第十八章電功率

中室內(nèi)旨概詼

電功和電功率是中學(xué)物理教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，具有綜合性強(qiáng)、定量規(guī)律多、

探究內(nèi)容多等特點(diǎn).本堂內(nèi)容包括電功和電能、電能的測量、電功率、測量小燈

泡的功率、電流的熱效應(yīng)等內(nèi)容，是在學(xué)生掌握了電流、電壓、電阻、歐姆定律

等內(nèi)容和學(xué)會使用電流表、電壓表、滑動變阻器的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)的.

本章共分4節(jié)：

1.第1節(jié)“電能電功”，本節(jié)先從生活中的微波爐、電風(fēng)扇、白熾燈等消耗

電能的事例來引入電能、電功的概念，并講述了電能生產(chǎn)和應(yīng)用中的能量轉(zhuǎn)化情

況；然后引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究電流做功與哪些因素有關(guān)，幫助學(xué)生掌握電功的

計(jì)算公式W=UIt的運(yùn)用；最后介紹電能表的使用及其相關(guān)計(jì)算.

2.第2節(jié)“電功率”，本節(jié)首先通過實(shí)驗(yàn)觀察電能表鋁盤轉(zhuǎn)動的快慢，比較

不同用電器的電流做功的快慢，從而引入電功率的概念;然后根據(jù)電功率的定義,

推導(dǎo)出電功率的計(jì)算公式P=I%7=U/=/2R=U2/R,通過用電器的銘牌，讓學(xué)生體

會額定功率與實(shí)際功率的區(qū)別和聯(lián)系.電功率的測量是一個(gè)純粹而完整的實(shí)驗(yàn)探

究.在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前要求學(xué)生掌握用伏安法測定小燈泡電功率的原理P=UI,要求學(xué)

生會自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、選用實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格、有序地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、

讀取數(shù)據(jù)、計(jì)算小燈泡的電功率.

3.第3節(jié)“跨學(xué)科實(shí)踐：為家庭節(jié)約用電提建議”，本節(jié)內(nèi)容主要是了解家

中的用電情況并提出節(jié)約用電的建議.

4.第4節(jié)“焦耳定律”，本節(jié)從能量轉(zhuǎn)化的角度提出用電器為什么會發(fā)熱，

從而引入電流的熱效應(yīng)的概念，并且展開了研究.本節(jié)內(nèi)容可以分為兩部分：第

一部分通過實(shí)驗(yàn)探窕電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)，進(jìn)而學(xué)習(xí)焦耳定律；第二部

分學(xué)習(xí)電流的熱效應(yīng)在科研、生產(chǎn)、生活中廣泛應(yīng)用的實(shí)例.

「教與目標(biāo)

【教學(xué)目標(biāo)】

1.①知道電功的公式(W=U〃)及單位，能正確使用電能表測電功.②知道電

功率的物理意義、公式(P=W/t=Ul=PR=U2/R),并能進(jìn)行簡單計(jì)算；能理解和

區(qū)分用電器的額定功率和實(shí)際功率.③知道用伏安法測定小燈泡電功率的原理，

知道如何測定小燈泡的額定功率和實(shí)際功率.④知道電流的熱效應(yīng)與導(dǎo)體的電

阻、通過導(dǎo)體的電流、通電時(shí)間的定量關(guān)系；知道生活、生產(chǎn)中電流熱效應(yīng)的應(yīng)

用和防止.

2.①通過實(shí)驗(yàn)探究電流做功與哪些因素有關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，并

體會等效替代的思想.②通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體會額定功率與實(shí)際功率，培養(yǎng)學(xué)生的

觀察能力，體會比較和類比的科學(xué)方法.③通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

實(shí)驗(yàn)操作能力、分析處理數(shù)據(jù)能力.

3.通過討論和交流，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)的意識和態(tài)度；通過評估交流，培養(yǎng)學(xué)生

的創(chuàng)新精神；通過實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和尊重事實(shí)、探求真

理的科學(xué)態(tài)度.

十R章課叼安排

【課時(shí)建議】本章共有4節(jié)，建區(qū)8課時(shí).

第1節(jié)電能電功..........................1課時(shí)

第2節(jié)電功率..........................3課時(shí)

第1課時(shí)電功率及其簡單計(jì)算……1課時(shí)

第2課時(shí)額定功率與實(shí)際功率……1課時(shí)

第3課時(shí)測量電功率……1課時(shí)

第3節(jié)跨學(xué)科實(shí)踐：為家庭節(jié)約用電提建議…1課時(shí)

第4節(jié)焦耳定律..............1.5課時(shí)

【本章復(fù)習(xí)和總結(jié)】..............1.5課時(shí)

第1節(jié)電能電功

‘汽敦與大綱

【教學(xué)目標(biāo)】

1.了解電能的各種來源與應(yīng)用；

2.知道電能及電功的單位；

3.學(xué)會使用家庭電能表，能利用電能表做簡單的計(jì)算.

4.通過學(xué)習(xí)電能表，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問題的綜合能力；

5.通過應(yīng)用電能表，培養(yǎng)學(xué)生用理論知識解決簡單實(shí)際問題的能力.

6.通過了解電能在人類社會中的作用，充分認(rèn)識電能的重要性，養(yǎng)成節(jié)約用

電的好習(xí)慣；培養(yǎng)學(xué)生愛護(hù)自然、節(jié)約能源的良好意識.

7.通過了解各種各樣的發(fā)電廠及新型的電力能源，激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、勤奮

學(xué)習(xí)的極大熱情.

【教學(xué)重點(diǎn)】

從電能的各種來源與各種應(yīng)用來學(xué)習(xí)電能，電能表的使用.

【教學(xué)難點(diǎn)】

電能的單位、電功的概念，能利用電能表做簡單的計(jì)算.

【教具準(zhǔn)備】

電能表、電池、開關(guān)、若干導(dǎo)線、電動玩具車、多媒體課件等.

【教學(xué)課時(shí)】

I課時(shí)

‘辿教與設(shè)計(jì)

【鞏固復(fù)習(xí)】

教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)（教師可針對性

地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對知識的鞏固.

【新課引入】

師上兩章我們學(xué)習(xí)了電壓、電阻和歐姆定律，現(xiàn)在的生活已經(jīng)越來越離不

開電了，這些電是從哪里來的？它是否也具有能量？下面我們看一段視頻，了解

一下這方面的知識.

教師用多媒體播放視頻：介紹各種各樣的發(fā)電設(shè)施，進(jìn)一步激發(fā)同學(xué)們的學(xué)

習(xí)興趣，引入電功和電能的課題.

【進(jìn)行新課】

知識點(diǎn)1電能

1.電能的生產(chǎn)和應(yīng)用

教師結(jié)合生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生談?wù)勲娫谏钪谐洚?dāng)一個(gè)什么角色，在電能的

應(yīng)用過程中有怎樣的能量變化.

生1：電可以讓燈泡發(fā)光，電能通過燈泡轉(zhuǎn)化成了光能.

生2：電能還能轉(zhuǎn)變成熱能，如電飯鍋、電爐、電熱水器……

（教師演示實(shí)驗(yàn)：給電動玩具車裝上電池，合上開關(guān)，電動玩具車會運(yùn)動起

來.）

生3：這是電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能.

師同學(xué)們回答得很對，電能可以轉(zhuǎn)化成我們需要的能量，如熱能、機(jī)械能、

化學(xué)能等.反過來人們乜可以把許多形式的能轉(zhuǎn)化成電能.下面我們就一起來學(xué)習(xí)

各種能量與電能間的轉(zhuǎn)化.

教師用多媒體播放課件“各種能量與電能間的轉(zhuǎn)化情況”的圖片（如下圖）,

并結(jié)合實(shí)際例子講解.

上圖中左半部分是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程，其中發(fā)電機(jī)、電池為電

源，所以我們說電源是提供電能的裝置.右半部分是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過

程，也就是電能的利用.

例題1（多媒體展示）現(xiàn)代生活離不開電，因?yàn)殡娔芸梢詷O為方便地轉(zhuǎn)化為

其他形式的能.觀察商場里的用電器，按下列要求各填一種用電器的名稱.

（1）電能轉(zhuǎn)化為聲能、光能的用電器：；

（2）電能轉(zhuǎn)化為熱能的用電器：：

（3）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的用電器：；

（4）電能轉(zhuǎn)化為聲能的用電器：.

解析：電能轉(zhuǎn)化為聲能、光能的過程，對應(yīng)的家用電器的特征是發(fā)聲、發(fā)光,

電視機(jī)符合這種特點(diǎn)；電能轉(zhuǎn)化為熱能的過程，對應(yīng)的家用電器的特征是發(fā)熱，

電熱毯符合這種特點(diǎn)；電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程，對應(yīng)的家用電器的特征是轉(zhuǎn)動

或運(yùn)動，洗衣機(jī)符合這種特點(diǎn)；電能轉(zhuǎn)化為聲能的過程，對應(yīng)的家用電器的特征

是發(fā)聲，收音機(jī)符合這種特點(diǎn).

答案：（1）電視機(jī)（2）電熱毯（3）洗衣機(jī)（4）收音機(jī)

教師總結(jié)：隨著我們生活水平的不斷提高，月電的領(lǐng)域會越來越多，電對我

們的作用也會越來越重要.所以，我們在大力開發(fā)無污染、低能耗的電力資源的

同時(shí).，一定要養(yǎng)成節(jié)約用電的好習(xí)慣.

2.電能的單位

師請同學(xué)們思考你家一個(gè)月消耗多少電能？電能的單位是什么？

生：聽爸爸說過這個(gè)月用了180“度”電，電能的單位是“度”吧.

師“度”就是電能的單位，它的學(xué)名叫千瓦時(shí)（kW-h）.物理學(xué)中更常用

的電能單位是焦耳（J）.

板書：

1kW?h=lX103WX3600s=3.6X106J

教師總結(jié)I度（1千瓦時(shí)）電的作用：可以使電爐煉鋼約1.6kg；采掘原煤

約100kg；洗衣機(jī)工作約2.7h;電車行駛約0.85km；灌溉農(nóng)田約330m2；電腦

工作約5h.

知識點(diǎn)2電能的計(jì)量

師電能的大小可以用專門的測量工具一一電能表來計(jì)量.

教師出示電能表的實(shí)物，介紹其大致的外形、表盤上各量的含義及在電路中

的接法.（可用多媒體展示）

電能表（多媒體課件）

kW?h

□□□□：ii；

單相電能表

DD10220V10（20）A50Hz

600revs/kW?hNO.135892

XX市電表廠

1.數(shù)字盤上一共有五位數(shù)字，但最后一位是在紅色框里的，它和前面四位數(shù)

字不一樣，紅框表示小數(shù)點(diǎn)，紅框里面的數(shù)是小數(shù)點(diǎn)后面的數(shù).

2.讀數(shù)方法：一段時(shí)間內(nèi)電能表上計(jì)數(shù)器前后兩次示數(shù)之差，就是這段時(shí)間

內(nèi)用電的數(shù)量.

3.表盤上各個(gè)數(shù)字符號的含義：

（1）“50Hz”指電能表應(yīng)在50Hz的交流電路中使用.它是一只交流電能表.

（2）“10（20）A”指這個(gè)電能表的標(biāo)定電流為10安培，額定最大電流為

20安培.持續(xù)（長時(shí)間）使用時(shí)電路中的電流應(yīng)不大于10安培.短時(shí)間使用時(shí)電

流允許大一些，但不能超過20安培，否則會燒壞電能表.

（3）u600rcvs/kW-h”指電能表轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)時(shí)，接在電路里的用電器消耗

的電能是IkW-h.

4.通過電能表求用電器消耗電能的方法：

方法一觀察電能表表盤上前后兩次的示數(shù)，它們的示數(shù)差即是所求的電能

值.

方法二測出一定時(shí)間內(nèi)電能表上轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)，再算出電能值.此種方法的關(guān)

鍵是要明確電能表銘牌數(shù)據(jù)的含義，求出電能表轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時(shí)消耗的電能值.例如，

“3000i7kW*h”的含義是，接在電能表上的用電器，每消耗IkW-h的電能，

電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn).故其轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時(shí)消耗的電能為：

1kWh/3OOO=l/3OOOkWh=1.2x103J

例題2教師用多媒體展示練習(xí)冊中對應(yīng)題目，并針對性地講解.

例題3（多媒體展示）某同學(xué)家里上月底抄表時(shí)，電

|9|5」|8何

能表示數(shù)為1~~1~~1~~1~~u；本月底抄表時(shí)，電能表的示

|9|6|9|5|回|

數(shù)為|_I_I_I_LLJJ該家庭本月用電度，合—

J,若電費(fèi)價(jià)格為0.60元/（?h）,則應(yīng)付電費(fèi)—

元.（結(jié)果保留一位小委攵）

解析：電能表表盤上的示數(shù)單位是kW-h,把電能表接入電路中，電能表

計(jì)數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時(shí)間內(nèi)的用電量.計(jì)算時(shí)需注意，讀數(shù)的

最右一位為小數(shù)，所以該家庭本月用電量為

9695.9kW*h-9558.7kW*h=137.2kW*h=l37.2X3.6X106J=4.9X108J,電費(fèi)為（）.60

元/（kW?h）X137.2kW?h=82.3元.

答案：137.24.9X1（）882.3

例題4（多媒體展示）如果甲、乙、丙三位同學(xué)家的電能表上分別標(biāo)出

600revs/kW?h.1200revs/kW-h>3000revs/kW?h,則這三位同學(xué)家：

（1）用電器均消耗1度電的時(shí)候，電能表轉(zhuǎn)過的圈數(shù)分別是多少？

（2）電能表均轉(zhuǎn)一圈，消耗的電能分別是多少焦耳？

（3）若甲同學(xué)家單獨(dú)讓一用電器工作一段時(shí)間，他家電表轉(zhuǎn)了20圈，則消

耗了多少電能？

學(xué)生討論、演算，教師請三名同學(xué)上臺板書，分別計(jì)算（1）、（2）、（3）問.

解：（1）三位同學(xué)家用電器消耗1度電，電能表轉(zhuǎn)過的圈數(shù)分別是600轉(zhuǎn)、

1200轉(zhuǎn)、3000轉(zhuǎn).（2）電能表轉(zhuǎn)過一圈，用電器消耗的電能分別是：

甲：IkW?h/600=l/600X3.6X106J=6000J,

乙：IkW?h/1200=l/1200X3.6XI06J=3000J,

丙：IkW?h/3000=1/3000X3.6X106J=1200J.

（3）甲同學(xué)家電表轉(zhuǎn)過20圈,消耗的電能為:20/600X3.6X106J=1.2X105J.

師通過大家的努力，同學(xué)們對現(xiàn)在普遍使用的電能表已經(jīng)有了一定的了解.

現(xiàn)在請同學(xué)們打開教材PH2了解另外一種電能表.

IC卡電能表有許多優(yōu)點(diǎn)，比如說它不用工人師傅每月查電表，節(jié)省許多人

力，還能避免出錯，省去了收電費(fèi)時(shí)的許多麻煩.IC卡中的金額用完后，電能表

便自動切斷電源，能完全杜絕少數(shù)人光用電不愿意交電費(fèi)的現(xiàn)象.

知識點(diǎn)3電功

師人們利用電能的過程，就是電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能的過程，有時(shí)也用

電功W（即電流做的功）來表示.因此，我們說消耗了多少電能，就有多少電能

轉(zhuǎn)化為其他形式的能，或者說電流做了多少功.（電功的單位和電能一樣，是焦

耳）

教師總結(jié)：

實(shí)驗(yàn)證明，用電器消耗的電能（做的功）跟它的通電時(shí)間、通過它的電流和

它兩端的電壓成正比，可以用公式表示為

教師用多媒體播放課件“電功的計(jì)算公式”，并講解.

電功的計(jì)算公式：（多媒體課件）

①定義式：訐'二U表示某段電路兩端的電壓，單位

是V：/表示通過該電路的電流，單位是A；r表示通電時(shí)間,

單位是s；W表示電流在該段電路上所1故的功，單位是J.

②應(yīng)用公式迂程中的“同一性”：

說明舉例

四個(gè)電流通過某燈泡做的功，等

電路的物理量注須是于該燈泡兩端電壓、通過該

同一性同一個(gè)導(dǎo)體上燈泡的電流和該燈泡通電

的四個(gè)物理量時(shí)間的乘積

即、U、/、f的單某燈泡兩端電壓是6V,通

位表須分別是過燈泡的電流是0.2A,求

J、V、A、s,若有通電lh電流做的功，W=

單位的一個(gè)單位不符Ult=6Vx0.2Ax3600s=

統(tǒng)一性合以上單位，不4320J,若不經(jīng)換算就計(jì)算

經(jīng)換算就代入則得出IF=U〃=6VxO.2A

公式計(jì)算就會xlh=L2J,結(jié)果顯然是錯

出現(xiàn)錯誤誤的

③導(dǎo)出式:

導(dǎo)出式說明

電流在某段電路上所做的功，等于這段電

w=u--2-

t路兩端的電壓與通過這段電路的電荷量

?t=UQ的乘積

公式IF=U〃可以用來計(jì)算任何情況下電

流所做的功，而導(dǎo)出式是由歐姆定律推出

的，它僅適用于純電阻電路中.所謂純電

IF=I-Rt=

阻電路，是指電流流過該電路時(shí)，電能全

U2

部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能.若電能只有一部分轉(zhuǎn)化成

內(nèi)熊，這樣的電路被稱為非純電阻電路，

在此電