知识目标
1.会根据用电器的额定电压、额定功率算出用电器正常工作时的电流和用电器的电阻.
2.理解计算实际功率的思路.
能力目标
培养学生审题能力和初步综合运用学过的电学知识解题的能力.
情感目标
使学生获得解决实际用电的初步知识.
教学建议
教材分析
有关电功率的计算涉及的物理量较多，综合性较强，而且灵活性强，对学生来说有一定难度.
本节习题课就是要帮助学生解决问题.教师在选择例题时应精心选择，要有目的性，如：课本上的例题1要解决的问题是要学生学会在使用电功率的公式时，应注意公式各个量的对应关系，熟悉电功率公式，为下道例题做铺垫.
例题2的目的是要学生掌握解电功率习题的思路，抓住解题中的变量和不变量，其中不变量在初中就是电阻不变.电压变电功率、电流变.
教材(人教版)中的例题2没有从最简便的方法解题突出了电功率的决定式的作用.
重点·难点·疑点及解决办法
理解计算实际功率的思路.
教法建议
有关电功率的计算涉及的物理公式较多对初中学生来说，有一定难度.在讲例题前可以帮助学生复习一下电功率的公式和欧姆定律的公式.讲例题前应给学生一定的思考时间，要在教会学生独立思考上下功夫.鼓励学生一题多解，教师也应在一体多变上下功夫.
计算涉及的物理量比较多，题目的难度比较大.解题时要认真审题，理清解题思路，挖掘题目中的隐含条件，加深对额定电压、额定功率、实际电压、实际功率的认识和理解，提高运用知识的能力，弄清串、并联电路中电功率的特点，加深对计算过程中必须对各物理量一一对应的重要性的认识.
明确目标
会根据用电器的额定电压、额定功率算出用电器正常工作时的电流和用电器的电阻．
培养学生的审题能力．
理解计算实际功率的思路．培养学生的审题能力，通过一题多解、一题多变，训练学生思维的灵活性．
培养学生运用电功率知识解决实际问题的能力．
进一步理解计算实际功率的思路．
培养归纳解题思路的能力．
教学设计方案
重难点：重点电功率公式的运用，难点是灵活运用电功率、欧姆定律公式解决问题.
教学过程：
一．引入新课
方案一.复习引入新课
问：（1）欧姆定律的内容是什么？
（2）串联电路的电流、电压、电阻有什么特点？
（3）什么叫电功？什么叫电功率？
（4）用电器在什么情况下正常工作？
（5）实际功率和额定功率之间有什么关系？
方案二：直接引入课题
二.进行新课
解决问题：
1）已知用电器铭牌，求用电器正常工作时，电流.
2）已知用电器铭牌，求用电器实际工作时，电压或电流或功率.
3）电功率在串联、并联电路中的应用.
例1：课本中的［例题1］.
例题小结：
①若已知用电器的额定状态，可求出用电器正常工作时的电流I=P额／U额和用电器的电阻R=U额2／P额.(一般地说，应当把用电器上所标明的额定条件，理解为给出了用电器的电阻.不考虑温度对电阻的影响.)
②额定电压相同的灯泡，额定功率大的灯泡电阻小，灯丝粗.
分析：当电灯两端电压发生变化时，可认为灯丝的电阻没有改变，根据欧姆定律I=U/R可知，I随U的变化而变化，所以灯泡实际发出的功率也变化.
解题思路：
①根据额定状态求出灯泡的电阻.
②根据I=U/R求出灯泡在新电压上的电流.
③根据P=UI求出新电压下的功率.
请两位同学上黑板分别算出灯泡在210伏和230伏电压下的功率P1和P2，其他同学在课堂作业本上解此题.
讨论：本题还有没有其他解法？学生回答，教师指出：用比例法P1∶P额=（U12∶U额）2求P1较为方便.
例题小结：
①用电器的实际功率是随着它两端的实际电压的改变而改变的；
②求实际功率的思路.
例3：将灯L1(PZ220-25)和灯L2(PZ220-60)并联接在220伏的电压上再将它们串联接在220伏的电路上，两种情况下哪盏灯泡亮些？为什么？
分析：要判断两灯的亮与暗，只要比较二灯的实际功率大小就可以了.
解：并联时，每盏灯的实际电压均为220伏，则其实际功率就等于灯的额定功率，因此可直接判断出灯L1比灯L1亮.
串联时，因每盏灯两端的电压均小于220伏，所以两灯均不能正常发光，根据例1的结果知道，灯L1的电阻R1大于灯L2的电阻R2，又因为两盏灯串联，所以通过它们的电流一样大.因此可根据P=UI=I2R判断出P1＞P2，L1这盏灯亮些.
例题小结：在并联电路中，电阻大的用电器消耗电功率小；在串联电路中，电阻大的用电器消耗的电功率大.
例4：标有"6V3W"的小灯泡能不能直接接到9伏的电源上？若要使小灯泡接上后正常发光，应怎么办？
分析：学生根据已有的知识不难判断，因为9伏已大于灯泡的额定电压6伏，如果直接接上去，因实际功率比额定功率大得多，灯泡会烧坏，所以不能直接接入.若要接，应和灯泡串联一个电阻R再接入，让电阻R分担3伏的电压.
解：不能直接接入.应和一个阻值是R的电阻串联后再接入.
I=I额=P额/U额=3瓦/6伏=0.5安.
R=（U-U额）/I=(9伏-6伏)/0.5安=6欧.
讨论此题还有哪些方法求R.
例题小结：当加在用电器两端的实际电压比额定电压大许多时，用电器可能会烧坏，应和它串联一个电阻再接入.
探究活动
【课题】观察比较两只灯泡灯丝的粗细,判断额定功率的大小.
【组织形式】学生分组或个人
【活动方式】
1.提出问题
1.会根据用电器的额定电压、额定功率算出用电器正常工作时的电流和用电器的电阻.
2.理解计算实际功率的思路.
能力目标
培养学生审题能力和初步综合运用学过的电学知识解题的能力.
情感目标
使学生获得解决实际用电的初步知识.
教学建议
教材分析
有关电功率的计算涉及的物理量较多，综合性较强，而且灵活性强，对学生来说有一定难度.
本节习题课就是要帮助学生解决问题.教师在选择例题时应精心选择，要有目的性，如：课本上的例题1要解决的问题是要学生学会在使用电功率的公式时，应注意公式各个量的对应关系，熟悉电功率公式，为下道例题做铺垫.
例题2的目的是要学生掌握解电功率习题的思路，抓住解题中的变量和不变量，其中不变量在初中就是电阻不变.电压变电功率、电流变.
教材(人教版)中的例题2没有从最简便的方法解题突出了电功率的决定式的作用.
重点·难点·疑点及解决办法
理解计算实际功率的思路.
教法建议
有关电功率的计算涉及的物理公式较多对初中学生来说，有一定难度.在讲例题前可以帮助学生复习一下电功率的公式和欧姆定律的公式.讲例题前应给学生一定的思考时间，要在教会学生独立思考上下功夫.鼓励学生一题多解，教师也应在一体多变上下功夫.
计算涉及的物理量比较多，题目的难度比较大.解题时要认真审题，理清解题思路，挖掘题目中的隐含条件，加深对额定电压、额定功率、实际电压、实际功率的认识和理解，提高运用知识的能力，弄清串、并联电路中电功率的特点，加深对计算过程中必须对各物理量一一对应的重要性的认识.
明确目标
会根据用电器的额定电压、额定功率算出用电器正常工作时的电流和用电器的电阻．
培养学生的审题能力．
理解计算实际功率的思路．培养学生的审题能力，通过一题多解、一题多变，训练学生思维的灵活性．
培养学生运用电功率知识解决实际问题的能力．
进一步理解计算实际功率的思路．
培养归纳解题思路的能力．
教学设计方案
重难点：重点电功率公式的运用，难点是灵活运用电功率、欧姆定律公式解决问题.
教学过程：
一．引入新课
方案一.复习引入新课
问：（1）欧姆定律的内容是什么？
（2）串联电路的电流、电压、电阻有什么特点？
（3）什么叫电功？什么叫电功率？
（4）用电器在什么情况下正常工作？
（5）实际功率和额定功率之间有什么关系？
方案二：直接引入课题
二.进行新课
解决问题：
1）已知用电器铭牌，求用电器正常工作时，电流.
2）已知用电器铭牌，求用电器实际工作时，电压或电流或功率.
3）电功率在串联、并联电路中的应用.
例1：课本中的［例题1］.
例题小结：
①若已知用电器的额定状态，可求出用电器正常工作时的电流I=P额／U额和用电器的电阻R=U额2／P额.(一般地说，应当把用电器上所标明的额定条件，理解为给出了用电器的电阻.不考虑温度对电阻的影响.)
②额定电压相同的灯泡，额定功率大的灯泡电阻小，灯丝粗.
分析：当电灯两端电压发生变化时，可认为灯丝的电阻没有改变，根据欧姆定律I=U/R可知，I随U的变化而变化，所以灯泡实际发出的功率也变化.
解题思路：
①根据额定状态求出灯泡的电阻.
②根据I=U/R求出灯泡在新电压上的电流.
③根据P=UI求出新电压下的功率.
请两位同学上黑板分别算出灯泡在210伏和230伏电压下的功率P1和P2，其他同学在课堂作业本上解此题.
讨论：本题还有没有其他解法？学生回答，教师指出：用比例法P1∶P额=（U12∶U额）2求P1较为方便.
例题小结：
①用电器的实际功率是随着它两端的实际电压的改变而改变的；
②求实际功率的思路.
例3：将灯L1(PZ220-25)和灯L2(PZ220-60)并联接在220伏的电压上再将它们串联接在220伏的电路上，两种情况下哪盏灯泡亮些？为什么？
分析：要判断两灯的亮与暗，只要比较二灯的实际功率大小就可以了.
解：并联时，每盏灯的实际电压均为220伏，则其实际功率就等于灯的额定功率，因此可直接判断出灯L1比灯L1亮.
串联时，因每盏灯两端的电压均小于220伏，所以两灯均不能正常发光，根据例1的结果知道，灯L1的电阻R1大于灯L2的电阻R2，又因为两盏灯串联，所以通过它们的电流一样大.因此可根据P=UI=I2R判断出P1＞P2，L1这盏灯亮些.
例题小结：在并联电路中，电阻大的用电器消耗电功率小；在串联电路中，电阻大的用电器消耗的电功率大.
例4：标有"6V3W"的小灯泡能不能直接接到9伏的电源上？若要使小灯泡接上后正常发光，应怎么办？
分析：学生根据已有的知识不难判断，因为9伏已大于灯泡的额定电压6伏，如果直接接上去，因实际功率比额定功率大得多，灯泡会烧坏，所以不能直接接入.若要接，应和灯泡串联一个电阻R再接入，让电阻R分担3伏的电压.
解：不能直接接入.应和一个阻值是R的电阻串联后再接入.
I=I额=P额/U额=3瓦/6伏=0.5安.
R=（U-U额）/I=(9伏-6伏)/0.5安=6欧.
讨论此题还有哪些方法求R.
例题小结：当加在用电器两端的实际电压比额定电压大许多时，用电器可能会烧坏，应和它串联一个电阻再接入.
探究活动
【课题】观察比较两只灯泡灯丝的粗细,判断额定功率的大小.
【组织形式】学生分组或个人
【活动方式】
1.提出问题
知识目标
1.会根据用电器的额定电压、额定功率算出用电器正常工作时的电流和用电器的电阻.
2.理解计算实际功率的思路.
能力目标
培养学生审题能力和初步综合运用学过的电学知识解题的能力.
情感目标
使学生获得解决实际用电的初步知识.
教学建议
教材分析
有关电功率的计算涉及的物理量较多，综合性较强，而且灵活性强，对学生来说有一定难度.
本节习题课就是要帮助学生解决问题.教师在选择例题时应精心选择，要有目的性，如：课本上的例题1要解决的问题是要学生学会在使用电功率的公式时，应注意公式各个量的对应关系，熟悉电功率公式，为下道例题做铺垫.
例题2的目的是要学生掌握解电功率习题的思路，抓住解题中的变量和不变量，其中不变量在初中就是电阻不变.电压变电功率、电流变.
教材(人教版)中的例题2没有从最简便的方法解题突出了电功率的决定式的作用.
重点·难点·疑点及解决办法
理解计算实际功率的思路.
教法建议
有关电功率的计算涉及的物理公式较多对初中学生来说，有一定难度.在讲例题前可以帮助学生复习一下电功率的公式和欧姆定律的公式.讲例题前应给学生一定的思考时间，要在教会学生独立思考上下功夫.鼓励学生一题多解，教师也应在一体多变上下功夫.
计算涉及的物理量比较多，题目的难度比较大.解题时要认真审题，理清解题思路，挖掘题目中的隐含条件，加深对额定电压、额定功率、实际电压、实际功率的认识和理解，提高运用知识的能力，弄清串、并联电路中电功率的特点，加深对计算过程中必须对各物理量一一对应的重要性的认识.
明确目标
会根据用电器的额定电压、额定功率算出用电器正常工作时的电流和用电器的电阻．
培养学生的审题能力．
理解计算实际功率的思路．培养学生的审题能力，通过一题多解、一题多变，训练学生思维的灵活性．
培养学生运用电功率知识解决实际问题的能力．
进一步理解计算实际功率的思路．
培养归纳解题思路的能力．
教学设计方案
重难点：重点电功率公式的运用，难点是灵活运用电功率、欧姆定律公式解决问题.
教学过程：
一．引入新课
方案一.复习引入新课
问：（1）欧姆定律的内容是什么？
（2）串联电路的电流、电压、电阻有什么特点？
（3）什么叫电功？什么叫电功率？
（4）用电器在什么情况下正常工作？
（5）实际功率和额定功率之间有什么关系？
方案二：直接引入课题
二.进行新课
解决问题：
1）已知用电器铭牌，求用电器正常工作时，电流.
2）已知用电器铭牌，求用电器实际工作时，电压或电流或功率.
3）电功率在串联、并联电路中的应用.
例1：课本中的［例题1］.
例题小结：
①若已知用电器的额定状态，可求出用电器正常工作时的电流I=P额／U额和用电器的电阻R=U额2／P额.(一般地说，应当把用电器上所标明的额定条件，理解为给出了用电器的电阻.不考虑温度对电阻的影响.)
②额定电压相同的灯泡，额定功率大的灯泡电阻小，灯丝粗.
分析：当电灯两端电压发生变化时，可认为灯丝的电阻没有改变，根据欧姆定律I=U/R可知，I随U的变化而变化，所以灯泡实际发出的功率也变化.
解题思路：
①根据额定状态求出灯泡的电阻.
②根据I=U/R求出灯泡在新电压上的电流.
③根据P=UI求出新电压下的功率.
请两位同学上黑板分别算出灯泡在210伏和230伏电压下的功率P1和P2，其他同学在课堂作业本上解此题.
讨论：本题还有没有其他解法？学生回答，教师指出：用比例法P1∶P额=（U12∶U额）2求P1较为方便.
例题小结：
①用电器的实际功率是随着它两端的实际电压的改变而改变的；
②求实际功率的思路.
例3：将灯L1(PZ220-25)和灯L2(PZ220-60)并联接在220伏的电压上再将它们串联接在220伏的电路上，两种情况下哪盏灯泡亮些？为什么？
分析：要判断两灯的亮与暗，只要比较二灯的实际功率大小就可以了.
解：并联时，每盏灯的实际电压均为220伏，则其实际功率就等于灯的额定功率，因此可直接判断出灯L1比灯L1亮.
串联时，因每盏灯两端的电压均小于220伏，所以两灯均不能正常发光，根据例1的结果知道，灯L1的电阻R1大于灯L2的电阻R2，又因为两盏灯串联，所以通过它们的电流一样大.因此可根据P=UI=I2R判断出P1＞P2，L1这盏灯亮些.
例题小结：在并联电路中，电阻大的用电器消耗电功率小；在串联电路中，电阻大的用电器消耗的电功率大.
例4：标有"6V3W"的小灯泡能不能直接接到9伏的电源上？若要使小灯泡接上后正常发光，应怎么办？
分析：学生根据已有的知识不难判断，因为9伏已大于灯泡的额定电压6伏，如果直接接上去，因实际功率比额定功率大得多，灯泡会烧坏，所以不能直接接入.若要接，应和灯泡串联一个电阻R再接入，让电阻R分担3伏的电压.
解：不能直接接入.应和一个阻值是R的电阻串联后再接入.
I=I额=P额/U额=3瓦/6伏=0.5安.
R=（U-U额）/I=(9伏-6伏)/0.5安=6欧.
讨论此题还有哪些方法求R.
例题小结：当加在用电器两端的实际电压比额定电压大许多时，用电器可能会烧坏，应和它串联一个电阻再接入.
探究活动
【课题】观察比较两只灯泡灯丝的粗细,判断额定功率的大小.
【组织形式】学生分组或个人
【活动方式】
1.提出问题
一、重视课程设计,在课程设计过程中渗透对学生创业意识的培养
如何在课程设计过程中培养创业能力?以电子电路的设计方法和步骤为例:选择总体方案—设计单元电路—选择元器件—计算参数—画出总体电路图—进行组装与调试。总体方案的选择,着重培养学生眼观全局、运筹帷幄的综合能力,总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标,用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体,来实现各项功能,满足设计题目所提出的要求和技术指标。由于符合要求的方案往往不止一个,应当针对任务、要求和条件,查阅相关资料,以广开思路,提出若干个不同的方案,然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点,加以比较从中取优。
单元电路的设计,着重培养学生接受和处理信息及科技创新的能力,设计单元电路必须根据选定总体方案的原理框图,确定对各单元电路设计的要求,必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。然后选择单元电路的具体形式。例如,在上述制作方案中,选择了实用价值最高的专用IC音乐遥控门铃。根据设计方案确定详细的参数,如遥控距离、发射功率、音乐曲目等,通过因特网等多种方式查阅相关资料,以丰富知识,开阔眼界,取其精华,根据实际需要加以改进和创新。在完成单元电路的设计同时,培养了学生自学的能力、合理接受和处理信息的能力以及勇于创新的科研能力。
二、重视实验实习,让学生在实践中获得创业能力
以波形显示为例培养学生进行观察、分析各种实验现象和解决实际问题的能力。如在《电子线路》中讲解低频功率放大电路时,可以先让学生做甲类功放的实验,用示波器观察比较输入、输出信号的变化,认识到功率放大的概念。接着做乙类功放的实验,通过示波器观察其输出信号在正、负半周交替处出现了失真(即交越失真),从而认识到交越失真的问题。再将甲、乙类功放电路进行比较,分析得出乙类功放出现交越失真的原因是静态工作点(即Q点)过低引起的。此时引导学生思考如果适当提高Q点,能否消除交越失真呢?紧接着做出甲乙类功放的实验,通过示波器观察,其输出波形中交越失真消失,从而认识到Q点对功放电路的影响及交越失真消除的方法。最后将甲类、乙类、甲乙类三种功放电路的Q点、工作原理、最大输出功率和效率等进行比较,分析各自的优、缺点,从而进一步确立自己的设计思想。
以频率测量为例启发学生的创新思维能力。在《电子测量与仪器》中讲解“数字频率计”时,用实验的方法对不同的频率测量方法进行比较,认识测量方法的多样性。从已学过的频率测量方法中思索新的更先进的测量方法——数字式频率计的产生,再从不同的测量方法中分析思考测量误差的产生,以及提高测量精度的方法,使学生的思维能力在简单的方法中得到升华。
【关键词】初中 物理 探究式 教学法 电功率 教学
1.教师善于提出问题
善于创设问题情境，启发学生积极思维，使学生真正成为认识事物的主体是探究教学的首要要求。在情境中设置有思考价值，智力上有挑战性的问题，启发学生学会观察，提出新问题，可以增强学生学习的针对性，提高学生学习的积极性。在创设学习情境时，应力求真实、生动、直观而又富于启发性。演示实验、小故事、科学史实、新闻报道、实物、模型和影像资料等，都可以用于创设学习情境。例如在讲“电功率”时，可以创设这样的问题情境，把甲“220V，40W”和乙“220V，100W”的两灯泡分别接在220V和110V的电路上，哪一盏灯更亮？学生大多会不假思索地回答是“100W”的更亮。然后教师演示实验：甲灯接在照明电路（220V）上，乙灯接在110V的电源（调压器）上，学生观察到甲灯发光更亮。为什么额定功率小的灯泡反而更亮呢？这时，学生的脑子里立即会产生思维撞击，具有了强烈的求知欲望，教师接下来进行新课教学：要求学生首先根据公式“R=U2额/P额”分别求出两灯的电阻（教师说明：假设灯泡灯丝的电阻不考虑受温度的影响）R甲=1210Ω，R乙=484Ω，再利用公式“P=U2实/R”求出实际功率P甲=40W，P乙=25W，正因为P甲>P乙，所以甲灯更亮。学生恍然大悟，明白了灯泡的亮暗由灯泡消耗的实际功率决定的，教学效果相当好。
2.引导学生猜想与假设
在学生形成了问题之后，教师应该引导学生根据已有的物理知识和实践经验，对确定探究的问题进行大胆的猜想和假设。比如，推测探究可能出现什么结果，应该怎样进行探究过程和方法的设计，根据已有的知识和经验，能够对探究的问题作哪些解释，哪些必须通过探究后才能作解释。有猜想和假设才能根据假设去设计验证假设的计划和方案，才有探究的必要和可能，否则一切活动都是盲目的。
比如讲课的过程中我们就可以引导学生不同的灯泡的耗电情况，教师将不同的灯泡接入电路中，电能表转动的情况，教师可提醒学生，电能表连接时应串联在电源上：（1）先将15W的电灯接入电路，合上开关，灯发光，同学们观察电能表转动情况。（2）将15W的灯泡取下，换上100W的灯重复第一步实验。同学们观察并比较两次转动快慢情况。现象：电能表第二次比第一次转动得快，灯也是第二次比第一次亮。（3）将两只灯泡并联接入电路，合上开关，两灯均亮。再观察电能表的转动情况，并和前两次做比较。现象：第三次电能表转动得比第二次还快。断开电源，取下两只灯泡，同学们再观察这两只灯泡，一只上标着“220V，15W”，另一只灯泡上标着“220V，100W”。我们已经能准确地观察电能表转动的快慢了，不能说“电能表转动越快；用电器消耗电能越多”，而是电能表转动得越快，用电器消耗电能越快；电能表转盘转动得越慢，用电器消耗电能越慢。电能表铝盘转动的快慢不同，表示了用电器消耗电能的快慢不同。
3.设计科学的探究计划和方案
我们可以启发、引导学生先从宏观上提出总体思路，设计总体方案，再对每个局部进行微观设计，这样可以使学生的知识活化重组、有机整合，形成相互联系的知识结构，只有结构化的知识才能向能力转化。设计方案的过程是培养学生科学思维、提高解决问题能力的有利时机。教师要充分发挥指导作用，让学生把思维过程暴露出来，适时地加以引导和点拨，也可以站在学生的思维层次上提出问题给学生思维指向，同时要给学生留有思维的空间和时间，千万不能包办代替，注意方案的设计不仅仅为解决问题，我们要在设计过程中整合学生的知识，发展学生的能力，培养学生的创新精神。有时方案可能并不完善，可留给学生在具体操作过程中自己去发现、修正、完善。
4.进行实验和收集证据
学生在教师的指导下，根据探究方案，以及观察、实验和其他的方法与技术，收集数据、资料和信息是探究教学的重要环节。我们特别提倡用计算机来收集、存储、处理和显示各种证据。教师要让学生对已有的数据和信息进行科学的分析和解释，找出这些证据和探究的课题之间的关系，进行科学的归纳和总结。如果涉及两个或多个变量，学生应该能采用控制变量、对比等方法进行科学的分析和解释。
学生在课堂内外进行的探究活动是多样化的，可以是观察现象、进行实验、收集数据、分析现象、讨论交流、发表见解；也可以是从各种信息来源，例如图书、期刊、学校的数据库和因特网上收集和获取信息。教师要在科学探究的过程中，指导与帮助学生不断改进探究的方法。例如，在学生进行观察和实验时，要让学生设计多种可靠易行的实验方案，鼓励学生反复收集和如实记录实验数据。
5.引导学生分析和论证
教师要引导学生整理收集到的各种信息、实验数据和证据，对信息、数据和各种证据进行分析，渗透科学的思维方法和物理研究方法。如控制变量法、对比法、类比法、建模法、反证法、归纳法、猜想法等，通过分析和归纳，找出规律，从而得出结论。
如计算电功率习题时，要灵活选用计算公式：已知电功的选P=w/t；串联电路选P=UI或P=I2R；并联电路选P=U2/R或P=UI；同一电阻的选P=I2R或P=U2/R；同一电源的选P=UI或P=U2/R电功率
实验：给小电动机通电，电动机转动，可以把砝码提起。实验表明：电流是可以做功的。电动机消耗电能，同时，砝码的机械能增加。电流通过电动机可以做功，通过其它用电器也可以做功吗？电流做功的多少与哪些因素有关呢？
设计实验，步骤：（1）使加在电动机上的电压和通过电动机的电流保持不变，研究电流做功与时间的关系。（2）移动滑动变阻器的滑片，保持相等的通电时间，观察重物上升的高度和电压表、电流表示数的变化，研究电流做功跟电压、电流的关系。
结论
（1）通电时间越长，电流做的功越多。（2）电动机两端的电压越大，通过电动机的电流越大，相同时间内重物上升的高度也就越大，电流做的功越多。
参考文献
关键词：功率因数校正；UCC28019；BOOsT；MC9S12XS128
DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2017.2.014
1 系统方案
本实验平台主要由BOOST升压电源模块、功率因数采集模块、单片机运算模块、功率因数校准及设定模块、电源模块组成，系统设计框图如图1，下面分别讨论各模块电路选用的基础。
1.1 电源模块
采用BOOST拓扑结构的开关电源。该拓扑具有电路简单、电源侧电流波动小等优点，同时也可让学生充分体验开关升压电路的技术特点和重要设计参数，了解电感手工制作过程。相比于推挽拓扑，本设计结构简单，且更适用于小功率型电源。
1.2 功率因数采集模块
本方案采用电流互感器、电压互感器采集电流电压相位信息，经过放大等处理后由单片机算得相位差，进而求解功率因数，与集成计量芯片ATT7053芯片方案相比较，本方案具有良好的电气隔离性能、成本低，且对原电路影响小等优点。
1.3 功率因数校准及设定模块
UCC28019是德州仪器公司生产的专用功率因数校正芯片，芯片接口简洁，且具有自动功率因数校正的功能，可完美与BOOST电路配合使用，完全解决了用软件设定开关管关断延迟而导致的不确定因素，提升了电路稳定性。
2 电路与程序设计
2.1 功率因数校正模块设计
功率因数校正部分基于UCC28019设计，主要分为输入继电保护部分、BOOST电路功率变换部分、UCC28019周边电路、IRF540功率MOS开关管及驱动电路、输出反馈电路。其中，继保部分利用单片机检测到的输出电流电压值控制继电器开断，对系统异常做出处理，设定为输出电流大于2.5A保护；BOOST电路部分设计为输出额定电压36V，并且采用了二极管阻容电路对尖峰电压进行抑制：UCC28019周边电路参考德州仪器给出的设计手册，结合实际需要进行修改；由于系统功率不超过100W，电流也较小，故采用MOS管进行开断，节约了开关驱动部分成本，IRF540也具有导通阻抗小的优势，有利于提升系统的效率；反馈电路采用电阻分压的方案，使用抗温飘性能好的精密电阻，保证系统稳定工作，且设置电位器改变输出电压值以胜任不同需求。电路原理设计如图2。
2.2 功率因数测量模块及程序设计
系统设计了功率因数测量单元，用于实时测定功率因数，同时判定是否需要发出继电保护信号，功率因数测量模块设计框图如图3。
功率因数采集单元安装互感器测量电流电压信号，用OP07及LM358构成放大跟随电路，互感器得出的信号可以放大到单片机内部AD可以直接采集的大小，而后直接交由纹机处理。小信号处理部分原理图设计如图4所示。
本系统采用Freescale的MC9S12XS128单片机，完成功率因数测量，并实现电压、电流等动态参数显示，同时通过测得电流值快速实现过流保护等功能。采集及继电保护软件流程如图5。
3 测试方案与测试结果
3.1 测试方案
首先上电调试反馈电路使系统稳定工作，而后依次测试电路电压调整率、负载调整率、效率等参数。测试前保证设定输出电压为36V，输出电流为2A额定状态，测量输入电压在20-30V间变化时的输出电压得出电压调整率并计算效率，同时记录系统功率因数。而后，调整输出负载，使输出电压在0.2-2.5A间变化，测量输出电压变化，得出负载调整率，同时验证系统在电流超过2.5A时是否可以自行保护。
3.2 测试结果及分析
测试数据如表1、表2所示。由数据得出系统电压调整率不高于0.5%，负载调整率不高于0.5%，效率等参数不低于95%，功率因数不低于0.95。可实现过流保护，保护电流为2.5A。
现以人教版九年级配套教参，对课文里“动手动脑学物理”题的相关参考答案简述如下浅见，用以跟同行交流，并期望得到各位师长指教（因受篇幅所限，题的内容请参看课文）。
例1、p90.1题. 教参答案：每消耗1 kW・h的电能，电能表的转盘将转动720转。我们认为应该补充“利用这个参数，可以近似地测出某台家用电器的P实”。
我们把该题改编为下列填空题、并把答案写在括号里：图1电能表是计量__（消耗电能）的仪表，它必须__（串）联在家庭电路靠近进户端的干路上。电能表：
（1）所标电压220V是__（额定电压）；
（2）所标电流，如图中标有“10（20）A”字样：
①括号外的“10A”叫做__（标定电流）：由此可以算出该表长时间准确计量时，同时并联使用家用电器的：a.总功率：P标=__（U额I标=220V×10A=2200）W；b.总电阻（含家用电器的“感抗”应叫“总阻抗”，下同）：I=U/R，R标=__（U额/
I标=220V/10A=22）Ω。②括号里的“20A”是__（额定最大电流为20A。笔者问：有了“额定最大电流为20A”，还要“标定电流10A”有什么用？），由此可以算出该表同时并联使用家用电器的：a.最大总功率：P大=__（U额I大=220V×20A=4400）W；b.最小总电阻R小：I=U/R，R小=__（U额/I大=220V/20A=11）Ω。
（3）所标频率50HZ叫做__（额定频率）。
（4）所标“C=600rtvs/kwh”表示：__（该表正常计量时，家用电器每消耗1kwh的电能，该表的转盘要转过600圈）。可知在该表正常计量的电路里：如果只有一台用电器工作时、且该表的转盘在时间t秒内恰好转过n圈，则可以近似地测出该台家用电器的P实：
3.6×106/600×n=W=Pt，P实=__（6×103×n/t）W。
例2、p90.4题：教参答案里的提示：由W=UIt可知：W=UQ=3.7V×1130×10-3A×3.6×103s=1.5×104J。……。我们认为：
（1）公式“W=UQ”只出现在人教版1987.5.第2版p186的课文里；旧版课文p144.“电流定义公式：I=Q/t”早已经被删除，据此现在教学中不能引用公式“W=UQ”！
（2）我们向学生解释：“容量为 1 130 mA ・ h”的含义是：它是放电电流与放电时间的乘积为1 130 mA ・ h。即这种电池能够以1300mA的电流放电l h。故得：放电功率：P=UI=3.7V×1130×10-3A =4.181W；放电1h释放的电能：P=W/t，E=W=Pt=4.181W×3600 s=15051.6J≈1.5×104J。所以这种充电电池可以储存的能量大约是1.5×104J。
例3、p97. 1题：教参答案：电流表的量程选大了、改选0～0.6A的量程；滑动变阻器接成两个下接线柱了、改接成一上一下的连接；……。我们认为：
（1）滑动变阻器有4种用途！若采用“分压电路”则如图2所示：原图“滑动变阻器接对了、小灯泡接错了”！实验前滑片P停在右端、UL=0V；当滑片P缓慢地向左滑动时，能从电路两端“分出”一部分电压、满足小灯泡需要的电压。
（2）为了避免采用“分压电路”，使用滑动变阻器时题中必须注明如p69课文所述：“要使滑动变阻器和用电器中的电流相同”、或“要把滑动变阻器串联在电路中”！这样该题才有唯一答案、且原答案才能视为正确。
例4、p97. 2题：教参答案是正确的！但指导力度不够。
在“测量小灯泡的电功率”实验旧版课文p47曾写道：“反思一下，实验中最可能出现错误是哪几个环节？在哪方面容易出现较大误差？……你发现了哪些新的问题”？我们认为：
（1）可能出现的错误有：①选用滑动变阻器接线柱和滑片停留位置以及连入电阻同步变化等可能出错；②电表连入电路方式可能出错：表V串联；表A并联了；③电表的接线柱可能“接反了”：电流“-”进“+”出了；④表V并联的范围可能出错：⑤电表量程选大了不是不可避免的误差！而应该列为错误！……
（2）会出现较大误差有：①两个电表或其中一个的量程选大了；②表A“内接”了（大连市规定表A要“外接”！）；③没有使两表指针都能靠近某条刻线再读数或某个测量值偏大；……
（3）该实验常见的故障及排除方法有：闭合开关无电现象：用大量程的表V跟每个电路元件（含导线）并联：当表V无示数时说明并联这段电路完好；当表V有示数时说明并联这段电路发生开路：缩短间距直到查出开路点；
（4）闭合开关只有表V有示数、再无任何电现象：跟表V并联的电路元件发生了“开路”：例如跟表V并联的：①灯丝或电阻断了；②或小灯泡松动尾部脱离了小弹片；③或连接小灯泡的导线断了；④或接线柱接触不良；⑤表A内接开路了；……
（5）发现了哪些新问题？①实验过程中，一只电表出现故障不能使用，只用另只电表怎样测出P额？②怎样用一块表A测出仅标有0.3A电流或仅标有2.5V电压的小灯泡的P额？③怎样用一块表V测出仅标有0.3A电流或仅标有2.5V电压的小灯泡的P额？④该实验两块表的位置颠倒了会有什么现象或危害？说明：这是外市一道中考题、原答案值得商榷：会有4种情况，不给出电路图将无法做出确定的答案！……
例5、p102.6题：教参答案：导线相互连接的位置接触电阻较大，因而电能转化为热的功率也较大，造成此处比别处更容易发热，加速老化甚至引起火灾。
关键词：主动参与 思维参与 四个层次
【中图分类号】G634.7
“主动参与课堂教学模式”是以学生在学习活动中的参与行为特征及发展规律为依据，以营造民主、平等、和谐的课堂氛围为前提，以调动学生的学习愿望，唤起学生个体发展需要为核心，以学生在情感、思维、动作等方面积极、主动、愉悦地参与学习过程为基本特征，让不同层次的学生都拥有主动参与和主动发展机会的一种教学模式。
以《测定小灯泡的电功率》为例。传统的教学的步骤一般是：
①明确实验活动的目的②讲授实验的过程③实验注意点分析④学生进行测定小灯泡电功率的实验⑤实验数据纪录处理
这种模式的教学，仅仅要求学生在活动中进行动作参与（即实验、观察）和浅层的思维参与，无论学生学习还是教师讲授都是十分机械的，不利于学生知识、技能和方法的生成。教师和学生是课堂教学活动中具有主观能动性的两个主要因素，学生在活动中处于主体地位，因此以上教学模式中，学生主动参与的程度太小，影响课堂效率。
根据现代心理学对人的活动的研究，学生主动参与学习的活动分为外部活动和内部活动。外部活动主要指实物性操作及感性的实践活动，内部活动则是学生主体通过头脑中完成的“动作”对串一物的映象和观念进行操作的一种“无形活动”。外部活动与内部活动统一存在于学生的主动参与活动之中，相互联系并促进。因此在教学过程中我们不但要注重外部活动的参与，更要注重内部活动的参与。
针对这学生内外活动五方面的参与，笔者对《测定小灯泡的电功率》教学流程做如下安排：
教学流程 学生参与
⑴回忆欧姆定律，再认电流表、电压表、滑动变阻器的使用与作用。 [记忆参与]
⑵明确实验活动的目的
⑶教师演示实验
⑷实验注意点交流、讨论 [思维参与][语言参与] ⑸安全教育 [情感参与]
⑹小竞赛：谁连接的实验电路又快又正确 [思维参与][动作参与]
[情感参与]
⑺学生进行测定小灯泡电功率的实验。 [动作参与]
⑻实验数据纪录处理
⑼学生交流实验结果 [语言参与]
⑽教师评价
从教学过程的观察以及课后教学效果的u价来看，这样的教学的体现了虽然学生的参与，但主要存在的缺陷是：学生主动参与教学活动中的关键――思维参与的程度不高。学生思维主动参与的主要有四个层次：模仿式思维参与、尝试性思维参与、选择性思维参与、创造性思维参与。四个层次参与水平逐级提高。而在以上教学实例中，从教师的演示实验，到学生动手实验活动，体现了模仿式思维参与；而实验注意点的讨论也仅仅是尝试性思维参与。明显的是，科学课程所追求的更高层次的思维参与并没有本质体现。
针对上述情况，笔者又对《测定小灯泡的电功率》主要教学流程做如下变更：
教学流程
⑴回忆欧姆定律，再认电流表、电压表、滑动变阻器的使用与作用。
⑵明确实验活动的目的
⑶学生设计实验，然后让学生相互评价实验设计。
这个环节旨在激发学生创造性思维参与，而且让学生通过相互评价，对实验方案的优劣选择判断，体现了选择性思维参与，促进知识的正迁移。
⑷评价课本上的实验方案
书本上的经典实验有其经典的魅力，学生通过自己的方案的评价，再对书本方案的比对，思维有一次质的飞跃。
⑸教师演示实验
⑹常见电路故障分析
教师在演示时，模拟各种常见的电路故障，通过竞赛的教学组织方式，让学生主动判断，思考如何判断电路故障，如何解决电路故障。
⑺实验注意点交流、讨论
⑻安全教育
⑼电路元件的选择
本环节旨在激发学生记忆参与，即对原来电流表、电压表的选择进行回忆，并且通过测量电功率实验，进行综合分析运用，体现了选择性思维参与。
⑽小竞赛：谁连接的实验电路又快又正确
⑾学生进行测定小灯泡电功率的实验。
⑿实验数据纪录处理
⒀学生交流实验结果
⒁学生根据自己的实验方案进行实验
从前面的模仿到本环节自己方案的实施，这是思维参与的一个升华。在实施过程中，学生必定会遇到各种困难，但活动激发了自身思维去主动解决。
⒂学生总结实验得失
⒃教师评价
（注：粗体字表示改进环节）
通过上述教学的再实践，课堂的深度大大增加了，学生主动参与的效果，尤其是学生思维参与的程度也大大增加。但一个无法避免的事实是：在增加思维参与的同时，教师应该给予学生充足的思考空间，应该给予学生更多的思维催化剂。这样对教学时间来说，一课时是远远不够的。
这样对于学生主动参与的教学模式来说，为了给予学生充分的生成空间，教师应该突破课时的界限。
参考文献：
⑴《中学科学教学论》 陈志伟、陈秉初
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