初三物理第十六章电流做功与电功率教案及学案

初三物理第十六章电流做功与电功率教案及学案

九年级物理教案

第十六章电流做功与电功率

一、单元教学目标：

基础性目标：

1.从能量转化角度认识电能；知道电功及其单位；会正确使用电能表测量电功。

2.探究影响电流做功的因素，进一步认识控制变量的研究方法。

3.理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单的计算；理解用电器的额定功率和额定电压。探究影响电功率的因素。

4.进一步练习使用电压表、电流表和滑动变阻器测算小灯泡的额定功率和实际功率，知道怎样测算家庭电费。

发展性目标：

1.培养初步的观察、分析能力

2.培养学生设计实验、搜集证据、分析与论证等科学探究的能力，从而激发学生的学习兴趣

3.培养学生制定计划与设计实验的能力。

4.强化学生使用知识解决实际问题的意识。

二、单元教材分析

本章教材共3节。

第一节科学探究——电流做功与哪些因素有关分两个方面：一方面是由

怎样测算家庭电费的话题切入课题，首先认识电能表，通过电能表计算电费。另一方面，由电能转化成其他形式的能是通过电流做功实现的这一思路引出电流做功与哪些因素有关的问题，通过实验探究的方法定性得出电流做功跟电流、电压、时间都有关。

第二节“电流做功的快慢”则由8年级所学过的机械功率的知识来定义电功率。再通过实验探究的方法得出电功率的表达式。接着介绍额定功率和实际功率。

第三节“测量电功率”，安排的是学生分组实验——测量小灯泡的电功率，再一次让学生通过实验探究的过程，加深对电功率知识和理解。

三、教法、学法指导：

本章的知识内容是重要的，涉及到电阻、电流、电压、欧姆定律、内能等知识的综合应用。同时又较集中的体现了课程标准中有关培养学生科学探究能力的要求，即“通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步科学探究的能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。”结合本章教材的编排，在教学实践中，尤其要注重“制定计划”、“进行实验与收集证据”、“分析与论证”、“交流与合作”诸环节的教学设计，这样才能更好地理解教材的编写思路。四、课时安排：

新授课3课时（科学探究：电流做功与哪些因素有关1课时，电流做功的快慢1课时，测量电功率1课时），复习课1课时

第一节电流做功

教学目标：

⒈从能量转化的角度认识电能，能简单描述电能和我们生活的关系。

⒉通过实验探究认识电流做功的相关因素。

⒊学读家用电能表，会通过电能表计算电费。

⒋通过讲解一度电的作用，增强学生节约用电的意识。

重点难点：

实验探究电流做功跟哪些因素有关

教学准备：

实验器材：低压电源、开关、导线、不同阻值的电阻线、电流表（2只）、电压表（2只）、温度计（2只）、相同的广口瓶（2只）、煤油、电能表实物及挂图。

教学设计：

一、创设情景、引入新课

（1）教师讲述：各种形式的能都可以在一定条件下发生相互转化，即做了多少功必然伴随着多少能量发生了转化；反之转化了多少能量必定同时做了多少功。提问：你认为电流可以做功吗？为什么？

（2）用电器是用电来工作的仪器，用电器工作时，消耗电能，把电能转化为其它形式的能。请同学们回忆一下，你家里的用电器有哪些？它们都是把电能转化为什么形式的能？

二、投放学案，展示疑点

学生根据学案自主学习，注重理解，遇有疑难作好标记。

三、合作共建，解决疑难

问题一、电流做功的实质

举出电流做功的过程，让学生分析讨论课本图16—1中的能量转化，进一步总结：电流做功的过程，就是把电能转化为其他形式的能的过程？

问题二、电流做功与哪些因素有关

引导学生：

1.制定计划与设计实验

注意认识设计实验的方法、实验设计的依据、实验观察的内容。

2.进行实验与收集证据

按图16—3（b）、16—4（b）组装器材进行实验探究，并收集相关的数据，进而分析得出结论。

引导学生读本节的最后部分，明确电功公式W=UIt

3.分析课后作业2、3，更好的理解实验设计的思路。

问题三、电功的单位、换算和计算公式

归结：（1）单位：焦耳、千瓦•时（常用单位：度）1度＝1千瓦•时=3.6×106焦耳

（2）结合欧姆定律，推导出计算电功的常用公式：W=UIt、W=I2RtW=U2/Rt

串联电路：W1：W2＝R1：R2

并联电路：W1：W2＝R2：R1

四、知能应用，巩固提高

学生完成学案知能应用内容，总结做题规律。

五、诊断评价，拓展提升

学生独立完成诊断评价，加深理解，总结解题方法。

六、课堂小结，构建网络：

知识点：电功的定义、物理意义、单位、计算公式、测量工具基本方法：控制变量法

七、布置作业：完成《新课程同步学习与探究》“开放性作业”。

八、板书设计：

第一节科学探究：电流做功与哪些因素有关

一、怎样测算家庭电费

⒈电流做功的实质：电能转化为其他形式的能。

⒉电能表：

①读数：

②单位：千瓦•时1千瓦•时=3.6×106焦耳

二、电流做功与哪些因素有关

⒈制定计划与设计实验

⒉进行实验与收集证据

⒊结论：电流做功跟电流的大小、电压的高低均有关。

⒋电功公式：W=UIt

九、教学反思：

第一节科学探究：电流做功与哪些因素有关

学案

一、自主学习

1．电流通过日光灯，灯亮了，这个过程消耗了电而得到了光，从能量的角度看，消耗了什么能？得到了什么能？

2．（1）生活中的电能表的作用是什么？表盘上的各种数字、符号的含义，说出它的读数方法、单位及换算以及怎样测算家庭电费。

⑵让学生根据图16—2测算5月份的家庭电费。

3．阅读课本，分析（1）电功的定义、单位及换算

（2）在探究“电流做功与哪些因素有关？”实验中，实验的设计依据是什么？采用的方法是什么？怎样来判断电流做功的多少？

（3）电流做功与哪些因素有关？采用控制变量法，用语言描述出电功与电流、电压的关系。

（4）电功的公式：___________，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的___________、流经电路中的___________和___________的乘积。

二、合作探究

1、举出电流做功的过程，让学生分析讨论课本图15—1中的能量转化，理解电流做功的实质：___________

2、电流做功与哪些因素有关。引导学生：

（1）、注意认识设计实验的方法、实验设计的依据、实验观察的内容。

（2）、按图组装器材进行实验探究，并收集相关的数据，进而分析得出结论。

（3）、分析课后作业2、3，更好的理解实验设计的思路。

3、电功的单位、换算和计算公式

4、结合欧姆定律，推导出计算电功的常用公式：W=UIt、W=I2RtW=U2/Rt 串联电路：W1：W2＝R1：R2并联电路：W1：W2＝R2：R1

三、重难点知识突破

练习1.三峡水电站年发电量可达8.47×1010kW•h，合___________J。若按平均每户年耗电700kW•h估算，这些电能可供______户居民使用一年。

练习2.现有甲、乙两只电炉，已知电炉电阻R甲>R乙，分别接入电源电压为220V的电路中，在相同的时间内，它们的放热情况是()A.甲放热多B.乙放热多C.同样多D.无法判断

练习 3.李明利用如图所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关。他在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲>R 乙，通电一段时间后，甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高。该现象能够说明电流产生的热量与下列哪个因素有关()

A.电压

B.电流

C.电阻

D.通电时间

练习4.小明用如图2所示的装置，研究电压相等时，电流热效应跟电阻的关系。图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝

是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。

(1)请你用笔画线作导线，帮他连接好电路。

(2)这样连接目的是___________。

(3)实验过程中可以观察A瓶中温度计的示数大于B瓶中温度计的示数，这表明__________________

三、知能应用，巩固提高

1.三峡水电站年发电量可达8.47×1010kW•h，合___________J。若按平均每户年耗电700kW•h估算，这些电能可供______户居民使用一年。

2.现有甲、乙两只电炉，已知电炉电阻R甲>R乙，分别接入电源电压为220V的电路中，在相同的时间内，它们的放热情况是()

A.甲放热多

B.乙放热多

C.同样多

D.无法判断

3.李明利用如图1所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关。他在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲>R乙，通电一段时间后，甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高。该现象能够说明电流产生的热量与下列哪个因素有关()

A.电压

B.电流

C.电阻

D.通电时间

4.某电能表的表盘上标有“5(10)A”字样，则下列说法正确的是()

A.电能表的额定电流是10A

B.电能表的额定电流是5A～10A

C.通过电能表的电流不能超过5A

D.电能表允许通过的最大电流为10A

四、诊断评价，拓展提升

1.电流做功的过程实际就是将转化为的过程。电流做了多少功，就有多少的能量。

2．电能表接在家庭电路中，是为了测量()

A.电流

B.电压

C.电功

D.电功率

3.小亮家中电能表在月初时的示数是，在月底时示数为，这个月他家用的电能应是()

A.100kW•h

B.100J

C.10kW•h

D.10J

4、科技小组的同学用一段1100Ω的电阻丝，制作了一只电烙铁。当把它接在220V的电源上时，通过的电流是多少?10min内它放出的热量是多少?

学案参考答案：

重难点知识突破：练习1、3×1017,1.21×108练习2、B练习3、C练习4、(1)图略(2)控制两段金属丝的电压相等(3)在电压相等时，导体的电阻越小，产生的热量越多。

诊断评价：1、电能，其它形式的能，电能转化为其它形式

2、C

3、C

4、0.2A,2.64×104J

第二节电流做功的快慢

教学目标

1、理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单的计算，能区

别用电器的额定功率和实际功率。

2、在实验探究的过程中，培养学生设计实验、收集证据、分析论证等科学探究能力。

重点难点：

实验探究电功率与那些因素有关是本节的重点、难点；实际功率的计算也是本节的难点。

教学准备：

实验器材：学生电源、电流表、电压表、电阻丝（2Ω）、导线、开关、温度计、广口瓶、煤油、停表。

教学设计：

一、复习提问，引入新课

:提问：1、说出电功的物理意义、定义、计算公式、单位及换算

2、怎样比较物体运动的快慢？怎样比较物体做功的快慢？

分析：怎样比较电流做功的快慢呢？

思考讨论：电流通过电扇电动机，通电半小时，电流做功7200J：电流通过起重机电动机，通电2秒钟做工4000J。问①电流通过哪一个电动机做功多？②电流通过哪一个电动机做功快？

二、投放学案，引导自学

学生根据学案自学提纲，自主学习课本基础知识。

三、合作共建，解决疑难

问题一：比较电功和电功率

从物理意义、定义、单位、基本计算公式进行比较

问题二：分析实验“电流做功的快慢与哪些因素有关”：

1.根据上节的探究结果（W=UIT），让学生猜想电功率与哪些因素有关。学生猜想后，帮助学生理解实验设计方案（Q=WQ吸=cm(t2-t1)P=W/t=Q/t）

2.进行实验与收集证据

3.分析与论证：根据记录的实验数据，进行分析与论证。引导学生算出煤油在时间t内吸收的热量，根据能量转化的观点，确定出电流做的功W，由P=W/t计算出电功率。引导学生确认P与U、I的关系。（进行误差分析）

问题三：分析灯泡名牌：

1.引导学生分析：灯泡的发光情况取决于实际功率

2.探讨额定电压和额定功率的关系：只有在额定电压下，灯泡的功率才是额定功率

3.通过分析小灯泡问题，归结此类问题的常见问题：

一只灯泡上标有“PZ220-40”：

（1）“220V，40W”的物理意义（2）灯泡正常发光时的电流是多少？（3）灯泡的电阻是多少？（4）一度电可供它正常工作多少时间？（5）它正常工作10小时，消耗的电能是多少焦？多少千瓦时？（6）若实际电压是110V，它的实际电流是多少？实际功率是多少？

四、知能应用，巩固提高

学生完成学案知能应用，总结规律。

五、诊断评价，拓展提升

学生独立完成诊断评价内容，归纳方法

六、课堂小结，构建网络

知识点：电功率的物理意义、定义、公式、单位

七、布置作业：《新课程同步学习与探究》“开放性作业”

八、板书设计：

第二节电流做功的快慢

1、电功率

物理意义：表示电流做功的快慢

定义：

公式：P=W/tP=UI（P=I2R，P=U2/R）

单位：WkW

2、额定电压与额定功率

〈1〉灯泡的发光情况取决于实际功率

〈2〉记熟练公式，灵活解决基本计算

九、教学反思

第二节《电流做功的快慢》学案

一、自主学习

自学提纲：

1.说出电功率的物理意义、定义、定义式、单位及换算

2.用所学的电功的关系式，利用电功率的定义，推导出计算电功率的其他公式。

3.分析实验“电流做功的快慢与哪些因素有关”：

（1）说出实验的设计思想什么？“煤油增加的内能是从电转化来的，即Q=W，而Q吸=cm(t2-t1),”

（2）理解实验的分析思路：煤油吸收的热量由Q=cm(t2-t1)，再用P=W/t=Q/t计算出功率，从而推导出P与U、I的关系。

4.额定功率：弄清额定电压、额定电流、额定功率的概念；辨认图15-6用电器的额定电压、额定功率。

5.实际功率；弄清实际电压、实际电流、额实际功率的概念。

二、合作探究

1、比较电功和电功率

从物理意义、定义、单位、基本计算公式进行比较

2、分析实验“电流做功的快慢与哪些因素有关”：

（1）根据上节的探究结果（W=UIT），让学生猜想电功率与哪些因素有关。

学生猜想后，帮助学生理解实验设计方案（Q=WQ吸=cm(t2-t1)P=W/t=Q/t）

（2）进行实验与收集证据

（3）分析与论证：根据记录的实验数据，进行分析与论证。引导学生算出煤油在时间t内吸收的热量，根据能量转化的观点，确定出电流做

的功W，由P=W/t计算出电功率。引导学生确认P与U、I的关系。（进行误差分析）

3、分析灯泡名牌：

（1）引导学生分析：灯泡的发光情况取决于实际功率

（2）探讨额定电压和额定功率的关系：只有在额定电压下，灯泡的功率才是额定功率

（3）通过分析小灯泡问题，归结此类问题的常见问题：

一只灯泡上标有“PZ220-40”：

1）“220V，40W”的物理意义2）灯泡正常发光时的电流是多少？

3）灯泡的电阻是多少？4）一度电可供它正常工作多少时间？

5）它正常工作10小时，消耗的电能是多少焦？多少千瓦时？

6）若实际电压是110V，它的实际电流是多少？实际功率是多少？三、重难点知识突破

例1、“PZ220——100”的灯泡，额定功率是W，当它两端加上110V电压是时，通过的电流是A，则实际功率是W；当它正常工作10h，消耗的电能是kw.h。

例2、甲灯和乙灯的额定电压相同，把它们串联接在某电路中，甲灯比乙灯亮，则（）

A通过甲灯的电流比乙灯大B甲灯的额定功率比乙灯小

C甲灯的实际功率比乙灯小D甲灯的电阻比乙灯小

例3、分辨灯泡的功率大小：小明买来两只灯泡，额定电压都是“220V”，

但额定功率看不清了，他只记得一只是25W，一只是100W，你能帮他判断出来吗？

例4、一个小灯泡“6V，6W”与一电阻串联接在12V的电源上，小灯泡恰好正常发光，求电阻的阻值和这个电路的总功率。

四、诊断评价

1.物理学中把电流在叫做电功率，电功率是表示________的物理量，电功率的定义式是。

2.一只灯泡正常工作电流为0.5A,接在3V的电源上，这时正常发光，则小灯泡的功率为______W,0.5A是该灯的_____电流。

3.下面是刘芳对电功率的认识，其中错误的是()

A.电功率表示电流做功的快慢

B.做同样多的功，用电器的电功率越大，所用的时间越短

C.白炽灯的明亮程度决定于它的实际功率

D.额定功率越大的白炽灯,发光亮度越强

4.标有“36V15W”的车床用台灯和标有“PZ220—15”家用电灯都正常工作1h，消耗的电能（）A.一样多B.后者多C.前者多D.无法判断

5.如图所示三副漫画生动地描述了一位学生的一次经历，针对下面三副漫画请你看图回答：

①有一个灯泡不亮的原因是。

②灯泡后来为什么又变亮了。

③这个灯泡为什么更亮了。

学案参考答案：

重难点知识突破：例1、100，0.23，25，1例2、B

例3、方法一：观察灯丝的粗细，灯丝较粗的是100W的。

方法二、将它们串联在220V电路中，灯泡较亮的是25W的，灯泡较暗的是100W的。

方法三、将它们并联在220V电路中，灯泡较暗的是100W的，灯泡较亮的是25W的。

例4、6Ω，12W

诊断评价：1、单位时间内所做的功，电流做功快慢，P=W/t2、1.5，额定3、D4、A5、（1）灯丝断（2）摇动之后灯丝又连在一起（3）灯丝搭接之后长度变短，电阻变小，接入同一电路功率变大。

第三节测量电功率

教学目标：

⒈会测小灯泡的额定功率和实际功率，进一步练习使用电流表、电压表和滑动变阻器。

⒉培养学生制定计划与设计实验的能力。

⒊培养学生实事求是的科学态度和不畏艰难、勇于探究的精神。

重点、难点：

制定计划与设计实验是本节的重点；自己设计电路测量小灯泡的功率和各种故障的排除的本节的难点。

教学准备：

实验器材：干电池2节、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各1只，

“2.5V”的小灯泡1个（附灯座），导线若干（以上器材每实验小组一套）教学设计：

一、复习提问，引入新课

①是电功率，电功率的大小表示是电流做功的。

②电功率的计算式P==

③是额定电压，是额定功率。

④一只灯泡标有“220V40W”，它的含义是。

常用的小灯泡标有额定电压（如1.5V，2.5V，3.8V）而未标明额定功率，那么它的额定功率如何知道呢？引入新课教学。

二、投放学案，引导自学

自学提纲：1、现在有一只灯泡，想办法测出功率？（引导学生回答：只要测出它两端的电压U和通过它的电流I，应用公式P=UI，就可以求出它的功率了）

2、在测量过程中，应该测量哪些物理量？分别用什么器材？怎样测出这些物理量？这种方法的名称是什么？这个实验的原理是什么？

3、要构成一个完整的电路，需要哪些器材？

4、你认为实验过程中需要滑动变阻器吗？请说出你选择的理由。

5、自己设计出电路图。

三、合作共建，解决疑难

问题一、测量灯泡的功率

⒈制定计划与设计实验

⑴点拨思路：电功率的计算公式是什么？要测小灯泡的功率需测量的物理量有？

如何使小灯泡两端电压正好等于其额定电压呢？

⑵让学生画出实验电路图，并让学生指出根据电路图需选择的器材、仪器有哪些？

⑶为测小灯泡的额定功率和实际功率，应设计怎样的记录表？

⒉进行实验与收集证据

⑴找一生试述实验的步骤

师强调注意的问题，并总结步骤如下：

①按设计电路图连接实物。注意开关、滑动变阻器。

②检查电路无误后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，此时注意观察电压的示数，当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时，停止滑动，并记下电流表的示数，代入P=UI公式算出小灯泡的额定功率。

③调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI，算出小灯泡此时的实际功率。

④调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI，算出小灯泡此时的实际功率。

⑤整理实验器材。

电压（V）电流（A）电功率（W）灯泡发光情况

U=U额

U＞U额

U＜U额

⑵学生实验，师巡回指导：①解决同学们在实验中遇到的疑难问题。

②指导学生掌握正确的操作方法和实验技能。③掌握实验的进展，记录下实验做得好的小组。

⒊交流与合作

实验后再与周围同学交流，回答课本上的两个问题。师了解学生交流的情况。

问题二、利用家用电能表测算家用电器电功率

测算方法强调：

⑴表盘每转一圈电流所做的功：W0=3.6×106/3000J=1.2×103J

⑵在时间t内表盘转n圈所做的功：W=nW0=n×1.2×103（J）。

⑶电吹风的电功率：P=W/t=1200n/t（W）

四、知能应用，巩固提高

学生独立思考，完成知能应用，巩固知识。找出规律。

五、诊断评价，查漏补缺

完成学生诊断评价内容，归纳方法。

六、课堂小结，构建网络

知识点：“伏安法测电功率”实验目的、原理、电路图、器材、实验基本思路

“电能表和钟表测家用电器的电功率”实验方法，测算方法：

七、布置作业：完成《新课程同步学习与探究》“开放性作业”

八、板书设计

第三节测量电功率

一、测量小灯泡的电功率

⒈实验目的：测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的实际功率。

⒉实验原理：P=UI

⒊实验电路图：

⒋实验器材：

⒌实验数据记录表：

电压（V）电流（A）电功率（W）灯泡发光情况

U=U额

U＞U额

U＜U额

二、电能表和钟表测家用电器的电功率：

⒈实验方法：

⒉测算方法：P=1200n/t（W）（电能表上标有“3000r／kw.h”）

九、教学反思：

第三节《测量电功率》学案

一、自主学习