电功和电热教案.doc

初三物理复备教案泰兴市横垛初级中学第十五章电功和电热第1课时 电能表和电功(一)教学目标1、知识与技能（1）知道电能表的用途和读数方法。（2）知道电流可以做功及做功的实质。（3）探究影响电功的因素。（4）知道电功的单位。2、过程与方法（1）学会用控制变量法研究问题。（2）能综合运用学过的知识解决简单的电功计算问题。3、情感、态度与价值观激发学生的探究欲望，让学生体验探究的过程。重点、难点重点：认识电能表，知道影响电功大小的因素，掌握电功的概念、公式。难点：影响电功大小的因素。教学资源电能表、开关、电灯、电池盒各一个，电池四节、阻值不同的电灯两盏，灯座两个，电压表、电流表各两只，滑动变阻器、导线若干。教学设计一、创设情境，导入新课每个月父母都要到农电站交电费，有谁知道家中一个月交电费多少是怎么算出来的吗？二、进行新课(一)电能表1、用途投影出示：某个月你家的电费缴得特别多，说明这个月里你家里消耗的电能 较多 ？问：电能表是用来干什么的呢？电能表的用途：用来测量用户消耗电能多少。2、连接问：你认为电能表应该装在家庭电路的哪个部位。电能表应该装在干路上，即进户线的位置。3、各个参数的含义观察电能表，阅读课本关于电能表参数的内容，投影出示下列问题：(1)220V表示： 。(2)2.5(10)A，2.5A表示：_，10A表示_。(3)常见的电能表有_式和_式两类。(4)3200r/kWh表示_ 3600imp/kWh表示_(5)kWh表示_。(6)电能表如何读数？学生汇报，教师小结：220V表示额定电压。说明：额定电压表示电器设备正常工作时的电压。这里表示电能表在220V的电压下能正常工作。其他一些家用电器的铭牌上大都标有220V，表示这些用电器的额定电压都是220V。2.5A表示基本电流，表示确定电能表的技术参数时是在通过这个电流时测量的。10A表示允许通过电能的最大电流。3200r/kWh是相对于感应式电能表而言的，表示每消耗1kWh的电能，表盘转3200转。3600imp/kWh是相对于电子式电能表而言的，表示表示每消耗1kWh的电能，指示灯闪烁3200次。kWh，读作千瓦时，是电能表的单位，俗称度。讲解：1kWh3.6106J。电能读数时，要看清示数由四位整数和一位小数组成的。投影出示电能表示数，练习读数。356274、计算请学生完成课后习题第2题。读题并思考，然后完成。投影展示学生作业，讲评。投影出示：小明有一次在家观察电能表，发现电能表标有220V，5(10)A，2400r/kWh等字样，好奇的小明观察到电能表表盘在2min内转了60转，回答下列问题：(1)220V表示_，10A表示_。(2)该电能表转60r消耗电能_kKh，合_J。(二)电功1、电功的定义及实质投影出示：各种用电器，请学生回答这些用电器将电能转化为什么形式的能量。指出：将电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，电功指电流所做的功。电功用W表示，单位是J。家中消耗多少电能，电流就做了多少功。2、探究电功与哪些因素有关(1)提出问题，作出猜想你认为电流做功的多少与哪些因素有关？你的依据是什么？引导：空调开的时间越长，耗电越多；微波炉和节能灯的额定电压相同，工作相同的时间，哪个耗电多？手电筒和白炽灯工作时的电流差不多，工作相同的时间，哪个耗电多？学生猜想：可能与电压、电流、通电时间有关(2)应该采用什么研究方法控制变量法。(3)探究电功与电压的关系。如何控制通电时间和电流相同？串联。两个灯泡应该选用规格相同的还是不同的？选择规格不同的。串联电路中电阻不同，分担的电压也不同。指出，滑动变阻器可以方便地改变电流，进行多次实验，从而得出普遍性的结论。如何比较电流做功的多少？可以根据灯泡的亮度来确定。灯泡越亮，说明在相同的时间里电流做功越多。(转化的思想)学生阅读课本内容，分组实验，探究电功与电压的关系。教师巡回指导。学生汇报：实验现象：灯泡甲比较亮，其两端的电压也比较大。结论：在电流和通电时间相同的情况下，电压越大，电流所做的功越多(4)探究电功与电流的关系学生阅读课本相关内容，分组实验，教师巡回指导。学生汇报：要研究电功与电流的关系，必须控制电压和通电时间相同，应该选择两个规格不同的小灯泡并联，观察灯泡的亮度及电流表的示数并进行比较。通过调节滑动变阻器进行三次实验，以避免实验的偶然性。实验现象：灯泡乙比较亮，与之串联的电流表示数也比较大。结论：在电压和通过电时间相同的情况下，电流越大，电流所做的功越多。(5)电功与通电时间的关系事例说明(6)电功的公式指出：科学家通过大量的实验表明，电功的大小与电压、电流和通电时间有关。电功电压电流通过时间WUIt单位：焦耳(J)，1J1VAs(复合单位)(7)电功的计算例题：RH1000型电暖器正常工作5min，消耗电能6.6105J，试计算通过电暖器的电流是多少三、小结本学课你有什么收获？四、布置作业第2课时 电能表和电功(二)教学目标1、知识与技能（1）知道电功公式的变形公式及与欧姆定律结合后生成的公式。（2）会用上述公式进行简单的计算2、过程与方法通过例题引领，让学生学会灵活运用不同的表达式解决简单的问题。3、情感、态度与价值观培养学生耐心细致的学习习惯。重点、难点重点：会运用公式及变形公式进行计算。难点：根据实际情况灵活运用公式。教学设计一、复习引入某电能表上标有“220V10A”字样，这两个数字分别表示什么物理意义。“220V”表示电能表在220V的电压下正常工作。“10A”表示允许通过电能表的最大电流为10A。什么是电功？电功的实质是什么？电流所做的功叫做电功。电功的实质是电能转化为其他形式的能。电功的公式是什么？电功的单位是什么？WUIt，电功的单位是J。今天这节课我们一起来运用我们所学的知识来解决实际问题。二、新课例1：一电能表表盘上标明“1200r/(kWh)”，将某电器单独接在该表上，当用电器工作4min后电能表转盘转过55r，若用电器的额定电压为220V，求通过该用电器的电流。请同学们阅读课本第5页的例题，看完以后请一位同学板演。评讲。有两个电阻，R15欧，R210欧，将它们串联在电源电压为6V的电路中，求1min内电流通过各个电阻所做的功和整个电路的总功。同学们先讨论一下这道题的解法。请一位同学分析一下这道题应该如何做。请一位同学板演。同学们有什么新的发现？提示：(1)串联电路中，I、t一定，W与R成正比。(2)电路中电流做的功等于各用电器消耗电能的总和：WW1W2。例3：有两个电阻，R15欧，R210欧，将它们并联在电源电压为6V的电路中，求1min内电流通过各个电阻所做的功和整个电路的总功。师：同学们先讨论一下这道题的解法。师：请一位同学分析一下这道题应该如何做。师：请一位同学板演。师：同学们有什么新的发现？提示：1、并联电路中，U、t一定，W与R成反比。2、电路中电流做的功等于各用电器消耗电能的总和：WW1W2。电功的公式为WUIt，上一章我们学过欧姆定律：IU/R，如果我们根据欧姆定律将电功公式中的U或I替换，我们会得到什么？WI2RtWU2t/R 回顾刚才的例2和例3，分别选用上述公式尝试求出电流通过R1所做的功。例4、有两个电阻，R1：R23：2，将它们串联在某电路中，则相同的时间内电流所做的功之比W1：W2，若将它们并联在某电路中，则相同的时间内电流所做的功之比W1：W2。三、小结运用公式进行计算时，已知的量或相同的量越多越好，当电流已知或相同时，一般用WI2Rt。当电压已知或相同时，一般用WU2t/R。四、布置作业第3课时 电功率(一)教学目标1、知识与技能（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）会应用功率的定义公式 P=W/t及公式P=IU进行简单的计算。2、过程与方法（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。（2）能综合运用学过的知识解决简单的电功计算问题。3、情感、态度与价值观激发学生的探究欲望，让学生体验探究的过程。教学重点、难点重点：电功率的定义。难点：正确理解电功率和电功的区别与联系。教学资源电灯（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）。教学设计一、导入新课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？在学生汇报交流之后，老师提取精华进行一个综述。电能表有时候转得快，有时候转得就比较慢。一般是晚上转得快一些，白天转得较慢。电能表转得快慢和用电器的多少及用电器的种类有关系。今天我们就通过实验来证明大家观察到的现象准不准。二、讲授新课1、活动：比较电流做功的快慢演示：不同的灯泡接入电路中，电能表转动的情况。（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。现象：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。现象：第三次电能表转动得比第二次还快。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？用实物投影将灯泡展示给学生看。现象：两只灯泡不一样，一只上标着“220V，15W”，另一只灯泡上标着“220V，100W”。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？电能表是用来测量用电器消耗电能的多少的。电能表转得快说明了什么？转得慢又说明了什么呢？回忆一下刚才的实验中，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。第一盏灯工作4min，电能表转几圈？1min转10圈，4min40圈。如果是第二盏灯工作2min，电能表转几圈？电能表也是转过40圈。都转40圈时，消耗的电能一样多。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。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。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。请同学们看课本，了解在物理学中用什么物理量来表示消耗电能的快慢。2、电功率采用类比法引出电功率的定义。小结：讨论：一是减少用电时间，比如随手关灯，不让电视机等电器处于待机状态。二是尽量使用较小功率的用电器，比如灯泡，只要够用就行。3、电功率的简单计算刚才我们学习了电功率的计算公式，结合欧姆定律，还可以推导出哪些计算式子，分别在哪些情况下适用？出示例题：学生练习、板演，教师点评。讲解：公式在使用过程中单位要统一，只有用电器在1 s内消耗的电能是1 J时，其电功率才是1 W.（1 W=1 J/s），导出计算电功的另一公式W=Pt和电功的单位干瓦时。W=Pt=l千瓦1时=1千瓦时=1000瓦3600秒=3.6106焦。我们可以用这种方法大致测量某个用电器的功率。需要的器材是电能表和秒表，原理是PW/t。需要注意的是，在测量时只能让被测的用电器单独工作，另外要让电能表多转一些圈数，以减小误差。学生练习、板演，教师点评。三、小结这节课你学到了哪些知识？四、布置作业第4课时 电功率(二)教学目标1、知识与技能（1）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。（2）理解功率与电压的关系。（3）会用伏安法测用电器的功率。2、过程与方法（1）通过实验理解功率与电压的关系。（2）通过分析实验现象和数据培养学生搜集证据和逻辑思维能力。3、情感、态度与价值观激发学生的探究欲望，让学生体验探究的过程。教学重点、难点重点：电功率和用电器的额定功率；会用伏安法测用电器的功率。难点：正确理解电功率和电压的关系。教学资源小电灯、灯座、开关、导线若干、滑动变阻器、电流表、电压表。教学设计一、导入新课复习：电功率是描述什么的物理量？如何定义？公式有哪些？单位是什么？投影出示：大家知道图片上灯光底部这些标识的含义吗？今天我们就来探讨这个问题。二、讲授新课1、额定电压与额定功率请同学们阅读教材相关内容，回答投影片上提出的问题。从空调到电扇这些家用电器都是在家庭电路中使用的，家庭电路的电压是220V，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。图中灯泡的铭牌的含义是：“220V100W”，指的是电灯的额定工作电压是220V，额定功率是100W。 说说小灯泡上：2.5V0.75W的含义。请同学们阅读一些家用电器的额定电压值，并估算一下这些用电器正常工作时的电流值。并尝试将投影片上相应的用电器及额定功率进行匹配。了解2、伏安法测量小灯泡的功率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和秒表可以测量用电器的功率。有哪位同学能告诉大家是怎样做的？学生回答，教师点评。现在我们学习另一种测量电功率的办法。同学们自学课本上“电功率的测量”。这种测量方法的测量依据或者说测量原理是什么呢？需要哪些器材？电路图应该如何设计？从公式P=UI看，如果用电器两端的电压改变了，它的功率会变吗？学生实验，研究灯泡的亮度跟电压的关系。介绍实验装置，组成如图所示的电路，让学生观察：两表的示数和灯泡的亮度。实验过程：A、闭合开关移动滑片P使表的示数为2.5伏，记录U、I读数和灯泡的亮度。B、移动滑片P，使表的示数为2伏，记录U、I读数和灯泡的亮度。C、移动滑片P，使表的成数为3伏，记录U、I读数和灯泡的亮度。师生对实验进行分析讨论并小结如下：A、在不同的电压下，同一个用电器的电功率不是一样大，灯泡消耗的功率可由P=UI来计算。B、灯泡的亮度由它实际消耗的电功率决定。灯泡越亮，表明其消耗的电功率越大。C、用电器正常工作时的电压叫做额定电压，用电器在额定电压下的功率叫做额定功率，为了使用电器正常工作，应使用电器在额定电压下工作。D、每个用电器的额定功率只有一个，而实际功率有许多个，我们平常说这是一个40瓦的灯泡，指的是这个灯泡的额定功率是40瓦。E、根据实验结果可知实际功率和额定功率的关系：当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作；当U实U额时，P实U额时，P实P额，用电器容易被烧坏。三、课堂小结通过本节课的学习，你有哪些收获？四、布置作业。第5课时 电热器 电流的热效应教学目标1、知识与技能（1）知道电流的热效应。（2）知道一般电热器的发热原理, 能举出利用和防止电热的实例。（3）理解焦耳定律、公式及适用条件。（4）会对一些家庭电热器进行简单的计算。2、过程与方法（1）能正确认识电流所做的功与电流通过导体所产生的热量的关系，能够用电热的知识解释实际生活中的问题。（2）经历依据“控制变量法”、“替换法”、“比较法”设计实验的过程。3、情感、态度与价值观培养重视实验、尊重事实实事求是的科学态度。通过观察生活中常见的电热器及其构造，进行辩证唯物主义教育。教学重点、难点重点：（1）知道电热器工作时的能量转化；（2）知道电流通过导体所产生的热量与哪些因素有关；（3）知道焦耳定律的公式并会计算电热。难点：对电流所做的功与电流通过导体所产生的热量的关系的认识以及会用电热的知识解释实际生活中的问题。教学资源焦耳定律演示器、多媒体等教学设计一、导入新课出示电取暖器并通电发热，让学生观察电阻丝是否发红了。提问：电流通过电取暖器，产生了什么效果？能量是如何转化的？电流通过电取暖器产生热量了，电能转化为内能。利用电流做功将电能转化为内能的装置叫电热器。电流通过导体发热的现象叫电流的热效应。二、讲授新课1、电热器电热器是利用电流热效应工作的用电器。电热器工作时，几乎将电能全部转化为内能。电热器的主要结构是发热体，一般是由电阻率大，熔点高的合金丝构成。提问：家庭常见的用电器中哪些是电热器？通过课件展示几种常见的电热器。虽然电热器的种类和用途不同，但它们的主要结构和这电取暖器是一样的，主要是由电阻率大，熔点高的合金丝构成的发热体。简单说明电热器的优点：清洁卫生，没有环境污染，热效率高，有的还可以方便地控制和调节温度。2、探究电热与电阻、电流大小及通电时间的关系（1）猜想：电流通过导体产生的热量的多少会和哪些因素有关。请同学进一步体验电取暖器的使用情况进而猜想电流通过导体产生的热量的多少会和哪些因素有关。引导学生分别以电阻丝发热而电线不怎么发热的现象和高温、低温档工作时、通电时间不同时电阻丝发热程度不同的现象引导学生提出猜想：电热和电流、电阻、通电时间有关。（2）设计实验验证猜想：要对以上猜想进行实验探究，我们该如何设计实验？请学生回答，并引导学生根据控制变量法得出具体实验方案，并画出实验电路图。问：如何比较不同导体产生电热的多少呢？用手摸，或用温度计直接测量等方法。引导学生通过转化法比较受热煤油温度升高的多少判断电热的多少。（3）进行实验：实验一：探究在电流和通电时间相同时，电流产生热量和电阻的关系。将阻值不等的两个电阻丝分别放在盛有等质量煤油的锥形瓶里，并插入温度计，串联起来接入电路中。合上开关，观察在两分钟内两支温度计示数升高的情况，并将实验得出的数据填在已发的表格里。实验要求：电路连接好，将滑片放在阻值最小端，观察并记录初温。然后再看屏幕上的时钟同时合上开关计时，两分钟后断开开关，并记录末温和电流。实验二 探究在电阻、通电时间相同时电流产生的热量和电流大小的关系。利用滑动变阻器使电流减小，再观察两分钟内阻值较大瓶内温度计升高的示数，并记录在表格里。实验要求：先瓶中煤油初温，并迅速合上开关同时计时，两分钟后同时断开开关并记录末温和电流。（3）分析数据得出结论：要求学生根据自己实验得出的数据先行分析得出结论。显而易见：在电阻、电流大小相等时，通电时间越长，产生的热量越多。3、焦耳定律1840年英国物理学家焦耳通过大量的实验定量得出电流产生的热量和电流的平方成正比，和电阻成正比，和通电时间成正比的定量规律。即：Q= I2Rt如果电流只是通过像定值电阻这样的纯电阻导体，则我们还可以用电功公式结合欧姆定律推出焦耳定律，也可得到几个使用的计算电热的公式。对于纯电阻电路，电流做的功全部用来产生热量即Q=W,此时：W=UIt，根据欧姆定律U=IR，Q=W=UIt=I2Rt。Q=I2Rt=U2/Rt。在非纯电阻电路中，如电动机电路中，电流做功只有很小一部分来产生热量，绝大部分转化为机械能，即：W=Q+E。但这种情况下焦耳定律仍然适用，只不过算出来的是转化为内能的一部分电功。提问：为什么电取暖器通电时电阻丝热得发红，而和其相连导线并不怎么发热？三、课堂小结通过本节课的学习，你有哪些收获？四、布置作业第6课时 家庭电路和安全用电教学目标1、知识与技能（1）了解家庭电路的组成和连接方式（2）通过实际探究，知道导致家庭电路总电流过大的原因及其危害（3）知道怎样保护家庭电路和如何防止触电（4）了解安全用电常识，树立安全用电的意识，培养学生定期排查家庭电路隐患的良好习惯2、过程与方法：（1）通过观察模拟实验，直观认识电流过大的危害及保险丝的作用（2）通过观察家庭电路图，能描述家庭电路的主要特征（3）通过联系生活实际培养学生利用物理知识解决简单问题的能力3、情感、态度与价值观：怎样进行安全用电，树立安全意识和良好的用电安全意识教学重点、难点1、重点：家庭电路的组成和安全用电2、难点：（1）家庭电路的组成及各部分的作用（2）引起家庭电路中电流过大的原因教学资源家庭电路实物布线板、PPT课件教学设计一、导入新课我们教室里各盏灯是怎样连接的？教师依次通断教室里各盏灯，使学生知道是并联。那么我们家里的灯又是怎样连接的？家里的插座和台灯又是怎样连接的？我们家里的电路由哪些部分组成？这节课我们要研究家庭电路。二、进行新课1、家庭电路的组成和连接方法出示如课本所示教板，出示电路图，让学生逐个观察每一部分，并引导学生说出每个器材的名称。教师给示教板通电，并闭合、断开开关，让学生观察到灯和开关是串联，灯与灯之间是并联。同时将一收录机的插头插到插座上，打开收录机，听到了优美的音乐，使学生知道，插座和灯也是并联。最后提出下列问题，请同学逐一回答：家庭电路由哪些部分组成？进户线、电能表、闸刀开关、熔断器、插座、灯座、开关。开关与电灯是怎样连接的？串联插座是怎样接到家庭电路上的？插座和灯是怎样连接的？并联 2、火线和零线家庭电路的电源是什么？我国家庭电路的电压是多少？家庭电路的两根电线各叫什么？家庭电路由外面的低压供电线路供电，家庭电路的电压是220伏，家庭电路的两根电线，一根叫零线，另一根叫火线。3、电灯的接法教师出示卡口和螺丝口灯座实物和投影图片。讲解灯座的结构，知道灯泡是怎样装到灯座上而连入电路的。尝试让学生连接电路。4、活动15.4观察三线插头与三线插座出示三孔插座、三脚插头，演示把三脚插头怎样插到插座上。三孔插座和插头及作用。作用是：把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器外壳与大地连接起来。用幻灯讲解家用电器的金属外壳为什么要接地。最后让学生记住三孔插座的三孔分别表示：l接地，2接火线，3接零线。（左零右火中接地）尝试让学生作图。5、活动15.5练习使用测电笔指出：辨别火线和零线要用测电笔。让学生拿起桌上的测电笔，打开，对照课本图，弄清测电笔的构造。再请同学起来说出它的构造。教师讲解、示范如何使用测电笔：手一定要接触笔尾的金属体。请同学握住测电笔，教师检查，当众纠正错误的握法。再分别请两个同学用测电笔辨别教室墙上的插座，哪一个孔里是火线，哪一个孔里是零线。6、活动15.6探究熔丝熔断的原因电路中的电线和其它设备都是按照一定的工作电流设计的，若超过这个电流将发生什么？引导学生用Q=I2Rt来分析可能会发生的事故。采取什么措施来防止事故的发生？在电路里安装熔断器（保险丝）。保险丝的作用是什么？演示：给示教板通电，并闭合开关使灯亮，用一火线与零线相碰即已短路的插头插入插座中。学生观察到：保险盒火花一闪，灯熄。再拔出保险盒盖给学生看，保险丝已熔断。（拔出短路的插头）指出保险丝的作用是：当电路中电流增大而超过线路设计的允许值前，能自动切断电路，起到保护电路（保险）的作用。保险丝为什么能在电路中的电流过大时自动切断电路呢？选什么材料做保险丝呢？指出：选做保险丝的材料必须具备两个条件：A、电阻率大，这样电流通过保险丝时发热多。温度能迅速上升。B、熔点低。演示用点燃的火柴可烧断保险丝，而不能烧断铜丝、铁丝。电路电流过大的原因是什么？电路短路和电路总功率过大（过载，超负荷运行）。（实验演示）怎样选择保险丝？指出：保险丝越粗，使它熔断的电流越大。使用保险丝时，必须用规格合适的保险丝，指出用较粗的，用铁丝、铜丝代替合格保险丝的危险性。提问：除了发生短路和用电器的总功率过大引起火灾和安全事故外，还有什么要引起我们的重视？请阅读课本相关内容后回答。线路连接处接触不良会靠造成局部过热的