(共26张PPT)
电能和电功
(第一课时)
第1节
第13章 电功和电功率
(北师大版)九
全
大单元教学
大单元知识框架
学习目标
1.物理观念:通过分析用电器的能量转化实例,理解电能和电功的概念,掌握电功公式W=UIt,形成电能转化与计量的物理观念,能解释生活中电能转化为其他形式能的现象。
2.科学思维:通过推导电功公式,结合实验探究结果分析电功与电压、电流、时间的关系,提升逻辑推理和公式应用的科学思维能力,能运用公式进行电功的简单计算。
3.科学探究:通过“探究电功大小与哪些因素有关”的实验,掌握控制变量法的应用,提升实验设计、数据处理和分析论证的科学探究能力。
4.科学态度与责任:通过了解电能的应用与消耗,树立节约用电的意识,培养关注生活中物理现象、运用物理知识解决实际问题的科学态度与社会责任感。
激趣导入
我国的高速动车组列车享誉世界,已成为国内铁路客运的主力。其主要动力机构是以强大的电力系统驱动的电力机车,电力机车行驶过程中将电能转化为运行的机械能。那么在这一过程中电能有没有转化为其他形式的能量呢?电力机车运行速度不同时,消耗电能的快慢是否相同?电能转化为其他形式能量的快慢与哪些因素有关?
任务一:电能、电功
观察图所示的用电器:接通电源后,电饭煲中的食物很快被加热;电风扇转动;台灯发光。
过程中,电饭煲、电风扇、台灯分别把什么能转化为什么能?
电能→内能
电能→机械能
电能→光能
新知探究
在第十章中我们知道,能是做功的本领,做功可以使一种形式的能转化为其他形式的能。
在上述实例中,电能转化为其他形式的能的过程,就是电流流过用电器做功的过程,电流做的功称为电功。
新知探究
定义:
符号:
新知探究
提示:电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,但能的总量不变。
电功的大小与哪些因素有关呢?
W
国际单位:
焦耳,简称焦,符号J
电流所做的功叫电功。
电能
其他形式的能
电流做功的过程(过程量)
新知探究
实验探究:探究电功大小与哪些因素有关
如图所示,给小电动机通电,小电动机通过绳子带动重物匀速升高,对重物做功。
新知探究
实验探究:探究电功大小与哪些因素有关
猜想电功大小与哪些因素有关,思考并验证你的猜想是否正确。
问题与猜想
猜想:
电流做功的多少与电压大小有关
1.一个手电筒和一台21寸彩电工作时电流差不多,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?
新知探究
问题与猜想
猜想:
电流做功的多少与电流大小有关
2. 家庭中,一盏电灯和一台空调工作相同时间,哪个消耗的电能多?电流通过哪个用电器做的功多?
新知探究
问题与猜想
猜想:
电流做功的多少与通电时间有关
3.为什么我们提倡“人走灯灭”?
新知探究
设计实验验证: W跟U 、I 、t有关
(1)如何比较电流做功的多少?
(2)探究过程中应采用什么实验方法
控制变量法、转换法
电能
其他形式的能
电流做功
探究一 探究电流做功与时间的关系
探究二 探究电流做功与电流、电压的关系
新知探究
(1)重物升高的高度与电流做的功有怎样的关系?
实验原理:通过电动机提升物体高度,定性判断电流做功多少。
新知探究
(2)电压、电流相同时,电流做的功与通电时间可能有怎样的关系?
电路中电流、电压一定时,通电时间越长,钩码升高得越高,表明电流做功越多。
实验步骤一:电压、电流相同,通电时间不同
新知探究
(3)通电时间相同时,电流做的功与电压、电流可能有怎样的关系?
通电时间一定时,电压、电流越大,钩码升高得越高,表明电流做功越多。
实验步骤二:通电时间相同,电压、电流不同
新知探究
上述实验表明:在电流和电压相同的情况下,通电时间越长,电动机对重物所做的功越_______;在通电时间相同的情况下,电动机工作的电流和电压越大,电动机对重物所做的功越_______。
新知探究
用电器中电流做功的多少,与电压(U)大小、电流(I)大小、通电时间(t)长短都有关系。
多
多
大量实验表明: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。
即:W=UIt
新知探究
W:电功—单位 J (焦耳)
U: 电压—单位 V (伏特)
I : 电流—单位 A(安培)
t : 时间—单位 s (秒)
1J=1V 1A 1s=1N m
由电功的公式:W=UIt结合欧姆定律I=你还可以得到哪些公式?
由:W=UIt①
把I=代入①可得:W=t
把U=RI代入①可得:W=I2Rt
新知探究
课堂小结
电能和电功
(第一课时)
概念及单位
电能:可转化为内能、机械能、光能等
实验探究
方法:控制变量法、转换法
符号:W
公式:W=UIt
推导
电功:电流所做的功,是电能转化的量度
国际单位:焦耳(J),1J=1V·A·s
结论:电功与U、I、t均成正比
公式:W=I2Rt
练习与应用
1.下列关于电功的说法中,正确的是( )
电流做功的过程,就是电能产生的过程
电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能
电功的大小只与电流和通电时间有关
手电筒工作时,电流做功的多少与电压无关
B
练习与应用
2.家庭电路中,一盏普通电灯和一台空调工作相同时间,空调消耗的电能更多,原因是( )
空调的通电时间更长
空调的电压更高
空调的电流更大
空调的电阻更大
C
练习与应用
3.一个用电器两端电压为 3V,通过的电流为 0.5A,工作 10s 内电流做的功是( )
15J
30J
5J
1.5J
A
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