十三章知识树和解说材料.docx

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十三章知识树和解说材料

九年级物理第十三章教材解说材料

一、教材分析

1、该板块在教材中的地位和作用。

在九年级学生学了电学基础知识—《简单电路》和基本规律—《欧姆定律》后，为了更有效、更安全地利用电能，教材编排了《电功和电功率》这一知识板块，是对电学知识的延伸。

它是九年级教学的重点和难点，也是中招考试的核心内容。

2、新课标对本板块的要求

（1）、知道电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程。

（2）、通过实验探究，知道电流做功与电流、电压、通电时间的关系，知道电功的公式和单位。

（3）、知道电能表是测量电功的仪表。

（4）、知道电功率的物理意义、定义、单位。

（5）、理解电功率和电压、电流之间的关系，并能进行简单的计算。

（6）、能理解和区分用电器的额定功率和实际功率。

（7）、知道伏安法测小灯泡功率的原理。

（8）、知道如何测定小灯泡的额定功率和实际功率。

（9）、知道什么是电流的热效应。

（10）、知道电流的热效应与导体的电阻、通过到导体的电流、通电时间的定量关系。

（11）、知道电流热效应的应用实例以及危害防止手段。

（12）、会读电能表。

（13）、会自己设计实验电路、选用实验器材、设计实验记录表格、有序的进行实验、读取数据、计算小灯泡的电功率。

（14）、会写实验报告。

3、教学重点、难点

（1）、、通过实验探究，知道电流做功与电流、电压、通电时间的关系，知道电功的公式和单位。

（2）知道电功率的物理意义、定义、单位。

（3）、理解电功率和电压、电流之间的关系，并能进行简单的计算。

（4）、知道如何测定小灯泡的额定功率和实际功率。

（5）、知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定量关系。

4、该板块内容知识树

该板块属九年级第三篇：

利用电能——使生活更美好中的第十三章《电功和电功率》，由六节组成，知识间的联系如图所示:

3、逻辑线索

在编排上以电流做功为主线，由浅入深、层层推进；以实验探究为手段，用到了控制变量法、等效替代法。

二、教材处理

1、处理策略

（1）、严格把握课程标准，注重渗透科学方法。

如：

控制变量法、等效替代法、类比法、转换法、理想化模型等。

（2）、尊重教材的同时，融入自己的见解，根据实际需要对教材进行整合。

举例说明。

（3）、充分发挥教材中的图片及各个栏目的作用，为教学服务。

举例说明。

（4）、精心设置问题，激发学生学习兴趣。

如：

额定功率越大的灯泡发光越亮吗？

为什么电炉子热的发红，而和它串联的电线却不怎么发热？

（5）、加强实验教学，注重培养学生的创新能力。

2、本板块的考点、题型、典型例题

（1）、考点：

电功、电功率、电热的有关计算，电功率的测量。

（2）、题型：

填空题、选择题、实验探究题，综合应用题。

（3）、典型例题。

1、“220V　100W”的灯泡正常工作时的电流是，灯丝电阻为。

1kWh的电能可供它正常工作h。

2、两个电阻R1∶R2=1∶2，串联后接在电源上，它们消耗电功率之比 是         ，若将它们并联起来，接到原来的电源上，消耗的电功率之比是          ，若保持电源电压不变，则串联与并联电路消耗的总功率之比是        。

3、将标有“36V40W”的甲灯和标有“36V20W”的乙灯串联后接到40V的电源上，则（）。

A．两灯都不能正常发光，但甲灯比乙灯亮些

B．两灯都不能正常发光，但乙灯比甲灯亮些

C．两灯都能正常发光

D．无法确定

（08年）22．在用电压表、电流表测量小灯泡电功率的实验中，灯泡上标有“2.5V”的字样。

（1）小红根据电路图连接了如图11所示的实验电路，小刚检查后发现有一根导线连接有错误。

请你在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线，画出正确的连线。

（2）电路改正后，小红闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，而电压表示数接近3V，取下灯泡，两表的示数仍不变。

出现故障的原因可能是_______。

（3）故障排除后，开始进行实验，小刚根据测出的数据，在图12中画出了小灯泡电流电压变化的关系图像。

由图可以判断，小灯泡的额定功率为________W。

（4）根据图12还可以判断，小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐_______，原因是_______________。

（07年）25．2007年3月欧盟峰会通过了一项协议：

在2009年之前，欧洲各国将彻底终结“白炽灯时代”，推广使用节能灯。

如图16所示，一只“220V　11W”的节能灯与一只“220V　60W”的白炽灯发光效果相当。

（1）兰兰的台灯用的是“220V　60W”的白炽灯，它正常发光时的电流是多少？

（2）兰兰用一只11W的节能灯取代了台灯上的白炽灯，一年中台灯工作的时间2000h算，可节约多少度电？

 （3）兰兰了解到白炽灯的发光效率大约只有8％，图17表示了它工作时的能量转化情况，请计算这尽60w的白炽灯一年工作2000h，会白白浪费掉多少电能？

 3、学法指导

在课堂教学实践中，我鼓励和培养学生尽可能做到：

（1）、勤于思考

（2）、敢于质疑

（3）、乐于探究

（4）、勇于创新

（5）、善于总结

第十三章电功和电功率

第一节电能和电功

教材分析：

电能和电功是本章的起始章节,又是基础性章节,但由于知识比较抽象,因此重点在于理解及应用。

学习方法：

在学习过程中，应当做好演示实验，力争让学生对电功的公式知其所以然。

准备好电能表，让学生观察它，从而了解其用法。

知识和生活要紧密相联。

教学目标：

１、知道电流做功的过程就是电能转化为其它形式能的过程。

２、通过实验探究，知道电流做功与电流、电压、通电时间的关系，知道电功的公式单位。

３、知道电能表是测量电功的仪表。

教学重难点：

目标２、３

二.电功率解说材料

一、【说教材】

（一）课题在教材中的地位、作用

1、可让学生进一步巩固、掌握第一册中功率的概念。

2、可对上一节电功起到进一步总结巩固，对下节实验起到铺垫作用。

（二）教学目标

1、掌握电功率的概念（物理意义、定义、计算公式、单位等）

2、理解什么是额定电压、额定功率。

知道额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的区别。

3、培养学生的分析能力和实事求是的学习生活态度。

（三）教学重点

掌握电功率的概念（物理意义、定义、计算公式、单位）

（四）教学难点

1、知道额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的区别。

2、灵活应用公式P=UI进行有关计算。

二、【说教法】

1、教学方法：

实验教学法、讲授法、分析讨论法等相结合。

2、教法应用：

（1）根据实际情况先复习讲授功率、速度的概念，再用事例逐步引出电功率的概念。

（2）新课讲授时，从公式、单位、练习等程序进行。

（3）讲授额定电压、额定功率、实际电压、实际功率时，充分让学生参与实验，分析、讨论相结合，从而得出实验结果。

三、【说过程】

教学过程：

1、复习、引入新课

问：

（1）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？

（挂出写有例题的小黑板）

例：

电流通过洗衣机的电动机，通电半小时做功180000焦；电流通过公共电车的电动机，通电2秒钟做功120000焦。

问：

①电流通过哪个用电器做功多？

②电流通过哪个电动机做功快呢？

 充分让学生分析、讨论，再得出结果。

 再让他们分别算出电流通过洗衣机电动机、电车电动机每秒钟做的功：

100焦，6000焦。

指出：

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。

在物理学中，是用“电功率”来表示电流做功的快慢。

2、新课讲授

（1）电功率（让学生讨论得出）

①定义：

电流在单位时间内所做的功叫电功率。

用字母P表示。

②意义：

表示电流做功的快慢。

③计算公式：

P=-，又W=UIｔ，∴P=UI。

 表明：

电功率等于电压与电流的乘积。

（上述两式适用于任何电路）。

④单位：

瓦（W）、千瓦（Kw）。

 1瓦=1焦/秒=1伏•安，1千瓦=1000瓦

⑤导出计算电功的另一公式W=Pｔ和电功的单位千瓦时。

W=Pｔ=1千瓦1时=1千瓦时=1000瓦3600秒=3.610焦.

以上结果让学生充分讨论，老师适当提示便可。

⑥例题[本节课本上的（例题）]：

通过例题的讲评，向学生强调要正确使用W=Pｔ这个公式，注意公式中各量的单位。

可做一些W=Pｔ的口头练习，提高学生的学习兴趣。

通过让学生讨论、计算突出本节重点。

（2）额定功率

 手拿一个“220V40W”的灯泡提问：

通常我们说这是一只40瓦的灯泡，那是一个60瓦的灯泡，是什么意思？

①演示实验（让学生充分参与）

告诉学生实验目的：

研究灯泡的亮度跟电压的关系。

介绍实验装置，组成如图所示电路。

让学生（特别是中下生和后进生）观察：

   两表的示数和灯泡的亮度。

实验过程：

a.闭合开关移动滑片P使 表的示数为2.5伏,在下表中记录U、I读数和灯泡的亮度.       B.移动滑片P,使 表的读数为2伏,记录.    C.移动滑片P,使 表的示数为2.8伏,记录.

实验记录

实验次数 电压U（伏） 电流I（安） 功率P=UI（瓦） 亮度 

1 2．5 0．30 0．75正常发光 

2 2 0．26 0．52 发光暗淡 

3 2．8 0．32 0．896 强烈发光 

②让学生先对实验结果进行充分讨论、计算、比较,再师生共同得出结果.小结如下:

а.在不同的电压下,同一个用电器的电功率不是一样大,灯泡消耗的功率可由P=UI来计算.

ь.灯泡的亮度由它实际消耗的电功率决定.灯泡越亮,表明其消耗的电功率越大.

с.用电器正常工作时的电压叫额定电压,用电器在额定电压下的功率叫额定功率,为了使用电器正常工作,应使用电器在额定电压下工作.

ｄ.每个用电器的额定功率只有一个,而实际功率有许多个,我们平常说这是一个40瓦的灯泡,指的就是这个灯泡的额定功率是40瓦.

ｅ.根据实验结果可知实际功率和额定功率的关系:

当U=U 时,P=P ,用电器正常工作;

当U

当U>U时,P>P,用电器容易烧坏.

③教师出示一个“220V40W”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。

最后让学生看书上的上些电器设备的功率。

  通过以上分析、讨论、比较突破本节的难点。

（提问时考虑到好、中、差各个方面成绩的同学，尽量让参与的同学具有普遍性）。

3．小结：

让学生小结本节课的主要内容。

（有关功率的定义、公式、单位、应用等，指出额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的区别）。

4．布置作业：

（1）课本本节的练习3、4。

（2）预习下节实验。

 预习题：

1、实验的目的是什么？

2、必须测出哪些物理量？

实验的原理是什么？

3、需要哪些实验器材？

4、实验中为什么要用滑动变阻器？

它和灯泡应如何连接？

5、怎样组成电路？

请画出实验电路图。

6、怎样设计实验数据记录表格。

7、在什么条件下测出的功率才是小灯泡的额定功率

三、探究——测量小灯泡的电功率解说材料

【教学设计理念】

　　“测量小灯泡的电功率”是北师大版初中物理九年级第十三章第三节的内容，是电学部分的一个重要的学生实验，它是在上一章学生“测量小灯泡的电阻”实验的基础上进行的延伸。

对于本节教学的设计，力求达到：

1．体现“同主题，不同型”的新课程理念，在教学中渗透类比和比较的科学研究方法，通过创设情境，设置困难，学生参与，合作交流，不断深入探究的方式，力求达到让“学生实验”真正成为培养学生自主动手操作的平台。

2．注重“科学探究，提倡创造性的思维”，即以物理知识和技能为载体，让学生多经历科学探究的过程，学习科学探究的方法，培养学生的探究精神，实践能力（包括设计能力、动手能力和创新意识），改革以书本为主，老师规范实验步骤的传统教学模式，倡导学生提出多样化的实验方案，鼓励学生的创造性思维。

　　【教学对象分析】

　　基于学生已经学习了一年多的物理，学生已经具备一些初步的科学探究能力，但在有些方面学生发展还比较薄弱，比如：

撰写实验报告的内容和格式上、评估交流能力上等，教学中需要教师在教学中加以引导。

　　【教学内容分析】

　　1．本节内容是一个纯粹而完整的实验探究，强调在过程中体验，学习知识与技能。

让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新能力。

　　2．教材的编写极大的体现了开放性的理念，在制定计划时，让学生根据自己的设计画出实验电路图；在收集证据的过程中，让学生自己设计实验步骤并能正确执行，让学生自己设计实验数据记录表格并记录；在处理数据的过程中，让学生自己撰写实验报告，这样的设置，给学生极大的自主性，发挥了学生的主体作用，充分挖掘了学生的能动性。

　　3．从科学的内容的角度来看，本实验是电功率教学中一个重要的学生实验，综合性强，它是在学习电压表、电流表、滑动变阻器等器材的使用、学习了伏安法测电阻的实验、学习了电功率的基础上学习的。

通过学生的体验，知道测量电功率的原理是P=UI，会画实验电路图，提高学生的实验操作技能，学习电路故障分析。

让学生进一步体会灯泡发光亮度和实际功率的对应关系；进一步理解实际功率和额定功率的区别与联系，认识到额定电压和额定功率的重要意义；进一步学习电压表、电流表、滑动变阻器等器材的使用，在实验数据分析的基础上，发现灯丝电阻的变化并用所学过的知识进行解释。

　　【教学目标】

　　一、知识与技能

　　1．知道用伏安法测定小灯泡功率的原理。

　　2．知道如何测定小灯泡的额定电功率和实际电功率。

　　3．会自己设计实验电路、选用实验器材、设计实验记录表格、有序地进行实验、读取数据、计算小灯泡的功率。

　　二、过程与方法

　　1．经历测量小灯泡的功率的过程，对科学探究的七个要素有更全面的体验与理解。

　　2．通过实验，培养学生设计实验的能力、实验操作能力、分析处理数据的能力。

　　3．通过学习撰写实验报告，培养学生撰写实验报告的能力。

　　4．通过本实验探究的评估交流环节，培养学生发现问题的能力的尝试，用已知知识去解释某些问题的能力。

　　三、情感、态度和价值观

　　1．通过讨论和交流，培养合作学习的意识和态度。

　　2．通过评估与交流，培养学生的创新精神。

　　3．通过实验过程，培养学生精益求精的实验态度和尊重事实、探求真理的科学态度。

　　【教学策略】

　　实验法、观察法、讨论法。

　　【教学过程】

一、引入新课

二、进行新课

［想想议议］

　　教师：

同学们能设计一个方案来测出小灯泡的功率吗？

　　（同学们已经有了一定的动手经验，并且急着参与，会非常肯定地回答：

能）

　　教师：

大家一定还记得用电器在额定电压下工作时的功率叫（同学们一起说）额定功率。

如果不是在额定电压下的功率叫什么功率？

　　［投影］测量要求：

分别测量以下三种情况下的实际功率。

（1）使小灯泡在额定电压下发光。

（2）使小灯泡两端电压是额定电压的1．2倍，并观察小灯泡亮度。

　　（3）使小灯泡两端电压低于额定电压，并观察小灯泡亮度。

　　教师：

同学们现在可以设计实验，并做好记录。

　　（学生经过以前的探究活动，已能了解实验活动的基本程序，所以，不必过多讨论，用投影提醒学生即可）

　　［投影］

　　［设计实验］

　　●设计思想（实验原理）：

　　●实验电路：

　　●实验器材：

（注明使用器材规格）

　　●实验数据（记录）表格：

　　（教师巡视，及时指导．设计完成后，可以进行实验）

　　［进行实验］

　　●实验操作步骤：

_____________________________________________。

　　●实验现象观察：

_____________________________________________。

　　●实验数据记录：

_____________________________________________。

　　●实验中存在什么问题：

_____________________________________________。

　　（教师提醒学生做第

（2）个实验时，需小心调节滑动变阻器，以免实际电压超过额定电压，因电压过大而烧坏灯泡。

在同学实验的过程中教师要认真巡视，及时指导）

　　［分析和论证］

　　［评估与交流］（实验报告）

　　实验结束，选择2～3组同学利用投影和大家交流。

（要求同学配合投影上台讲解）

　　［投影］

　　第一组实验报告

　　［题目］测量小灯泡的电功率。

　　［实验目的］测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。

　　［实验原理］根据公式P=UI，测出灯两端电压和通过灯泡电流，计算出小灯泡的电功率。

　　［实验电路］根据实验的目的和原理设计如下电路。

　　［说明］用电流表和电压表分别测出通过小灯泡的电流和其两端电压，因为要测量不同电压下的功率，所以电路中要接入滑动变阻器，用来改变小灯泡两端电压。

　　［实验器材］小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。

　　［说明］电源的选择应考虑小灯泡的额定电压，选择大于小灯泡额定电压的1．2倍，但不能过大。

　　实验数据（记录）表格：

实验要求

发光情况

电流（A）

电压（V）

电功率（W）

1

小灯泡在额定电压下工作

2

小灯泡两端电压是额定电压的1．2倍

3

小灯泡两端电压低于额定电压

　　［实验步骤］

　　1．按电路图连接实物电路。

　　2．合上开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。

　　3．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的1．2倍，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。

　　4．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察并做记录。

　　5．断开开关，整理实验器材。

　　［说明］

　　1．按电路图连接实物电路时注意：

（1）连接过程中开关应始终处于断开状态。

（2）根据小灯泡的额定电压值，估计电路中电流、电压的最大值，选择合适的量程，并注意正负接线柱的连接及滑动变阻器正确接法。

　　（3）连接好以后，每个同样检查一遍，保证电路连接正确。

　　2．合上开关前，应检查滑动变阻器滑片是否在最大值的位置上，若不是，要弄清楚什么位置是最大位置并调整。

　　3．调节滑动变阻器的过程中，要首先明白向什么方向可以使变阻器阻值变大或变小，怎么调能使小灯泡两端电压变大或变小。

　　［实验结论］

　　由公式P=IU计算小灯泡的功率。

（将计算结果填入表中，通过分析和比较得出）

　　［结论］

（1）不同电压下，小灯泡的功率不同。

实际电压越大，小灯泡功率越大。

（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。

［评估］

　　能想到问题，我们都考虑，基本上没有什么错误。

     <结束>

　　教师：

我们这组同学非常自信。

大家有什么问题可以互相交流，谈谈你在设计实验及实验过程中有什么新的感想，发现了什么问题？

　　学生：

我们组认为实验中最容易出错的就是滑动变阻器，阻值最大的位置一错，滑动变阻器阻值就从你想的最大成为实际的最小。

合上开关就容易使电表偏转过激。

　　学生：

电流表、电压表的接线也很重要，如果接反了，表针“反打”也会损坏电表的。

　　学生：

实际接线前可以先将实物按电路图中的位置摆放好，然后再连接，这样接起来不容易连接错，检查也容易。

　　学生：

实验过程中，滑动变阻器开始在阻值最大的位置，调节的时候阻值从大到小，小灯泡两端的电压会从小变到大。

测量时为什么不先测低于额定电压时的功率，依次测量等于额定电压和高于额定电压的功率，以免变阻器阻值一会儿变大，一会儿变小，还容易错？

　　学生：

在不是额定电压下工作时，用电器的功率不是额定功率，该叫什么呢？

　　教师：

同学们非常认真，非常棒。

谁能来解释刚才那几个同学的两个问题呢？

　　学生：

（同学讨论）不是额定电压和额定功率时就叫实际电压和实际功率就可以。

　　学生：

我们认为先从低于额定电压开始测也不是不可以，但是先测额定电压更好。

这样在观察小灯泡亮度时有明显的区分，容易观察。

　　教师：

不知道哪组同学对他们的解释满不满意，下去以后可以参照以前实验继续探讨。

　　学生：

老师，我们发现今天测“小灯泡功率”的实验装置与上一章测“小灯泡电阻”时的装置一模一样。

　　教师：

（教师表现很在意）是吗？

还有什么？

　　学生：

测量的内容也一样，都是灯泡两端电压和通过小灯泡的电流。

　　学生：

实验过程中的要求和注意的问题也基本一样……

　　教师：

有不一样吗？

　　学生：

两次测量的目的不同，上次是要测电阻，这次是要测功率。

　　学生：

从今天的测量数据也可以算出小灯泡电阻。

　　教师：

可以的话，大家算一下电阻。

　　学生：

三次测量算出的电阻值基本相同，但有小的差别。

将三次测量的值加起来算平均值就知道小灯泡的电阻了。

　　教师：

大家都求出电阻了吗？

有没有新的发现？

　　学生：

电阻可以求平均值，今天测的功率不能求平均值。

　　学生：

上次多次测量是为了求平均值减小误差，这次是为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况。

　　教师：

同学们分析的非常好，请同学们比较计算电阻的公式R=U/I和计算电功率的公式：

P=UI，式中的电流和电压相同吗？

　　学生：

如果是同一次测量，就是同一个电流值和电压值。

　　教师：

大家将式中的电流替换电压或用电压替换电流，看有什么结果。

　　学生板演：

P=UI=I2R=U2/R（R=U2/R=I2/P）

　　教师：

同学们看变形出来的公式，有什么发现吗？

　　学生：

额定电压下的功率就是额定功率，电灯铭牌上一般标的都有，就可以利用它们直接求小灯泡的电阻。

　　学生：

如果知道小灯泡不是在额定电压下，而是在实际电压下工作时的实际功率。

　　教师：

现在请同学们观察你手中的小灯泡上的额定值，求出小灯泡的电阻。

再求出实际电压下电流值和功率值，和你测量的结果进行比较。

如有误差，分析原因．（也可留在课后完成）

　　哪组同学认为你们的实验非常有特色，可以展示给大家，共同交流。

　　●小实验：

学习用电能表测量家用电器的电功率。

　　教师：

同学们明白电能表铭牌上标的“3000R/KW·h”的物理意义吗？

　　学生：

它表示电路中消耗1度电，电能表的铝盘转动了3000转。

　　教师：

同学们知道该如何利用电能表测量家用电器的电功率吗？

还需要哪些器材？

　　学生：

还要秒表，可以利用公式P=w/t进行计算。

　　学生：

可以先在电路中只接入一个家用电器，设电能表的转数为NR/KW·h，让这个用电器工作一段时间，记下所用的时间t（用小时作单位），并记下电能表所转的圈数n，则用电器的电功率P=n/Nt（单位是千瓦）

三、小结

　　四、练习（课堂作业）

　　五、板书设计

探究——测量小灯泡的电功率

目的：

测量小灯泡的电功率。

结论：

可以使用伏安法测小灯泡的电功率。

【教学评价与反思】

第四节电流的热效应

教材分析：

教材从能量转化的角度提出：

用电器为什么会发热？

从而引入电流的热效应概念，并且展开了研究。

本节内容可以分为两部分，第一部分通过实验探究：

电流的热效应与导体的电