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电流做功与哪些因素教学设计

时间:2021-04-18 19:26:37 教学设计 我要投稿

电流做功与哪些因素有关教学设计

  教学目的

电流做功与哪些因素有关教学设计

  1.熟练掌握电功的概念、电功的公式和单位。且能懂得电能表作用及读数含义。

  2.通过有关电功的练习题,使学生对能量的转换和守恒律有进一步的认识。

  3.通过对机械的功的复习和教材中的演示实验,培养学生观察和推理能力。

  重点、难点、关键

  重点:电功的概念及公式。

  难点:做好电能转化实验,讲电功的物理意义。

  关键:熟练W=Uit公式应用,并把握好各物理量的对应关系。

  教学仪器

  课本P107图9-1实验装置一套,干电池1节、小叶轮、玩具电动机、小灯泡2只、电度表、开关、500W电炉1只。

  教学过程

  一、复习引入

  师:大家看我手上托着砝码,水平左右移动,问手的托力是否做功?为什么?引导学生回顾做功的两个因素。

  力对物体做功的条件:作用在物体上的力;物体在力的方向上移动一段距离。托力没有做功。因为托力的方向向上,物体移动方向是水平的,所以没有做功。

  师:我们已经学过机械能、内能知识,那么有谁知道流动的水能够做功吗?生议论回答师归纳之。

  流动的水可以做功,水流做功的过程是水的机械能转化为其他形式的能的过程。那么电流能否做功?如果能够做功,是否也伴随电能跟其他形式的'能之间的转化?

  二、讲解新课

  1.电流可以做功。

  师:出示实验装置(课本图9-1)进行介绍并演示。要求学生注意观察。开关闭合、电压表指针偏传,电动机转动、砝码上升。问看到了什么?说明了什么?

  重物(砝码)受到电动机的向上拉力,并在拉力方向上通过了一段距离。重物升高表明它的势能增加了,显然重物势能加是是由电动机消耗了电能转化而来。所以从功和能的关系来看,能的转化可用做功来量度,因此,“有多少电能转化为其他形式的能,我们就说,电流做了多少功”。

  2.常见的电流做功几种形式。

  师:演示电流通过玩具电动机小叶轮发生转动,问电能转化为什么?

  电流通过做功转化为光能。

  师:将电炉插头插进教室电源插座,使炉子发红发热,问电能又转化为什么?

  电流通过做功转化为炉子的热能。

  3.电功大小的几个因素。

  ①电功公式引导

  师:影响电功大小的因素不止一个,可能是电压的大小,可能是电流的大小,也可能是通电时间的长短。下面我们再对课本图9-1实验进行控制变量实验来研究。

  师:闭合开关,电动机运转,砝码提起。问这说明什么?

  电流做功,电能转化为砝码的势能。提得越高势能越大,表示电流做功越多。

  师:保持相同的通电时间,用滑动变阻器改变电压和电流,先后做两次,分别用电压表和电流表测出电压和电流的值,并比较砝码被提升的高度。要求学生讨论,教师归纳。

  在通电时间相同的情况下,电压越大,电流越大,砝码被提升得越高,表示电流做的功越多。

  师:保持电压和电流不变,改变通电时间的长短,比较砝码被提升的高度。问看到什么?说明什么?

  保持电压和电流不变,通电时间越长,砝码被提升得越高,电流做的功也越多。

  师:可见电功的大小与电压大小、电流大小以及通电时间长短有关。

  实验表明,电流在某段电路上所做的功,与这段电路两端的电压,通过该电路电流强度以及通电时间成正比。

  W=Uit就是电功的计算公式

  电功的单位

  师:W=Uit就是功的计算公式

  ②电功的单位

  师:W=Uit??1焦耳=1伏特×1安培×1秒

  其中焦耳就是第一册学过的机械功的单位,符号J。

  焦耳这个单位很小,用起来不方便。

  如:通过手电筒电灯泡的电流,每秒做功大约是1焦耳。运动中的电力机车,电流每秒钟做功达几百万焦耳。所以生活中常用“度”作为电功的单位。

  1度=3.6×106焦耳

  4.电能表。

  师:展示电能表实物或挂图。根据你们已有知识请回答它有什么作用?最后师总结归纳。

  电能表(俗称电度表)是测量电功的仪器。

  读数方法:电能表的计数器上前后两次读数之差、就是这段时间内用电的度数。例:家里月初3246.8度,月底3264.4度,这个月家里耗电是18.6度。

  表面“220V5A”是表示接在220伏电压上使用,允许通过最大电流为5安培。

  三、巩固练习

  1.某用电器的电阻是24欧姆,当0.5安培的电流通过时,每分钟电做的功是多少?

  分析与解答:先根据欧姆定律公式求出用电器的两端电压U,再利用W=UIt公式即可求出电动W。

  U=IR=0.5安培×24欧姆=12伏特

  W=UIt=12伏特×0.5安培×60秒=360焦耳

  即每分钟电流做的功是360焦耳

  像这类题目,用W=I2Rt公式来计算电功是比较方便的解法。如W=I2Rt=(0.5安培)2×24欧姆×60秒=360焦耳

  2.两盏灯灯丝电阻分别为R1和R2,且已知R1>R2,现将它们并联在同一电源上,在相等的时间内,电流通过灯丝电阻所做的功为(???)。

  A.W1>W2

  B.W1<W2

  C.W1=W2

  D.无法确定

  分析与解答:两盏电灯并联,加在灯丝两端的电压相等,而U1=U2,时间相同,即t1=t2。根据并联电流与电阻成反比,R1>R2,所以I1>I2,由公式W=UIt可知,在电压和时间一样下,W与I成正比,所以W1<W2,选择B。

  3.某同学在某月初和月底,两次观察了家里“220V3A”的电能表,并从电能表的计数器上先后记下如左图所示的两组数字。请你算一算,该月同学家里用了几度电?

  分析与解答:一般电能表上的计数口袋共有5个字码小窗,最右边的红色小窗是表示小数点的下一位,所以该月该同学家共用去“8236.7度-8229.1度=7.6度”的电。

  四、小结

  1.电流通过用电器可以做功。

  2.电流做功过程就是电能转化为其他形式能的过程。

  3.电功的几个因素,即W=UIt,W与U、I、t成正比。

  4.电功的单位:焦耳、常用的为度,1度=3.6×106焦耳。

  5.电能表的功能及计数。

  五、作业

  1.课本P109练习①②③④。

  2.选用课时作业优化设计。

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