苏科版初中物理第十五章《电功和电热》单元教案1.docx

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苏科版初中物理第十五章《电功和电热》单元教案1

苏科版初中物理第十五章《电功和电热》单元教案1

一、电能表和电功（2课时）

●教学目标

一、知识目标

1.知道电能的单位是焦耳（J），另一个单位是千瓦时（kW·h）.

2.知道电功的单位是瓦（W）或千瓦（kW）.

3.通过本节课的学习，学会使用家庭电能表，能利用电能表做简单的计算.

二、能力目标

1.通过电能表的学习，培养学生观察、分析和初步的综合能力.

2.通过电能表的应用，培养学生用理论知识解决简单实际问题的能力.

三、德育目标

1.通过了解电能在人类社会中的作用，充分认识电能的重要性，养成节约用电的好习惯.培养学生爱护自然、节约能源的良好意识.

2.通过了解各种各样的发电厂及新型的电力能源，激发学生热爱科学、勤奋学习的极大热情.

●教学重点

学会使用家庭电能表及对电能重要性的理解.

●教学难点

家庭电能表的使用，对电能、电功单位的理解.

●教学方法

演示法、讨论法.

●教具准备

电能表、电池、小灯泡、开关、若干导线、小电扇、电动玩具车、投影仪等.

●课时安排

1课时

●教学过程

一、引入新课

请同学们看录像资料：

风车田的风车发电或者请同学们看章首图.让一个同学有感情地朗读章首语，将同学们带入意境，引入本节内容.

二、进行新课

1.电能

［师］风车田的风车是用来发电的.哪位同学能简要地回答刚才的那个问题：

风车发出的电是由什么能转化来的？

风力发电有什么好处？

［生］风车发出的电是（由于风吹动风车转动）由风能转化来的.

［生］（经过讨论）风能利用起来简单，主要是没有环境污染.

…

［师］除了我们刚才了解的风力发电外，同学们还知道什么可以发电？

［生］还有火力发电，是用煤来发电的.

［生］还有水力发电，例如三峡工程建成后就可以发电.一些小水电站也都是利用水力发电的.

［生］核电站.我们国家有大亚湾核电站和秦山核电站.

［生］太阳能发电.

［生］潮汐也能发电.

［生］电视上还讲过地热，有些废料垃圾还能发电.

［生］各种各样的电池.

…

播放录像资料：

介绍各种各样的发电设施，进一步激发同学们的学习兴趣.

［师］同学们的表现非常棒.可能还有许多尚未开发的新能源能变成电能，等待着同学们，利用你们的智慧，利用你们努力学习掌握的知识去开发、利用，为人类造福.

今天的人们，已经离不开电了.无论走到哪里，都可以看见电能在工作.

［师］请同学们说一说你知道的用电的地方有哪些，电能是怎样工作的？

［生］电能让电灯泡发光，电能通过灯泡转化成了光能.

［演示］

电池、小灯泡、开关、导线连接电路，合上开关，小灯泡发光.

［师］请一位同学触摸通电的小灯泡，说说有什么感觉？

［生］通电的小灯泡发热了.

［生］电能还能转变成热能.如电饭锅、电炉、电热水器…

［演示2］电风扇通电转动.

［演示3］电动玩具车装上电池，合上开关，电动玩具车会运动起来.

［生］电能还能转变成动能.如电风扇、电动车.

［生］还有城市里的电车、电力机车，最近流行的电动自行车…

［生］家里的电视、电冰箱、洗衣机、电脑，爸爸用的电动剃须刀，妈妈用的电熨斗、电吹风等都要用电才能工作.

［生］工厂里机器运转要用电，农村的抽水机、磨面机也要用电才能工作.

…

［师］同学们了解到的用电的地方涉及了我们生活的各个方面，随着我们生活水平的不断提高，用电的领域会越来越多，电对我们的作用也会越来越重要.所以，我们在大力开发无污染、低能耗的电力资源的同时，一定要养成节约用电的好习惯.

我们去市场买菜要说买几斤（克、千克），老师或同学们用的桌子有多长，我们可以量出是几米、几厘米.用了多少电该怎样量？

2.电能的单位

［师］电能的单位是什么呢？

［生］听见家长说过这个月用了多少“度”电，电能的单位是“度”吧.

［师］“度”就是电能的单位，它的学名叫千瓦时（kW·h）.物理学中更常用的单位是焦耳（J）.

1度=1千瓦时（kW·h）=3.6×106焦耳（J）

［投影］

●将一个苹果从地面举到桌面所需要的能量大约为1J.

●普通的手电筒通电1s，消耗的电能大约也是1J.

●微波炉工作1min消耗的电能大约为60000J.

（同学们把焦耳换算成千瓦时，看看是多少）

1度（1千瓦时）电的作用：

可以炼钢1.6kg

生产化肥0.7kg

采掘原煤105kg

可以使电车行驶0.85km

一次灌溉麦田330m2

机织棉布11m

从以上的这组数据，同学们能切实感受到一度电在国民经济中的作用.也更应该明白我们在生活中节约每一度电的必要.

3.电能表

［师］在生活中，我们称质量时要用秤，量长度时可以用尺.通过上面的学习，同学们已了解了电能的单位是“度”.如果想知道某一电器在一段时间内到底用了多少度电，该用什么，如何测量呢？

［生］电工每月都去家里查电表，算每个月用多少度电交多少电费，所以用电多少是用电表测量的.

［师］（鼓励同学这种观察生活、认真思考的好习惯）同学所说的电表就是电能表，也叫电度表.用电器在一段时间内消耗的电能，就是用电能表计量出来的.

出示电能表，学生观察.（可以用投影仪将实物投影放大，便于学生观看）

［师］哪位同学注意过家里的电能表，把你的了解向大家介绍一下.

［生］家里电器开着的时候，中间的圆盘会转动，圆盘上面的一排数字也会跟着变.

［生］圆盘转动时，变化最快的是最后一位数.使用的电器越多，圆盘转动得越快，上面数字变化得越快.

…

［师］很好，希望同学们都能像他们一样注意观察、关注身边的事情，做生活的有心人，养成良好的习惯对大家的学习、生活会很有用.

［师］现在请同学们一起来了解一下从这块电能表上我们还能得到什么信息.（教师有意识地引导学生观察）大家可以大胆地发表你自己的见解.

［生］电能的单位是“度”即“千瓦时”，表的最上面一行标出了“kW·h”，这是要说明这块表是电能表，表上测出来的数字是以“千瓦时（kW·h）”为单位的.

［生］数字盘上一共有五位数字，但最后一位是在红色框里的，它应该和前面四位数字不一样，是不是类似小数的写法，红框表示小数点，红框里面的数是小数点后面的数？

［生］在红框内的数字右边，紧挨着数字有一个小标尺，红框右边的边上有一条白线指着小标尺.

（用电器功率较小，电能表圆盘转动很慢，最后一位数字也看不出变化时，从小标尺对应的白线位置，能说明电表的转动.可以让学生在条件许可的情况下仔细观察.课堂上不做要求）

［生］圆盘的两端有箭头，指示圆盘的转动方向.在圆盘上有一段涂着颜色，是为了电能表转动时能看得清楚、醒目.

［师］同学们观察的非常仔细，并且能根据学过的知识分析、思考问题很可贵，希望大家继续努力.

确实如同学们分析的，电能表计数器示数盘上最后一位是小数点后面的数字.一般可以不读.

［投影例题］

例1：

几个同学家电能表的示数如下，请你将它们的示数读出来.

例2：

如果一个月后，三位同学家的电能表示数分别变为如下图所示，则这三位同学家这一个月分别用了多少度电？

［生］甲同学家用电23kW·h

［生］乙同学家用电23.6kW·h

［生］丙同学家用电58kW·h

［师］哪位同学能讲讲他们是如何知道这样的结果的？

［生］用某同学家电表现在的示数，减去一个月前电能表的示数，就是该同学家这一个月的用电量.

例3：

例1中如果电工师傅按50度的电收取丙同学家的电费，该同学家电表的示数应该是多少？

说说你的想法.

［生］

原来的表盘示数加上这一月的用电量就是现在的示数.

［师］（充分肯定同学们的表现）现在请同学们继续关注电能表，了解几个重要参数.

［生］家庭电路的电压是220V，电能表一般用在家庭中.“220V”是指这种电能表的额定电压是220V，应该在220V的电压下使用.

另外几个参数，学生可能不容易明白，教师应引导学生看书P31帮助了解这方面知识.

●“50Hz”指电能表应在50Hz的交流电路中使用.它是一只交流电能表.

●“10（20）A”指这个电能表的额定电流为10安培.正常情况下电路中的电流应不大于10安培.短时间应用电流允许大一些，但不能超过20安培，否则会损坏电能表.

●“600revs/kW·h”指电能表转过600转，说明接在电路里的用电器消耗的电能是

1kW·h.

［师］同学们了解到的参数是我们观察的这块表的参数，根据具体情况的不同，电能表的参数并不完全一致.

（出示不同参数的电能表让学生观察或投影不同参数的电能表表盘图）

［师］同学们通过比较，你能发现什么？

［生］其他的基本一样，只有额定电流有的是5（10）A；转数有的是1200revs/kW·h,有的是1500revs/kW·h,说明消耗1kW·h的电，转盘转过的转数不同.

［师］有没有同学想过，为什么电流参数和转数有的不一样，而电压和频率的参数都是220V和50Hz呢？

［生］是不是因为家庭电路的电压就是220V，交流电的频率都是50Hz，所以表上的参数基本都是220V和50Hz.

［师］课后同学们可以去查资料或走访有关人员了解不在家庭电路上使用的电能表和家庭电路中使用的电能表有没有区别.

例4：

例2中，如果甲、乙、丙三位同学家的电能表上分别标出600revs/kW·h、1200revs/kW·h、1500revs/kW·h.则这三位同学家

（1）用电器均消耗1度电的时候，电能表转过的圈数分别是多少？

（2）电能表均转一圈，消耗的电能分别是多少焦耳？

（3）一个月电表分别转多少圈？

学生讨论，演算，三名同学板演分别计算甲、乙、丙三位同学家的情况.

解：

（1）三同学家用电器消耗1度电，电能表转过的圈数分别是600转、1200转、1500转.

（2）电能表转过1圈，用电器消耗的电能分别是：

甲:

=6×103J

乙：

=3×103J

丙：

=2.4×103J

（3）一个月三同学家电表转过的圈数分别是：

甲：

600revs/kW·h×23kW·h=1.38×105r

乙：

1200revs/kW·h×23.6kW·h=2.832×104r

丙：

1500revs/kW·h×58kW·h=8.7×104r

［师］通过大家的努力，同学们对现在普遍使用的电能表已经有了一定的了解.现在请同学们打开书P32了解另外一种电能表.

哪位同学能给大家介绍一下这种新式的电能表？

［生］IC卡电能表有许多优点，比如说它不用工人师傅每月查电表，节省许多人力，还能避免出错，省去了收电费时的许多麻烦.

［生］IC卡中的金额用完后，电能表便能切断电源，能完全杜绝少数人光用电不愿意交电费的现象.

…

［师］同学们表现很好.相信在不久的将来，一定还会有更先进、更完美的电能表在同学们的手中制造出来.

在本节课的开始，同学们看到电灯发光，感觉了灯泡发热，已经知道电能转变成了光能和热能.看到电风扇、玩具车通电后运动，已经明白电能转变成了动能.电能是经过什么样的过程转变成其他形式能的，请大家关注“电功”.

4.电功

［师］同学们看书后，说说你的理解.

［生］电能是通过电流做功转化成其他形式的能的.“电能转化成其他形式能的过程是电流做功的过程”.

［生］有多少电能发生了转化就说电流做了多少功.

［生］用电器消耗了多少电能，电流就做了多少功.

［生］电功的符号是W，单位是焦耳（J），也可以是kW·h.

例5：

例2中，甲、乙、丙三同学家一月消耗的电能分别是多少焦耳？

电流做的功分别是多少？

（用字母表示出来）电能转化成其他形式的能分别是多少？

［生］一月内消耗的电能，电能转化成其他形式的能，电流所做的功完全一样.

W甲=23kW·h=8.28×107J

W乙=23.6kW·h=8.496×107J

W丙=58kW·h=2.08×108J

三、小结

师生共同小结：

电能：

来源、应用、单位、测量（电能表）及电功.

四、动手动脑学物理

本节练习侧重联系生活实际、开放性的题目，难度并不太大，学生一定要亲自完成.强调在观察电能表的时候要注意安全.

五、板书设计

二、电功的大小

活动：

探究影响电流做功的因素（P4）

·提出猜想I·设计实验·进行实验

·观察比较·总结结论II、III

*1、____________相同时，电压越大，电流所做的功越多；___________相同时，电流越大，电流所做的功越多；_________越长电流所做的功越多。

*2、公式：

W=UIt

想一想：

·对公式中各个物理量的单位如何理解？

·公式的适用范围是什么？

·生活中是如何知道用户消耗电能的多少？

作业设计：

课后记：

二、电功率（第一课时）

●教学目标

一、知识目标

1.理解电功率的概念.知道电功率表示消耗电能的快慢.

2.知道电功率的单位是W或kW.

3.理解用电器的额定功率.知道额定功率是在额定电压下工作时的功率.

4.会应用功率的定义公式P=

及公式P=IU进行简单的计算.

二、能力目标

1.通过体验电能表表盘转动快慢跟用电器电功率的关系，培养学生的观察能力和分析、概括能力.

三、德育目标

1.通过联系生活实际，培养学生实事求是的科学态度.

2.通过教学活动，渗透理论联系实际的思想.

●教学重点

电功率和用电器的额定功率.

●教学难点

正确理解电功率和电功的区别与联系.

●教学方法

演示法、观察法、讨论法.

●教具准备

1.电灯（功率差别较大）两只、灯座（与灯泡配合使用）、按钮开关、导线若干、插头、绝缘胶布、电能表（尽量选用转数大的）等.

因为要用220V电压做演示，所以必须注意安全，最好用已连接好导线和灯座的示教板.

2.手摇发电机、小灯泡、导线等.

●课时安排

1课时

●教学过程

一、引入新课

［师］我们在上节课学过电能表后，同学们一定观察了同学家或自己家的电能表.是不是可以把观察的结果和大家交流一下呢？

［生］电能表有时候转得快，有时候转得就比较慢.

［生］一般是晚上转得快一些，白天转得较慢.

［生］有时候白天转得也很快，中午用电饭锅做饭时，就比晚上只开一盏灯转得快.

［生］电能表转得快慢和用电器的多少及用电器的种类有关系.

［师］现在我们可以通过实验来求证他们观察的准不准.

二、进行新课

1.什么是电功率

［演示］不同的灯泡接入电路中，电能表转动的情况.

（考虑到操作的安全性，不建议学生操作，教师可提醒学生，电能表连接时应串联在电源上）

（1）先将15W的电灯接入电路，合上开关，灯发光，同学们观察电能表转动情况.

（2）将15W的灯泡取下，换上100W的灯重复第一步实验.同学们观察并比较两次转动快慢情况.

［生］电能表第二次比第一次转动得快.灯也是第二次比第一次亮.

（3）将两只灯泡并联接入电路，合上开关，两灯均亮.再观察电能表的转动情况，并和前两次做比较.

［生］第三次电能表转动得比第二次还快.

［师］（断开电源，取下两只灯泡）同学们再观察这两只灯泡，有什么发现？

.

［生］两只灯泡不一样，一只上标着“220V，15W”，另一只灯泡上标着“220V，

100W”.

［师］通过我们的实验证明了同学们在课后的观察非常准确.（我们大家一起来祝贺一下）希望同学们以后不仅要认真观察，还要勤于思考.

我们已经能准确地观察电能表转动的快慢了.还记得电能表有什么作用？

接入电路的目的是什么吗？

［生］电能表是用来测量用电器消耗电能的多少的.

［师］电能表转得快说明了什么？

转得慢又说明了什么呢？

［生］转得快说明用电器用的电多，消耗的电能多.

［师］大家同意这种说法吗？

（同学们思考、讨论.教师注意引导）刚才的实验中，同学们注意到第一盏灯亮时电能表比第二盏灯亮时转得慢.假如电能表在第一盏灯亮时，1min转10圈；在第二盏灯亮时，1min能转20圈.

［问］第一盏灯工作4min，电能表转几圈？

［生］1min转10圈，4min40圈.

［师］如果是第二盏灯工作2min，电能表转几圈？

［生］电能表也是转过40圈.

［生］都转40圈时，消耗的电能一样多.

（学生充分讨论、思考）

［生］消耗一样多的电能.第一盏灯用4min第二盏灯用了2min，说明消耗电能的快慢不一样.

［生］不能说“电能表转动越快；用电器消耗电能越多”，而是电能表转动得越快，用电器消耗电能越快；电能表转盘转动得越慢，用电器消耗电能越慢.

［师］同学们分析得非常有理.原来电能表铝盘转动的快慢不同，表示了用电器消耗电能的快慢不同.

请同学们看书，了解在物理学中用什么物理量来表示消耗电能的快慢.

［生］物理学中用“电功率（electricpower）”表示消耗电能的快慢，符号是“P”,单位是“瓦特”，简称“瓦”，单位符号是“W”.

［生］

还有一个更大的单位是千瓦（kW）.

1kW=103W

［师］

谁还记得上节课“电功”中，功是用什么表示的？

［生］

功通常用字母“W”表示.

［师］

两个“W”意思一样吗？

［生］

两个“W”不一样.表示功的W是“Work”，是功这个物理量的符号，而刚学的W指的是“Watt”，是电功率的单位.

［师］在物理学中，每一个物理量都有自己的表示符号，每一个物理量的单位也有其单位符号，同学们要根据给出的英文名称注意区分.

请同学们观察P33“小数据”.你能告诉大家一些什么信息呢？

［生］这些都是家用电器的电功率，但有的不用接入家庭电路使用，装电池就行.

［生］空调的电功率较大，电扇的电功率较小，空调工作时，肯定比电风扇工作时电能表转得快.

…

［师］能不能说空调比电风扇消耗得能量多？

［生］不能，还要看工作时间的长短.

［师］老师还要补充一点，从空调到电扇这些家用电器都是在家庭电路中使用的，家庭电路的电压大家一定记得（学生答：

220V），也就是说这些家电的额定电压是220V，列出的这些数据是家电在额定电压下工作时的电功率，叫做额定功率.不论是在家用电器还是工农业生产上的用电器，说明书或铭牌上都会标注用电器的电压值和电功率的值，那些就是用电器的额定电压和额定功率值.

同学们再来观察我们刚才实验用的两只灯泡的铭牌，说说你的理解.

［生］“220V，15W”指的是电灯的额定工作电压是220V，额定功率是15W.

［生］“220V，100W”说明这只灯泡额定电压是220V，额定功率是100W.

［师］谁能说明我们演示实验中哪只灯是第一次接入电路的？

哪一只是第二次接入电路的？

为什么？

［生］“15W”的灯是第一次接入电路的，“100W”的灯是第二次被接入电路的.因为第一次电能表转盘转得较慢，电功率小，第二次电功率大.

［师］谁能用电功率符号表示灯的电功率？

［生］板演P=15WP=100W.

［师］通过大家的努力，同学们已明白电功率是表示电流做功快慢的物理量，接着请大家来做判断.

［投影］

例1：

电流通过电扇工作1min，消耗的电能是2400J；电流通过洗衣机工作1min时消耗的电能是6000J；电流通过哪个用电器时电流做的功多？

电流通过哪个用电器时做功快？

为什么？

例2：

上题中，如果电风扇和洗衣机都消耗4000J的电能.电风扇要工作100s，洗衣机工作40s，哪台电器功率大？

为什么？

例3：

某台电风扇和洗衣机，电风扇通电工作半小时，电流做功72000J；洗衣机通电工作2min，电流做功12000J.问：

哪台电器消耗的电能多？

哪台电器的功率较大？

为什么？

学生思考后回答（可以分组，每组思考一题）

［生］第一题，洗衣机消耗电能6000J，电扇消耗电能2400J，所以电流通过洗衣机时，做的功多.又因为它们的工作时间相同，做功多的肯定做功快，所以洗衣机做功快.

［生］第二题，洗衣机的功率大.因为洗衣机和电扇消耗相同的电能，洗衣机用的时间短.

［生］第三题，因为电风扇工作时电流做功是72000J，而洗衣机只有12000J，所以电风扇消耗的电能多.

［师］哪台电器的功率大呢？

（引导同学们思考：

时间相同时，可以比较谁消耗能量多；消耗能量相同时，可以比较谁用的时间短；时间和消耗能量都不相同时，该怎么办呢？

）

［生］可以算电风扇2min消耗的电能，或者求洗衣机半小时消耗的电能.

［生］也可以看看洗衣机如果消耗72000J电能用多少时间或者看电扇消耗12000J电能用多长时间.

［生］还能比较它们各自工作1min消耗的电能.

［师］同学们能否计算它们各自工作1s消耗的电能呢？

全体同学计算，请一名同学板演.

电风扇每秒消耗的电能：

=40J/s

洗衣机每秒消耗的电能：

=100J/s

洗衣机的功率大.

［师］同学们想出的办法都很好，都可以比较出功率的大小.只是为了大家互相交流、沟通方便，我们统一用“用电器1s内消耗的电能”来表示用电器的功率.

同学们把你刚才计算时的数字用表示它意义的符号代替.（学生板演）

=PP=

这就是功率的定义式.一定要注意各符号的意义及单位.

W——电流做的功（消耗的电能）——焦耳（J）

t——消耗这些电能所用时间——秒（s）

P——用电器的功率——瓦特（W）

公式在使用过程中单位要统一，只有用电器在1s内消耗的电能是1J时，其电功率才是1W.（1W=1J/s）

［投影］

例4：

某用电器20min消耗的电能是1kW·h.此用电器的功率是多少？

解:

t=20min=1200s

W=1kW·h=3.6×106J

所以P=

=

=3×103W=3kW

2.“kW时”的来历

［师］请同学们看书P34，了解“kW·h”的来历，说说自己的理解.

［生］功率的单位还可以用千瓦（kW），如果时间的单位取小时（h），由公式P=

变形后得到W=Pt，这时电功W的单位就是“kW·h”.

［生］1kW·h就是功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能.

［投影］

例5：

某电视机的电功率是250W，每天使用3h.一个月用电多少kW·h？

（按30天计算）如果时间单位用秒，1个月电能消耗多少焦耳？

（鼓励同学们灵活应用不同的方法板演）

解:

P=250W=0.25kW

t=3h×30=90h=3.24×105s

由P=

得W=Pt

所以一个月内消耗电能是

W=Pt=0.25kW×90h=22.5kW·h=8.1×107J

或W=Pt=250W×3.24×105s=8.1×107J=22.5kW·h

［强调］kW和kW·h是两个不同的物理量的单位，一定要注意区分.

［想想议议］

［师］请同学们分析这位记者错在何处，你能不能给他一个建议.

［生］“kW·h”是电能的单位，“W”和“kW”是电功率的单位，这位记者把电功率和电能混淆了.

［生］他可以说：

节约的电能可以使10000个这样的电吹风同时工作1h.

…

［师］类似这位记者的例子，同学们肯定不是第一次碰到.当时你们也许想过他们说得怎么和我学过的不一样啊，可是人家是电台、报纸或是老师家长，他们都该是正确的.通过今天的这个例子，希望大家在今后再有这种情况时，能像今天一样认真分析、思考、不迷信、不盲目崇拜，能应用自己掌握的知识，实事求是地处理问题.

3.怎样测量电功率

［师］同学们已经掌握了电能、电功率的知识，了解了它们之间的区别和联系，在上节课中也已经知道用电能表可以来测量用电器消耗电能的多少.电功率能不能测，该如何测呢？

［生］是不是有“功率表”，可以用功率表来测.