中学化学电功和电功率教学学案（一）知识目标1、知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，做功的过程是电能转化为其他方式能量的过程。2、理解电功、电功率的概念及表达式的数学意义并能用电功的公式进行有关的估算。3、了解额定电流、额定功率、实际功率的意义。4、知道电功率、热功率的联系和区别．（二）能力目标1、通过灯泡工作功率的演示，培养中学生观察能力和借助实验剖析和处理实际问题的能力。（三）情感目标1、通过演示实验，强化中学生对化学实验的注重，培养中学生严谨求实的科学心态。2、通过电能和其他能的转化和守恒规律的讲解进一步渗透辨论唯心主义观点的教育和节省能源勤俭节省的优良传统。3、通过灯泡实际功率的演示，对中学生进行安全意识教育。教学设计方案电功、电功率一、教学目标1、理解电功、电功率的概念，公式的数学意义。2、了解实际功率和额定功率。3、了解电功和电热的关系。4、了解公式（）和（）的适用条件。5、知道非纯内阻电路中电能与其他方式能转化关系，电功小于电热。6、能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯内阻电路问题。二、重点、难点剖析1、教学重点在于区别并把握电功和电热的估算。2、难点主要在中学生对电路中的能量转化关系欠缺感性认识，接受上去比较困难。
三、主要教学过程（－）提出问题，引入新课1、通过上面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向联通，电场力对定向联通的电荷做功吗？（做功，并且做正功）2、电场力做功将导致能量的转化，电能转化为其他方式能，列举一些你们熟悉的反例。电能→机械能，如电动机。电能→内能，如电热器。电能→化学能，如电解槽。本节课将重点研究电路中的能量问题。（二）教学过程设计1、电功（1）定义：电路中电场力对迈向联通的电荷所做的功，简称电功，一般也说成是电压的功。（2）实质：能量的转化与守恒定理在电路中的彰显。电能通过电压做功转化为其他方式能。上一章里学过电场力对电荷的功，若电荷在电场力作用下从A搬至B，AB两点间电势差为，则电场力做功。对于一段导体而言，两端电势差为，把电荷从一端搬至另一端，电场力的功，在导体中产生电压，且，（在时间间隔内搬运的电量为，则通过导体截面电压为，），所以。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。（3）表达式：说明：①表达式的数学意义：电压在一段电路上的功，跟这段电路两端电流、电路中电流硬度和通电时间成反比。②适用条件：、不随时间变化——恒定电压。（4）单位：电压单位用安培（A），电流单位用伏（V），时间单位用秒（S），则电功的单位是焦耳（J）。
（5）电功率①表达式：数学意义：一段电路上功率，跟这段电路两端电流和电路中电流硬度成反比。②单位：功的单位用焦耳（J），时间单位用秒（s），功率单位为瓦特（W）。1W=1J／s这儿应指出说明：推论过程中没用到任何特殊电路或用家电的性质，电功和电功率的表达式对任何电流、电流不随时间变化的电路都适用。总之，这儿是电场力做功，是消耗的总电能，也是电能所转化的其他方式能量的总和。电压在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。这就是电压的热效应，描述它的定量规律是焦耳定理。中学生通常觉得，，又由欧姆定理，，所以得出，电压做如此多功，放出热量。这儿有一个错误，可让中学生思索并找下来。错在，何以见得电压做功全部转化为内能增量？有无可能同时转化为其他方式能？日本化学学家焦耳，经过常年实验研究后提出焦耳定理。2、焦耳定理——电流热效应（1）内容：电压通过导体形成的热量，跟电压硬度的平方、导体内阻和通电时间成反比。（2）表达式：对于导体而言，依照欧姆定理，，所以，电压做功完全用来世热，电能转化为内能。（3）说明：焦耳定理表明，纯内阻电路中电流做功完全转化为内能，同时，有内阻的电路中电流做功会导致内能的降低，且电热。
（4）简单介绍形成焦耳热的缘由：金属中自由电子在电场力作用下定向联通电功率定义物理意义，因为电场做功，电子动能降低，但不断地与晶格（原子核点阵）碰撞，不断把能量传给晶格，使晶格中各粒子在平衡位置附近的热运动激化，因而气温下降。（5）纯内阻电路中的电功和电功率①电功，对所有电路中电阻的生热都适用。结合纯内阻电路欧姆定理，②电功率，对所有电路中电阻的电热功率都适用。结合纯内阻电路欧姆定理3、非纯内阻电路中的电功和电功率（以含电动机电路为例）非纯内阻电路中，电能与其他方式能转化的关系十分关键。以电动机为例，电动机电路如图所示，电动机两端电流为，通过电动机电流为，电动机线圈内阻为，则电压做功或电动机消耗的总电能为，电动机线圈内阻生热，电动机还对外做功，把电能转化为机械能，是电动机输出的机械能。考虑每秒钟内能量转化关系，即功率，只要令上述各色中=1s即可，可得总功率，电热功率，输出功率，两者关系是。4、额定功率和实际功率为了使用家电安全、正常地工作，对用家电工作电流和功率都有规定数值。（1）额定功率：用家电正常工作时所需电流叫额定电流，在这个电流下消耗的功率称额定功率。通常说来，用家电电流不能超过额定电流，但电流高于额定电流时，用家电功率不是额定功率，而是实际功率。
（2）实际功率，、分别为用家电两端实际电流和通过用家电的实际电压。（三）备考巩固:某一用直流电动机提高重物的装置如上图所示，重物质量kg电功率定义物理意义，电源提供恒定电流，不计各处磨擦，当电动机以的恒定速率向下提高重物时，电路中电流硬度=5A，求电动机线圈内阻（）（4Ω）扩充资料萤光灯比白炽灯节电萤光灯，其管壁上涂有萤光物质，管内装了一些氛和水银蒸气，当电流通过时，这种二氧化碳就发出了看不见的紫外线，紫外线射到萤光粉上就发出光。日光灯也是一种萤光灯，其气温大概仅40℃到50℃，而白炽灯须要电压把钨丝加热到2500℃左右才发光其中大概只有7％－8％的能量弄成可见光。由此可见，萤光灯耗电比白炽灯少，另外发光的效率约是白炽灯的4倍。探究活动1、调查电路设计中采用了这些技巧来降低导线上的电能耗损。2、实验设计：验证典型例题对于纯内阻电路电功率公式的灵活运用例1为了使电炉消耗的电功率降低到原先的一半，应采取下述什么举措．（???）A、保持内阻不变，使电压减半B、保持内阻不变，使电流减半C、保持电炉两端电流不变，使其阻值减半D、使电流和内阻备减半剖析解答：电炉是纯内阻家电，电功率可表示为：内阻一定时，使电压减半，由知，电功率减为原先的1/4，可见A错；同理，使电流减半，由知，电功率也为原先的1/4，故B错．当电流不变，内阻减半时，由知，电功率变为原先的2倍，可见C错．由知，当和各减半时，电功率变为原先的1/2，可见D正确．答：正确答案为D．注意：本题中，当内阻不变，电流减半时，由知，通过电炉的电压也减半；当内阻不变，电压减半时，由知，加在电炉两端的电流也减半．按照知，A、B均错误．关于用家电正常工作时的有关数学量的求解例2灯与电动机D并联，灯上标有200W字样，电动机D上标有2000W字样，当电源两端A、B加上220V电流时，灯和电动机均正常工作，求：电灯正常工作时的内阻．剖析解答：由于电灯是纯内阻用家电，所以电灯正常工作时的功率可表示为,灯正常工作时=200W，按照知，只要求出灯正常工作时的电压，即可求出电灯正常工作时的内阻．对电路所有用家电，借助可求得电路中的电压硬度．整个电路用家电正常工作的总功率为：，因为电流=220V．按照得，电路中的电压硬度对灯由得灯正常工作时的内阻即灯正常工作时的内阻为。
远距离输电为何必须采用高压例3问题：远距离输电为何必须采用高压？剖析解答：设施送的电功率为且保持不变，输送电流为，输浊度线的总内阻为．不管输电缆线路末端有何种用家电，总创立，所以，由可得输电缆线上的电压硬度，因为电压的热效应，在输浊度线上发热耗损的功率为当、一定时，越大，越小，故为减少输电缆线上的热耗损，必须采用高压输电．