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1、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(xué)教案（一）知識(shí)目標(biāo)1、知道電功是指電場(chǎng)力對(duì)自由電荷所做的功 , 做功的過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過(guò)程。2、理解電功、電功率的概念及表達(dá)式的物理意義并能用電功的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。3、了解額定電壓、額定功率、實(shí)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(biāo)1、通過(guò)燈泡工作功率的演示, 培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和利用實(shí)驗(yàn)分析和處理實(shí)際問(wèn)題的能力。（三）情感目標(biāo)1、通過(guò)演示實(shí)驗(yàn), 加強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重視, 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。2、通過(guò)電能和其他能的轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律的講解進(jìn)一步滲透辨論唯物主義觀點(diǎn)的教育和節(jié)約
2、能源勤儉節(jié)約的優(yōu)良傳統(tǒng)。3、通過(guò)燈泡實(shí)際功率的演示, 對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全意識(shí)教育。教學(xué)設(shè)計(jì)方案電功、電功率一、教學(xué)目標(biāo)1、理解電功、電功率的概念, 公式的物理意義。2、了解實(shí)際功率和額定功率。3、了解電功和電熱的關(guān)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(guān)系, 電功大于電熱。6、能運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)解決簡(jiǎn)單的含電動(dòng)機(jī)的非純電阻電路問(wèn)題。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1、教學(xué)重點(diǎn)在于區(qū)別并掌握電功和電熱的計(jì)算。2、難點(diǎn)主要在學(xué)生對(duì)電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系缺乏感性認(rèn)識(shí), 接受起來(lái)比較困難。三、主要教學(xué)過(guò)程（）提出問(wèn)題, 引入新課1、通過(guò)前面的學(xué)習(xí) , 可知導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在
3、電場(chǎng)力作用下發(fā)生定向移動(dòng) , 電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷做功嗎？（做功 , 而且做正功）2、電場(chǎng)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(jī)械能, 如電動(dòng)機(jī)。電能內(nèi)能 , 如電熱器。電能化學(xué)能, 如電解槽。本節(jié)課將重點(diǎn)研究電路中的能量問(wèn)題。（二）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1 / 51、電功（ 1）定義：電路中電場(chǎng)力對(duì)走向移動(dòng)的電荷所做的功, 簡(jiǎn)稱電功 , 通常也說(shuō)成是電流的功。（ 2）實(shí)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(guò)電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式能。上一章里學(xué)過(guò)電場(chǎng)力對(duì)電荷的功, 若電荷在電場(chǎng)力作用下從A 搬至 B,AB 兩點(diǎn)間電勢(shì)差為, 則電場(chǎng)力做功。對(duì)于一段導(dǎo)體
4、而言, 兩端電勢(shì)差為, 把電荷從一端搬至另一端, 電場(chǎng)力的功,在導(dǎo)體中形成電流, 且, （在時(shí)間間隔內(nèi)搬運(yùn)的電量為, 則通過(guò)導(dǎo)體截面電流為,） , 所以。這就是電路中電場(chǎng)力做功即電功的表達(dá)式。（ 3）表達(dá)式：說(shuō)明：表達(dá)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(qiáng)度和通電時(shí)間成正比。適用條件：、不隨時(shí)間變化恒定電流。（ 4）單位：電流單位用安培（ A） , 電壓?jiǎn)挝挥梅?V） , 時(shí)間單位用秒（ S） , 則電功的單位是焦耳（ J）。（ 5）電功率表達(dá)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(qiáng)度成正比。單位：功的單位用焦耳（J） , 時(shí)間單位用
5、秒（s） , 功率單位為瓦特（W）。1W=1J s這里應(yīng)強(qiáng)調(diào)說(shuō)明：推導(dǎo)過(guò)程中沒(méi)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(dá)式對(duì)任何電壓、電流不隨時(shí)間變化的電路都適用。再者, 這里是電場(chǎng)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(guò)導(dǎo)體時(shí), 導(dǎo)體要發(fā)熱 , 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。這就是電流的熱效應(yīng), 描述它的定量規(guī)律是焦耳定律。學(xué)生一般認(rèn)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(gè)錯(cuò)誤, 可讓學(xué)生思考并找出來(lái)。錯(cuò)在, 何以見(jiàn)得電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能增量？有無(wú)可能同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式能？英國(guó)物理學(xué)家焦耳, 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)研究后提出焦耳定律。2
6、、焦耳定律電流熱效應(yīng)（ 1）內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量, 跟電流強(qiáng)度的平方、導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間成正比。（ 2）表達(dá)式：對(duì)于導(dǎo)體而言, 根據(jù)歐姆定律, 所以, 電流做功完全用來(lái)生熱, 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2 / 5（ 3）說(shuō)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(shí) , 有電阻的電路中電流做功會(huì)引起內(nèi)能的增加, 且電熱。（ 4）簡(jiǎn)單介紹產(chǎn)生焦耳熱的原因：金屬中自由電子在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng), 由于電場(chǎng)做功 , 電子動(dòng)能增加, 但不斷地與晶格（原子核點(diǎn)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(yùn)動(dòng)加劇 , 從而溫度升高。（ 5）純電阻電路中的電功和電功率電
7、功, 對(duì)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(duì)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(dòng)機(jī)電路為例）非純電阻電路中, 電能與其他形式能轉(zhuǎn)化的關(guān)系非常關(guān)鍵。以電動(dòng)機(jī)為例, 電動(dòng)機(jī)電路如圖所示 , 電動(dòng)機(jī)兩端電壓為, 通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流為, 電動(dòng)機(jī)線圈電阻為, 則電流做功或電動(dòng)機(jī)消耗的總電能為, 電動(dòng)機(jī)線圈電阻生熱, 電動(dòng)機(jī)還對(duì)外做功,把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,是電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能?？紤]每秒鐘內(nèi)能量轉(zhuǎn)化關(guān)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(guān)系是。4、額定功率和實(shí)際功率為
8、了使用電器安全、正常地工作, 對(duì)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(shí)所需電壓叫額定電壓 , 在這個(gè)電壓下消耗的功率稱額定功率。一般說(shuō)來(lái) , 用電器電壓不能超過(guò)額定電壓 , 但電壓低于額定電壓時(shí) , 用電器功率不是額定功率 , 而是實(shí)際功率。（ 2）實(shí)際功率,、 分別為用電器兩端實(shí)際電壓和通過(guò)用電器的實(shí)際電流。（三）復(fù)習(xí)鞏固: 某一用直流電動(dòng)機(jī)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(jì)各處摩擦, 當(dāng)電動(dòng)機(jī)以的恒定速度向上提升重物時(shí) , 電路中電流強(qiáng)度=5A, 求電動(dòng)機(jī)線圈電阻（）（ 4 ）擴(kuò)展資料熒光燈比白熾燈省電熒光燈 , 其管壁上涂有
9、熒光物質(zhì), 管內(nèi)裝了一些氛和水銀蒸汽, 當(dāng)電流通過(guò)時(shí) , 這些氣體就發(fā)出了看不見(jiàn)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(jiàn)光。由此可見(jiàn), 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(dòng)1、調(diào)查電路設(shè)計(jì)中采用了那些方法來(lái)減小導(dǎo)線上的電能損耗。2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：驗(yàn)證典型例題對(duì)于純電阻電路電功率公式的靈活運(yùn)用3 / 5例 1 為了使電爐消耗的電功率減小到原來(lái)的一半, 應(yīng)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
10、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(shí) , 使電流減半 , 由知, 電功率減為原來(lái)的1/4, 可見(jiàn) A 錯(cuò)；同理 , 使電壓減半 , 由知 , 電功率也為原來(lái)的1/4, 故 B 錯(cuò)當(dāng)電壓不變 , 電阻減半時(shí) , 由知 , 電功率變?yōu)樵瓉?lái)的2 倍, 可見(jiàn) C錯(cuò)由知 , 當(dāng)和各減半時(shí) , 電功率變?yōu)樵瓉?lái)的1/2, 可見(jiàn) D 正確答：正確答案為D注意：本題中, 當(dāng)電阻不變 , 電壓減半時(shí) , 由知 , 通過(guò)電爐的電流也減半；當(dāng)電阻不變 , 電流減半時(shí) , 由知, 加在電爐兩端的電壓也減半根據(jù)知 ,A 、 B 均錯(cuò)誤關(guān)于用電器正
11、常工作時(shí)的有關(guān)物理量的求解例 2 燈 與電動(dòng)機(jī) D并聯(lián) , 燈 上標(biāo)有 200W字樣 , 電動(dòng)機(jī) D 上標(biāo)有 2000W字樣 , 當(dāng)電源兩端 A、B 加上 220V 電壓時(shí) , 燈和電動(dòng)機(jī)均正常工作 , 求：電燈正常工作時(shí)的電阻分析解答：因?yàn)殡姛羰羌冸娮栌秒娖? 所以電燈正常工作時(shí)的功率可表示為, 燈正常工作時(shí)=200W,根據(jù)知 , 只要求出燈正常工作時(shí)的電流 , 即可求出電燈正常工作時(shí)的電阻對(duì)電路所有用電器, 利用可求得電路中的電流強(qiáng)度整個(gè)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(qiáng)度對(duì)燈由得燈正常工作時(shí)的電阻即燈正常工作時(shí)的電阻為。遠(yuǎn)距離輸電為什么必須采用高壓例 3問(wèn)題：遠(yuǎn)距離輸電為什么必須采用高壓？4 / 5分析解答：設(shè)施送的電功率為且保持不變 , 輸送電壓為, 輸電導(dǎo)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(qiáng)度, 由于電流的熱效應(yīng), 在輸電導(dǎo)線上發(fā)熱損耗的功率為當(dāng)、一定時(shí) ,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
滬科版物理高二上9-B《電功電功率》教案(二)
