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电路中的能量转化
【教学目标】
1.理解电功的概念,知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,理解电功的公式,
能进行有关的计算。
2.理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算。
3.知道电功率和热功率的区别和联系。
4.通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养分析、推理能力。
【教学重点】
电功和电热的计算。
【教学难点】
电流做功的表达式的推导,纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。
【教学过程】
一、创设情景,导入新课
教师:用电器通电后,可以将电能转化成其他形式的能量,请同学们列举生活中常
用的用电器,并说明其能量的转化情况。
学生举例:
1.电灯将电能转化为内能和光能。
2.电炉将电能转化为内能。
3.电动机将电能转化为机械能。
4.电解槽将电能转化为化学能。
教师:用电器把电能转化成其他形式能的过程,就是电流做功的过程。电流做功的
多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢?本节课我们学习关于电功和电功率的知识。
二、新课教学
(一)电功和电功率
请同学们思考下列问题:
1
()电场力的功的定义式是什么?
(2)电流的定义式是什么?
答:电场力的功的定义式=。
电流的定义式=
如图所示,一段电路两端的电压为U,由于这段电路两端有电势差,电路中就有电
场存在,电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流I。
在时间t通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
tq
这相于在时间内将这些电荷由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中,电
场力做了多少功?
电场力做功的功率是多少?
这些公式分别用语言怎么描述?
教师讲解:
在时间t内,通过这段电路上任一横截面的电荷量=
在这一过程中,电场力做的功==
电场力做功的功率为==
UI
电功:电流在这一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流
和通电时间t三者的乘积。
电流做功的功率等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I的乘积。
J
在国际单位制中,电功的单位是焦耳,简称焦,符号。
电功常用单位是千瓦时,俗称“度”,符号是kW·h.
1kW·h表示功率为1kW的用电器正常工作1h所消耗的电能。
6
1kW·h1000W×3600s3.6×10J
利用电功率的公式=算时,电压U的单位:V,电流I的单位:A,电功率
P的单位就是W。
总结如下:
1.电功(W)
(1)表达式:电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的
电流和通电时间三者的乘积,即It=。
(2)单位:国际单位制中:焦耳(J)。
(3)物理意义:反应了电能转化为其他形式能的多少。
2P
.电功率()
(1)定义:单位时间内电流所做的功叫做电功率。
(2)表达式:电流在一段电路上做功的功率等于电流I与这段电路两端的电压U
的乘积,即=
3W
()单位:国际单位制中:瓦特()。
(4)物理意义:表示电流做功的快慢。
让学生观察用电器上的铭牌,提问:用电器上写的功率是它在工作中的实际功率
吗?引出额定功率与实际功率。
3.额定功率和实际功率
用电器铭牌上所标称的功率是
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