2.3 电路中的电能 第3课时 （教学课件）科学新教材浙教版九年级上册

该初中科学课件聚焦电功率与电压、电流关系，围绕P=UI、W=UIt公式及伏安法测功率展开。课堂导入通过“用电器越多总功率越大易引发火灾”的问题，引导学生从电路知识过渡到探究电功率影响因素，搭建学习支架。 其亮点是以探究实践为核心，用控制变量法（并联控电压、串联控电流）和转换法（亮度判断功率）培养科学思维，伏安法测功率实验强化探究实践能力，课堂小结系统梳理公式、单位及实验原理。学生能提升分析计算能力，教师可高效落实知识与素养目标。

第3节 电路中的电能（第3课时） 第2章 能的转化与能量守恒 科学浙教版 九年级上册 01 电功率和电功的计算公式 知识目标 科学观念： 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。 科学思维： 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。 态度责任： 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。 素养目标 课堂导入 接入电路的用电器越多，总功率就越大，电路中的总电流也就越大，可能超过电路的容许负载，容易引起火灾。 你能从理论上来说明其中的道理吗？ PART 01 电功率和电功的计算公式 电功率和电功的计算公式 01 小灯泡的电功率跟哪些因素有关？ 把小灯泡接到电路中，不同功率的灯泡发光的亮度是不同的。灯泡越亮，灯泡的电功率就越大。那么，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。 电功率和电功的计算公式 01 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。 若要研究小灯泡的电功率跟电流和电压的关系，需要运用控制变量的方法进行实验研究。 电功率和电功的计算公式 01 （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。 电功率和电功的计算公式 01 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。 灯L1 灯L2 条件控制（电压关系） 亮度（亮、暗） 电流（安） 灯L1 灯L2 条件控制（电流关系） 亮度（亮、暗） 电压（伏） 研究小灯泡的电功率跟电流的关系 研究小灯泡的电功率跟电压的关系 2.5V 暗 亮 0.3A 0.06A 2.5V 0.3A 亮 暗 2.0V 3.0V 0.3A 电功率和电功的计算公式 01 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 。 小灯泡两端的电压 通过小灯泡的电流 大 大 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？ 控制变量法、转换法 小灯泡的亮度 进一步实验表明，用电器的电功率等于用电器两端电压与通过用电器的电流的乘积。 电功率和电功的计算公式 01 1、电功率的计算 用P表示电功率，U表示电压，I表示电流，则电功率的公式表示为： P=UI （1）公式 （2）单位 使用公式时，若U的单位为伏，I单位为安，则P的单位为瓦。因此，电功率的单位瓦特也可表示为： 1瓦=1伏·安 电功率和电功的计算公式 01 公式 与P=UI有什么不同？ P= W t ①P= 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； W t 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。 电功率和电功的计算公式 01 2、电功的计算 电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积，即： W=UIt （1）公式 （2）单位 根据公式W=UIt，单位焦耳也可表示为： 1J＝1V·A·s kW和kW·h是两个不同科学量的单位。 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。 电功率和电功的计算公式 01 【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？ 电功率和电功的计算公式 01 数学方法 数学方法是指在描述、解释以及解决科学问题时，所采用的数学理论、方法和技巧的总和。例如，根据物体的速度和运动时间可计算路程；根据电压、电流可计算电阻、功率等量。数学计算是根据科学原理建立的数学公式，进行定量分析与计算的方法。 电功率和电功的计算公式 01 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。 电功率和电功的计算公式 01 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？ 电功率和电功的计算公式 01 序号 电压(伏) 电流(安) 功率(瓦) 灯泡亮度变化 1 2 3 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 ①一上一下； ②滑片应放在阻值最大处。 电功率和电功的计算公式 01 电流表、电压表的正负接线柱连接是否正确？量程选择是否合适？连接电路后，先检查电路，确定无误后再开始实验。 电功率和电功的计算公式 01 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？ 序号 电压(伏) 电流(安) 功率(瓦) 灯泡亮度变化 1 2 3 2 0.2 0.4 较暗 2.5 0.22 0.55 正常 3 0.24 0.72 较亮 电功率和电功的计算公式 01 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？ 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。 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。 如果电路电压与用电器的额定电压相差过多，用电器可能根本不能工作，或者被烧坏。 课堂小结 课堂练习 【典例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 【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 B 【典例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 课堂练习 【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。 A 课堂练习 【典例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 【解析】A：并联时两灯电压均为220V，功率等于额定功率，电流比 I1:I2=2:1；B：并联总功率120W，大于80W；C：并联电压相同，L1额定功率更大，实际功率更大；D：额定电压相同，L1功率大则电阻更小，串联电流相等，L1实际功率更小、发光更暗。 C 第3节 电路中的电能（第3课时） 科学浙教版 九年级上册 谢谢观看 $