2020年秋北师版九年级物理第十三章第1节　电能和电功 同步导学案

第1节　电能和电功
教学重难点
重点：掌握电功的概念、公式及公式的变形。
难点：影响电功大小的因素及综合运用学过的知识进行简单的电功计算。
课前准备
教师准备：学生电源、开关、导线、小灯泡、小电动机、“热得快”、电压表、电流表、滑动变阻器、重物、刻度尺、停表。
学生准备：预习本节内容。
导学达标
近期，我们一直在学习电学知识，但说到电，其实，我们最熟悉的还是家庭用电和每月要交多少电费。请同学们讨论并回答下面问题。
知识点一　电能和电功
【教材助学】
1．电流做的功称为________。电流做了多少功，就有多少转化为其他形式的能。电功用________表示。
2．电流所做的功跟________、________和________成正比。电功等于________、________和________的乘积。公式为________。其中U表示电压，单位V，I表示电流，单位A，t表示通电时间，单位s，电功的单位________。
【合作解疑】
任务一　认识电能和电功
1．电能和电功的概念。
阅读教材第101页“观察与思考”，回答下面的问题。
电流通过起重机，提高货物做功，将电能转化为________；电流通过电炉，将电能转化为________；电流通过电动机，将电能转化为________；
电流通过电灯，将电能转化为________、________；给蓄电池充电，将电能转化为________。
小结：(1)电流是可以做功的。
(2)电功——电流所做的功。
(3)电流做功的实质：________________。
2．实验探究：电功的大小与哪些因素有关？
(1)猜想：电流做功和哪些因素有关？
(由学生猜想并尝试回答)
(2)阅读教材第102页“实验探究”的内容，思考下列问题。
①该实验采用什么方法进行探究？
②请说出该实验中电流做功的过程。
电流对电动机做功，电动机又对________做功。
3．该实验中是怎么比较电流做功多少的？
学生思考并尝试回答：我们可以近似地看作电流对电动机做的功等于电动机对重物做的功，即等于Gh。因此，从h变化的多少可定性地知道电流做功的多少。
演示：第102页图13－2所示的电学实验。
学生观察实验，并回答下面的问题。
实验说明：(1)t、U相等时，I越大，W越________；
(2)t相等时，I、U越大，W越________；
(3)生活经验告诉我们：U、I相等时，通电时间越长，灯泡消耗电能越多，电流做功越________。
实验总结：电流做功的多少跟________、________、________都有关系。
小结：影响电功的因素：电流所做的功跟电压、电流和通电时间成________比。
4．电功的计算。
学生阅读教材第103页，回答后面的问题。
电功公式为：________，
W的国际单位：________U、I、t的单位分别是：伏(V)、安(A)、秒(s)，电功的常用单位为________。
【教师点拨】
1．电功的概念。
电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，或消耗了多少电能。
电功单位：国际单位：焦耳(J)
常用单位：千瓦时(kW·h)
关系：1kW·h＝3.6×106J
电功的计算公式：W＝UIt。
电压U——伏(V)　　电流I——安(A)
时间t——秒(s)　　电功W——焦(J)
1焦＝1伏·安·秒。
2．电能的概念。
电能是指电以各种形式做功(即产生能量)的能力。电能的单位是“度”，它的学名叫作千瓦时，符号是kW·h。
【拓展延伸】
1．电功与电压、电流和时间三个量有关，可用控制变量法探索电功与这三个量的关系。
2．电功计算：
(1)W＝UQ电。电能也是一种能量，而这种能量的实施者就是电荷，电荷量就是这种能量在一段时间内从A点到B点所有参与做功的实行者，每个电荷从A点到B点做的功就是电压，两者相乘就是AB的电功，就是消耗的电能。
(2)W＝UIt(要注意公式中各量应对同一电路取值并且要统一单位，这也是容易忽视的细节)。
(3)W＝Pt(W是电功、P是电功率、t是时间)。
(4)推导公式：由I＝得W＝I2Rt＝(纯电阻电路)；在串联电路中W1∶W2＝R1∶R2；在并联电路中W1∶W2＝R2∶R1。
知识点二　电能表
【教材助学】
电能表又称________，是测量用电器利用了多少________的仪表，也就是电流通过用电器所做的功，读数规则：一段时间内消耗的电能等于这段时间________和________时电能表计数器所显示的数字之差，电能表的计量单位是________，符号是________，日常生活中称为________，1kW·h＝________J。
【合作解疑】
任务二　认识电能表
学生阅读教材第103～104页，回答下列问题。
1．家里用的电能的多少不同，收取的电费不同，怎样判断你家里消耗电能的多少？
2．电能表的单位是________，符号是________，我们日常说的“________”也是电能的单位。它们与电能的国际单位焦耳之间的换算关系为________。
3．观察电能表，讨论电能表上的符号及数据的意义，回答下列问题：
(1)电能表的参数。
参数
意义
电能表
kW·h
220V
10A
(20A)
50Hz
3
000r/kW·h
　　(2)电能表的读数。
①新电能表的示数应该是________，表盘最后一位是________位。
②陈鸣一家今年一月新安装了电能表，如图所示，九月初的读数为________，九月末的读数为________，从安装本电能表到九月初，她家共用了________的电能。从安装上到九月末她家共用了________的电能。九月份她家共用了________电能。
③电能表的作用：测量用电器在一段时间内所消耗________的仪表。
一段时间内的用电度数等于电能表上先后两次示数之差。
【教师点拨】
专门用来计量某一时间段电能累计值的仪表叫作电能表，俗称电度表。
铭牌和
意义
“220
V”是说这个电能表应该在220
V的电路中使用；“10(20)A”是说这个电能表的基本电流是10
A，额定最大电流是20A；“50Hz”是说这个电能表在50Hz的交流电路中使用；“600revs/kW·h”是说接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转
读数
方法
电能表前后两次的示数之差就是用电器在对应的这段时间内消耗的电能
种类
除了目前使用较普遍的机械式电能表之外，常用的还有IC卡电能表(读数是由液晶板显示的)
　　【拓展延伸】
1．利用电能表计算电功。
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功或消耗的电能。在计算时通常有两种方法：
(1)先根据每kW·h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能。
(2)由于电能表的转盘的转数与电流做的功(或消耗的电能)成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
2．两种新型电能表。
(1)IC卡电能表，高精度、高可靠性的电子式电能表。具有计量准确、精度稳定、安全保密、性能可靠、功能齐全、功耗较低、操作简单等优点，是我国改革用电体制、实现用电商品化的理想产品。用户用IC卡去售电单位买电，然后插入电能表，电能表读取卡中已购买的电能，一旦用完所购电能度数，电能表将自动切断电路，这时需要再到售电单位为IC卡充值，重新插入电能表。
(2)电子式单相电能表。采用专用大规模数字集成电路，具有性能稳定、可靠性高、功耗低、寿命长、体积小、重量轻、精确度高、稳定性好等特点，电子式单相电能表有一个重要参数imp/(kW·
h)
，它表示用电1kW·h耗电指示灯闪烁的次数，如3200
imp/(kW·h)，表示每消耗1kW·h的电能，耗电指示灯闪烁3200次。