第2節(jié)滑輪教學設計教案-資料下載頁
2025-10-05 08:09本頁面
【正文】 ，如電熱器、電熨斗、電飯煲。電能→化學能，如電解槽。能量的相互轉化是如何實現的？能量的相互轉化是通過做功來實現的，功是能轉化的量度。那么電能轉化為其他形式的能，又是什么力做功來實現的？如何來計算這種功的大小呢？［新課教學］（1）電功在導體兩端加上電壓，導體內建立了電場，自由電子在電場力的作用下定向移動，電場力對自由電子做了功，這個功稱為電功，通常說成電流做的功。設一段電路兩端的電壓為U，通過的電流為I，在時間t內通過這段電路任－橫截面的電荷量為q＝It，這相當于在時間t內將電荷q由這段電路的一端移動到另一端。則電場力所做的功：W＝qU即：W＝UIt，就是電功的表達式。說明：①表達式的物理意義：電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端電壓U、電路中的電流I和通電時間t三者的乘積。②表達式U適用于恒定電流。③W、U、I、t的單位分別為焦耳J、伏特V、安培A、秒S④電能轉化為其他形式的能，是通過電功來實現的，電流做了多少功，就有多少電能轉化為其他形式的能。（2）電功率：單位時間內電流所做的功。是表示電流做功快慢的物理量。說明：①表達式的物理意義：一段電路上的電功率等于這段電路兩端的電壓和電路中電流的乘積。②上式只適用于恒定電流。③P、U、I的單位分別是W、V、A提問：隨著U、I的增大，P也將增大，P是否可以無限增大呢？首先要弄清額定功率和實際功率的概念。額定功率：用電器在額定電壓下工作的功率，是用電器正常工作的最大功率。實際功率：用電器在實際電壓下工作的實際的功率。展示如圖1所示的多媒體課件或幻燈片，圖中小燈泡標有“3。8V0。3A”標記，要求學生按電路圖接好電路。（提醒學生注意伏特表、安培表的正負極及滑動變阻器的接法。）調節(jié)滑動變阻器，使伏特表讀數分別為2。0V、3。0V、3。8V，觀察燈泡亮度的變化，并在表中記下安培表的對應值，請計算這三次小燈泡的電功率PPP30。22＝0。44（W）即：P1＝U1I1＝2。0P2＝U2I2＝3。00。28＝0。84（W）P3＝U3I3＝3。80。30＝1。14（W）①PPP3是小燈泡在U1＝2。0V、U2＝3。0V、U3＝3。8V的電壓下工作的實際功率，并且P1＜P2＜P3，而燈泡的亮度也逐漸變亮，可見燈泡的亮度由實際功率判斷。②小燈泡上的標記“3。8V0。3A”指的是小燈泡的額定電壓和額定電流，可是P3是這只燈泡的額定功率，當U＝3。8V時，燈泡的實際功率等于額定功率。指出“220V100W”和“220V40W”燈泡，其中100W40W分別是它們的額定功率。知道一般家用電器的額定功率，如電吹風“220V400W”、白熾燈“220V60W”、空調”220V2馬力”、電飯煲“220V1200W”等，提醒學生節(jié)約用電、節(jié)約電能。提問：是不是額定功率大的燈泡比額定功率小的燈泡一定亮呢？演示：將“3。8V0。3A”燈泡接入電壓為2。0V的電路，同時將“2。5V0。3A”燈泡接入電壓為2。5V的電路，發(fā)現前燈暗后燈亮?？梢?，燈泡的明亮程度由其實際功率決定，與額定功率無關。實驗說明：加給用電器的電壓不應超過額定電壓，否則就可能使用電器損壞。因此，在使用電器時，一定要先檢杏用電電壓是否符合額定電壓，保證用電安全。（3）電功率和熱功率提問：電路中電流對導體做的功是否等于導體內產生的熱量呢？演示：展示如圖2所示的多媒體（或幻燈片），引導學生按電路圖接好電路（提醒學生注意電表的正負極，以及滑動變阻器滑動片的初始位置），先用夾子夾住電動機”轉軸使其不能轉動，閉合電鍵，移動變阻器滑片，記下伏特表讀數U1＝0。3V，電流表讀數I1＝0。3A，松開夾子，使電動機轉軸轉動，移動變阻器滑片，使伏特表讀數U2＝2。0V，電流表讀數I2＝0。8A，分別記入下表，請同學們計算兩種情況下電動率P和熱功率P39。P1＝U1I1＝0。09（W）P39。1＝I12R＝0。09（W）P2＝U2I2＝1。6（W）P39。2＝I22R＝0。64（W）P（W）由上述分析得出：在第一種情況下電功率等于熱功率，第二種情況下電功率大于熱功率。為什么出現兩種結果？先介紹兩個概念。純電阻電路－－只含有電阻的電路，如電爐、白熾燈等，像演示實驗中電動機不轉動時的電路就是純電阻電路。非純電阻電路－－電路中含有電動機在轉動或有電解槽在發(fā)生化學反應的電路。由上述演示可知，在純電阻電路中，電能只轉化為內能，這個轉化過程是通過電流做功來實現的，所示在純電阻電路中電功率的值等于熱功率的值。在非純電阻電路中，電路中有電動機（或電解槽）時，電能不僅要轉化為內能，而且還有一部分要轉化為機械能（或化學能），所以，電能要大于內能，即電功率大于熱功率，但是，電能總等于電動機（或電解槽）的機械能（或化學能）和電阻增加的內能之和。課堂小結本節(jié)課在復習初中知識基礎上，我們應進一步理解、掌握電功、電功率、額定功率、實際功率等概念及有關計算，能夠理解電功率和熱功率兩個物理量之間的聯系和區(qū)別，并能初步了解純電阻電路和非純電阻電路的特點。
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