第十五章 電功和電熱教案
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1、第十五章 電功和電熱 一、 電能表與電功 教學(xué)目標(biāo) 1、 知識(shí)與技能 認(rèn)識(shí)電能表是測(cè)量電能大小的儀器,知道電能的常用單位。 知道電功的大小跟哪些因素有關(guān),知道電功的單位,知道生活中電功的單位“度”與“焦耳”之間的關(guān)系。 2、過(guò)程與方法 能用電能表是測(cè)量電能大小,會(huì)計(jì)算電費(fèi)。 能根據(jù)電功的公式計(jì)算電流所做的功。 3、 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 初步認(rèn)識(shí)電能的轉(zhuǎn)化以及電能對(duì)社會(huì)、生活的影響,具有節(jié)能的意識(shí)。 教學(xué)資源分析 學(xué)生對(duì)電力較為熟悉,對(duì)電能的利用和轉(zhuǎn)化也有一定的了解,所以用課文的導(dǎo)圖引入新課比較自然。對(duì)于家用電能表的教學(xué),可以利用學(xué)生在家里的感性認(rèn)識(shí),要求學(xué)生會(huì)讀電能表,
2、會(huì)算電費(fèi)。由于供電設(shè)備的更新,教學(xué)中可以對(duì)新型電能表作一些介紹。在探究電功的大小跟哪些因素有關(guān)時(shí),要根據(jù)前面學(xué)生學(xué)過(guò)的串聯(lián)和并聯(lián)電路中電流和電壓的特點(diǎn),按課文要求做好燈泡串聯(lián)和并聯(lián)的分組實(shí)驗(yàn)來(lái)研究電功跟電流、電壓的關(guān)系。 教學(xué)策略分析 1、 將物理知識(shí)來(lái)源于生活并服務(wù)于生活的宗旨作為本節(jié)教學(xué)的基本思路。 2、 學(xué)以致用,認(rèn)識(shí)電能表—使用電能表—計(jì)算家庭電費(fèi)。 3、 在探究實(shí)驗(yàn)中采用控制變量法研究電功的大小跟哪些因素有關(guān),先定性研究后定量計(jì)算。 教學(xué)重、難點(diǎn) 重點(diǎn):電能表的使用和電功(電能)的計(jì)算 難點(diǎn):探究影響電流做功的因素 課前準(zhǔn)備 電能表的實(shí)物與圖片,投影儀 分組器材:
3、燈泡(不同規(guī)格)、直流電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、電流表、電壓表 圖15-1 課時(shí)建議 1課時(shí) 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 引入新課 本章導(dǎo)圖:(如圖15-1所示) 學(xué)生一分鐘演講:“我所認(rèn)識(shí)的家用電能表” 新課教學(xué) (一)電能表 演示實(shí)驗(yàn):?jiǎn)蜗嚯娔鼙? 投影說(shuō)明電能表各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的意義: 1、 電壓值 220V 表示額定電壓 2、 電流規(guī)格” 表示額定電流 指標(biāo)括號(hào)中的數(shù)字表示允許在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)電流表的最大電流 “每千瓦時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)” 表示用1度電電能表水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù) 3、電能表的示數(shù)有四位整數(shù)和一位小數(shù)組成 4、電能的計(jì)量單位為千瓦時(shí),俗稱度 符號(hào)為kw·h 5、換算關(guān)系:1k
4、w·h=3.6╳106J 圖15-2 例題1 小明家1 月底與2月底電能表的示數(shù)如圖15-2所示 (1) 算2月份共用了多少電能? (2) 如果1 kw·h的電費(fèi)為0.52元,他家應(yīng)付多少電費(fèi)? 解:2月份共用電106.6 kw·h, 供電部門一般按度的整數(shù)收費(fèi) 故他家應(yīng)付電費(fèi)為107kw·h╳0.52元/ kw·h=55.64元 (二)電功 闡述:電流所做的功叫電功,電流所做功的過(guò)程是電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌艿倪^(guò)程,例如電流通過(guò)燈泡,電流做功使電能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能和光能。 提出問(wèn)題:電流做功的大小跟哪些因素有關(guān)呢? 猜想:電流做功的大小可能跟哪些因素有關(guān)? 探究實(shí)驗(yàn):探究影響
5、電功大小的因素 實(shí)驗(yàn)器材:每組燈泡二只(不同規(guī)格)、直流電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、電流表和電壓表各二只 圖15-3 實(shí)驗(yàn)1:探究電功與電壓的關(guān)系 電路圖 根據(jù)控制變量法,應(yīng)保持電路中電流一定,故采用串聯(lián)電路 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果 1、 按照電路圖15-3連接電路 2、 接通電源開(kāi)關(guān),觀察二只燈泡的亮度和二只電壓表的示數(shù) 3、 因?yàn)槎粺襞荽?lián),所以通過(guò)二只燈泡的電流 (相同/不同)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) (甲/乙)燈兩端的電壓較大, 燈較亮,這說(shuō)明在 相同的情況下,電壓大的燈泡電流做的功 (多/少) 實(shí)驗(yàn)2: 探究電功與電流的關(guān)系 圖15-4 電路
6、圖 根據(jù)控制變量法,應(yīng)保持電路電壓一定,故采用并聯(lián)電路 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果 1、 按照電路圖15-4連接電路 2、 接通電源開(kāi)關(guān),觀察二只燈泡的亮度和二只電流表的示數(shù) 3、 因?yàn)槎粺襞莶⒙?lián),所以二只燈泡兩端的電壓 (相同/不同)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) (甲/乙)燈中的電流較大, 燈較亮,這說(shuō)明在 相同的情況下,電流大的燈泡電流做的功 (多/少) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和你的猜想一致嗎? 如果,通電時(shí)間越長(zhǎng),電流做的功 (多/少) 歸納結(jié)論 進(jìn)一步研究可證明: 如果通過(guò)用電器的電流為I,加在用電器兩端的電壓U,通電時(shí)間為t,電流對(duì)用電器所做的功:W=U
7、It 當(dāng)用電器兩端的電壓為1V,通過(guò)用電器的電流為1A,則1S內(nèi)電流做的功為1J,即用電器消耗的電能為1J 例題2:電能表表盤上標(biāo)明“1200r/ (kw·h)”,將某用電器單獨(dú)接在該表上,當(dāng)用電器工作4min后,電能表水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)55 r,若用電器額定電壓為220 V,求通過(guò)該用電器的電流。 解:4min后,電能表水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)55 r,說(shuō)明該用電器消耗的電能為: W=55 r/〔1200r/ (kw·h)〕=(55/1200) kw·h=55╳3.6╳106J/1200 因?yàn)閃=UIt 所以I=W/Ut=55╳3.6╳106J/1200/〔220V╳240S〕=3.
8、125A 本題說(shuō)明,通過(guò)觀察電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)情況,可估算出用電器在一段時(shí)間內(nèi)所消耗的電能,或電流對(duì)用電器所做的功。 板書設(shè)計(jì) 第十五章 電功和電熱 一、電能表與電功 (一) 電能表 電能表:測(cè)量電能的儀器 技術(shù)指標(biāo) 使用方法 1kw·h=3.6╳106J 例題1(略) (二)電功 電流所做的功叫電功 電流做功使電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问侥? 電功的計(jì)算公式 W=UIt 各量單位:U(V),I(A),t(S) W(J) 例題2(略) 資源庫(kù) 新型電能表 DDS22-Z單相電子式載波電能表 準(zhǔn)確度等級(jí):1.0級(jí) 2.0級(jí) 功耗(
9、W):≤1W/6VA 參比電壓(V):220V 基本電流(A):2(10)5(25)10(50)20(80) 工作環(huán)境溫度:-20℃~+55℃?特殊要求時(shí)?-35℃~+65℃ 產(chǎn)品簡(jiǎn)介:主要功能 1、具有獨(dú)立的微機(jī)處理機(jī)、不揮發(fā)性存儲(chǔ)器,能自動(dòng)按設(shè)置對(duì)電量進(jìn)行跟蹤計(jì)數(shù)、處理、記憶、發(fā)送。 2、實(shí)時(shí)監(jiān)控,有效扼制超容、竊電。 3、實(shí)現(xiàn)同時(shí)亥刻電量?jī)鼋Y(jié),保證了對(duì)電表抄收的同時(shí)性,為線損統(tǒng)計(jì)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。 4、臺(tái)變低壓側(cè)集抄器可通過(guò)電力線對(duì)電表信號(hào)的傳輸自動(dòng)完成所有表的抄錄,也可用手抄電腦在斷電情況下完成對(duì)集抄器的統(tǒng)抄。 5、可根據(jù)用戶要求在表內(nèi)加裝繼電器,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。
10、 主要特點(diǎn) 1、電力載波表與臺(tái)變低壓側(cè)集抄器及管理中心計(jì)算機(jī)構(gòu)成自動(dòng)抄表系統(tǒng)。 2、載波通信終端模塊安裝在表內(nèi),不改變外部接線,全部通信通過(guò)低壓電力線完成。 3、生產(chǎn)工藝采用SMT表面貼裝和熱風(fēng)回流焊,進(jìn)口芯片,可靠性高,體積小,抄收準(zhǔn)確。 4、臺(tái)變低壓側(cè)的新裝表采用模糊識(shí)別,判定相序,完成并建立信息管理。 5、中心計(jì)算機(jī)管理軟件界面友好,操作簡(jiǎn)便,各數(shù)據(jù)庫(kù)與其它系統(tǒng)共享。 本節(jié)相關(guān) 6717 /news/html/100008.php 推薦習(xí)題 1、如圖15-5所示,為了進(jìn)一步了解電冰箱,小強(qiáng)和小紅認(rèn)真閱讀了冰箱說(shuō)明書,并對(duì)兩家冰箱的性能進(jìn)行了比較和研究,下面是
11、這個(gè)冰箱的主要參數(shù),請(qǐng)你比較后說(shuō)出你獲得的兩條信息:(1) ?。ǎ玻 ? 表一(摘自小強(qiáng)家冰箱的說(shuō)明書) 表二(摘自小紅家冰箱的說(shuō)明書) 圖15-5 圖15-6 2、如圖15-6所示,四個(gè)電路,電源電壓相同,電阻R1<R2, 且通電時(shí)間相同,則電路中電流所的總功由大到小的排列順序是 ?。ā 。? A.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、乙、甲 C.丁、甲、乙、丙 D.丙、乙、甲、丁 習(xí)題答案 1、
12、(1)小強(qiáng)家的冰箱連續(xù)工作每月平均消耗的電能的度數(shù)為:0.7度/天×30天=21度. (2)小強(qiáng)家冰箱每月比小紅家冰箱少用電的度數(shù). (3)根據(jù)耗電量的不同,進(jìn)一步思考,可以得出“可能小紅家的冰箱密封不好”,或“小紅家冰箱保溫性能不好”. 2、C. 二、電功率 教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能 理解電功率的概念,理解額定功率,能區(qū)別額定功率與實(shí)際功率。 理解電功率的單位和換算,會(huì)根據(jù)用電器的電壓和電流測(cè)定和計(jì)算電功率。 2、過(guò)程與方法 能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電功率的大小跟哪些因素有關(guān)。 能正確選用器材設(shè)計(jì)電路和記錄表格,熟練地
13、使用電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器測(cè)量小燈泡的電功率。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 能列舉實(shí)例,使學(xué)生對(duì)電流通過(guò)用電器做功的快慢和用電器銘牌中電功率的知識(shí)產(chǎn)生興趣,對(duì)額定功率與實(shí)際功率的區(qū)別,對(duì)用電器怎樣才能正常工作引起關(guān)注。 能調(diào)動(dòng)學(xué)生的熱情,產(chǎn)生動(dòng)手、動(dòng)腦設(shè)計(jì)電路,測(cè)出用電器電功率的愿望,體會(huì)實(shí)際操作對(duì)理解物理知識(shí)和培養(yǎng)能力的重要性。 經(jīng)歷科學(xué)探究和物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題,參與實(shí)驗(yàn)中合作交流,體會(huì)合作學(xué)習(xí)的愉悅。 教學(xué)資源分析 在前面學(xué)習(xí)電功知識(shí)的基礎(chǔ)上,可以通過(guò)家用電器的實(shí)例說(shuō)明電流做功有快慢之區(qū)別。教學(xué)中要重視前后知識(shí)的聯(lián)系,利用學(xué)過(guò)的機(jī)械功率定義過(guò)
14、渡到電功率的定義,借助于歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)幫助分析和解決問(wèn)題。 在探究電功率的大小跟哪些因素有關(guān)的過(guò)程中,需要用到學(xué)過(guò)的熱學(xué)方面的知識(shí),進(jìn)行熱量的計(jì)算,這樣一方面有助于實(shí)現(xiàn)熱學(xué)和電學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用。另一方面可以使學(xué)生的科學(xué)探究能力得到進(jìn)一步增強(qiáng)。 在學(xué)習(xí)額定功率與實(shí)際功率的知識(shí)時(shí),可以通過(guò)各種家用電器的銘牌商標(biāo)或?qū)嵨?,配合適當(dāng)?shù)难菔緦?shí)驗(yàn)克服教學(xué)的這一難點(diǎn)。 在測(cè)量小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)中,要利用前面學(xué)生測(cè)量小燈泡電阻實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn),熟練地使用電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)相同點(diǎn)與不同點(diǎn)的對(duì)比,找到解決問(wèn)題的正確方法。 教學(xué)策略分析 1、 針對(duì)前后知識(shí)的有機(jī)聯(lián)系,運(yùn)用知識(shí)的
15、遷移學(xué)習(xí)和掌握新的知識(shí)。例如采用類比法引入新課,運(yùn)用比例法、綜合法解決電功率的的問(wèn)題。 2、 以能量為主線,以科學(xué)探究為手段,不僅得到了電功率跟電流、電壓的關(guān)系,而且培養(yǎng)了學(xué)生(熱學(xué)與電學(xué))知識(shí)整合的能力。 3、 結(jié)合物理知識(shí)的應(yīng)用,解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。 4、 分組實(shí)驗(yàn)與演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,用分組實(shí)驗(yàn)突出教學(xué)重點(diǎn),演示實(shí)驗(yàn)幫助克服教學(xué)難點(diǎn)。 教學(xué)重、難點(diǎn) 重點(diǎn):電功率的概念,公式的運(yùn)用以及電功率的測(cè)量 難點(diǎn):額定功率與實(shí)際功率的區(qū)別 課前準(zhǔn)備 分組實(shí)驗(yàn)儀器:電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、小燈泡、導(dǎo)線、低壓直流電源、開(kāi)關(guān);玻璃瓶、溫度計(jì)、煤油、導(dǎo)線夾等 演示實(shí)驗(yàn)儀器:各種家用電器的
16、銘牌商標(biāo)或?qū)嵨?、投影儀、兩只白熾燈泡(規(guī)格相同)電路示教板(串聯(lián)和并聯(lián)) 課時(shí)建議 2課時(shí) 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 第一課時(shí) 通過(guò)前面的學(xué)習(xí),我們知道,不同的用電器在相同的時(shí)間內(nèi)消耗的電能是不相等的,思考一下,你們能提出什么問(wèn)題嗎? 學(xué)生提問(wèn):電流做功有快慢之分嗎?怎樣表示電流做功的快慢? 那么我們類比力學(xué)中的方法,用電功率來(lái)表示電流做功的快慢。 請(qǐng)大家回憶一下,機(jī)械功率可以如何表示? 學(xué)生回答:功率等于功除以所花費(fèi)的時(shí)間 即P = W / t 類比前面所學(xué)的機(jī)械功率可知,電功率的大小也可寫為: P = W / t 電功率的國(guó)際單位是瓦特,簡(jiǎn)稱瓦,符號(hào)是“W”。常用的電功率
17、單位還有千瓦(KW)和毫瓦(mW),換算關(guān)系為: 1KW = 1000 W 1W = 1000 mW 根據(jù)上一節(jié)課學(xué)習(xí)的電功的知識(shí),請(qǐng)你來(lái)猜想一下,電功率可能與哪些因素有關(guān)? 學(xué)生回答:可能與電壓、電流有關(guān)。 探究活動(dòng):電流做功快慢與哪些因素有關(guān)? 圖15-7 電路圖如圖15-7所示: 實(shí)驗(yàn)器材:天平、低壓直流電源、開(kāi)關(guān)、燒瓶、煤油、電阻絲、溫度計(jì)、電壓表、電流表、導(dǎo)線若干 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) 在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中,首先測(cè)出瓶中煤油的質(zhì)量m(由于時(shí)間關(guān)系,可給出煤油的質(zhì)量),在閉合電路開(kāi)關(guān)之前要讀出插入煤油中的溫度計(jì)示數(shù)t1,在閉合
18、電路開(kāi)關(guān)的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí),并讀出電流表和電壓表的示數(shù)。約兩分鐘左右斷開(kāi)開(kāi)關(guān),按表停止計(jì)時(shí),觀察溫度計(jì),待溫度計(jì)內(nèi)的液柱不再上升時(shí),記下溫度計(jì)的示數(shù)t2,然后多次改變電源電壓,重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程,并收集數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 煤油的比熱容 c/J·kg-1·℃-1 煤油質(zhì)量 m/kg 溫度變化值 t2-t1 / ℃ 通電時(shí)間 t/s 電壓 U/V 電流 I/A 1 2.1 x 103 2 3 教師巡視,指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),收集數(shù)據(jù),進(jìn)行分析論證。 分析與論證 根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行分析與論
19、證。 1、 煤油在t(s)吸收的熱量 Q = _________ J 2、 煤油吸收熱量的過(guò)程中,內(nèi)能增加了。從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)看,煤油增加的內(nèi)能是從電能轉(zhuǎn)化來(lái)的。因而電流通過(guò)電阻絲所作的功W = Q =_______J。 3、 根據(jù)電功率的定義,電流通過(guò)電阻絲的功率為P = W / t = _______W。 4、 比較記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),看電功率P跟電阻絲兩端的電壓U、通過(guò)電阻絲的電流I之間有何關(guān)系? 將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)案在實(shí)物站臺(tái)上展示,請(qǐng)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告自主分析。 得出結(jié)論: 學(xué)生討論后得出結(jié)論:電功率跟_______、_______成正比。 根據(jù)功率公式P = W / t和電功
20、公式 W = U I t 可得電功率: P = U I 當(dāng)用電器兩端的電壓為1V,通過(guò)用電器的電流為1A時(shí),此用電器的電功率為1W。 物理知識(shí)都是用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的,那么我們就用所學(xué)的電功率的知識(shí)來(lái)解決具體的問(wèn)題。 例題1:小明家有一只電熨斗,接入220V的電路中工作時(shí),通過(guò)的電流為4.5A。這只電熨斗的電功率多大?熨燙一件衣服需10min,電流作了多少功?合多少kW·h? 學(xué)生自主解答,后在實(shí)物投影上展示。 解 電熨斗的電功率為: P = U I = 220 V·4.5 A = 990 W 熨燙一件衣服電流做的功為: W = P t = 990W·10·60 s = 5.
21、94·105J =0.165 kW·h 圖15-8 用電器的額定功率 在電器設(shè)備的銘牌和使用說(shuō)明書上,均標(biāo)有該電器設(shè)備正常工作時(shí)的額定電壓和額定功率,請(qǐng)大家看 “WP700型微波爐”的銘牌。 用電器在額定電壓下正常工作時(shí)的功率為額定功率。 請(qǐng)大家觀察“WP700型微波爐”的銘牌,說(shuō)出它的額定電壓、額定功率。 學(xué)生觀察后回答:額定電壓為220V,額定輸入功率為1180W,微波輸出功率為700W。 圖15-10 不同的用電器的額定功率一般不同,即使是同一種用電器,由于規(guī)格、型號(hào)不同,額定功率也不同。請(qǐng)大家觀察下面的常見(jiàn)用電器的銘牌,比較它們電功率的大小。 學(xué)生從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),
22、判斷圖15-19中用電器電功率的大小。 觀察用電器的銘牌,具體比較用電器額定功率的大小。 功率大說(shuō)明單位時(shí)間做功多,電功率表示了電流通過(guò)用電器做功的快慢程度,大家能不能舉例說(shuō)出生活中的用電器在相同時(shí)間內(nèi)的做功本領(lǐng)誰(shuí)大誰(shuí)小。 學(xué)生舉例說(shuō)明1500W的電爐比500W的發(fā)熱快,100W的電燈比40W的發(fā)光強(qiáng) 用電器只有在額定電壓下工作,其功率才是額定功率,只有在這種情況下使用,用電器工作才是正常的。例如電燈在額定電壓下正常發(fā)光,若電壓低于額定電壓,就發(fā)光暗淡,高于額定電壓就發(fā)光強(qiáng)烈,時(shí)間長(zhǎng)了就容易燒壞,若遠(yuǎn)高于額定電壓,就立即燒毀;因此,使用用電器時(shí),一定不要使電壓高于額定電壓。 學(xué)到了什
23、么 這節(jié)課我們理解了電功率的概念,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了電功率的大小跟哪些因素有關(guān),學(xué)習(xí)了電功率的單位和換算,知道什么是用電器的額定功率,并會(huì)根據(jù)用電器的電壓和電流計(jì)算電功率。 第二課時(shí) 測(cè)量小燈泡的功率 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 測(cè)量小燈泡的額定功率和實(shí)際功率 實(shí)驗(yàn)原理 根據(jù)P=UI可知,為了測(cè)量小燈泡的功率,應(yīng)測(cè)量的物理量有是 和 。 圖15-10 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)器材:額定電壓為2. 5 v的小燈泡一個(gè)、電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、導(dǎo)線等 電路圖(如圖15-10所示) 實(shí)驗(yàn)步驟: 1、 斷開(kāi)開(kāi)關(guān),按電路圖連接電路 2、 將滑動(dòng)變阻器的滑片放在電阻最大
24、的位置, 3、 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片的位置,先后使電壓表的示數(shù)小于、等于和略大于小燈泡的額定電壓,觀察小燈泡的亮度,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表: 小燈泡的規(guī)格 電壓表示數(shù)/V 電流表示數(shù)/A 小燈泡的亮度 小燈泡功率/W 額定電壓 U=2. 5v 實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 小燈泡的額定電功率為 當(dāng)U實(shí)>U額時(shí),P實(shí) (大于/等于/小于)P額; 當(dāng)U實(shí)=U額時(shí),P實(shí) (大于/等于/小于)P額; 當(dāng)U實(shí)
25、小燈泡不亮,電流表無(wú)示數(shù),但電壓表有示數(shù),請(qǐng)分析電路中可能出現(xiàn)的故障。 2、 另有一位同學(xué)連接好電路后,在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮,這說(shuō)明他在閉合開(kāi)關(guān)前沒(méi)有 。 圖15-11 例題2:仔細(xì)觀察圖15-11中白熾燈燈泡上的銘牌,它所標(biāo)出的“PZ220—100”是什么意思?它的額定電流是多大?若將兩個(gè)這樣的燈泡串聯(lián)接入220V的電路中,每個(gè)燈泡消耗的實(shí)際功率是多大? 解:“PZ”意思為普通照明燈泡,“220—100”表示額定電壓為220V時(shí),額定功率為100W,這時(shí)的電流為額定電流。 P額=U額I額
26、 I額=P額/U額=100W/220V≈0.45A 兩個(gè)燈泡串聯(lián)接入220V的電路中,每個(gè)燈泡消耗的實(shí)際功率可以按照如下方法解得: 設(shè)燈泡的電阻均為R,串聯(lián)接入220V的電路中后,燈泡兩端的電壓為U實(shí),通過(guò)燈泡的電流強(qiáng)度為I實(shí),產(chǎn)生的電功率P實(shí),則由電功率公式: P實(shí)=U實(shí)I實(shí), 由歐姆定律:I實(shí)=U實(shí)/R, 可得電功率:P實(shí)=U2實(shí)/R, 同理額定功率為P額=U2額/R 實(shí)際功率與額定功率之比為: P實(shí)/P額= (U2實(shí)/R)/(U2額/R)=U2實(shí)/U2額, 本題中U實(shí)/U總=1/2 得:P實(shí)=P額U2實(shí)/U2額= P 額/4=100W/4=25W 想一
27、想你還有其它的解法嗎? 板書設(shè)計(jì) 第一課時(shí) 二、電功率 一、 電功率 1、 電功率表示電流做功的快慢。 2、 定義式:P = W / t 電功率的國(guó)際單位是瓦特,簡(jiǎn)稱瓦,符號(hào)是“W”。常用的電功率單位還有千瓦(KW)和毫瓦(mW),換算關(guān)系為: 1KW = 1000 W , 1W = 1000 mW 3、 影響電流做功快慢的因素 電功率跟電壓、電流大小成正比 P = U I 當(dāng)用電器兩端的電壓為1V,通過(guò)用電器的電流為1A時(shí),此用電器的電功率為1W 例題1:略 第二課時(shí) 測(cè)量小燈泡的功率 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量小燈泡的額定功率和實(shí)際功率 圖15-12 實(shí)驗(yàn)原
28、理:根據(jù)P=UI可知,為了測(cè)量小燈泡的功率,應(yīng)測(cè)量的物理量有是小燈泡兩端電壓和通過(guò)小燈泡電流。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):電路圖(如圖15-12所示) 實(shí)驗(yàn)器材:額定電壓為2. 5 v的小燈泡一個(gè)、電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng) 變阻器、電流表、電壓表、導(dǎo)線等 實(shí)驗(yàn)步驟:略 實(shí)驗(yàn)記錄: 小燈泡的規(guī)格 電壓表示數(shù)/V 電流表示數(shù)/A 小燈泡的亮度 小燈泡功率/W 額定電壓 U=2. 5v 實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 小燈泡的額定電功率為 當(dāng)U實(shí)>U額時(shí),P實(shí)大于(大于/等于/小于)P額; 當(dāng)U實(shí)=U額時(shí),P實(shí)等于(大于/等于/小于)P額; 當(dāng)U實(shí)<
29、U額時(shí),P實(shí)小于(大于/等于/小于)P額。 評(píng)價(jià)與思考: 例題2:略 資源庫(kù) 測(cè)量電功率的多種方法 圖15-13 現(xiàn)有下列器材:額定電壓為U0的小燈泡,電源(電壓未知),一個(gè)阻值為R0的電阻,一個(gè)滑動(dòng)變阻器,一只電流表,一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線,實(shí)驗(yàn)時(shí)不能忽略燈絲的電阻隨溫度而發(fā)生變化。 (1) 設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖15-13所示 (2) 以上實(shí)驗(yàn)電路測(cè)定小燈泡額定功率的主要步驟和需要測(cè)量的物理量(用字母表示)。 圖15-14 第一步:計(jì)算R兩端的電壓為U0時(shí),通過(guò)它的電流為U0/R;第二步:S擲向接線柱1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流表讀數(shù)為U0/R;第三步:保持滑動(dòng)
30、變阻器的滑片不動(dòng),S擲向接線柱2,讀出電流表讀數(shù)I,小燈泡額定功率的表達(dá)式為U0(I—U0/R) (3) 若在給出的器材中只將其中的一只電流表改為一只電壓表,設(shè)計(jì)測(cè)量小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)電路圖如圖15-14: 本節(jié)相關(guān) apwsb.myrice /gao/new/c3wu.html 推薦習(xí)題 1、小名同學(xué)在做“測(cè)小燈泡額定功率”的探究實(shí)驗(yàn)時(shí),已知某小燈泡的額定電壓為3V,電功率小于1w。 (1)在連接電路時(shí),小名同學(xué)有幾根導(dǎo)線沒(méi)有連接上,如圖15-15所示,請(qǐng)你用筆畫線作為導(dǎo)線,在實(shí)物圖上幫他連接好電路(電流表和電壓表要量程選擇正確); (2)而另一實(shí)驗(yàn)小組中的小強(qiáng)同學(xué)
31、連接電路完畢并閉合電路開(kāi)關(guān),當(dāng)移動(dòng)變阻器滑片時(shí),發(fā)現(xiàn)燈泡變亮?xí)r,電壓表示數(shù)反而減小,燈泡變暗時(shí),電壓表示數(shù)反而增大(器材是完好的),想一想,小強(qiáng)怎樣連接電路才會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象?請(qǐng)將小強(qiáng)所連接電路的電路圖畫在虛線框中。 (3)若小名在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,仔細(xì)對(duì)小燈泡對(duì)應(yīng)的電流、電壓值進(jìn)行了數(shù)據(jù)記錄,記錄表格如下: 實(shí)驗(yàn)次序 1 2 3 4 5 6 7 8 燈泡兩端的電壓U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 通過(guò)燈泡的電流/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.2
32、00 0.205 燈泡發(fā)光的情況 不亮 微亮 逐漸變亮 正常發(fā)光 從表中數(shù)據(jù)分析可以看出,在通過(guò)燈絲的電流逐漸增大的過(guò)程中,燈絲的電阻的變化情況是是 ;該小燈泡的額定功率應(yīng)為 W。 圖15-15 2、現(xiàn)有兩根“220V 400W”的電熱管(用電阻符號(hào)表示)、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線如圖15-16所示,設(shè)計(jì)三個(gè)可以調(diào)溫的電路: 圖15-16 (1)先按要求完成電路的連接;(2)再設(shè)計(jì)一個(gè)具有上述三種功
33、能的調(diào)溫電路(最多使用三個(gè)開(kāi)關(guān)),并將電路圖畫再虛線框內(nèi)。 3、下表是我國(guó)市場(chǎng)上某種雙桶洗衣機(jī)所用電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)。該洗衣機(jī)在額定電壓下工作時(shí),求: (1)洗滌電動(dòng)機(jī)和脫水電動(dòng)機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過(guò)洗衣機(jī)電源線上的電流多大? (2)分別求出洗滌電動(dòng)機(jī)和脫水電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電功率。 (3)某次洗衣服時(shí),洗滌時(shí)間是11min,脫水時(shí)間是2min,在洗滌時(shí)間內(nèi),洗滌電動(dòng)機(jī)按圖15-17所示的程序進(jìn)行工作,求本次洗衣機(jī)共消耗了多少電能? 圖15-18 圖15-17 4、如圖15-18所示電路,是測(cè)定額定電壓為3.8V小燈泡額定功率的電路
34、圖。現(xiàn)測(cè)得5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),記錄在表中,并同時(shí)記錄了小燈泡亮度變化情況。請(qǐng)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,回答以下問(wèn)題: (1)小燈泡的額定功率是 W; (2)小燈泡的亮度變化規(guī)律是 ; (3)除了表中列出的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象外,你還能發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題是 。 次數(shù) 1 2 3 4 5 U/V 3.0 3.5 3.8 4.0 4.5 I/A 0.28 0.30 0.31 0.32 0.34 亮度 增加→ ]習(xí)題答案 1、(1)電路連接圖如圖15-19所示。
35、(2)如電路圖15-20所示 (3)燈絲的電阻變化情況是:先保持不變,后逐漸增大。當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電功率為額定功率。小燈泡在第8次正常發(fā)光,電壓為3V,電流為0.205A,所以,根據(jù)P=UI,可知小燈泡額定功率P=UI=3V×0.205A=0.615W。 圖15-19 圖15-20 2、(圖略)3、1.3A 110W 176W 3.049×104J 4、1.178W 隨電流增大亮度增大 三、電熱器 教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能 知道電熱器的基本構(gòu)造和原理 了解電熱
36、在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用 知道電流的熱效應(yīng),理解焦耳定律中各物理量的單位。 2、 過(guò)程與方法 經(jīng)歷探究電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)的過(guò)程, 能通過(guò)理論推導(dǎo)得出焦耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 激發(fā)學(xué)生將電熱知識(shí)運(yùn)用與實(shí)際的熱情,認(rèn)識(shí)電熱積極有用和消極危害的兩個(gè)方面,體會(huì)物理知識(shí)在生產(chǎn)、生活中的重要作用。 教學(xué)資源分析 到目前為止,學(xué)生對(duì)電能的轉(zhuǎn)化已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí),由于學(xué)生在前面探究過(guò)電能與哪些因素有關(guān),已具有了這方面的感性認(rèn)識(shí),加上學(xué)生具有的通電導(dǎo)體發(fā)熱的生活經(jīng)驗(yàn),因此對(duì)本課猜想和探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)提供了依據(jù)。學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心促使他們產(chǎn)生了探究電
37、流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)這一問(wèn)題的欲望。 本課學(xué)習(xí)內(nèi)容與生活實(shí)際密切相關(guān),在教學(xué)中教師可引用大量生活中的電熱器的實(shí)例,配上圖片和部分實(shí)物進(jìn)行教學(xué),有利于增強(qiáng)教學(xué)的直觀性和生活性色彩。 在推導(dǎo)焦耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式時(shí),應(yīng)注重運(yùn)用前面所學(xué)過(guò)的電功和歐姆定律的知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)綜合的能力。 教學(xué)策略分析 1、 引入新課時(shí)按照從生活走向物理的理念,用生活中的電熱器的例子展開(kāi)教學(xué)。 2、 在探究電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)這個(gè)多因素的問(wèn)題時(shí),啟發(fā)學(xué)生采用控制變量法來(lái)研究問(wèn)題。 3、 在導(dǎo)出焦耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式的過(guò)程中,突出能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn),讓學(xué)生學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用前后的知識(shí)。 4、 通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)和理論
38、推導(dǎo)使學(xué)生認(rèn)識(shí)理論與實(shí)踐的統(tǒng)一性,用實(shí)例體會(huì)生活、物理、社會(huì)的關(guān)聯(lián)性。 教學(xué)重、難點(diǎn) 重點(diǎn):電熱器的工作原理和焦耳定律 難點(diǎn):探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì) 課前準(zhǔn)備 演示器材:電熱器的圖片(電暖器、電爐、電熱水器等)和部分實(shí)物(“熱得快”、電水壺、電烙鐵等) 分組器材:直流電源、開(kāi)關(guān)、電流表、滑動(dòng)變阻器、電阻圈(兩只)、火柴、導(dǎo)線等 課時(shí)建議 1課時(shí) 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 引入新課 投影圖片:電暖器、電爐、電熱水器等 說(shuō)明:這些利用電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置稱為電熱器。 展示實(shí)物:“熱得快”、電水壺、電烙鐵等 設(shè)問(wèn):額定功率為1000W和15
39、00W的電水壺在通電時(shí)燒開(kāi)同樣一壺水,哪一個(gè)需要的時(shí)間短? 電流通過(guò)電熱器產(chǎn)生的熱量的多少跟哪些因素有關(guān)? 學(xué)生猜想 電流通過(guò)電熱器產(chǎn)生的熱量的多少可能跟電阻絲的電阻值的大小、電流的大小、通電時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 研究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻、電流、時(shí)間的關(guān)系,應(yīng)逐一采用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 1、研究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系,應(yīng)使通過(guò)不同電阻的電流 (相等/不相等), 圖15-21 如用兩個(gè)阻值不同的電阻絲進(jìn)行研究,則可使它們 (串聯(lián)/并聯(lián))后接入電路實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖如圖15-21 所示。 2、研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系,應(yīng)使電阻的阻值
40、 (改變/不變),使通過(guò)該電阻的電流大小 (改變/不變)具體方法是調(diào)節(jié) 來(lái)改變電阻中電流的大小。 3、根據(jù)如圖15-21所示的實(shí)物圖畫出對(duì)應(yīng)的電路圖。 4、對(duì)于電熱器上產(chǎn)生的熱量的多少可以進(jìn)行定性地比較:將火柴棒插入電阻圈中,觀察通電后火柴棒被點(diǎn)燃的先后順序來(lái)確定哪一次產(chǎn)生的熱量較多。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 1、研究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系時(shí),按照連接電路,將火柴棒插入電阻圈中,觀察通電后在電流 (相同/不相同)的情況下,電阻 (大/?。┑哪莻€(gè)電阻圈夾著的火柴棒先被點(diǎn)燃,說(shuō)明在相同的時(shí)間內(nèi),阻值較大的電阻產(chǎn)生的熱量較 (多/少)
41、。 2、研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電路中的電流變大,則夾在同一電阻圈中的火柴被點(diǎn)燃的時(shí)間變 (長(zhǎng)/短)。說(shuō)明電流增大時(shí),相同的時(shí)間內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量(增多/減少)。 3、實(shí)驗(yàn)表明,在電阻、電流大小不變時(shí),通電時(shí)間越長(zhǎng),火柴越容易被點(diǎn)燃,產(chǎn)生的熱量越多。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 電流通過(guò)電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體本身的 、通過(guò)導(dǎo)體的 以及通電的時(shí)間有關(guān)。 電流的熱效應(yīng):電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象 電流通過(guò)電爐、電烙鐵、電飯鍋等電熱器時(shí),電能幾乎全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,這時(shí)電流所做的功可看作等于所產(chǎn)生的熱量。 即Q=W= UIt 根據(jù)歐姆
42、定律U=IR可得: Q=I2Rt 式中電流的單位是安(A),電阻的單位是歐(Ω),時(shí)間的單位是秒(S),電流產(chǎn)生的熱量的單位是焦(J) 焦耳定律:電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比,跟通電時(shí)間成正比。 通常情況下,電熱小于電功,如電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí),大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,少量的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 例題:某電熱器電阻絲的電阻為55Ω,接入220V 的電路中,在20 min內(nèi)共產(chǎn)生了多少熱量? 解:通過(guò)電熱器電阻絲的電流強(qiáng)度為: I=U/R=220V/55Ω=4A 電熱器在20 min內(nèi)共產(chǎn)生的熱量為:
43、 Q =I2Rt=(4A)2╳55Ω╳20╳60S =1.056J 圖15-22 生活、物理、社會(huì) 電腦中的散熱器 如圖15-22所示 板書設(shè)計(jì) 三、電熱器 (一) 電熱器 利用電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置稱為電熱器 例如:電爐、電烙鐵、電飯鍋等 (二) 影響電流產(chǎn)生熱量的因素 電流通過(guò)電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體本身的電阻、通過(guò)導(dǎo)體的電流以及通電的時(shí)間有關(guān)。 (三) 電流的熱效應(yīng) 1、電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng) 2、電熱的大小 焦耳定律:電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比,跟通電時(shí)間
44、成正比。 數(shù)學(xué)表達(dá)式:Q=I2Rt 式中電流的單位是安(A),電阻的單位是歐(Ω),時(shí)間的單位是秒(S),電流產(chǎn)生的熱量的單位是焦(J) 3、 電功與電熱大小的關(guān)系 在電熱器中,電功=電熱 在其它電路中,電功>電熱 例題(略) (四) 電熱的應(yīng)用與危害 應(yīng)用:“熱得快”、電暖器、電水壺等 危害:散熱器 資源庫(kù) 電流的熱效應(yīng) 【目的和要求】 了解電流的熱效應(yīng)及其簡(jiǎn)單規(guī)律。 【儀器和器材】 學(xué)生電源(J1202型或J1202-1型)或干電池、蓄電池(J1203型),定值電阻2個(gè)(5歐和10歐各1個(gè)),石蠟,火柴,
45、φ0.31毫米漆包線20厘米,導(dǎo)線若干。 【實(shí)驗(yàn)方法】 方法一 1.在5歐電阻上涂一層蠟后,把它接到6伏電源上,會(huì)看到什么現(xiàn)象?用手摸摸電阻,它是不是在發(fā)熱?這說(shuō)明電流通過(guò)導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生什么效應(yīng)。 2.在兩只電阻上涂厚薄相同的蠟,并接在6伏電源上,觀察哪個(gè)電阻上的蠟熔化得快,是電阻大的還是電阻小的?哪個(gè)電阻止的電流大?電流產(chǎn)生的熱量多少與電流大小有什么關(guān)系, 3.將兩只電阻串聯(lián),涂蠟情況相同,接在6伏電源上,觀察哪個(gè)電阻上的蠟熔化得快些,是電阻大的還是電阻小的。當(dāng)電流強(qiáng)度相同時(shí),電流產(chǎn)生的熱量多少跟電阻大小有什么關(guān)系。 4.將10歐電阻涂上一層厚蠟,接在6伏電源上,
46、通電后蠟開(kāi)始熔化,隨著時(shí)間的增加,蠟熔化的越多,最后全部熔化。這說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量多少跟通電時(shí)間長(zhǎng)短有什么關(guān)系。 方法二 1.用漆包線在一根火柴頭上纏幾匝,隔一段距離,再在另一根火柴頭上纏更多匝(纏線的匝數(shù)之比可為1:10),兩火柴要分開(kāi)。將漆包線兩端接在電源上。通電后,觀察哪根火柴先著火。這表明當(dāng)電流強(qiáng)度相同時(shí),電流產(chǎn)生的熱量多少跟電阻大小有什么關(guān)系? 2.再用漆包線在一根火柴頭纏數(shù)匝,先接在4伏電源上,記錄下通電后到火柴著火所用的時(shí)間。再取一根火柴,用漆包線纏上同樣的匝數(shù),接在6伏電源上,記下火柴著火所用的時(shí)間。比較這兩個(gè)時(shí)間。當(dāng)電路電阻一定時(shí),電流產(chǎn)生的熱量多少跟通過(guò)的
47、電流大小有什么關(guān)系? 【注意事項(xiàng)】 1.因?qū)嶒?yàn)時(shí)電流較大,接通電路的時(shí)間要盡可能短,蠟熔化后要立即斷開(kāi)電源。 2.火柴著火后,不僅要立即斷開(kāi)電源,還要把火立即吹滅,以防將漆包線其余部分的漆燒掉。 【思考題】 想一想,電流的熱效應(yīng)在生產(chǎn)和生活中有哪些具體應(yīng)用? 本課相關(guān) pep /200410/ca548125.htm 推薦習(xí)題 1、小明家新買一規(guī)格為“800W”的電熱水壺,他經(jīng)過(guò)幾次使用后發(fā)現(xiàn),晚飯后燒開(kāi)一壺水總比早晨燒開(kāi)一壺水所用的時(shí)間長(zhǎng),你認(rèn)為主要原因是 ( ) A、 晚間電熱水壺兩端的電壓低于早晨電熱
48、水壺兩端的電壓 B、 晚間大氣壓升高,水的沸點(diǎn)升高,需要的熱量比早晨多 C、 晚間環(huán)境溫度比早晨的溫度偏低 D、 晚間燒水時(shí)熱量損失比早晨多 2、家用電熨斗為了適應(yīng)不同衣料的熨燙,設(shè)計(jì)了調(diào)整溫度的多檔開(kāi)關(guān),適用時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕即可使電熨斗加熱到所需的溫度。如圖15-23甲所示是電熨斗的電路圖。旋轉(zhuǎn)多檔開(kāi)關(guān)可以改變1、2、3、4之間的連接情況?,F(xiàn)將開(kāi)關(guān)置于溫度最高檔,這時(shí)1、2、3、4之間的連接是如圖乙所示中的哪一個(gè) ( ) 圖15-24
49、 圖15-23 3、如圖15-24所示,是一個(gè)電熱毯的示意圖,R0是電熱毯的電阻絲,R是與電熱毯電阻絲串聯(lián)的電阻,電熱毯上標(biāo)有“220V 100W”字樣,S是控制電熱毯處于加熱狀態(tài)或保溫狀態(tài)的開(kāi)關(guān)。 (1)用學(xué)過(guò)的公式推理說(shuō)明開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電熱毯處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài)? (2)若要求在保溫狀態(tài)時(shí)電流通過(guò)電阻絲R0每分鐘有60J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電阻R的阻值時(shí)多大? 習(xí)題答案 1、A 2、A 3、
50、 四、 家庭安全用電 教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能 知道家庭電路的主要組成部分以及家庭電路的電壓和安全電壓的值,知道熔絲的特點(diǎn)及作用。 知道插座和家用電器接地的作用,知道測(cè)電筆的構(gòu)造及使用。 知道短路和用電器總功率過(guò)大是電流過(guò)大的原因,知道觸電的原因和安全用電的常識(shí)。 2、過(guò)程與方法 引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際生活中,注意運(yùn)用安全用電的原則,養(yǎng)成知行統(tǒng)一的良好習(xí)慣。 3、 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 會(huì)將家庭電路的知識(shí)用于生活實(shí)際,樂(lè)于探索生活中的物理問(wèn)題,具有將科學(xué)技術(shù)用于生活實(shí)踐的意識(shí)。 教學(xué)資源分析 本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容來(lái)源于日常生活中,學(xué)生具有豐富的實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn),他們
51、對(duì)家庭電路中的電路元件比較熟悉,這時(shí)學(xué)生已經(jīng)具備了基本的簡(jiǎn)單電路的知識(shí),這些都是學(xué)好本節(jié)知識(shí)的重要前提。 在本節(jié)的教學(xué)中,我們可以為教學(xué)準(zhǔn)備必要的家庭電路的主要元件和電路示教板,收集一些有關(guān)家庭安全用電的宣傳圖片或連環(huán)畫,在生動(dòng)的教學(xué)情境中讓學(xué)生學(xué)到有用的物理知識(shí)。 教學(xué)策略分析 1、 采用直觀性教學(xué)方法,利用實(shí)物元件輔助教學(xué); 2、 運(yùn)用生動(dòng)的安全用電的圖片創(chuàng)設(shè)情境,請(qǐng)學(xué)生做講解員,開(kāi)展自主評(píng)價(jià)活動(dòng); 3、 演示實(shí)驗(yàn)與分組實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,注意實(shí)驗(yàn)的安全性; 4、 根據(jù)學(xué)生的生活體驗(yàn),采用師生對(duì)話形式和組織學(xué)生之間的相互交流活動(dòng)。 教學(xué)重、難點(diǎn) 重點(diǎn):家庭電路和安全用電常識(shí)
52、 難點(diǎn): 熔斷器的原理、作用和故障的排除 課前準(zhǔn)備 演示器材:家庭電路的主要元件和電路示教板;家庭安全用電的宣傳圖片或連環(huán)畫、投影儀 分組器材:低壓電源、開(kāi)關(guān)、熔斷器和熔絲、電流表、電爐絲、小燈泡若干只、導(dǎo)線等 課時(shí)建議 2課時(shí) 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 第一課時(shí) 引入新課 學(xué)生一分鐘演講:“電能的優(yōu)點(diǎn)和家庭用電” 提出問(wèn)題:家庭電路是怎樣組成的? 學(xué)生回答:電能表、總開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)絲、用電器(電燈、冰箱、電視機(jī)、空調(diào)、插座等等) 投影:1、家庭電路布線示意圖 圖15-25 3、 簡(jiǎn)化的家庭電路圖 識(shí)別電路元件,分析連接方式(如圖15-25所示) 問(wèn)題討論
53、:為什么采用并聯(lián)方式? 學(xué)生回答:1、讓用電器在額定電壓下正常工作; 2、各支路用電器互相不影響。 談一談:家庭電路的電壓值及你對(duì)火線、零線的認(rèn)識(shí); 1、 家庭電路中安全設(shè)施和措施? 讀一讀:探究熔絲熔斷的原因 介紹熔斷器和熔絲 展示實(shí)物,分析原理及作用 圖15-26 熔斷器中的熔絲(保險(xiǎn)絲)的作用:當(dāng)電路中的電流超過(guò)一定限度,熔絲被熔斷,自動(dòng)切斷電路。 提出新問(wèn)題:造成家庭電路中電流過(guò)大的原因是什么? 學(xué)生實(shí)驗(yàn)1:電路中的短路現(xiàn)象(如圖15-26所示) 步驟:閉合開(kāi)關(guān),用導(dǎo)線接BD, 現(xiàn)象:熔絲熔斷,小燈泡熄滅。 圖15-27 家庭電路中常見(jiàn)
54、的短路現(xiàn)象有: 火線、零線直接相通、導(dǎo)線的絕緣皮老化破損等。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)2:“超負(fù)荷運(yùn)行” (如圖15-27所示) 步驟:接通電源,依次閉合支路開(kāi)關(guān), 現(xiàn)象:電流表示數(shù)逐漸增大,在最后接入電爐絲時(shí)熔絲熔斷。 歸納小結(jié): 家庭電路中電流過(guò)大的原因是: 1、 短路現(xiàn)象 2、 用電器總功率過(guò)大 知識(shí)窗: 1、 熔絲的規(guī)格(表格略) 規(guī)律:熔絲越粗,熔斷電流越大。 2、 為什么不能用鐵絲或銅絲來(lái)代替熔絲? (鐵絲或銅絲的熔點(diǎn)高,在電流過(guò)大時(shí),不能熔斷,起不到保護(hù)電路的作用) 3、 空氣開(kāi)關(guān) 問(wèn)題調(diào)查:家庭電路中的哪些部位、在哪種情況下容易發(fā)生線路連接處接觸不良的現(xiàn)象?怎樣
55、預(yù)防這類故障的發(fā)生? 第二課時(shí) 復(fù)習(xí)提問(wèn) 家庭電路中的火線、零線 新課教學(xué) 觸電及其預(yù)防 學(xué)生:什么叫觸電? 教師:觸電是指一定強(qiáng)度的電流通過(guò)人體時(shí)引起的傷害事故。 圖15-28 學(xué)生:觸電有哪幾種情況? 教師:觸電分為單線觸電和雙線觸電,如圖15-28所示 學(xué)生:人體的安全電壓是多大? 教師:人體的安全電壓的值不高于36V。 學(xué)生:防止觸電的措施有哪些? 教師:1、將用電器的開(kāi)關(guān)接在火線上,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí),人體不會(huì)碰到火線。 2、采用三線插頭和插座。 觀察活動(dòng):觀察三線插頭和三線插座 投影圖片:用電器的金屬外殼接地(略) 學(xué)生:怎樣識(shí)別火線、零
56、線? 學(xué)生活動(dòng):練習(xí)使用測(cè)電筆 觀察:測(cè)電筆的構(gòu)造 測(cè)試:判斷插座中是否有電,是否按“左零右火”的方式連接在電路中。(教師指導(dǎo),注意安全) 教師:你們還知道哪些安全用電的常識(shí)? 學(xué)生交流活動(dòng) 家庭安全用電常識(shí) A、 導(dǎo)線破損要及時(shí)更換; B、 不要在電線上晾衣服,不要用濕布抹電器; C、 用電器的金屬外殼要接地; D、 遠(yuǎn)離高壓線; E、 發(fā)現(xiàn)有人觸電,要切斷電源,用干燥的木棍等絕緣體將電線撥開(kāi); F、 發(fā)現(xiàn)家用電器或?qū)Ь€失火時(shí),要先切斷電源,然后再救火。 (教師歸納和補(bǔ)充) 學(xué)生小結(jié):學(xué)到了什么(略) 布置作業(yè) 板書設(shè)計(jì) 第一課時(shí) 四、 家庭安全用電 (
57、一) 家庭電路的組成 1、電路圖(略) 家庭電路中火線與零線之間的電壓為220V。 2、熔斷器的作用: 當(dāng)電路中的電流超過(guò)一定限度,熔絲被熔斷,自動(dòng)切斷電路,起保護(hù)電路作用。 3、家庭電路中電流過(guò)大的原因: (1)短路現(xiàn)象 (2)用電器總功率過(guò)大 第二課時(shí) (二)怎樣防止觸電 1、什么叫觸電? 觸電是指一定強(qiáng)度的電流通過(guò)人體時(shí)引起的傷害事故。 觸電分為單線觸電和雙線觸電 2、人體的安全電壓的值不高于36V。 3、三線插頭和插座與測(cè)電筆的使用 三線插座:“左零右火” 測(cè)電筆:氖管發(fā)光—火線; 氖管不發(fā)光—零線 (三)家庭安全用電常識(shí) 安
58、全用電原則:不直接或間接接觸火線,不靠近高壓線 安全用電措施: A、 導(dǎo)線破損要及時(shí)更換; B、 不要在電線上晾衣服,不要用濕布抹電器; C、 用電器的金屬外殼要接地; D、 遠(yuǎn)離高壓線; E、 發(fā)現(xiàn)有人觸電,要切斷電源,用干燥的木棍等絕緣體將電線撥開(kāi); F、 發(fā)現(xiàn)家用電器或?qū)Ь€失火時(shí),要先切斷電源,然后再救火。 資源庫(kù) 自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān) 電路正常工作時(shí),電磁脫扣器線圈電流所產(chǎn)生的磁力不能將其銜鐵吸合。當(dāng)電路發(fā)生短路或較大的過(guò)電流時(shí),磁力增加將銜鐵吸合,撞擊杠桿,搭鉤松開(kāi),觸頭分?jǐn)?。?dāng)電路電壓下降較多或失去電壓時(shí),欠壓脫扣器磁力減小或失去,其銜鐵被彈簧拉開(kāi),撞擊杠桿,
59、頂上搭鉤,觸頭分?jǐn)?。?dāng)電路發(fā)生過(guò)載時(shí),雙金屬片彎曲,撞擊杠桿,頂開(kāi)搭鉤,觸頭分?jǐn)?。?dāng)過(guò)電流時(shí)銜鐵11吸合,欠電壓時(shí)銜鐵7釋放;過(guò)載時(shí)雙金屬片10彎曲,三者都通過(guò)杠桿5使搭鉤3脫開(kāi),由主觸頭切斷電路。 空氣開(kāi)關(guān)具有體積小、安裝方便、操作安全的特點(diǎn),脫機(jī)時(shí)將三相電源同時(shí)切斷,可避免電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行。 空氣開(kāi)關(guān)相當(dāng)于閘刀開(kāi)關(guān),、熔斷器、熱繼電器、過(guò)流繼電器、欠壓繼電器的組合。 本節(jié)相關(guān)sdgl.seu.edu /sdcs/printpage.asp?id=50 推薦習(xí)題 1、 在安裝室內(nèi)簡(jiǎn)單照明電路時(shí),室內(nèi)的燈突然熄滅了,查看配電箱內(nèi)的閘刀開(kāi)關(guān)上的保險(xiǎn)絲,發(fā)現(xiàn)有一根已熔
60、斷。小名同學(xué)拿出一個(gè)接有兩根導(dǎo)線的照明電燈泡,然后他就在熔斷保險(xiǎn)絲的兩個(gè)螺釘處接入這個(gè)電燈(俗稱挑擔(dān)燈)后,挑擔(dān)燈正常發(fā)光,當(dāng)故障排除后,挑擔(dān)燈出現(xiàn)的現(xiàn)象是 ( ) A.熄滅 B.亮度肯定不變 C.可能熄滅,也可能亮度明顯變暗 D.熄滅、亮度明顯變暗、亮度稍變暗三種現(xiàn)象都有可能 圖15-29 2、小明家的電路發(fā)生了故障,電工師傅在檢修電路時(shí)去掉一個(gè)保險(xiǎn)絲,在保險(xiǎn)盒MN兩端跨接一個(gè)檢驗(yàn)燈泡A,如圖15-2發(fā)現(xiàn):如果開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)、S2閉合,則檢驗(yàn)燈泡A發(fā)光
61、微弱;如果開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi),檢驗(yàn)燈泡A正常發(fā)光,那么發(fā)生故障的原因可能是 ( ) A.L1燈頭兩根導(dǎo)線碰在一起,發(fā)生了短路 B.燈L2絕緣皮損壞 C.線路PQ部分發(fā)生斷路 D.開(kāi)關(guān)S1或S2損壞 圖15-30 3、電可以為我們服務(wù),但如果不注意安全,它也會(huì)對(duì)人造成危害。請(qǐng)你指出如圖15-30有哪些與電有關(guān)的不安全現(xiàn)象?(至少列舉兩個(gè)不同的現(xiàn)象) 習(xí)題答案 1、D. 2、A 3、不能用手直接去拿電線上的風(fēng)箏 電視機(jī)的插頭絕緣皮
62、破損 綜合實(shí)踐活動(dòng) 探究家庭用電的幾個(gè)問(wèn)題 教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能 研究家庭電路的組成,理解影響電能大小的因素 會(huì)學(xué)使用電能表,并能應(yīng)用電能表測(cè)量用電器消耗的電能和電功率 2、過(guò)程與方法 經(jīng)歷用電能表測(cè)量用電器的電能和電功率的過(guò)程,體會(huì)在額定電壓下用電器的實(shí)際功率與額定功率相等 探究用電器的總電功(率)與各用電器電功(率)的關(guān)系 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 探究分時(shí)電價(jià)的意義,能通過(guò)繪制直方圖,說(shuō)明分時(shí)電價(jià)的益處,培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。 在社會(huì)綜合實(shí)踐活動(dòng)中,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、收集和處理信息能力、交流與合作的能力 教學(xué)資源分析 本節(jié)的教學(xué)
63、內(nèi)容來(lái)源于日常生活中,學(xué)生具有一定的實(shí)際生活體驗(yàn),他們對(duì)家庭電路中的電路元件已經(jīng)有了一定的了解,已經(jīng)具備了電功、電功率的基本知識(shí),這些都是學(xué)好本節(jié)知識(shí)的重要資源。 教學(xué)策略分析 根據(jù)學(xué)生的生活體驗(yàn),采用課外實(shí)踐與課堂匯報(bào)交流的形式進(jìn)行,注重學(xué)生的自主評(píng)價(jià)和相互評(píng)價(jià)活動(dòng)的開(kāi)展。 教學(xué)重、難點(diǎn) 重點(diǎn):應(yīng)用電能表測(cè)量用電器消耗的電能和電功率,搞清用電器的總電功(率)與各用電器電功(率)的關(guān)系 探究分時(shí)電價(jià)的意義,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的綜合實(shí)踐的能力。 難點(diǎn): 圖象的繪制及分析 課前準(zhǔn)備 復(fù)習(xí): 1、 家庭電路的組成及電路圖 2、 電能表的使用方法 3、 電功與電功率的計(jì)
64、算方法 4、 用電器實(shí)際功率與額定功率的關(guān)系 課時(shí)建議 1課時(shí) 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 本節(jié)教學(xué)內(nèi)容通過(guò)學(xué)生先家庭實(shí)驗(yàn),后回校交流兩步驟進(jìn)行: (一)進(jìn)行家庭實(shí)驗(yàn) 任務(wù):(在成人在場(chǎng)情況下進(jìn)行) 1、 研究自己家的用電線路,記錄自己家庭所有用電器的名稱; 調(diào)查自己家的用電線路,畫出電路圖,擰表明各用電器以及電能表、熔絲、開(kāi)關(guān)的名稱和規(guī)格。 2、 探究家庭消耗電能大小與哪些因素有關(guān),用電能表測(cè)量各用電器消耗的電能和電功率; 猜想 家庭消耗電能大小與哪些因素有關(guān)? 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 觀察1min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù),根據(jù)電能表上每千瓦時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù),計(jì)算1min內(nèi)消耗電能的大小。 實(shí)驗(yàn)步
65、驟 (1) 將自己家庭所有用電器的名稱記錄在表格中; (2) 關(guān)掉所有的用電器直到電能表停止轉(zhuǎn)動(dòng); (3) 閉合某一個(gè)用電器的開(kāi)關(guān),讓它正常工作,記錄電能表轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)(忽視小數(shù)),并填入表中,然后關(guān)閉該用電器; (4) 按照下表記錄的用電器的順序逐個(gè)如上操作; (5) 計(jì)算1min內(nèi)各用電器消耗的電能,并填入表1中: 用電器 觀察1min內(nèi)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù) 計(jì)算1min內(nèi)用電器消耗的電能 序號(hào) 名稱 數(shù)量 1 2 3 4 5 6 (6)觀察某用電器連續(xù)工作3
66、 min時(shí)電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù),其數(shù)值大約是該用電器連續(xù)工作1min時(shí)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)的 倍; (7)幾個(gè)用電器同時(shí)工作1min,電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)與各用電器單獨(dú)工作時(shí)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)的總和相比,基本 (相等/不相等),這說(shuō)明: (8)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)計(jì)算各用電器的實(shí)際功率,并與用電器銘牌上標(biāo)出的額定功率相比較。 3、 探究分時(shí)電價(jià)的意義。 連續(xù)幾天(至少兩天,包含一個(gè)周末)讀出電能表轉(zhuǎn)盤的示數(shù),每天分別在早晨、傍晚和晚上睡覺(jué)前的相同時(shí)刻各讀一次 在下表中填如你的讀數(shù): 表2: 第一天 第二天 第三天 第四天 電能表的示數(shù)/kw·h 早晨 傍晚 晚上睡覺(jué)前 消耗的電能 /kw·h 白天(早晨到傍晚) 晚上(傍晚到睡覺(jué)前) 夜里(睡覺(jué)后到早晨) 繪制直方圖,分別表示每天三段時(shí)間的用電量 請(qǐng)你評(píng)價(jià)采用分時(shí)電價(jià)方法的優(yōu)點(diǎn)。 圖15-31 (二) 課堂交流活動(dòng) 1、 家庭電
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