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電流做功與哪些因素有關教學設計

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  教學目的

電流做功與哪些因素有關教學設計

1.熟練掌握電功的概念、電功的公式和單位。且能懂得電能表作用及讀數含義。

2.通過有關電功的練習題,使學生對能量的轉換和守恆律有進一步的認識。

3.通過對機械的功的複習和教材中的演示實驗,培養學生觀察和推理能力。

重點、難點、關鍵

重點:電功的概念及公式。

難點:做好電能轉化實驗,講電功的物理意義。

關鍵:熟練W=Uit公式應用,並把握好各物理量的對應關係。

  教學儀器

課本P107圖9-1實驗裝置一套,乾電池1節、小葉輪、玩具電動機、小燈泡2只、電度表、開關、500W電爐1只。

  教學過程

  一、複習引入

師:大家看我手上託着砝碼,水平左右移動,問手的託力是否做功?爲什麼?引導學生回顧做功的兩個因素。

力對物體做功的條件:作用在物體上的力;物體在力的方向上移動一段距離。託力沒有做功。因爲託力的方向向上,物體移動方向是水平的,所以沒有做功。

師:我們已經學過機械能、內能知識,那麼有誰知道流動的水能夠做功嗎?生議論回答師歸納之。

流動的水可以做功,水流做功的過程是水的機械能轉化爲其他形式的能的過程。那麼電流能否做功?如果能夠做功,是否也伴隨電能跟其他形式的能之間的轉化?

  二、講解新課

1.電流可以做功。

師:出示實驗裝置(課本圖9-1)進行介紹並演示。要求學生注意觀察。開關閉合、電壓表指針偏傳,電動機轉動、砝碼上升。問看到了什麼?說明了什麼?

重物(砝碼)受到電動機的向上拉力,並在拉力方向上通過了一段距離。重物升高表明它的勢能增加了,顯然重物勢能加是是由電動機消耗了電能轉化而來。所以從功和能的關係來看,能的轉化可用做功來量度,因此,“有多少電能轉化爲其他形式的能,我們就說,電流做了多少功”。

2.常見的`電流做功幾種形式。

師:演示電流通過玩具電動機小葉輪發生轉動,問電能轉化爲什麼?

電流通過做功轉化爲光能。

師:將電爐插頭插進教室電源插座,使爐子發紅發熱,問電能又轉化爲什麼?

電流通過做功轉化爲爐子的熱能。

3.電功大小的幾個因素。

①電功公式引導

師:影響電功大小的因素不止一個,可能是電壓的大小,可能是電流的大小,也可能是通電時間的長短。下面我們再對課本圖9-1實驗進行控制變量實驗來研究。

師:閉合開關,電動機運轉,砝碼提起。問這說明什麼?

電流做功,電能轉化爲砝碼的勢能。提得越高勢能越大,表示電流做功越多。

師:保持相同的通電時間,用滑動變阻器改變電壓和電流,先後做兩次,分別用電壓表和電流表測出電壓和電流的值,並比較砝碼被提升的高度。要求學生討論,教師歸納。

在通電時間相同的情況下,電壓越大,電流越大,砝碼被提升得越高,表示電流做的功越多。

師:保持電壓和電流不變,改變通電時間的長短,比較砝碼被提升的高度。問看到什麼?說明什麼?

保持電壓和電流不變,通電時間越長,砝碼被提升得越高,電流做的功也越多。

師:可見電功的大小與電壓大小、電流大小以及通電時間長短有關。

實驗表明,電流在某段電路上所做的功,與這段電路兩端的電壓,通過該電路電流強度以及通電時間成正比。

W=Uit就是電功的計算公式

電功的單位

師:W=Uit就是功的計算公式

②電功的單位

師:W=Uit??1焦耳=1伏特×1安培×1秒

其中焦耳就是第一冊學過的機械功的單位,符號J。

焦耳這個單位很小,用起來不方便。

如:通過手電筒電燈泡的電流,每秒做功大約是1焦耳。運動中的電力機車,電流每秒鐘做功達幾百萬焦耳。所以生活中常用“度”作爲電功的單位。

1度=3.6×106焦耳

4.電能表。

師:展示電能表實物或掛圖。根據你們已有知識請回答它有什麼作用?最後師總結歸納。

電能表(俗稱電度表)是測量電功的儀器。

讀數方法:電能表的計數器上前後兩次讀數之差、就是這段時間內用電的度數。例:家裏月初3246.8度,月底3264.4度,這個月家裏耗電是18.6度。

表面“220V5A”是表示接在220伏電壓上使用,允許通過最大電流爲5安培。

  三、鞏固練習

1.某用電器的電阻是24歐姆,當0.5安培的電流通過時,每分鐘電做的功是多少?

分析與解答:先根據歐姆定律公式求出用電器的兩端電壓U,再利用W=UIt公式即可求出電動W。

U=IR=0.5安培×24歐姆=12伏特

W=UIt=12伏特×0.5安培×60秒=360焦耳

即每分鐘電流做的功是360焦耳

像這類題目,用W=I2Rt公式來計算電功是比較方便的解法。如W=I2Rt=(0.5安培)2×24歐姆×60秒=360焦耳

2.兩盞燈燈絲電阻分別爲R1和R2,且已知R1>R2,現將它們並聯在同一電源上,在相等的時間內,電流通過燈絲電阻所做的功爲(???)。

A.W1>W2

B.W1<W2

C.W1=W2

D.無法確定

分析與解答:兩盞電燈並聯,加在燈絲兩端的電壓相等,而U1=U2,時間相同,即t1=t2。根據並聯電流與電阻成反比,R1>R2,所以I1>I2,由公式W=UIt可知,在電壓和時間一樣下,W與I成正比,所以W1<W2,選擇B。

3.某同學在某月初和月底,兩次觀察了家裏“220V3A”的電能表,並從電能表的計數器上先後記下如左圖所示的兩組數字。請你算一算,該月同學家裏用了幾度電?

分析與解答:一般電能表上的計數口袋共有5個字碼小窗,最右邊的紅色小窗是表示小數點的下一位,所以該月該同學家共用去“8236.7度-8229.1度=7.6度”的電。

  四、小結

1.電流通過用電器可以做功。

2.電流做功過程就是電能轉化爲其他形式能的過程。

3.電功的幾個因素,即W=UIt,W與U、I、t成正比。

4.電功的單位:焦耳、常用的爲度,1度=3.6×106焦耳。

5.電能表的功能及計數。

  五、作業

1.課本P109練習①②③④。

2.選用課時作業優化設計。