电流做功与哪些因素有关学案

1、第一节 科学探究：电流做功与哪些因素有关学案学习目标：1从能量转化的角度认识电能，能简单描述电能和人们生活的关系。2通过实验探究，认识电流做功的相关因素。3学读家用电能表，会通过电能表计算电费。学法指导：本节内容分两部分，一是怎样测算家庭电费，二是电流做功与哪些因素有关。对于怎样测算家 庭电费部分，首先从能量的角度认识电能，通过家庭电路中各种用电器工作时发生的能量转化，认 识电流做功的实质，即把电能转化为其它形式的能，电功是能量转化的量度；对电能表的读数，知 道电能表上的计数单位是千瓦时，知道千瓦时与焦耳的换算关系。对于电流做功与哪些因素有 关部分，道德要认真阅读“制定计划与设计实验”的内容，

2、弄明白比较电流做功多少的方法，用控 制变量法研究影响电功的因素的实验设计方法。通过“进行实验与收集证据”进而得出结论。在运 用W=Ult计算时，要注意各个量的物理意义及单位。释疑解难：1是电源还是用电器？(图小宇看到爸爸有时把移动电话里的电池取下，卡在一个带有插头的盒内， 再把它插在插座上 126),爸爸称之为给电池“充电”。小宇想，在这种情况下，移动电话的电池是电源还是用电器呢？当电池在对外供电时，例如利用移动电话给外界打电话，是起到了电源作用。但当给它充电时,电流通过电池，使内部的物质发生化学变化，把电能转化为化学能，这一过程实际上是消耗电能，因此，此时的电池便是用电器了。kW h36目1

3、 24Q0R/kW h图127图1262400R/kW h” 字样（图 127）,这2.告诉你一个秘诀!你注意观察过家中的电能表吗？在表盘最下一行数据中有表示什么意思呢？其中R为转盘转数，它告诉我们每消耗1 kW h的电能，电能表的转盘将转 2400转，那么,转盘转一圈，电路消耗的电能为1/2400 kW h,因此，我们可以根据转盘转数，知道电路所消耗的电能！3如何理解电流做功？电流做功比较抽象，光用力学的概念很难理解电功。我们对电功的认识是通过电流的各种效应 来认识的。比如，电流的热效应，其实质是电能转化为内能；通电的电动机提升重物，其实质是电 能转化为机械能，所以，电流做功的过程是电能转化

4、为其他形式的能的过程，电功是电能转化的量 度。电功是过程量，电流做功时，总是伴随着能量状态的变化。电流通过用电器所做功的数值与该 用电器此时消耗的电能的数值完全相同。4学会实验探究。在探究电流做功与哪些因素有关的实验中：怎样比较电流做功的多少？我们知道，电流通过导体可以产生热，使物体的温度升高，实质是把电能转化为物体的内能。 电流做功越多，电能转化为内能也越多，温度也升高得越多。因此课本中所安排的实验是电流通过 等质量的煤油产生热并使基温度升高，根据温度升高的多少来比较电流做功的多少的。如何研究电流做功与电压、电流的关系？当研究某个物理量和几个物理量之间的关系时，我们常采用控制变量的方法。在研

5、究电流做功和电压的关系时，必须保持电流和通电时间不变，课本中图153采用串联电路来研究就是这个道理。同样，在研究电流做功和电流的关系时，必须保持电压和通电时间不变，因而采用并联电路来 研究（课本图154）。自我检测：1电炉接通电源后，电流做功的过程是将（）D、电能转化为动能如果g月A、电能转化为机械能B、电能转化为化学能C、电能转化为内能2小笛记录了自己家 6月底和9月底电能表的示数，如图电能表是好的，请问他家三个月一共消耗多少电能？图 1283并联在电路里的两盏电灯Li和L2,如果，Li的电阻比L2的电阻大，则在相同的时间里，电流通过Li所做的功 Wi和通过L2所做的功 W2相比较（）A、W

6、i> W2 B、Wi = W2 C、Wi< W2 D、以上答案都有可能参考答案：1. C 2. 342.1 kW h 3 C交流园地： 【课外空间】 1碘 钨 灯自从爱迪生发明电灯以来，人们对小小的灯泡作了许多研究和改进。将灯泡内抽成真空，可以 防止灯丝氧化；再充入稀有气体 （如氩 ），又能减少钨丝受热蒸发。但是，这种灯泡的寿命还是不长， 用久了，它的亮度也会逐渐减弱。这是由于钨丝发光时，表面钨会逐渐升华，钨蒸气跑到灯泡内壁 上，遇冷又变为固态钨沉积在玻璃泡上，使灯泡变黑。同时，钨丝也越来越细，最后断掉。为了延长灯泡的寿命，消除灯泡发黑的现象，人们又作了一番研究，终于制造出了充碘的

7、白炽 灯，简称碘钨灯。碘钨灯不像普通白炽灯那样呈球状，它的外形呈管状，灯管是用石英做成的，石 英可以耐高温。当碘钨灯工作时，钨丝的表面同样会发生升华，产生钨蒸气。但是，当温度在250 C以上时，钨蒸气可以和灯管内的碘化合，生成碘化钨气体，这样钨就不会沉积在灯壁上了。生成的 碘化钨气体，靠近温度极高（1400C以上）的灯丝时，又立刻分解成碘和钨， 这样就把升华出来的钨又 送回到灯丝上。碘在灯管里不断把从灯丝升华出来的钨送回去，就延长了灯的寿命。为保证钨与碘 能够化合，灯内的温度不能降到250C以下。因此，碘钨灯的灯管不宜做大，结构总是很紧凑。碘钨灯不仅体积小，而且有了碘做“运输兵” ，灯丝的温度

8、也能够提高了，这就使发光效率和亮 度都得到了提高。碘钨灯的用途很广泛，除了可以用来照明飞机场的跑道、球场、广场、车间、街道、剧院以外， 还被用于电影、摄像等领域，既轻便又安全，效果又好。由于碘钨灯比普通的白炽灯产生更多的紫 外辐射，当被照射物体对紫外线敏感时，要多加注意。如果用溴代替碘充入灯管内，就可以制溴钨 灯。溴钨灯的工作原理和碘钨灯是一样的。由于碘和溴都是卤族元素，所以碘钨灯和溴钨灯又被统 称为卤钨灯。2节 能 灯荧光灯比白炽灯省电，因为荧光灯发出的是冷光，它不需要像白炽灯那样，将很多电能转换成 内能，白白消耗掉。所以，荧光灯的发光效率相当于白炽灯的 4 倍。但是，人们还想进一步提高荧

9、光灯的发光效率。电光源科学家注意到，荧光灯的发光效率和灯管内壁所用的荧光物质有关。早期荧光灯用硅酸 锌铍、钨酸镁、硼酸镉等的混合粉末作为荧光物质。后来，用卤磷酸钙作为荧光物质，荧光灯的发 光效率提高了 50。20 世纪 80 年代初，由荷兰飞利浦公司研制成的稀土三基色荧光灯，又使得荧光灯在节省电能 方面朝前跨出一大步，这种被称为第三代新光源的荧光灯又叫电子节能灯。这是对灯具的发光系统 动了两大“手术”以后取得的。 “手术”之一是对荧光灯赖以发光的荧光粉加以改革。这种新型的荧 光灯采用由稀土元素的化合物，如氧化钇等配制成的荧光粉，这些分别能发出红、绿、蓝三基色光 的稀土化合物，如按一定比例混合喷

10、涂在灯管的管壁上，通电后受激辐射，就能发出光谱线丰富、 近似自然光的白光。它的发光效率比普通荧光灯的发光效率提高了40。在千方百计改进荧光物质的同时，电光源科学家发现，荧光灯镇流器的电源频率与灯的发光效 率也有密切关系，如把电源的频率从常规的 50Hz 提高到 1 万 Hz ，发光效率可以提高 20，这可真 是一个值得开发的节电之源啊 ! 然而，荧光灯镇流器的工作电源就是一般的市电，频率固定为50Hz，而普通荧光灯使用的铁芯镇流器，只能在电路里起升高电压的作用，却不能改变工作电源的频率。 所以，科学家着手对荧光灯动第二项“手术” ，对镇流器的结构来一个彻底“革命” 。经过研究和试验，终于设计成

11、功了一种改朝换代的电子变频镇流器。它是用电子元件组成的高频振荡电路，把 50Hz的交流电转换成为 3万5万Hz的高压电，这种转换方式称为电子变频变压技术。新设计的电子变频镇流器，不但进一步提高了三基色荧光粉的发光效率，而且因为摒弃了自 身耗电的铁芯镇流器，整个灯具的重量减轻了80，同时又节省了电能。据测算，普通荧光灯用的铁芯镇流器耗电量为 4W，而电子变频镇流器的耗电量只有0.6W左右，单是这一点，就比原来节省了 3.4W的电能。正是采用了发光效率高的荧光粉和电子变频镇流器这两项措施，才使电子节能灯的电能利用率大大提高。一只 11W 三基色电子节能灯的耗电量，只有同样亮度的 60W 白炽灯耗电

12、量的 17，是 同样亮度的 15W 普通荧光灯耗电量的 65。三基色电子节能灯除了高效节能、光色好以外，灯管 的使用寿命长达 5000h。当然，除了三基色电子节能灯以外，还有其他多种采用电子变频镇流器的 节能灯，例如电子变频镇流高压钠灯、金属卤化物灯、低压卤化物灯、高压霓虹灯等。在需要强光源大面积照明的场所，节能灯能达到节约大量电能的目的。如果小小的电子节能灯走进家庭，将发 挥出更大的节电作用。3.家庭节电小常识照明节电 日光灯具有发光效率高、光线柔和、寿命长、耗电少的特点，一盏14瓦节能日光灯的亮度相当于75瓦白炽灯的亮度， 所以用日光灯可以使耗电量大大降低。在走廊和卫生间可以安装小功率的日

13、光灯。看电视时，只开1瓦节电日光灯，既节约用电，收看效果又理想。还要做到人走灯灭，消灭“长明灯”。电视机节电 电视机的最亮状态比最暗状态多耗电5060%;音量开得越大，耗电量也越大。所以看电视时，亮度和音量应调在人感觉最佳的状态，不要过亮，音量也不要太大。这样不仅能节电， 而且有助于处长电视机的使用寿命。有些电视机只要插上电源插头，显像管就预热，耗电量为68瓦。所以电视机关上后，应把插头从电源上拔下来。电冰箱节电 电冰箱应放置在阴凉通风处，决不能靠近热源，以保证散热片很好地散热。 使用时，尽量减少开门次数和时间。电冰箱内的食物不要塞得太满，食物之间要留有空隙，以便冷气对流。 准备食用的冷冻食物

14、，要提前在冷藏室里慢慢融化，这样可以降低冷藏室温度，节省电能消耗。洗衣机节电 洗衣机的耗电量取决取电动机的额定功率和使用时间的长短。电动机的功率是固定的，所以恰当地减少洗涤时间，就能节约用电。洗涤时间的长短，要根据衣物的种类和脏污程度来 决定。一般洗涤丝绸等精细衣物的时间可短些，洗涤棉、麻等粗厚织物的时间可稍长些。如果用洗 衣机漂洗，可以先把衣物上的肥皂水或洗衣粉拧干，再进行漂洗，既可节约用电，也减少了漂清次 数，达到节电的目的。电风扇节电 一般扇叶大的电风扇，电功率就大，消耗的电能也多。同一台电风扇的最快档与最 慢档的耗电量相关约 40%，在快档上使用1小时的耗电量可在慢档上使用将近2小时。所以，常用慢速度，可减少电风扇的耗电量。4单相电能表的主要构造j.i y*1»k11能表的圈的电线圈的督-11电能表又称电度表、火表或千瓦时计，图 129所示为单相感应式电 结构示意图。其中，1是绕有电压线圈的电压电磁铁， 2是绕有电流线 流电磁铁，3是铝盘，4是制动用的永久磁铁， 5是积算机构。积算机构由与铝盘轴上的螺齿紧密啮合的齿轮减速机构带动，电压 匝数很多，导线很细，线圈与负载串联，承受全部的电源电压；电流线圈的匝数很少，导