《第一節電流做功》講義一、導入同學們，今天咱們來聊聊電流做功這個事兒。大家先想象一下，你們有沒有見過那種電動小玩具呀？比如說電動小汽車。我有個小侄子呀，特別喜歡玩電動小汽車。有一次呀，他拿著小汽車在院子里玩，玩了一會兒呀，就發現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？其實呀，這就和我們今天要學的電流做功有關呢。二、電流做功的概念1、什么是功-同學們，咱們先來說說功這個概念。功在生活中可常見了。比如說，你把一個書包從地上拎起來放到桌子上，你就對書包做了功。功簡單來說就是力和在力的方向上移動的距離的乘積。就像你拎書包，你用力把書包往上提，書包向上移動了一段距離，這就是你做的功。-在物理學里，功的單位是焦耳，簡稱焦，符號是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？其實呀，電流通過用電器的時候，就像我們人干活一樣，它也在干活，這個活就是電流做的功。比如說，電流通過燈泡，燈泡就會發光；電流通過電動機，電動機就會轉動。這都是電流做功的表現。-電流做功的過程，實際上就是電能轉化為其他形式能的過程。就像我小侄子的電動小汽車，電流通過小汽車里的電動機，電能就轉化成了機械能，讓小汽車跑起來了。當電能轉化為光能的時候，就像燈泡發光；轉化為熱能的時候，就像電暖器發熱。三、電流做功的影響因素1、探究實驗-那電流做功的多少和哪些因素有關呢？咱們來做個小實驗探究一下。-我們需要用到電源、導線、小燈泡、電流表、電壓表還有滑動變阻器這些器材。-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，同時記錄下電壓、電流和小燈泡發光的時間。然后再改變電流，做同樣的觀察和記錄。-這個實驗就像是我們在探究不同的條件對一件事情的影響。就好比我們探究不同的肥料對植物生長的影響一樣，我們在這里就是探究不同的電壓、電流和時間對電流做功的影響。2、電壓對電流做功的影響-當我們增加電壓的時候呀，同學們會發現小燈泡變得更亮了。這是為啥呢？因為電壓越大，電流在通過小燈泡的時候做的功就越多。就像我們跑步的時候，如果有更大的動力（就好比電壓），那我們就能跑得更遠，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、電流對電流做功的影響-那電流呢？當我們增大電流的時候，同樣會發現小燈泡變亮了。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，就像水流能推動更大的水車轉動一樣。4、時間對電流做功的影響-還有時間這個因素。如果我們讓小燈泡一直亮著，也就是電流通過小燈泡的時間變長，那它消耗的電能肯定也會增多，這就意味著電流做的功增多了。就像我們一直干活，干的時間越長，做的功就越多嘛。-總結一下就是，電流做的功與電壓、電流和時間都有關系。它們之間的關系可以用一個公式來表示：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表示時間，單位是秒（s）。四、實際應用中的電流做功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。當我們打開電熱水器開關的時候，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候，電能就轉化成了熱能，把水加熱。這里電壓一般是220V，電流根據電熱水器的功率大小而不同，時間就是我們打開開關讓它加熱的時間。如果我們想讓水熱得快一點，也就是讓電流在短時間內做更多的功，那我們可以選擇功率大一點的電熱水器，功率大意味著電流或者電壓比較大（根據P=UI）。-還有冰箱呢，冰箱里的壓縮機是靠電動機帶動的。電流通過電動機的時候，電能轉化成了機械能，讓壓縮機工作，把冰箱里的熱量搬運出去，保持冰箱內部的低溫。這里也是電流在不斷地做功。2、工業生產中的電流做功-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，強大的電流通過電解液，把鋁從礦石中提煉出來。這個過程中電流做的功非常大，需要很高的電壓和很大的電流，而且持續的時間也比較長。這就像一個巨大的工程，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床，很多都是靠電動機來驅動的。電流通過電動機做功，把電能轉化成機械能，讓機床的刀具轉動或者工作臺移動，加工出各種各樣的零件。五、電流做功的計算1、簡單計算示例-咱們來做個簡單的計算。比如說有一個小燈泡，它兩端的電壓是3V，通過它的電流是0.5A，通電時間是10s，那電流做的功是多少呢？-根據公式W=UIt，我們把數值帶進去，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、電流和時間）按照一定的比例（公式）組合起來，就得到了最后的結果（電流做的功）。2、復雜情況分析-有時候呀，我們可能不會直接知道電壓、電流和時間。比如說我們只知道用電器的電阻和通過它的電流，以及通電時間，那怎么辦呢？我們可以根據歐姆定律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，以及通電時間，我們可以根據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1、重點回顧-同學們，咱們今天學了好多關于電流做功的知識呢。重點就是電流做功的概念，電流做功是電能轉化為其他形式能的過程，就像我們看到的燈泡發光、電動機轉動這些都是電流做功的結果。-還有電流做功的影響因素，電壓、電流和時間都會影響電流做的功，它們之間的關系是W=UIt。這個公式就像一把萬能鑰匙，能幫助我們計算電流做的功。-在計算電流做功的時候，我們要根據已知條件靈活選擇公式，如果知道電壓、電流和時間就直接用W=UIt；如果知道電阻和電流、時間就用W=I2Rt；如果知道電阻和電壓、時間就用W=U2t/R。2、難點強調-這里面的難點呢，就是在不同的已知條件下選擇合適的公式來計算電流做功。這就需要大家對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。而且在計算的時候，一定要注意單位，電壓是伏特，電流是安培，時間是秒，功是焦耳，就像我們在搭積木的時候，每個積木的形狀（單位）都要對應好，不然就搭不起來了。七、課后作業1、基礎作業-同學們，課后大家要做一些基礎的練習。比如說，有一個電阻為10Ω的用電器，通過它的電流是2A，通電時間是5s，計算電流做的功。這就可以直接用W=I2Rt這個公式來計算。-還有一道題是，一個用電器兩端的電壓是12V，電阻是6Ω，通電時間是3s，求電流做的功。這就需要大家根據已知條件先求出電流（用I=U/R），然后再用W=UIt來計算。2、拓展作業-對于學有余力的