教科版物理九年级全册第六章《电功率》教案设计

第1节 电 功

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一．本节三维目标要求

1． 知识与技能

★ 从能量转化的角度认识用电器的作用，知道用电器消耗的电能可以用电功来量度，知道电流可以做功以及常见的电流做功的形式。 ★ 通过实验理解焦耳定律，记住焦耳定律的计算公式，并能应用公式进行简单的计算。

★ 知道用电能表测电功的大小并会读数。 2． 过程与方法

★ 通过探究电流的热效应跟电阻大小的关系，学习控制变量法，经历实验探究过程。

★ 经历电功概念的建立过程。

★ 了解电流热效应的广泛性，知道改变电热的方法。 3． 情感、态度与价值观

★ 通过探究电流的热效应跟电阻大小的关系，认识科学方法的重要性。 ★ 通过了解电热的利用和防止，认识科学的应用价值。使学生体会物理与生活生产

的紧密联系，培养学生将物理知识主动运用于生活生产的意识。

二．重点与难点

重点是电功和焦耳定律的理解以及用电能表测量电功的方法； 难点是通过实验探究得出电流的热效应跟电阻大小的关系。 三．实验器材

客户电费通知单一张、感应式电能表一只、长度不同的镍铬合金丝、电源、开关、导线、气球、烧瓶、火柴棒等。 四．教学过程

本节内容分两个教学板块：（1）电功；（2）电流的热效应。教学中注重体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。 1．

认识电功

（1） 指导学生观察电费通知单，并引导学生从电费通知单中你能获得哪些信息？

是怎样测算家庭用电的电费的？（电费反映了消耗电能的多少，电能是用电能表测量的，通过电能表可计算电费。）

（2） 观看电流做功的光盘引入电功概念。

☆ 电流所做的功叫做电功。（是电能转化为其他形式能量的过程。） ☆ 电功的计算公式

W = U I t

☆ 单位：焦 （J） 1度 = 1千瓦·时（KW·h）= 3.6×10 焦( J ) ☆ 测量电功的仪表: 电能表 2．电流的热效应

（1）观看电流热效应的光盘引入电流热效应概念。 ☆ 电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。 （2）实验探究：电流的热效应跟电阻大小的关系

演示我设计的实验

☆ 实验表明：在电流相同的条件下，相等时间内，电阻较大的导体比电阻较小

的导体产生的热量 多 。

☆ 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平

6

方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

☆ 焦耳定律（即通电导体产生热量）的公式：Q = I 注意各物理量的单位：Q的单位：J I的单位：A R的单位：Ω T的单位：S

3.本节小结 4.作业

2

R t

第2节 电功率

【教学目标】 一、知识与能力 1.知道电功率的含义。 2.理解电功率与电流、电压的关系，并能进行简单计算；能区分用电器的额定功率和实际功率。 3.了解家庭电路中电流过大的原因。 二、过程与方法 1.通过实验探究知道，电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。 2.通过讨论、交流日常生活中电路电流过大的原因，培养学生应用知识的能力，学习收集和处理信息的方法。 三、情感、态度与价值观 培养学生科学的求知欲，使学生乐于探究日常生产生活中所包含的物理知识，感受科学就在我们生活中，提高学习物理的兴趣。 【教学重点】 理解电功率的概念。 【教学难点】 探究电功率与电流、电压的关系。 【教学突破】 实验设计方案可以参考教材中的图6－2－3和图6－2－4.实验中，要让学生亲自动手，充分经历探究的过程。教师要指导学生如何控制变量，如何记录实验结论，如何总结实验规律。 ◆教师准备 多媒体材料(一些常用电器的铭牌)、“220V 100W”和“220V 40W”的白炽灯各1个、两端分别接有白炽灯座和插头的导线2段等。 ◆学生准备 干电池3节、灯泡2只(“2.5V 0。3A”和“3.8V 0。3A”)、开关1个、电流表1只、电压表1只、导线若干条等。 ┃教学过程设计┃ 教学过程 一、展示情境，提出问题，引入新课。 教师：展示几个不同规格的电灯泡(如“220V 100W”和“220V 40W”)。 学生活动：观察电灯泡的铭牌，思考各量的含义。 教师：把这两个不同规格的电灯泡同时接入教室内的电路中。 学生活动：(1)说明白炽灯工作过程中能量转化的情况。(电能转化为内能) (2)判断哪个灯泡亮。(220V 100W) 提出问题：家庭照明中，100W的电灯泡比40W的电灯泡亮，这表明相同时间里，100W的电灯泡把较多的电能转化为光和热，也就是说，电流做功有快慢之分。在物理学中，用什么物理量来描述电流做功的快慢呢？ 批注 对于白炽灯铭牌上所标的物理量，学生还不清楚，这里只是让学生讨论，知道220V表示的是电压值，100W或40W表示的是电功率值，并不需要学生说出准确的答案(220V是电灯泡的额定电压，100W或40W表示电灯泡的额定电功率)。 二、进行新课。 (一)认识电功率。 师生共同交流理解下列几个问题。 1.物理意义：电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量。 2.定义：电功率等于单位时间内电流所做的功。 3.定义方法：比值定义法。 4.定义式：P＝。 5.单位：电功率的国际单位为瓦特，简称瓦，符号为W。 6。应用：由电功率的定义式：P＝，还可以得出两个推导公式：W＝Pt和t＝。 学生活动：根据教材第90页图6—2—2电视机的铭牌，计算看两个小时的电视消耗多少电能。 参考解法：看两个小时的电视消耗的电能为： W＝Pt＝0。14kW×2h＝0。28kW·h 教师：采用多媒体展示日常生活中常见用电器的铭牌。 (二)电功率的大小。 1.实验探究：电功率跟电流、电压的关系。 提出问题：怎样探究电功率跟电流、电压的关系？ 为了设计出探究方案，先明确下列几个问题。 问题1：灯泡的电功率大小如何判断？(可通过灯泡的亮度判断电功率的大小，灯泡越亮，说明它的电功率越大) 问题2：采用什么方法才能探究电功率跟电流、电压两个量的关系？(控制变量法) 问题3：为了控制通过不同灯泡的电流相等，应将它们如何连接？(串联) 问题4：为了控制不同灯泡两端的电压相等，应将它们如何连接？(并联) 学生活动：参考教材图6－2－3，分组进行实验探究，记录实验数据。 教师巡回指导。 交流评估，总结结论：通过用电器的电流相同时，用电器上的电压越大，电功率越大。 学生活动：参考教材图6－2－4，分组进行实验探究、记录实验数据。 教师巡回指导。 交流评估，总结结论：用电器两端的电压相同时，通过用电器的电流越大，电功率越大。 科研人员根据大量的实验得出：电功率等于电压与电流的乘积。即：P＝UI。 推导：W＝Pt＝UIt。即电流通过某段导体所做的功，跟这段WtWtWP 可以让学生列举采用这种定义方法的其他物理量，如速度、密度、压强等。 应用这三个公式解决实际问题时，要注意三个量必须对应于同一段电路，单位要统一。单位统一有两套，一套为：W(J)、P(W)、t(s)；另一套为W(kW·h)、P(kW)、t(h)。 可以让学生当堂在作业本上完成这个计算题，及时反馈每一个学生对上述几个公式的应用能力。 在实际用电计算中，把单位都统一成W(kW·h)、P(kW)、t(h)进行计算，往往比采用国际单位W(J)、P(W)、t(s)更简捷。 目的是让学生了解一些常用电器的额定功率，提高安全用电意识。 根据同学们刚刚完成的两个实验探究，我们只能够得出电功率与电流、电压的定性关系，如果要得出它们之间的定量关系，还需要进一步实验。 电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比。 2.应用：有关电功率的计算。 公式：P＝UI；推导公式：U＝；I＝。 学生自学：例题1和例题2. 反馈练习：白炽灯上标有“220V 40W”字样，则该灯正常发光时两端的电压是多少V？正常发光多少小时消耗1kW·h电能？(220V 25h) 3.讨论交流：电流过大的原因。 让学生结合生活经验讨论造成电流过大原因。 小结电流过大的原因：(1)用电器总功率过大；(2)发生短路。 PIPU(1)单位统一：P(W)、U(V)、I(A)；(2)在公式P＝UI中，各物理量都是对同一个用电器而言。 避免用电器总功率过大的方法：(1)大功率用电器最好不同时工作；(2)如果家庭电路中需要增加大功率用电器，要根据情况更换较粗的导线等。发生短路的原因：(1)输电线路的绝缘皮破损，两根电线直接接通；(2)安装插座时不细心，使内部的两个插孔的导线直接接通；(3)安装灯泡的灯座时不细心，使内部的两个接线柱的导线直接接通等。通过讨论，培养学生应用知识的能力，学习收集和处理信息的方法。 三、反思总结。 1.请学生反思自己本节课的学习情况，谈谈收获和体会。 2.课后作业：(1)完成教材第93页“自我评价”。(2)走向社会：做一个家庭用电器的调查。

┃教学小结┃

【板书设计】 第2节 电功率 (一)认识电功率 1.物理意义；2.定义；3.定义方法；4.定义式；5.单位；6。应用：P＝、W＝Pt和t＝WtW。 P(二)电功率的大小 1.实验探究：电功率与电流、电压的关系。 2.电功率等于电压与电流的乘积。即：P＝UI。 3.应用：P＝UI、U＝和I＝。 4.电流过大的原因有：(1)用电器总功率过大；(2)发生短路。 【教学探讨与反思】 用电器的铭牌上所标的功率一般是用电器的额定功率，即用电器在额定电压下工作时的功率。但用电器实际工作时，其两端的电压可能不等于它的额定电压，因此用电器的实际电功率可能不等于它的额定电功率。关于额定功率和实际功率的关系，在下一节将通过实验得出有关结论，这节课不必强调。但是本节课在定性的研究“电功率跟电流、电压的关系”时，PIPU需要向学生简单介绍有关额定功率和实际功率的物理意义。 对于纯电阻电路，即用电器工作时，消耗的电能全部转化为内能的电路，进行有关用电器电功率的计算时，除了电功率的定义式P＝和公式P＝UI以外，还可以结合欧姆定律推导WtU2出两个常用的计算公式P＝IR和P＝。在进行有关电流、电压、电阻和电功率的有关计算R2时，可以根据具体情况选择最恰当的公式，以简化做题步骤。

第3节 焦耳定律

【教学目标】 一、知识与能力 1.通过实验理解焦耳定律，记住焦耳定律的计算公式，并能应用公式进行简单的计算。 2.了解电热的利用和防止。 二、过程与方法 了解电热的利用及其防止的实例，知道改变电热的方法。 三、情感态度与价值观 通过学习电热的利用及其防止，体会物理来源于生活又应用于生活，培养学生学习物理的兴趣。 【教学重点】 对焦耳定律的理解。 【教学难点】 通过实验探究提出电流的热效应与电阻大小的关系。 【教学突破】 利用教材内容让学生明白用什么实验装置和怎样去探究，作好探究计划；在实验过程中，鼓励学生加强小组合作；实验结束后，让学生结合各种实验方案进行比较分析，交流推广，并进一步讨论如何验证焦耳定律。 ◆教师准备 视频材料、镍铬合金丝等。 ◆学生准备 开关、镍铬合金丝、温度计等。

┃教学过程设计┃

教学过程 一、电流的热效应。 1.电流的热效应定义。 学生活动：结合教材第94页有关内容，讨论交流电流的热效应的定义。 电流通过灯泡的灯丝时，电能转化为光和热，灯丝变得灼热而发光，这种电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。 学生活动：观察100W和40W的灯泡。 提出问题：如果把同学们手中100W和40W的两个灯泡分别接到家庭电路里，它们的亮度是否相同？如果亮度不同，请同学们猜想，灯泡的亮度与什么有关呢？ 交流讨论：灯丝的粗细不同，如果灯丝的长度相同，则电阻不同，由此可以猜想灯泡的热效应跟灯丝的电阻的关系。 2.实验探究：电流的热效应跟电阻的大小的关系。 提出问题：将两条粗细一样，长度不同的镍铬合金丝串联起来，接在电源上，通电一段时间后，猜想这两段镍铬合金丝产生的热量(Q1、Q2)是什么关系？ 学生可能提出的各种猜想：(1)Q1>Q2；(2)Q1【板书设计】 第3节 焦耳定律 电流的热效应 1.电流的热效应的定义。 22 应用各个公式进行计算时，一定要注意统一单位。 教师要根据学生的回答，及时给予肯定和鼓励，以提高学生自主学习的热情。 2.实验探究：电流的热效应跟电阻的大小的关系。 3.焦耳定律。 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 (2)表达式：Q＝IRt。变形公式：I＝2QQQ；R＝2；t＝2。 RtItIR4.电热的利用及其防止。 【教学探讨与反思】 如果电流通过导体时，其电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功全部用来产生热量，根据电功公式和欧姆定律公式可推导出焦耳定律公式。即Q＝W，W＝UIt，根据欧姆定律U＝IR推导出焦耳定律Q＝I2Rt。

第4节 灯泡的电功率

【教学目标】 一、知识与能力 1.加深对电功率概念的理解，能区分用电器的额定功率与实际功率；能从说明书或铭牌中了解家用电器的额定功率。 2.会比较小灯泡的亮度，掌握测定小灯泡的额定功率的方法。 二、过程与方法 1.经历探究实验，掌握判断灯泡亮暗程度的方法。 2.能设计实验测定小灯泡电功率，并通过实验加深对额定功率和实际功率的理解。 三、情感、态度与价值观 培养勇于探究的精神以及合作的团队意识。 【教学重点】 掌握测量小灯泡电功率的方法。 【教学难点】 理解额定功率和实际功率的区别。 【教学突破】 把区分额定功率和实际功率的异同贯穿于实验探究“比较小灯泡的亮度”，例题计算手电筒小灯泡在不同电压下工作时的实际电功率，以及实验探究“测定小灯泡的额定功率”三个板块的教学之中，采用多种教学方法，从多个角度帮助学生理解它们的区别和联系。 【教学准备】 ◆教师准备 多媒体材料(用电器的铭牌)、白炽灯泡等。 ◆学生准备 白炽灯泡1个、干电池3节(或学生电源)、小灯泡1只、开关1个、滑动变阻器1个、电流表1只、电压表1只、导线若干条等。

┃教学过程设计┃

教学过程 一、复习提问，引入新课。 1.电功率是表示电流做功________的物理量，________是电功率。 (快慢；用电器单位时间内所做的功) 2.电功率的定义式为________，常用计算式为________。 批注 W(P＝；P＝UI)3.(1)一个发电机标有“380V 3kW”，它的含t义是________； (该发电机的额定电压是380V，额定功率是3kW) (2)一台电视机标有“220V 60W”，它的含义是____________。 (该电视机的额定电压是220V，额定功率是60W) 二、进行新课。 (一)额定功率。 学生活动1：观察桌面上的白炽灯泡(铭牌上标有：“220V 40W”)。 师：观察桌面上的灯泡铭牌，你们发现了什么？ 生：灯泡的额定电压为220V，额定功率为40W。 师：如果此灯泡两端加的电压小于220V，那么灯泡的电功率还是40W吗？ 生：不是，可能会变小。 学生活动2：学生实验探究。 实验探究名称：比较小灯泡的亮度。 实验目的：比较小灯泡在不同电压下的亮度。 实验器材：干电池3节(或学生电源)、小灯泡1只、开关1个、滑动变阻器1个、电压表1只、导线若干条。 教师展示实验电路图(见图6－4－1)： 学生讨论实验方案，设计实验记录表格。 实验次序 1 2 3 小灯泡两端的电压U/V 等于2.5V 略大于2.5V 略小于2.5V 灯泡的亮度 正常发光 强烈发光 发光较暗 实验结论：同一个小灯泡，其两端的电压越大，亮度越亮。 自学讨论，回答问题：什么是额定电压？什么是额定功率？ 额定电压：用电器正常工作时，其两端的电压叫做额定电 左表中灯泡的亮度一栏，让学生根据实验实际情况填写。 压。 额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率叫做额定功率。 拓展提问：灯泡的亮度取决于哪个因素？(灯泡的实际功率) 学生活动3：自学教材第98页最后一自然段，完成下列表格。 实际电压和 额定电压的关系 实际电压等于额定电压 实际电压高于额定电压 实际电压小于额定电压 实际功率和 用电器工作情额定功率的关系 况 实际功率等于额定功率 实际功率高于额定功率 实际功率小于额定功率 正常工作 容易使用电器损坏 不能正常工作 学生活动4：根据教材中“一些电器设备的额定功率”表，了解各种常用电器的功率大约值。 学生活动5：研究教材第100页例题。 课堂练习：当加在白炽灯两端的电压与其额定电压相比变化不大时，可认为灯丝的电阻保持其正常工作时的电阻值不变。我们知道，在用电高峰期时，尤其是农村，家庭电路的白炽灯比正常发光时要暗些。 (1)请你分析发生上述现象的原因。 (2)一个标有“220V 40W”的白炽灯泡，它正常工作时，灯丝电阻是多少？ (3)当加在这个灯泡两端实际电压为210V时，它的实际电功率为多少？ 解：(1)用电高峰期，干路中电流增大，导致线路分担电压过多，从而使得加在灯泡两端电压不足220V，灯泡的实际电功率小于额定电功率，使白炽灯比正常发光时要暗些。 (2)标有“220V 40W”的白炽灯泡，它正常工作时，灯丝电阻是： U2220VR＝＝P40W2＝1210Ω (3)当加在这个灯泡两端实际电压为210V时，电阻不变，则消耗的实际电功率为： 2U2210VP′＝＝≈36。4W R1210Ω(二)实验探究：测定小灯泡的电功率。 实验原理：P＝UI。用电压表、电流表分别测出小灯泡两端的电压和通 家庭电路中电流过大的一个原因就是用电器总功率太大，故了解各种家用电器的电功率值，有利于学生提高安全用电意识。 (1)会用不同角标区分同一个物理量所对应的不同状态；(2)把计算结果与前面的实验探究结论对比分析，知道它们是一致的，从而进一步加深对用电器额定功率和实际功率的理解，明确灯泡的亮暗程度由灯泡消耗的实际功率决定。 可以让两名学生板演解答过程，其他同学做在课堂练习本上，解答完成后，老师及时反馈指导。 这道练习题和学生的生活很贴近。可以让学生以后仔细观察自己卧室内的灯泡，比较它在不同时刻的亮度是否相同。(在各家各户用电高峰时，灯泡较暗；在深夜各家各户用电低谷时，灯泡较亮) 测定小灯泡不在额定电压下的功率，有利于帮助学生理解额定功率和实际功率的区别。 过小灯泡的电流，代入电功率的公式算出结果。 实验器材：干电池3节(或学生电源)、小灯泡1只、开关1 个、滑动变阻器1个、电流表1只、电压表1只、导线若干 条等。 实验电路图(见图6—4—2)： 实验记录表： 发光情电流电压电功率次数 实验要求 况 (A) (V) (W) 实际电压 1 低于额定 电压 实际电压 2 等于额定 电压 实际电压 3 高于额定 电压 实验注意事项： (1)连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片 应放在电阻值最大的位置。 (2)电流表应串联在干路上，电压表要与小灯泡并联，两电 表的正、负接线柱要连接正确，并选择合适的量程。 学生学习了测量物体的长(3)测小灯泡的功率时，小灯泡两端电压按低于额定电压度，测量时减小误差的方法0。8倍、等于额定电压、高于额定电压1.2倍的顺序调节——多次测量求平均值。受滑动变阻器的滑片，使操作简便，读数、记录有规律。 此影响，有些学生在设计测(4)调节小灯泡两端电压高于额定电压1.2倍时，在看清电流表示数的前提下，所用时间越短越好，以防小灯泡损坏。 定小灯泡功率实验数据记录归纳结论：分析比较额定电功率和实际电功率大小问题，比表时，也设计“平均电功率”栏目。教师要结合实验较灯泡的亮暗程度与电功率的关系。 情况，说明求平均电功率无(1)当U实＝U额时，则P实＝P额，正常发光； 意义。因为对于一个小灯(2)当U实U额时，则P实>P额，较亮。 评估与交流：反思一下，实验中最可能出现错误的是哪几个同，它的实际电功率就不环节？在哪方面容易出现较大的误差？小组间进行交流，相同，故求不同电压下的平均互找出不完善的甚至是错误的地方。对于发现的问题，大家电功率无意义。 讨论可能的解决方法。 三、反思总结。 1.请学生反思自己本节课的学习情况，谈谈收获和体会。 2.课后作业。(1)总结学习本章的收获。(2)教材第101页“自我评价”第1、2题。 ┃教学小结┃

【板书设计】 第4节 灯泡的电功率 (一)额定功率 实验探究名称：比较小灯泡的亮度。 额定电压：用电器正常工作时其两端的电压叫做额定电压。 额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率叫做额定功率。 灯泡的亮度取决于：灯泡的实际功率。 (二)测定小灯泡的电功率 实验原理：P＝UI。 实验电路图：(略) 归纳结论：(1)当U实＝U额时，则P实＝P额，正常发光；(2)当U实U额时，则P实>P额，较亮。 【教学探讨与反思】 引导学生自行设计“测定小灯泡的功率”的实验方案时，可以先让学生回顾“测量小灯泡的电阻”实验方案，以培养学生自主学习的能力。通过指导学生进行探究性实验，在“设计、操作、分析、得出结论”的过程中，培养学生认真、严谨的科学精神，使学生学会处理实验中遇到的实际问题。