9年级上册沪科版物理 第十六章第一节 电流做功 逐字稿-4,064字

  师:同学们,大家好。今天由我带领大家一起学习初中物理沪科版九年级第16章第一节——电流做功。请同学们准备好学习任务单,和我一起开始今天的学习。

  我们先来看,把物体举高后松手,物体由静止下落,在物体下落过程中能量是怎样转化的呢?

  生:在下落过程中,小球的重力势能转化为动能。

  师:很好,那这种转化是如何实现的呢?

  生:是由于重力做功,将重力势能转化为动能。

  师:非常正确。闭合开关后,电风扇转动具有了机械能。请同学们思考一下,这种机械能是由什么能转化过来的呢?

  生:电能转化为机械能。

  师:那又是谁做功将电能转化为机械能的呢?我们从大家熟悉的一些家用电器开始研究。各种家用电器在工作时都要消耗电能,比如电灯发光,是电能转化为内能和光能。请同学们思考,洗衣机洗衣时,电能转化为什么能?

  生:电能转化为机械能。

  师:那电饭锅做饭时,电能又转化为什么能呢?

  生:电能转化为内能。

  师:给充电宝充电时,电能转化为什么能呢?

  生:电能转化为化学能。

  师:从能量转化角度来看,家用电器工作时消耗电能的过程,就是将电能转化为其他形式能的过程。这些例子的相同之处在于,家用电器只有在工作时才消耗电能。那么,怎样才能让家用电器工作呢?

  生:当电流通过用电器时,用电器工作,电能转化为其他形式的能。

  师:没错,因而电流在通过各种用电器时做了功。根据能量转化的过程就是做功的过程,我们可以得出,电能转化为其他形式能的过程,就是电流做功的过程。我们把电流做的功叫做电功。电流做了多少功,就代表有多少电能发生了转化。电功的符号和机械功的符号是相同的,都是W。同学们,你还能列举出在我们的生产生活中,哪些地方用到了电流做功吗?

  生:手机、电水壶、电动汽车、无人机、空间站上的机械臂等等。

  师:通过列举的这些事例我们可以看到,小到生活的点点滴滴,大到航空航天领域,都离不开电,也就是说离不开电流做功。电流做功不仅给我们的生活带来了便利,也推动了人类社会的发展。那么电流做功的大小与哪些因素有关呢?我们可以从研究对象相关的知识、实验现象或生活经验入手提出猜想。请同学们思考,电流做功的大小可能与哪些因素有关?与电流做功相关的物理量有哪些?

  生:规格相同的家用电器,在什么情况下消耗的电能多?电流做功的大小可能与电流有关。

  师:为什么会这么想呢?

  生:因为电压是产生电流的原因,所以电流做功的大小可能与电压有关。

  师:很好,还有吗?

  生:根据生活经验,用电器通电时间越长,消耗的电能越多,所以电流做功的大小可能与通电时间有关。

  师:非常好。很多同学会想到用控制变量的方法设计实验方案,比如控制电压和通电时间相同,改变电流,探究电功与电流的关系;控制电流和通电时间相同,改变电压,探究电功和电压的关系;控制电压和电流相同,改变通电时间,探究电功和通电时间的关系。实验中我们用什么用电器比较电流做功的多少呢?

  生:白炽灯是电能转化为内能并进而转化为光能的装置,一般来说,在相同的时间内,电流做的功越多,灯泡消耗的电能越多,转化为的内能也就越多,灯泡就越亮。因此,可以根据灯泡的亮暗程度,比较相同时间电流做功的多少。

  师:没错。实验器材有电压表两个、电流表两个、开关、电源、规格不同的灯泡两个(分别是2.5伏的小灯泡一个,3.8伏的小灯泡一个)以及导线。实验一,探究电流做功与电流的关系。控制电压和通电时间相同,改变电流。如何保证电压和通电时间相同呢?

  生:可以将两个规格不同的灯泡并联。

  师:同学们,你可以设计出电路图吗?请看老师设计的电路图,将两个规格不同的灯泡L1和L2并联接在电路中,用电流表分别测量通过灯泡L1和L2的电流。根据电路图连接实物电路进行实验。下面我们来一起观察实验现象。L1和L2并连接入电路,闭合开关。我们可以观察到灯L2较亮些。电流表A1的示数为0.26安培,电流表A2的示数为0.32安培。通过观察实验现象,我们可以得到什么结论呢?

  生:当电压和通电时间相同时,电流越大,电流做的功越多。

  师:非常好。实验二,探究电流做功与电压的关系,控制电流和通电时间相同,改变电压。同学们,如何保证电流和通电时间相同呢?

  生:可以将两个规格不同的灯泡串联。

  师:你可以设计出电路图吗?请看老师设计的电路图。将两个规格不同的灯泡L1和L2串连接在电路中,用电压表分别测量灯泡L1和灯泡L2两端的电压。根据电路图连接实物电路进行实验,下面我们来一起观察实验现象。灯L1和L2串连接入电路,闭合开关,我们可以观察到灯L1较亮些,电压表V1的示数为2.5伏,电压表V2的示数为1.5伏。通过实验我们可以得到什么结论呢?

  生:当电流和通电时间相同时,电压越大,电流做功越多。

  师:通过上述实验现象,同学们还可以发现,当电压和电流相同时,通电时间越长,电流做功越多。通过刚才的实验现象,我们可以得到,电功与电压、电流以及通电时间都有关,电压越大,电流越大,通电时间越长,电流做功越多。科学家通过大量的实验研究发现,电流所做的功跟电压、电流、通电时间成正比,电功用公式可以表示为W = UIt。需要同学们注意的是,在这里我们使用的都是国际单位,电压的单位是伏,电流的单位是安,时间的单位是秒,电功的单位是焦耳,因此1焦耳 = 1伏×安×秒。在我们生活中常用的电功单位是千瓦时,与焦耳之间的换算关系是1千瓦时 = 1千瓦×3600秒 = 3.6×10?焦耳。现在我们用电力测试仪测量电水壶在工作一段时间的过程中电流做了多少功?用电力测试仪测量电水壶工作时电压为219伏,电流为8.1安培,利用电功的计算公式,W = UIt = 219伏×8.1安×20秒 = 35478焦耳。因此我们得到在这20秒的时间内电流做功35478焦耳。同学们,这是一张电费催缴通知单,你知道供电部门是通过什么工具测量出你家每月消耗多少电能的呢?

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