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人教版物理九年级下册第十八章第2节电功率教学详案教案

2024-01-02 17:45
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人教版九年级全册第2节电功率精品教学设计

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这是一份人教版九年级全册第2节电功率精品教学设计，共12页。教案主要包含了知识与技能，过程与方法，情感、态度与价值观，讨论交流，学生活动，归纳总结，教师点拨，想想议议等内容，欢迎下载使用。

第2节电功率

设计说明

“电功率”这一节主要是让学生知道电功率的定义、单位、物理意义，并能利用公式进行相关计算，能区分额定电压、额定功率和实际电压、实际功率，知道千瓦时和焦耳的换算关系。教学时可通过比较24 W的灯泡和500 W的电吹风机工作时电能表铝盘转动快慢不同，引入电流做功有快有慢，并使学生明确电功率是反映用电器消耗电能快慢的物理量。由于学生在八年级已经学习了两个描述快慢的物理量——速度和功率，因此，在它们的基础上，电功率的概念可采用类比的方法，从电流做功的角度引入，这样既简捷明了，又比较容易接受。然后通过电功的公式推导出电功率的常用公式P=UI，利用电功率的定义公式的变形式W=Pt理解千瓦时的物理意义也就容易多了。

对于额定电压和额定功率部分，可利用演示实验使学生认识到实际电压不同，实际功率不同，额定功率和实际功率是两个不同的概念，然后通过例题讲解和练习加深对额定功率和实际功率的理解。

教学过程可分为四个阶段：第一阶段认识电功率的概念；第二阶段明确千瓦时的来历；第三阶段通过实验认识额定电压和额定功率，理解实际功率和额定功率的区别；第四阶段认识电功率的测量方法。

教学目标

【知识与技能】

1.能说出电功率的物理意义、定义和单位，能利用电功率公式进行相关的计算；

2.能说出千瓦时的来历，知道千瓦时和焦耳之间的换算关系；

3.理解和区分用电器的额定功率和实际功率。

【过程与方法】

通过体验电能表铝质圆盘转动快慢跟用电器电功率的关系，培养学生分析、概括能力。

【情感、态度与价值观】

通过动手探究，激发学生的学习兴趣，培养他们善于思考、勤于动手的学习习惯。

重点难点

教学重点

电功率概念的掌握。

教学难点

1.额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别；

2.灵活应用学过的知识解决简单的电功率问题。

教学方法

实验探究、观察、讨论和分析相结合的教学方法。

教具、学具

多媒体课件、灯泡、电吹风机、电源、开关、滑动变阻器、导线等。

授课时数

1课时

教学过程

回顾思考

1.电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗　　　　的仪表。表盘上的“220 V”表示　　　　　　　　；“600 revs/(kW·h)”表示　　　　　　　　。

2.电功的公式为　　　　，国际单位制中的单位是　　　　，常用单位是　　　　，它们之间的换算关系是　　　　。

3.力学中功率的定义是　　　　，公式为　　　　，单位是　　　。

4.欧姆定律的表达式为　　　　，利用此公式解决问题时注意I、U、R的“同一性”和“同时性”。

导入新课

问题导入

观察电能表，常常可以发现：表上的铝盘在使用一只节能灯时转得慢，在使用电热水器时转得快。说明铝盘转动的快慢与用电器的种类有关！这两种用电器有什么不同？

下面我们来看它们的铭牌。

$C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\教案\张惠\zha图png\zh3.tif$ $C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\教案\张惠\zha图png\zha4.png$

节能灯电热水器

节能灯上的“24 W”和电热水器上的“2 200 W”的字样是什么意思?

实验导入

实验演示1：教师把15 W和100 W的两灯泡并联接入照明电路中，学生观察灯泡亮度后，思考讨论下面两个问题：

(1)在相同的时间内，哪个灯泡消耗的电能多？为什么？

(2)在相同的时间内，哪个灯泡电流做的功多？哪个灯泡电流做功快？说出理由。

学生讨论回答。

教师补充总结如下：100 W的灯泡更亮，表明在相同时间内，消耗的电能多，转化成的光能多，电流做的功就多，因为做功时间相同，100 W的灯泡电流做功多，说明该灯泡电流做功快。

实验演示2：在电能表后分别将15 W和100 W的灯泡接在电路中。观察灯泡的亮度和观察电能表铝盘转动的快慢。观察发现接入100 W的灯泡时，灯泡较亮，且电能表铝盘转得快。

同是灯泡，为什么有的消耗电能快，有的消耗电能慢呢？为了描述用电器消耗电能的这种差别，我们引入新的物理量——电功率。

讲授新课

一、电功率

活动1：分别把一只24W节能灯和500W的电吹风机接在同一电路中，比较电能表铝盘转动的快慢。

实验现象：电能表第二次比第一次转动得快。

师：电能表转盘转得快说明了什么？转得慢又说明了什么？

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？

生：通过实验可得出，在相等的时间内，铝盘转过的圈数不同，铝盘转过的圈数反映了消耗电能的多少，而在相同的时间内铝盘转过的圈数反映了消耗电能的快慢。故不能说“电能表转盘转动越快，用电器消耗电能越多”，而是电能表转盘转动得越快，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道理，电能表转盘转动的快慢不同，表示了用电器消耗电能的快慢不同。在物理学中，用电功率表示消耗电能的快慢，符号是“”，国际单位是“瓦特”，简称“瓦”，单位符号是“”；常用单位：千瓦（）,换算关系：。

活动2：出示多媒体课件

1.电流通过电风扇工作1 min，消耗的电能是2 400 J；电流通过洗衣机工作

1 min时消耗的电能是6 000 J。哪台用电器消耗电能多？哪台用电器消耗电能快？为什么？

2.上题中，如果电风扇和洗衣机都消耗4 000 J的电能，电风扇要工作100 s，洗衣机工作40 s，哪台用电器功率大？为什么？

3.某台电风扇和洗衣机，电风扇通电工作半小时，消耗电能72 000 J；洗衣机通电工作2 min，消耗电能12 000 J。问：哪台电器消耗的电能多？哪台电器的功率较大？为什么？

【讨论交流】1.洗衣机消耗电能6 000 J，电风扇消耗电能2 400 J，所以电流通过洗衣机时，消耗电能多；它们的工作时间相同，消耗电能多的消耗电能肯定也快，所以洗衣机消耗电能快。

2.洗衣机的功率大。因为洗衣机和电风扇消耗相同的电能，洗衣机用的时间短。

3.因为电风扇工作时电流做功是72 000 J，而洗衣机只有12 000 J，所以电风扇消耗的电能多。

师：那哪台电器的功率大呢？

生：1.可以算电风扇2 min消耗的电能，或者求洗衣机半小时消耗的电能。

2.也可以看看洗衣机如果消耗72 000 J电能用多少时间或者看电风扇消耗

12 000 J电能用多长时间。

3.还能比较它们各自工作1 min消耗的电能。

【学生活动】全体学生计算它们各自工作1 s消耗的电能。并请一名学生板演。电风扇每秒消耗的电能，洗衣机每秒消耗的电能。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1 s内消耗的电能”来表示用电器的功率。

【归纳总结】

1.定义：在物理学中，把电功与时间之比叫做电功率。

2.公式：。

3.单位：瓦（W）常用单位：千瓦（kW）

4.物理意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量。

【教师点拨】这就是电功率的定义式，一定要注意各符号的意义及单位：

——消耗的电能(电流做的功)——焦耳(J)

——消耗这些电能所用时间——秒(s)

——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。()

师：我们上一节学习的电功的计算公式是什么？

生：W=UIt。

师：本节课我们又学习了电功率的定义式，将电功的公式代入会得出什么？

(引导学生推导电功率的另一个公式：P=UI)

学生进行推导：P===UI。

$C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\教案\张惠\教案九下RJ\图\7.png$

例题讲解：(学生先练习，若有问题，教师补充讲解)

例1 如图所示，手电筒中的电流为0.5 A，电源为三节干电池，则该手电筒小灯泡的功率最接近(　　)

　　A.0.25 W B.0.75 W C.2.25 W D.9.00 W

解析：一节干电池的电压为1.5 V，

则三节干电池的电压为4.5 V，

故手电筒小灯泡的功率

P=UI=4.5 V×0.5 A=2.25 W。　　

答案：C

注意：解题时要注意题目的隐含条件：一节干电池的电压是1.5 V。

例2 某用电器20 min消耗的电能是。此用电器的功率是多少？

解：，，

所以。

【思考】请同学们思考“”的来历，说说自己的理解。

二、“千瓦时”的来历

师：公式P= 中，当知道P、W、t中任意两个时，可以求出另一个。如何计算电功W和时间t？

生：W=Pt，t=。

师：在利用公式进行计算时，W、P、t有两套单位，若P的单位用kW，t的单位用h，则得出的电功W的单位是kW·h；若P的单位用W，t的单位用s，则得出的电功W的单位是J。这两套单位要配套使用，不能分开使用。

师：现在我们可以根据公式W=Pt知道“千瓦时”的来历了。1 kW·h表示电功率为1 kW的用电器工作1 h所消耗的电能。则由公式W=Pt=1 kW·h=1 kW×1 h=

1 000 W×3 600 J。

【讨论交流】如何来节约电能？根据W=Pt这个计算公式，请同学们交流一下：如何才能节约电能(减小电功W的值)？

生：减小用电器的电功率或减少通电时间。

例题讲解：(学生先练习，若有问题，教师补充讲解)

例3　某电视机的电功率是 150 W，每天使用 3 h，一个月用电多少千瓦时? （按 30 天计算）

解：P =150 W =0.15 kW

　　t=3 h×30 =90 h

　　一个月内消耗的电能是

　　W=Pt =0.15 kW×90 h=13.5 kW·h

答：一个月用电 13.5 kW · h。

例4　有些家庭的电视机在不观看时没有切断电源，仍然处于待机状态。若电视机待机功率为10 W,一天待机20 h，则一天内待机消耗的电能为　　　　kW·h,

30天电视机待机消耗的电能可供一盏25 W的电灯正常工作　　　　h。

解析：根据电功率公式，电视机待机一天消耗的电能

kW×20 h=0.2 kW·h，

30天电视机消耗的电能为

0.2 kW·h×30=6 kW·h,

这些电能可供25 W的电灯正常工作的时间为

t′===240 h。

　　答案：0.2　240

【想想议议】

不同用电器的电功率一般不同，那么，在不同情况下，比如在不同电压下，同一个用电器的功率总是一样的吗?

三、额定电压　额定功率

1.实验探究：在不同的电压下，同一个用电器的电功率是不是一样大？

师：既然100 W的灯泡比15 W的灯泡亮，那么我们可以通过什么办法来比较灯泡的电功率的大小呢？

生：灯泡的亮暗。

师：要测量在不同的电压下，同一盏灯的电功率是不是一样大，需要哪些器材？

生：一个小灯泡、电源、滑动变阻器、电压表、导线、开关。

师：各组看一下自己实验桌上的器材是否齐全，拿起灯泡观察一下灯泡的铭牌。

学生汇报：标有“3.8 V　0.3 A”。

师：各小组讨论一下如何设计实验进行探究。

小组讨论，然后学生汇报。

实验电路：如图所示。

实验步骤：

(1)按顺序连接电路；

(2)闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3.8 V，观察灯泡的发光情况；

(3)再调节滑动变阻器，使电压表的示数为2 V，观察灯泡的发光情况；

(4)再调节滑动变阻器，使电压表的示数为4.5 V，观察灯泡的发光情况。

教师提示：当加在灯泡两端的电压与灯泡上标出的电压值相等时，灯泡正常发光，此时的功率为1.14 W。

学生进行实验。

师：当灯泡两端的电压为2 V时，灯泡发光情况怎样？

生：发光暗淡。

师：这时灯泡的电功率比1.14 W大，还是比1.14 W小？

生：小于1.14 W。

师：当灯泡两端的电压为4.5 V时，灯泡发光情况怎样？

生：发光强烈。

师：这时灯泡的电功率比1.14 W大，还是比1.14 W小？

生：大于1.14 W。

师：三次实验现象所反映的结论是什么？

【教师总结】

一个用电器的电功率不是恒定不变的，用电器实际消耗的电功率随加在它两端的电压的改变而改变。因此对于一个用电器，它的电功率是不确定的。用电器在正常工作时的电压叫做额定电压，用“”表示，用电器在额定电压下消耗的功率叫做额定功率，用“”表示。

2.额定电压额定功率

师：对于一个确定的用电器，它有几个额定电压和额定功率？

生：只有一个，因为像刚才实验中的灯泡只能在3.8 V下才能正常发光。

师：对于一个确定的用电器，要了解它的实际功率大小，必须知道它是在什么电压下工作的。通过刚才的实验，我们还能发现，灯泡的实际功率直接影响灯泡的亮暗。

师：根据刚才的实验现象，分析当实际电压大于、等于或小于额定电压时，实际功率和额定功率间有什么关系？

生：当时，,用电器正常工作；

当时，,用电器不正常工作，且容易被烧坏；

当< 时，< ,用电器不正常工作。

【归纳总结】

额定功率和实际功率区别与联系

		额定功率	实际功率
区别	概念	在额定电压下的功率	在实际电压下的功率
	是否变化	是确定的、唯一的、不随实际工作电压的改变而改变	它是不确定的，随两端所加电压的改变而改变
联系		当用电器两端的实际电压等于额定电压时，用电器的实际功率等于额定功率