（人教版）九年級物理 電能 電功（教學(xué)設(shè)計）

18.1電能電功（教學(xué)設(shè)計）年級九年級授課時間課題18.1電能電功教學(xué)目標1.了解電能和我們生活的聯(lián)系，知道電能的單位。2.會讀家用電能表，會通過電能表計算家庭電費，有節(jié)約用電的意識。3.從能的轉(zhuǎn)化認識電能，能結(jié)合生活實例分析電能轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的。4.通過實例理解電流做功的多少跟電流大小、電壓高低和通電時間有關(guān)，能利用電功公式進行相關(guān)計算。教材分析本節(jié)內(nèi)容由電能、電能的計量和電功三部分內(nèi)容構(gòu)成，其中電能和電能的計量是教學(xué)的重點，教學(xué)的難點在于對電功概念的理解。初中電功的概念是基于功能關(guān)系，即能量的轉(zhuǎn)化是由做功來實現(xiàn)的這一思路引入的。教學(xué)中通過分析家用電器工作中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化這一事實來認識電能，而電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，則是通過電流做功的方式來實現(xiàn)的。教學(xué)器材干電池或蓄電池、電流表2個、電壓表2個、導(dǎo)線若干、滑動變阻器一個、導(dǎo)線若干、開關(guān)、玩具小車。多媒體ppt，包含視頻：《探究電功與電壓電流的關(guān)系》、《電能與電功》等。教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入新課【復(fù)習(xí)提問】（1）學(xué)生列舉自然界的一些能量及其相互轉(zhuǎn)化的實例。【總結(jié)】在初二時我們學(xué)過能量的概念，知道自然界中有各種形式的能量：如機械能、光能、內(nèi)能、化學(xué)能等。不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化。如在機械能中，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。各種能量的國際單位是焦（J）。（2）天氣冷的時候，我們經(jīng)常兩手相互搓一搓，手心就會感到暖和。從能量轉(zhuǎn)化過程來分析能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?這種改變內(nèi)能的方式我們稱為什么?【總結(jié)】這一過程中，是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。這種改變內(nèi)能的方式我們稱為做功?？梢?，能量的轉(zhuǎn)化是可以通過做功來實現(xiàn)的。（3）用電器的作用是什么?用電器工作時，通過什么形式把電能轉(zhuǎn)化為我們需要的能量？用電器的作用是把電能轉(zhuǎn)化為我們需要的各種能量，是通過電流做功實現(xiàn)的。這節(jié)課學(xué)習(xí)—《18.1電能電功》。學(xué)習(xí)新課一、電能1.電能的來源與能量轉(zhuǎn)化【提問】我們的生活中利用的電能，都來自于哪里？是什么能量轉(zhuǎn)化的？【總結(jié)】（1）我們生活中利用的電能的來源：①發(fā)電廠、電池提供電能；②水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電；③太陽能發(fā)電、潮汐能發(fā)電；④核電站等。風(fēng)力發(fā)電火力發(fā)電三峽水電站大亞灣核電站地?zé)犭娬荆?）常見發(fā)電方式中的能量轉(zhuǎn)化：發(fā)電方式發(fā)電方式能量轉(zhuǎn)化的形式水力發(fā)電機械能轉(zhuǎn)化為電能火力發(fā)電化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能太陽能發(fā)電太陽能轉(zhuǎn)化為電能風(fēng)力發(fā)電機械能轉(zhuǎn)化為電能核電站核能轉(zhuǎn)化為電能2.電能的利用與能量轉(zhuǎn)化【提問】今天我們的生活已經(jīng)來不開電，想一想生活中哪些地方利用電？利用電的過程中。發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)化？【演示實驗】給電動玩具車裝上電池，合上開關(guān)，電動玩具車會運動起來。這是電能轉(zhuǎn)化成了什么能？【歸納】電燈照明、電風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)、冰箱制冷、電視機播放節(jié)目等都是電能的具體應(yīng)用。電能可以直接轉(zhuǎn)化成我們需要的能量，如內(nèi)能、機械能、光能、化學(xué)能等。電能是目前生活中，應(yīng)用最廣泛、最方便的能量。①電讓燈泡發(fā)光，電能通過燈泡轉(zhuǎn)化成了光能；②電能還能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能，如電飯鍋、電爐、電熱水器……③電動玩具車會運動起來，這是電能轉(zhuǎn)化成了機械能。用電器能將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，下表是一些用電器工作時能量轉(zhuǎn)化的形式：用電器用電器能量轉(zhuǎn)化形式電風(fēng)扇電能轉(zhuǎn)化為機械能日光燈電能轉(zhuǎn)化為光能電爐電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能蓄電池充電電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電動機電能轉(zhuǎn)化為機械能3.電能的單位在國際單位制中，電能的基本單位是焦耳（J）；在實際生活中，人們常用“度”來量度電能，“度”即千瓦時（kW·h）。1度=1千瓦時（kW·h）=3.6×106焦耳（J）【例題1】某家用電器的能量流向圖如圖所示，該用電器可能是（B）A．電視機 B．電風(fēng)扇 C．電飯煲 D．電水壺【解析】由圖可知，該用電器工作時，將電能大部分轉(zhuǎn)化為機械能，少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。A．電視機工作時，主要將電能轉(zhuǎn)化為光能、聲能和部分內(nèi)能，故A不合題意；B．電風(fēng)扇工作時，主要將電能轉(zhuǎn)化為機械能，并產(chǎn)生少部分內(nèi)能，故B符合題意；CD．電飯煲和電水壺工作時，主要將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故CD不合題意。所以選B.舉例說明用電器是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量的裝置。學(xué)習(xí)新課1.電能表（1）電能表的作用：測量用電器消耗電能多少的儀表。（2）認識電能表：又叫電度表。我們知道測量用電器中的電流用電流表，測量兩端的電壓用電壓表；而用電器消耗的電能，就可以用電能表測量。機械式電能卡式電能表電子式電能表電能表的面盤，最頂端有顯示數(shù)字的窗口，前4位是黑色窗口，是整數(shù)，最后1位是紅色窗口，是小數(shù)，窗口邊上寫有數(shù)值單位kW·h。電能表的中間部位有一個鋁質(zhì)圓盤，電能表工作時它進行轉(zhuǎn)動。（3）電能表的參數(shù)下面我們來了解一下電能表上重要參數(shù)的意義。甲甲乙=1\*GB3①“220V”表示該電能表在220V的電路中使用；=2\*GB3②“50Hz”是說這個電能表在50赫茲的交流電路中使用；=3\*GB3③“10（20）A”是說這個電能表的標定電流為10A，在短時間應(yīng)用時電流允許大些，但不能超過20A；=4\*GB3④甲圖中“600revs/kW·h”指電能表轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)時，接在電路里的用電器消耗的電能是1kW·h。⑤乙圖中“3200imp/kw·h”指電能表上的指示燈閃爍3200次，接在電路里的用電器消耗的電能是1kW·h.（4）電能表的讀數(shù)電能表上顯示的數(shù)字單位是kW·h（度），最后一位是小數(shù)。如上圖甲所示，電能表的示數(shù)為120.7kW·h。上圖乙電能表的示數(shù)為219.6kW·h。（5）通過電能表求用電器消耗電能的方法方法一：觀察電能表表盤上前后兩次的示數(shù)，它們的示數(shù)差即是所求的電能值。小華同學(xué)家今年一月新安裝了電能表，安裝時電能表的示數(shù)為0。九月初的讀數(shù)如圖甲所示，九月末讀數(shù)如圖乙所示，從安裝本電能表到九月初她家共用了_______度的電能，九月份她家共用______度電能。甲甲乙【解析】從安裝本電能表到九月初她家共用了1120.9度的電能。因為月初讀數(shù)為1120.9kW·h，月末讀數(shù)為1282.9kW·h，因此這個月用電量為W=1282.9kW·h-1120.9kW·h=162kW·h=162度方法二：測出一定時間內(nèi)電能表上轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)，再算出電能值。此種方法的關(guān)鍵是要明確電能表轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時消耗的電能值。例如，一電能表表盤上標有“1200r/kW·h”，將某用電器單獨接在該表上。當用電器工作4min后，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過60r，求該用電器消耗的電能。【解析】電能表表盤上標有“1200r/kW·h”，表示用電器消耗1kW·h的電能，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動1200圈。當電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過60r時，消耗的電能W＝EQ\F(60r,1200r/kW·h)=0.05kW·h2.1kW·h電的作用【例題2】如圖所示是小明家的電能表，電能表的示數(shù)為______kW·h，此時小明家接入了大功率的用電器，小明站在電能表前觀察指示燈閃爍了800次，那么電能表的示數(shù)應(yīng)為______kW·h?！敬鸢浮?866.8，9867.3.【解析】圖中電能表的示數(shù)為9866.8kW·h；從電能表的參數(shù)可知，電路中的用電器消耗1kW·h的電能，指示燈閃爍1600次，現(xiàn)在它閃爍了800次，消耗的電能為0.5kW·h，故電能表的示數(shù)為9866.8kW·h+0.5kW·h=9867.3kW·h了解描述電能表的一些重要參數(shù)及其物理意義。閱讀課本P89，了解1度電的作用，提高節(jié)約用電的意識。做例題2，會通過電能表計算用電器消耗的電能。學(xué)習(xí)新課1.電功的概念（1）以電動自行車為例分析：①電動車運動時，電流通過電動機使其轉(zhuǎn)動，電流做功。②蓄電池中的電能減少；電動車的機械能在增加。這個能量轉(zhuǎn)化的過程是通過電流做功來實現(xiàn)的。有多少電能發(fā)生了轉(zhuǎn)化就說電流做了多少功，即電功是多少。（2）燒水為例分析對電水壺里的水加熱，水溫度升高，如果水增加了105焦耳的內(nèi)能，則一定消耗了105焦耳的電能，有105焦耳電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在這過程中，電流做功105焦耳?？偨Y(jié)：①電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程是電流做功的過程，有多少電能發(fā)生了轉(zhuǎn)化就說電流做了多少功，即電功是多少。用電功的大小來量度用電器消耗的電能的多少。②各類用電器都是以電流做功的形式將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。2.探究影響電功大小的因素【提出問題】電流做功多少與哪些因素有關(guān)?【猜想與假設(shè)】①可能與電流有關(guān)；②可能與電壓有關(guān)；③可能與通電時間有關(guān)?！驹O(shè)計實驗】（1）實驗方法①控制變量法：保持電流、通電時間一定，探究電功與電壓的關(guān)系；保持電壓、通電時間一定，探究電功與電流的關(guān)系。②轉(zhuǎn)化法：比較電燈的亮度判斷電功的大?。盒粼搅?，電流做功越多?！具M行演示實驗】（1）探究電功與電壓的關(guān)系①把兩盞規(guī)格不同的小燈串聯(lián)在電路中，用電壓表分別測量它們兩端的電壓，同時觀察比較小燈的發(fā)光情況。②實驗記錄電壓（電壓（V）發(fā)光情況甲燈2.0亮乙燈1.0暗（2）探究電功與電流的關(guān)系①如圖所示，把兩盞規(guī)格不同的小燈并聯(lián)，用電流表分別測量通過它們的電流，同時觀察比較小燈的發(fā)光情況。②實驗記錄。電流（電流（A）發(fā)光情況甲燈0.26亮乙燈0.6暗【分析論證】（1）在通過用電器的電流與通電時間相同時，用電器兩端的電壓越大，電流做功就越多。（2）在用電器兩端的電壓與通電時間相同時，通過用電器的電流越大，電流做功就越多。進一步實驗可得出：電流所做功的大小與電壓、電流、通電時間成正比。3.電功（1）物理學(xué)規(guī)定：電功等于電壓、電流與通電時間的乘積。（2）公式：電功=電壓×電流×通電時間W=UIt式中各物理量的意義及單位：U表示電壓，單位是伏（V）I表示電流，單位是安（A）t表示時間，單位是秒（s）W表示電功，單位是焦（J）（3）國際單位：焦耳（J）1焦=1伏·安·秒常用單位：千瓦時（kW·h）1kW·h=3.6×106J（4）電功的推導(dǎo)公式由W＝UIt和歐姆定律I＝URW=U2R

tW＝I提示：①電功變形公式的適用條件：只適用于純電阻電路；②利用電功公式及其變形公式時，要注意各物理量的同一性和同時性；③W＝UIt是普遍適用的公式。（5）應(yīng)用W=UIt的注意問題①電路的同一性：W、U、I、t必須是同一個導(dǎo)體在同一時間對應(yīng)的四個物理量。②單位的統(tǒng)一性：W、U、I、t的單位必須是國際單位，分別為：焦、伏、安、秒。【例題3】在做“探究影響電流做功多少的因素”實驗時，如圖是進行該探究的電路之一。（1）可以根據(jù)_____________比較相同時間內(nèi)電流做功的多少；（2）由如圖所示電路，可探究電流做功多少與_______的關(guān)系；（3）小明正確操作，驗證了實驗的結(jié)論，支持該結(jié)論的實驗現(xiàn)象是________________?！敬鸢浮浚?）燈泡亮暗程度；（2）電壓；（3）電壓表示數(shù)大的燈泡更亮?！窘馕觥浚?）燈泡將電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能，故可以根據(jù)燈泡的亮暗程度來比較相同時間內(nèi)電流做功的多少。（2）由電路圖可知，兩燈泡串聯(lián)，流過燈泡的電流與通電時間均相等，故可探究電流做功多少與電壓的關(guān)系。（3）因燈泡兩端的實際電壓越大，燈泡的實際功率越大，故可知支持該結(jié)論的實驗現(xiàn)象是電壓表示數(shù)大的燈泡更亮。【例題4】在圖所示的電路中，已知R1=5Ω，R2=15Ω。閉合開關(guān)后，電流表的示數(shù)為0.6A。求：（1）電源電壓；（2）通電100s，整個電路消耗的電能?！窘馕觥浚?）電路為兩個定值電阻的并聯(lián)電路，電流表測R1的電流，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的特點，電阻R1兩端電壓等于電源電壓，即U=I1RI=0.6A×5Ω=3V（2）電阻R2所在支路電流為I2=U/R2=3V/15Ω=0.2A根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點I=I1+I2=0.6A+0.2A=0.8A通電100s，整個電路消耗的電能W=UIt=3V×0.8A×100s=240J配合老師的教學(xué)過程，通過兩個實例分析，理解電功的物理意義。知道電能轉(zhuǎn)化的過程就是電流做功的過程。觀看演示實驗，分析實驗現(xiàn)象與證據(jù)，歸納出影響電功大小的因素。記住電功的定義、公式及各物理量的單位。知道電功的推導(dǎo)公式與原始公式在使用時的區(qū)別。做例題3，對影響電功大小的因素進一步理解。做例題4，會應(yīng)用電功公式進行有關(guān)計算。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1.關(guān)于電功，下列說法正確的是（）A．電流通過電燈做功時，電能只轉(zhuǎn)化為光能B．電能只有轉(zhuǎn)化為機械能才算電流做功C．通過導(dǎo)體的電流越大，電流做的功一定越多D．電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能【答案】D.【解析】A．電流通過電燈做功時，電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能，故A錯誤；B．電能轉(zhuǎn)化內(nèi)能、光能、化學(xué)能，都叫電流做功，故B錯誤；C．通過導(dǎo)體電流做的功與導(dǎo)體兩端的電壓、電流和通電時間都有關(guān)，故C錯誤；D．電流做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程，消耗多少電能轉(zhuǎn)化為多少其它的能，故D正確。故選D。2．主要利用電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器是（）A．電風(fēng)扇 B．電視機 C．電飯鍋 D．電燈泡【答案】C?！窘馕觥緼．電風(fēng)扇主要把電能轉(zhuǎn)化為機械能，故A不符合題意；B．電視機主要把電能轉(zhuǎn)化光、聲，還有小部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B不符合題意；C．電飯鍋把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，給食物加熱，故C符合題意；D．電燈泡把電能同時轉(zhuǎn)化內(nèi)能和光能。故D不符合題意。所以選C.3.小明同學(xué)在家中拍到一張電能表照片，如圖所示，他仔細觀察照片后，得到了以下結(jié)論，你認為錯誤的是（）A．電能表的基本電流是10AB．電能表工作時的允許最大電流是20AC．電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)，表明這個電能表消耗了1kW?h的電能D．拍照片時，家中用電器已消耗的電能為2818.5kW?h【答案】C?！窘馕觥緼B．10A（20）表示標定電流為10A，允許通過的最大電流為20A，故AB正確，不符合題意；C．3000r/kW?h：接在這個電能表上的用電器每消耗1千瓦時的電能，電能表上轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)，故C錯誤，符合題意；D．拍照片時，電能表示數(shù)為2818.5kW?h，所以家中用電器已消耗的電能為2818.5kW?h，故D正確，不符合題意。所以選C.4．甲、乙兩盞電燈，已知R甲＜R乙，將它們串聯(lián)后接在電源上，在相同時間內(nèi)，它們消耗的電能（）A．W甲>W乙 B．W甲＜W乙 C．W甲=W乙 D．無法判斷【答案】B.【解析】兩盞電燈串聯(lián)聯(lián)接在某電源上時，通過它們的電流相等，甲燈的電阻小，工作相同的時間，由W=UIt=I2Rt可知，乙燈消耗的電能多，即W甲＜W乙，故ACD不符合題意，故B符合題意。所以選B.5.充電寶給手機充電時，充電寶相當于電路中的_______；給手機充電的過程，主要是將電能轉(zhuǎn)化為_____能，過一會兒，充電器發(fā)燙，這是通過電流_____的方式增大了物體的內(nèi)能。小奕看見他爸爸的手機鋰電池上面標明電壓為3.7V，容量為3000mA?h，則它充滿電后存儲的電能為________J?！敬鸢浮侩娫?，化學(xué)，做功，39960?！窘馕觥砍潆妼毥o手機充電時，充電寶提供電能，相當于電路中的電源。給手機充電的過程，主要是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在電池中，時間久了，充電器發(fā)燙，這是通過電流做功的方式增大了物體的內(nèi)能。手機鋰電池上面標明電壓為3.7V，容量為3000mA?h，則它充滿電后存儲的電能為W=UIt=3.7V×3000×10-3A×3600s=39960J6.電子式電能表表盤上標有“3200imp/kW·h”字樣（imp表示閃爍次數(shù)）。將某電熱器單獨接在該電能表上正常工作20min，電能表指示燈閃爍了320次。該電熱器在上述時間內(nèi)消耗的電能為______，合_________焦耳?！敬鸢浮?.1kW·h，3.6×105.【解析】3200imp/kW·h表示電能表指示燈每閃爍1次，電路中消消的電能為13200用電器正常工作20min時指示燈閃爍320次，則用電器消耗電能為W=320×13200kW·h=0.1kW·h=3.6×1057．利用如圖所示的電路可以驗證電功與電流的關(guān)系．（1）圖中兩只燈泡的連接方式是_____聯(lián)，選擇這種連接方式是為了控制______相同，它們工作時的電阻要_______（選填“相同”或“不同”）；（2）本實驗中，是通過觀察________來判斷電流做功多少的．小明正確操作，驗證了實驗的結(jié)論，支持該結(jié)論的實驗現(xiàn)象是________。【答案】（1）并，燈泡兩端電壓，不同；（2）電流表示數(shù)，電壓相等，電流越大，燈泡越亮?！驹斀狻浚?）由圖示電路圖，兩