2025年初中物理九年级上册(人教版)电能+电功-1教学设计

课程基本信息课例编号2020QJ09WLRJ029学科物理年级初三学期第一学期课题电能电功教科书书名：义务教育教科书物理九年级全一册出版社：人民教育出版社出版日期：教学目标教学目标：知识目标：了解电能概念，知道电能的单位；理解电功概念以及电功公式。能力目标：在经验和实验基础上，会读家用电能表，会通过电能表计算家庭电费；通过“探究电功大小的影响因素”实验，使学生经历科学探究过程，体会科学方法的使用。情感目标：通过电能获取和利用的生活实例，了解电能和我们生活的关系，树立节约用电的意识。教学重点：了解电能概念和电能的计量；理解电功概念和电功公式。教学难点：对电功概念的理解教学过程时间教学环节主要师生活动3分钟7分钟10分钟2分钟电能电能的计量电功课堂小结+布置作业【点PPT】同学们，这样的夜景你看过吗？每当夜幕降临,我们的城市灯火通明。可以说，电与我们的生活息息相关。【点PPT问】那么，我们生活中用到的电能是从哪儿来呢？【答】如水力、风力发电厂把机械能转化为电能，光伏发电站把太阳能转化为电能。核电站把核能转化为电能。【点PPT】还有，各种各样的电池，干电池、锂电池、铅蓄电池、纽扣电池。【点PPT】随着环保意识和科技的发展，越来越多的新能源电动车走进我们生活中，它的核心就是电池。对外供电时，这些电池把化学能转化为电能。【点PPT】各种各样的发电厂，以及各种各样的电池，把不同形式的能转化为电能，供人们使用。【点PPT】而在生活中，电能的利用无处不在。电灯将电能转化为光能，为我们照明；充电宝在充电时将电能转化为化学能储存起来。【点PPT】电饭锅、电热水壶将电能转化为内能，用于煮饭、烧水。【点PPT】风扇中的电动机把电能转化为机械能使扇叶旋转；电吹风在高温档工作时将电能转化为机械能和内能，加快头发水分的蒸发。【点PPT】各种各样的用电器，把电能转化为不同形式的能。【点PPT】每个家庭每天都在消耗电能，生活中电能的常用单位是千瓦时，俗称“度”。国际单位制中，电能的单位是焦耳（J）【问】1度和1焦耳又是什么关系呢？1度=1kW·h=1×103W×3600s=3.6×106J【点PPT】其实在同学们的家中，都有计量电能的仪器。电能表，它可以测量出用电器在一段时间内消耗多少电能。下面我们来认识一下机械式电能表。【点PPT】这是计数窗口，用来显示数字的窗口，从这里读取数据【点PPT】这是转盘：电能表工作时，转盘转动，是是否工作的标志。【点PPT】圆盘上方的数字以千瓦时为单位来显示已经用去的电能。【点PPT】电能表上有很多参数：“600revs/（kW·h）”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转。【点PPT】“220V”表示这个电能表应该在220伏的电路中使用。【点PPT】这个参数表示这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用。【点PPT】它表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。【点PPT问】电能表是如何工作的呢？【播放视频】电吹风通电，开始工作；同时电能表铝制圆盘随之转动。我们来看看吧！一段时间后，电能上计数器的示数发生变化。【点PPT】计数器的示数前四位是整数，最后一位是小数。例如，月初电能表的示数应为840.1kW·h，月末电能表的示数应为885kW·h。【点PPT】电能表前后两次示数之差，就是这段时间内用电的度数。所以本月消耗电能就是电能表月底示数减去月初示数为44.9kW·h。【点PPT问】如果某同学家所在地区每度电的电费是0.6元，那么这个月应交电费多少元？【答】电费应该表示为44.9kW·h×0.60元/(kW·h)=26.94元【点PPT】随着科技的发展，除了机械式电能表，我们的生活已经有了更多方便使用的电能表。IC卡电能表在使用时，用户将IC卡充值后插入电能表，电能表自动读取卡中金额。还有一种电子式电能表，其中没有转动的铝盘，靠内部的电子电路计算电能，示数由液晶板显示。【点PPT】电能是人类生活、生产的重要资源，1度电可以做哪些事情？我们来了解一下吧！【播放视频】没想到，1度电的作用这么大！每人节约1度电，对资源和环境保护的作用也是非常显著的。【点PPT问】同学们请看，老师这有一个吊车玩具，请你观察它的工作过程，说说在通电后，它将电能转化为什么形式的能？【答】通电后，电动机将货物提升，机械能增加，电能转化为了机械能。【点PPT问】电能转化为其他形式能的过程，是通过什么方式实现的？我们知道，能量的转化要通过做功来实现。例如，搓手时，通过做功使内能增加。电能转化为其他形式能的过程也可以说是电流做功的过程。【点PPT】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。电功这个物理量，我们用字母W来表示。【点PPT问】那么电流做功的多少可能与哪些因素有关呢？【答】同学是否发现，以上过程都是电流在做功，我们猜想电流做功的多少可能与电流的大小有关。电压是产生电流的原因，那么电流做功的多少可能与电压的高低也有关。根据生活经验，用电器工作时间越长，消耗的电能越多，电流做功越多，电流做功的多少与通电时间的长短有关。在这里，我们主要研究电流做功的多少与电压、电流是否有关。【点PPT问】在研究多因素的问题时，采用什么研究方法？【答】控制变量的方法【点PPT问】下面我们就来探究电流做功多少与电压高低是否有关。在这里，我们要改变电压，进而测量电流做功的多少。同学们，实验中要控制哪些物理量不变呢？控制电流I、通电时间t。【点PPT问】如何实验呢？【答】电流做功的多少是不能直接测量的，但是我们可以用能量转化的思想间接比较。这是连有电动机的电路，闭合开关，通电时电流做功，电动机将电能转化为机械能。同时，钩码被提升，钩码高度增加。电流做功越多，钩码被提升的高度越高。因此，我们可以通过观察钩码被提升的高度来判断电流做功的多少。这里是转换的思想。【点PPT答】电路如何设计呢？根据刚才的分析，我们可以设计出这样的电路图，将两个规格不同的电动机串联在同一电路中来改变电压，同时控制电流大小和通电时间。为了比较两个电动机两端的电压高低，还可以在电动机两端各并联一块电压表。下面，我们一起来实验吧。【点PPT】根据电路图连接电路，并且在两个电动机下方悬挂相同质量的钩码。实验时，我们先来观察钩码上升的高度。这是两个钩码的初位置。【播放视频】闭合开关。钩码上升后，标记钩码的末位置，可以得到钩码上升的高度。【点PPT】再做一遍，这次我们观察两个相同量程的电压表的指针偏转角度。【播放视频】【点PPT问】同学们观察到了什么实验现象？【答】电压表V1的示数要大于电压表V2的示数，同时电动机M1提升钩码的高度大于电动机M2提升钩码的高度。也就是电流经过电动机M1做功较多。由此，我们可以发现在其他条件相同时，电压高，电流做功多。改变电压后再做实验，得到的结论相同。电流做功多少与电压高低有关。【点PPT问】接下来我们再来研究电流做功多少与电流大小是否有关。这里要改变电流进而测电流做功的多少。要控制哪些变量呢？电压和通电时间。【点PPT】如何设计电路呢？我们可以将两个规格不同的电动机并联的方式来改变电流、控制电压，将开关安装在干路上同时控制两个电动机的工作。为了比较电流的大小，可以在各自支路上串联一块电流表。下面来实验！【点PPT】根据电路图连接电路，在两个电动机下方悬挂相同质量的钩码。闭合开关后，我们还是先观察钩码上升的高度。这是两个钩码的初位置。【播放视频】闭合开关，标记钩码的末位置，可以得到钩码上升的高度。【点PPT】再做一遍，观察两个相同量程的电流表的指针偏转角度。【点PPT问】观察到了什么现象？【答】通过电动机M1的电流较小，通过电动机M2的电流较大，同时电动机M1提升钩码的高度小于电动机M2提升钩码的高度。也就是电流经过电动机M1做功较少。通过这个实验，我们可以得到，在其他条件相同时，电流大，电流做功多。改变电流后再做实验，得到的结论相同。电流做功多少与电流大小有关。【点PPT】电流做功多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。研究表明，当电路两端的电压为U，电路中的电流为I，通电时间为t时，电功W=UIt。电压的国际单位是伏特，电流的国际单位是安培，时间的国际单位是秒，电功的国际单位和机械做功一样，是焦耳。那么，根据电功公式可以知道，1J=1V·A·s【点PPT】同学们，请你算一算，白炽灯接在220V的家庭电路中，通过它的电流为0.45A，使用1h，电流做了多少功？消耗的电能是多少？在这里，1h换算成国际单位应该为3600秒。代入电功公式可得电功W=UIt=220V×0.45A×3600s=3.56×105J。消耗电能也应为3.56×105J。【点PPT】这是白炽灯，如果是亮度相同的LED灯，接在220V的家庭电路中，通过的电流约为0.09A，同样使用1h，消耗的电能又是多少呢？我们通过计算可以得到是7.13×104J。【点PPT】从计算中可以发现。如果把白炽灯换成LED灯，最多可以节能80%；同学们，节约用电，我们可以从身边做起。【点PPT】夏季，把空调温度在26℃的基础上调高1℃，不但不影响舒适度，还可以节电10%；【点PPT】电热水器如果长时间不使用，可以切断电源，也可以达到省电的目的。同学们，节能减排，从节约每一度电开始。【点PPT】通过这节课，同学们是否了解了生活中电能的来源与利用；在利用电能时，家庭常用电能表来计量消耗电能的多少。要会读家用电能表