15.3 用电器的正确使用 教学设计 2026-2027学年物理沪粤版九年级上册

该初中物理教学设计聚焦用电器正确使用，核心知识点为额定电压、额定功率、实际电压、实际功率及伏安法测电功率。通过生活中灯泡时亮时暗现象导入，引导学生观察用电器铭牌，建立额定值与实际值的联系，搭建知识支架。 资料亮点在于以科学探究为主线，设计“改变小灯泡亮度”和伏安法测电功率实验，培养科学思维（控制变量、分析归纳）与科学探究能力（电路设计、数据处理）。融入安全用电教育，强化科学态度与责任，分层练习巩固知识，助力学生理解实际功率决定亮度，为教师提供可操作的实验教学方案。

15.3 用电器的正确使用 教案 沪粤版（2024）物理 九年级 上册 课题 15.3 用电器的正确使用 课型 新授课 年级 九年级 学科 物理 教材版本 沪粤版（2024） 课时 1课时 教学方法 实验探究法、讲授法、讨论法、练习法 教学用具 多媒体课件、小灯泡、电源、导线、开关、滑动变阻器、电压表、电流表 主备人 审核人 授课时间 授课班级 核心素养 物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任 一、核心素养目标 物理观念 1. 理解额定电压、额定功率、实际电压、实际功率的概念，知道用电器只有在额定电压下才能正常工作。 2. 知道灯泡的亮度取决于实际电功率的大小，能区分额定功率和实际功率。 3. 了解常见家用电器的额定功率，能正确解读用电器的铭牌信息。 科学思维 4. 通过实验探究电压变化对灯泡亮度和功率的影响，培养控制变量法和分析归纳的科学思维。 5. 能运用P=UI、P=I²R、P=U²/R等公式进行额定功率和实际功率的计算，分析实际用电问题。 6. 通过对比分析额定值与实际值，培养理论与实际相结合的辩证思维能力。 科学探究 7. 经历"改变小灯泡亮度"实验，能设计电路、记录实验数据、分析得出实验结论。 8. 经历"测量小灯泡电功率"实验，掌握伏安法测电功率的原理和操作步骤，能正确使用电压表和电流表。 科学态度与责任 9. 通过实验探究，培养严谨认真的科学态度和实事求是的精神。 10. 了解用电器的正确使用方法，增强安全用电意识和节约用电的社会责任感。 二、教学重难点 教学重点 1. 额定电压、额定功率、实际电压、实际功率的概念及其关系。 2. 伏安法测量小灯泡电功率的实验原理和实验方法。 3. 运用电功率公式进行额定功率和实际功率的计算。 教学难点 1. 区分额定功率与实际功率，理解灯泡亮度取决于实际功率。 2. 运用公式计算实际功率，特别是在电压变化条件下的功率计算。 3. 伏安法实验的操作和数据分析。 三、教学过程 （一）情境导入：用电器不能正常工作（4分钟） 【教师活动】同学们，随着生活水平的提高，我们家中使用了各种各样的用电器，如电视机、电冰箱、洗衣机等。但大家有没有注意到，这些用电器有时会不能正常工作？最明显的是电灯，有时候工作时时亮时暗。这样不仅不能很好地发挥用电器的工作性能，还容易损坏用电器。那么，怎样才能使用电器正常工作呢？这就是我们今天要探究的问题。 【学生活动】学生结合生活经验思考并回答：可能是电压不稳导致的。学生观察家中用电器铭牌，发现上面标注有电压和功率等信息。 家中常用电器，有时不能正常工作，灯泡时亮时暗 【过渡语】同学们已经发现了，用电器上面都会标示电压和功率。那么，灯泡上为什么要标示电压？如果实际电压大于或小于标示电压，会出现什么情况呢？让我们通过实验来探究这个问题。 【设计意图】从生活情境导入，用学生熟悉的灯泡时亮时暗现象激发学习兴趣，自然引出额定电压和实际电压的概念，为后续实验探究做好铺垫。 （二）探究一：额定电压与额定功率（15分钟） 环节1：提出问题与猜想 【教师活动】请同学们看屏幕上的灯泡图片，灯泡上标示了"2.5V"的电压值。请大家思考两个问题：第一，灯泡上为什么要标示电压？第二，如果实际电压大于或小于标示的电压，可能会出现什么情况？ 【学生活动】学生观察灯泡图片，思考并回答：灯泡上标示电压是为了说明这个灯泡正常工作需要的电压。如果实际电压大于标示电压，灯泡可能会很亮甚至烧坏；如果实际电压小于标示电压，灯泡可能较暗或不亮。 灯泡上标示的电压值，说明灯泡正常工作需要的电压 【设计意图】通过问题引导学生主动思考，激发探究欲望，为实验设计奠定基础。 环节2：制定计划，设计实验 【教师活动】为了验证我们的猜想，我们需要设计一个能改变小灯泡亮度的实验。请大家思考：如何调节灯泡两端的电压？怎样才能知道灯泡两端的电压是多少？需要哪些器材？ 【学生活动】学生讨论并回答：用滑动变阻器改变灯泡两端电压，用电压表测量灯泡两端的电压。需要的器材有：灯泡、电源、开关、导线、滑动变阻器、电压表。 【教师活动】非常好！请同学们根据这些器材设计电路图。注意：移动滑动变阻器滑片的同时，要观察电压表示数变化和灯泡的亮度变化。 实验电路设计：灯泡、电源、开关、滑动变阻器、电压表串联电路 【实验注意】实验操作注意事项移动滑动变阻器滑片时，要缓慢调节，同时观察电压表示数变化和灯泡亮度变化。电压表要并联在灯泡两端，注意电压表的量程选择。实验过程中不要使电压表示数超过灯泡标示值太多，以免损坏灯泡。 【设计意图】通过学生自主设计实验方案，培养科学探究能力和实验设计能力。 环节3：收集证据，记录数据 【教师活动】请同学们按照电路图连接电路，分别调节滑动变阻器，使电压表示数分别等于、略大于和小于灯泡上标示的电压值，观察灯泡的亮度，将结果填入实验数据表中。 【学生活动】学生分组进行实验，记录数据。实验数据表：当电压表示数等于灯泡标示值时，灯泡正常发光；当电压表示数略大于标示值时，灯泡很亮；当电压表示数小于标示值时，灯泡较暗。 电压表示数情况 电压表示数等于标示值 电压表示数略大于标示值 电压表示数小于标示值 灯泡L1亮度 正常发光 很亮 较暗 灯泡L2亮度 正常发光 很亮 较暗 【设计意图】表格记录实验数据，培养学生规范记录数据的科学素养。 环节4：分析论证，得出结论 【教师活动】请同学们分析实验数据，你能得出什么结论？ 【学生活动】学生分析数据并回答：(1) 当灯泡两端实际电压等于标示电压时，灯泡正常发光；(2) 当灯泡两端实际电压高于标示电压时，灯泡很亮，不能正常发光；(3) 当灯泡两端实际电压低于标示电压时，灯泡较暗，不能正常发光。 【知识点】实验结论：(1) U实 = U标 → 正常发光；(2) U实 > U标 → 很亮，不能正常发光；(3) U实 < U标 → 较暗，不能正常发光。 【设计意图】通过实验数据的分析归纳，培养学生的科学思维和概括能力。 环节5：额定电压、额定功率等概念 【教师活动】根据我们刚才的实验，物理学中引入了"额定电压"和"额定功率"的概念。请同学们看屏幕，"PZ220-40"表示什么意思？ 【学生活动】学生观察并回答："220"表示额定电压220V，"40"表示额定功率40W。"PZ"表示普通照明灯泡。 灯泡铭牌标识"PZ220-40"的含义：额定电压220V，额定功率40W 【知识点】额定电压U额：用电器正常工作时的电压（如"PZ220-40"→220V）。额定功率P额：用电器在额定电压下工作时的功率（如40W）。额定电流I额：用电器正常工作时的电流。 【教师活动】在实际使用电器时，加在用电器上的电压有时会略高于或略低于额定电压，用电器也能工作。这时加在电器上的电压叫做实际电压，用电器在实际电压下工作时的功率叫做实际功率。 【学生活动】学生理解概念：实际电压U实——实际加在用电器上的电压（如210V）；实际功率P实——用电器在实际电压下工作时的功率。 实际电压示例：额定电压220V，实际电压210V，实际功率不等于额定功率 【知识点】实际电压U实：实际加在用电器上的电压（如210V）。实际功率P实：用电器在实际电压下工作时的功率。实际电流I实：用电器实际工作时的电流。 【重点强调】额定值与实际值的区别额定电压和额定功率是固定不变的，是生产厂家规定的正常使用条件。实际电压和实际功率随使用条件的变化而变化。用电器只有在额定电压下才能正常工作，此时实际功率等于额定功率。 【设计意图】通过铭牌解读和实际电压的分析，帮助学生建立额定值与实际值的概念体系。 环节6：总结归纳——功率与电压的关系 【教师活动】请同学们总结一下，当实际电压与额定电压有不同关系时，实际功率与额定功率的关系以及用电器的状态是怎样的？ 【学生活动】学生总结：U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作；U实<U额时，P实<P额，用电器不能正常工作；U实>U额时，P实>P额，用电器容易损坏。 功率与电压的关系 U实 = U额 P实 = P额 用电器正常工作 U实 < U额 P实 < P额 用电器不能正常工作 U实 > U额 P实 > P额 用电器容易损坏 【知识点】U实=U额 → P实=P额（正常工作）；U实<U额 → P实<P额（不能正常工作）；U实>U额 → P实>P额（容易损坏）。 【设计意图】通过总结表格，帮助学生建立完整的知识框架，理清额定值与实际值的关系。 环节7：常见家用电器的电功率 【教师活动】同学们，请看屏幕，这里展示了一些常见家用电器的电功率。了解这些常见用电器的功率，有助于我们合理使用电器，节约用电。 【学生活动】学生观察常见家用电器的电功率数据，了解不同用电器功率的差异。 【图片：常见家用电器的电功率】 【设计意图】展示常见用电器功率，建立理论与生活的联系，增强学生的感性认识。 环节8：练一练——额定功率与实际功率 【教师活动】下面我们通过一道练习题来巩固所学知识。一盏小灯泡L1上标有"6V 3W"的字样，请同学们回答下列问题。 【学生活动】学生思考并回答：(1) 3W表示这盏小灯泡的额定功率。(2) 当小灯泡L1正常发光时，它两端的电压为6V。(3) 小灯泡L1两端的电压由6V变为5V时，额定功率不变，因为额定功率是固定值；实际功率变小，因为电压变小，根据P=U²/R，电阻不变时功率减小；小灯泡亮度变暗，因为亮度取决于实际功率。 【判断技巧】额定功率不变的判断技巧额定功率是固定值，不随电压变化而改变。实际功率随实际电压变化而变化。灯泡亮度取决于实际功率，而非额定功率。判断技巧：看"额定"二字——额定值是固定的，不会变化。 【知识点】"6V 3W"灯泡：(1) 额定功率3W；(2) 正常发光时电压6V；(3) 电压从6V变5V，额定功率不变，实际功率变小，灯泡变暗。 【设计意图】通过练一练，及时巩固额定功率与实际功率的区分，加深对"额定值不变、实际值可变"的理解。 【过渡语】同学们已经理解了额定电压和额定功率的概念，以及它们与实际电压、实际功率的关系。那么，如何测量小灯泡在不同电压下的电功率呢？接下来，我们进入第二个探究：测量小灯泡的电功率。 （三）探究二：测量小灯泡的电功率（14分钟） 环节1：明确实验目的与原理 【教师活动】本次实验的目的是：测量小灯泡在不同电压下的电功率。请同学们思考：根据我们学过的电功率知识，测量小灯泡的电功率需要测量哪些物理量？实验原理是什么？ 【学生活动】学生回答：实验原理是P=UI，即伏安法。需要测量灯泡两端的电压U和通过灯泡的电流I，然后根据P=UI计算电功率。 伏安法测电功率原理：P=UI，用电压表测电压，用电流表测电流 【知识点】实验原理：P=UI（伏安法）。用电压表测量灯泡两端电压U，用电流表测量通过灯泡的电流I，根据P=UI计算电功率。 【设计意图】从实验目的出发，引导学生自主得出实验原理，培养科学推理能力。 环节2：设计实验电路图 【教师活动】请同学们根据实验原理，设计测量小灯泡电功率的电路图。电压表应该怎么连接？电流表应该怎么连接？ 【学生活动】学生设计电路图并交流：电压表并联在灯泡两端测量电压，电流表串联在电路中测量电流，滑动变阻器用来改变灯泡两端的电压。 伏安法测小灯泡电功率的电路图 【实验注意】连接电路注意事项连接电路时开关应断开。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处。电流表串联在电路中，注意"正进负出"。电压表并联在灯泡两端，注意量程选择。实验过程中，调节滑动变阻器使灯泡两端电压分别等于、大于和小于额定电压。 【设计意图】通过电路图设计，培养实验设计能力，同时强调实验安全注意事项。 环节3：实验步骤与进行实验 【教师活动】请同学们按照实验步骤进行实验，并记录实验数据。实验步骤如下：(1) 按电路图连接电路，断开开关，将滑动变阻器滑片移至最大阻值处。(2) 闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数分别为3.0V、2.5V、2.0V，分别记录对应的电流表示数和灯泡发光情况。(3) 根据P=UI计算各组的电功率。 【学生活动】学生分组进行实验，完成实验数据记录表。第1组：U=3.0V，I=0.48A，灯泡很亮，P=1.44W（U实>U额）。第2组：U=2.5V，I=0.28A，灯泡正常发光，P=0.70W（U实=U额）。第3组：U=2.0V，I=0.24A，灯泡较暗，P=0.48W（U实<U额）。 次数 电压U/V 电流I/A 发光情况 电功率P/W 1 3.0 0.48 很亮 1.44 2 2.5 0.28 正常 0.70 3 2.0 0.24 较暗 0.48 【知识点】小灯泡的额定电压是2.5V，额定功率为0.70W。 【设计意图】通过实验操作和数据记录，培养动手能力和数据处理能力。 环节4：分析数据，得出结论 【教师活动】请同学们分析实验数据，从电功率随电压变化和灯泡亮度与电功率的关系两个方面，得出实验结论。 【学生活动】学生分析数据并回答：(1) 灯泡的实际电功率随两端电压的增大而增大。电压从2.0V增大到3.0V时，电功率从0.48W增大到1.44W。(2) 灯泡的亮度取决于灯泡的实际电功率。实际功率越大，灯泡越亮；实际功率越小，灯泡越暗。 【知识点】实验结论：(1) 灯泡的实际电功率随两端电压的增大而增大；(2) 灯泡的亮度取决于灯泡的实际电功率。 【重点强调】灯泡亮度由实际功率决定灯泡的亮度不是由额定功率决定的，而是由实际功率决定的。即使额定功率很大的灯泡，如果实际电压很低，实际功率很小，灯泡也会很暗。这是本章的核心结论之一，务必牢记。 【设计意图】通过数据分析得出结论，培养学生从实验现象中抽象出物理规律的能力。 环节5：知识拓展——串并联电路总功率 【教师活动】同学们，我们学习了单个用电器的电功率后，再来看一下多个用电器在电路中时总功率与各用电器功率之间的关系。无论是串联电路还是并联电路，电路的总功率等于各用电器功率之和。 【学生活动】学生记录并理解：串联电路总功率P总=P1+P2+...；并联电路总功率P总=P1+P2+...。不论是串联还是并联，总功率都等于各用电器功率之和。 串联电路和并联电路中总功率与各用电器功率的关系：P总=P1+P2+... 【知识点】串联总功率：P总=P1+P2+...；并联总功率：P总=P1+P2+...。不论串联还是并联，总功率等于各用电器功率之和。 【知识拓展】串并联总功率关系串联电路：P总=P1+P2+P3+...，各用电器功率之和等于总功率。并联电路：P总=P1+P2+P3+...，同样各用电器功率之和等于总功率。这一规律在解决家庭电路功率计算问题时非常有用。 【设计意图】拓展串并联总功率知识，完善知识体系，为后续学习做好铺垫。 【过渡语】同学们已经掌握了额定电压与额定功率、测量小灯泡电功率的知识。下面我们通过一些练习题来巩固所学知识，检验学习效果。 （四）课堂练习（9分钟） 【教师活动】请同学们独立完成以下7道练习题。 【学生活动】学生独立完成课堂练习。 练习1 标有"220V 40W"字样的灯泡，灯泡的额定电压为______V，灯泡的额定功率为______W。灯泡正常发光时灯丝的电阻为______Ω。 【教师活动】先请一位同学来回答练习1。关键词：额定电压220V，额定功率40W，电阻1210Ω。 【学生活动】学生回答：额定电压220V，额定功率40W。根据R=U²/P=220²/40=1210Ω。 练习2 一个灯泡上标有"220V 40W"字样，若把它接入110V的电路中，则它消耗的实际功率是______W；与接在220V的电路上相比，发光的亮度将______（选填"变亮""变暗"或"不变"）。（灯丝电阻不变） 【教师活动】练习2是一道计算实际功率的题目。请同学们注意：灯丝电阻不变，实际功率P实=U²/R。 【学生活动】学生计算：R=220²/40=1210Ω，P实=110²/1210=10W，实际功率减小，灯泡变暗。 练习3 在做"测量小灯泡的电功率"实验时，应使电流从电流表的______（选填"正"或"负"）接线柱流进，电压表______（选填"串联"或"并联"）在待测小灯泡的两端。闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片移至电阻______的位置，该实验依据的原理是______。 【教师活动】练习3考查实验操作注意事项。 【学生活动】学生回答：正接线柱，并联，最大值，P=UI。 练习4 一个灯泡标有"220V 40W"字样，其意义是（ ）A. 220V是它的最低电压，40W是它的最小功率B. 这个灯泡在任意电压下的功率都是40WC. 只要这个灯泡发光，其电压一定是220VD. 这个灯泡在220V的电压下的功率是40W 【教师活动】练习4考查对"额定电压和额定功率"含义的理解。 【学生活动】学生回答：选D。额定电压220V，额定功率40W，表示灯泡在220V的电压下正常工作时功率为40W。 练习5 在用电高峰时，家中的电压会比220V稍微低一些。一盏标有"220V 100W"的白炽灯，它在用电高峰和其他时段相比（ ）A. 发光亮度增大，实际功率增大B. 发光亮度减小，实际功率减小C. 实际功率增大，消耗电能增大D. 实际功率减小，消耗电能减小 【教师活动】练习5是一道联系生活实际的题目，考查电压变化对实际功率的影响。 【学生活动】学生回答：选B。用电高峰时电压降低，根据P=U²/R，实际功率减小，灯泡亮度减小。 练习6 在"测定小灯泡的额定功率"的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（ ）A. 电流表的示数 B. 电压表的示数C. 灯泡的发光情况 D. 变阻器滑片的位置 【教师活动】练习6考查实验操作中的观察要点。 【学生活动】学生回答：选B。测定额定功率时需要使灯泡两端电压达到额定电压，因此眼睛应观察电压表示数。 练习7 智能怀旧灯，与灯串联的调光旋钮实质是滑动变阻器，其简化电路图中小灯泡L标有"12V 3W"字样，当滑动变阻器的滑片P在最左端a点时，小灯泡L正常发光。电源电压保持不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响。(1) 求电源电压U。(2) 当滑动变阻器接入电路中的电阻是12Ω时，求小灯泡L消耗的实际功率。 智能怀旧灯简化电路图：灯泡与滑动变阻器串联 【教师活动】练习7是一道综合计算题，分两小问。请同学们先自己分析作答。 【学生活动】学生分析并计算：(1) 当滑片在a端时，电路中只有灯泡L，灯泡正常发光，U=U额=12V。灯丝电阻R=U额²/P额=12²/3=48Ω。(2) 当滑动变阻器接入12Ω时，总电阻R总=48Ω+12Ω=60Ω，I=U/R总=12V/60Ω=0.2A，P实=I²R=0.2²×48=1.92W。 【易错提示】易错提示——练习7计算电源电压时，注意滑片在a端时滑动变阻器接入电路电阻为0，灯泡直接接在电源两端，灯泡正常发光说明电源电压等于额定电压12V。计算实际功率时，注意先求电流再求功率，不要直接代入公式。灯丝电阻看作不变，不考虑温度影响。 【设计意图】通过7道层层递进的练习，从概念辨析到计算应用，全面巩固额定电压、额定功率、实际功率的计算和伏安法实验操作。 （五）课堂小结（3分钟） 【教师活动】同学们，我们已经完成了本节课的学习。下面请同学们回顾一下，这节课我们学习了哪些知识？ 【学生活动】学生回顾并总结本节课所学内容：1. 额定电压和额定功率：用电器正常工作时的电压和功率。2. 实际电压和实际功率：实际使用时的电压和功率。3. 电压与功率的关系：U实=U额→P实=P额，正常工作；U实<U额→P实<P额；U实>U额→P实>P额。4. 伏安法测电功率：原理P=UI，用电压表测电压，电流表测电流。5. 灯泡亮度取决于实际功率。6. 串并联电路总功率等于各用电器功率之和。 【教师活动】总结得很好！本节课的核心是：理解额定值与实际值的区别，掌握伏安法测电功率，知道灯泡亮度由实际功率决定。希望大家能够运用这些知识解决实际问题，正确使用家用电器。 【设计意图】通过课堂小结，帮助学生梳理知识脉络，形成完整的知识结构。 【过渡语】本节课我们学习了用电器的正确使用，认识了额定电压、额定功率、实际电压、实际功率等概念，掌握了伏安法测电功率的实验方法。希望同学们课后认真复习，完成课后作业。 四、板书设计 15.3 用电器的正确使用 一、额定电压与额定功率 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功率 3. 实际电压U实：实际加在用电器上的电压 4. 实际功率P实：用电器在实际电压下工作时的功率 二、电压与功率的关系 U实=U额 → P实=P额（正常工作） U实<U额 → P实<P额（不能正常工作） U实>U额 → P实>P额（容易损坏） 三、测量小灯泡的电功率 1. 实验原理：P=UI（伏安法） 2. 实验结论：灯泡亮度取决于实际功率 四、串并联总功率 P总=P1+P2+... 五、教学反思 1. 学生是否通过实验探究真正理解了额定电压和实际电压的区别？ 2. 学生是否能够正确区分额定功率和实际功率，并能运用公式进行相关计算？ 3. 伏安法测电功率的实验操作，学生是否掌握了实验原理和操作步骤？ 4. 课堂练习的分层设计是否合理，是否满足了不同层次学生的需求？ 5. 学生是否能够将所学知识应用于实际生活，理解用电器的正确使用方法？ 6. 教学过程中是否充分体现了学生的主体地位，给予了学生足够的探究时间和讨论空间？ 学科网（北京）股份有限公司 $