高中物理功教案

《电功》。

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一、教学的目标
1.知识目标：（1）知道电流可以做功、电流做功的形式及其实质。
（2）理解电功的计算公式：Ｗ=ＵＩｔ
（3）知道电功的单位：焦耳、千瓦时、度。
（4）知道电能表的用途及读数方法。
2.能力目标：（1）培养学生运用学过的知识解决简单的电功问题的能力。
（2）培养学生初步的观察能力和分析概括能力。

3.思想目标：结合“一度电的作用”的教学，向学生渗透节能意识。

二、教学重点与难点

教学重点：电功的概念、计算公式及应用。

教学难点：引导学生采用控制变量法研究电功与电压、电流和通电时间的关系是本节教学的难点

三、教学时间

一课时JAB88.CoM

四、教具

学生电源、开关、演示电压表、演示电流表、电动机模型、铁架台、投影仪“6V6W”、“6V3W”的灯泡各一个、导线若干条、50克砝码一个、细线约1米

五、教学过程（分四个环节）

第一环节导入新课

电功对于初中生来说是一个比较抽象的概念，向学生介绍可以借助于水流来类比，提出电流也可以做功。演示课本图9-1所示的实验，通电后物体被提起，证明电流可以做功。并向学生提出电流做功与哪些因素有关系呢？导入新课并板书课题。

第二环节新课教学（新课教学分四个阶段）

第一阶段电流做功的形式及实质

在刚才演示实验的基础上，向学生指明电流做功的表现形式是多种多样的，而且会伴随着一些现象或变化等电流的效应的发生，如通电后电灯发热发光、电风扇转动、电饭锅发热、溶液会发生化学变化等，然后启发同学们思考实际生活中还有哪些电流做功的例子，鼓励同学们大胆思考、踊跃发言，并及时表扬以肯定同学们的正确回答，最后教师作总结发言：电流做功的过程，实质上就是电能转化为其他形式能量的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。

第二阶段研究影响电流做功的因素

研究电流做功和哪些因素有关系时，为了增加学生的感性认识，可以类比水流做功时与水压、水流、时间的关系来说明。然后引导同学们通过实验对电流做功进行定性研究，为了使实验操作简便和增加实验的可见度，可采用“比较电流通过电灯做功”来代替课本中“电流通过电动机做功”的实验，利用电灯发光强弱的变化来表现电流做功多少的方法，以增加了学生的感性认识，同时可以配合投影仪模拟电流表和电压表的示数变化来增加实验的可见度，采用“控制变量法”引导学生设计实验、分析讨论，归纳总结电功与电压、电流和时间的关系，在实验中注意充分体现以教师为主导，学生为主体的师生互动式的教学。具体的实验设计可以是这样的：先利用两灯串联时电流和通电时间相同，电压不同而灯的亮度不同来研究“电功与电压”的关系；然后再利用两灯并联时电压和通电时间相同，电流不同而灯的亮度不同来研究“电功与电流”的关系；对于电功与通电时间的关系学生很容易理解，只需稍加说明，不需要专门演示。最后在演示实验的基础上，引导学生总结出电功与电压、电流和通电时间的关系，并写出电功的计算公式：W=UIt，对于公式W＝UIt要向学生强调公式中各个量的物理意义和单位，并特别强调它们之间的对应关系：即UIt必须是对应于“同一段电路(或同一个用电器)”的电压、电流和通电时间，它们具有“同一性”和“同时性”的特点。

第三阶段介绍电功的单位

电功的单位是焦耳（强调它与机械做功的单位焦耳相同，证明电功也是功），另外可以举一些实例，帮助学生对焦耳这个单位形成具体的印象。如通过手电筒小灯泡的电流，一秒钟做功约一焦耳，100瓦的白炽电灯正常工作时电流每秒钟做功100焦耳，家用空调器工作时电流每秒钟做功几千焦耳，通过这些实例不仅可以使学生对焦耳这个单位形成感性的认识，还使学生体会到焦耳是个很小的单位，从而引出工农业生产和技术资料中使用的电功单位：度和千瓦时。提示学生知道电功单位之间的换算关系。

第四阶段电能表的读数

出示电能表实物，说明电能表的作用，采用投影的方法让学生们练习电能表读数的方法。最后，结合课本图9-4，介绍一度电的作用，向学生渗透节能意识，对学生进行节约用电的教育。

第三环节通过课堂练习，及时反馈教学效果，巩固新课教学

设计一些有针对性的练习，使学生对电功的概念形成更深刻的印象，同时也可以检测出学生在学习过程中出现的问题，以便及时纠正。

１．电流做功的实质是：电能转化为其它形式的能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。

２．电炉子通电后，电流做功，这时是将电能转化为内能。电流通过洗衣机的电动机时，电能转化为机械能。

３．电流在某段电路上做的功等于电路两端的电压与电路中的电流以及通电时间的乘积，用公式表示为W=UIt。

４．小刚同学家的电能表月初的示数是２１６５８，月末的示数是２２１３６，这个月小刚家用电47.8度。

５．一只灯泡接到6伏的电路中，通过它的电流是0.5安，则通电5分钟电流做了900焦耳的功？

６．把5题中的小灯泡若接到3伏的电路中，通电5分钟，电流做多少焦耳的功？并分析在这两种情况下电压、电流、电阻和电功率之比分别是多少？（分析电功时要提醒学生注意UIt的同一性和同时性。）

第四环节.小结本节知识目标，布置作业。

六、板书设计

第九章电功和电功率

第一节电功

一电流做功的实质：

二研究影响电流做功的因素

三电功的计算公式W=UIt

四电功的单位焦耳千瓦时度

1千瓦时=1度=3.6×106焦耳

五电能表的读数

扩展阅读

电能电功

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教学目标
知识与技能：
1．知道电能的单位是焦耳（J），另一个单位是千瓦时（kWh）；
2．学会使用家庭电能表，能利用电能表做简单的计算。
过程与方法：
1．通过电能表的学习，培养学生观察、分析和初步的综合能力；
2．通过电能表的应用，培养学生用理论知识解决简单实际问题的能力。
情感态度价值观：
1．通过了解电能在人类社会中的作用，充分认识电能的重要性，养成节约用电的好习惯；培养学生爱护自然、节约能源的良好意识。
2．通过了解各种各样的发电厂及新型的电力能源，激发学生热爱科学、勤奋学习的极大热情。
教学重点
电功概念及电能表的读数
教学难点
电功概念及电能表的读数
教学方式
演示法、讨论法。
教具与媒体
电能表、电池、小灯泡、开关、若干导线、小电扇、电动玩具车、投影仪等。
教学过程:

一、创设情境，引入新课（5min）
〖师〗上章我们学习了电，现在的生活已经越来越离不开电了，这些电是从哪里来的？它是否也是具有能量？下面我们看一则视频，了解一下这方面的知识。
【视频1】播放录像资料：介绍各种各样的发电设施，进一步激发同学们的学习兴趣。引入电功率和电能的课题。（板书课题）
二、进入新课，科学探究
（一）电能的产生（10min）
〖师〗结合生活实际，谈谈电充当一个什么角色。
【学生1】电能让电灯泡发光，电能通过灯泡转化成了光能。电能还能转变成热能。如电饭锅、电炉、电热水器……。
【学生2】电风扇通电转动。
【演示】电动玩具车装上电池，合上开关，电动玩具车会运动起来。电能还能转变成动能。如电风扇、电动车。
【视频2】电能又转化为我们需要的能量。人们可以把许多形式的能转化为电能，反过来电能又可以转化成许多形式的能，如热能、机械能、化学能。

〖思想教育〗随着我们生活水平的不断提高，用电的领域会越来越多，电对我们的作用也会越来越重要。所以，我们在大力开发无污染、低能耗的电力资源的同时，一定要养成节约用电的好习惯。
（二）电能的单位（6min）
1．〖师〗你家一个月消耗多少电能呢？
我们常用“度”作为电能的单位。它的学名叫千瓦时（kWh）。物理学中更常用的单位是焦耳（J）。
它们的换算关系是：
1度=1千瓦时（kWh）=3．6×106焦耳（J）
2．1度（1千瓦时）电的作用：
可以炼钢1．6kg；生产化肥0．7kg；采掘原煤105kg；可以使电车行驶0．85km；一次灌溉麦田330m2。
（三）电能表（12min）
电能的大小可以用专门的测量工具──电能表来测量。
1．出示电能表的实物，介绍其大致的外形、表盘上各量的含义及在电路中的接法。
2．【视频演示】
数字盘上一共有五位数字，但最后一位是在红色框里的，它应该和前面四位数字不一样，是不是类似小数的写法，红框表示小数点，红框里面的数是小数点后面的数？
3．表盘上各个数字符号的含义：
（1）“50Hz”指电能表应在50Hz的交流电路中使用．它是一只交流电能表．
（2）“10（20）A”指这个电能表的额定电流为10安培。正常情况下电路中的电流应不大于10安培。短时间应用电流允许大一些，但不能超过20安培，否则会损坏电能表。
（3）“600revs/kWh”指电能表转过600转，说明接在电路里的用电器消耗的电能是1kWh。
例1如果甲、乙、丙三位同学家的电能表上分别标出600revs/kWh、1200revs/kWh、1500revs/kWh．则这三位同学家
（1）用电器均消耗1度电的时候，电能表转过的圈数分别是多少？
（2）电能表均转一圈，消耗的电能分别是多少焦耳？
（3）一个月电表分别转多少圈？
（四）新式电能表（2min）
【图片】IC卡电能表有许多优点，比如说它不用工人师傅每月查电表，节省许多人力，还能避免出错，省去了收电费时的许多麻烦。IC卡中的金额用完后，电能表便能切断电源，能完全杜绝少数人光用电不愿意交电费的现象。
（五）电功（3min）
1．电功──电能是通过电流做功的形式把电能转化成其他形式能的。电能转化成其他形式能的过程是电流做功的过程。
2．电功的符号是W。
三、练习（略）

小结:
这节课我们学习了电能的概念，认识到电能是联结其他形式能的纽带，电能的单位是“度”即千瓦时，国际单位制中的单位是焦耳，简称焦；它们的换算关系为1度=1千瓦时（kWh）=3．6×106焦耳（J）；电能的大小用电能表来测量，电能表上的一些符号表示的含义我们要搞清楚；这对正确使用电能的用途很大；电功是电能转化为其他形式能的过程，它的单位与电能的单位是一致的。
作业
动手动脑学物理：①、②、③。
板书设计:
第一节：电能
一、电能的产生
火力、水力、核能、太阳能等都可以转化为电能；
电能又可以转化为热能、机械能和化学能、光能等。
二、电能的单位
1．度（千瓦时）（kWh）；2．焦耳（J）；
3．1度=1千瓦时（kWh）=3．6×106焦耳（J）
三、电能表
1．表盘上数字的含义；2．电能表的读数。
四、电功：电能转化为其他形式能的过程，单位是焦耳（J）。
课后反思
这是一章的开始课，有引子的味道，为了引出电功采用介绍电能的方式，因为功的概念初中生还没接触过，相对来说比较抽象，所以我们不能忽视了该课的目的是为了引出电功，电能只是引子，讲电能再热闹最后也要归结到电功身上。
由于是开始以许多知识没办法产生理由，只能先硬性地记住就可以了，如电能的单位为什么是“度”，它又为什么叫千瓦时等有待于我们以后通过学习解决，在此不必为了这样的问题而过多在解释，说得过多，反而越说越不清楚。
电能的概念有比较直观的基础，引起学生兴趣的地方也就在这里，所以关于能的转化问题是激发学生兴趣，调动他们积极性的关键。

电功电功率

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第十五章电功和电热
知识总结：
1．电功
A.基本概念和公式
a．定义：物理学中，当电能转化为其他形式能时，我们就说做了电功(俗称电流做功)．
b．物理意义：电功是量度电能转化为其他形式能的多少的物理量．
c．计算公式：
i．普遍适用的公式：w=UIt=UΩ(Ω为电荷)
ii．仅适用于纯电阻性电路的公式：
说明：把电能全部转化为内能的用电器叫做纯电阻性用电器，如电炉、白炽灯等，连接纯电阻性用电器的电路叫做纯电阻性电路；把电能的绝大部分转化为内能以外的其他形式能的用电器叫做非纯电阻性用电器，如电动机、电铃、充电器等，连接非纯电阻性用电器的电路叫做非纯电阻性电路．
d．单位：
在国际单位制中，电功的单位是焦耳(J)．
实用单位是千瓦时(kWh)．
B电能表
用来测量电路消耗电能(即电功)的仪表叫做电能表．
a．主要技术参数
i．“电压”表示电能表适用的额定电压．额定电压是指用电器或电学仪表正常工作时的电压．
ii．“电流规格”表示电能表持续工作时的最大电流，括号里的数字表示允许在短时间内通过电能表的最大电流．
iii．“每千瓦时转数”表示用电1kWh电能表转盘转动的圈数．现在，电子式单相电能表已经开始使用，其重要参数imp／(kWh)表示用电lkWh耗电指示灯闪烁的次数，如：6400imp／(kW．h)．
b．用电能表测量电功
i．直接测量：电能表计数器上前后两次读数之差．
ii．间接测量：先数出转盘转过的转数，再利用电功与转数成正比计算电功．
2．电功率
A基本概念和公式
a.物理意义：
电功率是反映用电器消耗电能(即电流做功)快慢的物理量．
b．定义：
用电器单位时间里消耗的电能叫做电功率．
c.计算公式：
i．普遍适用的公式：
ii．仅适用于纯电阻性电路的公式：
d.单位：
在S1中，电功率的基本单位是瓦特(W)，另外还有千瓦(kw)和毫瓦(mW)，换算关系为：
e.用电器的额定功率和实际功率
用电器在额定电压下的功率叫做额定功率，用电器在实际电压下的功率叫做实际功率．
当U实=U额时，P实=P额．
使用用电器时，加在其两端的电压一般不能超过额定电压，否则会造成用电器实际功率超过额定功率，用电器会因为过热而烧毁．
推论：对于纯电阻性的用电器，若不考虑温度对其电阻的影响，则
用电器的铭牌上标有额定电压和额定功率．
灯泡的亮度取决于其实际功率的大小，实际功率越大，灯泡越亮．
B．用电能表测量用电器的电功率
a．仅让待测功率的用电器单独工作，用电能表，测出电功w，用秒表测出时问t，则P=W/t．
b．先后让已知功率为P0的用电器和待测功率的用电器工作相同的时间，分别数出电能表转盘转过的转数n0和n，由即
c．先后让已知功率为P0的用电器和待测功率的用电器工作一段时间，使它们在工作时间内电能表转盘转过的转数相同，用秒表分别测出它们工作的时间t0和t，由
3．电热
由于导体具有电阻，所以当有电流通过时，导体会发热，将电能转化为内能，这种现象称为电流的热效应．
A.焦耳定律和公式
乱内容：电流流过某段导体时产生的热量，跟通过这段导体的电流的平方成正比，跟这段导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比．
b．公式：
i．普遍适用的公式：
ii．仅适用于纯电阻性电路的公式：(P为电功率)
c．单位：在国际单位制中，电热的单位是焦耳(J)．
d．电热Ω与电功W大小的关系：
对于纯电阻性用电器Ω=W
对于非纯电阻性用电器ΩW
B电热的利用和防止
a．电热器
利用电流做功将电能转化为内能的装置，统称为电热器。如电炉、电烙铁、电暖器、电热毯、电熨斗、电水壶、“热得快”、电饭煲、饮水机、电热油汀等．
i．原理：电流的热效应．
ii．主要部件：发热体和绝缘部分．
发热体是用电阻率大、熔点高的合金丝制成的，它的作用是让电流通过它时产生热量，它绕在绝缘材料上，绝缘部分的作用是将发热体与电热器的外壳隔绝起来，防止漏电．
iii．优点：电热器具有清洁卫生、没有环境污染、热效率高、且可以方便地控制和调节温度等优点．
用电器长期不用时，必须隔一段时间通一次电，以便其中含有电阻的元件通电发热来驱除电器中的潮气，以免元件发生锈蚀和霉变．
b．防止电热造成危害
使用电器时，电流过大或通电时间过长都可能造成危害，如烧坏电器、使导线绝缘皮老化引起火灾，且造成大量电能损失．防止电热危害的主要措施是加快散热，如在电器上设置散热孔、散热片或在发热部分安装电扇．
4．有关电功、电功率和电热的若干推论
A.若不考虑温度对纯电阻阻值的影响，则在不1同的状态下，对于某一纯电阻有：
在某一过程中，对于某一纯电阻有：Ω=W=Pt(Ω为电热)
B．在同一电路中，不论几个用电器以什么方式相连接：
说明：在运用电功、电功率、电热的任何一个公式时，都要注意公式中各个量的同时性和对应性，都要注意公式中各个量单位的统一．
5．安全用电
安全用电主要包括设备安全与人身安全两方面．
A.家庭电路的组成和安装
部分家庭电路图：

由图可知，家庭电路主要由进入家庭的进户线(电源线)、电能表、闸刀开关、熔断器、开关、插座、用电器等组成．考虑到用电安全，一般还接有地线．
安装家庭电路的准则——安全．
a.进户线
进户线由火线和零线构成，零线与大地之间没有电压，火线与零线之间的电压为220V，火线和零线构成家庭电路的电源．
常用测电笔来辨别火线和零线．用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线(或与电线连通的导体)，氖管发光，表明接触的是火线，氖管不发光，表明接触的是零线．
b．电能表
电能表是测量和记录一段时间里消耗电能的仪表．选用原则是：电能表铭牌上的标定电流应等于或略大于所有家庭用电器的额定电流之和．电能表串联在家庭电路的干路中。
c.闸刀开关
家庭电路中安装闸刀开关的作用是用来切断电源，以便检测电路，更换设备。
闸刀开关串联在家庭电路的干路中，闸刀开关应竖直安装，且静触头在上，动触头在下，电源进线应接在静触头的接线柱上，这样闸刀断开时，闸刀与火线不相连，闸刀也不会因自重或受震动等原因造成误会。
d.熔断器
i.熔丝的作用及物理特性
家庭电路用电时，如果在发生短路、过载、突发性过电压（超过260V）等异常情况时不及时断开电路，干路中的电流就会超过安全值，产生的热量就增多，电线的绝缘层就会燃烧起来酿成火灾，为了防患于未然，应在干路中串联熔丝，由于熔丝的电阻率大、熔点低，所以它能在干路中的电流超过安全值之前就自动熔断，从而保护电路。熔丝通常由铅（98％）锑（0.3~1.5％）合金制成。千万不能用铜丝或铁丝代替熔丝，因为铜和铁的电阻率较小，熔点较高，起不到保险作用。
ii.熔丝的规格及选用原则
熔丝的规格常用其额定电流来表示，其选用原则是：熔丝的额定电流应略大于或等于电路中的最大正常工作电流。计算电路中最大正常工作电流的方法有：；其中PZ、RZ为电路中的总功率、总电阻。此外还应兼顾到熔丝的额定电流不能超过干路中的电线和电能表允许通过的最大电流值，这样熔丝才能对整个电路起到保护作用。
iii.熔丝的安装及等效处理
应将熔丝串联在干路中的火线上，零线上不接熔丝，因为如果在火线和零线上各接一根熔丝，当电路中的电流超过安全值之前，这两根熔丝不一定同时熔断，也不一定是火线上的那根先熔断，假如是零线上的那根先熔断，那么虽然整个电路断路了，各个用电器停止工作了，但是各个用电器与火线仍然相连，此时人若误认为电路中没电了而去检修电路，则有可能发生触电事故。此外，在准备接大功率用电器的支路中，应先在该支路中将一根熔丝直接接在火线上，再接该支路开关和大功率用电器，因为干路和支路中的电流唇齿相依、息息相关，所以这样才能保证该支路和干路的安全。
在将熔丝装入熔断器时，应先将熔丝的两端在螺丝钉上分别沿顺时针方向缠绕一圈后再拧螺丝，这样固定螺丝时，熔丝受到的摩擦力的方向与螺丝旋转方向一致，熔丝的两端就不会被挤出来，螺丝不宜拧的过紧，因为熔丝的硬度小，拧的过紧，容易造成熔丝的局部截面变小，额定电流减小，以致影响电路的正常工作，也不宜拧得过松，否则熔丝容易松脱而造成断路，即使末松脱，也会造成接触处的电阻增大，产生的热量增多，熔丝的温度升高加快而容易熔断。
若一时没有合适的熔丝，可用其他熔丝等效替代，如应选用额定电流为7.5A的熔丝，则可将三根额定电流为2.5A的熔丝并联后接入电路，也可将额定电流为10A的熔丝先用螺丝刀揿下一个恰当的切口后接入电路。
e.自动空气开关
如果电路消耗的总功率在3kW以上，最好用自动空气开关替代闸刀开关和熔断器，因为这种开关在电路中发生短路、过载和欠压（电压过低）等异常情况时都能自动切断电路（跳闸），且实现自动断路的电流大小可以调节，分断能力较高，而熔断器对欠压这种异常情况是无能为力的。电动机以及由电动机提供动力的电器（如电风扇、电冰箱、空调器等）在欠压时，若电路不能及时断开又不能启动，则消耗的电能全部转化成内能，导致温度骤升，极易烧坏电器，引起火灾。自动空气开关是利用电磁原理来保护电路的。
f.漏电保护器
为防万一，在家庭电路中的电能表和熔断器后面，最好要接入漏电保护器，因为它能在规定条件下，当被保护电路中的漏（触）电值达到或超过预定值时，就自动切断电路（或发出报警信号）。
g.支路开关
应直接接在火线上，这样该开关断开时，它所控制的用电器就与火线脱离接触。
h.插座
插座的作用是接插用电器。
明插座应高于地面1.8m，这样能防止小孩将手指伸进插座的插孔内造成触电事故。
三眼插座应接有地线，这样人即使不慎碰到漏电的用电器的金属外壳，也不会触电，因为接地线的电阻比人体电阻小得多，接地线对电流起旁路作用。
两眼插座的正确接法：左零右火；三眼插座的正确接法是：左零右火中接地。
i.白炽灯
白炽灯是利用电流的热效应工作的，当电流通过灯丝时，电能转化成内能和光能，当灯丝温度达到1700℃以上时，呈白炽状态，发出的光呈白色。提高灯丝的温度，可提高灯泡的发光效率．
灯泡的灯丝是用熔点高的钨制成的，钨在高温下易与氧气发生化学反应生成氧化钨．对于小功率的灯泡一般抽成真空防止灯丝氧化；对于大功率的灯泡充入氮、氩等气体，既防止氧化，又可以阻碍灯丝在高温下升华．
在灯头线穿入灯头后盖后，应先打一个保险扣再安装电灯，这样灯头线就不会在电灯拉力的作用下从螺钉上脱落．
火线只准接进螺口灯头中间的金属片上，螺旋套上只准接零线上，这样即使人不慎碰到通电的灯泡尾部裸露在外的螺旋部分也不会触电．
j．电视机
如使用室外天线，应安装避雷器或专用接地线，并在雷雨时停止使用电视机.
因电路短路、超负荷运行所引起的各类安全事故，人们并不感到陌生．各种用于防止电路短路、超负荷运行的保护装置(如熔断器、空气开关等)，已被广泛应用且行之有效．另外，对于因线路连接处接触不良而引起的火灾和安全事故，也应引起足够的重视!随着电气化的日益普及，一些重大火灾事故就是由于线路连接处接触不良而造成的，教训十分深刻．
当线路连接处接触不良时，会使该处的电阻变大，造成局部过热．同时，接触处的电阻又将随温度升高而增大．电阻越大，温度越高，温度越高又造成电阻越大，从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾．
B.防止触电
a．触电的产生
触电是指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故．超过30mA的电流通过人体就会有生命危险．不高于36V的电压才是安全电压．
b．触电的形式
低压(不包括不高于36V的安全电压)引起的触电有单线触电和双线触电两类．单线触电是人体直接触摸电源、火线或漏电的用电器等，使人体与地形成回路．双线触电是人体的两部分(如两只手)分别接触到火线与零线，使人与电网形成回路．
高压(1kv或1kV以上的电压)线路和高压设备引起的触电有高压电弧触电和跨步电压触电两类．当人体靠近高压带电体到一定距离时，高压带电体和人体之间就发生放电现象，电流流过人体造成高压电弧触电．高压输电线落在地面上，当人走近断头时，两脚站在离落地电线远近不同的位置上，两脚之间就存在电压，电流流过人体，造成跨步电压触电．
c．触电的防止
为了保证安全用电，除电器安装要符合技术要求之外，还要做到：不接触电压高于36V的带电体；不靠近高压带电体；不弄湿用电器；不损坏电气设备中的绝缘体．高大建筑要安装避雷针，防止雷击．
d．触电的急救
处理触电事故的原则：切断电源，注意自身安全．具体做法是：立即切断电源，或者用一根绝缘棒将电线挑开，尽快使触电者脱离电源，并立即进行现场抢救(如进行人工呼吸等)．在发生电火灾时，务必在切断电源后，才能泼水救灾．在整个救护过程中，必须随时注意自身保护，防止自己也触电．

电功和电能

教案课件是老师需要精心准备的，大家应该开始写教案课件了。只有写好教案课件计划，可以更好完成工作任务！你们会写教案课件的范文吗？下面是小编帮大家编辑的《电功和电能》，欢迎阅读，希望您能阅读并收藏。

第20章电功和电能第1-2节同步辅导与测试
（一）电能表：
1.用来测量用电器消耗电能的仪表叫做电能表。
2.单相电能表的重要技术参数：
（1）电压220V：表示电能表适用的额定电压，它是指用电器或电学仪表正常工作时的电压。
（2）电流规格10（40）A：表示电能表持续工作时的最大电流，其中括号里的数字表示允许在短时间内通过电能表的最大电流。
（3）频率50Hz：表示交流电的频率，交流电每秒钟发生周期性变化的次数。
（4）每千瓦时转数3000r/(kWh)：表示每用电1kWh电能表转盘转动的圈数。现在用的“电子式单相电能表”是用指示灯的闪烁次数来表示的，如“6400imp/kWh”表示每消耗1kWh的电能指示灯闪烁6400次。
“kWh”是电能的一种常用单位，俗称度，1kWh＝3.6×106J，在数值上等于功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。
（5）电能表的示数由多位整数和一位小数（常用红色框）组成。某一时段消耗的电能等于这一时段前后两次示数之差。
（二）电功：
1.定义――物理学中，电流做了功叫做电功，用符号W表示。电流做功的过程中，伴随着电能向其他形式能量的转化，电流做了多少功，就消耗了多少电能，即有多少电能转化为其他形式的能。
2.电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关：
（1）在电流、通电时间相同时，电压大的电路电流做功多；
（2）在电压、通电时间相同时，电流大的电路电流做功多；
（3）在电压、电流相同时，电流做功的多少与通电时间成正比。
进一步实验可得出如下结论：某段电路上电流做功的多少，跟这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电时间成正比。
3.公式：W＝UIt。式中，W表示电功，U表示电压，I表示电流，t表示通电时间。
4.单位：焦耳，简称焦，符号J。1J＝1VAs，即当某用电器两端的电压为1V，通过用电器的电流为1A时，则该用电器在1s时间内消耗的电能为1J，或说成在1s内电流对该用电器做了1J的功。
（三）电功率：
1.定义――用电器单位时间里所消耗的电能叫做电功率，用符号P表示。它是用来描述电流做功快慢的物理量。
2.公式：P＝＝UI。
3.单位：瓦特，简称瓦，符号W。此外还有kW（千瓦）和mW（毫瓦），它们的换算关系为：1kW＝103W，1W＝103mW。
4.用电器的功率。
额定功率――用电器正常工作时的电功率叫做额定功率，用P0表示，这里P0＝U0I0。一般情况下，用电器的额定功率就是指它的额定输入功率，即额定耗电功率。
用电器的输出功率是指用电器将电能转化为我们所需要的能量的功率，比如微波炉转化为微波的功率，电热器转化为内能的功率等。输出功率占输入功率的百分比就是该用电器的效率。
【重、难点解析】
1.正确理解电功的概念。
电功概念比较抽象，对电功的认识可以从电能的转化和电流的各种效应来认识。比如，电流的热效应的实质是电能转化为内能的现象；电流的化学效应的实质是电能转化为化学能；电动机工作的实质是电能转化为机械能。上述现象均说明通电电路中具有电能，即电流具有做功的本领，电流做功的过程实质是电能转化为其他形式能的过程。
若电路为纯电阻电路，即电能全部转化为内能的电路，此时欧姆定律可以选用，将I＝代入电功的基本公式，还可以推导出两个电功的计算公式：W＝t＝I2Rt。
2.正确理解用电器的额定值和实际值。
额定功率是指用电器在额定电压下的电功率；实际功率指用电器在实际电压下的电功率。当用电器正常工作时，它两端的电压称为额定电压，在一般情况下：
（1）当实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率，用电器正常工作；
（2）当实际电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率，用电器不能正常工作；
（3）当实际电压大于额定电压时，实际功率大于额定功率，用电器不能正常工作，而且有可能被烧坏。
由上述分析可知，只有当用电器两端的实际电压等于或稍小于它的额定电压时，用电器才能安全使用，在实际应用中，是不允许用电器在其两端的实际电压高于它的额定电压下工作的，因为这样容易烧坏用电器。对于一个给定的用电器，实际电压可以有多个数值，但额定电压只有一个数值，这个数值一般已标在用电器的铭牌上。
3.电能表主要有哪些作用？
电能表是测量电功的仪表，也是自动记录在一段时间内消耗电能多少的仪表。
（1）当消耗的电能较多时，可根据前后两次计数器的读数差直接读出消耗的电能；
（2）当消耗的电能较少时，可根据面板上的转盘所转的转数间接算出某一用电器（或电路）消耗的电能；
（3）利用电能表的转盘和记时表还可以间接测出用电器的耗电功率。
4.电灯的亮度是由什么决定的？
同一盏电灯在不同的情况下使用时，其亮暗程度是不同的，例如电灯在深夜就要比傍晚时亮得多。
白炽灯是利用电流的热效应工作的。当电流通过灯丝做功时，电能转化为内能，使灯丝的温度升高，当灯丝被加热到白炽状态时，灯就发光。灯丝的温度越高，灯就显得越亮。如果在相等的时间内，由电能转化来的内能越多，灯丝的温度就会越高，灯就越亮。所以，电灯的亮暗程度是由电灯发光时的（实际）电功率所决定的。深夜用电减少，电路上的电压会增高，此时电灯的实际功率会增加，所以电灯就会更亮。
【典型例题】
[例1]如图是一个单相电子式电能表，表是它的主要技术参数，从中你能获得哪些信息？(写对三条信息，就可以了)
分析：电压范围为220V（±30％）：表示电压在220V×（1－30%）＝154V和220V×（1＋30%）＝286V之间，电表能够正常工作；工作频率为50Hz：表示该电能表适用于频率为50Hz的交流电；标定电流为5（20）A：表示电能表持续工作时允许通过的最大电流为5A，但允许在短时间内通过电能表的电流为20A；准确度为1.0级：表示其测量的准确程度（或误差）在±1%之间；脉冲常数为3200imp/(kWh)：表示消耗1kWh的电能，指示灯闪烁3200次；产品寿命为15年：表示其从产生日开始15年内有效；环境温度为－40℃～＋70℃：表示该电能表使用的环境温度必须在－40℃到70℃间；相对湿度为＜85%：表示该电能表使用的环境的相对湿度必须＜85%；平均功耗为≤0.7W：表示电能表消耗的电功率不超出0.7W。
解答：上述结论中的任意三种均可。
[例2]一盏标有“220V40W”字样的电灯，将它接到110V的电路中，其电功率为：（设灯泡灯丝的阻值不随温度变化）（）
A.40W。B.20W。C.10W。D.无法确定。
分析：在很多电学题中，要先想办法求出用电器的电阻值，然后利用有关条件解题，在已知用电器的额定电压U额和额定功率P额时，根据P额＝U额I额＝，得出变形公式R＝，求出灯泡的灯丝电阻，然后再进行求解。本题的具体解法可有以下两种：
解法一：先根据R＝＝＝1210Ω求出灯泡的电阻，然后再根据P实＝＝＝10W，求出灯泡的实际功率。
解法二：利用比例关系，根据P实＝和P额＝，将两式相比得，
＝，所以P实＝P额＝×40W＝10W。
解答：C。
[例3]甲、乙两灯分别标有“220V60W”和“220V40W”字样，若它们串联后接入220V的电路中，＿＿＿＿＿灯较亮。（选填：“甲”或“乙”）
分析：本题是一道综合题，主要考查实际功率和额定功率的关系。解题的关键是看它们的实际功率的大小，即灯泡的亮度由它们的实际功率决定。解答本题，按下列步骤进行：
（1）先求出两灯的电阻：
R甲＝＝，R乙＝＝
所以，R甲＜R乙。
（2）当两灯串联在220V电路中时：
由“220V60W”和“220V40W”可知，两灯正常发光的条件均是两端电压为220V，现在的条件是U甲＋U乙＝220V，所以U甲＜220V，U乙＜220V，两灯均不能正常发光。此时P甲＝I甲2R甲，P乙＝I乙2R乙，因为I甲＝I乙，R甲＜R乙，所以P甲＜P乙，即乙灯较亮。
解答：乙。
[例4]给你一只电压表、一只5Ω的定值电阻、电源、滑动变阻器、开关、导线若干，你能测出额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率吗？请画出实验电路图，写出实验步骤及小灯泡额定功率的表达式。
分析：根据电功率公式P＝UI，只需测出小灯泡在额定电压下的电流大小，就可以算出其额定功率，但因没有电流表，电流不能直接测出。于是可以根据串联电路中各处电流相等，将5Ω的定值电阻与小灯泡串联，测出小灯泡两端电压为2.5V时，5Ω电阻两端的电压，算出它的电流，即小灯泡在额定电压时的电流。
解答：能测出小灯泡的额定功率，实验电路如图所示。
实验步骤是：
（1）按电路图连接电路，连接电路时，先断开开关，滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，电压表先并联在灯泡两端。
（2）检查电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压U＝2.5V，然后再用电压表测出此时5Ω电阻R/两端的电压U/。
（3）算出电路中的电流I＝U//R/，再算出灯泡的额定功率P＝UI＝UU//R/。
【模拟试题】（答题时间：80分钟）
一.一.填空:
1.从功能关系看，电流做功的过程，实质是＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿能的过程。电流通过“电炉”、“电热得快”等电器时，＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿能；电流通过“电动机”时，＿＿＿＿能主要转化为＿＿＿＿能；电流通过正在充电的铅蓄电池时，＿＿＿＿能主要转化为＿＿＿＿能。
2.某电热器接在220V的电源上，电流是1.2A，若通电10min，则电流做功＿＿＿＿J，消耗电能＿＿＿J；若将该用电器接在110V的电流上，则在相同时间内的电功是＿＿＿＿J。
3.用电器＿＿＿＿＿里所消耗的＿＿＿＿叫做电功率，它是反映＿＿＿＿＿＿＿＿的物理量，电功率的定义式是＿＿＿＿＿＿，某电灯正常工作时的功率是0.1kW，表示的物理意义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
4.电功率的常用计算公式为＿＿＿＿＿＿，式中三个物理量必须对应于同一＿＿＿或同一＿＿＿＿＿，且必须都用＿＿＿＿＿＿单位。
5.现将两个电阻（R1＞R2）并联在同一电路中，电流通过电阻时，在相同时间内电流做的功W1＿＿＿W2；若串联在同一电路中，电流做的功W1/＿＿＿W2/。（填“＞”、“＝”或“＜”＝）
6.把一个导体接在某一电源上，测得通过的电流是500mA，若10min内其消耗的电能是3000J，则电源电压是＿＿＿＿V，10min内通过导体的电荷是＿＿＿＿C，电功率的大小是＿＿＿＿W，该导体的电阻是＿＿＿＿＿Ω。
7.在如图所示电路中，电源电压保持不变，当闭合开关，将滑动变阻器的滑片P由中点向右移动的过程中，电流表的示数将＿＿＿＿＿，灯泡L消耗的电功率将＿＿＿＿，变阻器R消耗的电功率将＿＿＿＿＿。（填“变大”、“变小”或“不变”）
8.若要使标有“6V3W”字样的电灯接在9V的电路上正常发光，应串联一个＿＿＿Ω的电阻，该电阻消耗的电功率为＿＿＿＿W。
9.已知两电阻R1∶R2＝3∶2，将它们串联后接到3V电路中时，在相等时间内所做的电功之比是＿＿＿＿＿；若将它们并联后接入同一电路中，在相等时间内所消耗的电能之比是＿＿＿＿＿；电阻R1在前后两种情况下，在相等时间内，所消耗的电能之比是＿＿＿＿＿。
10.如图所示电路中，开关S闭合时，电灯L恰好正常发光。若把电源电压提高到原来的2倍，同时调节滑动变阻器的滑片位置，使电流表的示数为原来的三分之一，则电灯的功率变为原来的＿＿＿＿倍。
二.二.选择：
1.电流通过某段电路所做的功取决于（）
A.电路中的电流。
B.电路中的电流和电路两端的电压。
C.电路中的电流、这段电路的电阻及通电时间。
D.电路中的电流、电路两端的电压和通电时间。
2.长短粗细都相同的铜导线和镍铬合金线，将它们串联接入电路中时（）
A.所消耗的电能一样多。B.电流所的功一样多。
C.镍铬合金线消耗的电能多。D.铜导线消耗的电能多。
3.电功率是反映（）
A.电流做功多少的物理量。B.单位时间电能转化为其它能的快慢。
C.电流做功快慢的物理量。D.电流做功所用的时间多少。
4.一盏标有“36V40W”的电灯接在电路中，测得通过灯的电流是1A，则这盏灯的实际功率是（）
A.小于36W。B.等于36W。C.等于40W。D.大于40W。
5.下列各组中都属于电功率单位的是：（）
A.J，VA，kWh。B.W，VA，J/s。
C.W，kWh，Ws。D.J，VC，kWh。
6.一个灯泡上标有“220V40W”的字样，据此可以求出（）
A.灯泡的实际功率为40W。B.灯泡正常发光时的电流和电阻。
C.通过灯泡的电流为A。D.1s电流通过灯泡所做的功是40J。
7.有两个电阻R1＞R2，采用下列几种方式分别接到电压为U的电源上，接通电源后在相同时间内电流做功最少的连接方式是（）
A.R1与R2串联。B.R1与R2并联。C.只接入R1。D.只接入R2。
8.如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到8V，通过该电阻的电流变化了100mA，则该电阻的电功率变化了（）
A.1.4W。B.1.8W。C.2W。D.3.2W。
9.如图所示，灯泡和电阻串联后接在电压为U的电路中，已知电阻的阻值为R，通过电路的电流为I，则灯泡在t时间内消耗的电能是（）
A.UIt。B.t。C.I2Rt。D.UIt－I2Rt。
10.将标有“8V16W”的灯泡L1和标有“12V36W”的灯泡L2串联后接到电压为20V的电路中，则（）
A.两灯都能正常发光。B.只有L1正常发光。
C.只有L2正常发光。D.两灯都不能正常发光。
三.三.实验：
1.为测定额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率，提供了如图所示的器材，其中灯泡电阻约为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω。要求：
（1）在方框中画出实验电路图。
（2）用笔画线代替导线，按电路图将器材连成实验电路。（连接时导线不能交叉，滑动变阻器必须接B接线柱）
（3）按照所连接的电路回答：当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表和电压表的示数如何变化？
（4）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为＿＿＿V，小灯泡处于正常工作状态。
（5）若此时电流表示数如图所示，则小灯泡的额定电流是＿＿＿＿，额定功率是＿＿＿＿。
（6）按合理顺序将下列实验步骤的序号A、B、C、D、E、F填在括号里。
（）读出电流表的示数；
（）闭合开关；
（）断开开关，按电路图连接电路；
（）移动滑动变阻器的滑片使变阻器连接电路中的阻值最大；
（）将测量出的数据填入表格并计算小灯泡的额定功率；
（）移动滑片使电压表示数为3.8V。
2.在学习了有关知识后，小华采用下图所示的实验装置，研究“电功率的大小与哪些因素有关”。请将实验观察到的图（a）和图（b）中的现象、表明的物理意义和最后得出的结论写出来。
四.四.计算与应用：
1.某电热设备在10min内消耗的电能是2×106J，其工作时的电压是380V，该电热设备工作时的电流是多少？电阻是多大？
2.如图所示电路中，R1＝100Ω，R3是“0～20Ω”的滑动变阻器，电源电压U＝12V，且保持不变。求：
（1）当开关S断开，P滑到b端时，电路消耗的总功率是1.2W，则R2的阻值是多少？
（2）当开关S闭合，P滑到a端时，整个电路在1min内消耗的电能是多少？
3.在输送功率一定的前提下，远距离输送电能采用高压输电的方法，即把发电厂发出的电能，先经过升压变压器把电压升高，用高压电输送到远方的用户附近，再经过降压变压器把电压降低，供给用户使用（变压器是在交流电路中用来改变电压的设备），你知道这样做的道理吗？请通过下列题目的计算，来回答上述问题。
一台功率为44kW的发电机，发出的电压用总电阻为0.2Ω的导线输送到用户。
（1）若用220V的电压输电，输电线上损失的电功率是多少？
（2）若用22kV的电压输电，输电线上损失的电功率是多少？

【试题答案】
一.填空：
1.电，其他，电，内，电，机械，电，化学。
2.1.584×105，1.584×105，3.96×104。
3.单位时间，电能，电流做功快慢，P＝，该电灯1秒钟消耗的电能是100焦。
4.P＝UI，导体，电路，国际单位制。
5.＜，＞。6.10，300，5，20。
7.变小，不变，变小。8.6，1.5。
9.3∶2，2∶3，9∶25。10.1/9。
二.选择：
题目12345678910
答案DCCABBAADD
三.实验：
1.（1）
（2）
（3）电流表和电压表的示数均变大。
（4）3.8。
（5）0.26A，0.988W。
（6）E，C，A，B，F，D。
2.答：（a）的现象是：较亮的灯泡两端的电压较大，说明在电流相等时，电功率的大小与电压成正比；
（b）的现象是：较亮的灯泡中的电流较大，说明在电压相等时，电功率的大小与电流成正比；
某段电路的电功率与电路两端的电压成正比，与电路中的电流成正比。
四.计算与应用：
1.8.77A，43.3Ω
2.（1）R2＝100Ω；（2）172.8J
3.（1）8000W；（2）0.8W。
在进行远距离输电时，提高输电电压，可以减小线路损耗。