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文档简介

12第十八章电功率电功和电功率是中学物理教学中的重点和难点,具有综合性强、定量规律多、探究内容多等是在学生掌握了电流、电压、电阻、欧姆定律等内容和学会使用电流表、电压表、滑动变阻器的基础上学习的.本章共分4节:1.第1节“电能电功”,本节先从生活中的微波炉、电风扇、白炽灯等消耗电能的事例来引入电能、电功的概念,并讲述了电能生产和应用中的能量转化情况;然后引导学生通过实验探究电流做功与哪些因素有关,帮助学生掌握电功的计算公式W=UIt的运用;最后介绍电能表的使用及其相关计算.2.第2节“电功率”,本节首先通过实验观察电能表铝盘转动的快慢,比较不同用电器的电流做功的快慢,从而引入电功率的概念;然后根据电功率的定义,推导出电功率的计算公式P=W/t=UI=I2R=U2/R,通过用电器的铭牌,让学生体会额定功率与实际功率的区别和联系.电功率的测量是一个纯粹而完整的实验探究.在进行实验前要求学生掌握用伏安法测定小灯泡电功率的3.第3节“跨学科实践:为家庭节约用电提建议”,本节内容主要是了解家中的用电情况并提出节约用电的建议.4.第4节“焦耳定律”,本节从能量转化的角度提出用电器为什么会发热,从而引入电流的热哪些因素有关,进而学习焦耳定律;第二部分学习电流的热效应在科研、生产、生活中广泛应用的实例.【教学目标】公式(P=W/t=UI=I2R=U2/R),并能进行简单计算;能理解和区分用电器的额定功率和实际功率.流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定量关系;知道生活、生产中电流热效应的应用和防止.2.①通过实验探究电流做功与哪些因素有关,培养学生的科学探究能力,并体会等效替代的方法.③通过实验,培养学生设计实验能力、实验操作能力、分析处理数据能力.3.通过讨论和交流,培养合作学习的意识和态度;通过评估交流,培养学生的创新精神;通过实验过程,培养学生精益求精的实验态度和尊重事实、探求真理的科学态度.【课时建议】本章共有4节,建议8课时.电能电功…………………1课时电功率…………………3课时第1课时电功率及其简单计算……1课时第2课时额定功率与实际功率……1课时跨学科实践:为家庭节约用电提建议…1课时焦耳定律…1.5课时【本章复习和总结】…1.5课时【教学目标】2.知道电能及电功的单位;3.学会使用家庭电能表,能利用电能表做简单的计算.5.通过应用电能表,培养学生用理论知识解决简单实际问题的能力.6.通过了解电能在人类社会中的作用,充分认识电能的重要性,养成节约用电的好习惯;培养学生爱护自然、节约能源的良好意识.【教学重点】从电能的各种来源与各种应用来学习电能,电能表的使用.【教学难点】电能的单位、电功的概念,能利用电能表做简单的计算.【教具准备】电能表、电池、开关、若干导线、电动玩具车、多媒体课件等.【教学课时】1课时【教学过程】教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的六、课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.二、新课引入师上两章我们学习了电压、电阻和欧姆定律,现在的生活已经越来越离不开电了,这些电是从哪里来的?它是否也具有能量?下面我们看一段视频,了解一下这方面的知识教师用多媒体播放视频:介绍各种各样的发电设施,进一步功和电能的课题.三、进行新课知识点1电能教师结合生活实际,引导学生谈谈电在生活中充当一个什么样的能量变化.生1:电可以让灯泡发光,电能通过灯泡转化成了光能.生2:电能还能转变成热能,如电饭锅、电炉、电热水器……(教师演示实验:给电动玩具车装上电池,合上开关,电动玩具车会运动起来.)生3:这是电能转化成机械能.师同学们回答得很对,电能可以转化成我们需要的能量,如热能、机械能、化学能等.反过来人们也可以把许多形式的能转化成电能.下面我们就一起来学习各种能量与电能间的转化.教师用多媒体播放课件“各种能量与电能间的转化情况”的图片(如下图),并结合实际例子讲解.也先鬼上图中左半部分是其他形式的能转化为电能的过程,其中发电机、电池为电源,所以我们说电源是提供电能的装置.右半部分是电能转化为其他形式能的过程,也就是电能的利用.例题1(多媒体展示)现代生活离不开电,因为电能可以极为方便地转化为其他形式的能.观(1)电能转化为声能、光能的用电器:(2)电能转化为热能的用电器:(3)电能转化为机械能的用电器:(4)电能转化为声能的用电器:解析:电能转化为声能、光能的过程,对应的家用电器的特征是发声、发光,电视机符合这种特点:电能转化为热能的过程,对应的家用电器的特征是发热,电热毯符合这种特点:电能转化为机械能的过程,对应的家用电器的特征是转动或运动,洗衣机符合这种特点;电能转化为声能的过程,对应的家用电器的特征是发声,收音机符合这种特点.答案:(1)电视机(2)电热毯(3)洗衣机(4)收音机教师总结:随着我们生活水平的不断提高,用电的领域会越来越多,电对我们的作用也会越来越重要.所以,我们在大力开发无污染、低能耗的电力资源的同时,一定要养成节约用电的好习2.电能的单位师请同学们思考你家一个月消耗多少电能?电能的单位是什么?生:听爸爸说过这个月用了180“度”电,电能的单位是“度”吧.教师总结1度(1千瓦时)电的作用:可以使电炉炼钢约1.6kg;采掘原煤约100kg;洗衣机工作约2.7h;电车行驶约0.85km;灌溉农田约330m2;电脑工作约5h.知识点2电能的计量师电能的大小可以用专门的测量工具——电能表来计量.教师出示电能表的实物,介绍其大致的外形媒体展示)600revs/kW·hNO.1358921.数字盘上一共有五位数字,但最后一位是在红色框里的,它和前面四位数字不一样,红框表示小数点,红框里面的数是小数点后面的数.2.读数方法:一段时间内电能表上计数器前后两次示数之差,就是这段时间内用电的数量.(1)“50Hz”指电能表应在50Hz的交流电路中使用.它是一只交流电能表.(2)“10(20)A”指这个电能表的标定电流为10安培,额定最大电流为20安培.持续(长时间)使用时电路中的电流应不大于10安培.短时间使用时电流允许大一些,但不能超过20安培,否则会烧坏电能表.(3)“600revs/kWh”指电能表转过600转时,接在电路里的用电器消耗的电能是1kWh.4.通过电能表求用电器消耗电能的方法:方法一观察电能表表盘上前后两次的示数,它们的示数差即是所求的电能值.方法二测出一定时间内电能表上转盘的转数,再算出电能值.此种方法的关键是要明确电能5表上的用电器,每消耗1kWh的电能,电能表上的转盘转过3000转.故其转1转时消耗的电能为:例题2教师用多媒体展示练习册中对应题目,并针对性地讲解.例题3(多媒体展示)某同学家里上月底抄表时,电77 J,若电费价格为0.60元/(kW·h),则应付电费 解析:电能表表盘上的示数单位是kWh,把电能表接入电路中,电能表计数器上前后两次读量为9695.9kWh-9558.7kWh=137.2kWh=137.2×3.6×106J=4.9×108J,电费为0.60元/(kWh)×例题4(多媒体展示)如果甲、乙、丙三位同学家的电能表上分别标出600revs/kWh、(1)用电器均消耗1度电的时候,电能表转过的圈数分别是多少?(2)电能表均转一圈,消耗的电能分别是多少焦耳?(3)若甲同学家单独让一用电器工作一段时间,他家电表转了20圈,则消耗了多少电能?学生讨论、演算,教师请三名同学上台板书,分别计算(1)、(2)、(3)问.解:(1)三位同学家用电器消耗1度电,电能表转过的圈数分别是600转、1200转、3000转.(2)电能表转过一圈,用电器消耗的电能分别是:丙:1kWh/3000=1/3000×(3)甲同学家电表转过20圈,消耗的电能为:20/600×3.6×106J=1.2×105J.师通过大家的努力,同学们对现在普遍使用的电能表已经有了一定的了解.现在请同学们打开教材P112了解另外一种电能表.省去了收电费时的许多麻烦.IC卡中的金额用完后,电能表便自动切断电源,能光用电不愿意交电费的现象.知识点3电功师人们利用电能的过程,就是电能转化成其他形式的能的过程,有时也用电功W(即电流做的功)来表示.因此,我们说消耗了多少电能,就有多少电能转化为其他形式的能,或者说电流做了多少功.(电功的单位和电能一样,是焦耳)实验证明,用电器消耗的电能(做的功)跟它的通电时间、通过它的电流和它两端的电压成教师用多媒体播放课件“电功的计算公式”,并讲解.电功的计算公式:(多媒体课件)6W、U、1、1四个的四个协理象W、U、1、t的单J、V、A,s,若有统一性合以上单位,不公式计算就会出现锋误③导出式:电流通过第灯泡做的动,等于该灯池两端电压、通过该灯池的电流和该灯池逸电时间的乘积某灯电两墙电压是6V,通这灯之的电凉是0.2A,求通电1h电流做的功,WaUk=6V×0.2A×3600s=4320J,若不隐热算就计算×1h=1.2J,结果凰然是错识的电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电荷量公式W=UIr可以用来计算任何情况下电沈所做的功,而导出式是由欧姆定律推出的,它仅适用于纯电阻电路中,所谓纯电阻电路,是指电流流过该电路时,电能全部转化成内能,若电能只有一部分转化成在此电路中,不能用导出式计算电功,例完成本课时对应课堂练习.五、教师结束语这节课我们学习了电能,认识到电能是连结其他形式能的纽带,电能的单位是“度”即千瓦时,国际单位制中电能的单位是焦耳,简称焦:它们的换算关系为1度=1千瓦时(kWh)=3.6×106焦耳(J);电功是电能转化为其他形式能的过程,它的单位与电能的单位是一致的;电能的大小用电能表来计量,电能表上的一些符号表示的含义我们要搞清楚,这对正确使用电能的用途六、课后作业完成本课时对应课后练习.【板书设计】【教学后记】7第2节电功率第1课时电功率及其简单计算【教学目标】3.会应用电功率的定义式P=W/t进行简单的计算.4.通过体验电能表表盘转动快慢跟用电器电功率的关系,培养学生的观察能力和分析、概括能力.【教学重点】电功率的概念及其公式.【教学难点】千瓦时的来历.【教具准备】灯泡(220V25W)、(220V100W)两只,灯座(与灯泡配合使用),按钮开关,导线若干,插头,绝缘胶布,电能表(尽量选用转数大的),滑动变阻器,电压表等.【教学课时】1课时【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的六、课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固,二、新课引入师学过了电能和电能表后,谁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?下面我们就做一个演示实验来探究一下.演示1教师在电能表后分别接不同的灯泡,一只灯泡上标师请同学们思考同是灯泡,为什么有的做功快,有的做功慢呢?为了描述用电器做功时的这种差别,我们引入一个新的物理量——电功率,下面我们就一起来学习“电功率”.三、进行新课知识点1电功率师电能表是用来测量用电器消耗电能多少的仪表,电能表转得快说明了什么?转得慢又说明了什么?生:电能表转得快说明用电器做功快,转得慢说明用电器做功慢.师我们需要用一个物理量来表示电流的做功快慢,它就是电功率.板书:电功率(1)意义:物理学中用“电功率”表示电流做功快慢,符号是P.(2)概念:电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比.(3)计算公式:P=W/t(将上节电功计算公式W=UIt代入后,可得P=UI,这个公式可在下一课时深入学习).(4)电功率的单位有两个,一个是导出单位:焦/秒(J/s);另一个是国际单位制中的单位:瓦特,简称瓦,单位符号是W;它们的换算关系为1W=1J/s.电功率的单位还有千瓦(kW)、毫瓦教师用多媒体播放课件“电功和电功率的区别与联系”.电功和电功率的区别与联系(多媒体课件)电流通过导体或用电器所做的功电功与时间之比描述电流做功多少的描述电流做功快慢的物理量电能转化成其他形式能的过程,电流做了多化成其他形式的能电流通过导体或用电器时,每秒做功的多少瓦特(W)千瓦(kW)计算公式电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素有关,是由它们三者的乘积决定的率跟电压、电流两个因素有关,其火小由它们的乘积决定用电能表直接测量即测出用电器两端的电压及通过用电器的电流,然后利用公式P联系利用公式P=W/t可得出W=Pt教师引导学生看教材P115,让学生了解家用电器的电功率,找出电功率最大与最小的电器,例题1教师用多媒体展示练习册中对应题目,先让学生思考,后讲解.知识点2“千瓦时”的来历师大家看这个词(千瓦时),你有什么样的猜想?学生讨论,并积极举手发言.师P=W/t变形后得到W=Pt,W就是t这段时间内用电器消耗的电能,式中W、P、t的单位依个单位——千瓦时(度).(1)含义:1千瓦时就是电功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能.(2)计算:1kWh=1000W×3600s=3.6×106J.例题2“中国天眼”是世界最大且最灵敏的单口径射电望远镜.据2024年11月报道,科学家利用“中国天眼”已发现超1000颗新脉冲星.若“中国天眼”的运行负荷为800kW,以此功率(教师用多媒体播放,并讲解)B9故答案为:19200;1920。变式训练:变换一些数值,让学生重新计算,或将已知条件变成问题再计算一下.完成本课时对应课堂练习.快慢的物理量;电功率的单位有两个,一是导出单位,二是国际单位制中的单位,它们的换算关系为1J/s=1W.【板书设计】算【教学后记】第2课时额定功率与实际功率【教学目标】1.巩固理解电功率概念,理解电功率和电压、电流之间的关系,并能进行简单的计算.3.通过应用电功率的定义式P=W/t及公式P=UI进行推导和计算,培养学生的分析推理能力.4.通过对用电器额定功率的认识在选择用电器时有节能意识;通过培养学生合作学习的意识和态度.【教学重点】电功率公式的理解与应用.【教学难点】【教具准备】灯泡、电源、电压表、电流表、电阻、滑动变阻器、开关、导线、秒表、多媒体课件等.【教学课时】1课时【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的六、课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.二、新课引入师同学们已经掌握了电能、电功率的知识,了解了它们之间的区别和联系,也已经知道用电能表可以来测量用电器消耗电能的多少.电功率能不能测,该如何测呢?这一节课,我们进一步来学习电功率的有关知识.三、进行新课知识点1额定电压与额定功率1.额定电压和额定功率100W”,大家猜测一下,这些标号有怎样的含义呢?学生讨论,猜测.演示取一个“2.5V”的灯泡,把它接在3V的电路中,调节滑动变阻器,当它两端2.5V时,它正常发光;当它两端的电压为1V时,它发光暗淡;当它两端的电压为2.8V时,它强烈发光.2.用电器的铭牌师同学们在灯泡上看到的“220V25W”其实就是灯泡的铭牌,多数用电器都有自己的铭牌,其上都标有它的额定电压和对应的额定功率.命,还可能烧坏用电器.教师用多媒体展示几种不同规格的电器铭牌,帮助学生进一步体会用电器铭牌.知识点2额定功率与实际功率的计算师前面我们学习了“额定功率”,知道额定功率是用电器在额定电压下的功率,而在日常生区别、联系实际功率区别在额定电压下的功率在实际电压下的功率是否不随实际工作电压的改变而改变随两端所加电压的改变而改变联系当用电器两端的实际电压等于额定电压时,用电器的实际功率等于额定功率(1)用电在实际电压下工作时的电功率叫实际功率.由公式可知实际功率的大小随用电器两端电压的变化而变化.(2)额定功率是用电器的重要性能指标,在设计用电器时必须确定它的性能和工作条件.用电器上标出的电压值是用电器正常工作时的电压,叫额定电压,用U额表示;用电器上标出的电流是当用电器两端加上额定电压时通过它的电流,用I额表示;此时用电器的功率叫额定功率,用P额表示,每个用电器的额定功率都是一定的.(3)实际功率与额定功率的关系是:当加在用电器两端的电压低于或高于其额定电压时,其实际功率低于或高于额定功率;当用电器两端所加电压恰(4)有关电功率的计算题的解题思路和方法是:①结合题目给出的条件对电路图进行分析,弄清电路的连接方式,建立直观的物理图景.这就是隐含的条件.③具体的解题方法可用分析法(从所求量到已知量)或综合法(从已知条件到所求量).可以将电功率问题转化成电流、电压和电阻的问题,再结合欧姆定律和电路特点目的已知条件,或电路特点揭示的等量关系列方程求解,还可以建立中间量,列比例式等.(5)电功率的推导式P=U2/R=I2R正确的方法是首先记忆最基本的公式,寻找公式之间的联系和规律,通过推导公式,理解性地记教师选取3个电学公式,P=UI为基础,引导学生进行下列推导:将欧姆定律公式I=U/R代入电功率公式P=UI中就可以导出公式P=U2/R;将欧姆定律的变形公式U=IR代入电功率公式P=UI中就可以导出公式P=I2R.说明:①电功率的基本公式P=W/t,P=UI,适用于各种电路,即可用于计算各种类型用电器的电功率.②电功率的两个推导公式P=U2/R、P=I2R所求的是消耗在电阻上的电功率,只有在电能全部转化为热能时才与P=UI相等.P=I2R优先用于串联电路;P=U2/R优先用于并联电路.例题1(多媒体展示)一盏标有“220V100W”字样的电灯,它的电阻是多大?正常工作时通过灯丝的电流是多少?将它接到110V的电路中,它的实际电功率是多大?(不考虑温度对电阻的影响)分析:在很多电学题中,要先想办法求出用电器的电阻,然后利用有关条件解题,本题电灯发光时,电阻认为是不变的,因此,可以由灯泡额定电压U额和额定功率P额,先根据对R=U额2/P额求出灯泡的电阻,然后利用P实=U实2/R求出电灯的实际功率.解:R=U额2/P额=(220V)2/100W=484Ω,正常工作电流I=P额/U额=100W/220V=0.45A,P实=U实2/R=(110V)2/484Ω=25W.教师总结:电功率进行计算的基本公式是P=W/t=UI,而从P=I2R中看出,在串联电路中(电流相等)电功率与电阻成正比;从P=U2/R中看出,在并联电路中(电压相等)电功率与电阻成反例题2(多媒体展示)把“220V100W”的灯L1和“220V400W”的灯L2串联在220V的电路中,哪盏灯亮?为什么?学生求解(多数可能求出两灯的实际功率的具体数值,但方法很繁琐).教师引导学生思考本题是不是还有更简单的方法?可启发学生进一步思考后,再告之学生:在串联电路中优先选用公式P=I2R.这样只要再比较灯泡电阻的大小(R=U2/P)即可.很容易知道R1大,所以L1亮些.注意:往往还有不少学生不看题目的适应条件,只看额定功率大的灯泡就认为它亮些.变形公式计算电能、电流等.六、课后作业完成本课时对应课后练习.【板书设计】【教学后记】【教学过程】教师引导学生复习上一节所学内容,并讲解学生所做的六、课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.电能是生产生活中所需要的重要能源,我们要从身边的点点滴滴做起,注意节约用电.师你的家中有没有浪费电的现象?生2不太清楚.请你了解家中的用电情况并提出节约用电的建议.要节约用电首先要了解家中用电情况,然后才能提出有针对性的建议.具体任务如下.1.调查家中的用电情况.2.了解用电器的耗电情况.3.提出节约用电的建议.4.评估采纳节电建议后的效果.师同学各自进行调查,做好记录.1.调查家中的用电情况我们可以通过电能表计算家中一段时间(例如一周)内消耗的电能,也可以通过上网等手段从电网公司直接了解家中每天或一段时间内消耗的电能.2.了解用电器的耗电情况对于电风扇就可以记录它每天工作的时长、处于的挡位等.就可以计算出它一天消耗的电能.电热水器、空调等用电器的工作状态不同时,消耗的电能也不同.可以利用如图18.3-1所示的电力监测仪直接测量它们消耗的电能.图18.3-1测量消耗的电能3.提出节电建议师请同学们根据调查结果,从用电器的使用时长、使用状态等角度,总结一些节约用电的建议.例如,出门时应注意随手关灯;电热水器、电饭锅在保温或计算机在待机状态时也会消耗电能,若长时间不使用,应关闭电源;空调制热时温度设定太高或制冷时温度设定太低,就会消耗较多的电能,因此应合理设定空调温度,等等.4.评估节电建议的效果师总结节电建议,与家人商量后,按照节电建议实施一段时间,看看你家消耗的电能是否减少.若减少了,计算比采取节电措施前减少了多少.把家中的用电情况、节电建议以及实施效果整理后分享给其他同学,看看哪些同学的节电措【教学后记】第4节焦耳定律【教学目标】1.知道电流的热效应.2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用.4.知道利用和防止电热的场合和方法;5.在学习的过程中,渗透辩证唯物主义的思想.【教学重点】【教学难点】关于焦耳定律的计算.【教具准备】热得快等电热器、多媒体课件等.【教学课时】1.5课时【教学过程】教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的六、课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.二、新课引入(1)比较它们有何不同?(2)灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡,有什么感觉?为什么?(3)电风扇使用一段时间后,用手触摸电动机部分有什么感觉?为什么?师这节课我们就来研究一下电与热的有关问题.三、进行新课知识点1电流的热效应师请大家观察教材P120图18.4-1,图中电炉丝通电时都会产生什么现象?说明电流在工作过程中消耗的电能转化成什么能了?生:会产生热现象,说明电能转化成内能了.教师总结:电热的实质是电能的转化.电热既是电能转化为内能的过程,同时也是电流做功的过程.但是对不同的用电器来说,在消耗相同的电能的情况下,电能转化为内能的多少是不同的.比如电炉子、电饭锅、电烙铁等用电器的主要作用就是把电能转化为内能,从而供人们利用,此时在不考虑能量损耗的情况下可以近似认为电能全部转化成了内能;但是对于像电风扇、电冰箱、电视机、洗衣机等用电器,它们的主要目的不是将电能转化为内能,而是转化为其他形式的能量,所以此时消耗的电能中,只有很少一部分电能转化成了内能,这时的热效应体现得不明显.1.探究电流产生的热量跟哪些因素有(1)猜想:(教师引导鼓励学生发言)生1:可能与电压有关,因为电压越大,电炉中产生的热越多;生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;生3:可能跟电流有关,因为常听说,电流大容易引发火灾.教师总结:电流、电压和电阻三个量之间是有联系的,明确量,故我们研究电热与电阻、电热与电流的关系就可以了.(2)设计实验:(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量的多少?(转换的思想)师请同学们观察通电的电炉和相连的导线.生:电阻丝很快发红,与之相连的导线却不太热.师电阻丝与导线是怎样连接的?请就此提出一个值得探究的课题——在电流相同时,电流通过导体产生的热量与电阻有什么关系?演示实验1:把两个电阻不同的金属丝串联起来,放入装有相同质量煤油的两个烧瓶中,通电,观察烧瓶中的温度计的示数.说明哪个烧瓶中产生的热量多?可得出产生热量的多少与什么因素有关?温度计分析结论:在电流相同、通电时间相同的情况下,一段电阻丝的电阻越大,这段电阻丝产生的热量越多.演示实验2:用一个电阻来做,通过滑动变阻器改变通过电阻的电流,观察烧瓶中的温度计分析结论:在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一段电阻丝的电流越大,这段电阻丝产生的热量越多.演示实验3:用一个电阻来做,通过相同的电流,改变通电的时间,观察烧瓶中温度计的示分析结论:在电阻、通过的电流相同的情况下,通电时间越长,产生的热量越多.说明:探究电热因素的方案较多,学生提到的,都可尽量鼓励学生大胆地去探究(3)怎样理解实验所选器材的目的:①实验时,选用的烧瓶要完全相同,里面所盛的煤油质量也要相同,以使两瓶中的煤油吸收不同的热量时,升高不同的温度.②瓶中阻值不同的电阻丝也可分别用镍铬合金丝和铜丝.③烧瓶中,为什么要装煤油?答:因为煤油的比热容小,吸收相同的热量,温度变化明显,从而使实验现象明显,另外煤油不导电,还能防止漏电.④在实验中,为什么要将两电阻丝串联?答:由于影响电热大小的因素有多个,所以必须采用控制变量法,才能探究某一因素对电热的具体影响.例如,探究电阻大小对电热的影响时,必须控制电流和通电时间相同,当两电阻丝串联时,可以绝对保证电流大小和通电时间相同.⑤由于实验中电流在导体上产生的热量无法直接观察,故采用转化法,把放出热量的多少转化为能直接观察的温度变化的多少.通电后电流在电阻丝上产生的热(说明:当然本实验还有很多转化方案.例如或转化为密闭空气受热膨胀使U形管中红色液柱出现高度差;或转化为导体上用蜡均匀黏住的火柴棒掉下的数目等.注意用心体会吧!)知识点2焦耳定律1.焦耳定律师英国物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先确定了电流通过导体产生的热量跟电流、单位:电流I——安培(A),电阻R——欧姆(Ω),时间t——秒(s),热量Q——焦耳(J).(1)焦耳定律公式Q=I2Rt,是由实验总结出来,只要有电流通过导体,都可以用它来计算所产生的热量.(2)公式中各物理量都是对同一段电路或同一导体而言的,也是对应于同一状态的.师用导线把电炉接到电路中,为什么电炉丝很热,导线却不热?师为什么电动机转动时消耗的电能都转化为机械能了吗?生大部分转化为机械能.2.纯电阻电路中利用求电热师像刚才接电炉的电路中,电流工作时将电能全部转化为内能,这样的电路叫纯电阻电路.3.消耗的电能W与产生的电热Q之间的关系:(1)纯电阻电路中,消耗的电能W等于产生的电热Q;(2)非纯电阻电路中,消耗的电能W大于产生的电热Q.例题1(多媒体展示)冬天,王刚同学使用电热毯时发现电热毯有高温挡和低温挡,于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和图乙(电热丝相当于电热毯内部发热电阻).甲乙(1)图甲中有定值电阻R1(置于电热毯外部),电热丝R2,请说明要使电热毯处于低温挡,开关S1、S2应处于什么状态?并写出低温挡时电热毯发热电功率的表达式.(2)图乙中有两根电热丝R2、R3,请说明要使电热毯处于高温挡,开关S1、S2应处于什么状态?并写出高温挡时电热毯发热电功率的表达式.(3)请指出你认为其中较好的电路,并说明理由.分析:所谓“挡位”问题,通常是在电压不变的情况下,通过改变电路电阻,从而改变用电位.(2)S,S₂均闭合;(3)较好的电路是乙,因为在甲电路中,R,置于电热毯在并联电路中,电压相等,一般选用公式P=U2/R.师请大家看教材P123《想想议议》,分析讨论.学生讨论后回答.教师总结:额定电压相同的灯泡,额定功率越大,电阻越小,单位时间内产生的热量越多.两个电阻的电流相同.二者并不矛盾,是两者的前提条件不同.越多;②在时间、电流相同时,由Q=I2Rt可知,电阻越大,产生的热量越多.电热的计算一般包括两种情况:纯电阻电器(电热器电路)的电热计算和非纯电阻电路(电动机电路)的电热计算.解题时,先要判断电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路.(1)对于纯电阻电路,由于电流通过导体做的功全部转化为内能(电能等于电热),计算电电热功率只能用公式P=I2R来计算,电热只能用Q=I2Rt计算.此时,运用公式P=UI算出的是电路的总功率,用“UI-I2R”得到的是除内能外的其他形式的能.知识点3电热的利用和防止师日常生活中,利用电热工作的用电器有很多,请同学们举出例子.师本节课我们除了学习电热的利用,还需了解电热有害时怎样防止电热,师电流通过导体时,使导体只发热的用电器是利用电流的热效应,这类用电器称为电热器,而电热器的主要部分是发热体.生:电炉的结构主要是炉丝即电阻丝.还必须有炉盘,电炉盘是绝缘材料制成的.生1:电炉就是要靠电炉丝发热的,所以炉丝的电阻应该很大.生2:炉丝还应有较高的熔点,这样它在发热时才不容易烧断.师请同学们以电炉为例说明发热体是用什么材料制成的?生:发热体是由电阻(率)大,熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的.教师出示热得快、电饭锅、电熨斗等电热器,并将电饭锅、电熨斗的发热板取出让学生观察,向学生说明,其他的电师我们了解了电热器,大家能不能说说使用电热有什么好处?生1:电热清洁卫生,没有环境污染.生2:热效率高,使用方便.生3:能方便地调节,如控制温度,操作简单,师同学们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?生1:电机使用过程中会发热,如果连续使用时间过长,就会烧坏电机.生2: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,生3: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,生4:电脑中还装有风扇,也是为了散热,减少电热的危害.生5:农村抽水、磨面用的电动机连续工作一段时间后要休息一会,等凉了再用,是为了防止电热可能造成的危害.师同学们对电热的危害及防止了解的还真不少,老师这儿有一份用电器的说明书,请大家仔细阅读,并分析说明其中的道理.(用多媒体播放)教师引导学生着重注意以下内容:工作时将电器置于通风良好处;勿使电器淋雨或受潮;长生1: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.生2: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.例题教师用多媒体展示练习册中对应题目,并讲解.电功与电热的区别与联系(教师可用多媒体展示说明)(1)电功与电热的区别:电功是指电流通过一段电路所做的功,它的大小表示电路消耗电能的多少,也表示有多少电能转化为其他形式的能.电热是指电流通过一段电路做功,电能转化为内能的那一部分.两者表示的意义不同,是两个不同的概念.(2)电功与电热的联系:①在纯电阻电器(电路中只有电阻的电路)中,电流所做的功没有转化为别的形式的能,只转化为内能,电路消耗的电能和生成的内能在数值上是相等的,即W=Q,此时计算电功的各个公电灯、电炉、电热器、电熨斗等.作的电路中,加在电动机两端的电压为U,通过它的电流为I,电动机的线圈也有一定的电阻R,此时电流做的功为W=UIt,而电流做的功并没有全部转化为内能,(3)计算公式及其适用范围电功电功率普遍适用导出公式例题2(多媒体展示)一电动机的线圈电阻为1Q,线圈两端所加电压为2V时,电流为0.8A,此时电动机正常工作.(1)在求电动机正常工作1min所消耗的电能时,有以下两种不同的解法:你认为哪位同学做得好,请作出判断并说明理由.(2)求电动机正常工作1min所转化的机械能是多少.分析:电动机正常工作的过程是将电能转化为机械能和内能的过程,所以电动机工作时消耗的电能大于产生的电热.电动机获得的机械能是所消耗的电能与所转化成的热量的差值.解:(1)小明的解法正确.因为电动机为非纯电阻电路,其电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律,故含电动机的电路不能用含欧姆定律的推出公式求电功.(2)lmin内电动机产生的电热为:Q=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4J;则在1min内,这台例题3(多媒体展示)小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个挡位的发热功率,如图是(1)当开关S1置于b端、S2断开时,电烤箱处于什么挡位?简述理由.(2)电烤箱在中挡位工作时,消耗的电功率是多少?(3)电烤箱在高挡位工作时,对食物加热6min,消耗的电能为多少?=Pgt=1.5×10³W×6×60s=5例题4(多媒体展示)如图所示是电饭锅的实物图,图甲是它的内部电路图,图乙是电路简图.它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两挡,由温控开关自动控制.煮饭时,先要按下温控开关按钮:到达设定温度(饭已煮熟),按钮会自动弹起.(1)对照观察图(甲)和图(乙),温控开关按钮未按下时,“烧煮电路部分”与“保温电路电路中的电流比原来(选填“大”或“小”).(3)温控开关按钮弹起后,电饭锅电路的总功率为44W.求:①电路中的电流;②“保温电路部分”的电阻R2.(4)己知只有当指示灯和限流器两端的电压与电源相差不大时,指示灯才会发光.请通过相关计算分析说明为什么温控开关按钮弹起时,红灯熄灭而黄灯亮.电阻式保温器保温电路部分电阻式保温器保温电路部分(甲)电路图(乙)电路简图(1)由图乙电路简图可发现,温控开关按钮未按下时,电路中只有“烧煮电路部分”与"保路部分”,所以“烧煮电路部分”的电源为220V,温控开关弹起时,R1、R2串联,电路中电阻变大,根据I=U/R知,电压不变,电阻变大,故电流将变小;(2)当温控开关按钮按下时,电路中只有R1,则R1=U2/P;(3)温控开关弹起,R1、R2串联时,电路中的电流I=P/U,R总=U/I,则R2=R总-R1;(4)当温控开关按钮弹起时,R1、R2串联,则U1=IIR1=0.2A×44Ω=8.8V,远小于220V,而U2=U-U1=220V-8.8V=211.2V,接近220V,所以红灯不亮黄灯亮.因为U₁=I'R₁=0.2A×44Ω=8.8V<<220V.U₂=U-U₁=220V-8.8V=211.2V≈完成本课时对应课堂练习.本节课我们学习了电热产生的原因,影响电热产生多少的因素,焦耳定律,以及纯电阻电路物理量与另一个物理量之间关系时,一定要强调其条件,是在什么量不变的情况下才有这样的关电热在生产、生活中广泛存在,要从应用和危害两个方面认识电热,注意辩证地分析问题.六、课后作业完成本课时对应课后练习.【板书设计】电流的热效应:电流通过导体时电能转化成内能的现象.探究:电热与电阻的关系、电热与电流的关系焦耳定律求电热电热的利用和防止防止:散热电热的综合应用【教学后记】【教学目标】确使用电能表测量电能.4.会自己设计实验电路、选用实验器材、设计算小灯泡的电功率;会正确撰写并分析实验报告.5.知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间的定量关系;知道生活、生产中电流热效应的应用实例和危害以及危害的防止手段.【教学方法】2.讲练结合法:通过典型例题及习题的讲解,帮助学生加深理解知识的内涵,熟悉解题方法与技巧.【教具准备】多媒体课件【教学课时】1.5课时【教学过程】教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的六、课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固,二、本章总结1.知识结构(用多媒体展示并总结)过程(定义:电功与完成这些电功所用的时间之比.(定义:电功与完成这些电功所用的时间之比.电功率电功率额定电压:用电器正常工作时的电压.额定功率和额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率.实际功率实际电压:用电器实际工实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率.用电力监测仪直接测量.通过测量用电器两端的电压和通过用电器的电焦耳定律内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.公式:0=FRt2.例题讲解(用多媒体展示)考点1电能、电功、电功率例题1小明家安装了新的感应式电能表,一个月后此表的表盘如图所示,这个月他家用电单相电能表解析:从表盘显示的数据看,这个月他家用电为125.0kWh;由表盘上所标规格可知,每消耗1kWh,表盘转2000转,则这个月表盘共转了2000×125=2.5×105(圈),此电能表允许通过的最大电流是20A,允许接的最大功率P=UI=220V×20A=4.4×103W.答案:125.02.5×1054.4×103例题2图甲为小明家的电饼铛,主要用于食品的烤烙和烹制.它采用双控电路,额定电压为220V,上、下盘同时加热时额定功率为1000W,工作的简化电路如图乙,S为总开关,S1和S2为甲(1)RI正常工作时,R1消耗的电功率是(2)R1正常工作时,通过R1的电流是多少?(计算结果保留一位小数)(3)小明妈妈总感觉做晚饭时,烙熟一个饼所用的时间比在其他时段要长.小明决定用家中的电能表和手表测量做晚饭时电饼铛的实际功率,于是,他关闭家中其他用电器,让电饼铛单独工作5min,电能表转盘转过了225r.(注:该电能表标有“3000r/kWh”,表示电路中每消耗1kWh的电能,电能表的转盘转3000r)①电饼铛的实际功率是多大?②烙熟一个饼所用时间变长的原因:并联电路中的总功率等于各支路电功率之和,根据其总功率为1000W可知,R₁正常工作时的电功率为500W,通过的电流;从电能表的铭牌和所转的转数可知,这段时间可求得此时的实际功率,由此可知实际功率小于额定答案:(1)500(2)由P=UI得,通过R的电流为I=D.075kW·h电饼铛的实际功率为=0.9kW=900W.②电饼铛的实际功率小于其额定功率(或电饼铛两端的实际电压小于其额定电压】考点2电功率的测量例题3小明按如图所示电路图做“测量灯泡的电功率”的实验,实验室可提供下列器材:A.电流表B.电压表C.滑动变阻器R(阻值0~20Ω)D.电阻为6Ω的待测灯泡L(电阻不随温度变化)E.电源E(电压4.5V并保持不变)F.开关S及导线若干(1)根据电路图和实验室提供的器材,可判断出:实验时通过灯泡的最小电流为A;(2)若小明所选电压表的量程为0~3V、电流表的量程为0~0.6A,实验要求测量时通过灯泡的电流至少为电流表满刻度的三分之一,则测出的灯泡的功率范围只能是(3)小明按电路图连接好电路后进行实验,由于电路中某一处有故障,当闭合开关时电压表无示数,为查出电路故障,小明进一步观察并检查电路.当检查到电源、导线及其连接都完好时,小明结合前面的观察,就可判断出电路的故障到到到,则故障是;如果小明观察,则故障是(4)排除故障后,小明继续进行实验,在对测量数据的记录和处理时,他设计了如下表格.你认为这张表格的设计是(正确/错误)的.次数123=FR=(0.2A)²×6Ω=0.24W,最大电流应同时考虑电压表和答案:(1)0.1734.5(2)0.24W~1.5W(3)电流表无示数滑动变阻器断路电流表有考点3电热及其应用例题4有两根电阻丝R1、R2和一个电源E,电源E两端电压保持不变.如果只将电阻丝R1接在电源E两端,电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q:如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端,电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q;如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端,为使电阻丝R1、R2产生的总热量为3Q,则需要通电的时间是s.解析:由图甲,单独使用电阻R,加热时,根据焦耳定压不变,由,解得R₂=3R₁;由图丙知,当两个电阻串联时,总电阻Rm=4R₁,设此时产生的总热量为3Q时,需要的时间为ち,则,结合①式可得t,=120s.甲乙丙例题5电吹风是现代家庭常用的电器.如右图是小华家中使用的电吹风.使用过程中,她发现以发热的电热丝.根据电吹风能够单独输出冷风的现象,她认为电动机和电热丝是并联的.下图是她根据现象分析画出的两个电路图.乙(1)你认为上述两个电路,哪一个更符合实际情况?(2)小华查看说明书得知,该型号电吹风吹热风时的功率为460W,吹冷风时的功率为20W,求电吹风正常工作且吹热风时,电热丝的功率、电阻及1min内电流通过电热丝所产生的热量.(2)由于吹热风时,电热丝与电动机并联,且P地=根据得完成本课时对应课后练习.【教学后记】本章主要是介绍了生活用电的常识,结合生活实际了解家庭电路是由进户线、电能表、总开关(含保险装置)、插座、用电器、导线等组成的;相线和中性线间有220V电压;三孔插座中有实际生活中注意用电安全,保护自身生命和财产安全.本章共分3节:1.第1节“安全用电”,分析家用电器的总功率过大对家庭电路的影响,短路对家庭电路的影响.通过生活实例引导学生认识到电压越高越危险防雷是为了安全.2.第2节“家庭电路的基本组成”,让学生知道电流过大的防护,认识保险丝、空气开关在家用方法;结合电路图和生活实际理解保护线与漏电保护器的作用.知道家庭电路的组成.3.第3节“跨学科实践:为家庭电路做设计”,请同学们调查家庭用电情况,根据家里的用电需求,为家庭电路提出一个简单的设计方案,合理规划配电分支回路.【教学目标】1.①知道电功率和电路中电流的关系,理解电路中的总电流随用电器功率的增大而增了解家庭电路短路的原因以及短路对家庭电路的影响;③记住安全电压数值些电压值,知道电压越高越危险;知道触电的原因和触电的几种形式,懂得触电的急救方法;④安装保险丝为什么能够“保险”.⑥会辨别相线和中性线;知道测电笔的结构及原理.⑦知道保护线与漏电保护器的作用;⑧知道家庭电路的组成.通过联系生活实际,培养学生利用物理知识解决简单问题的能力;通过了解安全用电知识,增强学生的安全意识和自我保护意识.3.通过本章的学习,使学生了解家庭电路的有关知识,增强学生安全用电的意识和社会责任感,进一步激发学生学习物理的兴趣,培养学生热爱科学的精神以及严谨的科学态度;通过学习保险丝的特点,几种触电方式的共同之处,触电的急救措施,安全用电的原则.对学生安全用电意识的培养.【课时建议】本章共3节,建议4课时安全用电………1课时家庭电路的基本组成……………1课时跨学科实践:为家庭电路做设计…………1课时本章复习和总结…………1课时第1节安全用电【教学目标】1.记住安全电压数值以及生活中常见的一些电压值,知道电压越高越危险.2.知道触电的原因和触电的几种形式,懂得触电的急救方法.3.了解安全用电原则,通过了解避雷针,明确防雷是为了安全.4.通过联系生活实际,培养学生初步的分析能力、概括能力和应用物理知识解决简单问题的能力.5.通过了解安全用电知识,增强学生的安全意识和自我保护意识.7.通过联系实际生活中安全用电的教育,进一【教学重点】1.几种触电方式的共同之处是什么?触电的急救措施有哪些?2.安全用电的原则.【教学难点】触电事故是如何形成的.【教具准备】【教学课时】1课时【教学过程】一、巩固复习题讲解),加强学生对知识的巩固二、新课引入师同学们,我们前面学习过电压的概念,家庭电路也有电压,什么样的电压是安全的,为什么电压越高越危险,如果触电了会有什么危险?通过本节课的学习,大家就会明白了,三、进行新课知识点1家庭电路中电流过大的原因1.家用电器的总功率过大对家庭电路的教师用多媒体展示教材P128图19.1-1.中性线大地我国家庭电路的电压是220V,如图19.1-1所示,在进户的两条输电线中,一条叫作相线(用L表示),俗称火线;另一条叫作中性线(用N表示),俗称零线.师在家庭电路中,用电器是采用什么方式连接在电路中的?生并联.师请大家观察课本P129图19.1-2,发现了些什么?⑤连接电源和插线板的导线比其他用电器的导电线粗一些.师插线板“感到”很累,甚至于要烧起来,这是什么原因?生:因为用电器的总电流太大了.师为什么用电器的总电流会太大了?生:因为用电器的总功率太大了.师为什么总功率大,总电流就会大?生:因为P=UI,而,而U=220V不变,所以P越大,I越大.师你们能否设计一个实验来验证这个结论呢?这里可让学生自己先在下面设计电路图,然后老师在黑板上画出自己设计的电路图,让学生对比一下,并根据电路连接实物图,进行演示验证:随着用电器工作的功率增大,电流表的示数不断地增大,进一步巩固了上面的结论.当上述实验中电流表A的示数大于5A时,问:如果你们家的电能表的额定电流是5A,那会出现什么后果?为此你将怎么办?生;当长时间使用时电能表会烧坏,可以换用一只额定电流更大(如10A)的电能表.师为什么连接电源与插线板的电线要比其他的电线要粗一些?由此你可得出什么样的猜测?师现代家庭用电器越来越多了,同时工作时总电流越来越大,现在同学们能理解你家在装修更新电路时要用粗一些的电线和额定电流更大的电能表了吧!电路装好了,不便于随时更换,重要的环节是要保护电路进行安全用电,大功率的用电器最好不要同时使用.如果家里添置了新的大功率用电器,例如电热水器、空调,就可以用上面的公式估计一下通大.因此,一定注意不要让总电流超过家里供电线路允许的安全值.即使每个用电器的电功率不算很大,但如果很多用电器同时使用,它们的总功率也会相当可观,电路中的总电流也可能超过安全值,导致线路故障,甚至发生火灾.2.短路对家庭电路的影响生改装电路时不小心,使相线和中性线直接连通造成短路.师请大家观察课本P129图19.1-3,生活中,你们有没有见过这种绝缘皮破损的插头?师是的,这种现象在我们日常生活中经常见到.很多家庭都没有把绝缘皮破损当回事,认为构成回路.由可知,发生短路时,电源电压不变电路中的电阻会很小,相当于导线的电阻,电路中的电流会很大.还有很多种情况会造成家庭电路短路,例如,改装电路时不小心使相线和中性线直接连通,电线绝缘皮被刮破或烤焦,电线和用电器使用年限过长,绝缘皮破损或老化也所以,在我们日常生活用电时,要注意这些引起短路的安全隐患,要做到安全用电.知识点2触电事故师我们都知道人体本身也是导体,所以当人体成为电路的一部分时也会有电流通过,当通过教师出示图片并用多媒体播放“高压危险”标志.师同学们在生活中或电视里哪些地方见过这种标志?师对“高压危险”的标志,同学们想提出什么问题?生1;多少伏的电压算高压?生2:为什么电压越高越危险师为什么电压越高越危险呢?同学们能不能根据你学过的电学知识分析一下呢?生(思考,讨论):根据欧姆定律,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,电压越高时,电流会越大,这样就会有危险.生(思考,讨论);:小灯泡工作时,如果超过它的额定电压,就会使电路中电流过大,因而烧坏小灯泡.如果人体通过较大电流,也可能对人体造成伤害.所以,电压高、电流大就有危险.师同学们能根据学过的知识来分析问题非常好.你分析的对不对呢?请同学们看一段资料.元元元天电流对人体的作用特征:(多媒体文件)电流(mA)作用势证手邮瘙窜手已难于怒脱季电体,但还能婚脱手指央到手院剧痛呼哦困难呼吸麻痰,心房开始震荫300以上痹,机体组织遭到电流的热跛坏(说明:多爆体资料”电流对人体的作用炒证“不是直热从实验得来的,而是从触电事故的皖计资料分外,还与换触面积的大小及身体素质有关累.)师从多媒体播放的资料,说明了同学们的分析是非常有道理的.人体是导体,阻值一般不变化,由I=U/R可知,电压越高,产生的电流越大,所以越危险.师谁还记得我们学过的安全电压值是多少?生1:6V.生2:是不高于36V.师根据你了解的知识,对照上面的资料,你能分析一下安全电压为什么是不高于36V,而不学生讨论,教师可以提醒同学们从考虑人体的电阻着手.教师用多媒体播放例1,并向学生讲解.例1人双手间干燥时电阻是1000一5000H,潮湿时是200一800H.如果两端加上36V的电压,电流是多少?师从这一组计算的数值,你看出了什么问题?说一说你的看法.生1:人体电阻最大时,电流已到了7.2mA,已经快不能摆脱电极了,如果电压再高,电流会更大,那样就会对人造成伤害,所以安全电压是不高于36V.生2:人手潮湿的时候电阻就会变小,36V电压也很危险,36V并不是绝对的安全电压.生3:手湿的时候不能用手去触摸正在使用的用电器及开关.经验证明,只有不高于36V的电压才是安全的,家庭电路的电压是220V,工厂用的动力电路的电压是380V,高压输电线路的电压高达10~500kV,这些都远远超出了安全电压,属危险电压,一旦发生触电,就会有生命危险.性线,于是导线、人体和电网中的供电设备就构成了闭合电路,大电流通过人体就会发生触电事故.但是由于人站在地上,相线、人体大地和电网中的供电设备同样构成了闭合会通过人体,从而发生触电事故.甲乙①高压触电:防范高压触电高压输电线路的电压高达几万伏甚至上百万伏,即使不接触也会有危险.高压带电体会在周围形成强大的电场,当人靠近时,容易产生电弧触电(图19.1-6甲).②跨步电压触电:如果高压输电线掉落在地上,当人经过这个区域时,两脚之间存在相当高甲乙图19.1-6高压触电不会触电(如图戊);②人的手接触相线,相线和大地间有220V的电压,但由于人踩在绝缘体上,相线不能通过人体与大地构成通路(如图己).零线一2.触电事故现场急救的措施(2)用干木棍、竹棒挑开电源线,迅速使触电人脱离电源.(4)进行人工呼吸抢救.知识点3安全用电原则在前面的授课中,我们已知道了电压越高越危险,家庭电路中的电压值远远超过了安全值.低压电是不是安全电压?在生活用电中高压和低压的界限是1000V,高于1000V的称为高压电.低于1000V、高于36V的称为低压电.可见,低压电也超出了安全电压的范围,故不是安全电压.低压触电必须是人体接触到电源,而且有电流通过人体,而高压触电则是人体根本没有接触就是从电阻大小对安全性的影响来考虑的.不纯净的水也是导体.由于不纯净的水中有导电物质——离子,这样不纯净的水也可以导电.湿手与干手比较,电阻值有很大的差异.同时,如果用湿手插(拔)插头、按开关等,极易使水流入插座和开关内,使人体触电,造成危险.因此,千万不要用湿手触摸用电前应断开电源,否则会因接触相线而发生触电事故,保险装置、插座、导线、家用电器等,使用(4)保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命应及时更换.师用多媒体播放视频:雷电的产生、危害和预防.请同学们根据这段视频资料,结合自己平时对有关知识的学习,谈一谈你对雷电的了解.生1:带正电的物体和带负电的物体靠近时常有火花产生,同时发出劈啪的声响,这种现象叫放电.雷雨时,天空中出现电闪雷鸣,就是一种大规模的放电现象.生2:雷电是由于大气在激烈的上升和下降过程中发生摩擦,致使一部分云层带上了正电,另一部分云层带上了负电.当两朵带异种电荷的云层产生强烈的闪光和巨大的声音,这就是雷电.强大的电流通过,就会给人们带来危害.比如击毁破坏高压输电线等.生4:云层和大地之间发生放电时,雷电的路径往往经过地面上突起的部分,如树木、高大建生5:雷雨的天气尽量不要外出走动,不要在大树下躲雨,不站在高处,而应蹲在低凹处并且两脚尽量并拢.生6:雷电也并不都是坏事,并且雷电的能量如果可以利用,对人类会作出很大的贡献.生7:现在已经实现了人工降雨,是不是也能实现人工消雨、人工消雷呢?师同学们对雷电知识已经有了一定的认识,请大家观察课本P115页两幅图中的避雷针,并尝试解释它们是如何避雷的.生1:发生雷电时,雷电的路径往往会经过突起的部分,避雷针不是故意吸引雷电吗?生2:高压输电铁塔上同样都是导线,为什么上面的能够防雷?师鼓励同学们养成细心观察、认真思考的好习惯,引导同学们分析.防雷的原理:为雷电提供一条低电阻的通道,或避免将自己连入雷电的通路中.避雷针实际上是引雷针,它把雷电引来入地,从而保护其他物体.同学们仔细观察高压输电铁塔上的导线,有的导线是直接挂在铁塔上的,有的导线不是和铁塔直接相连,而是挂在吊在铁塔上的绝缘子上的,这些导线是高压输电线,而直接挂在铁塔上的线就是两条防雷的导线.铁塔是直接和大地连着的,高压输电线一般是裸线,没有绝缘层包围,但它通过绝缘子和铁塔绝缘了,而防雷的导线直接挂在铁塔上,一旦有雷电触的铁塔直接将雷电流引入地下,起到了保护输电线的作用.师课后同学们阅读相关资料.加强对雷电危害的认识,以及知道在日常生活中如何预防雷这节课我们学习了安全用电的有关知识,知道电压越高,对人体产生的电流肯定也越大,所以电压越高越危险.触电有两种类型,触电后应马上使人脱离电源,然后进电现象,用避雷针可以避免放电时对高大建筑物造成的损坏,对雷电也应注意预防.六、课后作业完成本课时作业.【板书设计】安全家庭电路中电流过大的原因:用电器的总功率过大、短路常见触电事故:低压触电:单线触电、双线触电;高压触电:电弧触电、跨步电压触电安全用电原则【教学后记】【教学目标】【教学重点】【教学难点】家用电器的金属外壳为什么要接地?【教具准备】电源、小灯泡(带灯座)若干、保险丝(粗细不同)、铜丝、滑动变阻器、导线若干、多媒体课件等.【教学课时】1课时【教学过程】一、新课引入师随着社会的发展,电成为人类赖以生存的重要资源.就是因为如此,如何安全、合理地使用电资源也是人们所关心的.这节课我们就来了解一些生活用电常识.(板书课题)二、进行新课自学(-)师:请大家看书上的内容,完成下列问题:(用多媒体播放)家用电器之间是串联还是并联,为什么?插座与用电器之间呢?6.漏电保护器的作用是什么?你家中的电路安装漏电保护器了吗?(二)研学知识点1电路过大的防护师生活是美好的,安全是最重要的,所以我们今天还要进一步学习安全用电知识,请同学们仔细观察下面的实验现象,演示如图1AB两点间接塑料层会烧起来.师同学们看到了什么危险现象,你有什么方法可以避免这种现象的发生?生看到导线上有烟冒出,会烧起来.这时要是切断电路就好了.法在没有烧起来之前就能切断电路呢?请把上面的电路进行改进,并画出改进后的电路图.(对保险丝的安装位置,也可让学生自己分析解答)师根据改进后的电路重新演示,请学生注意观察现象.[演示]先连入一个灯泡观察,然后再并联上第二个、第三个灯泡……可以看到电流表示大,当接入较多灯泡时,保险丝熔断.师由上面的这种现象,你对保险丝的特点或作用有什么想要知道的?①保险丝种类是否很多?②保险丝为什么会烧断?④保险丝是由什么做成的?⑤保险丝的熔点高还是低?⑥能不能用钢丝或铁丝代替保险丝?教师拿出各种各样的保险丝让学生观察,并通过演示实验师生共同解答学生提出的各种问题.某一值(也可在电路中连入电流表).学生观察.保险丝导线钢线保险丝导线钢线接电源接通电路.学生观察.师同学们认识了保险丝,保险丝为什么能“保险”呢?生:电路中连入保险丝后,如果电路中电流过大,保险丝首先熔断,断开电路,使用电器不因电流过大而损坏,从而起到保险的作用.师刚才演示中接入粗保险丝时并不熔断,能起到保险的作用吗?丝就不能起到有效的保险作用.绝对不能用铜丝或铁丝来代替保险丝.师现在谁能解释保险丝为什么要用电阻大,熔点低的材料制作?熔点低,在有危险时它才能首先熔断,从而保护其他电器.师保险丝实际上是利用电热的一个例子.每种规格的保险丝都有它的额定电流,我们在选用或购买保险丝时要根据电路中的电流大小适当地选购,否则就不能安全保险.当然随着科技的发的介绍).常见的保险装置有老式的保险盒、自动空气开关和漏电保护器等.自动空气开关与老式的保险丝不同,它被附加在总开关上,利用了电流的磁效应,当电流过大时,开关会自动断开,切断电路(俗称跳闸),找出原因把问题解决后,用手重新闭合开关就可以了,不需要再更换保险丝.师生活中经常会遇到跳闸,这是什么原因呢?生当电路中的电流过大时,空气开关自动断开,切断电路.师应该怎么处理呢?生在找出电流过大的原因并把问题解决之后,重新接通空气开关就可以了.知识点2相线和中性线的辨别师如何分辨进户线中哪条是相线,哪条是中性线?生用测电笔来判断.生1:进户的两条输电线中,一条叫中性线(用N表示),俗称零线,另一条线叫相线(用L表示),俗称火线.生2:测电笔的构造:笔尖金属体、电阻器、氖管、弹簧、笔尾金属体.生3:测电笔的使用方法;使用时,手指按住金属笔卡,用笔尖接触被测的导线(手指千万不能碰到笔尖).如果被测导会有电流,也就不会发光.师测电笔发光的原理:相线与地面间有220V电压,辨别相线时,人体和测电笔连通了相线伤害人体.教师用多媒体展示测电笔的使用方法,如教材P135图19.2-4让学生分辨哪些是正确的,哪些是错误的?学生回答.教师点评.教师引导学生思考教材P136想想议议:如何将电灯和开关接入家庭电路中?生1相线先连接开关,再连接电灯后与中性线相接.生2相线先连接电灯,在连接开关后与中性线相接.教师总结:在维修、安装电灯时,手有可能会碰到灯座的金属部分或接线处,因此从安全角避免触电事故.知识点3保护线与漏电保护器的作用师通常插座有两个孔,一个孔接中性线,一个孔接相线.也有三孔插座,其中两个孔分别接相线和中性线,另外一个孔是与大地相连接的.(一般地“左零右火上接地家用电器的三线插头和三孔插座是对应的,左右两个脚接用电部分,中间上端那个脚是跟家用电器的外壳接通的,与接地插孔相应的对接,这样把三线插头插分连入电路的同时,也把外壳与大地连接起来,也就是接在保护线(用PE表示,俗称地线)上.一般情况下也不会造成伤害.潜在的危险依然存在.一些家庭电路中还会在此基础上安装漏电保护器(图19.2-8),它也是一种断路器.在出现以上漏电情况时,它会迅速切断电路.如果站在地上的人不小心接触了相线,电流经过人体流人大地,漏电保护器也会迅速切断电路,对人身起到保护作用.知识点4家庭电路的基本组成师通过前面的学习,我们已经了解到怎样解决家庭电路中电流过大的问题,以及如何避免家庭电路中的触电事故.请根据家庭用电的实际家庭电路应该有哪些基本组成部分?它们各自的功能是什么?1.家庭电路的组成生1:家庭电路是由进户线、电能表、总开关(含保险装置)插座、用电器、导线等组成.生2:灯座、插座并联在供电线路上,开关与灯座串联,电能表、保险盒应安装在家庭电路所总开关(含保险装置)图19.2-9家庭电路简化图师这个顺序不能颠倒.输电线进户后首先接到电能表上,电能表用来计量总开关,这时室内全部电路与外面的输电线分离,可以保证施工人员的安全.座上.(1)将闸刀开关上端的静触头接入导线.如果倒(2)控制电灯的开关要接在相线上.这样在开关断摸灯头等部位时,不会造成触电事故.(3)螺丝口灯座的螺旋套必须接在中性线上.因(4)接大功率用电器的插座,一般在连接插座的相线上接一根保险丝,而不是在连接插座的相线和中性线上各装一根保险丝.(5)带有金属外壳的家用电器的金属外壳要接地,这样做是为了安全用电.缘皮破损或失效,会导致相线与用电器外壳连通,这样外壳就带电了,人体接触用电器外壳时就会发生触电事故.如果外壳用导线接地,即使相线导线流走,人接触外壳不会触电)也就没有危险了,3.配电箱为了能够更加合理、安全地分配电能以及方便用户维修操作,有的家庭还设有室内配电箱(图19.2-10).根据实际用电需求,可将家庭电路规划为若干分支回路,由配电箱将导线引人各个房教师引导学生思考教材P139想想议议:说一说图19.2-11中设计了几条分支回路?每条分支回路的主要用途有哪些?生:三条分支回路.教师总结:将照明与插座分为两条分支回路;考虑到空调功率较大且用电时间较长,将空调求等因素,将卫生间、厨房等房间的插座另成回路,且加装漏电保护器,形成更多的分支回各分支回路之间互不影响.空气开关等,相线和中性线的辨别,保护器和漏电保护器的作用,家庭电路的组成,各部件的顺序一般不应颠倒,最主要由相线和中性线组成的,相线可以用测电笔测出.六、课后作业完成本课时作业.【板书设计】电流过大的防护:保险丝、熔断器、低压断路器(空气开关)相线和中性线的辨别:用测电笔来判断,氖管发光的是相线.路的基本组成路的基本组成保护线与漏电保护器的作用家庭电路的基本组成:进户线、电能表、总开关(含保险装置)、插座、用电器、导线等.【教学后记】第3节.跨学科实践:为家庭电路做设计【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一节所学内容,并讲解学生所做的六、课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固,二、项目提出每个家庭的用电情况是不一样的,假如你家正在准备装修改造,请你根据家里的用电需求及前面的学习与研究,为你的家庭电路提出一个简单的设计方案.可以与同学分工合作,完成任务.三、项目分析师为了使家庭电路更加安全合理,设计时你觉得应该主要考虑哪些因素呢?生要美观、实用、安全、满足生活需求,又要考虑经济成本.师首先可根据家里现有的用电器,初步估算家中的总体用电需求,然后合理规划并设计室选型,使器材之间相互匹配.路中使用到的断路器、导线等配电器材进行选型.四、项目实施1.调查家庭用电需求师请你调查并记录目前家中主要用电器的使用情况,阅读各个用电器的铭牌或说明书,重点关注它们的功率信息.明确用电需求,为规划家庭电路的配电分支回路作准备.可以用表格(表1)或其他形式梳理.家用电器数量电冰箱电热水器电饭锅电灯1电灯2学生自主调查并记录目前家中主要用电器的使用情况,阅读各个用电器的铭牌或说明书,重点关注它们的功率信息.明确用电需求,为规划家庭电路的配电分支回路作准备.2.合理规划配电分支回路师请根据实际用电需求,结合家用电器的使用环境,进行小组讨论,设计家庭电路的分支回路或为家庭电路优化提出方案与建议.如果你们小组同学的家中有室内配电箱,请在家长或技术以教材P138图19.2-10中所示的配电箱作参考.考虑到家中的用电器比较多,家庭电路可设计若干插座分支回路、照明分支回路和大功率用电器(如空调)分支回路等.具体设计可参考教材P139图19.2-11的形式,也可以采用户型电路示意图(图19.3-1)、列表(表2)等形式.图19.3-1某插座分支回路设计示意图总功率照明分支回路回路1回路2空调分支回路空调2台学生分组进行小组讨论,设计家庭电路的分支回路,为家庭电路优化提出方案与建议.你所设计的各条分支回路的用电情况,总功率大的分支回路要选粗一些的导线,还是细一些的?家庭电路中的供电导线是不是横截面积越大越好?你认为在选择导线时,除了安全因素,还要考虑哪些因素?生粗一些的.不是越大越好.还要考虑价格因素.可邀请专业人员来对你们的设计方案进行评估.尽量不同时使用多个大功率用电器不接触低压带电体,不靠近高压带电体.更换灯泡、搬动用电器前应断开电源开关.保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命时应及时更换.+++..的便利.【教学后记】【教学目标】1.知道家庭电路的组成,测电笔的用法,保护线与漏电保护器的作用.路.保险丝具有保护电路的作用.

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