淺談“電功率”教學(xué)難點(diǎn)及處理

田寶

“電功率”是滬科版初中《物理》九年級(jí)十五章第二節(jié)內(nèi)容，是繼電流、電壓、電阻、歐姆定律后的重要內(nèi)容，是初中《物理》的重點(diǎn)?！半姽β省边@一節(jié)的中考目標(biāo)是：理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，能區(qū)分用電器的額定功率和實(shí)際功率。對(duì)于這些內(nèi)容，學(xué)生普遍反映比較難學(xué)，尤其是實(shí)際功率的計(jì)算，學(xué)生經(jīng)常感到無從下手。

一、“電功率”教學(xué)難的原因

1.初中學(xué)生的思維方式造成的障礙

初中學(xué)生的思維缺乏嚴(yán)密的邏輯性，綜合駕馭知識(shí)的能力不強(qiáng)。初中生以機(jī)械識(shí)記為主，主要靠死記硬背，以形象思維為主，主要靠具體、直觀、感性經(jīng)驗(yàn)來支持。理解、判斷、推理能力都不高。再加上學(xué)習(xí)的目的性不強(qiáng)，多憑個(gè)人的興趣與愛好，注意力不持久，易分散轉(zhuǎn)移。上述，初中生思維發(fā)展程度決定了他們學(xué)習(xí)物理的艱難性，尤其是極其抽象的電流做功快慢問題，涉及到電阻、電流、電壓、歐姆定律、內(nèi)能等知識(shí)的綜合應(yīng)用。

2.教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)集中造成的障礙

初中“電功率”中的“功率求解”涉及串、并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式的綜合應(yīng)用。同時(shí)對(duì)學(xué)生的識(shí)圖能力、判斷能力、推理能力也提出了較高的要求。對(duì)學(xué)生多個(gè)知識(shí)的整合能力提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

3.已知條件的隱含造成的障礙

有關(guān)電功率的題目中，許多已知條件以文字的形式呈現(xiàn)，短短幾個(gè)字可能包含了數(shù)個(gè)已知條件，學(xué)生不易挖掘。學(xué)生往往習(xí)慣于數(shù)字形式的已知，不善于發(fā)現(xiàn)文字形式的已知也不善于合理運(yùn)用，譬如燈不正常發(fā)光時(shí)用了正常發(fā)光時(shí)的電流，致使整個(gè)題目錯(cuò)誤，所以也就增加了解題難度。

4.生活經(jīng)驗(yàn)缺乏造成的障礙

燈泡最佳工作狀態(tài)為正常工作，若加在燈泡兩端電壓過高，導(dǎo)致通過燈絲的電流過強(qiáng)，燈絲就會(huì)因溫度過高而熔斷。但學(xué)生由于缺乏生活經(jīng)驗(yàn)，不考慮燈能否工作往往盲目解題，致使出現(xiàn)一些不切實(shí)際的答案。

二、“電功率”學(xué)習(xí)的難點(diǎn)分析

1.對(duì)額定功率、實(shí)際功率的理解

額定功率、實(shí)際功率的定義，學(xué)生比較容易理解額定功率，實(shí)際功率的計(jì)算會(huì)使學(xué)生感到困難，學(xué)生在實(shí)際運(yùn)用過程中易混淆。對(duì)于這個(gè)難點(diǎn)最好的辦法就是準(zhǔn)備一些用電器及燈泡，通過先實(shí)驗(yàn)教學(xué)，后思考。讓學(xué)生邊觀察邊思考再通過理解記憶才能突破這兩個(gè)概念。

2.計(jì)算電功率的公式很多

①根據(jù)電功率定義得出的 反映電功率取決于兩者的比值，此公式對(duì)于任何用電器都適用。

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的P=UI反映電功率取決于兩端電壓和通過電流的乘積，此公式對(duì)任何用電器都適用。

③根據(jù)歐姆定律及電功率公式推出的和P=I2R ，此公式只適用于純電阻電路。

學(xué)生面對(duì)這么多的計(jì)算公式，不知道選擇哪一個(gè)，尤其是條件比較復(fù)雜需要多個(gè)公式結(jié)合使用時(shí)，更感到無從下手。

三、對(duì)電功率教學(xué)的建議

在傳統(tǒng)教學(xué)中，電功率的教學(xué)往往需要花費(fèi)較多的課時(shí)，布置學(xué)生做很多的練習(xí)。實(shí)踐結(jié)果表明：盡管用了較多的課時(shí)，學(xué)生也做了大量的題目，但一旦考到生活實(shí)際應(yīng)用時(shí)還是較為困難。我認(rèn)為這部分可以從以下幾個(gè)方面入手。

1.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，落實(shí)重點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)：通常我們說這個(gè)小燈泡的功率是3W，并沒有明確指明電壓，那么在不同的電壓下同一個(gè)用電器的電功率總是一樣大的嗎？進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，然后讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過實(shí)驗(yàn)得出：一個(gè)用電器消耗的功率并不是固定不變的，隨電壓的改變而改變，以此實(shí)驗(yàn)為契機(jī)，給出學(xué)生額定功率、實(shí)際功率的概念。然后再出示一些實(shí)物，加強(qiáng)對(duì)這兩個(gè)概念的理解及區(qū)分。

2.運(yùn)用變式，突破難點(diǎn)

落實(shí)實(shí)際功率的求解，可以通過變換條件、題型等方式進(jìn)行練習(xí)鞏固，適當(dāng)?shù)氖褂昧?xí)題變式會(huì)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，同時(shí)也能夠加強(qiáng)對(duì)各個(gè)公式的區(qū)別認(rèn)識(shí)，為綜合性題目的求解做鋪墊。

例：將“6V、3W”的燈泡接入6V的電路中，求燈泡工作時(shí)的電阻及燈泡在該電壓下的實(shí)際功率是多大？

變式1：將“6V、3W”的燈泡接入 5V的電路中，求燈泡在該電壓下的實(shí)際功率及燈泡的額定功率是多大？

變式2：將“6V、3W”的燈泡接入 某電路中，測(cè)得通過燈泡的電流為0.4A，求燈泡的實(shí)際功率及燈泡的額定功率是多大？

變式3：將“6V、3W”的燈泡與4Ω的電阻串聯(lián)接到10V的電源上，分析說明該燈能否正常發(fā)光？該燈的實(shí)際功率是多大？

3.構(gòu)建解題模型，開拓解題思維

在實(shí)際教學(xué)中還往往將該知識(shí)與熱學(xué)計(jì)算結(jié)合起來進(jìn)行綜合計(jì)算，它往往涉及物體吸熱升溫、放熱降溫的熱量計(jì)算和電功、電功率計(jì)算，還涉及到效率問題。學(xué)生可能會(huì)感到困難。在教學(xué)中，我們可以通過典型例題的解析（如下例），整理思路，構(gòu)建解題模型，拓展學(xué)生的解題思維。

例1如圖所示是供電設(shè)備向居民樓用戶的輸電示意圖。為保證居民樓的用戶所有用電器都能正常工作，居民樓的輸入導(dǎo)線間的電壓必須保證為220V，當(dāng)居民樓內(nèi)消耗的功率為44kW時(shí)，求：

①通過輸電線的電流為多少安？

②若輸電線的總電阻為0.1Ω，供電設(shè)備的輸出電壓是多少伏？

③居民樓內(nèi)由于家用電器的增加，向供電部門申請(qǐng)“增容”，即增加用電功率。當(dāng)居民的用電器的額定功率由44kW增加到88kW，所有用電器均在正常工作時(shí)，輸電線路損失的功率比“增容”前增加了多少瓦？

④若要求減小輸電線損失的功率，用學(xué)過的公式及知識(shí)說明應(yīng)采取的措施。

例2.小明家新安裝了一臺(tái)電熱水器，電熱水器的銘牌如圖甲所示。若自來水的溫度是10oC，充滿水后，小明將調(diào)溫開關(guān)調(diào)到如圖乙所示的位置。接通電源加熱指示燈亮；達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，加熱指示燈熄滅。請(qǐng)你幫助小明回答下列問題：

（1）加熱指示燈從亮到滅的過程中，熱水器中的水一共吸收多少熱量？

（2）若不考慮能量損失，從接通電源到指示燈熄滅需要多少時(shí)間？

（3）若實(shí)際經(jīng)過2 h 30 min指示燈才熄滅，則熱水器的效率是多少？[c水=4.2×103 J/（kg·oC]

學(xué)生通過總結(jié)解題的思路、構(gòu)建解題模型，能夠很方便的求解出各個(gè)電學(xué)物理量并能進(jìn)一步跟熱學(xué)相結(jié)合解決電功率的綜合計(jì)算問題。