[精品文档]电功率---用图象法巧析电功率问题

教师姓名王攀单位名称乌鲁木齐市第四中学填写时间2020年8月28日学科物理年级/册九年级全一册教材版本人教版课题名称用图像法巧析电功率问题难点名称将物理量之间的代数关系转变为几何关系，运用图象直观、形象、简明的特点来分析解决物理问题。难点分析从知识角度分析为什么难许多电功率题目用代数方法较难解决时，常能从图象上出发灵感，另辟蹊径。从学生角度分析为什么难运用图象可以启发解题思路。图像能从整体上把物理过程的动态特征展现的更清楚，能拓展思维的广度，使思路更清晰。难点教学方法1.认识图象，理解U-I图象的物理意义。2.根据物理现象，物理过程，物理规律作出图象。3.用图象法来解决物理问题。教学环节教学过程导入在物理学中，两个物理量之间的关系，不仅可以用公式表示，还可以用图象表示。将物理量之间的代数关系转变为几何关系，运用图象直观、形象、简明的特点来分析解决物理问题，由此达到化难为易、化繁为简的目的。图象法在处理电功率问题上也是一种非常有效的方法。知识讲解（难点突破）我们先来认识一下电学常见的U-I图象（或I-U图象）（如图所示）。（1）认识坐标轴的意义。U-I图象中，横轴表示通过导体的电流I，纵轴是表示导体两端的电压U。这是认识图象的开始，是区别图象性质的关键。（2）写出横纵坐标表示物理量之间的关系式URI和PUI。这是解答图象问题或利用图象求解物理问题的关键。UI通过定值电阻R的电流I和定值电阻R两端的电压U成正比，即U-I图象是正比例函数图像（如图甲所示），非定值电阻（小灯泡为例）的U-I图象为曲线（如图乙所示）。由关系式URI可知，该图象的斜率表示电阻R的阻值。由关系式PUI可知，某一时刻的电功率P等于图像中某点横坐标I和纵坐标的U乘积，从图形上看电功率P应等于横纵坐标与坐标轴围成的矩形面积（如图所示）。全面理解U-I图象的意义，应该是图象解电功率问题掌握的一项基本技能。下面以一道中考模拟例题和一道中考题为例来利用图像法巧析电功率问题。2019年乌鲁木齐市沙依巴克区初三年级第二次综合测试第19题：（1）电压表V的示数变化ΔU时，电流表的示数从I1增加到I2,待测电阻R1功率增大了________(选填“ΔU（I1+I2）”或“ΔU（I2-I1）”）。题目中第三小题涉及电功率变化量的计算，利用公式的代数方法有一定难度。我们来试一试图象法。分析：首先根据题意描述待测电阻R1为定值电阻作出其U-I图象，并且根据题意在图像中标出电压表V的示数变化ΔU、电流表的示数I1、电流表的示数I2。某一时刻电功率P应等于横纵坐标与坐标轴围成的矩形面积。当电流表的示数I1时R1的电功率P1应等于图中③+④之和的矩形面积；当电流表的示数I2时R1的电功率P2应等于图中①+②+③+④之和的矩形面积；电功率的变化量ΔP等于两矩形面积之差，即图中阴影部分①+②面积。I2I1ΔUUIUI甲UI乙UIUI解法：由简单的几何知识可以知，面积③=面积④，面积①+③=面积②+④，得到梯形面积①=梯形面积②。梯形面积①可以由梯形面积公式得S梯形①=12ΔU（I1+I2）图中阴影部分面积有①②两部分梯形组成。S阴影=2S梯形①=ΔU（I1+I2），即ΔP=ΔU（I1+I2）同理亦可得到ΔP=ΔI（U1+U2）。课堂练习（难点巩固）2017年乌鲁木齐市中考第18题：在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。若小灯泡电压为1.5V、2.0V、2.5V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3，则P2（P1+P3）（填“＞”、“＜”或“=”）。题目中第二小题最后一空利用图象法求解。分析：某一时刻电功率P应等于横纵坐标与坐标轴围成的矩形面积。小灯泡电压为1.5V、2.0V、2.5V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3，如图所示I/AU/V01.5P1I/AU/V02.0P2I/AU/V02.5P3I1I2ΔUUI①②③④I/AU/V0.2501.52.5由图可知，P2=P1+P阴影①P3=P2+P阴影②并且P阴影①＜P阴影②2P2=P2+（P1+P阴影①）=P1+P2+P阴影①P1+P3=P1+（P2+P阴影②）=P1+P2+P阴影②∵P阴影①＜P阴影②∴P1+P2+P阴影①＜P1+P2+P阴影②即2P2＜P1+P3；也就是P2＜12（P1+P3）小结应用图象法解电功率题关键做到三会（1）会识图：认识图象，理解U-I图象的物理意义。图象的斜率表示电阻R的阻值；某一时刻电功率P应等于横纵坐标与坐标轴围成的矩形面积；（2）会作图：根据物理现象，物理过程，物理规律作出图象；（3）会用图：用图象法来解决物理问题。运用图象可以启发解题思路。图像能从整体上把物理过程的动态特征展现的更清楚，能拓展思维的广度，使思路更清晰。U/VI/A2.51.500.25①②