第十八章电功率电子教案.docx
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第十八章电功率电子教案
第十八章电功率单元备课
1．教材组成：
本章知识是有
（1）电能电功，
（2）电功率，（3）测量小灯泡的电功率，（4）焦耳定律，四节内容组成。
2．教材分析：
本章在学习了欧姆定律的基础上，把对电学的研究拓展到电能和电功率。
本章是初中物理的重点章节之一，也是难点之一。
这一章里讲述了电能和电功这两个重要的电学概念和焦耳定律这个重要的物理定律，同时也介绍了电热的作用和有关安全用电的知识。
教材先从学生在生活中较为熟知的“电能”应用实例入手，逐步学习电能、电功率、电热等相关知识，每节教材都是从实际问题、实际现象引入新课，讲了知识后又应用所学的知识解决问题。
3．学情分析：
本章教材从学生熟悉的生产、生活现象出发，紧密联系生活实际。
课程的设置是在学生知道了一些基本电学知识的基础上，通过从生活到物理的认识过程，激发学生的求知欲望，让学生初步了解电能、电功率这两个重要的电学概念及其在生产、生活中的广泛应用，达到从物理走向社会的目的。
本章教材综合性较强，内容和课后习题中都要运用电流、电压、电阻的知识，还要涉及串联电路和并联电路的有关概念。
四、单元教学目标
1.知道电能的单位，了解电能跟其他形式能的相互转化。
2.了解电能表的重要参数，会读数。
3.知道电功率及单位。
4.理解电功率和电流、电压之间的关系，并会进行简单计算。
5.区别用电器的额定功率和实际功率。
6.了解电流的热效应跟电阻大小的关系。
7.了解电热的利用和防止。
五．教学重点：
1、电能的转化与计量
2、电功率的概念、测量与计算
3、电流的热效应与电阻的大小关系
4、区分用电器的额定功率与实际功率
六．教学难点：
1、电能的转化。
2、电功率与电流、电压的关系。
3、对额定功率与实际功率的理解。
4、焦耳定律的理解和应用。
七．教法：
实验，引导，提问，举例，例题讲解。
八．学法：
阅读，讨论，实验，观察，练习。
九．课时安排：
1.第1节电能电功------------------------1课时
2.第2节电功率---------------------------2课时
3.第3节测量小灯泡的电功率---------------1课时
4.第4节焦耳定律----------------------1课时
5.复习与练习----------------------------2课时
课题：
第一节电能电功
课型：
新授课主备教师：
李宏
教学目标：
1.知识与技能
1）.知道电流做功的过程就是消耗电能的过程，了解不同用电器能量的转化；
2）.知道电能表是测量电能的工具，了解电能表的参数；
3）.结合实例理解电功，知道电能的计算公式及单位；
2.过程与方法
认识电能表的各项参数，会使用电能表测某段时间内电路消耗的电能，会通过电能表计算电费。
3．情感、态度、价值观
通过了解1kW·h的电能的作用，对节约用电有进一步的认识。
教学重点：
电能和电能的计量。
教学难点：
对电功的理解及计算电路中电流做的功。
教法：
实验，引导，提问，举例.
学法：
阅读，讨论，实验，观察，练习。
教学准备：
电能表、家庭电路演示板（含电能表、插座、开关等）、功率不同的用电器（灯、取暖器等）、秒表、实物投影、多媒体课件整合网络、电费缴费单。
课时安排：
1课时
教学过程：
一、新课引入
请同学们把教材打开86页观看彩图并找同学读一下86页本章的章首语部分的内容.
通过刚才的阅读大家知道了彩图上的这些风车是用来发电的,我们日常生活中天天都用到电,设想一下如果因为施工原因造成我们的周围停电一周,我们的生活将会是怎样的?
或者说对我们会产生什么样的影响?
通过刚才同学们举的例子我们已知道，电对我们的生活来说非常重要，电作为一种清洁能源，今天我们的人类已经离不开它了，本节课我们就来学习一下与我们生活息息相关的电能.
二、新课教学
阅读教材87—89页上的内容，（3分钟时间）之后回答思考题：
1、物理学中常见的能量单位是什么？
千瓦时与它之间有什么关系？
“生活中”电能的单位是什么？
2、测电能用什么仪器？
它怎样进行读数？
3、一度电的作用有多大？
1.电能
①认识各种各样的电源
你知道生活中的电能有那些来源吗？
同学们举的例子都很好，自然界当中各种各样的能如水能、风能、太阳能等等都能转化为电能（观看电厂幻灯图片）目前我国已建成投入生产的核电站有浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站，还有正在建设中的辽宁省瓦房店市的核电站，也是我国东北地区第一座核电站。
在电厂中都是通过发电机把其他形式的能转化为电能。
另外一种电能来源就是各种各样的电池，如干电池和铅蓄电池，（观看电池幻灯图片）这些电池都是把化学能转化为电能，无论是电厂中的发电机还是电池它们都是电源，总的说来都是把其他形式的能转化为电能，供各种产业和日常生活使用，点时时刻刻在我们服务，无论我们走到哪里都可以看见电能在工作，这些电能就是通过用电器来进行消耗的。
②电能与我们的生活
下面我们就来看一下生活中的一些常用的用电器，（观看用电器幻灯片）找同学来判断它们都是将电能转化为什么能了？
我们家里都有这些用电器，每天都在消耗电能，不同的家庭用电器的多少不同消耗的电能也不尽相同，有的家庭消耗的电能多，有的消耗就少，同学们也常听父母说上个月家里用了多少度电，交了多少电费。
③电能的单位及换算
这里所说的度就是电能的单位，它的学名叫做千瓦时，符号kW·h，电能是能量的一种，国际上常用的能量单位是焦耳，简称焦，符号J，千瓦时和焦之间的换算关系是：
1kW·h=3.6×106J它的换算由来下节课我们学习电功率时再进行推导，一千瓦时要比一焦耳大得多。
2.电能的计量
①认识电能表
⑴介绍电能表的作用
在前面的学习中我们知道测量导体电流用电流表，测量导体两端电压用电压表，本节我们学习的是电能，它也可以测量出来，就用电能表。
电能表是用来测量用电器在一段时间内所消耗电能多少的仪器。
⑵介绍电能表的面盘
我这有一个电能表（出示电能表，同时观看幻灯片）我们共同来看一下它的面盘，最顶端有显示数字的窗口，前4位是黑色窗口，最后1位是红色窗口，说明前4位是整数，最后一位是小数，窗口边上写有kW·h，说明读取的数值是以千瓦时为单位的，电能表的中间部位有一个铝质圆盘，电能表工作时它进行转动，圆盘下面写有该电能表的一些重要参数。
另外还有智能IC卡电能表（观看幻灯片）用户买来IC卡后插入电能表，电能表工作时读取其中的金额，一旦金额用完，电能表自动切断电路，这时用户到银行为卡进行充值，重新插入，还有电子式电能表，（观看幻灯片）它内部没有铝质圆盘，靠内部电子电路进行计数。
⑶电能表参数解读训练
下面我们来了解一下电能表上的一些重要的参数（出示幻灯片）如：
220V、10（20）A、600R/kW·h、50Hz
⑷电能表的读数
生活中，电工师傅收取电费时都要记录月初和月末的电能表的示数，这样月末和月初两次读数之差就是该月所用电的度数。
提示：
在生活中电工师傅为了收缴电费的方便，电能表最后一位小数部分通常不读，但是在我们的计算当中必须读出来。
②测算家庭电费
例题，（小明家电能表月初的读数是3624.5，月末的读数是3644.3，则他家本月消耗了多少电能？
③体会一度电，培养节约意识
电是我们生活中最重要的资源，社会需求也很大，1度电究竟有多大的作用，我们共同来认识一下，（观看幻灯片）我国是世界能源需求的大国，对电的需求日益紧张，我们每个人都应该有节约用电的意识，为节约一度电我们要从一点一滴做起。
3.电功
①电功的概念及理解
用电器工作时，有电流通过用电器，用电器就把电能转化为其他形式的能，比如……，我们可以说电流通过电动机在做功，我们也可以说电流通过电炉子在做功，因此，电流做功的过程就是把电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能，电流做的功就叫做电功，用字母“W”表示，生活中我们常说用电器消耗了多少电能，而很少说电流做了多少功，其实两种说法是一样的，那么电功的单位就和电能的单位是一样的，是焦耳也可以是千瓦时。
②电功的计算
电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关：
（1）在电流、通电时间相同时，电压大的电路电流做功多；
（2）在电压、通电时间相同时，电流大的电路电流做功多；
（3）在电压、电流相同时，电流做功的多少与通电时间成正比。
进一步实验可得出如下结论：
某段电路上电流做功的多少，跟这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电时间成正比。
当电路两端的电压为U，电路中的电流为I，通电时间为t时，电功W为
W＝UIt
单位：
焦耳，简称焦，符号J。
1J＝1V·A·s，即当某用电器两端的电压为1V，通过用电器的电流为1A时，则该用电器在1s时间内消耗的电能为1J，或说成在1s内电流对该用电器做了1J的功。
三、课堂小结
这节课，你知道了哪些知识？
板书：
第一节电能电功
1、电能：
单位：
千瓦时符号：
kW·h
能量：
单位：
焦耳符号：
J
1kW·h=3.6×106J
2、电能表
3、电功W：
电流所做的功。
单位：
焦耳或千瓦时
公式：
W＝UIt
作业：
1.课本90页1,3,4题。
课题：
第二节电功率
课型：
新授课主备教师：
李宏
教学目标：
1.知识与技能
（1）知道电功率的物理意义、定义、单位。
（2）理解电功率的公式
，并能进行简单的计算，知道P=UI。
（3）理解和区分用电器的额定功率和实际功率。
2.过程与方法
（1）通过实验，让学生体验电功率概念的建立过程。
（2）通过实验，探究在不同电压下，实际功率、额定功率的关系，使学生收集和处理信息的能力有所提高。
3．情感、态度、价值观
通过学习，渗透新课程标准中“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，形成节约用电的意识和习惯。
教学重点：
（1）理解电功率的概念；体会电功率在实际生活中的含义。
（2）理解实际功率和额定功率的区别与联系。
教学难点：
实际功率和额定功率的区分及实践意义。
教法：
讲授、讨论、实验、归纳、对比。
学法：
观察，讨论，阅读，练习。
教学准备：
简易家庭电路示教板：
接有电能表，一个保险盒，一个开关，一个25W电灯泡和一个100W的电灯泡（包括灯座），一个插座；等。
课时安排：
1课时
教师活动
学生活动
设计意图
引
入
课
题
演示实验
分别把一只40W的灯泡和800W的电吹风机接在电路中，观察电能表铝盘转动的快慢，思考这些现象说明了什么。
观察、思考。
讨论得出：
电能表铝盘转动的快慢不同，表示用电器消耗电能的快慢（电流做功的快慢）不一样。
联系学生的生活实际，通过演示实验锻炼了学生的观察能力。
新
课
讲
授
讲授
在力学中学习过表示机械做功快慢的物理量——功率。
刚才的实验说明了电流做功也有快慢之分，用什么表示电流做功的快慢呢？
引导学生得出电功率的知识：
电功率的意义：
表示电流做功快慢的物理量。
定义：
电流在单位时间内所做的功（或所消耗的电能）。
定义公式：
单位及换算关系：
W、kW
1kW=1000W
聆听
回忆旧知识、与新知识间形成联系。
思考提出的问题讨论后回答得出。
聆听
学会用知识的迁移来学习新知识，提高学习效率。
提问:
电功与电能有什么关系？
电功率与电能又有什么关系呢？
解释实验现象
800W的电吹风机比40W的灯泡在相同的时间内消耗的电能多，也就是消耗电能快，所以相同时间内电能转化为其他形式的能就多。
“千瓦时”的来历
如果P和t的单位分别用kW、h，那么它们相乘之后，就得到电能的另一个单位：
千瓦时（度）
W=Pt
回顾电功的本质，电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程，就是用电器消耗电能的过程。
那么电功率也就是表示用电器消耗电能的快慢。
学生解释：
它的意义是灯泡在1s内消耗的电能是800J和40J。
（前提是在220V的电压下，即正常工作时。
）
理解用电器上不同功率数值所表示的含义。
聆听。
通过复习旧知识，认识电功率和电功之间的关系，深刻理解电功率的本质。
理解功和功率的区别和联系。
同时从能量转化的角度对电功率进行分析，加深理解。
课堂练习
1．某电视机的电功率是150W，每天使用3h，一个月用电多少千瓦时？
（按30天计算。
）
2．1度电可以供40W的灯泡工作多长时间？
3．一台电视机5h耗电1度，这台电视机的功率是多少?
参与练习
对所学知识进行及时反馈。
向学生展示两只灯泡的铭牌，“PZ220-40”与“PZ220-100”。
猜测铭牌上信息的含义。
锻炼学生分析问题的能力。
演示实验：
将两灯泡先后并联和串联接入家庭电路中，观察灯泡的发光情况。
现象：
在并联电路中更亮的灯泡，在串联电路中反而变暗。
提出问题：
灯泡的功率改变了吗？
说明：
铭牌上的“220-100”是指用电器正常工作时的电压和功率。
即
额定电压——用电器正常工作时的电压（唯一）。
额定功率——用电器在额定电压下（正常）工作时的功率（唯一）。
学生思考、猜测，意识到利用铭牌上的电功率判断灯的亮暗时，要考虑到电压的影响。
学生进行分析。
通过实验引导出用电器的正常工作状态和非正常工作状态。
指导用电器的功率不是固定不变的。
V
让学生用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压，观察小灯泡在不同电压下工作时的亮度情况。
U实与U额的关系
P实与P额的关系
亮暗程度
U实＝U额
U实＜U额
U实＞U额
总结得出结论，用电器在高于额定电压的电压下工作时，实际功率大于额定功率，不能正常工作，使用寿命短；用电器在低于额定电压的电压下工作时，实际功率小于额定功率，也不能正常工作。
学生实验。
学生记录。
通过学生实验加深学生对实际和额定功率的理解。
锻炼学生的观察能力和分析概括能力。
展示部分电器的铭牌，让学生学会读取铭牌上的相关信息，并布置课外作业：
查找并记录几种家用电器的铭牌，了解不同电器的额定功率大小。
体现“从物理走向社会”的理念。
课
堂
小
结
小结本节课的重点难点。
梳理知识，形成一个完整的知识体系，同时也可以帮助学生记忆。
板书设计
第二节电功率
一、电功率（P）
1．意义：
表示电流做功快慢的物理量。
2．国际单位：
瓦特，简称瓦，符号：
W。
3．定义：
电流在单位时间内所做的电功。
4．定义式：
推导得到：
P=UI
千瓦时的来历：
1kW·h=1kW×1h（W=Pt）
二、额定功率和实际功率
1．额定电压——用电器正常工作时的电压。
额定功率——用电器在额定电压下工作时的功率。
2．实际功率与额定功率的关系
U实＝U额
P实=P额
U实＜U额
P实U实＞U额
P实>P额
作业：
1.课本95页1，2，3，4题。
课后练习：
1．一只电热水壶的铭牌上标着“220V1000W”的字样，它正常工作时，电流是多少？
2．一个“220V800W”的电炉，正常工作时的电阻有多大?
假如电路中的电压降低到200V，电阻丝的电阻不变，这时电炉实际消耗的功率有多大？
3．如图所示，灯L的额定电压为6V，R的阻值为18Ω，此时，灯恰能正常发光，电流表的示数为1A。
求灯的额定功率。
4．将一标有“6V3W”的灯泡L与电阻R串联，接入电压为9V的电路中，灯泡恰好正常发光，求：
（1）灯泡L的阻值；
（2）电阻消耗的功率。
课题：
第三节测量小灯泡的电功率
课型：
新授课主备教师：
李宏
教学目标：
1.知识与技能
（1）通过学生自己设计实验，进一步加深对电功率概念的理解；
（2）通过学生动手操作，巩固电流表和电压表的操作技能；
（3）通过实验、比较，进一步理解额定功率和实际功率的区别。
2.过程与方法
（1）通过本节课培养学生依据实验原理设计实验方法的能力；
（2）通过实验，培养学生的观察、实验能力及分析、概括能力。
3．情感、态度、价值观
（1）通过学习过程中的讨论和交流，培养学生合作学习的意识和态度；
（2）通过实验中的观察和比较，培养学生实事求是的科学态度和良好的学习习惯。
教学重点：
（1）用伏安法测量小灯泡实际功率的方法。
（2）加深对实际功率和额定功率的理解。
教学难点：
电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用
教法：
提问，演示、观察、讨论。
学法：
讨论，实验，观察。
教学准备：
电源（电池组）、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡（带灯座）、开关、导线若干
课时安排：
1课时
教学过程：
（一）创设情境，引入新课
教师：
如何测小灯泡的电功率呢？
上课我们学过了哪两种方法？
它们分别根据什么公式进行测量、计算的？
学生活动：
思考、讨论，回答问题。
（二）新课教学
1、提出问题：
怎么测电功率？
方案1：
可以利用电能表和钟表测。
方案2：
也可以利用公式P=IU测出电压和电流，计算出电功率。
教师引导学生分析：
如果用第一种方法测小灯泡的电功率必须把小灯泡接在家庭电路中，而实际情况是小灯泡不能接在家庭电路上，所以应该用第二种办法测小灯泡的电功率。
提出问题：
额定电压下工作时的功率叫额定功率，如果小灯泡不是在额定电压下，它的电功率叫什么功率，你想要测量的是什么功率？
测哪些功率有代表性呢？
学生活动：
小灯泡的实际电压有很多，对应的实际功率也有很多，为了全面地看清小灯泡的电功率变化情况，我们需要测量多种情况下的实际功率大小。
师生共同讨论分析：
分别测量以下三种情况下的实际功率即可：
（1）使小灯泡在额定电压下发光，测出其功率，观察小灯泡亮度。
（2）使小灯泡两端电压是额定电压的1．2倍，测出其功率，并观察小灯泡亮度。
（3）使小灯泡两端电压低于额定电压，测出其功率，并观察小灯泡亮度。
2、设计实验
（1）要使小灯泡发光，该如何连接？
（2）要测量小灯泡的电压和电流，该如何设计电路图？
（3）要使小灯泡两端达到额定电压，电源电压应该是多大，需要几节干电池串联？
（4）要改变小灯泡两端的电压，该在电路中连入一个什么器材？
（5）怎样知道小灯泡在额定电压下发光，和不在额定电压下发光？
看谁？
通过谁来调节？
3、进行实验
强调：
（1）连接电路过程中开关应始终处于断开状态；
（2）根据小灯泡的额定电压值，估计电路中电流、电压的最大值，选择合适的量程，并注意正负接线柱的连接及滑动变阻器正确接法。
（3）合上开关前，应检查滑动变阻器滑片是否在最大值的位置上，若不是，要弄清楚什么位置是最大位置并调整。
（4）调节滑动变阻器的过程中，要首先明白向什么方向可以使变阻器阻值变大或变小，怎么调能使小灯泡两端电压变大或变小。
4、分析论证
（1）你观察到什么现象？
（2）小灯泡发光的功率分别是多大？
（3）实验得出的结论是什么？
5、评估
（1）你的实验数据和现象是否相符？
如果不相符，在什么环节出现了问题？
（2）你通过实验，又有什么新的发现？
6、交流
书写实验报告
实验报告：
［题目］测量小灯泡的电功率
［实验目的］测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。
实验原理］根据公式P=UI，测出灯两端电压和通过灯泡电流，计算出小灯泡的电功率。
［实验电路］根据实验的目的和原理设计如下电路。
［实验器材］：
小灯泡（2．5V0．3A）、电流表（0～0．6A和0～3A）、电压表（0～3V和0～15V）、干电池（三节）、滑动变阻器、开关、导线等。
［实验步骤］1、按电路图连接实物电路。
2、合上开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数；
3、调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的1．2倍，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数；
4、调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察并做记录；
5、断开开关，整理实验器材。
［实验数据记录］
次数
要求
亮度
电流
电压
电功率
1
U=U额
2
U>U额
3
U
［结论］
（1）不同电压下，小灯泡的功率不同，实际电压越大，小灯泡功率越大。
（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
V
板书设计
第三节测量小灯泡的电功率
1、实验原理：
P=UI
2、电路图：
3、实验数据记录表格：
4、结论:
（1）当灯泡的实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光；
（2）当灯泡的实际电压比额定电压高时，实际功率比额定功率高，小灯泡发光较亮；
（3）当灯泡的实际电压比额定电压低时，实际功率比额定功率低，小灯泡发光较暗。
作业：
1、完成实验报告
2、动手动脑学物理
课题：
第四节焦耳定律
课型：
新授课主备教师：
李宏
教学目标：
1.知识与技能
（1）知道电流的热效应；
（2）理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。
2.过程与方法
知道科学研究中常用的等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用。
3．情感、态度、价值观
通过对焦耳生平的介绍，培养学生热爱科学，勇于克服困难的决心和信心。
教学重点：
电流的热效应跟电阻大小的关系
教学难点：
实验操作过程
教法：
提问，演示、观察、讨论，举例。
学法：
讨论，观察，练习。
教学准备：
电流的热效应演示器一台，220V电源、火柴、电阻丝、泡沫塑料块及多媒体。
课时安排：
1课时
教学过程：
（一）创设情境，引入新课
教师出示一些电器的图片，让学生观察，提出问题：
（1）比较它们有何不同？
（2）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？
为什么？
（3）电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？
为什么？
（4）电能在转化为其他形式能的时候，为什么都要发热？
影响它们发热的因素是什么？
（5）它们发热时有什么规律？
学生活动：
观察、思考、讨论回答问题。
（二）新课教学
1、电流的热效应
电流通过导体时，电能要转化成热，我们把这种现象叫做电流的热效应。
2、探究：
电流产生的热跟哪些因素有关
（1）猜想
①可能与电压有关，因为电压越大，电炉中产生的热越多；
②可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热；
③可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾。
教师补充：
电流、电压和电阻三个量之间是有联系的，明确了二个量就可以再确定另外一个量，故我们研究电流、电阻与导体产生热量的关系就可以了。
（2）设计实验（采用控制变量法）
①如何控制电流一定时电阻的变化？
②如何控制电阻一定时电流的变化？
③如何比较电流产生热的多少？
（转换的思想）
方案1：
演示实验：
被加热的物质是空气。
1、介绍课本如图18.4-2的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各装一根电阻丝，乙瓶中电阻丝的电阻比甲瓶中的大，串联起来，通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油在玻璃管里会上升，电流产生的热量越多，煤油上升得越高.观察煤
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