（人教版）九年级物理 电能 电功（教学设计）

18.1电能电功（教学设计）年级九年级授课时间课题18.1电能电功教学目标1.了解电能和我们生活的联系，知道电能的单位。2.会读家用电能表，会通过电能表计算家庭电费，有节约用电的意识。3.从能的转化认识电能，能结合生活实例分析电能转化是通过做功实现的。4.通过实例理解电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关，能利用电功公式进行相关计算。教材分析本节内容由电能、电能的计量和电功三部分内容构成，其中电能和电能的计量是教学的重点，教学的难点在于对电功概念的理解。初中电功的概念是基于功能关系，即能量的转化是由做功来实现的这一思路引入的。教学中通过分析家用电器工作中发生的能量转化这一事实来认识电能，而电能转化为其他形式的能，则是通过电流做功的方式来实现的。教学器材干电池或蓄电池、电流表2个、电压表2个、导线若干、滑动变阻器一个、导线若干、开关、玩具小车。多媒体ppt，包含视频：《探究电功与电压电流的关系》、《电能与电功》等。教学过程教师活动学生活动导入新课【复习提问】（1）学生列举自然界的一些能量及其相互转化的实例。【总结】在初二时我们学过能量的概念，知道自然界中有各种形式的能量：如机械能、光能、内能、化学能等。不同形式的能量之间可以相互转化。如在机械能中，动能和势能可以相互转化。各种能量的国际单位是焦（J）。（2）天气冷的时候，我们经常两手相互搓一搓，手心就会感到暖和。从能量转化过程来分析能量是怎样转化的?这种改变内能的方式我们称为什么?【总结】这一过程中，是把机械能转化为内能。这种改变内能的方式我们称为做功。可见，能量的转化是可以通过做功来实现的。（3）用电器的作用是什么?用电器工作时，通过什么形式把电能转化为我们需要的能量？用电器的作用是把电能转化为我们需要的各种能量，是通过电流做功实现的。这节课学习—《18.1电能电功》。学习新课一、电能1.电能的来源与能量转化【提问】我们的生活中利用的电能，都来自于哪里？是什么能量转化的？【总结】（1）我们生活中利用的电能的来源：①发电厂、电池提供电能；②水力发电、风力发电；③太阳能发电、潮汐能发电；④核电站等。风力发电火力发电三峡水电站大亚湾核电站地热电站（2）常见发电方式中的能量转化：发电方式发电方式能量转化的形式水力发电机械能转化为电能火力发电化学能转化为电能太阳能发电太阳能转化为电能风力发电机械能转化为电能核电站核能转化为电能2.电能的利用与能量转化【提问】今天我们的生活已经来不开电，想一想生活中哪些地方利用电？利用电的过程中。发生了怎样的能量转化？【演示实验】给电动玩具车装上电池，合上开关，电动玩具车会运动起来。这是电能转化成了什么能？【归纳】电灯照明、电风扇旋转、冰箱制冷、电视机播放节目等都是电能的具体应用。电能可以直接转化成我们需要的能量，如内能、机械能、光能、化学能等。电能是目前生活中，应用最广泛、最方便的能量。①电让灯泡发光，电能通过灯泡转化成了光能；②电能还能转变成内能，如电饭锅、电炉、电热水器……③电动玩具车会运动起来，这是电能转化成了机械能。用电器能将电能转化为其它形式的能，下表是一些用电器工作时能量转化的形式：用电器用电器能量转化形式电风扇电能转化为机械能日光灯电能转化为光能电炉电能转化为内能蓄电池充电电能转化为化学能电动机电能转化为机械能3.电能的单位在国际单位制中，电能的基本单位是焦耳（J）；在实际生活中，人们常用“度”来量度电能，“度”即千瓦时（kW·h）。1度=1千瓦时（kW·h）=3.6×106焦耳（J）【例题1】某家用电器的能量流向图如图所示，该用电器可能是（B）A．电视机 B．电风扇 C．电饭煲 D．电水壶【解析】由图可知，该用电器工作时，将电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能。A．电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能和部分内能，故A不合题意；B．电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，并产生少部分内能，故B符合题意；CD．电饭煲和电水壶工作时，主要将电能转化为内能，故CD不合题意。所以选B.举例说明用电器是把电能转化为其他形式的能量的装置。学习新课1.电能表（1）电能表的作用：测量用电器消耗电能多少的仪表。（2）认识电能表：又叫电度表。我们知道测量用电器中的电流用电流表，测量两端的电压用电压表；而用电器消耗的电能，就可以用电能表测量。机械式电能卡式电能表电子式电能表电能表的面盘，最顶端有显示数字的窗口，前4位是黑色窗口，是整数，最后1位是红色窗口，是小数，窗口边上写有数值单位kW·h。电能表的中间部位有一个铝质圆盘，电能表工作时它进行转动。（3）电能表的参数下面我们来了解一下电能表上重要参数的意义。甲甲乙=1\*GB3①“220V”表示该电能表在220V的电路中使用；=2\*GB3②“50Hz”是说这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；=3\*GB3③“10（20）A”是说这个电能表的标定电流为10A，在短时间应用时电流允许大些，但不能超过20A；=4\*GB3④甲图中“600revs/kW·h”指电能表转过600转时，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h。⑤乙图中“3200imp/kw·h”指电能表上的指示灯闪烁3200次，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h.（4）电能表的读数电能表上显示的数字单位是kW·h（度），最后一位是小数。如上图甲所示，电能表的示数为120.7kW·h。上图乙电能表的示数为219.6kW·h。（5）通过电能表求用电器消耗电能的方法方法一：观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是所求的电能值。小华同学家今年一月新安装了电能表，安装时电能表的示数为0。九月初的读数如图甲所示，九月末读数如图乙所示，从安装本电能表到九月初她家共用了_______度的电能，九月份她家共用______度电能。甲甲乙【解析】从安装本电能表到九月初她家共用了1120.9度的电能。因为月初读数为1120.9kW·h，月末读数为1282.9kW·h，因此这个月用电量为W=1282.9kW·h-1120.9kW·h=162kW·h=162度方法二：测出一定时间内电能表上转盘的转数，再算出电能值。此种方法的关键是要明确电能表转1转时消耗的电能值。例如，一电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，将某用电器单独接在该表上。当用电器工作4min后，电能表转盘转过60r，求该用电器消耗的电能。【解析】电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，表示用电器消耗1kW·h的电能，转盘转动1200圈。当电能表转盘转过60r时，消耗的电能W＝EQ\F(60r,1200r/kW·h)=0.05kW·h2.1kW·h电的作用【例题2】如图所示是小明家的电能表，电能表的示数为______kW·h，此时小明家接入了大功率的用电器，小明站在电能表前观察指示灯闪烁了800次，那么电能表的示数应为______kW·h。【答案】9866.8，9867.3.【解析】图中电能表的示数为9866.8kW·h；从电能表的参数可知，电路中的用电器消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，现在它闪烁了800次，消耗的电能为0.5kW·h，故电能表的示数为9866.8kW·h+0.5kW·h=9867.3kW·h了解描述电能表的一些重要参数及其物理意义。阅读课本P89，了解1度电的作用，提高节约用电的意识。做例题2，会通过电能表计算用电器消耗的电能。学习新课1.电功的概念（1）以电动自行车为例分析：①电动车运动时，电流通过电动机使其转动，电流做功。②蓄电池中的电能减少；电动车的机械能在增加。这个能量转化的过程是通过电流做功来实现的。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。（2）烧水为例分析对电水壶里的水加热，水温度升高，如果水增加了105焦耳的内能，则一定消耗了105焦耳的电能，有105焦耳电能转化为内能。在这过程中，电流做功105焦耳。总结：①电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，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。用电功的大小来量度用电器消耗的电能的多少。②各类用电器都是以电流做功的形式将电能转化为其他形式的能。2.探究影响电功大小的因素【提出问题】电流做功多少与哪些因素有关?【猜想与假设】①可能与电流有关；②可能与电压有关；③可能与通电时间有关。【设计实验】（1）实验方法①控制变量法：保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系；保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系。②转化法：比较电灯的亮度判断电功的大小：小灯越亮，电流做功越多。【进行演示实验】（1）探究电功与电压的关系①把两盏规格不同的小灯串联在电路中，用电压表分别测量它们两端的电压，同时观察比较小灯的发光情况。②实验记录电压（电压（V）发光情况甲灯2.0亮乙灯1.0暗（2）探究电功与电流的关系①如图所示，把两盏规格不同的小灯并联，用电流表分别测量通过它们的电流，同时观察比较小灯的发光情况。②实验记录。电流（电流（A）发光情况甲灯0.26亮乙灯0.6暗【分析论证】（1）在通过用电器的电流与通电时间相同时，用电器两端的电压越大，电流做功就越多。（2）在用电器两端的电压与通电时间相同时，通过用电器的电流越大，电流做功就越多。进一步实验可得出：电流所做功的大小与电压、电流、通电时间成正比。3.电功（1）物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。（2）公式：电功=电压×电流×通电时间W=UIt式中各物理量的意义及单位：U表示电压，单位是伏（V）I表示电流，单位是安（A）t表示时间，单位是秒（s）W表示电功，单位是焦（J）（3）国际单位：焦耳（J）1焦=1伏·安·秒常用单位：千瓦时（kW·h）1kW·h=3.6×106J（4）电功的推导公式由W＝UIt和欧姆定律I＝URW=U2R

tW＝I提示：①电功变形公式的适用条件：只适用于纯电阻电路；②利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性；③W＝UIt是普遍适用的公式。（5）应用W=UIt的注意问题①电路的同一性：W、U、I、t必须是同一个导体在同一时间对应的四个物理量。②单位的统一性：W、U、I、t的单位必须是国际单位，分别为：焦、伏、安、秒。【例题3】在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时，如图是进行该探究的电路之一。（1）可以根据_____________比较相同时间内电流做功的多少；（2）由如图所示电路，可探究电流做功多少与_______的关系；（3）小明正确操作，验证了实验的结论，支持该结论的实验现象是________________。【答案】（1）灯泡亮暗程度；（2）电压；（3）电压表示数大的灯泡更亮。【解析】（1）灯泡将电能转化为光能和热能，故可以根据灯泡的亮暗程度来比较相同时间内电流做功的多少。（2）由电路图可知，两灯泡串联，流过灯泡的电流与通电时间均相等，故可探究电流做功多少与电压的关系。（3）因灯泡两端的实际电压越大，灯泡的实际功率越大，故可知支持该结论的实验现象是电压表示数大的灯泡更亮。【例题4】在图所示的电路中，已知R1=5Ω，R2=15Ω。闭合开关后，电流表的示数为0.6A。求：（1）电源电压；（2）通电100s，整个电路消耗的电能。【解析】（1）电路为两个定值电阻的并联电路，电流表测R1的电流，根据并联电路电压的特点，电阻R1两端电压等于电源电压，即U=I1RI=0.6A×5Ω=3V（2）电阻R2所在支路电流为I2=U/R2=3V/15Ω=0.2A根据并联电路电流的特点I=I1+I2=0.6A+0.2A=0.8A通电100s，整个电路消耗的电能W=UIt=3V×0.8A×100s=240J配合老师的教学过程，通过两个实例分析，理解电功的物理意义。知道电能转化的过程就是电流做功的过程。观看演示实验，分析实验现象与证据，归纳出影响电功大小的因素。记住电功的定义、公式及各物理量的单位。知道电功的推导公式与原始公式在使用时的区别。做例题3，对影响电功大小的因素进一步理解。做例题4，会应用电功公式进行有关计算。课堂练习课堂练习1.关于电功，下列说法正确的是（）A．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能B．电能只有转化为机械能才算电流做功C．通过导体的电流越大，电流做的功一定越多D．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能【答案】D.【解析】A．电流通过电灯做功时，电能转化为光能和内能，故A错误；B．电能转化内能、光能、化学能，都叫电流做功，故B错误；C．通过导体电流做的功与导体两端的电压、电流和通电时间都有关，故C错误；D．电流做功的过程，是电能转化为其它形式能的过程，消耗多少电能转化为多少其它的能，故D正确。故选D。2．主要利用电能转化为内能的用电器是（）A．电风扇 B．电视机 C．电饭锅 D．电灯泡【答案】C。【解析】A．电风扇主要把电能转化为机械能，故A不符合题意；B．电视机主要把电能转化光、声，还有小部分转化为内能，故B不符合题意；C．电饭锅把电能转化为内能，给食物加热，故C符合题意；D．电灯泡把电能同时转化内能和光能。故D不符合题意。所以选C.3.小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图所示，他仔细观察照片后，得到了以下结论，你认为错误的是（）A．电能表的基本电流是10AB．电能表工作时的允许最大电流是20AC．电能表的转盘转过3000转，表明这个电能表消耗了1kW∙h的电能D．拍照片时，家中用电器已消耗的电能为2818.5kW∙h【答案】C。【解析】AB．10A（20）表示标定电流为10A，允许通过的最大电流为20A，故AB正确，不符合题意；C．3000r/kW∙h：接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能，电能表上转盘转3000转，故C错误，符合题意；D．拍照片时，电能表示数为2818.5kW∙h，所以家中用电器已消耗的电能为2818.5kW∙h，故D正确，不符合题意。所以选C.4．甲、乙两盏电灯，已知R甲＜R乙，将它们串联后接在电源上，在相同时间内，它们消耗的电能（）A．W甲>W乙 B．W甲＜W乙 C．W甲=W乙 D．无法判断【答案】B.【解析】两盏电灯串联联接在某电源上时，通过它们的电流相等，甲灯的电阻小，工作相同的时间，由W=UIt=I2Rt可知，乙灯消耗的电能多，即W甲＜W乙，故ACD不符合题意，故B符合题意。所以选B.5.充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的_______；给手机充电的过程，主要是将电能转化为_____能，过一会儿，充电器发烫，这是通过电流_____的方式增大了物体的内能。小奕看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mA•h，则它充满电后存储的电能为________J。【答案】电源，化学，做功，39960。【解析】充电宝给手机充电时，充电宝提供电能，相当于电路中的电源。给手机充电的过程，主要是将电能转化为化学能储存在电池中，时间久了，充电器发烫，这是通过电流做功的方式增大了物体的内能。手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mA•h，则它充满电后存储的电能为W=UIt=3.7V×3000×10-3A×3600s=39960J6.电子式电能表表盘上标有“3200imp/kW·h”字样（imp表示闪烁次数）。将某电热器单独接在该电能表上正常工作20min，电能表指示灯闪烁了320次。该电热器在上述时间内消耗的电能为______，合_________焦耳。【答案】0.1kW·h，3.6×105.【解析】3200imp/kW·h表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消消的电能为13200用电器正常工作20min时指示灯闪烁320次，则用电器消耗电能为W=320×13200kW·h=0.1kW·h=3.6×1057．利用如图所示的电路可以验证电功与电流的关系．（1）图中两只灯泡的连接方式是_____联，选择这种连接方式是为了控制______相同，它们工作时的电阻要_______（选填“相同”或“不同”）；（2）本实验中，是通过观察________来判断电流做功多少的．小明正确操作，验证了实验的结论，支持该结论的实验现象是________。【答案】（1）并，灯泡两端电压，不同；（2）电流表示数，电压相等，电流越大，灯泡越亮。【详解】（1）由图示电路图，两