科学探究：电流做功与哪些因素有关.ppt
问：问：水流水流 能做功吗？能做功吗？想一想：电流电流 能做功吗？能做功吗？3/20/20231常见常见的用的用电器电器电流通过电灯时电流通过电灯时,灯丝灼热发灯丝灼热发光光,电能转化为内能和光能电能转化为内能和光能电吹风利用电流做功，把电能电吹风利用电流做功，把电能转化成机械能和内能。转化成机械能和内能。电热水瓶电热水瓶,利用电能把水利用电能把水烧开。电能转化为内能烧开。电能转化为内能洗衣机利用电能洗衣机利用电能,把衣物洗把衣物洗净。电能转化为机械能。净。电能转化为机械能。3/20/20232电能电动机电动机机械能电热器电热器内能电电 灯灯内能、光能1电流电流做功：做功：电流做功的过程，实际上是电能转化为电流做功的过程，实际上是电能转化为其它形式的能的过程。电流做了多少功，就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它形式的能。有多少电能转化为其它形式的能。观察结论观察结论3/20/202332、电能表、电能表加油站加油站：电能表的红色：电能表的红色框内的数字为小数，单位框内的数字为小数，单位名称是千瓦特小时，简称名称是千瓦特小时，简称千瓦时，符号千瓦时，符号“kwkw h h”1 1 kwkw h h=3.6=3.610106 6J J，相，相当与当与1kw1kw的用电器工作的用电器工作1 1小小时所消耗的电能。时所消耗的电能。电能表是用来测电能表是用来测量量电功电功的仪表的仪表一、怎样测算家庭电费一、怎样测算家庭电费3/20/20234220V:表示该电能表在220V的电压下工作120R/KWh：表示该电能表在220V的电压下1000W工作1小时电能表转120转。30A：表示平时允许流过该电能表的最大电流为30A。3/20/202354267843744W1=_kwhW2=_kwh1月底月底:2月底月底:2月份消耗的电能月份消耗的电能W=_ kwh4267.84374.4W2-W1=106.6小明家的电能表在小明家的电能表在1月底和月底和2月底的示数如下月底的示数如下所示，他家所示，他家2月份消耗的电能是多少？月份消耗的电能是多少？【一展风采一展风采】3/20/20236【奇思妙想奇思妙想】思考：电流通过灯泡所做的功可能与什么因素有关？3/20/2023715.1科学探究科学探究:3/20/202381.知道电能表是测量电功的仪表，知道电能表是测量电功的仪表，会读电能表。会读电能表。2.知道电功的概念及其单位；知道电功的概念及其单位；3.理解电功的公式；会进行简单的理解电功的公式；会进行简单的电功计算。电功计算。学习目标学习目标3/20/20239电流做功的多少跟什么因素有关？电流做功的多少跟什么因素有关？3/20/202310二、探究：电流做功与哪些因素有关如何体现电流做功的多少？（同样时间，灯越亮，做功越多）如何用实验来验证电流做功与电压、电流、时间的关系？用什么样的电路来实验？【实验探索实验探索】自学、讨论实验采用的方法是实验采用的方法是:控制变量法控制变量法3/20/202311探究：影响电流做功的因素1 1、研究电功跟电压的关系、研究电功跟电压的关系保持保持 不变，改变不变，改变 。电流和通电时间电流和通电时间电电 压压2 2、研究电功跟电流的关系、研究电功跟电流的关系保持保持 不变，改变不变，改变 。电压和通电时间电压和通电时间电流电流3 3、研究电功跟时间的关系、研究电功跟时间的关系保持保持 不变，改变不变，改变 。电压和电流电压和电流通电时间通电时间控制变量法控制变量法实验采用的方法是实验采用的方法是:3/20/202312实验探究：实验探究：二、二、电流做功与哪些因素有关电流做功与哪些因素有关?一般都是依据电流的热效应设计的。即电一般都是依据电流的热效应设计的。即电流做功使电能转化为物体的内能。当物体流做功使电能转化为物体的内能。当物体的内能增加时，温度就会升高，因此，通的内能增加时，温度就会升高，因此，通过温度变化的大小，可以判断电流做功的过温度变化的大小，可以判断电流做功的多少。即温度变化越多少。即温度变化越大大，电流做的功就越，电流做的功就越 。多多3/20/202313VV甲乙乙1 1、研究电功跟电压的关系、研究电功跟电压的关系闭合开关，观察两个电灯的亮度和两闭合开关，观察两个电灯的亮度和两个电压表的示数个电压表的示数 3/20/202314AA闭合开关，观察两个电灯的亮闭合开关，观察两个电灯的亮度和两个电流表的示数度和两个电流表的示数 2 2、研究电功跟电流的关系、研究电功跟电流的关系3/20/202315实验一实验一 通过用电器的电流和通电时间相同时，用电器上的电通过用电器的电流和通电时间相同时，用电器上的电压越高，电流做功就越多。压越高，电流做功就越多。”结论：结论：进进行行实实验验与与收收集集证证据据通过探究，完成下列问题通过探究，完成下列问题:(若若R1R2)1.两电阻丝怎么联？（两电阻丝怎么联？（）2.二者电流什么关系？（二者电流什么关系？（）3.哪根电阻丝两端的电压高呢（哪根电阻丝两端的电压高呢（）4.哪根电阻丝使煤油温度升高更快？（哪根电阻丝使煤油温度升高更快？（）5.在相等的时间内，哪根电阻丝消耗的电能多（在相等的时间内，哪根电阻丝消耗的电能多（）串联串联相等相等R1R1R1123/20/202316通过探究，完成下列问题通过探究，完成下列问题:(若若R1R2)1.两电阻丝怎么联？（两电阻丝怎么联？（）2.二者电压什么关系？（二者电压什么关系？（）3.哪根电阻丝的电流大呢（哪根电阻丝的电流大呢（）4.哪根电阻丝使煤油温度升高更快？（哪根电阻丝使煤油温度升高更快？（）5.在相等的时间内，哪根电阻丝消耗的电能多（在相等的时间内，哪根电阻丝消耗的电能多（）实验二实验二并联并联相等相等R2R2R2 用电器两端的电压和通电时间相同时，通过用用电器两端的电压和通电时间相同时，通过用电器的电流越大，电流做的功就越多。电器的电流越大，电流做的功就越多。”结论：结论：进进行行实实验验与与收收集集证证据据213/20/202317V1V2UL1L2A1A2UL1L2实实 验验 电电 路路(RL1RL2)控制控制量量改变改变量量现现象象结论结论I、t相相等等灯灯两两端端电压电压U1小小于于U2电压电压越大越大灯越灯越亮亮在在I I、t t相等相等时，电压越时，电压越大，电流做大，电流做的功越多的功越多U、t相相等等通过通过灯的灯的电流电流 I 1大大于于I2 电流电流越大越大灯越灯越亮亮在在U U、t t相等相等时，电流越时，电流越大，电流做大，电流做的功越的功越多多【再展风采再展风采】3/20/202318结论：结论：电流做功跟电流的大小、电压的高低均有关。通过用电器的电流越大，电流做功越多；加在用电器的两端电两端电压压越高越高，电流做功越多，用电器通电通电时间时间越长越长，电流做功越多。电流做的功与电压、电电流做的功与电压、电流和通电时间成正比。流和通电时间成正比。3/20/202319结论：结论：当电路两端的电压为当电路两端的电压为U，电路中的电流为，电路中的电流为I，通电时间为，通电时间为t，计算电功的公式为：，计算电功的公式为：W=UItW：电功（：电功（J）U：电压（：电压（V）I：电流（电流（A）t：时间（：时间（s）3/20/202320W=UIt推导公式：推导公式：W=I2Rt 依据依据U=IR W=UQ 依据依据Q=It依据依据 3/20/202321普通手电筒的小灯泡每秒消耗 的电能约1J；1只40W的白织灯，每秒消耗的电能约40J；电力机车行驶1min，消耗的电能约为3亿J感性认识：感性认识：3/20/202322课本图课本图15-315-3、15-415-4所示的两所示的两个实验装置都是依据电流的个实验装置都是依据电流的热效应设计的，即电流做功热效应设计的，即电流做功使电能转化为物体的内能。使电能转化为物体的内能。当物体的内能增加时，温度当物体的内能增加时，温度就会升高，因此，我们通过就会升高，因此，我们通过温度计示数变化的大小，可温度计示数变化的大小，可以判断电流做功的多少。既以判断电流做功的多少。既温度计示数变化越温度计示数变化越大大，电流，电流做的功就越做的功就越 。多多实验采用的方法是实验采用的方法是:控制变量法控制变量法3/20/202323【课堂练习课堂练习】例例 教室里的日光灯，通过的电流约教室里的日光灯，通过的电流约0.18安，通安，通电电10分钟电流做了多少功？分钟电流做了多少功？解：解：W=U I t =220 V 0.18 A 600 s =23760 J答：电流做功答：电流做功23760焦。焦。3/20/202324解：由电功的公式得解：由电功的公式得 W=UIt=220V 0.3A 1800s=1.118105J.答：通电答：通电30min，电烙铁消耗了，电烙铁消耗了1.118105J.的电能。的电能。例题：例题：一把电烙铁接在一把电烙铁接在220V的电路中，的电路中，通过它的电流是通过它的电流是300mA，问通电问通电30min消耗了多少电能？消耗了多少电能？分析：只需求出在分析：只需求出在1h内的电功，就可以知道所消耗内的电功，就可以知道所消耗的电能的电能.已知：已知：U=220V,I=300mA=0.3A,t=1800s.求：求：W=？3/20/202325v2、家用电灯在一次使用时通过的电流、家用电灯在一次使用时通过的电流是是0.2A，消耗的电能是，消耗的电能是2.64104J,这个这个电灯这次用了多长时间？电灯这次用了多长时间？v已知：已知：I=0.2A，W=2.64104J,v U=220V,求：求：t=?v 解：由解：由W=UIt得，得，t=2.64104J/(220VO.2A)=600S3/20/202326 1、小、小明家的电能表本月末的示数是明家的电能表本月末的示数是3760，上月末的示数是，上月末的示数是3646，这个月他家，这个月他家用去多少电能？如果电费为用去多少电能？如果电费为0.45元元/度，这度，这个月他家应交多少电费？个月他家应交多少电费？解：解：W=W1W2=3760度度-3646度度=114度度 114度度0.450.45元元/度度=51.3=51.3元元答：答：这个月他家应交这个月他家应交51.351.3元元电费。电费。3/20/202327例例2：一电能表表盘上表明一电能表表盘上表明“1200r/(kW1200r/(kWh)h)”，将某用电器单独接在该表上将某用电器单独接在该表上.当用电器工作当用电器工作4min4min后，后，电能表转盘转过电能表转盘转过55r.55r.若用电器额定电压为若用电器额定电压为220V220V，求通过该用电器的电流求通过该用电器的电流分析：分析：4min4min内电能表转盘转过内电能表转盘转过55r55r，根据电能表的盘，根据电能表的盘转数可求出该用电器消耗的电能转数可求出该用电器消耗的电能W，再由电功的计，再由电功的计算公式算公式W=UIt即可求出通过该用电器的电流即可求出通过该用电器的电流I I.3/20/202328由由W=UIt可得，通过该用电器的电流为：可得，通过该用电器的电流为：I=WUt=1.65105J220V240s=3.125A答：答：通过该用电器的电流为通过该用电器的电流为3.125A3.125A解：解：4min4min内电能表转盘转过内电能表转盘转过55r55r，说明该用电器消，说明该用电器消耗的电能为：耗的电能为：W=55r55r1200r/(kW1200r/(kWh h)=555512001200kWkWh h=120012005555=3.63.610106 6J J1.651.6510105 5J J3/20/202329例例2、阻值分别是、阻值分别是4 和和6 的两个电阻，的两个电阻，并联在并联在4V 的电路上时，通电的电路上时，通电1 min，通过，通过每只电阻的电流做的功分别每只电阻的电流做的功分别 是多少是多少?串联串联在在4 V 的电路上，通电的电路上，通电1min，通过每只电，通过每只电阻的电流做的功分别是多少？阻的电流做的功分别是多少？分析：分析：第一种情况：并联第一种情况：并联R1=4R2=6U=4VI I1=1AI I2=2/3AU1=U2=U=4VW1=U1I I1t 4V1A60s240JW2=U2I I2t 4V2/3A60s160J3/20/202330第二种情况：串联第二种情况：串联R1=4R2=6U=4VI IU/R串串V/10=0.4AU1=1.6VU2=2.4VW1=U1I It1.6V0.4A60s38.4JW2=U2I It2.4V0.4A60s57.6J3/20/202331电流做功的各种表现电流做功的各种表现(能量的转化）能量的转化）电功计算公式电功计算公式 W=U I t 在在1 分钟内有分钟内有18库的电量通过小灯泡，电流做库的电量通过小灯泡，电流做功功54焦，则通过小灯泡的电流为焦，则通过小灯泡的电流为 安，小灯安，小灯泡两端的电压泡两端的电压 伏。伏。练练 习：习：某用电器接在某用电器接在6伏电源上，伏电源上，10秒钟内电流做了秒钟内电流做了18焦的功，则有焦的功，则有 安培的电流通过用电器。安培的电流通过用电器。0.330.3学到了什么？学到了什么？3/20/202332 R1=5，R2=6，串联在电路中，电阻串联在电路中，电阻R2两端的电压为两端的电压为6伏，求：伏，求：通过通过R2的电流是多少的电流是多少？1小时电流在小时电流在R1上做多少功？上做多少功？L1、L2串联，串联，R1R2，相同时间内电流通过相同时间内电流通过 灯做的功多；并联呢？灯做的功多；并联呢？L1L2解：解：I=U2/R2=6V/6=1A W1=U1 I t =I2R1t =(1 A)2 5 3600 s =18000 J答：电流做功答：电流做功18000焦。焦。3/20/2023332、某家庭电路中熔断器的熔丝的额定、某家庭电路中熔断器的熔丝的额定电流为电流为5A，熔断电流为熔断电流为10A，电路中共电路中共有有40W的电灯的电灯5盏，盏，60W的电灯的电灯3盏，另盏，另有一插座。在全部电灯都亮着的情况下，有一插座。在全部电灯都亮着的情况下，通过计算后回答，能否再接入一只电功通过计算后回答，能否再接入一只电功率为率为1000W的电炉？的电炉？3/20/202334 思考：1、如果让你测量你家中电路中、如果让你测量你家中电路中电流所做的功，你有哪些方法？电流所做的功，你有哪些方法？2、电功的单位为焦耳，那么除、电功的单位为焦耳，那么除了焦耳以外还有哪些是电功的单位？了焦耳以外还有哪些是电功的单位？3/20/202335
