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【大单元整体教学】物理学科人教版九年级全一册
第十八章 分课时设计
课题 电能 电功
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本节电能和电功的知识是建立在日常生活基础上的，通过日常生活中交电费的依据，知道家用电器消耗的是电能。从能量转化的角度来认识电能和电功，它是前面力做功及能量转化在电学中的迁移，本节内容从电能的各种来源、应用和计量等角度来认识电能，把它放在能源的背景下来学习，让学生从物理走向社会，形成节约电能的意识等。
2.学习者分析 学生已经学习了电流、电压、电阻及三个物理量的一些基本性质，认识了欧姆定律，并能够使用欧姆定律解释一些生活中的基本电学现象，解决一些简单电路方面的问题，这为学习电能电功奠定了基础。但在学习过程中可能有一些问题。
3.学习目标确定与教学重难点 （1）从能的转化的角度认识电能，了解电能与我们生活的联系；（2）知道电能的单位和符号；（3）认识电能表，知道电能表上参数表示的意义，会读电能表，会通过电能表计算家庭电费；（4）通过实验探究电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关，能利用电功的公式进行相关的计算。本节教学的重点是电能表的读数和电功的计算。教学难点是对电功概念的理解及利用电功公式进行计算。
4.评价量表 《电能 电功》的评价量表任务列表任务要求（满分：10分）学生自评同学互评教师评价任务一：电能理解电能的概念，能用电能表计算电能（5分）任务二：电功的计算知道电功的计算公式及推导式，能运用公式进行简单计算（5分）
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：引入新课
展示各种各样的发电厂、电源的图片，它们在电路中的作用？人们如何使用电能？ 学生说出不同的电源中能量的转化，总结出：它们是把不同形式的能转化为电能。 创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。
任务二：电能
展示生活中各种用电器的图片，你知道它们的作用吗？【提出问题】电能的单位是什么？电能的单位是kW·h，也叫“度”，物理学中能量的单位是焦耳，它们之间如何换算？1kW·h=__________J 学生说出不同的用电器工作时能量的转化，总结出不同的用电器是把电能转化为不同形式的能。学生阅读课本回答电能的单位。学生利用组合单位的方法把kW·h换算成J。 联系实际，贴近生活，培养分析与总结能力。培养学生自主学习的能力，熟悉单位换算。
任务三：电能的计量
【提出问题】用电器工作的过程就是消耗电能的过程，我们如何知道家里一个月用了多少电？展示电能表的实物，了解电能表的参数。“220V”“10（40）A”“3000revs/(kW·h)”“50～”电能表上显示的数字单位是kW·h（度），最后一位是小数。如上图所示，电能表的示数为4353.6 kW·h。【提出问题】给出一张电费缴费单，你能读出上月家中消耗的电能，需要缴纳的电费吗？【提出问题】学习了电能表的用法，我们就能知道每个月家里会用多少千瓦时的电，可是你知道1千瓦时的电能为我们做什么吗？课件展示1 kW h即一度电的作用 学生思考，说出利用电能表计量消耗的电能。学生阅读课本上电能表的各参数。利用电能表读出一段时间内消耗的电能，计算电费。学生阅读课本中“1kW·h电的作用”，了解电能在社会生活中的重要性。说出其它生活中1kW·h电的作用。 培养观察思考、自学能力，会读电能表。对情感态度和价值观的培养，形成节约用电的意识。【评价标准】理解电能的概念，能用电能表计算电能（5分）理解电能的概念，不能熟练用电能表计算电能（3分）
任务四：电功
展示工作中的用电器。①电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。用电功的大小来量度用电器消耗的电能的多少。②各类用电器都是以电流做功的形式将电能转化为其他形式的能。电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。计算公式：国际单位：焦耳（J） 1焦=1伏·安·秒 注意：应用公式过程中的“同一性”即电路的同一性和单位的同一性。 举例说明电功与电压、电流和通电时间有关。1.手电筒和家用白炽灯的电流差不多，相同时间内白炽灯消耗的电能比手电筒多；2.空调和白炽灯的工作电压相同，但流过空调的电流大，相同时间内空调消耗的电能多；3.同一用电器工作时间越长，消耗电能越多。 结合实例说出电功与电压、电流和通电时间有关，培养学生物理与生活的联系。【评价标准】知道电功的计算公式及推导式，能运用公式进行简单计算（5分）知道电功的计算公式及推导式，不能熟练运用公式进行简单计算（3分）
6.板书设计18.1 电能 电功一、电能1．来源：各种各样的发电厂、电池等，把其他形式的能转化为电能。2. 电能的利用与能量转化：用电器在工作时把电能转化为其他形式的能量。3. 单位：国际单位制中是焦耳，生活中常用度，学名叫千瓦时，符号是kW·h。 1 kW·h=3.6×106 J二、电能的计量：电能表1. 电能表的种类。2. 电能表参数的含义。3. 电能表的读数。4. 通过电能表求用电器消耗电能的方法。三、电功 1. 概念：有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。2. 单位：焦耳或千瓦时。3. 实质：电流做功的过程就是把电能转化为其他形式能的过程。4. 公式：W=UIt
7.作业与拓展学习设计 1．电动车的电用完后可以再充电，它在充电过程中相当于 （选填“电源”或“用电器”），将 能转化为 能；电动车的电动机工作时，将电能主要转化为 能；电饭煲工作时，将电能主要转化为 能。【答案】 用电器 电 化学 机械 内【详解】[1][2][3]电动车在充电过程中消耗电能，相等于电路中的用电器，将电能转化为化学能存储在电池内部。[4]电动车的电动机工作时，消耗电能而运动，将电能转化为机械能。[5]电饭煲工作时，消耗电能而产热，将电能转化为内能。2．电能（1）获取： 提供电能；（2）使用：用电器将电能转化为其他形式的能；（3）单位：①国际单位： ②常用单位： ③换算关系：1kW·h = J（4）测量工具 电能表【答案】 电源 焦耳 千瓦时 3.6×106【详解】（1）[1]根据物理常识可知，电源是提供电能的装置。（3）[2][3][4]在国际单位制中，电能的单位是焦耳，简称焦，符合J；常用单位还有千瓦时，符合kW·h，且1kW·h =3.6×106J。3．一电能表显示月初时月末时则本月用电 kW·h。小明观察到电能表表盘上标明“1200r/（kW·h）”，他将某用电器单独接在该表上，当用电器工作一段时间后，电能表转盘转过60r，则该用电器这段时间消耗的电能是 J【答案】 118.6 【详解】[1]电能表示数最后一位为小数位，则本月用电量为W=3465.4 kW·h-3346.8 kW·h= 118.6kW·h[2]该用电器这段时间消耗的电能是4．有一块手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量为3000mA h，给它充电时，它相当于是一个 ，充满电后，大约储存了 J的电能。【答案】 用电器 39960【详解】[1][2]电池充电和供电是相反的过程，给手机锂电池充电时，手机锂电池相当于用电器，把消耗的电能转化为化学能储存起来，手机锂电池充满电后，存储的电能5．小吴家的电能表5月1日的读数如图甲，6月1日的读数如图乙，若电价为0.5元/度，则小吴家5月份应交电费是（　　）A．33.95元 B．27.75元 C．30.62元 D．277.5元【答案】B【详解】由图示电能表可知：5月1日的读数是612.4kW h，6月1日的读数是667.9kW h；则5月消耗的电能为W＝667.9kW h﹣612.4kW h＝55.5kW h需要交纳的电费为0.5元/kW h×55.5kW h＝27.75元故选B。6．如图所示，电源电压不变，只闭合开关，电流表示数为0.3A，再闭合，电流表示数变化了0.4A。则同时闭合、后，相同时间内、消耗的电能之比为（ ）A．3∶4 B．4∶3 C．7∶3 D．4∶7【答案】A【详解】由图知，只闭合S1时，R1单独接入电路，电流表测R1的电流，则。再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流，两只开关都闭合时，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然为，电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2的电流为I2=0.4A，由于并联电路各支路两端的电压相等，则U1=U2，所以，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为故选A。7．如图所示的电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S，电流表的示数为0.2A，再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.3A．那么闭合S、S1后，在相同的时间内，电流通过两个电阻所做的功之比是（　　）A．2:3 B．3:2 C．5:2 D．1:2【答案】A【详解】当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电流表的示数为通过R1的电流，即I1=0.2A；当再闭合开关S1时，两电阻并联，电流表测干路电流，因为并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以闭合开关S1时通过R1的电流不变；因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流等于电流表的变化量，即I2=0.3A；因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以闭合S、S1后，R1与R2的电功之比为故BCD错误，A正确。故选A。8．A、B是两段材料、长度相同、横截面积不同的导体棒，把它们按如图所示接入电路中（接触良好），下列说法中正确的是（　　）A．电阻关系是 B．通过的电流关系C．两端电压关系是 D．相同时间内电功关系【答案】D【详解】A．电阻的大小与材料、长度、横截面积和温度有关，在其他条件相同时，横截面积越大，电阻越小，由图可知，A的横截面积小于B，所以A的电阻大于B，故A错误；B．根据串联电路电流处处相等可知，A和B串联，所以A的电流大小等于B，故B错误；C．由欧姆定律可知，当电流一定时，A的电阻大于B，所以A的电压大于B，故C错误；D．由电功公式可得，电流一定时，阻值越大的电阻做功越多，所以A电阻的电流做功大于B，故D正确。故选D。9．如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变，电阻的阻值为。闭合开关S后，电压表的示数为，求：(1)通过电路的电流；(2)电阻的阻值；(3)电阻在100s内消耗的电能。【答案】(1)0.4A(2)5Ω(3)80J【详解】（1）由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压。串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电阻R1两端的电压U1=U-U2=6V-2V=4V串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得通过电路的电流（2）电阻R2的阻值（3）电阻在100s内消耗的电能W2=U2It=2V×0.4A×100s=80J10．如图所示，滑动变阻器上标有“；2A”字样，当滑片P在中点时，电流表读数为0.3安，电压表读数为3V，求：(1)电阻；(2)电源电压；(3)滑动变阻器移到右端通电100s，整个电路电流所做的功。【答案】(1)10Ω(2)9V(3)162J【详解】（1）分析电路可知，、串联，电压表测电压，电流表测电路电流。当滑片P在中点时，电流表读数为0.3安，电压表读数为3V，则电阻阻值为（2）此时变阻器的电压为则电源电压为（3）滑动变阻器移到右端通电100s，整个电路电流所做的功为
8.教学反思与改进这节课的内容，表面看简单，学生学习也不会有什么困难，但在教学中发现直接给出电功公式，不能用知识拓展的办法来解决，这对学生接受新知识来讲有一定的困难，这需要从现象的分析人手加深学生的印象，拓展知识的外延。在学习电功的知识时，通过实验创设情景，引导学生猜想，学生设计实验，并通过设计实验表格，使学生注意实验记录，得出结论。在这样的课堂设计中学生不仅对知识的理解加深，还能培养学生的科学探究精神。
作业设计
18.1电能 电功课时作业（时间：20min）
【基础训练】
知识点1：电能
1．在家里经常听父母说：上个月用了多少“度”电。这里说的“度”，是 的单位，在物理学中“度”的名称是 ，符号是 。
【答案】 电能 千瓦时
【详解】[1][2][3]电能的国际单位是焦耳，常用单位是“度”，名称是千瓦时，符号是，且
2．三峡水电站2020年全年累计生产清洁电能1118亿度，合 J（用科学记数法，保留整数），打破单座水电站年发电量世界纪录。水电站发电机工作时将 能转化为电能。
【答案】 4×1017 机械
【详解】[1]因为
1度=1kW·h=3.6×106J
所以
[2]水电站发电机工作时消耗水的机械能，将机械能转化为电能。
知识点2：电能表
3．小明家电能表在月初的示数为4293.6kW h，月末如图所示。若小区的电费为每度电0.6元，则这月小明家应交的电费为 元，请你写一条节约用电的措施 。
【答案】 36 随手关灯
【详解】[1]由图示电能表可知，电能表的示数是4353.6kW h，这个月消耗的电能为
W=4353.6kW h﹣4293.6kW h=60kW h
需要交纳的电费为
0.6元/kW h×60kW h=36元
[2]我们节约用电的措施：随手关灯等。
4．小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，若以当地电价0.6元/度计算，小明家4月份应缴纳电费 元。小明观察家里只开冰箱20分钟，电能表表盘转120r，消耗的电能是 J。
【答案】 144 1.44×105
【详解】[1]电能表计数窗最后一位为小数位。小明家4月份消耗的电能为
W1=6262.3kW·h -6022.3kW·h =240kW·h
故小明家4月份应缴纳电费
240 kW·h×0.6元/ kW·h=144元
[2]只开冰箱20分钟消耗的电能为
知识点3：电功
5．小明家中一周前后电能表示数如表所示，他家这周消耗了 的电能。手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量为2000，则充满电能储存 J的电能。
上周日中午12︰00 本周日中午12︰00
【答案】 22 26640
【详解】[1]电能表最后一位是小数位，则小明家5月份消耗的电能
[2]手机电池充满电后能储存的电能
6．如图所示，电源电压保持不变，其中定值电阻R1=6Ω，R2=8Ω，闭合开关S 后，通过R1的电流为 2A，则通电1min 整个电路消耗 的电能为 。
【答案】2520J
【详解】由图得，定值电阻R1、R2并联，由欧姆定律得，电源电压
R2的电流为
电路总电流为
通电1min整个电路消耗的电能为
【能力提升】
7．北京的道路上行驶着很多公交电车，这种车的车顶上有两根电缆，被称为集电杆，电车通过集电杆与高压电线相连，给电车供电。关于这种电车，下列说法中错误的是（　　）
A．相邻的两辆电车之间是并联关系
B．在等红绿灯时，一些电车会放下电缆，此时相当于断开了电路的开关
C．高压电线相当于电源
D．电车会把电能全部转化为机械能
【答案】D
【详解】A．相邻的两辆电车互不影响，之间是并联关系，故A正确，不符合题意；
B．在等红绿灯时，一些电车会放下电缆，此时相当于断开了电路的开关，电车没有电流经过，故B正确，不符合题意；
C．高压电线相当于电源，给电车提供电压，故C正确，不符合题意；
D．由于存在摩擦，电车会不能把电能全部转化为机械能，故D错误，符合题意。
故选D。
8．如图所示是某同学家里用的电能表，下列说法正确的是（　　）
A．“220V”表示电能表应该接在“0～220V”的电路中使用
B．“600revs/（kW·h）”表示电能表每消耗1度电，表盘转过600转
C．“10（20）A”说明该电能表的标定电流为10安
D．电能表上的数据显示该同学家这个月用电是931.6度
【答案】C
【详解】A．“220V”表示电能表应该接在220V的电路中使用，故A错误；
B．“600r/（kW·h）”表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转600转，不是电能表消耗电能，故B错误；
C．“10（20）A”，10A表示电能表的标定电流，20A是指电能表平时工作时允许通过的最大电流，故C正确；
D．电能表的示数为931.6kW·h＝931.6度，是指电能表接入电路后，电路中用电器消耗总电能，不是该同学家这个月用电；该同学家这个月用电等于月末示数减去月初示数，故D错误。
故选C。
9．如图所示是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（　　）
①电阻R的电阻值是20Ω
②当通过L的电流是0.2A的时候，其消耗的电功是0.2J
③仅把L、R并联在电压是2V的电路中，干路上的电流是0.4A
④仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2A时，它们两端总电压是4V
A．只有②④ B．只有①③
C．只有①② D．只有②③④
【答案】B
【详解】①由图可知，当电阻R两端的电压为4V时，通过它的电流为0.2A，则电阻R的电阻值是
故①正确；
②由图可知，当通过L的电流为0.2A时，其两端电压为1V，但通电时间不详，根据可知，无法求出其消耗的电能，故②错误；
③仅把L、R并联在电压是2V的电路中，L与R两端的电压均为2V，由图可知，此时通过L的电流为0.3A，通过R的电流为0.1A，根据并联电路的电流特点可知，此时干路的总电流
故③正确；
④仅把L、R串联在电路中，由图可知，当通过L与R的电流为0.2A时，R两端的电压为4V，L两端的电压为1V，根据串联电路的电压特点可知，其两端的总电压
故④错误。
故选B。
10．如图甲所示的电路中，电源电压不变，R1的阻值不变，滑动变阻器R2的规格是“100Ω 1A”。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为6V
B．R1的电阻为20Ω
C．当滑片P移到中点时，通过R2的电流为0.2A
D．整个电路电功率最小时，10s内滑动变阻器消耗的电能为12J
【答案】B
【详解】由图可知，灯泡L与变阻器R串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量变阻器R两端的电压。
AB．当电路中的电流I1=0.3A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压
U=I1R2+I1R1=0.3A×20Ω+0.3A×R1①
当电路中的电流I2=0.1A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压
U=I2R′2+I2R1=0.1A×100Ω+0.1A×R1②
联立①②式可得，电源电压U=12V，R1的电阻R1=20Ω，故A错误，B正确；
C．变阻器的最大阻值是100Ω，当滑片P移到中点时，通过R2的电流为
故C错误；
D．由P=UI可知，整个电路电功率最小时，电源电压不变，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流是0.1A，变阻器的阻值是100Ω，10s内滑动变阻器消耗的电能为
W=I22R′2t=(0.1A)2×100Ω×10s=10J
故D错误。
故选B。
11．在如图所示电路中，电源电压保持不变，R1=20Ω，只闭合开关S1，电流表的示数为0.3A，求：
(1)电源电压；
(2)再闭合开关S2，电流表的示数为0.5A，R2的电阻；
(3)当开关S1、S2处于什么状态时，通电时该电路的总功率最大，在最大功率的情况下，通电10min，整个电路消耗的电能。
【答案】(1)6V
(2)30Ω
(3)当开关S1、S2处于闭合状态，1800J
【详解】（1）由图可知，只闭合开关S1，只有R1工作，由可知
U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
（2）再闭合开关S2，R1、R2并联，电流表测量干路的总电流，根据并联电路的特点可知，R1两端的电压和电阻都不变，则通过R1的电流不变，则通过R2的电流
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压
U2=U=6V
由可知，R2的阻值
（3）由可知，电路中的总电阻最小，该电路的总功率最大，所以当开关S1、S2都闭合，R1、R2并联时，电路中的总功率最大，此时电路中的总电流I=0.5A，则在最大功率的情况下，通电10min，整个电路消耗的电能
W=UIt=6V×0.5A×10×60s=1800J
12．如图所示，电源电压恒定，R1的阻值为20Ω，R2的阻值为10Ω。当S闭合，S1、S2断开时，电流表的示数为0.5A。求
(1)电源电压；
(2)通电10s内电路消耗的总电能；
(3)当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数变化了0.4A。则R3的阻值是多大？
【答案】(1)15V
(2)75J
(3)100Ω
【详解】（1）当S闭合，S1、S2断开时，R1和R2串联接入电路中，则电源电压为
U＝I（R1+R2）＝0.5A×（20Ω+10Ω）＝15V
（2）通电10s内电路消耗的电能为
W＝UIt＝15V×0.5A×10s＝75J
（3）当S、S1、S2都闭合时，R2被短路，此时R1和R3并联接入电路中，电流表测干路中的电流，此时的总电阻变小，总电流变大为
此时的电流为
根据并联电流规律，电流为
则阻值为
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