初中物理人教版九年级全册第十八章电功率-第十八章电功率

第十八章电功率1．结合实例理解电功和电功率的概念。了解电功率在实际中的应用。2．理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算。3．能区分用电器的额定功率和实际功率。4．通过实验，探究了解焦耳定律。用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。本章是初中物理的重点章之一，是初中电学部分的综合，在前面我们已经学习了电学当中的电路及一些重要物理量：电流、电压、电阻以及欧姆定律。本章我们将学习探究电学的重点“电功率”的问题，本章主要讲述了电能、电功、电功率、焦耳定律等知识。这些知识不仅奠定了电学的基础，而且在生产和生活中也有广泛的应用，是中考的重要内容之一，本章学习过程中需掌握六个主要概念、两个公式、一个探究实验、一个定律。六个主要概念：电能、电功、电功率、额定功率、实际功率、电流的热效应。两个公式：P＝eq\f(W,t)，P＝UI。一个探究实验：测量小灯泡的电功率。一个定律：焦耳定律。本章的重点：电功率的物理意义及概念，用伏安法测灯泡的额定功率，电流产生的热量跟电阻、电流大小之间的关系。本章的难点：能的转化，电功率与电流、电压之间的关系，对额定功率的理解，对焦耳定律的理解。学生已经学习了电流、电压、电阻及三个物理量的一些基本性质，并认识了三个物理量的基本关系——欧姆定律，使学生能够使用欧姆定律解释生活中的一些基本电学现象，解决一些简单电路方面的问题，同时也为学习电功率奠定了基础；电功率部分是初中电学中的重点，电功率公式的应用和计算又是电学中的难点，学生在心理和知识的综合运用上都有一定障碍；学生已经学习了用滑动变阻器改变灯泡的亮度和伏安法测电阻的实验，为伏安法测小灯泡的电功率作了一些铺垫，同时也给学生掌握电功率的测量带来一些负面影响。1．在内容上要紧紧抓住“电功率”这个中心，理解实际电压和额定电压以及实际功率和额定功率的含义。2．在研究方法上，主要运用实验探究的方法，在探究中我们要注意实验现象，从现象中发现规律性的东西，从而归纳总结得出基本规律和原理。3．在思想方法上，要理论联系实际，拓展自己的思维空间，从而理解在生产和生活中与电能和电功率有关的现象。能够结合串、并联电路的特点和欧姆定律进行综合运算。第1节电能电功电能对初中生是一个比较抽象的概念，教材重视从生活到物理的认识过程，首先从人类生存的需要角度引入电能，激发了学生求知欲望和兴趣。通过介绍各种发电设备，让学生了解它们是把各种形式的能量转化为电能的装置，理解能量可以相互转化，使学生能初步从能量转化的过程中了解电能。联系生活实际，用学生熟悉的电能表让学生进一步认识电能，要求学生观察电能表上的重要参数来激发学生想知道电能表是怎样记录家庭中消耗电能多少的兴趣，从而培养学生的实践能力，认识到学习物理知识是有用的，使他们有满足感和兴奋感。关于“电能”，教材降低了要求：有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。从社会日常生活生产中常见的获得电能和使用电能的例子来引出电能和学习电能的，突出科学与社会和生活的关系，用大量生动活泼的图片来说明电能在现代社会中的广泛应用，使学生深刻地认识到物理学在促进人类社会现代化中起着的重要作用。通过介绍新型、现代化的电能表，培养学生将科学知识应用于生产、生活的意识。通过电能表的教学，对学生进行学习与探究方法上的指导。由于九年级学生思维主要以形象思维为主，而“电能”看不见、摸不着，这就要求在教学中尽量增加学生的感性认识，通过引导分析，让学生初步理解电能的概念，再通过直观的演示与实验学生的日常观察和生活体验结合起来，让学生感悟电能的转化以及应用电能表，学会电能的测量。知识与技能1．知道电能的单位是焦耳(J)，另一个单位是千瓦时(kW·h)。2．知道电功的单位是瓦(W)或千瓦(kW)。3．通过本节课的学习，学会使用家庭电能表，能利用电能表做简单的计算。过程与方法1．通过电能表的学习，培养学生观察、分析和初步的综合能力。2．通过电能表的应用，培养学生用理论知识解决简单实际问题的能力。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。重点学会使用家庭电能表及对电能重要性的理解。难点家庭电能表的使用，对电能、电功单位的理解。演示法、讨论法。一、新课引入录像资料：风车田的风车发电或者请同学们看章首图，思考我们用哪些方式获得电。二、新课教学1．电能师：同学们家里都有很多电器，这些电器需要电才能工作，同学们有没有想过，电从哪里来的？生：从发电厂来的。(干电池、蓄电池、太阳能电池……)师：我们日常生活、生产中使用的电能基本上是通过两条途径获得：一是从电厂获得，二是从各种电池获得。教材上的风车就是用来发电的，除了我们刚才了解的风力发电外，同学们还知道什么可以发电？生1：还有火力发电，是用煤来发电的。生2：还有水力发电，例如三峡工程建成后就可以发电。一些小水电站也都是利用水力发电的。生3：核电站，我们国家有大亚湾核电站和秦山核电站。生4：太阳能发电、潮汐发电、地热发电，垃圾发电等。播放录像资料：介绍各种各样的发电设施，进一步激发同学们的学习兴趣。师：今天的人们，已经离不开电了，无论走到哪里，都可以看见人们利用电能在工作。[演示1]电池、小灯泡、开关、导线连接电路，合上开关，小灯泡发光。师：请一位同学触摸通电的小灯泡，说说有什么感觉。生：通电的小灯泡发热了。师：电能让电灯泡发光发热，电能通过灯泡转化成了光能，同时电能还转变成热能。[演示2]电风扇通电转动。[演示3]电动玩具车装上电池，合上开关，电动玩具车会运动起来。生1：电能还能转变成动能，如电风扇、电动车。生2：还有城市里的电车、电力机车，最近流行的电动自行车…生3：家里的电视、电冰箱、洗衣机、电脑，爸爸用的电动剃须刀，妈妈用的电熨斗、电吹风等都要用电才能工作。师：电涉及了我们生活的各个方面，电对我们的作用也会越来越重要，但是自然界中并没有可以直接使用的电，电能是从其他的原料(煤、石油等)中产生的，而发电的主要原料现在越来越少，所以我们在大力开发无污染、低能耗的电力资源的同时，还要养成节约用电的好习惯。2．电能的单位阅读教材第88页。师：电能的单位是什么呢？师：“度”就是电能的单位，它的学名叫千瓦时(kW·h)。物理学中更常用的单位是焦耳(J)。1度＝1千瓦时(kW·h)＝×106焦耳(J)[投影]●将一个苹果从地面举到桌面所需要的能量大约为1J。●普通的手电筒通电1s，消耗的电能大约也是1J。●微波炉工作1min消耗的电能大约为60000J。(同学们把焦耳换算成千瓦时，看看是多少)1度(1千瓦时)电的作用：(阅读教材第44页“小资料”)可以炼钢kg，生产化肥kg，采掘原煤105kg，可以使电车行驶km，一次灌溉麦田330m2，机织棉布11m。师：从以上的这组数据，同学们能切实感受到一度电在国民经济中的作用，也更应该明白我们在生活中节约每一度电的必要。3．电能表师：在生活中，我们称质量时要用秤，量长度时可以用尺。通过上面的学习，同学们已了解了电能的单位是“度”。如果想知道某一电器在一段时间内到底用了多少度电，该用什么，如何测量呢？生：用电多少是用电表测量的。师：同学所说的电表就是电能表，也叫电度表(火表)。用电器在一段时间内消耗的电能，就是用电能表计量出来的。出示电能表，学生观察。(可以用投影仪将实物投影放大，便于学生观看)师：哪位同学注意过家里的电能表？把你的了解向大家介绍一下。生1：家里电器开着的时候，中间的圆盘会转动，圆盘上面的一排数字也会跟着变。生2：圆盘转动时，变化最快的是最后一位数。使用的电器越多，圆盘转动得越快，上面数字变化得越快。师：很好，希望同学们都能注意观察身边的事情，养成良好的习惯，对大家的学习、生活会很有用，现在请同学们一起来了解一下从这块电能表上我们还能得到什么信息。生1：电能的单位是“度”即“千瓦时”，表的最上面一行标出了“kW·h”，这是要说明这块表是电能表，表上测出来的数字是以“千瓦时(kW·h)”为单位的。生2：数字盘上一共有五位数字，但最后一位是在红色框里的，红框表示小数点，红框里面的数是小数点后面的数。生3：在红框内的数字右边，紧挨着数字有一个小标尺，红框右边的边上有一条白线指着小标尺。(教师说明：用电器功率较小，电能表圆盘转动很慢，最后一位数字也看不出变化时，从小标尺对应的白线位置能说明电表的转动，在课堂上可不提)生4：圆盘的两端有箭头，指示圆盘的转动方向，在圆盘上有一段涂着颜色，是为了电能表转动时能看得清楚、醒目。师：同学们观察得非常仔细，并且能根据学过的知识分析、思考问题，这很可贵，希望大家继续努力。确实如同学们分析的，电能表计数器示数盘上最后一位是小数点后面的数字，一般可以不读。[投影例题]例1几个同学家电能表的示数如下：甲：eq\a\vs4\al(0083\x(3))乙：eq\a\vs4\al(0476\x(2))丙：eq\a\vs4\al(1029\x(8))一个月后，三位同学家的电能表示数分别变为如下图所示，则这三位同学家这一个月分别用了多少度电？甲：eq\a\vs4\al(0106\x(3))乙：eq\a\vs4\al(0499\x(8))丙：eq\a\vs4\al(1087\x(8))[解析]甲同学家一个月用电23kW·h，乙同学家一个月用电kW·h，丙同学家一个月用电58kW·h。师：哪位同学能讲讲他们是如何知道这样的结果的？生：用某同学家电能表现在的示数，减去一个月前电能表的示数，就是该同学家这一个月的用电量。例2如果电工师傅按50度的电收取丙同学家的电费，该同学家一个月前电表的示数应该是多少？说说你的想法。eq\a\vs4\al(生：原来的表盘示数加上这一月的用电量就是现在的示数。师：现在请同学们继续关注电能表，了解几个重要参数。生：家庭电路的电压是220V，电能表一般用在家庭中。“220V”是指这种电能表的额定电压是220V，应该在220V的电压下使用。另外几个参数，学生可能不容易明白，教师应引导学生看书教材第43页，帮助了解这方面知识。●“50Hz”指电能表应在50Hz的交流电路中使用。●“10（20）A”指这个电能表的额定电流为10安培。正常情况下电路中的电流应不大于10安培，短时间应用电流允许大一些，但不能超过20安培，否则会损坏电能表。这个参数叫电能表的额定电流，不同的电能表可能不同。“600revs/（kW·h）”指电能表转盘转过600转，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h，或者说用电器消耗1kW·h的电能，电能表转盘转600转。（出示不同参数的电能表让学生观察或投影不同参数的电能表表盘图）师：同学们通过比较，你能发现什么？生：其他的基本一样，只有额定电流有的是5（10）A；转数有的是1200revs/（kW·h），有的是1500revs/（kW·h），说明消耗1kW·h的电能，转盘转过的转数不同。例3例1中，如果甲、乙、丙三位同学的电能表上分别标出600revs/（kW·h）、1200revs/（kW·h）、1500revs/（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）一个月电表分别转多少圈？学生讨论、演算，三名同学板演分别计算甲、乙、丙三位同学家的情况。[解析]（1）三同学家用电器消耗1度电，电能表转过的圈数分别是600转、1200转、1500转。（2）电能表转过1圈，用电器消耗的电能分别是：甲：eq\f(1kW·h,600)＝eq\f×106J,600)＝6×103J乙：eq\f(1kW·h,1200)＝eq\f×106J,1200)＝3×103J丙：eq\f(1kW·h,1500)＝eq\f×106J,1500)＝×103J（3）一个月三位同学家电表转过的圈数分别是：甲：600revs/（kW·h）×23kW·h＝×104r乙：1200revs/（kW·h）×kW·h＝×104r丙：1500revs/（kW·h）×58kW·h＝×104r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第43页了解另外一种电能表，哪位同学能给大家介绍一下这种新式的电能表？生：IC卡中的金额用完后，电能表便能切断电源，能完全杜绝少数人光用电不愿意交电费的现象。4.电功师：在本节课的开始，同学们看到电灯发光，感觉了灯泡发热，电能转变成了光能和热能，电风扇、玩具车通电后运动，电能转变成了动能，电能的使用，都是把电能转化其他形式的能使用的。物理上，“电能转化成其他形式能的过程是电流做功的过程”。有多少能发生了转化就说电流做了多少功。或者说，用电器消耗了多少电能，电流就做了多少功。电功的符号是W，单位是焦耳（J），也可以是kW·h。例4一只电能表上标有“2000revs/（kW·h）”，如果此电能表的转盘转了1000转，则电流做了J的功。[答案]×106三、课堂小结师生共同小结：电能：来源、应用、单位、测量（电能表）及电功。四、作业设计见练闯考第75页课内精练第1节电能电能eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(来源：水力、风力、火力、原子能等,应用：涉及生活的各个方面,单位：千瓦时（kW·h）、焦耳（J）,1kW·h＝×106J,测量：电能表,电功：符号W，单位：kW·h、J))本节有效地利用了教材，让学生读教材既加深了学生对知识的理解和掌握，又教给学生一种学习方法，很好地培养了学生的学习能力。深入地挖掘和补充了教材。各种用电器和电源在工作时涉及的能量转化知识挖掘和拓展的比较到位；书上关于电功知识删除了，我认为电功知识是学习电功率知识的基础，因此我给学生做了必要的补充。注重重点知识、重点练习。本节关于电能表有关参数的教学和练习，讲练都很到位。第2节电功率本节利用上一节学生已了解的电能表进一步观察中间铝盘转动的快慢来引入电功率，符合学生的认知特点，激发并保持了学生的学习兴趣，通过一个演示实验进一步帮助学生建立电能表转动快慢与用电器消耗电能快慢之间的联系，从而理解电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量。关于电功率的单位瓦特，教材是通过例举了生活中家用电器的电功率的一些小数据来认识的，然后又联系工、农业生产提出千瓦及瓦特间的关系，通过公式W＝Pt，来解释电能的单位“千瓦时”的来历。通过观察电器的铭牌和演示实验，引入额定功率和实际功率，了解电功率的灯泡亮度的关系。教材直接给出公式P＝UI，要求会计算电功率及电流，并且知道用电器的电压如果改变了，它消耗的功率就会改变，知道用电器额定功率与实际功率的区别，知道可以根据公式测量电功率。电功率是电学中重要的物理量，本节要让学生真正参与到课堂中来，突出了其学习的主体地位。让学生能够互相倾听别人对问题的不同解释，并主动与他人合作、交流，在相互表达与倾听中，即可多角度的理解概念，又可培养学生的团队精神。同时，本环节也有利于加强生生、师生之间的思想交流。教师在本环节要细心观察思考，及时发现学生暴露出的思维盲点、知识缺陷，以便于有效展开下一步的教学。学生已经学习了电流、欧姆定律、电能、电功等有关知识，对做功快慢、电流做功有了一定的了解，学生又在上一章做过用伏安法测小电灯电阻的实验，电路连接完全相同，这为学生学习本课打下了基础。学生通过前面的物理学习，已有一定的探究能力，这为本课的探究顺利完成提供了能力基础，但本节课内容较多，电功率的概念、公式、额定功率与实际功率，学生在大容量的课堂上容易出现知识掌握不完整、似懂非懂的情况，教学中需及时总结和巩固。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.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。4.会应用功率的定义公式P＝eq\f(W,t)及公式P＝IU进行简单的计算。过程与方法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。情感、态度与价值观1.通过联系生活实际培养学生实事求是的科学态度。2.通过教学活动，渗透理论联系实际的思想。重点电功率和用电器的额定功率。难点正确理解电功率、实际功率和额定功率的区分。演示法、观察法、讨论法。第1课时电功率一、新课引入师：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？生1：电能表有时候转得快，有时候转得就比较慢。生2：工作的电器多的时候，电能表就转得快，工作的电器少的时候，电能表就转得慢。师：电能表转得快慢说明用电器消耗电能也是有快慢的，今天我们学习电能的快慢——电功率。二、新课教学1.什么是电功率[演示]不同的灯泡接入电路中，观察电能表转动的情况（消耗电能快慢）。（1）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。生：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，说明100W灯比15W的灯消耗电能快。（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。生：第三次电能表转动得比第二次还快，说明同时工作的用电器越多，电路消耗电能越快。师：（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？生：两只灯泡不一样，一只上标着“220V15W”，另一只灯泡上标着“220V100W”。师：实验中，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，这段时间哪一盏灯消耗的电能多？生：第二盏灯，因为电能表都转了盘转20圈。师：那么，这段时间哪一盏消耗的电能快？生：第二盏灯，因为相同时间，第二盏灯消耗的电能多。师：注意，不能说“电能表转动越快，用电器消耗电能越多”，而是用电器消耗电能越快，电能表转动得越快；用电器消耗电能越慢，电能表转盘转动得越慢，而消耗电能的多少还要看工作时间。师：好，请同学们看书，了解在物理学中用什么物理量来表示消耗电能的快慢。生1：物理学中用“电功率”表示消耗电能的快慢，符号是“P”，单位是“瓦特”，简称“瓦”，单位符号是“W”。生2：还有一个更大的单位是千瓦（kW），1kW＝103W。师：谁还记得在上节课“电功”中，功是用什么表示的？生：功通常用字母“W”表示。师：请同学们观察教材第92页“小数据”，你能告诉大家一些什么信息呢？生1：这些都是家用电器的电功率，但有的不用接入家庭电路使用，装电池就行。生2：空调工作时，肯定比排风扇工作时电能表转得快。师：能不能说空调比排风扇消耗得能量多？生：不能，还要看工作时间的长短。师：通过大家的努力，同学们已明白电功率是表示消耗电能快慢的物理量，接着请大家想想，如何比较两个用电器工作时消耗电能的快慢。生：如果两个用电器消耗的电能相同，那么时间短的用电器，消耗电能快；如果两个用电器工作时间相同，那么消耗的电能多的用电器，消耗电能快。师：如果消耗的电能和工作时间都不相同呢？比如，某电器甲10s的时间消耗电能100J，另一电器乙1s的时间消耗电能400J，哪个用电器消耗电能快？生：算算1秒的时间分别消耗多少电能就可了，也可以算算消耗相同的电能哪个需要的时间短。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1s内消耗的电能”来表示用电器的功率。同学们，请把你刚才计算时的数字用表示它意义的符号代替。（学生板演）P＝eq\f(W,t)这就是功率的定义式，一定要注意各符号的意义及单位。W——消耗的电能（电流做的功）——焦耳（J）t——消耗这些电能所用时间——秒（s）P——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。（1W＝1J/s）[投影]例1某用电器20min消耗的电能是1kW·h。此用电器的功率是多少？解：t＝20min＝1200sW＝1kW·h＝×106J所以P＝eq\f(W,t)＝eq\f×106J,1200s)＝3×103W＝3kW2.“千瓦时”的来历师：请同学们看教材第93页，了解“kW·h”的来历，说说自己的理解。生1：功率的单位还可以用千瓦（kW），如果时间的单位取小时（h），由公式P＝eq\f(W,t)接变形后得到W＝Pt，这时电功W的单位就是“kW·h”。生2：1kW·h就是功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能。师：那么1kW·h等于多少焦耳呢？生：1kW·h＝1000W×3600s＝×106J[投影]例2某电视机的电功率是250W，每天使用3h，一个月用电多少kW·h？（按30天计算）如果时间单位用秒，1个月消耗电能多少焦耳？（鼓励同学们灵活应用不同的方法板演）解：P＝250W＝kWt＝3h×30＝90h＝×105s由P＝eq\f(W,t)得W＝Pt所以一个月内消耗电能是W＝Pt＝kW×90h＝kW·h＝×107J或W＝Pt＝250W××105s＝×107J＝kW·h[强调]kW和kW·h是两个不同的物理量的单位，一定要注意区分。三、课内小结1.电功率的概念.2.“千瓦时”的来历3.应用电功率公式及推导式进行计算.四、作业设计见练闯考第77页课内精练第2课时额定电压额定功率一、新课导入你观察到灯泡的标识吗？它表示什么意思？灯泡亮暗与上面的标识有关吗？二、新课教学1.额定电压额定功率演示：将“220V45W”的灯泡分别接入220V、36V电路，观察亮度。师：同学们观察到灯泡的发光有什么不同？生：接220V电压时，灯泡亮一些。师：灯泡的光能从哪里来得？灯泡亮一些，说明什么？生：灯泡的光能是消耗电能转化来的，灯泡亮，说明消耗电能快，电功率大。师：实验说明，用电器消耗电功率是随着电压改变的，我们说电功率时，必须指明电压。请大家观察教材第93页的铭牌，阅读说明书，搞清楚分别是什么含义。其中“PZ”表示普通照明。生1：220V表示额定电压，灯泡两端电压为220V时，灯泡才能正常发光。生2：25W表示额定功率。灯泡两端电压为220V时，正常发光，此时电功率为25W。师：用电器在额定电压下的功率叫额定功率，用电器消耗电功率是随着实际电压改变，实际电压越大，实际电功率越大，消耗电能越快，灯泡越亮；实际电压越小，实际电功率越小，消耗电能越慢，灯泡越暗。但是不能为了增加亮度而无限制增加电压，这样会导致电流过大，温度过高，减少灯泡的寿命；同样道理，电压过低，灯泡就不能正常工作。师：请考虑一下，灯泡的额定功率会不会发生变化呢？生：不会，因为额定功率是在额定电压下的功率，额定电压不会变的，所以额定功率也不会发生变化，但是实际功率会随实际电压变化。[想想议议]1.[解析]n＝eq\f(220V,36V)＝师：n取6还是7呢？生：如果取6，每个灯的电压就会超过36V，所以应该串联7个灯。2.师：请同学们分析这位记者错在何处，你能不能给他一个建议？生1：“kW·h”是电能的单位，“W”和“kW”是电功率的单位，这位记者把电功率和电能混淆了。生2：他可以说：节约的电能可以使10000个这样的电吹风同时工作1h。师：类似这位记者的例子，同学们肯定不是第一次碰到。希望大家在今后再有这种情况时，要认真分析、思考，不迷信、不盲目崇拜，要应用自己掌握的知识，实事求是地处理问题。2.怎样测量电功率师：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可以来测量用电器消耗电能的多少。电功率能不能测，该如何测呢？（引导同学们从电功率的定义P＝eq\f(W,t)考虑）生：可以测量。因为P＝eq\f(W,t)，只要能测出电视机消耗的电能和消耗电能所用时间，就能算出它的电功率。师：具体怎么操作呢？生：先记下电能表的示数，然后让电视机工作，工作一段时间后，再记录电能表的示数，记住工作了多长时间，利用P＝eq\f(W,t)算就可以了。师：这样操作到底可不可行，希望同学们回去自己试验，并能找出说明书，对照测量是否准确。现在我们学习另一种测量电功率的办法。同学们看教材第95页“电功率的测量”。师：这种测量方法的测量依据或者说测量原理是什么呢？生：测量原理就是公式P＝IU，根据公式只要用电压表测出用电器两端电压，用电流表测出流过用电器的电流，就能算出电功率。师：同学们一定要注意符号的意义和单位，公式中电流、电压、功率的单位都只能用安培、伏特和瓦特。两个公式P＝eq\f(W,t)、P＝IU，都可以计算电功率，但P＝UI只适用“电功率”而P＝eq\f(W,t)是功率的一般定义式，其他的功率也是适用的。师：请同学们比较计算电阻的公式R＝eq\f(U,I)和计算电功率的公式P＝IU，式中的电流和电压相同吗？如果将式中的电流替换电压或用电压替换电流，看有什么结果。学生板演：P＝IU＝I2R＝eq\f(U2,R)（R＝eq\f(U,I)＝eq\f(P,I2)＝eq\f(U2,P)）师：同学们看变形出来的公式，有什么发现吗？生：用电器的P、U、I、R之间相互联系，知道其中3个就可以求另一个物理量。师：很好，哪位同学还记得什么叫额定电压和额定功率？生：用电器能正常工作时需要的电压叫做额定电压，用电器在额定电压下工作时的功率叫额定功率。师：从公式P＝IU看，如果用电器两端的电压改变了，它的功率会变吗？（同学们讨论）师：下节课我们将要讨论这样的问题，请同学们预习。例1某家庭节能灯的额定功率为11W，使用时通过的电流是多少毫安？解：家庭电路电压U＝220V；P＝11W由P＝IU得I＝eq\f(P,U)＝eq\f(11W,220V)＝A＝50mA例2有“PZ220—100”、“PZ110—100”、“P236—100”的三个灯，并联接在100V的电路中，试比较它们持续发光的亮度（）A.“PZ220—100”最亮B.“PZ110—100”最亮C.“PZ36—100”最亮D.三个灯一样亮[答案]B例3一只标有“36V40W”的电灯，接入电路中，通过的电流是1A，则该灯的实际功率是（）WB.大于40WC.小于40WW[解析]由电灯上标有“36V40W”字样我们可以求出电灯的电阻R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(（36V）2,40W)＝Ω，当通过灯泡的电流为1A时，灯泡的实际功率是R实＝I2R＝（1A）2×Ω＝W，W<40W。[答案]C例4R1与R2并联在电路中，消耗的功率之比为4∶3，如果把R1、R2串联起来，仍接在同一电路中，则R1、R2消耗的功率之比是（）∶3∶4∶16∶9[解析]在并联电路里，比较电功率我们可以用公式P＝U2/R。R1和R2并联时，消耗的功率之比为4∶3，则说明P1∶P2＝eq\f(U2,R1)∶eq\f(U2,R2)＝eq\f(R2,R1)＝4∶3。在串联电路里，比较电功率时我们常用公式P＝I2R。R1和R2串联时消耗的功率之比为P′1∶P′2＝I2R1∶I2R2＝R1∶R2＝3∶4[答案]B例5在220V电路中，串联着“220V40W”和“220V60W”的两只灯泡，这两只灯泡的实际功率之比为（）∶2∶1∶3∶2[解析]灯“220V40W”的电阻为：R1＝eq\f(U12,P1)＝eq\f(（220V）2,40W)＝1210Ω，R2＝eq\f(U22,P2)＝eq\f(（220V）2,60W)≈807Ω。串联时eq\f(P′1,P′2)＝eq\f(I2R1,I2R2)＝eq\f(R1,R2)＝eq\f(3,2)。[答案]D例6标有“220V40W”和“220V100W”的甲、乙两盏灯泡，其灯丝用相同长度的钨丝制成，则钨丝较粗的是，把它们并联在电路中较亮的是。[解析]本题用于考查的知识点是决定导体电阻大小的因素；并联电路中实际功率与电阻的关系。知道相同长度、相同材料的灯丝，灯丝细的电阻大，灯丝粗的电阻小；知道电灯铭牌的作用，在并联电路中，电阻大的实际电功率小。据题中给出的铭牌可求出两灯灯丝的电阻值R。由于两灯额定电压相同，甲灯额定电功率P额小，电阻大，灯丝细，乙灯的电阻丝粗。当它们并联在电路中，实际电压相同，乙灯电阻小，实际功率大，乙灯亮。本题的易错答案是错误地认为电阻大的电灯较亮。[答案]乙乙例7“6V3W”的灯L1和“6V1W”的灯L2串联后接在8V的电源上，求L1的实际功率。（设灯丝电阻保持不变）[解析]本题用于考查的知识点是串联电路中的电功率的计算，通过额定功率求电灯的电阻，由串联电路的分压原理求出各电灯两端的电压。[答案]灯L1的电阻R1＝U额12/P额1＝（6V）2/3W＝12Ω灯L2的电阻R2＝U额22/P额2＝（6V）2/1W＝36Ω两灯电阻之比R1∶R2＝1∶3串联时两灯电压之比，则灯L1的电压U1＝U/4＝2V，灯L2的电压U2＝3U/4＝6V灯L1的实际功率P1＝U2/R1＝（2V）2/12Ω≈W例8一个电能表的表面上每千瓦时转数的数据已模糊不清，但电表转盘在工作时能正常转动。现要利用此表测定一台家用电风扇的功率。给出的器材有：标有“220V100W”的白炽灯一只，秒表一只，试简述测量的主要步骤和所测的数据，并写出计算电风扇功率的表述式。[解析]本题用于考查的知识点是利用电能表测量电功率，知道不同的用电器单独接在电能表上，只要转盘转过的圈数相同，电流做功相等。实验步骤如下：①将电能表接入照明电路中，且在此表后只接入“220V100W”的白炽灯一盏，用秒表测出通电t秒时电能表转盘的转数n。②在此表后只接入被测的电扇，记下电能表转盘转过n圈所用的时间t′。③由于二次转盘的转数相同，因此电流做功相同，即W＝W′，Pt＝P′t′，所以电风扇的功率为P′＝Pt/t′。三、课堂小结同学们结合上节内容，完成下表：物理量及符号意义表达式单位（符号）及换算测量电功W电流做功的多少或用电器消耗能量的多少W＝Pt焦耳（J）千瓦时（kW·h）1kW·h＝×106J电能表电功率P电流的做功的快慢或用电器消耗能量的快慢P＝eq\f(W,t)P＝IU瓦特（W）千瓦（kW）1kW＝103W电能表或电流、电压表四、作业设计见练闯考第79页课内精练第2节电功率eq\a\vs4\al(电,功,率)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(意义：电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量,定义：用电器在1s内消耗的电能叫用电器的电功率,公式：P＝\f(W,t),W——消耗的电能——焦耳（J）,t——所用的时间——秒（s）,P——用电器功率——瓦特（W）,电功率单位：瓦特（W）千瓦（kW）,1kW＝103W,测量：利用P＝\f(W,t)测量,利用P＝IU测量,额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率))这节课内容较多、概念较多，是以后学习的关键章节，起着非常重要的作用。对电功率的理解，可以通过与速度的类比加强功率的理解，但不能耽误太长时间，让学生提及速度的概念、公式即可类比引出电功率的概念及公式。对公式、原理的理解多通过训练解决。设置课堂的习题不要太难，重在对公式的应用，并让学生熟悉公式的单位换算即可，更多的习题可以放在后面进行，对数值的设计也应以巧数为主，不涉及过难、过深的纯数学式的计算，以节约课堂时间。注意让学生多动手，在学生动手计算时发现一些共性的问题，统一解决，以提高课堂效率。第3节测量小灯泡的电功率在“测量小灯泡的电阻”的实验基础上，引导学生自行设计“测量小灯泡的电功率”的实验方案，培养学生自主学习的能力。指导学生进行探究性实验，在体验“设计、操作、分析、得出结论”的过程中，使学生感受到认真、严谨的科学精神，学会处理实验中遇到的实际问题，培养学生的主动探究精神。本节在《标准》中定为课堂内的科学探究活动。学生在科学探究活动中，通过经历与科学家进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。学生是在学习了电阻的影响因素，探究“通过导体的电流跟两端电压的关系”、测量灯泡电阻的实验基础上来学习这一节内容的。有一定的实际操作经验和理论基础，学生在本节内容的学习中可能存在三个方面的困难：1.不能准确、完整地设计出实验电路图。2.在实验操作中，出现一些电路故障，不能迅速排除故障。3.不能准确分析出小灯泡电阻、电功率的变化实质。知识与技能1.通过学生自己设计实验，进一步加深对电功率概念的理解。2.通过学生动手操作，巩固电流表和电压表的操作技能。3.通过实验、比较，进一步理解额定功率和实际功率的区别。过程与方法1.通过本节课培养学生依据实验原理设计实验方法的能力。2.通过实验，培养学生的观察、实验能力及分析、概括能力。情感、态度与价值观1.通过学习过程中的讨论和交流，培养学生合作学习的意识和态度。2.通过实验中的观察和比较，培养学生实事求是的科学态度和良好的习惯。重点1.会测定小灯泡的功率。2.对实际功率和额定功率的理解。难点电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用。实验法、观察法、讨论法。一、新课引入师：同学们在上一章的第五节已经测量过定值电阻的电阻值，还记得是怎么测的吗？生1：利用电流表测出通过小灯泡的电流，再利用电压表测出了小灯泡两端的电压，然后利用欧姆定律I＝eq\f(U,R)的变形公式R＝eq\f(U,I)算出了定值电阻的电阻。生2：为了测量更准确，还利用变阻器进行了多次测量，然后求平均值。师：同学们对学过的知识掌握得很好，我们在上节课刚学过了电功率，谁来说说什么是电功率？生：电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，用电器在1s内消耗的电能叫用电器的电功率。师：电功率能测吗？怎么测？生：可以利用电能表和钟表测，也可以利用公式P＝IU测出电压和电流，计算出电功率。师：如果我们要测“小灯泡”的电功率，用哪种方法好呢？生：小灯泡不能接在家庭电路上，应该用第二种办法测。二、新课教学[想想议议]师：同学们能设计一个方案来测出小灯泡的功率吗？大家一定还记得用电器在额定电压下工作时的功率叫额定功率，如果不是在额定电压下叫什么功率，你想要测量的是什么功率？生：实际功率。[投影]测量要求分别测量以下三种情况下的实际功率。（1）使小灯泡在额定电压下发光。（2）使小灯泡两端电压是额定电压的倍，并观察小灯泡亮度。（3）使小灯泡两端电压低于额定电压，并观察小灯泡亮度。师：同学们现在可以设计实验，并做好记录。（学生经过以前的探究活动，已能了解实验活动的基本程序，所以，不必过多讨论，用投影提醒学生即可）[投影][设计实验]●设计思想（实验原理）：●实验电路：●实验器材：（注明使用器材规格）●实验数据（记录）表格：（教师巡视，及时指导，设计完成后，可以进行实验）[进行实验]●实验操作步骤：●实验现象观察：●实验数据记录：●实验中存在什么问题：（教师提醒学生做第（2）个实验时，需小心调节滑动变阻器，以免实际电压超过额定电压太多，因电压过大而烧坏灯泡。在同学实验的过程中教师要认真巡视，及时指导）[分析和论证][评估][交流]（实验报告）实验结束，利用投影和大家交流。学生实验，教师巡回指导。[投影]实验报告[题目]测量小灯泡的电功率[实验目的]测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。[实验原理]P＝UI。[实验电路][说明]用电流表和电压表分别测出通过小灯泡的电流和其两端电压，因为要测量不同电压下的功率，所以电路中要接入滑动变阻器，用来改变小灯泡两端电压。[实验器材]1.小灯泡：额定电压2.电压表：量程：3.电流表：量程：4.滑动变阻器：最大阻值Ω，允许通过的最大电流A5.电源V6.开关7.导线[说明]电源的选择应考虑小灯泡的额定电压，选择大于小灯泡额定电压的倍，但不能过大。实验数据（记录）表格：项目次数实验要求发光情况电流（A）电压（V）电功率（W）1小灯泡在额定电压下工作2小灯泡两端电压是额定电压的倍3小灯泡两端电压低于额定电压[实验步骤]1.按电路图连接实物电路。2.合上开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。3.调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的倍，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。4.调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察并做记录。5.断开开关，整理实验器材。[说明]1.按电路图连接实物电路时注意：（1）连接过程中开关应始终处于断开状态。（2）根据小灯泡的额定电压值，估计电路中电流、电压的最大值，选择合适的量程，并注意正负接线柱的连接及滑动变阻器正确接法。（3）连接好以后，每个同样检查一遍，保证电路连接正确。2.合上开关前，应检查滑动变阻器滑片是否在最大值的位置上，若不是，要弄清楚什么位置是最大位置并调整。3.调节滑动变阻器的过程中，要首先明白向什么方向可以使变阻器阻值变大或变小，怎么调能使小灯泡两端电压变大或变小。[实验结论]由公式P＝IU计算小灯泡的功率。（将计算结果填入表中，通过分析和比较得出）（1）不同电压下，小灯泡的功率不同，实际电压越大，小灯泡功率越大。（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。[评估]师：大家有什么问题可以互相交流，谈谈你在设计实验及实验过程中有什么新的感想，发现了什么问题。生1：我们组认为实验中最容易出错的就是滑动变阻器，阻值最大的位置一错，合上开关就容易使电表偏转过大。生2：实验过程中，滑动变阻器开始在阻值最大的位置，调节的时候阻值从大到小，小灯泡两端的电压会从小变到大。测量时为什么不先测低于额定电压时的功率，依次测量等于额定电压和高于额定电压的功率，以免变阻器阻值一会儿变大，一会儿变小，还容易错？师：同学们非常认真，谁能来解释刚才那几个同学的两个问题呢？生1：我们认为先从低于额定电压开始测也不是不可以，但是先测额定电压更好，这样在观察小灯泡亮度时有明显的区分，容易观察。生2：老师，我们发现今天测“小灯泡功率”的实验装置与上一章测“小灯泡电阻”时的装置一模一样。师：是吗？哪些地方一样？生：测量的内容也一样，都是灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，实验过程中的要求和注意的问题也基本一样。师：有不一样吗？生1：两次测量的目的不同，上次是要测电阻，这次是要测功率。生2：从今天的测量数据也可以算出小灯泡电阻。师：可以的话，大家算一下电阻。生：如果不考虑灯泡电阻随温度的变化，将三次测量的值加起来算平均值就知道小灯泡的电阻了。师：大家都求出电阻了吗？有没有新的发现？生：定值电阻可以求平均值，今天测的功率不能求平均值。生：上次多次测量是为了求平均值减小误差，这次是为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况。师：同学们分析得非常好，现在请同学们观察你手中的小灯泡上的额定值，求出小灯泡的电阻，再求出实际电压下电流值和功率值，和你测量的结果进行比较；如有误差，分析原因。例1在“测定小灯泡额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但测试中无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值。其原因可能是下述的哪种（）A.变阻器总电阻太大B.电压表量程太大C.电源电压太低D.灯泡灯丝断开[答案]C例2在测定小灯泡功率的实验中，若错把电流表并联在电灯两端，而把电压表串联在电路中，如图所示，则闭合开关S后，可能会出现的情况是（）A.灯泡不亮B.电流表指针有明显偏转C.电流表被烧坏D.电压表示数为电源的电压[解析]把电压表串联在了电路中，因为电压表的内阻很大，可以看作是绝缘体，因此电路中的电流十分微弱，可以忽略不计，故灯泡不会亮，电流表的指针不会偏转，更不会被烧坏，所以A正确，B、C错误。因电压表两端的接线柱能通过导线或用电器等导体接到电源两极上，所以电压也相当于测电源的电压，其示数约等于电源的电压值，故D对。[答案]AD三、课堂小结通过本节课的实验，同学们进一步加深了对电功率的理解，巩固了电流表、电压表的操作技能，锻炼了设计实验的能力，希望同学们在课后能更充分交流，在相互交流中发现自己的不足，在不断改正错误的过程中学到更多知识。四、作业设计见练闯考第81页课内精练第3节测量小灯泡的电功率[测量原理]P＝IU[结论]小灯泡的发光情况由小灯泡的实际功率来决定，在额定电压下，小灯泡才能正常发光。本节课是电学中最重要的一个学生实验，它涉及的器材最多、操作步骤最复杂，教材中是完全放手让学生去操作完成的。我认为对学生来说难度不小，所以在课堂上，我给予了适当的引导、启发，对一些关键性的问题给予了必要的提示，这样学生的正确率得到了明显的提高，实验也比较顺利地能够完成。很多学生的实验失误出现在对电表的使用上，包括电表的连接、量程的选取、数值的读出等，所以练习对电表的使用，仍是实验的关键。对电路故障的排除，尽量让学生自己去解决，教师只提供可能的位置和方法，让学生学会根据现象排除故障，进一步加深对电路方面通路、短路和断路的体会。第4节焦耳定律新的物理课程标准的基本理念是：1.注重学生发展，改变学科本位观念；2.从生活走向物理，从物理走向社会；3.注重科学探究，提倡学习方式多样化等。为了体现这些新的理念，《电与热》首先从学生生活中熟悉的用电器入手，使学生了解电流的热效应；为了使学生进一步认识电和热的关系，教材设计了探究性的实验，探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？”在探究实验的基础上介绍了“焦耳定律”；教材最后又回到生活中，使学生了解“电热的利用和防止”。《电与热》既是对第八章《电功率》中电能、电功率的一个应用的总结，又是对家庭用电安全部分学习的一个铺垫。从身边常见的现象引入电流的热效应，贴近生活，贴近实际，体现了从生活走向物理。探究过程中，让学生充分讨论，调动学生学习的积极性，使学生掌握知识，同时培养他们分析归纳、辩证思维的能力，注重对物理研究方法的教学，培养学生应用所学物理研究方法解决物理问题的能力，体现以学生为主体的教学思想。在生活经验方面，学生经常接触到电热器，对电流的热效应已有了一定的了解；在知识储备方面，学生对欧姆定律、电功率有了一定的基础；在研究方法上，对于转换法、控制变量法、探究性学习的过程与方法也有了一定的认识。同时对于与生活接触紧密的电热现象及其应用，学生兴趣浓厚。所以，本节课的关键在于教师正确引导，充分调动学生学习的主动性与积极性，让学生充分讨论、探究、合作、交流，使学生真正成为学习的主人。知识与技能1.知道在电流相同的条件下，电能转化成热能的功率跟导体的电阻成正比。2.知道利用电热和防止电热的场合和方法。过程与方法1.通过实验探究电流的热效应与电阻大小的关系，培养学生的观察分析能力和概括能力。2.通过本节内容的学习，培养学生应用物理知识解决简单问题的能力。情感、态度与价值观1.通过电热的利用和防止知识的学习，认识到科学是有用的，激发学生学习物理、热爱科学的兴趣。2.在学习的过程中，渗透辩证唯物主义的思想。重点通过实验探究电流热效应跟电阻大小的关系。难点组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确结论。探究法、观察法、讨论法。一、新课引入师：通过对电能的学习，大家已经了解电流通过导体时，导体会发热，谁还记得这是电流的什么效应？同学们根据自己的生活经验，一定能举出许多电能变成热能的例子。生：这叫电流的热效应。例如通电的灯泡、电吹风。师：在前面小灯泡的发光实验中，同学们曾有意地去触摸过小灯泡，感觉小灯泡发热。有没有同学触摸过导线，连接小灯泡的导线热不热。同学们有没有考虑过这样的问题：导线和用电器中流过的电流相同吗？生：相同。师：导线和用电器中流过了相同的电流，用电器发热而导线却几乎不发热，这是为什么？今天同学们就来一起探讨电流经过用电器时产生的热量与什么有关。二、新课教学生1：可能与电压、电流有关。生2：还可能与电阻有关。师：好，下面我们来看两个演示实验，然后再判断。1.电流的热效应演示1：师：大家看到了什么现象？生：B瓶中煤油温度高。师：好，我们发现，两个瓶中温度不同，浸泡着镍铬合金丝的瓶中温度计指示的温度高，这是什么原因呢？生：B中煤油温度高，说明B煤油中的镍铬合金丝产生的热量多。师：为什么镍铬合金丝产生的热量多？生：因为镍铬合金丝的电阻比铜丝的电阻大。师：比较A、B，发现两瓶中电阻丝只有电阻不同，这个实验说明在电流、通电时间相同的情况下，电阻大的金属丝产生热量较多。下面看演示2。演示2：师：分别给镍铬合金丝通以不同的电流，同学们有什么发现？生：电流大时，温度计示数上升得多。师：说明什么？生：电流大时，镍铬合金丝放出的热量多。师：好，这个实验表明，在通电时间一定，电阻相同的情况下，通过电流大时，镍铬合金丝产生的热量越多。师：通过两个演示实验，我们发现，电流通过导体时，导体会发热，这叫电流的热效应，导体产生的热量可能与电流大小和电阻大小有关，那么具体的数量关系是怎么样的？接下来，我们来学习焦耳定律。2.焦耳定律师：物理学家焦耳在1840年就确定了它们的关系，也就是著名的焦耳定律。引导学生写出电功率的表达式P＝UI，利用欧姆定律I＝eq\f(U,R)，将二式