九年級物理《電流做功的快慢》教學設計
【教學目標】
知識與技能：
1、了解電功率的概念、物理意義、單位，以及影響電功率的因素。
2、會用功率的計算公式P=W/t=UI進行簡單的計算。
3、理解用電器的額定電壓、額定功率和實際電壓和實際功率的含義以及它們之間的區別和聯系。
過程與方法：
1、理解實驗設計方案，經歷實驗探究過程（突出收集證據、分析論證兩個環節）。
2、通過探究活動總結出電流做功的快慢與哪些因素有關。
情感態度與價值觀
1、通過科學探究，使學生經歷基本的科學探究過程，學習科學探究方法，發展初步的科學探究能力，形成尊重事實、探索真理的科學態度。
2、在共同完成實驗探究的過程中，讓學生增加與他人的協同、合作能力，培養同學之間相互協作的團隊精神。
【教學重點】
1、探究煤油加熱時電能轉化為內能過程，研究電流做功快慢與電壓和電流關系。
2、電功率的概念、公式及其應用。
3、額定電壓、額定功率和實際電壓和實際功率的概念。
【教學難點】
1、根據實驗數據分析論證電功率與哪些因素有關。
2、理解額定功率和實際功率區別和聯系。
【教學用具】
教師演示器材：低壓電源，演示電流表、電壓表，標有“3.8V”的小燈泡，開關、滑動變阻器各一個，導線若干，“220V40W”白熾燈泡一只，PPT一個，演示電路板一塊。
學生實驗器材：（每實驗小組一套）學生電源一臺、不同阻值的電阻絲若干根、學生電壓表一只、學生電流表一只、開關一個、溫度計一支、煤油、帶開孔橡皮塞的瓶子一個、天平一臺、線夾和導線若干、停表一只。
【教學方法】
類比法、實驗探究法、講授法、討論法。
【教學過程】
復習提問：
1、電功大小與什么有關？電功的公式和單位是什么？
2、電流通過洗衣機半小時做功18000焦；電流通過電車2秒鐘做功1200焦。問：電流通過洗衣機和電車時哪個做功多？哪個做功快呢？
通過計算告訴學生：在日常生活中，不僅要了解電流做功的多少，還需要知道電流做功的快慢，電流做功的快慢，僅從它做功的多少來考慮是不行的，必須比較它們在相同的時間里看哪個做的功多，這就跟比較運動快慢和物體做功的快慢一樣。由此引入課題。
新課教學：
通過類比的方法引入電功率的概念：
（l）怎樣比較物體運動的快慢？（物體在單位時間內通過的路程→速度。）
（2）怎樣比較力對物體做功的快慢？（物體在單位時間內完成的功→功率。）
（3）怎樣比較電流做功的快慢？（電流在單位時間內所做的功→電功率）
電功率：
（1）定義：電流在單位時間內所做的功叫電功率
（2）物理意義：電功率是表示電流做功快慢的物理量
（3）公式：P=W/t（定義式） （其中：P—電功率，單位：瓦；w—電功，單位：焦；t—時間，單位：秒。）
（4）單位：瓦特，簡稱瓦，符號是“W”。常用單位：千瓦，符號是“kw”。 換算關系：1KW=1000W
(5)實驗探究：電流做功的快慢與哪些因素有關
[猜想與假設]
[教師]根據上一節探究結果，請你猜想一下，電功率與哪些因素有關？
[學生]由電功的`計算公式，有部分學生很快就會想到P=W/t=UIt/t=UI與電路兩端的電壓和電路中的電流有關。
[制定計劃與設計實驗] 教師引導學生模仿上一節“探究電流做功與哪些因素有關的實驗”設計“探究電功率與哪些因素有關的實驗”。分小組設計要測量哪些量？怎樣測量？
分析：由P=UI可知需要測量P、U、I三個物理量。U、I直接用電壓表和電流表測量，而P要間接測量。而P=W/t中的t可以用停表直接測量，由于煤油增加的內能是從電轉化來的，所以電流所做的功W只能間接測量煤油吸收的熱量得到。即W=Q=cm(t2-t1)。從而設計出實驗電路和記錄表格。
[進行實驗與收集證據] 教師與學生共同分析注意事項：首先要用天平測出瓶中煤油的質量，在閉合開關之前要讀出插入煤油中的溫度計示數t1，在閉合開關的同時按下停表開始計時，并讀出電流表和電壓表的示數。約2分鐘左右按表停止計時，此刻觀察溫度計，待溫度計內的液柱不再上升時，記下溫度計的示數t2。然后多次改變電阻絲的阻值，重復以上實驗過程，并收集數據。這一系列的工作均需要和同伴合作完成。
[分析與論證] 煤油吸收的熱量由Q=cm(t2-t1)計算出來，再用P=W/t=Q/t計算出電功率，比較各次實驗得到的數值，看P和U、I有什么關系？建議學生用加減乘除的方法去分析研究實驗數據，首先用加減法，但U、I是兩個不同的物理量，不能相加減；再用除法，由于是U/I電阻，I/U是電阻的倒數，故相除不是電功率。最后用乘法計算出UI的值，并與P進行比較得出P=UI。
[實驗結論] 電功率跟電壓成正比，跟電流成正比
[實驗評估] 學生交流實驗得到結論后，對實驗過程進行反思，談談存在的問題和需要改進的地方。學生由實驗數據不一定會得到P=UI的結論，教師要引導學生分析誤差產生的原因:玻璃瓶和空氣要吸收一部分熱量；實驗儀器并非精確；電流表、電壓表、溫度計、天平讀取的數據誤差不可避免地存在。
(6)電功率的計算公式：P=UI 讓學生推導電功單位KW·h和J的關系： 由P=W/t得W=Pt=1000W×3600s=3.6×106J 由P=W/t=UI可知單位關系：1瓦特=1焦/秒=1伏特·安培
額定功率和實際功率：
(1)額定電壓：用電器正常工作時的電壓。（常用U額表示 ）
(2)額定電流：用電器正常工作時的電流。（常用I額表示 ）
(3)額定功率：用電器正常工作時的功率。（用P額表示）
(1)實際電壓：用電器實際工作時的電壓。（用U實表示）
(2)實際功率：用電器與實際電壓所對應的功率。（用P實表示）
(3)P額與P實的關系：
演示：小燈泡在不同電壓下的亮暗程度
當U實=U額時，P實=P額，用電器正常工作；
當U實額時，P實
額，用電器不能正常工作；
當U實>U額時，P實>P額，用電器容易被燒壞
注意：每個用電器的P額只有一個，而P實有無數個，我們平常說這是一個40瓦的燈泡，指的是這個燈泡的額定功率是40瓦。燈的亮度由它實際消耗的電功率決定，燈泡越亮，表明其消耗的實際電功率越大。
常用電器的銘牌標志：
教師出示“220V、40W”的燈泡和銘牌，讓學生觀察，然后掛出有銘牌的小黑板，介紹燈泡上的標志和銘牌的意義；最后讓學生說出上一些電器設備的銘牌標志的意義。如電燈泡標有“PZ220-25”；電烙鐵標有“360V、1000W”；電能表標有“10A、3000r/KW.h”各表示什么意思？。
例題講解：
例：將“PZ220-60”的燈泡分別接入220V和200V的電路中，求燈泡工作時的電阻以及對應電壓下的實際功率。
由學生讀題，理解題意，弄清已知條件有哪些？待求物理量有哪些？ 教師引導學生分析怎樣求燈泡的電阻：
方法一：由P額=U額 I額，得 I額= P額/ U額求出I額，再由歐姆定律推導式R=U額/I額求出電阻
方法二：把歐姆定律代入功率公式，由P 額=U額I額=U2額/R 得R=U2額/P額求出電阻 教師引導學生分析怎樣求燈泡的實際電功率 當燈泡接在220V電路中時，P實1=P額=60W 當燈泡接在200V電路中時，假設燈絲電阻不變
方法一：先根據I實=U實/R求出I實2，再根據P實2 =U實2 I實2 求出P實2
方法二：把歐姆定律代入功率公式得：P實2=U實2I實2=U實2/R
反思：用電器的實際功率由什么條件決定？為什么中要指明燈泡工作時的電阻？解題時為什么要假設燈絲的電阻不變？
鞏固練習： 將一盞電燈接在電壓是220伏的電路中，通過燈泡的電流是68毫安，這個燈泡的功率是多少瓦？一個月通電100小時，電流所做的功是多少焦？合多少千瓦時？
總結：
1、電功率的定義、公式、單位
2、額定功率和實際功率的區別和聯系
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