人教版物理九年级全册第18章教案
第1节电能电功
【教学目标】
1.知道电能表的作用并了解它的技术参数。
2.了解电功的概念,进一步体会做功与能量转化的联系。
3.理解电功公式的意义。
4.能初步运用电功公式计算有关问题。
【教学重难点】
1.重点:(1)认识电能表。(2)理解电功公式的意义,并能运用电功公式计算。
2.重点:对电功的理解。
【课前准备】
教师:感应式电能表,IC卡式电能表,电子式电能表,两节干电池及电池盒,两个小灯泡(“2.5 V 0.5 A”,“2.5 V 0.3 A”),两只电压表,两只电流表,滑动变阻器,开关,导线。
学生:家庭几张连续月交电费发票,两节干电池及电池盒,两个小灯泡(“2.5 V 0.5 A”,“2.5 V 0.3 A”),两只电压表,两只电流表,滑动变阻器,开关,导线。
【教学过程】
【情境引入】
假设情景让学生思考:如果因为施工造成我们学校需停电一周,生活情景会是怎样?学生讨论,体会我们的生活已离不开电了。
学生讨论交流:灯不亮了,微机课不能上了,上课不能使用多媒体了……
引导学生思考我们利用的电能是从哪里来的?是什么形式的能转化为电能的?多媒体展示引出课题。
【互动新授】
1.电能:
生活中电能的利用无处不在。
教师:请同学们列举生活中电能的利用,并说出它们能量的转化。
学生讨论列举很多生活中的用电器,但其能量的转化可能有难度,教师适当给予总结。
课件展示:电灯把电能转化成光能,为我们照明;电视机、电脑把各种信息加工后传达给我们;电热器、电风扇……
教师引导学生通过阅读教材找出电能的单位有哪些,其换算关系是怎样的。
教师总结:电能的单位有度、千瓦时(kW·h)、J,它们的换算关系是:1度=
1 kW·h=3.6×106 J。
2.电能的计量:
生活中如何计量我们家庭中消耗的电能呢?
教师展示给学生各种电能表,注意表盘上的参数。
教师用多媒体展示下列图片,让学生说出它的参数含义,及如何计量一段时间内所用的电能。
学生讨论,根据表盘的参数,已知一定时间内,转盘转动的转数如何计算消耗的电能或已知消耗的电能如何计算转盘转动的转数。
消耗的电能=×实际转数
教师播放“地球一小时”视频。
问题:为何世界各国举办这样的活动?在我们的生活中一度电能给我们带来多大的效应?我们该如何做?
多媒体展示一度电给我们带来的物质效应。
学生讨论思考回答:人走灯灭;少开空调;绿色出行……
只要合理的想法,教师应给予肯定。
3.电功:
多媒体展示电动车,电饭煲,电镀等图片。
提出问题:电能可以转化成什么能量?
总结:电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程,有多少电能发生了转化就说电流做了多少功,即电功是多少。
日常生活中,消耗了多少电能,和电流做了多少功是一样的。
提出问题:电流做功跟电流、电压的高低,通电时间的长短有什么关系吗?
学生分组合作,设计探究实验。
教师引导,控制变量法探究实验:
(1)取两个不同的灯泡串联在电路中,用电压表显示其示数,观察灯泡相同时间内的亮度。
(2)取两个不同的灯泡并联在电路中,用电流表显示其示数,观察灯泡相同时间内的亮度。
学生讨论回答:加在用电器上的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长,电流做功越多。
W=UIt
1 J=1 V·A·s
例题讲解:①教师多媒体展示例题。
②学生自主完成,找一位同学上讲台板演解题过程。
③教师此时巡视完成情况,适时给予指正。
④总结整个过程出现的问题和同学们应注意的地方。
【课堂小结】
老师:通过今天的学习你学到了什么?有什么成功的经验和收获?
学生:1.认识了电能表。
2.通过电能的利用理解电功的概念。
3.电功的计算公式。
【板书设计】
第1节电能电功
一、电能
1.单位:焦(J)、千瓦时(kW·h)(俗称“度”)。
2.换算关系:1度=1 kW·h=
3.6×106 J。
二、电能表
1.用途:计量用电器在一段时间内消耗的电能。
2.消耗电能的计算:电能表计数器上前后两次示数之差。
三、电功
1.实质:电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程。
2.影响电功大小的因素:电流的大小、电压的高低、通电时间的长短。
3.计算公式:W=UIt。
第2节电功率
【教学目标】
1.知道电功率的物理意义、定义、定义式、单位。
2.理解额定电压和额定功率。
3.会用电功率的公式P=UI进行简单计算。
4.能运用学过的知识解决简单的电功率问题。
5.理解用电器的额定功率与实际功率的关系。
【教学重难点】
1.重点:电功率的概念、额定功率、电功率的计算。
2.难点:电功率的概念、额定功率与实际功率的关系。
【课前准备】
教师:简易家庭电路示教板:接有电能表(转数参数大的),一个保险盒,两个开关,一个24 W节能灯和一个100 W的白炽灯(包括灯座),一个插座,演示电压表,电水壶带插线,调压器(变压器),水。
学生:多张用电器铭牌。
【教学过程】
【情境引入】
实物投影展示手中的两个灯泡,一个40 W节能灯和一个100 W白炽灯,看上面有哪些数据?你能从中发现什么?
学生讨论交流:都是220 V电压,40 W和100 W是什么意思?
教师展示简易家庭电路示教板,把40 W节能灯和100 W白炽灯装入电路。
先让学生猜想:每个电灯单独闭合开关,哪种情况下电能表转盘转得快?如果再把装有水的电水壶单独接入呢?
实验演示,注意观察电能表转盘转的快慢,同时注意比较两个灯泡的亮度关系。
学生讨论交流:电水壶接入电路时电能表转盘转得最快,其次是白炽灯,最慢的是节能灯。还发现白炽灯和节能灯在亮度上没有多大区别……
教师引导:电能表转盘转的快慢说明了什么?亮度没有区别我们在生活中应该如何做?
结论:转盘转的快慢不同,表示消耗电能快慢不同。为节约能源我们应使用节能灯。
引入课题:如何表示用电器消耗电能的快慢或者电流做功的快慢呢?
【互动新授】
1.电功率:
回顾旧知:我们在学习速度、机械功率时是如何比较运动快慢和力做功快慢的呢?那么我们能不能同样的来比较用电器做功快慢呢?
学生讨论交流,思考并回答。教师根据实际情况合理地给予肯定。
教师归纳:(1)相同时间内,消耗的电能多,消耗电能快,电功率大。
(2)消耗相同的电能,所用时间少的,消耗电能快,电功率大。
(3)时间、消耗电能都不同时,1 s内消耗电能多的,消耗电能快,电功率大。
由此总结:电功率是表示电流做功快慢的物理量。
教师进行点拨:电功率和机械功率一样都用P来表示,单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
多媒体展示几张用电器的铭牌:
结合学生自己收集的用电器铭牌,理解电功率的物理意义。引导学生阅读小资料,了解一些用电器的电功率。
教师提示:家用空调、灌溉的电动机等功率很大,这时要用更大的单位千瓦(kW)来表示。电子表的功率很小,需要用比瓦小的单位毫瓦(mW)来表示。
教师点拨:1 kW=1 000 W 1 W=1 000 mW
提出问题:如何根据速度、机械功率的定义来定义电功率?
学生:电功率等于电功与时间之比。
总结:电功率的定义公式:P=。
教师:我们上一节学习的电功的计算公式是什么?引导学生推导电功率的另一个公
式:P===UI。
2.“千瓦时”的来历:
教师提出问题:kW·h和kW有什么区别呢?
学生讨论交流它们是两个不同物理量的单位,kW·h 是电能的单位,而kW是电功率的单位。
教师引导学生,将电功率公式P=,变形得W=Pt,W是t这段时间内电流通过用电器所做的功,也就是用电器消耗的电能。
投影:
物理量单位
文字符号文字符号
总结:1千瓦时可以看作电功率为1 kW的用电器使用1 h所消耗的电能。计算时必须配套使用。
多媒体展示例题,教师提示学生计算时注意单位的统一。
学生做完例题后讨论:如果问题中电能的单位是焦耳,那么如何换算?
学生讨论回答:(1)在公式代值时直接换算成W和s,得出的电能是J。
(2)可以得出kW·h时,根据1 kW·h=3.6×106 J换算。
3.额定电压额定功率:
教师:大家已经知道,不同的用电器的电功率一般不相同。那么,在不同情况下,比如同一个用电器工作在不同的电压下,它的电功率总是一样吗?
使用简易家庭电路示教板:电路接入调压器,并把演示电压表并在100 W白炽灯两端。教师提示学生注意观察:灯的亮度变化时,它的电压变化吗?电能表的转速快慢变化了吗?
操作步骤:
(1)调压器调至电压表220 V,灯泡亮度正常发光,观察电能表转盘转速。
(2)调压器调至灯泡发光暗淡,观察电压表示数和电能表转盘转速。
(3)调压器调至灯泡强烈发光,观察电压表示数和电能表转盘转速。
学生观察后,讨论交流:电压越高,灯泡越亮,电能表转速越快;反之,电压越低,灯泡越暗,电能表转速越慢。灯泡的电功率是变化的。
教师总结:不同电压下,同一个用电器的电功率不一样;用电器的实际电功率随着它两端的电压而改变。说一个用电器的电功率是多大时,要指明电压。
什么是用电器的额定电压和额定功率?
引导点拨:用电器正常工作时的电压叫作额定电压,在额定电压下工作时的电功率叫作额定电功率。
4.电功率的测量:
在学习欧姆定律时,我们探究了电阻的测量,使用电压表和电流表间接地测量电阻,那么我们能不能一样可以测电功率呢?
学生带着疑问回顾今天的知识,讨论解决。
教师总结:P=UI可以测用电器的实际电功率。
【课堂小结】
老师:今天你学到了什么,有什么成功的经验和收获?
学生:1.电功率的概念、公式、单位。
2.“千瓦时”的来历。
3.用电器的额定电压和额定功率。
【板书设计】
第2节电功率
一、电功率
1.物理意义:表示电流做功的快慢。
2.单位:瓦(W)、千瓦(kW)、毫瓦(mW)
换算:1 kW=1 000 W 1 W=1 000 mW
3.公式:P==UI
4.额定电压:用电器正常工作时的电压。
额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率。
二、电功率的测量
1.使用专用的功率表。
2.通过测量电流和电压,利用公式P=UI间接测量。
第3节测量小灯泡的电功率
【教学目标】
1.会用电压表和电流表测量小灯泡的电功率。
2.理解额定功率与实际功率。
【教学重难点】
1.重点:用电压表、电流表测量小灯泡的实际功率,加深对实际功率和额定功率的理解。
2.难点:学生自己设计实验电路和实验步骤。
【课前准备】
教师:电路板、干电池、3.8 V小灯泡及灯座、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线。
学生:干电池、3.8 V小灯泡及灯座、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线。【教学过程】
【情境引入】
利用电路板,把电池、开关、小灯泡、滑动变阻器组成一个简单电路,改变变阻器的滑片位置以改变灯泡的亮度。
问:小灯泡在不同亮度时的电功率相同吗?如何测量出小灯泡的电功率?从而引入本节课题。
【互动新授】
1.设计实验:
教师:我们在用伏安法测电阻时,用到了哪些实验器材?
学生讨论交流:电压表测电压,电流表测电流,利用R=得出电阻值。实验中用到了电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、电源。
教师追问:我们能不能根据已有的经验测量小灯泡的电功率呢?请同学们讨论以下几个问题。
多媒体展示:(1)测量小灯泡的电功率的方法和原理是什么?
(2)必须测量出哪些相关的物理量?
(3)实验的电路如何设计?
(4)实验需要哪些实验器材?
提出要求:同学们自己设计出实验的电路,并画出实验电路图。
学生画出电路图:
2.进行实验:
小组合作讨论完成以下问题并连接电路,完成实验。
多媒体展示:(1)实验器材是否齐全?
(2)实验要做几次?
(3)怎样设计表格?
(4)什么条件下测量出的功率才是小灯泡的额定功率?
进行小组讨论后,教师引导学生选出实验的最佳设计方案。
小灯泡两端的电压电压
U/V
电流
I/A
电功率
P/W
小灯泡明
亮程度
等于额定电压
高于额定电压
低于额定电压
学生连接实验电路。
教师提示学生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,每个同学检查一遍,保证电路连接正确。
(4)闭合开关前,应检查滑动变阻器的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。
(5)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。
3.实验分析、评估:
学生分组实验后教师引导学生对测量的数据进行分析、论证。可以从这几方面进行。
多媒体展示:(1)怎样通过测量的数据计算出小灯泡的电功率?
(2)小灯泡的额定功率多大?
(3)小灯泡的实际功率、发光情况是怎样随它两端的电压而改变的?
(4)在测定小灯泡的功率时能取功率的平均值吗?
4.实验结论:
小灯泡实际消耗的电功率不一定等于额定功率。
当U实=U额时,P实=P额;
当U实>U额时,P实>P额;
当U实 【课堂小结】 老师:今天你学到了什么,有什么成功的经验和收获? 学生:1.用电压表、电流表测量小灯泡的电功率。 2.小灯泡实际电功率的大小与它两端的实际电压有关。 【板书设计】 第3节测量小灯泡的电功率 1.实验原理:P=UI。 2.实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、开关、导线。 3.电路图: 4.小灯泡实际消耗的电功率不一定等于额定功率。 当U实=U额时,P实=P额; 当U实>U额时,P实>P额; 当U实 第4节焦耳定律 【教学目标】 1.知道电流的热效应。 2.知道焦耳定律。 3.知道电热的利用和防止。 【教学重难点】 1.重点:通过实验探究电流通过导体产生的热与哪些因素有关。 2.难点:焦耳定律的理解和应用。 【课前准备】 教师:多媒体课件、学生电源、导线、开关、U形管、橡胶导管、电阻丝 (5 Ω两根、10 Ω一根)、红墨水、带接线柱的密闭玻璃容器。 学生:电源、小灯泡、电阻丝、开关、导线、滑动变阻器。 【教学过程】 【情境引入】 有一天,孙明放学回家后接到妈妈的电话,妈妈嘱咐他好好写作业,不要看电视。等妈妈下班回家时看到孙明在写作业,电视机也没打开,很高兴。可妈妈用手摸一下电视机的后盖就发现,孙明没有按照妈妈说的做,看过电视。你知道孙明的妈妈是根据什么道理判定的吗? 学生讨论交流回答。 多媒体展示几组用电器图片: 通过这些用电器电能的转化,引导学生总结出电流的热效应,引出课题。 【互动新授】 (一)电流的热效应 1.定义: 利用多媒体课件图片,分析其能量转化,得出电流的热效应。电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫作电流的热效应。 2.影响电流产生热量多少的因素: 探究问题:电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热?换句话说,电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 学生讨论猜想:(1)跟导体的电阻有关。 (2)跟导体的材料有关。 (3)跟导体两端的电压有关。 (4)跟电功率有关…… 教师对学生的猜想进行归纳说明,物理学家通过大量的实验发现:电流通过任何导体产生的热的多少跟通电时间、电流大小、电阻大小有关。 (1)教师演示实验,提出问题: ①两电阻的阻值不同,串联在一起,我们探究的是电流通过导体产生的热跟哪个因素的关系? ②两个透明容器中装着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映了什么? ③在此实验中我们控制了什么量不变? 学生讨论交流:①电阻丝的阻值不同;②U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化;③实验中控制了电流、通电时间、密封容器中的空气质量不变。 教师对于学生的回答给予鼓励和肯定,同时引导学生总结: 在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。 (2)教师改装实验,演示: 提出问题学生思考: ①左右两个容器中的电阻相同,通过的电流相同吗?若不同,则通过哪个电阻的电流大? ②在这种情况下,我们控制什么量不变? ③我们探究的是电流通过导体产生的热跟哪个因素的关系? 教师操作实验,学生注意观察,讨论交流回答: ①它们通过的电流不同,左边通过的电流大。 ②左右密封容器中的电阻相同,通电时间相同,密闭容器中的空气质量相同。 ③探究的是电流通过导体产生的热跟电流的关系。 教师引导,学生讨论实验的结论:在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。 (3)由此教师追问:若电阻相同、通过的电流相同,通电时间不同,那么U形管中液面的高度会怎样变化? 学生根据刚才的实验和生活经验得出:若电阻相同、通过的电流相同,通电时间越长,电阻产生的热量越多。 (二)焦耳定律: 教师总结以上结论,得出焦耳定律。 1.焦耳定律: 英国物理学家焦耳做了大量的实验,最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻、通电时间的关系。 焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。公式:Q=I2Rt。 2. 焦耳定律公式的推导: 教师让学生回顾电功,电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。如果电能全部转化为内能,而没有同时转化为其他形式的能量,那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W, Q=W=UIt,根据欧姆定律U=IR,就得到Q=I2Rt。 3.焦耳定律的应用: 教师:现在我们知道了焦耳定律,那么电炉工作时,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热? 学生思考回答:电炉丝和导线串联,通过的电流和通电时间相同,但电炉丝的电阻要比导线的电阻大得多,所以产生的热量不同。 多媒体展示课本例题,学生自主完成,提示学生计算单位的统一。 (三)电热的利用和防止 教师提出问题:我们知道了电流通过导体时会有热效应,生活中,哪里用到电热了? 学生:电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器、电褥子…… 电热的利用在生活中很常见,那么有时我们不需要电热,又有哪些是需要防止电热的? 学生举例,教师多媒体展示: 这些都是人们不希望的,引导学生找到解决这类问题的方法,由此说明事物的两面性。 【课堂小结】 老师:今天你学到了什么,有什么成功的经验和收获? 学生:1.知道了什么是电流的热效应,焦耳定律的内容和公式。 2.知道电热在生产和生活中的利用和危害,以及如何防止。 【板书设计】 第4节焦耳定律 1.电流的热效应。 2.焦耳定律: (1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。 (2)公式:Q=I2Rt 电能全部转化为内能:Q=W=UIt、Q=W=Pt 3.电热的利用和防止。