課程基本信息課例編號2020QJ09WLRJ029學科物理年級初三學期第一學期課題電能電功教科書書名：義務教育教科書物理九年級全一冊出版社：人民教育出版社出版日期：教學目標教學目標：知識目標：了解電能概念，知道電能的單位；理解電功概念以及電功公式。能力目標：在經驗和實驗基礎上，會讀家用電能表，會通過電能表計算家庭電費；通過“探究電功大小的影響因素”實驗，使學生經歷科學探究過程，體會科學方法的使用。情感目標：通過電能獲取和利用的生活實例，了解電能和我們生活的關系，樹立節約用電的意識。教學重點：了解電能概念和電能的計量；理解電功概念和電功公式。教學難點：對電功概念的理解教學過程時間教學環節主要師生活動3分鐘7分鐘10分鐘2分鐘電能電能的計量電功課堂小結+布置作業【點PPT】同學們，這樣的夜景你看過嗎？每當夜幕降臨,我們的城市燈火通明。可以說，電與我們的生活息息相關。【點PPT問】那么，我們生活中用到的電能是從哪兒來呢？【答】如水力、風力發電廠把機械能轉化為電能，光伏發電站把太陽能轉化為電能。核電站把核能轉化為電能。【點PPT】還有，各種各樣的電池，干電池、鋰電池、鉛蓄電池、紐扣電池。【點PPT】隨著環保意識和科技的發展，越來越多的新能源電動車走進我們生活中，它的核心就是電池。對外供電時，這些電池把化學能轉化為電能。【點PPT】各種各樣的發電廠，以及各種各樣的電池，把不同形式的能轉化為電能，供人們使用。【點PPT】而在生活中，電能的利用無處不在。電燈將電能轉化為光能，為我們照明；充電寶在充電時將電能轉化為化學能儲存起來。【點PPT】電飯鍋、電熱水壺將電能轉化為內能，用于煮飯、燒水。【點PPT】風扇中的電動機把電能轉化為機械能使扇葉旋轉；電吹風在高溫檔工作時將電能轉化為機械能和內能，加快頭發水分的蒸發。【點PPT】各種各樣的用電器，把電能轉化為不同形式的能。【點PPT】每個家庭每天都在消耗電能，生活中電能的常用單位是千瓦時，俗稱“度”。國際單位制中，電能的單位是焦耳（J）【問】1度和1焦耳又是什么關系呢？1度=1kW·h=1×103W×3600s=3.6×106J【點PPT】其實在同學們的家中，都有計量電能的儀器。電能表，它可以測量出用電器在一段時間內消耗多少電能。下面我們來認識一下機械式電能表。【點PPT】這是計數窗口，用來顯示數字的窗口，從這里讀取數據【點PPT】這是轉盤：電能表工作時，轉盤轉動，是是否工作的標志。【點PPT】圓盤上方的數字以千瓦時為單位來顯示已經用去的電能。【點PPT】電能表上有很多參數：“600revs/（kW·h）”表示接在這個電能表上的用電器，每消耗1kW·h的電能，電能表上的轉盤轉過600轉。【點PPT】“220V”表示這個電能表應該在220伏的電路中使用。【點PPT】這個參數表示這個電能表在頻率為50Hz的交流電路中使用。【點PPT】它表示這個電能表的標定電流為10A，額定最大電流為20A。電能表工作時的電流不應超過額定最大電流。【點PPT問】電能表是如何工作的呢？【播放視頻】電吹風通電，開始工作；同時電能表鋁制圓盤隨之轉動。我們來看看吧！一段時間后，電能上計數器的示數發生變化。【點PPT】計數器的示數前四位是整數，最后一位是小數。例如，月初電能表的示數應為840.1kW·h，月末電能表的示數應為885kW·h。【點PPT】電能表前后兩次示數之差，就是這段時間內用電的度數。所以本月消耗電能就是電能表月底示數減去月初示數為44.9kW·h。【點PPT問】如果某同學家所在地區每度電的電費是0.6元，那么這個月應交電費多少元？【答】電費應該表示為44.9kW·h×0.60元/(kW·h)=26.94元【點PPT】隨著科技的發展，除了機械式電能表，我們的生活已經有了更多方便使用的電能表。IC卡電能表在使用時，用戶將IC卡充值后插入電能表，電能表自動讀取卡中金額。還有一種電子式電能表，其中沒有轉動的鋁盤，靠內部的電子電路計算電能，示數由液晶板顯示。【點PPT】電能是人類生活、生產的重要資源，1度電可以做哪些事情？我們來了解一下吧！【播放視頻】沒想到，1度電的作用這么大！每人節約1度電，對資源和環境保護的作用也是非常顯著的。【點PPT問】同學們請看，老師這有一個吊車玩具，請你觀察它的工作過程，說說在通電后，它將電能轉化為什么形式的能？【答】通電后，電動機將貨物提升，機械能增加，電能轉化為了機械能。【點PPT問】電能轉化為其他形式能的過程，是通過什么方式實現的？我們知道，能量的轉化要通過做功來實現。例如，搓手時，通過做功使內能增加。電能轉化為其他形式能的過程也可以說是電流做功的過程。【點PPT】有多少電能發生了轉化就說電流做了多少功，即電功是多少。電功這個物理量，我們用字母W來表示。【點PPT問】那么電流做功的多少可能與哪些因素有關呢？【答】同學是否發現，以上過程都是電流在做功，我們猜想電流做功的多少可能與電流的大小有關。電壓是產生電流的原因，那么電流做功的多少可能與電壓的高低也有關。根據生活經驗，用電器工作時間越長，消耗的電能越多，電流做功越多，電流做功的多少與通電時間的長短有關。在這里，我們主要研究電流做功的多少與電壓、電流是否有關。【點PPT問】在研究多因素的問題時，采用什么研究方法？【答】控制變量的方法【點PPT問】下面我們就來探究電流做功多少與電壓高低是否有關。在這里，我們要改變電壓，進而測量電流做功的多少。同學們，實驗中要控制哪些物理量不變呢？控制電流I、通電時間t。【點PPT問】如何實驗呢？【答】電流做功的多少是不能直接測量的，但是我們可以用能量轉化的思想間接比較。這是連有電動機的電路，閉合開關，通電時電流做功，電動機將電能轉化為機械能。同時，鉤碼被提升，鉤碼高度增加。電流做功越多，鉤碼被提升的高度越高。因此，我們可以通過觀察鉤碼被提升的高度來判斷電流做功的多少。這里是轉換的思想。【點PPT答】電路如何設計呢？根據剛才的分析，我們可以設計出這樣的電路圖，將兩個規格不同的電動機串聯在同一電路中來改變電壓，同時控制電流大小和通電時間。為了比較兩個電動機兩端的電壓高低，還可以在電動機兩端各并聯一塊電壓表。下面，我們一起來實驗吧。【點PPT】根據電路圖連接電路，并且在兩個電動機下方懸掛相同質量的鉤碼。實驗時，我們先來觀察鉤碼上升的高度。這是兩個鉤碼的初位置。【播放視頻】閉合開關。鉤碼上升后，標記鉤碼的末位置，可以得到鉤碼上升的高度。【點PPT】再做一遍，這次我們觀察兩個相同量程的電壓表的指針偏轉角度。【播放視頻】【點PPT問】同學們觀察到了什么實驗現象？【答】電壓表V1的示數要大于電壓表V2的示數，同時電動機M1提升鉤碼的高度大于電動機M2提升鉤碼的高度。也就是電流經過電動機M1做功較多。由此，我們可以發現在其他條件相同時，電壓高，電流做功多。改變電壓后再做實驗，得到的結論相同。電流做功多少與電壓高低有關。【點PPT問】接下來我們再來研究電流做功多少與電流大小是否有關。這里要改變電流進而測電流做功的多少。要控制哪些變量呢？電壓和通電時間。【點PPT】如何設計電路呢？我們可以將兩個規格不同的電動機并聯的方式來改變電流、控制電壓，將開關安裝在干路上同時控制兩個電動機的工作。為了比較電流的大小，可以在各自支路上串聯一塊電流表。下面來實驗！【點PPT】根據電路圖連接電路，在兩個電動機下方懸掛相同質量的鉤碼。閉合開關后，我們還是先觀察鉤碼上升的高度。這是兩個鉤碼的初位置。【播放視頻】閉合開關，標記鉤碼的末位置，可以得到鉤碼上升的高度。【點PPT】再做一遍，觀察兩個相同量程的電流表的指針偏轉角度。【點PPT問】觀察到了什么現象？【答】通過電動機M1的電流較小，通過電動機M2的電流較大，同時電動機M1提升鉤碼的高度小于電動機M2提升鉤碼的高度。也就是電流經過電動機M1做功較少。通過這個實驗，我們可以得到，在其他條件相同時，電流大，電流做功多。改變電流后再做實驗，得到的結論相同。電流做功多少與電流大小有關。【點PPT】電流做功多少跟電流的大小、電壓的高低、通電時間的長短都有關系。研究表明，當電路兩端的電壓為U，電路中的電流為I，通電時間為t時，電功W=UIt。電壓的國際單位是伏特，電流的國際單位是安培，時間的國際單位是秒，電功的國際單位和機械做功一樣，是焦耳。那么，根據電功公式可以知道，1J=1V·A·s【點PPT】同學們，請你算一算，白熾燈接在220V的家庭電路中，通過它的電流為0.45A，使用1h，電流做了多少功？消耗的電能是多少？在這里，1h換算成國際單位應該為3600秒。代入電功公式可得電功W=UIt=220V×0.45A×3600s=3.56×105J。消耗電能也應為3.56×105J。【點PPT】這是白熾燈，如果是亮度相同的LED燈，接在220V的家庭電路中，通過的電流約為0.09A，同樣使用1h，消耗的電能又是多少呢？我們通過計算可以得到是7.13×104J。【點PPT】從計算中可以發現。如果把白熾燈換成LED燈，最多可以節能80%；同學們，節約用電，我們可以從身邊做起。【點PPT】夏季，把空調溫度在26℃的基礎上調高1℃，不但不影響舒適度，還可以節電10%；【點PPT】電熱水器如果長時間不使用，可以切斷電源，也可以達到省電的目的。同學們，節能減排，從節約每一度電開始。【點PPT】通過這節課，同學們是否了解了生活中電能的來源與利用；在利用電能時，家庭常用電能表來計量消耗電能的多少。要會讀家用電能表