初中物理九年级之电流做功 讲义

《第一节电流做功》讲义一、导入同学们，今天咱们来聊聊电流做功这个事儿。大家先想象一下，你们有没有见过那种电动小玩具呀？比如说电动小汽车。我有个小侄子呀，特别喜欢玩电动小汽车。有一次呀，他拿着小汽车在院子里玩，玩了一会儿呀，就发现小汽车跑得没那么快了，而且过了没多久就停了下来。这是为啥呢？其实呀，这就和我们今天要学的电流做功有关呢。二、电流做功的概念1、什么是功-同学们，咱们先来说说功这个概念。功在生活中可常见了。比如说，你把一个书包从地上拎起来放到桌子上，你就对书包做了功。功简单来说就是力和在力的方向上移动的距离的乘积。就像你拎书包，你用力把书包往上提，书包向上移动了一段距离，这就是你做的功。-在物理学里，功的单位是焦耳，简称焦，符号是J。这就像我们用元来衡量钱一样，焦耳就是用来衡量功的多少的。2、电流做功的含义-那电流做功是啥意思呢？其实呀，电流通过用电器的时候，就像我们人干活一样，它也在干活，这个活就是电流做的功。比如说，电流通过灯泡，灯泡就会发光；电流通过电动机，电动机就会转动。这都是电流做功的表现。-电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。就像我小侄子的电动小汽车，电流通过小汽车里的电动机，电能就转化成了机械能，让小汽车跑起来了。当电能转化为光能的时候，就像灯泡发光；转化为热能的时候，就像电暖器发热。三、电流做功的影响因素1、探究实验-那电流做功的多少和哪些因素有关呢？咱们来做个小实验探究一下。-我们需要用到电源、导线、小灯泡、电流表、电压表还有滑动变阻器这些器材。-首先，我们把小灯泡连接到电路里，然后用电压表测量小灯泡两端的电压，用电流表测量通过小灯泡的电流。-我们改变电压，观察小灯泡的亮度变化，同时记录下电压、电流和小灯泡发光的时间。然后再改变电流，做同样的观察和记录。-这个实验就像是我们在探究不同的条件对一件事情的影响。就好比我们探究不同的肥料对植物生长的影响一样，我们在这里就是探究不同的电压、电流和时间对电流做功的影响。2、电压对电流做功的影响-当我们增加电压的时候呀，同学们会发现小灯泡变得更亮了。这是为啥呢？因为电压越大，电流在通过小灯泡的时候做的功就越多。就像我们跑步的时候，如果有更大的动力（就好比电压），那我们就能跑得更远，做的功也就更多。这里呀，小灯泡更亮就说明它消耗的电能更多，也就是电流做的功更多。3、电流对电流做功的影响-那电流呢？当我们增大电流的时候，同样会发现小灯泡变亮了。这就表明电流越大，电流做的功也越多。这就好比是水流，如果水流越大（这里的水流就好比电流），它能做的功就越多，就像水流能推动更大的水车转动一样。4、时间对电流做功的影响-还有时间这个因素。如果我们让小灯泡一直亮着，也就是电流通过小灯泡的时间变长，那它消耗的电能肯定也会增多，这就意味着电流做的功增多了。就像我们一直干活，干的时间越长，做的功就越多嘛。-总结一下就是，电流做的功与电压、电流和时间都有关系。它们之间的关系可以用一个公式来表示：W=UIt。这里的W表示电流做的功，单位是焦耳（J）；U表示电压，单位是伏特（V）；I表示电流，单位是安培（A）；t表示时间，单位是秒（s）。四、实际应用中的电流做功1、家庭用电中的电流做功-在我们家里呀，有很多电器都在电流做功呢。比如说电热水器。当我们打开电热水器开关的时候，电流就开始做功了。电热水器里有电阻丝，电流通过电阻丝的时候，电能就转化成了热能，把水加热。这里电压一般是220V，电流根据电热水器的功率大小而不同，时间就是我们打开开关让它加热的时间。如果我们想让水热得快一点，也就是让电流在短时间内做更多的功，那我们可以选择功率大一点的电热水器，功率大意味着电流或者电压比较大（根据P=UI）。-还有冰箱呢，冰箱里的压缩机是靠电动机带动的。电流通过电动机的时候，电能转化成了机械能，让压缩机工作，把冰箱里的热量搬运出去，保持冰箱内部的低温。这里也是电流在不断地做功。2、工业生产中的电流做功-在工厂里呀，电流做功就更重要了。比如说电解铝厂。在电解铝的过程中，强大的电流通过电解液，把铝从矿石中提炼出来。这个过程中电流做的功非常大，需要很高的电压和很大的电流，而且持续的时间也比较长。这就像一个巨大的工程，需要很多能量来完成，而电流做的功就提供了这些能量。-还有工厂里的各种机床，很多都是靠电动机来驱动的。电流通过电动机做功，把电能转化成机械能，让机床的刀具转动或者工作台移动，加工出各种各样的零件。五、电流做功的计算1、简单计算示例-咱们来做个简单的计算。比如说有一个小灯泡，它两端的电压是3V，通过它的电流是0.5A，通电时间是10s，那电流做的功是多少呢？-根据公式W=UIt，我们把数值带进去，W=3V×0.5A×10s=15J。这就像我们按照菜谱做菜，把各种食材（这里的电压、电流和时间）按照一定的比例（公式）组合起来，就得到了最后的结果（电流做的功）。2、复杂情况分析-有时候呀，我们可能不会直接知道电压、电流和时间。比如说我们只知道用电器的电阻和通过它的电流，以及通电时间，那怎么办呢？我们可以根据欧姆定律I=U/R，得到U=IR，然后把U=IR代入到W=UIt中，就得到W=I²Rt。-再比如说，如果我们只知道用电器的电阻和它两端的电压，以及通电时间，我们可以根据I=U/R，把I代入到W=UIt中，得到W=U²t/R。-就像我们走不同的路去同一个地方一样，虽然方法不同，但是最后都能算出电流做的功。六、课堂小结1、重点回顾-同学们，咱们今天学了好多关于电流做功的知识呢。重点就是电流做功的概念，电流做功是电能转化为其他形式能的过程，就像我们看到的灯泡发光、电动机转动这些都是电流做功的结果。-还有电流做功的影响因素，电压、电流和时间都会影响电流做的功，它们之间的关系是W=UIt。这个公式就像一把万能钥匙，能帮助我们计算电流做的功。-在计算电流做功的时候，我们要根据已知条件灵活选择公式，如果知道电压、电流和时间就直接用W=UIt；如果知道电阻和电流、时间就用W=I²Rt；如果知道电阻和电压、时间就用W=U²t/R。2、难点强调-这里面的难点呢，就是在不同的已知条件下选择合适的公式来计算电流做功。这就需要大家对欧姆定律和电流做功的公式都非常熟悉，就像我们要熟悉不同的工具怎么使用一样。而且在计算的时候，一定要注意单位，电压是伏特，电流是安培，时间是秒，功是焦耳，就像我们在搭积木的时候，每个积木的形状（单位）都要对应好，不然就搭不起来了。七、课后作业1、基础作业-同学们，课后大家要做一些基础的练习。比如说，有一个电阻为10Ω的用电器，通过它的电流是2A，通电时间是5s，计算电流做的功。这就可以直接用W=I²Rt这个公式来计算。-还有一道题是，一个用电器两端的电压是12V，电阻是6Ω，通电时间是3s，求电流做的功。这就需要大家根据已知条件先求出电流（用I=U/R），然后再用W=UIt来计算。2、拓展作业-对于学有余力的