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《4.3 电功　电功率》教学设计
　　【教学内容】　　第四单元第3节。　　【教学目标】　　知识与技能：了解电功和电功率的概念；会估算常用电器的电功率；理解焦耳定律；能运用电功、电功率的公式和焦耳定律进行简单的计算。　　过程与方法：在学习电功和电功率的定义、公式、单位后，通过演示实验说明：当加在用电器上的电压变化时，功率也随之变化；在学习焦耳定律后，运用能量守恒定律分析说明电功与电热的关系。　　情感态度价值观：通过本节学习，引导学生分析生活中的电功、电功率问题，培养学生运用所学物理知识解决实际问题的意识和能力，培养学习物理的兴趣。　　【教学重点】　　电功、电功率的公式及意义。　　【教学难点】　　运用能量守恒定律分析求解非纯电阻电路问题。　　【教具准备】　　电池组、小电珠、滑动变阻器、开关、导线、电流表、电压表等。　　【教学过程】　　◆创设情境──引出课题　　1．生活现象回顾：家庭电路中的用电器及电能表的工作情况。　　2．提出问题：各种用电器工作时，都要与电源接通，通入电流。电流流过用电器时做不做功？若做功，怎样计算功的多少？怎样计算做功的快慢程度？电能表的功能是什么？　　3．教师讲述：本节课我们探讨这些问题──电功与电功率。　　◆合作探究──新课学习　　一、电功　　1．探究电流　　（1）电流的形成：将导体接入电路并闭合开关，导体两端就有了电压，电压使得电路中的导体内形成电场，电场最基本的作用是对处在其中的电荷产生力的作用。导体中有能够自由运动的电荷，比如金属导体中的自由电子，电场力使它们定向运动形成电流。　　（2）电流的方向：导体中可以自由移动的电荷可以是正电荷，可以是负电荷，也可以是两者同时移动。在研究电现象的最初阶段，人们对电流的形成机理认识尚不完善，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，按这一规定金属导体中的电流方向与自由电子（负电荷）的定向运动方向相反。在闭合电路中，电流由电源正极经外电路流到电源负极，经电源内部流向电源负极，构成闭合回路。　　（3）电流的强弱：电流的强弱用电流强度表示，简称电流。　　通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用的时间的比值，叫做电流。用公式表示就是：，单位是安培，代号A，1A=1C/s。　　2．探究电功　　（1）电流为什么会做功？　　电流的形成过程中，对于移动的电荷来说，电场力对它做了功，通常人们把形成电流过程中，电场力的功说成是电流的功。　　（2）电流做功的本质　　电流流过导体会做功，说明电流具有能，这个能称为电能。电流做功的过程就是把电能转化成其它形式能的过程。如通过电阻丝做功，把电能转化成了热力学能；通过白炽电灯的灯丝，把电能转化成热力学能，又转化成光能；通过电磁铁的线圈，把电能转化成磁场能；通过电解槽或充电的蓄电池，把电能转化成化学能。　　电流做了多少功，就意味着把多少电能转化成了其它形式的能。　　（3）计算电功公式的推导　　电场力做功的计算公式：，而，由此两式得：。　　3．电功的计算公式　　（1）公式：。　　（2）公式的意义：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。　　（3）电功的单位：在国际单位制中，电压的单位是V，电流的单位是A，时间的单位是s，则电功的单位是焦，代号是J。。　　二、电功率　　1．意义　　（1）举例说明电流做功有快慢之分。　　（2）表示电流做功的快慢程度。　　2．定义　　（1）定义式推导：，而，由此两式得：。　　（2）定义式及意义：一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中的电流I的乘积。　　（3）单位：国际单位制中，电压单位取V，电流单位取A，则电功率的单位是瓦，代号W。1W=1VA　　3．用电器的功率大小与电压有关系　　（1）问题说明：对于一般用电器，其电阻可以认为是固定不变的，用电器工作时，它两端的电压不同（两者有正比关系），通过的电流也就不同，实际的电功率就不同。　　（2）演示：按课本第107页“实验与观察”进行实验。　　由以上分析及实验可知：改变用电器的电压，就可以改变它的工作功率。比如改变电灯的电压就可以改变电灯的功率，改变它的亮度。这就是调光灯的调光原理。　　（2）额定功率：对于用电器，都有一个正常工作电压，若加在用电器两端的电压小于正常工作电压，用电器不能工作，若加在用电器两端的电压大于正常工作电压，会将用电器损坏。使用电器能正常工作的电压叫额定电压，在此电压下用电器正常工作使得电功率叫它的额定功率。用电器的额定电压、额定功率是用电器的两个重要指标，常标在用电器的名牌上。如标有“220V 60W”的灯泡，220V是它的额定功率，60W是额定功率。　　4．案例探究──巩固所学　　例1 某用电器的铭牌上标有“220V 1000W”字样，设想用电器的电阻恒定不变，从这些字样能得出与用电器的工作有关系的那些信息？　　解析：220V表示用电器的额定电压（正常工作电压）是220V，因此此用电器只能接入220V的电路，才能正常工作；　　1000W表示的正常工作时的电功率是1000W，也就是说它正常工作时每秒消耗的电能是1000J；　　由公式可以算得它正常工作时的电流是：　　三、焦耳定律　　1．内容及意义　　（1）回顾复习初中所学内容，直接给出公式：。　　（2）意义：电流热效应的量度，电流发了多少热，表示有多少电能被转化成了热力学能。电路中电流在一段时间里的功不一定等于电路产生的热，只有纯电阻电路中两者相等。　　2．热功率　　（1）定义：电流流经电路时单位时间里发的热，即：。　　（2）意义：表示电流发热的快慢程度，单位是W。　　3．电功率与热功率的比较　　（1）电功率表示电流做功的快慢，是单位时间里的电功；热功率表示电流发热的快慢，是电流流过导体时，单位时间里的热。　　（2）在纯电阻电路中，电流做功，将电能全部转化成了热力学能，电功率与热功率相等；在非纯电阻电路中，电流做功把电能转化成了热力学能的同时，也转化成了其它形式的能，比如电流通过电动机时，把一部分电能转化成了线圈的热力学能，把另一部分电能转化成了机械能，电功率大于热功率。　　4．案例研究──巩固所学　　例2 有一直流电动机，线圈的电阻丝10Ω，正常工作时的电压是6V，电流是0．2A。求电动机正常工作时线圈的热功率及电动机输出的机械功率。　　解析：线圈的热功率为：；电动机的输入功率为：；有能量守恒定律可知，电动机输出的机械功率为：　　◆交流与练习──归纳小结　　1．课堂练习与讨论：课本第109页“复习与巩固”1、3、4。　　2．引导学生归纳要点（见板书设计）　　【布置作业】　　1．复习课文，书面完成课本第109页“复习与巩固”2。　　2．预习第4节。　　【板书设计】

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