第2课时特殊方法测量电功率知识要点课标要求1.伏阻法测量电功率会设计电路,利用伏阻法测量小灯泡的电功率2.安阻法测量电功率会设计电路,利用安阻法测量小灯泡的电功率3.电能表、秒表法测电功率会用电能表、秒表测量家庭电路中用电器的电功率新课引入出示如图所示的电熨斗,我现在想知道这个用电器工作时的电功率,如何测量?利用上节伏安法进行测量,是否可以?同学们不知所措?从学生的迷惑中导入新课。
合作探究探究点一伏阻法测量电功率活动1:展示课件,出示实例:一位同学想要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额电功率,现有如下器材可供选用:电源(电压未知且不变)、滑动变阻器、定值电阻R0(阻值已知)、电压表各一个,三个单刀单掷开关、导线若干。
(1)请你设计实验电路图.(2)简要写出实验步骤(步骤中要明确写出实验中要测量的物理量)(3)用你所测得的物理量表示出小灯泡额定功率的表达式:___________________。
活动2:针对导课问题,让学生展开讨论,在没有电流表的条件下,如何测量出小灯泡的额电功率?设计出电路图。
同时出示课件,展示思路导引:(1)没有电流表如何获取到通过小灯泡的电流?(2)要想让定值电阻的电流能够替代小灯泡的电流,如何连接?(3)如何实现小灯泡两端的电压为额定电压?学生总结:方案一:(1)利用伏阻法来测量灯的功率.用导线把小灯泡、定值电阻、滑动变阻器、开关、电源串联,电压表与灯炮并联。
(2)①闭合开关,调节滑动变阻器的阻值使电压表的示数为U=2.5V.②断开开关,滑动变阻器的滑片位置不动,把电压表改测定值电阻的电压,闭合后,读出电压表的示数U′.(3)电路中的电流I=UR',灯的额定功率P=UI=U•UR'.(2)电路图如图所示,首先闭合开关S、S2,移动滑动变阻器使电压表的示数为2.5V,然后再断开开关S 2,闭合开关S 1。
保持滑动变阻器滑片位置不动,记下此时电压表的示数为U′,则通过小灯泡的电流为02.5U VI R '-=,所以小灯泡的额电功率为P=UI=2.5V 02.5U V R '-⨯=0( 2.5) 2.5U V VR '-⨯探究点二 安阻法测量电功率活动1:有了伏阻法的测量,师再进一步的拓宽延伸,在上述问题中,如果只提供电流表,又如何测量?学生讨论交流。
设计出电路图,并分析出小灯泡额定电功率的表达式。
活动2:展示课件,出示例题:一位同学想要测量额定电压为2.5V 的小灯泡的额电功率,现有如下器材可供选用:电源(电压未知且不变)、滑动变阻器、定值电阻R 0(阻值已知)、电流表各一个,三个单刀单掷开关、导线若干。
(1)请你设计实验电路图.(2)简要写出实验步骤(步骤中要明确写出实验中要测量的物理量)(3)用你所测得的物理量表示出小灯泡额定功率的表达式:___________________。
展示课件提示:(1)如何获取到小灯泡两端的电压?(2)要想让定值电阻的电流能够替代未知电阻的电压,小灯泡与定值电阻如何连接比较好?(3)如何实现小灯泡两端的电压为额定电压? 学生总结:方案一:如图所示的电路图,将开关闭合,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数I ′=2.5VR ;断开开关,保持滑动变阻器滑片不动,将电流表移至与小灯泡串联,闭合开关,记下此时电流表的示数为I ,则小灯泡的额定功率为P=UI=00I R I II R ''⨯⨯=方案二:①按图连接电路,闭合开关S 1、S 2,断开S 3,调节R 1使电流表示数I 1=02.5VR ,并记录I 1;②断开开关S 2,闭合S 3、S 1,记录电流表示数I 2. (2)本实验中,计算小灯泡额定功率的表达式P=2.5V×(I 2-I 1).归纳总结:(1)用伏安法测电功率时,无法直接测出小灯泡的额电功率,只能通过测出导体两端的电压和通过导体的电流,通过间接计算才能得出小灯泡的电功率,这就是间接测量法。
(2)在伏安法测电功率的实验中,若缺少一只电流表或缺少一只电压表,可用定值电阻来代替,这种方法叫等效替代法。
探究点三电能表、秒表法测电功率活动1:根据以上两种方案的实验测量,那么能否完成导课中电熨斗的电功率的测量?学生讨论、交流。
阐明原因。
交流总结:不能,因为电熨斗是在家庭电路中工作,实验室提供的电压表或电流表不能够在家庭电路中使用。
活动2:如果给大家提供一个如图所示的电能表和秒表是否可以测量出来?学生根据老师提供的线索,交流、讨论。
归纳总结:首先根据电能表转盘转过的转数n计算消耗的电能,若电能表表盘标有Nr/kw·h,则转盘在时间t内转过n转消耗的电能nW=N kW·h;再根据公式P=Wt计算出用电器的电功率为P=nkW hW Nt t。
板书设计第2课时特殊法测电功率教学反思特殊法测量电功率是电学实验的一个难点,在授课的过程中,我首先让学生分析如何测量出家庭中电熨斗的电功率,学生之间开始思维碰撞,首先想到是伏安法是否可以,不可以怎么办?这样在学生的质疑、求知中导入新课,从中让学生也明确可以通过特殊方法来测量电功率。
在授课的过程中我充分利用对比法来拓宽知识,提出疑点,利用课件提示,给学生明确思路,让学生在讨论、分析的过程中有的放矢,有目的的进行探讨、设计。
潜移默化的使得学生在突破一个个的难点,达到了教学目标。
第2课时焦耳定律的综合应用新课引入出示课件,展示问题:过春节的时候,爸爸送给小涵一个如图所示的电动玩具汽车,一段时间后,小涵在玩耍时不小心将玩具车的电动机卡住无法转动了,且很快就闻到了焦糊味道,你能够解释这种现象吗?这节课我们就为大家来解决这个问题。
合作探究探究点一焦耳定律的综合计算活动1:出示课件,展示问题:首先让学生讨论、分析出思路,然后再交流,得出答案。
典例 1 (2014•眉山)某校师生自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下,R1和R2均为电热丝且电阻值恒定.根据师生们的设计,求:(1)电烘箱在高温档正常工作时每分钟可产生的热量.(2)电热丝R1的阻值.(3)电烘箱在低温档时正常工作时,R2的功率.思路导引:(1)利用公式P=2UR是否可以分析电路图中低温档和高温档的电路图。
(2)能否正确的选择出公式进行计算。
格式:解:(1)高温档时,只R1接入电路,由机器铭牌可知,电流为5A,电压为220V,则Q=W=UI高t=220V×5A×60s=66000J;(2)高温档时,由欧姆定律得:R1=220=5U VI A高温=44Ω;(3)低温档时,两电阻为串联,低温档总功率:P=UI低=220V×2A=440W,R1的功率P1=I低2R=(2A)2×44Ω=176W;所以P2=P-P1=440W-176W=264W.拓宽延伸:(2014•厦门)如图是小林家里电热水器的工作原理图,两根加热管电阻相同.电热水器功率有高、中、低三档.当S1断开,S2接b时,其功率为低档,大小为1000W.(1)请指出电热水器的高、中档功率分别是多少瓦.(不必写出推导过程)(2)小林选用某功率档加热水箱里的50L水,水温升高40℃用了40min,求此过程电热水3归纳总结:在分析用电器的多档位问题时,主要明确,高温档是功率最大,低温档时功率最小,但用电器无论是处于高温档还是低温档,用电器接入电路的电压是一定的,故将分析档位问题转化为分析电阻问题.再结合欧姆定律、电功率的有关计算公式展开分析,得出答案.探究点二利用焦耳定律解释生活现象活动1:出示课件,展示问题,让学生交流、讨论阐明每一个小组的解题思路。
典例 2 小明家搞装修,为了美观,想把所有电线都埋藏在墙壁里(俗称走暗线).小明在查阅有关资料时了解到:埋藏在墙壁里的电线,要整条铺设,不能在墙壁里中途接驳.请你运用电学的相关知识解释其道理.(提示:导线接驳处的电阻增大)思路:由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比.导线接驳处与其他导线串联在电路中,通电时间是相同的,而导线接驳处电阻比较大,由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多,据此分析。
解答:在家庭电路中,导线接驳处因接触不良,该处的电阻较大,因为导线接驳处与其他导线串联在电路中,所以通过的电流相等、通电时间相等,由公式Q=I2Rt可知接驳处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,甚至引起火灾。
归纳总结:利用焦耳定律来解释生活中的相关现象时,首先从题意中获取信息,找出题意中的变量和定量,结合公式Q=I2Rt展开分析。
板书设计第2课时焦耳定律的综合应用教学反思本节课是焦耳定律内容的延伸,故在授课的过程中我采用利用焦耳定律来解决生活中的实际问题导入新课,让学生领悟出生活中的物理知识。
然后切入主题。
从电路的多档位问题应用入手,在处理综合计算问题时,我首先出示例题,让学生在思维与思维的碰撞中得出解答问题的思路。
总结出解答问题的方法技巧。
为了使学生对知识应用自如,我还设置了拓宽延伸的试题,让学生在利用焦耳定律的同时,体会到生活中的物理。
由于这节内容的是一个难点,导致在处理例题的计算时,不能够全面的照顾到每一位同学,使得有些同学还存在一知半解的状况,希望在以后的教学中注意这一方面。