13.2电功率 教案 2025-2026学年北师大版九年级物理上册

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13.2电功率 教案 2025-2026学年北师大版九年级物理上册

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第十三章 电功和电功率
第二节 电功率
1.能说出电功率的物理意义、定义,能利用电功率的公式进行相关计算。
2.了解不同用电器的额定功率,能区别额定电压
与实际电压,额定功率与实际功率。
3.用伏安法测量小灯泡的实际电功率的方法。
【重点】正确理解额定功率和实际功率及其计算。
【难点】学生自己设计实验电路和步骤。
一、新课导入
[提出问题]家庭选用灯具时,除了款式等因素外最重要的就是对亮度的需求。我们生活中常说的灯具“瓦数”就是描述灯具亮度的重要参数。灯泡作为用电器,通过电流做功把电能转化为光能等形式的能量,那么“瓦数”这一参数与电流做功有什么关系?其物理意义是什么?
二、新知探究
(一)电功率
[提出问题]将一台“220V 30W”电风扇和一个“220V 1 500W”的电热水壶分别独立接入电路,并在电路中接入一个机械电能表,闭合开关后,观察电能表铝盘的转动情况,你看到的现象说明了什么?
[交流讨论]小组之间交流讨论。可以发现电风扇接入电路时,铝盘转得慢,而电热水壶接入电路时,铝盘转动得快。这表明电流通过不同的用电器做功的快慢一般不同。
类比机械功,用功率描述做功快慢一样,把电流做的功与完成这些功所用时间的比叫作电功率。
电功率表示电流做功的快慢,用符号P表示。
计算公式:P==UI,即P=UI。
单位:瓦特,简称瓦,符号是W。常用单位还有千瓦。
换算:1kW = 103W。
(二)额定电压和额定功率
[提出问题] 如图,观察小灯泡的铭牌,其数值“3V 1.5W”各表示什么含义
[教师讲解]
“3V”表示用电器正常工作时的电压为3V。
1.5W表示用电器正常工作时的功率为1.5W。
[过渡]
额定电压:用电器正常工作时的电压。
额定功率:用电器在额定电压下的功率。
[提出问题]一只“3V 1.5W”的小灯泡接在4V、3V、2V的电压下都能发光,这是为什么?
[交流讨论]小组之间交流讨论。得出结论:在实际使用时,加在用电器上的电压,有时略高于或低于额定电压,用电器也能工作,此时的电压叫作实际电压,用电器在实际电压下工作时所消耗的功率叫作实际功率。
[例] 小明用一个额定电压为220V、额定功率
1 100W的电热水壶烧水。若此时小明家中的实际电压为198V,这时电热水壶实际的电功率是多少?(不计电热水壶电阻随温度的变化)
解:根据P=UI可得,额定电流:
I1==5A,
根据欧姆定律可得,电热水壶的电阻:
R==44Ω,
根据欧姆定律可得,通过电热水壶的实际电流:
I2==4.5A,
根据P =UI可得,电热水壶的实际电功率:
P2=U2I2=198V×4.5A=891W。
(三)测量小灯泡的电功率
小灯泡两端的电压可以用电压表来测量,通过小灯泡的电流可以用电流表来测量,然后根据公式P=UI可以计算出小灯泡的电功率。
[实验目的]测量小灯泡的电功率
[实验原理]P=UI
[实验器材]电压表、电流表、电源、开关、导线。
[特别提醒]为了观察不同电压下小灯泡的亮度,需要多次测量,还需要利用滑动变阻器多次改变灯泡两端的电压和电流。
[电路图]
[实物图]
[提出问题]
1.小灯泡的参数(电压、电流等数值)对实验有什么帮助?
2.实验中应该如何选择电压表和电流表的量程?依据是什么?怎样连接?
3.在闭合开关前,滑动变阻器的滑动头应该放在什么位置?为什么?
[交流讨论]小组之间交流讨论。
1.小灯泡的额定电压决定了电压表量程的选择。知道小灯牌的额定电流(或通过额定电压和电阻估算出额定电流),可以帮助选择电流表的量程。同时,在实验中,通过与额定电压、额定电流比较,能了解小灯泡在不同电压下的工作情况。
2.电压表并联在小灯泡的两端,电流表与小灯泡串联。都要保证电流从正接线柱流入,从负接线柱流出。
3.在闭合开关前,滑动变阻器的滑动头应该放在阻值最大处,这是因为当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的总电阻最大,根据I=,在电源电压一定的情况下,电路中的电流最下,这样可以保护电路中的元件,防止电流过大损坏小灯泡、电流表等。
[实验设计]
(1)设计电路,连接电路。
(2)开关闭合前,滑动变阻器移到最大值。
(3)调节滑动变阻器,使电压表示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压。分别读出电流表的示数,并且观察小灯泡的亮度。
[记录数据]
[实验结论]
①当U实=U额时,P实=P额,小灯泡发光正常。
②当U实③当U实>U额时,P实>P额,小灯泡发光较亮。
[分析与论证]
小灯泡在不同的电压下工作时,其功率不同,电压越大,功率越大。
[评估与交流]
1.小灯泡工作时的实际功率与小灯泡发光的亮度有怎样的关系 这样的关系说明什么问题?
小灯泡的实际功率越大,小灯泡发光越亮,说明小灯泡的亮度由其实际功率决定。
2.你所绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像是一条直线吗 这个图像的形状说明什么问题?
绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像是一条曲线。说明灯丝的电阻随温度的升高而变大。
三、课堂小结
(一)电功率
1.把电流做的功与完成这些功所用时间的比叫做电功率。
2.计算公式:P==UI。
3.换算:1kW = 103W。
(二)额定电压和额定功率
1.额定电压:用电器正常工作时的电压。
2.额定功率:用电器在额定电压下的功率。
(三)测量小灯泡的电功率
1.小灯泡在不同的电压下工作时,其功率不同,电压越大,功率越大。
2.小灯泡的实际功率越大,小灯泡发光越亮,说明小灯泡的亮度由其实际功率决定。
3.小灯泡的电流随其两端电压变化的图像是一条曲线。说明灯丝的电阻随温度的升高而变大。
四、课堂训练
1.下列关于电功和电功率的说法,正确的是( D )
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.用电器消耗电能的时间越短,电功率越大
C.用电器消耗的电能越多,用的时间越长,电功率越大
D.相同时间内,用电器消耗的电能越多,电功率越大
2.图13.2-4为小明在测量小灯泡的电功率时连接
的实物电路图,该图中有一根导线连接错误。请
在错误的导线上画“×”,并用笔画线表示导线
在图上改正。
3.小灯泡L的额定电压为2.5V,小红通过实验测
得其电流随电压变化的曲线如图13.2-5所示。由
图可知,当小灯泡L正常发光时,通过其灯丝的
电流是 0.31 A;通过调节滑动变阻器,使小灯
泡两端的电压为1.5V,则此时小灯泡L消耗的实
际功率为 0.345 W。
4.某社区对街道的照明灯具进行更新换代,更换新
的节能灯具后,不仅照明的效果比原来好了,而
且一年还能节约6 000kW·h的电能。小明算了
一笔账:家用电冰箱的电功率大约是100W,这项
灯具更新换代工程在一年中节约的电能,可以供
给60 000个电冰箱工作。请你指出小明说法中的
错误之处,并说明错误原因。
答:小明说法的错误之处在于没有明确说明电冰
箱的工作时间,且错误地将电冰箱当成一直连续
工作来计算。实际上电冰箱是间歇工作的。
五、布置作业
部分学生对于计算感到有些困难,主要原因是学生的各量找不准,公式记不住,不会用还乱用,所以在教学预习时,强调学生重视书中的例题,通过例题来加深对各量的理解,按照例题的作法写出物理量,用什么字母表示,单位是什么?这样做的目的让学生能够分清每一个物理量和单位,加深记忆和理解,同时在每天上课前对公式进行一下默写,对于基本公式还要变形处理,加深学生的记忆。
有一些小组仪器使用不太熟练,耽误了实验的时间,而有些小组,在实验的时候没有严格按照规定去做,损坏了小灯泡以至于没有得出实验数据。因为学生基础的薄弱要展开探究活动,教师对学生的引导过多,学生沿着老师的思路去探究,具有一定的局限性。

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