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2019-2020年九年級(jí) 科學(xué)探究：電流做功與哪些因素有關(guān)（教案）2 教學(xué)目標(biāo)： ⒈從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)電能，能簡(jiǎn)單描述電能和我們生活的關(guān)系。 ⒉通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)電流做功的相關(guān)因素。 ⒊學(xué)讀家用電能表，會(huì)通過電能表計(jì)算電費(fèi)。 ⒋通過講解一度電的作用，增強(qiáng)學(xué)生節(jié)約用電的意識(shí)。 重點(diǎn)、難點(diǎn)： 實(shí)驗(yàn)探究電流做功跟哪些因素有關(guān) 教學(xué)準(zhǔn)備： 實(shí)驗(yàn)器材：低壓電源、開關(guān)、導(dǎo)線、不同阻值的電阻線、電流表（2只）、電壓表（2只）、溫度計(jì)（2只）、相同的廣口瓶（2只）、煤油、電能表實(shí)物及掛圖。 教學(xué)設(shè)計(jì)： 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 說(shuō)明 引入新課，板書課題 一、怎樣測(cè)算家庭電費(fèi) ⒈電流通過日光燈，燈亮了，這個(gè)過程消耗了電而得到了光，從能量的角度看，消耗了什么能？得到了什么能？ 生回答后，強(qiáng)調(diào)這一過程就是電流做功的過程，讓學(xué)生分析討論課本圖15—1中的能量轉(zhuǎn)化。 總結(jié)并板書：電流做功的過程，就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程？ 怎樣測(cè)量消耗電能的多少？ ⒉電能表 ⑴出示掛圖、實(shí)物，對(duì)照掛圖引導(dǎo)學(xué)生觀察，并注意讀數(shù)方法、單位及換算。 ⑵讓學(xué)生根據(jù)圖15—2測(cè)算家庭電費(fèi) ⑶介紹1度電的作用：電爐煉鋼1.6kg；生產(chǎn)化肥0.7kg；采掘原煤105kg；灌溉麥田0.5畝次；電車行駛0.85km。 看了“1度電的作用”，你受到什么啟示？ 二、電流做功與哪些因素有關(guān) ⒈制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)中如何來(lái)反映電流做功的大小，可以根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化，通常選擇電流的熱效應(yīng)來(lái)探究問題，即通過對(duì)內(nèi)能的測(cè)量來(lái)反映電流做功的大小。 讓學(xué)生看課本“探究點(diǎn)撥” 給出實(shí)驗(yàn)電路圖15—3（a）、15—4（a），引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)問題研究的方法，介紹實(shí)驗(yàn)裝置。 ⒉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) 按圖15—3（b）、15—4（b）組裝器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，并收集相關(guān)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而分析得出結(jié)論。 引導(dǎo)學(xué)生讀本節(jié)的最后部分，明確電功公式。 ⒊電功公式：W=UIt 批出式中各量的單位。 三、鞏固小結(jié) 展示目標(biāo)，讓學(xué)生依據(jù)小結(jié) 四、布置作業(yè)： 讓學(xué)生當(dāng)堂完成《新課程同步學(xué)習(xí)與探究》P105“開放性作業(yè)”。 課外作業(yè)：課本課后作業(yè)1、2、3 回答問題： 日光燈發(fā)光，消耗了電能，得到的光能。 討論并交流圖15—1中能量的轉(zhuǎn)化。 找一生回答：電能表 觀察后確認(rèn)電能表上的數(shù)的讀法，單位：千瓦時(shí)及千瓦時(shí)與焦的換算。 據(jù)圖15—2，學(xué)會(huì)測(cè)算家庭電費(fèi) 明確研究問題的方法 參與實(shí)驗(yàn)過程，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，分析得出結(jié)論。并將課本上結(jié)論補(bǔ)充完整。 據(jù)標(biāo)總結(jié) 做題鞏固 當(dāng)堂完不成的，上課外作業(yè)本上做 板書設(shè)計(jì)： 第一節(jié) 科學(xué)探究：電流做功與哪些因素有關(guān) 一、怎樣測(cè)算家庭電費(fèi) ⒈電流做功的實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 ⒉電能表： ①讀數(shù)：月末數(shù)減去月初數(shù)（注意小數(shù)） ②單位：千瓦時(shí) 1千瓦時(shí)=3.6106焦耳 ③一度電的作用 二、電流做功與哪些因素有關(guān) ⒈制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ⒉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) ⒊結(jié)論：電流做功跟電流的大小、電壓的高低均有關(guān)，通過用電器的電流越大，電流做功越多；加在用電器上的電壓越高，電流做功越多；用電器通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流做功越多。 ⒋電功公式：W=UIt 教學(xué)反思： 教學(xué)參考： ⒈電功演示裝置（一） 如圖122所示，做一個(gè)底座和支架尺寸為40101.5厘米3，支架尺寸為6032.5厘米3。電動(dòng)機(jī)可選用市售3伏、0.8安的玩具直流電動(dòng)機(jī)。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速太大，幫在轉(zhuǎn)軸上裝配齒輪減速裝置，可取外徑6毫米10齒輪安裝在電機(jī)軸上，外徑75毫米144齒的大齒輪安裝在滑輪輪上。注意安裝時(shí)二輪咬合適當(dāng)，不要太緊。電源采用二節(jié)干電池，時(shí)間可由電鐘讀出，其他如滑輪等元件可采用實(shí)驗(yàn)室的方便材料。 圖122 使用方法： ①把兩節(jié)干電池接入電路，保持電壓U不變，時(shí)間t不變（如t=15秒），改變鉤碼的數(shù)量，實(shí)驗(yàn)兩次，將記錄數(shù)據(jù)填入表格。 ②把一節(jié)干電池接入電路，使電動(dòng)機(jī)兩端電壓降低一半，改變負(fù)載，使電流I值與第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的I值相同，同樣在相同時(shí)間內(nèi)，讀出負(fù)載上長(zhǎng)的高度，填入表格。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電壓U （伏） 電流I （安） 時(shí)間t （秒） 負(fù)載所受 重力G（牛） 負(fù)載上升 高度h（米） 功W=Gh （焦耳） 1 3 0.5 15 1.2 4.410-1 5.310-1 2 3 0.75 15 2.4 3.310-1 7.910-1 3 1.5 0.5 15 1.4 2.010-1 2.810-1 分析①、②兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看出，電功隨著電流增大（或減?。┒龃螅ɑ驕p?。?。從1、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，電功隨著電壓增大（或減?。┒龃螅ɑ驕p小）。從而定性地說(shuō)明電功與電流、電壓、時(shí)間的正比關(guān)系（電功隨時(shí)間的增大而增大可推理得之）。 【注意事項(xiàng)】 ⑴電源要用新的干電池或充好電的蓄電池。 ⑵要事先進(jìn)行調(diào)試，以選取合適的負(fù)載數(shù)值和時(shí)間數(shù)值。 ⒉電功演示裝置（二） 圖123 做一個(gè)如圖123所示的木支架，底板的尺寸為42121.5厘米3，豎板的尺寸為8081.5厘米3。豎板中間開一條寬3厘米的長(zhǎng)槽，以避免重物與豎板間的摩擦。豎板頂端裝一個(gè)低速直流電動(dòng)機(jī)（可將儀器廠生產(chǎn)的演示用交直流發(fā)電機(jī)模型的傳動(dòng)帶去掉，作為直流電動(dòng)機(jī)使用）。電動(dòng)機(jī)軸上繞一細(xì)繩，繩的下端掛一個(gè)50克的鉤碼。在底板的兩側(cè)分別放一個(gè)電流表和電壓表，前面放了個(gè)內(nèi)裝電池的電池盒、一個(gè)10歐姆的滑動(dòng)變阻器。電路連接如圖124。 圖124 【使用方法】 ⑴閉合開關(guān)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以看到鉤碼上升，說(shuō)明電流做功，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 ⑵用滑動(dòng)變阻器改變電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和電流，也可以保持電壓電流不變而增加時(shí)間，可以看到鉤碼上長(zhǎng)的高度隨電壓的增高、電流的增大、時(shí)間的增長(zhǎng)而增高，即W=Gh增大，從而定性說(shuō)明電功與電壓、電流和時(shí)間的關(guān)系：W=UIt。 【注意事項(xiàng)】 ⑴此實(shí)驗(yàn)裝置，可由學(xué)生記錄電壓、電流和時(shí)間。 ⑵此實(shí)驗(yàn)裝置，應(yīng)根據(jù)不同類型的電動(dòng)機(jī)選擇合適的電壓和重物的質(zhì)量，以作重物上長(zhǎng)時(shí)速度不至有明顯的變化。如重物較輕，則可適當(dāng)降低電壓，使其以穩(wěn)定速度上升。 ⒊電能表的構(gòu)造 電能表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖125所示，主要由五部分組成：電流線圈1（跟負(fù)載串聯(lián)著）電壓線圈2（跟負(fù)載并聯(lián)著）、鋁盤3、永久磁鐵4和計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)5（圖中只畫了傳動(dòng)齒輪）。當(dāng)電流線圈和電壓線圈中通過交流電的時(shí)候，鋁盤因電磁感應(yīng)而旋轉(zhuǎn)。鋁盤的轉(zhuǎn)速跟電流和電壓的乘積成正比。鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)，永久磁鐵是用來(lái)阻尼鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)的。 圖125 一般電能表可以直接從表上讀出所消耗的電能數(shù)，但是有些用在圈套的電力電路中的電能表，電路消耗的電能不是直接從表上讀出，而是把表上的讀數(shù)乘上一個(gè)系數(shù)，這個(gè)系數(shù)通常就標(biāo)在表上。