第十六章電流做功與電功率第一節 電流做功（教學設計）【教學目標】知識與技能：1.從能的轉化角度認識電能，能描述電能和我們生活的關系。2.認識電流做功的相關因素；會利用電功的計算W=UIt進行簡單計算和知道電功的單位。3.會讀家用電能表、會計算電費。過程與方法：1.通過實驗探究認識電流作功的相關因素。2.會用控制變量法、轉換法研究物理問題。情感態度與價值觀：培養科學探究精神。從能量的角度認識電能、認識到電能和我們的生活息息相關；教學中向學生滲透節能意識。【教學重點】1.電流做功與哪些因素有關。2.培養學生的科學探究能力。【教學難點】設計電功與U、I關系的探究實驗。【教學準備】自制教具：1.電動機提物體。2.電動機，電爐，電磁鐵等組合器材。3.演示：“220 V 40 W”和“220 V 100 W”的燈泡各1個，燈座2個、導線、插頭、多功能數字電表。學生分組器材（20組），每組器材：干電池3個、規格不同的燈泡2只、開關1個、學生電壓表、電流表各2只、導線夾及導線若干。網絡平臺：福建教育資源網：“家校幫”“教學助手”“移動課堂”及手機APP軟件。【教學方法】啟發誘導式與實驗探究式教學相結合。【教學過程】1、 認識電流做功 （活動1）1.新課引入，演示實驗大家看，我把這個重物掛在細繩套上，用手拉細繩，重物在拉力的作用下，升高了一段距離，在這個過程中拉力對物體做了功，這也就說明了手對物體做了功。現在，我不再用手拉，只需輕輕閉合開關，物體就能升到相同的高度。請問這個過程是誰給物體一個拉力呢？（電）又是誰對物體做功（電）。這說明了：電可以對物體做功。這是因為電流通過下面一個小電動機來拉動物體，由此說明電流可以做功。請看課件，這是我們本節課的“學習目標”，平板電腦推送給同學。好！請思考一下，電流通過“小電動機”做功過程中，是什么能轉化為什么能？電流通過“電子白板”發光過程中，又是什么能轉化為什么能。（活動2）2.演示實驗請大家回答下列用電器工作過程中又是什么能轉化為什么能？（1）揭開第一層面紗，給手機電池充電過程中，是什么能轉化為么能？（2）電流通過小電動機，帶動葉輪轉動，又是什么能轉化為什么能？（系上塑料膜更精彩）（3）第三樣是線圈。這是一個用銅絲纏好的線圈。現在用它來吸引鐵釘，能吸起來嗎？（不能）。這說明了它能磁性嗎？（沒）我們把它通上電流，吸起來了，這說明它有磁性嗎？（有）在這個過程中，又是什么能轉化為什么能？開關一斷開，磁性消失了。（4）請誰來揭開最后一層面紗，注意觀察！電流通過電爐絲工作過程中，它把電能轉化為內能。這些用電器工作時的有個共同特點：都在消耗電能,并且將電能轉化為其它形式的能。用電器消耗電能的過程就是利用電流做功的過程,電流做的功簡稱電功(W)（板書）,電流做多少功用電器就消耗多少電能,所以我們常用電功的大小來衡量用電器消耗電能的多少。（活動3）3.練習。網絡平臺搶答下列用電器工作過程中，又是什么能轉化為什么能（電飯鍋、電熱水器，洗衣機、電吹風、電磁爐）。電吹風、電磁爐等電能轉化學生分析可能有難度，教師適當進行點撥、引導。（板書）：電流做了多少功就有多少電能發生轉化。二、電流做功的有關因素（活動4）(一)請同學們給出猜想，并說出理由。生：（1）肯定與電流有關（2）與電壓有關（3）與電阻有關（4）與通電時間有關引導同學們分析猜想電功的有關因素。說明：電爐絲工作時，電功與電阻有關。可是，大家再想一想，這個線圈是用銅絲制成的，它的電阻大不大？很小呀！但它仍然在消耗電能，把電能轉化為磁能。對了，還有一種超導電動機，電阻為零，可快速運轉，把電能轉化為機械能，這說明了電功大小與電阻無關。于是，我們猜想電功大小可能與電壓、電流、通電時間有關。（二）在實驗探究之前，你得思考一個問題：如何比較電功的大小？初二時，我們學習過功率知識，知道：相同的時間內升降機做功快，做功多。上學期，我們學習過比熱容知識，知道：相同的時間內給同的一壺水加熱，溫度升得越快的，吸熱多，做功多。本節課，我們選擇實驗室常用的小燈泡進行探究實驗！ 因為：白熾燈工作時，將電能轉化為燈絲的內能再轉化為光能。相同時間內，燈越亮，消耗的電能就越多,電流做功就越多。 因此:我們可以根據電燈的亮暗來比較相同時間內電流做功的多少。(轉化法)（3） 控制變量接下來，要解決的是：當一個物理量與多個因素有關，你將采用哪種探究方法？（控制變量法！）1.探究W 與t的關系。需控制U、I不變。生活經驗告訴我們，任一用電器工作時，通電時間越長，消耗的電能越多，做功也越多。這是我們最常見的一句宣傳語：隨手關燈！節約用電！這說明：通電時間越長，做功越多。（活動5）2.探究電功與電壓的關系”實驗中2.1怎樣控制I、t相同? （串聯）2.2怎樣保證U不同? （用不同規格的小燈泡進行實驗）2.3那電壓的大小怎樣比較呢? （電壓表）設計思路：將兩個規格不同的小燈泡串聯接入電路,用電壓表分別測出小燈泡兩端電壓。請同學們,根據設計思路,設計電路圖。（活動6）3.探究電功與電流的關系”實驗3.1怎樣控制U、t相同? （并聯，開關應接在干路上）3.2怎樣保證I不同? （用不同規格的小燈泡進行實驗）3.3那電流的大小怎樣比較呢? （電流表）設計思路：將兩個規格不同的小燈泡并聯接入電路,用電流表分別測出通過燈泡的電流。請同學們根據設計思路,設計電路圖,并將電路圖兩個電路圖一起拍照上傳。接下來請同學們根據電路圖連接實物圖完成對應實驗探究,并把所觀察到的實驗現象和數據填在大屏幕表格中。（活動7）學生分組實驗4.指出表格沒單位！5.實驗現象:電流越大的燈,越亮,電功越大。6.結論:在電壓、通電時間相同的情況下,電流越大,電流做的功越大。（活動8）老師將“進一步研究！”演示：“220 V 40 W”和“220 V 100 W”的燈泡的串、并聯電路，觀察電燈亮度及多功能數字電表。電腦“彈幕”反饋！教師帶領學生分析總結公式、科學家，更一步研究證明:電流對用電器所做的功W與用電器兩端的電壓U、通過用電器的電流 I、通電時間t成正比關系(板書)其表達式是 W=UIt(板書) 其中W的單位J、 U的單位V、I的單位A、t的單位s1J=1V*1A*1s 焦耳單位很小。生活中，常用千瓦時 (KWh)作為電功的單位比較方便。千瓦時也被稱為“度”。（活動9）學生練習，教師巡視指導。例1.關于電功，下列說法中正確的(D)A.用電器工作時間越長，電流做功越多B.通過用電器的電流越大，電流做功越多C.加在用電器兩端的電壓越大，電流做功越多D.在電流和通電時間相同時，加在用電器兩端的電壓越大，電流做功越多例2.小明在家中用電磁爐炒菜，通過電磁爐的電流為9安，通電5分鐘電流做了多少功？三、電功的測量那么，在你們的家庭和生活中又如何來計量消耗的電能的？又如何繳納電費？（請學生思考后討論）電能表的用途：測量用戶消耗電能多少的儀表。 電能表的銘牌上數據意義（表盤上各個數字符號的含義）：（1）“220V”表示電能表應該在220V電路中使用。（2）“50Hz”指電能表應在50Hz的交流電路中使用它是一只交流電能表（3）“10（20）A”指這個電能表的額定電流為10安培。正常情況下電路中的電流應不大于10安培。短時間應用電流允許大一些，但不能超過20安培，否則會損壞電能表。（4）“3000revs/kWh”指用電器消耗的電能是1kWh，電能表轉過3000轉。（活動10）平臺搶答練習例3.小明家的電能表在7月底和8月底的示數如下所示，他家8月份消耗的電能是多少？如果一度電0.5元，這個月應付多少電費？月初的示數 04782月底的示數 05616（假設當地電費0.5元/KWh） 則如何計算該月份消耗的電能和應繳納的電費呢？（請同學們自己獨立完成，讓學生自己解決身邊的、生活中的實際問題，體會到學習物理是有用的、有趣的。）（活動11）生活中的物理例4.下列兩圖是某一華為手機“電池容量網上查詢”情況：電池電壓3700mV，設計容量為3000mAh。問充滿電后能夠儲存多少電能？課堂小結：（智慧樹、思維導圖）1.電功的實質2.影響因素、單位、公式3.電能表的用途、讀數。 布置作業：請同學們就如何節約電能為家里和公共場所提出一些有效的建議及措施。【板書設計】16.1 電流做功一、電功實質：電能轉化為其它形式的能二、電功公式 1. 影響因素：U、 I、 t2.公式：W=UIt3.單位：J（kWh ） 1 kWh =3.6 106 J三、電能表【教學反思】教師課后完成