13.1 電功和電能教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究影響電流做功大小的因素；電能表的使用及相關(guān)計(jì)算2難點(diǎn)：加深對(duì)“功是能量變化的量度”的認(rèn)識(shí)課前準(zhǔn)備：1學(xué)生課前準(zhǔn)備：通過互聯(lián)網(wǎng)或資料查找有關(guān)核電站、火力發(fā)電站的資料，了解電能發(fā) 展史和我國電力的現(xiàn)狀和發(fā)展2教學(xué)器材：電源、電流表、電壓表、電動(dòng)機(jī)、滑動(dòng)變阻器、鉤碼、細(xì)線、開關(guān)、導(dǎo)線、鐵架臺(tái)、電能表實(shí)物及掛圖、多媒體課件教學(xué)過程設(shè)計(jì)：教學(xué)過程教師活動(dòng)設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)引課小實(shí)驗(yàn)：用手把小木塊舉高，然后 松手，使其自由下落提問： 重力勢能如何變化？ 轉(zhuǎn)化為什么能？ 什么力做了功？小結(jié)：做功的結(jié)果，可以使能量從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體或者從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移所以能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移可以用功來量度學(xué)生觀察后回答問題回答： 重力勢能逐漸減小 轉(zhuǎn)化為小木塊的動(dòng)能 重力對(duì)小木塊做了功電功概念播放視頻資料：“一些家用電器通電后的工作情況”提問：微波爐把食物加熱的過程中、 電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中、白熾燈發(fā)光的過程中，各消耗了什么能？轉(zhuǎn)化為什么能？什么做了功？“請(qǐng)大家交流一下：生活中還有哪些電能轉(zhuǎn)化為其他能的現(xiàn)象？”小結(jié)：上述實(shí)例告訴我們，電流能夠做功電路中電流做的功叫做電功用W表示電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能學(xué)生觀看學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)回答：消耗了電能，分別轉(zhuǎn)化為：內(nèi)能、機(jī)械能、光能和內(nèi)能這些用電器在接通電源后才消耗電能，說明是電流做了功學(xué)生相互交流，用身邊的實(shí)例加深對(duì)電能的認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)探究1提出問題2猜想假設(shè)3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)5分析論證“電流做功與哪些因素有關(guān)”1一臺(tái)電視和一臺(tái)空調(diào)工作相同的時(shí)間，哪個(gè)消耗的電能多？電流通過哪個(gè)用電器做的功多？2一臺(tái)電視和一個(gè)隨身聽工作相同的時(shí)間，電流通過哪個(gè)用電器的功多？3一臺(tái)工作1小時(shí)的電視和另一臺(tái)工作5小時(shí)的電視相比，電流通過哪個(gè)用電器做的功多？4、家用25瓦燈泡工作時(shí)通過的電流約0.11A，手電筒小燈泡工作時(shí)通過的電流約0.3A，都工作相同的時(shí)間，哪個(gè)電流做功多？原因可能是什么？結(jié)合上述事例，請(qǐng)學(xué)生猜想：電流做功的多少與哪些因素有關(guān)？由于影響電流做功多少的因素較多，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們應(yīng)該選取哪種物理方法來進(jìn)行探究？電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能越多，電流做功就越多若想判斷和比較電流做功的多少，就要先從能量轉(zhuǎn)化角度入手問：哪一種能量我們比較熟悉并且容易量度它的大小？引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)用電流通過電動(dòng)機(jī)提升重物的高低即重物重力勢能的變化來量度電流做功的多少“請(qǐng)大家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，根據(jù)需要選取器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格”實(shí)驗(yàn)器材：電源、電流表、電壓表、小電動(dòng)機(jī)、滑動(dòng)變阻器、s表、鉤碼、細(xì)線、開關(guān)、導(dǎo)線、鐵架臺(tái)實(shí)驗(yàn)具體過程： 相同通電時(shí)間、相同電壓，電流小相同通電時(shí)間、相同電壓，電流大比較電動(dòng)機(jī)提升鉤碼的高度相同通電時(shí)間、相同電流，電壓小相同通電時(shí)間、相同電流，電壓大比較電動(dòng)機(jī)提升鉤碼的高度相同電壓、相同電流，通電時(shí)間短相同電壓、相同電流，通電時(shí)間長通過比較電動(dòng)機(jī)提升鉤碼上升的高度，來比較電流做功的大小“由以上各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，大家可以得出什么結(jié)論？”通過上面的實(shí)驗(yàn)，我們可以得出決定電流做功大小的定性結(jié)論科學(xué)家經(jīng)過精確實(shí)驗(yàn)，證明：電流所做的功跟電壓、電流和通電時(shí)間成正比；電功等于電壓、電流和通電時(shí)間的乘積計(jì)算電功的公式：W=UIt提問：電壓U的國際單位、電流I的 國際單位、通電時(shí)間t的國際單位分別是什么？講解：因?yàn)楣κ悄芰哭D(zhuǎn)化的量度，所以功的國際單位和能的國際單位是一樣的，即：電功W的國際單位是J1 J = 1 VAs = 1 Nm對(duì)J的感性認(rèn)識(shí)：手電筒通電1s，電流做的功大約是1J；微波爐工作1分鐘消耗的電能大約為610 4J；電力機(jī)車行駛1分鐘，電流做的功大約是310 8J通過舉例，可以看到“J”是個(gè)很小的單位，用來計(jì)算工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上各種電機(jī)和電器的電功很不方便，因此生活中還有另外常用的電功單位例如：生活中常用“度”作為電功的 單位1度 = 3.610 6 J學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)回答：1空調(diào)比電視消耗的電能多2電流通過電視做的功多3電流通過工作5小時(shí)的電視做功多4、電流通過大燈泡做的功多，原因可能是電壓高學(xué)生整理前面4個(gè)問題的分析過程后，回答：電流做功的多少與通過用電器的電流大小、加在用電器兩端電壓多少以及通電時(shí)間有關(guān)學(xué)生回答：控制變量法學(xué)生回憶并回答：機(jī)械能學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及記錄表格學(xué)生記錄電流表、電壓表示數(shù)，觀察砝碼勻速上升的高度學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納結(jié)論：當(dāng)電壓、通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流做功越大當(dāng)電流、通電時(shí)間相同時(shí)，電壓越大，電流做功越大當(dāng)電壓、電流相同時(shí)，通電時(shí)間越長，電流做功越大學(xué)生回答：電壓越大、電流越大、通電時(shí)間越長，電流做功就越多 學(xué)生回答：U的國際單位是伏（V），I的國際單位是安（A），t的國際單位是s（s）電功計(jì)算請(qǐng)大家根據(jù)剛才實(shí)驗(yàn)采集的一組數(shù)據(jù)，計(jì)算電動(dòng)機(jī)提升鉤碼時(shí)電流所做的功例如：加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓是5V，通過電動(dòng)機(jī)的電流是0.1A，通電時(shí)間是4s，求電流做功的多少？教師巡視指導(dǎo)，規(guī)范計(jì)算題書寫方法提醒學(xué)生注意兩點(diǎn)：一是公式中的W、U、I均指電路中同一段電路（即某個(gè)用電器）而言；二是W、U、I、t必須統(tǒng)一采用國際單位進(jìn)行計(jì)算學(xué)生練習(xí)電功的計(jì)算，請(qǐng)一位學(xué)生在黑板上寫已知：U = 5V，I = 0.1A，t = 4s求：W = ？解：W = UIt = 5V0.1A4s = 2J 答：電流做功是2J電功測量問：在家庭中，我們常使用什么儀器來測量一段時(shí)間內(nèi)家里用電的多少？介紹：電度表又稱電能表，它連接在用戶所有用電器之前，可以顯示用電器工作時(shí)所消耗的電能，也就是電流做功的大小問：“你家中使用什么類型的電能表來測量電功的大小？”出示普通電能表和IC卡電能表的實(shí)物，讓學(xué)生觀察電能表的表盤，指出上面各量的意義：220V表示接在220V的電路上使用10A表示這只電能表允許通過的最大電流是10A3000轉(zhuǎn)/ kWh，表示每消耗1千瓦時(shí)（即1度）的電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)觀察電能表上所用的單位kWh，說明1kWh和度、J之間的換算關(guān)系1千瓦時(shí)（kWh）= 1度 = 3.610 6 J練習(xí)：電能表讀數(shù)提問：“如何讀取一段時(shí)間內(nèi)家庭用電 度數(shù)？”練習(xí)：小剛家里上月底電能表的讀數(shù)是42135，本月底電能表的讀數(shù)是42713，問：在1個(gè)月內(nèi)小剛家用了多少度電？消耗了多少J的電能？如果民用電的價(jià)格是0.40元/度，小剛家這個(gè)月應(yīng)交多少電費(fèi)？介紹：“1度電的作用”播放視頻資料：1度電大約可以讓電爐煉鋼1.6kg；生產(chǎn)化肥0.7kg采掘原煤105kg灌溉麥田330 m2電車行駛0.85km機(jī)織棉布11m小小1度電有這么大的作用，對(duì)大家有什么啟示呢？在今后的生活當(dāng)中，我們應(yīng)該注意些什么？學(xué)生回答：電度表學(xué)生回答 學(xué)生練習(xí)電能表讀數(shù)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)回答：用戶在某一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能，就是這段時(shí)間的始末，電能表顯示器所顯示的兩次數(shù)字之差學(xué)生回答：電能表計(jì)數(shù)器兩次顯示數(shù)字之差即為本月消耗的電能：W = 4271度 - 4213度 = 58度= 583.610 6J= 2.08810 9J電費(fèi) = 0.40元/度58度 = 23.20元學(xué)生自由發(fā)言：節(jié)約用電話題（增強(qiáng)學(xué)生節(jié)約用電意識(shí)）發(fā)電站課前，讓學(xué)生分組做關(guān)于發(fā)電站的研究性學(xué)習(xí)，通過互聯(lián)網(wǎng)或閱讀資料，了解電能發(fā)展史、我國電力發(fā)展現(xiàn)狀和未來前景，了解我國發(fā)電站（水電站、核電站、火力發(fā)電站）的建設(shè)情況及發(fā)電能力課上，請(qǐng)同學(xué)們匯報(bào)，進(jìn)行小組評(píng)比，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與到課堂中來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情課前，學(xué)生分組認(rèn)真準(zhǔn)備課上，小組選派代表進(jìn)行匯報(bào)交流課后作業(yè)1.觀察家中電路的干路上安裝的電能表，根據(jù)表盤上標(biāo)著“xxxxr/kWh”數(shù)據(jù)，估算一下1kW的微波爐（或其他用電器）工作10min，電能表轉(zhuǎn)盤需要轉(zhuǎn)多少圈？實(shí)際觀察一下，數(shù)一數(shù)和你的估算有多大差別？2.調(diào)查一下自己的家庭、學(xué)校或附近熟悉的單位有沒有浪費(fèi)電能的情況如果有，提出節(jié)電辦法的建議