中學化學電功和電功率教學學案（一）知識目標1、知道電功是指電場力對自由電荷所做的功，做功的過程是電能轉化為其他方式能量的過程。2、理解電功、電功率的概念及表達式的數學意義并能用電功的公式進行有關的估算。3、了解額定電流、額定功率、實際功率的意義。4、知道電功率、熱功率的聯系和區別．（二）能力目標1、通過燈泡工作功率的演示，培養中學生觀察能力和借助實驗剖析和處理實際問題的能力。（三）情感目標1、通過演示實驗，強化中學生對化學實驗的注重，培養中學生嚴謹求實的科學心態。2、通過電能和其他能的轉化和守恒規律的講解進一步滲透辨論唯心主義觀點的教育和節省能源勤儉節省的優良傳統。3、通過燈泡實際功率的演示，對中學生進行安全意識教育。教學設計方案電功、電功率一、教學目標1、理解電功、電功率的概念，公式的數學意義。2、了解實際功率和額定功率。3、了解電功和電熱的關系。4、了解公式（）和（）的適用條件。5、知道非純內阻電路中電能與其他方式能轉化關系，電功小于電熱。6、能運用能量轉化與守恒的觀點解決簡單的含電動機的非純內阻電路問題。二、重點、難點剖析1、教學重點在于區別并把握電功和電熱的估算。2、難點主要在中學生對電路中的能量轉化關系欠缺感性認識，接受上去比較困難。
三、主要教學過程（－）提出問題，引入新課1、通過上面的學習，可知導體內自由電荷在電場力作用下發生定向聯通，電場力對定向聯通的電荷做功嗎？（做功，并且做正功）2、電場力做功將導致能量的轉化，電能轉化為其他方式能，列舉一些你們熟悉的反例。電能→機械能，如電動機。電能→內能，如電熱器。電能→化學能，如電解槽。本節課將重點研究電路中的能量問題。（二）教學過程設計1、電功（1）定義：電路中電場力對邁向聯通的電荷所做的功，簡稱電功，一般也說成是電壓的功。（2）實質：能量的轉化與守恒定理在電路中的彰顯。電能通過電壓做功轉化為其他方式能。上一章里學過電場力對電荷的功，若電荷在電場力作用下從A搬至B，AB兩點間電勢差為，則電場力做功。對于一段導體而言，兩端電勢差為，把電荷從一端搬至另一端，電場力的功，在導體中產生電壓，且，（在時間間隔內搬運的電量為，則通過導體截面電壓為，），所以。這就是電路中電場力做功即電功的表達式。（3）表達式：說明：①表達式的數學意義：電壓在一段電路上的功，跟這段電路兩端電流、電路中電流硬度和通電時間成反比。②適用條件：、不隨時間變化——恒定電壓。（4）單位：電壓單位用安培（A），電流單位用伏（V），時間單位用秒（S），則電功的單位是焦耳（J）。
（5）電功率①表達式：數學意義：一段電路上功率，跟這段電路兩端電流和電路中電流硬度成反比。②單位：功的單位用焦耳（J），時間單位用秒（s），功率單位為瓦特（W）。1W=1J／s這兒應指出說明：推論過程中沒用到任何特殊電路或用家電的性質，電功和電功率的表達式對任何電流、電流不隨時間變化的電路都適用。總之，這兒是電場力做功，是消耗的總電能，也是電能所轉化的其他方式能量的總和。電壓在通過導體時，導體要發熱，電能轉化為內能。這就是電壓的熱效應，描述它的定量規律是焦耳定理。中學生通常覺得，，又由歐姆定理，，所以得出，電壓做如此多功，放出熱量。這兒有一個錯誤，可讓中學生思索并找下來。錯在，何以見得電壓做功全部轉化為內能增量？有無可能同時轉化為其他方式能？日本化學學家焦耳，經過常年實驗研究后提出焦耳定理。2、焦耳定理——電流熱效應（1）內容：電壓通過導體形成的熱量，跟電壓硬度的平方、導體內阻和通電時間成反比。（2）表達式：對于導體而言，依照歐姆定理，，所以，電壓做功完全用來世熱，電能轉化為內能。（3）說明：焦耳定理表明，純內阻電路中電流做功完全轉化為內能，同時，有內阻的電路中電流做功會導致內能的降低，且電熱。
（4）簡單介紹形成焦耳熱的緣由：金屬中自由電子在電場力作用下定向聯通電功率定義物理意義，因為電場做功，電子動能降低，但不斷地與晶格（原子核點陣）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動激化，因而氣溫下降。（5）純內阻電路中的電功和電功率①電功，對所有電路中電阻的生熱都適用。結合純內阻電路歐姆定理，②電功率，對所有電路中電阻的電熱功率都適用。結合純內阻電路歐姆定理3、非純內阻電路中的電功和電功率（以含電動機電路為例）非純內阻電路中，電能與其他方式能轉化的關系十分關鍵。以電動機為例，電動機電路如圖所示，電動機兩端電流為，通過電動機電流為，電動機線圈內阻為，則電壓做功或電動機消耗的總電能為，電動機線圈內阻生熱，電動機還對外做功，把電能轉化為機械能，是電動機輸出的機械能。考慮每秒鐘內能量轉化關系，即功率，只要令上述各色中=1s即可，可得總功率，電熱功率，輸出功率，兩者關系是。4、額定功率和實際功率為了使用家電安全、正常地工作，對用家電工作電流和功率都有規定數值。（1）額定功率：用家電正常工作時所需電流叫額定電流，在這個電流下消耗的功率稱額定功率。通常說來，用家電電流不能超過額定電流，但電流高于額定電流時，用家電功率不是額定功率，而是實際功率。
（2）實際功率，、分別為用家電兩端實際電流和通過用家電的實際電壓。（三）備考鞏固:某一用直流電動機提高重物的裝置如上圖所示，重物質量kg電功率定義物理意義，電源提供恒定電流，不計各處磨擦，當電動機以的恒定速率向下提高重物時，電路中電流硬度=5A，求電動機線圈內阻（）（4Ω）擴充資料螢光燈比白熾燈節電螢光燈，其管壁上涂有螢光物質，管內裝了一些氛和水銀蒸氣，當電流通過時，這種二氧化碳就發出了看不見的紫外線，紫外線射到螢光粉上就發出光。日光燈也是一種螢光燈，其氣溫大概僅40℃到50℃，而白熾燈須要電壓把鎢絲加熱到2500℃左右才發光其中大概只有7％－8％的能量弄成可見光。由此可見，螢光燈耗電比白熾燈少，另外發光的效率約是白熾燈的4倍。探究活動1、調查電路設計中采用了這些技巧來降低導線上的電能耗損。2、實驗設計：驗證典型例題對于純內阻電路電功率公式的靈活運用例1為了使電爐消耗的電功率降低到原先的一半，應采取下述什么舉措．（???）A、保持內阻不變，使電壓減半B、保持內阻不變，使電流減半C、保持電爐兩端電流不變，使其阻值減半D、使電流和內阻備減半剖析解答：電爐是純內阻家電，電功率可表示為：內阻一定時，使電壓減半，由知，電功率減為原先的1/4，可見A錯；同理，使電流減半，由知，電功率也為原先的1/4，故B錯．當電流不變，內阻減半時，由知，電功率變為原先的2倍，可見C錯．由知，當和各減半時，電功率變為原先的1/2，可見D正確．答：正確答案為D．注意：本題中，當內阻不變，電流減半時，由知，通過電爐的電壓也減半；當內阻不變，電壓減半時，由知，加在電爐兩端的電流也減半．按照知，A、B均錯誤．關于用家電正常工作時的有關數學量的求解例2燈與電動機D并聯，燈上標有200W字樣，電動機D上標有2000W字樣，當電源兩端A、B加上220V電流時，燈和電動機均正常工作，求：電燈正常工作時的內阻．剖析解答：由于電燈是純內阻用家電，所以電燈正常工作時的功率可表示為,燈正常工作時=200W，按照知，只要求出燈正常工作時的電壓，即可求出電燈正常工作時的內阻．對電路所有用家電，借助可求得電路中的電壓硬度．整個電路用家電正常工作的總功率為：，因為電流=220V．按照得，電路中的電壓硬度對燈由得燈正常工作時的內阻即燈正常工作時的內阻為。
遠距離輸電為何必須采用高壓例3問題：遠距離輸電為何必須采用高壓？剖析解答：設施送的電功率為且保持不變，輸送電流為，輸濁度線的總內阻為．不管輸電纜線路末端有何種用家電，總創立，所以，由可得輸電纜線上的電壓硬度，因為電壓的熱效應，在輸濁度線上發熱耗損的功率為當、一定時，越大，越小，故為減少輸電纜線上的熱耗損，必須采用高壓輸電．