高二年级物理电功教案

物理电功教案(一)教学目的

1.掌握电功的概念：知道电流做功的常见形式是推动机械做功，使导体发热发光等;理解电功的公式(W=UIt)和单位(焦);能综合欧姆定律和电功公式计算用电器(只限于一个)的电功。

2.知道电度表的用途和读数方法。

(二)教具

1.课本上电流做功把砝码提起来的实验装置;电键一只。

2.电动玩具汽车一只。

3.带灯座的小灯泡(或电阻丝)一只。

4.电度表挂图(或实物)。

(三)教学过程

1.复习提问

(l)过去学过力可以做功，怎样才算力对物体做了功?(答：力使物体在力的方向上移动一段距离，就算力对物体做了功)

(2)你能举出日常见到的做功的例子吗?

(教师引导学生答：水流推动水轮机做功，汽车、电车的牵引力带动车辆行驶做功等。)

2.讲授新课

(1)电流可以做功：电车的牵引力实际是由电动机产生的，电动机是通了电流才工作的。所以，电车行驶，实际上是电流做功的结果。

(演示：玩具电动汽车的行驶)

(2)电流做功的表现形式是多种多样的：电流通过电动机可以做功，那么电流通过电灯时发光。电流通过电炉时发热，算不算做功呢?

在这里我们应把“功”的概念加以扩大。用电动机移动物体或使机械转动，是电流做功的一种表现。电流使导体发热、发光，是电流做功的又一种表现。总之，电流做功的现象很多，例如电流通过电铃发声，电子表显示数字，电视机显示图像等，都是电流做功的表现。

(3)电流做功多少跟什么有关系?

演示课本图9-1的实验时，电流和电压应采用大型的示教电表来显示。实验分两步：

①用变阻器改变电流和电压，观察在相同时间内做功的多少。

首先指明：砝码被提升越高，表示电流做功越多。

先将变阻器滑片移至某位置(使接入电阻较大)，闭合电键，观察砝码上升的时间和高度(通电时间由电键控制)，并记下电流、电压值。

再将变阻器滑片移至另一位置(使接人电阻较小)，闭合电键，观察相同时间砝码上升的高度，并记下电压、电流值。

比较两次实验，得出：

在相同时间内，电压和电流越大，电流做功越大。

②保持电压和电流不变，通电时间越长，电流做功越多。

(这一步可以不做实验，直接推出。)

指出：上述实验，所得出的电功与电压、电流和通电时间的关系，是定性关系。如果把实验做得精确些，可以得出：电功跟电流、电压、通电时间都是正比关系。如果电压U用伏做单位，电流I的单位用安，时间t的单位用秒，电功W的单位用焦，则有

W=UIt

应当提醒学生注意两点：一是公式中的W、U、I均指电路中同一段电路(即某个用电器)而言;二是W、U、I、t必须统一采用国际单位制。

(4)电功的计算。

(把课本图9-1的实验装置中的电动机换成小灯泡，做两次改变电压(取整数)电流的实验，通电时间都取10秒钟。让学生观察灯泡的亮度，并根据实验数据计算两次电流做功的大小)

提问：把重为1牛的物体举高1米所做的功是多少?(答：l焦)这些功如果由电动机完成，那么，电流所做的功是不是1焦呢?

(引导学生分析：电流做功的表现是多种多样的，电流通过电动机时，除了提举重物做功外，电流也会发热做功，因此电流的功为这两部分功的和。这就是课本图9-l的实验不定量的原因。因此在选用电动机时，发热愈小的效率愈高。)

列举常用电器工作时，1分钟能做的功：如手电灯泡为几十焦，照明灯泡为几百至几千焦，洗衣机为几万焦。

由于焦这个单位很小，生活中常用“度”作电功的单位：

l度=3.6×106焦。

(5)电能表(俗称电度表)。

出示电度表挂图(或实物)。让学生观察并读出读数。

指出电流做功时，表的转盘就转动(盘的边缘有个红点显示转动)，每转3000转，耗电1度。表面上最后的数字是小数点后的一位数。

最后结合课本图9-4介绍1度电的作用，对学生进行节约用电的教育。

3.巩固练习

(1)电流做功有哪些表现?(列举常见的实例来说明)电功的大小由什么决定?

(2)把同一个灯泡先后接到220伏和110伏的电路中，则电流在相同时间内所做的电功之比：

A.2∶1;B.1∶2;C.4∶1;D.1∶4。

(3)一盏电灯所用的电压是36伏，电流是1.5安，通电50分钟，电流做了多少功?

(4)一个电炉通电4小时耗电6度，所用的电压是200伏，通过电炉丝的电流是多少?

这四道题应预先写在黑板上。让学生在课堂上回答和计算。学生回答第2题，可能有争议，有的选A，有的选C，教师可让选C的学生说明理由，然后提问：对同一个用电器只改变电压，而不改变电流是否可能?对不同阻值的用电器，电压相同时电流是否相同了引导学生用电功公式结合欧姆定律分析问题;对同一用电器I∞U，因此U增2倍，I亦增2倍，故W增4倍;对不同R的电热器，U相同时，I与R成反比，故W亦与R成正比)

4.家庭作业

如果巩固练习第3、4题在课堂上没有时间完成，可留为作业，课本习题一第1题也可留做作业。

5.板书设计

第九章电功和电功率

电功

电流做功的各种表现：

电动机牵引物体或带动机器转动

电炉发热

电灯发光

凡是通过电流引起的任何变化，都是电流做功的表。电功大小与什么有关?

电功公式W=UIt

注意：公式中各个量是对同一段电路而言。

各个量应统一采用国际单位制单位。

电功单位：焦

常用单位：度

1度=3.6×106焦

电度表用来测定电功的一种仪表。

(四)设想、体会

这节课的内容，表面上看较简单。学生学习也不会有什么困难，实际上隐含着两个疑点：一个是从力学的功过渡到电功，另一个是由定性实验后直接给出电功公式。但这两点都不能用扩展知识的办法去解决，而只能从现象的分析中加深学生的印象，使学生达到表观上的掌握。

例如，教学中强调：电流做功要引起各种变化，或牵引物体运动、或发热、发光、发声，或引起化学反应……，凡是电流引起的任何变化，都是电流做功的表现。反之，如果电流不引起任何变化，例如电流通过电阻很小，甚至电阻为零(超导体)的导体，不产生热效应，也不产生其它效应，则虽有电流但都不做功。这样学生虽然没有掌握电功的概念的内涵(电能转换为其它形式的能)，却掌握了电功的全部外延。

又如，引出电功公式后，在教学中加了一个电流通过灯泡做功的实验和计算。这个实验和课本图9-1的实验可起到相辅相成的作用：图9-l为电流通过电动机提起的砝码做功，这个。实验为电流产生热做功。图9-l的实验为定性地探索电功与什么有关，为引出电功公式提出依据，这个实验则是承认电功公式正确，定量地测量和计算，以加深巩固电功知识。这样就弥补了定性实验引出定量关系之不足，也从力和热两方面显示了电功的效果。

在新课授完后，安排了四道巩固练习题，其目的一方面是小结、巩固这节课的知识，另一方面是综合应用所学知识培养学生分析和解决问题的能力。例如，电功与电压、电流和时间三个量有关，探索它们间的关系时，在物理学研究中总是让其它量保持不变，让应变量随一个自变量而变化，依此类推。这是物理学研究问题的基本方法。在电功的实验中，电压和电流却是同时变化以引起电功变化的。这就要联系到欧姆定律来分析。学生常易犯的错误如电压(或电流)增大2倍，电功亦增大2倍。这是由于孤立分析、顾此失彼所致，本题即为纠正这种错误而设计的。

引出电功公式后，提醒学生注意公式中各量应对同一电路取值并且要统一单位，这也是学生容易忽视的。

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