18.1 电能 电功 教学设计-2025-2026学年物理人教版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦电能、电功核心知识，以门式起重机吊起集装箱的生活实例导入，引导学生思考能量转化，衔接电能的利用、单位换算及电能表使用，搭建从生活现象到物理概念的学习支架。 资料特色在于融合物理观念与科学探究，通过电灯、电热水壶等实例培养能量观念，引导学生猜想电功影响因素发展科学推理，电能表读数结合家庭用电场景提升应用能力，助力学生深化理解，为教师提供结构化教学方案。

第1节 电能 电功 教学目标 1.结合生产生活实例,从能量转化的角度认识电能和电功,能利用电能、电功知识解决生活中的实际问题。从电的角度认识功能关系,发展能量观念。 2.通过定性分析电流做功跟电流、电压和通电时间的关系,培养科学推理能力。 3.通过了解电能表的使用,发展观察能力,感受科技进步为人类生活带来的巨大变化。 教学重点 电能的单位及换算,电功的物理意义、计算公式及应用,电能表的读数方法。 教学难点 深入理解电功的物理意义,探究电功影响因素的实验设计,灵活运用电功公式解决实际问题。 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。 教学过程 新课导入 【师生活动】教师展示课件,提出问题: 巨大的门式起重机通电后正常工作,就能够将集装箱吊起,再准确地放到列车上。集装箱被吊起后重力势能增加,增加的重力势能从何而来? 学生思考并作答。 【设计意图】从学生熟悉的生活、生产场景切入,结合视觉素材,能快速吸引学生的注意力,引导学生思考,激发学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性。 新知探究 一、电能 1.电能的利用与能量转化 【师生活动】教师展示课件,做出提问: 我们现在的生活已经离不开电,想一想生活中哪些地方利用了电?利用电的过程中。发生了怎样的能量转化? 学生思考并回答。 教师展示课件并梳理:电灯、电风扇、电动自行车、电磁炉、电热水壶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电灯把电能转化为光能,为我们照明; ②电动机把电能转化为动能,为电动车提供动力; ③电热水壶把电能转化为内能,使水升温…… 【设计意图】情境选择聚焦“生活化、关联性”:电灯、空调等家庭场景是学生最熟悉的电能应用实例,多场景组合可让学生直观感受电能的广泛应用,为后面电能的学习做铺垫。 2.电能的单位及换算 【师生活动】教师展示课件,指导学生阅读教材中关于电能单位的内容,找出国际单位和常用单位。 (1)在国际单位制中,电能的基本单位是焦耳(J)。 (2)在实际生活中,人们常用单位是“度”,“度”即千瓦时(kW h)。 (3)单位的换算:1度=1 kW h = 1 103 W 3 600 s = 3.6 106 J。 【设计意图】自主阅读环节培养学生的“信息提取能力”,并区分国际单位与常用单位,贴合“生活中用度计量,物理计算用焦耳”的实际场景,及单位之间的换算。 3.电能表 【师生活动】教师展示课件,介绍电能表作用及其使用方法: (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: 机械式电能表 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。 ①“220 V”表示该电能表在220 V的电路中使用; ②“50 Hz”是说这个电能表在50赫兹的交流电路中使用; ③“10(20)A”是说这个电能表的额定电流为10 A,在短时间应用时电流允许大些,但不能超过20 A; ④甲图中“3 000 r/(kW h)”指电能表转过3 000转时,接在电路中的用电器消耗的电能是1 kW h。 电子式电能表没有铝盘,但是表盘上有一个指示灯,工作时,该指示灯会闪烁。 表盘上标有3 200 imp/(kW h)字样,指接在电路中的用电器,每消耗1 kW h的电能时,电能表的指示灯闪烁3 200次。 (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。如图甲所示,电能表的示数为1380.6 kW h。 (5)通过电能表求用电器消耗电能的方法 方法一:电能表上前、后两次的示数之差,就是用电器在这段时间内消耗的电能: W=W后-W前 甲 乙 小华家今年1月1日安装了新电能表,九月初的示数如图甲所示,九月末的示数如图乙所示,今年九月前他家共用了_度的电能,九月份他家共用_度电能。 解析:从安装本电能表到九月初她家共用了1 120.9度的电能。因为月初读数为1 120.9 kW h,月末读数为1 282.9 kW h,因此这个月的用电量为 W=1 282.9 kW h-1 120.9 kW h=162 kW h=162度。 方法二:明确电能表转盘转 1 圈(指示灯亮 1 次)时,消耗的电能值,然后测量某段时间内电能表转盘的转数(指示灯亮的次数),通过计算得出所消耗的电能。 某电能表表盘上标有“1 200 r/(kW h)”,将用电器单独接在该表上。当用电器连续工作4 min时,电能表转盘转过60 r,求该用电器消耗的电能。 解析:电能表表盘上标有“1 200 r/(kW h)”,表示用电器消耗1 kW h的电能,转盘转动1 200圈。当电能表转盘转过60 r时,消耗的电能 W==0.05 kW h 【设计意图】利用实物和图片增强直观性,让学生对电能表有具象认识;读数方法通过“讲解+实例”突破,参数解析结合问题引导,培养学生的应用能力,同时衔接家庭电费计量的实际场景,提升知识的实用性。 二、电功 1.电功的概念 【师生活动】教师展示课件,以电动自行车工作流程为例,讲解电流做功的概念。 电动自行车核心部件: (1)电动自行车运动时,是电能转化为机械能的过程; (2)电动自行车运动时,电流做功使电动机向外输出机械能。 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。 以电热水壶为例: 用电热水壶给水加热,水的温度逐渐升高,若水增加了105 J的内能(电能仅转换为内能,不考虑热量的损失),则电热水壶一定消耗了105 J的电能,在这一过程中,电流做功105 J。 【设计意图】通过“电功=消耗的电能”建立概念关联,以及实际案例电动自行车和电热水壶的工作原理介绍,降低抽象概念的理解难度,培养学生能量观念。 2.探究影响电功大小的因素 【师生活动】教师展示课件,探究影响电功大小的因素,引导学生提出问题、猜想与假设等过程。 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。 研究表明: 电流所做功的多少跟电压、电流、通电时间有关,加在用电器两端的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长,电流做功也越多。 电功等于电压、电流与通电时间的乘积。 【设计意图】通过提出问题、猜想与假设等过程,带领学生进一步了解电流所做功的多少与哪些因素有关。 3.电功 【师生活动】教师展示课件,讲解电功公式、推导公式等。研究表明: (1)电功等于电压、电流与通电时间的乘积。 (2)公式:W = UIt (3)各物理量的意义及单位:1焦=1伏 安 秒 W表示电功,国际单位是焦(J),常用单位:千瓦时(kW h); 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); (4)电功的推导公式 由W=UIt 和欧姆定律 I= 可得电功的两个推导公式: W = t W=I2Rt 提示: W=UIt是普遍适用的,电功变形公式只适用于纯电阻电路。 (5)应用W = UIt 的注意问题 ①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。 ②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,符号的角标用同一数字或字母表示,如W1、U1、I1、t1。 【设计意图】让学生理解电功的推导公式与原始公式在使用时的区别。公式教学强调“单位对应性”,提前规避“单位不统一”的核心易错点,为后续计算做铺垫。 三、课堂练习 【师生活动】展示课堂练习,学生思考作答。 1.关于电功,下列说法不正确的是( ) A.电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能 B.电流做功的过程就是消耗电能的过程 C.用电能表可以测量电流做功的多少 D.电流越大,电流做功就一定越多 【答案】D 【解析】在A选项中,根据能量守恒定律可知,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能;在B选项中,电流做功的过程,就是消耗电能的过程,电流做功越多,消耗的电能就越多,故B正确;在C选项中,电能表是用来测量电流做功多少的仪器,可以直接用电能表测量电流做功的多少;在D选项中,由W = UIt可知,电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关,电流越大,故电流做功不一定越多。故选D。 2.移动便携式充电宝实质是一个可充电的锂聚合物电池。用充电宝给手机电充电时,此时手机电池相当于 (选填“用电器”或“电源”)。若手机电池上面标明电压为3.7 V,容量为3 000 mA h,给它充满电后,大约储存了 J的电能。 【答案】用电器 39 960 【解析】用充电宝给手机电池充电时,充电宝将储存的化学能转化为电能,充电宝在电路中相当于电源,手机电池消耗电能,相当于用电器。手机电池充满电后能储存的电能 W=UIt=3.7 V 3 000 10-3 A 1 3 600 s=39 960 J 【设计意图】通过学生对课堂练习的作答与教师的讲解,进一步巩固学生对电能、电功的理解与应用。 课堂小结 学科网(北京)股份有限公司 $