15.2 电功率（教学设计）物理新教材沪粤版九年级上册

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 理解电功率的概念，知道电功率是表示电流做功快慢的物理量；掌握电功率的定义式 及推导式 ；知道电功率的单位（瓦特、千瓦）及其换算关系。 科学思维 能运用电功率公式进行简单计算；能通过观察灯泡亮度定性判断电功率大小；能利用控制变量法分析影响电功率的因素。 科学探究 通过实验探究，观察不同规格灯泡在不同电压下的亮度变化，收集数据，分析电压、电流与电功率的关系，培养实验操作能力和数据分析能力。 科学态度 与责任 通过了解常见家用电器的电功率，养成节约用电的意识；在实验过程中培养严谨的科学态度和团队协作精神。 教材 分析 本节内容是电学部分的核心概念之一。在此之前，学生已经学习了电流、电压、电阻以及电功的概念。电功率不仅是描述用电器性能的重要参数，也是后续学习焦耳定律、家庭电路安全的基础。教科书从生活中常见的灯泡亮度不同入手，引出“电流做功快慢”的问题，进而建立电功率的概念。 本节内容由“电功率的概念”和“探究影响电功率大小的因素”构成。其中，电功率概念的建立和理解是重点，探究影响电功率大小的因素（即电压和电流的关系）是难点。由于电功率是一个抽象的物理量，无法直接观察，需要通过灯泡亮度或电能表转盘转速来间接反映，这对学生的转换思维提出了要求。 学情分析 1. 知识储备分析：学生已掌握机械功率的概念（做功快慢），这为类比学习电功率提供了认知基础；同时掌握了欧姆定律和电功公式，具备推导 的数学基础。 2. 思维能力分析：九年级学生具备一定的逻辑推理能力，但在处理多变量问题（如同时改变电压和电流）时，对控制变量法的应用仍需引导。 3. 学习兴趣与态度分析：学生对家用电器铭牌上的参数充满好奇，喜欢动手连接电路。但部分学生对抽象公式的理解存在畏难情绪，需要结合直观的实验现象（如灯泡亮度变化）来激发兴趣。 教学重点 电功率的概念、公式及单位；探究影响电功率大小的因素。 教学难点 理解电功率的物理意义；实验数据的分析与论证。 教学 器材 电源、开关、导线若干、小灯泡（2.5V, 3.8V各一个）、滑动变阻器、电压表、电流表、多媒体PPT（包含视频：《不同用电器的电功率》、《测量小灯泡的电功率》等）。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【提出问题】 （1）回顾旧知：我们在八年级学过“功率”，它是表示物体做功快慢的物理量。那么，电流通过用电器时也在做功（电功），电流做功也有快慢之分吗？ （2）生活情境：展示两只外观相同但规格不同的白炽灯（例如一只标有“220V 15W”，另一只标有“220V 100W”）。将它们分别接入家庭电路中，观察它们的亮度。 【追问】 为什么接在同样的电压下，两只灯泡的亮度不同？这说明电流通过它们做功的快慢一样吗？ 【回答】 100W的灯泡更亮，说明它在相同时间内消耗的电能更多，电流做功更快。 【教师总结】 为了描述电流做功的快慢，物理学中引入了“电功率”这一概念。 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、电功率的概念 （1）定义 电流在单位时间内所做的功叫做电功率。它是表示电流做功快慢的物理量。 （2）公式 根据定义，电功率等于电功与时间之比： 结合电功公式 ，可得电功率的常用计算公式： 其中： 表示电功率，单位是瓦特（W）； 表示电压，单位是伏特（V）； 表示电流，单位是安培（A）； 表示电功，单位是焦耳（J）； 表示时间，单位是秒（s）。 （3）单位 国际单位：瓦特（Watt），简称瓦，符号 W。 常用单位：千瓦（kW），毫瓦（mW）。 换算关系： ， 。 物理意义示例：某电动机功率为 1000W，表示该电动机每秒做功 1000J。 【提问】 1度电（1 kW·h）可以让功率为1000W的用电器工作多长时间？ 【解答】 。 【例题1】关于电功、电能和电功率的下列说法中，正确的是（     ） A．千瓦时是电功率的单位 B．电功率是表示电流做功多少的物理量 C．电流做功越多，电功率就越大 D．用电器电功率越大，单位时间内消耗的电能越多 【答案】D 【详解】A．千瓦时是电能的常用单位，电功率单位为瓦特、千瓦，故A错误； B．电功率是表示电流做功快慢的物理量，电流做功多少是电功的物理意义，故B错误； C．由可知，电功率大小由电功和做功时间共同决定，仅电功多、时间未知，无法确定电功率大，故C错误； D．由可知，单位时间内，即时间相同时，P越大则消耗的电能W越多，故D正确。 故选D。 知道电功率的定义。 知道电功率的公式与单位。 做例题1。 学习新课 二、探究影响电功率大小的因素 【过渡】 既然 ，那么电功率的大小显然与电压和电流有关。我们可以通过实验来验证，并观察灯泡亮度（反映实际电功率）的变化。 【设计并进行实验】 实验目的：探究小灯泡的电功率与电压、电流的关系。 实验原理： ，通过测量灯泡两端的电压和通过的电流，计算电功率，并观察灯泡亮度。 实验器材：电源、开关、规格不同的小灯泡、电压表、电流表、导线。 电路图： 【实验步骤】 按照电路图连接实物，注意开关断开。 ①探究电功率与电压的关系： 闭合开关，通过灯泡的电流相同，记录电压 、，观察两个灯泡亮度。 ②探究电功率与电流的关系： 闭合开关，灯泡两端的电压相同，记录电流 、，观察两个灯泡亮度。 【实验记录表格】 当通过两个灯泡的电流相同时，实验记录如下。 当两个灯泡两端的电压相同时，实验记录如下。 【分析与论证】 实验表明：电功率的大小与用电器两端的电压、通过用电器的电流有关。电压相等时，电流越大，电功率就越大；电流相等时，电压越高，电功率就越大。 【播放视频】 ——《测量小灯泡的电功率》 【例题2】为促进学生健康成长，科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计来动态监测学生的体重情况，其工作原理如图所示。电源电压保持不变，R0为定值电阻，压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小。闭合开关S，当有人测量体重时，下列说法正确的是（     ） A．电路中的总电阻增大 B．压敏电阻R两端的电压变小 C．学生的体重越大，电压表的示数越小 D．学生的体重越小，电路的总功率越大 【答案】B 【详解】由图可知，压敏电阻与定值电阻串联，电压表测量两端的电压。已知压敏电阻的阻值随压力增大而减小，当有人测量体重时，压力增大，阻值减小； A．串联电路总电阻，减小，不变，因此电路总电阻减小，故A错误； BCD．学生的体重越大，压力越大，阻值越小，电路电流越大，根据，定值电阻阻值不变，电流越大，两端电压越大，即电压表的示数越大，电路总功率，电源电压不变，电流越大，电路总功率越大，同理可知，学生的体重越小，电路的总功率越小，故B正确，CD错误。 故选B。 设计实验，知道实验实验器材；知道需要测量的物理量；设计实验记录表格；实验所用方法。 观看演示实验并收集数据。 对实验数据进行分析论证，归纳出结论。 进行交流讨论，知道影响点功率大小的因素。 做例题2。 学习新课 三、常见用电器的电功率 【展示图片/视频】 展示空调、冰箱、电视机、手电筒等用电器的铭牌或功率范围。 空调：约 1000W - 3000W 液晶电视机：约 100W - 200W 节能灯：约 5W - 20W 计算器：约 0.5mW 【科学态度与责任】 了解电功率有助于我们合理选择电器，节约能源。例如，长时间不用的电器应拔掉插头，因为待机状态也会消耗电能（虽然功率小，但时间长，累积能耗可观）。 【例题3】下列家用电器中，正常工作时电流最大的是（     ） A．个人笔记本电脑 B．70英寸电视机 C．家用空调器 D．手电筒 【答案】C 【详解】家庭电路中各用电器正常工作电压相等，由可知，电压相同时，正常工作的电功率越大，电流越大；四种用电器里家用空调器的额定功率远大于其余三个用电器，因此其正常工作电流最大。故选C。 知道常见用电器的电功率。 做例题3。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．下列关于电能、电功和电功率的说法，正确的是（     ） A．用电器消耗的电能越多，电功率越大 B．通过用电器的电流越大，电流做的功越多 C．用电器工作时的电功率越大，电流做功越快 D． 【答案】C 【详解】A．由电功率定义式可知，电功率大小与消耗的电能、做功时间都有关，仅大无法确定大，故A错误； B．由电功公式可知，电流做功多少与电压、电流、时间都有关，仅大无法确定多，故B错误； C．电功率是表示电流做功快慢的物理量，电功率越大，电流做功越快，故C正确； D．单位换算，不是，故D错误。 故选C。 2．如图是家庭电路中四种用电器耗电持续工作的时间图，下列说法正确的是（     ） A．甲消耗的电能最快 B．电流通过丁做功最少 C．甲电功率是丁的4倍 D．丁电功率是 【答案】D 【详解】由图可知，四种用电器消耗的电能均为，工作时间分别为，，，。 AB．四种用电器消耗的电能相同，即电流做功相同，由可知，丁的工作时间最短，电功率最大，消耗电能最快，故AB错误； CD．甲的电功率 丁的电功率 甲电功率是丁的，故C错误，D正确。 故选D。 3．在国际单位制中，电功率的单位是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】略 4．根据你所学的电学知识，下列数据中最符合实际情况的是（     ） A．家用电热水器加热功率约为20W B．我国家庭电路电压为110V C．一节新干电池的电压约为2V D．家用空调的电流大约5A 【答案】D 【详解】A．家用电热水器加热功率约为1000~3000W，远大于20W，故A不符合题意； B．我国家庭电路标准电压为220V，故B不符合题意； C．一节新干电池的电压约为1.5V，故C不符合题意； D．家用空调额定功率约为1100W，电流约为，符合实际，故D符合题意。 故选D。 5．关于电功率，下列说法正确的是（　　） A．电功率越大，电流做功越多 B．电功率越大，电流做功越快 C．电功率越大，用电器消耗的电能越多 D．电功率越大，用电器工作时间越短 【答案】B 【详解】A．电功，电流做功的多少不仅和功率P有关，还和时间t有关。如果功率大但时间很短，电流做功不一定多。故A错误； B．电功率的物理意义就是表示电流做功的快慢，功率越大，电流做功越快。故B正确； C．用电器消耗的电能等于电流做的功，即，消耗电能的多少同样和功率、时间都有关，功率大但时间短的话，消耗的电能不一定多。故C错误； D．根据电功公式，得工作时间，工作时间不仅和功率有关，还和需要完成的电功或消耗的电能有关，没有说明消耗电能的多少，无法判断工作时间长短。故D错误。 故选B。 6．小明家电能表上月底的示数为本月底的示数如图所示，他家本月消耗电能________kW·h；现在电费单价0.6元/度，本月小明电费应缴纳________元。小明将一个电风扇单独接入电路中，10min内电能表的指示灯闪烁了30次，此过程中电风扇消耗电功率为______________W。 【答案】 100 60 60 【详解】电能表的最后一位带虚线框的是小数位，本月消耗电能等于两次示数的差，则本月消耗的电能 本月应缴纳电费 每消耗的电能，电能表指示灯闪烁3000次。 闪烁30次时，电风扇消耗的电能 电风扇的电功率 7．如图所示，从安全用电的角度考虑，某同学家同时使用的用电器最大总功率不应超过________W。断开其他用电器，让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁了90次，则电饭锅的电功率为________W。 【答案】 8800 900 【详解】由电能表参数可知工作电压为220V，允许通过的最大电流为40A，同时使用的用电器最大总功率为 电饭锅消耗的电能 电饭锅工作时间 电饭锅的电功率 8．在图所示的电路中，开关闭合后，定值电阻的功率为。若将电源电压变为原来的2倍，同时调节滑动变阻器滑片的位置使电流表的示数变为原来的，则定值电阻的功率为__________，滑动变阻器前后两次功率的变化量为__________。 【答案】 0.4 1.2 【详解】因定值电阻阻值不变，由可知，其功率与电流的平方成正比。电流变为原来的，故定值电阻的功率为 原电路总功率为，原滑动变阻器的功率为 后来电源电压为，电流为，总功率为，后来滑动变阻器的功率为 故滑动变阻器功率的变化量为 9．如图所示是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压的图像，由图可知定值电阻的阻值为_________，将小灯泡L与定值电阻串联，当电路中的电流为，此时电源电压为_________，当小灯泡与定值电阻并联在的电源两端时，电路消耗的总功率为_________W。 【答案】 10 5 4.8 【详解】定值电阻R的图像为过原点的直线，取其电压为4V、电流为0.4A的点，定值电阻的阻值为 因串联电路电流处处相等，当电路电流为0.4A时，由图像可知小灯泡两端电压为1V，定值电阻两端电压为4V，所以电源电压为 因并联电路各支路两端电压相等，当电源电压为4V时，由图像可知通过小灯泡的电流为0.8A，通过定值电阻的电流为0.4A，所以干路总电流为 电路消耗的总功率为 10．如图甲所示电路，开关S闭合前后，电压表、电流表的示数变化如图乙所示，则电源电压是________V，________；开关S闭合后，消耗的功率是________W。 【答案】 6 20 0 【详解】开关S闭合时，被短路，电路为的简单电路，总电阻小、电流大，电压表测电源电压，由图乙可知电源电压。 开关S断开时，与串联，总电阻大、电流小，对应电路电流，两端电压。 由串联电路电压规律得两端电压 的阻值为 开关S闭合后，被短路，两端电压和通过电流均为0，消耗的功率 板 书 设 计 第2节 电功率 一、电功率 物理意义：表示电流做功快慢的物理量。 定义：电流在单位时间内所做的功。 公式： 定义式： 计算式： 单位：瓦特（W），千瓦（kW）。 。 二、探究影响电功率的因素 结论：电压越大，电流越大，电功率越大。 课 堂 小 结 第2节 电功率 作 业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $