9年级上册沪科版物理 电流做功的快慢 逐字稿-4,426字

  师:同学们,欢迎大家来到物理课堂。很高兴今天能和大家共同探究初中物理沪科版九年级全一册第16章第二节“电流做功的快慢”。通过上节课的学习,我们知道电流对用电器做功的过程,就是电能转化为其他形式能的过程。比如电饭煲工作时,电流对其做功,电能转化为内能;空调工作时,电流对其做功,电能转化为机械能;电灯工作时,同样是电能在转化。

  现在,有两只外形相同的白炽灯,同时接入电路,请大家仔细观察,灯丝亮度一样吗?

  生:不一样。

  师:这说明了什么问题呢?我们看到两只灯,其中一只标有95W,另一只标有200W,这里的“W”表示什么呢?两只电灯灯丝亮度不同,是不是和这个参数不同有关呢?今天我们就共同来探究其中的原因。

  首先,我们通过观看视频,观察不同用电器接入电路中电能表盘的转速情况。大家思考一下,将电能表接入家庭电路,电能表的铝盘是否转动?

  生:转动。

  师:将“220伏 25瓦”的灯泡接入电路,观察电能表铝盘的转动情况。再将电炉接入电路,观察电能表铝盘的转动情况。比较三次电能表铝盘的转动情况,你有什么发现?

  生:不同用电器接入电路中,电能表铝盘转动的快慢不同,相同时间内铝盘转过的圈数不同。

  师:非常好,这说明用电器消耗电能的快慢不同,也就是电流对用电器做功的快慢不同。那么在物理学中,我们还可以用什么方法来比较电流做功的快慢呢?我们先来回忆一下比较物体运动快慢的方法。生活中常用以下两种方法进行比较:方法一,相同时间比较物体行驶路程的多少,行驶路程越多,说明物体运动得越快;方法二,行驶相同的路程,比较物体所用时间的长短,所用时间越短,说明物体运动越快。如果物体运动的路程和所用时间均不同,在物理学中怎样比较物体运动的快慢呢?

  生:可以用路程与时间的比值。

  师:对。下面我们类比分析一下。电灯发光过程中,电流对其做了72000焦的功,电饭煲煮饭时电流对其做了6万焦的功,电流对谁做功多呢?

  生:电流对电灯做的功多。

  师:那么电流对谁做功快呢?

  生:这还需要知道电流对它们做功所用的时间。

  师:类似的,物理学中可以用电流所做的功与做功所用时间的比来比较电流做功的快慢。这个比值叫做电功率,用符号“P”表示。上节课我们学习的电功用符号“W”表示,时间用“t”表示,由此我们可得电功率的定义式为P = W / t。由定义式我们还可以得出两个推导式,分别为W = Pt,t = W / P。现在大家会比较电流对电灯和电饭煲做功时谁做功快了吗?

  生:应用公式P = W / t进行分析比较,可以看出电流对电饭煲做功快。

  师:我们知道在国际单位制中,电功的基本单位是焦,时间的基本单位是秒,由P = W / t可得电功率的单位是焦每秒。为了纪念科学家瓦特,将他的名字作为电功率的单位。瓦特简称瓦,符号是“W”。同学们,现在大家知道刚才那两只白炽灯上标的95W和200W表示的含义了吧?

  生:表示两只灯泡的电功率分别为95瓦和200瓦。

  师:在生活生产中,电功率的常用单位还有千瓦,符号为“kW”。千瓦与瓦之间的换算关系为1千瓦 = 1000瓦。电功率的单位瓦与焦每秒之间的换算关系是等量的,即1瓦 = 1焦/秒,表示的物理意义为在1秒的时间内,电流对用电器所做的功为1焦。这与我们之前学习的速度、压强的物理意义类似。

  我们之前对比发现两只白炽灯,其中一只标有95瓦,95瓦 = 95焦每秒,表示电流每秒对电灯做功95焦,也就是这只白炽灯每秒能够把95焦的电能转化为光能和内能。另一只白炽灯上所标的200瓦 = 200焦每秒,表示电流每秒对该白炽灯做功200焦耳,说明这只白炽灯每秒能够把200焦的电能转化为光能和内能。由此我们看出,在相同时间内,200瓦的电灯消耗的电能更多一些,所以这只白炽灯也比95瓦的白炽灯更亮一些。

  现在你知道为什么200瓦的白炽灯比95瓦的白炽灯更亮了吧?通过对比研究发现,白炽灯在工作的过程中很大一部分电能都转化成了内能,其实这部分能量就白白地浪费了。为了节约能源,节能灯就逐渐取代了白炽灯,因为节能灯在工作的过程中,电能大部分都转化成了人们需要的光能,这其实也是一个效率的利用问题。老师也希望同学们能够在日常的学习中有效地利用时间,提高你们的学习效率。

  通过上节课学习,我们知道电功的单位焦很小,在生活生产中为了方便,人们用千瓦时作为电功的单位。千瓦时俗称度,1度 = 1千瓦时。由W = Pt可知,当电功率的单位为瓦,时间t的单位为秒时,电功的单位是焦;当功率P的单位为千瓦,时间t的单位为时,电功的单位是千瓦时。焦耳和千瓦时之间的换算关系为1千瓦时 = 3.6×10?焦耳。下面有一个生活中的情境,同学们试着用刚才所学的内容进行分析。李老师出差时恰逢抄电表日,其电能表的示数如图甲所示。当他出差返回家时,发现家中有一盏60瓦的台灯忘了关闭,一直亮着,检查其他电器都已切断电源。看电能表的示数,如图乙所示,同学们,你能根据这些信息判断李老师出差多长时间吗?要注意电能表盘上最后的一位数字是小数。

  生:根据电能表前后两次的示数可知,台灯消耗的电能,即电流对台灯所做的功。已知台灯的电功率,应用电功率公式P = W / t,通过计算可知电流对台灯做功的时间是240小时,也就是10天,这就是李老师出差的时间。

  师:同学们,应用我们学习的电功率知识来解决这个问题,是不是很方便?其实大家如果善于观察,会发现生活中很多问题都可以应用物理知识来解决。上节课我们学习了电功的计算公式W = UIt,结合电功率定义式P = W / t,进一步推导可得出电功率P = UI。由此公式可以看出,用电器的功率由加在其两端的电压和通过的电流决定。若加在用电器上的电压为1伏,通过的电流为1安,那么该用电器消耗的电功率为1瓦。当已知用电器的工作电压和工作电流时,利用该公式可以直接计算出用电器的电功率。接下来就有一个相关的问题,同学们再试着分析一下。某市场有甲、乙两种容积相同的电热水壶,正常工作所需电压均为220伏,额定功率分别为800瓦和1500瓦。请你从下列不同的角度做出选择,并说明选购的理由。一、从烧水快的角度考虑应选购哪种电热水壶,请说明理由;二、若家庭电路的电压是220伏,室内插座允许通过的最大电流是5安,用该插座给电热水壶供电。从安全用电的角度考虑,应选购哪种电热水壶,请说明理由。

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