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第十八单元 电功率
在本单元学习中：
1. 你将学习电功、电功率这两个物理量，了解电能转化是通过电流做功实现的，知道电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关，会通过电能表计算家用电器的电功率。
2. 你将会测算小灯泡的实际功率和额定功率，在实验时认识到用电器正常工作与不正常工作对用电器的影响；体验小灯泡的亮暗取决于它的实际功率。
3. 你将认识到电流的热效应，通过实验及推导得出焦耳定律，通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题。
【课时建议】
单元名称 学习内容 总课时
电功率 1.电功 电功率 4
2.测量小灯泡的电功率
3.焦耳定律
【学法指导】
1. 养成类比的学习习惯，不死记硬背，学会迁移。我们之前学习了力的功和功率，这有助于我们区分电功和电功率之间的关系。通过电功概念的学习，重视了解知识的来龙去脉，而不仅是字面意义。
2. 本单元会有电热的利用与防止，我们要学会从正反两面辩证的看待问题，把电流的热效应与生活中的应用建立起联系，多注意观察生活中电热的应用。
1 电功 电功率
一、电功
电功的定义和计算
想一想 一个小灯泡的两端加3V的电压时电流是0.3A，它在这种情况下通电2min，在这个过程中发生了什么能量转化？
生活中的各种各样的家用电器可以将电能转化为光能、内能等各种形式的能，而在电能与其它形式能量的转化必须通过电流做功来实现，电流做了多少功用电器就消耗了多少电能。
做一做 请你计算上面小灯泡消耗的电能是多少。
二、电功率
想一想 有人往往认为用电器的瓦数越大越费电，对此你有什么看法？
做一做 把一盏灯接在家庭电路中通电1h，消耗的电能是360000J；把一只电炉子接在家庭电路中通电1min，消耗的电能是60000J。谁消耗的电能较多？谁消耗的电能较快？
消耗电能的快慢与消耗电能的多少是两码事，这和我们之前学习做功的多少与做功的快慢并无联系是一个道理的。
做一做 请观察了解电能表的工作原理，写出用电能表测量一个家用电器的电功率的测量方法。
三、额定电压、额定功率
40W的灯泡比15W的电灯亮，而100W的电灯又比40W亮得多，比较亮暗可以帮助我们判断哪盏灯的功率大。
想一想 在不同的电压下，同一个用电器的电功率是不是一样大？
做一做 现在有一盏标有“3.8V 0.3A”字样的小灯泡，电源、滑动变阻器、电压表、导线、开关。请以小组为单位设计、操作实验，探究在不同的电压下，同一个用电器的电功率是否相同。
议一议 通过实验，你认为灯泡的亮度受哪个物理量的影响？
一个用电器的电功率并不是恒定不变的，而电器实际消耗的电功率随加在它两端电压的改变而改变。因此，对于一个用电器，要了解它的实际功率大小，必须知道它是在什么电压下工作的。
问题解决
1.请分别画出保温与加热两种状态下的电路图并写出相应的功率表达式。
2.一种彩色灯泡的额定电压是36V，要接在220V的电路中，要串联多少个这种灯泡才行？
2 测量小灯泡的电功率
一、电功率的测量
伏安法测电阻
想一想 “伏安法测量电功率”需要哪些实验器材，实验原理是什么？
做一做 请你画出此实验的电路图并设计实验记录表格。
二、测量小灯泡的电功率
做一做 右图是测量小灯泡电功率的实物图，请你画出对应的电路图。
想一想 我们如果使用2.5V额定电压的小灯泡，为了不使电压过多地超过额定电压，我们最多给小灯泡两端加入多大电压？这个实验中滑动变阻器的作用是什么？
议一议 请以小组为单位讨论设计实验步骤，相互交流实验仪器的量程选择、操作步骤等注意事项。
在设计实验记录表格的时候，我们要注意记录好灯泡的亮暗，这样我们就可以进一步验证小灯泡的实际功率决定小灯泡的亮度这个结论。
议一议 本实验中有的同学对于所求的三个电功率采用多次测量求平均的方法来减小误差，对此你有什么看法？
问题解决
1.在小灯泡和二极管一样亮度的情况下，为什么二极管的实际功率会小一些？
2.通过对上个问题的解释，你明白40W的日光灯为什么比60W的普通照明灯泡更亮了吗？
3 焦耳定律
一、电流的热效应
电炉工作的时候，通过电炉丝的电流和连接电炉丝导线的电流大小是一样的，为什么电炉丝被烧得通红而导线几乎不发热，看来我们有必要探究一下导体产生的热与什么因素有关。
探究影响电热的因素
想一想 如图是探究电热与电阻大小的关系的实验，电热的多少通过什么来体现？它的原理是什么？
议一议 这个实验把电热多少转化成水柱差来体现，你能再列举一些运用这种思想的事例吗？
想一想 如图是探究电热与电流大小的关系的实验，为什么要并联一个5Ω电阻，它的作用是什么？
做一做 动手操作实验，你观察到了什么现象？我们可以得到什么结论？
想一想 这是之前课本上“探究影响电热多少的因素”的方法，这两个实验你更喜欢哪一个实验？为什么？
议一议 物理实验丰富多彩，请以小组为单位，设计“探究影响电热多少的因素”的实验并画出实验设计草图。
二、焦耳定律
焦耳定律的理解
想一想 当电流做的功全部用来产生热量时，请根据电功公式和欧姆定律，从理论上证明该定律的正确性。
做一做 将一台“220V　100W”的电炉子接到220V的电源上，通电5min，通电后产生热量是多少？
议一议 一台电风扇正常工作时，电机两端的电压为220V，线圈电阻为1.5Ω，通过线圈的电流为0.2A，这台电扇正常工作1min消耗多少J的电功？产生多少J的热量？通过计算你发现了什么？
在非纯电阻电路中，只有一部分电能转化成内能，所以消耗的电能大于电热，即W>Q，例如：电流通过电动机，一少部分电能转化成内能，还有一大部分转化成机械能。W电=Q+W机。此时，计算电热只能用Q=I2Rt。
问题解决
1.如果风扇在转动的时候卡住了，电机两端的电压为220V，线圈电阻为1.5Ω，这台电扇工作1min产生会多少J的热量？这给我们带来什么启示？
2.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？

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