初中物理九年級(jí)之電流做功 講義

《第一節(jié)電流做功》講義一、導(dǎo)入同學(xué)們，今天咱們來聊聊電流做功這個(gè)事兒。大家先想象一下，你們有沒有見過那種電動(dòng)小玩具呀？比如說電動(dòng)小汽車。我有個(gè)小侄子呀，特別喜歡玩電動(dòng)小汽車。有一次呀，他拿著小汽車在院子里玩，玩了一會(huì)兒呀，就發(fā)現(xiàn)小汽車跑得沒那么快了，而且過了沒多久就停了下來。這是為啥呢？其實(shí)呀，這就和我們今天要學(xué)的電流做功有關(guān)呢。二、電流做功的概念1、什么是功-同學(xué)們，咱們先來說說功這個(gè)概念。功在生活中可常見了。比如說，你把一個(gè)書包從地上拎起來放到桌子上，你就對(duì)書包做了功。功簡單來說就是力和在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。就像你拎書包，你用力把書包往上提，書包向上移動(dòng)了一段距離，這就是你做的功。-在物理學(xué)里，功的單位是焦耳，簡稱焦，符號(hào)是J。這就像我們用元來衡量錢一樣，焦耳就是用來衡量功的多少的。2、電流做功的含義-那電流做功是啥意思呢？其實(shí)呀，電流通過用電器的時(shí)候，就像我們?nèi)烁苫钜粯?，它也在干活，這個(gè)活就是電流做的功。比如說，電流通過燈泡，燈泡就會(huì)發(fā)光；電流通過電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這都是電流做功的表現(xiàn)。-電流做功的過程，實(shí)際上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。就像我小侄子的電動(dòng)小汽車，電流通過小汽車?yán)锏碾妱?dòng)機(jī)，電能就轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能，讓小汽車跑起來了。當(dāng)電能轉(zhuǎn)化為光能的時(shí)候，就像燈泡發(fā)光；轉(zhuǎn)化為熱能的時(shí)候，就像電暖器發(fā)熱。三、電流做功的影響因素1、探究實(shí)驗(yàn)-那電流做功的多少和哪些因素有關(guān)呢？咱們來做個(gè)小實(shí)驗(yàn)探究一下。-我們需要用到電源、導(dǎo)線、小燈泡、電流表、電壓表還有滑動(dòng)變阻器這些器材。-首先，我們把小燈泡連接到電路里，然后用電壓表測量小燈泡兩端的電壓，用電流表測量通過小燈泡的電流。-我們改變電壓，觀察小燈泡的亮度變化，同時(shí)記錄下電壓、電流和小燈泡發(fā)光的時(shí)間。然后再改變電流，做同樣的觀察和記錄。-這個(gè)實(shí)驗(yàn)就像是我們?cè)谔骄坎煌臈l件對(duì)一件事情的影響。就好比我們探究不同的肥料對(duì)植物生長的影響一樣，我們?cè)谶@里就是探究不同的電壓、電流和時(shí)間對(duì)電流做功的影響。2、電壓對(duì)電流做功的影響-當(dāng)我們?cè)黾与妷旱臅r(shí)候呀，同學(xué)們會(huì)發(fā)現(xiàn)小燈泡變得更亮了。這是為啥呢？因?yàn)殡妷涸酱?，電流在通過小燈泡的時(shí)候做的功就越多。就像我們跑步的時(shí)候，如果有更大的動(dòng)力（就好比電壓），那我們就能跑得更遠(yuǎn)，做的功也就更多。這里呀，小燈泡更亮就說明它消耗的電能更多，也就是電流做的功更多。3、電流對(duì)電流做功的影響-那電流呢？當(dāng)我們?cè)龃箅娏鞯臅r(shí)候，同樣會(huì)發(fā)現(xiàn)小燈泡變亮了。這就表明電流越大，電流做的功也越多。這就好比是水流，如果水流越大（這里的水流就好比電流），它能做的功就越多，就像水流能推動(dòng)更大的水車轉(zhuǎn)動(dòng)一樣。4、時(shí)間對(duì)電流做功的影響-還有時(shí)間這個(gè)因素。如果我們讓小燈泡一直亮著，也就是電流通過小燈泡的時(shí)間變長，那它消耗的電能肯定也會(huì)增多，這就意味著電流做的功增多了。就像我們一直干活，干的時(shí)間越長，做的功就越多嘛。-總結(jié)一下就是，電流做的功與電壓、電流和時(shí)間都有關(guān)系。它們之間的關(guān)系可以用一個(gè)公式來表示：W=UIt。這里的W表示電流做的功，單位是焦耳（J）；U表示電壓，單位是伏特（V）；I表示電流，單位是安培（A）；t表示時(shí)間，單位是秒（s）。四、實(shí)際應(yīng)用中的電流做功1、家庭用電中的電流做功-在我們家里呀，有很多電器都在電流做功呢。比如說電熱水器。當(dāng)我們打開電熱水器開關(guān)的時(shí)候，電流就開始做功了。電熱水器里有電阻絲，電流通過電阻絲的時(shí)候，電能就轉(zhuǎn)化成了熱能，把水加熱。這里電壓一般是220V，電流根據(jù)電熱水器的功率大小而不同，時(shí)間就是我們打開開關(guān)讓它加熱的時(shí)間。如果我們想讓水熱得快一點(diǎn)，也就是讓電流在短時(shí)間內(nèi)做更多的功，那我們可以選擇功率大一點(diǎn)的電熱水器，功率大意味著電流或者電壓比較大（根據(jù)P=UI）。-還有冰箱呢，冰箱里的壓縮機(jī)是靠電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的。電流通過電動(dòng)機(jī)的時(shí)候，電能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能，讓壓縮機(jī)工作，把冰箱里的熱量搬運(yùn)出去，保持冰箱內(nèi)部的低溫。這里也是電流在不斷地做功。2、工業(yè)生產(chǎn)中的電流做功-在工廠里呀，電流做功就更重要了。比如說電解鋁廠。在電解鋁的過程中，強(qiáng)大的電流通過電解液，把鋁從礦石中提煉出來。這個(gè)過程中電流做的功非常大，需要很高的電壓和很大的電流，而且持續(xù)的時(shí)間也比較長。這就像一個(gè)巨大的工程，需要很多能量來完成，而電流做的功就提供了這些能量。-還有工廠里的各種機(jī)床，很多都是靠電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)的。電流通過電動(dòng)機(jī)做功，把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，讓機(jī)床的刀具轉(zhuǎn)動(dòng)或者工作臺(tái)移動(dòng)，加工出各種各樣的零件。五、電流做功的計(jì)算1、簡單計(jì)算示例-咱們來做個(gè)簡單的計(jì)算。比如說有一個(gè)小燈泡，它兩端的電壓是3V，通過它的電流是0.5A，通電時(shí)間是10s，那電流做的功是多少呢？-根據(jù)公式W=UIt，我們把數(shù)值帶進(jìn)去，W=3V×0.5A×10s=15J。這就像我們按照菜譜做菜，把各種食材（這里的電壓、電流和時(shí)間）按照一定的比例（公式）組合起來，就得到了最后的結(jié)果（電流做的功）。2、復(fù)雜情況分析-有時(shí)候呀，我們可能不會(huì)直接知道電壓、電流和時(shí)間。比如說我們只知道用電器的電阻和通過它的電流，以及通電時(shí)間，那怎么辦呢？我們可以根據(jù)歐姆定律I=U/R，得到U=IR，然后把U=IR代入到W=UIt中，就得到W=I2Rt。-再比如說，如果我們只知道用電器的電阻和它兩端的電壓，以及通電時(shí)間，我們可以根據(jù)I=U/R，把I代入到W=UIt中，得到W=U2t/R。-就像我們走不同的路去同一個(gè)地方一樣，雖然方法不同，但是最后都能算出電流做的功。六、課堂小結(jié)1、重點(diǎn)回顧-同學(xué)們，咱們今天學(xué)了好多關(guān)于電流做功的知識(shí)呢。重點(diǎn)就是電流做功的概念，電流做功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，就像我們看到的燈泡發(fā)光、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)這些都是電流做功的結(jié)果。-還有電流做功的影響因素，電壓、電流和時(shí)間都會(huì)影響電流做的功，它們之間的關(guān)系是W=UIt。這個(gè)公式就像一把萬能鑰匙，能幫助我們計(jì)算電流做的功。-在計(jì)算電流做功的時(shí)候，我們要根據(jù)已知條件靈活選擇公式，如果知道電壓、電流和時(shí)間就直接用W=UIt；如果知道電阻和電流、時(shí)間就用W=I2Rt；如果知道電阻和電壓、時(shí)間就用W=U2t/R。2、難點(diǎn)強(qiáng)調(diào)-這里面的難點(diǎn)呢，就是在不同的已知條件下選擇合適的公式來計(jì)算電流做功。這就需要大家對(duì)歐姆定律和電流做功的公式都非常熟悉，就像我們要熟悉不同的工具怎么使用一樣。而且在計(jì)算的時(shí)候，一定要注意單位，電壓是伏特，電流是安培，時(shí)間是秒，功是焦耳，就像我們?cè)诖罘e木的時(shí)候，每個(gè)積木的形狀（單位）都要對(duì)應(yīng)好，不然就搭不起來了。七、課后作業(yè)1、基礎(chǔ)作業(yè)-同學(xué)們，課后大家要做一些基礎(chǔ)的練習(xí)。比如說，有一個(gè)電阻為10Ω的用電器，通過它的電流是2A，通電時(shí)間是5s，計(jì)算電流做的功。這就可以直接用W=I2Rt這個(gè)公式來計(jì)算。-還有一道題是，一個(gè)用電器兩端的電壓是12V，電阻是6Ω，通電時(shí)間是3s，求電流做的功。這就需要大家根據(jù)已知條件先求出電流（用I=U/R），然后再用W=UIt來計(jì)算。2、拓展作業(yè)-對(duì)于學(xué)有余力的