15.1 电能表与电功 教学设计

1? 电能表与电功
教学目标：
1、知识和技能
（1）知道电功的概念和实质；
（2）通过探究实验理解电功的决定因素，知道电功的公式、单位，会简单的电功计算；
2、过程和方法
（1）体验电能可以转化其他形式的能量。
（2）体验实验探究过程和意义，增强科学的分析和归纳能力
3、情感、态度、价值观
培养学生实事求是的科学实验态度。
教学重点、难点：
1、电功的概念、相关单位。
2、探究影响电功大小的因素。
教学器材：
小灯泡、开关、电源、导线
教学过程：
一、引入课题
教师：我们在学习电流的时候形象的将电流类比为水流，人们很早就利用水流来做功，（请同学们来看一段视频）
二、进行新课
（一）电功
师：（视频：水能的利用）我们的祖先很早就学会利用水流来推动石磨来做功，现代人们利用水流来推动水轮机进行发电，将水流的动能最终转化成电能，可以看出水流做功的过程就是能量的转移和转化的过程，同样：电流可以做功吗？电流做功的伴随着怎样的能量转化？
师：（演示实验：模拟吊车）给电动机通电，电流做了功了吗？为什么？做功过程中能量是怎样转化的呢？
生：电能转化为机械能；
师：在这个实验中给电动机通电时间越长，物体被吊的也就越高，电流做的功也就越多，也就有越多的电能转化成机械能；
师：电流做功，只能过转化为机械能吗？这是我们生活中经常使用的电吹风，当我使它工作时，
生：……
师：（图片：电热器、灯泡）分析能量转化
师：在物理上，我们将电流所做的功叫做电功，而且我们发现电流做功的过程实际上就是电能向其他形式的能转化的过程，就是消耗电能的过程；
电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能，就是消耗了多少电能.?
师：电流做功的大小与哪些因素有关呢？
（二）探究电功的影响因素
由我们的生活经验知道用电器工作的时间越长，消耗的电能就越多，做的电功也就越多，比如刚才我们做的吊车的演示实验，通电时间越长，物体也就被吊的越高，电功也就越多，那电功的大小除了和时间有关外，还会和什么因素有关？下面我们大家一起就这个问题进行研究；
（1）活动：探究串联电路灯泡亮度
下面请同学们将两只小灯泡串联连入电路中（实验）；
师：闭合开关同学们发现什么现象？
生：两只小灯泡都亮了，甲灯亮些乙灯暗些
师：在相同时间里，是甲灯泡做的电功多，还是乙灯做的电功多？
生：甲灯
师：为什么在同一串联电路中，在相同的时间中，甲灯做的电功要大于乙灯？（请同学们讨论）
生：可能是甲乙两灯两端的电压不同或者甲灯两端的电压大于乙灯
（可能还有学生猜想是灯的电阻不同，可以通过串联分压原理，电阻大两端电压大，引导到电压猜想。可能还有学生猜想电流，引导学生这是串联电路电流处处相等）
电流所做电功大小与电压有关，那除了和电压有关还会和什么因素有关呢？
（2）活动：探究并联电路灯泡亮度
将同样的两只灯泡并联接入电路中（演示实验）
师：闭合开关同学们发现什么现象？
生：甲灯暗而乙灯亮
师：和两灯串联的现象恰好相反，乙灯比甲灯亮，为什么呢？（学生讨论）
师：是电压的原因吗？不是，并联电路电压相同
是电阻的原因吗？也不是，不管串联还是并联两灯的电阻没有发生改变
生：电流的原因，可能乙灯的电流大，所以做得电功多
（3）设计实验和验证实验
师：通过刚才的两个小活动我们发现电功与电压、电流和通电时间有关系（板书）
师：我们应采用什么实验方法？
生：控制变量法
（a）研究W----U? 师：下面我们首先来研究W----U的关系，我们应控制I和t相同，联系我们刚才的活动，我们应选择什么电路来控制I相同？
生：串联电路
师：请同学们设计电路图？（学生分析设计原因）
师：要看什么现象？
生：是亮的两端电压大还是暗的两端电压大；
学生实验
实验汇报，结论
师：同学们通过实验你们发现什么现象？
3? 生：甲灯两端的电压大于乙灯
师：你能得到什么结论呢？
生：当电流和通电时间相同时，电压越大，灯泡做的电功越多；
师：为了验证我们得到的规律是否具有普遍性，我们可以将滑动变阻器串联在电路中，多次实验
师：通过实验我们的规律得到了验证，
（b）研究W----I?
师：我们来研究W----I的关系，同理我们应控制U和t相同，请同学门分小 组设计实验电路图？（学生分组设计实验）
师：请同学们汇报实验方案和实验步骤
学生实验
师：观察到现象，得到的规律：
生：当电压和通电时间相同时，电流大的灯泡做的电功多；
师：通过刚才的探究活动，我们发现电功与电压、电流、通电时间有关，电压电流通电时间越大，电流所做的电功也就越多。
我们刚才的实验仅仅是定性的实验，得到的结论也只是定性的结论，而科学家们通过大量的实验研究得出：
公式：W=UIt?1J=1V·A·S?物理意义 单位：J?
常用单位：kwh（俗称“度”）
学生练习：
1、小明同学用“电热水壶”烧开水，他注意到该壶铭牌上有“220V，2.5A”的字样，当水沸腾时他看了一下手表，用时15min。那么小明烧开这壶水消耗多少电能？
（三）、电能表
师：刚才我们一起学习了电功的知识，知道了电功即为消耗的电能，那么在我们实际家庭电路中，我们是怎样测量电流做的电功呢？我们是依据什么来交电费的呢？
生：电表或火表
师：同学们回答的很对，说明同学们都能认真观察和体验生活；
（图片展示：电能表）
师：这是不是同学们所说的电表，在物理上我们成为电能表，知道它是用来干什么的吗？
生：测量消耗电能的装置
师：测量整个家庭消耗电能的装置或电功的装置
师：请同学们阅读课本，思考下面问题？
1、电能表怎样读数？单位是什么？
2、怎样知道本月用电多少？
3、220V?
5A（30A）什么含义？
4、3000r/kwh?什么含义？
练习：.“电能表常数300r/(kW·h)”，读作“300转每千瓦时”指电路中用电器每消耗1kW·h电能时，此电能表转盘将转动300转。
练一练：
1、若消耗电能2kW·h，则电能表转盘会转过_________转。
2、若消耗电能0.5kW·h，则电能表转盘会转过_________转
3、若电能表转盘转过了30转，则说明消耗了电能_________kW·h。
（四）、总结
师：同学们通过这堂课的学期你收获了什么？
生：电功的概念及其单位
电功的公式
简单的电功计算
电能表是测量电功的仪表