第2节 电功率 （表格式教学设计）物理教科版2024九年级上册

该初中物理教学设计聚焦电功率概念、公式及额定功率与实际功率等核心知识，通过电风扇挡位风速差异的问题导入，衔接电能、电功前序内容，引导学生比较电流做功快慢，搭建电功率概念的学习支架。 此设计以核心素养为导向，通过灯泡亮度比较实验（科学探究）、微波炉省电争论实例分析（科学思维）及家电功率认知（科学态度），突破重难点。实验与例题结合助学生理解抽象概念，结构清晰的设计便于教师高效教学，夯实电学基础。

第2节 电功率（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第2节 电功率 教学 目标 物理观念 ①知道电功率的含义；②能区分用电器的额定功率和实际功率；③理解电功率和电流、电压的关系，并能进行简单的计算。 科学思维 通过讨论交流日常生活电路中电流过大的原因，培养学生应用知识的能力，学习收集和处理信息的方法。运用学过的知识解决简单的电功率问题。 科学探究 通过实验探究，知道电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比让学生体验电能表转盘转动快慢和用电器电功率之间的关系,提高学生的观察能力、动手能力、分析概括能力。 科学态度 与责任 初步了解电能对促进人类社会进步与发展的重要作用培养学生对科学的求知欲,使学生乐于探究日常生活生产中所包含的物理知识。 教材 分析 本节内容建立在 《电流》、《电压》、《电阻》、《欧姆定律》以及《电能与电功》的基础上。电功率公式 P = UI 是欧姆定律与功、能概念的完美结合。是后续学习 《焦耳定律》、《家庭电路》、《安全用电》 以及进行 “测量小灯泡电功率”实验的理论基石。理解电功率是理解用电器性能、分析电路能量转化、解决实际用电问题的关键。电功率概念的建立是本节教学的重点，而额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别，以及灵活应用所学知识解决简单的电功率相关问题是本节的难点。虽然在前面的教学中已经为计算作了一些铺垫，但本节的计算学生仍然会感觉困难较大。顺利进行这部分教学的关键，是让学生准确理解物理量及其单位，使他们能够在观察实验现象的基础上进行推理。 学情分析 1. 知识储备分析：九年级学生 已经系统学习了电流、电压、电阻、欧姆定律以及电能、电功的概念和公式。具备了初步的电路分析和简单计算能力。对“灯泡瓦数越大越亮”、“空调比台灯费电”有感性认识，但认知可能是模糊甚至错误的（如认为“瓦数大的电阻一定大”）。 2. 学习难点分析：对“额定”和“实际”这一对相对概念的理解困难。难以想象同一用电器在不同电压下工作的状态变化。 公式变形、单位换算是薄弱环节。在综合运用多个公式解题时，思路不清，逻辑混乱。将理论知识迁移到解释复杂生活现象或解决实际电路问题时，缺乏分析策略和建模能力。例如，无法分析为什么深夜家里的灯比用电高峰时亮。 教学重点 理解电功率的定义、区分实际功率与额定功率、电功率公式应用。 教学难点 ①会用公式进行简单的计算，并且会用其推导公式； ②实际功率和额定功率的区分。 教学 器材 电源、小灯泡（额定电压2.5 V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线等。多媒体ppt。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【问题】电风扇利用扇叶的转动吹出了风，扇叶转动的机械能是通过电动机从电能转化而来的。 把电风扇调到不同挡位，吹出的风有什么不同?电流通过电动机做功的快慢有什么不同? 思考问题，激发兴趣，进入情景。 学习新课 一、电功率 1. 比较电流做功快慢的方法 【实例】把一盏电灯接在家庭电路中通电1h，消耗的电能是3.6×105J；把一只电炉接在家庭电路中通电1min，消耗的电能是6×104J。谁消耗的电能较多？谁消耗电能较快? 【分析】①从题目所给的条件可以直接得到电灯消耗的电能较多，即电流在灯丝上做的功较多。 ②要比较消耗电能的快慢，参照比较物体运动快慢的方法，分别求出电灯和电炉在1s内消耗的电能多少，就可以比较谁消耗电能较快。 电灯1s内消耗的电能： 电炉1s内消耗的电能： 结论：在相同时间内电炉消耗电能较快。所以我们可以用“”比较电流做功的快慢。 2. 电功率 （1）物理意义：是表示电流做功快慢的物理量。 （2）定义：电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比。 （3）公式：电功率= P＝ （4）电功率的推导公式: 由 P=W/t W=UIt I=U/R得 P=UI P= P=I2R （5）电功率单位 国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW） 换算关系： 1kW = 103 W 1 W = 103 mW ①根据P＝，若电功W的单位是焦耳（J），时间t的单位是秒（s），则电功率P的单位是瓦特（W）。1瓦特=1焦耳/秒 ②根据P=UI，若电压U单位是伏（V），电流I 单位是安（A），则电功率P单位是瓦特（W）。1瓦特=1伏特·安培 3. 消耗的电能 根据电视机的铭牌，能算出观看两个小时电视节目大约要消耗多少电能吗？ 解：由图可知，电视机平均消耗的功率P=150W，由P=W/t可知，观看两个小时电视节目大约要消耗的电能为： W=Pt=150×10-3kW×2h=0.3kW•h。 答：观看两个小时电视节目大约要消耗的电能为0.3kW•h。 【例题1】商场中，卖微波炉的售货员和顾客就微波炉省电还是费电发生了争论。售货员说：“微波炉很省电，用它加热食物花不了多少电费。”顾客说：“微波炉很费电，他家的微波炉一开，电能表就转得很快。”上述争论中，顾客混淆的两个概念是（ C　） A．电流和电功率 　　　　　B．电功率和电压 C．电功和电功率 　　　　　D．电功和电阻 【解析】售货员认为微波炉很省电，是说微波炉的电功率大，但加热食物用时很短，消耗的电能并不多，所以“微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费”，即售货员是从电能角度说的；顾客是从电功率角度考虑的，因为微波炉属于大功率用电器，工作时电路中电流很大，相同时间内消耗的电能多，所以认为很“费电”。 故选：C。 【例题2】科学家经常用估算的方法来获得事物的有关信息，估算不是胡乱猜测，它的结果是根据已知的信息进行合理推测得到的，下面是一些估算值，你认为符合实际的是（　B　） A．一本物理课本的质量约为1.5kg B．人正常呼吸一次的时间约3s C．家庭照明用LED灯的电功率约为200W D．成达万高铁运行速度大约是900km/h 【解析】A、一本物理课本的质量约为0.25kg,故A不符合实际； B、人正常呼吸一次的时间约3s,故B符合实际； C、家庭照明用LED灯的电功率约为20W，故C不符合实际； D、成达万高铁运行速度大约是300km/h,故D不符合实际。 故选：B。 提出电功率的概念。 通过分析实例说明比较电流做功快慢的方法，建立电功率的概念。 分析归纳电功率的意义、定义、公式、单位等知识。 做例题1，区分电功与电功率，理解电功率的概念。 做例题2，知道常见的一些电功率。 学习新课 二、电功率的大小 1. 演示实验——电功率与电压、电流的关系 【猜想与假设】 1. 电功率可能跟电压有关，电压越高，电功率越大。 2.电功率可能跟电流有关，电流越大，电功率越大。 【实验思路】 灯泡电功率的大小可通过灯泡的亮度粗略判断，要准确判断，需测量它两端的电压和通过的电流。根据控制变量法： 1.研究电功率跟电流的关系时，应设法控制电压不变。 2.研究电功率跟电压的关系时，应设法控制电流不变。 【实验器材】 2.5 V、3.8 V 灯泡各1只、 电压表和电流表各1只、电池3节、开关1个、滑动变阻器1只、导线若干。 【实验过程】 1.研究电功率跟电压的关系 　　根据电路图连接电路，将“2.5 V 0.3 A”和“3.8 V 0.3 A”的灯泡串联。 比较两只灯泡的发光情况，并用电压表测量各灯泡两端的电压，分析电功率与电压的关系。V V L1 RP S L2 结论一：通过用电器的电流相同时，用电器两端的电压越大，电功率 越大。 研究电功率跟电流的关系 　　2。根据电路图连接电路，将“2.5 V 0.3 A”和“3.8 V 0.3 A”的灯泡并联。比较两只灯泡的发光情况，并用电流表测量通过两只灯泡的电流。分析电功率与电流的关系。 L1 RP S A L2 结论二：通过用电器的电压相同时，用电器两端的电流越大，电功率 越大。 即：通过用电器的电流相同时，用电器两端的电压越大，电功率越大。 通过用电器的电压相同时，用电器两端的电流越大，电功率越大。 进一步研究：电功率等于电压与电流的乘积：P=UI。 电流在某段电路上所做的功，与这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比：W=UIt。 【例题1】标有“220V 100W”的灯泡，在正常工作时，通过它的电流是多少？正常发光时的电阻是多少？ 【解析】灯泡正常发光的电压 U = 220V，灯泡正常发光的功率 P = 100W 根据公式 P = UI，正常工作时通过灯泡的电流 I= P/U =100W/220V≈0.45A 根据欧姆定律和上式可知，正常发光时灯泡的电阻 R= U/I = U2/P=(220V)2/100W=484Ω 【例题2】如图所示时通过灯L、定值电阻R的电流与其两端电压的关系。若将灯L、定值R并联后接入4V的电源，通过干路的电流为____A；若将灯L、定值电阻R串联后接入6V的电源，则灯L的电功率为____W。 【解析】①由图可知，电压为4V时，通过定值电阻R和灯泡L的电流分别为： IL=0.6A，IR=0.4A 由并联电路的电流特点可知，通过干路的电流： I干=IL+IR=0.6A+0.4A=1A； ②若将它们串联后接入6V的电源，因为串联电路电流处处相等，且串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和，由图象可知，当电流为0.4A时，灯泡L两端的电压为2V，定值电阻R两端的电压为4V，电源电压：U=2V+4V=6V，符合题意， 故此时电路中的电流为0.4A，灯L的电功率是： P=ULI=2V×0.4A=0.8W。 故答案为：1；0.8。 学习新课 三、额定功率 【提问】如图白炽灯上标有“220V 40W”，意思是什么？ 表示白炽灯正常发光时，两端的电压是 220V， 消耗的电功率是 40W。 如果白炽灯两端的电压是 50V，该白炽灯还能正常发光吗？ 1.实验探究：比较灯泡的亮度 取 2.5V的灯泡， 按图连线。 调节滑动变阻器，使灯泡两端电压为2.5V，此时灯泡正常发光。 再分别使灯泡两端电压略大于或小于2.5V，比较不同电压下灯泡的亮度。 结论：在不同的电压下，同一个小灯泡的亮度不同，电功率不一样； 小灯泡的电功率随它两端的电压改变而改变。 2. 额定电压 额定功率 （1）额定电压U额：用电器正常工作时的电压。 （2）额定功率P额：用电器在额定电压下工作时的电功率。 3. 实际电压 实际功率 （1）实际电压U实：实际加在用电器两端的电压。 （2）实际功率P实：用电器在实际电压下工作时的功率。 （3）一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，但可以有多个实际电压和实际功率。 （4）灯泡的亮度是由灯泡在电路中工作时的实际功率所决定的，实际功率越大，灯泡越亮。 4. 实际功率与实际电压的关系 （1）当小灯两端的实际电压等于额定电压时：U实 =U额，小灯的实际功率等于额定功率：P实=P额；小灯正常发光。 （2）当小灯两端的实际电压低于额定电压时：U实<U额，小灯的实际功率低于额定功率：P实<P额；小灯发光暗淡或不亮。 （3）当小灯两端的实际电压高于额定电压时：U实>U额，小灯的实际功率高于额定功率：P实>P额；小灯发光偏亮易被烧坏。 5. 一些家用电器额定功率 白炽灯约15~40W；电视机约100 ~200 W；电饭煲600W左右；冰箱约100W； 冰箱约100W；洗衣机约300W 【例题1】手电筒的灯泡上标有“2.5 V 0.3 A”，将灯泡接在2.0V 的电路中，实际的电功率是多大？接在 3.0 V 的电路中，实际的电功率是多大？（假设灯泡的电阻不变） 【解析】 由I= U/R可得，得灯泡电阻，R= U/I =2.5V/0.3A≈8.3Ω； 灯泡接在 2.0 V 的电路中，I1= U1/R =2.0V/8.3Ω ≈0.24A，P1= U1I1 = 2.0V×0.24A = 0.48W 灯泡接在 3.0 V 的电路中，I2= U2/R =3.0V/8.3Ω ≈0.36A，P2= U2I2 = 3.0V×0.36A ≈ 1.1W 【例题2】有两个小灯泡L1和L2，分别标有“110V、40W”和“110V、60W”字样，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　） A．两灯都正常发光时，通过L1的电流大 B．串联后，接在220V的电源上，它们都能正常工作 C．串联后，接在110V的电源上，L2消耗的功率大 D．并联后，接在110V的电源上，L2消耗的功率大 【详解】A．正常发光时两灯泡的电压和额定电压相等，根据　　，L1的额定功率小于L2的额定功率，则I1＜I2，故A错误； B．灯泡铭牌可知，两灯泡额定电压相等，P1＜P2，由的变形式　　　可知，R1＞R2，由串联电路的分压特点可知，两灯泡串联在220V的电路中时，灯泡两端电压不等于其额定电压，灯泡不能正常工作，故B错误； C．两灯泡串联在110V的电路中时，通过它们的电流相等，根据P=UI=I2R可知，P1实＞P2实，故C错误； D．两灯泡并联接在110V电源上时，两灯泡两端的电压均为110V，两灯泡的实际功率和额定功率相等，所以L2消耗的功率大，故D正确。 故选：D。 观看演示实验，得出用电器实际的电功率随着它两端的电压而改变的结论。 建立额定电压与额定功率的概念。 知道实际电压与实际功率的概念。 知道实际功率与实际电压的关系。 做例题并分析，加深对额定电压、额定功率的理解。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1. 如图是某国产手机的“超级快充”插头，匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”，“超级快充”的“快”是指（　　） A．电压大 B．电流大 C．电功率大 D．电能大 【答案】C 【详解】解：电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量，消耗电能越快，电功率越大。“超级快充”的“快”是指电功率大，故C符合题意，ABD不符合题意， 故选：C。 2．小乐和小美学习了电能、电功和电功率相关知识，有以下说法： ①可以通过风能、水能、热能等获取到电能 ②电能表只能测量用电器消耗的电能，不能测量电流所做的功 ③电流做功越多，电功率就越大 ④电流做功越快，电功率就越大 ⑤电能表表盘转动越快，说明消耗电能越多 你认为正确的是（　　） A．③⑤ B．①④ C．①③ D．②④ 【答案】B 【详解】解：①风能、水能、热能都可以转化为电能，可以通过风能、水能、热能等获取到电能，故①正确； ②电能表是测量电路消耗电能的仪器，能测量用电器消耗的电能，但用电器所消耗的电能是电流做功消耗的，所以能测量电流所做的功，故②错误； ③④电功率是指用电器做功快慢的物理量，所以电功率越大，则做功越快，做功不一定越多，故③错误，④正确； ⑤电能表表盘转动越快，说明在一定时间内，消耗的电能越多，则说明电流做功快，电路的电功率大，故⑤错误。 综上所述：故ACD错误，B正确。 故选：B。 3. 某款手机的电池容量为4000mA•h,电压为4.0V，快充时的功率为100W，如果不考虑快充时的电能损耗，把这款手机电池从电量0%充到100%，需要的时间是______min,电池充电过程中，是把电能转化为_____能。 【答案】 9.6；化学 【详解】解：快充时消耗的电能 W=UIt=4.0V×4000mA•h=4V×4A×3600s=57600J=0.016kW•h 快充功率P=100W=0.1kW，由　得快充需要的时间 电池在充电过程中，消耗电能转化为电池的化学能。 4．额定电压为“2.5V”的灯泡甲与定值电阻乙的U-I关系图象如图所示，将甲与乙串联，灯泡正常发光时，P甲：P乙=_______ ，该电路1min消耗的电能为____J。 【答案】 5：4 108 【详解】甲与乙串联，灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为2.5V，由图可知，通过灯泡的电流为0.4A，由于串联电路电流处处相等，通过电阻的电流也为0.4A，由图可知，此时电阻两端的电压为2V，灯泡与电阻的功率之比 该电路1min消耗的电能W=UIt=（U甲+U乙）It=（2.5V+2V）×0.4A×60s=108J。 故答案为：5：4；108。 板 书 设 计 课 堂 小 结 作 业 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 $