前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇电功率范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
1、物理学名词,电流在单位时间内做的功叫做电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量,用P表示,它的单位是瓦特(Watt),简称瓦,符号是W。
2、作为表示电流做功快慢的物理量,一个用电器功率的大小数值上等于它在1秒内所消耗的电能。如果在t(SI单位为s)这么长的时间内消耗的电能“W”(SI单位为J),那么这个用电器的电功率就是P=W/t(定义式)电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积。
3、(P=U·I)。对于纯电阻电路,计算电功率还可以用公式P=I^2*R和P=U^2 /R。
4、每个用电器都有一个正常工作的电压值叫额定电压,用电器在额定电压下正常工作的功率叫做额定功率,用电器在实际电压下工作的功率叫做实际功率。
(来源:文章屋网 )
授课地点:物理实验室
授课教师:
授课时间:1课时
仪器材料:PZ220-25、PZ220-60、2.5V 0.3A、3.8V 0.3A、学生电源、开关、电压表、电流表、导线等。
【教学目标】
1.知识与技能
(1)知道电功率是表示消耗电能的快慢,理解电功率的概念;
(2)知道电功率的单位有W和KW;
(3)会用电功率的公式进行简单的计算;
(4)了解电功率的大小是仪器的主要指标之一。
2.过程与方法
(1)通过探究电功率与用电器中电流和电压的关系,进一步学习科学研究的基本方法——控制变量法,体会探究过程和科学方法的重要性;
(2)通过电器的铭牌比较它们的功率大小,培养节能意识。
3.情感、态度和价值观
(1)通过实验探究,培养学生实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神,激发学习物理知识的兴趣;
(2)通过交流讨论,使学生学会与人交流自己的见解,学会倾听别人的见解,有与他人合作的意识,认识到交流合作的重要性;
(3)通过观察铭牌,计算电功,培养节能意识。
【教学重点】
电功率的概念、公式
【教学难点】
电功率的概念,用电功率的公式进行计算。
【教学过程】
教师活动设计
学生活动设计
一、引入新课
教师:你家装修房子采购了两种不同规格的灯泡,有60W和25W的;根据需要客厅、书房的灯要亮些,卧室、厕所里的灯要暗些,如果让同学们从中选择,你会怎么选?为什么?
同学们根据已有生活经验进行判断选择:客厅、书房安装60W的灯泡;卧室、厕所里安装25W的灯泡。
原因:60W的电灯泡比25W的更亮。
二、认识电功率
教师:演示60W和25W灯泡正常工作情况;
问1:电灯泡工作时能量是如何转化的?从刚才实验看出60W的电灯泡比25W的更亮,这说明什么问题呢?
问2:怎样来比较电流做功的快慢呢?
学生观察灯泡亮度
电能转化为光能和热能;这表明相同时间内60W的电灯泡把更多的电能转化为光能和热能。(也就是说电流做功有快慢之分。)
教师类比启发:
(1)怎样比较物体运动的快慢?
(2)怎样比较力对物体做功的快慢?
(3)可以怎样来比较电流做功的快慢呢?
学生思考并回答:
(1)利用物体单位时间内通过的路程(即速度);
(2)利用物体单位时间内完成的功(即功率);
(3)单位时间电流所做的功。
教师:物理学中就引进了一个十分重要的物理量来描述电流做功的快慢,它就是电功率。从刚才的比较中得出应该怎么来描述电功率呢?
电功率就是电流在单位时间内所做的功。
如果用Ρ表示电功率,用W表示电功,用t表示通电时间,用数学公式就应该这样表示:
引导学生说出其物理意义、数值和单位
教师:但在工农业生产上的用电器,如起重机上的电动机,功率往往很大,这时就要用更大的单位千瓦(kW)来表示。1kW=1000W
如农田灌溉时用来带动水泵的电动机,功率大约在几千瓦到几十千瓦之间。
电功率在数值上等于电流在单位时间内所做的功。
当电功的单位是焦(J),时间的单位是秒(S),电功率的单位就是焦/秒(J/S),常用瓦特(W)来表示。
学生熟悉电功率的常用单位。
平常我们说40W的灯泡、150W的电视机说的就是电功率。电功率是家用电器的一项重要性能指标,在各种用电器的铭牌和说明书中都有标示,请同学们仔细观察课本图7-2-2并思考讨论:
(1)该电视机正常工作时的电功率是多少?表示什么意思?(2)看两小时电视要消耗多少电能?
教师说明:计算时只要单位配套使用即可,计算日常生活中用电时消耗的电能用此方法更简便。
学生观察后回答:(1)该电视机正常工作时的电功率是140W;表示它1s消耗电能140J
(2)由公式,可得
或:
学生了解单位的配套使用
(1)P—W,t—S,W—J;
(2)P—KW,t—h,W—KWh.
教师:请同学们利用所学知识分析一下,要节约电能可以从哪些方面着手?
学生:根据公式W=Pt,可以在不改变用电时间的情况下,尽可能的减小用电器的功率;也可以在不减小用电功率的情况下,减少用电时间,如养成随手关灯的习惯等。当然可以同时考虑。
三、探究电功率跟电流、电压的关系。1.提出问题,进行猜想与假设
教师:不同的用电器工作时其电功率一般不同,请同学们猜想一下影响电功率大小的因素可能是什么?把你的猜想写下来,然后与组员讨论,提出共同猜想的影响因素。
教师在教室里巡视,引导督促学生进行猜想,避免学生盲目猜想。
学生猜想假设:
(1)可能与两端的电压有关;
(2)可能与通过的电流有关;
(3)可能与用电器的电阻有关
…………
学生各自猜想后,与小组成员进行讨论,提出小组成员共同赞成的猜想,在班级里进行交流,每个小组选出一位代表与全班同学交流本组的猜想。
教师将学生主要提出的猜想列在黑板上。帮助学生排除掉一些不必要的因素,确定出需要探究的猜想。
学生在教师的指导下,确定出可能影响的因素。明确只需探究电功率跟电压、电流的关系。
2.设计实验,进行实验
教师:以小组为单位进行讨论,设计一个验证我们提出的猜想的实验方案,画出电路图。
学生思考讨论,设计实验方案,画出电路图,各小组内进行方案交流。
教师:每组派代表与大家交流你们小组的实验方案。
教师指导学生交流,强调研究方法---控制变量法。
学生交流讨论得出实验方案。
通过观察灯泡的亮度来判断灯泡电功率的大小,操作如下:(1)将小灯泡串联,保持电流相等,测量灯泡两端的电压;(2)将小灯泡并联,保持电压相等,测量灯泡的电流。
教师:根据实验方案,选择实验仪器,分小组进行实验。
教师巡视指导学生实验。
学生进行实验。
3.收集数据、分析论证
教师:请设计表格,记录实验数据,并且进行分析。
教师对学生进行适时指导。
学生设计表格,收集数据,进行分析,得出小组结论。
4.交流讨论
教师组织、指导学生交流讨论得出实验结果。
小组选出代表汇报实验结果,全班进行交流讨论,得到结论:(1)通过用电器的电流相同时,用电器上的电压越大,电功率越大;(2)用电器两端的电压相同时,通过用电器的电流越大,电功率越大。
5.评估
教师:实验设计有没有不合理的地方?操作中有没有失误?测量数据与所得结论是否可靠?
学生审查思考
教师:进一步实验发现:电功率等于电压与电流的乘积。
即P=UI公式中I表示电流,单位是安(A),U表示电压,单位是伏(V),P表示电功率,单位是瓦(W).
学生领会两个计算电功率的公式:
(1)
(2)P=UI
推导出公式:W=UIt.
四、例题
教师引导学生解答课本例1;
教师:有无办法直接由电压和电功率求出电阻?
学生尝试完成例1和“自我评价”第3题。
教师引导学生解答课本例2并启发学生完成讨论交流----电流过大的原因。
学生尝试完成
五、课堂小结
本节课我们探究了电功率,知道了电功率的概念、计算公式、单位;并能利用所学知识进行计算,解决实际问题。
六、课堂练习
“发展空间”之“自我评价”剩余部分
七、课后练习
活动手册中的练习。
【实践活动】
利用电能表和秒表测某家用电器的电功率。提醒学生一定要注意安全,最好在家长的陪同下完成。
【教学反馈】
电功率的概念是本节内容重点和难点之一,要巧妙地利用前面所学“速度”和“功率”的概念进行类比,使概念的得出水到渠成。探究电功率跟电压和电流关系的实验,是一个完整的探究活动,要让学生在前面实验探究基础上进一步体会探究的各个环节,让学生在科学探究的过程中体会科学思想和科学方法,培养学生的科学探究能力。本课要根据实际情境设计问题让同学解答,在解题中激发兴趣。
课型:新授课
教学目的:
1、理解和掌握电功率的概念、公式和单位;
2、理解额定电压、额定功率、实际功率及其关系。
3、能综合运用学过的知识简单的电功率问题。
教学重点难点:
1、电功率的定义、公式和单位;
2、额定电压、额定功率、实际功率及其关系。
教具准备:
36V40W电灯1只,洗衣机、电动机铭牌若干,电流表、
电压表各1只,变阻器、电源各1个。
教学方法:复习引入、演示实验、归纳总结。
教学过程:
一、复习引入:
1、怎样比较物体运动的快慢?
2、怎样比较物体做功的快慢?
3、怎样比较电流做功的快慢?
[例题1]
电流通过电扇的电动机,通电半小时,电流做功72000J;电流通过起重机的电动机,通电2s,做功40000J,电流通过哪一个电动机做功多?
二、讲授新课:
1、电功率
(1)定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率。用P表示。
注:电功率是表示电流做功快慢的物理量。
(2)公式:
根据定义:P=W/t,W=UIt
所以,P=W/t=UIt/t=UI
上式表明:电功率等于电压与电流的乘积。
(3)单位:瓦、千瓦,1kW=1000W
由公式得W=Pt得
W=Pt=1kW×1h=1kW·h
=1000W×3600s=3.6×106J
即:1kW·h=3.6×106J
[例题2]
一盏电灯边在电压是220V的电路中,灯光中通过的电流是68mA,这个灯光的电功率是多少瓦?一个月总共通电100h,电流所做的功是多少焦,多少千瓦时?
(4)演示实验:(运行课件)
实验数据比较:
2、额定电压与额定功率:
(1)定义:用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。
(2)额定电压和额定功率的关系:
当U实=U额,则P实=P额,用电器正常工作
U实>U额,则P实>P额,用电器容易损坏
U实<U额,则P实<P额,用电器不能正常工作
三、小结:电功和电功率的比较
四、作业:
1、课本本节的练习3、4。
2、预习下节实验:
⑴实验的目的是什么?
⑵必须测出哪些物理量?实验的原理是什么?
⑶需要哪些实验器材?
⑷实验中为何要用滑动变阻器?它和灯泡如何连接?
⑸怎样组成电路?请画出实验电路图。
摘要:本文讨论的是电磁感应中导体棒切割磁感线时,应以什么为参考系。利用法拉第电磁感应定律、电动势产生机制,对切割现象进行宏观和微观的分析,及举例演算,得出用切割公式求感应电动势及利用安培力功率求电功率时必须以被切割的磁场为参考系,进而提出一个利用安培力功率求电功率的无需考虑参考系的新算法。
关键词:切割磁感线; 电功率; 克服安培力的功率; 参考系
1 切割速度
当导体棒在相对于地面静止的匀强磁场中做切割磁感线时,产生的感应电动势为E=BLv。若其它条件相同,而磁场以速度v0发生运动呢?(只有导体棒附近存在区域磁场,回路的其它部分处没有磁场;且运动过程中导体棒始终在磁场中)
如图所示,导体棒向左切割的同时区域磁场以速度v0向右运动,导体棒始终处于磁场中,求产生的感应电动势?
根据法拉第电磁感应定律,设经过时间Δt,则感应电动势应为:
上式中的(v+v0)即导体棒相对于磁场的相对切割速度,可见切割公式E=BLv中的速度是以磁场为参考系的。若从微观角度考察,导体棒向左运动,导体棒中的自由电子也具有向左的速度,每个自由电子都受到沿导体棒向上的洛伦兹力,该洛伦兹力就起到“非静电力”的作用,在这个非静电力的作用下导体棒产生了感应电动势。当区域磁场同时以速度v0向右运动时,自由电子相对磁场的速度增加,受到的洛伦兹力增大,即“非静电力”搬运电荷的本领增大,感应电动势增大,亦可知此时求感应电动势大小需以运动的磁场作为参考系。
2 安培力功率与电功率
如上图,要使导体棒向左匀速运动,必须施以一个向左的力F。F力做功使导体棒获得向左的速度,即其中的自由电子获得向左的相对于磁场的定向速度,该速度的大小决定了自由电子所受的沿导体棒向上洛伦兹力的大小,该洛伦兹力的大小决定了“非静电力”搬运电荷本领的强弱,即回路电能的产生。而导体棒匀速运动时,F力的功率即克服安培力的功率。说明克服安培力的功率与回路电功率必存在一定关系,或安培力做功大小与回路电功率必存在一定关系。
如上图,磁场静止,导体棒以速度v切割磁感线,切割过程中导体棒受的安培力,安培力功率;这时回路中的电功率为P电。即切割磁感线时,“克服安培力功率”与回路中“电功率”大小相等,可见我们可以通过计算安培力的功率来获得回路中的电功率大小。
若同时区域磁场以速度v0向右运动,则,回路电功率P电;此时导体棒受安培力,安培力功率,克服安培力功率小于回路电功率。但这是以大地为参考系,若以磁场为参考系,则有安培力功率,“克服安培力功率”与回路中“电功率”大小相等,还是可以通过计算安培力的功率来获得回路中的电功率大小。要以磁场为参考系的原因是,磁场以v0向右运动时,自由电子对于磁场的相对速度增加,受到沿棒向下的洛伦兹力即“非静电力”增大,产生电能的本领增强了;切割产生电能的根本原因是洛伦兹力,而洛伦兹力大小跟带电粒子与磁场的相对速度成正比。
同理可证,v0与v同向时,相对于磁场安培力功率大小等于回路中电功率。
由此可见,利用安培力功率求回路电功率时必须选择磁场作为参考系。
3 综论举例
由以上两点的阐述可知:研究导体棒在匀强磁场中切割磁感线时,应以被切割的磁场作为参考系。如果不注意参考系的选择,当磁场不动时还则罢了,若磁场也在运动就可能出错。
2007上海卷如图(a)所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻,质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速度v1匀速向右移动时,导体棒随之开始运动,同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度,此时导体棒仍处于磁场区域内。
(1)求导体棒所达到的恒定速度v2;
(3)导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大?(其它小题略去)
(1)误解:导体棒受到向左的安培力,导体棒又受向左的摩擦力,无从入手,思维停滞;甚至列出等式,。
正解:以磁场为参考系,导体棒以大小为(v1-v2)的相对速度向左切割,E=BL(v1-v2),I=ER,导体棒受到向右的安培力,导体棒速度恒定时有:,可得:导体棒速度。
(3)误解:此时电路中的电功率为。
而由电功率公式可得:,与以上解法产生矛盾。而且此时导体棒受安培力向右,导体棒的速度方向也是向右,安培力功率竟为正,故“通过计算安培力的功率来获得回路中的电功率大小”似乎遇到难题。
正解:以磁场为参考系,安培力向右,相对速度向左,安培力功率仍为负,仍有克服安培力功率等于电功率。
但在大多数的情况下我们都是以大地为参考系,思维容易形成惯性,有时甚至无需文字说明。又,平时所接触的磁场较少是处于运动状态的,于是仓促之下直接拿安培力的大小乘以导体棒的运动速度当成是电功率的大小。能否另有一种思维方式,能正确处理回路电功率与安培力功率间的关系,而无需考虑参考系的选择?
电磁感应切割系统由导体棒回路与磁场组成,磁场是客观存在的特殊物质,可以把它看作一个特殊的物体。切割磁感线的过程就是导体棒与磁场这两个物体的相互作用过程,若磁场对导体棒有向右的安培力作用,则磁场就受到一个向左的反作用力,大小等于导体棒受到的安培力。
安培力可以对导体棒做功,同时也可以对磁场做功;安培力对导体棒做的功与安培力对磁场做的功的代数和就是切割过程中安培力对电磁感应系统做的总功。
对上文中的上海卷考题可作如下解:
安培力对导体棒的功率:大于零;
安培力反作用力对磁场的功率:,小于零;
安培力对该切割系统的功率:,小于零。
即整个系统共克服安培力做功为,等于回路中的电功率。
4 结论
综上所述,得出如下结论:
4.1 研究导体棒切割磁感线现象时,应以磁场为参考系,则回路中的电功率等于导体棒克服安培力的功率。
4.2 若不考虑参考系,则回路中的电功率等于该系统克服安培力的总功率,即安培力对该系统(包括导体棒和磁场)做了多少负功,回路中就产生多少的电能。
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(来源:文章屋网 )