13.1 电功和电能教学重点和难点：1重点：实验探究影响电流做功大小的因素；电能表的使用及相关计算2难点：加深对“功是能量变化的量度”的认识课前准备：1学生课前准备：通过互联网或资料查找有关核电站、火力发电站的资料，了解电能发 展史和我国电力的现状和发展2教学器材：电源、电流表、电压表、电动机、滑动变阻器、钩码、细线、开关、导线、铁架台、电能表实物及挂图、多媒体课件教学过程设计：教学过程教师活动设计学生活动设计引课小实验：用手把小木块举高，然后 松手，使其自由下落提问： 重力势能如何变化？ 转化为什么能？ 什么力做了功？小结：做功的结果，可以使能量从一个物体转移到另一个物体或者从一种形式转化为另一种形式，做了多少功，就有多少能量发生转化或转移所以能量的转化或转移可以用功来量度学生观察后回答问题回答： 重力势能逐渐减小 转化为小木块的动能 重力对小木块做了功电功概念播放视频资料：“一些家用电器通电后的工作情况”提问：微波炉把食物加热的过程中、 电风扇转动的过程中、白炽灯发光的过程中，各消耗了什么能？转化为什么能？什么做了功？“请大家交流一下：生活中还有哪些电能转化为其他能的现象？”小结：上述实例告诉我们，电流能够做功电路中电流做的功叫做电功用W表示电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能学生观看学生根据生活经验回答：消耗了电能，分别转化为：内能、机械能、光能和内能这些用电器在接通电源后才消耗电能，说明是电流做了功学生相互交流，用身边的实例加深对电能的认识实验探究1提出问题2猜想假设3设计实验4进行实验5分析论证“电流做功与哪些因素有关”1一台电视和一台空调工作相同的时间，哪个消耗的电能多？电流通过哪个用电器做的功多？2一台电视和一个随身听工作相同的时间，电流通过哪个用电器的功多？3一台工作1小时的电视和另一台工作5小时的电视相比，电流通过哪个用电器做的功多？4、家用25瓦灯泡工作时通过的电流约0.11A，手电筒小灯泡工作时通过的电流约0.3A，都工作相同的时间，哪个电流做功多？原因可能是什么？结合上述事例，请学生猜想：电流做功的多少与哪些因素有关？由于影响电流做功多少的因素较多，在设计实验时，我们应该选取哪种物理方法来进行探究？电能转化为其他形式的能越多，电流做功就越多若想判断和比较电流做功的多少，就要先从能量转化角度入手问：哪一种能量我们比较熟悉并且容易量度它的大小？引导学生设计用电流通过电动机提升重物的高低即重物重力势能的变化来量度电流做功的多少“请大家设计实验方案，根据需要选取器材，设计实验记录表格”实验器材：电源、电流表、电压表、小电动机、滑动变阻器、s表、钩码、细线、开关、导线、铁架台实验具体过程： 相同通电时间、相同电压，电流小相同通电时间、相同电压，电流大比较电动机提升钩码的高度相同通电时间、相同电流，电压小相同通电时间、相同电流，电压大比较电动机提升钩码的高度相同电压、相同电流，通电时间短相同电压、相同电流，通电时间长通过比较电动机提升钩码上升的高度，来比较电流做功的大小“由以上各组实验数据和现象，大家可以得出什么结论？”通过上面的实验，我们可以得出决定电流做功大小的定性结论科学家经过精确实验，证明：电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比；电功等于电压、电流和通电时间的乘积计算电功的公式：W=UIt提问：电压U的国际单位、电流I的 国际单位、通电时间t的国际单位分别是什么？讲解：因为功是能量转化的量度，所以功的国际单位和能的国际单位是一样的，即：电功W的国际单位是J1 J = 1 VAs = 1 Nm对J的感性认识：手电筒通电1s，电流做的功大约是1J；微波炉工作1分钟消耗的电能大约为610 4J；电力机车行驶1分钟，电流做的功大约是310 8J通过举例，可以看到“J”是个很小的单位，用来计算工农业生产上各种电机和电器的电功很不方便，因此生活中还有另外常用的电功单位例如：生活中常用“度”作为电功的 单位1度 = 3.610 6 J学生根据生活经验回答：1空调比电视消耗的电能多2电流通过电视做的功多3电流通过工作5小时的电视做功多4、电流通过大灯泡做的功多，原因可能是电压高学生整理前面4个问题的分析过程后，回答：电流做功的多少与通过用电器的电流大小、加在用电器两端电压多少以及通电时间有关学生回答：控制变量法学生回忆并回答：机械能学生设计实验及记录表格学生记录电流表、电压表示数，观察砝码匀速上升的高度学生根据实验现象归纳结论：当电压、通电时间相同时，电流越大，电流做功越大当电流、通电时间相同时，电压越大，电流做功越大当电压、电流相同时，通电时间越长，电流做功越大学生回答：电压越大、电流越大、通电时间越长，电流做功就越多 学生回答：U的国际单位是伏（V），I的国际单位是安（A），t的国际单位是s（s）电功计算请大家根据刚才实验采集的一组数据，计算电动机提升钩码时电流所做的功例如：加在电动机两端的电压是5V，通过电动机的电流是0.1A，通电时间是4s，求电流做功的多少？教师巡视指导，规范计算题书写方法提醒学生注意两点：一是公式中的W、U、I均指电路中同一段电路（即某个用电器）而言；二是W、U、I、t必须统一采用国际单位进行计算学生练习电功的计算，请一位学生在黑板上写已知：U = 5V，I = 0.1A，t = 4s求：W = ？解：W = UIt = 5V0.1A4s = 2J 答：电流做功是2J电功测量问：在家庭中，我们常使用什么仪器来测量一段时间内家里用电的多少？介绍：电度表又称电能表，它连接在用户所有用电器之前，可以显示用电器工作时所消耗的电能，也就是电流做功的大小问：“你家中使用什么类型的电能表来测量电功的大小？”出示普通电能表和IC卡电能表的实物，让学生观察电能表的表盘，指出上面各量的意义：220V表示接在220V的电路上使用10A表示这只电能表允许通过的最大电流是10A3000转/ kWh，表示每消耗1千瓦时（即1度）的电能，电能表转盘转3000转观察电能表上所用的单位kWh，说明1kWh和度、J之间的换算关系1千瓦时（kWh）= 1度 = 3.610 6 J练习：电能表读数提问：“如何读取一段时间内家庭用电 度数？”练习：小刚家里上月底电能表的读数是42135，本月底电能表的读数是42713，问：在1个月内小刚家用了多少度电？消耗了多少J的电能？如果民用电的价格是0.40元/度，小刚家这个月应交多少电费？介绍：“1度电的作用”播放视频资料：1度电大约可以让电炉炼钢1.6kg；生产化肥0.7kg采掘原煤105kg灌溉麦田330 m2电车行驶0.85km机织棉布11m小小1度电有这么大的作用，对大家有什么启示呢？在今后的生活当中，我们应该注意些什么？学生回答：电度表学生回答 学生练习电能表读数学生根据生活经验回答：用户在某一段时间内消耗的电能，就是这段时间的始末，电能表显示器所显示的两次数字之差学生回答：电能表计数器两次显示数字之差即为本月消耗的电能：W = 4271度 - 4213度 = 58度= 583.610 6J= 2.08810 9J电费 = 0.40元/度58度 = 23.20元学生自由发言：节约用电话题（增强学生节约用电意识）发电站课前，让学生分组做关于发电站的研究性学习，通过互联网或阅读资料，了解电能发展史、我国电力发展现状和未来前景，了解我国发电站（水电站、核电站、火力发电站）的建设情况及发电能力课上，请同学们汇报，进行小组评比，充分调动学生参与到课堂中来，激发学生的学习热情课前，学生分组认真准备课上，小组选派代表进行汇报交流课后作业1.观察家中电路的干路上安装的电能表，根据表盘上标着“xxxxr/kWh”数据，估算一下1kW的微波炉（或其他用电器）工作10min，电能表转盘需要转多少圈？实际观察一下，数一数和你的估算有多大差别？2.调查一下自己的家庭、学校或附近熟悉的单位有没有浪费电能的情况如果有，提出节电办法的建议