物理人教版（2024）第十八章 电功率第2节 电功率教案及反思

这是一份物理人教版（2024）第十八章 电功率第2节 电功率教案及反思，共8页。教案主要包含了师生活动，设计意图，设计实验，进行实验，实验数据，分析与结论等内容，欢迎下载使用。
1．了解电功率的概念和物理意义，知道用电器的额定电压和额定功率，知道电功率的测量方法，能利用电功率的知识解决生活中的实际问题。
2．通过用物理量之比定义新物理量的方法，建立电功率的概念，发展科学思维。
3．通过小灯泡的电功率随电压变化的演示实验，培养观察、分析、处理信息和得出结论的能力。经历额定功率和实际功率的学习过程，养成正确使用用电器的习惯。
教学重点
电功率的定义、公式及单位；额定功率与实际功率的理解。
教学难点
额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别，以及灵活应用所学知识解决简单的电功率相关问题。
教学过程
新课导入
【师生活动】教师展示课件，提出问题：
电风扇利用扇叶的转动吹出了风，扇叶转动是通过电动机从电能转化为机械能而来的。把电风扇调到不同挡位，吹出的风有什么不同？电流通过电动机做功的快慢有什么不同？
学生思考并作答。
【设计意图】从学生熟悉的家庭用电场景切入，通过对问题思考分析和生活体验引发认知冲突，自然提出“电流做功快慢”的核心问题。既贴合学生生活经验，又能精准指向本节课的核心概念，激发学生探究欲望。
新知探究
一、电功率
1．探究电流做功的快慢
【师生活动】教师展示课件，并提问：
在家庭电路中，分别让一盏电灯、一台电吹风机单独工作1 min；消耗电能的多少是否一样？
学生思考并回答。
类比法：回顾速度、时间和路程的关系，分析电流做功快慢跟电能和时间的关系。
教师归纳总结：
相同时间内，消耗电能多的用电器，通过的电流做功较快；当电流做功一样多时，所用时间少的用电器，电流做功较快。
电流做功的快慢，跟电流做功的多少、所用时间的长短有关。
【设计意图】通过类比速度、时间和路程的关系，思考分析电流做功快慢的影响因素，降低抽象概念的理解难度，符合九年级学生“从具体到抽象”的认知规律。
2．电功率
【师生活动】教师展示课件，讲述电功率基本概念和公式、单位等。
（1）物理意义：是表示电流做功快慢的物理量。
（2）定义：电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比。
（3）公式：电功率=电功/时间 P＝W/t
（4）电功率的推导公式:
①由P=W/t W=UIt得P=UI
②由P=UI I=U/R得P=U2/R P=I2R
（5）电功率单位
国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW）
换算关系： 1 kW = 103 W 1 W = 103 mW
①根据P＝W/t，若电功W的单位是焦耳（J），时间t的单位是秒（s），则电功率P的单位是瓦特（W）。1瓦特=1焦耳/秒。
②根据P=UI，若电压U的单位是伏（V），电流I的单位是安（A），则电功率P的单位是瓦特（W）。1瓦特=1伏特·安培。
【设计意图】通过推导定义式，让学生理解公式的本质来源，避免死记硬背；单位讲解结合科学史，兼顾知识传授与情感教育。
3．千瓦时的来历
【师生活动】教师展示课件，介绍千瓦时的含义；
1千瓦时可以看作功率为1千瓦的用电器工作1小时所消耗的电能。
1千瓦时=1千瓦×1小时
提示：千瓦是电功率的单位；千瓦时是电功的单位。
【设计意图】通过对比千瓦和千瓦时的区别，让学生清晰辨别其代表的物理量单位。
4．一些电功率
【师生活动】教师展示课件，介绍一些用电器的电功率。
台灯的电功率约为30 W、笔记本的电功率约为50 W、冰箱的电功率约为100 W、电视机的电功率约为150 W、洗衣机的电功率约为440 W、电饭煲的电功率约为800 W、空调的电功率约为1 330 W。
复兴号CR400动车组的电功率约为1万千瓦，神威太湖之光超级计算机的电功率约为1.5万千瓦。
【设计意图】结合生活实例，一些用电器的电功率介绍，让抽象概念具象化，易于学生理解。落实新课标“科学态度与责任”要求，实现“知识—应用—责任”的转化。
二、额定电压、额定功率
1．实验：探究小灯泡的电功率随电压的变化
【师生活动】教师展示课件，引导学生探究小灯泡的电功率随电压的变化。
【设计实验】
选择一个标有“2.5 V”的小灯泡，与滑动变阻器串联在电路中，通过滑片位置改变小灯泡两端电压的大小，使小灯泡两端的电压分别等于、低于和略高于2.5 V，逐次读取电压表和电流表示数，观察小灯泡的亮度，比较不同电压下小灯泡的电功率。
【进行实验】
（1）根据电路图连接实物电路，闭合开关前，将滑动变阻器阻值调到最大。
（2）闭合开关，将滑片移至适当位置，使电压表示数为2.5 V，读取此时电流表示数，记录在实验表格中；
（3）移动滑片位置，减小电路总电阻，此时小灯泡两端电压小于2.5 V，读取两表示数，记录在表格中；
（4）再次移动滑片，增大电路总电阻，此时小灯泡两端电压大于2.5 V，读取两表示数，记录在表格中。
【实验数据】
【分析与结论】
在不同的电压下，同一个小灯泡的亮度不同，电功率也不一样；小灯泡的电功率随着它两端的电压而改变。
【设计意图】通过设计实验、进行实验、收集数据、分析总结，培养学生对实验操作、数据处理及归纳总结能力。
2．额定电压 额定功率
【师生活动】教师展示课件，解释额定电压和额定功率。
（1）额定电压U额：用电器正常工作时的电压。
（2）额定功率P额：用电器在额定电压下工作时的电功率。
【设计意图】通过额定电压和额定功率的讲解，让学生规范理解物理知识，培养学生物理观念。
3．实际电压 实际功率
【师生活动】教师展示课件，解释实际电压和实际功率。
（1）实际电压U实：实际加在用电器两端的电压。
（2）实际功率P实：用电器在实际电压下工作时的功率。
一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，但可以有多个实际电压和实际功率。
【设计意图】通过实际电压和实际功率的讲解，让学生规范理解物理知识，培养学生物理观念。
4．实际功率与实际电压的关系
【师生活动】教师展示课件，解释用电器两端电压大小对功率大小的影响。
（1）当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时：U实=U额，小灯泡的实际功率等于额定功率：P实=P额；小灯泡正常发光。
（2）当小灯泡两端的实际电压低于额定电压时：U实P额；小灯泡发光偏亮，易被烧坏。
【设计意图】通过实际电压和实际功率的关系梳理，让学生从物理观念角度理解用电器两端电压大小决定实际功率大小，影响用电器是否正常工作。
5．认识理解家用电器的铭牌
【师生活动】教师展示课件，认识家用电器铭牌。
（1）白炽电灯：“220 V”是它的额定电压；“12 W”是该灯泡在额定电压220 V工作时的额定功率。
（2）电热水器：“220 V”是电热水器的额定电压；“3000 W”是电热水器在额定电压220 V工作时的额定功率。
【设计意图】通过认识家用电器铭牌各参数，加强对用电器的正确使用和电功率概念的理解。
三、电功率的测量
【师生活动】教师展示课件，介绍电功率测量的方法。
测电功率有专用的功率表。而在非专业的实验中，应如何测出用电器的电功率？
用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，根据公式P=UI，即可求出小灯泡的电功率。
这种测量方法也叫作伏安法。
【设计意图】通过功率表及伏安法测量电功率大小方法的学习，加强学生对伏安法测量用电器两端电压和流过用电器的电流的实践能力。
四、课堂练习
【师生活动】展示课堂练习，学生思考作答。
1．根据电功率公式P = W/t = UI可知，下列关于电功率的说法中正确的是（ ）
A．电流做功越多，电功率越大
B．电流做功时间越短，电功率越大
C．两端电压大的灯泡，电功率一定大
D．灯泡的电功率大，它两端的电压与通过它的电流的乘积就大
【答案】D
【解析】在A选项中，由公式P = W/t可知，电流做功越快，而不是越多，电功率越大；在B选项中，由公式P = W/t可知，在做功相同的情况下，电流做功时间越短，电功率越大；在C选项中，根据电功率公式P = W/t = UI可知，在电流相同的情况下，两端电压大的灯泡，电功率一定大；在D选项中，根据电功率公式P = W/t = UI可知，电功率在数值上等于电压与电流的乘积，所以灯泡的电功率大，它两端的电压与通过它的电流的乘积就大。故选D。
2．将分别标有“6 V 3 W”和“3 V 1.5 W”字样的甲、乙两只灯泡，并联在电压为3 V的电路中，闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法错误的是（ ）
A．乙灯泡能正常工作
B．甲灯泡的电阻大
C．乙灯泡更亮
D．两灯泡的总功率等于4.5 W
【答案】D
【解析】不考虑温度对灯丝电阻的影响，由P = U2/R，可得甲灯电阻
同理可得乙灯电阻
故甲灯泡的电阻大。
现将两灯并联在电压为3 V的电路中，闭合开关，由并联电路电压规律可得两灯实际功率
因为U = U乙额 = 3 V，所以乙灯正常发光，乙灯实际功率为1.5 W。
乙灯实际功率大于甲灯实际功率，故乙灯泡更亮。
电路总功率
P = P甲实 + P乙实 = 0.75 W + 1.5 W = 2.25 W
故选D。
3．如图是“擦窗机器人”，它的“腹部”有吸盘，当真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，在_______________的作用下“机器人”就被“吸”在玻璃上；若“机器人”的额定功率是100 W，正常使用它10 h消耗的电能是_________kW·h。
【答案】大气压 1
【解析】当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，内部气体压强减小，它在外界大气压的作用下被牢牢吸在光滑玻璃上。“机器人”的额定功率是100 W，正常使用它10 h消耗的电能是W = Pt = 100 × 10-3 kW × 10 h = 1 kW·h。
【设计意图】通过学生对课堂练习的作答与教师的讲解，进一步巩固学生对电功率的理解与应用。
课堂小结