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2021学年1 电路中的能量转化教学设计
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这是一份2021学年1 电路中的能量转化教学设计，共5页。教案主要包含了导入新课，新课教学，课堂小结，作业设计等内容，欢迎下载使用。
教学设计
问题与目标
1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．
2．理解焦耳定律的概念，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．
3．理解电功率和热功率．
4．会从能量转化与守恒角度看电路中的能量转化．
重点与难点
1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．(重点)
2．理解电功和电热的区别，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．(难点)
3．理解电功率和热功率．(重点)
4．会从能量转化与守恒角度看电路中的能量转化．(难点)
教学准备
教师要求
教学课件，用电器（带有铭牌）
学生要求
复习初中有关电功和电功率的知识，预习本节课程。
教学过程
一、导入新课
初中我们学习了家庭电路有关的知识，了解了各种用电器在使用的过程中，是把电能转化为其他形式的能量。这个过程是通过电流做功来实现的。那么电流做功的实质又是什么呢？
二、新课教学
1.电功和电功率
我们知道电流是电荷定向移动产生的，那电流在做功的时候，就是静电力在做功；导体中的恒定电场对自由电荷的静电力使自由电荷做定向移动，电势能减少，其他形式的能量增加。电路中电荷沿着一个方向定向移动，他们经过这段电路的时间记为t。根据已学的知识，在这段时间内通过这段电路任意界面的电荷量为
如果这段电路两端电势差为，静电力做的功就是
单位：国际单位制单位焦耳，符号。
电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率，用表示，由，进而得到
单位：瓦特，符号。
公式表示，电流在一段电路中做功的功率等于这段电路两端的电压与电流的乘积。
2.焦耳定律
根据能量转化过程中的守恒，电能转化为其它能量的时候，分为两种电路：纯电阻电路和非纯电阻电路。
纯电阻电路：电路中只有电阻元件（电阻、电烙铁、白炽灯）
非纯电阻电路：电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式能的用电器（电动机、吹风机）
当计算非纯电阻电路时：
当计算纯电阻电路时：
即，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
由于,所以此时电功率
就是电流通过导体发热的功率
所以，电路中产生的电热与电阻有关
3.电路中的能量转化
同学们来观察用电器的铭牌，可以看出来，每个用电器的铭牌上都标着用电器的额定功率。
若电动机的消耗的功率为，电动机对外输出功率为，另外电动机在工作时也会有能量损失，对应的功率为，他们之间满足
若电机两端的电压为，通过电动机线圈的电流为，
电动机工作一段时间后，外壳是热的，说明工作时有电能转化为内能。若电动机线圈的电阻为，则
综上，
三、课堂小结
这堂课学习了有关电功和电功率的公式，从纯电阻电路和非纯电阻电路两个角度分析。
四、作业设计
完成课本第82页练习题。
课堂练习
例1.一电饭煲和一洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上，均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法正确的是( )
A.电饭煲的电阻为，洗衣机电动机线圈的电阻为
B.电饭煲的电功率为1555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W
C.1 min内，电饭煲消耗的电能为，洗衣机消耗的电能为
D.电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的10倍
答案：C
解析：电饭煲电阻，电功率，每分钟消耗的电能；洗衣机电动机线圈电阻无法确定，也无法确定其发热功率，洗衣机电功率，每分钟消耗的电能，故选项C正确，ABD错误。
例2.对电功及焦耳定律公式的理解正确的是( )
A.焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解
B.电功公式、焦耳定律公式都适合于任何电路，因此W一定等于Q
C.非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热
D.电功的另一表达式只适用于纯电阻电路
答案：AD
解析：任何电路的焦耳热的求解都可用焦耳定律求解，A正确；B选项中的两个公式均适合于任何电路，但W不一定等于Q，B错误；非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，C错误；只适用于纯电阻电路，D正确。
例3.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为某扫地机器人，已知其电池容量，额定工作电压，额定功率，则下列说法正确的是( )
A．扫地机器人的电阻是
B．扫地机器人正常工作时的电流是
C．题中“”是能量的单位
D．扫地机器人充满电后一次工作时间约为
答案：B
解析：A. 扫地机器人是非纯电阻用电器，欧姆定律不适用，无法计算扫地机器人的电阻，故A错误；
B. 由可得,扫地机器人正常工作时的电流：，故B正确；
C.是电流的单位，h是时间的单位，由可知，“”是电荷量的单位，故C错误；
D. 由可得,扫地机器人充满电后一次工作时间：，故D错误。
例4.一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述说法中错误的是（ ）
A．电动机的输入功率为IU B．电动机的发热功率为
C．电动机的输出功率为 D．电动机的功率可写作
答案：D
解析：A、电动机的总功率为P=UI，故A正确；
B、电动机的发热功率，根据焦耳定律：．故B正确．
C、电动机的输出功率为：．故C正确．
D、因为，即，欧姆定律不适用．故,故D错误
板书设计
第1节 电路中的能量转化
电功：
电功率：
电热： 非纯电阻电路时：
纯电阻电路时：
热功率：
在非纯电阻电路中：、、
教学设计
问题与目标
1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．
2．理解焦耳定律的概念，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．
3．理解电功率和热功率．
4．会从能量转化与守恒角度看电路中的能量转化．
重点与难点
1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．(重点)
2．理解电功和电热的区别，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．(难点)
3．理解电功率和热功率．(重点)
4．会从能量转化与守恒角度看电路中的能量转化．(难点)
教学准备
教师要求
教学课件，用电器（带有铭牌）
学生要求
复习初中有关电功和电功率的知识，预习本节课程。
教学过程
一、导入新课
初中我们学习了家庭电路有关的知识，了解了各种用电器在使用的过程中，是把电能转化为其他形式的能量。这个过程是通过电流做功来实现的。那么电流做功的实质又是什么呢？
二、新课教学
1.电功和电功率
我们知道电流是电荷定向移动产生的，那电流在做功的时候，就是静电力在做功；导体中的恒定电场对自由电荷的静电力使自由电荷做定向移动，电势能减少，其他形式的能量增加。电路中电荷沿着一个方向定向移动，他们经过这段电路的时间记为t。根据已学的知识，在这段时间内通过这段电路任意界面的电荷量为
如果这段电路两端电势差为，静电力做的功就是
单位：国际单位制单位焦耳，符号。
电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率，用表示，由，进而得到
单位：瓦特，符号。
公式表示，电流在一段电路中做功的功率等于这段电路两端的电压与电流的乘积。
2.焦耳定律
根据能量转化过程中的守恒，电能转化为其它能量的时候，分为两种电路：纯电阻电路和非纯电阻电路。
纯电阻电路：电路中只有电阻元件（电阻、电烙铁、白炽灯）
非纯电阻电路：电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式能的用电器（电动机、吹风机）
当计算非纯电阻电路时：
当计算纯电阻电路时：
即，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
由于,所以此时电功率
就是电流通过导体发热的功率
所以，电路中产生的电热与电阻有关
3.电路中的能量转化
同学们来观察用电器的铭牌，可以看出来，每个用电器的铭牌上都标着用电器的额定功率。
若电动机的消耗的功率为，电动机对外输出功率为，另外电动机在工作时也会有能量损失，对应的功率为，他们之间满足
若电机两端的电压为，通过电动机线圈的电流为，
电动机工作一段时间后，外壳是热的，说明工作时有电能转化为内能。若电动机线圈的电阻为，则
综上，
三、课堂小结
这堂课学习了有关电功和电功率的公式，从纯电阻电路和非纯电阻电路两个角度分析。
四、作业设计
完成课本第82页练习题。
课堂练习
例1.一电饭煲和一洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上，均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法正确的是( )
A.电饭煲的电阻为，洗衣机电动机线圈的电阻为
B.电饭煲的电功率为1555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W
C.1 min内，电饭煲消耗的电能为，洗衣机消耗的电能为
D.电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的10倍
答案：C
解析：电饭煲电阻，电功率，每分钟消耗的电能；洗衣机电动机线圈电阻无法确定，也无法确定其发热功率，洗衣机电功率，每分钟消耗的电能，故选项C正确，ABD错误。
例2.对电功及焦耳定律公式的理解正确的是( )
A.焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解
B.电功公式、焦耳定律公式都适合于任何电路，因此W一定等于Q
C.非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热
D.电功的另一表达式只适用于纯电阻电路
答案：AD
解析：任何电路的焦耳热的求解都可用焦耳定律求解，A正确；B选项中的两个公式均适合于任何电路，但W不一定等于Q，B错误；非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，C错误；只适用于纯电阻电路，D正确。
例3.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为某扫地机器人，已知其电池容量，额定工作电压，额定功率，则下列说法正确的是( )
A．扫地机器人的电阻是
B．扫地机器人正常工作时的电流是
C．题中“”是能量的单位
D．扫地机器人充满电后一次工作时间约为
答案：B
解析：A. 扫地机器人是非纯电阻用电器，欧姆定律不适用，无法计算扫地机器人的电阻，故A错误；
B. 由可得,扫地机器人正常工作时的电流：，故B正确；
C.是电流的单位，h是时间的单位，由可知，“”是电荷量的单位，故C错误；
D. 由可得,扫地机器人充满电后一次工作时间：，故D错误。
例4.一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述说法中错误的是（ ）
A．电动机的输入功率为IU B．电动机的发热功率为
C．电动机的输出功率为 D．电动机的功率可写作
答案：D
解析：A、电动机的总功率为P=UI，故A正确；
B、电动机的发热功率，根据焦耳定律：．故B正确．
C、电动机的输出功率为：．故C正确．
D、因为，即，欧姆定律不适用．故,故D错误
板书设计
第1节 电路中的能量转化
电功：
电功率：
电热： 非纯电阻电路时：
纯电阻电路时：
热功率：
在非纯电阻电路中：、、
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