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[!--downpath--]第十八章電力
第一節 電能與電力
教學目標
知識點
課程要求
1.電能
從能量轉換的角度認識電能，了解電能與我們生活的關系，認識電能的單位和符號
2.電能計量
能夠識讀家用電能表，了解電能表上參數的含義； 能通過電能表估算家庭水費，并有節電意識
3.電力
通過實驗發現電壓做功的大小與電壓的大小、電壓的高低以及通電時間有關，并且可以利用電功率的公式進行相關的估算
教學流程
新班級介紹
展示圖A、B所示的水表，讓中學生從圖片中獲取信息，并講述其功能和使用規則； 然后拿出圖C所示的儀表，觀察這個儀表，你對它了解多少？ 你知道嗎？ 新的教訓是從中學生的苦惱中衍生出來的。
合作詢問
探索點一：了解電能
活動一：你生活中見過哪些電池？ 它們的作用是什么？ 中學生之間的討論。
中學生交流討論并回答：日常生活中不同類型的干電池、手機、數碼單反中使用的鋰電池都屬于電源，將其他形式的能源轉化為電能。
活動二：讓中學生從數學走近生活，討論交流，生活中你見過哪些家用電器耗電？ 你能說出它們的能量轉換嗎？
中學生交流討論并回答：電風扇、白熾燈、空調、冰箱等，這些家用電器將電能轉化為其他形式的能量。
活動三：結合以上兩個問題，進行小組交流討論，嘗試解釋電能的概念和單位。
摘要： (1)電能：電壓所具有的能量。 （2）單位：電能常用單位為千瓦時，符號為kW·h（又稱“度”）； 在數學中，比較常用的電能單位是焦耳，簡稱焦耳，符號為J。它們之間的換算關系為1kW·h=3.6×106J。
探索點二：電能測量
活動一：貼近生活，讓中學生根據你的生活經歷告訴你如何測量你家里每月的用電量？ 你知道這個能量用什么單位來衡量嗎？
中學生闡述觀點，老師總結：電能的檢測工具是電能表，通常以度為單位，1度=1kW·h。
活動二：根據朋友的生活經驗，交流討論，根據圖中的水表，講述如何讀取電能表的指示，以及如何估算本月消??耗的電能？
根據中學生的交流和討論，得出的結論是：
（1）電能表的顯示，最后一位為小數點，單位為kW·h
(2)年末指示的電能乘以年初的電能表，即為一個月消耗的電能。
活動三：展示電能表，讓中學生結合課本P88的內容，說出圖中所示電能表符號所代表的含義。
總結：“220V”表示電能表應連接至220V電路。 “10（20）A”表示本電能表的額定電壓為10A，額定最大電壓為20A。 “50Hz”表示本電能表在50Hz交流電中使用。 “3000r/kW·h”是指當與電能表連接的家用電器消耗1kWh電能時，電能表上的轉盤轉3000轉。
探索點三：電力
活動一：自學教材P90，完成以下問題：
(1)什么是電力？
(2) 電壓做多少功與什么感應有關？ 如何表達他們之間的關系呢？
根據各小組之間的解釋觀點，得出的結論是：
(1)電功：將電能轉化為其他形式能量的過程，也可以說是電壓做功的過程。 有多少電能轉化為其他形式的能量就是電壓做了多少功。 電力工作的符號是W。
(2)電功率估算公式：W=UIt。 說明電壓做功的大小與電壓的大小、電壓的高低、通電時間的長短有關。
版式設計
第一節 電能與電力
教學反思
本節內容主要包括電能、電能表、電力三個部分。 其中電能和電能的測量是本節的重點，因此這一點在講座的過程中得到了充分的論證。 電能的概念有相對直觀的基礎。 為了引起中學生的興趣，我要求中學生從身邊的例子入手，從能量轉換的角度來理解電能，從而為電力的理解鋪平道路。 為了中學生對電能表的認識，我充分利用實物，結合實物和工作原理，讓中學生了解電能表和知名品牌的電能表。過程中，加深了中學生對知識的掌握。
第二節 電力
第 1 課中的電力及其估算
教學目標
知識點
課程要求
1.電力
能說出電功率的數學意義、定義和單位
2.電力的簡單估算
可以借助電功率公式進行簡單估算
教學流程
新班級介紹
了解了電能和電能表之后，誰觀察過電能表的轉動呢？ 不同家庭的電表在不同時間轉動的速度是否相同？
演示：在電能表后面連接不同的燈泡。 一個燈泡標有“”，另一個燈泡標有“”。 當打開電源時，發現前一個燈泡的轉盤轉動得較快，而后者比較暗的燈泡轉動得更慢。 同樣的燈泡，為什么有的耗電快，有的耗電慢？ 為了描述家用電器消耗電能時的這些差異，我們引入一個新的數學量——電功率。
合作詢問
考察點電功率
活動一：分別取一個24W和一個500W的燈泡，連接到電路上，比較電能表鋁盤的轉速。 中學生兩次觀察并比較電能表鋁盤的轉速。
實驗現象：電能表第二次轉動比第一次轉動快。
活動二：中學生交流討論觀察到的實驗現象的原因。
推論：電能表鋁板的轉速不同，說明家用電器消耗電能的速度不同。 同時，鋁盤的匝數也不同。 鋁板的匝數直接反映了家電消耗的電量的多少，同時鋁板的匝數也反映了家電工作時耗電的快慢。
摘要：在數學中，電功率用來表示消耗電能的速度。
活動 3：展示講義并提出問題：
(1)將電燈接入家庭電路1小時消耗3.6×105J電能，將電爐接入家庭電路1分鐘消耗6×104J電能。 哪種家用電器消耗電能最快？ 如何比較？
交換答案：
教學反思
這部分教學難度較大。 雖然上述教學中對電功率的估算做了一些準備，但中學生在遇到本節的估算時，由于自身思維發展水平的原因，在分析復雜問題時仍然存在困難。 突破的途徑是引導中學生對本節的實驗現象進行詳細的推理，扎實地了解化學量及其單位，并準確地記憶和理解，使中學生具備良好的能力。重現本節的基礎知識。 為了搞好這門課，做好演示實驗，引導中學生分析實驗現象是非常重要的。 教學過程中，可以根據中學生的表現和感知，適當調整教學速度。 不會的題就回頭部輔導吧！ 只有腳踏實地地進行教學，才能引導中學生真正掌握本節內容。
第三節 檢測小燈泡的電功率
在第 1 課中，伏安法檢測小燈泡的電功率
教學目標
知識點
課程要求
1.檢測小燈泡的電功率
能測量和計算小燈泡的實際功率和額定電功率，并練習使用電壓表、電壓表和滑動變阻器； 通過實驗，知道小燈泡的電功率隨其兩端電流的變化規律
教學流程
新班級介紹
在實驗室里，小明發現如圖所示的小燈泡的標志早已模糊，而且他經常認得“2.5V”這個詞，但他很想知道小燈泡的電功率是多少當它正常工作時。 我應該怎么辦？ 同桌的張斌靈機一動，趕緊幫小明解決了這個問題。 你知道張斌是怎么想出一個辦法來獲得小燈泡的電力的嗎？ 本課我們將解決這個問題電功率的公式單位，從而衍生出新的一課。
活動一：讓中學生根據經驗分析，連接實物圖時應注意哪些問題？ 并妥善組織。
中學生總結：
(1)連接實物圖時，開關應斷開，滑動變阻器應滑動至最大值。
(2)電壓表、電流表的電阻值選擇必須正確電功率的公式單位，兩表的連接形式和端子連接方法必須正確。 滑動變阻器的選擇和連接應正確。 (3)電源電流低于小燈泡的額定電流。
活動二：各組間交換并分析待測試記錄的數據，以及切片連接數。 設計實驗表格并記錄數據。
實驗次數
電流
紫外線
電壓輸入/輸出
電功率P/W
昏暗的燈泡
1
2
3
三、分析與論證
通過實驗數據，讓中學生分析根據實驗數據你能得出什么實驗推論？
綜上所述：
(1)分析表中數據后發現，小燈泡兩端的實際電流越高，燈泡的電功率就越大，燈泡的光就越亮；
(2)小燈泡的色溫是由實際功率決定的，與額定電功率無關； (3)小燈泡有多個，實際瓦數有多個，但額定電功率只有一個。
4.溝通與評估
實驗完成后，讓每個小組經歷評估自己小組的過程。 老師做最后的總結。
綜上所述：
(1)連接電路時，開關應處于斷開狀態；
(2)連接實物圖時，滑動變阻器應“一一”連接到電路上，并滑動到最大值。
(3)滑動變阻器有兩個作用：一是保護電路，二是改變小燈泡兩端的電流；
(4)電壓表、電壓表的“+”、“-”端子是否連接正確。
(5)是否通過“試觸”選擇電阻值。
案例分析 小明想知道小燈泡的明暗與哪些因素有關。 找一個額定電壓大于0.6A、額定電流為2.5V的燈管L1，將其接入恒電源電流為6V的電路中。 根據圖A所示電路研究。
教學反思
本節實驗是中學生熱科學最重要的實驗。 它涉及的設備最多，操作步驟也最復雜。 通過正確的引導和啟發，對一些關鍵問題給予必要的提示，使中學生的正確率得到顯著提高，實驗得以順利完成。 X
本課的重點之一是培養中學生的評價能力和溝通能力。 評價是對實驗過程的反思，可以培養中學生評價探究過程和結果的意識，并從評價中吸取教訓。 通過評估，可以培養中學生發現新問題的意識和能力，并可以嘗試改進自己的探究方案。
第二課 檢測電力的特殊技能
教學目標
知識點
課程要求
1.電壓電阻法電量檢測
能夠設計利用伏特電阻法檢測小燈泡電量的電路
2.安培電阻法檢測電量
懂得如何設計電路并利用安培電阻法檢測小燈泡的電功率
3.電表及秒表法
能夠使用電能表和秒表檢測家庭電路中家用電器的電量
教學流程
新班級介紹
如圖所示展示電熨斗。 現在我想知道這個家用電器工作時的電量是多少。 如何測試呢？ 是否可以使用上一節中的伏安法進行檢測？ 朋友們受寵若驚嗎？ 從中學生的盲目性中汲取新的教訓。
第四節焦耳定理
第 1 課中的焦耳定理
教學目標
知識點
課程要求
1.電壓的熱效應
通過現實生活中的例子，了解電壓的熱效應
2.焦耳定理
能在實驗的基礎上推導出焦耳定理，并能利用焦耳定理進行簡單的估計
教學流程
新班級介紹
老師給中學生演示：同時打開白熾燈和電動吊扇的電源，讓中學生分別觸摸白熾燈和電動吊扇的電機部分，體驗一下是什么感覺？ 為什么同一時間通電時加熱程度不同？ 能解釋一下這個現象嗎？ 從中學生的指責中得到新的教訓。
合作詢問
探索點電壓的加熱效應
活動一：講座演示，讓中學生分析在使用家電的過程中有哪些共同特點？
活動二：小組交流，討論使用家電時能量的轉化。
綜上所述：
（1）總結：電壓通過這類家用電器后，伴隨著熱量的形成。
(2)當電壓通過導體時，電能轉化為內能。 這些現象稱為電壓的熱效應。
活動三：讓中學生走近生活，列出你在生活中看到的家用電器有哪些？ 它們之間的能量如何轉換？ 電壓作用下的加熱效果如何？ 避電壓加熱效果如何？
總結：電采暖既有優點也有缺點。 電加熱器依靠電壓的熱效應； 絕緣皮老化，甚至引起火災。 電視后蓋有許多小孔，用于通風散熱； 電機外殼上有很多散熱片，也是為了散熱。
探究點二焦耳定理
1.實驗探究電影響電壓形成熱量的原因
提問：根據講座中的問題，請猜猜為什么電壓通過不同導體時產生的熱量不同？ 電壓產生熱量的原因是什么？ 在小組中交流、討論并表達您的觀點。
推測：可能與電壓、電阻、通電時間有關
設計實驗：基于推測，小組之間設計實驗，以探究的方式進行交流和討論，實驗中電流形成的熱量如何表達？ 查詢需要幾步？
老師根據各組的發言和交流，進行補充和總結，贈送講義，展示內容：
查詢方式：控制變量法
研究問題的方法：變換法。 即實驗中將通過U形管兩側的液面高度的變化換算成形成的熱量。
探索步驟：（1）取兩個阻值不同的內電阻串聯，通電同一時間觀察U型管兩側液位的變化； (2)取兩個阻值相同的內阻，讓它們通的電壓不同，加熱時間相同，觀察U形管兩側液面高度的變化。
實驗結束后，中學生走上講臺，投影實驗報告，重點介紹推論、電路圖、實驗流程、實驗設計思路。 學生與學生、老師與學生互相提問、爭論。
綜上所述：
(1)在相同電壓和通電時間的情況下，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，通過的電壓越大，導體產生的熱量越多。
2.焦耳定理
活動一：從昨天的幾個實驗中，我們知道電壓通過導體時產生的熱量與導體的內阻、電流和導通時間有關。 盡管早在1840年，美國化學家焦耳就準確地確定了它們的關系，并得到了焦耳定理。 讓中學生自學P100的內容，完成以下問題：
（1）焦耳定理的內容是什么？
（2）焦耳定理的表達式是什么？ 每個數學量的單位？
活動二：中學生結合自己的知識完成講義中展示的內容并進行總結。
綜上所述：
（1）內容：電壓通過導體產生的熱量與電壓的平方成反比，與導體的內阻成反比，與通電時間成反比。
(2) 公式： 式中電壓I 的單位為安培（A），內阻R 的單位為歐姆（Ω），通電時間t 的單位為秒（s）。 熱量的單位是焦耳 (J)。
活動三：測量光耳定理，老師進一步延伸和拓寬。 展示講義。
延伸與膨脹：當電壓通過導體時，如果電能全部轉化為熱能，而沒有同時轉化為其他形式的能量，則電壓產生的熱量Q等于消耗的電能，即就是，Q=W=UIt。此時，結合歐姆定律，還可以推導出另一個
教學反思
焦耳定理是電學知識的升華，與熱量的含量起著聯系。 講座過程中，我從中學生生活中熟悉的家用電器開始，讓中學生進一步了解電與熱的關系，以及自然輸入電壓的熱效應。 電壓形成熱的影響，因此通過實驗證明電熱與內阻、電流、通電時間有關（實驗中很好地運用了控制變量和換算的研究方法），最后強調：經過大量實驗后，焦耳于1840年才成立。 準確的結果——焦耳定理，同時為了加深學生對光度計定理的理解，從電能轉換和歐姆定理推導出公式Q=I2Rt，此時啟發中學生學習和研究化學從實驗和理論兩個方面提出的問題也發揮著作用。