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【学习目标】
学习目标 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。 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。 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。 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。
学习重点 1.理解电能的转化过程,明确电功的物理意义。 2.掌握电功公式W=UIt的推导过程及应用,能进行简单的电功计算。
学习难点 1.从机械功的概念迁移到电功,理解电功是电流做功的过程,即电能转化为其他形式能的过程。 2.电功公式W=UIt的推导及在实际问题中的灵活应用。
【课前预习】
一、电能、电功
1.电能的转化:电饭锅主要把电能转化为______能,电风扇主要把电能转化为______能,台灯主要把电能转化为______能。
2.电功的概念:电流通过用电器做功的过程,就是______转化为其他形式能的过程,电流做的功称为______,其国际单位是______,简称焦,符号是______。
3.电功的影响因素:电功的大小与______、______和______有关。
4.电功的公式:W=______,其中U的单位是伏(V),I的单位是安(A),t的单位是秒(s),则W的单位就是焦(J),且1J=______V A s。
【课中研学】
1. 电饭煲、电风扇、台灯工作时,电能分别变成了什么形式的能?这些变化有什么共同特点?
2.为什么说 “电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程”?
3. 实验探究:分组完成 “电动机提升重物” 实验,记录不同条件下钩码升高的高度,记录实验数据,自主总结电功与 U、I、t 的关系。
4. 电功的核心公式 W=UIt 中,每个字母分别代表什么物理量?对应的单位是什么?
5.1J 的电能意味着什么?(结合公式描述:1V 电压下,1A 电流通过用电器 1s 做的功)
【课堂总结】
【分层作业】
(巩固性作业)
一、填空题
1. 电饭锅工作时主要将电能转化为______能,电风扇工作时主要将电能转化为______能。
2.电流通过用电器做功的过程,实质是______能转化为其他形式能的过程,电流做的功叫作______。
3.电功的国际单位是______,简称______,符号是______。
4.大量事实表明,电流所做的功跟______和______成正比,电功的公式为W=______。
5.某用电器两端电压为2V,通过的电流为0.5A,工作10s,则电流做功______J。
二、选择题
6.下列关于电功的说法中,正确的是( )
A. 电流通过用电器时,只有把电能转化为机械能才做功
B. 电流做功的多少与电流的大小、电压的高低无关
C. 电功的单位与电能的单位相同,都是焦耳
D. 电功的实质是电能转化为内能的过程
7.下列用电器工作时,电能主要转化为内能的是( )
A. 电视机 B. 电熨斗 C. 电风扇 D. 电动机
8.关于电功公式W=UIt,下列说法正确的是( )
A. 公式只适用于纯电阻电路
B. 公式适用于所有电路
C. 公式中U是导体的平均电压
D. 公式中t是电流通过导体的时间,单位必须是小时
9.某导体两端的电压为3V,通过的电流为0.2A,则该导体在10s内电流做功为( )
A. 0.6J
B. 6J
C. 30J
D. 36J
10.电流做功的过程,本质上是( )
A. 电能转化为其他形式能的过程
B. 其他形式能转化为电能的过程
C. 电能转化为机械能的过程
D. 电能转化为内能的过程
(拓展性作业)
11. 两个用电器,甲的电压是乙的2倍,甲的电流是乙的0.5倍,相同时间内,甲、乙电功之比为( )
A. 1:1 B. 2:1 C. 1:2 D. 4:1
12.下列情况中,电流做功最多的是( )
A. 电压2V,电流0.5A,通电10s
B. 电压4V,电流0.4A,通电5s
C. 电压3V,电流0.6A,通电8s
D. 电压5V,电流0.3A,通电6s
13.某用电器正常工作时,电压为6V,电流为0.2A,则其1min内电流做功为( )
A. 7.2J B. 12J C. 36J D. 72J
14.关于电功,下列说法错误的是( )
A. 电功是表示电流做功多少的物理量
B. 电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程
C. 电功的大小与电压、电流和通电时间都有关
D. 电流通过导体时,只有电能转化为内能的过程才是电流做功
15.有两个用电器,分别标有 “220V100W” 和 “220V200W”,在相同时间内,它们的电功之比为( )
A. 1:2 B. 2:1 C. 1:4 D. 4:1
(探究性作业)
选做题:
三、综合题
16.某同学利用如图所示的装置探究电功大小与哪些因素有关,小电动机通过绳子带动重物匀速升高,对重物做功。请回答下列问题:
(1)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______。
(2)根据实验结论,推导电功的公式。
(3)若电动机两端电压为3V,通过的电流为0.5A,工作20s,则电流做功多少?
17.小明家的电能表参数为 “220V10(20)A 3000r/(kW h)”,他将一个电水壶单独接入电路,正常工作5min,电能表转盘转了300r。求:
(1)电水壶消耗的电能是多少焦耳?
(2)电水壶的功率是多少?
参考答案
【课前预习】
1. 内;机械;光
2.电能;电功;焦耳;J
3.电压;电流;通电时间
4.UIt;1
【作业布置】
1. 内;机械
2.电;电功
3.焦耳;焦;J
4.电压;电流;通电时间;UIt
5.10
6.C
7.B
8B
9.B
10.A
11.A
12.C
13.D
14.D
15.A
16.(1)多;多
(2)由实验可知,电功与电压U、电流I、通电时间t成正比,故电功公式为W=UIt。
(3)W=UIt=3V×0.5A×20s=30J
17.(1)电能表转盘转300r,消耗的电能
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