2.3 电路中的电能 第3课时 （导学案）科学新教材浙教版九年级上册

该初中科学导学案聚焦电路中的电能第3课时，核心知识点包括电功率与电压电流关系（P=UI）、电功公式（W=UIt）及伏安法测功率原理。通过自主预习填空回顾公式和滑动变阻器作用，衔接前两课时内容，再以控制变量法实验（并联控电压、串联控电流）为支架，引导学生从理论走向实验应用。 以探究实践为主线，通过“提出问题-假设-设计实验-数据分析”培养科学思维，实验中规范操作和数据记录强化探究实践能力，结合节能灯计算、LED灯对比联系实际，习题融入图像分析提升科学观念应用，助力学生掌握核心知识与方法。

第3节 电路中的电能（第3课时）（导学案） 【学习目标】 1、明确电功率与电压、电流关系，掌握电功推导公式，知晓伏安法测功率原理。 2、利用控制变量法探究功率影响因素，结合实验数据计算实际功率、对比亮度。 3、规范完成电路测量实验，严谨记录数据，知晓电压异常会损坏用电器。 【学习重难点】 1、重点：掌握P=UI、W=UIt计算公式，理解伏安法测小灯泡功率原理。 2、难点：了解控制变量法探究功率影响因素，区分额定功率与实际功率。 【自主预习】 1、电功率等于导体两端电压与电流的乘积，公式是 。 2、电功等于电压、电流、通电时间乘积，公式是 。 3、伏安法测功率时，滑动变阻器作用是 。 4、小灯泡两端电压 额定电压时，灯泡正常发光。 【课堂探究】 1、探究实践：小灯泡的电功率跟哪些因素有关？ （1）提出问题：小灯泡的电功率跟哪些因素有关？ （2）建立假设： ①小灯泡的电功率跟电压有关，电压越高，电功率就越大。 ②小灯泡的电功率跟电流有关，电流越大，电功率就越大。 （3）设计实验方案： ①研究小灯泡的电功率跟电流的关系，就要控制小灯泡两端电压不变。为此，我们可以把2只不同的小灯泡并联在电路上，从而控制它们两端电压相等，用电流表分别测量通过小灯泡的电流。通过观察小灯泡的亮度来判断小灯泡电功率大小，分析电功率大小跟电流有什么关系。 ②研究小灯泡的电功率跟电压的关系，就要控制通过小灯泡的电流不变。为此，我们可以把2只不同的小灯泡串联在电路上，从而控制通过它们的电流相等，用电压表分别测量小灯泡两端的电压。通过观察小灯泡的亮度来判断小灯泡电功率大小，分析电功率大小跟电压有什么关系。 （4）进行实验，收集证据：请按照上面设计的方案进行实验，并把收集到的数据和观察到的现象分别记录在表中。 （5）分析与论证： 小灯泡的电功率大小跟 、 有关。在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越 ；在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越 。 （6）反思与评价： ①实验运用的科学方法是什么？ ②实验中判断小灯泡电功率大小的依据是什么？ 2、思考与讨论：公式P=W/t与P=UI有什么不同？ 3、【例题】将如图所示的节能灯接在220V的电路中，通过灯泡的电流有多大？这只节能灯正常工作2h消耗多少电能？消耗电能为多少度？ 4、探究实践：测定小灯泡的功率 一、目标 学习使用电流表和电压表测定用电器功率的方法；了解用电器的功率跟用电器两端的电压有关，加深对额定电压和额定功率的理解。 二、器材 常用的小灯泡1只(标明额定电压，未标明额定功率)，电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只，开关1只，电池组(总电压高于灯泡的额定电压)1只，导线若干。 三、过程 （1）实验要求。用滑动变阻器来调节小灯泡两端的电压，分别观察下列三种情况小灯泡的亮度，测量它的电功率： ①使小灯泡两端的电压等于额定电压； ②使小灯泡两端的电压低于额定电压； ③使小灯泡两端的电压高于额定电压的(约1.2倍)。 （2）根据实验要求，以小组为单位，设计电路，画出实验电路图。设计电路时应思考：如何连接滑动变阻器与小灯泡？电流表、电压表分别接在什么位置？对电池组的电压有什么要求？ （3）实验中需要测量哪些量？如何设计实验记录表？ （4）检查所给的器材是否符合实验要求，然后连接电路，进行实验。连接电路时，应连接滑动变阻器的哪两个接线柱？开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放在什么位置？ （5）把实验数据记录在表格中。计算出三种情况下小灯泡的功率。当小灯泡两端的电压高于或低于额定电压时，它的实际功率各是多大？它的亮度如何变化？ 5、思考与讨论 （1）小灯泡在哪种情况下属于正常发光？ （2）选择亮度与灯泡大致相当的LED灯，比较它两端的电压与电功率，哪一种灯的电功率较小？为什么？ 【归纳整理】 【课堂练习】 1．某品牌电冰箱功率为120瓦，那么该冰箱正常使用一天的耗电量是（   ） A．0.12度 B．2.88度 C．1.44度 D．1.2度 2．现有两只标有“6V、1.5W”的小灯泡，通过它们的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这两只灯泡串联接在8V的电源两端，其中一只灯泡的电阻及电路的总功率分别为（　 　） A．20Ω、1.6W B．24Ω、0.8W C．20Ω、0.8W D．24Ω、3W 3．两个白炽灯L1上标着“220V  80W”，L2上标着“220V  40W”。现把它们并联后接入220V的电路，下列说法正确的是（　 ） A．L1和L2的电流之比是1:2 B．电路的总功率大于40W小于80W C．L1的实际功率大于L2的实际功率 D．若将两只灯泡串联，灯L1会比L2更亮 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 电路中的电能（第3课时）（导学案） 【学习目标】 1、明确电功率与电压、电流关系，掌握电功推导公式，知晓伏安法测功率原理。 2、利用控制变量法探究功率影响因素，结合实验数据计算实际功率、对比亮度。 3、规范完成电路测量实验，严谨记录数据，知晓电压异常会损坏用电器。 【学习重难点】 1、重点：掌握P=UI、W=UIt计算公式，理解伏安法测小灯泡功率原理。 2、难点：了解控制变量法探究功率影响因素，区分额定功率与实际功率。 【自主预习】 1、电功率等于导体两端电压与电流的乘积，公式是P=UI。 2、电功等于电压、电流、通电时间乘积，公式是W=UIt。 3、伏安法测功率时，滑动变阻器作用是改变灯泡两端电压。 4、小灯泡两端电压等于额定电压时，灯泡正常发光。 【课堂探究】 1、探究实践：小灯泡的电功率跟哪些因素有关？ （1）提出问题：小灯泡的电功率跟哪些因素有关？ （2）建立假设： ①小灯泡的电功率跟电压有关，电压越高，电功率就越大。 ②小灯泡的电功率跟电流有关，电流越大，电功率就越大。 （3）设计实验方案： ①研究小灯泡的电功率跟电流的关系，就要控制小灯泡两端电压不变。为此，我们可以把2只不同的小灯泡并联在电路上，从而控制它们两端电压相等，用电流表分别测量通过小灯泡的电流。通过观察小灯泡的亮度来判断小灯泡电功率大小，分析电功率大小跟电流有什么关系。 ②研究小灯泡的电功率跟电压的关系，就要控制通过小灯泡的电流不变。为此，我们可以把2只不同的小灯泡串联在电路上，从而控制通过它们的电流相等，用电压表分别测量小灯泡两端的电压。通过观察小灯泡的亮度来判断小灯泡电功率大小，分析电功率大小跟电压有什么关系。 （4）进行实验，收集证据：请按照上面设计的方案进行实验，并把收集到的数据和观察到的现象分别记录在表中。 （5）分析与论证： 小灯泡的电功率大小跟小灯泡两端的电压、通过小灯泡的电流有关。在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大；在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。 （6）反思与评价： ①实验运用的科学方法是什么？ 控制变量法、转换法。 ②实验中判断小灯泡电功率大小的依据是什么？ 小灯泡的亮度。 2、思考与讨论：公式P=W/t与P=UI有什么不同？ ①P=W/t是定义式，从功和时间的角度定义功率，反映功率的本质——做功的快慢； ②P=UI反映了电功率的大小由电压和电流决定，方便通过电表测量的电压和电流求功率。 3、【例题】将如图所示的节能灯接在220V的电路中，通过灯泡的电流有多大？这只节能灯正常工作2h消耗多少电能？消耗电能为多少度？ 解：节能灯的额定电压为220V，额定功率为11W。当节能灯接在220V的电路中时，电流： I=P/U=11W/220V=0.05A 消耗电能： W=Pt=11W×2×3600s=79200J； W=Pt=0.011kW×2h=0.022kW・h=0.022度 答：当节能灯接在220V的电路中时，通过灯泡的电流为0.05A，节能灯消耗的电能为79200J，即为0.022度。 4、探究实践：测定小灯泡的功率 一、目标 学习使用电流表和电压表测定用电器功率的方法；了解用电器的功率跟用电器两端的电压有关，加深对额定电压和额定功率的理解。 二、器材 常用的小灯泡1只(标明额定电压，未标明额定功率)，电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只，开关1只，电池组(总电压高于灯泡的额定电压)1只，导线若干。 三、过程 （1）实验要求。用滑动变阻器来调节小灯泡两端的电压，分别观察下列三种情况小灯泡的亮度，测量它的电功率： ①使小灯泡两端的电压等于额定电压； ②使小灯泡两端的电压低于额定电压； ③使小灯泡两端的电压高于额定电压的(约1.2倍)。 （2）根据实验要求，以小组为单位，设计电路，画出实验电路图。设计电路时应思考：如何连接滑动变阻器与小灯泡？电流表、电压表分别接在什么位置？对电池组的电压有什么要求？ （3）实验中需要测量哪些量？如何设计实验记录表？ ①需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流； ②实验记录表。 （4）检查所给的器材是否符合实验要求，然后连接电路，进行实验。连接电路时，应连接滑动变阻器的哪两个接线柱？开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放在什么位置？ ①一上一下；②滑片应放在阻值最大处。 （5）把实验数据记录在表格中。计算出三种情况下小灯泡的功率。当小灯泡两端的电压高于或低于额定电压时，它的实际功率各是多大？它的亮度如何变化？ 5、思考与讨论 （1）小灯泡在哪种情况下属于正常发光？ 当小灯泡两端的电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。 （2）选择亮度与灯泡大致相当的LED灯，比较它两端的电压与电功率，哪一种灯的电功率较小？为什么？ LED灯的电功率较小。因为LED灯发光效率远高于白炽灯，同等亮度下LED把电能转化为光能的比例更高，热能损耗更少，因此需要的输入电功率更小。 【归纳整理】 【课堂练习】 1．某品牌电冰箱功率为120瓦，那么该冰箱正常使用一天的耗电量是（   ） A．0.12度 B．2.88度 C．1.44度 D．1.2度 【答案】B 【解析】由P=W/t知道，该冰箱正常使用一天的耗电量是 W=Pt=120W×24×60×60s=1.04×107J=2.88kW·h 2．现有两只标有“6V、1.5W”的小灯泡，通过它们的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这两只灯泡串联接在8V的电源两端，其中一只灯泡的电阻及电路的总功率分别为（　 　） A．20Ω、1.6W B．24Ω、0.8W C．20Ω、0.8W D．24Ω、3W 【答案】A 【解析】两只完全相同的灯泡串联，根据串联电路规律：电流处处相等，总电压等于各部分电压之和，因此每个灯泡两端的电压相等，总电压为8V，可得每个灯泡两端电压U=8V/2=4V，从I-U图像可知，当灯泡两端电压U=4V时，电路电流I=0.2A。一只灯泡的电阻R=U/I=4V/0.2A=20Ω，电路总功率P总=U总I=8V×0.2A=1.6W，故选A。 3．两个白炽灯L1上标着“220V  80W”，L2上标着“220V  40W”。现把它们并联后接入220V的电路，下列说法正确的是（　 ） A．L1和L2的电流之比是1:2 B．电路的总功率大于40W小于80W C．L1的实际功率大于L2的实际功率 D．若将两只灯泡串联，灯L1会比L2更亮 【答案】C 【解析】A．将L1、L2并联接入220V的电路中，由于并联电路电压相等，两个灯泡两端的电压都等于220V，两个灯泡的功率都为额定功率，由I=P/U得，电流之比I1/I2=P1/P2=80W/40W=2/1，故A错误； B．将L1、L2并联接入220V的电路中，电路总功P总=P1+P2=80W+40W=120W大于80W，故B错误； C．将L1、L2并联接入220V的电路中，P1实=80W>P2实=40W，L1的实际功率更大，故C正确； D．两只灯泡的额定压相同，L1的额定功率大于L2的额定功率，由R=U额²/P可知，两灯泡的电阻R1<R2；若将两只灯泡串联，通过灯泡的实际电流相同，由P实=I²R可知，灯泡L1的实际功率小于L2的实际功率，即灯L1会比L2更暗，故D错误。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $