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第十七章电功电功率教学指导第一单元电功和电功率在教学要求方面，电功、电功率都属于理解级要求，具体为：（一）知识目标具体要求1，理解电功的概念2，记住电功的单位：焦、千瓦时（度）。3，理解影响电功大小的因素。4，知道电功率的概念，知道灯的亮暗是由实际功率的大小决定的。5，记住电功率的单位（瓦、千瓦）。6，理解电功率的公式。7，理解用电器的额定电压和额定功率的意义。8，理解测定小灯泡功率的原理。（二）能力目标具体要求1，能根据电流做功的实例，说出电流做功的实质。2，能运用电功的公式进行计算（能求电功、电流、电压、时间及电量）、3，能运用电功率的公式进行计算。4，能正确运用欧姆定律及串并联规律进行电功、电功率的综合运算。5，学会用电流表、电压表测定小灯泡的功率。6，学会简单的“测小灯泡功率”实验的电路故障处理。7，能尝试自己设计实验、选择仪器进行小灯泡功率的测量。三、教学方法具体建议这一单元的知识点主要有7个：1、电功的概念。2、电功大小的相关因素。3、电功的计算及单位。4、电功率的概念。5、用电器的功率。6、电功率的测定。7、电功率的计算。电功、电功率的概念是电学中的两个重要概念，也是今后进一步学习能的转化和守恒定律的主要依据之一。这部分知识与日常生活、生产、科学技术的关系十分密切。所以电功和电功率是本章教学内容的重点。对这两个知识点，就学习性质来看，虽同属于概念学习，但由于电流做功跟机械做功毕竟有完全不同的量度方式，而电功率这个概念完全可以依据机械功率概念建立的思路来进行学习，因此在这两个概念的学习上可采取不同的教学模式和教学策略。对电功这个知识点，教学过程可分成三个阶段。第一阶段，是电功概念的形成过程，在这过程中教师可采取以下的教学程序展开，即创设情---师生举例---归纳总结---简单应用。通过跟弹簧称将重物提升这一机械做功相对应，让学生观察通电后让电动机转动将同一重物提升起来的教学情景，再让学生枚举电流做功的实例：起重机起吊货物克服重力做功、电动车拖货箱克服摩擦力做功，结合功的概念，提出问题让学生开展讨论：货物上升、货物被拖走，是谁做了功？如果断了电，货物还能移动吗？从而让学生归纳出电功的概念。在此基础上进而让学生注意观察到在电流做功时，跟电动机串联的电流表读数不为零，并联在电动机两端的电压表有读数，且通电时间越长，货物被起吊越高、拖的越远，说明电流做功越多，从而让学生确信：当电流通过电灯，电灯发光，通过电炉，电炉发热，通过电铃，电铃响，通过蓄电池，蓄电池充电，在这些过程中，电流对它们都做了功。此时，教师适时讲授电流做功的实质：是“电能转化为其它形式的能”。此时亦可介绍电功的另一定义：当电能转化为其它形式的能时，我们就说电流做了功。电功是用来量度电能转化的多少。第二阶段主要研究电功的大小跟哪些因素有关。这是个探索性实验的问题，可采用引导——探究的模式进行教学，由于此时学生不仅具备了对电功大小相关因素猜想和假设的能力，而且也具备了如何探究电功跟诸因素的关系的实验设计、及采取的科学控制变量法的能力。所以一开始可让学生大胆提出猜想：电流做功可能与什么因素有关？共同讨论、分析、归纳出几个公认的独立相关量，然后让学生设计出实验步骤，选择器材，探究验证。为了使实验容易控制，可采纳以下的实验方案：根据前一章串并联的规律，对两个电阻不同的电灯，比较电流对它们做的功，在观察灯泡亮暗的同时，记录电表数据来进行有控制的探究。参考电路图如下。（图1）1、串联电路，控制其电流及通电时间相等，观察并记录电压大小跟电流做功的关系。2、并联电路，控制其电压及通电时间相等，观察并记录电流大小跟电流做功的关系。3、对于同一电路中的灯L2，控制其通电时间的长短，让学生得出电流做功跟通电时间长短的关系。第三阶段主要讲述电功的公式，必须让学生了解：①、这个简单的一次定性实验是不能得出这个定量的公式，而是经过大量的、精确的实验验证的，让学生理解科学的严密性。②、对公式中的字母，着重理解其物理意义。③、电功的单位，也是焦耳，理解1焦=1牛·米=1伏·安·秒。进一步强调电流做功的实质及能量的可量度性、等效性。对于课本中的两道例题，其目的是为了了解公式的应用，亦可追问1小时消耗了多少电能？转化了多少热能？接着教师可利用教材中的两道练习题，使学生进一步熟悉电功的公式及其变形、诸公式的相互联系。在电功教学中可结合阅读材料，对焦耳定律作些介绍，让学生进一步了解电流热效应的规律及其表达式，同时对电功、电热及区别也作些简介。并针对有些场所，由于用电负荷过载造成火灾的事实，适时对学生进行安全教育。对于电功率的教育可分为三个阶段性进行教学。第一阶段为形成电功率概念的过程及电功率公式、单位的教学。电功率的概念，可通过课本中的例子和演示加以引入，如列举不同的电动机：电动玩具车的电动机、，每秒钟做功几焦；电扇的电动机，每秒钟做功几十焦；电力机车的电动机，每秒钟做功高达几百万焦。有条件的话，可演示一下不同功率的小电动机，提升同样的钩码到同一高度时快慢不同，或不同功率的小电动机在相同时间里将同样的钩码提到不同高度等，亦可让学生列举平时观察到的各种升降机（大吊车、小吊车、大电梯、小电梯），在相同时间内做功不同的例子，进一步让学生直接获得电流做功有快慢之分的感性认识。在此基础上让学生类比机械功率的学习程序，采用演绎的方法导出电功率的定义、定义式，单位、倍单位。注意引导学生对P=w/t和P=UI两公式进行比较后指出：P=w/t具有普遍意义，因此称为定义式，而P=UI只适合于电功率的计算，它称为电功率的决定式。在这里可重点强调，什么叫单位时间内做的功？就是功除以时间，也就是采用了“控制时间相等”这个特殊的控制变量法，进而归纳出ρ=m/V、ν=S/t、c=Q/mΔt、等的普遍定义方法。为了加深对电功率的理解，可强调指出电功率的单位和机械功率的单位是一样的，写出1瓦=1焦/秒=1伏·安。结合课本中列出的一些电器设备的电功率值，让学生初步了解它们电功率的大小及分别说出其含义，并由教师补充说明它们也分别表示在每秒钟所消耗电能的多少。在利用公式进行简单计算的同时，让学生明白为什么计算用电器的功率用P=UI比P=w/t方便，为下节测小灯泡功率的实验教育设下伏笔。第二阶段为联系实际进行额定功率和实际功率的教学，这两个概念跟实际生活有密切的联系，具有很重要的现实意义，又是电功率教学的一个难点，应根据学生对客观事物的认识规律，从感性认识到理性认识，从具体到抽象，教学可从以下几个程序进行：①、可让学生观察照明灯泡上的“220V40W”、“220V60W”、“36V40W”的字样，并阅读课本中有关额定电压、额定功率、实际电压、实际功率的叙述，初步了解它们的概念含义，及互相的区别。②、可演示一个“220V40W”的白炽灯在照明电路中的发光情况。继而演示两个“220V40W”的白炽灯串联在照明电路中的发光情况，并依据串联分压原理分析其原因，让学生对“当用电器两端的电压不等于它的额定电压时，它的实际功率也就不等于额定功率”这一结论有初步的认识。③、为了让学生加深对这一结论的理解，将伏--安法测电阻的一套仪器发给学生，以额定电压为2.5伏的小灯泡替代电阻，让学生自己动手实验，分别观察等于、小于、大于2.5伏时灯泡的发光情况，实验前可让学生思考并回答以下几个问题：α、电压表应并联在小灯泡两端还是并联在滑动变阻器的两端？b、闭合电键移动滑动变阻器，观察电压表还是电流表？③、为了强化“当实际电压高于额定电压一定程度时，用电器将被烧毁”的结论，教师可演示一破坏性实验，将36V灯泡接在照明电路里，让灯泡即刻被烧毁的强烈影响，教育学生在使用用电器前，必须认真阅读说明书及观察了解额定电压的重要性。在讲授“灯泡的亮暗由实际功率决定”这个时结论时，教师可重新演示上节讲授“电功跟哪些因素有关”的两个实验，让同学们确信：①、当两灯串联，它们的电流相同时，哪个灯的电压高，灯就亮。②、当两灯并联，它们的电压相同时，哪个灯的电流强，灯就亮。从而得出哪个灯电压电流的乘积大，谁就亮的结论。为了打消学生对“额定电压不一样，灯可一样亮”这一结论的怀疑，教师可演示“220V40W”、“36V40W”两个灯分别在额定电压下发光情况。在此基础上再提出问题让学生进一步思考：它们的电压不同，但它们的电流谁大？电阻谁大？U、I的乘积谁大？结合课本中图17—3，让学生讨论后得出：额定电压高，不一定电流大、功率高；额定电压低，也不一定电流小、功率小。从而让学生对“灯泡功率大小看亮度”的结论有一个深刻的稳定认识。最后布置一家庭作业：让学生回家后在注意安全的前提下，观察并记录家用电器（如照明灯、电视机、录音机、电风扇、电冰箱、洗衣机、音响、空调器、淋浴器等）的铭牌，了解并分析其含义，进一步估算家庭所有用电器的总功率、同时使用时的最大功率、及正常情况下的平均功率。通过例题分析，让学生学会运用电功率的公式解决一些简单的实际问题。在关于电功率的计算指导上，应把握以下几点：1、电功率的计算，只限于两个用电器的情况，同时也不要求强调P=I2R与P=U2/R只适合于纯电阻这样的一个初中生难以理解的问题，但在实际计算中，可运用欧姆定律和电功率公式相结合来解。2、由于在计算中可结合欧姆定律及串并联电路的特点来分析，因此具有较高的运算要求，因此，例题必须要有铺垫，最好分专题，进行分层教学，不可一步到位。3、计算中应强调p=UI中的电压、电流，必须是用该用电器的实际电压和实际电流代入，对于一些发热类（纯电阻）用电器，给出额定电压及额定功率的目的，是为了知道该用电器在正常使用时电阻的条件，并在不考虑电阻值随温度变化的情况下用R=U2/P，求出该用电器的电阻值，从而为不在额定电压下求解实际功率铺平道路。4、象小灯泡这样的发热器，由于发光时跟不发光时其温度相差悬殊，所以不能以“定值电阻不变”，利用公式p额=I2R来求解小灯泡的额定功率。第三阶段为“测定小灯泡电功率”的学生实验教学。由于前一节教学中对测电功率原理的铺垫，前一章伏-安法测电阻实验的强化训练，从这个教学的实际出发可作以下安排：1、让学生先提出实验电路的设计方案，通过讨论、分析后加以确定，旨在培养学生根据实验目的和所选器材，并用已学的知识，全面分析后提出设计方案的习惯和能力。2、教师应有意识的进行启发、引导，让学生了解实验步骤中对电键、滑动变阻器的要求外，对电源的要求、电表量程的选择、测量对象的确定、所须测定数据、数据处理的方法等，使学生在动手、动脑两方面都到锻炼，并提高他们的观察能力和操作水平。3、测出小灯泡在等于、略大于、略小于额定电压等情况下的实际功率，并通过对小灯泡发光的亮暗程度的仔细观察，并结合算出的功率大小，进一步巩固灯的功率大小看亮度、电流做功的本质为能的转化的感性认识。4、为了进一步巩固实际功率和额定功率的概念，实验后可提出以下问题：用电器的额定电压随外界而变吗？实际电压呢？额定电压、额定功率有几个？实际电压、实际功率有几个？5、由于本实验涉及的知识广，（电流、电阻、电压、电功率），应用的规律多，（欧姆定律、串并联电路规律），所以它是一个集知识、能力于一体的好题材，是整个电学教学的一个重点、难点，当然也是考核的重点，教师应重点突出的对学生进行辅导和训练，特别应强调，要有目的的进行重点突破的专题复习。例如：①、实验的基础知识：实验目的、实验原理、原理图、实验器材、步骤、注意事项、结果。②、对实验中故障的分析、判断：电表连接的错误、及短路、开路问题。③、对电源电压、额定电压、额定电流、电表量程、滑动变阻器规格的判断及选择。④、实验的设计，仪器的选择（从多种规格中），包括缺少仪器、仪器的部分损坏等情况，旨在培养学生的发散性思维和创造性思维。（三）单元学习过关检测⑴双向细目标知道理解掌握会答对题数达标率%电功的概念①⑥电功的单位③电功率的概念④⑤④⑤电功率的单位④电功的计算②④⑦⑧⑨⑩电功率的计算⑿⒀⒂⒁⒃⒄电功率的测定⒆⒇⒆⒇答对题数达标率%⑵检测题1、电流通过电动机时，_____________叫做电功，在这过程中，____