第二章第五节-电功率.doc

第五节 电功率
一、教学目标
（一）知识目标
1、知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程。
2、理解电功、电功率的概念及表达式的物理意义并能用电功的公式进行有关的计算。
3、知道焦耳定律及其在生活、生产中的应用。
4、了解额定电压、额定功率、实际功率的意义。
5、知道电功率、热功率的联系和区别．
（二）能力目标
1、通过观察与实验，了解日常生活、生产中常见用电器及其共同特点。
2、通过灯泡工作功率的演示，培养学生观察能力和利用实验分析和处理实际问题的能力。
3、认识物理实验和数学工具在物理学发展过程中的作用
（三）情感目标
1、通过演示实验，加强学生对物理实验的重视，培养学生严谨求实的科学态度。
2、通过电能和其他能的转化和守恒规律的讲解进一步渗透辨论唯物主义观点的教育和节约能源勤俭节约的优良传统。
3、通过灯泡实际功率的演示，对学生进行安全意识教育。
二、重点、难点分析
1、教学重点在于区别并掌握电功、电热和电功率的计算。
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。
三、教具：课件、挂图。
 四、课时安排 ：1课时。
五、师生互动活动设计
在教师指导下，师生共同探讨的启发式教学，通过演示实验、讨论、讲解、练习、电教等方法完成教学任务.
六、主要教学过程
（一）、电功
1、复习电场力做功：W=Uq，U为电场中两点间电势差，在电路中即为导体两端电压，q为电量，电路中为流过导体截面电量。
2、电功：电流做的功简称电功。导体两端加上电压，导体内建立电场，在电场力作用下自由电子定向移动，形成电流，电场力做功，又说成电流做功。
3、计算：W=UIt，电流在一段电路上所做的功，跟这段电路两端电压、电路中的电流强度和通电时间成正比。
4、电流做功，把电能转化为其它形式的能
(1)电流通过纯电阻（电灯，电炉子等）电路做功，把电能转化为内能。
(2)电流通过电解液做功，把电能转化为化学能。
(3)电流通过电动机做功，把电能一部分转化为内能，一部分转化为机械能。
（二）电功率
1.定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫电功率，用p表示电功率则  ，p的单位：瓦特W，U：伏特V，I：安培A。
2.物理意义：电功率表示电流做功的快慢，亦为单位时间电流做的功。灯越亮电功率越大。
3.额定电压：用电器安全正常工作的最大电压。日常照明灯泡额定电均为220V，机床上用的灯泡额定电压为36V。
额定功率：用电器安全正常工作的最大功率。照明灯泡上标有220V 60W，60W即为额定电功率。额定电功率是根据用电器自身结构而决定的。
4、注意区别额定功率和实际功率。
实验：把"220V 30W"和"220V 100W"的灯泡并联在220V电路上和串联后接入220V电路上，观察灯泡发光情况，并接在220V电路上时，两个灯的电压都是额定电压，电功率均为额定功率，100W的灯比30W的灯亮很多，串联后接在220V电路上，观察到的现象是两个灯都不如并联时亮，且30W灯比100W灯亮，由此可知：①两个灯的电功率都不是额定功率，都小于额定功率，应称为实际消耗功率，②额定功率大的灯实际消耗功率不一定大，应由灯两端实际电压和流过灯的实际电流决定。
（三）、焦耳定律和热功率
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. 公式：Q=I2Rt
式中单位：Q：焦耳J，I：安培A，R：欧姆Ω，t秒s。
3、纯电阻电路，电路中只含有纯电阻元件：电功W=UIt=Q
∵U=IR ∴Q=I2Rt= ，注意：此关系只适用纯电阻电路。
电流通过纯电阻电路做功，把电能转化为内能，而产生热量，电功又称为电热。
4、含有电动机的电路，不是纯电阻电路。电功W=UIt
此时电流通过电动机做功，把电能一部分转化为内能，绝大部分转化为机械能。
因电动机线圈有电阻R，电流通过而产生热，Q=I2Rt不等于UIt，而只是UIt的一部分。原因是对于非纯电阻U≠IR且U>IR。
转化为机械能部分：UIt－I2Rt=转化的机械能 即电动机输出的机械能。
实际需要更多的是：发热功率：I2R——转化为机械能功率；UI－I2R，目前是我们计算电动输出机械功率的唯一方法。
4.含有电解液的电路：电流做功把电能转化为化学能
电流做功可把电能转化为内能、机械能、化学能等，只能把电能转化为内能的那部分电功叫电热，转化其它形式能均不能称为电热。
（四）闭合电路中的功率
从ε=U+Ir 两边乘以I，得εI=UI+I2r ，表明电源提供的能量一部分消耗在外电路上，转化为其它形式的能量；另一部分消耗在内电阻上，转化为内能。
课后作业：
1.写出在纯电阻电路中计算电功、电功率的公式。写出发热功率公式。
2.焦耳定律计算的Q，就是电功对吗？为什么？
3.电动机输出的机械功、机械功率如何计算？，p的单位：瓦特W，U：伏特V，I：安培A。
4.如何区别额定功率和实际功率？
小实验：把"220V 30W"和"220V 100W"的灯泡并联在220V电路上和串联后接入220V电路上，观察灯泡发光情况，并接在220V电路上时，两个灯的电压都是额定电压，电功率均为额定功率，100W的灯比30W的灯亮很多，串联后接在220V电路上，观察到的现象是两个灯都不如并联时亮，且30W灯比100W灯亮，由此可知：①两个灯的电功率都不是额定功率，都小于额定功率，应称为实际消耗功率，②额定功率大的灯实际消耗功率不一定大，应由灯两端实际电压和流过灯的实际电流决定。