人教版物理九年级全册 第18章第1节 电能 电功（教案）

第十八章 电功率
电功和电功率是中学物理教学中的重点和难点，具有综合性强、定量规律多、探究内容多等特点.本章内容包括电功和电能、电功的测量、电功率、测量小灯泡的功率、电流的热效应等内容，是在学生掌握了电流、电压、电阻、欧姆定律等内容和学会使用电流表、电压表、滑动变阻器的基础上学习的.
本章共分4节：
1.第1节“电能电功”，本节先从生活中的微波炉、电风扇、白炽灯等消耗电能的事例来引入电能、电功的概念，并讲述了电能生产和应用中的能量转化情况；然后引导学生通过实验探究电流做功与哪些因素有关，帮助学生掌握电功的计算公式W=UIt的运用；最后介绍电能表的使用及其相关计算.
2.第2节“电功率”，本节首先通过实验观察电能表铝盘转动的快慢，比较不同用电器的电流做功的快慢，从而引入电功率的概念；然后根据电功率的定义，推导出电功率的计算公式P=W/t=UI=I2R=U2/R，最后通过用电器的铭牌，让学生体会额定功率与实际功率的区别和联系.
3.第3节“测量小灯泡的电功率”，本节内容是一个纯粹而完整的实验探究.在进行实验前要求学生掌握用伏安法测定小灯泡电功率的原理P=UI，要求学生会自己设计实验电路、选用实验器材、设计实验记录表格、有序地进行实验、读取数据、计算小灯泡的电功率.
4.第4节“焦耳定律”，本节从能量转化的角度提出用电器为什么会发热，从而引入电流的热效应的概念，并且展开了研究.本节内容可以分为两部分：第一部分通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关，进而学习焦耳定律；第二部分学习电流的热效应在科研、生产、生活中广泛应用的实例.
【教学目标】
1.在知识与技能方面：①知道电功的公式（W=UIt）及单位，能正确使用电能表测电功.②知道电功率的物理意义、公式（P=W/t=UI=I2R=U2/R），并能进行简单计算；能理解和区分用电器的额定功率和实际功率.③知道用伏安法测定小灯泡电功率的原理，知道如何测定小灯泡的额定功率和实际功率.④知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定量关系；知道生活、生产中电流热效应的应用和防止.
2.在过程与方法方面：①通过实验探究电流做功与哪些因素有关，培养学生的科学探究能力，并体会等效替代的思想.②通过实验让学生体会额定功率与实际功率，培养学生的观察能力，体会比较和类比的科学方法.③通过实验，培养学生设计实验能力、实验操作能力、分析处理数据能力.
3.在情感、态度和价值观方面：通过讨论和交流，培养合作学习的意识和态度；通过评估交流，培养学生的创新精神；通过实验过程，培养学生精益求精的实验态度和尊重事实、探求真理的科学态度.
第1节 电能 电功
【教学目标】
一、知识与技能
1.了解电能的各种来源与应用；
2.知道电能及电功的单位；
3.学会使用家庭电能表，能利用电能表做简单的计算.
二、过程与方法
1.通过学习电能表，培养学生观察、分析问题的综合能力；
2.通过应用电能表，培养学生用理论知识解决简单实际问题的能力.
三、情感、态度与价值观
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】
从电能的各种来源与各种应用来学习电能，电能表的使用.
【教学难点】
电能的单位、电功的概念，能利用电能表做简单的计算.
【教具准备】
电能表、电池、开关、若干导线、电动玩具车、多媒体课件等.
【教学课时】
1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 上两章我们学习了电压、电阻和欧姆定律，现在的生活已经越来越离不开电了，这些电是从哪里来的？它是否也具有能量？下面我们看一段视频，了解一下这方面的知识.
教师用多媒体播放视频：介绍各种各样的发电设施，进一步激发同学们的学习兴趣，引入电功和电能的课题.
【进行新课】
知识点1 电能
1.电能的生产和应用
教师结合生活实际，引导学生谈谈电在生活中充当一个什么角色，在电能的应用过程中有怎样的能量变化.
生1：电可以让灯泡发光，电能通过灯泡转化成了光能.
生2：电能还能转变成热能，如电饭锅、电炉、电热水器……
（教师演示实验：给电动玩具车装上电池，合上开关，电动玩具车会运动起来.）
生3：这是电能转化成机械能.
师同学们回答得很对，电能可以转化成我们需要的能量，如热能、机械能、化学能等.反过来人们也可以把许多形式的能转化成电能.下面我们就一起来学习各种能量与电能间的转化.
教师用多媒体播放课件“各种能量与电能间的转化情况”的图片（如下图），并结合实际例子讲解.
上图中左半部分是其他形式的能转化为电能的过程，其中发电机、电池为电源，所以我们说电源是提供电能的装置.右半部分是电能转化为其他形式能的过程，也就是电能的利用.
例题1（多媒体展示）现代生活离不开电，因为电能可以极为方便地转化为其他形式的能.观察商场里的用电器，按下列要求各填一种用电器的名称.
（1）电能转化为声能、光能的用电器： ；
（2）电能转化为热能的用电器： ；
（3）电能转化为机械能的用电器： ；
（4）电能转化为声能的用电器： .
解析：电能转化为声能、光能的过程，对应的家用电器的特征是发声、发光，电视机符合这种特点；电能转化为热能的过程，对应的家用电器的特征是发热，电热毯符合这种特点；电能转化为机械能的过程，对应的家用电器的特征是转动或运动，洗衣机符合这种特点；电能转化为声能的过程，对应的家用电器的特征是发声，收音机符合这种特点.
答案：（1）电视机（2）电热毯（3）洗衣机（4）收音机
教师总结：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.
板书：
在现代社会中，电能来源广泛、应用方便.
2.电能的单位
师请同学们思考你家一个月消耗多少电能？电能的单位是什么？
生：听爸爸说过这个月用了180“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）.物理学中更常用的电能单位是焦耳（J）.
板书：
1度=1千瓦时（kW·h）=3.6×106焦耳（J）
教师总结1度（1千瓦时）电的作用：可以使电炉炼钢约1.6kg；采掘原煤约100kg；洗衣机工作约2.7h;电车行驶约0.85km；灌溉农田约330m2；电脑工作约5h.
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
知识点2 电能的计量——电能表
师 电能的大小可以用专门的测量工具——电能表来测量.
教师出示电能表的实物，介绍其大致的外形、表盘上各量的含义及在电路中的接法.（可用多媒体展示）
电能表(多媒体课件)
1.数字盘上一共有五位数字，但最后一位是在红色框里的，它和前面四位数字不一样，红框表示小数点，红框里面的数是小数点后面的数.
2.读数方法：一段时间内电能表的计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用去的电能.
3.表盘上各个数字符号的含义：
（1）“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.
（2）“10（20）A”指这个电能表的标定电流为10安培，额定最大电流为20安培.持续（长时间）使用时电路中的电流应不大于10安培.短时间使用时电流允许大一些，但不能超过20安培，否则会烧坏电能表.
（3）“600revs/kW·h”指电能表转过600转时，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h.
4.通过电能表求用电器消耗电能的方法：
方法一 观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是所求的电能值.
方法二 测出一定时间内电能表上转盘的转数，再算出电能值.此种方法的关键是要明确电能表铭牌数据的含义，求出电能表转1转时消耗的电能值.例如，“3000r/kW·h”的含义是，接在电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过3000转.故其转1转时消耗的电能为：
1kW·h/3000=1/3000kW·h=1.2×103J
例题2教师用多媒体展示练习册中对应题目，并针对性地讲解.
解析：电能表表盘上的示数单位是kW·h，把电能表接入电路中，电能表计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内的用电量.计算时需注意，读数的最右一位为小数，所以该家庭本月用电量为9695.9kW·h-9558.7kW·h=137.2kW·h=137.2×3.6×106J=4.9×108J，电费为0.60元/（kW·h）×137.2kW·h=82.3元.
答案：137.2 4.9×108 82.3
例题4（多媒体展示）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、3000revs/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）若甲同学家单独让一用电器工作一段时间，他家电表转了20圈，则消耗了多少电能？
学生讨论、演算，教师请三名同学上台板书，分别计算（1）、（2）、（3）问.
解：（1）三位同学家用电器消耗1度电，电能表转过的圈数分别是600转、1200转、3000转.（2）电能表转过一圈，用电器消耗的电能分别是：
甲：1kW·h/600=1/600×3.6×106J=6000J
乙：1kW·h/1200=1/1200×3.6×106J=3000J
丙：1kW·h/3000=1/3000×3.6×106J=1200J
（3）甲同学家电表转过20圈，消耗的电能为：20/600×3.6×106J=1.2×105J
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.现在请同学们打开教材P89页了解另外一种电能表——IC卡电能表.
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.IC卡中的金额用完后，电能表便自动切断电源，能完全杜绝少数人光用电不愿意交电费的现象.
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
知识点3 电功
师 人们利用电能的过程，就是电能转化成其他形式能的过程，有时也用电功W（即电流做的功）来表示.因此，我们说消耗了多少电能，就有多少电能转化为其他形式的能，或者说电流做了多少功.（电功的单位和电能一样，是焦耳）
教师总结：
实验证明，用电器消耗的电能（做的功）跟它的通电时间、通过它的电流和它两端的电压成正比，可以用公式表示为W=UIt.
教师用多媒体播放课件“电功的计算公式”，并讲解.
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
【教师结束语】
这节课我们学习了电能，认识到电能是连结其他形式能的纽带，电能的单位是“度”即千瓦时，国际单位制中电能的单位是焦耳，简称焦；它们的换算关系为1度=1千瓦时（kW·h）=3.6×106焦耳（J）；电功是电能转化为其他形式能的过程，它的单位与电能的单位是一致的；电能的大小用电能表来测量，电能表上的一些符号表示的含义我们要搞清楚，这对正确使用电能的用途很大.
课后作业
完成本课时对应课后练习.
1.由于这是一章的开始，许多知识没办法说明理由，只能先硬性地记住就可以了，如电能的单位为什么是“度”，它又为什么叫千瓦时等有待于我们以后通过学习解决，在此不必为了这样的问题而做过多解释.
2.电能的概念学生有一定的实际基础，引起学生兴趣的地方也就在这里，所以关于能的转化问题是激发学生兴趣、调动他们积极性的关键.
3.本节教材中并未出现电能的计算公式，学生可能会提出这样或那样的问题，可以给学生留下思考的空间：例如不同的用电器工作时消耗电能的多少与哪些因素有关？这样为后面的学习奠定基础.