1、教育部教育部“精英杯精英杯”公开课大赛简介公开课大赛简介 2021年6月，由教育学会牵头，教材编审委员会具体组织实施，在全国8个城市，设置了12个分会场，范围从“小学至高中”全系列部编新教材进行了统一的培训和指导。每次指導，都輔以精彩的優秀示範課。在這些示範課中，不乏全國名師和各省名師中的佼佼者。他们的课程，无论是在内容和形式上，都是经过认真研判，把各学科的核心素养作为教学主线。既涵盖城市中小学、又包括乡村大部分学校的教学模式。適合全國大部分教學大區。本課件就是從全國一等獎作品中，优选出的具有代表性的作品。示范性强，有很大的推广价值。第十六章 电流做功及电功率第一节 电流做功【体验体验】家庭中
2、的用电器家庭中的用电器活动活动:观察接入家庭电路中的电能表、白炽灯和电风扇观察接入家庭电路中的电能表、白炽灯和电风扇,根据工根据工作情况完成填空。作情况完成填空。活动活动1:1:闭合开关使白炽灯工作闭合开关使白炽灯工作,观察电能表转盘转动情况。观察电能表转盘转动情况。活动活动2:2:闭合开关使电风扇工作闭合开关使电风扇工作,观察电风扇是否转动并观察电观察电风扇是否转动并观察电能表转盘转动情况。能表转盘转动情况。活动活动3:3:当白炽灯和电风扇同时工作时当白炽灯和电风扇同时工作时,观察电能表转盘转动情观察电能表转盘转动情况。况。(1)(1)白炽灯工作时的主要现象是白炽灯工作时的主要现象是 ,说明
3、电能主要转说明电能主要转化为化为_能。能。(2)(2)电风扇工作时的主要现象是电风扇工作时的主要现象是 ,说明电能转化为说明电能转化为能。能。(3)(3)两个用电器同时工作和单独一个用电器工作相比两个用电器同时工作和单独一个用电器工作相比,电能表转电能表转盘转动盘转动(选填选填“变快变快”“”“变慢变慢”或或“不变不变”)。提示提示:(1)(1)发光光发光光(2)(2)有风机械有风机械(3)(3)变快变快1.1.电流做功的实质是什么电流做功的实质是什么?2.2.电功大小的计算公式是什么电功大小的计算公式是什么?3.3.电能表的作用是什么电能表的作用是什么?4.4.如何计算某段时间内的用电量如何
4、计算某段时间内的用电量?探究探究1 1 电功电功1.1.填一填填一填:你能说出下列用电器工作时你能说出下列用电器工作时,把电能转化为什么形式的能吗把电能转化为什么形式的能吗?提示提示:能量的初始状态是电能能量的初始状态是电能,分析能量的最终状态是什么形式分析能量的最终状态是什么形式的能量。的能量。参考答案参考答案:光内光内(热热)机械化学机械化学2.2.议一议议一议:(1)(1)从能量转化的角度归纳一下从能量转化的角度归纳一下,用电器在工作时有什么共同之用电器在工作时有什么共同之处处?参考答案参考答案:都是把电能转化为其他形式的能量。都是把电能转化为其他形式的能量。(2)(2)结合用电器工作时
5、的特点可知结合用电器工作时的特点可知,电功是量度什么的物理量电功是量度什么的物理量?电功的大小与电能有什么关系电功的大小与电能有什么关系?提示提示:用电器工作时用电器工作时,电能转化为其他形式的能量。故用电功来电能转化为其他形式的能量。故用电功来量度电能转化为其他形式的能的多少。功和能是密切相关的两量度电能转化为其他形式的能的多少。功和能是密切相关的两个概念个概念,做功必然消耗某种能量。电能是电流的做功本领做功必然消耗某种能量。电能是电流的做功本领,电功电功是电能转化的量度。电功是过程量是电能转化的量度。电功是过程量,电流做功时电流做功时,总伴随着能量总伴随着能量状态的变化。电流做功的过程是电
6、能转化为其他形式的能的过状态的变化。电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程程,电流通过用电器做了多少功电流通过用电器做了多少功,就消耗多少电能就消耗多少电能,就有多少电就有多少电能转化为其他形式的能能转化为其他形式的能,即电流通过用电器所做的功的数值与即电流通过用电器所做的功的数值与该用电器消耗的电能数值完全相同。该用电器消耗的电能数值完全相同。参考答案参考答案:电能转化为其他形式的能的多少电流通过用电器电能转化为其他形式的能的多少电流通过用电器做了多少功做了多少功,就消耗多少电能就消耗多少电能,就有多少电能转化为其他形式的就有多少电能转化为其他形式的能能,即电流通过用电器所做的功的数值
7、与该用电器消耗的电能即电流通过用电器所做的功的数值与该用电器消耗的电能数值完全相同。数值完全相同。3.3.认识电功的单位认识电功的单位:基本单位基本单位,生活中常用单位生活中常用单位,符号是符号是,这两个单位之间的关系是这两个单位之间的关系是。参考答案参考答案:J J千瓦时千瓦时(俗称俗称“度度”)kWkWh h1 kW1 kWh=3.6h=3.610106 6J J4.4.认识电功的公式认识电功的公式:利用电功的公式利用电功的公式W=UItW=UIt与欧姆定律结合与欧姆定律结合,导出其他计算电功的公导出其他计算电功的公式。式。(1)(1)在电学中在电学中“1 1焦耳焦耳”的物理意义是的物理意
8、义是_。提示提示:由公式由公式W=UItW=UIt知知,当导体两端的电压为当导体两端的电压为1V,1V,通过的电流为通过的电流为1A,1A,通电时间为通电时间为1s1s时时,电流做功电流做功1 1焦耳焦耳,即即1J=1V1J=1VA As s。参考答案参考答案:加在导体两端的电压为加在导体两端的电压为1V,1V,通过的电流为通过的电流为1A1A时时,电流电流在在1s1s内做功为内做功为1 1焦耳焦耳(2)(2)电流做功的公式电流做功的公式W=UItW=UIt与欧姆定律表达式与欧姆定律表达式 相结合能导相结合能导出的公式有出的公式有:_:_。提示提示:把公式中的物理量用对应公式表示。把公式中的物
9、理量用对应公式表示。方法一方法一:由欧姆定律由欧姆定律 ，则，则方法二方法二:由欧姆定律的导出式由欧姆定律的导出式U=IRU=IR，则，则W=UIt=IRIt=IW=UIt=IRIt=I2 2RtRt。参考答案参考答案:UIRUIR2UUW UItUttRR；22UWtW I RtR，探究探究2 2 电能表电能表1.1.认一认认一认,填一填填一填:观察电能表铭牌观察电能表铭牌,把所缺部分补充把所缺部分补充完整完整(1)(1)电能表是测量电能表是测量的仪表。的仪表。(2)(2)电能表上方的示数单位是电能表上方的示数单位是,数字栏中最右边的一位是数字栏中最右边的一位是。(3)“2.5(5)A”(3
10、)“2.5(5)A”表示电能表通过表示电能表通过左右电流时测量最准左右电流时测量最准确确,短时间内在保证电能表测量准确的情况下短时间内在保证电能表测量准确的情况下,电能表允许通过电能表允许通过的最大电流为的最大电流为。(4)“220V(4)“220V50Hz”50Hz”表示该表应在表示该表应在,50Hz,50Hz的交流电路中的交流电路中工作。工作。(5)2400r/kWh(5)2400r/kWh表示用电器每消耗表示用电器每消耗1kWh1kWh时的电能时的电能,电能表的电能表的转盘转过转盘转过圈。圈。参考答案参考答案:(1)(1)电功电功(2)kW(2)kWh h小数位小数位5A5A(4)220
11、V(4)220V(5)2400(5)24002.2.用一用用一用,算一算算一算:让电灯发光让电灯发光,使电能表里的转盘转动起来使电能表里的转盘转动起来,你能算出电灯在这段你能算出电灯在这段时间里消耗的电能吗时间里消耗的电能吗?如何计算如何计算?提示提示:某一时段电能表先后两次示数之差某一时段电能表先后两次示数之差,就是这段时间内的用就是这段时间内的用电量电量,即即h h。参考答案参考答案:h h电能表先后两次示数之差电能表先后两次示数之差一、电功一、电功1.1.电能电能:利用利用_做功做功,将电能转化为其他形式的能。将电能转化为其他形式的能。2.2.电功与电能的关系电功与电能的关系:电流做了多
12、少功电流做了多少功,就消耗多少就消耗多少_。3.3.大小大小:电流所做的功与电流所做的功与_成正比。成正比。4.4.计算公式计算公式:W=_:W=_。5.5.单位及换算单位及换算:1:1度度=1kWh=3.6=1kWh=3.610106 6J J。电流电流电能电能电流、电压、通电时间电流、电压、通电时间UItUIt二、电能表二、电能表1.1.用途用途:测量电功测量电功,即记录电路消耗电能的仪表。即记录电路消耗电能的仪表。2.2.使用使用:(1)(1)明确电能表计数器上的单位是明确电能表计数器上的单位是_。(2)(2)注意计数器最右边的数字是注意计数器最右边的数字是_位位。(3)(3)某段时间内
13、的用电量等于某段时间内的用电量等于_示数之示数之差。差。千瓦时千瓦时小数小数这段时间电能表先后两次这段时间电能表先后两次【拓展延伸拓展延伸】悄然走入千家万户的分时电表悄然走入千家万户的分时电表近年来近年来,随着生活水平的提高和工业的发展随着生活水平的提高和工业的发展,家庭和生产的用电家庭和生产的用电量越来越大量越来越大,电力不足成为制约经济发展的瓶颈。但现实情况电力不足成为制约经济发展的瓶颈。但现实情况是是,在用电高峰时在用电高峰时,各种供电设施超负荷工作各种供电设施超负荷工作,甚至要拉闸限电甚至要拉闸限电;而在深夜处于用电低谷时而在深夜处于用电低谷时,电能却供过于求。为解决这一矛盾电能却供过
14、于求。为解决这一矛盾,鼓励人们在用电低谷时段内用电鼓励人们在用电低谷时段内用电,新型的新型的“分时电表分时电表”应运而生。应运而生。时段时段电价电价高峰时段高峰时段(06:00(06:0022:00)22:00)0.610.61元元/kW/kWh h低谷时段低谷时段(22:00(22:0006:00)06:00)0.300.30元元/kW/kWh h分时电表分时电表,顾名思义顾名思义,就是不同时段按不同的电价进行计费。在就是不同时段按不同的电价进行计费。在用电高峰时段用电高峰时段,即每天早晨即每天早晨6 6时到晚时到晚2222时时,按较高的电价进行计按较高的电价进行计费费;而在晚而在晚2222
15、时到第二天早晨时到第二天早晨6 6时这段时间内时这段时间内,按较低的电价进按较低的电价进行计费行计费,如表所示。通过经济杠杆来刺激和引导人们合理地用如表所示。通过经济杠杆来刺激和引导人们合理地用电。电。考点考点1 1 电功的计算电功的计算【典例典例1 1】在图甲所示的电路中在图甲所示的电路中,电源电源电压为电压为6V6V且保持不变且保持不变,滑动变阻器滑动变阻器R R1 1标有标有“100 2A”100 2A”字样。闭合开关字样。闭合开关S S后后,电流表电流表 和和 的示数分别如图的示数分别如图乙所示。乙所示。求求:(1)(1)电阻电阻R R2 2的阻值。的阻值。(2)(2)通电通电10s,
16、10s,电流通过电阻电流通过电阻R R2 2所做的功所做的功W W2 2。【思路导引思路导引】分析电路图分析电路图,根据串、并联电路关系判断根据串、并联电路关系判断(1)(1)两个电阻并联两个电阻并联,两端的电压相等两端的电压相等,通过两电阻的电流之和等通过两电阻的电流之和等于总电流。于总电流。(2)(2)电流表电流表 测量通过测量通过R R1 1的电流的电流,电流表电流表 测量电路的总电测量电路的总电流。流。【精讲精析精讲精析】本题主要考查了电功的计算。本题主要考查了电功的计算。(1)R(1)R2 2的电流的电流:I:I2 2I II I1 11.2 A1.2 A0.4 A0.4 A0.8
17、A0.8 AR R2 2的电阻的电阻:R:R2 2 7.5 7.5(2)(2)通电通电10 s10 s，电流通过电阻，电流通过电阻R R2 2所做的功所做的功W W2 2UIUI2 2t t6 V6 V0.8 A0.8 A10 s10 s48 J48 J答案答案:(1)7.5 (2)48 J(1)7.5 (2)48 J2U6 VI0.8 A【方法归纳方法归纳】电功大小的其他计算公式电功大小的其他计算公式(1)(1)基本公式及推导公式基本公式及推导公式(2)(2)使用注意事项使用注意事项纯电阻电路中电流流过时，电能全部转化为内能。公式纯电阻电路中电流流过时，电能全部转化为内能。公式 和和W=IW
18、=I2 2RtRt，只适用于纯电阻电路，只适用于纯电阻电路(电灯、电炉、电饭电灯、电炉、电饭煲等煲等)中的电功计算；非纯电阻电路中的电功计算；非纯电阻电路(电风扇、电冰箱、洗衣机电风扇、电冰箱、洗衣机等等)中的电功用中的电功用W=UItW=UIt计算。并联计算。并联(或电压相等或电压相等)的电路采用的电路采用 比较，串联比较，串联(或电流相等或电流相等)的电路采用的电路采用W=IW=I2 2RtRt比较。比较。2UWtR2UWtR考点考点2 2 对电能表的理解和应用对电能表的理解和应用【典例典例2 2】如图如图,电能表的示数为电能表的示数为度度;在某段时间内转盘转过在某段时间内转盘转过1000
19、1000转转,表示此段时间内用了表示此段时间内用了度电。度电。【思路导引思路导引】分析本题的两个关键点分析本题的两个关键点:关键点关键点1:1:数字栏中最右边的一位是小数位。数字栏中最右边的一位是小数位。关键点关键点2:2:用电器每消耗用电器每消耗1kW1kWh h的电能的电能,电能表的转盘转过电能表的转盘转过25002500转。转。【精讲精析精讲精析】本题考查电能表的读数和使用。电能表的最后框本题考查电能表的读数和使用。电能表的最后框中示数是小数位，所以图中电能表的示数是度。电能中示数是小数位，所以图中电能表的示数是度。电能表表盘上的表表盘上的2 500 r/(kW2 500 r/(kWh)
20、h)表示用电器每消耗表示用电器每消耗1 kW1 kWh h的电的电能，电能表上的转盘转能，电能表上的转盘转2 500 r2 500 r。在某段时间内电能表转盘转。在某段时间内电能表转盘转过过1 000 r1 000 r，则用电器消耗的电能为，则用电器消耗的电能为 =0.4 kW=0.4 kWh h度。度。答案答案:1 000 r2 500 r/(kWh)【方法归纳方法归纳】电能表测用电器消耗电能的两种方法电能表测用电器消耗电能的两种方法(1)(1)利用电能表上先后两次示数利用电能表上先后两次示数:某段时间电能表上先后两次示某段时间电能表上先后两次示数之差，就是被测电路在这段时间内消耗的电能。数
21、之差，就是被测电路在这段时间内消耗的电能。(2)(2)利用电能表上转盘转动圈数利用电能表上转盘转动圈数:若电能表上标示若电能表上标示1 kW1 kWh=Nh=N盘盘转数转数(N(N r/kWr/kWh),h),则电能表上转盘转动则电能表上转盘转动n n转消耗的电能为转消耗的电能为nW1 kWhN。1.1.用下述哪个物理量表示用电器耗电的多少用下述哪个物理量表示用电器耗电的多少 ()A.A.电能电能 B.B.电阻电阻C.C.电压电压 D.D.电流电流【解析解析】选选A A。本题考查了电功的意义。电能是表示用电器消。本题考查了电功的意义。电能是表示用电器消耗电能多少的物理量耗电能多少的物理量;电阻
22、是表示导体对电流阻碍作用大小的电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量物理量;电压是表示导体电压大小的物理量电压是表示导体电压大小的物理量;电流是表示电流强电流是表示电流强弱的物理量。故选弱的物理量。故选A A。2.2.如图所示的用电器中如图所示的用电器中,工作时主要将电能转化为机械能的是工作时主要将电能转化为机械能的是()【解析解析】选选B B。本题考查了电能的转化。电熨斗、电水壶、电。本题考查了电能的转化。电熨斗、电水壶、电烙铁工作时主要是将电能转化为内能烙铁工作时主要是将电能转化为内能;洗衣机工作时主要是将洗衣机工作时主要是将电能转化为机械能。故选电能转化为机械能。故选B B。3.3.关
23、于电功关于电功,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.用电器通电的时间越长用电器通电的时间越长,电流做的功一定越多电流做的功一定越多B.B.通过用电器的电流越大通过用电器的电流越大,电流做的功一定越多电流做的功一定越多C.C.用电器两端的电压越大用电器两端的电压越大,电流做的功一定越多电流做的功一定越多D.D.用电器消耗的电能越大用电器消耗的电能越大,电流做的功一定越多电流做的功一定越多【解析解析】选选D D。本题考查了影响电功大小的因素。电流做功的。本题考查了影响电功大小的因素。电流做功的多少与用电器通电时间、电流和电压都有关多少与用电器通电时间、电流和电压都有关,不能通过其中一不
24、能通过其中一个因素的多少判断电流做功的多少个因素的多少判断电流做功的多少,故故A A、B B、C C说法错误说法错误;用电用电器消耗电能的多少反映了电流做功的多少器消耗电能的多少反映了电流做功的多少,用电器消耗的电能用电器消耗的电能越多越多,电流做的功就越多电流做的功就越多,D,D正确。正确。4.4.在一个小电动机两端加在一个小电动机两端加10V10V电压时电压时,小电动机的电流是小电动机的电流是0.1A,0.1A,1min1min内电流所做的功是内电流所做的功是J J。【解析解析】本题考查了电功的计算。已知小电动机两端的电压、本题考查了电功的计算。已知小电动机两端的电压、通过的电流和通电时间
25、通过的电流和通电时间,代入公式得代入公式得W=UIt=10VW=UIt=10V0.1A0.1A60s=60J60s=60J。答案答案:60605.5.小明家电能表月初的示数如图所示。如果他家一个月用了小明家电能表月初的示数如图所示。如果他家一个月用了120120度电度电,则月末电能表的示数应为则月末电能表的示数应为kWh,kWh,他家本月应交他家本月应交电费电费元元(当地电费价格为元当地电费价格为元/kWh)/kWh)。【解析解析】本题是一道实际应用型试题本题是一道实际应用型试题,考查学生运用知识解决考查学生运用知识解决生活中的实际问题的能力。电能表是测量电功的仪表生活中的实际问题的能力。电能
26、表是测量电功的仪表,计数器计数器上的单位是上的单位是kWkWh,h,根据电能表月初的示数和消耗的电能根据电能表月初的示数和消耗的电能,月末月末的示数应为的示数应为W W2 2=W+W=W+W1 1=120kW=120kWh,h,他家应付电费为他家应付电费为120kW120kW元元/(kW/(kWh)=60h)=60元。元。答案答案:60606.6.小莉观察家里的电能表小莉观察家里的电能表,看到表盘上标有看到表盘上标有“3000r/kWh”3000r/kWh”的的字样字样,晚上正常用电时晚上正常用电时,她发现每分钟表盘转她发现每分钟表盘转1010转转,那么她家用那么她家用电电4 4小时将消耗小时
27、将消耗kWh,kWh,合合J J。【解析解析】本题考查电能表使用及电功的单位换算。表盘转过本题考查电能表使用及电功的单位换算。表盘转过1 1转耗电转耗电 ,则每分钟耗电则每分钟耗电 ,4,4小时将消耗小时将消耗 h=0.8h=0.83.63.610106 6J=2.88J=2.8810106 6J J。答案答案:2.882.8810106 61 kWh3 0001 kWh3001 kWh3007.7.一个电热器电阻是一个电热器电阻是440,440,把它接入电路中工作时，把它接入电路中工作时，10 min10 min消耗的电能是消耗的电能是66 000 J66 000 J，求电热器两端的电压是多
28、少，求电热器两端的电压是多少?【解析解析】本题考查了电功计算公式的变形应用。根据题目给出本题考查了电功计算公式的变形应用。根据题目给出的条件的条件,选用公式选用公式 比用其他公式解题方便比用其他公式解题方便,只要将原式只要将原式变形为变形为 ，即可求出电压，即可求出电压,但必须将但必须将t=10 mint=10 min化为化为600 s600 s方可代入公式计算。方可代入公式计算。由由 可得可得即该电热器两端的电压是即该电热器两端的电压是220 V220 V。答案答案:220 V220 V2UWtRWRUt2UWtRWR66 000 J 440 U220 Vt600 s 找找你容易错在哪里？找
29、找你容易错在哪里？阻值为阻值为4 4 的小灯泡同一个阻值为的小灯泡同一个阻值为2 2 的定值电阻串联在的定值电阻串联在6 V6 V的电路中，则通电的电路中，则通电1 min1 min后，小灯泡消耗的电能为多少？后，小灯泡消耗的电能为多少？【学生自答学生自答】电路中电流电路中电流 则消耗的电能则消耗的电能W=UIt=W=UIt=6 V6 V1 A1 A1 min1 min=6 J=6 J或者或者12U6 VI1 A;RR4 2 22U(6 V)Wt60 s 540 JR4。【教师点评教师点评】电压错误电压错误:应是小灯泡两端的电压。应是小灯泡两端的电压。时间错误时间错误:时间的单位对应的应为时间
30、的单位对应的应为s s。【正确答案正确答案】电流电流 小灯泡两端的电压小灯泡两端的电压U U1 1=IR=IR1 1=1 A1 A4=4 V4=4 V，从而电流通过小灯泡所做的功，从而电流通过小灯泡所做的功W W1 1=U=U1 1It=It=4 V4 V1 A1 A60 s=240 J60 s=240 J。12U6 VI1 A;RR4 2 42第十七章第十七章 从指南针到磁悬浮列车从指南针到磁悬浮列车第一节第一节 磁是什么磁是什么 43你知道磁在生活你知道磁在生活中有哪些妙用吗？中有哪些妙用吗？444546如果磁铁从中间如果磁铁从中间断了，它有几个断了，它有几个磁极呢？磁极呢？47磁体具有指
31、向性磁体具有指向性48如果把两磁如果把两磁极靠近会有极靠近会有什么现象？什么现象？49哪种材料可哪种材料可做永磁体？做永磁体？50科学研究证明科学研究证明磁体的周围确磁体的周围确实存在着一种实存在着一种物质，物理学物质，物理学中把这种物质中把这种物质命名为命名为磁场。磁场。51磁场是有方向的521、为了形象直观地描述磁场，、为了形象直观地描述磁场，物理学中引入了物理学中引入了磁感应线，磁感应线，简简称称磁感线，磁感线，即用带箭头的曲线即用带箭头的曲线来描述磁场的某些特征。来描述磁场的某些特征。3、物理学中规定，小磁针、物理学中规定，小磁针在磁场中静止时在磁场中静止时北极指向北极指向为为该点的该点的磁场方向磁场方向（磁感线上（磁感线上任何一点的切线方向就是该任何一点的切线方向就是该点的磁场方向），磁感线分点的磁场方向），磁感线分布布越密越密的地方，磁场的地方，磁场越强越强。2、在磁体外部，磁感线总、在磁体外部，磁感线总是从磁体的是从磁体的N极发出极发出，最后，最后回到回到S极极。5354c甲乙55地球是个天然的大磁体课后作业：查阅关于地磁场的相关知识，与大家一起分享！56指南针为什么指南针为什么要指南北呢要指南北呢地磁场地磁场
