第十七章、電能與電功率《課標》要求：1．結(jié)合實例認識功的概念。知道做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。解讀：《標準》的第一點要求是“認識功的概念”，定位在“認識”水平上。第二點要求是“知道做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程”，定位在“了解”水平上。第二點要求是對第一點要求的解釋。這里要求結(jié)合實例，從能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程來認識功的概念。具體表現(xiàn)是能從常見的現(xiàn)象中體會物理學中功的含義。由于功的概念是比較抽象的，學生要認識功，必須經(jīng)歷一個較長的過程，因此，關(guān)于功與能的關(guān)系要滲透到8~9年級物理教學的各個部分去。而在初中階段更多的是通過實例去讓學生領(lǐng)悟，不是著眼于功的定義上。列舉的實例和實驗應是學生生活中常見的事例和現(xiàn)象，如風吹帆船航行、打“保齡球”打臺球、電燈發(fā)光、電鈴發(fā)聲、電車行駛、流動的水推動水輪機轉(zhuǎn)動、燃燒的氣體使火箭起飛等，要讓學生通過分析各種事例中的能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，都是通過做功的過程來實現(xiàn)的。標準列舉的例子是對第二項要求的說明。2．理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系，并能進行簡單計算。能區(qū)分用電器的額定功率和實際功率。解讀：標準的第一點要求是“理解電功率與電流和電壓之間的關(guān)系，并能進行簡單計算”，屬“理解”水平；要求通過實驗探究，歸納分析電功率與電流和電壓的關(guān)系，從而得出電功率的計算公式，并能應用公式進行簡單地計算。而不是直接從電功公式推導出電功率的公式，這樣作的好處是突出了探究過程，進行了實驗技能的訓練，加深了對電功率的理解。標準的第二點要求是“能區(qū)分用電器的額定功率和實際功率”，屬于“理解”水平。電功率的概念在生活中應用較為廣泛，是各種家用電器的一項重要指標，此項標準體現(xiàn)了與生活的聯(lián)系。要區(qū)分電器的額定功率和實際功率，必須要通過實驗探究過程，才能真正地理解，因此，應強調(diào)學生自己進行實驗，探究用電器的額定功率和實際功率。評價時應突出學生在實驗探究電功率、用電器的額定功率與實際功率的過程中在技能、方法、情感態(tài)度與價值觀方面的發(fā)展情況。還應注意學生應用電功率的知識和技能解決實際問題的能力，如能否根據(jù)電器的銘牌確定其額定功率，在選擇電器時，有無節(jié)能意識等。3．通過實驗探究，知道在電流一定時，導體消耗的電功率與導體的電阻成正比。解讀：標準首先要求通過“實驗探究”，讓學生經(jīng)歷探究的過程，屬于體驗性目標“經(jīng)歷”水平；“知道在電流一定時，導體消耗的電功率與導體的電阻成正比”，屬于“了解”水平。標準突出讓學生經(jīng)歷基本的科學探究過程，學習科學探究方法，發(fā)展初步的科學探究能力，形成尊重事實、探究真理的科學態(tài)度。通過探索物理現(xiàn)象，揭示隱藏其中的物理規(guī)律，并將其應用與生產(chǎn)生活實際。設置本主題的另一目的是發(fā)展學生勇于探究日常生活中的物理道理，有將科學技術(shù)應用與日常生活、社會實踐的意識。如在生活中導線與用電器是串聯(lián)在一起的，通過它們的電流是一樣的，而用電器的電阻比導線的電阻大的多，根據(jù)在電流一定時，導體消耗的電功率與導體的電阻成正比的道理，因而用電器耗的電比導線耗的電要多的多。標準沒有將焦耳定律列入主題，原因是本主題已含蓋了焦耳定律的內(nèi)容。評價時應注意學生在過程中的表現(xiàn)，以及在技能與方法方面的發(fā)展；能否解釋生活中的一些常見現(xiàn)象等。二、本章教材分析1．本章概述：電功、電功率和電能，是描述各種電器工作過程與狀態(tài)的相互關(guān)聯(lián)的三個重要概念。由于機械功的概念是建立在力和力的方向上通過距離的乘積上的。若這里將電功也用機械功的兩個必備要素來說明，對初中生來說是比較困難的。因此，教材采取從電能的轉(zhuǎn)化中引出電功概念。這不僅引導學生學應用“做功會導致能量轉(zhuǎn)化，反過來能量轉(zhuǎn)化也一定有某種力在做功”這樣的逆向推理方法，同時也讓學生領(lǐng)悟人類應用能量，必須通過做功導致能量轉(zhuǎn)化這一途徑。為了讓學生確信電做功這一事實，教材在引出電功概念之后，緊接著安排讓學生認識電能表，使學生知道電功是可以直接進行測量的。教材在這里沒有給出了電功的計算公式，并不是電功計算公式不重要，因為在后面的電熱計算中會出現(xiàn)這方面內(nèi)容。教材強調(diào)功與能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，目的讓學生領(lǐng)悟能量轉(zhuǎn)化的過程就是通過做功過來實現(xiàn)的，進而接受電功概念。本章安排了“電能與電功”“探究燈泡的電功率”“探究電流熱效應跟電阻的關(guān)系”“怎樣使用電器正常工作”四節(jié)內(nèi)容。第一節(jié)，首先從電能的轉(zhuǎn)化引出電功概念，再介紹電能表測量電功，目的就是引導學生感悟電力做功的客觀存在性。同時讓學生從功與能轉(zhuǎn)換關(guān)系上認識電功，即引導學生從做功一定能導致能量轉(zhuǎn)化的反向去思考，能量的轉(zhuǎn)化也一定存在電力在做功的事實。這樣雙管齊下，學生接受電功概念比較容易。第二節(jié)，沿著從生活走向物理的路子，引導學生認識電功率概念。教材從電器銘牌上的參數(shù)意義入手，采用讓學生表象的手段，借助電功概念引出電功率的表達式。接著通過分析論證和實驗探究兩個途徑探究燈泡的電功率跟哪些因素有關(guān)。第三節(jié)，開門見山引出電熱效應并簡述電熱的實質(zhì)，由此，符合邏輯地提出電熱跟導體電阻是否有關(guān)和有怎樣關(guān)系？的問題。再通過兩種電路中電器發(fā)熱不同的事實，引導學生探究“電熱跟電阻是成正比還是反比”這一具體的問題。接著還是采用分析論證和實驗探究兩條途徑引導學生探究。最后，說明研究電熱的意義和介紹焦耳定律以及電功的計算式，說明電熱的應用和控制。第四節(jié)，教材通過“觀察小燈泡的亮度”、“測算小燈泡的電功率”和“一個例題”三個活動來引導學生理解額定電壓和額定功率兩個概念?？梢?，本章是以電能的轉(zhuǎn)化為核心展開的。如電能轉(zhuǎn)化過程意味電力做功，電能轉(zhuǎn)化快慢意味電力做功快慢，即電功率，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，即電熱效應。2．編寫特點：1．堅持從生活走向物理和從物理走向社會的理念，如第二節(jié)和第三節(jié)內(nèi)容的編排，就是從學生身邊的物理事實出發(fā)，用電器銘牌上的參數(shù)意義來引導學生認識電功率、額定功率和額定電壓概念和電熱跟電阻的關(guān)系。2．重視過程經(jīng)歷與方法指導，如探究電功率與哪些因素有關(guān)和電熱跟電阻是成正比還是反比，以及觀察小燈泡的亮度和測算小燈泡額定功率等活動的安排，就是要讓學生經(jīng)歷這些活動過程，學習應用分析論證和觀察實驗的方法。又如在認識電功概念中應用逆向思維的方法等。3．圖文并茂貼近生活，如電能轉(zhuǎn)換中的應用圖例和電器銘牌展示圖例等，這些都是學生比較熟悉的內(nèi)容。3．課時安排：本章教學每節(jié)用1課時，復習評價1課時，全章教學計5課時。17．1電能和電功全章引言：進入本章教學時，教師首先應對學習本章內(nèi)容的意義作出說明。電能的開發(fā)和利用，是人類認識自然的過程中取得的具有劃時代意義的光輝成就?，F(xiàn)代社會幾乎處處都離不開使用方便，又是最清潔的電能。因此，對我們初中生而言，認識電能，了解電能是怎樣被我們利用的，以及怎樣正確使用電能和計量電能是很有必要的。通過本章學習，同學們會知道“什么是電功、電能跟電功的關(guān)系是什么，怎樣計量電能；什么是電功率，它跟哪些因素有關(guān)；什么是電熱效應它跟電阻有怎樣的關(guān)系；怎樣使用電器正常工作”等一系列與電能有關(guān)的知識。引言的目的是從電能的廣泛應用上激發(fā)學生學習使用電能方面的知識，讓他們從身邊的電能應用中，感受到初中生必須懂得這些知識，進而啟發(fā)他們學習的愿望。1、教學目標知識與技能1．能從電能轉(zhuǎn)化的角度認識電功概念，會讀電能表。2．知道電功可以通過電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的多少來量度，知道電功和電能的單位是相同的，能區(qū)別電能和電功兩個概念。過程與方法3．從認識功的概念過程中學習類比和逆向思維的方法。4．經(jīng)歷電能表的觀察和相關(guān)計算活動過程，學會讀計電能表。情感、態(tài)度與價值觀 5．認識電能的應用價值，進而領(lǐng)悟人類應用能量都是通過能量轉(zhuǎn)化或傳遞的形式實現(xiàn)的道理。2、教材說明教材首先借助圖文結(jié)合的方式說明電能的各種應用都是通過做功的方式實現(xiàn)的，通過逆向思維方法引導學生認識電功概念，并介紹電功單位。接著介紹測量電功的儀表——電能表，以及它的計讀方法?？梢姡滩囊噪娔艿霓D(zhuǎn)化為核心展開，引出電功和它的單位，以及電功測量的儀表，最后回到導致電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是電功上來，突顯了本節(jié)課的節(jié)標——電功與電能。3、教學建議本節(jié)設了兩個段標，即“電能與電功”和“用電能表測量電功”。建議本節(jié)課用“組織學生通過能量轉(zhuǎn)化才能獲得應用的事實，來認識電功和電功的單位”“引導學生觀察電能表，介紹電能表的計讀方法”兩個方面來完成。其中電功概念的引出和電功與電能之間的關(guān)系說明尤為重要。本節(jié)教學有兩個引言，一是全章引言，二是本節(jié)引言。引言教學參考：電能的開發(fā)和利用，是人類認識自然的過程中取得的具有劃時代意義的光輝成就?，F(xiàn)代社會幾乎處處都離不開電能。這是因為電能不僅使用方便，而且又是最清潔的能源。初中生認識電能，了解電能是怎樣被我們利用的，以及怎樣正確使用電能和計量電能是很有必要的。通過本章學習，同學們會知道“什么是電功、電能跟電功的關(guān)系是什么，怎樣計量電能；什么是電功率，它跟哪些因素有關(guān)；什么是電熱效應，它跟電阻有怎樣的關(guān)系；怎樣使電器正常工作”等一系列與電能有關(guān)的知識。全章引言力圖學從電能廣泛應用的價值上，激發(fā)學生學習電能知識的興趣，讓他們從身邊電能的應用中，感悟到這些知識的重要性，進而產(chǎn)生學習的愿望和動力。首先讓我們來認識電能是怎樣被我們所利用的，進而了解什么是電功？電能與電功教材在這一段標下安排了“了解電功”的活動，目的是引出電功的概念。盡管課標并沒有強調(diào)電功概念，但它是建立電功率概念的基礎(chǔ)，所以讓學生了解電功是非常必要的。因此教師要引導學生看圖17-1中（a）、（b）、（c）、（d）四輻圖，以及圖下的文字，并要求他們完成圖下文字的填空。當學生完成了填空任務后，教師要向?qū)W生重點說明三點：1．所有能量的利用，都必須通過轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的途徑，電能也不例外。2．我們知道機械功會使機械能發(fā)生轉(zhuǎn)化。例如，物體在自由下落的過程中，重力做功導致勢能轉(zhuǎn)化為動能。于是，我們反過來思考，當物體機械能發(fā)生轉(zhuǎn)化的過程中，就一定是機械功的結(jié)果。與此類似，當電能發(fā)生轉(zhuǎn)化的過程中，也一定是某種功的結(jié)果。物理學中把這種使電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的功，叫做電功。3．能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少，可以用電功的大小來量度，因此電功的單位跟能的單位是相同的，即焦耳。電功的符號用W，電功單位符號為j。生活中常用千萬時（俗稱“度”）表示電功單位，符號為。=×106j。在這三個重點說明之后，要讓學生閱讀教材中給出的可以使常見家用電器正常工作的時間表。目的是讓學生感受1度電的大小和價值。用電能表測量電功教材在這里安排了“用電能表測量電功”的目的有兩個，一是讓學生確認電功是客觀存在的，它雖然不像機械功的過程那樣能被我們看得見，但我們可以通過儀表對它進行測量。二是認識電能表。因此，我們在教學中要力爭做到：1．給學生展示家用電能表，通常稱電度表。說明它是用來測量電功，或記錄電路消耗電能的儀表。告訴學生電進入家庭時，首先要進入電能表，因此家家戶戶都配有電能表。2．引導學生一邊看圖，一邊對照實物，了解電能表表盤上的字樣和符號的意義。例如，表盤上方數(shù)字欄中通常有5位數(shù)字，最后一位，即最右邊一位是小數(shù)位，在記錄時，一般不讀。數(shù)字欄下方我們可以看到表內(nèi)鋁質(zhì)轉(zhuǎn)盤的部分，當轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時，表示電能表在工作。轉(zhuǎn)盤的下方兩排數(shù)字和符號分別表示電能表的額定電壓、額定電流和消耗1度電表盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)。如220V10（20）A50Hz1250盤轉(zhuǎn)數(shù)，表示該電能表額定電壓220V，額定電流10A，短時間允許最大電流不超過20A，50Hz表示該表應在頻率為50Hz的交流電路中工作，1250表示消耗1千萬時，即1度電時，表盤轉(zhuǎn)過1250轉(zhuǎn)。3．建議教師制作一個家庭電路示教板在課堂上演示，并讓學生觀察當示教板接通電路后，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動情況。4．利用教材上給出的例子，即3、4兩個月份之間兩次記錄電能表的讀數(shù)分別為270和365。那么，這段時間內(nèi)消耗電能為95。可見，本節(jié)課的重點是通過電能的轉(zhuǎn)化和功與能之間的關(guān)系，建立電功概念，以及了解電功的測量。但核心是電功概念的建立和功與能之間關(guān)系的認識。4．教學評價課堂測評1．使用電爐和電動機的過程中，分別是什么