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第十五章 从测算家庭电费说起

一、 教材分析：
1． 教材内容：
（1）科学探究：电流做功与哪些因素有关。电功与电能的关系。
（2）电流做功的快慢——电功率
（3）测量电功率，额定电压、额定电流、额定功率、实际电压、实际功率。
2． 课程标准：
（1）理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算。
（2）能区分用电器的额定功率和实际功率。
（3）通过实验探究，知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。
3． 教学目标：
认知目标：
（1）电流做功，电能转化为其他形式的能（如内能），电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。电功跟导体两端的电压、通过导体的电流、通过的时间成正比。电功的单位。
（2）电流做功快慢可以用功率表示，是单位时间内电流所做和的功。电功的单位。
（3）理解额定电压、额定电流、额定功率、实际电流、实际电压、实际功率的概念。
（4）知道实际功率与实际电压的关系。
能力目标：
（1）会计算电功、电功率。会联合欧姆定律进行简单的计算。
（2）会用电能表测量电功（电能）
（3）会用电压表、电流表测量小灯泡的功率，会探究小灯泡在不同电压下的功率与电压的关系。
情感目标：
（1）通过了解电能的利用在社会发展上的重大作用，对“科学技术是第一生产力”有进一步的理解。
（2）通过对电能的利用中的现象的了解，形成安全使用大功率电器的意识，防止用电事故的发生。
（3）自觉形成节约电能的意识，并会用物理知识分析影响节能的因素，设计节能的方法。
4． 教学重点：
（1）电能与电功的关系，电功的计算
（2）电功率的测量，电功率的计算
5． 教学难点：
（1）电能与电功的关系
（2）电功率的测量（实验设计）
（3）额定电压额定功率与实际电压实际功率

二、 教学内容

第一节 科学探究：电流做功与哪些因素有关

（一）教学设计：
1．教法设计：（1）用电能转化成其他形式的能为例，分析讲解“功”是能量转化的量度，改变学生在力学中对功的概念的片面理解。并进一步得出能量消耗与做功多少在数量上是相当的。（2）通过演示实验，引导学生观察电流做功跟什么因素有关。并进一步了解这些因素是如何影响电功的。
2．学法指导：根据能量转化与做功的关系，考虑用测量煤油升高的温度推算它所吸收热量来间接测量电流所做的功。用这个办法来探究影响电功的因素。
（二）教学用具：
1．烧杯、电阻丝（发热用）、温度计、电源、木盖、电压表、电流表、开关、导线、钟表。
2．电能表、各种家用电器的说明书。
（三）教学内容
1．做功与能量转化（P102）

2．对功的概念的新理解：能量转化的量度
3．电流做功：电流通过导体（用电器等），电能转化为其他形式的能。
4．电流做多少功，就消耗多少电能
5．电功的符号：W
6．电功的单位：焦耳，用J表示
7．科学探究：电流做功与哪些因素有关（P103~104）
（1）猜想与假设：
猜想一：电流的功与电压有关（控制变量——电流、通电时间相同）

猜想二：电流的功与电流有关（控制变量——电压、通电时间相同）

（2）制订计划与设计实验：（重点：如何测量电功）
（3）进行实验收集证据：
（4）分析与论证：
（5）评估：
8．电功与导体两端电压成正比、跟导体中的电流成正比、跟通电时间成正比（P104）
9．电功的公式：
10．条件：同一段导体、同一段时间。所有物理量的单位都是基本单位：W用J，U用V，I用A，t用s。
11.家庭用电的计量：单位：千瓦时，用kWh表示。俗称度。测量仪器：电能表（累加式计量）。（P104）
单位换算：1kWh＝3.6×106J
12.用电能表测量家庭电费

（四）课堂练习
《课本》P104“作业”

（五）布置作业
《创新与优化》P58~61
第二节 电流做功的快慢

（一）教学设计：
1．教法设计：用类比的方法引入功率的概念：如何比较机械运动的快慢，如何比较蚂蚁与人做功的快慢。本课时内容不多，但诸如运用功率公式计算、对“额定”问题的求解都需要经过一定数量的练习才能掌握（或内化理解）。因此安排用三个课时完成。具体操作可视学生发展程度做相应调整。
2．学法指导：（1）任何过程、变化都有快慢程度的不同，如何表示这种不同，在方法上基本是相同的。可以从速度表示机械运动的快慢开始，思考在其他过程中如何来表示快慢——单位时间内完成的“任务”，并进一步得出表示电流做功快慢的方法：电功率。（2）铭牌是各种合格产品必须具备，用来表示产品规格、性能及生产厂家、生产日期、产品编号等各项参数的。相当于产品的“身份证”。使用产品除了阅读说明书，还有就是铭牌了。通过阅读铭牌，学会获取产品的基础信息。（3）通过理解“规定”条件下的结果与“实际”条件下的结果的异同来理解“额定电压”、“额定功率”与“实际电压”、“实际功率”。

（二）教学用具：
1．烧杯、电阻丝（发热用）、温度计、电源、木盖、电压表、电流表、开关、导线、钟表。
（三）教学内容
1．科学探究：影响电流做功快慢的因素
（1）猜想与假设
（2）制订计划与设计实验

（3）进行实验收集证据

（4）分析与论证
（5）评估
2．电流做功的快慢，跟导体两端电压成正比，跟导体中的电流成正比。
3．用电功率来表示电流做功的快慢
4．电功率：单位时间电流所做的功
5．公式：
推导的结果与探究的结论一致。
6．电功率的单位：基本单位——瓦特，简称“瓦”，用“W”表示。常用单位还有兆瓦（MW）、千瓦（kW）和毫瓦（mW）。换算关系是：
1MW=103kW，1kW=103W，1W=103mW

例题：小灯泡工作时两端电压为2.5V，通过它的电流是0.2A。求它的电功率。
已知：U=2.5V，I=0.2A
求：P
解：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
答：小灯泡的电功率是0.5W

7．利用电功率的公式可以求电功：
如果P的单位用kW，t的单位用h，W的单位就是kWh。用这个公式可以计算家庭、学校的用电量

例题：某灯泡工作时的电功率是100W，电流1min做多少功？
已知：P=100W，t=1min=60s
求：W
解：由得：W=Pt=100W×60s=6000J
答：电流1min做6000J
例题：功率为100W的灯泡一天工作3h，一个月（按30天计算）消耗多少kW·h的电能？
已知：P=100W=0.1kW，t=3 h×30=90h
求：W
解：由得：W=Pt=0.1kW×90h=9kW·h
答：这只灯泡一个月消耗9 kW·h的电能。
8．额定电压：设计用电器时确定的，使用电器正常工作的电压
9．额定电流：用电器正常工作时（两端电压等于额定电压）的电流
10．额定功率：用电器正常工作时（两端电压等于额定电压）的功率

11.铭牌：用来标明用电器名称、用途、性能指标、生产厂家、产品编号、生产日期等信息。
12.额定电压、额定功率通常会标在用电器的铭牌上，一些大功率用电器的铭牌上还会标上额定电流。
13.用额定电压与额定功率计算灯泡电阻。由：、，得
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（四）课堂练习
《课本》P108“作业”

（五）布置作业
《创新与优化》P61～65

第三节 测量电功率

（一）教学设计：
1．教法设计：用“设计时就定下来”、“标明在铭牌上”等来解说“额定功率”和“额定电压”，并以此来与“实际电压”、“实际功率”相区别。
2．学法指导：要比较小灯泡在不同电压下的功率、亮度，就必须提供电压可变的电源，测量额定功率又要求提供与额定电压准确一至的电压，前者可以通过改变电池组中串联电池的个数来解决，但却难于用这个方法来解决后者的要求。利用串联滑动变阻器可以改变电路中的电压、电流的特点，来满足这个要求。

（二）教学用具：
1．小灯泡、电压表、电流表、开关、电池组、滑动变阻器、导线。
（三）教学内容
1．设计实验：
原理：，测出小灯泡两端电压及通过的电流，就可以计算出它的功率。当小灯泡两端电压等于它的额定电压，这时它的功率就是额定功率。
要点：如何改变灯泡两端的电压：
方法一，改变电池组串联电池的个数
方法二，在电路中串联滑动变阻器
V
A
L
R
S
2．实验电路：

3．实验数据：

序号
1
2
3
U/V
1.2
1.8
2.0
I/A

亮暗变化

4．实验结论：
（1）当灯泡两端电压小于额定电压时，功率__________额定功率。此时灯泡__________
（2）当灯泡两端电压大于额定电压时，功率__________额定功率。此时灯泡__________
5．灯泡的亮度，可以用实际功率来表示。
6．例题
（四）课堂练习
《课本》作业

（五）布置作业
《创新与优化》

教学反思
过去的教学，本章基本不算重点。唯一能够引起重视的是测量额定功率，将期与伏安法测电阻当作初中物理最重要的实验。但在实际教学中，因为到这一章，电学的内容全部完成，所以，在计算题中，这章知识的应用，成为电学题目最为完整、综合的内容，也是学生最难掌握的。加上对额定电压与实际电压、额定功率与实际功率等概念的不清楚，学生最难的就是本章的计算了。在新课程中，除了综合运用欧姆定律与电功率公式计算灯泡功率外，由于不再涉及串、并联电路，所以整体难度大大下降。这一章，与上一章相同的是，新课程中，它的重点是在于通过学习过程，学会科学探究。所以在这一章，对于电路设计的思想，就显得尤为重要了。特别是如何利用滑动变阻器电压，除了会用之外，更要求学生能用口头及书面语言表达其意图。在实际教学过程中，学生的问题一是存在于不能完全掌握用电能表测量家庭用电量，二是对利用测量煤油温度的改变来间接测量消耗的电能不能完全理解（更谈不上自觉设计实验），三是对二个“额定与实际”还不清楚。反思教学过程，认为应该是一：没有很好地鼓励学生关注家庭用电的情况及积极去学习测量电能。二：实验设计的意图以教师讲解为主，不能让学生处于一种自然的状态下自主去探究（当然是教师有意创设的情境之中，只不过不让学生感觉出来），也就是情境的创设还不好，所以，学生处在被动的接受的状态，影响了他们学习设计思想了。三：二个“额定与实际”的说明也有问题，主要是教师说了算，学生同样处在被动接受的状态中。对今后的教学，考虑要认真设计一下本章的教学情境，使学生在不知不觉中自主、主动去学习、探究。初步考虑：改编本章教材，使它成为有情节、前后连贯、生动有趣一个生活故事（象牛津物理那种编排方式）。
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