和电功率》课件人教版一、教学内容本节课选自人教版高二物理教材,对应章节为《电功和电功率》。
详细内容包括:电功的定义、计算方法及其与电功率的关系;电功率的概念、计算公式及其应用;实际电路中电功和电功率的计算方法。
二、教学目标1. 让学生理解并掌握电功和电功率的概念、计算公式,能够熟练运用其解决实际问题。
2. 培养学生的逻辑思维能力和解决问题的能力,使其能够将理论知识运用到实际电路分析中。
3. 通过本节课的学习,激发学生对物理学科的兴趣,提高学生的科学素养。
三、教学难点与重点重点:电功和电功率的概念、计算公式及其应用。
难点:电功与电功率在实际电路中的计算方法,以及公式的灵活运用。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔、电流表、电压表、电阻器、电源等。
2. 学具:笔记本、教材、计算器等。
五、教学过程1. 实践情景引入:展示一个简单的电路,通过电流表和电压表测量电流和电压,引导学生思考电功和电功率的概念。
2. 知识讲解:(1)电功的定义、计算方法及其与电功率的关系;(2)电功率的概念、计算公式及其应用;(3)实际电路中电功和电功率的计算方法。
3. 例题讲解:讲解典型例题,引导学生运用所学知识解决问题。
4. 随堂练习:布置练习题,让学生当堂巩固所学知识。
六、板书设计1. 电功和电功率的定义、计算公式;2. 实际电路中电功和电功率的计算方法;3. 典型例题及解题步骤。
七、作业设计1. 作业题目:(1)计算给定电路中的电功和电功率;(2)分析实际电路,计算电功和电功率。
2. 答案:略。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对电功和电功率的概念、计算公式的掌握程度,以及对实际电路分析的应用能力。
2. 拓展延伸:引导学生探讨电功和电功率在实际生活中的应用,如家用电器、电力工程等,提高学生的学科素养。
重点和难点解析1. 电功和电功率的概念及其计算公式的理解;2. 实际电路中电功和电功率的计算方法;3. 例题讲解和随堂练习的设计;4. 板书设计;5. 作业设计。
示范教案(7.2功率)●教学目标一、知识目标1.知道功率的定义、定义式、单位.2.理解平均功率和瞬时功率.3.理解功率的导出式P=F·v的物理意义,掌握其用法.二、能力目标1.学会求解各种不同的功率.2.运用功率的不同表达公式分析和解决动力机械的运动问题.三、德育目标1.使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯.2.提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力.●教学重点1.理解功率的概念.2.知道功率的种类及其计算.●教学难点功率的求解公式P=Fv的意义和应用.●教学方法电教法、理论联系实际归纳法.●教学用具投影仪、投影片、录相资料、CAI课件.●课时安排1课时●教学过程一、导入新课[放录像]有1 t的货物,准备运到三楼,分别用三种方式起运.方式一:搬运工分批搬,需3 h;方式二:用一台起重机提升,用时1 min;方式三:用另一台起重机提升,用时30 s.[思考]在上述录像中,把重物由地面运到三楼,①用不同的方式,对重物所做的功是否相同?②所用时间不同,得到三种方式中做功的快慢是否相同?[导入]上述三种方式中,对重物所做的功是相同的,但所用时间不同,说明做功的快慢不同.在物理学中,用功率来表示做功的快慢,本节课我们就来学习功率.板书:功率二、新课教学(一)功率[程序一][投影阅读思考题]1.什么叫做功率?:功率是表示什么的物理量?2.功率的定义式是什么?定义式中各个字母分别表示什么物理量?单位是什么?3.功率的单位有哪些?换算关系如何?[程序二]学生阅读课文相关内容,并解答思考题. [程序三]抽查学生解答思考题,教师总结. 1.功率是表示做功快慢的物理量.2.功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率.3.功的定义式是P =tW,其中:4.功率的国际单位:瓦特(W )或焦/秒(J/s) 常用单位:千瓦(kW) 换算关系:1 kW=1000 W=1000 J/s [程序四]讨论:在作用力方向和位移方向相同的情况下,如何用力和速度来表示功率? 学生活动:讨论并在硬纸片上写出推导过程.[程序五]学生在实物投影仪上展示推导过程和结论: 推导过程:当作用力方向和位移方向相同时,结论:当力F 和位移方向相同时,力F 的功率等于力F 和物体运动速度v 的乘积. 拓展:当力F 和位移s 之间有一夹角α时,如何表示功率? 推理得到:P =Fv cos α[程序六]教师讲解点拨:通过上述分析,功率有两个求解公式: 1.定义式:P =t W ; 2.推广式:P =Fv cos α 关于定义式:P =tW a .它是普遍适用的,不论恒力做功还是变力做功,它都适用.b.它表示时间t 内的平均功率,只有当物体匀速运动时,才等于瞬时功率.c.因为功W 有正负之分,所以功率也有正负之分,功率的正负并不表示功率的大小.d.应注意:P 、W 、t 的同一性. 关于推广式P =Fv cos αa .如果求平均功率时,式中v 要用平均速度;求瞬时功率时,式中的v 要用瞬时速率,必须注意F 、α与P 的同时性.b.当F 为合外力时,P 为合外力做功的功率;当F 为某一外力时,P 为该力做功的功率. c .在汽车等交通工具一类问题中,式中P 为发动机的实际功率,F 为发动机的牵引力,v 为汽车的瞬时速度.(二)功率的应用和计算 [程序一]讨论推广式P =Fv [投影]关于公式P =Fv①当功率P 一定时,牵引力F 和v 之间有什么关系? ②当速度v 一定时,牵引力F 和功率P 之间关系如何? ③当牵引力F 一定时,功率P 和速度v 之间有什么关系? [程序二]用多媒体展示下列关系:据P =Fv 可得 [程序三]讨论并回答下列问题:1.汽车上坡的时候,司机常用换档的方法来减小速度,为什么?2.汽车上坡时,要保持速度不变,应如何做?3.起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时,为什么发动机的输出功率越大,起吊速度就越大?抽查学生回答上述问题:1.汽车上坡的时候,司机常用换档的方法减小速度,来得到较大的牵引力.2.汽车上坡时,要保持速度不变,就必须加大油门,增大输出功率来得到较大的牵引力.3.起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时由于牵引力与重物的重量相等,即牵引力保持不变,发动机输出的功率越大,起吊的速度就越大.[程序四]例题分析 1.学生阅读课文例题 2.审题a .本题中的物体在水平力的作用下做初速为零的匀加速运动.b.要求解在3 s 内对物体做的功,据W =Fs ,必须求出物体在3 s 内的位移.c.求解平均功率和瞬时功率时应选取合适的求解公式. 3.学生在练习本上写出解答过程,并在投影仪上展示. 解:a .力F 在t =3 s 内所做功的求解: 在F 作用下,产生的加速度为:a =kg3N 6 m F =2 m/s 2在3 s 内物体的位移为: s =21at 2=21×2×9 m=9 m 所以力F 在3 s 内对物体做的功为 W =Fs =6×9 J=54 Jb.力F 在t =3 s 内对物体做功的平均功率为: 方法一:P =t W =s3J 54=18 W P 一定时,力F 与速度v 成反比 v 一定时,力F 与功率P 成正比F 一定时,功率P 与速度v 成正比方法二:物体在3 s 末的速度为: v t =at =2×3=6 m/s 所以P =F v =F ×20t v v +=6×260+W=18 W c.在3 s 末,力F 对物体做功的瞬时功率为P =Fv 瞬=6 N ×6 m/s =36 W 三、课堂练习 练习题一:质量为m 的木块放在光滑水平面上,在水平力F 作用下从静止开始运动,则开始运动t s 时F 的功率是A.m t F 22B.m t F 222C.mt F 2D.mt F 22学生解答并在投影仪上展示: 学生甲:物体在力F 作用下,从静止开始做匀加速直线运动,则在t s 内的位移为:s =21at 2所以W =Fs =F ·21at 2=F ·21·mF·t 2=m t F 222所以P =t W =mtF 22所以本题选A. 学生乙:由题意知,物体在力F 的作用下,从静止开始做匀加速直线运动,则: a =m F v =at =mF t P =Fv =F ·mF t =m F 2t ,所以本题选C.师生共同讨论上述两种解法:本题所求是t s 时F 的功率,即F 的瞬时功率,因F 和v 同方向,由P =Fv 即可求得.所以学生甲的解法是错误的,因为他求的是t s 内的平均功率.总结:1.由公式P =tW求出的是t 时间内的平均功率,而公式P =Fv ,如果v 表示的是平均速度,则由公式P =Fv 求出的是平均功率;如果v 表示的是瞬时速度,则由公式P =Fv 求出的是瞬时功率.练习题二:一架自动扶梯以恒定的速度v 1运送乘客上同一层楼,乘客第一次站在扶梯上不动,第二次以相对于扶梯的速度v 2匀速上走,两次扶梯牵引力做的功分别为W 1和W 2,牵引力的功率分别为P 1和P 2,则A.W 1<W 2,P 1<P 2B.W 1<W 2;P 1=P 2C.W 1=W 2;P 1<P 2D.W 1>W 2,P 1=P 2 解析:1.两种情况下人对扶梯的压力都等于人的重力,即两种情况下扶梯的牵引力大小相等.2.第一种情况下位移为一层楼高度,第二种情况下人也匀速走了一段位移,故扶梯的位移就比第一次小,故有s 1>s 2,W 1>W 2.3.因为两种情况下牵引力一样大,且牵引力作用下扶梯的运动速度v 1也保持不变,由P =Fv ,可知P 1=P 2故本题选D.练习题三:关于汽车的行驶问题 1.介绍相关知识(1)机车启动过程中,发动机的功率指牵引力的功率而不是指合外力或阻力的功率. (2)发动机的额定功率指的是该机器正常工作时的最大输出功率,并不是任何时候发动机的功率都等于额定功率,实际输出功率可在零和额定值之间取值.2.用投影片出示巩固训练题汽车发动机的额定功率为60 kW ,汽车质量为5t ,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,g 取10 m /s 2,问:(1)汽车保持以额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少?(2)若汽车保持以0.5 m /s 2的加速度做匀加速运动,这一过程能维持多长时间? 3.分析并用CAI 课件模拟汽车的两个启动过程.(1)汽车以恒定功率启动后先做变加速运动,最后做匀速直线运动,变化情况如下:速度v ↑阻牵时当恒定阻阻牵牵恒定牵FF a a F m F F a F P v P F ==↓-=↓=−−−→−−−−−→−−−−→−0 此时v 达到最大速度v m ,→此后保持v m 做匀速直线运动.(2)当汽车以恒定加速度启动后,过程变化情况如下:a 恒定恒定阻阻牵F m F F a −−−−→−-=F 牵 恒定≠=↑↑=−−−→−−−−→−a t P P p v vF P 当牵v 将继续增大↓=↑−−−−−−→−牵牵据一定随着以后F vtPF v t P 恒定阻阻牵F F F a M −−−−→−-=a ↓==−−−−→−a F F 时阻牵当此时v 达到最大速度v m →以后汽车将保持以v m 做匀速直线运动.4.据上述分析:学生求解上述巩固训练,在实物投影仪上对过程进行抽查评析.5.用实物投影仪展示正确的解题过程. 解:汽车受力情况如图所示(1)据上述分析可知:当牵引力F 牵大小等于阻力F 阻时,汽车的加速度a =0,速度达到最大值v m ,据公式P =Fv 可得出汽车最大速度.v m =m/s 12m/s 1010510106033=⨯⨯⨯⨯==.F P F p t 阻牵(2)由上述分析可知:以恒定加速度启动后的汽车先做一段匀变速运动,当汽车的功率达到额定功率以后,加速度减小,汽车将做变加速运动,速度继续增大直到加速度a =0,这时速度达到最大值v m ,以后将保持以v m 做匀速直线运动,这样汽车做匀加速运动所能维持的时间应该从开始截止到汽车达到额定功率的时候.设汽车做匀加速运动时的牵引力为F 牵,阻力为F 阻,据牛顿第二定律,有F 牵=F 阻+m a =0.1mg +m a =7500 N.当汽车的功率增大到额定功率时,汽车做匀加速过程结束,设这时汽车的速度为v 1,据功率公式P =F 牵v 1 得:v 1=750010603⨯=牵F P m /s =8 m /s 设汽车能维持匀加速运动的时间为t 则:t =5081.a v =s =16 s 四、小结(用实物投影的形式)通过本节课的学习,我们知道了以下几个问题: 1.功率是表示物体做功快慢的物理量.2.功率的单位有W、k W、1 k W=1000 W.3.功率的求解公式有:P =tWP =Fv . 其中P =tW和P =Fv 可用来求解平均功率,而P =Fv 也可用来求解瞬时功率. 4.要会用P =Fv 分析汽车的两种启动过程. 五、作业(一)课本P 139练习二 (二)思考题:1.质量为m 的物体自高处自由落下,时间t 内重力的平均功率为________,t s 末重力的瞬时功率为__________.2.设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比.如果飞机以速度v 匀速飞行时其发动机的功率为P ,则飞机以2v 的速度匀速飞行时其发动机的功率为_________.3.起重机的钢绳吊着物体由静止开始竖直向上运动,先以加速度a (a <g )加速运动再匀速运动,最后减速运动到静止,则关于各段运动中绳的拉力的平均功率,下列说法中正确的是( )A.第一段平均功率最大B.第二段平均功率最大C.第三段平均功率最小D.第一段平均功率最小4.跳绳是一种健身运动,设某运动员的质量是50 kg ,他1 min 跳180次,假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的52,则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少瓦?(g 取10 m /s 2)5.在20 m 高处以大小相等的初速度v 0=20 m /s 将三个质量均为0.1 kg 的小球a 、b、c分别竖直上抛、平抛和自由落下,从抛出到落地的全过程中,求重力对三球做的功和平均功率(不计空气阻力,g =10 m /s 2). 参考答案:1.22t mg ,mg 2t 2.8P3.BC4.75 W5.20 J 、20 J 、20 J 10(2-1)W,10 W ,10 W。
第一节电能与电功教案教学目标〔1〕知道做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
〔2〕通过探究,知道电流做功与电流、电压的大小及通电时间的长短有关系。
通过实验探究电流做功与哪些因素有关,让学生进一步学习控制变量法。
3.情感、态度与价值观通过学习电流做功与电流、电压的大小及通电时间的长短的关系,培养学生节约用电的意识。
重点与难点1.重点:电功的意义,电功的计算。
2.难点:实验探究电流做功与电流、电压的大小及通电时间的长短的关系。
教具:多媒体、学生电源一台、电流表、电压表及开关各一个、导线假设干、秒表、不同的小马达两个、细线两根〔每根约1m〕钩码一盒。
教学过程一、导入新课提出问题:假设现在生活中没有了电,生活会怎样?通过学生的答复电的重要性,从而引入课题。
二、新课教学〔一〕、电功与电能的概念1.演示:〔1〕.将一粉笔头静止从高处释放,使其自由下落。
〔2〕.用手拉着一个用线系着的钩码,使钩码上升。
两个现象中有没有做功?各是哪个力在做功?没有能的转化?各是什么能转化为什么能?得出结论:做功的过程就是能量转化的过程。
做功的多少可以表示能量转化的多少。
2.展示吊灯、电饭锅、电风扇等三个用电器〔1〕提出问题:它们工作时都产生了什么能量?都消耗了什么能量?〔2〕归纳:电流通过用电器时,电能可以转化为其他形式的能量。
电能转化为其他形式的能量的过程就是电流做功的过程。
电流做的功叫电功,电功的多少就是消耗电能的多少。
3.展示霓虹灯、电磁炉等6幅图片问:这些设备工作时把电能转化为什么能量?生活中还有哪些用电器能把电能转化为内能或机械能?〔二〕、实验探究电流做功与哪些因素有关1.提出问题,进行猜测与假设让学生说出猜测结果和依据,然后通过几个例子进一步肯定学生的猜测:(1)一个手电筒和一台21吋彩电工作时电流差不多,工作相同的时间,哪个消耗的电能多?电流通过哪个用电器做的功多?(2)家庭中,一盏电灯和一台空调工作相同的时间,电流通过哪个用电器做的功多?(3)为什么我们提倡人走灯灭,夏季把空调的设定温度调高一些?引导学生说出电流做功可能与电压、电流及通电时间有关。
功率重/难点重点:理解功率的概念,并灵敏应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。
难点:正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义,并可以利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。
重/难点分析重点分析:通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义,理解功率概念。
从功率概念的定义,体会用比值方法建立物理概念的方法。
理解功率与力和速度的关系。
会利用功率的两个公式来解释现象和进展计算。
理解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率区别和联络。
难点分析:在理解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率区别和联络的前提下,纯熟准确的分析机车启动类问题。
对机车启动过程中各物理量的变化过程和原因有深入理解并总结机车类提醒你的解题思路和解题方法。
打破策略1. 功率是描绘做功快慢的物理量。
,所求出的功率是时间t内的平均功率。
〔1〕功率的定义式:WPt〔2〕功率的计算式:P=Fv cosθ,其中θ是力与速度间的夹角。
该公式有两种用法:①求某一时刻的瞬时功率。
这时F 是该时刻的作用力大小,v 取瞬时值,对应的P 为F 在该时刻的瞬时功率;②当v 为某段位移〔时间〕内的平均速度时,那么要求这段位移〔时间〕内F 必须为恒力,对应的P 为F 在该段时间内的平均功率。
⑶重力的功率可表示为G y P mgv ,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。
例1. 质量为0.5kg 的物体从高处自由下落,在下落的前2s 内重力对物体做的功是多少?这2s 内重力对物体做功的平均功率是多少?2s 末,重力对物体做功的即时功率是多少?〔g 取210 m/s 〕解析:前2s ,22111022022hgt m , 平均功率50W P t W , 2s 末速度20 m/s vt gt ,2s 末即时功率100t P mgv W 。
⑷汽车的两种加速问题。
当汽车从静止开场沿程度面加速运动时,有两种不同的加速过程,但分析时采用的根本公式都是P =Fv 和F -f = mav a①恒定功率的加速。
人教版必修2功率教学设计 【教材分析】 本节讲述功率的概念,功率公式的应用。功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容,如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢,自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量。要使学生确切地理解公式P=Fv的意义,要通过例题的教学,使学生会应用基本公式进行计算,对平均功率和瞬时功率有所理解。 【学情分析】 瞬时功率的概念学生较难理解,这是难点。学生往往认为,在某瞬时物体没有位移就没有做功问题,更谈不上功率了。如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量,这个难点就不易突破,因此,讲清楚功率的物理意义很有必要,它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础。 【教学目标】 (一)知识与技能 1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义 2、P=W/t,P=Fv的运用 (二)过程与方法 1、P=W/t通常指平均功率,Δt→0为瞬时功率 2、P=Fv,分析汽车的启动,注意知识的迁移 (三)情感、态度与价值观 感知功率在生活中的实际应用,提高学习物理科学的价值观。 【教学重点】 理解功率的概念,并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。 【教学难点】 正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义,并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。 【教学方法】 教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。 【教学工具】 投影仪、投影片、录相资料、CAI课件。 【教学过程】 (一)新课导入 教师:人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功,这与人力直接做功或畜力做功,在完成功的快慢方面有何不同?请举例说明。 (引发学生思考,让学生从身边生活寻找做功快慢的事例,并思考机械与人或畜力做功快慢的差异。) 预测学生所举事例可能有: 1、人上高楼(如8层楼)时,乘电梯比走路要快得多; 2、拖拉机耕地比牛耕地要快得多; 3、挖土机与人,要完成相同的挖土任务,人花的时间要长得多; 4、从水井里提水,使用抽水机比人工要快得多; 5、…… (列举生产、生活中发生的事例,使学生体会功率与生活、生产息息相关,无处不在,研究功率具有重要的现实意义,并引导学生注意观察身边物理现象,体会到物理知识就在我们身边,感悟物理规律研究的价值,激起学生的求知欲。) 功是能量转化的量度,人们十分关注做功的多少。然而不同的机械或人,其做功的快慢是不同的。 (分析一些生产事例、工作场面,或展示一些做功快慢不同的图片。有条件的情况下还可通过多媒体手段更生动地展示这些画面和情景,使学生对做功快慢的情形有更为形象和具体的认识,从而为建立正确的“功率”概念打下良好基础。) 教师:在建筑工地上分别采用以下三种方式,把1t的货物从地面运到三楼, 方式一:搬运工分批搬运,需时间3h 方式二:用一台起重机提升,需时1min 方式三:用另一台起重机提升,需时30s 上述三种情况下,把货物由地面运到三楼时,请思考以下问题: 1、用不同的方式,对货物所做的功是否相同? 2、所用时间不同,三种方式中做功的快慢是否相同? 结论:对重物所做的功相同,但所用时间不同,说明做功快慢不同。 (通过引导学生分析有关事例,形成初步共识:人们选用机械来做功时,不仅要考虑做功多少,还要考虑机械做功的快慢。如挖掘机做功比人快;大卡车比拖拉机做功快;拖拉机耕地比牛耕地要快;起重吊车比搬运工人做功快;抽水机比辘轳提水快,等等。研究做功的快慢有着重要的实际意义。通过实际问题让学生感性地认识做功的快慢。) 教师:不同的机器或物体做功有快有慢,如何来衡量做功的快慢呢?请同学们思考并提出解决方案。 (引导学生思考:如何比较物体做功快慢?讨论中注意培养学生的发散思维能力和批判思维能力。) 预测学生可能有以下认识: 1、选择相同时间,比较做功多少,做功多的,做功就快; 2、选择做相同的功,比较做功的时间长短,时间长的,做功就慢; 3、类比“速度”的定义方法,用做功和完成这些功所花的时间的比值来定义“功率”; 4、…… (对学生提出的各种方案可能有问题或不完整,教师应鼓励学生在交流中补充完善自己的认识。教学中注意引导学生类比如“速度”、“加速度”概念的定义方法,体会比值法定义功率概念。) (二)新课推进 一、功率的含义 1.定义:功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。(板书) 2.定义式:P=W/t(板书) 3.物理意义:表示物体做功快慢的物理量。(板书) 4.单位:(板书)教师请一位同学正确地说出定义式中各个字母所表示的物理量及其单位。 国际单位:瓦特(w),常用单位:千瓦(kw)或焦耳/秒(J/s)(板书) W→功→单位:焦耳(J) t→做功所用时间→单位:秒(s) 换算关系:1kw = 1000ww=1J/s(板书) 说明:用已知物理量的比值定义新的物理量,是建立物理概念常用的方法。使用该方法能够进一步揭示和表述被探究对象的某些物理性质及变化规律,像我们已经研究过的速度、加速度等物理量就是用这种方法来定义的。 5. 功率是标量,功率表示做功过程中能量转化的快慢。(板书) 6. 讨论与交流: 小实验:把一段粉笔放在书的封面上,打开书的封面形成一个斜面,并使粉笔开始下滑。请同学仔细分析一下,在下滑的过程中粉笔共受到几个力的作用?哪些力做正功?哪些力做负功?哪些力不做功?如果斜面的倾角增大,情况会有什么变化?倾角增大时,功率是否也增大? 提示: (1)比较不同倾角时的功率,应注意粉笔开始下滑处的高度应相同。讨论功率时须指明哪个力的功率。 (2)实验的分析讨论,要注意所分析的是某个力的平均功率。注意引导学生进行受力分析、做功分析,可利用功率的定义式,在理论上进行推演,使思维更加严密。 二、功率P与力F、速度v的关系(板书) 1. 功率与力、速度的关系推导(板书) 教师:一部汽车载重时和空车时,在公路上以相同的速度行驶,试讨论这两种情况下汽车的输出功率是否相同?为什么? 预测学生的回答可能有: (1)载重汽车与地摩擦力较大,牵引力也大,由于行驶速度一样,故相同时间内,载重车的牵引力做功较多,所以载重汽车的输出功率较大; (2)载重汽车行驶得比空车慢,因此功率较小; (3)载重汽车比空车费力,因此载重车的输出功率较空车时要大些; (4)…… 说明:上述分析讨论的目的是启发学生思考功率与力和速度有何关系。学生分析可能会出现片面和不完整回答,教师要参加到学生的讨论分析中,帮助、启发和引导学生形成正确的认识。得出正确的答案(1)。 接着,教师引导学生思考,如何计算牵引力的功率。(让学生根据所学知识和功率定义式进行推演,培养良好的科学思维能力和思维习惯) 教师:某汽车在平直公路上做匀速直线运动,已知其牵引力大小为F,运行速度为v,试求此时汽车牵引力F的功率为多少? (注意引发学生思考解决问题的思路,应用功和功率的定义式进行分析和推导。) 2.公式:P=Fv(F与位移s或v同方向)(板书) 即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积.。注意F是速度v方向上的作用力。 分析讨论:由v=s/t求出的是物体在时间t内的平均速度,代入公式P=Fv求出的功率是F在时间t内的平均功率;如果t取得足够小,则v表示瞬时速度,此时由P=Fv求得的功率就是F在该时刻的瞬时功率。即当v为平均速度时,求得的功率就是平均功率,v为瞬时速度时,求得的功率就是瞬时功率。 总结:v是平均速度 ,P是平均功率 (F为恒力,且F与 同向)(板书) v是瞬时速度,P是瞬时功率(板书) 说明:如果物体做匀速直线运动,由于瞬时速度与平均速度相等,故此时平均功率等于瞬时功率。 教师:汽车以额定功率在平直公路行驶时,若前方遇到了一段较陡的上坡路段,汽车司机要做好什么调整,才能确保汽车驶到坡顶?为什么? 预测学生的回答可能有: (1)加大油门,汽车可顺利行驶到达坡顶。 (2)汽车要换档,才能顺利行驶到达坡顶。 (3)…… 师生共同分析: (1)根据P=Fv知,汽车以额定功率行驶,因遇上坡路段,汽车所需的牵引力增大了,若要保持行驶速度不变,这是不可能的;加大油门,只会增加发动机的输出功率(超过额定功率),发动机将因超负荷而过热损坏。 (2)这是一种正确的操作方式,当司机将发动机的速度档位调低后,速度减小了,牵引力加大了,只要牵引力足够,汽车便可顺利上坡。 教师根据课堂需要还可以提出一些问题让学生进一步讨论,如: (1)汽车上坡的时候,司机常用换挡的方法来减小速度,为什么? (汽车上坡的时候,司机常用换挡的方法来减小速度,来得到较大的牵引力。) (2)汽车上坡时,要保持速度不变,应如何做? (汽车上坡时,要保持速度不变,就必须加大油门,增大输出功率来得到较大的牵引力。) (3)起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时,为什么发动机的输出功率越大,起吊速度就越大? (起重机在竖直方向匀速吊起某一重物时,由于牵引力与重物的重力相等,即牵引力保持不变,发动机输出的功率越大,起吊的速度就越大。) 思考:汽车等交通工具,如何才能获得更大的行驶速度? 教师:由P=W/t求出的是瞬时功率还是平均功率? 学生小组讨论后得出:由公式P=W/t求出的功率,反映了该力在t时间内做功的平均快慢,故由公式P=W/t 教师:人力直接做功能否像汽车做功那样快呢?汽车做功能否像飞机做功那样快呢?人如果做功过快,会产生什么后果呢?汽车超负荷运转会产生什么后果呢? (人做功过快,会引起疲劳、甚至受伤、生病等,汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。) 教师:奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢?为什么? (奥运比赛是一种挑战运动局限的比赛,人与机器一样,不能长时间超负荷运动,短跑运动员在100m赛跑中,时间不过是十几秒,能以最大的速度跑完全程,此时运动员的输出功率是正常时的数十倍。在5000m的长跑运动中,运动员不可能长时间超负荷运动,因此长跑运动员不可能一直保持百米赛跑那样的速度。) 说明:让学生通过思考自己身边所熟悉的问题,认识额定功率和实际功率的概念以及概念的意义。
功率【教学目标】1.理解功率的概念:(1)知道功率是表示做功快慢的物理量。
(2)知道功率的定义和定义式P =W/t ;知道在国际单位制中,功率的单位是瓦特(W )。
(3)知道公式P =Fv 的物理意义。
2.掌握功率的计算:(1)能够用公式P =W/t 解答有关的问题。
(2)能够用公式P =Fv 解答有关的问题。
【教学重难点】1.功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容,如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢,自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量。
2.瞬时功率的概念学生较难理解,这是难点。
学生往往认为,在某瞬时物体没有位移就没有做功问题,更谈不上功率了。
如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量,这个难点就不易突破,因此,在前面讲清楚功率的物理意义很有必要,它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础。
【教学内容】1.功率是表示做功快慢的物理量,表达式P =tW,单位是瓦特,符号是W . 2.额定功率指的是正常工作时的最大功率;实际功率是指实际输出的功率.3.对于公式P =tW,适用于求平均功率;对于公式P =Fv ,适用于求平均功率和瞬时功率,若公式中的速度为平均速度,则该功率为平均功率;若公式中的速度为瞬时速度,则该功率为瞬时功率.注意:该公式中F 与v 的方向应该在同一直线上 .【教学过程】【情景导入】1.上楼时,无论你是慢步走上。
还是快步跑上,只要你上升的高度一样大,你克服重力做的功就一样多。
你消耗的体能和增加的重力势能也一样多,但为什么快步上楼时人会气喘吁吁,而慢步上楼却不会?老年人上楼为什么比年轻人上楼要慢些? 简答:快步上楼功率大;老年人上楼一般功率较小。
2.做“引体向上”时,要使你的整个身体升高一个手臂的高度。
粗测这个过程中你所消耗的能量和做功的平均功率。
简答:运动时估测重心上升的高度h 、重力G 和做引体向上的时间t 。
消耗能量为克服重力做的功W =Gh ,平均功率P =tGht W 。
第七章机械能守恒定律2.功率教学设计一、教材及学情分析《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”中涉及本节的内容标准是“理解功率,关心生产和生活中常见机械功率的大小及其意义”。
要求学生理解功率的概念,会进行功率的计算;会分析汽车发动机功率一定时,牵引力和速度的关系;尝试自己设计实验,测量人在某种运动中的功率。
由于功率在生活、生产中应用很广,教学中可充分利用这一优势,使抽象的物理概念变得富有实际意义。
发展学生应用知识解决实际问题能力,树立正确的价值观。
本节的知识比较抽象,学生不能很快的理解,但跟生活和生产有密切的联系,学生以前也有这方面的感性认知。
教学中多提示、多帮助,结合学生以前的储备知识以及生活经验,一步步引导,让学生分析、讨论、类比、归纳、总结出概念,从而收获快乐。
二.教学目标(一)知识与技能1、根据功率的定义式推到P=Fv,会计算平均功率和瞬时功率。
2、会分析两种机车的启动方式,会分析图像问题。
(二)过程与方法1、通过自主学习完,回忆前面学习过的知识。
2、通过合作学习小组针对自主学习中发现的问题合作讨论,教师辅助,解决并突破重难点。
3、通过例题讲解和课后练习进行练习,巩固所学知识点。
(三)情感态度与价值观感知功率在生活中的实际作用,提高学习物理的兴趣和意识三、教学重点与难点重点:教学重点是理解功率的概念;功率的物理意义是本节的重点内容,如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢,自然就能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量。
难点:理解功率与力、速度的关系,瞬时功率和平均功率的计算。
瞬时功率的概念学生较难理解,这是难点。
学生往往认为,在某瞬时物体没有位移就没有做功问题,更谈不上功率了。
如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量,这个难点就不易突破,因此,在前面讲清楚功率的物理意义很有必要,它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础。
四、教学方法本课整个教学是按照回顾知识、自主学习、合作探究、典型讲解、巩固练习的思路设计的。
人教版必修2第七章第三节《功率》教学设计一、设计思想功率是在前一节功的基础进一步学习有关能量的问题,通过前一节的学习,学生们已经知道功是力对位移的空间积累,过程伴随着能量转化,通过生活中的事例、及起重机起吊货物的分析,这样很自然就能引入做功有快慢之分,进而引入本节内容。
功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容,由于学生们在初中时对电功率已有了一定的认识,学生们往往会停留在以往的感性认识上,对本节课往往会先入为主,觉得没有新意可言,事实上本节课中我们不再限于电流做功的快慢,可以是任何一个力,,也可以是合力,对于汽车等交通工具一类问题中这个力指发动机的牵引力,为了增加学生对本节课关注,这节课用讨论探究式的方法,利用鲜活的事例引入本节课,中间通过常见的体育项目过渡到额定功率和实际功率问题,通过例题的讲解进一步加深对功率的认识,由例题的第三问引出平均功率和瞬时功率,功率P与力F、速度v的关系是师生共同讨论分析的方法,由于课堂时间有限,本节课若加入机车的两种起动模式,不但会使功率这个概念没啃透又会对较为复杂的两种机车起动过程分析匆匆而过草草收场,为了控制教学难度,关于发动机的额定功率与汽车的最大速率之间的关系,放在第二节课进行,以便通过分析汽车由开动到匀速行驶的物理过程,使学生养成分析物理过程的习惯,避免简单地套用公式,这样功率的概念,平均功率和瞬时功率才能梳理清楚,加深对公式P=FV中三个物理量间的理解。
二、教材分析《功率》是高中物理新课程(必修2)第七章第三节的内容。
功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容,如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢,自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量。
要使学生确切地理解公式P=Fv的意义,要通过例题的教学,使学生会应用基本公式进行计算,对平均功率和瞬时功率有所理解。
瞬时功率的概念学生较难理解,这是难点。
“物体没有位移就没有做功”这往往是学生误区,如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量,这个难点就不易突破,因此,在前面讲清楚功率的物理意义很有必要,它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础。
功率-教学设计【教材分析】功率是反映力做功快慢的物理量。
功率的概念广泛应用于人们的日常生活和科技之中。
学生在初中已经学过功率的概念,引入这一概念并不困难。
课本在本节中首先通过两台起重机做工相同,时间不同,引出功率的概念和定义式,并通过对动力机械的分析,讨论了额定功率和实际功率,最后,根据对物体做功的公式和运动学公式导出功率与速度的关系。
关于发动机的额定功率与汽车的最大速率之间的关系,应该采用课后专题的形式进行,以便通过分析汽车由开动到匀速行驶的物理过程,使学生养成分析物理过程的习惯,避免简单地套用公式。
【教学目标】㈠知识与技能1,理解功率的概念,能运用功率的定义式进行有关的计算。
2,理解额定功率和实际功率的概念。
3,了解平均功率和瞬时功率的含义。
4,根据功率的定义式推导P=Fv,并能用于分析、计算和解释现象。
5,能分析汽车发动机功率一定时,牵引力与速度之间的关系。
㈡过程与方法1、P=W/t通常指平均功率,Δt→0为瞬时功率2、P=Fv,分析汽车的启动,注意知识的迁移㈢情感、态度与价值观感知功率在生活中的实际应用,提高学习物理科学的价值观。
【教学重点】理解功率的概念及其比值定义的方法,理解公式p=w/t和p=Fv的物理意义,并能用公式进行有关功率问题的分析计算是本节的重点。
【教学难点】正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义,并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。
【教学方法】教师启发、引导,学生自主思考。
【教学工具】多媒体课件。
【教学过程】㈠、新课导入例如:在建筑工地上分别采用以下三种方式,把1t的货物从地面运到三楼,方式一:搬运工分批搬运,需时间3h方式二:用一台起重机提升,需时1min方式三:用另一台起重机提升,需时30s上述三种情况下,把货物由地面运到三楼时,请思考以下问题:1、用不同的方式,对货物所做的功是否相同?2、所用时间不同,三种方式中做功的快慢是否相同?结论:对重物所做的功相同,但所用时间不同,说明做功快慢不同。
高中物理-高二第二节电功率教案【教学目标】1. 知识与技能:掌握电功率的基本公式,并能正确地进行计算。
2. 过程与方法:通过实验学习,在实验操作中体验电功率的概念。
【教学重点】1. 理解电功率的概念。
2. 掌握电功率的计算方法。
【教学难点】1. 熟悉各种电器的功率。
2. 培养计算能力。
【教学过程】一、概念讲解电功率是指电路中单位时间内电能转化成其他形式能量的速率。
如果电路中的电流为I,电压为U,那么根据定义,它的电功率就是: P=UI二、实验操作实验材料:1. 电源2. 电流表4. 万用表等实验步骤:1. 将所需实验材料准备齐全。
2. 连接电源、电流表、电阻,将电阻接在电路中。
3. 分别测量电压和电流,并计算出电功率。
4. 改变电阻大小和电压大小,再次进行电功率的测量和计算。
5. 将实验数据进行比较分析。
实验原理:在电路中通过一定的电压和电流,使电能转化成其他形式的能量,电功率就是电能转化的速率。
三、课堂练习1. 能量转化的速率称为()。
A. 动能B. 动量C. 电功率D. 电阻2. 电路中电流为2A,电压为220V,计算其电功率。
A. 110WB. 220WC. 440WD. 880W3. 电路中电功率是20W,电压为220V,计算其电流。
B. 0.1AC. 1AD. 5A四、课堂小结通过本节课的学习,我们学会了电功率的概念及其计算方法。
通过实验操作,我们掌握了电功率的实际应用窍门。
在学习过程中,需要注意学生的计算能力和各种电器的实际功率,增强学生的实践操作能力,同时也要注意将所学知识与生活实际联系起来。
14.5 电功和电功率
一、教学目标
1. 理解电功、电功率的概念,公式的物理意义。
2.了解电功和电热的关系。
3.了解公式)(2
2R I P Rt I Q ==和)(2
2R U P t R U Q ==的适用条件。
.4。
知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系,电功大于电热。
5.能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。
二、教学重点、难点分析
1.教学重点在于区别并掌握电功和电热的计算。
2.难点主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识,接受起来比较困难。
3.疑点在于有的学生认为额定功率大的灯泡一定比额定功率小的亮。
4.解决办法
①通过实物展示,使学生理解电能与其他形式能的转化,加强电路中能量转化的感性认识。
②通过演示实验,使学生理解用电器的实际功率和额定功率的区别。
三、教学方法:实验演示,启发式教学
四、教 具:灯泡“3.8V 0.3A ”、灯泡“220V 40W ”、灯泡“220V 100W ”、伏特表、电流表。
滑动变阻器(1.5A 50Ω)、电源(6-8V )、电键、电吹风(带有“220V 40W ”标记) 幻灯片 投影仪
五、教学过程:
(一)新课引入
在高一我们已经知道,能量是以不同的形式存在的,不同形式的能量可以相互转化,请同学们举出电能转化为其他形式能的例子。
电能→机械能,如电风扇、电吹风
电能→内能,如电热器电熨斗、电饭堡
电能→化学能,如电解槽
能量的相互转化是如何实现的?
能量的相互转化是通过做功来实现的,功是能转化的量度。
对于电能转化为其他形式的能,又是什么力做功来实现的?如何来计算这种功的大小呢?让我们一起来学习电功、电功率这一节内容。
(二)新课教学
1.电功和电功率
什么是电功?其计算公式如何?是如何得到的?
在导体的两端加上电压,导体内建立了电场。
自由电子在电场力的作用下定向移动,电场力对自由电子做了功,这个功简称为电功,通常说成电流做的功。
对一段导体而言,两端的电势差为U,把电荷q从一端搬到另一端,电场力做功W=qU,若在导体中形成电流I,则q=It(在时间t内,搬运的电量为q)
∴W=qU=UIt就是电功的表达式
说明(1)表达式的物理意义——电流在一段电路上的功跟这段电路两端的电压、电路中的电流强度和通电时间成正比。
(2)适用条件I、U不随时间变化——恒定电流
(3)单位W、U、I、t单位分别为焦耳、伏特、安培、秒
即1J=1V·A·s
(4)实质电能转化为其他形式的能,是通过电功来实现的。
电流做了多少功,就有多少的电能转化为其他形式的能。
什么是电功率,电功率的计算公式如何?是如何得到的?
电功率是表示电流做功快慢的物理量。
即p=W/t=UIt/t=UI
说明(1)表达式的物理意义——一段电路上的电功率跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。
(2)适用条件U、I不随时间变化
(3)单位P、U、I单位分别为瓦特、伏特、安培
即1W=1J/s
(4)实质表示电能转化为其他能的快慢程度。
由公式P=UI可知,随着U、I的增大,P也将增大,P是否可以无限增大呢?
首先我们要弄清额定功率和实际功率的概念。
额定功率是指用电器在额定电压下工作的功率,是用电器正常工作的最大功率。
实际功率是指用电器在实际电压下工作的实际的功率。
电路图中各元件,小灯泡标有“3.8V 0.3A”标记。
出示画有右图的幻灯片,引导学生按电路图接好电路
(提醒学生注意伏特表、安培表的正负极及滑动变阻器的接法)
讲清实验目的是测量小灯泡在不同的电压下工作的实际功率。
调节滑动变阻器,使伏特表读数分别为2.0V、3.0V和3.8V观察灯泡
亮度的变化,并在图中记下安培表的对应值,请计算这三次的小灯泡的电
功率P1、P2、P3
即P1=U1I1=2.0×0.22W=0.44W
P2=U2I2=3.0×0.28W=0.84W
P3=U3I3=3.8×0.30W=1.14w
①P1、P2、P3是小灯泡在U1=2.0V、U2=3.0V、U3=3.8V的电压下工作的实际功率,在这三种情况下,灯泡都能正常工作。
②由计算可知P1<P2<P3,而灯泡的亮度也逐渐变亮,可见灯泡的亮度由实际功率判断。
③小灯泡上的标记“3.8V 0.3A”指的是小灯泡的额定电压和额定电流。
可见P3是这只小灯泡的额定功率,当U=3.8V时,灯泡的实际功率等于额定功率。
出示220V 100W、220V、40W灯泡,并说明“100W、40W”分别是它们的额定功率。
说明一般家用电器的额定功率,如电吹风“220V 400W”、白炽灯“220V 60W”、空调“220V 800 W 3000 W”,饮水机(制冷500W、制热100W),电饭褒“220V 1200W”等,提醒学生节约用电、节约电能。
是不是额定功率大的灯泡比额定功率小的灯泡一定亮呢?
出示“3.8V 0.3A”灯泡和“2.5V 0.3A”小灯泡,计算它们额定电功率分别为
P1=3.8×0.3W=1.14W,P2=2.5×0.3W=0.75W。
把“3.8V 0.3A”的灯泡接入电路,使伏特表示数为2.0V。
再把“2.5V 0.3A”的小灯泡接入电路,使伏特表示数2.5V,观察灯泡的明亮程度。
灯泡明亮程度由其实际功率决定,与额定功率无关。
加给用电器的电压,可不可以超过额定电压呢?
继续做上述实验,减少变阻器的阻值,观察伏特表、安培表的示数和小灯泡的亮度,当伏特表的读数约为5.2V时,小灯泡熄灭。
加在小灯泡的电压比额定电压大不多时,随着电压的增大,灯泡越来越亮,说明灯泡的实际功率超过了额定功率,并在逐渐增大。
当电压增到一定值时,灯丝被烧断。
实验说明,加给用电器的电压不应超过额定电压,否则就有可能使用电器损坏。
从这个实验中我们得到什么启示?
我们在使用电器的时候,一定要先检查实际电压是否符合额电电压,保证用电安全。
2.电功率和热功率
电流在通过导体时,导体要发热,电能转化为内能。
这就是电流的热效应,描述它的定量规律是焦耳定律。
学生一般认为,W=IUt,又由欧姆定律,U=IR,所以得出W=I2Rt,电流做这么多功,放出热量Q=W=I2Rt。
这里有一个错误,可让学生思考并找出来。
错在Q=W,何以见得电流做功全部转化为内能增量?有无可能同时转化为其他形式能?
英国物理学家焦耳,经过长期实验研究后提出焦耳定律。
(1)内容:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。
(2)表达式:Q=I2Rt
对于纯电阻导体而言,根据欧姆定律,U=IR,所以Q=I2Rt=I·IRt=IUt=W,电流做功完全用来生热,电能转化为内能。
说明:焦耳定律表明,纯电阻电路中电流做功电能完全转化为内能,且电热Q=I2Rt。
(3)简单介绍产生焦耳热的原因:
金属中自由电子在电场力作用下定向移动,由于电场力做功,电子动能增加,但不断地与晶格(原子核点阵)碰撞,不断把能量传给晶格,使晶格中各粒子在平衡位置附近的热运动加剧,从而温度升高。
(4)纯电阻电路中的电功和电功率
①电功W=Q= I2Rt,对所有电路中电阻的生热都适用。
结合纯电路电路欧姆定律U=IR,I=U R
Q=IUt=2I Rt=
2 U
t R
②电功率P=Q
t
=2I R,对所有电路中电阻的电热功率都适用。
结合纯电阻电路欧姆定律U=IR
P=UI=2I R=
2 U R
(5)非纯电阻电路中的电功和电功率(以含电动机电路为例)
非纯电阻电路中,电能与其他形式能转化的关系非常关键。
以电动机为例,电动机电路如图所示,电动机两端电压为U,通过电动机电流为I,电动机线圈电阻为R,则电流做功或电动机消耗的总电能为W=IUt,电动机线圈电阻生热Q=I2Rt,电动机还对外做功,
把电能转化为机械能,W′=W-Q=IUt-I2Rt,W′是电动机输出的机械能。
这是一个非纯电阻电路,可满足U=IR,且W′>0,则有U>IR。
考虑每秒钟内能量转化关系,即功率,只要令上述各式中t=1s即可,可得总功率P总=IU,电热功率P热=I2R,输出功率P出,三者关系是P总=P热+P出,即P出=IU-I2R。
(三)例题精讲
【例】某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示,重物质量m=50kg,电源提供恒定电压U=110V,不计各处摩擦,当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中电流强度I=5A,求电动机线圈电阻R(g=10m/s2)。
(4Ω)
(四)布置作业
1.把课本158页练习三(2)、(3)、(5)题做在作业本上。
2.把课下完成练习三(1)、(4)题做在课本上。
说明:
1.利用常用电器的展示,使学生回到日常生活,调动学生的学习兴趣和注意力。
2.引导学生观察演示实验,参与读数、记数,学会如何分析数据,处理问题得出结论。