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[!--downpath--]第十八章電力
第一節(jié) 電能與電力
教學(xué)目標(biāo)
知識點
課程要求
1.電能
從能量轉(zhuǎn)換的角度認識電能，了解電能與我們生活的關(guān)系，認識電能的單位和符號
2.電能計量
能夠識讀家用電能表，了解電能表上參數(shù)的含義； 能通過電能表估算家庭水費，并有節(jié)電意識
3.電力
通過實驗發(fā)現(xiàn)電壓做功的大小與電壓的大小、電壓的高低以及通電時間有關(guān)，并且可以利用電功率的公式進行相關(guān)的估算
教學(xué)流程
新班級介紹
展示圖A、B所示的水表，讓中學(xué)生從圖片中獲取信息，并講述其功能和使用規(guī)則； 然后拿出圖C所示的儀表，觀察這個儀表，你對它了解多少？ 你知道嗎？ 新的教訓(xùn)是從中學(xué)生的苦惱中衍生出來的。
合作詢問
探索點一：了解電能
活動一：你生活中見過哪些電池？ 它們的作用是什么？ 中學(xué)生之間的討論。
中學(xué)生交流討論并回答：日常生活中不同類型的干電池、手機、數(shù)碼單反中使用的鋰電池都屬于電源，將其他形式的能源轉(zhuǎn)化為電能。
活動二：讓中學(xué)生從數(shù)學(xué)走近生活，討論交流，生活中你見過哪些家用電器耗電？ 你能說出它們的能量轉(zhuǎn)換嗎？
中學(xué)生交流討論并回答：電風(fēng)扇、白熾燈、空調(diào)、冰箱等，這些家用電器將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。
活動三：結(jié)合以上兩個問題，進行小組交流討論，嘗試解釋電能的概念和單位。
摘要： (1)電能：電壓所具有的能量。 （2）單位：電能常用單位為千瓦時，符號為kW·h（又稱“度”）； 在數(shù)學(xué)中，比較常用的電能單位是焦耳，簡稱焦耳，符號為J。它們之間的換算關(guān)系為1kW·h=3.6×106J。
探索點二：電能測量
活動一：貼近生活，讓中學(xué)生根據(jù)你的生活經(jīng)歷告訴你如何測量你家里每月的用電量？ 你知道這個能量用什么單位來衡量嗎？
中學(xué)生闡述觀點，老師總結(jié)：電能的檢測工具是電能表，通常以度為單位，1度=1kW·h。
活動二：根據(jù)朋友的生活經(jīng)驗，交流討論，根據(jù)圖中的水表，講述如何讀取電能表的指示，以及如何估算本月消??耗的電能？
根據(jù)中學(xué)生的交流和討論，得出的結(jié)論是：
（1）電能表的顯示，最后一位為小數(shù)點，單位為kW·h
(2)年末指示的電能乘以年初的電能表，即為一個月消耗的電能。
活動三：展示電能表，讓中學(xué)生結(jié)合課本P88的內(nèi)容，說出圖中所示電能表符號所代表的含義。
總結(jié)：“220V”表示電能表應(yīng)連接至220V電路。 “10（20）A”表示本電能表的額定電壓為10A，額定最大電壓為20A。 “50Hz”表示本電能表在50Hz交流電中使用。 “3000r/kW·h”是指當(dāng)與電能表連接的家用電器消耗1kWh電能時，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。
探索點三：電力
活動一：自學(xué)教材P90，完成以下問題：
(1)什么是電力？
(2) 電壓做多少功與什么感應(yīng)有關(guān)？ 如何表達他們之間的關(guān)系呢？
根據(jù)各小組之間的解釋觀點，得出的結(jié)論是：
(1)電功：將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程，也可以說是電壓做功的過程。 有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量就是電壓做了多少功。 電力工作的符號是W。
(2)電功率估算公式：W=UIt。 說明電壓做功的大小與電壓的大小、電壓的高低、通電時間的長短有關(guān)。
版式設(shè)計
第一節(jié) 電能與電力
教學(xué)反思
本節(jié)內(nèi)容主要包括電能、電能表、電力三個部分。 其中電能和電能的測量是本節(jié)的重點，因此這一點在講座的過程中得到了充分的論證。 電能的概念有相對直觀的基礎(chǔ)。 為了引起中學(xué)生的興趣，我要求中學(xué)生從身邊的例子入手，從能量轉(zhuǎn)換的角度來理解電能，從而為電力的理解鋪平道路。 為了中學(xué)生對電能表的認識，我充分利用實物，結(jié)合實物和工作原理，讓中學(xué)生了解電能表和知名品牌的電能表。過程中，加深了中學(xué)生對知識的掌握。
第二節(jié) 電力
第 1 課中的電力及其估算
教學(xué)目標(biāo)
知識點
課程要求
1.電力
能說出電功率的數(shù)學(xué)意義、定義和單位
2.電力的簡單估算
可以借助電功率公式進行簡單估算
教學(xué)流程
新班級介紹
了解了電能和電能表之后，誰觀察過電能表的轉(zhuǎn)動呢？ 不同家庭的電表在不同時間轉(zhuǎn)動的速度是否相同？
演示：在電能表后面連接不同的燈泡。 一個燈泡標(biāo)有“”，另一個燈泡標(biāo)有“”。 當(dāng)打開電源時，發(fā)現(xiàn)前一個燈泡的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動得較快，而后者比較暗的燈泡轉(zhuǎn)動得更慢。 同樣的燈泡，為什么有的耗電快，有的耗電慢？ 為了描述家用電器消耗電能時的這些差異，我們引入一個新的數(shù)學(xué)量——電功率。
合作詢問
考察點電功率
活動一：分別取一個24W和一個500W的燈泡，連接到電路上，比較電能表鋁盤的轉(zhuǎn)速。 中學(xué)生兩次觀察并比較電能表鋁盤的轉(zhuǎn)速。
實驗現(xiàn)象：電能表第二次轉(zhuǎn)動比第一次轉(zhuǎn)動快。
活動二：中學(xué)生交流討論觀察到的實驗現(xiàn)象的原因。
推論：電能表鋁板的轉(zhuǎn)速不同，說明家用電器消耗電能的速度不同。 同時，鋁盤的匝數(shù)也不同。 鋁板的匝數(shù)直接反映了家電消耗的電量的多少，同時鋁板的匝數(shù)也反映了家電工作時耗電的快慢。
摘要：在數(shù)學(xué)中，電功率用來表示消耗電能的速度。
活動 3：展示講義并提出問題：
(1)將電燈接入家庭電路1小時消耗3.6×105J電能，將電爐接入家庭電路1分鐘消耗6×104J電能。 哪種家用電器消耗電能最快？ 如何比較？
交換答案：
教學(xué)反思
這部分教學(xué)難度較大。 雖然上述教學(xué)中對電功率的估算做了一些準(zhǔn)備，但中學(xué)生在遇到本節(jié)的估算時，由于自身思維發(fā)展水平的原因，在分析復(fù)雜問題時仍然存在困難。 突破的途徑是引導(dǎo)中學(xué)生對本節(jié)的實驗現(xiàn)象進行詳細的推理，扎實地了解化學(xué)量及其單位，并準(zhǔn)確地記憶和理解，使中學(xué)生具備良好的能力。重現(xiàn)本節(jié)的基礎(chǔ)知識。 為了搞好這門課，做好演示實驗，引導(dǎo)中學(xué)生分析實驗現(xiàn)象是非常重要的。 教學(xué)過程中，可以根據(jù)中學(xué)生的表現(xiàn)和感知，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)速度。 不會的題就回頭部輔導(dǎo)吧！ 只有腳踏實地地進行教學(xué)，才能引導(dǎo)中學(xué)生真正掌握本節(jié)內(nèi)容。
第三節(jié) 檢測小燈泡的電功率
在第 1 課中，伏安法檢測小燈泡的電功率
教學(xué)目標(biāo)
知識點
課程要求
1.檢測小燈泡的電功率
能測量和計算小燈泡的實際功率和額定電功率，并練習(xí)使用電壓表、電壓表和滑動變阻器； 通過實驗，知道小燈泡的電功率隨其兩端電流的變化規(guī)律
教學(xué)流程
新班級介紹
在實驗室里，小明發(fā)現(xiàn)如圖所示的小燈泡的標(biāo)志早已模糊，而且他經(jīng)常認得“2.5V”這個詞，但他很想知道小燈泡的電功率是多少當(dāng)它正常工作時。 我應(yīng)該怎么辦？ 同桌的張斌靈機一動，趕緊幫小明解決了這個問題。 你知道張斌是怎么想出一個辦法來獲得小燈泡的電力的嗎？ 本課我們將解決這個問題電功率的公式單位，從而衍生出新的一課。
活動一：讓中學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗分析，連接實物圖時應(yīng)注意哪些問題？ 并妥善組織。
中學(xué)生總結(jié)：
(1)連接實物圖時，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器應(yīng)滑動至最大值。
(2)電壓表、電流表的電阻值選擇必須正確電功率的公式單位，兩表的連接形式和端子連接方法必須正確。 滑動變阻器的選擇和連接應(yīng)正確。 (3)電源電流低于小燈泡的額定電流。
活動二：各組間交換并分析待測試記錄的數(shù)據(jù)，以及切片連接數(shù)。 設(shè)計實驗表格并記錄數(shù)據(jù)。
實驗次數(shù)
電流
紫外線
電壓輸入/輸出
電功率P/W
昏暗的燈泡
1
2
3
三、分析與論證
通過實驗數(shù)據(jù)，讓中學(xué)生分析根據(jù)實驗數(shù)據(jù)你能得出什么實驗推論？
綜上所述：
(1)分析表中數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，小燈泡兩端的實際電流越高，燈泡的電功率就越大，燈泡的光就越亮；
(2)小燈泡的色溫是由實際功率決定的，與額定電功率無關(guān)； (3)小燈泡有多個，實際瓦數(shù)有多個，但額定電功率只有一個。
4.溝通與評估
實驗完成后，讓每個小組經(jīng)歷評估自己小組的過程。 老師做最后的總結(jié)。
綜上所述：
(1)連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
(2)連接實物圖時，滑動變阻器應(yīng)“一一”連接到電路上，并滑動到最大值。
(3)滑動變阻器有兩個作用：一是保護電路，二是改變小燈泡兩端的電流；
(4)電壓表、電壓表的“+”、“-”端子是否連接正確。
(5)是否通過“試觸”選擇電阻值。
案例分析 小明想知道小燈泡的明暗與哪些因素有關(guān)。 找一個額定電壓大于0.6A、額定電流為2.5V的燈管L1，將其接入恒電源電流為6V的電路中。 根據(jù)圖A所示電路研究。
教學(xué)反思
本節(jié)實驗是中學(xué)生熱科學(xué)最重要的實驗。 它涉及的設(shè)備最多，操作步驟也最復(fù)雜。 通過正確的引導(dǎo)和啟發(fā)，對一些關(guān)鍵問題給予必要的提示，使中學(xué)生的正確率得到顯著提高，實驗得以順利完成。 X
本課的重點之一是培養(yǎng)中學(xué)生的評價能力和溝通能力。 評價是對實驗過程的反思，可以培養(yǎng)中學(xué)生評價探究過程和結(jié)果的意識，并從評價中吸取教訓(xùn)。 通過評估，可以培養(yǎng)中學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題的意識和能力，并可以嘗試改進自己的探究方案。
第二課 檢測電力的特殊技能
教學(xué)目標(biāo)
知識點
課程要求
1.電壓電阻法電量檢測
能夠設(shè)計利用伏特電阻法檢測小燈泡電量的電路
2.安培電阻法檢測電量
懂得如何設(shè)計電路并利用安培電阻法檢測小燈泡的電功率
3.電表及秒表法
能夠使用電能表和秒表檢測家庭電路中家用電器的電量
教學(xué)流程
新班級介紹
如圖所示展示電熨斗。 現(xiàn)在我想知道這個家用電器工作時的電量是多少。 如何測試呢？ 是否可以使用上一節(jié)中的伏安法進行檢測？ 朋友們受寵若驚嗎？ 從中學(xué)生的盲目性中汲取新的教訓(xùn)。
第四節(jié)焦耳定理
第 1 課中的焦耳定理
教學(xué)目標(biāo)
知識點
課程要求
1.電壓的熱效應(yīng)
通過現(xiàn)實生活中的例子，了解電壓的熱效應(yīng)
2.焦耳定理
能在實驗的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出焦耳定理，并能利用焦耳定理進行簡單的估計
教學(xué)流程
新班級介紹
老師給中學(xué)生演示：同時打開白熾燈和電動吊扇的電源，讓中學(xué)生分別觸摸白熾燈和電動吊扇的電機部分，體驗一下是什么感覺？ 為什么同一時間通電時加熱程度不同？ 能解釋一下這個現(xiàn)象嗎？ 從中學(xué)生的指責(zé)中得到新的教訓(xùn)。
合作詢問
探索點電壓的加熱效應(yīng)
活動一：講座演示，讓中學(xué)生分析在使用家電的過程中有哪些共同特點？
活動二：小組交流，討論使用家電時能量的轉(zhuǎn)化。
綜上所述：
（1）總結(jié)：電壓通過這類家用電器后，伴隨著熱量的形成。
(2)當(dāng)電壓通過導(dǎo)體時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 這些現(xiàn)象稱為電壓的熱效應(yīng)。
活動三：讓中學(xué)生走近生活，列出你在生活中看到的家用電器有哪些？ 它們之間的能量如何轉(zhuǎn)換？ 電壓作用下的加熱效果如何？ 避電壓加熱效果如何？
總結(jié)：電采暖既有優(yōu)點也有缺點。 電加熱器依靠電壓的熱效應(yīng)； 絕緣皮老化，甚至引起火災(zāi)。 電視后蓋有許多小孔，用于通風(fēng)散熱； 電機外殼上有很多散熱片，也是為了散熱。
探究點二焦耳定理
1.實驗探究電影響電壓形成熱量的原因
提問：根據(jù)講座中的問題，請猜猜為什么電壓通過不同導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量不同？ 電壓產(chǎn)生熱量的原因是什么？ 在小組中交流、討論并表達您的觀點。
推測：可能與電壓、電阻、通電時間有關(guān)
設(shè)計實驗：基于推測，小組之間設(shè)計實驗，以探究的方式進行交流和討論，實驗中電流形成的熱量如何表達？ 查詢需要幾步？
老師根據(jù)各組的發(fā)言和交流，進行補充和總結(jié)，贈送講義，展示內(nèi)容：
查詢方式：控制變量法
研究問題的方法：變換法。 即實驗中將通過U形管兩側(cè)的液面高度的變化換算成形成的熱量。
探索步驟：（1）取兩個阻值不同的內(nèi)電阻串聯(lián)，通電同一時間觀察U型管兩側(cè)液位的變化； (2)取兩個阻值相同的內(nèi)阻，讓它們通的電壓不同，加熱時間相同，觀察U形管兩側(cè)液面高度的變化。
實驗結(jié)束后，中學(xué)生走上講臺，投影實驗報告，重點介紹推論、電路圖、實驗流程、實驗設(shè)計思路。 學(xué)生與學(xué)生、老師與學(xué)生互相提問、爭論。
綜上所述：
(1)在相同電壓和通電時間的情況下，內(nèi)阻越大，形成的熱量越多。
(2)在通電時間一定、電阻相同的情況下，通過的電壓越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。
2.焦耳定理
活動一：從昨天的幾個實驗中，我們知道電壓通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的內(nèi)阻、電流和導(dǎo)通時間有關(guān)。 盡管早在1840年，美國化學(xué)家焦耳就準(zhǔn)確地確定了它們的關(guān)系，并得到了焦耳定理。 讓中學(xué)生自學(xué)P100的內(nèi)容，完成以下問題：
（1）焦耳定理的內(nèi)容是什么？
（2）焦耳定理的表達式是什么？ 每個數(shù)學(xué)量的單位？
活動二：中學(xué)生結(jié)合自己的知識完成講義中展示的內(nèi)容并進行總結(jié)。
綜上所述：
（1）內(nèi)容：電壓通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電壓的平方成反比，與導(dǎo)體的內(nèi)阻成反比，與通電時間成反比。
(2) 公式： 式中電壓I 的單位為安培（A），內(nèi)阻R 的單位為歐姆（Ω），通電時間t 的單位為秒（s）。 熱量的單位是焦耳 (J)。
活動三：測量光耳定理，老師進一步延伸和拓寬。 展示講義。
延伸與膨脹：當(dāng)電壓通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，而沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，則電壓產(chǎn)生的熱量Q等于消耗的電能，即就是，Q=W=UIt。此時，結(jié)合歐姆定律，還可以推導(dǎo)出另一個
教學(xué)反思
焦耳定理是電學(xué)知識的升華，與熱量的含量起著聯(lián)系。 講座過程中，我從中學(xué)生生活中熟悉的家用電器開始，讓中學(xué)生進一步了解電與熱的關(guān)系，以及自然輸入電壓的熱效應(yīng)。 電壓形成熱的影響，因此通過實驗證明電熱與內(nèi)阻、電流、通電時間有關(guān)（實驗中很好地運用了控制變量和換算的研究方法），最后強調(diào)：經(jīng)過大量實驗后，焦耳于1840年才成立。 準(zhǔn)確的結(jié)果——焦耳定理，同時為了加深學(xué)生對光度計定理的理解，從電能轉(zhuǎn)換和歐姆定理推導(dǎo)出公式Q=I2Rt，此時啟發(fā)中學(xué)生學(xué)習(xí)和研究化學(xué)從實驗和理論兩個方面提出的問題也發(fā)揮著作用。