电功(教学设计)
一、教学目标:
1、
知识与技能
○从能量转化的角度认识用电器的作用,知道用电器消耗的电能可以用功来量度;
○知道电流可以做功以及常见电流做功的形式;
○知道用电能表测电功的大小并会读数;
○知道电热(焦耳定律)的计算公式;
2、
过程与方法
○经历科学探究的全过程,促使学生学会准确表达自己的观点,学会倾听,能逐渐运用运用控制变量法进行实验设计;培养学生的观察和分析概括信息的能力。
3、情感态度与价值观
○通过对电流做功的认识以及对日常生活中的相关现象的解释,使学生体验科学、技术、社会的紧密联系,进一步认识到物理是有用的;激发学生学习物理的兴趣。二、教学重点和难点
教学重点:
1、
学会用电能表测电功的大小并会读数
2、
通过演示实验,引出计算电热(焦耳定律)的计算公式
教学难点:
实验探究得出计算电热的公式
三、教学过程:(配合导学案)
总体思路:
新课引入——播放水流推动水车做功的视频
↓
电功——电流做功的例子及分析能量的转化、单位J
↓
测定电功多少的电能表——读数、单位KW·h、单位换算
↓
焦耳定律——实验探究电热与电阻的关系引出焦耳定律
↓
课堂练习,复习巩固
教学流程:
【新课引入】
多媒体播放一段水流推动水车的视频
师:水车为什么能够转起来,没有水流它能转吗?(水流对水车做了功)
【电功】
师:水流推动水车是因为水流对它做了功,那么请同学们分析以下视频,为什么我的用电器能够工作?(电流对用电器做了功)
师:对,电流做了功,在这里我们把电流做的功叫做电功。通过以前的学习我们知道,功是能量转化的量度,也就是说这里的电能转化成了其他形式的能,那么在这里分别是电能转化成了什么能?(导学案中填写)
师:在上一期的学习中我们知道,功用什么字母表示?它的国际单位是什么?
(用W表示,单位是焦耳)
【电能表的测量】
随着科技的发展,现代家庭中的用电器日益增多,需要消耗大量的电能,当家中的用电器工作的时候,需要电流做大量的功,也就是需要消耗大量的电能,那么到底做了多少的电功,或者说消耗了多少电能,我们如何来测量呢?(电能表)
(1)电能表是测量电功的仪表。
(2)在电力工业和日常生活中用电功往往较多,因此常采用较大的单位kw·h(读作千瓦时,俗称“度”)作为电功的单位——换算1kw·h=
J(回忆单位,kw是P的单位,小时是时间t的单位,因此p·t=w再统一国际单位制)
(3)读数
1│2│2│8│8
表示1228.8kw·h
(4)学会计算某月电功的多少:(两次读数之差)
0
│8│2│8│8
11月1日的表底
828.8kw·h
0
│9│3│8│8
12月1日的表底
939.8kw·h
11月份消耗电能:938.8kw·h
—828.8kw·h=110kw·h
(导学案练习)
【焦耳定律】
1、
探究电流的热效应与哪些因素有关系:
师:通过学习电流我们知道,电流有三种效应,那位同学能告诉我,有哪三种效应?
(学:热效应、磁效应、化学效应)
师:当电流通过灯泡的灯丝时,灯丝会变的灼热而发光,这里电能转化为内能的现象就是电流的热效应。
那么电流的热效应或者说电流产生的热量与哪些因素有关系呢?请同学们观看实验:
演示实验:
准备电炉两个,功率不同,主要区别在他们的电阻丝的长度不同即电阻大小不同,观察相同的时间,烧相同的水,水温的上升的高低。
通过实验,我们发现,用相同的时间少相同的水,两个电炉的电阻不同,水升高的温度是不同的,或者说电流产生的热量是不同,说明了电流的热效应与哪个因素有关系?(电阻)
提出问题:通过这个实验我们可以得出这样一个结论,电流的热效应与电阻有关系,那么它还和哪些因素有关系呢?请同学们讨论一下
引导:电流的热效应是电流做功产生的可以想到可能与什么因素有关系?(电流的大小)
如果我们通电时间越长产生的热量也越多,可以想到可能与什么因素有关系?(时间)
我们猜想出可能与三个因素有关系,电流、电阻、时间
那么首先我们来探究一下,电流热效应与电阻的关系,这时需要采用什么方法:
控制变量法:控制电流和时间相同,改变电阻
提出问题:如何控制电流相同?我们的什么电路中电流是相同的?(串联电路)
那么我们如何来设计电路呢?
请同学们导学案中小聪和小明的设计,请同学们讨论一下他们设计思路是怎样的,如果是你,你又会如何设计?
演示实验:
(考虑到课堂时间问题,和操作性,在小聪的实验基础上进行改进,将火柴换作蜡烛,看两个电阻丝上面的蜡烛哪一个先熔化)
得出结论:
电流相同的条件下,相等时间内,电阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量多
2、
焦耳定律
早在1840年,英国的物理学家焦耳,做了大量的实验,并最先确定了电流通过导体产生的热量(电热)跟电流、电阻和通电时间的关系。他发现:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成反比,跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。
数学表达式:Q=I2Rt
单位:Q的单位J;
I的单位A;
R的单位Ω;t的单位s
计算例题:
已知电阻丝电阻为10Ω,通过它的电流为0.5A,求1min内它产生的热量是多少?
【课堂练习复习巩固】
板书设计:
7.1电功
一、电功:(W)
定义:电流做的功
单位:焦耳(J)或kw·h
二、电功的测定
仪器:电能表
单位:kw·h
俗称“度”
读数方法:计数器上两次读数之差
单位换算:1kw·h=3.6×106J
三、电流的热效应
焦耳定律:
数学表达式:Q=I2Rt