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第4节 焦耳定律
【教学目标】
1.知道电流的热效应.
2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用.
3.知道等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用.
4.知道利用和防止电热的场合和方法;
5.在学习的过程中，渗透辩证唯物主义的思想.
【教学重点】
电热与电阻、电热与电流的关系的探究. 电热的利用和防止.
【教学难点】
关于焦耳定律的计算.
【教具准备】
学生电源、导线、开关、滑动变阻器、电阻丝、烧瓶、温度计、水、电炉、电熨斗、电饭锅、热得快等电热器、多媒体课件等.
【教学课时】
1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师出示一些用电器的图片，让学生观察，并提出问题：
（1）比较它们有何不同？
（2）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？
（3）电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？
学生讨论、回答：灯泡发热，电风扇的电动机发热.
师 这节课我们就来研究一下电与热的有关问题.
【进行新课】
知识点1 电流的热效应
师 请大家观察教材P120图18.4-1，图中电炉丝通电时都会产生什么现象？
说明电流在工作过程中消耗的电能转化成什么能了？
生：会产生热现象，说明电能转化成内能了.
板书：
电流通过导体时电能转化成内能，我们把这种现象叫电流的热效应.
教师总结：电热的实质是电能的转化.电热既是电能转化为内能的过程，同时也是电流做功的过程.但是对不同的用电器来说，在消耗相同的电能的情况下，电能转化为内能的多少是不同的.比如电炉子、电饭锅、电烙铁等用电器的主要作用就是把电能转化为内能，从而供人们利用，此时在不考虑能量损耗的情况下可以近似认为电能全部转化成了内能；但是对于像电风扇、电冰箱、电视机、洗衣机等用电器，它们的主要目的不是将电能转化为内能，而是转化为其他形式的能量，所以此时消耗的电能中，只有很少一部分电能转化成了内能，这时的热效应体现得不明显.
1.探究电流产生的热量跟哪些因素有
（1）猜想：（教师引导鼓励学生发言）
生1：可能与电压有关，因为电压越大，电炉中产生的热越多；
生2：可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热；
生3：可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾.
教师总结：电流、电压和电阻三个量之间是有联系的，明确了两个量就可以再确定另外一个量，故我们研究电热与电阻、电热与电流的关系就可以了.
（2）设计实验:(采用控制变量的方法)
①如何控制电流一定时电阻的变化？
②如何控制电阻一定时电流的变化？
③如何比较电流产生热量的多少？（转换的思想）
师 请同学们观察通电的电炉和相连的导线.
生：电阻丝很快发红，与之相连的导线却不太热.
师 电阻丝与导线是怎样连接的？请就此提出一个值得探究的课题——在电流相同时，电流通过导体产生的热量与电阻有什么关系？
演示实验1：把两个电阻不同的金属丝串联起来，放入装有相同质量煤油的两个烧瓶中，通电，观察烧瓶中的温度计的示数.说明哪个烧瓶中产生的热量多？可得出产生热量的多少与什么因素有关？
分析结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻越大，这段电阻丝产生的热量越多.
演示实验2：用一个电阻来做，通过滑动变阻器改变通过电阻的电流，观察烧瓶中的温度计的示数.得出什么结论？
分析结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越多.
演示实验3：用一个电阻来做，通过相同的电流，改变通电的时间，观察烧瓶中温度计的示数.得出什么结论？
分析结论：在电阻、通过的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多.
说明：探究电热因素的方案较多，学生提到的，都可尽量鼓励学生大胆地去探究.
（3）怎样理解实验所选器材的目的：
①实验时，选用的烧瓶要完全相同，里面所盛的煤油质量也要相同，以使两瓶中的煤油吸收不同的热量时，升高不同的温度.
②瓶中阻值不同的电阻丝也可分别用镍铬合金丝和铜丝.
③烧瓶中，为什么要装煤油？
答：因为煤油的比热容小，吸收相同的热量，温度变化明显，从而使实验现象明显，另外煤油不导电，还能防止漏电.
④在实验中，为什么要将两电阻丝串联？
答：由于影响电热大小的因素有多个，所以必须采用控制变量法，才能探究某一因素对电热的具体影响.例如，探究电阻大小对电热的影响时，必须控制电流和通电时间相同，当两电阻丝串联时，可以绝对保证电流大小和通电时间相同.
⑤由于实验中电流在导体上产生的热量无法直接观察，故采用转化法，把放出热量的多少转化为能直接观察的温度变化的多少.通电后电流在电阻丝上产生的热量越多，煤油上升的温度越高，观测温度的变化情况，就可以定性比较电流产生热量的多少了.
（说明：当然本实验还有很多转化方案.例如，转化为烧瓶中煤油受热使煤油柱升高的高度；或转化为密闭空气受热膨胀使U形管中红色液柱出现高度差；或转化为导体上用蜡均匀黏住的火柴棒掉下的数目等.注意用心体会吧！）
知识点2 焦耳定律
1.焦耳定律
师 英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比.这个规律叫焦耳定律.
板书：
公式：Q=I2Rt.
单位：电流I——安培（A），电阻R——欧姆（Ω）,时间t——秒（s），热量Q——焦耳（J）.
教师总结：运用焦耳定律计算电热时应注意：
（1）焦耳定律公式Q=I2Rt,是由实验总结出来，只要有电流通过导体，都可以用它来计算所产生的热量.
（2）公式中各物理量都是对同一段电路或同一导体而言的，也是对应于同一状态的.
师 用导线把电炉接到电路中，为什么电炉丝很热，导线却不热？
生 导线的电阻很小，而电炉丝的电阻很大.
师 为什么电动机转动时消耗的电能都转化为机械能了吗？
生 大部分转化为机械能.
2.纯电阻电路中利用求电热
师 像刚才接电炉的电路中，电流工作时将电能全部转化为内能，这样的电路叫纯电阻电路.初中我们所研究的电路，大部分是纯电阻电路，如电灯、电阻的电路.而电风扇所在的电路，电流工作时，消耗的电能只有一部分转化为内能，大部分转化为机械能，这样的电路为非纯电阻电路.
3.消耗的电能W与产生的电热Q之间的关系：
（1）纯电阻电路中，消耗的电能W等于产生的电热Q；
（2）非纯电阻电路中，消耗的电能W大于产生的电热Q.
板书：
在纯电阻电路中，Q=W=Pt=I2Rt=.
例题1（多媒体展示）冬天，王刚同学使用电热毯时发现电热毯有高温挡和低温挡，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和图乙（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）.
（1）图甲中有定值电阻R1（置于电热毯外部），电热丝R2，请说明要使电热毯处于低温挡，开关S1、S2应处于什么状态？并写出低温挡时电热毯发热电功率的表达式.
（2）图乙中有两根电热丝R2、R3，请说明要使电热毯处于高温挡，开关S1、S2应处于什么状态？并写出高温挡时电热毯发热电功率的表达式.
（3）请指出你认为其中较好的电路，并说明理由.
分析：所谓“挡位”问题，通常是在电压不变的情况下，通过改变电路电阻，从而改变用电器的电功率，所以常用公式P=U2/R来判定，R越大，P越小，是低挡位；R越小，P越大，是高挡位.
特别提醒：解答此类问题时要正确选用公式.在串联电路中，电流相等，一般选用公式P=I2R；在并联电路中，电压相等，一般选用公式P=U2/R.
师 请大家看教材P123《想想议议》，分析讨论.
学生讨论后回答.
教师总结：额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，单位时间内产生的热量越多.因为灯泡的电路是纯电阻电路，所以有Q=W=Pt=，当电压一定时，电阻越小，相同时间内产生的热量越多.而用焦耳定律比较两个电阻在单位时间内产生的热量的多少时，其前提条件是流过两个电阻的电流相同.二者并不矛盾，是两者的前提条件不同.
对于焦耳定律的理解，教师应注意强调公式适用的条件，而不能片面地利用数学知识去讨论.对于焦耳定律可从两点加深理解：①在时间、电压相同时，由Q=可知电阻越小，产生的热量越多；②在时间、电流相同时，由Q=I2Rt可知，电阻越大，产生的热量越多.
4.有关电热的计算问题：
电热的计算一般包括两种情况：纯电阻电器（电热器电路）的电热计算和非纯电阻电路（电动机电路）的电热计算.解题时，先要判断电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路.
（1）对于纯电阻电路，由于电流通过导体做的功全部转化为内能（电能等于电热），计算电热和计算电能是一样的，可以采用计算电能的任何公式和方法来计算电热.
（2）对于非纯电阻电路，电流做的功转化为其他形式的能和内能，内能只是其中的一小部分，电热功率只能用公式P=I2R来计算，电热只能用Q=I2Rt计算.此时，运用公式P=UI算出的是电路的总功率，用“UI-I2R”得到的是除内能外的其他形式的能.
知识点3 电热的利用和防止
1.电热的利用和防止
师 日常生活中，利用电热工作的用电器有很多，请同学们举出例子.
生：电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤箱、电炉……
师 本节课我们除了学习电热的利用，还需了解电热有害时怎样防止电热.
师 电流通过导体时，使导体只发热的用电器是利用电流的热效应，这类用电器称为电热器，而电热器的主要部分是发热体.
教师出示电炉，引导学生观察后说出电炉的结构.
生：电炉的结构主要是炉丝即电阻丝.还必须有炉盘，电炉盘是绝缘材料制成的.
教师提问：从实际考虑，电炉丝应该有什么要求？
生1：电炉就是要靠电炉丝发热的，所以炉丝的电阻应该很大.
生2：炉丝还应有较高的熔点，这样它在发热时才不容易烧断.
师 请同学们以电炉为例说明发热体是用什么材料制成的？
生：发热体是由电阻（率）大，熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的.教师出示热得快、电饭锅、电熨斗等电热器，并将电饭锅、电熨斗的发热板取出让学生观察，向学生说明，其他的电热器也都需要用电阻大、熔点高的金属导体作为发热体.
师 我们了解了电热器，大家能不能说说使用电热有什么好处？
生1：电热清洁卫生，没有环境污染.
生2：热效率高，使用方便.
生3：能方便地调节，如控制温度，操作简单.
师 同学们知道了利用电热的好处.但有些时候，有些地方的电热我们是不需要的，还要设法防止.有关的内容，大家了解的有哪些呢？
生1：电机使用过程中会发热，如果连续使用时间过长，就会烧坏电机.
生2：有些导体上的绝缘材料会因温度过高，使绝缘材料迅速老化，甚至烧坏.
生3：电视机开的时间长了会发热.电视机后盖上有许多孔，就是为了能通风散热.
生4：电脑中还装有风扇，也是为了散热，减少电热的危害.
生5：农村抽水、磨面用的电动机连续工作一段时间后要休息一会，等凉了再用，是为了防止电热可能造成的危害.
师 同学们对电热的危害及防止了解的还真不少，老师这儿有一份用电器的说明书，请大家仔细阅读，并分析说明其中的道理.（用多媒体播放）
教师引导学生着重注意以下内容：工作时将电器置于通风良好处；勿使电器淋雨或受潮；长期不用的电器隔一段时间应该通电一次.
生1：电器工作时，置于通风良好的地方，是为了能使电器更好地散热、防止电热产生的危害.
生2：电器淋雨或潮湿会降低绝缘性能，使电路工作失常，影响用电器的使用.长期不用的电器隔一段时间要通电，是为了利用电热来驱潮，是电热的利用.
例题 教师用多媒体展示练习册中对应题目，并讲解.
5.电热的综合应用
电功与电热的区别与联系（教师可用多媒体展示说明）
（1）电功与电热的区别：
电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能.电热是指电流通过一段电路做功，电能转化为内能的那一部分.两者表示的意义不同，是两个不同的概念.
（2）电功与电热的联系：
①在纯电阻电器（电路中只有电阻的电路）中，电流所做的功没有转化为别的形式的能，只转化为内能，电路消耗的电能和生成的内能在数值上是相等的，即W=Q，此时计算电功的各个公式,如W=UIt=I2Rt=U2Rt=Pt都适用于计算电热.初中阶段所研究的电路一般仅限于纯电阻电路，如电灯、电炉、电热器、电熨斗等.
②若电路中除有电阻外，还含有电动机、电解槽等，这种电路就是非纯电阻电路.从能量转化的角度看，这种电路消耗的电能除部分转化为内能外，还转化为机械能和化学能等.如在电动机工作的电路中，加在电动机两端的电压为U，通过它的电流为I，电动机的线圈也有一定的电阻R，此时电流做的功为W=UIt,而电流做的功并没有全部转化为内能，绝大部分转化为机械能了，通过线圈电阻R的电流仍使线圈发热，产生的热量Q=I2Rt，但此时Q≠W,而是Q＜W,即W=Q+机械能.
（3）计算公式及其适用范围
例题2（多媒体展示）一电动机的线圈电阻为1Ω,线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，此时电动机正常工作.
（1）在求电动机正常工作1min所消耗的电能时，有以下两种不同的解法：
小明的解法：W=UIt=2V×0.8A×60s=96J;
小华的解法：W=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4J.
你认为哪位同学做得好，请作出判断并说明理由.
（2）求电动机正常工作1min所转化的机械能是多少.
分析：电动机正常工作的过程是将电能转化为机械能和内能的过程，所以电动机工作时消耗的电能大于产生的电热.电动机获得的机械能是所消耗的电能与所转化成的热量的差值.
解：（1）小明的解法正确.因为电动机为非纯电阻电路，其电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律，故含电动机的电路不能用含欧姆定律的推出公式求电功.
（2）1min内电动机产生的电热为：Q=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4J;则在1min内，这台电动机所转化的机械能是：W机=W-Q=96J-38.4J=57.6J.
例题3（多媒体展示）小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个挡位的发热功率，如图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触.已知：R1=48.4Ω，R2=96.8Ω，电源电压保持不变.请分析和解答以下问题：
（1）当开关S1置于b端、S2断开时，电烤箱处于什么挡位？简述理由.
（2）电烤箱在中挡位工作时，消耗的电功率是多少？
（3）电烤箱在高挡位工作时，对食物加热6min，消耗的电能为多少？
例题4（多媒体展示）如图所示是电饭锅的实物图，图甲是它的内部电路图，图乙是电路简图.它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两挡，由温控开关自动控制.煮饭时，先要按下温控开关按钮；到达设定温度（饭已煮熟），按钮会自动弹起.
（1）对照观察图（甲）和图（乙），温控开关按钮未按下时，“烧煮电路部分”与“保温电路部分”是 关系（选填“串联”或“并联”）；按下温控开关按钮，“烧煮电路部分”的电压为 V，“保温电路部分”将 （选填“工作”或“不工作”）；温控开关按钮弹起后，电路中的电流比原来 （选填“大”或“小”）.
（2）当温控开关按钮按下时，电饭锅电路的总功率为1100W.求：“烧煮电路部分”的电阻R1.
（3）温控开关按钮弹起后，电饭锅电路的总功率为44W.求：①电路中的电流；②“保温电路部分”的电阻R2.
（4）已知只有当指示灯和限流器两端的电压与电源相差不大时，指示灯才会发光.请通过相关计算分析说明为什么温控开关按钮弹起时，红灯熄灭而黄灯亮.
分析：
（1）由图乙电路简图可发现，温控开关按钮未按下时，电路中只有“烧煮电路部分”与“保温电路部分”串联，按下温控开关按钮，“保温电路部分”被短路不能工作，电路中只有“烧煮电路部分”，所以“烧煮电路部分”的电源为220V，温控开关弹起时，R1、R2串联，电路中电阻变大，根据I=U/R知，电压不变，电阻变大，故电流将变小；
（2）当温控开关按钮按下时，电路中只有R1，则R1=U2/P;
（3）温控开关弹起，R1、R2串联时，电路中的电流I=P/U，R总=U/I，则R2=R总-R1;
（4）当温控开关按钮弹起时，R1、R2串联，则U1=I1R1=0.2A×44Ω=8.8V,远小于220V，而U2=U-U1=220V-8.8V=211.2V,接近220V，所以红灯不亮黄灯亮.
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
【教师结束语】
本节课我们学习了电热产生的原因，影响电热产生多少的因素，焦耳定律，以及纯电阻电路中电热的计算，电热的利用和防止等知识.实验设计时我们一定要有控制变量的思想，在说明一个物理量与另一个物理量之间关系时，一定要强调其条件，是在什么量不变的情况下才有这样的关系，使自己的叙述更加严密.
电热在生产、生活中广泛存在，要从应用和危害两个方面认识电热，注意辩证地分析问题.
课后作业
完成本课时对应课后练习.
1.实验的猜想既要注意挖掘学生的不同观点，又要将这些观点注意引导到我们所要探究的因素上.对实验的设计要放开让学生自己做，实践发现学生的思路有局限于课本上那个实验的倾向，所以要设计一个良好的实验情景，注意让学生的思维散开，发挥其主动性.实验中物理思维方法——控制变量法、转换法，要很好地引导学生去运用，加以培养.
2.电热与电流的二次方成正比是初中学生第一次接触，有一定的难度，教师只作交待，留在高中再进一步探究验证.
3.对于纯电阻电路的理解，先从电炉和电风扇工作时能的转化入手，再讲述概念，不空洞，学生易接受.
4.电热的利用与防止，让学生认识事物总有两重性,在教学中渗透辩证唯物主义的思想.本章复习和总结
【教学目标】
1.通过实验探究，知道电流做功与电流、电压、通电时间有关,知道电功的公式及单位，能正确使用电能表测量电能.
2.知道电功率的物理意义、定义、单位.理解电功率和电压、电流之间的关系，并能进行简单计算；能理解和区分用电器的额定功率和实际功率.
3.知道用伏安法测定小灯泡电功率的原理，知道如何测定小灯泡的额定电功率和实际电功率.
4.会自己设计实验电路、选用实验器材、设计实验记录表格、有序地进行实验、读取数据、计算小灯泡的电功率；会正确撰写并分析实验报告.
5.知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间的定量关系；知道生活、生产中电流热效应的应用实例和危害以及危害的防止手段.
【教学方法】
1.归纳法：通过对本章知识的归纳总结，体会知识内容之间的联系，进而系统复习本章知识.
2.讲练结合法：通过典型例题及习题的讲解，帮助学生加深理解知识的内涵，熟悉解题方法与技巧.
【教具准备】多媒体课件
【教学课时】1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
【本章总结】
1.知识结构（用多媒体展示并总结）
2.例题讲解（用多媒体展示）
考点1 电能、电功、电功率
例题1小明家安装了新的感应式电能表，一个月后此表的表盘如图所示，这个月他家用电 kW·h，电能表的转盘转过了 圈，小明家最多能接入总功率为 W的用电器.
解析：从表盘显示的数据看，这个月他家用电为125.0kW·h;由表盘上所标规格可知，每消耗1kW·h，表盘转2000转，则这个月表盘共转了2000×125=2.5×105（圈），此电能表允许通过的最大电流是20A，允许接的最大功率P=UI=220V×20A=4.4×103W.
答案：125.0 2.5×105 4.4×103
例题2 图甲为小明家的电饼铛，主要用于食品的烤烙和烹制.它采用双控电路，额定电压为220V，上、下盘同时加热时额定功率为1000W，工作的简化电路如图乙，S为总开关，S1和S2为两个温控开关，R1和R2为上、下盘的加热电阻，R1=R2.
（1）R1正常工作时，R1消耗的电功率是 W.
（2）R1正常工作时，通过R1的电流是多少？（计算结果保留一位小数）
（3）小明妈妈总感觉做晚饭时，烙熟一个饼所用的时间比在其他时段要长.小明决定用家中的电能表和手表测量做晚饭时电饼铛的实际功率，于是，他关闭家中其他用电器，让电饼铛单独工作5min，电能表转盘转过了225r.（注：该电能表标有“3000r/kW·h”，表示电路中每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000r）
①电饼铛的实际功率是多大？②烙熟一个饼所用时间变长的原因：____________________________________________________________________.
考点2 电功率的测量
例题3 小明按如图所示电路图做“测量灯泡的电功率”的实验.实验室可提供下列器材：
A.电流表
B.电压表
C.滑动变阻器R（阻值0~20Ω）
D.电阻为6Ω的待测灯泡L（电阻不随温度变化）
E.电源E（电压4.5V并保持不变）
F.开关S及导线若干
（1）根据电路图和实验室提供的器材，可判断出：实验时通过灯泡的最小电流为 A；加在灯泡两端的最大电压为 V；
（2）若小明所选电压表的量程为0~3V、电流表的量程为0~0.6A，实验要求测量时通过灯泡的电流至少为电流表满刻度的三分之一，则测出的灯泡的功率范围只能是 .
（3）小明按电路图连接好电路后进行实验，由于电路中某一处有故障，当闭合开关时电压表无示数，为查出电路故障，小明进一步观察并检查电路.当检查到电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好时，小明结合前面的观察，就可判断出电路的故障：如果小明观察到 ，则故障是 ；如果小明观察到 ，则故障是 .
（4）排除故障后，小明继续进行实验，在对测量数据的记录和处理时，他设计了如下表格.你认为这张表格的设计是 （正确/错误）的.
答案：（1）0.173 4.5（2）0.24W~1.5W（3）电流表无示数 滑动变阻器断路 电流表有示数 灯泡短路 （4）错误
考点3 电热及其应用
例题4有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，电源E两端电压保持不变.如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q；如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为3Q，则需要通电的时间是s.
答案：120
例题5电吹风是现代家庭常用的电器.如右图是小华家中使用的电吹风.使用过程中，她发现电吹风既可以吹热风，又可以吹冷风.根据这个现象她断定：在电吹风中有带有风扇的电动机和可以发热的电热丝.根据电吹风能够单独输出冷风的现象，她认为电动机和电热丝是并联的.下图是她根据现象分析画出的两个电路图.
（1）你认为上述两个电路，哪一个更符合实际情况？
（2）小华查看说明书得知，该型号电吹风吹热风时的功率为460W，吹冷风时的功率为20W，求电吹风正常工作且吹热风时，电热丝的功率、电阻及1min内电流通过电热丝所产生的热量.
课后作业
完成本课时对应课后练习.第十八章 电功率
电功和电功率是中学物理教学中的重点和难点，具有综合性强、定量规律多、探究内容多等特点.本章内容包括电功和电能、电能的测量、电功率、测量小灯泡的功率、电流的热效应等内容，是在学生掌握了电流、电压、电阻、欧姆定律等内容和学会使用电流表、电压表、滑动变阻器的基础上学习的.
本章共分4节：
1.第1节“电能 电功”，本节先从生活中的微波炉、电风扇、白炽灯等消耗电能的事例来引入电能、电功的概念，并讲述了电能生产和应用中的能量转化情况；然后引导学生通过实验探究电流做功与哪些因素有关，帮助学生掌握电功的计算公式W=UIt的运用；最后介绍电能表的使用及其相关计算.
2.第2节“电功率”，本节首先通过实验观察电能表铝盘转动的快慢，比较不同用电器的电流做功的快慢，从而引入电功率的概念；然后根据电功率的定义，推导出电功率的计算公式P=W/t=UI=I2R=U2/R，通过用电器的铭牌，让学生体会额定功率与实际功率的区别和联系.电功率的测量是一个纯粹而完整的实验探究.在进行实验前要求学生掌握用伏安法测定小灯泡电功率的原理P=UI，要求学生会自己设计实验电路、选用实验器材、设计实验记录表格、有序地进行实验、读取数据、计算小灯泡的电功率.
3.第3节“跨学科实践：为家庭节约用电提建议”，本节内容主要是了解家中的用电情况并提出节约用电的建议.
4.第4节“焦耳定律”，本节从能量转化的角度提出用电器为什么会发热，从而引入电流的热效应的概念，并且展开了研究.本节内容可以分为两部分：第一部分通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关，进而学习焦耳定律；第二部分学习电流的热效应在科研、生产、生活中广泛应用的实例.
【教学目标】
1.①知道电功的公式（W=UIt）及单位，能正确使用电能表测电功.②知道电功率的物理意义、公式（P=W/t=UI=I2R=U2/R），并能进行简单计算；能理解和区分用电器的额定功率和实际功率.③知道用伏安法测定小灯泡电功率的原理，知道如何测定小灯泡的额定功率和实际功率.④知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定量关系；知道生活、生产中电流热效应的应用和防止.
2.①通过实验探究电流做功与哪些因素有关，培养学生的科学探究能力，并体会等效替代的思想.②通过实验让学生体会额定功率与实际功率，培养学生的观察能力，体会比较和类比的科学方法.③通过实验，培养学生设计实验能力、实验操作能力、分析处理数据能力.
3.通过讨论和交流，培养合作学习的意识和态度；通过评估交流，培养学生的创新精神；通过实验过程，培养学生精益求精的实验态度和尊重事实、探求真理的科学态度.
【课时建议】 本章共有4节，建议8课时.
电能 电功………………………………… 1课时
电功率………………………………… 3课时
第1课时 电功率及其简单计算 …… 1课时
第2课时 额定功率与实际功率 …… 1课时
第3课时 测量电功率 …… 1课时
跨学科实践：为家庭节约用电提建议… 1课时
焦耳定律………………… 1.5课时
【本章复习和总结】………………… 1.5课时
第1节 电能 电功
【教学目标】
1.了解电能的各种来源与应用；
2.知道电能及电功的单位；
3.学会使用家庭电能表，能利用电能表做简单的计算.
4.通过学习电能表，培养学生观察、分析问题的综合能力；
5.通过应用电能表，培养学生用理论知识解决简单实际问题的能力.
6.通过了解电能在人类社会中的作用，充分认识电能的重要性，养成节约用电的好习惯；培养学生爱护自然、节约能源的良好意识.
7.通过了解各种各样的发电厂及新型的电力能源，激发学生热爱科学、勤奋学习的极大热情.
【教学重点】
从电能的各种来源与各种应用来学习电能，电能表的使用.
【教学难点】
电能的单位、电功的概念，能利用电能表做简单的计算.
【教具准备】
电能表、电池、开关、若干导线、电动玩具车、多媒体课件等.
【教学课时】
1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 上两章我们学习了电压、电阻和欧姆定律，现在的生活已经越来越离不开电了，这些电是从哪里来的？它是否也具有能量？下面我们看一段视频，了解一下这方面的知识.
教师用多媒体播放视频：介绍各种各样的发电设施，进一步激发同学们的学习兴趣，引入电功和电能的课题.
【进行新课】
知识点1 电能
1.电能的生产和应用
教师结合生活实际，引导学生谈谈电在生活中充当一个什么角色，在电能的应用过程中有怎样的能量变化.
生1：电可以让灯泡发光，电能通过灯泡转化成了光能.
生2：电能还能转变成热能，如电饭锅、电炉、电热水器……
（教师演示实验：给电动玩具车装上电池，合上开关，电动玩具车会运动起来.）
生3：这是电能转化成机械能.
师同学们回答得很对，电能可以转化成我们需要的能量，如热能、机械能、化学能等.反过来人们也可以把许多形式的能转化成电能.下面我们就一起来学习各种能量与电能间的转化.
教师用多媒体播放课件“各种能量与电能间的转化情况”的图片（如下图），并结合实际例子讲解.
上图中左半部分是其他形式的能转化为电能的过程，其中发电机、电池为电源，所以我们说电源是提供电能的装置.右半部分是电能转化为其他形式能的过程，也就是电能的利用.
例题1（多媒体展示）现代生活离不开电，因为电能可以极为方便地转化为其他形式的能.观察商场里的用电器，按下列要求各填一种用电器的名称.
（1）电能转化为声能、光能的用电器： ；
（2）电能转化为热能的用电器： ；
（3）电能转化为机械能的用电器： ；
（4）电能转化为声能的用电器： .
解析：电能转化为声能、光能的过程，对应的家用电器的特征是发声、发光，电视机符合这种特点；电能转化为热能的过程，对应的家用电器的特征是发热，电热毯符合这种特点；电能转化为机械能的过程，对应的家用电器的特征是转动或运动，洗衣机符合这种特点；电能转化为声能的过程，对应的家用电器的特征是发声，收音机符合这种特点.
答案：（1）电视机（2）电热毯（3）洗衣机（4）收音机
教师总结：随着我们生活水平的不断提高，用电的领域会越来越多，电对我们的作用也会越来越重要.所以，我们在大力开发无污染、低能耗的电力资源的同时，一定要养成节约用电的好习惯.
2.电能的单位
师 请同学们思考你家一个月消耗多少电能？电能的单位是什么？
生：听爸爸说过这个月用了180“度”电，电能的单位是“度”吧.
师“度”就是电能的单位，它的学名叫千瓦时（kW·h）.物理学中更常用的电能单位是焦耳（J）.
板书：
1 kW·h=1×103 W×3600 s=3.6×106 J
教师总结1度（1千瓦时）电的作用：可以使电炉炼钢约1.6 kg；采掘原煤约100 kg；洗衣机工作约2.7 h;电车行驶约0.85 km；灌溉农田约330 m2；电脑工作约5 h.
知识点2 电能的计量
师 电能的大小可以用专门的测量工具——电能表来计量.
教师出示电能表的实物，介绍其大致的外形、表盘上各量的含义及在电路中的接法.（可用多媒体展示）
电能表(多媒体课件)
1.数字盘上一共有五位数字，但最后一位是在红色框里的，它和前面四位数字不一样，红框表示小数点，红框里面的数是小数点后面的数.
2.读数方法：一段时间内电能表上计数器前后两次示数之差，就是这段时间内用电的数量.
3.表盘上各个数字符号的含义：
（1）“50Hz”指电能表应在50Hz的交流电路中使用．它是一只交流电能表.
（2）“10（20）A”指这个电能表的标定电流为10安培，额定最大电流为20安培.持续（长时间）使用时电路中的电流应不大于10安培.短时间使用时电流允许大一些，但不能超过20安培，否则会烧坏电能表.
（3）“600revs/kW·h”指电能表转过600转时，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h.
4.通过电能表求用电器消耗电能的方法：
方法一 观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是所求的电能值.
方法二 测出一定时间内电能表上转盘的转数，再算出电能值.此种方法的关键是要明确电能表铭牌数据的含义，求出电能表转1转时消耗的电能值.例如，“3000r/kW·h”的含义是，接在电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过3000转.故其转1转时消耗的电能为：
1kW·h/3000=1/3000kW·h=1.2×103J
例题2教师用多媒体展示练习册中对应题目，并针对性地讲解.
解析：电能表表盘上的示数单位是kW·h，把电能表接入电路中，电能表计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内的用电量.计算时需注意，读数的最右一位为小数，所以该家庭本月用电量为9695.9kW·h-9558.7kW·h=137.2kW·h=137.2×3.6×106J=4.9×108J，电费为0.60元/（kW·h）×137.2kW·h=82.3元.
答案：137.2 4.9×108 82.3
例题4（多媒体展示）如果甲、乙、丙三位同学家的电能表上分别标出600revs/kW·h、1200revs/kW·h、3000revs/kW·h，则这三位同学家：
（1）用电器均消耗1度电的时候，电能表转过的圈数分别是多少？
（2）电能表均转一圈，消耗的电能分别是多少焦耳？
（3）若甲同学家单独让一用电器工作一段时间，他家电表转了20圈，则消耗了多少电能？
学生讨论、演算，教师请三名同学上台板书，分别计算（1）、（2）、（3）问.
解：（1）三位同学家用电器消耗1度电，电能表转过的圈数分别是600转、1200转、3000转.（2）电能表转过一圈，用电器消耗的电能分别是：
甲：1kW·h/600=1/600×3.6×106J=6000J，
乙：1kW·h/1200=1/1200×3.6×106J=3000J，
丙：1kW·h/3000=1/3000×3.6×106J=1200J.
（3）甲同学家电表转过20圈，消耗的电能为：20/600×3.6×106J=1.2×105J.
师 通过大家的努力，同学们对现在普遍使用的电能表已经有了一定的了解.现在请同学们打开教材P112了解另外一种电能表.
IC卡电能表有许多优点，比如说它不用工人师傅每月查电表，节省许多人力，还能避免出错，省去了收电费时的许多麻烦.IC卡中的金额用完后，电能表便自动切断电源，能完全杜绝少数人光用电不愿意交电费的现象.
知识点3 电功
师 人们利用电能的过程，就是电能转化成其他形式的能的过程，有时也用电功W（即电流做的功）来表示.因此，我们说消耗了多少电能，就有多少电能转化为其他形式的能，或者说电流做了多少功.（电功的单位和电能一样，是焦耳）
教师总结：
实验证明，用电器消耗的电能（做的功）跟它的通电时间、通过它的电流和它两端的电压成正比，可以用公式表示为W=UIt.
教师用多媒体播放课件“电功的计算公式”，并讲解.
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
【教师结束语】
这节课我们学习了电能，认识到电能是连结其他形式能的纽带，电能的单位是“度”即千瓦时，国际单位制中电能的单位是焦耳，简称焦；它们的换算关系为1度=1千瓦时（kW·h）=3.6×106焦耳（J）；电功是电能转化为其他形式能的过程，它的单位与电能的单位是一致的；电能的大小用电能表来计量，电能表上的一些符号表示的含义我们要搞清楚，这对正确使用电能的用途很大.
课后作业
完成本课时对应课后练习.
1.由于这是一章的开始，许多知识没办法说明理由，只能先硬性地记住就可以了，如电能的单位为什么是“度”，它又为什么叫千瓦时等有待于我们以后通过学习解决，在此不必为了这样的问题而作过多解释.
2.电能的概念学生有一定的实际基础，引起学生兴趣的地方也就在这里，所以关于能的转化问题是激发学生兴趣、调动他们积极性的关键.
3.本节教材中并未出现电能的计算公式，学生可能会提出这样或那样的问题，可以给学生留下思考的空间：例如不同的用电器工作时消耗电能的多少与哪些因素有关？这样为后面的学习奠定基础.第2节 电功率
第2课时 额定功率与实际功率
【教学目标】
1．巩固理解电功率概念，理解电功率和电压、电流之间的关系，并能进行简单的计算.
2．能区分用电器的额定功率和实际功率.
3．通过应用电功率的定义式P=W/t及公式P=UI进行推导和计算，培养学生的分析推理能力.
4. 通过对用电器额定功率的认识在选择用电器时有节能意识；通过对实验进行讨论和交流，培养学生合作学习的意识和态度.
【教学重点】
电功率公式的理解与应用.
【教学难点】
区分用电器的额定功率和实际功率，并能进行简单的计算.
【教具准备】
灯泡 、电源、电压表、电流表、电阻、滑动变阻器、开关、导线、秒表、多媒体课件等.
【教学课时】
1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师同学们已经掌握了电能、电功率的知识，了解了它们之间的区别和联系，也已经知道用电能表可以来测量用电器消耗电能的多少.电功率能不能测，该如何测呢？这一节课，我们进一步来学习电功率的有关知识.
【进行新课】
知识点1 额定电压与额定功率
1.额定电压和额定功率
师 现在我们再看这两只灯泡的差异，一只灯泡上面标有“220V 25W”，另一只灯泡上标着“220V 100W”，大家猜测一下，这些标号有怎样的含义呢？
学生讨论，猜测.
教师总结：“220V”是灯泡的额定电压，“25W”、“100W”是它们的额定功率.
教师演示实验，帮助学生进一步体会“额定电压”和“额定功率”.
演示 取一个“2.5V”的灯泡，把它接在3V的电路中，调节滑动变阻器，当它两端的电压为2.5V时，它正常发光；当它两端的电压为1V时，它发光暗淡；当它两端的电压为2.8V时，它强烈发光.
板书：
额定电压是指用电器正常工作时的电压.额定功率是用电器在额定电压下工作时的电功率.
2.用电器的铭牌
师同学们在灯泡上看到的“220V 25W”其实就是灯泡的铭牌，多数用电器都有自己的铭牌，其上都标有它的额定电压和对应的额定功率.
我们使用各种用电器时,一定要注意它的额定电压，只有在额定电压下用电器才能正常工作.实际电压偏低，用电器消耗的功率低，不能正常工作.实际电压偏高，长期使用会影响用电器的寿命，还可能烧坏用电器.
教师用多媒体展示几种不同规格的电器铭牌，帮助学生进一步体会用电器铭牌.
知识点2 额定功率与实际功率的计算
师 前面我们学习了“额定功率”，知道额定功率是用电器在额定电压下的功率，而在日常生活中我们用到更多的是“实际功率”，下面我们就一起来学习额定功率与实际功率的区别和联系：
（1）用电在实际电压下工作时的电功率叫实际功率.由公式可知实际功率的大小随用电器两端电压的变化而变化.
（2）额定功率是用电器的重要性能指标，在设计用电器时必须确定它的性能和工作条件.用电器上标出的电压值是用电器正常工作时的电压，叫额定电压，用U额表示；用电器上标出的电流是当用电器两端加上额定电压时通过它的电流，用I额表示；此时用电器的功率叫额定功率，用P额表示，每个用电器的额定功率都是一定的.
（3）实际功率与额定功率的关系是：当加在用电器两端的电压低于或高于其额定电压时，其实际功率低于或高于额定功率；当用电器两端所加电压恰好等于其额定电压时用电器的实际功率等于额定功率，用电器正常工作.
（4）有关电功率的计算题的解题思路和方法是：
①结合题目给出的条件对电路图进行分析，弄清电路的连接方式，建立直观的物理图景.
②注意挖掘题目中隐含的已知条件.例如：灯正常发光，则暗示它两端的电压等于它的额定电压，它的功率等于额定功率.题目给出用电器的额定电压，额定功率，那么用电器的电阻可以求出，这就是隐含的条件.
③具体的解题方法可用分析法（从所求量到已知量）或综合法（从已知条件到所求量）.可以将电功率问题转化成电流、电压和电阻的问题，再结合欧姆定律和电路特点求解，也可以利用题目的已知条件，或电路特点揭示的等量关系列方程求解，还可以建立中间量，列比例式等.
（5）电功率的推导式P=U2/R=I2R
教师引导两位同学上台写出电学中涉及电压、电阻、电流、电功、电功率的几个公式，例如：等.（本节关于电功率的公式较多，如果盲目记忆，往往会张冠李戴.正确的方法是首先记忆最基本的公式，寻找公式之间的联系和规律，通过推导公式，理解性地记忆）
教师选取3个电学公式为基础，引导学生进行下列推导：
将欧姆定律公式I=U/R代入电功率公式P=UI中就可以导出公式P=U2/R；将欧姆定律的变形公式U=IR代入电功率公式P=UI中就可以导出公式P=I2R.
说明：①电功率的基本公式P=W/t,P=UI，适用于各种电路，即可用于计算各种类型用电器的电功率.
②电功率的两个推导公式P=U2/R、P=I2R所求的是消耗在电阻上的电功率，只有在电能全部转化为热能时才与P=UI相等.P=I2R优先用于串联电路；P=U2/R优先用于并联电路.
例题1（多媒体展示）一盏标有“220V 100W”字样的电灯，它的电阻是多大？正常工作时通过灯丝的电流是多少？将它接到110 V的电路中，它的实际电功率是多大？(不考虑温度对电阻的影响)
分析：在很多电学题中，要先想办法求出用电器的电阻，然后利用有关条件解题，本题电灯发光时，电阻认为是不变的，因此，可以由灯泡额定电压U额和额定功率P额，先根据对R=U额2/P额求出灯泡的电阻，然后利用P实=U实2/R求出电灯的实际功率.
解：R=U额2/P额=（220V）2/100W=484Ω,
正常工作电流I=P额/U额=100W/220V=0.45A,
P实=U实2/R=(110V)2/484Ω=25W.
教师总结：电功率进行计算的基本公式是P=W/t=UI，而从P=I2R中看出，在串联电路中（电流相等）电功率与电阻成正比；从P=U2/R中看出，在并联电路中（电压相等）电功率与电阻成反比.掌握以上关系特别是比例关系可以提高解题速度，达到事半功倍的效果.
例题2（多媒体展示）把“220V 100W”的灯L1和“220V 400W”的灯L2串联在220 V的电路中，哪盏灯亮？为什么？
学生求解（多数可能求出两灯的实际功率的具体数值，但方法很繁琐).
教师引导学生思考本题是不是还有更简单的方法？可启发学生进一步思考后，再告之学生：在串联电路中优先选用公式P=I2R.这样只要再比较灯泡电阻的大小(R=U2/P)即可.很容易知道R1大，所以L1亮些.
注意：往往还有不少学生不看题目的适应条件，只看额定功率大的灯泡就认为它亮些.
【教师结束语】
本节课学习了电功率公式的推导式，以及额定功率和实际功率的联系与区别.会通过电功率的变形公式计算电能、电流等.
课后作业
完成本课时对应课后练习.
1.这节课的难点是学生对额定电压、额定功率与实际电压、实际功率混淆不清，解题中需把电功率公式和欧姆定律公式反复运用，会增加困难.为解决这一困难，需要学生能熟练掌握公式，且要引导学生会根据具体题目条件选择正确的公式.
2.本节习题的训练，要遵守从易到难，从基本到加深，针对性要强，让学生尽量得到成功的喜悦，这样才不会产生畏难的情绪.第3节 测量电功率
【教学目标】
1. 通过学生自己设计实验，进一步加深对电功率概念的理解；
2. 通过学生动手操作，巩固电流表和电压表的操作技能；
3. 通过实验、比较，进一步理解额定功率和实际功率的区别.
4．通过本节课培养学生依据实验原理设计实验方法的能力；
5．通过实验，培养学生的观察、实验能力及分析、概括能力.
6．通过学习过程中的讨论和交流，培养学生合作学习的意识和态度；
7．通过实验中的观察和比较，培养学生实事求是的科学态度和良好的学习习惯.
【教学重点】
1．会利用伏安法测定小灯泡的电功率；
2．对实际功率和额定功率的理解.
【教学难点】
电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用.
【教具准备】
电源（电池组）、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡（带灯座）、开关、导线若干、多媒体课件等.
【教学课时】
1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 前面几节课我们讨论了电功率的有关问题，那么请同学们思考后回答:
（1）电功率的计算公式是什么？
（2）什么是额定电压？什么是额定功率？
（3）用电器工作时的电功率一定等于额定功率吗？为什么？
学生思考、讨论、回答.
教师总结：从以上讨论可知，只有当用电器两端实际电压等于额定电压时，用电器的实际功率才等于额定功率，此时用电器的工作才是正常的.
师 实验室所使用的小灯泡往往只标明其额定电压而不标明其额定功率，如小灯泡标明的是2.5V，有没有办法测定它的额定功率呢？本节课就来研究怎样用实验的方法测量小灯泡的额定功率.
【进行新课】
知识点 电功率的测量
师 下面我们一起来学习两种简单测电功率的方法：
用电力监测仪直接测量
如教材P117图18.2-6 ，直接可以测出电功率.
（2）“伏安法”测电功率
原理：P=UI
方法：和测量导体电阻的实验一样，测量用电器的电功率仍然应用“伏安法”电路.测某用电器R的电功率时，调节滑动变阻器滑片P，观察电流表和电压表的示数，通过测量用电器两端的电压和通过用电器的电流，由公式计算得出.
用“伏安法”测量小灯泡的电功率
(一)利用课件导学
1.实验目的：测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率.
师一般情况下，实验室里并没有直接测定小灯泡功率的仪器，同学们能不能从刚才回答的问题中找到测定小灯泡电功率的方法呢
生：上一节课我们学习了“伏安法”,我们可以利用“伏安法”来测电功率.
2.实验原理：P=UI
师 根据这一原理，只要测出小灯泡两端的电压和与之对应的电流就能知道小灯泡的电功率.那么，这个实验需要哪些器材？
教师用多媒体播放下列填空题，引导学生思考后独立填写，并积极举手发言.
填空题：
（1）既然要测定小灯泡的功率，当然要有 .
（2）要测量小灯泡两端的电压可用 .
（3）要测小灯泡的电流可用 .
（4）要让小灯泡能工作必须有 .
（5）电源电压不一定等于小灯泡的额定电压，为了能改变小灯泡两端的电压，还需要 .
（6）控制电路的通断还要有 .
（7）连接电路需要 .
答案：（1）小灯泡 （2）电压表 （3）电流表
（4）电流 （5）滑动变阻器 （6）开关 （7）导线
3.实验器材：待测小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线若干.
4.实验电路：
5.注意事项：
①选用的电源其电压应高于灯泡的额定电压；而滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡正常工作时的电流，最大阻值也应与小灯泡的电阻差不多，这样就能使滑动变阻器的调压效果明显.
②电压表的测量范围应大于小灯泡的额定电压，电流表的测量范围也要大于小灯泡正常工作时的电流.
③在实验前，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表.
④连接实物电路的过程中，要将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大，以防止电路中电流过大.
⑤滑动变阻器滑片移动要有一定的规律（使灯泡两端的电压逐渐减小或逐渐增大），记录的电压值和电流值要一一对应.
⑥调节小灯泡两端电压高于额定电压时要注意，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时实验时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡.
6.测量要求：分别测量以下三种情况下的实际功率.
（1）使小灯泡在额定电压下发光；
（2）使小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍，并观察小灯泡亮度；
（3）使小灯泡两端电压低于额定电压，并观察小灯泡亮度.
(二)学生设计实验，教师巡查指导
教师播放课件“实验探究报告”为例子，指导学生设计实验.
第*组实验探究报告（多媒体课件）
［实验目的］测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率.
［实验原理］根据公式P=UI，测出小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，计算出小灯泡的电功率.
［实验电路］根据实验的目的和原理设计如下电路.
［实验步骤］
1.按电路图连接实物电路.
2.合上开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数.
3.调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数.
4.调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察并做记录.
5.断开开关，整理实验器材.
（三）学生分组实验，教师巡查指导
(四)分析实验，总结交流
1.由公式P=IU计算小灯泡的功率.（将计算结果填入表中）
2.学生讨论交流，并积极举手发言.
教师总结：
（1）不同电压下，小灯泡的功率不同.实际电压越大，小灯泡功率越大.
（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮.
（3）小灯泡实际功率与额定功率的关系：
(五)拓展思考
师刚才我们利用电压表和电流表测出了小灯泡的电功率.某同学在某次实验时发现电流表坏了，但手边有一只定值电阻，那么他还能测出这个小灯泡的功率吗？
教师引导学生思考：（1）由P=UI可知，现在有电压表，所以可以测出电压U，但是没有电流表，所以无法直接测出电流I，那么，有没有方法可以得到I呢？（提示：提供已知阻值的定值电阻可以利用I＝U/R，间接求出电流）
（2）实验该怎样进行呢？可借鉴上一章中几种特殊方法测电阻的思路.
解决方案：
①可用电压表测出小灯泡两端电压，如甲图：
②要知道流经小灯泡的电流，没有电流表，只要知道与小灯泡串联的定值电阻的电流就可以了，也就是要测出定值电阻两端的电压.即将电压表再并联在定值电阻的两端，测出R两端的电压，如乙图.再通过R两端的电压和R的电阻值就可计算出电路中的电流.
教师总结：测量小灯泡电功率的基本原理是P=UI.但在某些情况下，若无法直接测出电流或电压，可以通过其他途径求得.可借鉴上一章中几种特殊方法测电阻的思路.课后大家可对这方面的习题进行归纳整理.
【拓展】测量电功率中的常见故障
师 通过此次实验，请大家谈谈，在设计实验及实验过程中有什么新的感想，发现了什么问题？
生1：我们组认为实验中最容易出错的就是滑动变阻器，阻值最大的位置一错，滑动变阻器阻值就从你想的最大成为实际的最小.合上开关就容易使电表偏转过激.
生2：电流表、电压表的接线也很重要，如果接反了，表针“反打”也会损坏电表的.
生3：实际接线前可以先将实物按电路图中的位置摆放好，然后再连接，这样接起来不容易连接错，检查也容易.
生4：实验过程中，滑动变阻器开始在阻值最大的位置，调节的时候阻值从大到小，小灯泡两端的电压会从小变到大.测量时为什么不先测低于额定电压时的功率，依次测量等于额定电压和高于额定电压的功率，以免变阻器阻值一会儿变大，一会儿变小，还容易错.
教师总结：（用多媒体播放）
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
【教师结束语】
这是一节实验课，主要学习测电功率的方法，感受实际电压下实际功率与额定功率间的关系.
通过本节课的实验，同学们进一步加深了对电功率的理解，巩固了电流表、电压表的操作技能，锻炼了设计实验的能力，希望同学们在课后能更充分交流，在相互交流中发现自己的不足甚至是错误，在不断改正错误中学到更多知识.
课后作业
完成本课时对应课后练习.
1.这是电学里又一个重要的实验，所用仪器最多，而且要注意器材的规格是否符合实验的需要，操作复杂，对学生能力的要求更高，我们应引起高度重视.
很多学生的实验失误出现在电表的使用上，包括电表的连接、测量范围的选取、数值的读出等，所以练习对电表的使用，仍是实验的关键.对电路故障的排除，尽量让学生自己去解决，教师只提供可能的位置和方法，让学生会根据现象排除故障，进一步加深对电路方面通路、短路和断路的体会.
2.物理实验的器材、方案的设计不需要死记，一切从实验目的、原理出发，本节教学设计就是从这个思路引导学生如何设计实验的.
3.灯泡的额定功率是指灯泡在额定电压下工作时的电功率，而不是三次测量的功率求取平均值，这样的结果没有什么物理意义的.这里测量三次的目的，是探究灯泡在不同电压下的实际功率情况.
4.特殊测量电功率的方法，可以在课尾提出，让学生在课外讨论探究，激发他们勇攀知识高峰的决心.
5.伏安法测量电阻和功率两实验有许多相同的地方，可要求学生将两实验对比，找出两实验的相同点和不同点，使学生所学的这部分知识更透彻更深刻.第2节 电功率
第1课时 电功率及其简单计算
【教学目标】
1.理解电功率的概念，知道电功率是表示消耗电能快慢的物理量；
2.知道电功率的单位是W或kW；
3.会应用电功率的定义式P=W/t进行简单的计算.
4.通过体验电能表表盘转动快慢跟用电器电功率的关系，培养学生的观察能力和分析、概括能力.
5.学习实际用电的初步知识，培养学生细心观察周围事物的能力，使学生懂得科学就在身边.
【教学重点】
电功率的概念及其公式.
【教学难点】
千瓦时的来历.
【教具准备】
灯泡（220V 25W）、（220V 100W）两只，灯座（与灯泡配合使用），按钮开关，导线若干，插头，绝缘胶布，电能表（尽量选用转数大的），滑动变阻器，电压表等.
【教学课时】
1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 学过了电能和电能表后，谁观察过电能表的转动情况呢？不同时刻、不同家庭的电能表转动得一样快吗？下面我们就做一个演示实验来探究一下.
演示1教师在电能表后分别接不同的灯泡，一只灯泡上标有“220V 25W”，另一只灯泡上标着“220V 100W”，接通电源，发现比较亮的灯泡所接电能表的转盘转动得快，而比较暗的转动得慢.
师 请同学们思考同是灯泡，为什么有的做功快，有的做功慢呢？为了描述用电器做功时的这种差别，我们引入一个新的物理量——电功率，下面我们就一起来学习“电功率”.
【进行新课】
知识点1 电功率
师 电能表是用来测量用电器消耗电能多少的仪表，电能表转得快说明了什么？转得慢又说明了什么？
生：电能表转得快说明用电器做功快，转得慢说明用电器做功慢.
师 我们需要用一个物理量来表示电流的做功快慢，它就是电功率.
板书：电功率
（1）意义：物理学中用“电功率”表示电流做功快慢，符号是P.
（2）概念：电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比.
（3）计算公式：P=W/t（将上节电功计算公式W=UIt代入后，可得P=UI，这个公式可在下一课时深入学习）.
（4）电功率的单位有两个，一个是导出单位：焦/秒（J/s）；另一个是国际单位制中的单位：瓦特，简称瓦，单位符号是W；它们的换算关系为1W=1 J/s.电功率的单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW），1W=103 mW.
教师用多媒体播放课件“电功和电功率的区别与联系”.
教师引导学生看教材P115，让学生了解家用电器的电功率，找出电功率最大与最小的电器，引导学生感受身边的一些用电器的电功率大小.
例题1教师用多媒体展示练习册中对应题目，先让学生思考，后讲解.
知识点2 “千瓦时”的来历
师 大家看这个词（千瓦时），你有什么样的猜想？
学生讨论，并积极举手发言.
师 P=W/t变形后得到W=Pt, W就是t这段时间内用电器消耗的电能，式中W、P、t的单位依次是焦、瓦、秒.如果P和t的单位分别用千瓦、小时，那么它们相乘之后，就能得到电能的另一个单位——千瓦时（度）.
板书：千瓦时
（1）含义：1千瓦时就是电功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能.
（2）计算：1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J.
例题2 “中国天眼”是 世界最大且最灵敏的单口径射电望远镜．据2024年11月报道,科学家利用“中国天眼”已发现超1000 颗新脉冲星．若“中国天眼”的运行负荷为800 kW, 以此功率运行一天,耗电________kW·h．这 些电可供一所总照明功率为10 kW的学校正常照明________ h．（教师用多媒体播放，并讲解）
变式训练：变换一些数值，让学生重新计算，或将已知条件变成问题再计算一下.
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
【教师结束语】
本课介绍了电功率的概念、单位、公式，延伸了千瓦时的来历等知识.电功率是描述电流做功快慢的物理量；电功率的单位有两个，一是导出单位，二是国际单位制中的单位，它们的换算关系为1J/s=1W.
课后作业
完成本课时对应课后练习.
这节课内容较多，概念较多，是学习后面知识的关键章节，起着非常重要的作用，所以我感到：
1.上课的节奏尽量加快，不要把某些知识点讲得过多过深，要照顾到九年级学生的身心发展.
2.对公式、原理的理解多通过训练解决.设置课堂的习题不要太难（以变式为主），重在对公式的应用，并让学生熟悉公式的单位换算即可，更多的习题可以放在后面进行，对数值的设计也应以简单、巧算为主，不涉及过难、过深的纯数学式的计算，以节约课堂时间.
3.注意让学生多动手，在学生动手计算时发现一些共性的问题，统一解决，以提高课堂效率.第3节 跨学科实践：为家庭节约用电提建议
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节所学内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
【项目提出】
电能是生产生活中所需要的重要能源，我们要从身边的点点滴滴做起，注意节约用电.
师 你的家中有没有浪费电的现象？
生1 有.
生2 不太清楚.
请你了解家中的用电情况并提出节约用电的建议.
【项目分析】
要节约用电首先要了解家中用电情况，然后才能提出有针对性的建议.具体任务如下.
1. 调查家中的用电情况.
2.了解用电器的耗电情况.
3.提出节约用电的建议.
4.评估采纳节电建议后的效果.
【项目实施】
师 同学各自进行调查，做好记录.
1.调查家中的用电情况
我们可以通过电能表计算家中一段时间（例如一周）内消耗的电能，也可以通过上网等手段从电网公司直接了解家中每天或一段时间内消耗的电能.
2.了解用电器的耗电情况
家中的电热水器、空调等用电器都会消耗电能.通过设计表格等方法记录这些用电器的耗电情况，包括每天工作的时长、工作的状态、消耗的电能等.例如，
对于电风扇就可以记录它每天工作的时长、处于的挡位等.
我们通过用电器的铭牌或说明书就能知道一个用电器工作时的电功率，再结合它的工作时间，就可以计算出它一天消耗的电能.
电热水器、空调等用电器的工作状态不同时，消耗的电能也不同.可以利用如图18.3-1所示的电力监测仪直接测量它们消耗的电能.
3.提出节电建议
师 请同学们根据调查结果，从用电器的使用时长、使用状态等角度，总结一些节约用电的建议.
例如，出门时应注意随手关灯；电热水器、电饭锅在保温或计算机在待机状态时也会消耗电能，若长时间不使用，应关闭电源；空调制热时温度设定太高或制冷时温度设定太低，就会消耗较多的电能，因此应合理设定空调温度，等等.
4.评估节电建议的效果
师 总结节电建议，与家人商量后，按照节电建议实施一段时间，看看你家消耗的电能是否减少.若减少了，计算比采取节电措施前减少了多少.
生 和家人一起实施节电计划，记录用电情况，过一段时间再进行对比.
【展示交流】
把家中的用电情况、节电建议以及实施效果整理后分享给其他同学，看看哪些同学的节电措施更全面、更有效.汇总同学们的发现、改进建议，形成一份综合性的研究报告，共同为家庭提供实用的节电建议.

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