2021学年第十五章 电功和电热电能表与电功教案

第十五章    电功和电功率

一、    电能表和电功

一、教学目标

⑴知道电能表是测量电功的仪表；知道电功的概念及其单位。

⑵会根据家用电能表的表头数据初步计算电功。

⑶通过演示实验得出并理解电功公式，发展分析问题、归纳问题的能力。

二、教学重点：电能表作用，电能表表头示数意义，电功公式的得出过程，电功的含义

三、教学难点：电功的含义，电功公式的得出过程。

四、学生知识基础：机械功的知识；能量的概念；初步的能量转化知识；初步的实验观察与分析能力。

五、教学方法：实验认知法、阅读讨论法、练习法。

六、教具准备：电能表、家庭电路示教板、电动机、导线若干、铁架台、钩码、棉线等。

七、教学过程：

㈠课题导入

师：最近一段时间以来，我们一直在学习电学知识。但说到电，其实，我们最熟悉或最关心的还是家庭用电和每月要交多少电费。你们家每个月所交电费相同吗？那是根据什么来收电费的？

生：根据所用电能的多少。

师：谁知道你家用来测量每月消耗多少电能的仪表叫什么？

生：电能表；

师：用电器在有电流时会消耗电能，转化为它形式的能，是电流能做功吗？从今天开始我们来学习相关的知识。板书标题。

㈡引导学习

我们先来了解如何测量家里一段时间消耗的电能；观察电能表及它是如何表示消耗电能多少的。（演示电能表），接着请同学自己看书上P2-3有关电能表上各参数的意义。

一、   电能表：测量消耗电能的工具。

　正在工作的电度表表盘实物投影，由教师一一解释各个参数。

A、(千瓦时)：电能表示数的单位。  1 KW.h=3.6×106焦

Ｂ、电能表示数：四位整数加一位小数。（请同学读出此时电能表的示数）

前后两次读数之差表示一段时间消耗的电能

B、“220V”……电能表适用的额定电压；

C、“10A”……电能表持续工作时允许通过的最大电流；

D、“50Hz”……我国交流电的频率是５０赫兹；

E、“3000r/ KW.h”：每消耗1度电，电能表转盘转动３０００转。

　　　新式电表上“６４００imp/KW.h”表示：……………

P3书上例题

二、电功

前面我们学过做功的知识，知道水流可以对水轮机做功，那么电流是否做功呢？

演示：电动机提起重物。

（１）              电流可以做功：电动机的拉力对钩码做了功。电动机是通了电流才工作的，所以，重物上升实际上是电流做功的结果。

（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，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。凡是通过电流引起的任何变化，都是电流做功的表现

（３）              电流做功：电动机转动：电能―――>机械能

　　　　　电灯发光：　电能―――>内能和光能

　　　　　电水壶烧水：电能―――>内能

电流做功的实质：电能转化为其它形式的能。电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能。

（４）电流做功多少与哪些因素有关呢？

演示：当电流通过电动机时，电动机转动对钩码做功(两节、三节电池分别做一次) 电动机转动时，电动机两端必须存在什么? 电动机中会有什么通过?据此我们是否可以猜想一下，电功的大小会跟哪些因素有关呢?

猜想：影响电流做功大小的因素有：电流、电压、时间；

下面我们设计实验来证明这些因素是否影响电功的大小。

提问１：桌面上有两只小灯炮，当有电流通过时，如何知道电流做功的大小呢？

介绍：白炽灯是将电能转化为内能进而转化为光能的装置，在相同时间内，电流做功越多，电能就消耗得越多，电能转化为光能就越多，小灯泡就越亮。所以我们可以根据小灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少。

提问２：应该用什么方法研究各个因素对电功是如何影响的呢？

答　：控制变量法，分别研究各个变量对电功的影响。

实验１：

提问３：如何设计实验研究电功与电压的关系？

答　：控制电流、通电时间一定时，电压不同，比较电功大小。

提问４：如何设计电路？ （请同学按照上面条件说出小灯泡的连接方式及小灯泡的选择）

师：对照电路图，说明本实验观察亮的灯的两端电压是否较大？下面请同学开始做实验。(５分钟) （投影电路实物连接图）

请同学说出实验现象及结论。

实验２：

　　    提问１：如何设计实验研究电功与电流的关系？

        提问２：如何设计电路？（请同学按照上面条件说出小灯泡的连接方式）

师：对照电路图，说明本实验观察亮的灯的通过它的电流是否较大？下面请同学开始做实验。(５分钟) （投影电路实物连接图）

请同学说出实验现象及结论。

        根据生活经验，我们知道电功与通电时间有关。所以我们为了节约用电，人离开教室，要随手关灯。白天光线充足时，在家里开灯，爸爸妈妈就会说我们浪费电了。

　　　　综上所述，电功与电压、电流、通电时间有关。请同学总结这三个因素是如何影响电功大小的？（电压越大、电流越大、通电时间越大，电流以做功越多。）

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，如果把实验做到精确些，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的单位用伏，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

三、电功的计算

公式：W=UIt

注意：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）

二是W、U、I、t必须统一采用国际单位制

例题：一小灯泡接在电压为3V的电路中，通过的电流是0.3A,求工作10min后，电流做了多少功？

（三）小结：

本节课观察了电能表的各技术参数，了解了电能表的用途-----测量电功或消耗的电能；

学习了影响电功的因素----U、I、t；及如何计算电功。下面做达标练习。