高中物理 第2章 第5节 电功率同步备课课件 粤教版选修31.ppt

教师用书独具演示 课标要求1 知道电功 电功率的概念 2 理解焦耳定律 知道电热功率 第五节电功率 课标解读1 理解电功 电功率的概念 能计算纯电阻和非纯电阻电路功率 2 理解焦耳定律 会计算焦耳热 3 体会能量守恒的意义 教学地位本节内容是电路中的又一核心内容 高考也经常命制涉及本节内容的选择题 是高考的热点内容 新课导入建议图教2 5 1用多媒体投影如图教2 5 1所示的用电器 以上用电器的共同特点是什么 它们把电能转化为什么能的 它们中哪一个转化得最快 用什么物理量表示转化的快慢 这节课我们就重点学习和探究这些问题 教学流程设计 课前预习安排 1 看教材2 填写 课前自主导学 同学可讨论 步骤1 导入新课 分析本节教学地位 步骤2 教师提问 检查预习效果 也可学生互检 步骤3 师生互动完成 探究1 互动方式 再补充一例题拓展学生思路 步骤4 教师讲解总结纯电阻电路及非纯电阻电路中电功 电功率的计算方法 步骤5 让学生完成 迁移应用 检查完成情况 且点评 步骤6 师生互动完成 探究2 方式可同上 步骤7 完成 探究3 重点总结错因 步骤8 让学生完成 当堂双基达标 验证学习效果 演示结束 步骤9 学生总结本节主干知识 教师点评布置课下完成 课后知能检测 1 基本知识 1 电功 定义 电流通过导体时 所做的功 实质 导体中电场力对 做的功 公式 w 单位 符号 2 电功率 定义 单位时间内 所做的功 电功和电功率 电流 自由电荷 uit 焦耳 j 电流 公式 单位 符号 瓦特 w 2 思考判断 1 电流通过导体做功 将电能转化为其他形式的能 2 电流通过导体做的功越多 电功率越大 3 电功率是描述电流做功快慢的物理量 3 探究交流由p w t能否说p与w成正比 提示 不能 只有当t一定的条件下 才能说p与w成正比 1 基本知识 1 焦耳定律 内容 电流通过导体产生的热量跟 成正比 跟 及 成正比 公式 q 2 热功率 单位时间内的发热量 p 焦耳定律和热功率 电流的二次方 导体的电阻 通电时间 i2rt i2r 2 思考判断 1 电炉 电烙铁 电热毯 电饭锅等用电器 由于电流通过时 电能全部转化为内能 故为纯电阻 2 电动机 电解槽等用电器 电流通过时电能除转化为电能外 还转化为其他形式的能 故为非纯电阻 3 不论纯电阻电路还是非纯电阻电路 计算焦耳热时仍可用p热 ui 4 不论何种电路 计算电功时均可用w uit 3 探究交流用电炉烧水时 炉盘内的电炉丝被烧得通红 产生大量的热 而连接电炉的导线却不怎么热 这是什么原因 提示 通电导线跟电炉丝是串联在一起的 通过它们的电流相等 而电炉丝的电阻比连接电炉丝的部分导线电阻要大得多 由焦耳定律q i2rt知在相等的时间内导线产生的热量比电炉丝产生的热量要少得多 1 基本知识闭合电路的功率 闭合电路中的功率 ei ui i2r 电源 功率 外电路 内电路 p外 p内 2 思考判断 1 电源做功消耗的功率由电源提供 2 p源 p外 p内实质上是能量守恒 3 探究交流一节干电池电动势为1 5v 一节蓄电池电动势为2v 2v 1 5v反映了怎样的物理意义 提示 电动势的大小反映了其将其他形式的能转化为电能的能力大小 2v 1 5v反映了一节蓄电池比一节干电池将其他形式的能转化为电能的本领要大 问题导思 1 额定功率越大的用电器 实际功率也越大吗 2 功率越大的用电器 所做的功越多吗3 电功在数值上一定和电热相等吗 电功 电功率和电热 1 对电功的理解 1 从力的角度看 电流做功的实质是电场力对自由电荷做功 2 从能的角度看 电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程 电功的大小表示电能的减少量 标志着电能转化为其他形式的能的多少 3 电功w uit qu对任何电路都适用 2 额定功率和实际功率 额定功率 用电器正常工作所消耗的功率 实际功率 用电器在实际电压下电流做功的功率 3 对电热的理解 1 从微观的角度看 电热是自由电荷在导体中定向移动时 由于导体中金属离子的存在 自由电荷不断地与金属离子发生碰撞 使得金属离子运动的程度加剧 从而使导体温度升高 即产生电热 2 从能的角度看 电热表示电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的部分 即电热是电能转化为内能的量度 4 电功与电热的区别与联系 1 纯电阻电路 2 非纯电阻电路 一台电风扇 内阻为20 接上220v电压后 消耗功率66w 问 1 电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少 2 电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少 转化为内能的功率是多少 审题指导 1 电风扇正常工作时是非纯电阻电路 2 电风扇消耗的总功率等于机械功率与发热功率之和 2 电风扇正常工作时转化为内能的功率p内 i2r 0 32 20w 1 8w电风扇正常工作时转化为机械能的功率p机 p入 p内 66w 1 8w 64 2w 答案 1 0 3a 2 64 2w1 8w 非纯电阻电路的分析方法1 分清是纯电阻电路还是非纯电阻电路 电动机转动时是非纯电阻电路 电动机不转动时是纯电阻电路 2 分清要计算的是电功还是电热 或热功率 对照公式的适用条件 合理选择公式 3 电动机的输入功率即总功率p入 iu 电动机的发热功率p热 i2r 电动机的输出功率p出 p入 p热 1 2012 珠海一中高二检测 一微型吸尘器直流电动机线圈内阻一定 用手握住转轴使其不能转动 在线圈两端加电压为0 3v时 电流为0 3a 松开转轴 在线圈两端加电压为2v时 电流为0 8a 电动机正常工作 求该电动机正常工作时 输入的电功率是多少 电动机的效率是多少 答案 1 6w60 问题导思 1 外电路的电阻越大 电源的输出功率越大吗 2 电源的输出功率越大 电源的效率越高吗 闭合电路中的功率和效率 图2 5 1 在如图2 5 2所示的电路中 已知电源电动势e 3v 内电阻r 1 电阻r1 2 滑动变阻器r的阻值可连续增大 问 1 当r多大时 r消耗的功率最大 最大功率为多少 2 当r多大时 r1消耗的功率最大 最大功率为多少 图2 5 2 审题指导 1 定值电阻消耗功率最大时通过的电流最大 2 求可变电阻消耗的功率时可将其他电阻等效为电源内阻 答案 1 3 0 75w 2 02w 2 例2中电源的最大输出功率为多少 此时电源的效率为多少 答案 2w66 7 一台电动机电阻为0 5 正常工作时通过它的电流为20a 在10s中转化成的机械能为4 2 104j 求在这10s内电流做了多少功 电动机产生的热量是多少 正确解答 电动机在10s内产生的热量为q i2rt 2 103j 根据w q e机 所以电流做功 w 2 103j 4 2 104j 4 4 104j 不明确是否为纯电阻电路导致的错误 易错分析 对解答本题时易犯错误具体分析如下 备课资源 教师用书独具 1 额定电压都是110v 额定功率pa 100w pb 40w的两盏电灯 若接在电压是220v的电路上 使两盏电灯均能正常发光 且电路中消耗功率最小的电路是图中的 答案 c 2 某商场安装了一台倾角为30 角的自动扶梯 该扶梯在电压为380v的电动机带动下以0 4m s的恒定速度向斜上方移动 电动机的最大输出功率为4 9kw 不载人时测得电动机中的电流为5a 若载人时扶梯的移动速度和不载人时的移动速度相同 则这台自动扶梯可同时承载的最多人数为多少 设人的平均质量为60kg g 10m s2 解析 扶梯空载时消耗的功率为 p0 ui 380 5w 1900w 载人最多时功率为最大输出功率p 此时载人消耗的功率为 答案 25人 3 风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源 风力发电机是将风能 气流的功能 转化为电能的装置 其主要部件包括风轮机 齿轮箱 发电机等 如图教2 5 2所示 风力发电机示意图图教2 5 2 1 利用总电阻r 10 的线路向外输送风力发电机产生的电能 输送功率p0 300kw 输电电压u 10kv 求导线上损失的功率与输送功率的比值 2 风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积 设空气密度为 气流速度为v 风轮机叶片长度为r 求单位时间内流向风轮机的最大风能pm 在风速和叶片数确定的情况下 要提高风轮机单位时间接受的风能 简述可采取的措施 3 已知风力发电机的输出电功率p与pm 成正比 某风力发电机的风速v1 9m s时能够输出电功率p1 540kv 我国某地区风速不低于v2 6m s的时间每年约为5000小时 试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时 答案 见解析 1 下列关于电功的说法中不正确的是 a 导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功b 电流做功的过程 就是电能转化为其他形式的能的过程c 电流做功消耗的能量 由电源供给d 电功就是电能 解析 电流做功的实质是静电力对自由电荷做功把电能转化为其他形式能的过程 电功是电能转化的量度 故abc正确 d错误 答案 d 2 双选 下列关于电功率p电 ui和电热功率p热 i2r的说法正确的是 a p电 ui普遍适用于一切电路求电功率b p热 i2r普遍适用于一切电路求电热功率c 只有在纯电阻电路中 才能用p热 i2r求电热功率d 非纯电阻电路中 电热功率p热 i2r 解析 公式p电 ui p热 i2r适用于任何电路 故a b正确 c d错误 答案 ab 3 一只普通的家用照明白炽灯 额定功率为40w 正常发光时 通过它的电流与下列哪一个值较为接近 a 20ab 2ac 0 2ad 0 02a 解析 家用照明白炽灯的额定功率为40w 额定电压为220v 根据p ui 可得电流大约为0 2a 答案 c 4 两只灯泡l1 l2分别标有 110v60w 和 110v100w 另外有一只滑动变阻器r 将它们连接后接入220v的电路中 要求两灯泡都正常发光 并使整个电路消耗的总功率最小 应使用下面哪个电路 答案 b 5 洗衣机已是生活中不可缺少的家用电器之一 如图2 5 3所示是洗衣机洗涤时正转 反转和停的时间程序 图2 5 3 下表为一双筒洗衣机所用电动机的工作参数 若洗涤一次衣服洗衣