电能与电功率17.1

第十七章、电能与电功率《课标》要求：1．结合实例认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。解读：《标准》的第一点要求是“认识功的概念”，定位在“认识”水平上。第二点要求是“知道做功的过程就是能量转化或转移的过程”，定位在“了解”水平上。第二点要求是对第一点要求的解释。这里要求结合实例，从能量转移和转化的过程来认识功的概念。具体表现是能从常见的现象中体会物理学中功的含义。由于功的概念是比较抽象的，学生要认识功，必须经历一个较长的过程，因此，关于功与能的关系要渗透到8~9年级物理教学的各个部分去。而在初中阶段更多的是通过实例去让学生领悟，不是着眼于功的定义上。列举的实例和实验应是学生生活中常见的事例和现象，如风吹帆船航行、打“保龄球”打台球、电灯发光、电铃发声、电车行驶、流动的水推动水轮机转动、燃烧的气体使火箭起飞等，要让学生通过分析各种事例中的能量转移和转化，都是通过做功的过程来实现的。标准列举的例子是对第二项要求的说明。2．理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算。能区分用电器的额定功率和实际功率。解读：标准的第一点要求是“理解电功率与电流和电压之间的关系，并能进行简单计算”，属“理解”水平；要求通过实验探究，归纳分析电功率与电流和电压的关系，从而得出电功率的计算公式，并能应用公式进行简单地计算。而不是直接从电功公式推导出电功率的公式，这样作的好处是突出了探究过程，进行了实验技能的训练，加深了对电功率的理解。标准的第二点要求是“能区分用电器的额定功率和实际功率”，属于“理解”水平。电功率的概念在生活中应用较为广泛，是各种家用电器的一项重要指标，此项标准体现了与生活的联系。要区分电器的额定功率和实际功率，必须要通过实验探究过程，才能真正地理解，因此，应强调学生自己进行实验，探究用电器的额定功率和实际功率。评价时应突出学生在实验探究电功率、用电器的额定功率与实际功率的过程中在技能、方法、情感态度与价值观方面的发展情况。还应注意学生应用电功率的知识和技能解决实际问题的能力，如能否根据电器的铭牌确定其额定功率，在选择电器时，有无节能意识等。3．通过实验探究，知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。解读：标准首先要求通过“实验探究”，让学生经历探究的过程，属于体验性目标“经历”水平；“知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比”，属于“了解”水平。标准突出让学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探究真理的科学态度。通过探索物理现象，揭示隐藏其中的物理规律，并将其应用与生产生活实际。设置本主题的另一目的是发展学生勇于探究日常生活中的物理道理，有将科学技术应用与日常生活、社会实践的意识。如在生活中导线与用电器是串联在一起的，通过它们的电流是一样的，而用电器的电阻比导线的电阻大的多，根据在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比的道理，因而用电器耗的电比导线耗的电要多的多。标准没有将焦耳定律列入主题，原因是本主题已含盖了焦耳定律的内容。评价时应注意学生在过程中的表现，以及在技能与方法方面的发展；能否解释生活中的一些常见现象等。二、本章教材分析1．本章概述：电功、电功率和电能，是描述各种电器工作过程与状态的相互关联的三个重要概念。由于机械功的概念是建立在力和力的方向上通过距离的乘积上的。若这里将电功也用机械功的两个必备要素来说明，对初中生来说是比较困难的。因此，教材采取从电能的转化中引出电功概念。这不仅引导学生学应用“做功会导致能量转化，反过来能量转化也一定有某种力在做功”这样的逆向推理方法，同时也让学生领悟人类应用能量，必须通过做功导致能量转化这一途径。为了让学生确信电做功这一事实，教材在引出电功概念之后，紧接着安排让学生认识电能表，使学生知道电功是可以直接进行测量的。教材在这里没有给出了电功的计算公式，并不是电功计算公式不重要，因为在后面的电热计算中会出现这方面内容。教材强调功与能之间的转换关系，目的让学生领悟能量转化的过程就是通过做功过来实现的，进而接受电功概念。本章安排了“电能与电功”“探究灯泡的电功率”“探究电流热效应跟电阻的关系”“怎样使用电器正常工作”四节内容。第一节，首先从电能的转化引出电功概念，再介绍电能表测量电功，目的就是引导学生感悟电力做功的客观存在性。同时让学生从功与能转换关系上认识电功，即引导学生从做功一定能导致能量转化的反向去思考，能量的转化也一定存在电力在做功的事实。这样双管齐下，学生接受电功概念比较容易。第二节，沿着从生活走向物理的路子，引导学生认识电功率概念。教材从电器铭牌上的参数意义入手，采用让学生表象的手段，借助电功概念引出电功率的表达式。接着通过分析论证和实验探究两个途径探究灯泡的电功率跟哪些因素有关。第三节，开门见山引出电热效应并简述电热的实质，由此，符合逻辑地提出电热跟导体电阻是否有关和有怎样关系？的问题。再通过两种电路中电器发热不同的事实，引导学生探究“电热跟电阻是成正比还是反比”这一具体的问题。接着还是采用分析论证和实验探究两条途径引导学生探究。最后，说明研究电热的意义和介绍焦耳定律以及电功的计算式，说明电热的应用和控制。第四节，教材通过“观察小灯泡的亮度”、“测算小灯泡的电功率”和“一个例题”三个活动来引导学生理解额定电压和额定功率两个概念。可见，本章是以电能的转化为核心展开的。如电能转化过程意味电力做功，电能转化快慢意味电力做功快慢，即电功率，电能转化成内能，即电热效应。2．编写特点：1．坚持从生活走向物理和从物理走向社会的理念，如第二节和第三节内容的编排，就是从学生身边的物理事实出发，用电器铭牌上的参数意义来引导学生认识电功率、额定功率和额定电压概念和电热跟电阻的关系。2．重视过程经历与方法指导，如探究电功率与哪些因素有关和电热跟电阻是成正比还是反比，以及观察小灯泡的亮度和测算小灯泡额定功率等活动的安排，就是要让学生经历这些活动过程，学习应用分析论证和观察实验的方法。又如在认识电功概念中应用逆向思维的方法等。3．图文并茂贴近生活，如电能转换中的应用图例和电器铭牌展示图例等，这些都是学生比较熟悉的内容。3．课时安排：本章教学每节用1课时，复习评价1课时，全章教学计5课时。17．1电能和电功全章引言：进入本章教学时，教师首先应对学习本章内容的意义作出说明。电能的开发和利用，是人类认识自然的过程中取得的具有划时代意义的光辉成就。现代社会几乎处处都离不开使用方便，又是最清洁的电能。因此，对我们初中生而言，认识电能，了解电能是怎样被我们利用的，以及怎样正确使用电能和计量电能是很有必要的。通过本章学习，同学们会知道“什么是电功、电能跟电功的关系是什么，怎样计量电能；什么是电功率，它跟哪些因素有关；什么是电热效应它跟电阻有怎样的关系；怎样使用电器正常工作”等一系列与电能有关的知识。引言的目的是从电能的广泛应用上激发学生学习使用电能方面的知识，让他们从身边的电能应用中，感受到初中生必须懂得这些知识，进而启发他们学习的愿望。1、教学目标知识与技能1．能从电能转化的角度认识电功概念，会读电能表。2．知道电功可以通过电能转化为其他形式的能的多少来量度，知道电功和电能的单位是相同的，能区别电能和电功两个概念。过程与方法3．从认识功的概念过程中学习类比和逆向思维的方法。4．经历电能表的观察和相关计算活动过程，学会读计电能表。情感、态度与价值观 5．认识电能的应用价值，进而领悟人类应用能量都是通过能量转化或传递的形式实现的道理。2、教材说明教材首先借助图文结合的方式说明电能的各种应用都是通过做功的方式实现的，通过逆向思维方法引导学生认识电功概念，并介绍电功单位。接着介绍测量电功的仪表——电能表，以及它的计读方法。可见，教材以电能的转化为核心展开，引出电功和它的单位，以及电功测量的仪表，最后回到导致电能转化的本质是电功上来，突显了本节课的节标——电功与电能。3、教学建议本节设了两个段标，即“电能与电功”和“用电能表测量电功”。建议本节课用“组织学生通过能量转化才能获得应用的事实，来认识电功和电功的单位”“引导学生观察电能表，介绍电能表的计读方法”两个方面来完成。其中电功概念的引出和电功与电能之间的关系说明尤为重要。本节教学有两个引言，一是全章引言，二是本节引言。引言教学参考：电能的开发和利用，是人类认识自然的过程中取得的具有划时代意义的光辉成就。现代社会几乎处处都离不开电能。这是因为电能不仅使用方便，而且又是最清洁的能源。初中生认识电能，了解电能是怎样被我们利用的，以及怎样正确使用电能和计量电能是很有必要的。通过本章学习，同学们会知道“什么是电功、电能跟电功的关系是什么，怎样计量电能；什么是电功率，它跟哪些因素有关；什么是电热效应，它跟电阻有怎样的关系；怎样使电器正常工作”等一系列与电能有关的知识。全章引言力图学从电能广泛应用的价值上，激发学生学习电能知识的兴趣，让他们从身边电能的应用中，感悟到这些知识的重要性，进而产生学习的愿望和动力。首先让我们来认识电能是怎样被我们所利用的，进而了解什么是电功？电能与电功教材在这一段标下安排了“了解电功”的活动，目的是引出电功的概念。尽管课标并没有强调电功概念，但它是建立电功率概念的基础，所以让学生了解电功是非常必要的。因此教师要引导学生看图17-1中（a）、（b）、（c）、（d）四辐图，以及图下的文字，并要求他们完成图下文字的填空。当学生完成了填空任务后，教师要向学生重点说明三点：1．所有能量的利用，都必须通过转移或转化的途径，电能也不例外。2．我们知道机械功会使机械能发生转化。例如，物体在自由下落的过程中，重力做功导致势能转化为动能。于是，我们反过来思考，当物体机械能发生转化的过程中，就一定是机械功的结果。与此类似，当电能发生转化的过程中，也一定是某种功的结果。物理学中把这种使电能转化为其它形式能的功，叫做电功。3．能转化为其他形式能的多少，可以用电功的大小来量度，因此电功的单位跟能的单位是相同的，即焦耳。电功的符号用W，电功单位符号为j。生活中常用千万时（俗称“度”）表示电功单位，符号为。=×106j。在这三个重点说明之后，要让学生阅读教材中给出的可以使常见家用电器正常工作的时间表。目的是让学生感受1度电的大小和价值。用电能表测量电功教材在这里安排了“用电能表测量电功”的目的有两个，一是让学生确认电功是客观存在的，它虽然不像机械功的过程那样能被我们看得见，但我们可以通过仪表对它进行测量。二是认识电能表。因此，我们在教学中要力争做到：1．给学生展示家用电能表，通常称电度表。说明它是用来测量电功，或记录电路消耗电能的仪表。告诉学生电进入家庭时，首先要进入电能表，因此家家户户都配有电能表。2．引导学生一边看图，一边对照实物，了解电能表表盘上的字样和符号的意义。例如，表盘上方数字栏中通常有5位数字，最后一位，即最右边一位是小数位，在记录时，一般不读。数字栏下方我们可以看到表内铝质转盘的部分，当转盘转动时，表示电能表在工作。转盘的下方两排数字和符号分别表示电能表的额定电压、额定电流和消耗1度电表盘转动的圈数。如220V10（20）A50Hz1250盘转数，表示该电能表额定电压220V，额定电流10A，短时间允许最大电流不超过20A，50Hz表示该表应在频率为50Hz的交流电路中工作，1250表示消耗1千万时，即1度电时，表盘转过1250转。3．建议教师制作一个家庭电路示教板在课堂上演示，并让学生观察当示教板接通电路后，电能表的转盘转动情况。4．利用教材上给出的例子，即3、4两个月份之间两次记录电能表的读数分别为270和365。那么，这段时间内消耗电能为95。可见，本节课的重点是通过电能的转化和功与能之间的关系，建立电功概念，以及了解电功的测量。但核心是电功概念的建立和功与能之间关系的认识。4．教学评价课堂测评1．使用电炉和电动机的过程中，分别是什么