物理九年级第九章《电功和电功率》单元备.docx
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物理九年级第九章《电功和电功率》单元备
物理九年级第九章《电功和电功率》单元备课
知识准备：
在知识上，学生已学过欧姆定律，对电路的串联、并联、开路、短路、短接等能正确地分析，对电压表、电流表、变阻器、用电器的连接和使用能准确掌握，并深入了解串、并联电路的规律。
在方法上，学生在经过大半年的物理学习，已初步具备较强的观察能力、运用物理语言的表达能力，掌握了一定的物理概念学习的思维方法及进行实验探究的能力和方法。
单元目标：
1、知道电功的概念，会用电能表测量电功
2、知道电功率的概念，理解用电器的额定电压和额定功率，能计算电功和电功率的有关问题，会测量小灯泡的电功率。
3、理解焦耳定律，知道电热器的原理和应用
4、知道电功率和电路中电流的关系，掌握生活用电的常识
知识结构：
本章是初中物理的重点章之一，讲述了两个重要的电学概念即电功和电功率，一个重要的电学定律即焦耳定律，这些知识不仅是进一步学习电学的基础，而且在生产和生活实际中也有广泛的应用。
本单元以电功概念作为中心，从概念的建立到运用都很重要也是学习电功率、焦耳定律等知识的基础，学习过程中要综合运用前面的欧姆定律、串并联知识，尽量多的贴近生活实际进行教学。
教学策略：
让学生联系实际，深刻理解物理概念，灵活利用公式解决物理问题是学好本单元知识的关键。
1.联系生活实际，让学生认识生活中的物理,从生活走向物理。
如：
从生活实际中用电耗能的差异性──不同用电器消耗电能的快慢不同入手,引导学生观察电能表的转动快慢不同,提出电能消耗快慢的度量问题,引入电功率的概念；通过学习电能的计算,认识节能的不同方法,可以采用功率小的用电器,也可控制用电时间,体验科学问题与技术和社会的联系,从物理走向社会。
2.注重概念的理解和概念间的关系。
如电功与电能、电功与电功率、电功与电热等概念间有什么区别于联系。
3.在应用公式时注重公式的选择及条件的适用。
如W＝UIt是计算电功普遍适应的公式，而W＝U2/Rt，W＝I2Rt只适用于纯电阻电路。
4.注重实验探究及实验结论的总结。
电功与什么因素有关，电流通过导体产生的热量与什么因素有关。
情景示例：
情景示例一
用电能表研究电功率的教学情景
1、教师设问:
某家庭上月在用电管理所交费购入100元的电,约200度（按本地电价水平计算）,结果40天后全部用完。
同样的情况下另一家庭却用了60天。
哪个家庭耗电更快?
能否从电表上反映出来?
演示实验:
在简易家庭电路板上接有电能表,一个开关,一个卡口式电灯泡,一个插座,另外还有一处留有用来接电流表的接口。
观察:
（1）只接25W的家用灯泡时,电能表上的铝盘转动的快慢。
（2）只接550W电炉时,电能表上的铝盘转动的快慢。
学生讨论:
能看出谁消耗电能更快吗?
你认为应该怎样衡量消耗电能的快慢?
你知道25W,550W各表示什么意思吗?
2.老师和学生总结交流:
电能消耗的快慢完全可以用一样长的时间内消耗电能的多少来加以区分,当然也可以用消耗一样多的电能所用时间的长短来衡量。
涉及到两方面消耗的电能和用电时间。
教师板书:
物理学中用电功率反映消耗电能的快慢。
电功率──就是用电器1s秒内消耗的电能。
公式:
P=W/t
式中W表示消耗的电能,单位焦耳,t表示用电的时间,单位是秒,P表示电功率,单位是瓦特。
单位:
瓦特简称瓦符号W1W=1J/s
3.学生阅读课本33页小数据,形成一般用电器电功率大小的直观印象。
交流自己收集的家用电器的电功率值。
师:
如果电灯泡的功率是25W表示什么意思?
电炉的功率是550W又是什么意思?
生:
前者表示它1s消耗电能25J,后者表示它1s消耗电能550J,的确是电炉耗电更快。
情景示例二焦耳定律的教学情景设置
1.电流的热效应
师：
（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？
生：
发烫。
是电流的热效应。
2.研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
师：
电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关？
学生回答：
电流，电阻，通电时间
师：
采用哪种实验方法
生：
控制变量法
介绍如图的实验装置，告诉学生RA＞RB，RB=RC，通电后，IA=IB，IB＜IC（从电流表的示数可知道I的数值）。
师：
该实验的原理是什么？
观察什么？
学生讲述：
当电流通过电阻丝A、B、C时，电流产生的热量就使三个瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升。
电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。
我们可以通过三个管中液面上升的高度比较电流产生的热量。
教师演示实验，记录下在同一时刻三管中煤油液面的高低情况：
hC＞hA＞hB。
师：
比较A、B两瓶，什么相同？
生：
I、t相同
师：
什么不同？
生：
R不同，RA＞RB；玻璃管中煤油上升的高度不同，hA＞hB
师：
说明什么？
生：
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。
师：
比较B、C两瓶，同上问（略）。
生：
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，教师指出：
进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比。
师：
上述实验中，若通电时间越长，瓶中煤油上升得将会怎样？
生：
越高
引导学生回答：
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。
师生共同归纳，教师指出，英国物理学家焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定律。
难点突破：
（一）电功概念的突破
从认识用电器的作用入手，利用学生的生活经验，直接提出电能，然后分析各种电器的能量转化，介绍生活中测量电能的工具。
在实践中，我组织教学的流程是：
电能、电功——测量——电功率的研究——电功的计算。
利用生活用电的实例展现了电能与我们的生活息息相关，使学生对电能有了初步认识，然后通过电能引入了电功的概念，
（二）从能的转化与守恒的角度突破电功与电热的区别
首先让学生明确电流做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子：
电能→机械能，如电动机。
电能→内能，如电热器。
电能→化学能，如给手机充电。
从能的转化与守恒的角度解释纯电阻电路和非纯电阻电路中电功和电热的关系。
在纯电阻电路中，电能全部转化为电热，故电功W等于电热Q；在非纯电阻电路中，电能的一部分转化为电热，另一部分转化为其他形式的能（如机械能、化学能），故电功W大于电热Q。
学习问题：
1.电流做功多少与什么因素有关？
2.测小灯泡的电功率原理是什么？
如何测小灯泡的电功率？
3.什么是电流的热效应？
电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关？
4.电功与电能、电功与电功率、电功与电热等概念间有什么区别于联系。
5.电功率与电路中的电流大小有何关系？
需掌握哪些生活用电的常识。
作业或检测
电功和电功率章末测试题
一、选择题
1、某小区最近一段时间由于楼道灯的供电系统高压偏高，灯丝经常熔断，在电压暂时无法改变的情况下，为了延长楼道灯的寿命，小明采取下列方法，可行的是【】
A、用额定功率较大的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用
B、用额定功率较小的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用
C、用额定功率相同的两个灯泡串联后替换原来的灯泡接入原电路中使用
D、用额定功率相同的两个灯泡并联后替换原来的灯泡接入原电路中使用
2、将A、B两根同种材料制成的导体串联接入电路，若长度LA=LB，而横截面积SA＞SB，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WA＜WBB、电流通过A、B所做的功WA＞WB
C、电流通过A、B所做的功WA=WBD、无法比较WA与WB的大小
3、同学们通过实践列出了白炽灯的常见故障与检修方法，其中一项的相关情况如下表所示，这个故障的可能原因可以概括成一个，这个原因是【】
故障现象
可能原因
检修方法
灯泡不亮
1、灯泡断丝了
2、灯头内的电线断了
3、灯头、开关等处接线松动
换新的灯泡
换新的电线并接好
检查加固
A、电路出现了短路B、电路出现了断路C、用电器太多D、供电电压偏低了
4、如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V、60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则三个用电器产生的热量是：
【】
A、电视机最多B、电烙铁最多
C、电风扇最多D、一样多
5、如下图所示的情景中，符合安全用电操作的是【】
6、在炎热的夏天和寒冷的冬天夜晚，你坐在家里打开空调时，发现室内的灯光变暗了，对此下述说法中错误的是（不考虑温度对电阻的影响）【】
A、进户线中的电流变大了B、线路中的损耗的电功率变大了
C、线路中的电阻变大了D、灯两端的电压变小了
7、分别标有“220V、40W”和“220V、60W”字样的甲、乙两盏电灯，若将它们串联起来，仍接在220V的电路中，则下述正确的是【】
A、甲灯亮一些B、乙灯亮一些C、两灯一样亮D、无法确定
8、如图所示，当开关S闭合后，发现电灯L不亮。
用测电笔【】
测试c、d两点时，氖管都发光；测试a、b两点时，只有a
点氖管发光。
则故障可能是
A、火线与零线短路B、a、d之间某处断路
C、b、c之间某处断路D、电灯的灯丝断了
9、甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是【】
4
A、甲灯的实际功率一定是25W
B、将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W
C、两灯均正常发光时，乙灯消耗的电功率较大
D、两灯均正常发光时，乙灯灯丝电阻较大
10、小壮家住在多年前修建的老房子里，家里的电线绝缘层老化严重。
有一天，小壮妈妈在用电饭煲做饭和电炒锅炒菜时，小壮突然发现厨房里的导线冒烟了，他应该采取的措施是：
【】
A、立即给在外地出差的爸爸打电话B、赶紧用水把火浇灭
C、立即打电话110报警D、马上到门口把自己家的总开关断开后再灭火
11、电能的利用给人们的生产、生活带来了很多方便，但如果使用不当也会给人们带来危害，下列做法中可能给人们带来危害的是【】
A、更换灯泡或维修电路时要先断开电源B、开关要接在火线上
C、三孔插座接地线要保证良好接地D、暂时没有合适的保险丝，短时间内可以用细钢丝代替
12、楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着会浪费电能。
科研人员利用光敏材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合；天亮时自动断开。
利用声敏材料制成“声控开关”，当有人走动发出声音时，自动闭合；无人走动时，自动断开。
若将这两个开关配合使用（如下图），就可以使楼道灯变得“智能化”，这种“智能”电路正确的是【】
二、填空题
13、小明家的电能表如图所示，家中用电器的总功率不能超过
W。
当小明家只有一盏电灯工作时，3min内转盘
正好转过5圈，则该灯泡的电功率为W。
14、在雷雨交加时某村民到大树低下躲雨，不幸被雷电击中造成重伤，此后村内谣言四起，什么“魔鬼缠身”、“前世没有修好行”等等，家里人在众人面前抬不起头，不但不送病人去医院医治，反而求神拜佛，导致病人耽误治疗
a文中所述的观点对吗？
正确观点是。
b为了避免类似事故的发生，人们在高大建筑物上安装了。
c如果你遇到雷雨天气这种情况，你的做法是。
15某滑动变阻器上标有“50Ω1A”的字样，“50Ω”的意思是；“1A”的意思是。
16、下表是部分用电器的电流值，电器1、电器2、电器3可能是台灯、计算器或电饭煲.则台灯应该是电器，计算器应该是电器.电饭煲工作利用了电流的效应；给手机充电，是把电能转化为.
电器1
电器2
电器3
手机充电器
100μA
0.2A
3A
120mA
三、实验探究题
17、现要测定一只额定电压是3.8V的小灯泡的额定功率，己经小灯泡的额定功率小于2W，电路图如图a所示，所用的元件如图b所示。
（1）根椐图a的电路图，用笔划线代替导线将图b的实验器材连成电路，注意连线不要交叉。
（2）电路闭合前，滑动变阻器的滑片应调到阻值的位置。
18、为探究“电流产生的热量跟哪些因素有关”，某实验小组制定了三步探究方案，下表记录了他们在探究过程中收集到的各种种信息（其中部分格子内画有横线，但不影响解题）。
探究步骤序号
电阻
R甲/Ω
电阻
R乙/Ω
电流
I甲/A
电流
I乙/A
通电时间t甲/min
通电时间
t乙/min
液柱甲上升
情况
液柱乙上升
情况
1
10
5
0.5
10
10
2
10
5
1
—
较高
—
3
10
5
1
—
11
11
最高
—
请完成下列填空：
（1）实验前，该小组对猜想进行了分析，排除无关因素，最
后锁定：
电流产生的热量只跟个因素有关。
（2）把相关的实验数据和现象填写在上表的五个空格中。
19、在测定小灯泡额定功率的实验中（所用灯泡的额定电压U0=3.8V）。
（1）王强小组采用图a的方案，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为6V，则电路中出现的故障可能是_______；排除故障后，调节滑动变阻器，直到电压表的示数为3.8V，观察到电流表示数如图b所示，则小灯泡的额定功率为W。
（2）姚远小组设计了另一种实验方案（其中电源电压未知，电阻R的阻值已知）。
①电路如图c所示，请你图d中按电路图用笔画线代替导线连接好电路；②开关S拔到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I1；③开关S拔到位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I2先算出灯泡的电阻RL=________（请你用所测的物理量表示），再根据P0=（U0）2/RL计算灯泡的额定功率。
他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是_________________。
仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为_________________。
四、计算题
20、在学习了电学知识后，同学们尝试“设计电路和编制习题”，老师提供了以下器材：
电源、两个“12V18W”的电阻和若干开关、导线．
a
（1）小虎第一个完成设计，他设计的电路如图所示．他编制的试题是：
“在如图a所示的电路中，闭合开关S1，通电5min产生多少热量?
”
请你解答此题：
（2）小华思考一会儿，设计了能提供两种功率工作的电路．编制的试题是：
“在小虎设计的电路上再加一个开关，使电路能以两种功率工作，其大、小功率之比是___________．”
请你在图a中完成小华的设计，并将电路大小功率之比填入空格中．
21、某学校生物小组的同学为了探索一项技术，使一种名贵的花在寒冷的冬季也能正常生长，决定搭建一个微型温室，温室内需要安装一个电发热体。
根据设计，该发热体用36V电压供电，发热功率为200W（设电能全部转化为内能）。
（1）电发热体不采用220V电压而用36V电压供电的考虑是什么？
（2）采用36V电压供电，电发热体需要自制，现决定用镍铬合金丝绕制，绕制成的电发热体，正常工作时的电阻应多大？
（3）同学们在实验室用2节干电池、电流表、电压表等器材，测出一段镍铬合金的阻值等于计算结果。
用它制成发热体后，实际功率却小于设计的要求。
经检查，电压正常，请你猜想这种情况的原因可能是什么？
电功和电功率章末测试题答案
一、选择题
1、C2、A3、B4、B5、B6、C7、A8、C9、C10、D11、D12、B
二、填空题
13、1100，40．16、2，1，热效应，化学能。
14、a：
不对，雷电只是一种自然现象;b：
避雷针;C：
打雷时，不能在大树或高建筑物下避雨
15、阻值变化范围0——50欧；允许通过的最大电流。
三、实验探究题
17、
（1）如右图，
（2）最大
18、
（1）三，
（2）0.5，高，低，10，10，
19、
（1）灯泡灯丝烧断（或灯泡与灯座接触不良）②1.14
（2）①如右图,③RL=（I2R）/I1
原因：
灯丝电阻随温度升高而增大
改为：
将开关拨到位置2将滑片滑到灯泡大致正常发
光的位置，记下电流表的示数
四、计算题20、
（1）电阻的阻值：
R=U2／P=（12V）2／18W=8Ω
通过电阻的电流：
I=U／R串=U／2R=12W（2×8Ω）=0.75A
电路通电5min产生的热量：
Q=IR串t=（0.75A）2×2×8Ω×60×5s=2.7×103J
（2）2∶1；图略
21、
（1）温室内比较潮湿，易漏电，采用36V供电，主要是为了安全
（2）6.48Ω
（3）在通常情况下，因温度变化较小，所以把温度对导体电阻的影响略去不计，在题中条件下，把镍铬合金丝作发热体使用，温度比测量时升高了许多，造成功率达不到设计的要求。
本单元备课材料：
1.2010远程研修作业1
专题七作业
一石激起千层浪因材施教是根本
赵冬梅
今天研讨的主题是“两种关于电能或电功的教学思考”，这个问题如一石激起千层浪，我思维的涟漪一圈圈荡漾开来。
我认为两种教学思路都不能简单的说好与坏，适合学生的思维水平才是最好的，适合教学所用的教材才是最好的。
“英雄总有用武之地”，现在我们泰安使用的是《新人教版》，教材设计的是初三讲电学，初四学力学如“功”“功率”，这与以前有很大的变化，学生对做功没有深入的理解，生硬的灌输效果不好。
据现在的教材和学生的思维水平我赞成第一种思路。
由于学生在日常生活中较多接触“能量”的概念而不是“功”的概念，因此突出“能量”会使学生在学习物理知识时发挥生活经验的作用，更有利于学生的学习和探究。
所以，在教学设计上在学生了解了一些基本电学知识的基础上，充分利用学生熟悉的生活素材来激发学生们的求知欲望，进而学习电能的。
因而能量的单位及电能表的使用是本节的重点，而电功的概念则是本节的一个难点。
本节可不必过分强调知识的系统性和概念的严密性，所以对“电功”概念的要求不必过高，这样才有助于学生在学习中获得自信。
具体可这样操作：
“今天的人类，已经离不开电能了……”首先从人类生存的需要引入电能，激发了学生求知欲望和兴趣。
从生产实际中介绍了各种发电设备，知道它们是把各种形式的能量转化为电能的装置。
当人们获得电能之后，又可以把电能通过各种用电器转化为其他形式的能量来为人们服务的。
这样使学生能初步从能量转化的过程中了解电能。
然后注重联系生活实际，用家家都有的电能表让学生认识电能。
让学生观察电能表上的重要参数，来激发学生想知道电能表是怎样记录家庭中消耗电能多少的兴趣，使他们想亲自去看、去想。
从而培养学生的实践能力使他们会读电能表的示数，并且按电费标准计算自己家中所应支付的电费，从而认识到学习物理知识是有用的，使他们有满足感和兴奋感。
关于“电功”教材降低了知识的要求，只让学生了解有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。
我们常说消耗了多少电能而很少说电流做了多少功。
只要知道电功和电能的单位一样都用焦耳就可以了
2.远程研修作业2
专题七作业
异曲同“功”之妙
——《电功》教学设计浅析
第一种教学思路的设计意图：
电功的概念比较抽象，学生接受起来比较困难，为此，利用学生的生活经验和已有的知识，直接提出电能，分析各种电器的能量转化，介绍生活中测量电能的工具。
使学生从能量转化的角度认识了电源和用电器的作用，知道了“用电器消耗电能的过程，实质是电能转化为其他形式能的过程”，这种思路回避了电功概念这一教学难点，学生易于接受。
这种设计思路从学生的生活实际出发，符合学生的认知规律，充分体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念。
课堂实施的要点：
教师要为学生创设丰富物理情景，让学生可以列举大量生活中常见的用电器，也可以通过学生自带的小家用电器（小台灯、手电、电动玩具等）和教室中的用电设备的工作，通过学生的分析、讨论，确实认识到“用电器消耗电能的过程，实质是电能转化为其他形式能的过程，”然后再介绍测量电能的的工具——电能表，学生对于电能表也比较熟悉，可以利用家庭电路示教板和电能表模拟家庭用电，通过实验演示、交流讨论，即有利于培养学生获得知识的学习方式和探索、合作精神，又把所学知识与实际生活联系起来，加深概念的理解。
第二种教学思路的设计意图：
通过实例告诉学生能量的转化是通过做功来实现的。
然后通过实验探究电流做功的多少跟电流、电压、时间有什么关系。
这种设计思路体现了通过让学生进行实验探究，关注学生的学习的过程，让学生做学习的主人。
通过学生猜想，实验、讨论等方法，尽可能再现知识的发展过程，来探究影响电功大小的因素，在实验探究的过程中，采用了控制变量法。
通过自主探索、合作交流，给学生一定的时间和空间，培养了学生主体意识和合作精神，让学生在合作探究中获得成功的喜悦。
课堂实施的要点：
在“电功”概念建立的过程中，精心准备一个电动机提起重物的实验，来对比手做功，引出电动机把电能转化为机械能的过程，就是电流做功的过程，“电流做的功就是电功”。
再让学生列举分析生活中用电器做功的实例，从而对电功有了比较形象地认识，突破电功概念这一难点。
在探究“电功的大小跟什么因素有关”时,充分放手,让学生经历探究的全过程:
猜想---设计实验---具体实验与记录---分析与交流---得出结论。
总之，两种思路分别从不同的侧面，从学生不同的认知起点来组织教学，进行教学设计，各具特色，实际教学中要根据学生的实际情况、实际认知起点，选择符合学生实际的教学设计，使课堂教学更有效
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