九年級物理全冊18.1電能電功教案（新版）新人教版.docx

第1節(jié)電能電功1.知道電流做功的過程就是消耗電能的過程,了解不同用電器能量的轉(zhuǎn)化.2.知道電能表是測量電能的工具,了解電能表的參數(shù).3.結(jié)合實例理解電功,知道電能的計算公式及單位.1.認識電能表的各項參數(shù),會使用電能表測某段時間內(nèi)電路消耗的電能,會通過電能表計算電費.2.嘗試應(yīng)用已知的科學知識去解決具體的問題.1.通過了解1 kWh的電能的作用,對節(jié)約用電有進一步的認識.2.通過教師、學生的雙邊教學活動,激發(fā)學生的學習興趣,使學生樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學道理.【重點】電功和電能的計算.【難點】對電功的理解以及計算電路中電流做的功.【教師準備】電能表、家庭電路演示板(含電能表、插座、開關(guān)等)、實物投影儀、多媒體課件等.【學生準備】功率不同的用電器(燈、取暖器、電吹風等)、秒表、電費繳費單等.導(dǎo)入一:問題導(dǎo)入師:天氣冷的時候,我們經(jīng)常兩手相互搓一搓,手心就會感到暖和,從能量轉(zhuǎn)化過程來分析能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?生:機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.師:這種改變內(nèi)能的方式我們稱為什么?生:做功.師:可見,能量的轉(zhuǎn)化是可以通過做功來實現(xiàn)的.師:用電器的作用是什么?生:把電能轉(zhuǎn)化為我們需要的各種能.師:你能舉出一些例子嗎?生1:電熱水器:把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.生2:電動機:把電能轉(zhuǎn)化為機械能.生3:給蓄電池充電:把電能轉(zhuǎn)化為化學能.生4:電燈泡:把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能.師:電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,是通過電流做功來實現(xiàn)的.電流做了多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,也就要消耗多少電能.比如:電熱水器,如果知道電流做了多少功,就可以知道有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,也就知道要消耗多少電能.過渡語想一想:電流做功與哪些因素有關(guān)?這節(jié)課我們就來學習有關(guān)電能和電功的知識.導(dǎo)入二:情景導(dǎo)入師:近期,我們一直在學習電學知識.但說到電,其實我們最熟悉的還是家庭用電和每月要交多少電費.請同學們討論并回答:你的家庭用什么樣的儀器測量用了多少度電?每月或每年你家需要交多少電費?生甲:我家用的是轉(zhuǎn)盤式電表.不知道一年交多少電費.生乙:我們家用的是電子式電表.都是爸爸交電費,我沒注意交多少錢.生丙:我們家最近改用預(yù)付費插卡式電表了.好像聽爸爸媽媽說,一年1000多塊錢的電費呢.師:這是一張電費核對單,回家查找你家的電費清單,算算你家一年要交多少電費.過渡語同學們都能了解自己家庭測量用電的儀器,很好!那么到底如何讀出一段時間內(nèi)家庭用了多少電?一度電到底能干什么?在這一節(jié)課里,我們將一起來學習這方面的知識.一、電能師:請學生們閱讀課本,小組討論、交流,總結(jié)歸納電能的來源和應(yīng)用.生1:電能的來源:從發(fā)電廠、電池里提供電能.生2:電能的應(yīng)用:電燈照明、電風扇旋轉(zhuǎn)、冰箱制冷、電視機播放節(jié)目等,都是其應(yīng)用.師:閱讀教材P8788,查找電能的單位以及換算方法.電能的單位:千瓦時,符號是:kWh,俗稱“度”.師:物理學中能量的單位是焦耳,它們之間如何換算?生:1 kWh=1000 W3600 s=3.6106 J.【拓展延伸】常見能量轉(zhuǎn)化:過渡語電壓和電流有大小,都有測量其大小的儀器:電壓表和電流表.那么電能用什么儀器來測量呢?接下來我們來學習測量電能大小的儀表電能表.二、電能的計量1.認識電能表介紹電能表的作用:在前面的學習中我們知道測量導(dǎo)體電流用電流表,測量導(dǎo)體兩端電壓用電壓表.而用電器消耗的電能,就可以用它測量出來電能表.電能表是用來測量用電器在一段時間內(nèi)消耗電能多少的儀器.2.介紹電能表的面盤這里有一個電能表,我們共同來看一下它的面盤,最頂端有顯示數(shù)字的窗口,前4位是黑色窗口,最后1位是紅色窗口,說明前4位是整數(shù),最后一位是小數(shù),窗口邊上寫有kWh,說明讀取的數(shù)值是以千瓦時為單位的,電能表的中間部位有一個鋁質(zhì)圓盤,電能表工作時它進行轉(zhuǎn)動,圓盤下面寫有該電能表的一些重要參數(shù).3.電能表參數(shù)解讀下面我們來了解一下電能表上重要參數(shù)的意義.比如:220 V,5(20)A,3000 r/kWh.(1)“220 V”表示該電能表在220 V的電路中使用;(2)“5(20)A”表示這個電能表的標定電流是5 A;額定最大電流是20 A.(3)“3000 r”為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù),“3000 r/kWh”表示每消耗1 kWh的電能,該電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn).4.電能表的讀數(shù)生活中,電工師傅收取電費時都要記錄月初和月末的電能表的示數(shù),這樣月末和月初兩次讀數(shù)之差就是該月所用電的度數(shù).提示:在生活中電工師傅為了收繳電費的方便,電能表最后一位小數(shù)部分通常不讀,但是在我們的計算當中必須讀出來.5.體會一度電的作用,培養(yǎng)節(jié)約意識電是我們生活中最重要的資源,社會需求也很大,1度電究竟有多大的作用,我們共同來認識一下.我國是世界能源需求的大國,對電的需求日益緊張,我們每個人都應(yīng)該有節(jié)約用電的意識,為節(jié)約一度電我們要從一點一滴做起.【拓展延伸】一只家用電能表標著3000 r/kWh.現(xiàn)在室內(nèi)只接了一只燈泡,測出轉(zhuǎn)盤3 min內(nèi)轉(zhuǎn)了15 r,利用這些數(shù)據(jù),可算出燈泡在這段時間消耗的電能:30001 kWh153000 kWh=510-3 kWh=1.8104 J過渡語我們已經(jīng)知道了電能的單位和測量儀器,那么電能和電功之間存在什么關(guān)系呢?三、電功思路一1.電功的概念及理解用電器工作時,有電流通過用電器,用電器把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,比如電動機工作時,把電能轉(zhuǎn)化為機械能;電爐子工作時,把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,我們可以說電流通過電動機在做功,也可以說電流通過電爐子在做功,因此電流做功的過程就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程,電流做了多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,電流做的功就叫做電功,用字母“W”表示,生活中我們常說用電器消耗了多少電能,而很少說電流做了多少功,其實兩種說法是一樣的,因此電功的單位和電能的單位是一樣的,是焦耳也是千瓦時.2.電功的計算電流做功的多少與電壓、電流和通電時間有關(guān):(1)在電流、通電時間相同時,電壓大的電路電流做功多;(2)在電壓、通電時間相同時,電流大的電路電流做功多;(3)在電壓、電流相同時,電流做功的多少與通電時間成正比.進一步研究可得出如下結(jié)論:某段電路上電流做功的多少,跟這段電路兩端的電壓、電路中的電流以及通電時間成正比.當電路兩端的電壓為U,電路中的電流為I,通電時間為t時,電功W=UIt.3.電功的單位電功的單位是焦耳,簡稱焦,符號J.1 J=1 VAs,意思是當某用電器兩端的電壓為1 V,通過用電器的電流為1 A時,該用電器在1 s時間內(nèi)消耗的電能為1 J,或者說在1 s內(nèi)電流對該用電器做了1 J的功.【拓展延伸】1焦耳=1伏安秒.即1 J=1 VAs.那么,1焦耳有多大呢?在生活中通過手電筒的電流,每秒鐘做的功大約是1焦耳;通過普通電燈泡的電流,每秒鐘做的功一般是幾十焦耳;通過洗衣機中電動機的電流每秒鐘做的功是200焦耳左右.思路二1.電功及其大小的決定因素(1)定義:電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程是做功過程,有多少電能發(fā)生了轉(zhuǎn)化就說電流做了多少功.電流所做的功就叫做電功.(2)單位:我們常說消耗了多少電能,很少說做了多少功,其實這兩種說法完全一樣,通常用W代表功,功和能的單位一樣都是焦耳,也可以用千瓦時.(3)探究影響電功大小的因素:實驗過程按圖設(shè)計實驗裝置,給小電動機通電,電動機可以把砝碼提起電流、電壓相同,通電時間不同,觀察實驗現(xiàn)象通電時間相同,電流、電壓不同,觀察實驗現(xiàn)象實驗裝置圖實驗過程注意事項在測量過程中要注意測量數(shù)據(jù)的準確性和可靠性每組實驗要明確要控制的量和要研究的量實驗現(xiàn)象分析保持電壓和電流不變,通電時間越長,砝碼被提起得越高,電流做的功越多在通電時間相同的情況下,電壓越大,電流越大,砝碼被提起得越高,表明電流做的功越多探究歸納:電流做功多少與電流、電壓、通電時間的長短有關(guān);電流、電壓越大,通電時間越長,電流做功越多.2.電功的計算公式定義式:W=UIt.U表示某段電路兩端的電壓,單位是V;I表示通過該電路的電流,單位是A;t表示通電時間,單位是s;W表示電流在該段電路上所做的功,單位是J.【拓展延伸】應(yīng)用公式過程中的“同一性”:說明舉例電路的同一性W,U,I,t四個物理量必須是同一個導(dǎo)體上的四個物理量電流通過某燈泡做的功,等于該燈泡兩端電壓、通過該燈泡的電流和該燈泡通電時間的乘積單位的同一性W,U,I,t的單位必須分別是J,V,A,s,若有一個單位不符合以上單位,不經(jīng)換算就代入公式計算會出現(xiàn)錯誤某燈泡兩端電壓是6 V,通過燈泡的電流是0.2 A,求通電1 h電流做的功.解:W=UIt=6 V0.2 A3600 s=4320 J.若不換算就計算:解:W=UIt=6 V0.2 A1 h=1.2 J,結(jié)果顯然是錯誤的.1.電能:單位:千瓦時;符號:kWh能量:單位:焦耳;符號:J1 kWh=3.6106 J2.電能表3.電功:概念:電流所做的功單位:焦耳或千瓦時公式:W=UIt1.如圖所示的幾種用電器工作時,以電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能為應(yīng)用目的的是()A.電視機B.電動自行車C.抽油煙機D.電烤箱解析:電動自行車、抽油煙機把電能轉(zhuǎn)化為機械能,電視機把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能,電烤箱把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.故選D.2.小紅同學家的電冰箱正常工作時電流大約是1 A,則它正常工作10 h所消耗的電能是()A.2200 JB.1.32105 JC.7.92105 JD.7.92106 J解析:W=UIt=220 V1 A103600 s=7.92106 J.故選D.3.一天,小紅看她家電能表的表盤如圖所示,此時電能表的讀數(shù)是kWh;該電能表的表盤每轉(zhuǎn)300轉(zhuǎn),說明小紅家的用電器消耗了kWh的電能.解析:電能表示數(shù):314.5 kWh;小紅家用電器消耗的電能:W=300600kWh=0.5 kWh.【答案】314.50.54.有一個用電器接在220 V的電路中,工作了2小時,用了1.1度電,通過用電器的電流是多大?解析:由W=UIt得,I=2.5 A.1.電能:(1)來源:各種各樣的發(fā)電廠、電池等,把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能.(2)單位:國際單位制中,能量的單位是焦耳,生活中電能的單位常用度,學名叫千瓦時,符號是kWh.(3)換算:1 kWh=3.6106 J.(4)測量儀表:電能表.2.電功計算公式:W=UIt.一、教材作業(yè)【必做題】教材第90頁動手動腦學物理的1,3,4題.【選做題】教材第90頁動手動腦學物理的2題.二、課后作業(yè)【基礎(chǔ)鞏固】1.家庭電路中,電能表可直接測量()A.電功B.電阻C.電流D.電壓2.關(guān)于電功,下列說法中正確的是()A.用電器通電的時間越長,電流做的功一定越多B.通過用電器的電流越大,電流做的功一定越多C.用電器兩端的電壓越大,電流做的功一定越多D.用電器消耗的電能越大,電流做的功一定越多3.如圖甲所示,為某家庭在4月底抄表時電能表的示數(shù),圖乙為5月底抄表時電能表的示數(shù),由此可知該家庭5月份用電kWh.【能力提升】4.小明想驗證他家電能表表盤上標注的每千瓦時的轉(zhuǎn)數(shù)是否正確,于是他將標有“220 V3 A”的用電器單獨接入電路中,當該用電器正常工作5 min后,電能表的轉(zhuǎn)盤正好轉(zhuǎn)了110 r,則該電能表每千瓦時的實際轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)是()A.2400 rB.2000 rC.1500 rD.1200 r5.如圖所示的電路中,電壓U保持不變,電阻R=4 ,L為標有“6 V0.5 A”的小燈泡,當小燈泡L正常發(fā)光時,在相同時間內(nèi)電流通過燈泡L和電阻R做功之比為() A.13B.11C.31D.416.如圖所示為某智能手機電池,銘牌上標的正常工作電壓為3.8 V,電池容量為2100 mAh,如圖所示,此電池在充滿電時貯存的電能為J.電極處略有凹陷,可以在一定程度上防止與硬幣、鑰匙等金屬物體接觸引起從而損壞電池.【拓展探究】7.請用玩具汽車或者兒童小風扇里的電動機、滑動變阻器、開關(guān)、電源、導(dǎo)線、質(zhì)量已知的鉤碼一個、細線、刻度尺、鐵架臺、秒表等器材設(shè)計一個實驗,探究電流通過電動機做的功與通電時間的關(guān)系.(1)畫出實驗電路圖.(2)寫出實驗步驟.【答案與解析】1.A解析:電能表是用來測量用戶所有用電器消耗電能的儀表,因為電路中消耗電能的過程就是電流做功的過程,所以也可以說電能表是測電功的儀表.故選A.2.D解析:通電時間長,但是電壓、電流大小不確定,A錯誤;電流大,但是時間長短未知,電壓大小也不確定,B錯誤;電壓大,電流不一定大,時間也不確定,C錯誤;電流做的功是由消耗的電能轉(zhuǎn)化來的,所以消耗的電能大時,電流做功一定多,D正確.故選D.3.62解析:4月底電能表示數(shù)為1323.5 kWh,5月底電能表示數(shù)為1385.5 kWh,則5月份消耗的電能:W=1385.5 kWh-1323.5 kWh=62 kWh.4.B解析:用電器消耗的電能為:W=UIt=220 V3 A300 s=1.98105 J=0.055 kWh,電能表的轉(zhuǎn)盤正好轉(zhuǎn)了110 r,nW=110 r0.055 kW路h=2000 r/kWh,電能表每千瓦時的實際轉(zhuǎn)數(shù)為2000 r.故選B.5.A解析:燈泡正常發(fā)光,所以電源電壓為6 V,通過燈泡的電流I1=0.5 A;電阻R兩端的電壓為6 V,通過R的電流為:I2=UR=6 V4 惟=1.5 A;在相同時間內(nèi)電流通過燈泡L和電阻R做功之比為:W1W2=UI1tUI2t=I1I2=0.5 A1.5 A=13.故選A.6.28728短路解析:其中2100 mAh是指電池貯存電能的多少,含義是當電池以2100 mA的電流放電時可連續(xù)放電1 h.電池貯存的電能W=UIt=3.8 V2.1 A3600 s=28728 J.電極處略有凹陷,可以在一定程度上防止與硬幣、鑰匙等金屬物體接觸引起短路,而損壞電池.7.(1)電路圖如圖所示.(2)把電動機水平固定在支架上,將長細線一端系在電動機轉(zhuǎn)軸上,另一端系在鉤碼上,鉤碼垂于轉(zhuǎn)軸下方,根據(jù)電路圖連接電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器為適當阻值;閉合開關(guān)S,用刻度尺測出鉤碼被提升的高度h,用秒表測出鉤碼上升的時間t,斷開開關(guān)S,記錄h和t,恢復(fù)鉤碼到初始位置;改變提升的高度,仿照步驟再做2次;記錄鉤碼的質(zhì)量m,利用公式W=Gh=mgh計算每次電動機做的功,并記錄.解析:電動機與滑動變阻器串聯(lián),通過調(diào)節(jié)滑動變阻器電阻大小來調(diào)節(jié)通過電動機的電流的大小,從而控制鉤碼上升的速度.用電動機提升鉤碼,分別記下鉤碼被提升的高度和所用的時間.分析幾次數(shù)據(jù)得出結(jié)論. 本節(jié)教材對于電功的公式是直接給出的,沒有實驗探究影響電功的因素.學生對于影響因素和計算公式缺乏直觀、形象具體的感受,理解接受的效果不好.教學時可以補充一個演示實驗,總結(jié)出電功的大小與電壓、電流和通電時間的關(guān)系,從而得出電功的計算公式.在探究電功的大小與哪些因素有關(guān)時,探究前應(yīng)做好兩個工作,首先通過實驗創(chuàng)設(shè)情景,引導(dǎo)學生猜想,不至于沒有邊際的亂猜,起不到良好的教學效果.其次引導(dǎo)學生設(shè)計實驗,并通過設(shè)計實驗表格,使學生注意實驗記錄,得出結(jié)論,避免學生實驗時不知道做什么,達不到實驗的目的.通過討