第十五章 电功和电热-教学简案-2024-2025学年苏科版物理九年级下册

15.1电能表与电功 【教学目标】 1、知道电能表的作用、技术参数的含义、读数方法，会用电能表转盘转动的圈数计算用电器消耗的电能。 2、会从能量转化的角度认识用电器的作用，能够归纳出电流做功的实质； 3、探究影响电流做功的因素；电功的计算公式W＝UIt 【教学重点】 探究影响电流做功的因素；电功的计算公式W＝UIt理解与应用 【教学难点】 探究影响电流做功因素的方案设计 【教学过程】 活动一： 组织学生讨论交流【自主学习】疑难内容，激励学习小组积极、大胆的展示，引导学生深刻理解灯泡亮暗反映电流做功多少这一转化法的应用。 活动二：学习电能表 1、作用： 。2、电能表的技术参数: 3、读数：（单位： kw·h ） 例题：1、小明家今年9月底和10月底电能表的示数如下图所示，则小明家10月份共用电 KW·h， 若按每度电费0.52元计算，小明家10月份电费为______元。 活动三：组织学生有序进行“探究影响电流做功的因素”实验探究活动 （1）引导学生猜想并选择实验方法，并将猜想引导到电功与电压、电流、时间有关。 （2）引导学生讨论实验设计方案： A、实验器材 引导学生讨论 B、实验步骤 1、保持I、t一定,改变U,研究W与U的关系 2、保持U、t一定,改变I,研究W与I的关系 3、保持U、I一定,改变t，研究W与 t的关系 C、画电路图 （3）进行实验，组织学生合作小组利用微型实验器材进行实验。 （4）引导学生归纳实验结论： 电流做功的多少与电压、电流、通电时间有关。研究表明:电流所做的功与电压、电流和通电时间成正比。 活动四：学生介绍认识电功计算公式和单位 1、公式W=UIt 2、单位：焦（J）、千瓦时 1度=1KW·h=3.6×106J 活动五：电功计算 例3、电阻R1=2Ω，R2=4Ω串联后接在某电源两端，经过相同时间电功之比为 ；如果并联后接在该电源两端，经过相同时间电功之比为 。 例4、图是某手机电池铭牌，试估算该电池充足电后所储存的电能。(提示：750mAh指如果工作电流为750mA，可连续工作1小时) 例5、有一只灯泡接在电压为220V的电路中，点亮10h，用了1 kW·h的电，问这只灯泡工作时的电流是多大？ 【课堂小结】 【作业布置】 15.2电功率（1） 【教学目标】 1、理解电功率是电流在1秒内所做的功，是反映电流做功快慢的物理量。 2、理解电功率的定义式P=UI。知道电功率的单位：瓦和千瓦。 3、理解什么是额定电压、额定功率、实际功率以及它们之间的关系。 4、能综合运用学过的知识解决简单的电功率问题。 【教学重点】 1、理解电功率是电流在1秒内所做的功，是反映电流做功快慢的物理量。 2、理解什么是额定电压、额定功率、实际功率以及它们之间的关系。 【教学难点】 综合运用学过的知识解决简单的电功率问题 【教学过程】 一、新课引入： 电流通过电风扇的电动机，半小时做功72000J，电流通过起重机的电动机，2秒内做功40000J，电流通过哪种电动机做功多？通过哪种电动机做功快？相同时间内不同用电器消耗的电能不相等，是不是说明电流做功有快慢？我们可以用类似与力学中的方法，引入电功率来描述电流做功的快慢 二、新课程序： 1、电功率表示电流做功的快慢。 2、定义：电流在单位时间内所做的功 定义式： P=W/t W=UIt 3、公式： P = UI 电功率等于电压和电流的乘积。 单位：复合单位：焦耳/秒、J/s、伏•安、V•A；主单位：瓦特(W)、简称：瓦、1w=1J/s=1V•A 常用单位：千瓦(KW)、毫瓦(mW)、1KW=103W=106mW； 练一练：一盏电灯连在电压是220V的电路中，灯泡中通过的电流是70mA,这个灯泡的电功率是多少瓦？一个月总共通电100h，电流所做的功是多少焦，多少千瓦时？ 4、自主学习（细心阅读教材8-9页，完成下列问题） （1） 叫额定功率； （2）不同的用电器的额定功率 ，即使是同一种用电器，由于 、 不同，额定功率也不同； （3）用电器两端实际电压不一定等于额定电压，因此，用电器实际消耗的电功率不一定等于 。加在同一用电器两端的实际电压在不断变化，但 和 始终不变，因为能使用电器正常工作的电压和功率只有一个。 （4）你一定能找对下列用电器的额定功率！（用直线对应连接） 彩色电视机 0.4W 半导体收音机 200W 日光灯 800W 电饭锅 40W 5、学以致用： （1）、你知道灯泡铭牌上数据的含义吗？根据这些数据你可以求出什么物理量？ 变式训练1：若灯泡电阻不变，实际电压110V，实际功率是多少？ 变式训练2：若灯泡电阻不变，实际电压大于220V，实际功率 （填“大于”“等于”或“小于”）额定功率。 （2）、图中分别是一台电冰箱和一台电扇的铭牌。请你判断在 12h内正常使用电冰箱和连续运转电扇，哪个消耗的电能少？ 为什么？ 【课堂小结】 【作业布置】 15.2电功率（2） 【教学目标】 1、复习电功率的定义式P=UI。知道电功率的单位：瓦和千瓦。 2、复习额定电压、额定功率、实际功率以及它们之间的关系。 3、会用电流表、电压表和滑动变阻器测定小灯泡的电功率。 4、能综合运用学过的知识解决简单的电功率问题。 【教学重点】 会用电流表、电压表和滑动变阻器测定小灯泡的电功率。 【教学难点】 能综合运用学过的知识解决简单的电功率问题 【教学过程】 一、活动：测量小灯泡的功率 1、实验目的:测量小灯泡的额定功率和实际功率;理解额定功率和实际功率的关系 想想议议: 参考 “测量小灯泡的电阻”,现在我给大家一个小灯泡,你们能想办法测量小灯泡的电功率吗?怎样测量?根据公式:P=IU,测量出小灯泡两端的电压和流过灯泡的电流,就能求出电功率. 2、实验原理:P=UI 3、实验器材:电源、开关、导线、额定电压为2.5V的小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器 4、注意事项 （1）滑动变阻器应如何连接？闭合开关前，滑片要放在什么位置？ （2）电流表和电压表在电路中如何连接？+--接线柱连接是否正确？量程选择是否适当？ （3）在测量小灯泡的额定功率时，应先调节____，使小灯泡两端的电压等于小灯泡的额定电压；再测出电路中______的大小；根据P=UI算出小灯泡的额定功率。 5、进行实验和收集证据 6、实验记录表 7、结论：当U实＞U额时，P实____P额； 当U实＝U额时，P实____P额；当U实＜U额时，P实____P额。 注意：使用用电器时，加在其两端的电压一般不能超过额定电压，否则会造成用电器实际功率超过额定功率，用电器会因为过热而烧毁。 二、学以致用： 1．小亮家的电炉R0铭牌标记模糊不清，为了测出电炉的额定功率，他断开了其它所有的用电器，只接入电炉让其正常工作，家中电能表上标有“3000R／KWh”，测量发现1min电能表的转盘转了50转，那么该电炉的额定功率是多少?通过本题计算你有什么启发？ 2．图甲所示的是“测定小灯泡的功率”的电路图。图乙是实验所需的电学元件，其中电源为两节新的干电池，灯泡的额定电压为2.5V，灯丝的电阻约为10Ω。 ①用笔画出导线，按电路图将元件连接成实验电路。 ②王明连好电路后，闭合开关时发现灯不亮，电流表无示数，但电压表有示数，电路的故障可能是 。 ③为了测定灯泡的额定功率，应调节 ，使电压表的示数为 V，如果此时电流表的示数如图 (丙)所示，则该灯泡的额定功率为 W。 ④实验时，小梅改变滑动变阻器滑片位置，测出三组小灯泡电压、电流数据，算5出功率的平均值作为小灯泡的额定功率。请你指出小梅做法的错误之处：________________ 。 ⑤某同学在连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P过程中发现，灯泡变亮时，电压表示数反而减小，灯泡变暗时，电压表示数反而增大，经检查所用器材均完好。你认为原因是 。 ⑥开关闭合后，观察到小灯泡两端电压小于它的额定电压，要使小灯泡正常发光，则滑片P应向 方移动（填“左”或“右”）直到电压表示数为 V为止。 15.3电热器 电流的热效应 【教学目标】 1、学习利用控制变量法探究影响电流产生热量多少的因素。 2、学会利用焦耳定律进行有关问题的计算。 3、联系生活实际，了解电热的利用和危害。 【教学重点】 掌握焦耳定律的内容、公式和单位，利用焦耳定律进行有关计算。 【教学难点】 探究影响电流产生热量多少的因素的方法，Q=W=UIt的适用条件。 【教学过程】 一、问题引入 天气变冷了，同学们的家里采用了哪些取暖的措施？说说你对他们的认识。 二、新课讲授 1、电热器：利用电流做功时将电能转化为内能的装置。统称为电热器。如电饭锅、电炉、电熨斗、电烙铁等。 2、探究电流发热与哪些因素有关 请同学们猜猜看：电流通过电热器时产生的热量的多少跟哪些因素有关呢？ 在同学们猜想的基础上，指出电流产生的热量可能跟电流、电阻、时间有关。 我们怎样通过实验来探究影响电流产生热量多少的因素呢？ 问：影响电流产生热量多少的因素有多个，要研究出热量跟其中某一个因素的关系，要用什么方法？ 讨论一：（1）怎样研究电阻大小对产生热量的影响？ 答：要研究跟电阻的关系，就应该使通过阻值不同的电阻的电流相等，比较不同电阻产生的热量的多少。 问：怎样才能比较方便的使通过不同电阻的电流的大小相等呢？ 答：把两个电阻串联起来。问：有什么办法能比较出热量的多少呢？ 介绍实验时比较热量多少的方法。 实验：利用焦耳定律演示器，探究热量跟电阻的关系。 提问：刚才的实验中，看到了什么现象？能得出什么结论？ 结论：电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。 讨论二：怎样研究电流产生的热量跟电流的关系？ 答：要研究热量跟电流的关系，就要使电阻和通电时间相同，比较大小不同的电流在阻值相同的电阻上产生的热量。 实验：利用焦耳定律演示器，探究热量跟电流的关系。 提问：在刚才的实验中看到了什么现象？说明了什么？ 结论：电阻、通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量越多。 问：电流产生的热量跟时间是否有关？ 结论：通电时间越长，电流产生的热量越多。 阅读和讨论课文P14—15的“设计实验”、“进行实验”。 总结：电流通过电阻丝时的发热量与导体本身的电阻、通过导体的电流以及通电时间有关。 3、焦耳定律： 当电流通过电热器时电能全部转化成内能，有：Q=W=UIt， 根据欧姆定律U=IR，代入可得：　Q=I2Rt 其中电流I的单位是：A； 电阻R的单位是：Ω；时间t的单位是：s；电流产生的热量的单位是：J。 焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。 理解：（1）公式Q=I2Rt　可以用于所有电热的求解；（2）公式Q=W=UIt=U2/RT=PT 只能用于纯电阻电路电热的求解(所谓纯电阻电路是指电能全部转化为内能的电路) 例题、某电热器电阻丝的电阻为55Ω，接入220V的电路中，在20min内共产生了多少热量？ 【课堂小结】 【作业布置】 15.4家庭电路与安全用电（1） 【教学目标】 1.理解家庭电路的组成和电路的连接方法 2、知道什么是火线和零 3、知道插座、家用电器接地的作用以及测电笔的使用方法 【教学重点】 家庭电路的组成和保险丝的作用。 【教学难点】 理解保险丝的作用和家用电器接地的作用。 【教学过程】 一、复习提问引入新课。 1． 最简单的电路是由哪几部分组成？ 2． 在电路中开关与用电器应如何连接？（串联） 3． 那么家庭电路又由哪几部分组成呢？它们又如何连接的呢？ 二、新课讲授。 1、认识家庭电路的组成。 出示家庭电路板，让学生观察认识电路的组成及连接方法，思考回答问题。 （1）组成：进户线（零线，火线）、电能表、总开关、保险盒、插座、开关、用电器。 （2）开关与电灯串联 （3）插座与电灯及各用电器之间是并联 （4）电表表串联在干路，保险丝也是串联的 2、认识火线和零线及它们之间的电压（220V）。 3、电能表的作用，认识讨论“220V　5A”表示的意思。220V表是额定电压，5A表示允许通过的最大电流，这个电能表最多可以接入总功率是P=UI=220V×5A=1100W的用电器。 4、介绍二脚和三脚插座和插头，解释接地的作用 （1）三个脚分别接什么线？ （2）接地的作用是什么？ 5、螺丝口灯泡与开关怎样接？ 6、测电笔的结构、正确作用方法、作用。 （1） 测电笔的作用是什么？ （2） 测电笔由哪些部分组成？ （3） 怎样正确使用测电笔 三、课堂练习 例题、将图中的开关和灯泡正确地连接到电路中。 【课堂小结】 由学生自主小结本课知识点，列出本课的知识结构 【作业布置】 15.4家庭电路与安全用电（2） 【教学目标】 1、 探究熔丝熔断的原因 2、理解短路和用电器总功率过大是造成家庭电路电流过大的两一原因。 3、知道安全用电的常识 【教学重点】 理解短路、用电器总功率过大是造成家庭电路电流过大的原因。 【教学难点】 培养学生用物理知识分析实际问题的能力 【教学过程】 一、复习提问，引入新课。 （1）家庭电路由哪几部分成？ （2）你们家中有无保险丝烧断的情况？是在什么情况下烧断的？ 二、新课讲授。 1．探究熔丝熔断的原因， 指导学生阅读P19“读一读” ⑴演示图15-16实验 ⑵学生讨论：熔丝熔断的原因 分析：R总=R1R2/(R1+R2) 据I=U/R总可知R总很小，电流很大。 ⑶总结：短路是导致电路中电流很大，从而使保险丝熔断的一个原因。 演示图15-17`实验 学生讨论：熔丝熔断的原因 分析：通过各支路的电流分别是I1=P1/U；I2=P2/U；I3=P3/U I=I1+I2+I3= P1/U+ P2/U+ P3/U=(P1+ P2+ P3)/U =P总/U U不变，P总变大，I就变大，所以总功率过大，干路中电流增大。 总结：从上述分析可知用电器总功率越大，使熔丝熔断的另一个原因。 2、引导学生阅读书本P21, 讨论： （1）触电的原因是什么？ （2）触电有哪几种形式？ （3）安全电压值是多少？ 3、引导学生阅读生活、物理、社会P24，讨论： （1）为安全用电，我们应怎样做？ （2）发现有人触电怎么办？ （3）发现因电起火怎么办？ （4）为什么不能用铜丝代替熔丝？ （5）为什么不能用湿手触摸用电器？ （6）为什么要注意防雷？ 教师小结，对学生进行安全教育。 三、课堂练习 熔丝在电路中起保护作用，电流过大时，能自动切断电路。下表是一段熔丝的数据。 长度l 横截面积S 电阻R 密度ρ 比热容c 熔点t 5cm 2mm2 0.2Ω 11×103kg·m-3 1．3×102J·(kg·℃)-1 327℃ （1）请计算当电路中电流达到20A时，在0.5s内该熔丝温度将升高多少度?（电阻的变化和散热不计）； （2）铜的熔点为1083℃，试说明为什么不能用铜丝代替熔丝 【课堂小结】 由学生自主小结本课知识点，列出本课的知识结构 【作业布置】 10 学科网（北京）股份有限公司 $$