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电流做功的快慢
知识与技能:1、让学生结合生活经验,能从做功快慢的角度认识用电器的性能,从而理解电功率的概念。
2、引导学生推导出电功率的计算式P=UI,从而认识其单位“瓦”的另一种由来及其含义。
3、理解额定功率、实际功率以及它们之间的关系
过程与方法:引导学生写出电功率的定义表达式P=W/t,认识其单位及其含义。
3、结合问题情境引导学生设计实验探究电功率的决定因素,培养学生的合作探究能力。
情感、态度与价值观:培养实事求是的科学态度。
了解电功率的概念,知道电功率表示消耗电能快慢。
会用功率的计算公式P=W/t简单的计算。
理解额定功率、实际功率以及它们之间的关系,理解电功和电功率的区别。
演示法,探究式,启发式
实验法,探究法
学生分组实验器材:导线若干、电压表、电流表、秒表、开关、电源各一只、小灯泡2只(不同规格)。
教师自制教具:两个不同的直流电动机固定在示教板上,分别提升等重的物体做功,工作电压可由使用干电池的个数来改变。(可以完成单独、串联、改变电压等工作方式)
(一)复习巩固:
出示一只灯泡,师问:要想知道它在某一电路中消耗了多少电能、做了多少功,你有什么办法?
生1:接入电能表测
生2:根据W=UIt ,分别测灯的电压、电流和通电时间即可算出。
(既复习了上节课的重点知识,又让学生知道了两种不同的测电功的方法,同时也为新课的展开作了知识上的铺垫)
(二)电功率概念的教学:
1、 创设问题情境引入:
(联系学生的生活实际和已有的生活经验过渡到本课的学习目标)
让学生观察自备白炽灯泡,相互交流信息。教师有选择地板书:
灯泡规格:220V15W、220V 25 W、220V 60W、
师问:在生活中我们为了更省电,一般选用上述中的哪一个?
生:220V15W
师问:在生活中我们为了获得较高的亮度,一般选用上述中的哪一个?
生:220V 100W
师问:在刚才的选择中,你根据的是哪一项数据?
生:后面的“××W”
师:“××W”就是电功率,它是描述用电器性能一项重要数据,什么叫电功率?它的具体含义是什么?这就是我们这节课要研究的内容。
2、 电功率物理意义:
演示:电动机通电提升重物作功,让学生观察比较在同样的电压下、通电时间相同时,重物被提升的高度不同
(电动机作机械功学生都非常感兴趣,也便于让学生理解电流做功的概念)
师问:如果你要选其中的一个参加比赛,你会选哪一个?为什么?
生:选升得高的,因为它做功快。
师:对!它做功快在物理学里就说它的电功率大,做功慢的就说它的电功率小。所以为了描述用电器做功的快慢我们引入了电功率的概念。它的具体含义是用电器在单位时间内做的功叫做电功率,与机械功率一样它可以写成:P=W/t
(让学生叙述各字母的含义)及对应的单位并板书
巩固练习一:
(1)甲电动机在 10s内作功为120J,乙电动机在 1min内作功为600J,谁做功快?谁的功率大?
(2)200W的物理意义:_______________
1000w的物理意义:_______________
(让学生进一步理解电功率概念的含义:1s内电流完成的功越多,电功率就越大。)
(三)实验探究:电功率的决定因素
(创设问题情境,引导学生合理猜想与假设,鼓励学生大胆发言)
师:用电器消耗电能的多少与它的电压、电流和三个因素决定,用电器消耗电能的快慢即电功率的大小与什么因素有关?你的看法是什么?依据的现象是什么?
生1:我认为电功率与电压有关,因为电动机用两块电池比一块电池转得快,所以电压越高电功率就越大。
生2:我认为电功率不一定与电压有关,因为在同样的电压下不同的电动机转得快慢不同,我在玩儿四驱车时发现的,电池都是两块,换用不同的电动机车跑得快慢不一样,所以电功率可能与电动机的电阻有关。
生3:我觉得电功率也跟电流有关,因为电流大时电动机的转动也会加快。
生4:我还觉得电功率跟通电时间有关,因为做功用的时间越短就说明它做功越快,功率就大。
师:要验证生1观点:电功率与电压有关,应如何设计实验?如何控制变量?
生:同一个电动机分别用两块电池和一块电池供电,看它转得快慢。
师:其他同学有无补充?
师:大家同意吗?(一致掌声通过)
探究一:教师请这位同学上前选用教具演示,其他同学观察,得出结论。
(此实验操作较简单,应给学生以表现的机会)
师:刚才的实验已经说明电功率与电压有关。如何验证电功率是否与电流有关?大家有何方案?换用灯泡做实验试试看?
(因为电动机不是纯电阻用电器,用它在做实验时会出现很多不确定因素,因此教师要有意识引导学生跳出用电动机实验的思维定势,便于试验的进步探究)
生:用两个不一样的灯泡并联,让它们的电压一样电流不一样,比较它们在相同的时间内做功的多少,就可以看出关系了。
请其到黑板画出电路图
师:其他同学有无补充?
生:我觉得控制通电时间很简单,两个灯同时通断电就行了,关键是灯泡做的功怎么比较?
生:利用电压表、电流表分别测灯的电压、电流,再和通电时间相乘就能算出灯泡做的功。
师:大家说得很对!下面我们就两人1组,利用桌面上老师给你提供的实验器材共同来验证这个猜想。注意要随时记录观察到实验数据。
探究二:学生探究、收集、整理实验数据,教师巡视指导
全班交流与合作:
1、 前后组间交流数据及结论
2、 请一组再将数据填写在小黑板上,供全班分析。
师:大家的实验已经说明电功率与电流有关,那么在试验过程中和数据整理时大家有无新的发现或问题?
生:我发现用秒表测的时间没有用,因为算电功时用W=UIt,再用P=W/t算电功率时,时间t 就被除掉了,公式变为P=UI了。
师:你的发现很有价值,这个式子就是我们最常用的电功率计算式,即电功率等于电压和电流乘积。
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