第十八章電功率
第1節電能電功
教學目標
知識要點
課標要求
1．電能
從能的轉化角度認識電能，了解電能和我們生活的聯系，曉得電能的單位和符號
2．電能的計量
會讀家用電能表，曉得電能表上參數表示的意義；會通過電能表估算家庭水費，有節省用電的意識
3．電功
通過實驗探究電壓做功的多少跟電壓大小、電壓高低和通電時間有關，能借助電功的公式進行相關的估算
教學過程
新課引入
出示如圖甲、乙所示的水表，讓中學生從圖中獲取信息，說出它們的作用與使用規則；再出示如圖丙所示的儀表，觀察這個儀表，你對它了解多少？曉得它的什么相關信息？從中學生的苦惱中導出新課。
合作探究
探究點一：認識電能
活動1：生活中你看見過什么電瓶？它們的作用是哪些？中學生交流討論。
中學生交流、討論后回答：生活中不同機型的干電板、手機、數碼單反中使用的鋰電池，它們屬于電源，是把其他方式的能轉化為電能．
活動2：讓中學生從數學走近生活，討論、交流，生活中你看見過什么消耗電的用家電？能夠說出它們的能量轉化？
中學生交流、討論后回答：電電扇、白熾燈、空調、冰箱等，這種用家電是將電能轉化為其他方式的能．
活動3：結合以上兩個問題，小組之間交流、討論試著說出電能的概念和單位。
歸納總結：（1）電能：電壓所具有的能量。（2）單位：電能常用的單位是千瓦時，符號是kW·h（也稱“度”）；在數學學中電能更常用的單位是焦耳，簡稱焦，符號是J。它們之間的換算關系是1kW·h=3.6×106J。
探究點二：電能的計量
活動1：走近生活，讓中學生按照你的生活經驗，說出在你的家庭中是怎樣計量每位月消耗的電能的？你曉得這種電能是通過哪些單位計量？
中學生闡述自己的觀點，師歸納總結：電能的檢測工具是電能表，常常以度為單位，1度=1kW·h。
活動2：依據朋友們的生活經驗，交流討論說一下，按照如圖所示的水表，說出怎樣讀出電能表的示數，怎么估算出這個月消耗的電能？
按照中學生的交流、討論歸納總結出：
（1）電能表的示數，最后一位是小數位，單位是kW?h
（2）年末的電能表示數乘以月初電能表的示數，即為一個月消耗的電能。
活動3：出示電能表，讓中學生結合課本P88的內容，說出如圖所示的電能表標牌所代表的含意。
歸納總結：“220V”是說這個電能表應當接在220V的電路中使用。“10（20）A”是說這個電能表的標定電壓為10A，額定最大電壓為20A。“50Hz”是說這個電能表在50赫茲的交流電中使用。“3000r/kW·h”是說，接在這個電能表上的用家電，每消耗1千瓦時的電能，電能表上轉盤轉過3000轉。
探究點三：電功
活動1：自學課本P90，完成下述問題：
（1）哪些是電功？
（2）電壓做功的多少與什么誘因有關？怎么抒發它們之間的關系式？
依據小組之間闡釋的觀點，歸納總結得出：
（1）電功：電能轉化為其他方式能量的過程也可以說電壓做功的過程，有多少電能轉化為其他方式的能量，就說電壓做了多少功。電功的符號是W。
（2）電功估算公式：W=UIt。說明電壓做功的多少與電壓的大小、電壓的高低、通電時間的長短有關。
板書設計
第1節電能電功
教學反省
本節內容主要包括三部份：電能、電能表、電功，其中電能和電能的計量是本節的重點，故在講課的過程中充分彰顯這一點。電能的概念有比較直觀的基礎，為了喚起中學生的興趣，我讓中學生從自己身邊的實例入手，從能量轉化的角度來了解電能，從而為電功的理解做好了鋪墊。對于中學生對電能表的認識，我充分借助實物，讓中學生結合實物和工作過程來認識電能表和電能表的名牌，加深了中學生對知識的掌握。
第2節電功率
第1課時電功率及其估算
教學目標
知識要點
課標要求
1．電功率
能說出電功率的數學意義、定義和單位
2．電功率的簡單估算
能借助電功率的公式進行簡單的估算
教學過程
新課引入
學過了電能和電能表后，誰觀察過電能表的轉動情況？不同時刻、不同家庭的電能表轉動得一樣快嗎？
演示：在電能表后分別接不同的燈泡，一只燈泡上標有“220V15W”，另一只燈泡上標著“220V100W”，接通電源，發覺前者比較亮的燈泡電能表的轉盤轉動得快，而后者比較暗的轉動得慢。同是燈泡，為何有的消耗電能快，有的消耗電能慢呢？為了描述用家電消耗電能時的這些差異，我們引入一個新的數學量——電功率。
合作探究
探究點一電功率
活動1：分別拿一只24W和一只500W的燈泡，接在電路中，比較電能表鋁盤轉動的快慢。中學生觀察并比較兩次電能表鋁盤轉動快慢情況。
實驗現象：電能表第二次比第一次轉動得快。
活動2：中學生交流、討論觀察到的實驗現象的誘因。
推論：電能表鋁盤走得快慢不同，表示用家電消耗電能的快慢不同。在相同時間內，鋁盤轉過的圈數不同。鋁盤轉過的圈數直接反映用家電消耗電能的多少，而在相同時間內鋁盤轉過的圈數，則反映用家電工作時消耗電能的快慢。
歸納總結：在數學學中，用電功率表示消耗電能的快慢。
活動3：出示講義，展示問題：
（1）把一盞電燈接在家庭電路上通電1h，消耗的電能是3.6×105J，把一個電爐接在家庭電路圓通電1min消耗的電能是6×104J，哪一個用家電消耗的電能快？怎樣比較？
交流得出答案：
教學反省
本節教學難度較大。在上面教學中雖為電功率的估算作了一些鋪墊，但遇見本節的估算，中學生因為自身的思維發展水平，對復雜問題的剖析能力仍有困難。突破的方式是引導中學生對本節的實驗現象進行細致的推理，對化學量及其單位的學習要扎實，要確切記憶、理解，使中學生對本節基礎知識有挺好的重現能力。要想上好本節課，做好演示實驗和引導中學生剖析好實驗現象十分關鍵，教學過程中按照中學生的表現和感悟情況可適當調整教學速率，切勿貪快而使中學生理解不透，做題時不會，再返回頭來進行補習！只有扎扎實實地進行教學，能夠引導中學生真正把握好這一節內容。
第3節檢測小燈泡的電功率
第1課時伏安法檢測小燈泡的電功率
教學目標
知識要點
課標要求
1．檢測小燈泡的電功率
會測算小燈泡的實際功率和額電功率，練習使用電壓表、電壓表和滑動變阻器；通過實驗，曉得小燈泡的電功率隨它兩端電流的變化規律
教學過程
新課引入
小明在實驗室發覺如圖所示小燈泡的標牌早已模糊不清了，時常認清“2.5V”字樣，但他很想曉得則個小燈泡正常工作時的電功率，怎樣辦呢？同桌的張斌靈機一動，很快幫小明解決了這個問題，聰明的你曉得張斌是想出哪些辦法得出了小燈泡的電功率嗎？這節課我們就來解決這個問題，因而導出新課。
活動1：讓中學生依據經驗剖析，在聯接實物圖時應當注意什么問題？并適當的整理。
中學生總結：
（1）聯接實物圖時，開關應當斷掉，滑動變阻器應當滑到最大值。
（2）電壓表和電流表的阻值選擇要正確，兩表的聯接形式、接線柱接法要正確。滑動變阻器的選擇、接法要正確。（3）電源電流低于小燈泡額定電流。
活動2：小組之間交流剖析須要檢測的數據和記錄的數據，劃片聯通的次數。設計出實驗表格，并記錄數據。
實驗次數
電流
U/V
電壓I/A
電功率P/W
小燈泡的亮暗
3．剖析與論證
通過實驗數據，讓中學生剖析按照實驗數據你才能得出的實驗推論有什么？
歸納總結：
（1）剖析表格中的數據后發覺小燈泡兩端的實際電流越高，燈泡的電功率越大，燈泡的發光越亮；
（2）小燈泡的色溫由實際功率決定，與額電功率無關；（3）小燈泡的實際功率有多個，額電功率只有一個。
4．交流與評估
實驗完成后，讓每一個小組進行評估自己組的實驗過程。老師做最后的歸納總結。
歸納總結：
（1）聯接電路時，開關應當處于斷掉狀態；
（2）聯接實物圖時，滑動變阻器應當“一上一下”接入電路中，且滑到最大值。
（3）滑動變阻器有兩個作用：一個是保護電路，另一個是改變小燈泡的兩端的電流；
（4）電壓表、電壓表的“+”“-”接線柱接法是否正確。
（5）是否是通過“試觸”進行阻值的選擇。
典例分析小明想曉得小燈泡的亮暗程度與哪些誘因有關．找來額定電壓大于0.6A，額定電流是2.5V的燈L1，接在電源電流恒為6V的電路中，根據如圖甲所示電路探究．
教學反省
本節實驗是熱學中最重要的一個中學生實驗，它涉及的器材最多、操作步驟最復雜，教材中是完全放手讓中學生去操作完成的，對中學生來說難度不小，所以在課堂上，給與了適當的引導、啟發，對一些關鍵性的問題給與了必要的提示，這樣中學生的正確率得到了顯著的提升，實驗也就能比較順利地完成。X
本節課的一個重點就是培養中學生的評估與交流能力。評估是對實驗過程的反省，可以培養中學生評估探究過程和探究結果的意識、從評估中吸取經驗教訓，有利于中學生養成嚴謹的科學心態，有利于發散中學生的批判性思維。通過評估，培養中學生發覺新問題的意識和能力，并嘗試改進探究方案。
第2課時特殊技巧檢測電功率
教學目標
知識要點
課標要求
1．伏阻法檢測電功率
會設計電路，借助伏阻法檢測小燈泡的電功率
2．安阻法檢測電功率
會設計電路，借助安阻法檢測小燈泡的電功率
3．電能表、秒表法測電功率
會用電能表、秒表檢測家庭電路中用家電的電功率
教學過程
新課引入
出示如圖所示的電熨斗，我如今想曉得這個用家電工作時的電功率，怎么檢測？借助上節伏安法進行檢測，是否可以？朋友們不知所措？從中學生的蒙蔽中導出新課。
第4節焦耳定理
第1課時焦耳定理
教學目標
知識要點
課標要求
1．電壓的熱效應
通過生活實例，認識電壓的熱效應
2．焦耳定理
能在實驗的基礎上引出焦耳定理，會用焦耳定理進行簡單的估算
教學過程
新課引入
老師給中學生展示：給白熾燈和電吊扇通電相同的時間，讓中學生分別觸摸白熾燈和電吊扇的電動機部份，體驗一下有哪些覺得？為何通電相同的時間，發熱程度不同？能夠解釋這一現象？從中學生的指責中導出新課。
合作探究
探究點一電壓的熱效應
活動1：講義展示，讓中學生剖析那些用家電在工作的過程中的共同特征是哪些？
活動2：小組之間交流、討論那些用家電工作時能量的轉化情況。
歸納總結：
（1）總結：電壓通過這種用家電后，都伴有熱現象形成。
（2）電壓通過導體時電能轉化成內能，這些現象稱作電壓的熱效應。
活動3：讓中學生走近生活，列出出生活中你看到的用家電有什么？它們之間的能量轉化是如何的？什么是借助了電壓的熱效應？什么是避免電壓的熱效應？
總結：電熱既有有利的一面也有不利的一面，電熱器是借助電壓的熱效應；但在好多情況下我們并不希望用家電水溫偏高，由于水溫偏高會影響用家電的使用壽命，會使絕緣皮老化，甚至引發火警，電視機的后蓋有許多小孔，就是為了通風散熱；電動機的機殼有許多散熱片，也是為了降溫。
探究點二焦耳定理
1．實驗探究電影響電壓形成熱量的誘因
提出問題：依據導課時的問題，請朋友們猜測一下，電壓通過不同的導體時形成的熱量為何不同？電壓形成的熱量與什么誘因有關？小組之間交流、討論，闡述自己的觀點。
推測：可能與電壓、電阻和通電時間有關
設計實驗：依據推測，小組之間設計實驗，交流討論出探究的方式、實驗中電流形成的熱量怎么表現下來？探究分為幾步完成？
按照每位小組的發言和交流，師進行補充和總結，出示講義，展示內容：
探究方式：控制變量法
研究問題的方式：轉換法。即實驗中通過U形管兩側的液面的高度的變化轉化為形成熱量的多少。
探究步驟：（1）取兩個電阻不同的內阻串聯上去，通電相同的時間，觀察U形管兩側的液面的高度的變化；（2）取兩個電阻相同的內阻，讓其通過的電壓不同，加熱相同的時間，觀察U形管兩側的液面的高度的變化。
實驗結束后，中學生上講臺，將實驗報告投影下來，并重點就推論、電路圖、實驗步驟、實驗設計思想進行交流，生生、師生互問、互辯。
歸納總結：
（1）在電壓和通電時間相同的情況下，內阻越大，形成的熱量越多。
（2）在通電時間一定、電阻相同的情況下，通過電壓越大，導體形成的熱量越多。
2．焦耳定理
活動1：從昨天的幾個實驗我們曉得了電壓通過導體時形成熱的多少跟導體的內阻、電流和通電時間都有關系。雖然早在1840年美國化學學家焦耳就精確地確定了它們的關系，得到了焦耳定理，讓中學生自學P100的內容測量電功率教學設計，完成下述問題：
（1）焦耳定理的內容？
（2）焦耳定理的表達式？各個數學量的單位？
活動2：中學生結合自己的認識，完成講義展示的內容，并歸納總結。
歸納總結：
（1）內容：電壓通過導體形成的熱量跟電壓的二次方成反比，跟導體的內阻成反比，跟通電時間成反比。
（2）公式：公式中的電壓I的單位要用安培（A），內阻R的單位要用歐姆（Ω），通電時間t的單位要用秒（s）。這樣熱量的單位就是焦耳（J）。
活動3：針測光耳定理，老師進一步的延展擴寬。出示講義展示。
延展擴寬：電壓通過導體時，假若電能全部轉化為熱，而沒有同時轉化為其他方式的能量，這么電壓形成的熱量Q等于消耗的電能測量電功率教學設計，即Q=W=UIt。此時結合歐姆定理還可推導入另一
教學反省
焦耳定理是電功率知識的一個升華，對熱學內容起著承上啟下的作用。講課過程中我從中學生生活中熟悉的用家電入手，使中學生進一步認識電和熱的關系，自然的導入電壓的熱效應，之后通過通電相同時間，白熾燈和電吊扇的發熱程度不同，讓中學生推測電壓形成熱量的影響誘因，從而通過實驗說明電熱與內阻、電流、通電時間都有關系（實驗中挺好地運用了控制變量和轉換的研究方式），最后強調焦耳經過大量實驗才于1840年得到精確的結果——焦耳定理，同時為了使中學生加深測光耳定理的認識，又從電能轉化和歐姆定理推出了公式Q=I2Rt，這時啟發中學生從實驗和理論兩方面來學習、研究化學問題也有一定的作用。