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电能、电功与电功率

文件大小:0.01 MB 文件类型:.doc 运行环境:Win2003/XP/2000/9X 推荐等级:★★★★★ 发布时间:2012-03-09 官方网址:http://jc.sstp.cn 下载次数:
课件介绍

安徽省淮南市第三中学  李晓霞

 

一、 课型课时

新授课(学生实验为主,教师演示实验为辅);1课时(机动1课时安排习题课).
 
二、 教学目标
1. 知识与技能
(1) 知道电能可以转化为其他形式的能.
(2) 了解电功及其单位.
(3) 知道电功率及其单位.
(4) 理解电功率和电流、电压之间的关系.
(5) 能进行简单的计算(在习题课中安排).
2. 过程与方法
(1) 经历实验探究的过程,学习科学探究方法.
(2) 培养学生科学探究能力和学生间合作能力.
(3) 学习使用控制变量的方法.
3. 情感、态度与价值观
(1) 通过科学探究,体验其严密、合理性;感受科学探究乐趣.
(2) 介绍当地发电厂或电站,激发学生热爱家乡的热情(供部分地区参考).
(3) 利用课外作业,争取学生家长的配合,进行家庭电能、电功率的小调查,向学生渗透节能意识;体验物理知识有用,从而提高学习物理的志趣.
 
三、 重点难点
1. 重点:探究灯泡的电功率跟哪些因素有关的学生实验.
2. 难点:完成探究实验的过程.
 
四、 教材分析
1. 本节有两大特点:一是综合性强:不仅要综合运用欧姆定律、串并联电路的知识,还涉及到力学问题(如机械功);二是与生活实际联系比较紧密,在生产和生活实际中有广泛的应用.
2. 本节不仅是学习电学知识的基础,也为学生进入高中阶段的学习做铺垫,具有承前启后的作用.
3. 课程标准要求“理解电功率和电流、电压之间的关系,并能进行简单的计算”,本节内容较集中的体现了课程标准中有关培养学生科学探究能力的要求,所以要把实验探究过程作为本节教学的重点,要让学生自己得出结论.
 
五、 教学思路
1. 流程图:
现象分析建概念→探究活动寻规律→总结交流联实际
2. 让学生从自己的生活走向物理:演示电动玩具车、机枪的能动、发光、出声,引导学生了解电能,通过电能的转化建立电功的概念;通过观察玩具电动车运动快慢的不同,推理出电流做功有快慢之分,从而建立电功率的概念.
3. 在教师的启发、引导下,学生自主探究“电功率和电流、电压之间的关系”的活动是本节的重点,设计流程:启发—探究—反馈.
4. 通过课外小调查:“家庭用电器的铭牌,家庭用电能情况”.把学校教育与家庭教育相结合,把物理课堂向社会延展,实现从物理走向生活.
5. 新课程标准对有关电功和电功率的计算不做过高要求,本节课侧重于概念的建立和规律的探究,有关计算另安排一节习题课处理.
6. 教学器材
教师使用:课件若干、计算机(或小黑板、投影仪、投影片等);电动玩具车(两辆、车速不同、体型较大便于演示或车上插红旗等标志物),电动玩具机枪(体型较大,最好同时具备声、光、动力系统,便于将多种信息同时作用于学生的多个感官),甲灯“220V 15W”、乙灯“220V 60W”,自制演示电路板(电路板规格:40cm×30cm×1cm,电源电压:220V)
学生使用:电源(3V);滑动变阻器1个,小灯泡A“3.8V 0.3A”、B“2.5V 0.3A”各1只,电键1个,电流表1个,电压表1个,导线若干.
 
六、 教学过程
1. 创设情景,引入新课
引入:你玩过电动玩具吗?
师:[演示1]闭合开关,让玩具赛车从一斜面的低处运动到高处(图1).
图1 
师:小车能量发生了变化吗?是谁对小车做功?
生:小车能量发生了变化.电动机.
师:电动机消耗了什么能量?(引导学生说出消耗了电能)
师:[演示2]展示儿童玩具机枪:发光、出声、会动.
生:观察.
目的说明:从学生的生活走向物理,更容易打动学生,调动学生的激情;引导学生“看”电能的转化,感悟电功.
师:我们知道法拉第发明了人类史上第一个发电机,他使人类的文明从蒸汽机时代跨入了电气时代.我们很难用语言描述电对我们有多么重要,因为人类时刻都在用电.用电,实际上用的是电能.
师:课件展示图片(或投影仪、看课本):课本第18页图17-1:(a) 城市夜景;(b) 电取暖器;(c) 电梯;(d) 电镀.
师:(1) 这些用电器在工作中要消耗电能吗?(2) 它们消耗的电能转化成什么形式的能呢?
师:引导学生一一分析并且得出结论.
师:以上各种用电器在工作时都消耗了电能,电能的消耗是什么原因引起的?科学研究表明是通过电流做功来实现能量转化的,物理学上把用电器消耗的电能的多少叫做电功.
[板书] 电能转化成其他形式的能的多少,可以用电功W来量度.
师展示阅读提纲,引导阅读教材.
(1) 电功的单位和机械功的单位一样吗?
(2) 电功的常用单位有哪些?
(3) 单位之间的换算关系是什么?
[板书] SI制中:电功的单位是焦(J),常用电位:千瓦·时(kW·h),俗称“度”.
1kW·h=3.6×106J.
目的说明:引导学生了解电能可以转化为其他形式的能、而能量转化的多少用电功量度,并让学生认识它们的单位.
2. 分析过程,引出概念
师演示:换用新旧不同的电池,使两辆相同的玩具电动车以不同的速度从斜面底部运动到高处(图2).
(a)                                  (b)                                        (c)
图2
师指出:电流两次通过小车做功的(快慢)是不同的.而人们在选用电器时,往往更加关注的就是电流做功的快慢.
师:我们怎样比较物体做功的快慢?
生:讨论回答.
师指出:我们可以仿照同样的办法比较电流做功的快慢.
[板书] 用电器单位时间内所消耗的电能叫做电功率.用P表示.
注:电功率是表示电流做功快慢的物理量,根据定义:P=W/t.
师:展示阅读提纲,引导阅读教材.
师:(1) 电功率的单位和机械功的单位一样吗?
(2) 电功率的单位有哪些?
(3) 单位之间的换算关系是什么?
[板书] SI制中:电功率的单位是瓦(W)、千瓦(kW)
单位换算:1kW=1000W.
师投影图片:课本第21页图17-6.
师:现在你知道用电器的铭牌上7W、40W、1 200W有什么意义了吗?
生:瓦数越高,电功率越大(或单位时间耗电能越多).
师:用电器上标示的瓦数值越大,电器在正常工作时消耗的电功率就越大.
目的说明:学生具有速度、机械功率的概念,容易过渡到电功率的概念,利用类比的方法给出电功率的概念.
3. 开展活动,探究规律
这个活动的过程分3个步骤进行:启发—探究—反馈.
(1) 创设情景,提出问题.
师:[演示] 用自制的示教板进行演示,示教板的正面装有甲(220V 15W)、乙(220V 60W)两盏灯,导线在背面连接.教师通过开关控制电路的连接方式,让学生观察两灯亮度的变化.
现象一:甲灯比乙灯亮(串联).
现象二:乙灯比甲灯亮(并联).
目的说明:设置悬念,引起学生的思维冲突,激发学生的求知欲.
师点拨:(1) 灯泡越亮,则电流做功越快,相同时间内该灯泡消耗的电能越多,即电功率越大.(2) 甲灯的电阻大于乙灯.
(学生用器材中的A灯(3.8V0.3A)、B灯(2.5V0.3A),其中A灯的电阻大于B灯).
师提出问题:灯泡的电功率跟哪些因素有关?
(2) 学生探究活动.
① 猜想与假设
a. 电源;b. 电流;c. 电阻;d. 电压……
目的说明:引导学生进行猜想,鼓励学生大胆表述猜想的依据.教师要及时进行过程评价,评价的语言要多样化.猜想的结果做为副板书,教师对猜想进行控制性筛选,保留电流和电压两个因素.
[板书] 灯泡的电功率跟电流、电压有什么关系?
② 制定计划与设计实验
学生讨论:
a. 画出实验电路图.
b. 设计实验数据记录表格.
特别提示:控制变量法.
目的说明:人的认识过程是先具体后一般,学生的认识是先内容后形式.短时间内学生不可能按实验报告的格式设计出完整的实验计划,对初中生我们认为应该提倡重内容轻形式,所以学生只要能通过同学间的交流、教师的引导完成以上两个任务,探究活动就可以进行到下一步.教师优选2~3个方案,鼓励设计者上黑板画出电路图进行简短的演讲;实验数据记录表格的设计,教师要进行控制性引导,做小结性板书.
课件展示或投影表格.
当两盏灯的电流相同时:
灯泡 电压U/V 灯泡亮度(明或暗)
A UA=  
B UB=  
当两盏灯的电压相同时:
灯泡 电压I/A 灯泡亮度(明或暗)
A IA=  
B IB=  
目的说明:提倡学生简洁、明了、创新的设计,如有这样的设计:A、B两灯泡,串联后并联,观察其亮度,利用串、并电路的电阻与电压、电流的比例关系,判断UA、UB和IA、IB.教师务必给予鼓励.
③ 进行实验与收集证据
实验时要求:
a. 可以3~4人一组,要求小组成员分工明确、密切合作,人人参与.
b. 实事求是,尊重科学,记录原始数据.
④ 分析与论证
组织学生讨论得出结论.
[板书] a. 用电器两端的电压相等时,电流越大,电功率就越大;b. 通过用电器的电流相等时,电压越高,电功率就越大.
指出:公式P=UI,需要更精确的实验证明.
[板书] 公式P=UI,单位:U(V)、I(A)、P(W).
(3) 反馈、释疑、提高.
师:现在我们来揭开上面实验现象的奥秘.
师:展示示教板背面的电路连接.
师:投影实验电路图(图3).
图3
① 现象一的连接方式:两灯串联,甲灯比乙灯亮.(SB掷1,SA断开)
② 现象二的连接方式:两灯并联,乙灯比甲灯亮.(SB掷2,SA闭合)
师组织学生讨论上述现象的原因,得出结论:
① 现象一:两灯串联时,电流相同,甲灯的电阻大,电压大,所以甲灯电功率大,亮.
② 现象二:两灯并联时,电压相同,甲灯的电阻大,电流小,所以甲灯电功率小,暗.
4. 总结交流,作业布置
(1) 学生互相交流、讨论:本节课各自有哪些收获?还有哪些问题?学生自荐进行简短演讲.
(2) 在家长的指导下进行课外小调查:
① 观察你家的用电器,铭牌上的25W、100W……有什么意义?
② 了解你家的用电器,在相同的时间里,耗电最多的、最少的分别是哪个?有什么根据?
③ 问问家长,你家每个月大约用多少电,你们那里1kW·h电的电费大约是多少?近年来你家每月的电费有什么变化?这些变化说明了什么问题?
(3) 完成课外小调查后,处理课本第22页“自我评价与作业”第2题.你家选电灯的目的是“节约用电”“适合视力的亮度”“亮一些心情舒畅”中的哪一种?
 
七、 课程资源
请你阅读下面文章:
电磁炉
具有时代气息的新型炉具——电磁炉(图4),工作 时不释放任何物质,无烟、无味、无明火,也不会升高室温,具有清洁、环保功效,颇受人们的欢迎.它具有热效率高的优势.传统炉具在加热器皿底部时,部分热能会散发到空气中,热效率只有50%左右.电磁炉的应用原理是电流通过线圈产生磁场,磁场内的磁感线通过含铁物质(铁锅、不锈钢锅、搪瓷锅等)的底部时,就会感应电流(即涡流),涡流促使锅具铁分子高速无规则运动,分子互相碰撞、摩擦而产生内能(电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具),因此热能损失较小.电磁炉操作安全.由于磁感线通过非金属物体时,不会产生涡流,故而不会产生热量.炉面和人都是非金属物体,在工作过程中不会产生热,因此没有被电磁炉烧伤的危险.电磁炉作为一种新型灶具因其高效、节能、安全,正日益受到人们的青睐.它还因洁净、无污染,被人们誉之为“绿色炉具”.
通过对上述文章的阅读,请回答下列问题:
(1) 电磁炉的构造、原理如图5所示:电磁炉内的通电线圈形成磁场,当磁场内的磁感应线通过金属锅具的底部时,会在锅的底部形成无数的小涡流,使锅本身自行高速发热,然后再加热锅内食物.感应的电流越大则所产生的热量就越高,煮熟食物所需的时间就越短.要使感应电流越大,则磁场也就要越强.这样一来,产生磁场的线圈就需要越多匝数缠绕在一起.由此可知:用电磁炉加热食物时用到的物理知识是:、和.
(2) 若此电磁炉在220V电路中的工作状态如图6所示,则它工作10min消耗的电能是J,此时的工作电流是A.
(3) 由图6所示的控制面板可知,该电磁炉有6档火力.请根据上面的文章及你所掌握的物理知识,对控制这几档火力的电路做一构想.并画出简单的示意图.
   
图5                                                           图6
 
 
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