胡建辉
四川省成都市石室中学北湖校区,四川 成都 610000
一、课标解读
“电功率”是教科版初中物理九年级上册第六章第二节,它是电学的综合运用的具体体现,它在中考中电学知识点占有的比例比较重,学好这一节即是对前面电学知识的一种回顾,又是对电学知识的一种综合运用。
这一节的第一个重点是知道电功率的定义,探究电功率、电压、电流三个量之间的关系。这一节通过用电器消耗电能的快慢来引入电功率的概念,从而引出电功率的定义式:P=W/t。让学生通过计算电视机能量的消耗,加深了学生对电功率、电能以及电功率公式及其变形式的理解和应用,再进一步从知识的学习中过度到学生对生活用电、节电的讨论。
这一节的第二个重点是“探究电功率与电压、电流的关系”,通过两个探究实验让学生知道电功率与电压、电流有关的猜想是可以通过实验来得到验证的,培养学生探究问题、解决问题、实事求是、尊重自然规律的科学态度,并对控制变量法这种研究方法进行了又一次的熟悉和巩固。学生通过探究得到电功率等于电压与电流的乘积,即:P=UI,并利用P=W/t和P=UI这两个公式进一步推导出电功的公式:W=UIt。
这一节课的第三个板块,是通过教材上的两道例题,让学生对额定电压、额定功率、额定电流进一步进行认识,熟悉电功率公式变形及其应用,更进一步的让学生认识到电路中的用电器使用得越多(即总功率越大),总电流就越大,从而在此基础上老师引导学生得出:导致电路中电流过大的两个原因:1.电路中的总功率过大;2.电路中出现短路。
这一节的第四个板块,是教材通过“发展空间”引导学生利用电能表和秒表测某个家用电器的电功率,让学生充分理解电功率的概念,并学会用P=W/t测量某个家用电器的电功率,在生活中应用物理知识解决实际问题,提高了学生的综合应用能力。
二、教学内容分析
本节内容是在学生学习了一些电学基本知识的基础上,让学生了解知道用电器消耗电能有快有慢,用电器消耗电能的快慢与消耗电能的多少是不一样的,消耗电能的快慢用电功率来表示,并引出电功率的定义式:P=W/t,以及电功率的国际单位和常用单位。本节内容第二个重点是要让学生通过实验探究知道电功率与电压、电流的关系,培养了学生的探究能力和体现了“生活走向物理,物理走向社会”的课程理念。在得出电功率与电压电流的关系后,教材利用P=W/t和P=UI两个公式推导出电功的公式:W=UIt,让学生将电功率的两个公式有机结合起来,综合应用,升华提高了知识的内涵。通过“讨论与交流”让学生知道导致电流过大的原因是:总功率过大,同时老师借此机会立即启发学生导致电流过大的还有第二个原因:发生电源短路。在“发展空间”教材安排了利用电能表测家用电器的电功率,是对电功率定义式的很好应用和提高,让学生真正理解电功率的内涵,同时也把上一节《电功》与本节内容有机结合起来,丰富完善、延伸、提升了本节课的内容,让学生将思维回归到实际生活中,用所学的知识理论来解决生活中的实际问题。在“自我评价”这一板块,教材重点强调了对用电器“铭牌”内容的理解,额定电压和实际电压不同的情况下,实际功率与额定功率的大小是怎样的?表现出来的现象是怎样(通过灯泡的明亮程度来检验),并且让学生通过理论计算和实验共同来体验得出结论。最后一道试题引导学生利用电功率公式P=UI与欧姆定律公式I=U/R,推导出电功率的其它两个变形公式:P=I2R和P=U2/R,这在电学计算中是常常要用到的两个公式的变形,深入拓展并延伸升华了本堂课的教学内容,培养了学生的严谨的思维能力、创新意识和综合探究和应用能力。
三、学情分析
1.知识技能方面:理解电功率的概念、公式、单位,知道电功率是表示消耗电能快慢的物理量。会用电功率公式P=W/t进行简单的计算,通过实验探究知道电功率与电压、电流的关系P=UI,理解额定电压、额定电功率,能综合应用电功率公式及其变形解决简单的电功率问题和了解电流过大的原因,并能利用电功率的两个公式推导出W=UIt。
2.过程方法及心理方面:观察体验电能表铝盘转动的快慢与电功率的关系,体验用电器的额定功率与实际功率的关系;通过实验探究得出电功率与电压、电流的关系是P=UI,利用欧姆定律公式I=U/R与P=UI推导出电功率的其它两个变形公式:P=I2R和P=U2/R,并能灵活应用,能利用电能表、秒表测量某个家用电器的电功率。
四、教学目标
1、理解电功率的概念、公式、单位,知道电功率是表示消耗电能快慢的物理量,会用公式P=W/t进行简单的计算;
2、通过实验探究知道电功率与电压、电流的关系:P=UI;
3、理解额定电压与额定电功率,能综合应用电功率公式及其变形式解决简单的电功率问题和了解电流过大的原因。
五、教学重难点
教学重点:让学生认识、理解电功率的概念,知道电功率的定义式:P=W/t;通过实验探究得出电功率与电压、电流的关系:P=UI
教学难点:学生对电功率的理解以及动手实验探究电功率与电压、电流的关系。
六、设计思路
先通过实验现象:电能表上的转盘有时转得慢,有时又转动得快,这是为什么?引导学生思考,猜想“可能是用电器相同时间内消耗电能的多少不一样”或“用电器消耗电能的快慢不一样”,进一步通过具体的数据“电流通过洗衣机半小时做功18000J,电流通过电车2秒做功1200J。问学生:电流通过洗衣机和电车时哪个做功多?哪个做功快呢?让学生深入理解“电功多”和“电功快”的区别,再次为引出电功率的概念打下基础,作出铺垫。接着老师介绍电功率的概念、物理意义、公式、单位,让学生利用刚刚学习的电功率定义式的变形来求电视机两小时消耗的电能,让学生认识生活中用电器铭牌的含义,提取相关内容信息正确利用电功率的公式的进行计算。
紧接着老师让学生先预习钻研教材,思考并设计如何探究“电功率与电压、电流的关系”,特别强调应用“控制变量法”进行探究。在探究“电功率与电压的关系”时,应选择额定电流相同而额定电压不同的两个小灯泡进行串联,测出它们各自两端的电压并观察它们发光的明亮程度来得出电功率与电压的关系(小灯泡的实际电功率大小由小灯泡的明亮程度来体现);接着又让学生将这两个不同额定电压的小灯泡进行并联,测出它们的电流大小并观察它们发光的明亮程度来得出电功率与电流的关系;通过多次实验最终得出结论:电功率与电压和电流有关,其大小等于电压与电流的乘积。接着,利用教材的两道例题,让学生熟悉、应用刚刚得出的电功率公式P=UI,体会额定电功率、额定电压、额定电流及正常工作时小灯泡的电阻。
接着进行知识和能力的升华,让学生利用P=W/t和P=UI推导出W=UIt;通过“讨论与交流”让学生通过讨论知道导致电流过大的原因是:电路总功率过大;同时老师继续引导学生思考除了电路总功率过大还有没有其它的原因可以导致电流过大?通过紧张的思考,有个别同学会想到“电源短路”也会引起电流过大,这一过程充分调动了学生的思维并回忆了学习电学之初的“短路”; 接着让学生完成“发展空间”中利用电能表测家用电器的电功率,让学生学习怎样利用电能表、秒表测某个家用电器的实际电功率,并学会用公式P=W/t进行计算。课后习题要求学生通过计算知道额定功率和实际功率、额定电压和实际电压的区别,知道在不同电压下用电器的实际电功率是不同的,只有当实际电压等于额定电压时,实际功率才等于额定功率,不能搞混淆了,最后一道题要求学生利用P=UI和欧姆定律公式I=U/R推导出电功率的其它两个变形公式:P=I2R和P=U2/R,这对学生认知能力和要求是有力的提高.
七、教学过程
教学环节 教师活动
(情境与问题) 学生活动 设计意图
(教学目标)
引入 实验:观察电能表在不同电功率用电器的工作情况下电能表铝盘转动快慢的不同。
1、电能表上的转盘有时转得慢悠悠,有时又转得急匆匆的,这是为什么呢?
2.电流通过洗衣机半小时做功18000J,电流通过电车2秒做功1200J。问:电流通过洗衣机和电车时哪个做功多?哪个做功快呢?
学生思考、计算并回答老师的问题。 引出电功率的概念、定义。
讲解电功率的相关知识 电功率:表示消耗电能快慢的物理量。公式:P=W/t
国际单位:w 常用单位:Kw
1Kw= 1000 w 公式变形:W=Pt ;t=W/P 学生完成“讨论与交流”中某型号电视机消耗电能的计算。 对电功率公式的理解、熟悉与应用。
实验探究 探究“电功率跟电流、电压的关系”引导学生要用控制变量法,和学生一起分析选择实验器材,怎样设计实验? 学生分别设计电功率与电压和电功率与电流关系的两个实验,并通过小组合作完成实验探究得出结论。 培养学生探究能力、动手能力、团队合作能力、分析、归纳、整理、得出结论的能力等。
实验得出电功率的计算式,以及推导出电功的公式 P=UI
W=Pt=UIt 学生先推导,然后老师在学生完成的基础上再板书推导。 学生先独立思考、推导,培养学生的独立思考的能力。
例题讲解 引导学生看教材的例题,并讲解个别细节,比如公式的变形,计算中除不尽保留小数,强调额定电压、额定电流、额定电功率,会认识用电器的铭牌。 学生独自完成教材例题的越大、思考 培养学生阅读教材的能力,熟悉公式的应用。
讨论与交流 启发学生思考“引起电流过大的原因是什么?” 1.总功率过大
2.短路 让学生利用所学知识认识生活中的物理问题,避免出现电流过大,造成危害。进一步让学生从物理走向生活,利用知识解决生活中的实际问题。
八、板书设计
6.2电功率
一、电功率: 二、实验探究:电功率跟电流、电压的关系
(一) 定义: 电能与时间之比。 1、电流一定时,电功率与电压成正比;
物理意义:表示消耗电能 2、电压一定时,电功率与电流成正比;
快慢的物理量。 公式:P=UI(计算式)
符号:P 电功推导:W=Pt=UIt
W—电功 单位:焦耳 符号:J 三、导致电流过大的原因:
t—时间 单位:秒 符号:s 1、电功率过大(过载)
P—电功率 单位:瓦特 符号:w 2、短路
电功率的公式:P=W/t(定义式) 四、P=UI=I2R(一般用在串联电路中)
(二)“千瓦时”的来历: P=UI=U2/R(一般用在并联电路中)
1KW?h =1KW×1h=1000w×3600s
= 3.6х106J
九、教学反思
电功率是初中教学的重点和难点,由于教学内容较多,计算难度较大,公式的应用变形比较复杂,所以要安排三节课才能完成本节教学内容。第一节老师引入并讲解电功率的概念、公式P=W/t、电功率的单位及额定功率的意义,重点让学生在课堂上通过实验探究得出“电功率等于电压和电流的乘积”,得出P=UI这一计算式;第二节课利用W=Pt和P=UI两个公式完成电功公式的推导:W=Pt=UIt;通过例题让学生熟悉并理解电功率公式及其变形和应用,对额定电压、额定电流、额定电功率进一步认识、理解,完成“讨论与交流”中“电流过大的原因”:1、电功率过大(过载);2、短路;完成“发展空间”中“利用电能表测电功率”的教学;第三节课完成“自我评价”中的习题,让学生通过计算来认识了解实际电功率随实际电压的变化而变化,实际电功率决定灯泡的明亮程度,知道额定电功率与实际电功率,额定电压与实际电压的区别,并利用P=UI和欧姆定律公式I=U/R 这两个公式推导出电功率的两个重要变形公式:P=UI=I2R(一般用在串联电路中),P=UI=U2/R(一般用在并联电路中)。
这三节课的内容很饱和,教学难度较大,特别是第二、第三节课,对学生要求较高,要学生能尽快熟练、理解、掌握并应用电功率两个公式及许多变形式进行解题,许多学生感到很吃力,往往混淆和不能理解,不知道用哪个公式解题方便、快捷,额定功率和实际功率混淆不清。因此导致课后作业出错较多,在课堂上我故意抽同学上黑板做题,让学生暴露出许多同学都容易出错的问题就是额定电压与实际电压、额定功率与实际功率不分,思维混乱导致错误,通过同学在黑板上的错题引起全班同学的高度重视和进一步老师讲解让学生弄懂明白。另外,由于本节内容公式较多,再把欧姆定律公式加进来一起参与到解题中,许多学生一时不熟悉,这就需要老师给学生留足充足的时间来消化、理解、熟悉,这个时候老师不能过急,包括作业的评讲要用一周左右的时间来处理本节内容。在处理作业应注重中先易后难,让学生先熟悉、理解公式及其变形,再提高变形公式计算,另外还要特别强调提醒学生在串联时一般用P=I2R这个公式,在并联时一般用P=U2/R这个公式进行计算、比较。
总之,老师要让学生理清这三节新课的教学思路及其内容,多次帮助学生进行公式的推导及其变形,让学生观察在教师的板书下循序渐进熟悉本节课的教学内容,在评讲作业的过程中,老师要尽量写完全整个计算过程,让学生学生学着老师模仿、记忆并熟悉本节内容知识,并逐渐消化,变成自己的知识。教学是一门慢的艺术,让我们在教学中不断总结经验,提炼教学心得,收获更多教学成果,在今后的教学过程中,能更好、更准确、更细腻地传授知识,与学生一起共同探究共同成长……