电功电功率集体备课
初中电学的重点,难点。欧姆定律基础上的进一步拓展。且与生活紧密结合。
知识板块:两个重要的概念,一个焦耳定律,息息相关的电热的作用及安全用电。
1、电功 2、电功率 3、电和热 4、安全用电
课时安排:新课教学10课时,计算题讲义、作业处理5课时。共3周
1、电功2 2、电功率4 3、电和热2 4、安全用电2
具体内容:
一、电功
1、概念:电流通过某段电路所做的功叫电功。比较抽象。 类比水流可以做功,提问电流可以做功吗?
可以进行一些演示实验,从机械功的例子入手,如风扇用手拨动转动,通电后也能转动;手能提起重物,通电后电动机也能提起重物;手推车能前进,电动车通电后也能前进等等。这些说明电流也可以做功,这个过程电能转化成机械能。
电流做功的形式很多。电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
电能就是通过电流做功的形式把电能转化成其他形式能的。电能转化成其他形式能的过程是电流做功的过程。
建议从能量转换角度出发,启发同学们思考实际生活中还有哪些电流做功的例子。 最后教师作总结电流做功的实质:
2、实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。 3、实验探究:电流做功的多少与哪些因素有关?
重点放在实验方案设计上,方法涉及控制变量法,做功的多少通过转换法来显示。 先利用两灯串联时电流和通电时间相同,电压不同而灯的亮度不同来研究“电功与电压”的关系;然后再利用两灯并联时电压和通电时间相同,电流不同而灯的亮度不同来研究“电功与电流”的关系;对于电功与通电时间的关系学生很容易理解,只需稍加说明,不需要专门演示。
结论:电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压,电路中的电流和通电时间的乘积。
4、计算公式:W=UIt=UQ(适用于所有电路) 对于纯电阻电路可推导出:W= I2Rt= U2t/R ①串联电路中常用公式:W= I2Rt 。
②并联电路中常用公式:W= Ut/R W1:W2= R2:R1 ③无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功 常用公式W= W1+W2+„Wn
5、单位:国际单位是焦耳(J ) 与机械功、能的单位相同 100瓦灯泡工作1秒,电流做功100J 。 常用单位:度(kwh )
1度=1千瓦时=1 kwh=3.6×106J
从家里一个月消耗多少电能的电费单引入。
2
6、测量电功的工具——电能表
读数:①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。 如:电能表月初
这个月用电 度合 J 表盘上各个数字符号的含义:
(1)“220V ”:指接在220V 电路中使用
(2)“50 Hz”:指电能表应在50 Hz的交流电路中使用.它是一只交流电能表.
,月底读数是
(3)“10(20) A”指这个电能表的额定电流为10安培。正常情况下电路中的电流应不大于10安培。短时间应用电流允许大一些,但不能超过20安培,否则会损坏电能表。 (4)“600 revs/kW·h ”指电能表转过600转,说明接在电路里的用电器消耗的电能是1 kW ·h 。 例子如:某用电器单独工作电能表(3000R/kwh)在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是 J。如果消耗了1.2×106J 的电能,转了 圈?
智能电表,指示灯闪烁次数。
二、电功率
1、概念:电流单位时间内所做的功。
引入:观察过电能表的转动情况呢?不同时刻、不同家庭的电能表转动得一样快吗? 〖演示1〗在电能表后分别接不同的灯泡,一个上面标有“220V ,15W ”,另一只灯泡上标着“220V ,100W ”,接通电源,发现后者比较亮的灯泡电能表的转盘转动得快,而前者比较暗的转动得慢。
电能表转得快说明电流通过该用电器做功快,转得慢说明电流通过该用电器做功慢。
力学中物体做功的快慢用功率来表示。
电流做功的快慢我们也需要用一个物理量来表示——电功率;
以前我们还学习过哪个物理量表示物体运动的快慢?(也可以类比速度概念得出电功率的概念)
2、物理意义:表示电流做功快慢的物理量 。
3、单位:国际单位 瓦特(W ) 常用单位:千瓦(kw ) 介绍常见家用电器的电功率:
4、公式: 定义式:
实例:电流通过电扇工作1s ,消耗的电能是40 J;
电流通过洗衣机工作1 min时消耗的电能是6000 J; 哪个用电器功率大?如何比较的?
电功率定义式:P=W/t
计算时有两套统一的单位
结合公式变形W=Pt简单谈谈kwh 的来历 P 与U 、I 的关系式:
教材设计了探究实验,电流做功快慢与哪些因素有关?(建议不做实验,简单分析)
人教版是直接给出的,我们也可以根据电功定义式直接推导出来。P=UI 电功率计算公式:P=UI=W/t(适用于所有电路) 推导式:
定义式结合欧姆定律推导出: P= I2R= U2/R只适用于纯电阻电路 串联:P 1:P2= R1:R2 并联:P 1:P2= R2:R1
总功率:无论用电器串联或并联。常用公式P= P1+P2+„Pn 5、额定功率和实际功率:
⑴ 额定电压:用电器正常工作时的电压。
额定功率:用电器在额定电压下的功率。P 额=U额I 额=U2额/R 介绍用电器铭牌:
某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示:普通照明,额定电压220V ,额定功率25W 的灯泡。若知该灯“正常发光”可知:该灯额定电压为220V ,额定功率25W ,额定电流2⑵实际功率:用电器实际电压对应的功率。
规格不同的灯泡串联起来,并联在同一电源中,观察亮度发生了变化,并联中亮的,串联中暗。原因是灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
当U 实 =U额时,P 实=P额 用电器正常工作(灯正常发光)
当U 实<U 额 时,P 实<P 额 用电器不能正常工作(灯光暗淡) 实际功率随电压变化而变化根据P=U/R得 当U 实> U额 P实> P额长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)
注意:
2
U 2实实 =2
P 额U 额
6、测量小灯泡的电功率
伏安法测量小灯泡的电功率(很重要) (1)、学生分析 P=UI
测出U 、I ,就可以求的电功率
(2)、设计实验:讨论滑动变阻器的作用、使用电流表、电压表的使用方法 (3)、作出对应的电路图,对学生的电路要进行讨论。 (4)、进行实验:把结果记录在下表
(5)、实验结果:
实际功率与额定功率是不同的; 与伏安法测电阻的异同: 1、相同点:
(1)相同的实验器材。两个实验都叫伏安法,是因为两个实验中都使用了电压表和电流表,另外除了被测用电器(定值电阻和小灯泡)不相同,其它实验器材如电源、滑动变阻器、开关、导线的根数都是相同的。
(2)电路的连接形式相同。在连接电路的过程中,两个实验中的电源、开关、电流表、滑动变阻器、被测用电器都串联起来,电压表和被测用电器并联。
(3)记录的数据相同。在实验过程中两实验都记录电压表和电流表的读数。
(4)使用滑动变阻器的目的相同。两个实验中使用滑动变阻器都是为了改变用电器两端的电压和通过它们的电流。
注意:测灯泡和功率时,都不取平均值。
2、不同点
(1)实验目的不同。在伏安法测电阻的实验中,要求实验人学会测定导体的电阻,理解导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与电阻两端的电压和通过它的电流无关;在伏安法测小灯泡电功率的实验中,要求实验人学会测定小灯泡的电功率,理解额定功率和实际功率的概念。
(2)实验原理不同。伏安法测电阻的实验原理是R=U/I ;伏安法测电功率的实验原理是P =UI 。
(3)对实验数据的处理方法不同。在伏安法测电阻的实验中,不管被测电阻两端的电压和通过它的电流怎样变,导体的电阻不变。因此,可以采取多次测量求平均值的方法求导体的电阻。而在伏安法测电功率的实验里,随着小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的改变,小灯泡的功率也在改变,不同的电压下,小灯泡的电功率不同,因此本功率的平均值是没有意义的。
利用电能表测家用电器的功率:
1 观察电能表, 记下它每kW h 的转数N .
2测量时使待测用电器工作, 其他用电器(属于该电能表的) 都停止工作.
3 用秒表或手表记下电能表转一定圈数(盘的边缘有个红点) n 时所用时间t (s ) .
n
4利用公式P =
W t
=⨯3.6⨯106(J )t (s )
计算出所测用电器的功率值为多少瓦?
特殊方法测量小灯泡的电功率:(了解)
结合单表法测电阻的特殊方法,只要能想办法找到用电器的UI 即可。
三、电和热1—2课时(教材没有)
(一)电流的热效应
通过实例介绍。电炉丝、电熨斗、电饭煲、烤火炉、热得快、电热毯等
电流通过导体时,电能要转化成热,我们把这种现象叫做电流的热效应。
电能在转化为其他形式能的时候,往往伴随着发热,为什么都要发热? 现象:“电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线通过的电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热”
提出问题:影响它们发热的因素是什么? (二) 探究:电流产生的热跟哪些因素有关呢
引导同学们猜想,1.可能与电压有关,因为电压越大,电炉中产生的热越多;
2.可能与电阻有关,因为电炉丝发热,而跟电炉丝相连的铜导线却不太热; 3.可能跟电流有关,因为常听说,电流大容易引发火灾。
电流、电压和电阻三个量之间是有联系的,明确了二个量就可以再确定另外一个量,故我们研究电流、电阻与导体产生热量的关系就可以了。 【设计实验】应采用控制变量的方法 1.如何控制电流一定时电阻的变化? 2.如何控制电阻一定时电流的变化?
3.如何比较电流产生热的多少?(转换的思想) 【进行实验】 【分析论证】
1.在通电电流一定的条件下,电阻越大,电流产生热的功率就越大,精确的实验表明:电流产生热的功率与电阻成正比。
2.在电阻一定的条件下,电流越大,电流产生热的功率也越大,大量的精确实验表明:电流产生热的功率与电流的平方成正比。 【结论】
上述关系式用公式表示为:Q =I Rt 。
焦耳定律:英国物理学家焦耳通过大量的实验于1840年最先精确地确定电流通过
2
导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比的结论,这与我们刚才得出的发热功率与电流、电阻的关系是一致的,于是人们为了记住他,把这个规律叫做焦耳定律。其公式为:Q=I2Rt 。(普遍适用) 公式中的电流I 的单位要用安培(A ),电阻R 的单位要用欧姆(Ω) ,通过的时间t 的单位要用秒(s)这样,热量Q 的单位就是焦耳(J )。
介绍焦耳的生平,40年做了400多次实验,研究功和热的关系,为能量守恒定律的建立奠定了基础。为纪念他对科学发展的功绩,将能量和功的单位命名为焦耳。对学生进行爱科学的教育,激发学生的学习积极性。
解释:导线和用电器(电炉或电饭锅或电灯)中通过的电流相同,但是导线的电阻较小,而那些电器的电阻较大,所以,那些电器发热,而导线几乎感觉不到热.
推导公式:
纯电阻电路:Q=UIt= U2t/R
①串联电路:Q 1:Q2= R1:R2 ②并联电路:Q 1:Q2= R2:R1
③无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总热Q= Q1+Q2+„Qn
(三) . 电热的利用和防止。
关于电热的利用,同学们已经了解了许多,比如:电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉、电炉„
都是利用电来加热的设备,都是常见的电热器. ...出示电炉(可用投影仪投影放大)
电热器的主要部分是发热体. 同学们观察电炉由什么组成?主要是炉丝即电阻丝. 从实际考虑,电炉丝应该有什么要求?
电炉就是要靠电炉丝发热的,所以炉丝的电阻应该很大. 炉丝还应有较高的熔点,这样它在发热时才不容易烧断.
发热体是由电阻(率)大,熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的.
了解了电热器,大家能不能说说使用电热有什么好处?
电热清洁卫生,没有环境污染. 热效率高,使用方便. 能方便地调节,如控制温度,操作简单.
知道了利用电热的好处. 但有些时候,有些地方的电热我们是不需要的,还要设法防止. 有关的内容,大家了解的有哪些呢?
电机使用过程中会发热,如果连续使用时间过长,还会烧坏电机. 有些导体上的绝缘材料会因温度过高,使绝缘材料迅速老化,甚至烧坏. 电视机开的时间长了会发热. 电视机后盖上有许多孔,就是为了能通风散热.
引导学生着重注意以下内容:将电器置于通风良好处;勿使电器淋雨或受潮,长期不用的电器隔一段时间应该通电一次.
电器工作时,置于通风良好的地方,是为了能使电器更好地散热、防止电热产生的危害. 电器淋雨或潮湿会降低绝缘性能,使电路工作失常,影响用电器的使用. 长期不用的电器隔一段时间要通电,是为了利用电热来驱潮,是电热的利用.
四、家庭用电与安全用电2课时
(一)、家庭电路:
1、家庭电路的组成部分:低压供电线、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。
2、家庭电路的连接:各种用电器是并联接入电路的,插座与灯座是并联的,控制各用电器工作的开关与电器是串联的。
3、家庭电路的各部分的作用: ⑴ 低压供电线:
①给用户提供家庭电压的线路,分为火线和零线。火线和零线之间有220V 的电压,火线和地线之间也有220V 的电压,正常情况下,零线和地线之间电压为 0V . 用途:
种类:钢笔式,螺丝刀式。
使用方法:手接触笔尾金属体,笔尖金属体接触火线,观察氖管是否发光。 ⑵ 电能表:
①用途:测量用户消耗的电能(电功)的仪表。
②安装:安装在家庭电路的干路上,原因:这样才能测出全部家用电器消耗的电能。 ③铭牌:所标的电压U 是:额定电压 所标的电流I 是:允许通过的最大电流 UI 是:电能表后能接用电器的最大功率,如果同时使用的家用电器的总瓦数超过这个数值,电能表的计数会不准确甚至烧坏 ⑶ 闸刀(空气开关):
①作用:控制整个电路的通断,以便检测电路更换设备。 ②安装:家庭电路的干路上,空气开关的静触点接电源线 ⑷ 保险盒:
① 材料:保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成
②保险原理:当过大的电流通过时,保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点,于是保险丝熔断,自动切断电路,起到保险作用 ③ 电路符号:
④ 连接:与所保护的电路串联,且一般只接在火线上
⑤ 选择:保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。 ⑥规格:越粗额定电流越大。
注意:不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。因为铜丝的电阻小,产生的热量少,铜的熔点高,不易熔断。
应用举例:☆某家庭需要使用10A 保险丝,可只有5A 和15A 保险丝。如何分别来代替使用:①可用两根5A 保险丝并起来代用;②可将15A 保险丝用刀轻切一小口使剩余部分截面积和10A 保险丝截面积相同。 ⑸ 插座:
① 作用:连接家用电器,给可移动家用电器供电。 ②种类:
③安装:并联在家庭电路中,具体接线情况:
1
3 1接火线
2接零线 3接地线 4接
用电器的金属外壳 5接
把三脚插头插在三孔插座里,在把用电部分连入电路的同时,也把用电器的金属外壳与大地连接起来,防止了外壳带电引起的触电事故。 ⑹ 用电器(电灯)、开关:
①白炽灯是利用,里面抽成真空。大功率的灯泡灯丝粗而短,里面抽成真空后,还要充入氮气、氩气等惰性气体,且气压为0.1Pa ,目的是平衡大气压对玻璃壳的压力。灯泡长期使用会变暗,原因是:灯丝升华变细电阻变小,实际功率变小;升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。 ② 灯泡的种类:螺丝口 卡口 。
螺丝口灯泡的螺旋接灯头的螺旋套,进而接零线;灯泡尾部的金属柱接灯头的弹簧片,
再通过开关接火线:原因:防止维修触电
③开关和用电器,接在用电器与火线之间,控制用电器,如果开关短路直工作开关不能控制,但不会烧干路上的保险丝。 (二)、家庭电路电流过大的原因: 1、原因:火
零
2、家庭电路保险丝烧断的原因:发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保险丝
(三)、安全用电: 1、触电事故:
①定义:一定强度的电流通过人体所引起的伤害 ②危险性:与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。
③安全电压:不高于36V ,动力电路电压380V ,家庭电路电压220V 都超出了安全电压。 2、触电形式:
家庭电路(低压触电)单线触电 双线触电
家庭电路触电的事故:都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。
要分清零线和地线,虽然地线和零线正常情况下之间没有电压,但绝不能将地线和零
线接通,否则易造成触电事故。 高压触电 高压电弧触电 跨步电压触电
3
电功电功率集体备课
初中电学的重点,难点。欧姆定律基础上的进一步拓展。且与生活紧密结合。
知识板块:两个重要的概念,一个焦耳定律,息息相关的电热的作用及安全用电。
1、电功 2、电功率 3、电和热 4、安全用电
课时安排:新课教学10课时,计算题讲义、作业处理5课时。共3周
1、电功2 2、电功率4 3、电和热2 4、安全用电2
具体内容:
一、电功
1、概念:电流通过某段电路所做的功叫电功。比较抽象。 类比水流可以做功,提问电流可以做功吗?
可以进行一些演示实验,从机械功的例子入手,如风扇用手拨动转动,通电后也能转动;手能提起重物,通电后电动机也能提起重物;手推车能前进,电动车通电后也能前进等等。这些说明电流也可以做功,这个过程电能转化成机械能。
电流做功的形式很多。电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
电能就是通过电流做功的形式把电能转化成其他形式能的。电能转化成其他形式能的过程是电流做功的过程。
建议从能量转换角度出发,启发同学们思考实际生活中还有哪些电流做功的例子。 最后教师作总结电流做功的实质:
2、实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。 3、实验探究:电流做功的多少与哪些因素有关?
重点放在实验方案设计上,方法涉及控制变量法,做功的多少通过转换法来显示。 先利用两灯串联时电流和通电时间相同,电压不同而灯的亮度不同来研究“电功与电压”的关系;然后再利用两灯并联时电压和通电时间相同,电流不同而灯的亮度不同来研究“电功与电流”的关系;对于电功与通电时间的关系学生很容易理解,只需稍加说明,不需要专门演示。
结论:电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压,电路中的电流和通电时间的乘积。
4、计算公式:W=UIt=UQ(适用于所有电路) 对于纯电阻电路可推导出:W= I2Rt= U2t/R ①串联电路中常用公式:W= I2Rt 。
②并联电路中常用公式:W= Ut/R W1:W2= R2:R1 ③无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功 常用公式W= W1+W2+„Wn
5、单位:国际单位是焦耳(J ) 与机械功、能的单位相同 100瓦灯泡工作1秒,电流做功100J 。 常用单位:度(kwh )
1度=1千瓦时=1 kwh=3.6×106J
从家里一个月消耗多少电能的电费单引入。
2
6、测量电功的工具——电能表
读数:①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。 如:电能表月初
这个月用电 度合 J 表盘上各个数字符号的含义:
(1)“220V ”:指接在220V 电路中使用
(2)“50 Hz”:指电能表应在50 Hz的交流电路中使用.它是一只交流电能表.
,月底读数是
(3)“10(20) A”指这个电能表的额定电流为10安培。正常情况下电路中的电流应不大于10安培。短时间应用电流允许大一些,但不能超过20安培,否则会损坏电能表。 (4)“600 revs/kW·h ”指电能表转过600转,说明接在电路里的用电器消耗的电能是1 kW ·h 。 例子如:某用电器单独工作电能表(3000R/kwh)在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是 J。如果消耗了1.2×106J 的电能,转了 圈?
智能电表,指示灯闪烁次数。
二、电功率
1、概念:电流单位时间内所做的功。
引入:观察过电能表的转动情况呢?不同时刻、不同家庭的电能表转动得一样快吗? 〖演示1〗在电能表后分别接不同的灯泡,一个上面标有“220V ,15W ”,另一只灯泡上标着“220V ,100W ”,接通电源,发现后者比较亮的灯泡电能表的转盘转动得快,而前者比较暗的转动得慢。
电能表转得快说明电流通过该用电器做功快,转得慢说明电流通过该用电器做功慢。
力学中物体做功的快慢用功率来表示。
电流做功的快慢我们也需要用一个物理量来表示——电功率;
以前我们还学习过哪个物理量表示物体运动的快慢?(也可以类比速度概念得出电功率的概念)
2、物理意义:表示电流做功快慢的物理量 。
3、单位:国际单位 瓦特(W ) 常用单位:千瓦(kw ) 介绍常见家用电器的电功率:
4、公式: 定义式:
实例:电流通过电扇工作1s ,消耗的电能是40 J;
电流通过洗衣机工作1 min时消耗的电能是6000 J; 哪个用电器功率大?如何比较的?
电功率定义式:P=W/t
计算时有两套统一的单位
结合公式变形W=Pt简单谈谈kwh 的来历 P 与U 、I 的关系式:
教材设计了探究实验,电流做功快慢与哪些因素有关?(建议不做实验,简单分析)
人教版是直接给出的,我们也可以根据电功定义式直接推导出来。P=UI 电功率计算公式:P=UI=W/t(适用于所有电路) 推导式:
定义式结合欧姆定律推导出: P= I2R= U2/R只适用于纯电阻电路 串联:P 1:P2= R1:R2 并联:P 1:P2= R2:R1
总功率:无论用电器串联或并联。常用公式P= P1+P2+„Pn 5、额定功率和实际功率:
⑴ 额定电压:用电器正常工作时的电压。
额定功率:用电器在额定电压下的功率。P 额=U额I 额=U2额/R 介绍用电器铭牌:
某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示:普通照明,额定电压220V ,额定功率25W 的灯泡。若知该灯“正常发光”可知:该灯额定电压为220V ,额定功率25W ,额定电流2⑵实际功率:用电器实际电压对应的功率。
规格不同的灯泡串联起来,并联在同一电源中,观察亮度发生了变化,并联中亮的,串联中暗。原因是灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
当U 实 =U额时,P 实=P额 用电器正常工作(灯正常发光)
当U 实<U 额 时,P 实<P 额 用电器不能正常工作(灯光暗淡) 实际功率随电压变化而变化根据P=U/R得 当U 实> U额 P实> P额长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)
注意:
2
U 2实实 =2
P 额U 额
6、测量小灯泡的电功率
伏安法测量小灯泡的电功率(很重要) (1)、学生分析 P=UI
测出U 、I ,就可以求的电功率
(2)、设计实验:讨论滑动变阻器的作用、使用电流表、电压表的使用方法 (3)、作出对应的电路图,对学生的电路要进行讨论。 (4)、进行实验:把结果记录在下表
(5)、实验结果:
实际功率与额定功率是不同的; 与伏安法测电阻的异同: 1、相同点:
(1)相同的实验器材。两个实验都叫伏安法,是因为两个实验中都使用了电压表和电流表,另外除了被测用电器(定值电阻和小灯泡)不相同,其它实验器材如电源、滑动变阻器、开关、导线的根数都是相同的。
(2)电路的连接形式相同。在连接电路的过程中,两个实验中的电源、开关、电流表、滑动变阻器、被测用电器都串联起来,电压表和被测用电器并联。
(3)记录的数据相同。在实验过程中两实验都记录电压表和电流表的读数。
(4)使用滑动变阻器的目的相同。两个实验中使用滑动变阻器都是为了改变用电器两端的电压和通过它们的电流。
注意:测灯泡和功率时,都不取平均值。
2、不同点
(1)实验目的不同。在伏安法测电阻的实验中,要求实验人学会测定导体的电阻,理解导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与电阻两端的电压和通过它的电流无关;在伏安法测小灯泡电功率的实验中,要求实验人学会测定小灯泡的电功率,理解额定功率和实际功率的概念。
(2)实验原理不同。伏安法测电阻的实验原理是R=U/I ;伏安法测电功率的实验原理是P =UI 。
(3)对实验数据的处理方法不同。在伏安法测电阻的实验中,不管被测电阻两端的电压和通过它的电流怎样变,导体的电阻不变。因此,可以采取多次测量求平均值的方法求导体的电阻。而在伏安法测电功率的实验里,随着小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的改变,小灯泡的功率也在改变,不同的电压下,小灯泡的电功率不同,因此本功率的平均值是没有意义的。
利用电能表测家用电器的功率:
1 观察电能表, 记下它每kW h 的转数N .
2测量时使待测用电器工作, 其他用电器(属于该电能表的) 都停止工作.
3 用秒表或手表记下电能表转一定圈数(盘的边缘有个红点) n 时所用时间t (s ) .
n
4利用公式P =
W t
=⨯3.6⨯106(J )t (s )
计算出所测用电器的功率值为多少瓦?
特殊方法测量小灯泡的电功率:(了解)
结合单表法测电阻的特殊方法,只要能想办法找到用电器的UI 即可。
三、电和热1—2课时(教材没有)
(一)电流的热效应
通过实例介绍。电炉丝、电熨斗、电饭煲、烤火炉、热得快、电热毯等
电流通过导体时,电能要转化成热,我们把这种现象叫做电流的热效应。
电能在转化为其他形式能的时候,往往伴随着发热,为什么都要发热? 现象:“电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线通过的电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热”
提出问题:影响它们发热的因素是什么? (二) 探究:电流产生的热跟哪些因素有关呢
引导同学们猜想,1.可能与电压有关,因为电压越大,电炉中产生的热越多;
2.可能与电阻有关,因为电炉丝发热,而跟电炉丝相连的铜导线却不太热; 3.可能跟电流有关,因为常听说,电流大容易引发火灾。
电流、电压和电阻三个量之间是有联系的,明确了二个量就可以再确定另外一个量,故我们研究电流、电阻与导体产生热量的关系就可以了。 【设计实验】应采用控制变量的方法 1.如何控制电流一定时电阻的变化? 2.如何控制电阻一定时电流的变化?
3.如何比较电流产生热的多少?(转换的思想) 【进行实验】 【分析论证】
1.在通电电流一定的条件下,电阻越大,电流产生热的功率就越大,精确的实验表明:电流产生热的功率与电阻成正比。
2.在电阻一定的条件下,电流越大,电流产生热的功率也越大,大量的精确实验表明:电流产生热的功率与电流的平方成正比。 【结论】
上述关系式用公式表示为:Q =I Rt 。
焦耳定律:英国物理学家焦耳通过大量的实验于1840年最先精确地确定电流通过
2
导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比的结论,这与我们刚才得出的发热功率与电流、电阻的关系是一致的,于是人们为了记住他,把这个规律叫做焦耳定律。其公式为:Q=I2Rt 。(普遍适用) 公式中的电流I 的单位要用安培(A ),电阻R 的单位要用欧姆(Ω) ,通过的时间t 的单位要用秒(s)这样,热量Q 的单位就是焦耳(J )。
介绍焦耳的生平,40年做了400多次实验,研究功和热的关系,为能量守恒定律的建立奠定了基础。为纪念他对科学发展的功绩,将能量和功的单位命名为焦耳。对学生进行爱科学的教育,激发学生的学习积极性。
解释:导线和用电器(电炉或电饭锅或电灯)中通过的电流相同,但是导线的电阻较小,而那些电器的电阻较大,所以,那些电器发热,而导线几乎感觉不到热.
推导公式:
纯电阻电路:Q=UIt= U2t/R
①串联电路:Q 1:Q2= R1:R2 ②并联电路:Q 1:Q2= R2:R1
③无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总热Q= Q1+Q2+„Qn
(三) . 电热的利用和防止。
关于电热的利用,同学们已经了解了许多,比如:电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉、电炉„
都是利用电来加热的设备,都是常见的电热器. ...出示电炉(可用投影仪投影放大)
电热器的主要部分是发热体. 同学们观察电炉由什么组成?主要是炉丝即电阻丝. 从实际考虑,电炉丝应该有什么要求?
电炉就是要靠电炉丝发热的,所以炉丝的电阻应该很大. 炉丝还应有较高的熔点,这样它在发热时才不容易烧断.
发热体是由电阻(率)大,熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的.
了解了电热器,大家能不能说说使用电热有什么好处?
电热清洁卫生,没有环境污染. 热效率高,使用方便. 能方便地调节,如控制温度,操作简单.
知道了利用电热的好处. 但有些时候,有些地方的电热我们是不需要的,还要设法防止. 有关的内容,大家了解的有哪些呢?
电机使用过程中会发热,如果连续使用时间过长,还会烧坏电机. 有些导体上的绝缘材料会因温度过高,使绝缘材料迅速老化,甚至烧坏. 电视机开的时间长了会发热. 电视机后盖上有许多孔,就是为了能通风散热.
引导学生着重注意以下内容:将电器置于通风良好处;勿使电器淋雨或受潮,长期不用的电器隔一段时间应该通电一次.
电器工作时,置于通风良好的地方,是为了能使电器更好地散热、防止电热产生的危害. 电器淋雨或潮湿会降低绝缘性能,使电路工作失常,影响用电器的使用. 长期不用的电器隔一段时间要通电,是为了利用电热来驱潮,是电热的利用.
四、家庭用电与安全用电2课时
(一)、家庭电路:
1、家庭电路的组成部分:低压供电线、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。
2、家庭电路的连接:各种用电器是并联接入电路的,插座与灯座是并联的,控制各用电器工作的开关与电器是串联的。
3、家庭电路的各部分的作用: ⑴ 低压供电线:
①给用户提供家庭电压的线路,分为火线和零线。火线和零线之间有220V 的电压,火线和地线之间也有220V 的电压,正常情况下,零线和地线之间电压为 0V . 用途:
种类:钢笔式,螺丝刀式。
使用方法:手接触笔尾金属体,笔尖金属体接触火线,观察氖管是否发光。 ⑵ 电能表:
①用途:测量用户消耗的电能(电功)的仪表。
②安装:安装在家庭电路的干路上,原因:这样才能测出全部家用电器消耗的电能。 ③铭牌:所标的电压U 是:额定电压 所标的电流I 是:允许通过的最大电流 UI 是:电能表后能接用电器的最大功率,如果同时使用的家用电器的总瓦数超过这个数值,电能表的计数会不准确甚至烧坏 ⑶ 闸刀(空气开关):
①作用:控制整个电路的通断,以便检测电路更换设备。 ②安装:家庭电路的干路上,空气开关的静触点接电源线 ⑷ 保险盒:
① 材料:保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成
②保险原理:当过大的电流通过时,保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点,于是保险丝熔断,自动切断电路,起到保险作用 ③ 电路符号:
④ 连接:与所保护的电路串联,且一般只接在火线上
⑤ 选择:保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。 ⑥规格:越粗额定电流越大。
注意:不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。因为铜丝的电阻小,产生的热量少,铜的熔点高,不易熔断。
应用举例:☆某家庭需要使用10A 保险丝,可只有5A 和15A 保险丝。如何分别来代替使用:①可用两根5A 保险丝并起来代用;②可将15A 保险丝用刀轻切一小口使剩余部分截面积和10A 保险丝截面积相同。 ⑸ 插座:
① 作用:连接家用电器,给可移动家用电器供电。 ②种类:
③安装:并联在家庭电路中,具体接线情况:
1
3 1接火线
2接零线 3接地线 4接
用电器的金属外壳 5接
把三脚插头插在三孔插座里,在把用电部分连入电路的同时,也把用电器的金属外壳与大地连接起来,防止了外壳带电引起的触电事故。 ⑹ 用电器(电灯)、开关:
①白炽灯是利用,里面抽成真空。大功率的灯泡灯丝粗而短,里面抽成真空后,还要充入氮气、氩气等惰性气体,且气压为0.1Pa ,目的是平衡大气压对玻璃壳的压力。灯泡长期使用会变暗,原因是:灯丝升华变细电阻变小,实际功率变小;升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。 ② 灯泡的种类:螺丝口 卡口 。
螺丝口灯泡的螺旋接灯头的螺旋套,进而接零线;灯泡尾部的金属柱接灯头的弹簧片,
再通过开关接火线:原因:防止维修触电
③开关和用电器,接在用电器与火线之间,控制用电器,如果开关短路直工作开关不能控制,但不会烧干路上的保险丝。 (二)、家庭电路电流过大的原因: 1、原因:火
零
2、家庭电路保险丝烧断的原因:发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保险丝
(三)、安全用电: 1、触电事故:
①定义:一定强度的电流通过人体所引起的伤害 ②危险性:与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。
③安全电压:不高于36V ,动力电路电压380V ,家庭电路电压220V 都超出了安全电压。 2、触电形式:
家庭电路(低压触电)单线触电 双线触电
家庭电路触电的事故:都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。
要分清零线和地线,虽然地线和零线正常情况下之间没有电压,但绝不能将地线和零
线接通,否则易造成触电事故。 高压触电 高压电弧触电 跨步电压触电
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