教科版九年级物理第六章《电功率》教案

这是一份教科版九年级物理第六章《电功率》教案，共15页。
       第1节     电    功。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 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）= 3.6×106 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 = I2 R t    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 
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┃   教学过程批注　　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？　　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。    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独立完成这个计算题，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。      (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＝。(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，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出两个常用的计算公式P＝I2R和P＝。在进行有关电流、电压、电阻和电功率的有关计算时，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┃   　　教学过程批注　　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<Q2；(3)Q1＝Q2.点拨：为了判断我们的猜想是否正确，应当设计实验来验证。请同学们根据老师给你们准备在实验桌上的器材，写出自己的验证方案。实验器材：干电池三节、不同的镍铬合金丝(R1、R2)、开关1个、温度计2只、烧瓶2个、煤油(或水)适量、导线若干条等。评估交流：学生通过分组实验探究，得出最佳方案。参考方案(见图6－3－1)： 　　学生实验收集数据。交流评估得出结论：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)3.焦耳定律。学生活动：自学教材掌握焦耳定律内容、表达式及各物理量的单位。焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。焦耳定律的表达式：Q＝I2Rt。各物理量的单位：Q的单位是J；I的单位是A；R的单位是Ω；t的单位是s。变形公式：I＝；R＝；t＝。例题：一根60Ω的电阻丝接在36V的电流上，在5min内共产生多少热量？解：通过电阻丝的电流为：I＝＝＝0。6A5min内共产生的热量为：Q＝I2Rt＝(0。6A)2×60Ω×300s＝6480J。4.电热的利用及其防止。教师：实际生活和生产中，许多地方要利用电热，但也有要防止电热的危害。学生活动：对照图6－3－6，分析它们是利用电热还是防止电热的，并说明它们利用或防止电热的方法措施。补充材料：利用电热工作的设备叫做电热器，其主要构造是发热体，发热体是用电阻率大、熔点高的金属材料或合金材料制成的。防止因电热造成的损害的方法多种多样，如线路板和通电导线是利用减小电阻的方法，减小电热的产生；电动机利用翼状散热片增大散热面积；电冰箱在放置时后背要与墙壁保持一定距离，以便于热量通过空气散失；计算机内的CPU小风扇可以把热空气驱走；电视机的外壳设有散热窗等等。学生活动：结合生活提出利用电热和防止电热的其他例子。              将电阻丝串联的目的是控制通过它们的电流相等，采用加热煤油而尽量不用加热水的方法是因为煤油的比热容比水的比热容小，吸热后温度升高得快，增强实验效果。利用煤油温度升高的多少来反映电热丝放热的多少，这是采用了转换法。                    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。　　二、反思总结，布置思考题。1.检查学生的练习情况，请学生总结本节课的主要内容，教师再作适当的补充。2.作业：完成教材第97页“自我评价”第1、2、3题。  ┃教学小结┃ 【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。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＝I2Rt。变形公式：I＝；R＝；t＝。4.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┃   　　教学过程批注　　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________。(P＝；P＝UI)3.(1)一个发电机标有“380V　3kW”，它的含义是________；(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。实验次序小灯泡两端的电压U/V灯泡的亮度1等于2.5V正常发光2略大于2.5V强烈发光3略小于2.5V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功率和额定功率的关系用电器工作情况实际电压等于额定电压实际功率等于额定功率正常工作实际电压高于额定电压实际功率高于额定功率容易使用电器损坏实际电压小于额定电压实际功率小于额定功率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：R＝＝＝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：P′＝＝≈36。4W(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：次数实验要求发光情况电流(A)电压(V)电功率(W)1实际电压低于额定电压    2实际电压等于额定电压    3实际电压高于额定电压    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。(3)测小灯泡的功率时，小灯泡两端电压按低于额定电压0。8倍、等于额定电压、高于额定电压1.2倍的顺序调节滑动变阻器的滑片，使操作简便，读数、记录有规律。(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。归纳结论：分析比较额定电功率和实际电功率大小问题，比较灯泡的亮暗程度与电功率的关系。(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，较暗；(3)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环节？在哪方面容易出现较大的误差？小组间进行交流，相互找出不完善的甚至是错误的地方。对于发现的问题，大家讨论可能的解决方法。                       左表中灯泡的亮度一栏，让学生根据实验实际情况填写。               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。                                学生学习了测量物体的长度，测量时减小误差的方法——多次测量求平均值。受此影响，有些学生在设计测定小灯泡功率实验数据记录表时，也设计“平均电功率”栏目。教师要结合实验情况，说明求平均电功率无意义。因为对于一个小灯泡，它两端的实际电压不同，它的实际电功率就不同，故求不同电压下的平均电功率无意义。　　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，较暗；(3)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。