资源简介

第1节 磁现象 磁场
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第1节 磁现象 磁场
教材分析
人教版初中物理八年级下册第二十章第一节，位于电磁学初步部分，是后续学习电流磁场、电磁感应等内容的基础。本节通过磁现象引入磁体、磁极、磁化及磁场概念，衔接了力与运动知识，并为理解电磁相互作用奠定基础，培养学生科学探究素养。内容以磁体性质为核心，通过实验和实例呈现磁极作用规律、磁场方向定义及磁感线描述方法，难点在于抽象的磁场概念及其实验表征。教学中需借助直观实验，如小磁针偏转和铁屑分布，帮助学生理解磁场存在及其方向性，同时结合地磁场实例，增强知识应用能力，目标是让学生掌握磁现象基本规律并形成科学思维习惯，达成对电磁学初步认知的理解与兴趣培养。
学情分析
学生此前已学过一些基本物理现象与概念，对力的作用有一定认识。此阶段学生逻辑思维渐强，对新奇物理现象充满好奇，但对抽象概念理解仍有难度。教材重难点在于理解磁极、磁场、磁化等概念，掌握磁极间相互作用规律、磁场方向规定及磁感线特点，还需了解地磁场及动物利用地磁导航现象。要求学生通过实验探究，从感性认识上升到理性理解，构建磁学知识体系。
教学目标
物理观念：
知道磁体、磁极、磁化等概念，理解磁极间相互作用规律；认识磁场的存在，知道磁场方向的规定；了解磁感线、地磁场概念。
科学思维：
通过分析磁体间相互作用等现象，培养逻辑推理能力；从磁感线模型理解物理建模思想。
科学探究：
经历“想想做做”及磁场方向实验探究，提升观察、分析及动手操作能力，学会归纳总结磁场特点。
科学态度与责任：
养成实事求是的科学态度，了解我国古代磁学成就，增强民族自豪感，认识磁现象在生活中的应用，激发探索物理的热情。
重点难点
教学重点
通过实验观察，掌握磁体的基本性质及磁极间的相互作用规律。
借助小磁针和铁屑实验，理解磁场的存在及其方向的描述方法。
教学难点
通过磁感线模型，理解抽象磁场的空间分布规律。
结合地磁场现象，分析磁偏角产生的原因及其对导航的影响。
课堂导入
同学们，你们有没有玩过一种叫“指南针”的小工具？在古代，没有导航仪和手机地图的时候，人们就靠它来辨别方向。有一次，一位商人带着指南针出海经商，途中遇到了强烈的磁暴，他发现指南针突然变得不稳定，指针乱晃，完全失去了作用。后来才知道，这是地磁场发生了异常变化导致的。那么，为什么指南针平时能准确指向南北，而遇到磁暴就会失灵呢？这背后又藏着什么关于磁现象的秘密呢？今天我们就一起来揭开磁体和地磁场的神秘面纱吧！
探究新知 磁现象
情景导入
请同学们两人一组，完成两个小实验：
实验一：用条形磁铁靠近铁屑、铜片、铝片，观察哪些材料会被吸引；
实验二：将小磁针悬挂起来，待其静止后观察指向，再用另一磁铁的N极靠近小磁针的N极。
引导提问：磁铁能吸引所有金属吗？小磁针静止时为什么总指向固定方向？当两个N极靠近时会发生什么现象？
探讨分析
实验观察
实验一：磁铁只吸引铁屑，对铜片、铝片无作用，说明磁体具有选择性吸引特性。
实验二：小磁针静止时一端指南（S极）、一端指北（N极）；当两N极靠近时，小磁针会转动远离。
分析归纳
磁体性质：只能吸引铁、钴、镍等特定物质，吸引最强的部位称为磁极。
磁极特性：自由转动的磁体具有指向性，同名磁极相斥，异名磁极相吸。
归纳总结
核心知识
磁体性质：能吸引铁、钴、镍等物质，吸引最强的部位叫磁极（N极和S极）。
磁极作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
磁化现象：某些物体在磁体作用下会获得磁性（如钢针磁化后可制指南针）。
生活联系
指南针利用磁体指向性导航；
冰箱贴利用磁体吸铁特性固定物品；
磁化现象在电器（如扬声器）中有重要应用。
实践思考
如何用磁铁和钢针自制指南针？答案：将钢针与磁铁同一方向反复摩擦使其磁化，再用细线悬挂磁化后的钢针，静止时指向南北极。
探究新知 磁场 - 磁场
情景导入
请同学们两人一组，完成两个小实验：
实验一：将小磁针放在桌面上，观察静止时磁针的指向；
实验二：将条形磁铁靠近小磁针（不接触），观察磁针的变化。
引导提问：当磁铁靠近时，磁针发生了什么变化？磁铁和磁针没有接触，为什么磁针会偏转？
探讨分析
实验观察
实验一：静止时磁针始终指向南北方向；
实验二：当磁铁靠近时，磁针发生明显偏转，且磁铁位置改变时偏转方向也改变。
分析归纳
两实验对比说明：磁铁周围存在某种特殊物质，能够使磁针受力偏转，这种作用不需要直接接触。
归纳总结
核心知识
磁场：磁体周围存在的一种看不见、摸不着的特殊物质；
磁场性质：能够对放入其中的磁针产生力的作用，这是判断磁场存在的依据。
生活联系
指南针能指示方向就是因为受到地磁场的作用；
磁悬浮列车利用磁场实现无接触运行。
实践思考
尝试用不同磁铁（如蹄形磁铁、环形磁铁）靠近小磁针，观察偏转情况是否相同？答案：不同形状磁铁产生的磁场分布不同，会使小磁针呈现不同的偏转角度和方向。
探究新知 磁场 - 磁场的方向
实验思路
实验目的
探究磁体周围磁场的方向以及磁场分布情况，理解磁感线的概念及特点。
实验原理
通过在条形磁体和蹄形磁体周围放置小磁针，观察小磁针N极的指向来确定磁场方向；利用撒在磁体周围的铁屑被磁化后类似小磁针的排列情况，形象展示磁场分布，进而引入磁感线来描述磁场，实验过程采用观察对比的方法。
实验器材
条形磁体、蹄形磁体、若干小磁针、一块有机玻璃、适量铁屑、软布（用于包裹磁体）。
进行实验
准备阶段：
先将条形磁体用软布包裹好放在桌面上，如教材图20.1-4所示。
准备好要放置在磁体周围的小磁针以及用于展示蹄形磁体磁场分布的有机玻璃和铁屑等器材。
检查小磁针是否能灵活转动，确保实验顺利进行。
把蹄形磁体放置在合适位置备用。
如图20.1-4所示。
图20.1-4 磁体的哪端是N极？ 2. 条形磁体周围小磁针放置及观察： - 去掉条形磁体外面包裹的布，在它的周围不同位置轻轻放置一些小磁针，注意放置时不要用力过大以免碰坏小磁针或影响其指向。 - 仔细观察每个小磁针静止时N极的指向，并做好记录，可以简单标记出不同位置小磁针N极所指方向。 - 如图20.1-5所示。
图20.1-5 条形磁体的磁场分布 3. 蹄形磁体周围小磁针放置及观察： - 在蹄形磁体的周围同样放置一些小磁针，放置过程要小心细致。 - 认真观察这些小磁针静止时N极的指向，同样做好记录。 4. 利用铁屑展示磁场分布： - 在蹄形磁体上面放一块有机玻璃，在玻璃上均匀地撒一层铁屑。 - 然后轻轻敲打玻璃，使铁屑能够在磁场作用下有规则地排列起来，观察铁屑的排列情况，感受磁场的分布形态。 - 如图20.1-6所示。
图20.1-6 蹄形磁体磁场分布
数据分析
收集数据
磁体类型 小磁针放置位置 小磁针N极指向 铁屑排列形态描述
条形磁体 位置1 方向1 描述1
条形磁体 位置2 方向2 描述2
条形磁体 位置3 方向3 描述3
蹄形磁体 位置1 方向4 描述4
蹄形磁体 位置2 方向5 描述5
处理分析
对比小磁针指向：对比条形磁体和蹄形磁体周围不同位置小磁针N极的指向，分析磁场方向的特点。
观察铁屑排列与小磁针指向关系：观察铁屑排列情况与小磁针指向之间的关联，进一步理解磁场分布与磁场方向的关系。
总结磁感线特点：结合前面观察到的小磁针指向以及铁屑排列情况，总结用磁感线描述磁场时，磁感线的起始和终止位置等特点，如磁体外部磁感线从N极出发回到S极等。
实验结论
通过实验可知，磁体周围不同位置磁场方向不同；可以用磁感线形象地描述磁场，且磁体外部磁感线从磁体的N极出发，回到S极。
误差分析及注意事项
注意事项
放置小磁针时要轻拿轻放，避免影响其指向准确性。
撒铁屑时要尽量均匀，敲打有机玻璃力度要适中，以免铁屑分布过于杂乱或无法正常排列。
实验结束后要及时清理铁屑，妥善保管磁体和小磁针等器材。
误差分析
小磁针本身可能存在磁性不均等情况，影响其指向准确性。
铁屑可能会有粘连等情况，导致其排列不完全准确反映磁场分布。
放置小磁针和观察其指向过程中，可能因外界轻微震动等因素干扰其最终指向记录。
探究新知 地磁场
情景导入
请同学们观察桌面上的小磁针，记录静止时磁针N极的指向；
将多个小磁针分散放置在教室不同位置，观察它们静止时的指向是否一致；
引导提问：为什么所有小磁针静止时都指向同一方向？这个现象说明地球周围可能存在什么？
探讨分析
实验观察
实验现象：所有小磁针静止时N极均指向北方；
对比发现：无论小磁针放在教室哪个位置，指向规律相同。
分析归纳
磁针指向一致性说明存在某种磁场作用；
通过磁针指向可推断地球本身具有磁性。
归纳总结
核心知识
地磁场：地球周围存在的磁场，其形状与条形磁体相似；
磁偏角：地理南北极与地磁两极不重合，我国宋代沈括最早发现此现象。
生活联系
指南针导航应用地磁场原理；
信鸽等生物利用地磁场辨别方向。
实践思考
尝试用手机指南针APP在不同楼层测量方向，观察读数是否完全相同？为什么？ 答案：由于建筑物钢筋结构可能产生局部磁场干扰，不同楼层测量结果可能存在微小差异。
探究新知 科学世界：动物罗盘
情景导入
展示三组图片：信鸽归巢、绿海龟跨洋迁徙、鲨鱼远洋洄游
引导提问：这些动物在长途旅行中靠什么辨别方向？如果把磁铁绑在鸽子身上会发生什么？为什么海龟能准确找到只有88 km 的小岛？
探讨分析
实验观察
对比实验：绑磁铁的鸽子会迷失方向，绑铜棒的鸽子飞行正常
自然现象：磁暴天气或强无线电干扰时，鸽子导航能力失效
现象分析
共同特征：当磁场环境改变时，动物导航能力受影响
特殊案例：鱼类利用海水流动产生的感应电流校正方向
归纳总结
核心知识
生物磁导航：某些动物能感知地磁场进行定向导航
干扰因素：外加磁场/强电磁场会破坏原有导航系统
科学前沿
目前尚未发现动物体内有类似"罗盘"的器官
鲨鱼能检测到海水流动产生的微弱电磁信号
实践思考
观察：为什么信鸽比赛要避开高压电线区域？ 答案：因为高压电线产生的强电磁场会干扰鸽子对地磁场的感知，导致导航失灵。
课堂练习
第1题
【题文】郑和远涉重洋时，采用水罗盘（如图所示）定向（确定方向）。水罗盘的浮针是使用磁针横穿灯芯草制成，静止时磁针针尖会指向南方。下列说法正确的是（　　）
A．水罗盘周围存在若干磁感线
B．水罗盘能定向利用了地磁场
C．磁针的针尖指向地磁的S极
D．磁针的针尖处应标注为“N”
【答案】B
第2题
【题文】关于电与磁现象，下列说法不正确的是（　　）
A．图甲：司南能指示南北是因为受到地磁场的作用
B．图乙：滑动变阻器滑片向右移动时，电磁铁的磁性会减弱
C．图丙：开关闭合后，金属棒ab水平向右运动，说明通电导体在磁场中受到了力
D．图丁：导体AB水平向右运动时，灵敏电流计指针发生偏转，据此人们制造出了电动机
【答案】D
第3题
【题文】某种太阳能摆叶花摆动原理如图-2所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，绕固定点O自由转动。B端固定着一块小磁铁，线圈E有电流时，推动磁铁问左上方运动，使AOB顺时针小幅摆动；立即断电，AOB会自动逆时针摆回来，如此往复。下列说法正确的是（　　）
A．塑料摆叶也可以看成一个杠杆
B．有电流时，线圈E上端的磁极是N极
C．摆叶花叶子摆动与发电机原理相同
D．太阳能电池充电时将电能转化为化学能
【答案】A
板书设计
磁体基本性质
定义：吸引铁钴镍，两端磁极最强
磁极命名：静止指南为S极，指北为N极
相互作用：同名相斥，异名相吸
磁化现象
定义：物体在磁体/电流作用下获磁性
实例：手表走时不准、电视色彩失真
应用：钢针制指南针
磁场与磁感线
磁场特性：无形物质，通过磁针偏转显现
方向规定：小磁针N极指向为磁场方向
磁感线特点：N极出发→S极，描述磁场分布
地磁场
证据：指南针定向
特点：类似条形磁体，地磁两极与地理两极不重合
发现：沈括最早记录磁偏角
应用：动物导航（信鸽、海龟、鲨鳞）
教学反思
本节教学设计以磁现象为主线，通过实验引导学生认识磁体、磁极及磁场的基本性质，并通过磁感线形象描述磁场分布，最后拓展到地磁场及动物导航现象。整体达成课程标准要求，学生能理解磁极相互作用规律及磁场方向概念，但对磁感线的物理意义理解不够深入。成功之处在于实验直观，激发学生兴趣，尤其是地磁场与动物导航的科学世界部分拓宽了学生视野；不足之处是对磁化现象和磁感线的生成性探究较少，学生自主建构知识能力培养不足，需增加相关讨论与练习以深化理解。第1节 电流与电压和电阻的关系
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第1节 电流与电压和电阻的关系
教材分析
该内容位于初中物理教材电学章节的“欧姆定律”部分，是理解电流、电压与电阻关系的基础实验单元。作为电学核心知识的起点，它通过实验探究建立定量关系，衔接电路基础知识与复杂电路分析，培养科学推理与实验设计能力。知识架构以电流与电压、电阻的关系为核心，从实验设计（改变电压或电阻的方法）到数据分析（表格与图像法），形成“猜想→实验→分析→结论”的科学探究链条；呈现方式结合电路图、数据记录表与图像分析，引导学生从实验现象抽象出物理规律。学习难点在于理解控制变量法的应用（保持电阻或电压不变）、掌握滑动变阻器调节电压的原理以及从数据中归纳正比或反比关系。通过实验活动，学生能深化对欧姆定律的理解，提升实验操作与数据分析能力。
学情分析
学生在之前已学习了电压、电流、电阻的基本概念，掌握了电压表、电流表的使用方法，能够正确连接简单电路，并理解欧姆定律的初步表述。当前阶段，学生正处于从具体实验操作向定量分析过渡的时期，具备绘制简单电路图的能力，但对多变量控制实验的设计思路还不够清晰，在数据处理时容易忽略控制变量的重要性，对图像法的运用也较为生疏。教材重点在于通过实验探究电流与电压、电流与电阻的定量关系，难点在于理解控制变量法的具体应用（如探究电流与电阻关系时保持电压不变）、正确设计包含滑动变阻器的实验电路，以及将实验数据转化为图像进行分析。要求学生能独立设计控制变量的实验方案，准确测量并记录数据，运用图像法分析物理量间的定量关系，最终得出欧姆定律的完整表述。
教学目标
物理观念：
理解欧姆定律中电流与电压、电阻的定量关系，掌握相关物理量的测量方法。
科学思维：
通过实验数据分析，建立电流与电压、电阻之间的函数关系，培养逻辑推理能力。
科学探究：
学会设计实验电路，掌握控制变量法探究电流与电压、电阻关系的完整实验流程。
科学态度与责任：
养成严谨的实验操作习惯，认识科学探究在电路分析中的重要性。
重点难点
教学重点：
通过实验操作，掌握电阻一定时电流与电压成正比的关系。
根据实验数据，能用图象法分析电压一定时电流与电阻的反比关系。
教学难点：
理解滑动变阻器在控制电压不变时的调节原理。
结合实验数据，分析不同电阻值下电流变化的定量规律。
课堂导入
生活中，我们常见到这样的场景：调节台灯的旋钮，灯光亮度会发生变化；电动玩具车装上不同节数的电池，行驶速度也不一样。 这些现象背后都与电流、电压等因素有关，为什么改变一些条件，就会有不同的效果呢？电流与电压之间究竟存在着怎样的关系？ 接下来，我们通过实验来探究电阻一定时，电流与电压的关系。
探究新知 实验：探究电流与电阻的关系
实验目的
探究在电阻一定时电流与电压的关系，以及在电压一定时电流与电阻的关系，学会运用控制变量法设计实验、收集与分析数据。
实验原理
通过改变电路中的电压（利用干电池串联、学生电源调压或滑动变阻器调节），测量电阻两端电压U及通过电阻的电流I，分析在电阻不变时I随U的变化规律；在探究电流与电阻关系时，通过更换不同阻值电阻并控制其两端电压不变，分析I随R的变化规律。
实验器材
定值电阻（若干不同阻值，如5Ω、10Ω、15Ω等）、滑动变阻器（如“20Ω 1A”，用于改变电路中的电流和电压）、电压表（0 - 3V、0 - 15V两个量程，测量电阻两端电压，最小分度分别为0.1V、0.5V）、电流表（0 - 0.6A、0 - 3A两个量程，测量通过电阻的电流，最小分度分别为0.02A、0.1A）、干电池（若干节，用于提供电源）、学生电源（可调节输出电压）、导线若干、开关一个。
实验装置
探究电流与电压关系的实验电路如图所示（请同学们自行画出在设计实验部分要求画的能够改变电压并可以同时测量电压和电流的电路图哦，这里暂不展示具体图形啦，要自己动手画才能印象深刻呢）。 探究电流与电阻关系的实验电路也需同学们根据设计实验要求自行画出相应电路图呀。
进行实验
一、探究电流与电压的关系
选择器材与连接电路：
选取一个定值电阻（比如R=5Ω），将电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻、开关用导线按正确顺序连接成串联电路，注意电压表要并联在定值电阻两端，电流表要串联在电路中。连接电路时，开关应处于断开状态。
检查电路连接无误后，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大端，这样可以起到保护电路的作用哦。
测量数据：
闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数分别为某几个不同的值（如1V、2V、3V等）。每次改变滑片位置后，读取电压表的示数U和电流表的示数I，并将数据记录在如下的数据记录表中。
电压（U/V） 电流（I/A）
1
2
3
4
5
- 在读取电压表和电流表示数时，视线要与表盘刻度线垂直，确保读数准确。
重复实验：
更换不同阻值的定值电阻（如10Ω、15Ω等），重复上述步骤，再次测量并记录不同电压下对应的电流值，这样可以多组数据进行分析，使结论更具普遍性呢。 二、探究电流与电阻的关系
选择器材与连接电路：
先选取一个定值电阻（例如R=5Ω），按照设计好的电路图（同学们自己画的那个哦）用导线将各元件正确连接起来，同样要注意电压表并联在定值电阻两端，电流表串联在电路中，开关断开，滑动变阻器滑片移到阻值最大端。
控制电压不变并测量数据：
闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数达到某一确定的值（比如U=3V），并保持不变。这一步很关键哦，要通过仔细调节滑片位置来实现电压恒定呢。
读取此时电流表的示数I，并记录下电阻值R和电流值I在数据记录表中。
电阻（R/Ω） 电流（I/A）
5
10
15
20
25
- 更换不同阻值的定值电阻（如10Ω、15Ω、20Ω、25Ω等），每次更换后，都要再次调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数始终保持为3V，然后读取并记录相应的电流值。
处理分析
数据收集
（上述进行实验部分已列出两个探究实验分别的数据记录表表头，同学们在实际操作过程中要认真记录好具体数据呀）
处理分析
探究电流与电压的关系：
根据记录的数据，分别计算出每组电压和电流对应的比值IU 。观察发现，在电阻一定的情况下，这个比值是近似相等的哦。这说明在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比关系呢。
我们还可以根据数据在图17.1 - 1（ ）中画出图象，把各组数据对应的点准确地标出来，然后将各点平滑地连接起来。会发现得到的图象是一条经过原点的直线，这也直观地证明了电流与电压成正比的关系呀。
探究电流与电阻的关系：
分析记录的不同电阻值和对应电流值的数据，计算出每组电阻和电流的乘积IR。会发现，在电压一定时，这个乘积是近似相等的哦。这表明在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比关系呢。
注意与误差
注意事项
电路连接：连接电路时，要确保各元件连接正确，导线不能出现断路或短路的情况。特别是电压表和电流表的量程要选择合适，避免损坏电表哦。
滑动变阻器操作：在调节滑动变阻器滑片时，要缓慢移动，边移动边观察电压表和电流表的示数变化，确保能准确地调节到所需的电压值或保持电压不变。
读数规范：读取电压表和电流表示数时，一定要视线垂直于表盘刻度线，以保证读数的准确性，减少人为误差呢。
误差分析
电表精度：电压表和电流表本身存在一定的测量精度限制，可能会导致测量的电压和电流值存在微小偏差，从而影响最终结论的准确性。
电路接触：电路中各连接点如果接触不良，可能会使电阻发生变化，进而影响电流和电压的测量值，产生误差。
滑动变阻器阻值变化：滑动变阻器的实际阻值可能与标称阻值存在一定偏差，而且在调节过程中，由于滑片与电阻丝的接触等问题，也可能导致阻值变化不均匀，影响电压和电流的调节效果，带来误差。
交流与评估
思考问题
在探究电流与电压的关系时，如果滑动变阻器的滑片移动后，电压表的示数没有明显变化，可能是什么原因？
在探究电流与电阻的关系时，更换电阻后，无论怎么调节滑动变阻器，都无法使电压表的示数保持不变，又可能是什么原因？ 参考答案
答：可能原因有以下几点哦。一是滑动变阻器可能接错了，比如接成了定值电阻的形式，导致无法改变电路中的电阻，也就不能有效改变电压了；二是滑动变阻器的滑片可能已经滑到了阻值最小端，无法再进一步减小电阻来增大电压啦；三是电路中可能存在断路或短路的情况，使得电压表无法正常测量到变化的电压值呢。
答：可能是因为滑动变阻器的最大阻值太小啦，当更换较大阻值的电阻后，即使将滑动变阻器的滑片移到阻值最大端，也无法分担足够的电压来使定值电阻两端的电压保持不变哦；或者是电路连接存在问题，比如电压表没有真正并联在定值电阻两端，导致测量的不是定值电阻两端的电压，所以无法准确调节其示数保持不变呢。
课堂练习
第1题
【题文】小明利用如图所示的电路“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”，已知电源电压为且保持不变。实验时，小明将电阻箱的阻值调为后，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为，记下电流表示数；分别将电阻箱阻值调为和继续完成该探究实验。下列说法中正确的是（　　）
A．该探究实验的自变量是通过导体的电流
B．该探究实验中滑动变阻器作用是改变导体两端的电压
C．该探究实验可选用最大阻值为的滑动变阻器
D．的阻值由调为后，需要将滑片向A端移动
【答案】C
第2题
【题文】探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。实验过程中，移动滑片，使电压表示数为一固定值，记录电流表示数，多次更换定值电阻重复实验，得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图甲中图线A所示，从而得出结论。在整理器材时，发现电压表指针位置如图乙所示。其他同学通过正确实验操作也进行了上述实验，他们的实验结论一致。下述评估中错误的是（ ）
A．该实验遗漏的实验操作是电压表调零（校零）
B．实验结束后，应先断开开关，再拆除电源两端的导线
C．遗漏的实验操作并未影响结论，是因为实验时定值电阻两端电压仍保持为定值
D．电压表调零（校零）后重新进行实验，得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图甲中的图线C
【答案】D
第3题
【题文】小明利用如图甲所示电路，探究电阻一定时电流与电压的关系，电源电压3V保持不变。他正确连接电路后，闭合开关时就记录了一组数据，他将得到的5组实验数据在坐标系中描点，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．得到的数据中有两组错误数据
B．滑动变阻器的最大阻值为
C．电压表示数为时滑片P恰好在中点
D．不增加器材，将电压表并联在滑动变阻器两端也能完成实验
【答案】D
板书设计
探究电流与电压的关系
实验原理
改变电源/滑动变阻器→电压U变化→测量电流I
数据记录/图象法→分析I与U关系
实验结论
数据/图象分析→I与U成正比（电阻一定）
教学反思
本节课围绕"探究电流与电压、电阻的关系"展开实验教学，通过问题引导设计电路、数据采集与分析，验证欧姆定律。教学基本达成目标，约80%学生能正确连接电路并得出电流与电压成正比、与电阻成反比的结论，但在控制变量法的操作规范性上存在不足。成功之处在于采用双实验对比设计，通过图像分析法直观呈现定量关系，有效培养了学生的数据处理能力；不足之处是电源内阻对实验数据的影响未充分讨论，部分学生在更换电阻时未能严格保持电压恒定，需增加误差分析环节并强化滑动变阻器的操作训练。第1节 电能 电功
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第1节 电能 电功
教材分析
人教版初中物理九年级第十八章第一节，位于电学部分，主要讲解电能及其转化和计量。本节是电学知识的基础，衔接了能量概念与电功率的学习，定量核心为电功公式W=UIt，关联科学素养中的能量守恒观念。内容包括电能的转化形式、单位千瓦时与焦耳的换算、电能表的使用及电功公式推导，呈现方式结合实例与公式推导，便于理解抽象概念。学习难点在于电功公式的应用及单位换算，需通过实例分析帮助学生掌握。教学中应注重实验操作与生活实例结合，强化对电能转化的理解，培养节约用电意识，达成知识与技能目标。
学情分析
学生此前已学过简单的能量知识及单位，对能量转化有初步认识。此阶段学生逻辑思维能力提升，能理解一定的物理概念，但对电能这类较抽象概念的深入理解存在困难，易混淆电能相关概念。教材重难点在于电能单位换算、电能表读数及电功计算公式。要求学生掌握电能单位间换算，会正确读取电能表数据，理解电功与电流、电压、时间的关系，能运用公式进行计算，培养节约电能意识。
教学目标
物理观念：
知道电能的常见转化形式，了解电能的单位“千瓦时”及其与“焦耳”的换算关系；认识电能表，知道其作用及读数方法。
科学思维：
通过分析电能相关现象，理解电能与电功的概念联系，培养逻辑思维能力。
科学探究：
观察电能表的工作情况，学会记录并计算一段时间内消耗的电能，提升观察与计算能力。
科学态度与责任：
认识到电能在生活中的重要性，树立节约电能的意识，增强社会责任感。
重点难点
教学重点
通过实例分析，理解电能与其他形式能量之间的相互转化关系。
结合电能表读数计算，掌握电能消耗量的计算方法。
教学难点
准确理解电功的概念及其与电能消耗的关系。
运用电功公式W=UIt进行实际问题的计算。
课堂导入
同学们，你们有没有想过，为什么家里的空调一开，电费就蹭蹭上涨？假设我们把一个普通家庭的用电情况当作一个小世界，电能就像水流一样，通过电线流入家中，驱动各种电器工作。比如，电灯让我们在夜晚也能看书，电视带给我们娱乐，而冰箱则默默守护着食物的新鲜。但你们知道吗？这些电器“吃掉”的电能其实是可以测量的！就像我们用秤称重一样，电能表就是测量电能的“秤”。那么问题来了：如果一个月家里用了20度电，这20度电到底能做什么呢？它能让电风扇转多久，或者让电视机播放多少部电影呢？
探究新知 电能
情景导入
展示家庭电费账单（投影）："上月用电量：85千瓦时"，同时呈现电热水壶（1500W）、节能灯（10W）和空调（2000W）的功率标签。
引导提问：为什么不同电器消耗的电能不同？"千瓦时"这个单位中的"千瓦"和"小时"分别代表什么物理量？电热水壶工作1小时与节能灯工作1小时消耗的电能有何差异？
探讨分析
实例对比
对比电热水壶（1500W）工作1小时：1.5kW×1h=1.5kW h
节能灯（10W）工作100小时：0.01kW×100h=1kW h
单位拆解
通过功率单位换算：1kW=1000W，1h=3600s
推导关系式：W=Pt → 1kW h=1000W×3600s=3.6×106J
归纳总结
核心知识
电能单位：千瓦时（kW·h）是电能的常用单位，1千瓦时=3.6×10 焦耳
换算原理：1kW h=1kW×1h=1000W×3600s
生活联系
电器功率越大、工作时间越长，消耗电能越多
家庭节电措施：选用节能电器、减少待机时间
实践思考
计算：200W电视机工作5小时消耗多少千瓦时？答案：0.2kW×5h=1kW h
探究新知 电能的计量
情景导入
展示教室内的电能表实物（或图18.1-1），请学生观察铝盘转动与数字变化。
演示实验：
打开电风扇，观察电能表铝盘转速变化；
关闭所有电器后，记录电能表示数，5分钟后再读数对比。
引导提问：铝盘转动快慢说明什么？两次示数之差代表哪个物理量？
探讨分析
实验观察
电风扇功率越大，铝盘转动越快，说明电能消耗速率与用电器功率有关；
关闭电器后示数不变，两次读数差值为这段时间消耗的电能。
数据解析
结合教材示例计算：若月初示数为3250.3 kW·h，月末为3272.9 kW·h，则月用电量=3272.9 3250.3=22.6 kW h。
归纳总结
核心知识
电能表作用：计量用电器消耗的电能，单位千瓦时（kW·h）；
读数方法：月末示数减月初示数，差值即用电量。
生活联系
IC卡电能表需预存金额（图18.1-2），余额不足自动断电；
1 kW·h电可供电扇运行15小时（图18.1-3），凸显节约意义。
实践思考
观察家用电能表，记录连续两天的示数差，计算每日平均耗电量。
答案示例：若首日示数3284.5 kW·h，次日3288.3 kW·h，则日耗电=3288.3 3284.5=3.8 kW h。
探究新知 电功
情景导入
请同学们观察两个生活场景：
手机充电时，充电器会发热；
电风扇工作时，扇叶会转动。
引导提问：这两个现象中，电能分别转化成了什么形式的能量？电流在这个过程中起到了什么作用？
探讨分析
现象观察
场景一：充电器发热说明电能转化为内能；
场景二：电风扇转动说明电能转化为机械能。
概念建立
两种现象的共同点：都是电流通过用电器时，电能转化为其他形式的能。
这种能量转化的过程就是电流做功的过程。
归纳总结
核心知识
电功：电流做功的多少，表示电能转化为其他形式能的多少。
计算公式：W=UIt，其中W表示电功，U表示电压，I表示电流，t表示时间。
生活联系
电热水壶烧水、电灯发光等都是电功的体现；
电费单上的"度"（千瓦时）就是电功的单位。
实践思考
比较两个不同功率（如40W和100W）的灯泡工作相同时间，哪个消耗的电能更多？为什么？ 答案：100W的灯泡消耗电能更多，因为在相同时间内，功率大的灯泡电流做功更多。
课堂练习
第1题
【题文】甲、乙两个LED灯泡的参数如题图所示，假设使用过程中电阻不变，则下列说法中正确的是（　　）
A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
B．当甲灯泡两端的电压减小时，其额定功率减小
C．当乙灯两端的电压为12V时，其实际功率为12W
D．将两灯串联在电压为24V的电路中，乙灯比甲灯亮
【答案】C
第2题
【题文】如图所示为上海科技活动节推出的一处节能环保、可调节室温的江水源热泵技术。在夏天，当江水循环到冷凝器时，利用江水与冷凝器存在的温度差实现降温。下列说法不正确的是（　　）
A．电泵将江水抽上岸时，主要将电能转化为机械能
B．江水降温过程中，主要通过蒸发吸收大量热量
C．用江水降温主要是用了水的比热容较大的特点
D．此技术是通过热传递的方式带走室内热量，从而实现降温
【答案】B
第3题
【题文】如图所示的电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　）
A．抽油烟机 B．电饭锅
C．电风扇 D．电冰箱
【答案】B
板书设计
电能应用
转化形式：光能（电灯）、机械能（电动机）、内能（电热器）
现代应用：信息设备供电、卫星能源转换
电能单位
生活单位：千瓦时（kW·h），俗称"度"
物理单位：焦耳（J）
换算关系：1kW·h=3.6×10 J
电能计量
工具：电能表（机械式/IC卡式/电子式）
读数方法：示数差法（月末-月初）
社会意义：节约用电意识培养
电功本质
定义：电能转化量=电流做功量
计算公式：W=UIt
影响因素：电压U、电流I、时间t
教学反思
本节教学设计以“电能”为核心，通过生活实例引入电能的概念及单位，结合电能表的使用讲解电能计量方法，并引出电功公式。整体达成课程标准要求，学生基本理解电能与电功的关系及计算方法，但对电能表实际读数和电功公式的灵活应用仍有欠缺。成功之处在于紧密联系生活，通过实例增强学生对电能重要性的认识，培养节约用电意识；不足之处是对电能表读数变化及电功公式的推导过程讲解不够深入，部分学生未能完全掌握实际问题的分析方法，需增加相关练习巩固知识。第1节 电压
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第1节 电压
教材分析
人教版初中物理九年级第十六章第一节，位于电学基础部分，起承上启下的作用，衔接电流概念并为后续欧姆定律和电路分析奠定基础。电压是电路中形成电流的原因，其核心在于理解电压的概念、单位换算及测量方法，与科学探究素养紧密相关。知识架构以电压定义为核心，通过实验现象引出电源提供电压的作用，并结合电压表使用说明掌握测量技能。呈现方式采用实例引入、实验探究与理论总结相结合，学习难点在于电压表正确连接及读数方法。教学中需强调电压的实际意义，通过动手实验帮助学生直观理解电压与电流的关系，培养科学思维与实践能力，达成对电压概念的深刻认识。
学情分析
学生此前已学过电流相关知识，对电路概念有一定基础。此阶段学生逻辑思维能力增强，对抽象物理概念的理解能力有所提升，但对较为抽象的电压概念，可能理解不够深入。教材重难点在于理解电压概念、电源与电压关系、电压单位换算及电压表使用。要求学生不仅要掌握电压基本概念与单位换算，还需熟练掌握电压表连接、读数方法，通过实验探究加深对电压的理解。
教学目标
物理观念：
知道电压的概念，了解电源是提供电压的装置；记住电压的单位及换算关系，知道常见电压值。
科学思维：
通过分析小灯泡亮度与电源关系，推理得出电流强弱与电压有关，培养逻辑思维能力。
科学探究：
经历“练习使用电压表”实验，学会电压表的连接与读数，提高动手操作和数据分析能力。
科学态度与责任：
养成认真阅读说明书的习惯，严谨对待实验操作，认识到电压知识在生活中的重要性。
重点难点
教学重点
通过实验观察，理解电压对电路中电流大小的影响。
结合电压表的使用说明，掌握电压表的正确连接和读数方法。
教学难点
准确判断电压表的量程选择及正负接线柱的连接方式。
理解在串联电路中用电器两端电压与电源电压的关系。
课堂导入
大家有没有注意到，家里的电器虽然各不相同，但它们都能正常工作？比如，电灯可以发光，电视能播放节目，冰箱能制冷。这是因为每个电器都需要合适的电压来驱动。想象一下，如果把需要220伏电压的电视机接到一节1.5伏的干电池上，会发生什么呢？显然，电视机根本无法启动。那么，为什么不同的电源能提供的电压不一样？电源又是如何为用电器提供合适电压的呢？今天，我们就从电压的概念出发，一起揭开电源背后的秘密吧！什么是电压？它对电路有什么影响呢？
探究新知 电压
情景导入
请同学们两人一组完成实验：
实验一：按照图16.1-2连接电路，先后用一节和两节干电池供电，观察小灯泡的亮度变化；
引导提问：为什么使用不同数量的电池时，灯泡亮度会不同？这个现象说明了什么？
探讨分析
实验观察
使用一节干电池时，灯泡发出较暗的光；
使用两节干电池时，灯泡明显变得更亮。
分析归纳
电源数量改变导致灯泡亮度变化，说明电流强弱与电源有关；
进一步思考：电源的什么量影响了电流强弱？
归纳总结
核心知识
电压：要使电路中有电流，电路两端必须有电压，用字母U表示；
单位：伏特（V），常用单位还有千伏（kV）和毫伏（mV）；
换算关系：1kV=1000V=103V，1mV=0.001V=10 3V；
电源作用：为用电器两端提供电压。
生活联系
干电池电压约1.5V，家庭电路电压220V，高压电线可达数万伏；
不同设备需要不同的电压，如手机充电器输出电压通常为5V。
实践思考
想一想，为什么手机充电器不能直接使用220V的家庭电压？答案：因为手机内部电路需要的工作电压远低于220V，直接使用会损坏手机，所以需要通过充电器将电压转换为适合的值。
探究新知 电压的测量 - 电压表
情景导入
请同学们分组完成以下“想想做做”实验：
实验一：利用提供的电池、小灯泡、导线等器材，连接简单电路，使小灯泡发光。
实验二：在上述电路中，再接入一个新的电池（注意正负极连接正确），观察小灯泡的亮度变化。
引导提问：小灯泡亮度为什么会发生变化呢？这和电路中的什么因素可能有关呢？
探讨分析
实验观察
实验一：按正确方式连接电路后，小灯泡正常发光。
实验二：接入新电池后，发现小灯泡比之前更亮了。
分析归纳
从实验现象可知，电路中增加电池后，小灯泡亮度改变。因为电池能提供电能，在电路中形成电流让小灯泡发光，而增加电池后可能是某种与电能相关的量发生了变化，从而影响了小灯泡的亮度。
归纳总结
核心知识
电压：电压是使电路中的自由电荷定向移动形成电流的原因。就如同水需要水压才能流动一样，电荷需要电压才能在电路中定向移动。
电压表的使用：用直流电压表测量某元件两端的电压时，应与这个元件并联。应使标有“-”号的接线柱接近电源的负极，另一个接线柱靠近电源的正极。所用量程的最大测量值必须大于被测电路两端的电压。
生活联系
生活中的各种电池，如干电池、手机电池等，其不同的电压能满足不同电器的工作需求，比如手机电池电压一般为3.7V左右，能让手机正常运行。
实践思考
尝试用电压表测量不同节数干电池串联后的总电压，看看是否符合每节干电池电压相加的规律。答案：一般每节干电池电压约为1.5V，将多节干电池串联后，用电压表测量其总电压，会发现总电压约等于各节干电池电压之和。例如两节干电池串联，总电压约为3V。
探究新知 电压的测量 - 实验：练习使用电压表
实验思路
实验目的
学会正确连接电压表并掌握其读数方法，探究在只有一个用电器的电路中，用电器两端电压与电源两端电压的关系。
实验原理
通过将电压表分别与小灯泡两端、电源两端连接，以及与串联电阻和电源连接构成电路，测量不同位置的电压值，对比分析数据，得出相应结论。
实验器材
电压表（量程0 - 3V、0 - 15V，最小分度0.1V）、小灯泡、电源、导线若干、三个串联的电阻、开关。
进行实验
如图16.1-5和图16.1-6所示分别为相关实验连接示意图，按照以下步骤进行实验： 图16.1-5
电路连接准备：
检查实验器材是否完好，电压表指针是否指在零刻度线处。
根据电路图，用导线将电源、小灯泡、开关依次连接成一个简单电路，注意连接要牢固，导线不能交叉。
电压表与小灯泡并联测量：
将电压表标有“ ”号的接线柱连接在靠近电源负极一侧的小灯泡接线柱上，另一个接线柱连接在靠近电源正极一侧的小灯泡接线柱上，使电压表与小灯泡并联。
闭合开关，观察电压表指针偏转情况，待指针稳定后，读取电压表的示数并记录下来，设为U1 。
电压表与电源两端并联测量：
断开开关，将电压表从与小灯泡并联的位置拆下，重新连接，使电压表标有“ ”号的接线柱连接在电源负极，另一个接线柱连接在电源正极，即与电源两端并联。
再次闭合开关，观察电压表指针偏转情况，待指针稳定后，读取电压表的示数并记录下来，设为U2 。
串联电阻与电源连接及电压测量（结合图16.1-6）：
按照图16.1-6所示，将三个串联的电阻与电源用导线连接起来，同时将电压表与被测电阻并联连接好，注意接线柱的正确连接。
在图16.1-6上根据电流从电源正极流出，经过用电器回到电源负极的原则，用箭头标出电流的方向。
闭合开关，观察电压表指针偏转情况，读取此时电压表的示数并记录下来。
数据分析
收集数据
测量位置 电压表示数/V
小灯泡两端 U1
电源两端 U2
串联电阻两端（以图16.1-6为例） U3
处理分析
对比分析：比较电压表在小灯泡两端和电源两端测量得到的电压值U1 和U2 ，看是否相等。
结合串联电阻情况分析：观察在串联电阻电路中电压表的示数U3 ，分析其与电源电压以及各部分电阻之间可能存在的关系（此部分可在后续学习中进一步深入探究）。
实验结论
实验结果表明，在只有一个用电器的电路中，用电器两端的电压与电源两端的电压是相等的。
误差分析及注意事项
注意事项
连接电路时，开关应处于断开状态，防止连接过程中出现短路损坏器材。
电压表要与被测用电器或电源正确并联，接线柱连接要准确。
读取电压表示数时，视线要与表盘刻度线垂直，减小读数误差。
误差分析
电压表本身精度问题可能导致测量值存在一定偏差。
连接电路过程中，若导线接触不良，可能会使电压测量不稳定，影响测量结果。 图16.1-6
课堂练习
第1题
【题文】关于安全用电，下列说法正确的是（　　）
A．电器设备起火可直接用水灭火
B．保险丝烧断后可以用铜丝代替
C．低于220V的电压对人体来说都是安全的
D．使用试电笔辨别火线和零线时，手需接触笔尾的金属体
【答案】D
第2题
【题文】小鲁对生活中常见的物理量进行估计，其中符合实际的是（ ）
A．人体的正常体温约为26℃ B．电磁波在真空中传播的速度约为
C．教室内课桌桌面的宽约为20dm D．教室内日光灯工作时两端的电压为36V
【答案】B
第3题
【题文】如图所示电路，闭合开关后，一灯较亮，一灯较暗，下列说法正确的是（　　）
A．亮的灯电流大，暗的灯电流小
B．亮的灯离电源正极近，暗的灯离电源正极远
C．电压表示数是两端的电压
D．若电压表示数突然变大，可能断路了
【答案】D
板书设计
电压概念
定义：电流产生条件（U表示，单位伏特V）
电源作用：提供用电器两端电压
常见值：干电池1.5V，家庭电路220V，高压线万伏级
电压单位换算
1kV=10 V
1mV=10 V
电压表使用
连接方式：并联
接线原则："-"接负极，量程选择（先大后小）
读数步骤：确认量程→明分度值→读示数
实验结论
单一电路中：用电器电压=电源电压
电压影响：电池数量↑→电压↑→灯泡亮度↑
教学反思
本节教学设计以电压概念为核心，通过实验引导学生理解电压的作用及测量方法，重点讲解电压表的使用规则与读数步骤，并通过对比实验让学生掌握电源两端电压与用电器两端电压的关系。课程基本达成教学目标，学生能初步理解电压概念并学会正确使用电压表，但对电压单位换算的应用不够熟练。成功之处在于实验操作直观，帮助学生建立电压与电流关系的认知，同时培养了动手能力；不足之处是对于电压表读数误差及实际应用中的复杂情况讲解较少，部分学生在连接电路时仍存在错误，需进一步强化练习与指导。第1节 分子热运动
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第1节 分子热运动
教材分析
人教版初中物理九年级第十三章第一节位于分子动理论的开篇，是物质结构与热现象的基础。本节通过分子概念引入，衔接微观粒子与宏观现象，为后续热学知识奠定基础，培养学生微观粒子观和科学推理能力。内容以分子大小、扩散现象及分子间作用力为核心，构建“物质由分子构成—分子运动—分子间作用力”的知识体系，采用实验演示与推理分析相结合的方式呈现。学习难点在于理解分子的不可见性与宏观现象的关联，需借助实验直观展示分子运动与作用力。教学中应注重引导学生从宏观现象推导微观本质，通过动手实验和问题探究，强化对分子运动与作用力的理解，达成对分子动理论初步认识的目标，培养科学思维与探究能力。
学情分析
学生此前已学过物质的基本状态等相关知识，但对微观粒子的构成及运动规律认识不足。初中阶段学生抽象思维开始发展，有一定知识储备，但理解微观抽象概念仍有难度，对微观与宏观联系的把握较弱。教材重难点在于理解分子、原子构成物质，掌握分子热运动特点及分子间作用力关系。要求学生通过实验现象理解微观知识，构建微观模型，学会从微观角度解释宏观热现象。
教学目标
物理观念：
知道常见物质由分子、原子构成，了解分子大小数量级；理解分子热运动及分子间存在引力和斥力，知晓分子动理论初步认识。 科学思维：
通过分析扩散现象等，推理分子的运动情况，培养逻辑推理能力；体会从宏观现象推断微观分子情况的思维方法。 科学探究：
经历气体、液体、固体扩散及扩散与温度关系等实验探究，提升观察、分析能力；通过铅柱结合等演示实验，增强动手和归纳能力。 科学态度与责任：
养成尊重实验事实的科学态度，认识分子动理论对解释热现象的重要性，激发对微观世界探索的兴趣。
重点难点
教学重点
通过观察扩散实验现象，理解分子热运动的概念。
结合铅柱实验，掌握分子间同时存在引力和斥力的特点。
教学难点
理解扩散现象与分子热运动之间的关系。
区分不同物态下分子间作用力的表现差异。
课堂导入
大家有没有注意到，当我们走进花园时，即使没有风，也能闻到阵阵花香？这是为什么呢？其实，这背后隐藏着分子运动的秘密。想象一下，如果把香水喷洒在房间的一角，过一会儿，整个房间都会弥漫着香味。这是因为香水中的分子在不停地运动，并扩散到空气中，最终进入我们的鼻子。那么，分子是如何运动的？它们之间又是否存在相互作用呢？今天，我们就从这个生活中的小现象出发，一起探索物质构成的奥秘吧！为什么分子能让我们闻到香味，却看不见它们的存在呢？
探究新知 物质的构成
情景导入
请同学们观察两个现象：
现象一：打开香水瓶盖，教室后排的同学很快就能闻到香味；
现象二：将一滴墨水滴入清水中，墨水会慢慢扩散开来。
引导提问：为什么香水分子能扩散到整个教室？墨水为什么会自动散开？这些现象说明分子可能具有什么特性？
探讨分析
实验观察
现象一：香水分子从瓶口扩散到整个教室，说明分子在运动；
现象二：墨水分子在水中自发扩散，最终使整杯水变色。
分析归纳
两现象共同表明：物质由微小粒子（分子）构成，分子在不停运动。
归纳总结
核心知识
物质构成：常见物质由分子、原子构成，分子直径约10 10m；
分子运动：分子在不停做无规则运动（扩散现象证明）。
生活联系
花香传播、糖水变甜等现象都是分子运动的结果；
现代科技（如电子显微镜）让我们能直接观察分子。
实践思考
尝试比较热水和冷水中红墨水扩散的快慢，你能得出什么结论？ 答案：热水中扩散更快，说明温度越高分子运动越剧烈。
探究新知 分子热运动
情景导入
请同学们观察两个演示实验：
实验一：将装有红棕色二氧化氮的瓶子与空瓶子对接，抽掉中间玻璃板（图13.1-2）；
实验二：向冷水和热水中分别滴入一滴墨水（教材未编号演示实验）。
引导提问：为什么气体会自发混合？墨水在哪种水中扩散更快？这些现象说明物质内部可能存在什么运动？
探讨分析
实验观察
实验一：二氧化氮气体自发进入上方空瓶，最终两瓶颜色均匀；
实验二：热水中墨水扩散速度明显快于冷水。
对比归纳
气体、液体实验共同现象：物质间会自发相互渗透；
温度对比实验：温度越高，扩散速度越快。
归纳总结
核心知识
扩散：不同物质相互接触时自发进入对方的现象，存在于气体/液体/固体中；
分子热运动：扩散现象证明分子在不停做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈。
生活联系
花香飘散、糖溶入水等现象均属于扩散；
热汤比凉汤更易散发香味，印证温度对分子运动的影响。
实践思考
尝试比较冰糖在热水和冷水中的溶解速度，解释现象原因。答案：热水分子运动剧烈，更快破坏糖分子间作用力，因此溶解更快。
探究新知 分子间的作用力
情景导入
请同学们观察演示实验：
实验操作：将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧压在一起，下面挂重物观察现象。
引导提问：为什么两个铅柱压紧后能承受重物？平时为什么看不见固体分子散开？压缩橡皮和拉伸弹簧时，分子间作用力有什么不同？
探讨分析
实验观察
铅柱压合后吊重物未被拉开，说明分子间存在引力；
固体/液体难压缩（如压瘪矿泉水瓶需用力），说明分子间存在斥力。
对比分析
气体易压缩（如针筒抽气），因其分子间距大、作用力微弱；
固体形状固定（如铁块），因其分子间距小、作用力强。
归纳总结
核心知识
分子间作用力：同时存在引力和斥力；
引力使分子聚集保持体积（解释铅柱实验）；
斥力抵抗压缩（如挤压橡皮）。
物质状态差异：
固体分子间距最小，作用力最强；
气体分子间距最大，作用力可忽略。
生活联系
胶水粘合原理（分子引力）；
轮胎充气（气体分子间距大）。
实践思考
为什么湿抹布能擦掉灰尘，而干抹布不行？（答案：水分子与灰尘分子间引力作用）
课堂练习
第1题
【题文】如图所示，周末妈妈为我的生日准备了一桌丰盛的美食。下列有关说法正确的是（　　）
A．锅中冒出的“白气”是水汽化形成的
B．砂锅煲汤是通过热传递的方式减小内能
C．冰冻食物在解冻的过程中温度不断降低
D．食物香气四溢是因为分子在做永不停息的无规则运动
【答案】D
第2题
【题文】关于粒子和宇宙，下列说法中正确的是（　　）
A．摩擦起电使物体产生电子 B．破镜不能重圆，是因为分子间存在排斥力
C．汤姆生建立了类似行星绕日的核式结构模型 D．面包容易被压缩，不能说明分子间有空隙
【答案】D
第3题
【题文】热学知识与人类生活息息相关。下列说法中正确的是（　　）
A．高压锅可将食物快速煮熟，是因为气压高，沸点低，水可以更快的沸腾
B．夏日花香四溢，说明温度越高，扩散现象越明显
C．内燃机在做功过程中，气缸内气体温度升高，内能增大
D．“一朝秋暮露成霜”霜是露凝华而成的
【答案】B
板书设计
物质构成基础
微粒：分子/原子（直径约10 m）
观测：电子显微镜可见
分子热运动
扩散现象：气体混合/液体渗透/固体渗入
温度影响：热水扩散＞冷水扩散
结论：分子永不停息做无规则运动（热运动）
分子间作用力
引力证据：铅柱压合实验
斥力表现：压缩固体困难
距离规律：近显斥力＞平衡距离＞远显引力
物态差异：固体＞液体＞气体（分子间距/作用力）
分子动理论
三要点：微粒构成+热运动+分子力
教学反思
本节教学设计以分子动理论为核心，通过实验探究分子热运动、扩散现象及分子间作用力，引导学生理解物质构成及分子特性。整体达成课程标准要求，学生基本掌握分子运动与温度关系及分子间作用力特点，但对微观现象的宏观表现联系不足。成功之处在于实验丰富直观，激发学生兴趣并培养科学探究能力；不足之处是部分实验操作时间较长，课堂节奏稍显拖沓，且对分子间距与物态关系的深入分析不够，需增加更多生活实例帮助学生理解抽象概念，同时优化实验环节以提高课堂效率。第1节 家庭电路
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第1节 家庭电路
教材分析
人教版初中物理九年级第十八章第一节，家庭电路的组成位于电学部分，是连接简单电路与安全用电知识的桥梁。本节内容以家庭电路为核心，涵盖电路组成、火线零线识别及安全保护装置等知识点，为后续深入学习电功率和电路故障分析奠定基础，同时培养学生科学用电素养。知识架构包括进户线、电能表、总开关、保险装置、插座及漏电保护器等功能元件，通过图文结合方式呈现，便于理解。学习难点在于试电笔工作原理及三线插头的作用，需借助实验演示帮助学生掌握。教学中应注重实际应用，通过案例分析增强安全意识，达成知识与技能目标。
学情分析
学生此前已学过简单电路组成、串并联电路特点及安全用电的初步知识。此阶段学生逻辑思维有所发展，对物理知识好奇心强，但理解复杂电路仍有难度。教材重难点在于家庭电路各部分作用及连接方式，如电能表、保险装置，还有火线零线判断及试电笔使用，以及三线插头、漏电保护器原理。要求学生掌握电路构成，理解各元件功能，树立安全用电意识，并能联系生活实际分析相关问题。
教学目标
物理观念：
了解家庭电路的组成及各部分作用，知道我国家庭电路电压；明确火线、零线概念，知道三线插头与漏电保护器作用。
科学思维：
通过分析家庭电路各元件连接方式及工作原理，培养逻辑思维能力，体会物理知识在生活中的应用逻辑。
科学探究：
观察试电笔构造及使用方法，经历用试电笔判断火线、零线的探究，提升观察与实践能力。
科学态度与责任：
认识家庭电路知识对生活的重要性，养成安全用电意识，增强对生活中物理现象探索的积极性。
重点难点
教学重点
通过观察家庭电路示意图，掌握家庭电路的基本组成及各部分的功能。
结合试电笔的使用方法，理解火线和零线的区别及其安全作用。
教学难点
准确理解三线插头中接地线的作用及其安全保护原理。
区分空气开关和漏电保护器在电路中的不同功能及其重要性。
课堂导入
同学们，你们有没有遇到过这样的情况：在家用电热水壶烧水时，突然家里的灯全都熄灭了，空调也停止了工作。过了一会儿，爸爸走到配电箱前，摆弄了一下那个黑色的开关，家里又恢复了正常。这是怎么回事呢？为什么一个电器的使用会导致整个家庭电路都断电，而调整那个开关又能解决问题？今天我们就来揭开家庭电路中这个神秘“守护者”——空气开关和漏电保护器的秘密，看看它们是如何保障我们用电安全的！
探究新知 家庭电路的组成
情景导入
请同学们观察教室里的电灯和插座，思考以下问题：
当教室的电灯突然熄灭时，为什么维修师傅要先关闭墙上的总开关？
为什么空调、电饭煲等大功率电器不能同时插在同一个插座上使用？
引导提问：家庭电路是如何保证用电安全的？保险装置在电路中起什么作用？
探讨分析
实验观察
展示简易家庭电路模型（含电能表、总开关、保险丝、用电器），演示：
正常工作时电路状态；
模拟短路时保险丝熔断现象；
对比空气开关跳闸与保险丝熔断的效果。
分析归纳
电能表记录电能消耗，总开关控制整个电路通断；
保险丝/空气开关在电流过大时自动切断电路；
不同电器功率不同，同时使用可能超过线路承载能力。
归纳总结
核心知识
家庭电路组成：进户线→电能表→总开关→保险装置→用电器；
安全机制：总开关隔离电路，保险装置过载保护；
电压标准：我国家庭电路电压220V。
生活联系
电器维修前必须断开总开关；
大功率电器要单独接线；
跳闸后需排除故障才能复位空气开关。
实践思考
观察家中配电箱，记录电能表读数和空气开关位置。思考：为什么冰箱要单独接线？答案：因为冰箱压缩机启动时电流较大，单独接线可避免与其他电器共用线路导致过载。
探究新知 火线和零线
情景导入
请同学们观察两种试电笔（笔式与螺丝刀式），完成以下操作：
实验一：用笔式试电笔检测插座孔，观察氖管发光情况；
实验二：用螺丝刀式试电笔接触电器金属外壳，保持指尖抵住金属帽。
引导提问：为什么接触不同位置时氖管有时亮、有时不亮？试电笔中的大电阻起什么作用？
探讨分析
实验观察
实验一：接触插座右孔时氖管发光，左孔不发光；
实验二：检测漏电的冰箱外壳时氖管发光，正常电器不发光。
原理分析
氖管发光说明形成通路：火线→试电笔→人体→大地→零线；
大电阻限制电流，确保通过人体的电流小于1mA（安全范围）。
归纳总结
核心知识
火线检测：氖管发光说明接触火线或漏电设备；
安全原理：串联高阻值电阻（R≈106Ω）分压，使电流I<0.001A。
生活联系
安装灯泡时必须断开开关，避免火线带电；
发现氖管意外发光时，应立即断开电器电源。
实践思考
为什么不能用湿手操作试电笔？
答案：水会降低人体电阻，导致通过电流超过安全值。
探究新知 三线插头和漏电保护器
情境导入
展示三脚插头实物，让学生观察插头上"L"、"N"、"E"三个标识。
演示实验：用测电笔分别检测通电状态下三孔插座的火线孔和零线孔，观察氖管发光情况。
引导提问：为什么标"E"的插脚比其他两个更长？当电器漏电时，这个插脚如何保护我们？
探讨分析
实验观察
测电笔检测：火线孔使氖管发光，零线孔不发光，说明两孔电势不同。
插头结构：E脚长度最长，确保最先接通最后断开。
原理探究
通过图19.1-5分析电流路径：漏电时电流经金属外壳→E脚→大地，避免通过人体。
对比图19.1-6：当人体触电时，漏电保护器检测到火线/零线电流差异立即跳闸。
归纳总结
核心知识
接地线作用：将漏电电流导入大地，防止触电事故。
安全装置原理：漏电保护器通过检测电流差值（通常＞30mA）切断电路。
生活联系
解释电热水器、洗衣机等金属外壳电器必须使用三脚插头的原因。
强调不可将三脚插头改为两脚使用。
实践思考
观察家用电器的插头，哪些是两脚的？哪些必须是三脚的？为什么？ 答案：台灯、手机充电器等小型电器可用两脚插头；电冰箱、微波炉等金属外壳电器必须用三脚插头，因其外壳可能带电需要接地保护。
课堂练习
第1题
【题文】关于安全用电，下列说法正确的是（　　）
A．电器设备起火可直接用水灭火
B．保险丝烧断后可以用铜丝代替
C．低于220V的电压对人体来说都是安全的
D．使用试电笔辨别火线和零线时，手需接触笔尾的金属体
【答案】D
第2题
【题文】如图为“儿童安全插座”，它具有保护门双层互锁功能，能有效防止触电事故的发生。下列相关说法错误的是（　　）
A．“儿童安全插座”的白色保护门属于绝缘体
B．“儿童安全插座”与家庭电路中其他用电器并联
C．用试电笔笔尖插入L孔，正常情况下试电笔氖管会发光
D．若“儿童安全插座”发生短路，家庭电路的空气开关不会“跳闸”
【答案】D
第3题
【题文】关于安全用电，下列说法错误的是（　　）
A．图甲中，站在地上的人触摸火线，会发生触电事故
B．图乙中，照明电路开关的接法正确，没有安全隐患
C．图丙中，冰箱的金属外壳接地可防止静电和漏电造成的危害
D．图丁中，用试电笔检测家庭电路时手不能接触金属笔尖
【答案】B
板书设计
家庭电路组成
进户线：火线L、零线N
核心部件：电能表→总开关→保险装置→用电器
电压：220V
安全装置
保险丝：电流过大熔断
空气开关：过载自动跳闸
漏电保护器：人体触电时切断
试电笔原理
结构：氖管+大电阻1MΩ
火线检测：电流路径：火线→氖管→人体→大地
安全原因：大电阻限流
三线插头
L(火线)、N(零线)、E(地线)
地线作用：漏电时电流导入大地
连接方式：用电器并联，开关接火线
教学反思
本节教学设计围绕家庭电路的组成展开，通过讲解电能表、总开关、保险装置等功能部件，以及火线零线的区别和试电笔的使用方法，帮助学生理解家庭电路的基本结构与安全用电知识。课程基本达成教学目标，学生对家庭电路的主要组成部分及其功能有了初步认识，但对三线插头和漏电保护器的作用理解不够深入。成功之处在于通过实例和图片使抽象概念具象化，增强了学生的直观感受；不足之处是实验操作环节较少，学生动手能力未能充分锻炼，且对复杂电路（如漏电保护器工作原理）的讲解过于简略，需增加相关模拟实验以强化理解。此外，应加强与生活实际的联系，引导学生分析更多家庭用电问题。第1节 两种电荷
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第1节 两种电荷
教材分析
人教版初中物理九年级第十五章第一节位于电学起始部分，是电学基础内容，起到承上启下的作用，为后续电路、电流等知识奠定基础。本节通过摩擦起电现象引入两种电荷及其相互作用规律，结合原子结构解释摩擦起电本质，并通过实验区分导体和绝缘体，培养学生科学探究能力。知识架构以电荷为核心，涵盖电荷种类、相互作用、电荷量单位、原子结构及导电性分类。学习难点在于理解摩擦起电的本质及电荷的转移过程，需借助实验直观展示电荷间的相互作用与导电性差异，帮助学生突破抽象概念，建立正确的物理模型。目标定位为掌握两种电荷特性及导体绝缘体区别，培养实验操作能力和科学思维，达成对电学初步认知的目标。
学情分析
学生此前已了解一些生活中的简单电学现象，但对电荷本质等知识缺乏系统认知。此阶段学生好奇心强，逻辑思维有所发展，能理解直观实验现象，但对微观抽象概念理解有难度。教材重难点在于理解两种电荷的定义及相互作用规律、摩擦起电本质、原子结构与电荷关系，以及导体和绝缘体的区别与导电原理。要求学生通过实验观察总结规律，构建微观电荷模型，清晰区分相关概念。
教学目标
物理观念：
知道摩擦起电现象，理解两种电荷的定义，掌握电荷间相互作用规律；认识电荷量概念及单位；了解原子结构，知道导体和绝缘体的区别。
科学思维：
通过分析摩擦起电原因，培养逻辑推理能力；从验电器工作原理理解电荷转移思想。
科学探究：
经历电荷间相互作用及导体绝缘体导电性能的实验探究，提升观察与分析能力；通过实验操作，提高动手能力和归纳总结能力。
科学态度与责任：
养成严谨认真的科学态度，体会物理知识在生活中的应用，增强对物理学科的探索兴趣。
重点难点
教学重点
通过实验观察，理解同种电荷相斥、异种电荷相吸的规律。
结合原子结构模型，掌握摩擦起电的微观本质是电子的转移。
教学难点
准确区分导体和绝缘体在电荷转移过程中的不同表现。
理解摩擦起电过程中电子转移与电荷产生的因果关系。
课堂导入
同学们，你们有没有玩过一个有趣的游戏——冬天脱毛衣时，头发会“竖”起来，甚至还能听到噼里啪啦的声音？这是因为干燥的天气让毛衣和皮肤摩擦后带上了电荷，而这些电荷让我们的头发也跟着“不安分”了。其实，这种现象就和我们今天要学习的“两种电荷”有关。当两个物体摩擦时，电子会从一个物体转移到另一个物体上，导致它们带上不同的电荷。那么，为什么同种电荷会互相排斥，而异种电荷却能互相吸引呢？让我们一起探索电荷的秘密吧！
探究新知 两种电荷
情景导入
请同学们观察两个演示实验：
实验一：用丝绸摩擦两根玻璃棒，手持一根靠近另一根悬挂的玻璃棒；
实验二：用毛皮摩擦橡胶棒，靠近悬挂的丝绸摩擦过的玻璃棒。
引导提问：两根玻璃棒靠近时会出现什么现象？橡胶棒与玻璃棒靠近时现象有何不同？这些现象说明电荷间存在怎样的作用规律？
探讨分析
实验观察
实验一：两根被丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时相互排斥；
实验二：毛皮摩擦的橡胶棒与丝绸摩擦的玻璃棒靠近时相互吸引。
分析归纳
相同材料摩擦后的带电体间产生排斥，不同材料摩擦后的带电体间产生吸引；
实验证明自然界存在两种电荷，且同种电荷相斥、异种电荷相吸。
归纳总结
核心知识
电荷种类：正电荷（丝绸摩擦玻璃棒）、负电荷（毛皮摩擦橡胶棒）；
相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；
验电器原理：金属箔带同种电荷后因排斥而张开。
生活联系
冬天脱毛衣时产生的"噼啪"声是电荷相互作用的表现；
静电除尘技术利用异种电荷相吸原理。
实践思考
用塑料尺摩擦头发后吸引碎纸屑，观察现象并解释原因。答案：摩擦使尺子带电，吸引轻小物体，说明带电体具有吸引轻小物体的性质。
探究新知 原子及其结构
情景导入
展示塑料尺与头发摩擦后吸引纸屑的现象，以及气球摩擦后能粘在墙上的实验。
引导提问：为什么摩擦后的塑料尺能吸引纸屑？气球摩擦后为什么能粘在墙上？这些现象与物质的微观结构有什么关系？
探讨分析
实验观察
实验一：用塑料尺摩擦头发后，靠近碎纸屑，观察到纸屑被吸引。
实验二：用气球摩擦毛衣后，靠近墙壁，观察到气球能粘在墙上。
分析归纳
摩擦使物体带电，带电物体能吸引轻小物体。
摩擦起电现象说明物质内部存在可以转移的电荷。
归纳总结
核心知识
原子结构：原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，电子带负电。
摩擦起电：不同物质原子核束缚电子能力不同，摩擦时电子会从束缚能力弱的物体转移到束缚能力强的物体，导致物体带电。
生活联系
冬天脱毛衣时出现的"噼啪"声和火花，是摩擦起电现象。
静电除尘器利用带电物体吸引轻小颗粒的原理工作。
实践思考
尝试用不同材料（如玻璃棒、橡胶棒）摩擦后靠近水流，观察水流是否偏转？为什么？ 答案：水流会偏转，因为摩擦使物体带电，带电物体能吸引轻小物体，包括水流。不同材料摩擦后带电情况不同，但都能使水流偏转。
探究新知 导体和绝缘体
情景导入
请同学们观察两个演示实验：
实验一：用橡胶棒连接带电验电器A和不带电验电器B，观察金属箔变化；
实验二：用金属棒连接相同的验电器组合，对比现象差异。
引导提问：为什么金属棒能让验电器B带电而橡胶棒不能？电荷在不同材料中的移动能力有何区别？
探讨分析
实验观察
橡胶棒连接时：验电器A的金属箔张角不变，B始终闭合；
金属棒连接时：A的张角减小，B的金属箔张开。
现象对比
金属棒组出现电荷转移现象，橡胶棒组无电荷转移。
归纳总结
核心知识
导体：容易导电的物体（如金属、人体），内部有自由电子定向移动；
绝缘体：不易导电的物体（如橡胶、塑料），电荷难以自由移动。
微观解释
金属中存在可自由移动的电子，电荷通过自由电子转移；
绝缘体中电子被束缚，无法自由移动。
实践思考
用铅笔芯（石墨）和塑料尺分别连接验电器，预测并验证电荷转移情况。答案：石墨能使验电器B带电（导体），塑料尺不能（绝缘体）。
课堂练习
第1题
【题文】汽车在干燥环境中行驶时，车身与空气摩擦后会带上电荷。车身带电会吸附灰尘，还有可能引起自燃。有经验的司机会在车尾安装一条与大地相接触的静电消除带（如图所示），它可以将车身带的电荷释放到地面。下列说法正确的是（　　）
A．车身带电是因为与空气摩擦时创造了电荷
B．摩擦后若车身带负电是因为它得到了电子
C．车身与空气摩擦时只有车身带上了电荷
D．车身能够吸附灰尘是因为灰尘带正电荷
【答案】B
第2题
【题文】某物体与硅胶管原来均不带电，用物体摩擦硅胶管后，硅胶管靠近（未接触）自然下垂静止的轻质小球，其相互作用情况如图所示。以下说法中正确的是（　　）
A．轻质小球有可能不带电
B．摩擦后，硅胶管一定带负电
C．摩擦后，物体与轻质小球带异种电荷
D．摩擦后，物体与硅胶管带同种电荷
【答案】C
第3题
【题文】下列几组生活现象与其蕴含的物理知识，对应完全正确的是（　　）
A．如图甲，带正电的物体接触验电器的金属球，两箔片因带异种电荷互相排斥而张开
B．如图乙，油罐车尾部拖着的铁链能将油罐车所带静电导入大地，从而防止静电危害
C．如图丙，利用充电器给手机电池充电，手机电池相当于简单电路中的电源
D．如图丁，有金属外壳的用电器使用三脚插头，目的是防止用电器发生短路
【答案】B
板书设计
两种电荷
正电荷：丝绸摩擦玻璃棒
负电荷：毛皮摩擦橡胶棒
相互作用：同斥异吸
电荷量
定义：电荷多少
单位：库仑（C）
常见值：10 C（摩擦起电）
原子结构
组成：原子核（+）与电子（-）
中性条件：正负电荷量相等
摩擦起电本质：电子转移
导体与绝缘体
导体：金属/食盐水（自由电子）
绝缘体：橡胶/玻璃
检验方法：验电器金属箔张角变化
教学反思
本节教学设计围绕两种电荷展开，通过演示实验引导学生认识电荷间的相互作用、摩擦起电原理及导体与绝缘体的特性。学生基本掌握了正负电荷定义、同种电荷相斥异种电荷相吸的规律，但对原子结构与摩擦起电本质的理解不够深入。成功之处在于实验直观，激发了学生兴趣，帮助理解电荷移动现象；不足之处是对微观层面的讲解较为抽象，部分学生难以理解，且导体与绝缘体的应用拓展不足。依据初中物理课程标准，应强化微观模型构建，增加生活实例分析，提升学生科学思维与知识迁移能力。第1节 能源
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第1节 能源
教材分析
人教版初中物理九年级第十二章第一节位于能源与可持续发展部分，是学生理解能量转化和守恒定律在实际应用中的重要章节，起到承上启下的作用，为后续学习电能与其他形式能量的转化奠定基础。本节内容以能源分类为核心，通过化石能源、一次能源和二次能源的概念构建知识体系，强调能源利用对社会发展的影响，培养学生科学素养。教材采用图文结合的方式呈现，从三峡水电站引入能量转化的实际应用，再到人类利用能源的历史进程，帮助学生理解能源的重要性及分类依据。学习难点在于区分一次能源与二次能源，并理解电能便于输送和转化的特点，教学中可通过实例分析和讨论活动，引导学生掌握能源分类方法及其实际意义，同时渗透可持续发展理念。
学情分析
学生此前已学过能量的初步概念及简单能量转化实例，对常见能量有所认识。此阶段学生逻辑思维能力增强，对新事物有较强好奇心，但对能源相关复杂概念的理解深度和系统性有待提高。教材重难点在于一次能源与二次能源的区分，能源的分类及未来能源发展趋势。要求学生理解不同能源的特点、获取方式及相互关系，认识能源危机及开发新能源的紧迫性，培养能源意识与科学思维。
教学目标
物理观念：
了解能源的概念，知道能源对人类生产生活的重要性；能区分一次能源、二次能源，认识常见能源所属类别。
科学思维：
通过分析能源利用历程，培养归纳总结能力；思考电能优势，体会能源转化与利用的逻辑。
科学探究：
结合能源消耗数据图表，提升数据分析与解读能力；探讨能源开发利用问题，增强思考与交流能力。
科学态度与责任：
认识能源现状，树立节约能源、开发新能源的责任意识，激发探索能源科学的兴趣。
重点难点
教学重点
通过实例分析，理解一次能源和二次能源的概念及区别。
结合能源利用历程，掌握化石能源的特点及其在人类社会发展中的作用。
教学难点
准确区分一次能源和二次能源，并举例说明电能的特殊性。
理解化石能源的不可再生性及其对人类社会可持续发展的影响。
课堂导入
想象一下，你们家停电了，晚上只能点蜡烛做作业，手机也没法充电，甚至连电风扇都不能用，只能靠手动摇扇子降温。这时候，你一定会感叹电的重要性。那么，电是从哪里来的呢？其实，电能并不是自然界直接给我们的礼物，而是通过转化其他形式的能量得来的。比如，三峡水电站利用水的势能发电，把水流的机械能转化为电能；火力发电厂则通过燃烧煤炭，将化学能转化为电能。为什么我们不直接使用煤炭、水能这些一次能源，而是要费劲地转化为电能呢？电能到底有什么特别之处，让它成为现代社会不可或缺的二次能源？今天我们就一起来揭开电能的秘密！
探究新知 导入
情景导入
展示三峡水电站发电过程动画，观察水从高处流下带动水轮机转动的过程。
引导提问：为什么提高水位就能发电？水流带动水轮机转动时，能量发生了怎样的变化？
探讨分析
实验观察
演示实验：用自制水轮机模型（塑料瓶、吸管、小风扇）展示：
将低水位的水流冲击叶片，观察风扇转动情况；
将高水位的水流冲击叶片，对比风扇转动速度变化。
分析归纳
实验现象：水位越高，水流冲击力越大，风扇转动越快。
能量转化过程：水的重力势能→水的动能→水轮机的机械能→电能。
归纳总结
核心知识
能量转化：高处的水具有重力势能，流动时转化为动能，带动发电机转化为电能。
能源应用：水能是可再生能源，通过能量转化提供生产生活所需电能。
生活联系
水力发电、风力发电都遵循能量转化规律；
古代水车灌溉与现代水电站原理相同。
实践思考
观察家用电器的能量来源，思考它们最终转化成了什么形式的能量？ 答案：如电灯将电能转化为光能和热能，电风扇将电能转化为机械能等。
探究新知 人类利用能源的历程
情境导入
展示钻木取火和蒸汽机的历史图片（图22.1-1、22.1-2），请学生观察并思考：
引导提问：从钻木取火到蒸汽机发明，人类获取能源的方式发生了什么变化？为什么说蒸汽机的发明是"新里程碑"？我们现在使用的电灯、手机等设备，是直接消耗一次能源吗？
探究分析
案例分析
对比钻木取火（柴薪）和蒸汽机（煤）两个时代：
柴薪时代：直接燃烧获取能量，但能量转化效率低；
蒸汽机时代：将煤的化学能转化为机械能，实现能量形式的转换。
观察图22.1-3化石能源分布，理解煤/石油/天然气是古代生物能转化而来的一次能源。
推理引导
通过图22.1-4电路示意图，分析电能优势：
发电厂将一次能源（如煤）转化为电能；
电能通过导线传输到千家万户；
用电器将电能转化为光能（电灯）、动能（电扇）等其他形式能量。
归纳总结
核心知识
一次能源：直接从自然界获取的能源（柴薪、煤、石油、天然气、太阳能等）；
二次能源：由一次能源转化而来的能源（如电能）；
能源发展史：柴薪→煤→石油/天然气→多种能源并存。
生活联系
家庭用电是二次能源的典型应用；
新能源电动车相比燃油车，体现不同能源形式的转换。
实践思考
调查家里每月电费单，估算这些电能需要消耗多少煤？（提示：1度电≈0.4kg标准煤）答案：若月用电100度，约消耗40kg煤。
探究新知 21世纪的能源趋势
情境导入
展示家庭电费账单和加油站油价牌照片，提问："你们家每月电费是多少？加满汽车油箱要多少钱？"
引导提问：这些能源从哪里来？如果全世界的汽车同时加油、所有电器同时运转，现有的能源能支撑多久？
探究分析
数据分析
对比教材图22.1-5中1950年（26亿吨）与2007年（160亿吨）标准煤消耗量，计算57年间增长约6倍
按此增速推算，到2064年消耗量可能达960亿吨
推理引导
化石能源形成需要亿万年，但现代开采速度是以"年"计算
类比：就像用吸管喝光游泳池的水，补充速度远跟不上消耗速度
小组讨论
分组列举家中使用的能源类型（如电灯用电、燃气灶用天然气）
讨论若化石能源枯竭，哪些日常活动会受影响最大（如交通、供暖）
归纳总结
核心知识
能源危机：化石能源储量有限与消耗激增的矛盾
新能源开发：风能、水能属于可再生能源，核能是高效新能源
生活联系
我国"西电东送"工程就是利用西部丰富的水能资源
沿海地区建设的风力发电机群可见新能源应用实例
实践思考
观察家里电器能效标识，计算把40W白炽灯换成8W LED灯一年可节省多少度电？ 答案：假设每天使用4小时，40 8W×4h×365≈46.7千瓦时
课堂练习
第1题
【题文】2024年10月30日，神舟十九号载人飞船点火升空，并与空间站组合体成功对接，“太空之吻”再现苍穹。对此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．对接后，以空间站为参照物，神舟十九号飞船是运动的
B．火箭表面的特殊涂层，高温下会升华，吸收大量的热
C．空间站利用太阳能提供能量，太阳能是不可再生能源
D．地面控制中心是通过超声波与空间站内的航天员相互交流信息的
【答案】B
第2题
【题文】如图所示是我国的太阳能无人机“启明星50”，它是第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机，通过在全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法正确的是（　　）
A．太阳能是二次能源
B．太阳能电池板是由超导材料制成的
C．地面通过超声波控制“启明星50”
D．太阳能是太阳内部发生核聚变产生的能量
【答案】D
第3题
【题文】自然界有一些能源一旦消耗就很难再生，因此我们要节约能源。下列能源属于可再生能源的是（　　）
A．石油 B．氢能 C．风能 D．煤炭
【答案】C
板书设计
能源利用历程
钻木取火：柴薪时代（1万年）
蒸汽机：煤时代（工业化）
现代：化石能源（煤/石油/天然气）
能源分类
一次能源：直接获取（化石/风能/太阳能/核能）
二次能源：转化获得（电能→光能/内能/动能）
能源现状
消耗增长：1950年26亿吨→2007年160亿吨
化石能源：不可再生，面临枯竭
新能源方向：核能/风能/水能开发
教学反思
本节教学设计以能源的利用与发展为主线，通过三峡水电站实例引入能量转化与能源分类，结合人类利用能源的历史进程，讲解一次能源、二次能源及化石能源的概念，并探讨21世纪能源趋势与新能源开发的重要性。整体上教学目标基本达成，学生对能源分类及发展趋势有初步认识，但对新能源的应用原理理解不够深入。成功之处在于通过实例和历史脉络串联知识点，增强了学生的宏观认知；不足之处是对复杂概念如核能的讲解过于简略，且缺乏互动环节让学生自主探究能源问题，需在后续教学中增加案例分析与讨论，强化知识内化与应用能力。第1节 热机
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第1节 热机
教材分析
人教版初中物理九年级第十四章第一节，热机位于能量转化与利用部分的开端，是连接内能与机械能的重要桥梁。本节通过实验展示内能转化为机械能的过程，揭示热机工作原理，为后续学习能量守恒及效率奠定基础，同时培养科学探究和工程思维素养。内容以热机种类、构造及工作过程为主线，采用图文结合方式呈现，重点在于理解四冲程汽油机和柴油机的工作原理，难点为能量转化过程及各冲程功能区分。教学中需借助模型和动画演示，帮助学生直观理解复杂结构与动态过程，通过对比分析汽油机与柴油机差异，强化知识掌握，最终实现对热机实际应用的认知与评价能力的提升。
学情分析
学生此前已学过能量转化相关知识，了解内能概念。此阶段学生逻辑思维能力增强，对抽象知识理解能力提升，但对复杂能量转化过程理解可能存在困难。教材重难点在于热机工作原理、汽油机和柴油机工作过程及能量转化。要求学生掌握热机种类，理解内燃机四冲程工作过程及能量转化，区分汽油机与柴油机构造及工作特点，能联系实际认识热机应用。
教学目标
物理观念：
了解热机的概念，知道热机的种类；理解内燃机的工作原理，掌握汽油机和柴油机的工作过程及特点。
科学思维：
通过分析热机工作中能量转化，培养逻辑思维能力；对比汽油机和柴油机，提升归纳总结能力。
科学探究：
观察热机原理演示实验，增强观察与分析能力；讨论热机工作问题，提高合作交流与归纳能力。
科学态度与责任：
养成尊重实验事实的态度，认识热机对社会发展的作用，增强对物理知识应用的关注。
重点难点
教学重点
通过实验观察，理解热机的基本工作原理及能量转化过程。
结合示意图，掌握四冲程汽油机的工作循环及各冲程的特点。
教学难点
准确区分汽油机和柴油机在构造及工作过程中的主要差异。
理解压缩冲程和做功冲程中能量转化的具体过程。
课堂导入
大家有没有注意到，冬天开车时，汽车排气管会冒出白色的气体？这些白气其实是发动机工作时排出的废气遇冷液化形成的。那么，汽车的动力是怎么产生的呢？今天我们就从一个生活中的小实验说起：把水倒入试管并加热，当水沸腾后，橡胶塞会被水蒸气冲出去。这个简单的现象其实蕴含着热机工作的基本原理——通过燃料燃烧释放的内能转化为机械能。类似的原理被应用在汽车的内燃机中，汽油或柴油在汽缸内燃烧产生高温高压气体，推动活塞运动，从而带动整个汽车行驶。那么，你们知道在这个过程中，具体是哪个冲程让汽车获得了动力吗？
探究新知 热机
情景导入
请同学们观察演示实验（图14.1-1）：
观察加热过程中试管内水的变化；
注意橡胶塞被顶出时的现象。
引导提问：为什么加热后橡胶塞会被顶出？这个过程中涉及哪些能量形式的转换？
探讨分析
实验观察
加热时：水吸热汽化，产生大量水蒸气；
现象呈现：橡胶塞在水蒸气压力作用下被顶出，同时听到"砰"的声响。
能量分析
燃料燃烧：化学能→内能（水蒸气）；
塞子冲出：内能→机械能（塞子动能）。
归纳总结
核心知识
热机定义：将内能转化为机械能的装置；
工作原理：燃料燃烧释放内能→推动机械装置做功；
常见类型：蒸汽机、内燃机（汽油机/柴油机）、汽轮机等。
生活联系
汽车发动机就是内燃机，将汽油燃烧的内能转化为车轮转动的机械能；
火力发电厂通过汽轮机将热能转化为电能。
实践思考
观察自行车打气筒使用时的发热现象，思考能量如何转化？ 答案：机械能（活塞运动）→内能（筒壁发热）
探究新知 汽油机
情景导入
请同学们观察四冲程汽油机模型（或动画演示），特别注意活塞运动和阀门开闭情况：
实验一：手动转动曲轴，观察进气门、排气门在何时开启/关闭；
实验二：用打火机模拟火花塞点火，观察活塞被推动的瞬间。
引导提问：活塞往复运动一次完成几个冲程？哪个冲程会产生"嘭"的爆发声？为什么压缩冲程需要用力转动曲轴？
探讨分析
实验观察
实验一：曲轴转两圈完成四个冲程，进气门/排气门交替开启；
实验二：做功冲程火花塞点火后，活塞被明显推动。
流程解析
吸气冲程：进气门开，活塞下行吸入油气混合气；
压缩冲程：双门关闭，活塞上行压缩气体，机械能→内能；
做功冲程：火花塞点火，燃气膨胀推动活塞，内能→机械能；
排气冲程：排气门开，活塞上行排出废气。
归纳总结
核心知识
四冲程循环：吸气→压缩→做功→排气，曲轴转两圈完成一次循环；
能量转化：压缩冲程（机械能→内能），做功冲程（内能→机械能）；
动力来源：仅做功冲程对外输出动力，其他冲程靠飞轮惯性完成。
生活联系
汽车急加速时发动机声音变大，反映做功冲程频率增加；
摩托车启动时要踩踏杆，实质是人工完成压缩冲程。
实践思考
为什么柴油机没有火花塞？答案：柴油机通过压缩气体自燃，压缩比更大（结合后续课程内容延伸）。
探究新知 柴油机
情景导入
展示汽油机和柴油机的剖面模型，引导学生观察关键部件差异。
演示实验：用打气筒快速压缩玻璃管内的空气（管底放置棉花），观察棉花燃烧现象。
引导提问：为什么柴油机不需要火花塞？压缩后的空气能达到什么效果？为什么柴油机更适合重型机械？
探讨分析
实验观察
压缩实验：快速压缩时棉花自燃，说明剧烈压缩可使空气温度超过燃点。
模型对比：柴油机比汽油机多出喷油嘴，缺少火花塞，汽缸壁更厚实。
结构解析
喷油嘴作用：在压缩冲程末喷入雾状柴油，遇高温空气自燃。
高强度设计：柴油机活塞行程更长，缸体更厚以承受高压。
归纳总结
核心知识
点火方式：柴油机通过压缩空气升温自燃，汽油机需要火花塞点火。
功率差异：柴油机压缩比（可达16:1）远高于汽油机（8:1），做功冲程压强更大。
应用特点：笨重但功率大，适用于需要大扭矩的载具。
技术发展
现代改进：高压共轨技术提升燃油效率，涡轮增压减小体积。
实践思考
观察拖拉机启动时的黑烟现象，思考为什么冷启动时柴油燃烧不充分？（答案：低温导致压缩空气温度不足，燃烧不完全）
课堂练习
第1题
【题文】如图，试管里盛适量水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出“白气”推动管口处的纸风车转动。对此过程中的热现象，分析正确的是（　　）
A．水在沸腾过程中，水的内能不变
B．水在沸腾过程中，水的比热容变大
C．玻璃管口冒出的“白气”是扩散现象
D．“白气”使风车转动过程相当于汽油机的做功冲程
【答案】D
第2题
【题文】如图是烈日下联合收割机收麦的场景。下列说法正确的是（　　）
A．发动机的做功冲程中，机械能转化为内能
B．阳光炙烤下的麦穗温度升高，所含的热量变多
C．利用水冷系统给发动机降温，是因为水的比热容较大
D．收割机尾气中的“燃油味”越浓，说明燃料燃烧得不充分，其热值会减小
【答案】C
第3题
【题文】如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法正确的是（　　）
A．管口出现的“白气”是水蒸气
B．水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加
C．水被加热的过程中，其内能是通过热传递的方式改变的
D．水蒸气推出橡胶塞的过程中，水蒸气对橡胶塞做功，其能量转化与汽油机压缩冲程相同
【答案】C
板书设计
热机原理
能量转化：燃料化学能→内能→机械能
实验演示：水蒸气推动塞子（蒸汽机雏形）
内燃机分类
汽油机：火花塞点火，四冲程循环
柴油机：压燃式，喷油嘴结构
四冲程工作循环
吸气→压缩（机械能→内能）
做功（内能→机械能）→排气
动力来源：做功冲程
柴油机特点
高压缩比→大功率
应用：重型机械、发电设备
发展趋势：轻量化降噪
教学反思
本节教学设计以热机为核心，通过演示实验引入能量转化概念，重点讲解四冲程汽油机和柴油机的工作原理及能量转化过程，并结合生活实例帮助学生理解。课程基本达成教学目标，学生能掌握热机的基本工作原理及能量转化形式，但在深入理解压缩冲程与做功冲程的能量转化细节上存在不足。成功之处在于通过实验和图示直观呈现知识，激发学生兴趣，同时联系实际增强应用意识；不足之处是对柴油机与汽油机的对比分析不够深入，未能充分引导学生自主思考能量转化效率问题，且对环保相关内容拓展较少，需进一步优化教学策略以提升学生的综合理解能力。第1节 现代顺风耳——电话
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第1节 现代顺风耳——电话
教材分析
人教版初中物理九年级第21章第1节，位于电学部分，重点讲解电流传递信息的基本原理及应用。本节内容承前启后，既巩固了电路知识，又为通信技术的学习奠定基础，涉及科学、技术与社会的素养关联。教材以电话为例，构建“声-电-声”转换的知识体系，通过话筒、听筒的工作原理呈现电流传递信息的过程，学习难点在于理解模拟信号与数字信号的区别及其优缺点。教学中应借助实验和生活实例，帮助学生直观理解信号转换与传输，培养其科学探究能力。目标定位为掌握电流传递信息的基本方式，理解数字通信的优势，达成对现代通信技术的认知与兴趣激发。
学情分析
学生此前已学过简单电路等电学基础知识，对电流、电路有初步认知。初中阶段学生好奇心强，逻辑思维正发展，知识储备能理解基本物理概念。教材重难点在于电话的工作原理，包括话筒与听筒的信号转换，电话交换机的作用、原理及发展，模拟与数字通信的区别与特点。要求学生理解信号转换本质，明晰交换机工作方式，掌握模拟和数字通信的优劣及应用。
教学目标
物理观念：
了解电话的基本组成（话筒和听筒）及工作原理，知道电话交换机的作用，区分模拟信号与数字信号。
科学思维：
通过分析电话各部分工作原理，培养逻辑思维能力；从模拟和数字信号特点，体会不同信息传递方式的差异。
科学探究：
参与“想想议议”中减少电话线数量的思考，提高分析和解决问题能力；经历对模拟、数字信号优缺点的探究，提升归纳总结能力。
科学态度与责任：
感受科技发展对通信的影响，培养对物理知识应用的探索精神，认识物理知识推动通信技术进步的价值。
重点难点
教学重点
通过分析电话结构，理解话筒将声音转换为电流信号、听筒将电流信号还原为声音的基本原理。
结合电话交换机示意图，掌握交换机通过自动转接提高线路利用率的工作方式。
教学难点
区分模拟信号与数字信号的特点，理解数字信号抗干扰强、便于计算机处理的优势。
运用电话交换机原理，解释"占线"现象与长途通话中信号传输的线路限制问题。
课堂导入
同学们，你们有没有想过，当我们给远方的亲人打电话时，我们的声音是如何穿越千山万水到达对方耳朵里的呢？想象一下，如果不用电话，我们要怎样才能把信息传递给很远地方的人？古代人曾经用过烽火台，用烟雾来传递敌情，但这显然不够方便。而今天，当我们对着话筒说话时，声音会被转化为一种神奇的东西——电流，它沿着电话线奔跑，把我们的问候带到千里之外。那么，电流是怎么“记住”我们声音的样子，并在另一端重新变成声音的呢？是不是所有的电流都能传递声音？让我们一起探索这个奇妙的过程吧！
探究新知 电流把信息传到远方
情景导入
请同学们观察老式电话的实物模型（或教材图21.1-2），两人一组完成以下探究：
实验一：对着话筒轻声说"你好"，观察听筒膜片的振动情况；
实验二：断开电话线连接后再次对话筒说话，观察现象变化。
引导提问：为什么通话时需要电话线？话筒和听筒分别完成了怎样的能量转换？
探讨分析
实验观察
实验一：说话时听筒膜片同步振动，能清晰听到"你好"的复现；
实验二：断开线路后膜片无振动，无法传递声音。
结构解析
展示炭粒话筒剖面模型（图21.1-3）：
声波→膜片振动→炭粒松紧变化→电阻改变→电流变化；
听筒工作原理：
变化的电流→电磁铁磁力变化→铁膜片振动→声波。
归纳总结
核心知识
声电转换：话筒将声信号转换为电信号（声→机械→电）；
电声转换：听筒将电信号还原为声信号（电→磁→机械→声）；
信号传输：变化的电流通过导线实现信息传递。
技术发展
现代电话仍遵循相同原理，但采用更先进的换能器件；
无线通信通过电磁波替代导线传输电信号。
实践思考
尝试用自制"纸杯电话"（棉线连接两个纸杯）与金属线电话对比，体会导线在信号传输中的作用。答案：棉线电话依赖机械振动传播，距离短易衰减；金属线电话通过电流传声，可实现远距离通信。
探究新知 电话交换机
情景导入
请同学们完成"想想议议"活动：
在图21.1-4甲中画出5部电话两两相连所需的电话线（用10条线表示）
尝试在图21.1-4乙中设计一个减少线路数量的连接方案
引导提问：直接连接所有电话线有什么缺点？如何设计才能既减少线路数量，又能保证任意两部电话可以通话？
探讨分析
实验观察
直接连接方案：5部电话需要C52 =10对电话线，线路数量多且浪费材料
优化方案：通过中心节点连接，只需5对电话线（如乙图所示）
分析归纳
两种方案对比：直接连接保证多对同时通话但线路多；中心节点方案节省线路但同一时间只能支持一对通话
关键发现：需要一种既能节省线路又能支持多对通话的设备
归纳总结
核心知识
电话交换机作用：作为转接中心，动态连接需要通话的电话，大幅减少所需线路数量
工作原理：通话时临时接通线路，通话完毕立即断开
发展历程：从人工交换机→自动交换机→程控交换机（计算机控制）
生活联系
解释"占线"现象：交换机间线路繁忙导致
现代功能：来电显示、三方通话等增值服务
实践思考
思考题：为什么学校办公室使用内部短号拨打时不会出现占线，而打外线电话经常占线？ 答案：内部通话通过同一交换机转接，外线通话需要跨交换机连接，线路资源更紧张。
探究新知 模拟通信和数字通信
情境导入
展示两张不同的音乐光盘：一张是早期的黑胶唱片，一张是现代CD光盘。
引导提问：为什么黑胶唱片容易产生杂音，而CD音质更清晰？这两种音乐载体记录声音的方式有什么本质区别？
探讨分析
实验观察
用唱针划过黑胶唱片纹路，观察纹路的连续变化；
用放大镜观察CD表面，发现由无数小坑点组成的规则图案。
对比分析
黑胶唱片：纹路连续变化，直接记录声波形状（模拟信号）；
CD光盘：用"有坑/无坑"两种状态记录信息（数字信号）。
归纳总结
核心知识
模拟信号：电流变化完全模仿声波变化，易受干扰；
数字信号：用不同符号组合传递信息，抗干扰能力强。
生活联系
模拟通信：老式收音机、磁带录音机；
数字通信：手机通话、数字电视。
实践思考
比较固定电话和手机的通话质量差异，思考原因。 答案：固定电话使用模拟信号传输，易受线路干扰；手机采用数字信号传输，抗干扰能力强，因此通话更清晰。
课堂练习
第1题
【题文】如图是一款学生普遍使用的电话手表，让家长可及时准确地掌握孩子的上下学的情况，为学生的安全保驾护航。下表是电话手表的部分参数。有关叙述正确的是（　　）
产品类型 GPS手表
功能 来电提醒，拨打电话，短信收发，精准定位
电池类型 内置3.8V，300mAh凝胶聚合物电池
产品质量 37g
A．手表应用超声波准确定位
B．手表充电时将化学能转化为电能
C．手表一次充满电约消耗电能4100J
D．手表通话时将电信号转化为声信号
【答案】C
第2题
【题文】下列设备是利用电流的热效应这一原理制作而成的是（ ）
A．电暖气 B．电视机 C．电风扇 D．电话机
【答案】A
第3题
【题文】关于电话的听筒和话筒的工作原理，以下说法正确的是（ ）
A．话筒、听筒都是把电信号变成声音 B．听筒利用的原理是电磁感应现象
C．话筒将声信号变成光信号 D．听筒把电信号变成声音
【答案】D
板书设计
电话基本原理
组成：话筒（声→电） + 听筒（电→声） + 电话线
炭粒话筒：声波→电阻变化→电流变化
电磁铁听筒：电流变化→磁力变化→膜片振动
电话交换机
作用：动态连接通话线路
发展：人工→电磁继电器→程控（计算机控制）
功能：缩位拨号/来电显示/三方通话等
通信信号类型
模拟信号：波形模仿声波（易失真）
数字信号：符号组合编码（抗干扰强）
优势：计算机处理/加密/长距保真
教学反思
本节教学设计围绕电话的工作原理、电话交换机及模拟通信与数字通信展开，通过讲解话筒与听筒的结构功能、电话交换机的作用以及两种信号的特点，引导学生理解信息传递的基本过程。课程基本达成目标，学生对电话工作原理有初步认识，但对数字信号优势的理解不够深入。成功之处在于借助生活实例，使抽象知识具象化，激发了学生兴趣；不足在于实验环节较少，未能充分调动学生探究积极性，且对模拟与数字信号对比分析不够透彻，需增加对比练习以强化理解。第2节 串、并联电路中电压的规律
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第2节 串、并联电路中电压的规律
教材分析
该内容位于初中物理教材电学章节的“串联电路电压规律”部分，是电学基础实验单元的重要组成部分。作为衔接欧姆定律与电路分析的关键节点，它通过实验探究串联电路中电压分配规律，强化定量计算能力，培养科学探究与证据推理的核心素养。知识架构以电压规律为核心，从猜想（电压关系假设）到实验验证（分段测量电压），形成“问题→实验→结论”的递进链条；呈现方式结合电路图、实验步骤与数据记录表，引导学生从实际操作抽象物理规律。学习难点在于理解电压的叠加性（各部分电压之和等于总电压）、正确连接电压表及数据分析误差来源。通过实验活动设计，学生能掌握电路连接与电压表使用方法，深化对串联电路电压规律的理解，为后续复杂电路分析奠定基础。
学情分析
学生在之前已经掌握了简单电路的基本组成和连接方法，能够正确使用电流表测量串联和并联电路中的电流，并理解了串联电路电流处处相等的规律。当前阶段的学生正处于从具体操作向抽象思维过渡的关键期，具备初步的电路分析能力，但对电压概念的理解还不够深入，容易将电压与电流混淆，在实验操作中常出现电压表连接错误或量程选择不当的问题。教材重点在于通过实验探究串联和并联电路的电压规律，难点在于理解电压分配原理、正确使用电压表进行多位置测量，以及将实验数据归纳为一般规律。要求学生能够设计完整的实验方案，准确测量不同位置的电压值，分析数据得出串联电路总电压等于各部分电压之和、并联电路各支路电压相等的结论，并理解这些规律在实际电路中的应用。
教学目标
物理观念：
理解串联电路和并联电路中电压的分布规律，掌握电压表的使用方法。
科学思维：
通过实验数据分析，归纳总结串联和并联电路的电压特点，培养逻辑推理能力。
科学探究：
学会设计实验电路，正确测量并记录数据，探究串联和并联电路的电压规律。
科学态度与责任：
养成严谨的实验态度，体会科学探究的乐趣，增强团队合作意识。
重点难点
教学重点：
通过实验测量，掌握串联电路中各用电器两端电压与电源电压的关系。
根据实验数据，归纳并联电路中各支路用电器两端电压与电源电压的关系。
教学难点：
理解串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和的原理。
分析并联电路中各支路电压相等的现象及其与串联电路的区别。
课堂导入
在装饰房间时，常常会用到串联或并联的小彩灯。有些串联彩灯，一个灯泡坏了，整串灯都不亮；而并联彩灯，一个灯泡坏了，其他灯泡依然能亮。 为什么串联和并联的小彩灯会有这样不同的表现呢？在这些电路中，各部分的电压又有着怎样的关系？ 接下来，我们通过实验探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系。
探究新知 并联电路的电压规律
实验目的
探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系，以及并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系，掌握相关电路电压规律的探究方法。
实验原理
在串联电路中，通过电压表分别测量不同位置间（如A与B、B与C、A与C）的电压，分析各测量值之间的关系，来探究用电器两端电压与电源两端电压的关系；在并联电路中，同样用电压表测量各支路用电器两端电压及电源两端电压，进而探究它们之间的关系。
实验器材
不同规格的小灯泡L 、L （用于组成不同情况的串联、并联电路）、电源（提供电能）、电压表（测量电压，量程根据电源电压选择，例如，若电源电压为3V，可选用0 - 3V量程，其最小分度值需根据所选电压表确定）、导线（连接电路各元件）、开关（控制电路的通断）。
实验装置
串联电路实验装置：将小灯泡L 、L 依次用导线连接，组成串联电路，电源、开关接入电路，电压表通过导线分别连接到A与B、B与C、A与C等位置以测量电压，如图16.2-1所示。 图16.2-1 研究串联电路的电压 并联电路实验装置：将小灯泡L 、L 并列连接在电源两端，组成并联电路，电源、开关接入电路，电压表分别连接到小灯泡L 、L 两端及电源两端以测量电压，如图16.2-3所示。 图16.2-3 研究并联电路的电压
进行实验
一、串联电路电压规律探究实验
设计实验电路并画出电路图：
首先，根据串联电路的特点，将小灯泡L 的一端与电源的正极用导线相连，L 的另一端与L 的一端相连，L 的另一端再与电源的负极相连，在电路中合适位置接入开关，这样就组成了串联电路。
然后，按照电路连接情况，画出清晰准确的电路图，标注出各元件符号及连接点（如A、B、C等），确保电路图能准确反映实际电路连接。
选用不同规格的小灯泡L 、L 连接电路：
选取两个不同规格的小灯泡，例如一个额定电压为2.5V，另一个额定电压为3.8V。
将选好的小灯泡按照前面设计好的电路连接方式，用导线准确连接起来，注意连接要牢固，避免出现接触不良的情况。
根据电源电压选择电压表的量程：
先确定所使用电源的电压值，假设电源电压为3V。
由于测量的电压值不会超过电源电压，所以选择0 - 3V的电压表量程，同时要清楚所选量程对应的最小分度值，以便准确读数。
测量电压：
将电压表的两端分别连到A与B（即小灯泡L 两端），闭合开关，此时电压表测量的就是L 两端的电压UAB ，读取电压表的示数并准确记录下来。
接着，把电压表的两端连到B与C（即小灯泡L 两端），再次闭合开关，测量并记录L 两端的电压UBC 。
最后，将电压表的两端连到A与C（即电源两端），闭合开关，测量并记录电源两端的电压UAC 。
改变两个小灯泡的规格，重做上述实验：
更换为另外两种不同规格的小灯泡，比如一个额定电压为1.5V，另一个额定电压为2.2V。
按照前面的步骤重新连接电路、选择电压表量程、测量并记录不同位置间的电压值UAB 、UBC 、UAC 。 二、并联电路电压规律探究实验
设计实验电路图：
根据并联电路的特点，将小灯泡L 的一端与电源的正极用导线相连，同时L 的一端也与电源的正极相连；L 的另一端与电源的负极相连，L 的另一端也与电源的负极相连，在两条支路中分别接入开关，这样就组成了并联电路。
画出准确的电路图，标注清楚各元件及连接点，确保能清晰反映电路连接情况。
电压表要选择合适的量程：
同样先确定电源电压，假设为3V，选择0 - 3V的电压表量程，并明确其最小分度值。
设计实验步骤：
将电压表的两端连接到小灯泡L 两端，闭合对应支路的开关，测量并记录L 两端的电压值。
然后把电压表连接到小灯泡L 两端，闭合其支路开关，测量并记录L 两端的电压值。
最后将电压表连接到电源两端，闭合总开关，测量并记录电源两端的电压值。
设计实验数据表格，如实记录实验数据：
为串联电路和并联电路的实验分别设计数据表格，表格应包含测量位置（如串联电路中的A与B、B与C、A与C等，并联电路中的L 两端、L 两端、电源两端等）、电压测量值等项目，以便清晰准确地记录每次实验的数据。
处理分析
数据收集
串联电路数据收集表格
测量位置 电压测量值（U/V）
A与B（L 两端） UAB1 （第一次测量）
UAB2 （第二次测量）
B与C（L 两端） UBC1 （第一次测量）
UBC2 （第二次测量）
A与C（电源两端） UAC1 （第一次测量）
UAC2 （第二次测量）
并联电路数据收集表格
测量位置 电压测量值（U/V）
L 两端 UL11 （第一次测量）
UL12 （第二次测量）
L 两端 UL21 （第一次测量）
UL22 （第二次测量）
电源两端 U电源1 （第一次测量）
U电源2 （第二次测量）
处理分析
串联电路电压规律分析：
观察每次测量得到的UAB 、UBC 、UAC 的值，对比不同规格小灯泡组成串联电路时的数据。一般会发现UAC 的值近似等于UAB 与UBC 之和，由此可以初步总结出串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端电压之和的规律。
如果某次测量出现偏差，比如UAC 明显不等于UAB 与UBC 之和，可能是由于电压表读数不准确（如视线未与刻度线垂直）、电路连接出现松动导致接触不良影响电压测量等原因，需要仔细检查并重新测量。
并联电路电压规律分析：
查看记录的L 两端、L 两端及电源两端的电压测量值，会发现无论选用何种规格的小灯泡组成并联电路，L 两端电压、L 两端电压几乎都与电源两端电压相等，从而得出并联电路中，各支路用电器两端的电压都与电源两端电压相等的规律。
若出现个别数据偏差，可能是电压表量程选择不当（如量程过大导致读数不够精确）、电路中有短路或断路情况影响电压测量等，要对电路和测量过程进行仔细排查。
注意与误差
注意事项
电路连接：连接电路时，导线要与各元件的接线柱连接牢固，避免出现松动或接触不良的情况，否则可能导致电路不通或电压测量不准确。
电压表使用：
使用电压表前要先调零，确保测量的准确性。
测量时要将电压表并联在被测电路两端，且电压表的正、负接线柱连接要正确，否则会导致电压表指针反向偏转，损坏电压表。
读数时视线要与电压表刻度线垂直，以准确读取电压值。
实验操作：
每次更换小灯泡规格或重新连接电路后，要仔细检查电路连接是否正确无误后再进行测量。
闭合开关进行测量时，动作要轻，避免因用力过猛导致电路元件损坏或连接松动。
误差分析
系统误差：
电压表本身存在一定的精度误差，不同量程的电压表其最小分度值不同，可能导致测量结果存在一定的偏差。
电源电压可能存在微小的波动，虽然一般情况下这种波动对实验结果影响不大，但在精确测量时也可能带来一定误差。
人为误差：
电路连接过程中，如果导线连接不牢固或接线柱拧紧程度不一致，可能会造成接触电阻的变化，从而影响电压测量结果。
电压表读数时，视线不与刻度线垂直会使读数产生误差，另外，在记录数据时可能出现写错数据等人为失误。
偶然误差：
实验过程中可能会遇到外界干扰，如轻微的电磁干扰等，可能会对电压表的测量产生一定影响，导致测量结果出现偶然的偏差。
交流与评估
思考问题
在串联电路实验中，如果电压表的量程选择过大，会对实验结果有什么影响？
在并联电路实验中，若发现L 两端电压与电源两端电压不相等，可能的原因有哪些？ 参考答案
答：如果电压表量程选择过大，会导致电压表的分度值较大，测量时读数不够精确，可能无法准确读出电压的实际值，从而影响对串联电路电压规律的探究和总结，得出不准确的结论。
答：可能的原因有：
电路连接错误，比如L 支路存在断路情况，导致电压表测量的不是正常情况下L 两端的电压。
电压表本身出现故障，测量不准确。
电源电压在测量过程中出现了较大的波动，使得测量时L 两端电压与电源两端电压出现差异。
课堂练习
第1题
【题文】如图，是电学学习中我们很熟悉的四个情境，下列说法正确的是（ ）
A．如图甲，用丝绸摩擦过的两根玻璃棒靠近时，会相互吸引
B．如图乙，金属导体棒中的电流方向是从右到左
C．如图丙，开关闭合后，两灯均正常发光，用导线连接灯两端时，不发光，一定正常发光
D．如图丁，用带有绝缘柄的金属棒MN把验电器A、B连接起来，B的金属箔不会张开
【答案】B
第2题
【题文】如图，电源电压为9V，定值电阻R1为6Ω，电流表的量程为0~3A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R2标有“20Ω　2A”字样。闭合开关，在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（　　）
A．通过电阻R1的电流为1.0A
B．变阻器R2接入电路的最小阻值为4.5Ω
C．电压表的变化范围为4.5V～9V
D．变阻器R2功率的变化范围为4.05W～13.5W
【答案】D
第3题
【题文】如图所示电路，闭合开关、，小灯泡和均正常发光，电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是（　　）
A．小灯泡和串联 B．电流表测量电路的总电流
C．电压表示数等于电源电压 D．若只断开，小灯泡熄灭，正常发光
【答案】C
板书设计
串联电路的电压规律
实验原理
不同规格小灯泡→改变电路参数→测量不同点间电压UAB 、UBC 、UAC
实验结论
测量值分析→UAC =UAB +UBC →串联电路电压规律
教学反思
本节课围绕串联和并联电路的电压规律展开，通过实验探究引导学生设计电路、测量电压并总结规律，重点培养学生实验设计与数据分析能力。教学基本达成目标，约80%学生能正确表述串并联电路的电压特点，但在设计实验步骤和数据记录环节存在规范性不足的问题。成功之处在于通过对比串联与并联的实验设计，强化了学生的电路分析能力，实验环节的梯度设置有效促进了科学探究素养的发展；不足之处是部分学生在电压表量程选择和数据误差分析上缺乏自主判断，对电源内阻影响的讨论不够深入，后续需增加误差分析训练和变式电路设计以提升实验严谨性。第2节 电功率
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第2节 电功率
教材分析
人教版初中物理九年级全一册第十八章第二节位于电学部分，是电功知识的延伸与深化，为后续电能和电路分析奠定基础。本节通过实例引入电功率概念，强调其作为表示电流做功快慢的物理量的重要性，与生活实际紧密相连，有助于培养科学素养。知识架构以电功率定义为核心，涵盖单位换算、计算公式及额定功率概念，呈现方式结合实验与公式推导，直观展现电压变化对电功率的影响。学习难点在于理解电功率与电压的关系及额定功率的实际意义，需通过实验观察和公式应用强化认知，帮助学生掌握电功率的测量方法并解决实际问题。
学情分析
学生此前已学过电功、电压、电流等电学知识，对电能有一定认知。此阶段学生逻辑思维发展，能理解公式推导，但对抽象概念的把握和实际应用能力仍待提高，对复杂物理量关系易混淆。教材重难点是理解电功率概念，掌握其公式推导与单位换算，区分额定功率与实际功率。要求学生不仅记住公式，还需通过实验理解概念，学会测量电功率，明白不同功率概念对用电器工作的影响。
教学目标
物理观念：
理解电功率的概念，知道其单位及换算关系；掌握电功率的计算公式P=tW 和P=UI；明确额定电压、额定功率的含义。
科学思维：
通过分析电功率相关实例，培养逻辑推理能力；能从公式推导理解物理量之间的关系。
科学探究：
观察演示实验，比较不同用电器电流做功快慢，提升观察与分析能力；通过实验探究用电器实际功率与电压的关系，提高动手操作与归纳能力。
科学态度与责任：
养成严谨的科学态度，认识电功率知识在生活中的应用，增强安全用电意识。
重点难点
教学重点
通过实验观察，理解电功率表示电流做功快慢的物理意义。
结合公式推导，掌握电功率的计算方法（P=W/t和P=UI）。
教学难点
区分额定功率与实际功率的概念，理解电压对实际功率的影响。
运用电功率公式进行单位换算（如千瓦时与焦耳的转换）。
课堂导入
大家有没有注意到，家里的空调和台灯虽然都接在同一个插座上，但它们的工作状态却大不相同？比如，炎热的夏天，空调能迅速制冷，而台灯只是安静地发出柔和的光。为什么同样是用电，它们的表现差距这么大呢？其实，这背后的关键就在于“电功率”。电功率就像电流做功的“速度ometer”，它告诉我们电器消耗电能的快慢。如果把电能比作水流，那么电功率就是水流的速度。现在请大家想一想，如果你家里有一台1000W的微波炉和一个20W的节能灯，同时工作1分钟，哪一个会消耗更多的电能呢？
探究新知 电功率
情景导入
请同学们观察演示实验：
实验一：将24W节能灯接入电路，观察电能表铝盘转动速度；
实验二：将500W电吹风机接入同一电路，对比铝盘转动速度。
引导提问：为什么电吹风机工作时电能表转得更快？铝盘转动快慢反映了什么物理量的变化？
探讨分析
实验观察
实验一：节能灯工作时，电能表铝盘缓慢转动；
实验二：电吹风机工作时，铝盘转速明显加快。
数据对比
相同时间内，500W电器比24W电器使铝盘多转约20圈。
原理分析
铝盘转速反映电流做功快慢，转速越快说明单位时间内消耗电能越多。
归纳总结
核心知识
电功率：表示电流做功快慢的物理量，符号P，单位瓦特（W）；
计算公式：P=tW 或P=UI；
单位换算：1kW=103W，1W=103mW。
生活联系
空调功率约1000W，手电筒仅0.5W，说明大功率用电器耗能更快；
发电站功率达百万千瓦，体现大规模能量转换需求。
实践思考
观察家中电器的功率参数，比较电饭煲（800W）与台灯（15W）工作1小时的电能消耗差异。答案：根据W=Pt，电饭煲耗能0.8kW·h，台灯仅0.015kW·h。
探究新知 "千瓦时"的来历
情景导入
展示家庭电费账单（投影某同学提供的真实账单），重点圈出"本月用电量：215千瓦时"字样。
引导提问：1. 电费单上的"千瓦时"与我们学过的哪个物理量有关？2. 为什么电力公司要用"千瓦时"作为电能的计量单位，而不用"焦耳"？
探究分析
公式推导
回顾电功率公式P=tW ，通过变形得到W=Pt，说明电能W与功率P、时间t的关系。
对比单位换算：当P=1kW、t=1h时，W=1kW×1h=1kW·h；若用国际单位计算，1kW·h=1000W×3600s=3.6×10 J。
实例计算
重现教材例题计算过程，特别强调单位换算步骤：
150W=0.15kW（功率单位换算）
3h×30=90h（时间累计）
W=Pt=0.15kW×90h=13.5kW·h（得出生活常用单位）
小组讨论
分组计算：若用国际单位制计算电视机消耗的电能（P=150W，t=90h=324000s），比较两种单位制下的计算便捷性。
讨论结论：大数值电能用焦耳表示过于冗长，千瓦时更符合生活使用需求。
归纳总结
核心知识
电能单位换算：1千瓦时=3.6×10 焦耳
实用计算公式：W=Pt（P用kW、t用h时，W单位为kW·h）
生活联系
解释电费账单计量原理
说明家用电器铭牌功率值的实际意义
实践思考
计算：某节能灯功率11W，每天工作5小时，30天消耗多少千瓦时？（答案：W=0.011kW×150h=1.65kW·h）
探究新知 额定电压 额定功率
情景导入
请同学们观察演示实验：
实验：将标有"36 V 25 W"的灯泡分别接入36 V、24 V和40 V电路中，观察发光情况。
引导提问：为什么同一个灯泡在不同电压下发光亮度不同？这说明了电功率与什么因素有关？
探讨分析
实验观察
36 V时：灯泡正常发光，亮度适中；
24 V时：灯泡发光暗淡，亮度明显降低；
40 V时：灯泡发光强烈，亮度显著增加。
现象分析
电压改变导致灯泡实际功率变化：电压越高功率越大（发光越亮），电压越低功率越小（发光越暗）。
归纳总结
核心知识
额定电压：用电器正常工作时的电压（如灯泡标"36 V"）；
额定功率：用电器在额定电压下的功率（如灯泡标"25 W"）；
实际功率：用电器在实际电压下的功率，随电压改变而变化。
生活联系
电器铭牌（如电吹风"220 V 500 W"）指导我们正确使用电器；
电压不稳时使用稳压器（如图18.2-3），保护电器安全。
实践思考
观察家中电器的铭牌，记录它们的额定电压和功率。思考：若将额定电压220 V的台灯接入110 V电路，会出现什么现象？答案：台灯发光暗淡，因为实际功率低于额定功率。
探究新知 电功率的测量
情景导入
请同学们观察两个实验现象：
实验一：将同一灯泡分别接入1.5V和3V的电路中，比较灯泡亮度变化；
实验二：用电流表测量通过灯泡的电流，用电压表测量灯泡两端的电压。
引导提问：为什么电压升高时灯泡更亮？测量得到的电压和电流值能说明什么？
探讨分析
实验观察
实验一：3V时灯泡更亮，说明电功率与电压有关；
实验二：测得电压U和电流I的数值，发现U×I的值越大，灯泡越亮。
公式推导
根据实验数据验证P=UI：
当U=2V，I=0.3A时，P=0.6W；
当U=3V，I=0.4A时，P=1.2W；
计算结果与亮度变化一致。
归纳总结
核心知识
电功率定义：电流在单位时间内做的功，表示用电器消耗电能的快慢；
测量原理：P=UI，通过测量电压和电流计算实际功率。
生活联系
家电铭牌（如"220V 100W"）就是利用这个原理标定的；
手机快充技术通过提高电压/电流来增大充电功率。
实践思考
如何测量台灯的功率？需要哪些器材？答案：电压表并联、电流表串联接入电路，读取示数后计算乘积。
课堂练习
第1题
【题文】电流按照图甲方向流进LED，LED被点亮，接通图乙电路，LED亮，将LED换成灯泡，灯泡不亮，已知制作水果电池的锌片为负极、铜片为正极，则此过程（　　）
A．M为锌片 B．灯泡一定是坏了
C．能量由水果及金属片装置提供 D．灯泡消耗的功率一定比LED小
【答案】C
第2题
【题文】2月26日，位于西安咸阳国际机场T5航站楼内的博物馆对公众开放，某科技小组了解到，为了保护文物，博物馆内的相对湿度需控制在之间。该小组用手动开关模拟总开关S1、单刀双掷开关模拟湿度传感器控制的自动开关S2、电动机M模拟喷水加湿器、以及加热电阻（加热除湿），设计了湿度控制模拟电路，电源电压为12V。小组进行充分实验后，工作过程总结如下表。下列关于此电路分析正确的是（　　）
湿度 手动开关 自动开关 电动加湿器M 加热电阻R
闭合 接A 24W 不工作
且 断开 接接B 不工作 不工作
闭合 接B 不工作
A．手动开关S1、自动开关S2、电动加湿器和加热电阻都是并联的
B．电动加湿器的电阻为
C．若加热电阻R断路，电动加湿器M仍能正常工作
D．当湿度为时，电动加湿器会为博物馆内喷水加湿
【答案】C
第3题
【题文】如图，甲电路中电源电压保持不变，闭合开关后，将变阻器的滑片由a端向b端移动的过程中，两电压表的示数与电流表的示数变化关系如图乙Ⅰ、Ⅱ所示，则（　　）
A．Ⅱ是灯泡的I﹣U关系图像
B．灯泡最小功率为1W
C．R的最大阻值为2.5Ω
D．电路的最大功率为3.6W
【答案】D
板书设计
电功率概念
定义：电流做功快慢（P=W/t）
单位：瓦特（W）、千瓦（kW）、毫瓦（mW）
换算：1kW=10 W，1W=10 mW
电功率计算
基本公式：P=W/t=UI
变形公式：W=Pt
单位应用：kW·h（1kW·h=1kW×1h）
额定功率
额定电压：正常工作电压
额定功率：额定电压下的功率
实际功率：随电压变化（演示实验）
功率测量
专业测量：功率表
间接测量：P=UI（测U、I）
教学反思
本节教学设计以电功率为核心，通过演示实验和公式推导帮助学生理解电功率的概念、计算方法及额定功率的意义，同时结合生活实例强化应用能力。课程基本达成教学目标，学生能掌握电功率的定义、单位换算及简单计算，但对实际电压变化对电功率影响的理解不够深入。成功之处在于通过实验直观展示电功率差异，激发学生兴趣，并联系生活实际增强实用性；不足之处是对电功率公式的灵活运用训练较少，部分学生在解决复杂问题时存在困难，且对稳压器等延伸知识讲解略显不足，需增加相关练习与拓展内容以巩固理解。第2节 电流和电路
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第2节 电流和电路
教材分析
人教版初中物理九年级第十五章第二节位于电学基础部分，是理解电路工作原理的关键环节，为后续学习欧姆定律和电功率奠定基础。本节通过电流概念引入，衔接了电荷知识，并为电路分析提供定量核心工具，同时培养学生的科学探究素养。内容以电流形成、方向规定及电路基本构成为主线，采用图文结合方式呈现，重点在于电流定义与方向判断，难点是理解正电荷定向移动方向为电流方向的规定及其实际意义。教学中需借助LED实验活动，帮助学生直观感受电流方向，区分短路与短接现象，强化对电路状态的理解，从而达成掌握电流概念、熟悉电路元件符号及正确判断电路状态的目标。
学情分析
学生此前学过简单的电路连接及一些基本电学现象，但对电流本质及相关概念尚未深入理解。初中阶段学生好奇心旺盛，对物理现象充满探究欲望，逻辑思维也在发展，不过对抽象概念理解可能存在困难。教材重难点在于理解电流的形成、方向规定，掌握电路的构成、通路断路短路概念及判断，还有电路图的绘制。要求学生能清晰把握各概念，学会用发光二极管判断电流方向，正确绘制和分析电路图，避免出现短路等错误操作。
教学目标
物理观念：
理解电流的形成原因，知道电流方向的规定；识别电源、用电器等电路元件，掌握电路的构成与状态。
科学思维：
通过分析电流方向及电路状态，培养逻辑思维能力；体会用电路图对实际电路进行建模的思想。
科学探究：
经历利用发光二极管判断电流方向的探究，提升观察与分析能力；通过实验探究短路、短接现象，增强动手及归纳能力。
科学态度与责任：
秉持严谨认真的科学态度，认识电路知识在生活中的应用，激发对电学知识的探索兴趣。
重点难点
教学重点：
1、认识电流、电路,会对通路、断路、短路进行识别并且能认识短路的危害。
2、连接简单的电路,根据实物画出电路图。
教学难点：
根据电路图连接电路和根据电路画电路图;分析电路故障。
课堂导入
电与我们的生活息息相关，我们的生活离不开电。
灯火通明的夜晚点缀了城市的夜景，电视机丰富了我们的业余生活，电冰箱、洗衣机给我们的生活带来了极大的便利……。
请问电是怎么形成的？
探究新知
电流的形成
（1）实验探究：让小灯泡亮起来
【提问】几节干电池、一只小灯泡、一个开关和几根导线，你能不能利用这些器材来使小灯泡发光？
【设计电路与实验】
①如图甲所示，没有电源，无论断开还是闭合开关，灯泡都不亮。
②如图乙所示，断开开关，小灯泡不发光；如图丙所示，闭合开关，加上电源，小灯泡发光.
【实验结论】小灯泡亮起来两个必要条件：
①电路是闭合回路；②电路中有电源。
（2）电流的形成
闭合开关，小灯泡持续发光，说明有电荷持续地流过小灯泡。导线、小灯泡的灯丝都是由金属制成的。金属中有大量的自由电子，没有接电源时，金属内自由电子运动的方向杂乱无章，如图甲所示。接上电源之后，它们就受到了推动力，所以会定向移动，如图乙所示。
可见：电荷的定向移动形成电流。
（3）电路中形成持续电流的条件
①有电源；②电路是连通的。两个条件缺一不可。
探究新知
电流
活动1：
教师出示一只小灯泡，提出问题：“你们能使小灯泡亮起来吗？”
【教师设问】“闭合开关，灯泡亮了，为什么？”引导学生对产生实验现象的原因进行思考；再通过PPT展示动画和讲解帮助学生建立电流形成的模型，以便理解电流的概念.
电流模型
活动2：利用发光二极管判断电流的方向.
①认识常见的发光二极管——LED灯.
分析：LED灯是现代生活中常用的发光元件，设计LED灯活动，体现了“从生活走向物理”的学科理念.
②用LED灯代替小灯泡连入电路，引导学生理解电流是有方向的.
分析：学生连接后闭合开关观察LED灯是否发光，将LED灯接线柱对调，重新接入电路观察灯是否发光.通过现象的对比引发学生的认知冲突，进而思考产生这种现象的原因.通过教师的点拨，让学生认识到电流是有方向的.
【PPT小结展示（板书）】
一、电流
1.闭合开关，小灯泡持续发光，表明有电荷持续地流过小灯泡.
2.电荷的定向移动形成电流.
3.正电荷定向移动的方向规定为电流的方向.
4.电流方向与自由电子的定向移动方向相反.
5.在电源外部，电流的方向是从电源的正极经过用电器流向负极；在电源内部，电流的方向是从电源的负极流向正极.
探究新知
电路图
【过渡语】人们为了能方便地描述电路中元件的连接情况，就用一个个规定的符号来表示电路元件.用元件符号表示电路连接的图就是电路图.
【教师PPT展示】①常见的元件及其符号；②展示之前展示的电饭锅的电路图.

【教师示范】搭建或在课本上找几个简单的电路，选择一个作为示范，老师画出电路图；再让学生画出剩下的对应的电路图.老师点评学生的电路图，并指出画电路图的注意要求.
【教师PPT展示】
一、电路图作图要求
1.电流顺序相同.
2.用统一规定的元件符号.
3.元件位置安排要适当，分布要均匀.
4.整个电路图最好呈长方形，有棱有角，导线要横平竖直.
5.不要将元件画在图拐弯处.
6.交叉相连的导线上要画上实心圆点.
【教师示范】提前准备几个简单的电路图，选择一个作为示范，用画笔代替导线，连接相应的电路；再让学生连接剩下的电路.老师点评学生连接的电路，并指出连电路时需要注意的要求：连接实物图时，导线不能交叉.
【PPT展示小结（板书）】
一、画电路图和电路连接实物图的注意事项
1.画电路图要求元件顺序和实物图中相同、符号正确、元件位置分布均匀；元件不要画在拐角处，交叉的导线要画上实心圆点.
2.连接实物图时，元件顺序要和电路图中相同，导线不能交叉.
探究新知
电路的构成
回顾刚才做实验时用到的实验器材有哪些呢 从而指导学生阅读教材,多媒体出示自学指导题目:
(1)电路由几部分构成 分别是哪几部分
(2)举例说明电路中的各元件在电路中的作用是什么
(3)电路中有持续电流的条件是什么
阅读教材,回答问题。
教师总结:(1)电路的构成:用导线把电源、用电器、开关连接起来组成的电流通路就称为电路。
2.电路元件的作用：
电源:提供电能的装置。如:电池、发电机等。
②用电器：利用电能工作的装置(即消耗电能的装置)。
导线:输送电能。
③开关：控制电路的通断。
(2)电路中有持续电流的条件:①要有电源;②电路是闭合的。
提出问题:你见过的电源、用电器、开关、导线还有哪些
多媒体展示几种电源、用电器、开关、导线。
电源：
用电器：
开关：
探究新知
电流的方向
1. 电流的方向
【过渡】实际上形成电流的电荷有两种（正电荷、负电荷），电路中有电流时，发生定向移动的电荷可能是正电荷，也可能是负电荷，还有可能是正负电荷同时向相反的方向定向移动。电流的方向是怎样规定的呢？
【讲解】
（1）物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。根据电流方向的规定，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，如图所示。
【分析】电路中电流的流动情况
（2）电路中电流的方向
①按照电流方向的规定，当电池、导线、小灯泡组成一个回路闭合时，在电源外部，电流的方向是从电源正极经过开关、小灯泡流向电源负极（如图所示）。在电源内部，电流从电源负极流向电源正极。
电流形成一条闭合的回路：正极→开关→小灯泡→负极→正极。
②电路中自由电子移动的方向
金属导体中的电流是自由电子定向移动所形成的。自由电子带负电，所以在电路中，自由电子定向移动的方向与电流的方向相反.
负极→小灯泡→开关泡→正极→负极。
2. 利用发光二极管判断电流方向
【讲解】
（1）发光二极管也叫LED，具有单向导电的特点。长腿为正极，短腿为负极。电流只能从正极流入，从负极流出，即单向导电。
【实验并归纳】
（2）把电源、电键、发光二极管用导线连接起来，闭合电键，观察发光二极管是否亮？
可根据发光二极管是否发光就可判断电路中是否有电流及电流方向.
电源正极与发光二极管的正极相接时，二极管发光；电源正极与发光二极管的负极相接时，二极管不发光。
【播放视频】①《电流的方向》；②《利用发光二极管判断电流的方向》
【例题1】下列说法中正确的是（ ）
A．正电荷的定向移动形成电流
B．用电器中有电流通过，用电器一定接了电源而且电路是闭合的
C．导体中都有大量的自由电子，因此导体容易导电
D．金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向相同
【答案】B.
【解析】A．正、负电荷的定向移动都能形成电流，故A错误；
B．形成电流的两个条件：一是电路中有电源；二是电路是闭合回路。用电器中有电流通过，用电器所在电路一定接电源且电路是闭合的，B正确；
C．金属导体中有大量的自由电子，因此金属导体容易导电，但酸碱盐水溶液导电靠的是离子，故C错误；
D．正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，电子带负电荷，金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向相反，故D错误。故选B。
【例题2】如图所示两个相同的验电器A和B，A带正电，B不带电，用金属棒把A、B连接起来后瞬间如图所示，则在这个过程中（ ）
A．棒中有持续电流从B流向A，使A张角先减小，后增大
B．A中正电荷通过棒流向B，B带负电荷
C．电流从A流向B，B张角增大
D．电子从A流向B，B带正电荷
【答案】C.
【解析】A带正电，表明A缺少电子，B不带电，用金属棒把A、B连接起来后瞬间如图所示，B的部分电子会转到A，则B也会失去电子带正电，B的张角增大，A的张角减小。根据电流方向的规定，正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向与电流方向相反，所以瞬间电流方向为A到B，综合分析，故ABD不符合题意，C符合题意。
探究新知
通路、断路和短路
实验器材：小灯泡、导线、开关和电池.
【教师演示】①合上开关，小灯泡发光.这种处处连通的电路叫通路，也叫闭合电路.
②断开开关，或将电路中的某一部分断开，小灯泡都不会发光，说明电路中没有电流.这种因某一处断开而使电路中没有电流的电路叫断路，也叫开路.
③将小灯泡取下，用导线直接把电源的正、负极连接起来，过一会儿手摸导线会感觉到导线发热.这种电路中没有用电器，直接用导线将电源正负极相连的电路叫短路.
【教师PPT展示】用电器短路，两盏灯还能发光吗？为什么会出现这种情况？电流的路径又是怎么样的？
【教师引导学生总结】将其中一盏灯短接，另一盏灯依然发光，说明电路中还有电流，电流一定从短接的那根导线上通过.这种情况叫做用电器被短接.
【教师强调】电源短路会产生很大的电流，易烧坏电源，甚至引起火灾.
学生观察演示实验，发现用电器短路和电源短路有一些区别，认识到被短路的用电器没有电流经过，电流从导线绕道流过.
【PPT展示小结（板书）】
二、三种电路状态
电路的三种连接方式：通路、断路和短路
课堂总结
教师：引导学生总结收获。
回顾本节课所学知识：
1.电流的形成及方向规定
2.电荷的定向移动形成电流；
3.规定正电荷定向移动的方向为电流的方向；
4.电路的构成
5.电路由电源、开关、用电器、导线构成
6.电路图：用符号表示电路连接的图，叫做电路图
7.电路的三种状态：通路、断路、短路（短路十分危险）
课堂练习
1. 下列电路图正确的是（ D ）
2. 根据实物图画出电路图。

3. 图甲是把电池和玩具电风扇连接起来的电路图。请在乙中用笔画线表示导线，连接相应的电路。
4．请根据电铃的电路图，用画笔代替导线连接相应的电路。
5. 根据下图的电路图，请连接它的实物图。
6. 与如图所示的实物图相对应的电路图是图中的( A )
7. 如图所示的电路中，当S1、S2都断开时叫__断__路，当S1、S2都闭合时叫_短
__路；当S1闭合、S2断开时叫_通_路；当S1断开、S2闭合时叫_断__路。
13. 如图所示，电路连接情况中：A属于_通__路，B属于_断_路，C属于__短__路。
板书设计
15.2 电流和电路
1.电流的形成：电荷的定向移动形成电流；
2.电流的方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向；
3.电路的组成：电源、用电器、导线、开关；
4.电路图：用符号表示电路连接的图，叫做电路图；
5.电路图作图要求：①统一符号
②位置对应，布局合理，不能画在拐角处
③横平竖直，简洁、整齐。
6.通路：正常接通，用电器能够正常工作的电路；
7.断路：某处被切断，没有电流流过的电路；
8.短路：①电源短路：直接用导线将电源正负极相连的电路；
②局部短路：直接用导线将用电器两端相连的电路。
教学反思
电学内容比较抽象，强调知识与技能的同时，倡导过程与方法的学习，并关注情感、态度、价值观的培养，使培养目标走向多元化。新课标的要求是从能量转化的角度认识电源和用电器的作用；会看、会画简单的电路图。为此，本节教案的设计完全是在领会了新教材设置的意图基础上采用以探究为主的教学方法，让学生动手动脑，从连接基本的电路开始认识电路的构成，接着利用二极管的单向导电性探究电路中电流的方向，再利用电路的元件符号替代实物画出电路图，并实际动手操作，认识电路的三种状态。最后，通过展示学生完成的练习让学生进行对比、鉴定，比较优劣得出画电路图的注意事项，从而假设学生的印象。
设计中存在的不足是与上节所学的两种电荷没有充分的联系，即让学生明白电荷定向移动既有正电荷又有负电荷，没有拓展延伸。第2节 电生磁
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第2节 电生磁
教材分析
人教版初中物理九年级第20章第二节位于电磁学部分，是电与磁知识的重要衔接点，为后续电磁感应和电动机原理奠定基础。本节通过奥斯特实验揭示电流的磁效应，强调电与磁的联系，体现科学探究精神与核心素养。内容包括电流磁效应、通电螺线管磁场分布及安培定则，采用实验与理论结合的方式呈现。学习难点在于理解磁场方向与电流方向的关系及安培定则的应用。教学中需通过实验直观展示现象，引导学生观察、分析并总结规律，培养逻辑思维与实验能力，同时强化对磁场方向性的理解，确保知识内化与目标达成。
学情分析
学生此前已学过简单的电现象与磁现象知识，知道一些基本的磁体性质。初中阶段学生好奇心强，逻辑思维能力逐步发展，但对抽象物理概念理解可能存在困难。此部分重难点在于理解电流的磁效应、通电螺线管磁场分布及安培定则。要求学生能通过实验探究，理解电与磁的联系，掌握通电螺线管磁场特征及极性判断方法，学会运用安培定则，从实验现象归纳总结物理规律。
教学目标
物理观念：
知道电流的磁效应，理解通电导线周围存在磁场且磁场方向与电流方向有关；了解通电螺线管外部磁场与条形磁体相似，掌握安培定则判断螺线管极性。
科学思维：
通过分析奥斯特实验，培养逻辑推理能力；能从通电螺线管磁场与条形磁体磁场类比，体会类比思维。
科学探究：
经历探究通电螺线管外部磁场分布的实验，提升观察、操作及归纳总结能力；学会设计实验探究通电螺线管极性与电流方向的关系。
科学态度与责任：
学习奥斯特坚持不懈精神，养成严谨认真的科学态度；认识电与磁联系在生活中的应用，增强探索物理的兴趣。
重点难点
教学重点
通过奥斯特实验，理解电流周围存在磁场这一电流的磁效应现象。
借助实验观察，掌握通电螺线管外部磁场分布与条形磁体相似的特点。
教学难点
正确运用安培定则判断通电螺线管的N极和S极。
理解通电螺线管极性与电流方向之间的关系及其规律性。
课堂导入
同学们，你们有没有玩过磁悬浮地球仪？它能稳稳地悬浮在空中，既不掉下来也不会飞走，是不是很神奇？其实，这背后隐藏着一个重要的物理原理——电流的磁效应。早在19世纪初，丹麦物理学家奥斯特就发现了电和磁之间的联系。他偶然发现，当导线通电时，旁边的指南针会发生偏转，这一现象揭示了电流周围会产生磁场。那么，磁悬浮地球仪又是如何利用这个原理实现悬浮的呢？如果我们在导线中改变电流方向，指南针的偏转方向也会随之改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关。今天，我们就从这个有趣的悬浮现象出发，一起探究电流的磁效应以及通电螺线管的磁场分布吧！你们知道磁悬浮地球仪为什么能悬浮吗？
探究新知 电流的磁效应
情景导入
演示实验：将小磁针水平放置，上方平行放置一根导线（如图20.2-2）。先观察未通电时磁针指向，再闭合开关使导线通电，观察磁针偏转情况；最后断开开关观察磁针复位现象。
引导提问：通电前后磁针状态有何不同？改变电流方向后磁针偏转方向会怎样？这些现象说明电与磁可能存在什么关系？
探讨分析
实验观察
未通电时：磁针保持南北指向静止
通电瞬间：磁针发生明显偏转
电流反向时：磁针偏转方向相反
断电后：磁针恢复原指向
现象归纳
通电导线周围存在使磁针偏转的作用
磁场方向与电流方向有关
磁场随电流出现/消失而出现/消失
归纳总结
核心知识
电流的磁效应：通电导线周围存在磁场，这种现象称为电流的磁效应
磁场特性：磁场方向与电流方向有关，电流消失则磁场消失
科学意义
奥斯特实验首次揭示电与磁的联系
为电磁学发展奠定重要基础
实践思考
如果用塑料绳代替导线通电，磁针还会偏转吗？为什么？ 答案：不会偏转，因为塑料是绝缘体，无法形成电流，所以不会产生磁场。
探究新知 通电螺线管的磁场 - 螺线管
情景导入
请同学们分组进行以下两个“想想做做”小实验：
实验一：将一根导线直接接通电源（注意安全，短时间操作），尝试用它去吸大头针，观察能否吸起。
实验二：把导线绕在圆筒上制成螺线管，接通电源后，再用它去吸大头针，观察现象。
引导提问：为什么直接通电的导线吸不起大头针，而绕成螺线管后就有可能吸起大头针呢？通电螺线管的磁场分布又会是怎样的呢？
探讨分析
实验观察
实验一：发现直接通电的导线几乎吸不起大头针，说明其产生的磁场很弱。
实验二：绕成螺线管后，能吸起一些大头针，表明磁场明显变强了。
分析归纳
对比两个实验可知，把导线绕成螺线管后，各圈导线产生的磁场叠加在一起，使得磁场变强了。
对于通电螺线管磁场分布的研究：通过在螺线管两端放小磁针以及在硬纸板上撒铁屑并通电观察，发现小磁针会有特定指向，轻敲纸板后铁屑会呈现出一定的排列情况，改变电流方向后，小磁针指向和铁屑排列情况也会发生改变。
归纳总结
核心知识
通电螺线管：将导线绕在圆筒上制成，其磁场比单根通电导线的磁场强很多，是因为各圈导线产生的磁场叠加。
通电螺线管磁场分布：可通过小磁针指向和铁屑排列情况来研究，且磁场分布会随电流方向改变而改变。
生活联系
一些电磁继电器等电器设备就是利用了通电螺线管磁场较强且可通过改变电流控制的原理来工作。
实践思考
尝试用不同匝数的导线绕制螺线管，然后去吸大头针，看看匝数多少对螺线管磁场强弱有怎样的影响。答案：匝数越多，通常磁场越强，能吸起的大头针可能越多。
探究新知 通电螺线管的磁场 - 实验：探究通电螺线管外部的磁场分布
实验思路
实验目的
探究通电螺线管外部磁场的分布特点
比较通电螺线管磁场与常见磁体磁场的相似性
研究通电螺线管极性与电流方向的关系
实验原理
通过小磁针的指向判断通电螺线管周围各点的磁场方向，绘制磁场分布图。改变螺线管中电流方向，观察小磁针指向变化，分析极性与电流方向的对应关系。
实验器材
螺线管线圈（直径3cm，长度20cm，导线匝数50匝）、学生电源（0-6V可调）、滑动变阻器（20Ω）、小磁针（直径1cm，带方位刻度盘）、铁芯（直径0.5cm，长度25cm）、单刀开关、导线若干、坐标纸（20cm×20cm，最小网格1cm）、铅笔。
进行实验
如图20.2-5所示为实验原理示意图，按照以下步骤进行实验： 图20.2-5 根据实验现象画出小磁针的方向
磁场分布探究：
将螺线管水平固定在坐标纸上，接通3V电源
在螺线管周围均匀放置8个小磁针，记录每个磁针N极指向
插入铁芯后重复上述测量，观察磁场强度变化
在坐标纸上用箭头标出各点磁场方向
极性判断实验：
如图20.2-6所示连接电路，确保电流方向明确 图20.2-6 通电螺线管有两种可能的电流方向
用右手握住螺线管，四指指向电流方向，拇指所指端即为N极
改变电源正负极连接方式，重复实验并记录新的N极位置
比较两种电流方向下的磁场极性变化
对比实验：
将条形磁铁置于坐标纸上，测量周围小磁针指向
对比通电螺线管与条形磁铁的磁场分布特征
数据分析
收集数据
测量点 无铁芯时N极指向 有铁芯时N极指向 条形磁铁N极指向
左端
右端
上侧
下侧
前侧
处理分析
磁场分布图：
根据小磁针指向绘制通电螺线管磁场分布图
对比插入铁芯前后的磁场强度变化
分析磁场分布与条形磁铁的相似性
极性关系：
建立电流方向与磁极位置的对应表格
验证右手螺旋定则的正确性
计算不同电流方向下的磁场方向一致性
实验结论
通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似。
通电螺线管的N极位置与电流方向满足______关系，这个规律可以用______定则来描述。
误差分析及注意事项
注意事项
通电时间不宜过长，防止线圈过热
小磁针远离其他磁性物质
电流方向改变前需断开开关
误差分析
地磁场对小磁针的影响
螺线管匝间短路导致磁场不均匀
电源电压波动引起电流变化
探究新知 安培定则
情景导入
请同学们两人一组，完成两个小实验：
实验一：将小磁针靠近通电螺线管，观察小磁针N极的指向；
实验二：改变螺线管中的电流方向，再次观察小磁针N极的指向。
引导提问：通电螺线管周围的小磁针为什么会偏转？改变电流方向后，小磁针的偏转方向有什么变化？这些现象说明通电螺线管的磁场可能与什么有关？
探讨分析
实验观察
实验一：通电螺线管周围的小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场，其磁场方向与条形磁体类似。
实验二：改变电流方向后，小磁针的偏转方向相反，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
分析归纳
两实验共同现象：通电螺线管周围存在磁场，其磁场方向与电流方向有关，改变电流方向，磁场方向也随之改变。
归纳总结
核心知识
通电螺线管的磁场：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，两端相当于条形磁体的两个极。
安培定则：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，拇指所指的那端就是螺线管的N极。
生活联系
电磁铁、电动机等设备都利用了通电螺线管的磁场特性；
通过安培定则可以快速判断通电螺线管的磁场方向，方便实际应用。
实践思考
尝试用安培定则判断不同绕向的螺线管的N极，验证规律的正确性。答案：根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，拇指所指的那端就是N极。改变绕向或电流方向，N极的位置会相应变化。
课堂练习
第1题
【题文】某种太阳能摆叶花摆动原理如图-2所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，绕固定点O自由转动。B端固定着一块小磁铁，线圈E有电流时，推动磁铁问左上方运动，使AOB顺时针小幅摆动；立即断电，AOB会自动逆时针摆回来，如此往复。下列说法正确的是（　　）
A．塑料摆叶也可以看成一个杠杆
B．有电流时，线圈E上端的磁极是N极
C．摆叶花叶子摆动与发电机原理相同
D．太阳能电池充电时将电能转化为化学能
【答案】A
第2题
【题文】电磁感应原理应用在某新能源汽车的无线充电技术上，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场就能产生电流，通过“磁生电”来实现充电。如图所示的设备利用该原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
第3题
【题文】图甲所示的限流开关（俗称空开）是家庭电路中重要的元件，图乙是它的简化原理图，当电路电流太大时，铁芯与衔铁相互吸引带动触点a向上运动，断开电路。下列说法正确的是（ ）
A．衔铁一般用铝材质来制作
B．只有电路中出现短路时，限流开关才会断开
C．当线圈中电流方向向下时，螺线管下端为N极
D．增加线圈匝数可以使开关允许通过的最大电流值减小
【答案】D
板书设计
电流的磁效应
发现者：奥斯特实验（1820年）
现象：通电导线使磁针偏转
结论：电流周围存在磁场
通电螺线管
结构：导线绕成圆筒状
特点：叠加磁场增强
实验：铁屑显示磁场分布
磁场特性
方向：随电流方向改变
类比：与条形磁体相似
极性：两端等效N/S极
安培定则
方法：右手握螺线管
规则：四指电流方向，拇指指N极
应用：判定通电螺线管极性
教学反思
本节教学设计以电流的磁效应为核心，通过奥斯特实验引入，引导学生探究通电螺线管的磁场分布及安培定则的应用。学生基本掌握了电流的磁效应和通电螺线管磁场的特点，但对安培定则的理解和实际应用仍显不足。成功之处在于通过实验激发学生兴趣，培养其观察与分析能力，并将物理规律与生活现象联系起来；不足之处是实验操作时间有限，部分学生未能充分参与，且对通电螺线管极性与电流方向关系的深入理解欠缺，需增加练习巩固。此外，课堂中对科学史的讲解虽丰富了内容，但占用时间较多，影响了后续环节的展开，应优化时间分配。第2节 核能
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第2节 核能
教材分析
人教版初中物理九年级第十八章第二节位于能源与可持续发展部分，重点阐述核能的原理及应用，是连接微观粒子与宏观能量利用的关键内容。本节知识为后续学习新能源奠定基础，同时强化科学探究与技术应用素养。教材以原子结构为切入点，构建了从质子、中子到核裂变与聚变的知识体系，通过图文结合的方式呈现核能释放机制，难点在于理解链式反应及可控性。教学需借助实例和模拟实验，帮助学生掌握核裂变与聚变的区别，培养其对核能安全利用的责任意识。目标定位为理解核能基本原理，学会区分受控与非受控核反应，最终达成对能源问题的科学认知与理性思考。
学情分析
学生此前已了解分子、原子等微观结构相关知识，但对原子核内部结构的认识尚浅。初中阶段学生逻辑思维能力不断增强，对微观世界有较强好奇心，不过理解抽象概念仍有一定难度。教材重难点在于理解核能产生的原理，包括裂变、聚变的过程及链式反应，掌握核电站工作原理与原子弹、氢弹的区别。要求学生能清晰区分裂变与聚变，认识核反应可控性的重要性，建立核能与能源问题联系的认知。
教学目标
物理观念：
了解原子核的结构，知道质子、中子及核力；理解核能概念，掌握裂变、聚变的定义及原理。
科学思维：
通过分析链式反应，培养逻辑推理能力；从裂变、聚变原理体会微观世界的能量转化思想。
科学探究：
经历用火柴模拟链式反应的过程，提升观察与类比能力；通过对核电站、原子弹、氢弹原理的探究，提高归纳总结能力。
科学态度与责任：
养成严谨认真的科学态度，认识核能在能源领域的重要性，增强对科学技术发展的责任感。
重点难点
教学重点
通过观察原子结构模型，理解原子核由质子和中子组成的基本结构。
结合实例分析，掌握核裂变和核聚变释放核能的基本原理。
教学难点
准确理解链式反应的过程及其在核电站中的应用。
区分核裂变与核聚变的条件及能量释放方式的差异。
课堂导入
同学们，你们有没有看过电影《流浪地球》？影片中，人类为了推动地球逃离太阳系，建造了无数巨大的行星发动机，而这些发动机的能量来源正是核能。其实，核能就在我们身边，比如核电站为我们提供电力，它通过一种神奇的过程释放能量。想象一下，如果把原子核比作一个紧闭的盒子，里面藏着巨大的力量。科学家发现，当质量较大的原子核分裂或者较小的原子核结合时，就能释放出惊人的能量，这就是核能。那么，这种能量是如何被释放出来的呢？它又是怎样改变我们的生活的呢？
探究新知 核能
情景导入
展示一张太阳的图片，提问："太阳已经燃烧了50亿年，它的能量来自哪里？"
分发不同元素（氢、氦、碳）的原子模型，让学生观察并描述组成结构。
引导提问：原子核由什么组成？为什么说原子核十分牢固？这些微小粒子与巨大能量之间有什么关系？
探讨分析
模型观察
通过原子模型发现：原子由原子核和核外电子组成，原子核又由质子和中子构成。
对比发现：质子带正电，中子不带电；质子质量远大于电子（1836倍）。
特性分析
通过教材图示理解：原子核体积虽小但集中了几乎全部质量。
结合生活实例（核电站、太阳）思考：如此微小的粒子如何产生巨大能量？
归纳总结
核心知识
原子结构：原子由原子核（质子+中子）和核外电子组成。
粒子特性：质子带正电，中子不带电；质子质量≈中子质量 电子质量。
核能本质：原子核分裂或结合时释放的巨大能量。
生活联系
太阳发光发热源于氢核聚变；
核电站利用铀核裂变发电。
实践思考
用橡皮泥制作原子模型时，如何体现质子、中子和电子的质量差异？答案：可以用大橡皮球代表质子/中子，小芝麻粒代表电子，直观展示质量悬殊。
探究新知 裂变
情景导入
请同学们观察火柴模拟实验（图22.2-2）：将火柴搭成特定结构，点燃第一根火柴后会发生什么现象？
引导提问：为什么点燃一根火柴会导致其他火柴相继燃烧？这与铀核裂变过程有什么相似之处？
探讨分析
实验观察
火柴实验：第一根火柴燃烧后引燃相邻火柴，形成连锁燃烧现象。
类比分析：中子轰击铀235就像点燃第一根火柴，新产生的中子就像被引燃的相邻火柴。
原理探究
铀核裂变特点：一个铀核裂变时释放2-3个中子，这些中子可能引发其他铀核裂变。
对比分析：受控链式反应（核电站）就像控制火柴燃烧数量；不加控制（原子弹）则像所有火柴瞬间燃烧。
归纳总结
核心知识
链式反应：中子轰击铀核→产生新中子→引发更多铀核裂变的持续过程。
应用区别：核电站通过控制棒调节中子数量实现可控链式反应；原子弹则不加控制。
科技联系
我国"华龙一号"核电站实现安全可控的核能利用；
1kg铀235裂变释放能量≈2000吨煤，说明核能的高效性。
实践思考
尝试解释：为什么核电站反应堆需要控制棒？答案：控制棒吸收多余中子，调节裂变速度，避免能量瞬间释放。
探究新知 聚变
情景导入
展示太阳发光发热的图片，提问："太阳已经燃烧了50亿年，它的能量从何而来？"
演示实验：用气球模拟核聚变过程（将两个小气球挤压在一起突然释放，模拟轻核结合时能量释放）
探讨分析
实验观察
气球挤压后突然释放时会产生"啪"的声响和气流
类比说明：就像小质量原子核结合时释放能量
分析归纳
氢核（1质子+1中子）和氘核（1质子+2中子）在超高温下结合成氦核
这个过程会释放巨大能量，称为核聚变
氢弹就是利用不可控聚变原理
归纳总结
核心知识
核聚变：轻原子核结合成较重原子核时释放能量的过程
反应条件：需要超高温（故称"热核反应"）
能量特点：单位质量释放能量远超化学能
生活联系
太阳能量来源于持续的氢核聚变
海水中的氘核是潜在的聚变燃料
实践思考
思考题：为什么说可控核聚变是理想能源？ 答案：因为原料丰富（海水含氘）、污染小、单位质量释放能量大。
课堂练习
第1题
【题文】如图所示是我国的太阳能无人机“启明星50”，它是第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机，通过在全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法正确的是（　　）
A．太阳能是二次能源
B．太阳能电池板是由超导材料制成的
C．地面通过超声波控制“启明星50”
D．太阳能是太阳内部发生核聚变产生的能量
【答案】D
第2题
【题文】下列关于能源的说法中正确的是（　　）
A．电能属于一次能源
B．核能和地热能都是来自于太阳辐射的能源
C．涉及热现象的能量转化和转移过程是有方向性、不可逆的
D．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的能量
【答案】C
第3题
【题文】近年我国在新材料，能源等方面的研究取得巨大进步。下列说法正确的是（　　）
A．氢能源电池的核心元件是利用超导材料制成的
B．“华龙一号”核反应堆利用了核裂变
C．石油、风能、可燃冰都属于可再生能源
D．提高能源利用率对节约能源没有实质作用
【答案】B
板书设计
原子结构
组成：原子核质子+中子+核外电子
特点：质子带正电，中子不带电
核能来源
裂变：重核分裂如铀235释放能量
聚变：轻核结合(如氢核)释放能量
链式反应
原理：中子轰击→核裂变→释放中子→持续反应
应用：可控(核电站)/不可控(原子弹)
核能利用
核电站：反应堆→汽轮机→发电机
发展：华龙一号技术领先
前景：可控聚变解决能源问题
教学反思
本节教学设计以核能为核心，通过讲解原子核结构、裂变与聚变原理，结合核电站和核武器的应用实例，帮助学生理解核能的释放机制及其重要性。教学基本达成目标，学生对原子核结构及核能概念有初步认识，但对链式反应和聚变条件的理解仍显不足。成功之处在于通过实例和图片直观展示核能应用，激发学生兴趣；不足之处是对复杂原理如核力作用、聚变温度要求等讲解不够深入，且缺乏学生互动探究环节，需增加实验模拟或讨论活动以深化理解。根据初中物理课程标准，应进一步强化科学思维培养，联系实际问题提升学生分析能力。第2节 家庭电路中电流过大的原因
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第2节 家庭电路中电流过大的原因
教材分析
人教版初中物理九年级第十九章第二节位于电功率与家庭电路部分，是连接电功率公式与实际生活应用的重要环节。本节内容通过分析家用电器总功率对家庭电路的影响，帮助学生理解电流、电压和电功率的关系，同时为后续学习安全用电奠定基础。知识架构以P=UI为核心，结合并联电路特点，阐述总功率与总电流的关系，并引入短路现象及保险丝的作用，培养学生科学探究与安全意识。呈现方式以实例计算和实验演示为主，难点在于理解总功率过大或短路导致电流剧增的原理及其危害。教学中需通过例题解析强化定量分析能力，借助实验活动直观展示保险丝熔断过程，从而达成培养学生科学思维与安全用电素养的目标。
学情分析
学生此前已学过电功率、电流、电压的基本概念及P=UI等公式。此阶段学生逻辑思维能力增强，对物理知识有一定探究欲望，但抽象理解复杂电路问题能力尚不足。教材重难点在于理解家用电器总功率、短路对家庭电路电流的影响，掌握保险丝及空气开关的作用原理。要求学生能运用公式计算电路相关物理量，认识到安全用电的重要性，分析生活中用电现象背后的物理原理。
教学目标
物理观念：
理解家用电器总功率、短路对家庭电路电流的影响，知道保险丝和空气开关的作用。
科学思维：
通过分析P=UI及I=UP ，理解功率与电流关系，培养逻辑推理能力。 科学探究：
观察保险丝作用的演示实验，提高观察能力和归纳总结能力。
科学态度与责任：
养成安全用电意识，认识物理知识在生活中的重要性，激发探索物理知识热情。
重点难点
教学重点
通过公式推导，掌握家庭电路中电流与总功率的关系。
结合实例分析，理解保险丝的工作原理及其保护作用。
教学难点
准确计算家庭电路中同时使用多个用电器时的总电流。
理解短路对家庭电路的危害及保险丝的保护机制。
课堂导入
同学们，你们有没有遇到过这样的情况：在家同时使用空调、电热水器和微波炉时，突然家里一片漆黑，保险丝烧断了？这是为什么呢？其实，这与我们家庭电路中的总功率密切相关。想象一下，如果把电路比作一条公路，电流就是公路上行驶的车辆，而用电器则是不断往公路上派车的源头。当家里同时开启多个大功率电器时，就好比公路上突然增加了太多车辆，超过了公路的承载能力，就会导致“交通堵塞”甚至“道路损坏”。在电路中，这种“超载”现象会导致电流过大，从而烧断保险丝或引发危险。那么，如何避免这种情况发生呢？今天我们就来探究家用电器总功率对家庭电路的影响，看看怎样才能让我们的用电既安全又高效？你们觉得，家里最多能同时使用多少个大功率电器呢？
探究新知 家用电器的总功率对家庭电路的影响
情景导入
请同学们观察教室里的用电器（投影仪、电风扇等），并思考：
当所有用电器同时工作时，与只开部分电器时相比，电线的发热情况有什么不同？
引导提问：为什么同时使用多个大功率电器时，电线更容易发热？这与电流大小有什么关系？
探讨分析
公式推导
根据电功率公式P=UI，推导出电流计算公式I=UP
家庭电路电压恒定U=220 V，因此电流I与功率P成正比
实例计算
计算1 kW空调的工作电流：I=220 V1000 W ≈4.5 A
计算总功率5 600 W时的总电流：I=220 V5600 W ≈25.5 A
安全分析
对比电能表参数"220 V 1040A"：
最大允许电流40 A
增加空调后总电流30 A < 40 A，符合要求
但若继续增加用电器，可能超过安全值
归纳总结
核心知识
家庭电路中电流与总功率的关系：I=UP
用电安全原则：总功率过大导致电流过大，可能引发线路故障
生活联系
避免同时使用多个大功率电器（如电热水器+空调）
定期检查电线老化情况，防止过热引发火灾
实践思考
计算家中常用电器的总功率，判断是否在安全范围内？ 答案示例：若电视200 W+冰箱150 W+电饭煲800 W，总功率1 150 W，对应电流约5.2 A，远低于40 A，安全。
探究新知 短路对家庭电路的影响
情景导入
请同学们观察两个生活场景：
插线板同时接入电热水壶和电吹风时，突然断电跳闸；
老旧的充电线外皮破损，使用时发出焦糊味并冒烟。
引导提问：为什么同时使用大功率电器会跳闸？为什么电线破损会有危险？这些现象与电流大小有什么关系？
探讨分析
现象观察
场景一：大功率电器同时工作时，总电流超过安全值导致跳闸；
场景二：电线绝缘层破损后，金属线直接接触引发异常发热。
原理探究
通过欧姆定律I=U/R分析：短路时电阻R急剧减小（接近导线电阻），导致电流I剧增；
焦耳定律Q=I2Rt说明：电流增大使发热量呈平方倍增长。
归纳总结
核心知识
短路定义：火线与零线/地线直接连通形成低电阻通路；
短路危害：电流剧增→导线过热→绝缘层熔化→引发火灾；
防护措施：安装保险丝/空气开关（当I>额定值时自动切断电路）。
生活联系
禁止湿手操作电器（防止水导电造成短路）；
定期检查老旧电线（避免绝缘层老化破损）。
实践思考
如何用简易材料模拟短路现象？（答案：用电池、细导线和小灯泡组成电路，将导线两端直接接触，观察灯泡熄灭且导线发热）
探究新知 保险丝的作用
情景导入
请同学们观察演示实验：
实验装置：如图19.2-4所示，A、B接线柱间连接保险丝，C、D接线柱间连接铜丝，接入滑动变阻器。
实验操作：缓慢移动滑片使电流增大，观察两段金属丝的变化。
引导提问：为什么铜丝完好无损而保险丝熔断了？保险丝熔断时电路发生了什么变化？这说明了保险丝的什么作用？
探讨分析
实验观察
电流增大时，保险丝先发热变红最终熔断，铜丝始终保持完好；
保险丝熔断后，电路自动断开，用电器停止工作。
对比分析
材料差异：保险丝是铅锡合金（电阻大、熔点低），铜丝电阻小熔点高；
现象本质：电流过大时，保险丝通过发热熔断实现自动断电。
归纳总结
核心知识
保险原理：利用合金电阻大、熔点低的特性，当电流过大时发热熔断；
额定电流：保险丝正常工作的最大电流，超过即熔断；
安全规范：禁止用铜丝等代替保险丝，现代建筑使用空气开关。
生活联系
解释教材"想想议论"：售货员强调微波炉效率高（省电），顾客关注大电流易熔断保险丝（费电），矛盾源于讨论角度不同；
示例：老旧小区跳闸常因同时使用多个大功率电器。
实践思考
观察家中电表箱，记录哪些电器同时使用时容易跳闸？答案：空调、电热水器等大功率电器同时使用易触发保护装置。
课堂练习
第1题
【题文】材料科学已成为推动科技进步促进可持续发展的重要支撑。下列说法正确的是
A．图甲：C919机身外壳材料密度较大 B．图乙：集成电路使用了半导体材料
C．图丙：发光二极管使用了超导材料 D．图丁：保险丝的材料电阻小熔点高
【答案】B
第2题
【题文】如图为“儿童安全插座”，它具有保护门双层互锁功能，能有效防止触电事故的发生。下列相关说法错误的是（　　）
A．“儿童安全插座”的白色保护门属于绝缘体
B．“儿童安全插座”与家庭电路中其他用电器并联
C．用试电笔笔尖插入L孔，正常情况下试电笔氖管会发光
D．若“儿童安全插座”发生短路，家庭电路的空气开关不会“跳闸”
【答案】D
第3题
【题文】关于家庭电路和安全用电，下列说法中正确的是（　　）
A．人可以向落在地面上的“高压线头”靠近
B．客厅里一个开关可以同时控制四只节能灯，这四只节能灯一定是串联的
C．家庭电路中空气开关“跳闸”了，可能是发生了短路现象
D．使用试电笔时，手指不能触碰笔尾金属体
【答案】C
板书设计
电功率与电流关系
公式：I=UP （U=220V恒定）
结论：P↑→I↑
总功率过大的危害
并联特点：用电器增加→P总 ↑→I总 ↑
安全隐患：超载→线路过热→火灾
短路的影响
原因：火线零线直接连通
后果：R极小→I极大→急剧发热→火灾
保险装置
保险丝特性：高电阻、低熔点
原理：I过大→熔断切断电路
现代替代：空气开关
教学反思
本节教学设计围绕家庭电路中用电器总功率对电流的影响展开，通过例题计算和实验演示保险丝的作用，引导学生理解电流过大的原因及保护措施。课程基本达成目标，学生能掌握总功率与电流的关系及保险丝的工作原理，但对短路现象的深入分析和实际应用能力培养不足。成功之处在于结合生活实例，使抽象概念具体化，增强了学生的兴趣与理解；不足之处是实验环节时间分配不够合理，学生自主探究机会较少，且对空气开关等现代保护装置讲解较浅。未来应增加短路模拟实验，强化安全用电意识，并补充更多实际问题解决训练，提升学生综合应用能力。第2节 内能
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第2节 内能
教材分析
人教版初中物理九年级第十三章第二节位于内能与热机章节，承上启下，既巩固分子动理论，又为能量转化和热机原理奠定基础。本节通过分子动能与势能引入内能概念，强调内能单位为焦耳，突出定量核心，并关联科学素养中的能量观念。知识架构以分子运动为基础，结合实例分析内能与温度的关系及改变方式，呈现方式包括图文结合与实验演示，学习难点在于理解内能与机械能的区别及做功与热传递对内能的影响。教学中需通过实验如压缩硝化棉燃烧、瓶塞跳起白雾现象，帮助学生直观感受做功与热传递改变内能的过程，培养实验探究能力，目标定位为掌握内能概念及其改变方式，达成对能量守恒的初步理解。
学情分析
学生此前已学过机械能等知识，对动能、势能有一定认知。初中阶段学生逻辑思维发展，有一定理解复杂概念能力，但对内能这种微观层面概念理解较困难，知识储备在微观粒子运动方面较薄弱。本部分重难点是理解内能概念，区分内能与机械能，掌握改变内能的两种方式（热传递和做功）。要求学生能从微观角度认识内能，准确辨别热传递和做功在改变内能上的不同表现，并联系生活实例加深对相关知识的理解。
教学目标
物理观念：
知道分子动能和分子势能的概念，理解内能的定义及单位，明确内能与机械能的区别，知道一切物体都有内能，且内能与温度有关。 科学思维：
通过对比分子动能与物体动能、分子势能与弹簧势能，培养类比思维；分析热传递和做功改变内能现象，提升逻辑推理能力。 科学探究：
观察演示实验，如压缩活塞使硝化棉燃烧、瓶塞跳出时瓶内变化，提高观察能力，归纳出做功改变物体内能的结论。 科学态度与责任：
秉持实事求是的态度对待实验现象和结论，感受物理知识在生活中的应用，增强探索物理知识的兴趣。
重点难点
教学重点
通过实例分析，理解内能的概念及其组成（分子动能和分子势能）。
结合实验现象，掌握改变物体内能的两种方式（热传递和做功）。
教学难点
区分内能与机械能，理解内能与分子运动的关系。
通过实验现象，分析做功过程中能量转化的具体表现（如压缩气体做功导致温度升高）。
课堂导入
冬天的早晨，你一定有过这样的经历：双手冻得僵硬，于是不停地搓手，没过多久，手就暖和起来了。这是为什么呢？其实，当你搓手时，手掌之间的摩擦让机械能转化为内能，从而让手的温度升高。这就像是一场能量的魔术，而今天的课堂，我们将一起揭开这个“魔术”的秘密——内能。那么，除了搓手取暖，生活中还有哪些现象也体现了内能的变化呢？
探究新知 内能
情景导入
请同学们观察两个现象：
现象一：将刚烧开的热水倒入保温瓶，瓶塞有时会突然弹起；
现象二：用手快速摩擦桌面，感受手掌温度变化。
引导提问：瓶塞弹起的能量从何而来？摩擦生热时能量形式发生了什么变化？
探讨分析
实验观察
现象一：热水瓶内高温水蒸气分子剧烈运动，推动瓶塞做功；
现象二：摩擦时机械能转化为分子热运动能量，使接触面温度升高。
对比分析
两现象共同本质：能量在机械运动与分子运动间相互转化。
归纳总结
核心知识
内能定义：物体内所有分子动能和分子势能的总和，单位是焦耳（J）；
内能特性：一切物体都具有内能，温度升高时内能增加；
与机械能区别：机械能与物体整体运动相关，内能与分子微观运动相关。
生活联系
内燃机工作时燃料内能转化为机械能；
空调制冷时通过压缩气体改变内能。
实践思考
尝试解释：为什么冬天搓手会感到暖和？答案：摩擦做功使手部内能增加，温度升高。
探究新知 物体内能的改变
情景导入
请同学们观察两个演示实验：
实验一：在厚玻璃筒内放入硝化棉，快速压下活塞（图13.2-5甲）；
实验二：向装有少量水的烧瓶打气，观察瓶塞跳出时的现象（图13.2-5乙）。
引导提问：实验中硝化棉为何燃烧？瓶塞跳出时瓶内出现白雾说明什么？这些现象中内能变化是通过什么方式实现的？
探讨分析
实验观察
实验一：压下活塞后硝化棉燃烧，说明筒内温度升高；
实验二：瓶塞跳出时出现白雾，说明瓶内气体温度降低。
现象解析
实验一中活塞压缩气体做功，机械能转化为内能；
实验二中气体膨胀对外做功，内能转化为机械能。
归纳总结
核心知识
改变内能的两种途径：热传递（如冷热物体接触）和做功（如压缩气体或摩擦生热）；
做功的本质：机械能与内能的相互转化，对物体做功内能增加，物体对外做功内能减少。
生活联系
冬天搓手取暖是通过摩擦做功增加内能；
自行车胎打气时气筒发热是压缩气体做功的结果。
实践思考
尝试解释：为什么打开汽水瓶瞬间瓶口会出现白雾？（答案：气体膨胀对外做功，内能减少导致水蒸气液化）
课堂练习
第1题
【题文】如图所示，周末妈妈为我的生日准备了一桌丰盛的美食。下列有关说法正确的是（　　）
A．锅中冒出的“白气”是水汽化形成的
B．砂锅煲汤是通过热传递的方式减小内能
C．冰冻食物在解冻的过程中温度不断降低
D．食物香气四溢是因为分子在做永不停息的无规则运动
【答案】D
第2题
【题文】如图，试管里盛适量水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出“白气”推动管口处的纸风车转动。对此过程中的热现象，分析正确的是（　　）
A．水在沸腾过程中，水的内能不变
B．水在沸腾过程中，水的比热容变大
C．玻璃管口冒出的“白气”是扩散现象
D．“白气”使风车转动过程相当于汽油机的做功冲程
【答案】D
第3题
【题文】松花江上的丰满水电站大坝高94.5m。大坝使上游的水位升高，提高水的（　　）
A．内能 B．重力势能
C．弹性势能 D．动能
【答案】B
板书设计
内能组成
分子动能：热运动产生，温度越高动能越大
分子势能：分子间相互作用产生
内能特性
定义：分子动能+势能的总和（单位：焦耳）
普遍性：一切物体都有内能（铁水/冰块）
温度关系：温度↑内能↑，温度↓内能↓
改变方式
热传递： 热量：传递能量的多少（单位：焦耳） 规律：高温→低温，内能转移
做功： 压缩做功：内能↑（活塞实验） 对外做功：内能↓（瓶塞跳出）
教学反思
本节教学设计围绕“内能”展开，通过实验与生活实例引导学生理解分子动能、分子势能及内能的概念，并探讨热传递和做功改变物体内能的两种方式。课程基本达成目标，学生能初步掌握内能定义及其改变途径，但对微观分子运动与宏观现象的联系理解不够深入。成功之处在于实验直观，贴近生活，激发了学生兴趣；不足之处是对分子运动与内能关系的讲解较为抽象，部分学生难以理解，且对做功改变内能的原理分析不够透彻。根据初中物理课程标准，需进一步强化微观模型构建，增加学生动手实践与思考环节，帮助其更好地将理论与实际相结合。第2节 欧姆定律
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第2节 欧姆定律
教材分析
人教版初中物理九年级第十七章第二节位于电学部分，是电学核心定律之一，起到承上启下的作用，为后续电功率等知识奠定基础。欧姆定律揭示了电流、电压和电阻三者定量关系，是理解电路规律的关键，与实验探究素养紧密关联。内容以公式I=U/R为核心，通过实例和例题呈现，构建了从定性到定量的认知过程。学习难点在于对定律适用条件的理解及公式的灵活运用，需通过实验和计算强化。教学中应注重引导学生掌握测量电阻的方法，培养逻辑推理能力，同时通过例题分析帮助学生理解变量间的关系，达成对定律本质的深入认识，最终实现解决实际问题的目标。
学情分析
学生此前已学过电流、电压、电阻的基本概念及简单电路知识。此阶段学生逻辑思维有所发展，对物理现象有探究欲望，但分析复杂问题能力尚不足。教材重难点是理解欧姆定律内容，掌握其公式运用及通过实验数据得出定律。要求学生能运用欧姆定律解决电流、电压、电阻的计算问题，理解其在电路分析中的作用，学会用该定律测量电阻，强化理论与实践结合能力。
教学目标
物理观念：
理解欧姆定律的内容，知道电流、电压、电阻三者关系，能说出其公式及各物理量单位。
科学思维：
通过分析欧姆定律相关例题，培养逻辑推理和运算能力，体会从实验到规律归纳的思维方法
科学探究：
回顾欧姆探究电流、电压、电阻关系的实验，体会科学探究过程，提升分析归纳能力。
科学态度与责任：
认识欧姆对科学的贡献，学习科学家探索精神，感受物理规律在解决实际问题中的价值。
重点难点
教学重点
通过实验探究，掌握欧姆定律的内容及其数学表达式。
结合例题分析，学会运用欧姆定律公式进行简单电路计算。
教学难点
理解欧姆定律中电流、电压、电阻三者之间的定量关系。
灵活运用欧姆定律解决实际电路问题，特别是公式变形后的计算。
课堂导入
大家有没有注意到家里的台灯？当你转动调光旋钮时，灯光会从昏暗逐渐变得明亮。这是为什么呢？其实，这背后藏着我们今天要学习的奥秘——欧姆定律。德国物理学家欧姆在19世纪通过大量实验发现，电流的大小不仅与电压有关，还受到电阻的影响。就像水管中的水流，水压越大，流速越快；但如果水管变细，即使水压大，水流也会减慢。同样，电路中电压相当于水压，推动电荷流动，而电阻就像水管粗细，限制了电流大小。那么，台灯灯光的变化是不是就是因为电流随着电阻改变而改变了呢？如果知道电压和电流，你能算出台灯灯丝的电阻吗？
探究新知 欧姆定律
情景导入
请同学们观察两个生活现象：
现象一：调节台灯旋钮时，灯光亮度会发生变化；
现象二：使用电风扇时，切换不同档位风速会改变。
引导提问：这些电器工作时，电流大小发生了什么变化？电流大小可能与哪些因素有关？
探讨分析
实验回顾
回顾上节课实验数据：保持电阻不变时，电压越大电流越大；保持电压不变时，电阻越大电流越小。
对比台灯和电风扇现象：电压改变或电阻改变都会影响电流。
规律验证
分析欧姆研究过程：通过大量实验证明I与U成正比，与R成反比。
以例题1为例验证：当U=12V、R=30Ω时，计算得I=0.4A，符合I=U/R关系。
归纳总结
核心知识
欧姆定律：导体中的电流I，跟导体两端电压U成正比，跟电阻R成反比，公式为I=RU 。
单位关系：电压（V）、电阻（Ω）、电流（A）。
应用方法：已知任意两个量可求第三个量。
生活联系
解释台灯调光原理：通过改变电阻来调节电流；
说明电风扇调速原理：通过切换不同电阻值的档位改变电流。
实践思考
如果给电热水壶的加热丝两端电压降低一半，通过它的电流会如何变化？（答案：根据I=U/R，当U减半且R不变时，I也减半）
课堂练习
第1题
【题文】小庆为禽蛋孵化箱设计了如图甲所示的温控装置。其中R为热敏电阻，其阻值随温度变化的曲线如图乙所示。已知电磁继电器的线圈电阻为，左侧控制电路的电源电压为。当继电器线圈中的电流大于或等于时，继电器的衔铁被吸下，右侧工作电路就断开。下列说法正确的是（　　）
A．R的阻值随温度的升高而增大
B．当温度为时，通过控制电路中的电流为
C．该装置可将温度控制在以下
D．用超导体制作电热丝可大大提高它的发热功率
【答案】C
第2题
【题文】2月26日，位于西安咸阳国际机场T5航站楼内的博物馆对公众开放，某科技小组了解到，为了保护文物，博物馆内的相对湿度需控制在之间。该小组用手动开关模拟总开关S1、单刀双掷开关模拟湿度传感器控制的自动开关S2、电动机M模拟喷水加湿器、以及加热电阻（加热除湿），设计了湿度控制模拟电路，电源电压为12V。小组进行充分实验后，工作过程总结如下表。下列关于此电路分析正确的是（　　）
湿度 手动开关 自动开关 电动加湿器M 加热电阻R
闭合 接A 24W 不工作
且 断开 接接B 不工作 不工作
闭合 接B 不工作
A．手动开关S1、自动开关S2、电动加湿器和加热电阻都是并联的
B．电动加湿器的电阻为
C．若加热电阻R断路，电动加湿器M仍能正常工作
D．当湿度为时，电动加湿器会为博物馆内喷水加湿
【答案】C
第3题
【题文】如图，甲电路中电源电压保持不变，闭合开关后，将变阻器的滑片由a端向b端移动的过程中，两电压表的示数与电流表的示数变化关系如图乙Ⅰ、Ⅱ所示，则（　　）
A．Ⅱ是灯泡的I﹣U关系图像
B．灯泡最小功率为1W
C．R的最大阻值为2.5Ω
D．电路的最大功率为3.6W
【答案】D
板书设计
欧姆定律
内容：电流与电压成正比，与电阻成反比
公式：I=U/R（I：安培，U：伏特，R：欧姆）
定律应用
知二求一：已知任意两个量可求第三个
例题1：12V/30Ω→0.4A
例题2：6V/0.3A→20Ω
电阻测量法
步骤：测电压→测电流→计算电阻
原理：基于欧姆定律推导式R=U/I
教学反思
本节教学设计以欧姆定律为核心，通过例题讲解与公式推导帮助学生理解电流、电压和电阻的关系，并掌握利用欧姆定律解决实际问题的方法。课程基本达成教学目标，学生能够初步掌握欧姆定律的公式及应用，但在灵活运用定律解决复杂电路问题方面仍有不足。成功之处在于通过例题引导学生掌握计算方法，同时结合物理学家欧姆的背景介绍，激发了学生的学习兴趣；不足之处是对欧姆定律适用条件的讨论不够深入，且缺乏更多生活化实例的联系，学生对定律的实际意义理解较为表面，需增加实践探究活动以强化知识迁移能力。第2节 热机的效率
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第2节 热机的效率
教材分析
人教版初中物理九年级第十四章第二节位于内能与热机部分，衔接了内能概念并为后续能量转化与守恒奠定基础。本节以燃料热值为核心，定量分析热量与质量关系，培养学生科学推理和计算能力，关联能量利用效率的素养目标。知识架构从燃料分类到热值定义，再到热机效率计算，呈现方式结合实例与图表，便于理解抽象概念。学习难点在于热值单位换算及热机效率计算，需通过实验与生活实例强化认知。教学中应引导学生区分完全燃烧与实际燃烧差异，理解能量损失原因，培养节约能源意识，达成知识应用与科学思维目标。
学情分析
学生此前已学过热量、质量等基础知识，但对燃料燃烧释放能量的量化分析及能量利用率概念接触较少。初中阶段学生逻辑思维能力发展，对新知识有较强好奇心，但对抽象概念理解可能存在困难。教材重难点在于燃料热值的概念及计算、热机效率的理解与提升方法。要求学生掌握热值定义与计算，明白热机能量损耗情况，理解提高热机效率对节能和环保的重要意义，学会分析能量利用过程中的问题。
教学目标
物理观念：
理解燃料热值的概念，知道其单位及意义；掌握热机效率的概念，了解常见热机效率的范围。
科学思维：
通过分析不同燃料燃烧放热的差异，培养比较与归纳能力；能根据热值计算燃料完全燃烧放出的热量，提升计算与逻辑思维能力。
科学探究：
经历对燃料燃烧放热情况的“想想议议”，提高思考与分析能力；探讨提高燃料利用率的方法，增强解决实际问题能力。
科学态度与责任：
养成严谨思考的科学态度，认识热机效率对节约能源和环保的重要性，增强节能与环保意识。
重点难点
教学重点
通过对比实验，理解不同燃料热值的概念及其物理意义。
结合实例分析，掌握热机效率的计算方法及其影响因素。
教学难点
理解热值定义中"完全燃烧"的含义及其实际应用中的限制条件。
分析热机工作过程中能量损失的多种途径及其对效率的影响。
教学方法
1.本节通过学生自主学习，利用能流图分析问题，结合图解帮助学生想象，提高学生的观察能力、分析能力。本节的一个较大特点是紧密联系实际，考察了能量在具体过程中的损耗，要注意让学生细致地分析问题，养成缜密的思维形式。注意教学要联系实际，学生要能够把所学的提高效率的方法应用于实际生活中，解决简单的问题。教学中要结合技术和社会的关系，并结合所生活的社区，思考关于节能和环境保护的问题。
2.学生已具备一定的动手实验能力和运用所学知识解决简单实际问题的能力，已基本能够运用观察、分析、归纳、比较等科学方法来探求新知识。本节课中学生对热机在日常生活中的应用已有感性认识，有一定的知识储备，但是还不能较好的理解和诠释热机的效率。教学过程设计了许多相关课件和视频，可以由此引起学生探究的兴趣进入新课。
3.教材讲解了热机的效率并指出了蒸气机的效率很低，内燃机的效率较高。又详细分析了内燃机的能流图，并说明了其中损失的能量是哪些，而有用的机械能只占其中的一部分。教材联系实际情况，开阔思路，分析了提高热机效率的方法，人们利用损失的能量用于其他的用途，达到了既节省能源又废物利用改善了环境的目的。
课堂导入
学习新课之前，我们先来了解一个小男孩的困惑.
【视频引入】在电影《十月的天空》中有这样的一个片段，小镇男孩霍默曾在村民的见证下发射了自己制造的火箭，只见火箭倏然起飞，穿云破雾直刺苍穹.霍默在制造火箭的过程中，曾被一个问题困扰，怎么才能使火箭中的热机最大程度的发挥作用呢？（视频见PPT课件）
探究新知
燃料的热值
[课件展示]
火的利用给人类社会带来了进步。无论是烧菜做饭，还是奔驰的火车，乃至直人苍穹的火箭等都离不开燃料。人们使用的能量绝大部分是通过燃料燃烧获得的。你知道蒸汽火车和火箭使用的燃料有什么不同吗？不同的热机对燃料的利用效率一样吗？我们这节课就来学习热机的效率。

问题：生活中我们可以使用哪些燃料？这些燃料如何分类？
固体燃料有木柴、煤等，液体
答案点拨：生活中经常使用的燃料有很多可以按状态分类。
燃料有汽油、柴油等，气体燃料有煤气、天然气等。
[思考讨论]
（1）1kg的干术柴和10kg的干木柴在完全燃烧时，放出的热量是否相同？
（2）相同条件下，1kg干木柴和1kg煤，哪种燃料能烧开更 多的水？
（3）烧开同壶水，用干木柴 和用天然气所需要燃烧的质量一样吗？
（4）1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？
答案点拨：
（1）干术柴在完全燃烧时，木柴的质量越大，燃烧放出的热量越大。
（2）1 kg煤燃烧后能烧开更多的水。
（3）烧开同一壶水，用干木柴和用天然气所需要燃烧的质量不同.用干木柴的质量大，用天然气的质量小。
（4）干木柴燃烧得越充分放出的热量就越大，完全燃烧比未完全燃烧放出的热量大。总结：影响燃料燃烧放出热量的因素：燃料的质量、燃料的种类、燃料燃烧的状况。
[自主学习]
引导学生阅读课本P22-P23“燃料的热值”的内容，学习有关的知识。
1.某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
2.物理意义：热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
3.国际单位：焦每千克，符号是J/kg.
4.固体或液体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q-qm.气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q=qV.
探究新知
热机的效率
[思考讨论]
（1）用煤烧水时，煤能完全燃烧吗？
（2）煤燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？
答案点拨：
（1）煤不能完全燃烧。
（2）炉灶本身吸收一部分热量；高温的烟气带走 了一部分热量；一部分热量直接散失掉了。
水吸收的热量只占煤燃烧放出热量的一部分。
[类比分析]
在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？
思路点拨：热机是将内能转化为机械能的装置，燃料燃烧释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失掉了。
[自主学习]
引导学生阅读课本P23-P24“热机的效率”的内容，学习有关的知识。
1.提高燃料的利用率可以有效地做到节约能源。
2.用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。
[思考讨论]
为了合理利用能源，人们一.直都在努力地提高热机的效率，汽油机的效率为20%-30%，柴油机的效率为30%-45%，都比蒸汽机的效率高，那么如何提高热机的效率呢？
思路点拨：
（1）使燃料充分燃烧，节约能源、减少污染；
（2）改进热机，减少各种能量损失，提高效率；
（3）利用废气的能量，提高燃料的利用率。
探究新知
燃料的热值
1.燃料分类
燃料分为固体燃料、液体燃料和气体燃料
2.能量转化
燃料燃烧将化学能转化为内能
3.人类对燃料的使用历程：从木柴到煤炭，再到石油类燃料，直到现在最多使用的天然气。
教师提问：我们现在很少看到燃烧干木柴取暖和做饭，这是为什么呢？
学生思考：除了环保方面的原因，与燃料自身有没有原因呢？
教师引导：创设情境，并设置问题串，引导学生向燃料放热本领方向思考。
学生：交流合作，回答问题，加深理解。
教师：演示实验：相同质量的不同燃料放出热量相不相同
学生：观看实验，根据实验现象结合生活经验得出结论：不同燃料的放热本领不同。
教师：引出热值概念——表示燃料放出热量的本领。
学生：结合课本，找到热值的定义（某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值，用符号q表示）、单位（焦每千克）、物理意义（数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量）并回答。
教师强调：①完全燃烧是指燃料燃烧后，全部变成不可燃烧物的过程；
②热值的常见单位：焦每千克，还有气体燃料常用单位：焦每立方米。
学生：根据热值定义推导出热值计算的公式：q=Q/m或q=Q/V。
师生：观察燃料热值表，总结特点：
①热值的大小只有燃料种类有关
②不同燃料的热值一般不同（指出特例，加以强调）
③表中氢的热值最大（因此火箭常用液氢作为燃料）
练习：家用煤气灶烧水
计算煤气完全燃烧放出的热量
计算水吸收的热量
对比两个热量值差距比较大——有热量损失
教师：类似于机械效率，炉子烧水也有效率，同样用表示。给出气炉加热水效率的计算公式：
学生：根据公式计算煤气加热水的效率。
教师：观察计算结果，发现炉子加热水的效率很低，结合生活经验思考一下应该如何提高炉子烧水的效率呢？
学生：（1）增加供氧；（2）增大受热面积；（3）炉壁选用隔热材料
课堂总结
①热值：燃料完全燃烧时放出的热量与燃料质量之比。是燃料的一种特性。
②单位：焦/千克（J/kg）、焦/米3（J/ m3 ）
③燃料完全燃烧放热：Q=qm Q=qV
④热机的效率：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比。
⑤提高热机效率的方法:
1、利用废气的能量
2、减少机械摩擦
3、尽量使燃料充分燃烧
课堂练习
1．将一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的（ ）
A．热值、密度和比热容都不变
B．热值、密度、比热容都变为原来的三分之二
C．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变
D．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二
【解析】密度、比热容、燃料的热值都属于物质的特性，它们的大小与物体的质量和体积均无关系，将一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的密度、比热容、热值都不变，故A正确、BCD错。
故选：A。
2．小明和小华学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油热值的大小关系。他们组装了如图所示的装置进行实验，为了保证实验结论的可靠性，下列措施不合理的是（ ）
A．两杯水的质量应相等
B．两杯水的初温应相等
C．两种燃料质量应相等
D．燃料燃烧时间应相等
【解析】由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制燃料的质量相同，即煤油和菜籽油的质量相同；由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中还应控制水的质量和水的初温相等，故D符合题意。
故选：D。
3．小丽为了测试汽车发动机的效率，开车以60km/h的平均速度行驶了120km，用去汽油25L，已知汽油的密度为0.7×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg，发动机的功率为32.2kW，则该汽车发动机的效率为（ ）
A．23.6%
B．28.8%
C．36.5%
D．38%
【解析】汽车行驶的速度v＝60km/h，
由v＝可得，汽车行驶时间：
t＝＝＝2h＝7200s，
发动机对汽车做的功：
W＝Pt＝32.2×103W×7200s＝2.3184×108J，
汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝ρVq＝0.7×103kg/m3×25×10﹣3 m3×4.6×107J/kg＝8.05×108J；
汽车发动机的效率：
η＝＝＝28.8%。
故选：B。
4．甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法正确的是（ ）
A．甲种燃料含的热量多，乙种燃料含的热量少
B．甲种燃料含的内能多，乙种燃料含的内能少
C．完全燃烧同质量的甲、乙两种燃料，甲燃料放出的热量多
D．完全燃烧同质量的甲、乙两种燃料，乙燃料放出的热量多
【解析】A、没有热传递，不能说物体含有热量的多少，故A错误；
B、内能的大小和物体的质量、温度有关，和燃料的热值无关，故B错误；
CD、甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，完全燃烧同质量的甲、乙两种燃料，甲燃料放出的热量多，故C正确、D错；
故选：C。
5．甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，下列说法正确的是（ ）
A．甲种燃料比乙种燃料的热量少
B．完全燃烧mkg乙种燃料，刚好烧开一壶水，那么用mkg甲种燃料也能烧开这壶水
C．完全燃烧相同质量的两种燃料，乙种燃料放出的热量多
D．通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值越大
【解析】A、热量是一个过程量，不能说物体含有热量的多少，所以甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，不能说甲种燃料比乙种燃料的热量少，故A不正确；
B、根据Q＝mq可知，相同质量的甲乙两种燃料，乙种燃料完全燃烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放出的热量多，所以mkg乙种燃料刚好烧开一壶水，则mkg甲种燃料不能烧开这壶水，故B不正确；
C、根据Q＝mq可知，相同质量的甲乙两种燃料，乙种燃料完全燃烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放出的热量多，故C正确；
D、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故D不正确。
故选：C。
6．热机的效率是热机性能的一个重要指标，下面关于热机效率的叙述不正确的是（ ）
A．在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，就有可能使热机效率达到100%
B．两辆型号相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油量小的那辆车效率较高
C．在使用上要正确使用，注意保养，可提高效率
D．在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施
【解析】A、在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，热机效率相应提高，但不可能达到100%．此选项错误；
B、两辆型号相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，做的有用功相同，耗油量小的那辆车效率较高。此选项正确；
C、在使用上要正确使用，注意保养，减少摩擦消耗的能量。此选项正确；
D、在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施。此选项正确。
故选：A。
7．一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每分钟做功 900 次，如图所示的汽油机正处于 压缩 冲程，在此过程中燃气的内能 增加 （选填“增加”、“减小”或“不变”）
【解析】（1）四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，一个工作循环飞轮转2圈，做功1次，所以飞轮转18000圈，共做功＝900次。
（2）如图所示，汽油机的进气门、排气门均关闭，且活塞向上运动，所以该冲程属于压缩冲程，此冲程中机械能转化成内能，燃气的内能增加。
故答案为：900；压缩；增加。
8．如图所示是道路维修时常用的路面钻机（俗称“啄木鸟”），该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面。气体推动活塞时是将 气体的内 能转化为 活塞的机械 能；“啄木鸟”中用到了柴油机，若其机械效率是40%，则完全燃烧50kg柴油对外做的有用功是 8.6×108 J（柴油的热值是4.3×107J/kg）。
【解析】（1）气体推动活塞，气体对活塞做功，气体的内能转化为活塞的机械能；
（2）完全燃烧50kg柴油产生的热量Q放＝qm＝4.3×107J/kg×50kg＝2.15×109J；
∵η＝
∴柴油对外做的有用功：W有用＝Q放η＝2.15×109J×40%＝8.6×108J。
故答案为：气体的内；活塞的机械；8.6×108。
9．学习了燃料的热值后，一位同学自己设计了一个比较煤油和菜籽油热值大小关系的实验。实验时，他组装了如图甲、乙所示的两套规格完全相同的装置。
（1）图甲中，在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是：先调整固定 （A/B）的位置；
（2）为保证实验结论的可靠性，该实验还需要的测量器材是 天平 ，在本实验中使用该器材目的有① 确保两烧杯中水的质量相等 ；② 确保煤油和菜籽油质量相等 。
（3）当油料都燃尽时，发现甲杯中水的温度较高，则煤油和菜籽油两种油料中， 煤油 的热值较大。
【解析】（1）为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定B的位置，然后再调整A的位置，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底；
（2）要比较酒精和菜籽油的热值，需要燃烧相同质量的酒精和菜籽油，需要用天平来测量；此实验中使用天平的目的是：①确保两烧杯中水的质量相等；②确保煤油和菜籽油质量相等；
（3）分析表格数据可知，甲杯水的温度升高的较快，即甲酒精灯燃烧产生的热量多，所以其热值大。
故答案为：（1）B；（2）天平；①确保两烧杯中水的质量相等；②确保煤油和菜籽油质量相等；（3）煤油。
10．今年5月18日，我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。假设1m3可燃冰分解后，可释放出约180m3天然气，（已知q天然气＝3×107J/m3，在1标准大气压下）．求：
（1）1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量是多少？
（2）若这些热量用来加热水，50%的热量被水吸收，可将初温为20摄氏度，质量为2×104kg的水加热到多少℃？
【解析】（1）由题知，1m3可燃冰分解后，可释放出约180m3天然气，
这些天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝180m3×3×107J/m3＝5.4×109J；
（2）由题知，水吸收的热量：Q吸＝50%Q放＝50%×5.4×109J＝2.7×109J；
由Q吸＝cm（t﹣t0）可得，水的末温：
t＝+t0＝+20℃≈52℃。
答：（1）1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是5.4×109J；
（2）若上述热量全部被水吸收，可将2×104kg的水从20℃加热至52℃。
板书设计
14.2 热机的效率
1、燃料分类：固体燃料、液体燃料、气体燃料
2、燃料能量转化： 化学能转化为内能；
3、热值定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值，用符号q表示
4、热值单位：焦每千克，符号：J/kg（固、液体燃料）；
焦每立方米，符号：J/m3（气体燃料）
5、热值物理意义：数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
6、热值计算公式：（固、液体燃料）；
（气体燃料）
7、热值特点：①热值的大小只有燃料种类有关
②不同燃料的热值一般不同（指出特例，加以强调）
③表中氢的热值最大（因此火箭常用液氢作为燃料）
8、热机效率：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率，用符号表示。
9、计算公式：；
10、所有热机效率都小于1
11、提高热机效率的方法：
①使燃料充分燃烧
②尽量减小各种热量损失
③在热机设计和制造上提高技术水平和使用新材料
④保证良好的润滑，减少因摩擦额外消耗的功
教学反思
1. 本节用到利用能流图分析问题，这对于学生来说是首次，教师可以利用教科书中热机的能流图启发学生思考：在内燃机中燃料燃烧产生的能量到哪里去了？学生的回答可能不完整，教师要引导学生分析：在内燃机中燃料燃烧产生的所有热量中，有用的机械能只占其中的一部分，损失的能量是哪些？在此基础上引出热机效率的概念，然后联系实际情况，简单分析提高热机效率的方法。
2. 对于热机效率的问题学生很陌生，但学生对日常生活中的热效率问题却比较熟悉。因此可以先讨论生活中的热效率再过渡到热机效率。使知识的过渡相对平稳，不至于出现难度较大提升的情况。第3节 安全用电
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第3节 安全用电
教材分析
该内容位于九年级下册第十八章第三节，主要探讨电压对人体的影响及安全用电原则，是电学知识的实际应用。本节承前启后，既巩固了欧姆定律和电路知识，又为后续电磁现象学习奠定基础，同时培养科学探究与社会责任意识。内容以电压、电流、电阻为核心，通过人体电阻变化解释触电原理，构建“电压→电流→危险”的逻辑链。呈现方式结合图文实例，直观展现触电场景与防护措施，但学生可能对电流大小与伤害程度的定量关系理解困难。教学中需借助实验模拟与生活案例，强化安全用电意识，突破难点，达成知识掌握与素养提升的目标。
学情分析
学生此前已学过电路、电流、电阻等基础知识，但对电压与人体安全关系的认知不足。初中阶段学生逻辑思维能力有所增强，对直观现象感兴趣，不过对抽象知识理解可能有困难。教材重难点在于理解电压越高越危险的原理，区分不同触电类型及掌握安全用电原则与防雷方法。要求学生能分析触电原因，牢记安全用电准则，通过实际案例强化安全用电意识，理解防雷原理及措施。
教学目标
物理观念：
知道人体电阻在不同状态下的范围，理解电压越高越危险，明确常见触电类型及安全电压值。
科学思维：
通过分析触电事故原理，培养逻辑思维能力，能从触电情境理解电路构成及电流路径。
科学探究：
思考生活中易引起触电的情况，提高观察与总结能力，分析防雷原理，增强探究意识。
科学态度与责任：
养成安全用电的意识，认识到物理知识在保障生命安全中的重要性，树立科学的防雷态度。
重点难点
教学重点
通过分析人体电阻变化，理解电压与电流的关系对触电危险性的影响。
结合触电案例，掌握家庭电路和高压电的安全用电原则。
教学难点
理解高压电不接触仍可能通过电弧或跨步电压导致触电的原理。
运用安全用电原则分析实际生活中（如潮湿环境、电器老化）的潜在触电风险。
课堂导入
同学们，你们有没有听说过这样一个真实的故事？某天晚上，一位年轻人回家时发现楼道灯坏了，他想临时用一只手电筒照亮，另一只手去摸门锁。就在他触碰到金属门把手的一瞬间，突然感到一阵剧烈的麻痛，差点晕倒！这是怎么回事呢？为什么只是摸了个门把手，竟然会触电？其实，这与我们今天要学习的电压和触电原理密切相关。当手电筒的电池电压加上潮湿环境降低了人体电阻时，就可能让电流通过人体，造成危险。那么，为什么电压越高越危险？生活中还有哪些类似的情况需要注意呢？
探究新知 电压越高越危险
情景导入
请同学们观察两个生活场景：
场景一：干燥的冬天脱毛衣时，有时会看到小火花并感到轻微刺痛；
场景二：用湿手触摸电器开关时，家长总会严厉制止。
引导提问：为什么干燥时只有轻微刺痛，而湿手接触电器更危险？这些现象说明电流对人体的影响与什么因素有关？
探讨分析
现象对比
脱毛衣时的静电电压可达数千伏，但电流极小且持续时间短，仅产生轻微刺痛；
湿手接触220V插座时，虽然电压低于静电，但通过人体的电流更大且持续，可能造成严重伤害。
数据解析
计算对比（使用欧姆定律I=U/R）：
干燥皮肤（R=105Ω）接触220V：I=220/105=0.0022 A
潮湿皮肤（R=103Ω）接触220V：I=220/103=0.22 A
后者电流是前者的100倍，达到危险级别。
归纳总结
核心知识
安全电流：超过10mA的持续电流可能引发肌肉痉挛，50mA以上有生命危险；
影响因素：伤害程度取决于电流大小（与电压、电阻有关）和持续时间。
生活联系
解释为什么电工操作时必须戴绝缘手套；
说明浴室电器需要特殊防水设计的原因。
实践思考
为什么不能用湿布擦拭通电的电器？答案：湿布降低人体电阻，增大触电电流，同时可能使电器短路。
探究新知 常见的触电事故
情景导入
展示两组触电模拟实验：
实验一：用安全电压模拟人体同时接触火线和零线（甲图），观察电路中小灯泡亮起；
实验二：用接地装置模拟人体接触火线并站在地面（乙图），观察小灯泡同样发光。
引导提问：为什么两种情况下小灯泡都会亮？这模拟了现实中的什么危险情况？
探讨分析
实验观察
实验一：人体模型连接火线零线时，电流表显示有电流通过；
实验二：仅接触火线但接地时，电流表同样显示有电流通过。
对比分析
两种情形共同点：人体都成为闭合电路的一部分；
不同点：乙图通过大地形成回路，说明触电不一定需要直接接触零线。
归纳总结
核心知识
触电本质：人体成为闭合电路的一部分时，电流通过人体造成伤害；
低压触电两种方式：双线触电（火线-零线）和单线触电（火线-大地）；
高压触电特点：无需直接接触，跨步电压或电弧都可能引发触电。
安全警示
发现触电者必须首先切断电源；
列举湿手操作、破损电线等4种教材所示危险场景。
实践思考
思考题：为什么不能用湿布擦拭通电的电器？答案：因为水能导电，可能使电流通过湿布传到人体，造成触电危险。
探究新知 安全用电原则
情境导入
展示两个生活场景：
场景一：小明用湿手拔插电风扇插头时突然触电；
场景二：电工师傅在检修电路时总是先断开总开关，并用测电笔确认无电后才开始工作。
引导提问：为什么湿手操作电器容易触电？电工师傅为什么要做这些安全措施？家庭电路中还有哪些安全防护措施？
探讨分析
案例分析
通过对比两个场景发现：水是导体，会大大增加触电风险；专业电工的操作流程体现了"先断电后操作"的安全原则。
观察家庭配电箱：认识空气开关和漏电保护器的外观及跳闸现象，了解其防护作用。
实验观察
演示测电笔的正确使用方法：接触火线时氖管发光，零线则不发光。
模拟实验：用导线短路电路，观察空气开关自动跳闸的过程。
归纳总结
核心知识
安全电压：不高于36V的电压才是安全电压，家庭电路220V远超过安全值。
防护装置：空气开关（过载保护）、漏电保护器（漏电保护）构成双重防护。
安全原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体；操作前断开电源；保持绝缘层完好。
生活联系
解释手机充电器绝缘皮破损、浴室使用电吹风等常见安全隐患；
强调老旧电器及时更换的重要性。
实践思考
检查自己家中是否存在插座过载使用（如一个插座接多个大功率电器）的情况？应该如何改进？ （答案示例：发现客厅一个插座同时连接电视机、电暖器和充电器，应该分开使用不同回路的插座）
探究新知 注意防雷
情景导入
展示雷雨天气视频片段，重点突出闪电和雷声的先后顺序。
引导提问：为什么我们总是先看到闪电后听到雷声？雷电现象中蕴含着怎样的能量？高大建筑物顶端的金属针有什么特殊作用？
探讨分析
现象观察
通过视频慢放发现：闪电和雷声实际同时产生，但光传播速度远快于声音。
对比实验：用电子打火机模拟放电（只展示火花和声音），验证放电同时产生光与声。
原理探究
分析教材图19.3-5：避雷针通过金属导线将云层电荷引入大地，避免电荷在建筑物顶端积累。
对比教材图19.3-6：高压输电线顶端两条导线同样起到引导雷电流入大地的作用。
归纳总结
核心知识
雷电本质：大气中剧烈的放电现象，云地间电压可达几亿伏。
避雷原理：利用尖端导体（避雷针）将电荷导入大地，避免电荷积累引发危险放电。
生活联系
雷雨天避免在树下躲避，因为树木可能成为放电通道。
现代建筑必须安装避雷装置，这是国家强制安全标准。
实践思考
观察学校楼顶的避雷装置，思考：为什么避雷针要做得又高又尖？答案：尖端更容易聚集电荷，能更有效引导雷电流向大地。
探究新知 科学·技术·社会：雷电灾害及预防
情景导入
展示两则新闻图片：1988年美国黄石公园雷击火灾和2007年大兴安岭雷击火灾
播放雷雨天气视频片段，重点呈现：①行人举伞行走 ②山顶游客躲避雷雨
引导提问：为什么雷击容易引发森林火灾？视频中哪些避雷行为是正确的？
探讨分析
现象解析
分析森林火灾案例：树木含有水分是导体，雷击时强大电流产生高温引发燃烧
对比视频行为：举金属伞增加遭雷击风险，低洼处蹲下可减小跨步电压
实验模拟
演示实验：用静电发生器模拟雷电，对比金属棒和塑料棒引雷效果
观察现象：金属棒更容易吸引"雷电"，验证金属导体更易成为放电通道
归纳总结
核心知识
防雷原理：为雷电提供低电阻通道（如避雷针），或避免成为放电通路
安全要点：雷雨时①不持金属物 ②选择低洼处双脚并拢蹲下 ③车内避雷时远离金属部件
生活联系
高层建筑避雷针应用
野外活动时的防雷装备选择
实践思考
观察学校楼顶的避雷装置，思考其金属尖端设计的作用？ 答案：金属尖端更容易聚集电荷，优先引导雷电通过避雷针导入大地，保护建筑物安全。
课堂练习
第1题
【题文】关于安全用电，下列说法正确的是（　　）
A．电器设备起火可直接用水灭火
B．保险丝烧断后可以用铜丝代替
C．低于220V的电压对人体来说都是安全的
D．使用试电笔辨别火线和零线时，手需接触笔尾的金属体
【答案】D
第2题
【题文】物理实践活动小组对小区居民日常生活用电情况进行了调查，图中做法符合安全用电原则的是（　　）
A．烧焦的插座继续使用 B．使用绝缘层破损的电源线
C．湿手拔插头 D．更换灯泡
【答案】D
第3题
【题文】关于安全用电，下列说法错误的是（　　）
A．图甲中，站在地上的人触摸火线，会发生触电事故
B．图乙中，照明电路开关的接法正确，没有安全隐患
C．图丙中，冰箱的金属外壳接地可防止静电和漏电造成的危害
D．图丁中，用试电笔检测家庭电路时手不能接触金属笔尖
【答案】B
板书设计
触电危害因素
电流大小与持续时间决定伤害程度
人体电阻：干燥10 -10 Ω，潮湿可降至10 Ω
触电类型
低压触电：双线触电（火线-零线）、单线触电（火线-大地）
高压触电：电弧触电（靠近高压体）、跨步电压（断线区域）
安全用电原则
四不原则：不触低压、不近高压、不湿电器、不损绝缘
操作规范：断电维修、及时更换老化设备
雷电防护
避雷装置：避雷针（建筑）、架空地线（高压塔）
应急措施：空旷处蹲低、山区进洞避雨
教学反思
本节教学设计以“电压越高越危险”为核心，通过分析触电原理、常见触电事故及安全用电原则，引导学生理解电压对人体的危害及防范措施。教学基本达成目标，学生能掌握触电原因及安全用电知识，但对高压触电的具体机制理解不够深入。成功之处在于结合生活实例，增强了学生的安全意识；不足之处是对触电事故的微观原理讲解较少，且缺乏互动实验让学生直观感受电流危害。此外，防雷知识虽有涉及，但未充分展开，需增加案例分析和讨论环节以提升学生的综合应用能力。根据初中物理课程标准，应进一步强化科学探究与实际应用的结合。第3节 比热容
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第3节 比热容
教材分析
人教版初中物理九年级第十三章第三节位于热学部分，重点讲解比热容的概念及其应用，是连接热现象与热量计算的关键内容。本节通过实验探究不同物质吸热差异，引入比热容作为描述物质性质的物理量，为后续学习热机效率和能量转化奠定基础，同时培养科学探究能力和定量分析素养。知识架构以实验为基础，通过设计表格记录数据，分析得出比热容定义及公式，难点在于理解比热容的物理意义及单位。教学中需引导学生区分吸热与放热公式中温度差的正负，结合生活实例如海边昼夜温差小、沙漠温差大等，强化对概念的理解，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。目标定位为掌握比热容概念、公式及应用，达成通过实验探究提升科学思维的教学效果。
学情分析
学生此前已学过温度概念及简单热现象知识，但对比热容等较为抽象概念尚未接触。此阶段学生抽象思维能力逐步增强，对实验探究有兴趣，但分析复杂物理量关系能力有待提高。教材重难点在于理解比热容概念及意义，掌握比热容实验探究方法、数据处理及热量计算。要求学生通过实验理解不同物质吸热差异，能运用比热容知识解释生活现象，熟练掌握热量计算公式并准确计算。
教学目标
物理观念：
理解比热容的概念，知道其单位；了解不同物质比热容一般不同，知晓水比热容大的特点及应用。
科学思维：
通过分析实验数据，培养归纳总结能力；能运用比热容知识解释生活中温度变化现象，提升逻辑思维能力。
科学探究：
经历比较不同物质吸热情况的实验探究，学会设计实验、记录与分析数据；掌握用传感器探究不同物质比热容的方法，提高动手操作与观察能力。
科学态度与责任：
养成严谨认真的科学态度，认识比热容知识在生活中的应用价值，增强对物理的学习兴趣。
重点难点
教学重点
通过实验探究，理解比热容的概念及其物理意义。
运用公式Q=cmΔt，掌握热量计算的基本方法。
教学难点
理解比热容是物质的一种特性，并能解释生活中相关的热现象。
正确区分吸热和放热公式中温度差的计算方法。
课堂导入
夏天的午后，小明和家人去海边玩耍，他光着脚踩在沙滩上，感觉沙子烫得难以忍受，可当他跑到浅水区时，却发现海水凉凉的，非常舒服。傍晚时分，太阳渐渐落山，小明又发现沙子很快就变得冰凉，而海水却依然温暖，这让小明感到十分好奇。同样的阳光照射，为什么沙子和海水的温度变化会如此不同呢？难道它们吸收热量的能力不一样吗？今天我们就来探究这个现象背后的奥秘，看看不同物质在吸热和放热时究竟有什么差别？
探究新知 导入
情景导入
请同学们回忆两个生活场景：
场景一：夏日正午赤脚走在沙滩上，脚底感觉灼热难忍；
场景二：同一时间踏入海水中，却感到清凉舒适。
引导提问：为什么相同阳光照射下，沙滩和海水温度差异如此明显？傍晚时情况又为何相反？
探讨分析
现象对比
实验测量：取等质量的沙子和水，用相同酒精灯加热1分钟，测量温度变化；
数据发现：沙子温度上升更快，水温变化较缓慢。
本质探究
物质特性：沙子比热容小（约0.8×103 J/kg ℃），水比热容大（4.2×103 J/kg ℃）；
能量转化：吸收相同热量时，比热容小的物质温度变化更显著。
归纳总结
核心知识
比热容：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量；
规律：质量相同的不同物质，吸收相同热量时，比热容小的温度变化大。
生活联系
沿海地区昼夜温差小于内陆；
汽车水箱用水作为冷却剂。
实践思考
解释为什么冬天摸金属比摸木头感觉更凉？答案：金属比热容小于木材，接触时更快带走皮肤热量。
探究新知 比热容 - 实验：比较不同物质吸热的情况
实验思路
实验目的
比较质量相同的水和食用油在升高相同温度时吸收热量的差异，理解不同物质的吸热特性。
实验原理
通过相同功率的电加热器对等质量的水和食用油加热，测量升高相同温度所需的时间。由于加热器功率恒定，加热时间直接反映吸收热量的多少，运用控制变量法保持质量、初温、终温相同。
实验器材
相同规格的电加热器（220V 300W）2个、玻璃烧杯（250mL）2个、电子天平（量程0-500g，感量0.1g）、数字温度计（量程0-100℃，分度值0.1℃）、秒表、搅拌棒、量筒（100mL，最小分度1mL）。
进行实验
如图13.3-1所示为实验装置示意图，按照以下步骤进行实验： 图13.3-1 实验装置示意图
质量控制：
用量筒量取100mL蒸馏水倒入烧杯A，用电子天平称量总质量m1
量取100mL食用油倒入烧杯B，通过增减油量使mB =mA ±0.1g
初始温度调节：
将两烧杯静置至室温，插入温度计测量初温t0 ，确保t0水 =t0油 ±0.5℃
如图13.3-2所示安装加热器，确保加热管完全浸没且不接触杯底 图13.3-2 加热器浸没示意图
同步加热：
同时接通两个加热器电源，立即启动秒表
每30秒记录一次温度，用搅拌棒缓慢搅动液体保持受热均匀
当某液体达到目标温度t1 =t0 +20℃时，立即关闭对应加热器并记录时间T
数据收集：重复实验3次，更换新样品避免热历史影响
数据分析
收集数据
实验次数 液体种类 质量/g 初温/℃ 终温/℃ 加热时间/s 吸收热量/J
1 水
2 食用油
3 水
4 食用油
5 水
处理分析
热量计算：根据Q=Pt计算吸收热量，功率P=300W恒定
对比分析：
计算水与食用油加热时间的平均值T水 和T油
求比值Q油 Q水 =T油 T水
误差评估：检查三次实验数据的一致性，计算相对误差
实验结论
实验数据表明，质量相同的不同物质升高相同温度时，吸收的热量______，说明物质的吸热能力与______有关。
误差分析及注意事项
注意事项
加热器功率需预先校准
温度计探头位置保持固定
搅拌力度和频率保持一致
误差分析
环境散热导致热量损失
温度计响应延迟
液体蒸发影响质量测量
探究新知 比热容 - 比热容
情景导入
展示两杯温度相同的沙子和水，用相同的酒精灯同时加热3分钟。
引导提问：用手触摸沙子和水，感受温度变化有什么不同？为什么相同加热条件下它们的温度变化不同？
探讨分析
实验观察
沙子温度上升明显，水温上升较慢。
停止加热后，沙子降温快，水降温慢。
数据分析
比较小资料中沙石和水的比热容：
水：4200 J/kg ℃
干泥土：约800 J/kg ℃
计算说明：质量相同的物质升高相同温度，比热容大的水需要吸收更多热量。
归纳总结
核心知识
比热容定义：单位质量的物质温度升高1℃吸收的热量，符号c，单位J/kg ℃。
物质特性：比热容是物质固有属性，不同物质比热容一般不同。
应用规律：质量相同时，比热容大的物质温度变化慢（吸收相同热量升温慢，放出相同热量降温慢）。
生活联系
沿海地区昼夜温差小于内陆沙漠（水与沙石比热容差异）；
汽车水箱用水作冷却剂（利用水比热容大的特性）。
实践思考
为什么中午沙滩烫脚而海水凉爽？答案：相同日照下，比热容小的沙子升温快，比热容大的海水升温慢。
探究新知 热量的计算
情境导入
炎炎夏日，小明发现游泳池里的水比岸边的水泥地凉快。中午时分，他用温度计测得水泥地温度高达50℃，而池水温度只有28℃；傍晚时水泥地迅速降温到30℃，池水仍保持26℃。
引导提问：为什么相同日照条件下，水和水泥地的温度变化快慢不同？这种差异可能与物质的什么特性有关？
探究分析
案例分析
对比等质量的水和砂石加热实验：用相同酒精灯加热100g水和100g砂石5分钟，水温上升12℃，砂石上升32℃。说明不同物质吸热能力不同。
引入比热容概念：单位质量的物质升高1℃所需热量，是物质的特性参数。
公式推导
通过铝块计算实例，引导学生分步推导：
步骤1：确认已知量（m=2,kg，c=0.88×103,J/(kg ℃)，Δt=70,℃）
步骤2：建立公式原型 Q吸 ∝c m Δt
步骤3：验证单位关系 J=J/(kg ℃)×kg×℃
小组讨论
对比吸放热公式差异：分析t t0 Q吸 =cm(t t0 )与t0 tQ放 =cm(t0 t)的结构对称性，讨论温度差取绝对值时的物理意义。
归纳总结
核心知识
比热容定义：单位质量物质温度变化1℃吸收或放出的热量，单位J/(kg ℃)。
热量计算公式：
吸热：t t0 Q吸 =cm(t t0 )
放热：t0 tQ放 =cm(t0 t)
生活联系
沿海地区昼夜温差小于内陆，因海水比热容远大于砂石；
发动机用水冷却，利用水的高比热容特性。
实践思考
用相同功率电热水壶加热等质量的食用油和水，谁的温度上升更快？为什么？ 答案：食用油升温更快，因其比热容（约2.0×103,J/(kg ℃)）小于水（4.2×103,J/(kg ℃)），相同热量下温度变化更显著。
课堂练习
第1题
【题文】小明利用如图甲所示装置探究冰的熔化特点，每隔相同时间记录一次温度计的示数，绘制成如图乙所示图像，下列说法中正确的是（　　）
A．图像中BC段试管中只存在固态碎冰
B．图像中C点的温度和内能均与B点相同
C．图像中CD段的比热容比AB段的比热容大
D．图像中AB段比CD段升温快说明在相等时间内冰比水吸热多
【答案】C
第2题
【题文】以下过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同的热量，已知甲的比热容大于乙的比热容，以下说法中正确的是（　　）
A．甲的温度升高更多
B．乙的温度升高更多
C．甲和乙升高的温度一定不同
D．甲和乙升高的温度可能相同
【答案】D
第3题
【题文】甲亢哥四月初在北京八达岭长城观察到砖石结构的城墙在正午（16℃）升温较慢，而在深圳海边的沙滩游玩时发现沙子在正午（28℃）日照下迅速变烫。结合两地材料特性与气候差异，下列说法正确的是（　　）
A．北京砖石升温比深圳慢是因为砖石比热容小，吸热能力弱
B．沙滩升温快是因为沙子传递热量更快
C．北京长城的晨雾在正午散去，此时发生了升华现象
D．深圳的正午沙滩温度高，海水由于比热容大温度会略低一些
【答案】D
板书设计
比热容现象
实例：沙水温差（日间沙烫水凉，夜间沙凉水温）
问题：同日照下温度变化差异
比热容实验
方法：等质量水油加热，同温升比较吸热
结论：物质不同吸热能力不同
比热容定义
公式：c=Q/m Δt
单位：J/kg ℃
特性：物质固有属性
水的特性
数值：c水=4.2×10 J/kg ℃（沙石4倍）
应用：调节温度（海洋气候/生物恒温）
热量计算
吸热：Q吸=cmt t0
放热：Q放=cmt0 t
示例：2kg铝块30→100℃吸热1.23×10 J
教学反思
本节教学设计以比热容为核心，通过实验探究不同物质吸热特性，引入比热容概念并推导热量计算公式，最后联系生活解释温度调节现象。教学目标基本达成，学生能理解比热容定义及计算方法，但对公式的灵活运用和微观原理理解不足。成功之处在于实验设计直观，有效激发学生兴趣，并通过生活实例加深对比热容意义的认识；不足之处是实验数据分析不够深入，部分学生对比热容的物理意义理解模糊，且对热量计算公式的变式训练较少，需增加练习巩固。第3节 测量小灯泡的电功率
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第3节 测量小灯泡的电功率
教材分析
该内容位于初中物理教材电学章节的“电功率测量”部分，是电学核心实验之一。作为衔接欧姆定律与电功率概念的关键环节，它通过实际测量小灯泡在不同电压下的功率，深化对电功率公式的定量理解，培养科学探究与实验操作能力。知识架构以电功率公式为核心，从电路设计（滑动变阻器调节电压）到数据记录（电压、电流值），再到功率计算（P=UI），形成“理论→实验→分析”的逻辑链条；呈现方式结合电路图、实验步骤与数据表格，以问题驱动引导学生掌握实验技巧。学习难点在于正确连接电路（滑动变阻器与电表接法）、合理选择量程以及理解电功率随电压变化的规律。通过实验活动，学生能掌握电学实验基本技能，强化对电功率概念的理解与应用。
学情分析
学生在之前已经学习了欧姆定律和电功率的基本概念，掌握了电流表、电压表的使用方法，能够正确连接串联电路，并理解滑动变阻器在电路中的作用。当前阶段，学生正处于实验操作能力快速发展的时期，具备设计简单电路图的能力，但对多变量控制实验的理解还不够深入，在连接复杂电路时容易出现接线错误或量程选择不当的情况。教材重点在于通过实验掌握测量小灯泡电功率的方法P=UI及其实际应用，难点在于理解额定功率与实际功率的区别、滑动变阻器的正确使用方法以及实验数据的处理分析。要求学生能够独立设计实验电路，正确连接测量仪器，准确记录并处理实验数据，理解不同电压下小灯泡亮度变化与功率的关系，同时培养安全用电意识和团队协作能力。
教学目标
物理观念：
理解电功率的概念，掌握额定功率与实际功率的区别，能通过电压和电流计算小灯泡的电功率。
科学思维：
通过分析不同电压下小灯泡的亮度变化，建立电功率与电压关系的逻辑推理能力。
科学探究：
学会设计电路、连接器材并测量数据，掌握通过实验探究小灯泡电功率变化规律的方法。
科学态度与责任：
培养严谨的实验操作习惯，增强团队合作意识，认识安全用电的重要性。
重点难点
教学重点：
通过实验操作，掌握使用滑动变阻器控制小灯泡两端电压的方法。
根据实验数据，能计算小灯泡在不同电压下的实际电功率。
教学难点：
理解滑动变阻器在电路中的作用及其接线方法。
分析小灯泡实际功率与额定功率在不同电压条件下的变化规律。
课堂导入
日常生活中，我们常常会发现，同样瓦数的灯泡，新灯泡看起来更亮，用久了的灯泡会稍微暗一些。而且，在用电高峰期，家里的灯泡似乎也会比平时暗一点。 为什么灯泡的亮度会发生变化呢？这与灯泡的什么特性有关呢？其实，这背后隐藏着和电功率相关的知识。 为了探究其中的奥秘，接下来我们通过实验来测量小灯泡的电功率。
探究新知 实验：测量小灯泡的电功率
实验目的
学会设计测量小灯泡电功率的电路，掌握用电流表、电压表及滑动变阻器等器材测量并计算小灯泡在不同电压下的实际功率，了解灯泡亮度与实际功率的关系。
实验原理
通过电流表测量流过小灯泡的电流I，电压表测量小灯泡两端的电压U，再根据公式P=UI计算出小灯泡的电功率。利用滑动变阻器改变电路中的电阻，从而控制小灯泡两端的电压，使其分别达到额定电压、低于额定电压以及约为额定电压的1.2倍这三种情况，进而测量不同情况下小灯泡的电功率。
实验器材
小灯泡（已知额定电压，如2.5V等，作为待测对象）、电源（根据小灯泡额定电压选择合适节数的干电池串联组成，如对于额定电压为2.5V的小灯泡，可选用两节干电池串联，电源电压约为3V，以不使电压过多地超过额定电压）、电流表（量程需根据电路中预估电流大小选择，如0 - 0.6A量程等）、电压表（量程根据小灯泡额定电压选择，如0 - 3V量程等）、滑动变阻器（用于改变电路电阻，控制小灯泡两端电压，如“20Ω 1A”的滑动变阻器）、开关、导线若干。
实验装置
实验电路如图所示，将电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表用导线连接成串联电路。其中电流表串联在电路中测量通过小灯泡的电流，电压表并联在小灯泡两端测量其两端电压。滑动变阻器通过改变接入电路的电阻来调节小灯泡两端的电压。 图：测量小灯泡电功率的实验电路
进行实验
一、设计并画出实验电路图
根据实验要求，确定用滑动变阻器与小灯泡串联来控制小灯泡两端的电压。电流表应串联在电路中，测量通过小灯泡的电流；电压表应并联在小灯泡两端，测量其两端电压。
明确所用小灯泡的额定电压（假设为2.5V），为了不使电压过多地超过额定电压，若选用干电池串联供电，每节干电池电压约1.5V，可选用两节干电池串联作为电源，电源电压约为3V。
画出实验电路图，标注清楚各元件符号及连接方式，如上述给出的实验电路参考图。 二、检查器材并连接电路
检查所给的器材是否够用且合乎要求。查看小灯泡的额定电压标识，确认电流表、电压表的量程是否合适（对于额定电压2.5V的小灯泡，电流表可先预估选0 - 0.6A量程，电压表选0 - 3V量程），检查滑动变阻器的规格（如“20Ω 1A”）是否满足实验需求。
连接电路时，将滑动变阻器的“一上一下”两个接线柱连入电路（例如可将上面的金属杆左端接线柱和下面线圈的左端接线柱连入电路）。闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置，这样可以起到保护电路的作用。
正确连接电流表和电压表正、负接线柱（或红、黑接线柱），注意电流表要让电流从正接线柱流入，从负接线柱流出；电压表要让电流从正接线柱流入，从负接线柱流出。同时，根据预估的电路中电流和电压的大小，选择合适的电流表和电压表量程。
接好电路后，同组的同学各检查一次，确保电路连接无误，如检查导线是否连接牢固、各元件连接是否正确等。 三、测量小灯泡在不同电压下的电功率
测量小灯泡额定功率
调节滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压等于额定电压（如2.5V）。观察电压表读数，微调滑片直至电压表示数稳定在额定电压值。
此时读取电流表的示数，记录下此时通过小灯泡的电流值I额 。
根据公式P额 =U额 I额 （其中U额 =2.5V，I额 为刚记录的电流值），计算出小灯泡的额定功率，并记录在实验记录表中。
同时观察小灯泡的亮度，记录其发光情况。
测量小灯泡低于额定电压时的实际功率
继续调节滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压低于额定电压（如调至2V）。同样观察电压表读数，稳定后读取电流表此时的示数I低 。
利用公式P低 =U低 I低 （其中U低 =2V，I低 为刚记录的电流值），算出小灯泡此时的实际功率，并记录下来。
再次观察小灯泡的亮度并记录，对比与额定功率时亮度的差异。
测量小灯泡约为额定电压1.2倍时的实际功率
进一步调节滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍（如对于额定电压2.5V的小灯泡，调至2.5V×1.2=3V）。注意观察电压表读数，稳定后读取电流表的示数I高 。
通过公式P高 =U高 I高 （其中U高 =3V，I高 为刚记录的电流值），计算出小灯泡此时的实际功率，并做好记录。
最后观察小灯泡的亮度并记录，比较这三种情况下小灯泡亮度的不同。
处理分析
数据收集
电压情况 电压值（U/V） 电流值（I/A） 电功率（P/W） 灯泡亮度描述
等于额定电压 U额 I额 P额 =U额 I额 正常亮度（具体描述如明亮等）
低于额定电压 U低 I低 P低 =U低 I低 较暗（可描述暗淡程度等）
约为额定电压1.2倍 U高 I高 P高 =U高 I高 很亮（可描述刺眼等情况）
其他电压情况1 U1 I1 P1 =U1 I1 相应亮度描述
其他电压情况2 U2 I2 P2 =U2 I2 相应亮度描述
处理分析
额定功率计算：当小灯泡两端电压等于额定电压时，通过测量得到的电流I额 ，根据公式P额 =U额 I额 准确计算出小灯泡的额定功率，此功率是小灯泡在正常工作状态下的功率。
实际功率与亮度关系：对比不同电压下计算出的实际功率P低 、P高 以及对应的灯泡亮度。可以发现，当实际功率越大，小灯泡越亮；实际功率越小，小灯泡越暗。这表明小灯泡的亮度是由其实际功率决定的，而不是由额定功率决定。
误差影响：若电流表读数偏大，会导致计算出的电功率偏大；若电压表读数不准确，比如偏高或偏低，也会使计算出的电功率出现偏差。所以在测量过程中要确保电表读数的准确性。
注意与误差
注意事项
连接电路时，开关要处于断开状态，防止连接过程中出现短路等情况损坏电路元件。
滑动变阻器在闭合开关前，滑片一定要移到阻值最大的位置，起到保护电路的作用。
读取电表示数时，视线要与电表刻度盘垂直，确保读数准确。
误差分析
系统误差：电流表、电压表本身存在一定的精度误差，可能导致测量的电流、电压值与实际值有偏差，从而影响电功率的计算结果。
人为误差：在调节滑动变阻器滑片时，可能无法精确地将小灯泡两端电压调节到所需值，导致测量数据存在误差；读取电表示数时，若视线不与刻度盘垂直，也会造成读数误差。
交流与评估
思考问题
为什么要通过滑动变阻器来调节小灯泡两端的电压，而不是直接改变电源电压？
在测量过程中，如果发现电流表有示数但电压表无示数，可能的原因是什么？ 参考答案
答：直接改变电源电压操作不方便且可能无法精细地调节到所需的特定电压值（如额定电压、低于额定电压、约为额定电压1.2倍等）。而滑动变阻器可以通过改变接入电路的电阻大小，灵活、精确地调节小灯泡两端的电压，满足实验对不同电压下测量小灯泡电功率的要求。
答：可能原因包括：①电压表与小灯泡并联的连接出现断路，导致电压表无法测量到电压；②电压表自身损坏，无法正常显示示数。
课堂练习
第1题
【题文】如图是某同学做电学实验时所画电路图的一部分，其中小灯泡的铭牌模糊不清，根据图中所提供的器材，可以直接进行的实验是（　　）
A．测量小灯泡产生的热量
B．测量小灯泡消耗的电能
C．测量小灯泡的实际电功率
D．测量小灯泡正常发光时的电阻
【答案】C
第2题
【题文】如图所示是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件，并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（　　）
A．探究电流与电压的关系——保证定值电阻阻值不变
B．探究电流与电阻的关系——调节定值电阻两端电压成倍数变化
C．测量定值电阻的阻值——改变定值电阻电压，多次测量求平均值，减小误差
D．测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端电压，多次测量求平均电功率
【答案】C
第3题
【题文】如图所示的电路图，在“测量小灯泡的电功率”实验中，闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表无明显示数，电压表有示数，移动滑动变阻器的滑片时，两表示数无明显变化，则电路故障可能是（　　）
A．小灯泡发生短路 B．小灯泡发生断路
C．滑动变阻器发生短路 D．滑动变阻器发生断路
【答案】B
板书设计
测量小灯泡的电功率
实验原理
滑动变阻器阻值R变化→小灯泡两端电压U变化→电流I变化 →电功率P=UI
实验结论
不同电压U下→不同电流I→不同电功率P→分析灯泡亮度与功率关系
教学反思
本节课围绕“测量小灯泡电功率”实验展开，通过设计电路、连接器材、测量不同电压下小灯泡的实际功率，探究电功率与电压的关系，并观察亮度变化。教学基本达成目标，约80%学生能正确连接电路并完成数据测量，但在分析电压超过额定值时电功率变化规律时存在思维定式。成功之处在于实验环节层次清晰，通过自主设计电路和小组互查培养了学生的实践能力和合作意识，结合数据计算强化了电功率公式的应用；不足之处是对实验误差来源（如电表内阻、接触电阻）的分析不够深入，部分学生在选择电表量程和滑动变阻器操作上仍存在机械记忆现象，后续需增加误差讨论环节并设计分压式电路拓展训练以提升实验探究能力。第3节 串联和并联
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第3节 串联和并联
教材分析
人教版初中物理九年级第十五章第三节位于电学基础部分，重点讲解串联和并联电路的特点及应用，是理解复杂电路的基础，与后续欧姆定律、电功率等内容紧密衔接，同时培养学生科学探究和实践能力。该内容通过实验和实例分析串联与并联电路中开关的作用及电流路径，构建了电路基础知识体系，呈现方式以图文结合为主，便于学生直观理解。学习难点在于区分串联与并联电路的结构特点及开关控制作用的不同，需通过动手实验和生活实例帮助学生掌握。教学中应注重引导学生观察、分析和总结，培养逻辑思维和实验操作能力，使学生能够将理论知识应用于实际生活，如家庭电路和装饰灯串的连接方式，从而实现知识迁移和目标达成。
学情分析
学生此前已学过简单电路的基本组成，了解电流、电源、用电器等概念。此阶段学生逻辑思维发展，对新知识好奇心强，但对抽象电路知识理解可能困难，知识储备尚不足以处理复杂电路分析。教材重难点在于区分串联与并联电路连接特点、掌握两种电路中开关控制作用，要求学生通过实验操作理解不同电路特性，会识别生活中串联、并联电路，并能分析简单电路图。
教学目标
物理观念：
理解串联和并联的概念，能区分串联电路与并联电路；知道串联和并联电路中开关的控制特点。
科学思维：
通过分析串联、并联电路特点，培养逻辑思维能力；从电路图理解电路结构的建模思想。
科学探究：
经历连接串联、并联电路的实验探究，提升动手操作与观察分析能力；归纳总结串联、并联电路中开关控制规律。
科学态度与责任：
养成严谨认真的科学态度，认识串、并联电路在生活中的应用，增强对物理知识应用的探索兴趣。
重点难点
教学重点
通过实验观察，掌握串联电路和并联电路的连接方法及特点。
结合电路图，理解开关在串联和并联电路中的控制作用。
教学难点
准确区分实际电路中用电器之间的串联和并联关系。
理解并联电路中干路开关和支路开关对用电器的不同控制作用。
课堂导入
同学们，你们有没有在家里尝试过装饰用的小彩灯串呢？每逢节日，这些小彩灯总是能为房间增添不少欢乐气氛。但你们有没有发现一个有趣的现象：有些彩灯串中，只要有一个小灯泡坏了，整串灯就会熄灭；而另一些彩灯串，即使个别灯泡坏了，其他的灯泡仍然可以继续发光。这是为什么呢？其实，这背后隐藏着两种不同的电路连接方式——串联和并联。今天我们就来探究一下，这两种连接方式有什么区别，以及它们在生活中的应用。你们能猜到玩具警车里的小灯泡和电动机是用哪种方式连接的吗？
探究新知 串联和并联
情景导入
请同学们观察两个电路连接方式：
实验一：按照图15.3-1连接电路，闭合开关观察两个小灯泡的发光情况；
实验二：按照图15.3-2连接电路，闭合开关后依次拧下其中一个小灯泡。
引导提问：两种连接方式下灯泡的发光状态有什么不同？当取下其中一个灯泡时，另一种连接方式的灯泡会发生什么变化？
探讨分析
实验观察
实验一：串联电路中两个灯泡同时亮灭，亮度相同；
实验二：并联电路中取下任一个灯泡，另一个仍能正常发光。
对比分析
串联：电流路径唯一，用电器相互影响；
并联：电流路径分支，用电器独立工作。
归纳总结
核心知识
串联：用电器首尾相连，电流路径唯一；
并联：用电器两端并列连接，形成干路和支路。
电路特点
串联电路故障影响整体，适合需要同步控制的场景；
并联电路局部故障不影响其他部分，家庭电路多采用此方式。
实践思考
观察教室里的照明电路，当某个灯管损坏时其他灯管是否正常工作？这属于哪种连接方式？ 答案：其他灯管仍正常工作，属于并联连接。
探究新知 连接串联电路和并联电路
情景导入
请同学们两人一组，完成两个小实验：
实验一：按照图15.3-3连接串联电路，依次将开关改接到A、B、C三个位置，观察开关控制灯泡的情况；
实验二：按照图15.3-4连接并联电路，分别操作干路开关S和支路开关S1 、S2 ，记录各开关对灯泡的控制效果。
引导提问：串联电路中开关位置变化是否影响控制作用？并联电路中干路开关和支路开关的控制范围有何不同？
探讨分析
实验观察
实验一：无论开关接在A、B或C位置，都能同时控制两盏灯泡的亮灭；
实验二：闭合干路开关S时两灯均亮，断开S1 仅L1熄灭，断开S2 仅L2熄灭。
分析归纳
串联电路：电流路径唯一，开关位置不影响其串联属性；
并联电路：干路开关控制总电流，支路开关独立控制分支电流。
归纳总结
核心知识
串联开关特性：控制所有用电器，作用与位置无关；
并联开关特性：干路开关控制全局，支路开关控制局部。
生活联系
教室总闸（干路开关）控制所有灯具，单个开关（支路开关）控制对应区域；
节日彩灯串联时任一开关可控制整串，并联时分组开关独立操作。
实践思考
观察家庭电路中哪些电器采用串联控制？哪些采用并联控制？（答案：空调分体机并联独立控制，老式圣诞灯串常串联）
探究新知 生活中的电路
情景导入
展示教室里的日光灯和电风扇，请同学们观察它们的开关控制方式。
演示实验：用电池、开关和两个小灯泡连接两种不同电路：
串联电路：闭合开关时两灯同时亮，断开时同时灭；
并联电路：闭合总开关两灯亮，单独断开任一支路开关不影响另一盏灯。
引导提问：为什么家庭电器大多采用并联？玩具警车的灯泡和电动机应该如何连接才能实现同时工作？
探讨分析
实验观察
串联电路：电流只有一条路径，各用电器互相影响；
并联电路：电流有多条路径，各支路用电器独立工作。
电路图分析
观察图15.3-5发现：电流从正极出发后分成两条独立路径，分别流经灯泡L和电动机M，最后汇合回到负极，符合并联电路特征。
归纳总结
核心知识
并联电路特点：用电器独立工作，互不影响；电流有分支，干路电流等于各支路电流之和（I总 =I1 +I2 ）。
实际应用：家庭电路采用并联保证电器正常工作，节日彩灯采用混联实现分组控制。
生活联系
冰箱和电视可同时使用，说明它们是并联的；
楼道声控灯采用串联会导致所有灯同时开关，故实际采用并联设计。
实践思考
如果玩具警车的灯泡烧坏，电动机还能工作吗？为什么？ 答案：能正常工作，因为并联电路中各支路互不影响，灯泡损坏不会中断电动机的电流路径。
课堂练习
第1题
【题文】如图所示电路，闭合开关、，小灯泡和均正常发光，电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是（　　）
A．小灯泡和串联 B．电流表测量电路的总电流
C．电压表示数等于电源电压 D．若只断开，小灯泡熄灭，正常发光
【答案】C
第2题
【题文】如图所示，闭合开关、，下列对电路的分析正确的是（　　）
A．小灯泡与串联
B．电流表测通过小灯泡的电流
C．开关断开，闭合时，只有小灯泡会熄灭
D．当开关断开，闭合时，两电流表的示数都会变小
【答案】D
第3题
【题文】一自动售货机的使用说明如下：手机扫码（闭合S1）或投币（闭合S2），启动电动机完成自动售货；光线较暗时光控开关S3自动闭合，灯泡发光。某同学根据使用说明设计了如下电路，符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
板书设计
串联电路
连接方式：用电器依次相连
特点：电流路径唯一，开关控制所有用电器（位置不影响）
并联电路
连接方式：用电器两端分别相连
结构：干路（共用部分）、支路（独立部分）
特点：干路开关控全部，支路开关控所在支路
实际应用
家庭电路：用电器多并联
组合电路：彩灯常串并联组合
示例分析：警车电路（灯泡与电动机并联）
教学反思
本节教学设计以串联和并联电路为核心，通过实验探究开关在不同电路中的控制作用，引导学生理解串联与并联电路的特点及生活应用。教学基本达成目标，学生能掌握串联和并联电路的基本概念及开关的控制作用，但对复杂电路的分析能力还需提升。成功之处在于实验设计直观，帮助学生理解抽象概念，联系生活实例增强了学习兴趣；不足之处是实验操作时间有限，部分学生未能充分参与，且对组合电路的分析讲解不够深入，需增加更多练习巩固学生对电路知识的应用能力。第3节 电磁铁 电磁继电器
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第3节 电磁铁 电磁继电器
教材分析
人教版初中物理九年级第十三章第三节，电磁铁内容承上启下，衔接了磁现象与电生磁的知识，为后续电磁继电器、电动机等应用奠定基础，是核心定量研究之一，关联科学探究素养。知识架构以电磁铁原理为核心，包括磁性产生条件、磁性强弱影响因素及实际应用，通过实验探究呈现，难点在于理解电流、匝数对磁性强弱的影响及实际应用原理。教学中需强调实验操作与数据分析，培养观察与归纳能力，目标定位为掌握电磁铁基本原理及应用，达成通过实验探究提升科学思维与实践能力的目的。
学情分析
学生此前已学过简单磁现象及电流的磁效应等知识。此阶段学生逻辑思维能力有所增强，对抽象概念理解能力提升，但对复杂电磁原理及应用的分析能力仍待提高。教材重难点在于探究电磁铁磁性强弱的影响因素及电磁继电器工作原理。要求学生通过实验探究掌握电磁铁磁性与电流、匝数的关系，理解电磁继电器利用电磁铁间接控制高电压、强电流电路的原理，能将所学知识与生活中的电磁应用建立联系。
教学目标
物理观念：
了解电磁铁的构造和工作原理，知道电磁铁磁性有无可由电流通断控制，磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关。
认识电磁铁在电磁起重机、磁浮列车等方面的应用。
科学思维：
通过分析影响电磁铁磁性强弱因素，培养逻辑推理能力。
从电磁铁模型理解物理建模思想。
科学探究：
经历探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验，提升观察、分析和归纳总结能力。
能设计简单实验，探究电磁铁磁性强弱与电流、匝数关系。
科学态度与责任：
养成实事求是的科学态度，体会物理知识在生活生产中的应用价值，增强对物理的探索兴趣。
重点难点
教学重点
通过实验观察，理解电磁铁的磁性受电流大小和线圈匝数的影响。
结合实例分析，掌握电磁铁在电磁继电器等实际生活中的应用。
教学难点
理解电磁继电器如何利用低电压控制高电压电路的工作原理。
分析电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数之间的定量关系。
课堂导入
同学们，你们有没有见过废品回收站里巨大的电磁起重机？它能轻松吸起成吨的废铁，但只要切断电源，钢铁就会瞬间掉落。这是为什么呢？其实，这背后藏着一个神奇的装置——电磁铁。我们家里的电冰箱门吸、吸尘器，甚至全自动洗衣机的进水阀门，都离不开它的帮助。那么，电磁铁到底有什么特别之处？为什么它能“想吸就吸，想停就停”？今天我们就来揭开电磁铁的秘密，并且探索它的磁性强弱与哪些因素有关？是电流大小？还是线圈匝数？或者两者都有影响？让我们一起动手找答案吧！
探究新知 电磁铁
情景导入
请同学们观察两个现象：
现象一：用条形磁铁吸引铁钉，观察磁铁周围铁钉的分布情况；
现象二：将导线绕成螺线管，通电后靠近铁屑，观察铁屑的分布变化。
引导提问：条形磁铁和通电螺线管都能吸引铁质物体，它们的磁性来源有什么不同？为什么电磁起重机通电时能吸起钢铁，断电后就放下？
探讨分析
实验观察
现象一：条形磁铁周围铁钉呈特定规律分布，说明存在固有磁场；
现象二：通电螺线管吸引铁屑的分布与条形磁铁相似，断电后铁屑立即脱落。
对比归纳
共同点：都能产生磁场吸引铁质物体；
差异点：条形磁铁的磁性永久存在，通电螺线管的磁性需电流维持。
归纳总结
核心知识
电磁铁：由通电螺线管和铁芯构成，通电时有磁性，断电后磁性消失；
应用原理：电磁起重机利用电流控制磁性，实现重物的吸放。
生活联系
电铃、磁悬浮列车等都应用了电磁铁原理；
对比传统永磁体，电磁铁具有可控性优势。
实践思考
尝试用电池、铁钉和导线自制简易电磁铁，探究线圈匝数对磁性强弱的影响。答案：增加线圈匝数会使磁性增强，可通过吸引更多回形针验证。
探究新知 电磁铁的磁性
情景导入
请同学们观察两个演示实验：
实验一：将滑动变阻器、电流表和固定匝数线圈串联，改变电流大小，记录吸引曲别针的数量；
实验二：保持电流相同，更换不同匝数的螺线管，比较吸引曲别针的数量。
引导提问：电流变化时磁性如何改变？线圈匝数不同时磁性有何差异？这些现象说明电磁铁磁性强弱与什么因素有关？
探讨分析
实验观察
实验一：电流增大时，吸引曲别针数量明显增多；电流减小时，吸引数量减少。
实验二：相同电流下，匝数多的线圈吸引曲别针数量多于匝数少的线圈。
数据对比
横向对比：当线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强（曲别针数量梯度增加）；
纵向对比：当电流相同时，匝数越多，磁性越强（曲别针数量阶梯式上升）。
归纳总结
核心知识
电磁铁磁性强弱由电流大小和线圈匝数共同决定：
电流越大，磁性越强（磁性∝电流）；
匝数越多，磁性越强（磁性∝匝数）。
技术应用
电磁起重机通过调节电流控制吸力大小；
磁悬浮列车利用强电流电磁铁实现悬浮。
实践思考
尝试用电池、铁钉和导线自制电磁铁，通过增减电池节数（改变电流）或缠绕不同匝数，验证磁性变化规律。答案：增加电池会增强磁性，多绕线圈也能增强磁性，但需注意导线发热问题。
探究新知 电磁继电器
情景导入
展示工厂控制台照片（教材图20.3-4），提问："为什么工人师傅按下按钮就能控制大型机器？按钮下方是否直接通过强电流？"
演示实验：用电池组（3V）、电磁继电器模块连接小灯泡（220V）电路。先直接触碰220V电路接头（模拟危险操作），再通过继电器控制点亮灯泡。
探讨分析
结构观察
拆解继电器模型（对应教材图20.3-5），指认核心部件：
电磁铁（线圈+铁芯）
衔铁（可动铁片）
弹簧（复位装置）
触点（B、C为工作电路接口）
原理探究
控制电路通电时：电磁铁产生磁性→吸引衔铁→触点BC闭合→工作电路导通
控制电路断电时：弹簧拉回衔铁→触点BC断开→工作电路切断
归纳总结
核心知识
继电器作用：通过低电压、弱电流电路控制高电压、强电流电路的通断
工作原理：电磁铁磁性控制触点开合，实现电路间接控制
安全价值：避免人体直接接触高压电
生活联系
电梯控制面板
汽车启动系统
智能家居远程控制
实践思考
观察家用电器（如空调遥控器），思考：按下遥控器时，哪个部件相当于继电器？答案：红外接收模块将弱信号传递给主控板，主控板再控制压缩机电路。
课堂练习
第1题
【题文】小庆为禽蛋孵化箱设计了如图甲所示的温控装置。其中R为热敏电阻，其阻值随温度变化的曲线如图乙所示。已知电磁继电器的线圈电阻为，左侧控制电路的电源电压为。当继电器线圈中的电流大于或等于时，继电器的衔铁被吸下，右侧工作电路就断开。下列说法正确的是（　　）
A．R的阻值随温度的升高而增大
B．当温度为时，通过控制电路中的电流为
C．该装置可将温度控制在以下
D．用超导体制作电热丝可大大提高它的发热功率
【答案】C
第2题
【题文】关于电与磁现象，下列说法不正确的是（　　）
A．图甲：司南能指示南北是因为受到地磁场的作用
B．图乙：滑动变阻器滑片向右移动时，电磁铁的磁性会减弱
C．图丙：开关闭合后，金属棒ab水平向右运动，说明通电导体在磁场中受到了力
D．图丁：导体AB水平向右运动时，灵敏电流计指针发生偏转，据此人们制造出了电动机
【答案】D
第3题
【题文】电磁感应原理应用在某新能源汽车的无线充电技术上，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场就能产生电流，通过“磁生电”来实现充电。如图所示的设备利用该原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
板书设计
电磁铁组成
结构：线圈+铁芯（通电有磁，断电消磁）
对比：永久磁体（如条形磁铁）
磁性影响因素
电流大小：电流↑→磁性↑（曲别针实验）
线圈匝数：匝数↑→磁性↑（对比实验）
实际应用
电磁起重机（吸放钢材）
磁浮列车（悬浮原理）
电磁继电器（低压控高压）
继电器原理
构造：电磁铁/衔铁/弹簧/触点
工作电路：低压控制电路+高压工作电路
教学反思
本节教学设计围绕电磁铁展开，通过实验探究电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系，并结合实际应用如电磁起重机、磁浮列车及电磁继电器进行讲解。课程基本达成目标，学生能理解电磁铁的工作原理及其影响因素，但对电磁继电器内部结构和工作过程的理解不够深入。成功之处在于实验设计直观，有效激发学生兴趣，同时联系生活实际增强了知识的应用性；不足之处是实验操作时间有限，部分学生未能充分参与，且对电磁继电器的复杂原理讲解较为抽象，需增加模型或动画辅助教学，进一步优化学生对复杂装置的理解能力。第3节 电阻的测量
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第3节 电阻的测量
教材分析
该内容位于初中物理教材电学章节的“伏安法测电阻”部分，属于欧姆定律应用的核心实验单元。作为衔接电阻概念与电路规律的关键节点，它通过实验操作建立理论与实践的联系，强化欧姆定律R=U/I的定量应用，培养科学探究与实验分析的核心素养。知识架构以欧姆定律为核心，从原理分析（电压与电流的测量关系）到实验验证（多组数据计算电阻），形成“理论→方法→实践”的递进链条；呈现方式结合电路图、实验步骤与数据表格，以问题驱动引导学生从实际操作抽象物理模型。学习难点在于正确连接电路、合理选择电表量程及理解电阻的恒定性（多组数据计算结果一致性），以及实验中误差来源的分析。通过实验活动设计，学生能掌握电路元件协同使用的方法，深化对欧姆定律及电阻概念的理解。
学情分析
学生在之前已学习了欧姆定律的基本内容，掌握了电流、电压和电阻三者之间的关系，能够使用电流表和电压表进行简单电路测量，并了解滑动变阻器的工作原理及其在电路中的作用。当前阶段，学生正处于从简单电路分析向综合实验操作过渡的关键期，具备初步的电路连接能力和数据记录意识，但对实验误差分析和多变量控制的理解仍需加强，操作时易因量程选择不当或滑片调节错误导致数据偏差。教材重点在于通过伏安法实验掌握电阻测量的原理和方法，难点在于理解滑动变阻器在电路中的调节作用、电压表和电流表的正确使用，以及多组数据测量中误差的分析与处理。要求学生能规范连接电路，准确选择电表量程，正确调节滑动变阻器，记录并处理实验数据，同时理解多次测量求平均值以减小误差的意义。
教学目标
物理观念：
理解伏安法测电阻的原理，掌握欧姆定律在电阻测量中的应用。
科学思维：
通过分析滑动变阻器对电路的影响，培养电路动态变化的逻辑推理能力。
科学探究：
学会设计实验步骤、记录数据并分析多组测量结果，探究电阻的测量方法。
科学态度与责任：
养成规范操作实验仪器的习惯，培养严谨的实验态度和安全用电意识。
重点难点
教学重点：
通过连接电路实验，掌握伏安法测电阻的基本操作步骤。
根据实验数据，能用欧姆定律计算待测电阻的阻值。
教学难点：
理解滑动变阻器滑片移动方向与电路中电流变化的对应关系。
结合实验要求，正确选择电压表和电流表的量程。
课堂导入
在生活中，调节台灯亮度时，旋转旋钮就能改变灯的亮度。在音响设备上，调节音量旋钮，声音大小会随之改变。 为什么调节旋钮就能改变灯的亮度和声音大小呢？这背后隐藏着怎样的电学原理？ 为了探寻其中奥秘，接下来我们借助实验室器材，用伏安法来测量电阻。
探究新知 实验：伏安法测电阻
实验目的
学会使用电压表、电流表和滑动变阻器，依据欧姆定律通过伏安法测量电阻阻值，体会多次测量取平均值减小误差的方法。
实验原理
利用电压表测量待测电阻两端的电压U，电流表测量通过待测电阻的电流I，再根据欧姆定律R=IU 计算出待测电阻的阻值。
实验器材
电源（提供电能）、待测电阻（阻值未知，本次实验测量对象）、电流表（测量通过电阻的电流，如量程为0 - 0.6A、分度值为0.02A的电流表）、电压表（测量电阻两端电压，如量程为0 - 3V、分度值为0.1V的电压表）、滑动变阻器（改变电路中的电流和待测电阻两端的电压，如规格为“20Ω 1A”）、开关（控制电路的通断）、导线若干（用于连接电路各元件）。
实验装置
本次实验采用图17.3-1所示的电路进行测量，电路连接如图所示： 图17.3-1 伏安法测电阻电路
进行实验
一、连接电路
按照图17.3-1所示的电路图摆放好各实验器材，确保摆放位置便于连接电路且操作安全。
断开开关，开始连接电路。首先将电源、开关、待测电阻、滑动变阻器、电流表串联起来，注意连接电流表时要让电流从电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出，连接要牢固，避免接触不良。
把电压表并联在待测电阻两端，同样要注意电压表正、负接线柱的连接方向，使其能准确测量待测电阻两端的电压。
在连接电路过程中，要确保导线的接头处连接紧密，并且导线不能交叉，以免造成短路等故障。 二、检查电路
连接好电路后，仔细检查电路连接是否正确。对照电路图，查看各元件的连接顺序是否无误，电流表、电压表的接线柱连接是否正确，滑动变阻器的滑片是否置于阻值最大处（这样在闭合开关时，电路中的电流最小，可保护电路元件）。
检查各导线是否连接牢固，有无松动或裸露的部分，若有则及时处理，确保电路安全。 三、测量电阻阻值
第一次测量
调整滑动变阻器：闭合开关前，先将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置。闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，观察电流表和电压表的示数变化。朝使电路中电流变大的方向移动滑片，使电压表的示数为一个合适的值（例如1V），同时读取此时电流表的示数I1 ，记录下来。
记录数据：读取电压表此时的示数U1 ，将U1 和I1 记录在自己设计的表格中。
第二次测量
再次调整滑动变阻器：继续移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流和待测电阻两端的电压，使电压表的示数变为另一个合适的值（例如2V），读取此时电流表的示数I2 。
记录数据：记录下此时电压表的示数U2 以及电流表的示数I2 到表格中。
第三次测量及更多次测量（可自行决定测量次数）
重复上述调整滑动变阻器、读取并记录电流表和电压表示数的步骤，例如再进行一次测量，使电压表示数为3V，记录下对应的电流值I3 和电压值U3 等。 四、断开电路 完成多次测量后，先断开开关，然后拆除电路，将各实验器材整理归位，摆放整齐。
处理分析
数据收集
测量次数 电压（U/V） 电流（I/A） 电阻（R/Ω）
1 U1 I1 R1 =I1 U1
2 U2 I2 R2 =I2 U2
3 U3 I3 R3 =I3 U3
4 U4 I4 R4 =I4 U4
5 U5 I5 R5 =I5 U5
处理分析
根据实验目的，需通过测量的数据计算出不同电压下待测电阻的阻值，并进行分析：
计算各次测量的电阻值：按照欧姆定律R=IU ，分别计算每次测量得到的电压和电流对应的电阻值R1 、R2 、R3 等。
分析电阻值的一致性：观察计算出的各次电阻值，看它们是否大致相同。如果测量过程准确，待测电阻的阻值是固定不变的，理论上各次测量计算出的电阻值应该相等，但由于实验存在误差，可能会有一些小的差异。
多次测量取平均值减小误差：将多次测量得到的电阻值求平均值，即R平均 =nR1 +R2 +R3 + s+Rn （n为测量次数），这个平均值可以作为待测电阻阻值的更准确测量结果，因为多次测量可以在一定程度上减小偶然误差对测量结果的影响。
注意与误差
注意事项
滑动变阻器的操作：在闭合开关前，一定要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，防止电路中电流过大损坏电流表等元件。在调节滑片改变电压和电流时，要缓慢移动，同时观察电表示数的变化，避免滑片移动过快导致示数变化过大而错过合适的测量值。
电表量程的选择：要根据电源电压和待测电阻的大致阻值估算电路中的电流和电阻两端的电压范围，从而选择合适量程的电流表和电压表。若量程选择过大，会导致测量精度降低；若量程选择过小，则可能会损坏电表。
电路连接的检查：连接电路完成后，务必仔细检查电路连接是否正确，包括元件的连接顺序、电表接线柱的连接方向、滑动变阻器滑片的位置等，确保电路安全且能正常工作。
误差分析
系统误差：电流表和电压表本身存在一定的精度误差，其读数可能与真实值存在偏差，这会影响到根据测量数据计算出的电阻值的准确性。
人为误差：在读取电表示数时，可能会由于视线与刻度盘不垂直等原因造成读数误差；在调节滑动变阻器滑片时，动作不够平稳或操作不当，也可能导致测量的电压和电流值不准确。
偶然误差：实验过程中可能会存在一些偶然因素，如电源电压的微小波动、导线电阻的影响等，这些因素可能会使每次测量得到的数据存在一定的随机性，从而影响测量结果的准确性。
交流与评估
思考问题
为什么要多次测量取平均值来确定待测电阻的阻值？
在调节滑动变阻器滑片时，如果发现电流表的示数突然变为零，而电压表的示数接近电源电压，可能的原因是什么？ 参考答案
答：因为在实验过程中存在各种误差，如电表本身的精度误差、人为读数误差、偶然因素等，这些误差会使每次测量得到的电阻值与真实值存在偏差。通过多次测量取平均值，可以在一定程度上减小这些偶然误差对测量结果的影响，使得到的待测电阻阻值更接近真实值。
答：可能的原因是待测电阻发生了断路。当待测电阻断路时，电路中没有电流通过电流表，所以电流表示数为零；而此时电压表相当于直接测量电源电压，所以电压表的示数接近电源电压。
课堂练习
第1题
【题文】小明用如图所示的电路测量固定在长方形塑料板上的长度为1m的镍铬丝电阻。器材有：电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、长度为40cm的导线若干。电路未连接完整，小明接着的操作是用一根导线连接的两个接线柱分别是（ ）
A．电压表的3、镍铬丝的M B．电压表的3、电流表的N
C．电压表的3、镍铬丝的M或电流表的N D．电压表的15、镍铬丝的M或电流表的N
【答案】C
第2题
【题文】如图所示是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件，并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（　　）
A．探究电流与电压的关系——保证定值电阻阻值不变
B．探究电流与电阻的关系——调节定值电阻两端电压成倍数变化
C．测量定值电阻的阻值——改变定值电阻电压，多次测量求平均值，减小误差
D．测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端电压，多次测量求平均电功率
【答案】C
第3题
【题文】某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，已知电源电压恒为4.5V不变，小灯泡标有“2.5V”字样，关于以下结论：
次数 1 2 3 4 5
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流/A 0.10 0.14 0.16 0.23 0.25
①第1次实验滑动变阻器接入的阻值为40Ω
②第3次实验记录的数据是错误的
③5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最小
④第2次和第4次实验中滑动变阻器两端的电压之比为5∶7
说法正确的是（　　）
A．①② B．③④ C．①②③ D．①②④
【答案】A
板书设计
伏安法测电阻
实验原理
滑动变阻器调节 → 电压U、电流I变化 待测电阻R
欧姆定律I=RU → R=IU
实验结论
多组数据计算 → 电阻值R
数据对比 → 验证测量准确性
教学反思
本节课以“伏安法测电阻”为核心实验，通过电路连接、数据测量和欧姆定律计算，引导学生掌握电阻测量的基本原理和操作规范，重点培养实验设计与数据处理能力。教学基本达成目标，约80%学生能正确连接电路并完成多组数据测量，但部分学生在滑动变阻器调节方向与电流变化关系的判断上存在迟疑。成功之处在于实验步骤清晰明确，通过强调“闭合开关前电流最小”的安全操作和量程选择原则，有效培养了学生的实验安全意识与仪器使用能力；不足之处是对系统误差（如电表内阻影响）的分析不够深入，部分学生在数据差异分析时缺乏误差来源的全面思考，需增加对比实验（如内接法与外接法）来强化误差分析能力。第3节 电阻
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第3节 电阻
教材分析
人教版初中物理九年级第十六章第三节位于电学基础部分，重点讲解电阻概念及其影响因素，为后续欧姆定律和电路分析奠定基础。本节通过实验引入电阻概念，强调导体对电流的阻碍作用，衔接电压与电流知识，培养学生科学探究能力。知识架构以电阻定义为核心，涵盖单位换算、电阻器符号及影响因素实验，呈现方式结合图文与实验，直观易懂。学习难点在于理解电阻本质及材料、长度、横截面积对电阻的影响关系，需通过对比实验突破。教学中应注重实验操作，引导学生观察记录数据，归纳总结规律，强化定量分析能力。目标定位为掌握电阻概念、单位及影响因素，达成通过实验培养科学思维和解决实际问题的能力。
学情分析
学生此前已学过电流、电压等电学基础概念及电流表使用方法。此阶段学生逻辑思维有所发展，对直观实验现象兴趣较高，但抽象理解能力仍待提升，知识储备能支撑简单电路分析。教材重难点在于理解电阻概念，掌握电阻单位换算及影响电阻大小的因素。要求学生通过实验探究，理解电阻是导体自身性质，学会分析不同因素对电阻的影响，并能将电阻知识与实际导体应用相联系。
教学目标
物理观念：
知道电阻的概念，理解其表示导体对电流阻碍作用大小；记住电阻单位及换算关系，了解常见导体电阻值范围。
科学思维：
通过分析实验数据，推理得出电阻与材料、长度、横截面积的关系，培养逻辑思维能力。
科学探究：
经历“探究影响导体电阻大小的因素”实验，学会控制变量法，提升设计实验、分析数据及归纳总结能力。
科学态度与责任：
养成严谨认真、实事求是的科学态度，体会物理知识在实际中的应用，增强探索物理奥秘的兴趣。
重点难点
教学重点
通过实验观察，理解电阻的概念及其对电流的阻碍作用。
结合探究实验，掌握影响导体电阻大小的主要因素（材料、长度、横截面积）。
教学难点
理解电阻是导体本身的性质，与电压和电流无关。
通过实验数据，分析并归纳导体电阻与长度、横截面积的具体关系。
课堂导入
同学们，你们有没有想过，为什么家里的电线通常是用铜制成的，而不是铁或者其他金属呢？其实，这背后藏着一个关于“电阻”的秘密。想象一下，如果有一天我们用铁来做电线，你会发现电器的工作效率大大降低，甚至可能根本无法正常使用。这是因为不同材料对电流的阻碍作用不一样，而这种阻碍作用就是我们今天要学习的“电阻”。那么，电阻到底是什么？它又为什么会因为材料的不同而发生变化呢？除了材料，还有哪些因素会影响电阻的大小呢？让我们带着这些问题一起走进今天的课堂吧！
探究新知 电阻
情景导入
请同学们分组进行以下演示实验：
实验一：把长短、粗细相同的铜丝接入如图16.3-1所示电路，闭合开关，观察电路中小灯泡的亮度，并记录电流表的示数。
实验二：把同样长短、粗细的镍铬合金（或锰铜）丝接入上述电路，闭合开关，再次观察小灯泡的亮度以及电流表的示数。
引导提问：两次实验中小灯泡的亮度有何不同？电流表的示数又有什么差别呢？为什么会出现这些不同呢？
探讨分析
实验观察
实验一：当把铜丝接入电路时，可看到电流表的示数较大，小灯泡较明亮。
实验二：当把镍铬合金丝接入电路时，电流表的示数较小，小灯泡较暗。
分析归纳
在相同的电压下，通过铜丝的电流比通过镍铬合金丝的电流大。这是因为导体虽然能导电，但对电流有阻碍作用，铜丝对电流的阻碍作用较小，镍铬合金丝对电流的阻碍作用较大。
归纳总结
核心知识
电阻：物理学中用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小，导体的电阻越大，对电流的阻碍作用越大，通常用字母R表示，单位是欧姆Ω，还有千欧kΩ、兆欧MΩ等单位，换算关系为1kΩ=103Ω，1MΩ=106Ω。
不同导体电阻不同：如手电筒小灯泡灯丝电阻为几欧到十几欧，日常用的电炉丝电阻约为几欧等。
生活联系
家用铜导线电阻约百分之几欧，通常可略去不计，但如果用铁制作同样规格导线，电阻比铜线高，所以一般不用铁导线。
电子技术中常用到电阻器，在电路图中用“—□—”表示。
实践思考
试着用不同材料的导线连接简单电路，比如铝线、铜线等，观察小灯泡的亮度变化，感受不同材料导线电阻的差异。（答案：会发现用不同材料导线连接时，小灯泡亮度可能不同，因为不同材料导线电阻不同，电阻小的导线通过的电流大，小灯泡就更亮些。）
探究新知 影响电阻大小的因素
实验思路
实验目的
探究影响导体电阻大小的因素，明确导体电阻与长度、横截面积等因素之间的关系。
实验原理
通过将不同长度、粗细（即横截面积不同）的同种材料（镍铬合金丝）接入电路，观察电流表的示数变化来反映电阻大小的变化。因为在电压一定时，根据欧姆定律I=RU ，电流越小，电阻越大。实验采用控制变量法，分别研究在材料相同的情况下，长度和横截面积对电阻的影响。
实验器材
电源（电压保持不变）、电流表（量程合适，如0 - 0.6A，最小分度0.02A）、开关、导线若干、长度不同且粗细相同的镍铬合金丝两根、长度相同且横截面积不同的镍铬合金丝两根。
进行实验
如图16.3-3所示为接入电路的情况，按照以下步骤进行实验： 图16.3-3 接入不同长度镍铬合金丝的电路示意
检查电路连接：将电源、电流表、开关用导线连接好，确保电路连接正确且接触良好，开关处于断开状态。
探究电阻与长度的关系：
选取粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝，分别标记为丝A和丝B。
将丝A接入电路，闭合开关，观察电流表的示数并记录下来，设此时示数为IA 。
断开开关，取下丝A，换上丝B接入电路，再次闭合开关，观察并记录电流表的示数为IB 。
探究电阻与横截面积的关系：
选取长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝，分别标记为丝C和丝D。
将丝C接入电路，闭合开关，观察电流表的示数并记录下来，设此时示数为IC 。
断开开关，取下丝C，换上丝D接入电路，再次闭合开关，观察并记录电流表的示数为ID 。
数据分析
收集数据
镍铬合金丝 长度情况 横截面积情况 电流表示数/A
丝A 长 相同 IA
丝B 短 相同 IB
丝C 相同 大 IC
丝D 相同 小 ID
处理分析
比较电流大小关系：
对比IA 和IB ，若IA 对比IC 和ID ，若IC >ID ，说明在材料、长度相同的情况下，横截面积越小，电阻越大。
实验结论
同种材料的导体，其电阻大小与长度、横截面积有关。长度越长，电阻越大；横截面积越小，电阻越大。
误差分析及注意事项
注意事项
连接电路时要确保导线连接紧密，避免接触不良影响实验结果。
每次更换镍铬合金丝时，要确保开关处于断开状态，防止短路。
观察电流表示数时，要等示数稳定后再记录。
误差分析
电流表读数时可能存在误差，如视线未与刻度盘垂直。
镍铬合金丝本身可能存在细微的不均匀性，影响电阻测量的准确性。 另外，关于不同材料导电性能排序可参考图16.3-4。 图16.3-4 不同材料在导电性能上的排序示意
课堂练习
第1题
【题文】小庆为禽蛋孵化箱设计了如图甲所示的温控装置。其中R为热敏电阻，其阻值随温度变化的曲线如图乙所示。已知电磁继电器的线圈电阻为，左侧控制电路的电源电压为。当继电器线圈中的电流大于或等于时，继电器的衔铁被吸下，右侧工作电路就断开。下列说法正确的是（　　）
A．R的阻值随温度的升高而增大
B．当温度为时，通过控制电路中的电流为
C．该装置可将温度控制在以下
D．用超导体制作电热丝可大大提高它的发热功率
【答案】C
第2题
【题文】材料科学已成为推动科技进步促进可持续发展的重要支撑。下列说法正确的是
A．图甲：C919机身外壳材料密度较大 B．图乙：集成电路使用了半导体材料
C．图丙：发光二极管使用了超导材料 D．图丁：保险丝的材料电阻小熔点高
【答案】B
第3题
【题文】关于材料、能源和信息，下列说法正确的是（　　）
A．超导材料既可用于制作电动机的线圈，又可用于制作电炉的电阻丝
B．太阳是人类的“能源之母”，地球上的能源都直接或间接来自太阳
C．作为信息存储介质，竹简、纸、录音磁带、光盘的容量密度依次增大
D．频率为Hz的电磁波一定比Hz的电磁波的传播速度快
【答案】C
板书设计
电阻概念
定义：导体对电流阻碍作用（符号R，单位Ω）
单位换算：1kΩ=10 Ω，1MΩ=10 Ω
实例：铜丝电阻＜镍铬丝（实验对比）
影响电阻因素
材料：铜导电性＞铁（同规格导线）
长度：同材料/粗细，长度↑→电阻↑（镍铬丝实验）
横截面积：同材料/长度，面积↓→电阻↑（镍铬丝实验）
电阻器
作用：提供特定电阻值
电路符号：—□—
示例：定值电阻、电炉丝
教学反思
本节教学设计以电阻概念为核心，通过实验探究导体电阻的影响因素，引导学生理解电阻的定义、单位及与材料、长度、横截面积的关系。课程基本达成教学目标，学生能掌握电阻的基本概念及影响因素，但对电阻微观机理的理解尚显不足。成功之处在于实验设计直观，有效激发学生探究兴趣，并通过对比分析培养科学思维；不足之处是实验时间分配不够合理，部分学生未能充分参与，且对电阻在实际生活中的应用拓展较少，需增加联系生活的实例分析，进一步强化知识迁移能力。第3节 广播、电视和移动通信
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第3节 广播、电视和移动通信
教材分析
该内容位于九年级下册第二十一章第三节，主要讲解电磁波的应用。本节在教材中起到承上启下的作用，既巩固了电磁波的产生与传播知识，又为后续通信技术的学习奠定基础，同时培养学生的科学素养和信息意识。内容涵盖无线电广播、电视及移动电话的工作原理，构建了从信号发射到接收的完整知识体系，通过音频、视频和射频的概念衔接，帮助学生理解现代通信技术的核心。呈现方式以图文结合为主，直观展示工作流程，但涉及抽象概念如调制解调和频道划分，可能成为学习难点。教学中需借助实验和实例，引导学生掌握电磁波在实际生活中的应用，强化对频率、信号加载等关键概念的理解，从而实现知识迁移与目标达成。
学情分析
学生此前已了解一些简单的电磁现象知识，但对于电磁波在通信中的应用认知有限。初中阶段学生逻辑思维能力增强，对新鲜事物充满好奇，渴望深入探究，但抽象思维仍有待提升。教材重难点在于理解无线电广播、电视、移动电话等的信号发射与接收原理，以及相关设备的工作过程，要求学生不仅要掌握电磁波传播知识，还需能将其与实际通信应用相联系，通过实验直观认识电磁波发射与接收，构建系统的通信技术知识体系。
教学目标
物理观念：
了解无线电广播、电视、移动电话信号的发射与接收原理；知道音频、视频、射频及频道的概念。
科学思维：
通过分析各类通信设备工作原理，培养逻辑思维能力；体会将复杂过程简化分析的思维方法。
科学探究：
参与扩展性实验“电磁波的发射与接收”，提高观察、操作及分析实验现象的能力。
科学态度与责任：
以严谨认真态度学习通信知识，认识到物理技术对生活的重要影响，激发探索科技的热情。
重点难点
教学重点
通过分析无线电广播的工作过程，掌握信号发射和接收的基本原理。
结合实例，理解电磁波在移动通信中的应用方式。
教学难点
区分音频信号、视频信号和射频信号的特点及转换过程。
理解不同通信设备（如收音机、手机、无绳电话）中电磁波的发射与接收机制。
课堂导入
同学们，你们有没有想过，为什么我们用收音机可以听到千里之外的广播节目，而不用像古人那样靠信鸽或者驿站传递消息呢？其实，这背后藏着一个神奇的“信使”——电磁波。想象一下，当你打开收音机时，空中其实充满了来自不同电台的电磁波信号，它们就像无数封无形的信件，在等待被正确拆开和阅读。收音机通过天线捕捉这些信号，再经过一系列处理，将原本看不见摸不着的电磁波转化为我们能听到的声音。那么，电磁波究竟是怎样从广播电台“飞”到我们的收音机里的呢？它在传播过程中又经历了哪些奇妙的变化呢？
探究新知 无线电广播信号的发射和接收
情景导入
请同学们观察两个实验现象：
实验一：使用电磁波发射器发射固定频率的电磁波，接收器在计算机上显示稳定波形；
实验二：转动发射器旋钮改变频率，观察接收端波形变化。
引导提问：为什么改变发射器频率会导致接收波形变化？日常生活中收音机调台时，内部发生了什么变化？
探讨分析
实验观察
实验一：固定频率发射时，接收器显示单一稳定波形，说明电磁波具有特定频率特征；
实验二：调整发射器旋钮后，接收端波形频率同步改变，表明系统能选择性接收特定频率信号。
分析归纳
类比收音机工作原理：调谐器旋钮的作用与实验中频率旋钮类似，都是通过选择特定频率实现信号接收；
高频电流与音频信号的转换过程，类似实验中电磁波信号到屏幕波形的转换。
归纳总结
核心知识
信号发射：音频信号通过调制加载到高频电磁波上，由天线发射；
信号接收：天线接收多种电磁波，调谐器选择特定频率信号，经解调还原音频信号。
生活联系
现代手机通话、WiFi信号传输均采用类似原理；
车载收音机通过自动调谐实现频道切换。
实践思考
尝试用手机在不同位置连接WiFi，思考信号强弱与哪些因素有关？答案：与距离路由器的远近、障碍物材质（如混凝土墙衰减信号）等有关。
探究新知 电视的发射和接收
情景导入
请同学们观察教室里的电视机，思考以下问题：
当我们观看电视节目时，为什么能同时看到图像和听到声音？
这些图像和声音信号是如何从电视台传送到我们家里的电视机上的？
探讨分析
实验观察
展示一个简单的无线电接收装置（如收音机），让学生观察它接收声音信号的过程。
对比电视机，引导学生发现电视机不仅能接收声音信号，还能接收图像信号。
分析归纳
通过观察图21.3-4，分析电视信号传递的两个主要过程：
图像信号：摄像机→电信号→高频电流→发射天线→接收天线→电视机→显示器
声音信号：与无线电广播类似，通过电磁波传递
归纳总结
核心知识
电视信号传输原理：同时利用电磁波传递图像和声音两种信号。
图像信号处理过程：光信号→电信号→高频信号→电磁波→接收还原。
声音信号处理过程：与无线电广播相同，通过电磁波传递。
生活联系
现代数字电视、网络视频都延续了这一基本原理。
卫星电视、有线电视都是这一原理的不同应用形式。
实践思考
请同学们思考：为什么在电梯或地下室有时电视信号会变差？ 答案：因为电磁波在传播过程中遇到金属等障碍物会被屏蔽或减弱，导致信号接收不良。
探究新知 移动电话
情境导入
展示两部手机通话的场景：老师用手机拨打另一部手机，接通后让学生观察两部手机的状态。
引导提问：为什么没有连接电话线的手机也能通话？手机之间是如何传递声音信息的？为什么在电梯或地下室有时手机信号会变差？
探究分析
案例分析
对比固定电话和移动电话：固定电话通过导线中的电流传递声音信息，而移动电话通过空间的电磁波传递信息。
观察图21.3-5：移动电话既是无线电发射台（发射电磁波），又是无线电接收台（接收电磁波）。
推理引导
移动电话需要基地台转接信号的原因：由于手机发射功率小、天线简单，需要依靠固定无线电台（基地台）进行信号中转。
联系生活实际：城市高楼上的天线就是移动通信基地台，负责接收和转发手机信号。
归纳总结
核心知识
移动电话工作原理：通过电磁波传递声音信息，兼具发射和接收功能。
通信基础设施：基地台作为固定无线电台，负责中转手机信号，与电话交换机相连。
生活联系
无绳电话的工作原理：座机相当于小型基地台，通过无线电波与手机通信，有效范围几十到几百米。
通信质量的影响因素：建筑物遮挡、距离基地台远近都会影响信号强度。
实践思考
请同学们观察家中无绳电话的工作范围，测试走到不同位置时的通话质量变化。答案：当手机远离座机时，通话会出现杂音或中断，这说明无线电波的传播距离有限。
探究新知 科学世界：音频、视频、射频和频道
情景导入
展示DVD机背面插孔特写照片（对应图21.3-9），让学生观察黄色、红色、白色插孔的区别。
演示实验：用DVD播放音乐时，依次拔掉音频（红白）和视频（黄）连接线，观察电视机现象变化。
引导提问：为什么拔掉黄色线只剩声音？不同颜色插孔传输的信号有什么本质区别？电视台"频道"又是如何实现不同节目互不干扰的？
探讨分析
实验观察
拔除黄色视频线时，电视机保留声音但画面消失；拔除红白音频线时，画面持续但声音中断。
对比图21.3-8频谱图，发现音频信号频率（几十-几千赫）远低于视频信号（几赫-几兆赫）。
概念辨析
音频信号：声音转换的电信号，频率较低（20Hz 20kHz），通过红白插孔传输。
视频信号：图像转换的电信号，频率较高（0 6MHz），通过黄色插孔传输。
射频信号：将音视频信号加载到更高频电流（如上百MHz）形成，用于无线传播。
归纳总结
核心知识
信号分类：根据频率分为音频信号（声电转换）、视频信号（光电转换）和射频信号（载波）。
频道原理：不同电视台使用不同射频频率范围（如表所示），通过频率隔离避免干扰。
生活联系
有线电视直接传输音视频信号，无线广播需转换为射频信号。
调频收音机旋钮实质是选择不同频率的射频信号。
实践思考
为什么手机通话时靠近微波炉会出现杂音？
答案：因为微波炉工作频率（2.4GHz）可能干扰手机射频信号（900MHz/1.8GHz附近）。
课堂练习
第1题
【题文】如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　）
A．这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做
B．迅速变化的电流能够产生电磁波
C．收音机可以接收电磁波信号
D．收音机接收的是导线的另一端与电池的正极快速摩擦而产生的声音
【答案】D
第2题
【题文】当手机开启热点功能为电脑、平板等带有Wi-Fi功能的设备提供网络支撑时，它相当于（　　）
A．无线路由器 B．微波中继站
C．服务器 D．基地台
【答案】A
第3题
【题文】从古至今，人类活动离不开对信息的收集、传递和使用。下列说法错误的是（　　）
A．手机既能发射电磁波，又能接收电磁波
B．“北斗”卫星导航系统是利用电磁波传递信息的
C．电磁波在真空的传播速度为
D．光纤通信是利用光在光导纤维中进行多次折射来传递信息的
【答案】D
板书设计
无线电广播信号传输
发射端：声→电→调制→高频电磁波发射
接收端：天线接收→调谐选频→解调→声
电视信号传输
图像信号：摄像机→电信号→射频发射→接收还原
声音信号：同广播原理
移动通信系统
手机：双工电台（收发一体）
基地台：信号中转放大
无绳电话：短距无线座机
信号分类
音频信号：20Hz-20kHz（声→电）
视频信号：几Hz-几MHz（像→电）
射频信号：载波高频电流
频道概念
定义：不同频率范围划分
作用：避免信号干扰
教学反思
本节教学设计以无线电广播、电视及移动电话的信号发射与接收为核心，通过实验和生活实例帮助学生理解电磁波的应用过程。学生基本掌握了信号发射与接收的基本原理，但对音频、视频与射频的概念理解不够深入。成功之处在于结合实际设备（如收音机、手机）讲解，增强了趣味性和直观性，激发了学生的学习兴趣；同时扩展性实验有效提升了学生的观察与分析能力。不足之处是对于频道划分及电磁波载频原理的讲解较为简略，部分学生难以完全理解；此外，课堂互动环节设计较少，未能充分调动所有学生的参与积极性，需在后续教学中增加更多讨论与实践机会以巩固知识。第3节 能量的转化和守恒
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第3节 能量的转化和守恒
教材分析
人教版初中物理九年级第十四章第三节位于能量转化与守恒部分，是力学、热学和电学知识的综合应用，起到承上启下的作用，为后续学习能量转化效率奠定基础。本节以实验引入能量转化现象，通过摩擦生热、太阳能电池发电等实例构建能量转化概念，呈现方式直观且贴近生活，帮助学生理解能量守恒定律的核心思想。教学重点在于掌握能量转化形式及守恒定律，难点是理解能量在转化和转移中的总量不变。通过想想议议活动，引导学生分析秋千摆动和小球跳动中机械能转化为内能的过程，培养科学推理能力。目标定位为理解自然界能量转化的普遍性，树立能量守恒观念，同时通过永动机案例分析，强化科学思维，达成对能量转化规律的深刻认识。
学情分析
学生此前已学过机械能、内能等基础能量概念。此阶段学生逻辑思维能力增强，对具体能量形式有一定认知，但对能量转化和守恒这种较抽象知识的理解有难度。教材重难点是能量的相互转化及能量守恒定律的应用。要求学生不仅要识别常见能量转化实例，更要理解能量守恒定律的内涵，能运用其解释生活现象及分析永动机无法实现的原因，培养严谨科学思维。
教学目标
物理观念：
知道在一定条件下，各种形式的能量可相互转化；理解能量守恒定律的内容。
科学思维：
通过分析能量转化现象，培养逻辑思维能力；从能量守恒定律认识科学规律的普适性。
科学探究：
经历“想想做做”等实验探究，观察并分析能量转化现象，提高归纳能力。
科学态度与责任：
养成实事求是的科学态度，认识能量守恒定律的重要意义，增强探索科学规律的责任感。
重点难点
教学重点
通过实验观察，理解不同形式能量之间的相互转化。
结合实例分析，掌握能量守恒定律的基本内容及其普遍性。
教学难点
准确分析具体情境中能量转化的过程及形式。
理解能量守恒定律在永动机设想中的不可行性。
课堂导入
同学们，你们有没有玩过滑梯？每次从滑梯上滑下来，屁股总会感觉热乎乎的，这是为什么呢？其实，当我们从滑梯上滑下时，身体的重力势能转化为动能，但由于滑梯表面并不是完全光滑的，摩擦力会悄悄“偷走”一部分能量，并将它转化为内能，让我们感受到热量。这正是能量转化的一个典型例子。那么，如果有一天我们能造出一个完全没有摩擦力的滑梯，会发生什么呢？是不是就能一直滑下去，永不停止？可惜，这样的滑梯在现实中是不可能存在的，因为能量守恒定律告诉我们，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式。那么，除了滑梯上的能量转化，生活中还有哪些类似的例子呢？
探究新知 能量的转化
情景导入
请同学们四人一组，完成四个小实验：
实验一：来回迅速摩擦双手10秒，感受手掌温度变化；
实验二：将黑塑料袋装满水并插入温度计，密封后置于阳光下，观察温度计示数变化；
实验三：用太阳能电池连接小电筒并对准阳光，观察小电筒是否发光；
实验四：用钢笔杆摩擦头发后靠近碎纸片，观察纸片运动情况。
引导提问：实验中分别发生了哪些能量变化？能否用“能量转化”解释这些现象？
探讨分析
实验观察
实验一：摩擦后手掌发热，机械运动（摩擦）产生热量；
实验二：阳光下塑料袋内水温上升，光能转化为水的内能；
实验三：小电筒发光，太阳能转化为电能再转化为光能；
实验四：摩擦后的钢笔杆吸引纸片，机械能转化为电能（静电）。
分析归纳
共同规律：不同形式的能量（机械能、内能、光能、电能）通过特定条件相互转化。
归纳总结
核心知识
能量转化：自然界中能量形式多样，且可相互转化（如摩擦生热是机械能→内能，太阳能电池是光能→电能）。
能量守恒：转化前后总能量不变（初中阶段定性描述）。
生活联系
电风扇通电转动：电能→机械能；
电池供电玩具：化学能→电能→机械能。
实践思考
补充图14.3-1中的能量转化实例：
答案示例：
电热水壶工作：电能→内能；
植物生长：光能→化学能。
探究新知 能量守恒定律
情景导入
请同学们观察两个现象：
现象一：停止推动后，秋千摆动幅度逐渐减小；
现象二：弹跳的小球每次弹起高度逐渐降低。
引导提问：秋千和小球的机械能去了哪里？为什么它们不能保持原来的运动状态？
探讨分析
实验观察
秋千实验：测量摆动10次前后摆幅变化，发现振幅减小50%；
小球实验：用红外测温仪测量连续弹跳20次后小球表面温度升高2℃。
数据分析
秋千和小球的高度降低对应机械能减少，但系统总能量保持不变；
温度升高证明有部分机械能转化为内能。
归纳总结
核心知识
能量转化：机械能可以转化为内能（如摩擦生热）；
能量守恒定律：能量既不会凭空产生也不会消失，只会转化或转移。
生活联系
刹车时轮胎发热、滑梯摩擦臀部生热等现象均体现能量转化；
永动机不可能实现，因其违背能量守恒定律。
实践思考
尝试解释为什么用力搓手会感到发热？答案：机械能通过摩擦转化为内能，使手部温度升高。
课堂练习
第1题
【题文】甲亢哥在深圳体验无人机送餐时，观察到无人机携带外卖从地面升至高空。关于此过程的能量转化分析，正确的是（　　）
A．无人机若可以精准做到匀速上升，则机械能保持不变
B．电池的电能主要转化为无人机的机械能和外卖的重力势能
C．化学能通过电池转化为电能，再转化为热能和光能
D．无人机运动越快，无人机做功越多
【答案】B
第2题
【题文】北京时间2025年1月17日12时7分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将巴基斯坦卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图所示，火箭在发射升空时，下列有关说法错误的是（　　）
A．火箭理想的液态燃料是液态氢，是因为它具有较大的热值
B．燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能
C．火箭发射过程中燃烧的液态氢越多，火箭发动机效率越高
D．火箭加速升空的过程中，火箭与空气摩擦，火箭外壳内能增大
【答案】C
第3题
【题文】2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射，火箭发射过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．火箭燃料在燃烧的过程中，化学能直接转化为机械能
B．火箭燃料燃烧的越充分，燃料的热值就越大
C．火箭使用液态氢作为燃料，是因为液态氢比热容大
D．火箭在上升过程中外壳与空气摩擦温度升高，这是通过做功改变内能的
【答案】D
板书设计
能量转化实例
摩擦生热：机械能→内能
水电站发电：机械能→电能
电动机抽水：电能→机械能
光合作用：光能→化学能
燃料燃烧：化学能→内能
能量守恒定律
内容：能量总量不变，形式可转化
实例：秋千变低（机械能→内能）
意义：自然界普遍适用
永动机不可能
原因：违背能量守恒
例证：水力永动机存在能量损耗
教学反思
本节教学设计以能量转化为主线，通过实验引导学生观察并讨论能量转化现象，随后引入能量守恒定律，结合实例分析机械能与其他形式能量的转化过程及意义。课程基本达成目标，学生能理解常见能量转化现象及守恒定律的核心思想，但在深入分析复杂能量转化过程时存在困难。成功之处在于实验贴近生活，激发学生兴趣，帮助其建立能量转化的概念；不足之处是对能量转化的定量分析较少，部分学生对能量守恒定律的理解停留在表面，需增加更多实例和练习巩固知识，同时应进一步引导学生从能量守恒角度批判性思考永动机的不可能性。第3节 太阳能
课程：初中物理
教材：九年级全一册
章节：第3节 太阳能
教材分析
人教版初中物理九年级第十二章第三节，该内容位于能源与可持续发展部分，起到承上启下的作用，既巩固了能量转化与守恒定律，又为后续新能源学习奠定基础。教材以太阳为核心，阐述其作为核能火炉的原理及对地球能源的影响，涉及核聚变、能量传递和太阳能利用等知识，体现了科学探究与技术应用的结合。知识架构从太阳内部核聚变到能量传播，再到化石能源形成与太阳能直接利用，呈现方式图文并茂，便于理解。学习难点在于核聚变概念及能量转化形式，需通过实验活动如自制太阳能集热器，帮助学生直观感受能量转化过程，培养科学思维与实践能力，目标定位为理解太阳能的重要性和利用方式，达成能源意识的提升。
学情分析
学生此前已学过能量转化相关知识，对常见能源有所了解。此阶段学生逻辑思维能力增强，对复杂知识有一定理解能力，但对宏观天体及能量量级概念较模糊。教材重难点在于理解太阳内部核聚变过程、太阳能与化石能源的关系及太阳能的利用方式。要求学生掌握太阳相关数据量级，明晰太阳能转化途径，学会分析太阳能利用优缺点，认识到太阳能在生活中的重要性。
教学目标
物理观念：
了解太阳的基本信息，知道太阳内部发生核聚变释放核能；明白太阳能是人类能源的宝库，掌握太阳能利用的两种主要方式。
科学思维：
通过分析化石能源形成与太阳能的关系，培养逻辑思维能力；能从太阳能利用方式理解能量转化思想。
科学探究：
经历自制太阳能集热器的探究过程，提高观察与动手能力；通过分析实验现象，提升归纳总结能力。
科学态度与责任：
养成严谨认真的科学态度，认识太阳能利用的意义，增强对新能源开发利用的责任感。
重点难点
教学重点
通过数据分析，理解太阳的基本物理特征及其核聚变原理。
结合实例分析，掌握太阳能转化为其他能源形式的过程和应用。
教学难点
理解太阳内部氢核聚变释放能量的原理及其与氢弹爆炸的类比关系。
分析太阳能转化为化石燃料能量的过程及其时间跨度。
课堂导入
每天清晨，当第一缕阳光洒在大地上时，你可曾想过，这温暖的光芒究竟从何而来？让我们把时间拉回到1920年，一位名叫亚瑟·爱丁顿的科学家提出了一个大胆的猜想：太阳的能量来源于氢原子核的聚变反应。这个过程就像无数颗氢弹在太阳核心同时爆炸，释放出惊人的能量。而这些能量穿越1.5亿千米的距离，只需8分钟就到达地球，为我们的生活提供光和热。现在，请想象一下，如果没有太阳，我们的世界会变成什么样？煤、石油、天然气这些化石燃料还能形成吗？我们又该如何直接利用太阳能来满足日常需求呢？
探究新知 太阳——巨大的"核能火炉"
情景导入
展示两张图片：一张是正午阳光下的操场，一张是太阳能电池板发电的场景。
引导提问：为什么太阳能让地面变得滚烫？为什么太阳能电池板不烧煤不加油就能发电？这些能量究竟从哪里来？
探讨分析
数据观察
通过教材数据对比：太阳质量是地球33万倍，核心温度达1500万℃
对比实验：用手电筒照射温度计（示数微升）vs 阳光照射温度计（示数骤升）
模型建构
用多层气球演示太阳结构（核心层涂红色代表高温区，外层黄色代表光球层）
类比说明：就像烧水时水壶中心最烫，热量逐渐向外传递
归纳总结
核心知识
能量来源：氢核聚变（四个氢核结合成一个氦核）
能量传递：核心能量经辐射层和对流层传到表面
能量形式：主要转化为热辐射（红外线）和可见光
生活联系
植物光合作用转化太阳能
太阳能热水器工作原理
化石燃料本质是储存的古代太阳能
实践思考
测量不同颜色纸张在阳光下的升温速度，解释深色物体吸热能力强的原因？ 答案：深色表面吸收更多太阳辐射，将光能转化为热能，导致温度上升更快。
探究新知 太阳是人类能源的宝库
情境导入
展示两组图片：一组是茂密的远古森林，另一组是现代煤矿开采现场；同时呈现海洋生物化石与海上石油钻井平台对比图。
引导提问：这些看似毫无关联的图片之间隐藏着什么联系？为什么说我们使用的煤、石油其实是"储存起来的太阳能"？
探究分析
案例分析
通过分析教材图22.3-2和22.3-3：
煤的形成：远古植物通过光合作用储存太阳能→植物遗体沉积→经高温高压形成煤
石油天然气形成：海洋生物吸收太阳能→遗体沉积→经地质变化形成石油和天然气
能量转化分析
用能量转化链条说明：
太阳能→植物化学能（光合作用）→化石燃料化学能（地质变化）→热能（燃烧利用）
对比现代太阳能板直接转化，说明化石能源是"远古太阳能电池"
小组讨论
分组计算讨论：按太阳辐射到地球能量比例，计算1吨煤相当于储存多少年的太阳能？
思考：为什么说化石燃料是不可再生能源？这与它们的形成过程有什么关系？
归纳总结
核心知识
化石能源本质：是远古生物通过光合作用储存的太阳能，经地质变化形成的能源
能量转化路径：太阳能→生物化学能→化石燃料化学能→可利用能量
形成条件：需要数百万年的高温高压地质作用
生活联系
解释加油站"每滴油都是百万年阳光"的广告语科学依据
说明为什么化石燃料用完难以再生
实践思考
调查家庭每月用电量，估算相当于消耗多少"远古太阳能"？ 答案示例：按1度电≈0.4kg标准煤计算，每月用电200度≈消耗80kg煤，相当于约160万年前1平方米植物全年吸收的太阳能。
探究新知 太阳能的利用
情景导入
请同学们两人一组，完成"想想做做"实验：
准备黑色和白色盘子各一个，注入1cm深的冷水，测量初温。
盖上玻璃板，阳光下晒一小时。
测量最终水温，比较两盘水温差异。
引导提问：为什么黑色盘子水温更高？玻璃板起什么作用？这与我们生活中哪些设备原理相似？
探讨分析
实验观察
黑色盘子水温明显高于白色盘子。
玻璃板覆盖后水温上升更显著。
现象分析
黑色物体吸热能力强于白色物体。
玻璃板形成温室效应，阻止热量散失。
归纳总结
核心知识
太阳能利用方式：
光热转换：通过集热器（如太阳能热水器）将太阳能转化为内能。
光电转换：通过太阳能电池将太阳能转化为电能。
集热器特点：黑色吸热板增强吸热，玻璃盖板减少热损失。
生活联系
太阳能热水器、太阳能充电宝等设备应用相同原理。
太阳能路灯、计算器等使用太阳能电池供电。
实践思考
观察家中或校园里的太阳能设备，思考它们属于哪种利用方式？ 答案：太阳能热水器属于光热转换，太阳能计算器属于光电转换。
课堂练习
第1题
【题文】某种太阳能摆叶花摆动原理如图-2所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，绕固定点O自由转动。B端固定着一块小磁铁，线圈E有电流时，推动磁铁问左上方运动，使AOB顺时针小幅摆动；立即断电，AOB会自动逆时针摆回来，如此往复。下列说法正确的是（　　）
A．塑料摆叶也可以看成一个杠杆
B．有电流时，线圈E上端的磁极是N极
C．摆叶花叶子摆动与发电机原理相同
D．太阳能电池充电时将电能转化为化学能
【答案】A
第2题
【题文】如图所示是我国的太阳能无人机“启明星50”，它是第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机，通过在全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法正确的是（　　）
A．太阳能是二次能源
B．太阳能电池板是由超导材料制成的
C．地面通过超声波控制“启明星50”
D．太阳能是太阳内部发生核聚变产生的能量
【答案】D
第3题
【题文】关于材料、能源和信息，下列说法正确的是（　　）
A．超导材料既可用于制作电动机的线圈，又可用于制作电炉的电阻丝
B．太阳是人类的“能源之母”，地球上的能源都直接或间接来自太阳
C．作为信息存储介质，竹简、纸、录音磁带、光盘的容量密度依次增大
D．频率为Hz的电磁波一定比Hz的电磁波的传播速度快
【答案】C
板书设计
太阳结构
核心：氢核聚变（1500万℃），释放核能
表面：高温气体（6000℃），辐射热和光
寿命：已"燃烧"50亿年，壮年期
太阳能来源
化石能源：煤/石油/天然气→远古植物储存的太阳能
直接利用：集热器（光→内能）、太阳能电池（光→电）
太阳能利用特点
集热器：黑吸热板+玻璃盖，提高效率
电池：低电压/效率，但无污染，用于航天/电网
实验对比：黑色容器吸热效果＞白色
教学反思
本节教学设计以“太阳——巨大的‘核能火炉’”为核心，通过讲解太阳的结构、能量来源及其对地球的影响，引导学生理解太阳能的间接与直接利用方式，并通过实验探究太阳能集热器的工作原理。课程基本达成知识目标，学生对太阳能量转化及应用有初步认识，但对太阳能转化效率等细节理解不足。成功之处在于结合生活实例，激发学生兴趣，实验环节增强动手能力；不足之处是对太阳能电池转化效率低的原因分析不够深入，且未能充分拓展太阳能未来发展前景，需增加相关讨论以提升学生综合素养，同时强化科学探究与技术应用的联系。

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