第十六章电流做功与电功率第一节 电流做功（教学设计）【教学目标】知识与技能：1.从能的转化角度认识电能，能描述电能和我们生活的关系。2.认识电流做功的相关因素；会利用电功的计算W=UIt进行简单计算和知道电功的单位。3.会读家用电能表、会计算电费。过程与方法：1.通过实验探究认识电流作功的相关因素。2.会用控制变量法、转换法研究物理问题。情感态度与价值观：培养科学探究精神。从能量的角度认识电能、认识到电能和我们的生活息息相关；教学中向学生渗透节能意识。【教学重点】1.电流做功与哪些因素有关。2.培养学生的科学探究能力。【教学难点】设计电功与U、I关系的探究实验。【教学准备】自制教具：1.电动机提物体。2.电动机，电炉，电磁铁等组合器材。3.演示：“220 V 40 W”和“220 V 100 W”的灯泡各1个，灯座2个、导线、插头、多功能数字电表。学生分组器材（20组），每组器材：干电池3个、规格不同的灯泡2只、开关1个、学生电压表、电流表各2只、导线夹及导线若干。网络平台：福建教育资源网：“家校帮”“教学助手”“移动课堂”及手机APP软件。【教学方法】启发诱导式与实验探究式教学相结合。【教学过程】1、 认识电流做功 （活动1）1.新课引入，演示实验大家看，我把这个重物挂在细绳套上，用手拉细绳，重物在拉力的作用下，升高了一段距离，在这个过程中拉力对物体做了功，这也就说明了手对物体做了功。现在，我不再用手拉，只需轻轻闭合开关，物体就能升到相同的高度。请问这个过程是谁给物体一个拉力呢？（电）又是谁对物体做功（电）。这说明了：电可以对物体做功。这是因为电流通过下面一个小电动机来拉动物体，由此说明电流可以做功。请看课件，这是我们本节课的“学习目标”，平板电脑推送给同学。好！请思考一下，电流通过“小电动机”做功过程中，是什么能转化为什么能？电流通过“电子白板”发光过程中，又是什么能转化为什么能。（活动2）2.演示实验请大家回答下列用电器工作过程中又是什么能转化为什么能？（1）揭开第一层面纱，给手机电池充电过程中，是什么能转化为么能？（2）电流通过小电动机，带动叶轮转动，又是什么能转化为什么能？（系上塑料膜更精彩）（3）第三样是线圈。这是一个用铜丝缠好的线圈。现在用它来吸引铁钉，能吸起来吗？（不能）。这说明了它能磁性吗？（没）我们把它通上电流，吸起来了，这说明它有磁性吗？（有）在这个过程中，又是什么能转化为什么能？开关一断开，磁性消失了。（4）请谁来揭开最后一层面纱，注意观察！电流通过电炉丝工作过程中，它把电能转化为内能。这些用电器工作时的有个共同特点：都在消耗电能,并且将电能转化为其它形式的能。用电器消耗电能的过程就是利用电流做功的过程,电流做的功简称电功(W)（板书）,电流做多少功用电器就消耗多少电能,所以我们常用电功的大小来衡量用电器消耗电能的多少。（活动3）3.练习。网络平台抢答下列用电器工作过程中，又是什么能转化为什么能（电饭锅、电热水器，洗衣机、电吹风、电磁炉）。电吹风、电磁炉等电能转化学生分析可能有难度，教师适当进行点拨、引导。（板书）：电流做了多少功就有多少电能发生转化。二、电流做功的有关因素（活动4）(一)请同学们给出猜想，并说出理由。生：（1）肯定与电流有关（2）与电压有关（3）与电阻有关（4）与通电时间有关引导同学们分析猜想电功的有关因素。说明：电炉丝工作时，电功与电阻有关。可是，大家再想一想，这个线圈是用铜丝制成的，它的电阻大不大？很小呀！但它仍然在消耗电能，把电能转化为磁能。对了，还有一种超导电动机，电阻为零，可快速运转，把电能转化为机械能，这说明了电功大小与电阻无关。于是，我们猜想电功大小可能与电压、电流、通电时间有关。（二）在实验探究之前，你得思考一个问题：如何比较电功的大小？初二时，我们学习过功率知识，知道：相同的时间内升降机做功快，做功多。上学期，我们学习过比热容知识，知道：相同的时间内给同的一壶水加热，温度升得越快的，吸热多，做功多。本节课，我们选择实验室常用的小灯泡进行探究实验！ 因为：白炽灯工作时，将电能转化为灯丝的内能再转化为光能。相同时间内，灯越亮，消耗的电能就越多,电流做功就越多。 因此:我们可以根据电灯的亮暗来比较相同时间内电流做功的多少。(转化法)（3） 控制变量接下来，要解决的是：当一个物理量与多个因素有关，你将采用哪种探究方法？（控制变量法！）1.探究W 与t的关系。需控制U、I不变。生活经验告诉我们，任一用电器工作时，通电时间越长，消耗的电能越多，做功也越多。这是我们最常见的一句宣传语：随手关灯！节约用电！这说明：通电时间越长，做功越多。（活动5）2.探究电功与电压的关系”实验中2.1怎样控制I、t相同? （串联）2.2怎样保证U不同? （用不同规格的小灯泡进行实验）2.3那电压的大小怎样比较呢? （电压表）设计思路：将两个规格不同的小灯泡串联接入电路,用电压表分别测出小灯泡两端电压。请同学们,根据设计思路,设计电路图。（活动6）3.探究电功与电流的关系”实验3.1怎样控制U、t相同? （并联，开关应接在干路上）3.2怎样保证I不同? （用不同规格的小灯泡进行实验）3.3那电流的大小怎样比较呢? （电流表）设计思路：将两个规格不同的小灯泡并联接入电路,用电流表分别测出通过灯泡的电流。请同学们根据设计思路,设计电路图,并将电路图两个电路图一起拍照上传。接下来请同学们根据电路图连接实物图完成对应实验探究,并把所观察到的实验现象和数据填在大屏幕表格中。（活动7）学生分组实验4.指出表格没单位！5.实验现象:电流越大的灯,越亮,电功越大。6.结论:在电压、通电时间相同的情况下,电流越大,电流做的功越大。（活动8）老师将“进一步研究！”演示：“220 V 40 W”和“220 V 100 W”的灯泡的串、并联电路，观察电灯亮度及多功能数字电表。电脑“弹幕”反馈！教师带领学生分析总结公式、科学家，更一步研究证明:电流对用电器所做的功W与用电器两端的电压U、通过用电器的电流 I、通电时间t成正比关系(板书)其表达式是 W=UIt(板书) 其中W的单位J、 U的单位V、I的单位A、t的单位s1J=1V*1A*1s 焦耳单位很小。生活中，常用千瓦时 (KWh)作为电功的单位比较方便。千瓦时也被称为“度”。（活动9）学生练习，教师巡视指导。例1.关于电功，下列说法中正确的(D)A.用电器工作时间越长，电流做功越多B.通过用电器的电流越大，电流做功越多C.加在用电器两端的电压越大，电流做功越多D.在电流和通电时间相同时，加在用电器两端的电压越大，电流做功越多例2.小明在家中用电磁炉炒菜，通过电磁炉的电流为9安，通电5分钟电流做了多少功？三、电功的测量那么，在你们的家庭和生活中又如何来计量消耗的电能的？又如何缴纳电费？（请学生思考后讨论）电能表的用途：测量用户消耗电能多少的仪表。 电能表的铭牌上数据意义（表盘上各个数字符号的含义）：（1）“220V”表示电能表应该在220V电路中使用。（2）“50Hz”指电能表应在50Hz的交流电路中使用它是一只交流电能表（3）“10（20）A”指这个电能表的额定电流为10安培。正常情况下电路中的电流应不大于10安培。短时间应用电流允许大一些，但不能超过20安培，否则会损坏电能表。（4）“3000revs/kWh”指用电器消耗的电能是1kWh，电能表转过3000转。（活动10）平台抢答练习例3.小明家的电能表在7月底和8月底的示数如下所示，他家8月份消耗的电能是多少？如果一度电0.5元，这个月应付多少电费？月初的示数 04782月底的示数 05616（假设当地电费0.5元/KWh） 则如何计算该月份消耗的电能和应缴纳的电费呢？（请同学们自己独立完成，让学生自己解决身边的、生活中的实际问题，体会到学习物理是有用的、有趣的。）（活动11）生活中的物理例4.下列两图是某一华为手机“电池容量网上查询”情况：电池电压3700mV，设计容量为3000mAh。问充满电后能够储存多少电能？课堂小结：（智慧树、思维导图）1.电功的实质2.影响因素、单位、公式3.电能表的用途、读数。 布置作业：请同学们就如何节约电能为家里和公共场所提出一些有效的建议及措施。【板书设计】16.1 电流做功一、电功实质：电能转化为其它形式的能二、电功公式 1. 影响因素：U、 I、 t2.公式：W=UIt3.单位：J（kWh ） 1 kWh =3.6 106 J三、电能表【教学反思】教师课后完成