1、8.1 电功率 执教：上海市延安初级中学 王 霞 一、教学任务分析 本节学习电功、电功率。电功、电功率是初中物理电学部分的两个重要的物理量，电功是 物理学中为了衡量电流做功过程中能量转移的多少而引入的物理量，电功率是描述电流做功快 慢即消耗电能快慢的物理量。通过电功、电功率的学习，学生可以在电压、电流和电阻的基础 上，进一步从做功和能量转化的角度认识电路。 学习本节内容需要以机械功、机械功率、机械能转化与守恒定律等力学知识和电压、电流、 电阻、欧姆定律、串并联电路的特点等电学知识为基础；还需要学生具备熟练使用电流表、电 压表、滑动变阻器等实验技能。 本节内容的教学围绕“电能”展开。由学生在日常
2、生活中较多接触的“电能”出发，将能 量转化及守恒的思想拓展到电能、机械能、内能和化学能等多种形式的能之间的相互转化和守 恒。以图片、实验等形式创设情景，通过对问题的讨论，引入学习电功、电功率。在“测定小 灯泡的电功率”实验中，通过对小灯泡不同亮暗时测得的数据进行分析，认识比较、分析、综 合等思维方法；通过与“用电流表、电压表测电阻”实验的对比，提高学生对两个实验的理解 和辨析能力。 本节课的教学要求学生主动参与，通过实验探究的过程，感受实验、归纳的科学方法，体 会控制变量的方法；感悟“类比”方法对形成电功、电功率概念的重要作用。教学中，应渗透 辨证唯物主义教育和安全意识教育；通过运用电功率解决
3、实际问题，体会物理与生活的紧密联 系，树立“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程观念。 二、教学目标 1、知识与技能 （1）理解电功；理解电能表的使用方法。能运用公式 W=UIt 和 W = P t 进行有关的计 算。 （2）理解电功率；能说明额定电压和额定功率的含义；能运用公式 P=UI 和 P=W/t 进行有关的计算。 （3）学会使用电流表和电压表测量小灯泡的电功率。 2、过程与方法 （1）通过“探究电功的大小与什么因素有关”的实验过程，感受控制变量的科学方法。 （2）通过与机械功率、速度比较形成电功率概念的过程，认识“类比”的科学方法。 （3）通过“测定小灯泡的电功率”实验，认识科学测
4、量的重要性。 3、态度、情感与价值观 （1）通过了解人类获取电能的历史进程，了解物理学上的发明和发现是怎样使人类大 规模利用电能成为可能的，感悟物理学知识在日常生活中的价值。 （2）观察各种家用电器的额定功率和额定电压（额定电流） ，以及在不同电压或电流 时的工作状态，懂得安全用电的重要性和必要性。 （3）通过对报刊杂志上常见的工程词汇的了解，如“装机容量” 、 “发电量” 、 “电网” 等，学习从单位推知物理量，提高基本的科学素养。 三、教学重点和难点 重点：（1）电功率概念的形成；（2）学生实验“测定小灯泡的电功率” 。 难点：电功率概念的理解。 四、教学资源 1、学生实验器材：电源、小灯
5、泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导线等。 2、演示实验器材：电源、小电动机、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、 导线等。 3、自制模拟演示 PPT 幻灯片。 五、教学设计思路 本设计的内容包括电功、电功率两部分内容。 本设计的基本思路是：通过机械能与内能等之间相互转化的类比，学生体验到：当小 灯泡发光时，电能转化为光能、内能；当小电动机转动时，电能转化为机械能。利用学生 日常生活中接触较多的“电能”引入新课，提出能量之间的转化必然伴随着做功的观点， 引出“电功”的概念。进而猜测电功的大小与哪些因素有关，通过学生实验、交流、归纳 得出结论，形成电功的概念。通过类比速度、机械功率，比
6、较不同的用电器电流做功的快 慢，形成电功率的概念；通过阅读“电功率的阶梯” ，学生对电功率的单位产生具体的认识。 通过小灯泡亮度变化的演示实验，学生理解额定功率和实际功率，提高应用知识解决实际 问题的能力。在“测定小灯泡的电功率”实验中，通过与“用电流表、电压表测电阻”实 验的类比设计实验方案并对测得的数据进行分析，认识比较、分析等思维方法；在与“用 电流表、电压表测电阻”实验的对比，提高学生对两个实验的理解和辨析能力。最后，学 生通过对家用电能表观察与交流讨论，知道家用电能表的作用、读数方法、记数单位、功 率容量值、分时电能表的记费规则，会进行简单的电费计算，增强节约用电的意识。 本设计要突
7、出的重点之一是：电功率概念的形成。方法是在学生已经知道电功的概念的基 础上，通过实验演示不同灯泡发光,，让学生比较相等的时间内电流通过哪一个小灯泡做的功较 多？在比较中学生会发现：不同的用电器消耗电能的快慢不同。怎样才能比较电流通过不同用 电器做功的快慢？通过类比速度、机械功率，形成电功率的概念。 本设计要突出的另一个重点是：学生实验“测定小灯泡的电功率” 。方法是：通过复习 回顾“用电流表、电压表测电阻”实验，类比该实验，请同学讨论设计并完善“测定小灯 泡的电功率”实验方案。通过与“用电流表、电压表测电阻”实验的对比，讨论两个实验 的共同点和不同点，提高学生对两个实验的理解和辨析能力，也就突
8、破了学生实验“测定 小灯泡的电功率”的难点。 本设计要突破的难点是：电功率概念的理解。方法是：通过播放影片同一盏灯泡在用 电高峰傍晚时电压较低电灯较暗，而在正午时电压较高电灯较亮。启发学生讨论、思考并 提出猜想与假设，再通过小灯泡亮度变化的演示实验，使学生理解额定功率和实际功率。 本设计强调问题讨论、交流讨论、实验研究、教师指导等多种教学策略的应用，重视概念、 规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育。通过学生主动参与，培养其分析推理、 比较判断、归纳概括的能力，感受“类比”、“实验探究”等科学方法，并在教学中注重挖掘 “两纲”教育的内容，使之自然结合到物理课堂教学中。 完成本设计的内容
9、需 3 课时。 六、教学流程 1、教学流程图 电 功 活动 II 学生实验 1 情景 I 图片展示 1 活动 I 演示实验 1 活动 交流讨论 电功率 情景 II 图片展示 2 实验 2 活动 演示实验 3 活动 复习 活动 分组讨论 活动 学生实验 2 活动 图片展示 3 额定电压 额定功率 电能表 活动 电费计算 电能表 活动估测 活动 巩固 2、流程图说明 情景 I 图片展示 1 展示电灯、电风扇、电热水瓶、电熨斗、洗衣机、冰箱、电视等家用电器图片。 活动 演示实验 1 使小灯泡发光，体验电能可以转化为光能、内能；给小电动机通电使其转动，体会电 能可以转化为机械能，从学生日常生活中接触较
10、多的“电能”引入“电功” 。 活动 学生实验 1 通过做学习活动卡上的小实验，研究电功与电压、电流和通电时间的关系。 情景 II 图片展示 2 演示实验 2 展示两个规格相同，但功率不同的小灯泡的铭牌，并使小灯泡发光，体会不同小灯泡 消耗电能快慢不同。 活动 交流讨论 类比速度、机械功率引入电功率。 活动 演示实验 3 演示改变小灯泡，并测出小灯两端电压及通过小灯的电流，计算出小灯的电功率。 活动 复习 复习电功率、额定功率和实际功率概念。 活动 交流讨论 小组活动交流讨论“测定小灯泡的电功率”实验电路的设计方案，根据实验目的选取 器材。 活动 学生实验 2 测定小灯泡的电功率。 活动 图片展
11、示 3 展示某家庭一个月的电费单图片。 活动 电费计算 观察家庭分时电表、电费单，讨论分时电表的计费方法。 活动 估测 用电能表估测用电器的电功率。 活动 巩固 复习电功、电功率，巩固训练。 3、教学主要环节 本设计可分为三个主要的教学环节。 第一环节，通过小灯发光等活动，分析生活情景，知道电功概念；通过类比速度、机 械功率，建立电功率概念。 第二环节，利用电功率的知识，设计实验测量小灯的电功率。 第三环节，通过学生对家用电能表观察与交流讨论，知道家用电能表的作用、读数方 法、记数单位、功率容量值、分时电能表的记费规则，会进行简单的电费计算，增强节约 用电的意识。 七、教案示例 第一课时 （一
12、）引入 1、图片展示，提出问题 设问 1：自然界中各种形式的能量总和是守恒的，那么这些家用电器的能量来自何处？ 2、活动 演示实验 1：使小灯泡发光，学生体验电能可以转化为光能、内能；给小电动机通电 使其转动提升重物，体会电能可以转化为机械能； 3、导入新课 电路中的电能是怎样转化为其他形式的能？ （二）新课 4、电功 我们知道物体的重力势能和动能之间的相互转化是通过重力做功实现的。实验发现， 不仅是重力势能与动能间的相互转化需要做功，任何其他两种不同形式的能量之间要发生 相互转化都必须通过做功才能够实现。 举例说明家用电器工作时，电能转化为其他形式的能，说明有做功过程。 （1）建立概念 电功
13、：电流所做的功称为电功。 物理意义：电流做功的过程，就是电能转化为其他能的过程。 符号：W 单位：焦耳 （2）探究影响电功大小的因素 学生实验 1：完成学习活动卡 P1 中的“观察和描述” ，描述实验现象及感受。 A、串联电路，控制其电流及通电时间相等，观察并记录电压大小，讨论电流做功与 导体两端电压的关系。 B、并联电路，控制其电压及通电时间相等，观察并记录电流大小，讨论电流做功与 通过导体中电流的关系。 C、对于同一电路中的灯乙，控制其通电时间的长短，讨论电流做功跟通电时间长短 的关系。 （3）交流总结 电流所作的功随着两端电压、通过的电流、通电时间的增大而增大。 （4）电功计算 电流通过
14、导体所做的电功等于导体两端的电压、通过导体的电流和通电时间的乘积。 表达式：WUIt 单位：W 焦耳（J） ；U 伏（V ） ；I 安（A ） ；t 秒（s） 。 1 焦1 伏安秒。 推导公式：WUQ。 5、电功率 （1）引入 图片展示：两个规格相同，但功率不同的小灯泡的铭牌 演示实验 2：亮度不同的小灯泡发光。 设问 2：在相等的时间内电流哪一个小灯泡做的功较多？ 设问 3：电流做功有快慢之分，我们以前还接触过哪些快慢问题，怎样表示的？ 学生交流讨论、总结。 教师展示学生成果： 运动的快慢速度（物体单位时间通过的路程） 做功的快慢功率（物体单位时间做的功） 设问 4：如何表示用电器消耗电能的
15、快慢呢？ 学生总结：用电器单位时间所做的电功叫电功率。 （2）建立电功率概念 定义：电流所做的功跟完成这些功所用的时间的比值，称为电功率。 物理意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量。 计算公式：P = = UI Wt 单位：P 瓦（W） ；U 伏（V ） ；I 安（A） 。 （3）阅读“电功率的阶梯” 6、额定功率和实际功率 （1）情景引入 播放影片在用电高峰傍晚时，电压较低，这时电灯较暗而在正午时电压较高，这时电 灯较亮。 图片展示电灯 PZ220-40 的铭牌和各种家用电器铭牌。 设问 5：电灯铭牌中数字各代表了什么？根据观察到的现象，你能提出什么问题或有 什么想法呢？你的依据是什么？
16、（2）猜想与假设： 猜想：当电压变化（变大或变小）时电功率也变化（变大或 变小） 。 （3）演示实验 3：用电源、小灯泡、电压表、电流表、滑动 变阻器、电键组成电路，移动滑片，观察小灯泡亮度的变化情况。 实验数据记录： 灯泡两端的电压（V） 通过灯泡的电流（A） 小灯泡的功率（W） 发光程度 1.5 2.5 3.0 设问 6：小灯泡的亮度怎么会发生变化？ U 实际 =U 额定 时 用电器正常工作 ，此时 P 实际 =P 额定 。 （4）介绍额定功率和实际功率概念 （5）额定功率和实际功率的关系 讨论：“220V 40W”与“ 220V 100W”的灯，哪一盏小灯泡的比较亮？ （不确定，灯泡的亮
17、度取决于实际功率而不是额定功率） （三）知识应用 7、巩固练习 （1）运用已学知识完成教科书 P5 和 P6 例题 1 和例题 2。 （2）完成教科书 P8 思考与练习 1、2、3。 （四）小结（略） （五）作业布置（略） 第二课时 （一）引入 1、复习回顾 设问 7：“用电流表、电压表测电阻”实验中，如何测出待测电阻的阻值？ 2、导入新课 类比“用电流表、电压表测电阻”实验，设计一个方案来测出小灯泡的功率。 （二）新课 3、学生实验“测定小灯泡的电功率” （1）设计实验 根据已学的电功率知识，分小组讨论，设计实验。（包括实验原理、实验电路、实验器材、实 验数据记录表格） （2）进行实验 （3
18、）分析与交流 实验结束，选择 23 组同学利用投影和大家交流。 （要求同学配合投影上台讲解） （三）知识应用 4、与“用电流表、电压表测电阻”对比，讨论两个实验的共同点和不同点，以提高学 生对两个实验的理解和辨析能力 （四）小结（略） （五）作业布置（略） 附：学习活动卡 学习活动卡 课 题测量小灯泡的电功率。 实验目的测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。 实验原理P=UI 实验电路 实验器材小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、电键、导线。 实验步骤 1、按电路图连接实物电路。 2、移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电阻最大。闭合电键，调节滑动变阻器， 使小灯泡两端电压为额定电压，观
19、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、断开电键，整理实验器材。 实验数据 小灯泡的规格 电压表示数 U/伏 电流表示数 I/安 小电灯的亮度 小灯泡的功率 P/瓦 额定电压 U 额 =2.5V 实验得出小电灯的额定功率为_瓦。 实验讨论若将小灯泡两端的实际电压记做 U 实 ，小电灯额定电压记做 U 额 ，小电灯 实际消耗的电功率为 P 实 ，小电灯的额定功率为 P 额 ，则： U 实 U 额 时， P 实 _P
20、 额 (大于/等于/ 小于) ； U 实 = U 额 时， P 实 _ P 额 (大于/等于/ 小于) ； U 实 U 额 时， P 实 _ P 额 (大于/等于/ 小于) 。 第三课时 （一）引入 1、图片展示 展示某家庭一个月的电费单图片。 2、导入新课 设问 8：每家每个月的电费都不同，电费是根据什么来收取的？是什么测量工具测量的？ （二）新课 3、电能表 出示电能表的实物，介绍其大致的外形，并结合活动卡 P3 上的思考与讨论，电能表 的作用、读数方法、记数单位、功率容量值、分时电能表的记费规则。 （1）电能表用来测量电能（即电功）大小的测量工具。 （2）表盘上各个数字符号的含义 “10
21、（20）A”指这个电能表的额定电流为 10 安。正常情况下电路中的电流应不大于 10 安。短时间允许通过的最大电流为 20 安，否则会损坏电能表。 “600 R/kWh”指电能表转过 600 转，说明接在电路里的用电器消耗的电能是 1 kWh。 “220V”电能表额定电压，指电能表正常工作时的电压 “kWh” 电能的计量单位：千瓦时 俗称：度 1 度=1 千瓦时（kW h）= 3610 6 焦耳（J） （3）计数方法 1 月底： W1=_4267.8_kWh 2 月底： W2=_4374.4_kWh 2 月份用电：W= W2W 1=106.6 kWh （4）电费计算 小明家 2003 年 1 月底与 2 月底电能表的示数如图所示，请计算，小明家 2 月份消耗多 少电能？若 1kWh 电费为 0.61 元，应付多少电费？ （5）介绍一度电的用处。 （6）阅读教科书 P7 上的“你知道吗” ，从某数字后的单位来推知该数字是电功还是 电功率。 （三）知识应用 4、巩固练习 （1）运用已学知识完成教科书 P7 例题 3。 （2）完成教科书 P8 思考与练习 4、5、6。 （四）小结（略） 4 2 6 7 8 4 3 7 4 4 （五）作业布置（略）
