《電能電功》教案教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：了解電能概念，知道電能的單位；理解電功概念以及電功公式。能力目標(biāo)：在經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，會(huì)讀家用電能表，會(huì)通過(guò)電能表計(jì)算家庭電費(fèi)；通過(guò)“探究電功大小的影響因素”實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，體會(huì)科學(xué)方法的使用。情感目標(biāo)：通過(guò)電能獲取和利用的生活實(shí)例，了解電能和我們生活的關(guān)系，樹(shù)立節(jié)約用電的意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)：了解電能概念和電能的計(jì)量；理解電功概念和電功公式。教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)電功概念的理解教學(xué)過(guò)程時(shí)間教學(xué)環(huán)節(jié)主要師生活動(dòng)3分鐘7分鐘10分鐘2分鐘電能電能的計(jì)量電功課堂小結(jié)+布置作業(yè)【點(diǎn)PPT】同學(xué)們，這樣的夜景你看過(guò)嗎？每當(dāng)夜幕降臨,我們的城市燈火通明?？梢哉f(shuō)，電與我們的生活息息相關(guān)?！军c(diǎn)PPT問(wèn)】那么，我們生活中用到的電能是從哪兒來(lái)呢？【答】如水力、風(fēng)力發(fā)電廠把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，光伏發(fā)電站把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。核電站把核能轉(zhuǎn)化為電能。【點(diǎn)PPT】還有，各種各樣的電池，干電池、鋰電池、鉛蓄電池、紐扣電池。【點(diǎn)PPT】隨著環(huán)保意識(shí)和科技的發(fā)展，越來(lái)越多的新能源電動(dòng)車走進(jìn)我們生活中，它的核心就是電池。對(duì)外供電時(shí)，這些電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。【點(diǎn)PPT】各種各樣的發(fā)電廠，以及各種各樣的電池，把不同形式的能轉(zhuǎn)化為電能，供人們使用?！军c(diǎn)PPT】而在生活中，電能的利用無(wú)處不在。電燈將電能轉(zhuǎn)化為光能，為我們照明；充電寶在充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)?！军c(diǎn)PPT】電飯鍋、電熱水壺將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，用于煮飯、燒水?！军c(diǎn)PPT】風(fēng)扇中的電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能使扇葉旋轉(zhuǎn)；電吹風(fēng)在高溫檔工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，加快頭發(fā)水分的蒸發(fā)?！军c(diǎn)PPT】各種各樣的用電器，把電能轉(zhuǎn)化為不同形式的能?！军c(diǎn)PPT】每個(gè)家庭每天都在消耗電能，生活中電能的常用單位是千瓦時(shí)，俗稱“度”。國(guó)際單位制中，電能的單位是焦耳（J）【問(wèn)】1度和1焦耳又是什么關(guān)系呢？1度=1kW·h=1×103W×3600s=3.6×106J【點(diǎn)PPT】其實(shí)在同學(xué)們的家中，都有計(jì)量電能的儀器。電能表，它可以測(cè)量出用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗多少電能。下面我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下機(jī)械式電能表?！军c(diǎn)PPT】這是計(jì)數(shù)窗口，用來(lái)顯示數(shù)字的窗口，從這里讀取數(shù)據(jù)【點(diǎn)PPT】這是轉(zhuǎn)盤：電能表工作時(shí)，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，是是否工作的標(biāo)志?！军c(diǎn)PPT】圓盤上方的數(shù)字以千瓦時(shí)為單位來(lái)顯示已經(jīng)用去的電能。【點(diǎn)PPT】電能表上有很多參數(shù)：“600revs/（kW·h）”表示接在這個(gè)電能表上的用電器，每消耗1kW·h的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)600轉(zhuǎn)?！军c(diǎn)PPT】“220V”表示這個(gè)電能表應(yīng)該在220伏的電路中使用。【點(diǎn)PPT】這個(gè)參數(shù)表示這個(gè)電能表在頻率為50Hz的交流電路中使用?！军c(diǎn)PPT】它表示這個(gè)電能表的標(biāo)定電流為10A，額定最大電流為20A。電能表工作時(shí)的電流不應(yīng)超過(guò)額定最大電流?！军c(diǎn)PPT問(wèn)】電能表是如何工作的呢？【播放視頻】電吹風(fēng)通電，開(kāi)始工作；同時(shí)電能表鋁制圓盤隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。我們來(lái)看看吧！一段時(shí)間后，電能上計(jì)數(shù)器的示數(shù)發(fā)生變化?！军c(diǎn)PPT】計(jì)數(shù)器的示數(shù)前四位是整數(shù)，最后一位是小數(shù)。例如，月初電能表的示數(shù)應(yīng)為840.1kW·h，月末電能表的示數(shù)應(yīng)為885kW·h?！军c(diǎn)PPT】電能表前后兩次示數(shù)之差，就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。所以本月消耗電能就是電能表月底示數(shù)減去月初示數(shù)為44.9kW·h?！军c(diǎn)PPT問(wèn)】如果某同學(xué)家所在地區(qū)每度電的電費(fèi)是0.6元，那么這個(gè)月應(yīng)交電費(fèi)多少元？【答】電費(fèi)應(yīng)該表示為44.9kW·h×0.60元/(kW·h)=26.94元【點(diǎn)PPT】隨著科技的發(fā)展，除了機(jī)械式電能表，我們的生活已經(jīng)有了更多方便使用的電能表。IC卡電能表在使用時(shí)，用戶將IC卡充值后插入電能表，電能表自動(dòng)讀取卡中金額。還有一種電子式電能表，其中沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁盤，靠?jī)?nèi)部的電子電路計(jì)算電能，示數(shù)由液晶板顯示。【點(diǎn)PPT】電能是人類生活、生產(chǎn)的重要資源，1度電可以做哪些事情？我們來(lái)了解一下吧！【播放視頻】沒(méi)想到，1度電的作用這么大！每人節(jié)約1度電，對(duì)資源和環(huán)境保護(hù)的作用也是非常顯著的。【點(diǎn)PPT問(wèn)】同學(xué)們請(qǐng)看，老師這有一個(gè)吊車玩具，請(qǐng)你觀察它的工作過(guò)程，說(shuō)說(shuō)在通電后，它將電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能？【答】通電后，電動(dòng)機(jī)將貨物提升，機(jī)械能增加，電能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能。【點(diǎn)PPT問(wèn)】電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程，是通過(guò)什么方式實(shí)現(xiàn)的？我們知道，能量的轉(zhuǎn)化要通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，搓手時(shí)，通過(guò)做功使內(nèi)能增加。電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程也可以說(shuō)是電流做功的過(guò)程。【點(diǎn)PPT】有多少電能發(fā)生了轉(zhuǎn)化就說(shuō)電流做了多少功，即電功是多少。電功這個(gè)物理量，我們用字母W來(lái)表示?！军c(diǎn)PPT問(wèn)】那么電流做功的多少可能與哪些因素有關(guān)呢？【答】同學(xué)是否發(fā)現(xiàn)，以上過(guò)程都是電流在做功，我們猜想電流做功的多少可能與電流的大小有關(guān)。電壓是產(chǎn)生電流的原因，那么電流做功的多少可能與電壓的高低也有關(guān)。根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，用電器工作時(shí)間越長(zhǎng)，消耗的電能越多，電流做功越多，電流做功的多少與通電時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。在這里，我們主要研究電流做功的多少與電壓、電流是否有關(guān)?！军c(diǎn)PPT問(wèn)】在研究多因素的問(wèn)題時(shí)，采用什么研究方法？【答】控制變量的方法【點(diǎn)PPT問(wèn)】下面我們就來(lái)探究電流做功多少與電壓高低是否有關(guān)。在這里，我們要改變電壓，進(jìn)而測(cè)量電流做功的多少。同學(xué)們，實(shí)驗(yàn)中要控制哪些物理量不變呢？控制電流I、通電時(shí)間t。【點(diǎn)PPT問(wèn)】如何實(shí)驗(yàn)?zāi)?？【答】電流做功的多少是不能直接測(cè)量的，但是我們可以用能量轉(zhuǎn)化的思想間接比較。這是連有電動(dòng)機(jī)的電路，閉合開(kāi)關(guān)，通電時(shí)電流做功，電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。同時(shí)，鉤碼被提升，鉤碼高度增加。電流做功越多，鉤碼被提升的高度越高。因此，我們可以通過(guò)觀察鉤碼被提升的高度來(lái)判斷電流做功的多少。這里是轉(zhuǎn)換的思想。【點(diǎn)PPT答】電路如何設(shè)計(jì)呢？根據(jù)剛才的分析，我們可以設(shè)計(jì)出這樣的電路圖，將兩個(gè)規(guī)格不同的電動(dòng)機(jī)串聯(lián)在同一電路中來(lái)改變電壓，同時(shí)控制電流大小和通電時(shí)間。為了比較兩個(gè)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓高低，還可以在電動(dòng)機(jī)兩端各并聯(lián)一塊電壓表。下面，我們一起來(lái)實(shí)驗(yàn)吧。【點(diǎn)PPT】根據(jù)電路圖連接電路，并且在兩個(gè)電動(dòng)機(jī)下方懸掛相同質(zhì)量的鉤碼。實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們先來(lái)觀察鉤碼上升的高度。這是兩個(gè)鉤碼的初位置?！静シ乓曨l】閉合開(kāi)關(guān)。鉤碼上升后，標(biāo)記鉤碼的末位置，可以得到鉤碼上升的高度?！军c(diǎn)PPT】再做一遍，這次我們觀察兩個(gè)相同量程的電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度?！静シ乓曨l】【點(diǎn)PPT問(wèn)】同學(xué)們觀察到了什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？【答】電壓表V1的示數(shù)要大于電壓表V2的示數(shù)，同時(shí)電動(dòng)機(jī)M1提升鉤碼的高度大于電動(dòng)機(jī)M2提升鉤碼的高度。也就是電流經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)M1做功較多。由此，我們可以發(fā)現(xiàn)在其他條件相同時(shí)，電壓高，電流做功多。改變電壓后再做實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)論相同。電流做功多少與電壓高低有關(guān)?！军c(diǎn)PPT問(wèn)】接下來(lái)我們?cè)賮?lái)研究電流做功多少與電流大小是否有關(guān)。這里要改變電流進(jìn)而測(cè)電流做功的多少。要控制哪些變量呢？電壓和通電時(shí)間?！军c(diǎn)PPT】如何設(shè)計(jì)電路呢？我們可以將兩個(gè)規(guī)格不同的電動(dòng)機(jī)并聯(lián)的方式來(lái)改變電流、控制電壓，將開(kāi)關(guān)安裝在干路上同時(shí)控制兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的工作。為了比較電流的大小，可以在各自支路上串聯(lián)一塊電流表。下面來(lái)實(shí)驗(yàn)！【點(diǎn)PPT】根據(jù)電路圖連接電路，在兩個(gè)電動(dòng)機(jī)下方懸掛相同質(zhì)量的鉤碼。閉合開(kāi)關(guān)后，我們還是先觀察鉤碼上升的高度。這是兩個(gè)鉤碼的初位置?！静シ乓曨l】閉合開(kāi)關(guān)，標(biāo)記鉤碼的末位置，可以得到鉤碼上升的高度?！军c(diǎn)PPT】再做一遍，觀察兩個(gè)相同量程的電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度?！军c(diǎn)PPT問(wèn)】觀察到了什么現(xiàn)象？【答】通過(guò)電動(dòng)機(jī)M1的電流較小，通過(guò)電動(dòng)機(jī)M2的電流較大，同時(shí)電動(dòng)機(jī)M1提升鉤碼的高度小于電動(dòng)機(jī)M2提升鉤碼的高度。也就是電流經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)M1做功較少。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們可以得到，在其他條件相同時(shí)，電流大，電流做功多。改變電流后再做實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)論相同。電流做功多少與電流大小有關(guān)。【點(diǎn)PPT】電流做功多少跟電流的大小、電壓的高低、通電時(shí)間的長(zhǎng)短都有關(guān)系。研究表明，當(dāng)電路兩端的電壓為U，電路中的電流為I，通電時(shí)間為t時(shí)，電功W=UIt。電壓的國(guó)際單位是伏特，電流的國(guó)際單位是安培，時(shí)間的國(guó)際單位是秒，電功的國(guó)際單位和機(jī)械做功一樣，是焦耳。那么，根據(jù)電功公式可以知道，1J=1V·A·s【點(diǎn)PPT】同學(xué)們，請(qǐng)你算一算，白熾燈接在220V的家庭電路中，通過(guò)它的電流為0.45A，使用1h，電流做了多少功？消耗的電能是多少？在這里，1h換算成國(guó)際單位應(yīng)該為3600秒。代入電功公式可得電功W=UIt=220V×0.45A×3600s=3.56×105J。消耗電能也應(yīng)為3.56×105J?！军c(diǎn)PPT】這是白熾燈，如果是亮度相同的LED燈，接在220V的家庭電路中，通過(guò)的電流約為0.09A，同樣使用1h，消耗的電能又是多少呢？我們通過(guò)計(jì)算可以得到是7.13×104J?！军c(diǎn)PPT】從計(jì)算中可以發(fā)現(xiàn)。如果把白熾燈換成LED燈，最多可以節(jié)能80%；同學(xué)們，節(jié)約用電，我們可以從身邊做起?！军c(diǎn)PPT】夏季，把空調(diào)溫度在26℃的基礎(chǔ)上調(diào)高1℃，不但不影響舒適度，還可以節(jié)電10%；【點(diǎn)PPT】電熱水器如果長(zhǎng)時(shí)間不使用，可以切斷電源，也可以達(dá)到省電的目的。同學(xué)們，節(jié)能減排，從節(jié)約每一度電開(kāi)始。【點(diǎn)PPT】通過(guò)這節(jié)課，同學(xué)們是否了解了生活中電能的來(lái)源與利用；在利用電能時(shí)，家庭常用電能表來(lái)計(jì)量消耗電能的多少。要會(huì)讀家用電能表，會(huì)通過(guò)電能表計(jì)算家庭電費(fèi)。理解電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程，也可以說(shuō)是電流做功的過(guò)程。知道電功的大小等于電壓、電流與通電時(shí)間的乘積并進(jìn)行應(yīng)用。在初步判斷電功與電壓、電流、通電時(shí)間有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，理解控制變量和轉(zhuǎn)換的思想方法?！军c(diǎn)PPT】今天的作業(yè)。1.基礎(chǔ)性作業(yè)：完成“學(xué)生資源”中的課后練習(xí)。2.拓展性作業(yè)：測(cè)一測(cè)：測(cè)量家中一個(gè)月消耗的電能。生活小調(diào)查：請(qǐng)你調(diào)查本地區(qū)的階梯電價(jià)、分時(shí)電價(jià)，了解生活中是如何計(jì)費(fèi)的。知能演練提升能力提升1.電動(dòng)機(jī)是一種高效率、低污染的動(dòng)力設(shè)備,廣泛地應(yīng)用在各種家用電器中。下列家用電器中應(yīng)用了電動(dòng)機(jī)的是()A.洗衣機(jī) B.電飯鍋C.電熱水壺 D.電熱毯2.下列生活實(shí)例不屬于節(jié)約用電的是()A.電視機(jī)不用時(shí)切斷電源B.離開(kāi)教室隨手關(guān)燈C.夏天用空調(diào)時(shí)把溫度調(diào)得很低D.盡量少開(kāi)啟電冰箱門3.小明家用的是IC卡電能表,他到供電公司買電,對(duì)售電人員說(shuō):“我買100度電。”接過(guò)發(fā)票一看,上面打印著“購(gòu)電數(shù)量100kW·h”。那么,度和kW·h的關(guān)系是()A.1度=1kW·h B.1度=3.6×106JC.1度=3.6×106kW·h D.1度=1kW4.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.我們常說(shuō)消耗了多少電能,其意思就是說(shuō)電流做了多少功B.電能通過(guò)燈泡后燈泡發(fā)光,這個(gè)過(guò)程中電流做了功C.電能和電功的單位相同,都是焦D.電能表上的讀數(shù)顯示了這個(gè)月用戶消耗的電能5.阻值為4Ω的小燈泡接在電壓為6V的電路上,通電1min后,電流通過(guò)小燈泡所做的功是()A.240J B.360JC.480J D.540J6.小明同學(xué)在門外走廊拍了一張自家電能表的照片,如圖所示。她仔細(xì)觀察照片后得到下列結(jié)論,你認(rèn)為正確的是()A.電能表的額定電流為10AB.每消耗1kW·h的電能,指示燈閃3200次C.該電能表要接在不低于220V的電路中使用D.拍照片時(shí),小明家已消耗的電能為7624.1J7.某品牌手機(jī)充電寶,上面標(biāo)有電壓為5V,容量為12000mA·h,它充滿電后,可以儲(chǔ)存的電能是J。在充電過(guò)程中,將電能轉(zhuǎn)化為能儲(chǔ)存。

8.某電冰箱銘牌上有“輸入電壓220V,耗電量0.7kW·h/24h,輸入總功率120W”等數(shù)據(jù)。其中“耗電量0.7kW·h/24h”這個(gè)數(shù)據(jù)的含義是:該冰箱正常使用24h消耗的電能是kW·h,合J。使用該電冰箱,一個(gè)月消耗電能kW·h。如果電費(fèi)為0.65元每千瓦時(shí),則該電冰箱一個(gè)月的電費(fèi)為元(每月按30天計(jì)算)。

9.某校為師生飲水方便,安裝了電熱水器。為測(cè)定電熱水器消耗的電能,關(guān)閉其他用電器,只用電熱水器給水加熱,一段時(shí)間后,電能表由圖甲示數(shù)變?yōu)閳D乙示數(shù),則該電熱水器在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能為kW·h,等于J。若消耗電能的87%被水吸收,則可把kg初溫為13℃的水加熱至100℃[水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)]。

10.如圖所示的電路中,定值電阻R1=40Ω,R2=20Ω,電壓表示數(shù)為10V。求:(1)通過(guò)R2的電流;(2)通電300s,電流通過(guò)R1所做的功;(3)通電300s,電路中消耗的電能?！?1.如圖所示,電阻R1=10Ω。若斷開(kāi)S2、閉合S1,電流表的示數(shù)I1=0.30A;若閉合S1、S2,電流表的示數(shù)I2=0.50A。求:(1)電源兩端的電壓;(2)電阻R2的阻值;(3)電流通過(guò)電阻R2在2min內(nèi)所做的電功。探究創(chuàng)新★12.我們的生活已經(jīng)離不開(kāi)電能,那么我們每天所消耗的電能是哪里來(lái)的呢?我們所消耗的電能是由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來(lái)的,比如說(shuō),火力發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。下圖是水力發(fā)電的示意圖,據(jù)圖回答下列問(wèn)題:(1)從能量轉(zhuǎn)化的角度說(shuō)明水電站的工作原理。(2)建設(shè)水電站選址時(shí),從能量利用角度來(lái)看,你將選擇圖甲所示的A址還是選圖乙所示的B址?并說(shuō)明理由。知能演練·提升1.A電飯鍋、電熱水壺、電熱毯等都是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;而洗衣機(jī)工作時(shí)要轉(zhuǎn)動(dòng),將電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,其中的主要部件是電動(dòng)機(jī)。2.C電視機(jī)不用時(shí)切斷電源,減少待機(jī)耗電;離開(kāi)教室隨手關(guān)燈,可減少用電時(shí)間;盡量少開(kāi)啟電冰箱門,可減少電冰箱的工作時(shí)間。選項(xiàng)A、B、D都能節(jié)約用電,夏天空調(diào)調(diào)得很低,會(huì)延長(zhǎng)空調(diào)的工作時(shí)間,耗電增多。3.A電能的常用單位為kW·h,俗稱“度”。換算關(guān)系1kW·h=1度。4.D電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程也就是電流做功過(guò)程,消耗了多少電能,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電能表上的讀數(shù)是電能表自使用以來(lái)用電器消耗的電能之和。一個(gè)月消耗的電能等于月末讀數(shù)減去月初讀數(shù)。5.D通過(guò)小燈泡的電流I=UR=6V4Ω=1.5A,通電1min后,電流通過(guò)小燈泡所做的功是W=UIt=6V×1.5A×6.B電能表上的電流值,代表標(biāo)定電流,即長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作時(shí)不許超過(guò)的最大電流,A錯(cuò)誤;3200imp/(kW·h)表示接在這個(gè)電能表上的用電器,每消耗1kW·h的電能,電能表上的指示燈閃爍3200次,B正確;220V表示這個(gè)電能表應(yīng)該接在220V的電路中使用,C錯(cuò)誤;電能表的示數(shù)應(yīng)讀為7624.1kW·h,D錯(cuò)誤。7.解析該充電寶一次充滿電后儲(chǔ)存的電能W=UIt=5V×12000×10-3A×3600s=2.16×105J;充電和放電是相反的過(guò)程,充電時(shí)是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,放電時(shí)是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。答案2.16×105化學(xué)8.解析每天消耗的電能W1=0.7×3.6×106J=2.52×106J;每月消耗的電能W2=0.7kW·h×30=21kW·h;每月的電費(fèi)為(0.65×21)元=13.65元。答案0.72.52×1062113.659.解析關(guān)閉其他用電器,只用電熱水器給水加熱,電熱水器在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能W=7626.9kW·h-7624.8kW·h=2.1kW·h=7.56×106J;消耗電能的87%被水吸收,即Q吸=87%W,由Q吸=cmΔt有cmΔt=87%W,所以水的質(zhì)量m=87%WcΔ答案2.17.56×1061810.解析(1)由電路圖可知,兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)R2兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律可得,通過(guò)R2的電流I2=U2R2=10V20(2)串聯(lián)電路中各處的電流相等,則通過(guò)R1的電流I1=I2=