九年级物理电功率教案

2017-03-07

九年级物理电功率教案设计：

教学准备

教学目标

(一)知识教学点 1.理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功。理解电功的公式，能进行有关的计算。

2.理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。

3.知道电功率和热功率的区别和联系。

4.知道电场力对自由电荷做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程。

(二)能力训练点 1.通过灯泡、电吹风等常用电器的介绍，培养学生理论联系实际的能力。

2.通过灯泡工作功率的演示，培养学生观察能力和利用实验分析和处理实际问题的能力。

(三)德育渗透点 1.设计演示实验，强化物理学是实验学科的观念，同时培养学生务实求真的严谨的科学态度。

2.通俗地阐述电能与其他形式能的转化和守恒规律，渗透辩证唯物主义思想教育，节约能源、节约用电的教育。 3.进行安全用电意识教育。

教学重难点

1.重点电功、电功率和热功率的概念的理解及有关计算。

2.难点电路中的能量转化关系，电功和电热的联系和区别。

3.疑点 ①误认为额定功率大的灯泡一定比额定功率小的亮。②在非纯电阻电路中，电功率大于热功率。

4.解决办法

①通过实物介绍、幻灯片或多媒体课件展示，让学生理解电能与其他形式能的转化和守恒规律。

②设计演示实验，让学生观察、理解用电器实际功率和额定功率的区别。

教学过程

学生活动设计

1.让学生观察、了解常用电器，会初步使用，激发学生探索电世界的兴趣。

2.学生要参与设计演示实验，要仔细观察，认真读数记录，学会分析数据，会初步处理问题、归纳结论，要养成动手动脑的良好习惯。

教学步骤

(一)明确目标

(二)整体感知

本节课从电场力移送自由电荷做功来讲述电功和电功率的概念，并初步阐述了能的转化和守恒思想，同时明确了电功率和热功率的区别和联系。

(三)重点、难点的学习与目标完成过程

[新课引入]

我们知道，不同形式的能量可以相互转化，请同学们举出电能转化为其他形式能的例子。

电能→机械能，如电风扇、电吹风。

电能→内能，如电热器、电熨斗、电饭煲。

电能→化学能，如电解槽。

能量的相互转化是如何实现的?

能量的相互转化是通过做功来实现的，功是能转化的量度。

那么电能转化为其他形式的能，又是什么力做功来实现的?如何来计算这种功的大小呢?

[新课教学]

(1)电功

在导体两端加上电压，导体内建立了电场，自由电子在电场力的作用下定向移动，电场力对自由电子做了功，这个功称为电功，通常说成电流做的功。

设一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间t内通过这段电路任-横截面的电荷量为q=It，这相当于在时间t内将电荷q由这段电路的一端移动到另一端。则电场力所做的功：

W=qU

即：W=UIt，就是电功的表达式。

说明：①表达式的物理意义：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。

②表达式U适用于恒定电流。

③W、U、I、t的单位分别为焦耳J、伏特V、安培A、秒S

④电能转化为其他形式的能，是通过电功来实现的，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。

(2)电功率：单位时间内电流所做的功。是表示电流做功快慢的物理量。

说明：①表达式的物理意义：一段电路上的电功率等于这段电路两端的电压和电路中电流的乘积。

②上式只适用于恒定电流。

③P、U、I的单位分别是W、V、A

提问：随着U、I的增大，P也将增大，P是否可以无限增大呢?

首先要弄清额定功率和实际功率的概念。

额定功率：用电器在额定电压下工作的功率，是用电器正常工作的最大功率。

实际功率：用电器在实际电压下工作的实际的功率。

展示如图1所示的多媒体课件或幻灯片，图中小灯泡标有“3。8V0。3A”标记，要求学生按电路图接好电路。

(提醒学生注意伏特表、安培表的正负极及滑动变阻器的接法。)

调节滑动变阻器，使伏特表读数分别为2。0V、3。0V、3。8V，观察灯泡亮度的变化，并在表中记下安培表的对应值，请计算这三次小灯泡的电功率P1、P2、P3

即：P1=U1I1=2。0×0。22=0。44(W)

P2=U2I2=3。0×0。28=0。84(W)

P3=U3I3=3。8×0。30=1。14(W)

①P1、P2、P3是小灯泡在U1=2。0V、U2=3。0V、U3=3。8V的电压下工作的实际功率，并且P1

②小灯泡上的标记“3。8V0。3A”指的是小灯泡的额定电压和额定电流，可是P3是这只灯泡的额定功率，当U=3。8V时，灯泡的实际功率等于额定功率。

指出“220V100W”和"220V40W”灯泡，其中100W40W分别是它们的额定功率。知道一般家用电器的额定功率，如电吹风“220V400W”、白炽灯“220V60W”、空调"220V2马力”、电饭煲"220V1200W”等，提醒学生节约用电、节约电能。

提问：是不是额定功率大的灯泡比额定功率小的灯泡一定亮呢?

演示：将“3。8V0。3A”灯泡接入电压为2。0V的电路，同时将“2。5V0。3A”灯泡接入电压为2。5V的电路，发现前灯暗后灯亮。

可见，灯泡的明亮程度由其实际功率决定，与额定功率无关。

实验说明：加给用电器的电压不应超过额定电压，否则就可能使用电器损坏。

因此，在使用电器时，一定要先检杏用电电压是否符合额定电压，保证用电安全。

(3)电功率和热功率

提问：电路中电流对导体做的功是否等于导体内产生的热量呢?

演示：展示如图2所示的多媒体(或幻灯片)，引导学生按电路图接好电路(提醒学生注意电表的正负极，以及滑动变阻器滑动片的初始位置)，先用夹子夹住电动机"转轴使其不能转动，闭合电键，移动变阻器滑片，记下伏特表读数U1=0。3V，电流表读数I1=0。3A，松开夹子，使电动机转轴转动，移动变阻器滑片，使伏特表读数U2=2。0V，电流表读数I2=0。8A，分别记入下表，请同学们计算两种情况下电动率P和热功率P'。

P1=U1I1=0。09(W)

P'1=I12R=0。09(W)

P2=U2I2=1。6(W)

P'2=I22R=0。64(W)

P(W)

由上述分析得出：在第一种情况下电功率等于热功率，第二种情况下电功率大于热功率。

为什么出现两种结果?先介绍两个概念。

纯电阻电路--只含有电阻的电路，如电炉、白炽灯等，像演示实验中电动机不转动时的电路就是纯电阻电路。

非纯电阻电路--电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路。

由上述演示可知，在纯电阻电路中，电能只转化为内能，这个转化过程是通过电流做功来实现的，所示在纯电阻电路中电功率的值等于热功率的值。

在非纯电阻电路中，电路中有电动机(或电解槽)时，电能不仅要转化为内能，而且还有一部分要转化为机械能(或化学能)，所以，电能要大于内能，即电功率大于热功率，但是，电能总等于电动机(或电解槽)的机械能(或化学能)和电阻增加的内能之和。