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九年级物理《电流做功的快慢》教学设计

(编辑:佚名 日期:2018/4/24)

九年级物理《电流做功的快慢》教学设计


【教学目标】

知识与技能: 

1、了解电功率的概念、物理意义、单位,以及影响电功率的因素。

2、会用功率的计算公式P=W/t=UI进行简单的计算。 

3、理解用电器的额定电压、额定功率和实际电压和实际功率的含义以及它们之间的区别和联系。

过程与方法:

1、理解实验设计方案,经历实验探究过程(突出收集证据、分析论证两个环节)。

2、通过探究活动总结出电流做功的快慢与哪些因素有关。

情感态度与价值观 

1、通过科学探究,使学生经历基本的科学探究过程,学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,形成尊重事实、探索真理的科学态度。 

2、在共同完成实验探究的过程中,让学生增加与他人的协同、合作能力,培养同学之间相互协作的团队精神。   

【教学重点】 

1、探究煤油加热时电能转化为内能过程,研究电流做功快慢与电压和电流关系。

2、电功率的概念、公式及其应用。 

3、额定电压、额定功率和实际电压和实际功率的概念。

【教学难点】 

1、根据实验数据分析论证电功率与哪些因素有关。

2、理解额定功率和实际功率区别和联系。

【教学用具】 

教师演示器材:低压电源,演示电流表、电压表,标有“3.8V”的小灯泡,开关、滑动变阻器各一个,导线若干,“220V40W”白炽灯泡一只,PPT一个,演示电路板一块。 

学生实验器材:(每实验小组一套)学生电源一台、不同阻值的电阻丝若干根、学生电压表一只、学生电流表一只、开关一个、温度计一支、煤油、带开孔橡皮塞的瓶子一个、天平一台、线夹和导线若干、停表一只。

【教学方法】

类比法、实验探究法、讲授法、讨论法。

【教学过程】

复习提问: 

1、电功大小与什么有关?电功的公式和单位是什么? 

2、电流通过洗衣机半小时做功18000焦;电流通过电车2秒钟做功1200焦。问:电流通过洗衣机和电车时哪个做功多?哪个做功快呢? 

通过计算告诉学生:在日常生活中,不仅要了解电流做功的多少,还需要知道电流做功的快慢,电流做功的快慢,仅从它做功的多少来考虑是不行的,必须比较它们在相同的时间里看哪个做的功多,这就跟比较运动快慢和物体做功的快慢一样。由此引入课题。

新课教学: 

通过类比的方法引入电功率的概念: 

(l)怎样比较物体运动的快慢?(物体在单位时间内通过的路程→速度。) 

(2)怎样比较力对物体做功的快慢?(物体在单位时间内完成的功→功率。)

(3)怎样比较电流做功的快慢?(电流在单位时间内所做的功→电功率)

电功率: 

(1)定义:电流在单位时间内所做的功叫电功率

(2)物理意义:电功率是表示电流做功快慢的物理量

(3)公式:P=W/t(定义式)  (其中:P—电功率,单位:瓦;w—电功,单位:焦;t—时间,单位:秒。)

(4)单位:瓦特,简称瓦,符号是“W”。常用单位:千瓦,符号是“kw”。 换算关系:1KW=1000W

(5)实验探究:电流做功的快慢与哪些因素有关 

[猜想与假设]

[教师]根据上一节探究结果,请你猜想一下,电功率与哪些因素有关? 

[学生]由电功的计算公式,有部分学生很快就会想到P=W/t=UIt/t=UI与电路两端的电压和电路中的电流有关。

[制定计划与设计实验]    教师引导学生模仿上一节“探究电流做功与哪些因素有关的实验”设计“探究电功率与哪些因素有关的实验”。分小组设计要测量哪些量?怎样测量?

分析:由P=UI可知需要测量P、U、I三个物理量。U、I直接用电压表和电流表测量,而P要间接测量。而P=W/t中的t可以用停表直接测量,由于煤油增加的内能是从电转化来的,所以电流所做的功W只能间接测量煤油吸收的热量得到。即W=Q=cm(t2-t1)。从而设计出实验电路和记录表格。

[进行实验与收集证据]   教师与学生共同分析注意事项:首先要用天平测出瓶中煤油的质量,在闭合开关之前要读出插入煤油中的温度计示数t1,在闭合开关的同时按下停表开始计时,并读出电流表和电压表的示数。约2分钟左右按表停止计时,此刻观察温度计,待温度计内的液柱不再上升时,记下温度计的示数t2。然后多次改变电阻丝的阻值,重复以上实验过程,并收集数据。这一系列的工作均需要和同伴合作完成。

[分析与论证]   煤油吸收的热量由Q=cm(t2-t1)计算出来,再用P=W/t=Q/t计算出电功率,比较各次实验得到的数值,看P和U、I有什么关系?建议学生用加减乘除的方法去分析研究实验数据,首先用加减法,但U、I是两个不同的物理量,不能相加减;再用除法,由于是U/I电阻,I/U是电阻的倒数,故相除不是电功率。最后用乘法计算出UI的值,并与P进行比较得出P=UI。

[实验结论]   电功率跟电压成正比,跟电流成正比

[实验评估]   学生交流实验得到结论后,对实验过程进行反思,谈谈存在的问题和需要改进的地方。学生由实验数据不一定会得到P=UI的结论,教师要引导学生分析误差产生的原因:玻璃瓶和空气要吸收一部分热量;实验仪器并非精确;电流表、电压表、温度计、天平读取的数据误差不可避免地存在。

(6)电功率的计算公式:P=UI  让学生推导电功单位KW·h和J的关系:   由P=W/t得W=Pt=1000W×3600s=3.6×106J   由P=W/t=UI可知单位关系:1瓦特=1焦/秒=1伏特·安培

额定功率和实际功率:

(1)额定电压:用电器正常工作时的电压。(常用U额表示 )

(2)额定电流:用电器正常工作时的电流。(常用I额表示 )

(3)额定功率:用电器正常工作时的功率。(用P额表示)

(1)实际电压:用电器实际工作时的电压。(用U实表示)

(2)实际功率:用电器与实际电压所对应的功率。(用P实表示)

(3)P额与P实的关系: 

演示:小灯泡在不同电压下的亮暗程度 

当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作; 

当U实额时,P实

额,用电器不能正常工作;

当U实>U额时,P实>P额,用电器容易被烧坏 

注意:每个用电器的P额只有一个,而P实有无数个,我们平常说这是一个40瓦的灯泡,指的是这个灯泡的额定功率是40瓦。灯的亮度由它实际消耗的电功率决定,灯泡越亮,表明其消耗的实际电功率越大。

常用电器的铭牌标志: 

教师出示“220V、40W”的灯泡和铭牌,让学生观察,然后挂出有铭牌的小黑板,介绍灯泡上的标志和铭牌的意义;最后让学生说出上一些电器设备的铭牌标志的意义。如电灯泡标有“PZ220-25”;电烙铁标有“360V、1000W”;电能表标有“10A、3000r/KW.h”各表示什么意思?。

例题讲解: 

例:将“PZ220-60”的灯泡分别接入220V和200V的电路中,求灯泡工作时的电阻以及对应电压下的实际功率。 

由学生读题,理解题意,弄清已知条件有哪些?待求物理量有哪些?  教师引导学生分析怎样求灯泡的电阻: 

方法一:由P额=U额 I额,得 I额= P额/ U额求出I额,再由欧姆定律推导式R=U额/I额求出电阻 

方法二:把欧姆定律代入功率公式,由P 额=U额I额=U2额/R 得R=U2额/P额求出电阻   教师引导学生分析怎样求灯泡的实际电功率  当灯泡接在220V电路中时,P实1=P额=60W  当灯泡接在200V电路中时,假设灯丝电阻不变 

方法一:先根据I实=U实/R求出I实2,再根据P实2 =U实2 I实2  求出P实2  

方法二:把欧姆定律代入功率公式得:P实2=U实2I实2=U实2/R 

反思:用电器的实际功率由什么条件决定?为什么中要指明灯泡工作时的电阻?解题时为什么要假设灯丝的电阻不变?

巩固练习:   将一盏电灯接在电压是220伏的电路中,通过灯泡的电流是68毫安,这个灯泡的功率是多少瓦?一个月通电100小时,电流所做的功是多少焦?合多少千瓦时?   

总结: 

1、电功率的定义、公式、单位 

2、额定功率和实际功率的区别和联系



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