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九年级物理 电能和电功率全章教案课题16.1电能、电功课型新授课教学目标1、 知道电能的单位是焦耳，另一个单位是千瓦时。2、知道常用电器中的能量转换。3、知道电能与电功的关系。4、知道焦耳和千瓦时的换算关系。重点电能的概念、相关单位。难点电能的转化教 学 内 容教学提要学法指导时间安排提问安排1、能量和电能： （1）、能量：是物质存在的一种基本形式。存在方式：热能、光能、电能、机械能、原子能等学生讨论：能量可以转化吗？教师总结：不同形式的能量是可以相互转化的。例举一些其它能电能的例子（2）、电能：现代社会中应用最广的一种能量形式。学生讨论：电能的应用教师总结电能的单位：千瓦时（kWh）即“度” 能量的国际单位：焦耳（焦）（J） 1kWh3.6106J 2、电功：电能转化为其他形式的能叫电功（做功） 有多少电能发生转化，就说电流做了多少功？（1）符号：W（2）单位：与能相同焦耳。（3）W=UIt3、电流做功的过程就是电能转化为其它形式能，如：内能、机械能和化学能等的过程。电功的计算公式W=UIt是电功的基本计算公式，适用于任何电路。根据W=Pt，也可以计算电功，但是，根据I=U/R推出的电功的两个计算公式：和只适用于计算将电能完全转化为内能的用电器的电功。电功的单位是焦耳，常用的电功单位是千瓦时（度）。【例题精讲】例1、灯泡L1和L2串联在电路中，L1的电阻比L2大，在相等的时间里，电流做的（ ）A、L1灯做的功多 B、L2灯做的功多C、两灯一样多 D、无法确定例2、太阳能是21世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。有一种太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为。在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为，并对车上的电动机提供的电流，试问： 太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？ 如果这辆汽车的电动机电能最终转化为机械能的效率75，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大？例3、在图中，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大，当S闭合后，在相同时间内，下列叙述正确的是（ ）A电流通过A、B所做的功是 B电流通过A、B所做的功是C电流通过A、B所做的功是 D无法比较电流通过A、B时做功的大小教学后记备课时间：2008年12月12日 课题16.2电功率 （第1课时）课型新授课教学目标1、 知道电功率表示消耗电能快慢，知道电功率的单位是瓦。2、 会用功率的计算公式P=W/t进行简单的计算。3、 会用功率的计算公式P=UI进行简单的计算。重点掌握电功率的概念、公式及其应用难点灯泡的亮度决定于什么？教 学 内 容教学提要学法指导时间安排提问安排引入新课复习功率概念引入电流做功有快慢的问题，然后可以举出一些实例如：电力机车每秒做功400多万焦，公共电车的电机每秒做功6万焦，洗衣机的电机每秒做功100多焦，而小收录机的电机每秒做功几焦.再举出时间不同做功不同的实例，问学生如何比较做功快慢，引出电功率的定义.新课教学1、电功率：表示电流做功快慢的物理量。（学生讨论：如何表示？）教师：规定一时间，看谁做的功多！（1）定义：用电器电功率的大小等于它在1s内所消耗的电能。即 电功率功/时间P=W/t或W=Pt（2）单位：W电流做的功焦耳（J）t时间秒（s）P功率瓦特（W） 1W=1J/s 1kW1000W（3）、功率的应用、常见电器的功率 例：电视机的功率P=200W Kw 例：我们说洗衣机的功率是500W，其含义是 2、“千瓦时”的来历因为 W=Pt 所以 若P千瓦、t小位则W千瓦时 电功率的概念要讲清：电流做功快，电功率就大；电流做功慢，电功率就小.电功率的定义公式为P=W/t，电功率的普遍适用公式是P=UI，比较电功率大小时，要全面考虑到公式中各物理量的关系，才能确定电功率的大小关系.例如：在相等的时间内，根据P=W/t，电流做的功越多，电功率就越大.电功率的单位容易和电功单位千瓦时混淆，可采用让学生计算1千瓦时的电功是多少焦，让学生体会千瓦时的意义. 3、怎样测量功率 学生讨论：功率表示做功快慢，电功率的大小与电流、电压大小有没有关系？实验表明： P=IU单位：I安（A） U伏特（V） P瓦（W）练习：1、一只标有“220V 40W”的灯泡接在电路中，若电路的电压为200V，求灯泡的实际功率？ （利用本题解释额定实际） 2、某电能表标有“220V 3A”字样，这表最多可以在220V电压下给多少只60W的灯泡供电？三、额定功率：可以用并进式的教学方法，让学生通过实验体会用电器的工作有正常工作问题，然后引进额定功率的概念.学生实验可以设计三组，1）是在比额定电压低的情况下工作；2）是在额定电压下工作；3）是在比额定电压高出1/5的情况下工作.例题1、一只额定电压为220伏特的电热煮水器，在正常工作时通电12分钟，电度表的示数增加0.1度，问：这个电热煮水器的功率多大？【分析解答】正常工作的用电器，其实际电压应等于额定电压，所以该题中的电热煮水器的实际电压应为220伏特，工作12分后，电度表的示数增加0.1度，即用电0.l度根据P=W/t=500瓦探究活动【课题】灯泡的亮度决定于什么?【组织形式】学生分组【活动方式】教师提供实验器材:低压电源、电压表、电流表、标有“2.5V”的小灯泡、开关、滑动变阻器、导线若干、“220V 40W”白炽灯泡一只.(1)提出问题(2)教师可先演示或提示,再由学生操作.(3)观察灯泡两端的电压变化与灯泡相应的亮度变化.(4)讨论,分析.教学后记备课时间：2008年12月12日 课题16.2电能、电功、电功率 （第2课时）课型新授课教学目标1.会根据用电器的额定电压、额定功率算出用电器正常工作时的电流和用电器的电阻。2.理解计算实际功率的思路。3.培养学生审题能力和初步综合运用学过的电学知识解题的能力。重点理解计算实际功率的思路难点综合运用电学知识解题教 学 内 容教学提要学法指导时间安排提问安排引入新课（1）欧姆定律的内容是什么？（2）串联电路的电流、电压、电阻有什么特点？（3）什么叫电功？什么叫电功率？（4）用电器在什么情况下正常工作？（5）实际功率和额定功率之间有什么关系？新课教学例1：课本中的例题。例题小结： 若已知用电器的额定状态，可求出用电器正常工作时的电流I=P额U额和用电器的电阻R = U额2额。(一般地说，应当把用电器上所标明的额定条件，理解为给出了用电器的电阻。不考虑温度对电阻的影响。)额定电压相同的灯泡，额定功率大的灯泡电阻小，灯丝粗。分析：当电灯两端电压发生变化时，可认为灯丝的电阻没有改变，根据欧姆定律I=U/R可知，I随U的变化而变化，所以灯泡实际发出的功率也变化。解题思路：根据额定状态求出灯泡的电阻。根据I=U/R求出灯泡在新电压上的电流。根据P=UI求出新电压下的功率。例题小结： 用电器的实际功率是随着它两端的实际电压的改变而改变的；求实际功率的思路。例2：将灯L1(PZ220-25)和灯L2 (PZ220-60)并联接在220伏的电压上，哪盏灯泡亮？为什么？若将它们串联接在220伏的电路上，哪盏灯泡亮些？为什么？分析：要判断两灯的亮与暗，只要比较二灯的实际功率大小就可以了。解：并联时，每盏灯的实际电压均为220伏，则其实际功率就等于灯的额定功率，因此可直接判断出灯L1比灯L1亮。串联时，因每盏灯两端的电压均小于220伏，所以两灯均不能正常发光，根据例1的结果知道，灯L1的电阻R1大于灯L2的电阻R2，又因为两盏灯串联，所以通过它们的电流一样大。因此可根据P = UI = I2R判断出P1P2，L1这盏灯亮些。例题小结：在并联电路中，电阻大的用电器消耗电功率小；在串联电路中，电阻大的用电器消耗的电功率大。例3：标有6V 3W的小灯泡能不能直接接到9伏的电源上？若要使小灯泡接上后正常发光，应怎么办？分析：学生根据已有的知识不难判断，因为9伏已大于灯泡的额定电压6伏，如果直接接上去，因实际功率比额定功率大得多，灯泡会烧坏，所以不能直接接入。若要接，应和灯泡串联一个电阻R再接入，让电阻R分担3伏的电压。解：不能直接接入。应和一个阻值是R的电阻串联后再接入。I = I额 = P额/ U额 = 3瓦/6伏 = 0.5安。R = （U - U额）/I = (9伏 - 6伏)/0.5安=6欧。讨论此题还有哪些方法求R。例题小结：当加在用电器两端的实际电压比额定电压大许多时，用电器可能会烧坏，应和它串联一个电阻再接入。3.小结由以上四题可知:(1)已知用电器的额定电压和功率,可根据 I额 = P额/ U额、R 额= U额2求出它的正常工作电流和电阻。(2)用电器的实际功率随着它两端的实际电压的改变而改变，若知道用电器的电阻，可根据 P= U额2R额求出用电器的实际功率或根据P实P额 = U实2U额2求实际功率。(3)判断用电器能不能接到某一电源(或电路)上，要把加在用电器两端的实际电压和它的额定电压作个比较。若U实=U额，能接，且P实=P额，用电器正常；若U实U额，能接，但P实U额，用电器应和一只电阻串联后再接到电源(或电路)上。所以用电器安全工作的条件是加在它两端的电压的实际值不能超过它的额定值。(四)说明在分析例2时，要强调I随U的变化而变化。解此题时注意学生中可能出现的两种错误：(1)若加在灯泡两端的电压，不等于额定电压，而此时的实际功率不等于额定功率，学生仍用I实 = P额/ U实算出通过灯泡的电流。(2)使用P实 = I实U实，错把额定电压下的电流强度I额当成I实代入计算P实。所以，对于较差的学生让他们用公式P实 = U实2/R来计算实际功率较好。教学后记备课时间：2008年12月12日 课题16.3探究电流热效应与电阻的关系课型新授课教学目标1.知道电流的热效应.。2理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。3能辨证地表达电热与电阻的关系。4能区分电功与电热。5了解电热的在生活中的应用。重点理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用难点能区分电功与电热。教 学 内 容教学提要学法指导时间安排提问安排引入新课提问：(1)灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？(2)电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？学生回答：发烫.是电流的热效应.新课教学一、探究电流热效应与哪些因素有关1、介绍如图16-4的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各装一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大，串联起来，通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油在玻璃管里会上升，电流产生的热量越多，煤油上升得越高.观察煤油在玻璃管里上升的情况，就可以比较电流产生的热量.2、 三种情况：第一次实验：两个电阻串联它们的电流相等，加热的时间相同，甲瓶相对乙瓶中的电阻较大，甲瓶中的煤油上升得高.表明：电阻越大，电流产生的热量越多. 第二次实验：在两玻璃管中的液柱降回来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做实验，让通电的时间与前次相同，两次实验比较甲瓶前后两次煤油上升的高度，第二交煤油上升的高，表明：电流越大，电流产生的热量越多.第三次实验：如果加长通电的时间，瓶中煤油上升越高，表明：通电时间越长，电流产生的热量越多.3、总结在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多.在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多，进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多二、焦耳定律英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比.跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律. 焦耳定律可以用下面的公式表示： Q=I2Rt公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆()，通过的时间t的单位要用秒(s)这样，热量Q的单位就是焦耳（J）.注意：电功与电热的区别！例题一根60的电阻丝接在36V的电流上，在5min内共产生多少热量. 解：I=U/R=36V/60=0.6A QI2Rt(0.6A)260300s6480J 在一定的条件下，根据电功公式和欧姆定律公式推导出焦耳定律公式如果电流通过导体时，其电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所作的功全部用来产生热量.那么，电流产生的热量Q就等于电流做的功W，即Q=W. W=UIt，根据欧姆定律U=IR推导出焦耳定律Q=I2Rt。讨论：电热与电阻的关系当电流相等时，由W=UIt和U=IR得W=Q=I2Rt结论：当电流与通电时间一定时，电热与电阻成正比当电压相等时，由W=UIt和I=U/R得W=Q=U2t/R结论：当电压与通电时间一定时，电热与电阻成反比解释图16-3现象三、探究活动：“焦耳定律”的演示【实验方案示例1】1实验器材：干电池四节，玻璃棒，若干电阻丝，蜡烛，火柴棒2实验准备：把同一根电阻丝分别绕在玻璃棒的两端，绕线匝数比例为18，两线圈相距5左右，然后在这两个线圈上滴上同样多的蜡，使线圈被蜡均匀地包住点着火柴立即吹灭，靠其余热将两根火柴杆粘在两个线圈上。3实验步骤（1）用两节干电池给玻璃棒上的电阻丝通电，可看到匝数多的线圈（电阻大）上的火柴杆比匝数少的线圈（电阻小）上的火柴杆先掉这就表明：在电流强度和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量就越多（2）经过较长时间后，匝数少的线圈（电阻小）上的火柴杆也会掉下来这就说明：通电时间越长，电流产生的热量越多（3）用四节电池（增大电源电压）重做上述实验，可看到两根火柴杆都先后很快掉下来在线圈的温度不太高时，可认为总电阻不变，电压增大时，通过它们的电流增大这就表明：电流越大，电流产生的热量越多【实验方案示例2】（学生思考）四、电热的利用与防止1纯电阻电路就是指电流通过的电路中的所有的导体，电流所做的功全部转化为内能.这样的电路叫做纯电阻电路.2电热器就是一个纯电阻电路，人们利用它来作加热的设备：例如： 电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉都是电热器. 电热器重要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的，电流通过电阻丝发出热量.电热器清洁卫生，没有环境污染；热效率高；有的还可以方便地控制和调节温度等优点. 例如：电褥、电烘箱；家禽电热孵卵器，引发炸药的电热装置乃至高空飞行服里的电热保温装置，都是电热器，它们有不同的构造和用途，但原理都这样.3、防止电热的危害在电动机里，电流所做的功主要用来做机械功，但电流通过电动机里的电阻也会要产生热量（这样的电路我们叫它非纯电阻电路），会使导线温度升高，温度超过绝缘材料的耐热温度，绝缘材料会迅速老化甚至可能烧坏，这就需要考虑散热，还要加快散热，有的电动机里随电动机转动装有风扇，同时把外壳作成如图所示的形状，都是为了迅速散热.收音机、电视机等用电器也都是考虑散热，它们的机壳上都有散热孔.教学后记备课时间：2008年12月12日 课题16.4怎样使正常工作（第1课时）课型新授课教学目标1、知道电功率及其单位.2、理解额定功率3、使学生获得解决实际用电的初步知识重点理解额定功率难点使学生获得解决实际用电的初步知识教 学 内 容教学提要学法指导时间安排提问安排引入新课1）怎样比较运动快慢？2）这样比较力对物体做功快慢？3）这样比较电流做功快慢？4) 什么叫额定电压？什么叫额定功率？5）怎样是用电器正常工作？引入新课新课教学一、基本概念1、额定电压（U0）：用电器正常工作的电压。2、额定功率（P0）：用电器在额定电压下的功率。3、额定电流（I0）：用电器在额定电压下的电流。4、用电器的电阻R：5、实际电压（U）：实际加在用电器两端的电压。6、实际功率（P）：用电器在实际电压下的功率。7、实际电流（I）：用电器在实际电压下的电流。二、实际值与额定值之间的关系 当U U0时，则P P0 ；灯很亮，易烧坏。 当U U0时，则P U0时，则P P0 ；灯很亮，易烧坏。当U U0时，则P P0 ；灯很暗，当U = U0时，则P = P0 ；正常发光。（同一个电阻或灯炮，接在不同的电压下使用，则有； 15焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。16焦耳定律公式：Q=I2Rt ，（式中单位Q焦；I安(A)；R欧()；t秒。）17当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q。（如电热器，电阻就是这样的。）【例题精讲】例6、今有“6V、6W”的电灯L1和“6V、1.5W”的电灯L2各式各一盏，把它们分别接到电压6伏的电源上，要求两灯具有同样的亮度，应在哪一盏灯的电路里串联一个电阻？阻值为多大？答：应给“6V、6W”的电灯串联一个6欧的电阻。例7、如图所示，两盏灯L1和L2串联接入电路，合上开关后两灯均正常发光，电压表和电流表均有示数，突然两灯先后熄灭，同时发现电压表示数变为零，电流表示数先增大后变为零，电路发生故障的首要原因是（ ）A、L1断路 B、L2断路 C、L1短路 D、L2短路解：应选择C。例9：如图所示，小灯泡L标有“6V 3.6W”，滑动变阻器R 最大值为10欧，当滑片P移到端，小灯泡正常发光。试求：电源电压和小灯泡电阻。当滑片P移到端时，闭合S，你还能求出哪些物理量？答案： 电源电压U=6V小灯泡的电阻 电路中的总电阻 电路中的电流 电路中消耗的总功率 电灯L消耗的功率 滑动变阻器消耗的电功率 滑动变阻器两端电压教学后记