13.1 電功和電能教學重點和難點：1重點：實驗探究影響電流做功大小的因素；電能表的使用及相關計算2難點：加深對“功是能量變化的量度”的認識課前準備：1學生課前準備：通過互聯(lián)網(wǎng)或資料查找有關核電站、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教學器材：電源、電流表、電壓表、電動機、滑動變阻器、鉤碼、細線、開關、導線、鐵架臺、電能表實物及掛圖、多媒體課件教學過程設計：教學過程教師活動設計學生活動設計引課小實驗：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？ 轉化為什么能？ 什么力做了功？小結：做功的結果，可以使能量從一個物體轉移到另一個物體或者從一種形式轉化為另一種形式，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉化或轉移所以能量的轉化或轉移可以用功來量度學生觀察后回答問題回答： 重力勢能逐漸減小 轉化為小木塊的動能 重力對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、 電風扇轉動的過程中、白熾燈發(fā)光的過程中，各消耗了什么能？轉化為什么能？什么做了功？“請大家交流一下：生活中還有哪些電能轉化為其他能的現(xiàn)象？”小結：上述實例告訴我們，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，就有多少電能轉化為其他形式的能學生觀看學生根據(jù)生活經(jīng)驗回答：消耗了電能，分別轉化為：內能、機械能、光能和內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生相互交流，用身邊的實例加深對電能的認識實驗探究1提出問題2猜想假設3設計實驗4進行實驗5分析論證“電流做功與哪些因素有關”1一臺電視和一臺空調工作相同的時間，哪個消耗的電能多？電流通過哪個用電器做的功多？2一臺電視和一個隨身聽工作相同的時間，電流通過哪個用電器的功多？3一臺工作1小時的電視和另一臺工作5小時的電視相比，電流通過哪個用電器做的功多？4、家用25瓦燈泡工作時通過的電流約0.11A，手電筒小燈泡工作時通過的電流約0.3A，都工作相同的時間，哪個電流做功多？原因可能是什么？結合上述事例，請學生猜想：電流做功的多少與哪些因素有關？由于影響電流做功多少的因素較多，在設計實驗時，我們應該選取哪種物理方法來進行探究？電能轉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？引導學生設計用電流通過電動機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“請大家設計實驗方案，根據(jù)需要選取器材，設計實驗記錄表格”實驗器材：電源、電流表、電壓表、小電動機、滑動變阻器、s表、鉤碼、細線、開關、導線、鐵架臺實驗具體過程： 相同通電時間、相同電壓，電流小相同通電時間、相同電壓，電流大比較電動機提升鉤碼的高度相同通電時間、相同電流，電壓小相同通電時間、相同電流，電壓大比較電動機提升鉤碼的高度相同電壓、相同電流，通電時間短相同電壓、相同電流，通電時間長通過比較電動機提升鉤碼上升的高度，來比較電流做功的大小“由以上各組實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，大家可以得出什么結論？”通過上面的實驗，我們可以得出決定電流做功大小的定性結論科學家經(jīng)過精確實驗，證明：電流所做的功跟電壓、電流和通電時間成正比；電功等于電壓、電流和通電時間的乘積計算電功的公式：W=UIt提問：電壓U的國際單位、電流I的 國際單位、通電時間t的國際單位分別是什么？講解：因為功是能量轉化的量度，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J的感性認識：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”是個很小的單位，用來計算工農業(yè)生產上各種電機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學生根據(jù)生活經(jīng)驗回答：1空調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生整理前面4個問題的分析過程后，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間有關學生回答：控制變量法學生回憶并回答：機械能學生設計實驗及記錄表格學生記錄電流表、電壓表示數(shù)，觀察砝碼勻速上升的高度學生根據(jù)實驗現(xiàn)象歸納結論：當電壓、通電時間相同時，電流越大，電流做功越大當電流、通電時間相同時，電壓越大，電流做功越大當電壓、電流相同時，通電時間越長，電流做功越大學生回答：電壓越大、電流越大、通電時間越長，電流做功就越多 學生回答：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）電功計算請大家根據(jù)剛才實驗采集的一組數(shù)據(jù)，計算電動機提升鉤碼時電流所做的功例如：加在電動機兩端的電壓是5V，通過電動機的電流是0.1A，通電時間是4s，求電流做功的多少？教師巡視指導，規(guī)范計算題書寫方法提醒學生注意兩點：一是公式中的W、U、I均指電路中同一段電路（即某個用電器）而言；二是W、U、I、t必須統(tǒng)一采用國際單位進行計算學生練習電功的計算，請一位學生在黑板上寫已知：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間內家里用電的多少？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卡電能表的實物，讓學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/ kWh，表示每消耗1千瓦時（即1度）的電能，電能表轉盤轉3000轉觀察電能表上所用的單位kWh，說明1kWh和度、J之間的換算關系1千瓦時（kWh）= 1度 = 3.610 6 J練習：電能表讀數(shù)提問：“如何讀取一段時間內家庭用電 度數(shù)？”練習：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個月內小剛家用了多少度電？消耗了多少J的電能？如果民用電的價格是0.40元/度，小剛家這個月應交多少電費？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；生產化肥0.7kg采掘原煤105kg灌溉麥田330 m2電車行駛0.85km機織棉布11m小小1度電有這么大的作用，對大家有什么啟示呢？在今后的生活當中，我們應該注意些什么？學生回答：電度表學生回答 學生練習電能表讀數(shù)學生根據(jù)生活經(jīng)驗回答：用戶在某一段時間內消耗的電能，就是這段時間的始末，電能表顯示器所顯示的兩次數(shù)字之差學生回答：電能表計數(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 = 0.40元/度58度 = 23.20元學生自由發(fā)言：節(jié)約用電話題（增強學生節(jié)約用電意識）發(fā)電站課前，讓學生分組做關于發(fā)電站的研究性學習，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）的建設情況及發(fā)電能力課上，請同學們匯報，進行小組評比，充分調動學生參與到課堂中來，激發(fā)學生的學習熱情課前，學生分組認真準備課上，小組選派代表進行匯報交流課后作業(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，電能表轉盤需要轉多少圈？實際觀察一下，數(shù)一數(shù)和你的估算有多大差別？2.調查一下自己的家庭、學校或附近熟悉的單位有沒有浪費電能的情況如果有，提出節(jié)電辦法的建議