電功和電功率教學(xué)教案

1、電功和電功率教學(xué)教案一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)目標(biāo)1、知道電功是指電場(chǎng)力對(duì)自由電荷所做的功，做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程。2、理解電功、電功率的概念及表達(dá)式的物理意義并能用電功的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。3、了解額定電壓、額定功率、實(shí)際功率的意義。4、理解電功率、熱功率的聯(lián)系和區(qū)別。（二）能力目標(biāo)通過電動(dòng)機(jī)正常工作和非正常工作功率的演示，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和利用實(shí)驗(yàn)分析和處理實(shí)際問題的能力。（三）情感目標(biāo)1、通過小組合作探究培養(yǎng)學(xué)生的相互尊重、協(xié)同合作精神，達(dá)到共同進(jìn)步的目的。2、通過電能和其他能的轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律的講解進(jìn)一步滲透辨論唯物主義觀點(diǎn)的教育和節(jié)約能源勤儉節(jié)約的優(yōu)良傳統(tǒng)。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)

2、分析1、教學(xué)重點(diǎn)在于區(qū)別并掌握電功和電熱的計(jì)算。2、難點(diǎn)主要在學(xué)生對(duì)電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系缺乏感性認(rèn)識(shí)，接受起來比較困難。三、主要教學(xué)過程（）提出問題，引入新課1、通過前面的學(xué)習(xí)，可知導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場(chǎng)力作用下發(fā)生定向移動(dòng)，電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷做功嗎？（做功，而且做正功）2、電場(chǎng)力做功將引起能量的轉(zhuǎn)化，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能，舉出一些大家熟悉的例子。通過小組合作討論，大家得出以下結(jié)論：電能機(jī)械能，如電動(dòng)機(jī)。電能內(nèi)能，如電熱器。電能化學(xué)能，如電解槽。本節(jié)課將重點(diǎn)研究電路中的能量問題。（二）教學(xué)過程設(shè)計(jì)1、電功（1）定義：電路中電場(chǎng)力對(duì)走向移動(dòng)的電荷所做的功，簡(jiǎn)稱電功，通常也說成是電流的功。（2）

3、實(shí)質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律在電路中的體現(xiàn)。電能通過電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式能。上一章里學(xué)過電場(chǎng)力對(duì)電荷的功，若電荷在電場(chǎng)力作用下從A搬至B，AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差為U，則電場(chǎng)力做功W=qU。對(duì)于一段導(dǎo)體而言，兩端電勢(shì)差為U，把電荷從一端搬至另一端，在導(dǎo)體中形成電流，且在時(shí)間間隔t內(nèi)搬運(yùn)的電量為q，則通過導(dǎo)體截面電流為I=q/t，），所以W=UIt。這就是電路中電場(chǎng)力做功即電功的表達(dá)式。（3）表達(dá)式：W=UIt說明：表達(dá)式的物理意義：電流在一段電路上的功，跟這段電路兩端電壓、電路中電流強(qiáng)度和通電時(shí)間成正比。適用條件： 、 不隨時(shí)間變化恒定電流。 （4）單位：電流單位用安培（A），電壓?jiǎn)挝挥梅╒），時(shí)間

4、單位用秒（S），則電功的單位是焦耳（J）。 （5）電功率 表達(dá)式： 物理意義：一段電路上功率，跟這段電路兩端電壓和電路中電流強(qiáng)度成正比。 單位：功的單位用焦耳（J），時(shí)間單位用秒（s），功率單位為瓦特（W）。 1W=1Js 這里應(yīng)強(qiáng)調(diào)說明：推導(dǎo)過程中沒用到任何特殊電路或用電器的性質(zhì)，電功和電功率的表達(dá)式對(duì)任何電壓、電流不隨時(shí)間變化的電路都適用。再者，這里 是電場(chǎng)力做功， 是消耗的總電能，也是電能所轉(zhuǎn)化的其他形式能量的總和。 電流在通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體要發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。這就是電流的熱效應(yīng)，描述它的定量規(guī)律是焦耳定律。 學(xué)生一般認(rèn)為， ，又由歐姆定律， ，所以得出 ，電流做 這么多功，放出熱量

5、。這里有一個(gè)錯(cuò)誤，可讓學(xué)生思考并找出來。 錯(cuò)在 ，何以見得電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能增量？有無可能同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形 式能？英國(guó)物理學(xué)家焦耳，經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)研究后提出焦耳定律。 2、焦耳定律電流熱效應(yīng) （1）內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流強(qiáng)度的平方、導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間成正比。 （2）表達(dá)式： 對(duì)于導(dǎo)體而言，根據(jù)歐姆定律， ，所以 ，電 流做功完全用來生熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 （3）說明：焦耳定律表明，純電阻電路中電流做功完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，同時(shí)，有電阻的電路中電流做功會(huì)引起內(nèi)能的增加，且電熱 。 （4）簡(jiǎn)單介紹產(chǎn)生焦耳熱的原因： 金屬中自由電子在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)，由于電場(chǎng)做功，電子動(dòng)能增加，但不斷

6、地與晶格（原子核點(diǎn)陣）碰撞，不斷把能量傳給晶格，使晶格中各粒子在平衡位置附近的熱運(yùn)動(dòng)加劇，從而溫度升高。 （5）純電阻電路中的電功和電功率 電功 ，對(duì)所有電路中電阻的生熱都適用。 結(jié)合純電阻電路歐姆定律 ， 電功率 ，對(duì)所有電路中電阻的電熱功率都適用。 結(jié)合純電阻電路歐姆定律 3、非純電阻電路中的電功和電功率（以含電動(dòng)機(jī)電路為例） 非純電阻電路中，電能與其他形式能轉(zhuǎn)化的關(guān)系非常關(guān)鍵。以電動(dòng)機(jī)為例，電動(dòng)機(jī)電路如圖所示，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為 ，通過電動(dòng)機(jī)電流為 ，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為 ，則電 流做功或電動(dòng)機(jī)消耗的總電能為 ，電動(dòng)機(jī)線圈電阻生熱 ，電動(dòng)機(jī)還對(duì) 外做功，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能， 是電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能。 考慮每秒鐘內(nèi)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，即功率，只要令上述各式中 =1s即可，可得總功率 ，電熱功率 ，輸出功率 ，三者關(guān)系是 。 4、額定功率和實(shí)際功率 為了使用電器安全、正常地工作，對(duì)用電器工作電壓和功率都