第九章 B 电功 电功率

执教：上海市长宁区教育学院 陆李杨

一、教学任务分析

“电功 电功率”是在对电路中电压、电流和电阻认识的基础上，从做功和能量转化的角度进一步认识电路。学生在初中阶段对电功和电功率已经有一定的了解，通过本节的学习，不仅要引导学生正确理解电功和电功率等概念，更要使学生将能量转化及守恒的思想由机械能、内能等形式的能之间的相互转化和守恒，拓展到电能、机械能、内能和化学能等多种形式的能之间的相互转化和守恒。

以图片、实验等形式创设情景，通过对问题的讨论，引入学习电功、电功率，以及额定功率、实际功率等。

在学习电功时，与动能、重力势能变化类比，使学生能运用“类比”的科学方法，同时进一步认识能量转化及守恒是自然界普遍遵循的基本规律，渗透辨证唯物主义观点的教育和节约能源、勤俭节约的优良传统。在学习额定功率和实际功率时，通过演示灯泡工作时功率的变化情况，培养学生观察能力和利用实验分析和处理实际问题的能力，并结合”两纲”教育的内容，对学生进行安全意识的教育。在研究节日小彩灯的连接方式的过程中，感受“实验探究”的方法，培养学生的观察、分析、判断、推理、归纳等能力。

二、教学目标

1．知识与技能

（1）理解电功、电功率。

（2）理解额定功率、实际功率。

（3）理解简单的串联、并联组合电路中的电功、电功率。

2．过程与方法

（1）通过从能量转化和守恒角度对电功概念的深入学习过程，认识“类比”的科学方法。

（2）通过对小彩灯连接方式的研究过程，认识“实验探究”的方法。

（3）通过观察灯泡工作情况的变化，懂得用观察和实验处理实际问题的方法。

3．情感、态度价值观

（1）通过本设计的学习，增强节约能源、勤俭节约的意识。

（2）通过对灯泡的实际功率的学习，提高安全用电意识。

三、教学重点与难点

重点：电功和电功率。

难点：（1）区别额定功率和实际功率。（2）正确分析用电器不同连接方式中，用电器两端的电压与通过用电器的电流。

四、教学资源

1、器材

演示实验：① 电源（6-8V）、小电动机、电解槽。②电源（6-8V）、小灯泡（3.8V、0.3A）、伏特表、电流表、滑动变阻器（1.5A 50Ω）、电键。③电源、彩灯。④投影仪。

2、图片

印有额定功率和额定电压的小家电的图片。如：电风扇、电热水瓶、电熨斗、吸尘器、电冰箱、电灯等家用电器图片等。

五、教学设计思路

本设计内容包括三个方面：一是电功；二是电功率以及额定功率和实际功率；三是串联、并联串联、并联组合电路的特点。

本设计的基本思路是：从生活中家用电器工作中的能量变化，引入学习电功，进而对机械能、动能和势能的类比，推导出电功的计算公式。通过比较不同的用电器电流做功的快慢，理解电功率的概念，并结合实验，学习额定功率和实际功率。从对节日小彩灯连接方式的探究中，理解串联、并联组合电路，以及电路中各用电器两端的电压和通过的电流。

本设计要突出的重点是电功和电功率。方法是：以实验和分析为基础，根据学生在初中和前阶段学习时已经掌握的相关知识，结合学生的亲身体会，应用实验以及对实例进行分析，理解电功和电功率。

要突破难点是：额定功率和实际功率以及会分析用电器不同连接方式中，用电器两端的电压和通过用电器的电流与电功率之间的关系。方法是：通过小灯泡亮度变化的演示实验以及书上的示例分析，使学生理解额定功率和实际功率；通过小彩灯（有条件的学校做学生实验）的演示实验，探究其连接方式，结合书上的示例分析，知道串联、并联组合电路的特点。

本设计强调问题讨论、交流讨论、实验研究、教师指导等多种教学策略的应用，重视概念、规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育。通过学生主动参与，培养其分析推理、比较判断、归纳概括的能力，感受“类比”、“实验探究”等科学方法，并在教学中注重挖掘”两纲”教育的内容，使之自然结合到物理课堂教学中。

完成本设计的内容约需1课时。

六、教学流程

1、教学流程图

2、流程图说明

情景Ⅰ 图片展示1

电风扇、电热水瓶、电熨斗、吸尘器、电冰箱、电灯等家用电器图片。

设问1：驱动这些家用电器的能量来自何处？

活动Ⅰ 理论推导

导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功的表达式。

活动Ⅱ 演示实验1

电动机、电解槽的工作过程。

设问2：电流做的功是否全部转化为电能？

情景Ⅱ 图片展示2

电风扇、电熨斗、电冰箱、吸尘器、电灯等家用电器图片。

设问3：如何比较在相同时间内这些家用电器做功的大小？它们铭牌上的数据代表什么意思？

活动Ⅲ 演示实验2

用电源、小灯泡、伏特表、电流表、滑动变阻器、电键组成电路，移动滑片，观察小灯泡亮度的变化情况。

设问4：为什么小灯泡的亮度会发生变化？

活动Ⅳ 学习示例1

分析示例1，完成“大家谈”。

活动Ⅴ 演示实验3

探究节日小彩灯的连接方式。

设问5：为什么取下一个小灯泡，其余的灯泡照样能发光？

活动Ⅵ 学习示例2

知道串联、并联组合电路中用电器的电压、电流。

3、教学主要环节

本设计可分为三个主要的教学环节。

第一环节，通过生活中家用电器工作中的能量转化，引入电功，知道导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动时，电场力对电荷做功。

第二环节，通过讨论、交流，理解电功率的概念；通过演示实验，理解额定功率、实际功率的区别。

第三环节，通过实验探究，理解串联、并联组合电路中电功、电功率的分配关系。

七、教案示例

（一）情景引入

1、图片展示，提出问题

展示电风扇、电热水瓶、电熨斗、吸尘器、电冰箱、电灯等家用电器图片。

【设问1】通过高一的学习我们知道，自然界中各种形式的能量总和是守恒的，这些家用电器不会无缘无故地自动工作的，那么驱动这些家用电器的能量来自何处？

2、导入新课

电路中的电能是怎样被释放并转化为其他形式的能？

（二）电功

在学习机械能的时候，我们看到物体的重力势能和动能之间的相互转化是通过重力做功实现的。实验发现，不仅是重力势能与动能间的相互转化需要做功，任何其他两种不同形式的能量之间要发生相互转化都必须通过做功才能够实现。

举例说明家用电器工作时，电能转化为其他形式的能，说明有做功过程，那么是谁做的功呢？

1、定义：电流做的功简称为电功。

电流如何做功的呢？通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，那么电场力对定向移动的电荷做功吗？

做功，而且做正功。电能通过电流做功转化为其他形式能。

上一章里学过电场力对电荷的功，若电荷在电场力作用下从A搬运到B，AB两点间电势差为U_AB，则电场力做功W＝qU_AB。

对于一段导体而言，两端电势差为U，把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W＝qU，在导体中形成电流，且q＝It（在时间间隔t内搬运的电量为q，则通过导体截面电流为I，I＝q/t），所以、这就是电路中电场力做功即电功的表达式。

2、表达式：W＝UIt

3、实质：能量的转化与守恒定律在电路中的体现。

4、单位：W——焦耳；U——伏特；I——安培；t——秒。

5、物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。

6、电功与电热

【设问2】电流做的功是否总是全部转化为电能？

【演示实验1】电动机、电解槽的工作过程。

纯电阻电路：W＝UIt＝I²Rt＝Q

非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不再适用。

电功：W＝UIt≠I²Rt；电热：Q＝I²Rt≠UIt

7、实际应用

图片展示：电风扇、电熨斗、电冰箱、吸尘器、电灯等家用电器图片。

【设问3】如何比较相同时间内不同家用电器电流做功的大小？它们铭牌上的数据代表什么意思？

（三）电功率

1、定义：电流所做的功跟完成这些功所用的时间的比值，称为电功率。

2、电功率是表示电流做功快慢的物理量。

3、电功率的计算公式：P＝W/t ＝UI

4、单位：P ——W（瓦特）；U —— V（伏特）；I——A（安培）。

5、电功率的物理意义：单位时间内消耗掉的电能，或单位时间内电能转化为其他形式的能的数量。

6、适用条件：适用于任何电路。

（四）额定功率和实际功率

为了使用电器安全、正常地工作，对用电器工作电压和功率都有规定数值。

（1）额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。一般说来，用电器电压不能超过额定电压，但电压低于额定电压时，用电器功率不是额定功率，而是实际功率。

（2）实际功率P ＝UI，式中U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。

（3）额定功率和实际功率的关系。

【演示实验2】用电源、小灯泡、伏特表、电流表、滑动变阻器、电键组成电路，移动滑片，观察小灯泡亮度的变化情况。

【设问4】为什么小灯泡的亮度会发生变化？ U_实际＝U_额定时用电器正常工作 ，此时P_实际＝P_额定。一般情况P_实际≤P_额定。

【讨论】（1）示例1；（2）大家谈。

（五）串联、并联组合电路

【演示实验3】探究节日小彩灯的连接方式。

【设问5】为什么取下一个小灯泡，其余的灯泡照样能发光？

【讨论】示例2。

（六）总结

略。

（七）作业布置

略。

发布时间：2013/6/7 下午1:25:41  阅读次数：2400