科学探究:电流做功与哪些因素有关

发表时间:2015/01/08 00:00:00  浏览次数:7147  
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  教学目标
知识与技能:
1、认识电流做功的相关因素
2、会读家用电能表、会计算电费
3、了解电功的计算W=UIt和电功的单位
过程与方法:
      1、通过实验探究认识电流作功的相关因素
      2、再次认识体验控制变量法的应用
情感态度与价值观:
     从能量的角度认识电能、认识到电能和我们的生活息息相关;教学中向学生渗透节能意识
教学重点
1、电流做功与哪些因素有关
2、培养学生的科学探究能力
教学难点
设计电功与U、I关系的探究实验
教学准备
      演示:“220V  25W”和“220V  100W”的灯泡各1个,灯座2个、导线、插头、家用电能表1只。
      学生分组器材:学生电源1台、电热丝(不同阻值R1、R2)两根、开关1个、学生电压表、电流表各1只、相同的温度计2只、等质量的2瓶煤油、带孔的瓶塞、导线夹及导线若干
教学方法
       启发诱导式与实验探究式教学相结合
教学过程
一、 怎样测算家庭电费
      复习提问
改变物体内能的方法有几种?其中做功的实质是什么?(请学生思考再回答)
       新课引入:
1 请同学列举你家中有哪些家用电器?这些家电是通过什做功?电流做功的实质即把电能转化为什么形式的能?(请学生观察阅读课本P88页图15-1)
    让学生经历思考后再作答,可能对其中的电冰箱、空调、电话、收音机电能转化学生分析可能有难度,教师适当进行点拨、引导。
  2那么,在你们的家庭和生活中又如何来计量消耗的电能的?又如何缴纳电费?(请学生思考后讨论)
    展示:电能表
    电能表的用途:测量用户消耗电能多少的仪表                             
    电能表的铭牌:“220V  5A”表示的物理意义:略
    电能的单位:  千瓦时:符号为“KW·h”
                     1KW·h=3.6 ×106J   相当于1KW的用电器工作1h所消耗的电能。
    电能表的读数
1
2
3
4
5
五月底的示数               
  六月底的示数                                                           
1
2
5
7
9
                                                              
 
(假设当地电费0.5元/KWh) 则如何计算六月份消耗的电能和六月份应缴纳的电费呢?
六月份消耗的电能为:
六月份应缴纳的电费:                                           
     (请同学们自己独立完成,让学生自己解决身边的、生活中的实际问题,体会到学习物理是有用的、有趣的。)
二、探究:电流做功与哪些因素有关
演示:将 “220V  25W”和“220V  100W”的灯泡节到照明电路中,通电后两盏灯都能发光,请同学们比较这两盏灯发光时电能转化为内能和光能时,电流做功是有什么不同?你们会想到一些什么问题?又将如何提出问题呢?(学生积极思考并分小组展开讨论)
提出问题:电流做功与哪些因素有关?(可能不同小组的同学提出的问题不尽相同,教师要对此引导并作出积极评价)
猜想与假设:(请学生讨论后进行大胆的猜想)
甲:电流做功的多少可能与通电时间有关
乙:电流做功的多少可能与导体两端的电压有关
丙:电流做功的多少可能与导体中的电流有关
丁:电流做功的多少可能与导体的电阻和其它因素有关
(同学们提出了各种猜想,这些猜想对不对?怎样来验证?引导学生提出设计实验来验证。)
制定计划与设计实验:
(对学生分组进行实验讨论、探究设计实验方案,学生能设计出完整方案的不多,教师要进行引导,引导学生如何进行实验设计)
教师:如何体现电流做功多少?
      如何用实验来验证电流做功与电压、电流、时间的关系?
      用什么样的电路去实验?采用什么方法进行探究?
电流做功的多少我们无法直接测量,但我们可以利用电流做功转化成其他形式的能的关系,通过间接测量其它物体吸收的电热来计算。(回顾比热容学习时,借鉴探究物质吸热性质的实验)
学生联想 : 加热等质量的水和煤油,测量煤油升高温度的方法,测量电流产生热量的多少,体现电流做功的多少。采用控制变量法。
那么,如何电流、时间,研究电流放出热量与电压的关系?如何电压、时间,研究电流放出热量与电流的关系?如何电压、电流,研究电流放出热量与时间的关系?(启发学生联系前面学习的电学知识,想一想用什么样的电路去实验?分组进行讨论,并请学生说出实验方案,师生共同评估)
设计实验电路和实验记录表格
电路图见P89页图15-3 (a图)    图15-4(a图)
表一:在电流和通电时间相同时,研究电流做功与电压的关系
电阻丝
电阻值
电压
电流
煤油质量
温度升高
通电时间
结论
R1
 
 
相同
    相同
 
相同
 
R2
 
 
 
表二:在电压和通电时间相同时,研究电流做功与电流的关系
电阻丝
电阻值
电流
电压
煤油质量
温度升高
通电时间
结论
R1
 
 
相同
相同  
 
相同
 
R2
 
 
 
    进行实验与收集证据
学生分组进行实验图见P89页图15-3 (b图)    图15-4(b图)连接电路图,组员分工协作,教师随时指导,记录实验数据填在表格中。
分析论证
教师:同学们根据实验所得数据相同吗?有没有共同的特点呢?首先请你们试一试总结?(然后请不同组的同学发表自己的见解,教师适时鼓励,引导)
结论:1、电流和通电时间相同时,加在电阻丝两端的电压越高,电流做功越多;
       2、电压和通电时间相同时,加在电阻丝两端的电流越大,电流做功越多;
       3、在实验中还可以得到,在电流和电压相同时,通电时间越长,电流产生的热量越多。
三、电功的公式
进一步的研究表明:电流做功与电压、电流和通电时间的关系,并用公式表示为:
W=UIt
   
物理量
符号
单位
备注
电功
W
J
*各个物理量的同一性,同时性
*知道电功的多少,也就知道消耗了多少电能
电压
U
V
电流
I
A
通电时间
t
s
 
课堂小结:1、知识方面——电功的影响因素、单位、公式及电能表的用途、读数
      2、能力方面——实验探究能力、设计能力和处理数据能力的培养
      3、方法方面——控制变量法的应用
布置作业:课堂P90页1、2、3题
          课外完成同步练习
板书设计
   科学探究:电流做功与哪些因素有关
 
         实质:电能转化为其它形式的能
         测量仪表:电能表
  电     影响因素:U  I  t实验探究)
功     公式:W=UIt
         单位:J(KW·h )    1 KW·h =3.6 ×106J
       简单计算:
    
教学反思】教师课后完成。