電能與電功率17.1

第十七章、電能與電功率《課標(biāo)》要求：1．結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)功的概念。知道做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程。解讀：《標(biāo)準(zhǔn)》的第一點(diǎn)要求是“認(rèn)識(shí)功的概念”，定位在“認(rèn)識(shí)”水平上。第二點(diǎn)要求是“知道做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程”，定位在“了解”水平上。第二點(diǎn)要求是對(duì)第一點(diǎn)要求的解釋。這里要求結(jié)合實(shí)例，從能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過(guò)程來(lái)認(rèn)識(shí)功的概念。具體表現(xiàn)是能從常見(jiàn)的現(xiàn)象中體會(huì)物理學(xué)中功的含義。由于功的概念是比較抽象的，學(xué)生要認(rèn)識(shí)功，必須經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)的過(guò)程，因此，關(guān)于功與能的關(guān)系要滲透到8~9年級(jí)物理教學(xué)的各個(gè)部分去。而在初中階段更多的是通過(guò)實(shí)例去讓學(xué)生領(lǐng)悟，不是著眼于功的定義上。列舉的實(shí)例和實(shí)驗(yàn)應(yīng)是學(xué)生生活中常見(jiàn)的事例和現(xiàn)象，如風(fēng)吹帆船航行、打“保齡球”打臺(tái)球、電燈發(fā)光、電鈴發(fā)聲、電車(chē)行駛、流動(dòng)的水推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、燃燒的氣體使火箭起飛等，要讓學(xué)生通過(guò)分析各種事例中的能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，都是通過(guò)做功的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。標(biāo)準(zhǔn)列舉的例子是對(duì)第二項(xiàng)要求的說(shuō)明。2．理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。能區(qū)分用電器的額定功率和實(shí)際功率。解讀：標(biāo)準(zhǔn)的第一點(diǎn)要求是“理解電功率與電流和電壓之間的關(guān)系，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算”，屬“理解”水平；要求通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，歸納分析電功率與電流和電壓的關(guān)系，從而得出電功率的計(jì)算公式，并能應(yīng)用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單地計(jì)算。而不是直接從電功公式推導(dǎo)出電功率的公式，這樣作的好處是突出了探究過(guò)程，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，加深了對(duì)電功率的理解。標(biāo)準(zhǔn)的第二點(diǎn)要求是“能區(qū)分用電器的額定功率和實(shí)際功率”，屬于“理解”水平。電功率的概念在生活中應(yīng)用較為廣泛，是各種家用電器的一項(xiàng)重要指標(biāo)，此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)了與生活的聯(lián)系。要區(qū)分電器的額定功率和實(shí)際功率，必須要通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，才能真正地理解，因此，應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究用電器的額定功率和實(shí)際功率。評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)突出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究電功率、用電器的額定功率與實(shí)際功率的過(guò)程中在技能、方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)方面的發(fā)展情況。還應(yīng)注意學(xué)生應(yīng)用電功率的知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力，如能否根據(jù)電器的銘牌確定其額定功率，在選擇電器時(shí)，有無(wú)節(jié)能意識(shí)等。3．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，知道在電流一定時(shí)，導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電阻成正比。解讀：標(biāo)準(zhǔn)首先要求通過(guò)“實(shí)驗(yàn)探究”，讓學(xué)生經(jīng)歷探究的過(guò)程，屬于體驗(yàn)性目標(biāo)“經(jīng)歷”水平；“知道在電流一定時(shí)，導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電阻成正比”，屬于“了解”水平。標(biāo)準(zhǔn)突出讓學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力，形成尊重事實(shí)、探究真理的科學(xué)態(tài)度。通過(guò)探索物理現(xiàn)象，揭示隱藏其中的物理規(guī)律，并將其應(yīng)用與生產(chǎn)生活實(shí)際。設(shè)置本主題的另一目的是發(fā)展學(xué)生勇于探究日常生活中的物理道理，有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用與日常生活、社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)。如在生活中導(dǎo)線(xiàn)與用電器是串聯(lián)在一起的，通過(guò)它們的電流是一樣的，而用電器的電阻比導(dǎo)線(xiàn)的電阻大的多，根據(jù)在電流一定時(shí)，導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電阻成正比的道理，因而用電器耗的電比導(dǎo)線(xiàn)耗的電要多的多。標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有將焦耳定律列入主題，原因是本主題已含蓋了焦耳定律的內(nèi)容。評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)注意學(xué)生在過(guò)程中的表現(xiàn)，以及在技能與方法方面的發(fā)展；能否解釋生活中的一些常見(jiàn)現(xiàn)象等。二、本章教材分析1．本章概述：電功、電功率和電能，是描述各種電器工作過(guò)程與狀態(tài)的相互關(guān)聯(lián)的三個(gè)重要概念。由于機(jī)械功的概念是建立在力和力的方向上通過(guò)距離的乘積上的。若這里將電功也用機(jī)械功的兩個(gè)必備要素來(lái)說(shuō)明，對(duì)初中生來(lái)說(shuō)是比較困難的。因此，教材采取從電能的轉(zhuǎn)化中引出電功概念。這不僅引導(dǎo)學(xué)生學(xué)應(yīng)用“做功會(huì)導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)化，反過(guò)來(lái)能量轉(zhuǎn)化也一定有某種力在做功”這樣的逆向推理方法，同時(shí)也讓學(xué)生領(lǐng)悟人類(lèi)應(yīng)用能量，必須通過(guò)做功導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)化這一途徑。為了讓學(xué)生確信電做功這一事實(shí)，教材在引出電功概念之后，緊接著安排讓學(xué)生認(rèn)識(shí)電能表，使學(xué)生知道電功是可以直接進(jìn)行測(cè)量的。教材在這里沒(méi)有給出了電功的計(jì)算公式，并不是電功計(jì)算公式不重要，因?yàn)樵诤竺娴碾姛嵊?jì)算中會(huì)出現(xiàn)這方面內(nèi)容。教材強(qiáng)調(diào)功與能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，目的讓學(xué)生領(lǐng)悟能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程就是通過(guò)做功過(guò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，進(jìn)而接受電功概念。本章安排了“電能與電功”“探究燈泡的電功率”“探究電流熱效應(yīng)跟電阻的關(guān)系”“怎樣使用電器正常工作”四節(jié)內(nèi)容。第一節(jié)，首先從電能的轉(zhuǎn)化引出電功概念，再介紹電能表測(cè)量電功，目的就是引導(dǎo)學(xué)生感悟電力做功的客觀(guān)存在性。同時(shí)讓學(xué)生從功與能轉(zhuǎn)換關(guān)系上認(rèn)識(shí)電功，即引導(dǎo)學(xué)生從做功一定能導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)化的反向去思考，能量的轉(zhuǎn)化也一定存在電力在做功的事實(shí)。這樣雙管齊下，學(xué)生接受電功概念比較容易。第二節(jié)，沿著從生活走向物理的路子，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)電功率概念。教材從電器銘牌上的參數(shù)意義入手，采用讓學(xué)生表象的手段，借助電功概念引出電功率的表達(dá)式。接著通過(guò)分析論證和實(shí)驗(yàn)探究?jī)蓚€(gè)途徑探究燈泡的電功率跟哪些因素有關(guān)。第三節(jié)，開(kāi)門(mén)見(jiàn)山引出電熱效應(yīng)并簡(jiǎn)述電熱的實(shí)質(zhì)，由此，符合邏輯地提出電熱跟導(dǎo)體電阻是否有關(guān)和有怎樣關(guān)系？的問(wèn)題。再通過(guò)兩種電路中電器發(fā)熱不同的事實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生探究“電熱跟電阻是成正比還是反比”這一具體的問(wèn)題。接著還是采用分析論證和實(shí)驗(yàn)探究?jī)蓷l途徑引導(dǎo)學(xué)生探究。最后，說(shuō)明研究電熱的意義和介紹焦耳定律以及電功的計(jì)算式，說(shuō)明電熱的應(yīng)用和控制。第四節(jié)，教材通過(guò)“觀(guān)察小燈泡的亮度”、“測(cè)算小燈泡的電功率”和“一個(gè)例題”三個(gè)活動(dòng)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生理解額定電壓和額定功率兩個(gè)概念?？梢?jiàn)，本章是以電能的轉(zhuǎn)化為核心展開(kāi)的。如電能轉(zhuǎn)化過(guò)程意味電力做功，電能轉(zhuǎn)化快慢意味電力做功快慢，即電功率，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，即電熱效應(yīng)。2．編寫(xiě)特點(diǎn)：1．堅(jiān)持從生活走向物理和從物理走向社會(huì)的理念，如第二節(jié)和第三節(jié)內(nèi)容的編排，就是從學(xué)生身邊的物理事實(shí)出發(fā)，用電器銘牌上的參數(shù)意義來(lái)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)電功率、額定功率和額定電壓概念和電熱跟電阻的關(guān)系。2．重視過(guò)程經(jīng)歷與方法指導(dǎo)，如探究電功率與哪些因素有關(guān)和電熱跟電阻是成正比還是反比，以及觀(guān)察小燈泡的亮度和測(cè)算小燈泡額定功率等活動(dòng)的安排，就是要讓學(xué)生經(jīng)歷這些活動(dòng)過(guò)程，學(xué)習(xí)應(yīng)用分析論證和觀(guān)察實(shí)驗(yàn)的方法。又如在認(rèn)識(shí)電功概念中應(yīng)用逆向思維的方法等。3．圖文并茂貼近生活，如電能轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用圖例和電器銘牌展示圖例等，這些都是學(xué)生比較熟悉的內(nèi)容。3．課時(shí)安排：本章教學(xué)每節(jié)用1課時(shí)，復(fù)習(xí)評(píng)價(jià)1課時(shí)，全章教學(xué)計(jì)5課時(shí)。17．1電能和電功全章引言：進(jìn)入本章教學(xué)時(shí)，教師首先應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)本章內(nèi)容的意義作出說(shuō)明。電能的開(kāi)發(fā)和利用，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中取得的具有劃時(shí)代意義的光輝成就?，F(xiàn)代社會(huì)幾乎處處都離不開(kāi)使用方便，又是最清潔的電能。因此，對(duì)我們初中生而言，認(rèn)識(shí)電能，了解電能是怎樣被我們利用的，以及怎樣正確使用電能和計(jì)量電能是很有必要的。通過(guò)本章學(xué)習(xí)，同學(xué)們會(huì)知道“什么是電功、電能跟電功的關(guān)系是什么，怎樣計(jì)量電能；什么是電功率，它跟哪些因素有關(guān)；什么是電熱效應(yīng)它跟電阻有怎樣的關(guān)系；怎樣使用電器正常工作”等一系列與電能有關(guān)的知識(shí)。引言的目的是從電能的廣泛應(yīng)用上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)使用電能方面的知識(shí)，讓他們從身邊的電能應(yīng)用中，感受到初中生必須懂得這些知識(shí)，進(jìn)而啟發(fā)他們學(xué)習(xí)的愿望。1、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1．能從電能轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)電功概念，會(huì)讀電能表。2．知道電功可以通過(guò)電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的多少來(lái)量度，知道電功和電能的單位是相同的，能區(qū)別電能和電功兩個(gè)概念。過(guò)程與方法3．從認(rèn)識(shí)功的概念過(guò)程中學(xué)習(xí)類(lèi)比和逆向思維的方法。4．經(jīng)歷電能表的觀(guān)察和相關(guān)計(jì)算活動(dòng)過(guò)程，學(xué)會(huì)讀計(jì)電能表。情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān) 5．認(rèn)識(shí)電能的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)而領(lǐng)悟人類(lèi)應(yīng)用能量都是通過(guò)能量轉(zhuǎn)化或傳遞的形式實(shí)現(xiàn)的道理。2、教材說(shuō)明教材首先借助圖文結(jié)合的方式說(shuō)明電能的各種應(yīng)用都是通過(guò)做功的方式實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)逆向思維方法引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)電功概念，并介紹電功單位。接著介紹測(cè)量電功的儀表——電能表，以及它的計(jì)讀方法?？梢?jiàn)，教材以電能的轉(zhuǎn)化為核心展開(kāi)，引出電功和它的單位，以及電功測(cè)量的儀表，最后回到導(dǎo)致電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是電功上來(lái)，突顯了本節(jié)課的節(jié)標(biāo)——電功與電能。3、教學(xué)建議本節(jié)設(shè)了兩個(gè)段標(biāo)，即“電能與電功”和“用電能表測(cè)量電功”。建議本節(jié)課用“組織學(xué)生通過(guò)能量轉(zhuǎn)化才能獲得應(yīng)用的事實(shí)，來(lái)認(rèn)識(shí)電功和電功的單位”“引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察電能表，介紹電能表的計(jì)讀方法”兩個(gè)方面來(lái)完成。其中電功概念的引出和電功與電能之間的關(guān)系說(shuō)明尤為重要。本節(jié)教學(xué)有兩個(gè)引言，一是全章引言，二是本節(jié)引言。引言教學(xué)參考：電能的開(kāi)發(fā)和利用，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中取得的具有劃時(shí)代意義的光輝成就?，F(xiàn)代社會(huì)幾乎處處都離不開(kāi)電能。這是因?yàn)殡娔懿粌H使用方便，而且又是最清潔的能源。初中生認(rèn)識(shí)電能，了解電能是怎樣被我們利用的，以及怎樣正確使用電能和計(jì)量電能是很有必要的。通過(guò)本章學(xué)習(xí)，同學(xué)們會(huì)知道“什么是電功、電能跟電功的關(guān)系是什么，怎樣計(jì)量電能；什么是電功率，它跟哪些因素有關(guān)；什么是電熱效應(yīng)，它跟電阻有怎樣的關(guān)系；怎樣使電器正常工作”等一系列與電能有關(guān)的知識(shí)。全章引言力圖學(xué)從電能廣泛應(yīng)用的價(jià)值上，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電能知識(shí)的興趣，讓他們從身邊電能的應(yīng)用中，感悟到這些知識(shí)的重要性，進(jìn)而產(chǎn)生學(xué)習(xí)的愿望和動(dòng)力。首先讓我們來(lái)認(rèn)識(shí)電能是怎樣被我們所利用的，進(jìn)而了解什么是電功？電能與電功教材在這一段標(biāo)下安排了“了解電功”的活動(dòng)，目的是引出電功的概念。盡管課標(biāo)并沒(méi)有強(qiáng)調(diào)電功概念，但它是建立電功率概念的基礎(chǔ)，所以讓學(xué)生了解電功是非常必要的。因此教師要引導(dǎo)學(xué)生看圖17-1中（a）、（b）、（c）、（d）四輻圖，以及圖下的文字，并要求他們完成圖下文字的填空。當(dāng)學(xué)生完成了填空任務(wù)后，教師要向?qū)W生重點(diǎn)說(shuō)明三點(diǎn)：1．所有能量的利用，都必須通過(guò)轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的途徑，電能也不例外。2．我們知道機(jī)械功會(huì)使機(jī)械能發(fā)生轉(zhuǎn)化。例如，物體在自由下落的過(guò)程中，重力做功導(dǎo)致勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。于是，我們反過(guò)來(lái)思考，當(dāng)物體機(jī)械能發(fā)生轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，就一定是機(jī)械功的結(jié)果。與此類(lèi)似，當(dāng)電能發(fā)生轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，也一定是某種功的結(jié)果。物理學(xué)中把這種使電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的功，叫做電功。3．能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少，可以用電功的大小來(lái)量度，因此電功的單位跟能的單位是相同的，即焦耳。電功的符號(hào)用W，電功單位符號(hào)為j。生活中常用千萬(wàn)時(shí)（俗稱(chēng)“度”）表示電功單位，符號(hào)為。=×106j。在這三個(gè)重點(diǎn)說(shuō)明之后，要讓學(xué)生閱讀教材中給出的可以使常見(jiàn)家用電器正常工作的時(shí)間表。目的是讓學(xué)生感受1度電的大小和價(jià)值。用電能表測(cè)量電功教材在這里安排了“用電能表測(cè)量電功”的目的有兩個(gè)，一是讓學(xué)生確認(rèn)電功是客觀(guān)存在的，它雖然不像機(jī)械功的過(guò)程那樣能被我們看得見(jiàn)，但我們可以通過(guò)儀表對(duì)它進(jìn)行測(cè)量。二是認(rèn)識(shí)電能表。因此，我們?cè)诮虒W(xué)中要力爭(zhēng)做到：1．給學(xué)生展示家用電能表，通常稱(chēng)電度表。說(shuō)明它是用來(lái)測(cè)量電功，或記錄電路消耗電能的儀表。告訴學(xué)生電進(jìn)入家庭時(shí)，首先要進(jìn)入電能表，因此家家戶(hù)戶(hù)都配有電能表。2．引導(dǎo)學(xué)生一邊看圖，一邊對(duì)照實(shí)物，了解電能表表盤(pán)上的字樣和符號(hào)的意義。例如，表盤(pán)上方數(shù)字欄中通常有5位數(shù)字，最后一位，即最右邊一位是小數(shù)位，在記錄時(shí)，一般不讀。數(shù)字欄下方我們可以看到表內(nèi)鋁質(zhì)轉(zhuǎn)盤(pán)的部分，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，表示電能表在工作。轉(zhuǎn)盤(pán)的下方兩排數(shù)字和符號(hào)分別表示電能表的額定電壓、額定電流和消耗1度電表盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。如220V10（20）A50Hz1250盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)，表示該電能表額定電壓220V，額定電流10A，短時(shí)間允許最大電流不超過(guò)20A，50Hz表示該表應(yīng)在頻率為50Hz的交流電路中工作，1250表示消耗1千萬(wàn)時(shí)，即1度電時(shí)，表盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)1250轉(zhuǎn)。3．建議教師制作一個(gè)家庭電路示教板在課堂上演示，并讓學(xué)生觀(guān)察當(dāng)示教板接通電路后，電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)情況。4．利用教材上給出的例子，即3、4兩個(gè)月份之間兩次記錄電能表的讀數(shù)分別為270和365。那么，這段時(shí)間內(nèi)消耗電能為95。可見(jiàn)，本節(jié)課的重點(diǎn)是通過(guò)電能的轉(zhuǎn)化和功與能之間的關(guān)系，建立電功概念，以及了解電功的測(cè)量。但核心是電功概念的建立和功與能之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)。4．教學(xué)評(píng)價(jià)課堂測(cè)評(píng)1．使用電爐和電動(dòng)機(jī)的過(guò)程中，分別是什么