资源简介

(共48张PPT)
幻灯片 1：封面
课程标题：13.1 电能和电功
学科与年级：北师大版 九年级物理
教师姓名：[教师姓名]
幻灯片 2：学习目标
了解电能的来源（如电源、电网）和应用（转化为其他形式的能），知道电能的单位（焦耳 J、千瓦时 kW h）及换算关系。
理解电功的定义（电流所做的功，等于消耗的电能），明确电功的物理意义（电能转化的量度）。
掌握电功的计算公式（W=UIt）及变形公式（结合欧姆定律推导 W=I Rt、W=U t/R），能进行简单的电功计算。
认识电能表的结构与用途，学会读取电能表的示数，理解电能表参数的含义（如 “3000r/(kW h)”）。
幻灯片 3：课程引入
情境展示：
图片 1：家庭中发光的电灯（电能→光能）、运转的洗衣机（电能→机械能）、发热的电热水器（电能→内能）、充电的手机（电能→化学能）。
视频片段：水电站的水轮机带动发电机发电（机械能→电能）、火力发电厂燃烧煤炭发电（化学能→电能）、家庭电能表的转盘转动（记录消耗的电能）。
生活疑问：我们每天使用电器都在消耗 “电能”，电灯发光、洗衣机运转，本质是电能转化为其他形式的能。那么，如何衡量电流消耗了多少电能？“电功” 又是什么？它与电能有什么关系？
提问引导：本节课我们将围绕 “电能” 和 “电功” 展开，探究电能的来源与转化、电功的计算方法，以及如何用电能表测量消耗的电能。
幻灯片 4：电能的来源与转化
电能的来源：电能是二次能源，需从其他形式的能转化而来，常见来源包括：
发电站：
火力发电：燃料（煤炭、天然气）的化学能→内能→机械能→电能；
水力发电：水流的机械能→水轮机的机械能→发电机的电能；
核能发电：核能→内能→机械能→电能；
风力发电：风的机械能→风车的机械能→发电机的电能。
电池：
干电池 / 锂电池：化学能→电能（如手电筒、手机电池）；
太阳能电池：太阳能→电能（如计算器、太阳能路灯）。
电能的转化：电流通过用电器时，电能会转化为其他形式的能，转化的过程就是电流做功的过程（电功），常见转化形式：
| 用电器 | 电能转化为的能量形式 | 实例 |
|----|----|----|
| 电灯 | 光能 + 内能 | 白炽灯发光，同时发热 |
| 电动机（洗衣机、风扇）| 机械能 + 少量内能 | 洗衣机运转，电机轻微发热 |
| 电热水器、电熨斗 | 内能 | 水被加热，熨斗底板发热 |
| 充电器 | 化学能 | 手机电池充电，电能转化为电池的化学能 |
| 电视机 | 光能 + 声能 + 少量内能 | 屏幕发光、喇叭发声，机身发热 |
核心结论：电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能（电功的大小等于消耗的电能）。
幻灯片 5：电功的概念与单位
电功的定义：电流通过导体时所做的功，叫做电功，用符号 “W” 表示。
物理意义：电功是衡量电能转化为其他形式能的多少的物理量 —— 电流做功越多，消耗的电能越多，转化的其他形式的能也越多（如电热水器通电时间越长，电流做功越多，水获得的内能越多，温度越高）。
电功的单位：
国际单位：焦耳（J），简称焦。1J 的物理意义：1V 电压下，1A 电流通过导体 1s 所做的功（1J=1V A s）。
常用单位：千瓦时（kW h），俗称 “度”，用于计量较大的电能消耗（如家庭每月用电量）。
单位换算：1kW h = 1kW × 1h = 1000W × 3600s = 3.6×10 J（这是核心换算关系，需重点记忆）。
常见电功参考：
1 盏 40W 的电灯正常工作 1 小时，消耗的电能（电流做功）约 1.44×10 J（0.04kW h）；
1 台 1000W 的电热水器正常工作 1 小时，消耗的电能约 3.6×10 J（1kW h）；
一个家庭每月用电量约 100kW h，相当于 3.6×10 J 的电能。
幻灯片 6：电功的计算公式
实验探究：“影响电功大小的因素”
通过控制变量法实验发现：电流做功的多少与导体两端的电压（U）、通过导体的电流（I）、通电时间（t）有关 —— 电压越高、电流越大、通电时间越长，电流做功越多。
基本公式：W = UIt
（W：电功，单位 J；U：电压，单位 V；I：电流，单位 A；t：时间，单位 s）
推导公式：结合欧姆定律 I=U/R，可推导出电功的其他表达式（仅适用于纯电阻电路，即电能全部转化为内能的电路，如电阻、电灯、电热水器）：
代入 I=U/R，得 W = U t/R（已知 U、R、t 时使用）；
代入 U=IR，得 W = I Rt（已知 I、R、t 时使用）。
公式使用注意事项：
单位统一：使用 W=UIt 时，U、I、t 必须分别用 V、A、s，计算结果为 J；若用 kW、h 计算，需先换算为 W、s（1kW=1000W，1h=3600s）。
适用范围：W=UIt 适用于所有电路（包括电动机、充电器等非纯电阻电路）；W=U t/R、W=I Rt 仅适用于纯电阻电路（电能全部转化为内能），非纯电阻电路中不可使用（如电动机工作时，电能部分转化为机械能，部分转化为内能，用 I Rt 计算的是发热的能量，而非总电功）。
计算示例：
示例 1：一盏电灯两端电压为 220V，通过的电流为 0.2A，正常工作 10 分钟，电流做了多少功？
解：t=10min=600s，W=UIt=220V×0.2A×600s=26400J=2.64×10 J
答：电流做功 2.64×10 J。
示例 2：一个 50Ω 的定值电阻，两端加 10V 电压，通电 5 分钟，电流做功多少？（纯电阻电路）
解：方法 1（W=UIt）：I=U/R=10V/50Ω=0.2A，t=300s，W=10V×0.2A×300s=600J；
方法 2（W=U t/R）：W=(10V) ×300s/50Ω=600J
答：电流做功 600J。
幻灯片 7：电能表（电度表）
电能表的用途：测量用户在一段时间内消耗的电能（即电流所做的总功），是家庭、工厂等用电场所必备的计量工具。
电能表的结构与参数：展示家庭电能表实物图，标注关键部分：
示数窗口：显示累计消耗的电能，单位为 kW h（度），示数由整数和小数组成（如 “1234.5” 表示累计消耗 1234.5kW h 的电能）。
转盘：用电时转盘转动，消耗的电能越多，转盘转动的圈数越多（转动速度与电功率成正比，功率越大，转盘转得越快）。
参数标注：
“220V”：电能表的额定电压为 220V，适用于家庭 220V 交流电路；
“10(40)A”：额定最大电流为 10A，短时间允许通过的最大电流为 40A（超过会损坏电能表）；
“3000r/(kW·h)”：表示每消耗 1kW h 的电能，转盘转动 3000 圈（不同电能表参数可能不同，如 “1600r/(kW h)”）。
电能表的读数方法：
累计读数：直接读取示数窗口的数字，注意小数位（通常用红色框或小数点区分，如 “1234.5” 中 “5” 是小数位）。
一段时间内消耗的电能：用期末示数减去期初示数，即 ΔW = W 期末 - W 期初（如月初示数 1200.5kW h，月末示数 1280.5kW h，本月消耗电能 80kW h）。
电能表参数的应用：根据转盘转动圈数计算消耗的电能，公式为：
ΔW = n / N（n：转盘实际转动圈数；N：电能表参数，如 3000r/(kW h)）
示例：电能表参数为 3000r/(kW h)，转盘转动 1500 圈，消耗的电能 ΔW=1500r / 3000r/(kW h)=0.5kW h=1.8×10 J。
幻灯片 8：电功计算的实际应用
应用 1：计算家用电器消耗的电能
例：一台额定功率为 1500W 的电烤箱，正常工作 2 小时，消耗多少电能？合多少焦耳？
解：P=1500W=1.5kW，t=2h，ΔW=Pt=1.5kW×2h=3kW h；
换算为焦耳：3kW h=3×3.6×10 J=1.08×10 J
答：消耗 3kW h 的电能，合 1.08×10 J。
应用 2：根据电能表计算电功率
例：某电能表参数为 3000r/(kW h)，接入一个电水壶后，转盘在 10 分钟内转动 150 圈，求电水壶的实际功率。
解：t=10min=1/6h，ΔW=n/N=150r/3000r/(kW h)=0.05kW h；
功率 P=ΔW/t=0.05kW h / (1/6h)=0.3kW=300W
答：电水壶的实际功率为 300W。
应用 3：判断电路是否过载
例：家庭电能表参数为 “220V 10 (40) A”，家中同时使用的电器总功率为多少时，不会超过额定最大电流？
解：根据 P=UI，额定最大电流 I=10A，P 最大 = 220V×10A=2200W
答：总功率不超过 2200W 时，不会超过额定最大电流（短时间可达到 8800W，但不建议长期使用）。
幻灯片 9：课堂小结
知识框架回顾：
电能：来源（发电站、电池），转化（光能、机械能、内能等），单位（J、kW h，1kW h=3.6×10 J）。
电功：定义（电流做的功，等于消耗的电能），公式（W=UIt，纯电阻电路可推导出 W=I Rt、W=U t/R），单位与电能一致。
电能表：用途（测消耗的电能），参数（电压、电流、转盘转速），读数（期末 - 期初），参数应用（算电能、算功率）。
重点强调：电功与电能的关系（电功 = 消耗的电能），公式的适用范围（W=UIt 通用，推导公式仅适用于纯电阻电路），电能表的读数与参数计算，这些是解决实际用电问题的基础。
幻灯片 10：课堂练习 1
下列关于电能和电功的说法，正确的是（ ）
A. 电能是表示电流做功多少的物理量
B. 电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程
C. 电功的单位只有焦耳
D. 电流做功越多，消耗的电能越少
一个电阻两端加 6V 电压，通过的电流为 0.3A，通电 100 秒，电流做功为（ ）
A. 180J B. 18J C. 1.8×10 J D. 0.18J
电能表参数为 “220V 5 (20) A 1600r/(kW h)”，表示每消耗 1kW h 的电能，转盘转动_____圈；若转盘转动 800 圈，消耗的电能为_____kW h，合_____J。
幻灯片 11：课堂练习 2
一台电动机的额定电压为 220V，额定电流为 5A，通电 1 小时，电流做的总功为多少？（电动机为非纯电阻电路，不能用推导公式）
一个 200Ω 的定值电阻，接入 220V 电路中，通电 10 分钟，电流做功多少？（用两种方法计算，纯电阻电路）
家庭月初电能表示数为 850.5kW h，月末示数为 920.5kW h，若电费为 0.5 元 /kW h，本月应缴电费多少元？
幻灯片 12：课堂练习答案
B（解析：A 选项，电功是表示电流做功多少的物理量；C 选项，电功单位还有 kW h；D 选项，电流做功越多，消耗电能越多）
A（解析：W=UIt=6V×0.3A×100s=180J）
1600；0.5；1.8×10 （解析：ΔW=800r/1600r/(kW h)=0.5kW h=0.5×3.6×10 J=1.8×10 J）
解：t=1h=3600s，W=UIt=220V×5A×3600s=3.96×10 J
答：电流做的总功为 3.96×10 J。
解：方法 1（W=UIt）：I=U/R=220V/200Ω=1.1A，t=600s，W=220V×1.1A×600s=1.452×10 J；
方法 2（W=U t/R）：W=(220V) ×600s/200Ω=1.452×10 J
答：电流做功 1.452×10 J。
解：本月消耗电能 ΔW=920.5kW h-850.5kW h=70kW h；
应缴电费 = 70kW h×0.5 元 /kW h=35 元
答：本月应缴电费 35 元。
幻灯片 13：拓展思考
为什么电动机工作时，不能用 W=I Rt 计算总电功？用该公式计算出的是什么能量？（提示：电动机是非纯电阻电路，电能部分转化为机械能，部分转化为内能；W=I Rt 计算的是电动机线圈发热的内能，而非总电功）
若家中同时使用电热水器（2000W）、空调（1500W）、电灯（100W），总功率为 3600W，电能表参数为 “220V 10
北师大版2024版物理九年级全册【精做课件】
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
13.1电能和电功
第十三章 电功和电功率
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
图中，接通电源后，电饭煲中的食物很快被加热。在这个过程中，电饭煲把什么能转化为什么能？
电饭煲把电能转化为食物的内能。
图中，接适电源后，电风扇转动。在这个过程中，电风扇把什么能转化为什么能？
电风扇中的电动机把电能转化为电风扇扇叶的机械能。
图中，闭合开关使白炽灯发光。在这个过程中，白炽灯把什么能转化为什么能？
白炽灯把电能转化为光能。
1. 电能的获得 各种发电厂和电池是人们获取电能的主要途径。
2. 电能的利用 人们利用电能时，通过用电器将电能转化为其他形式的能。
知识点
电能
1
3. 电能的单位及其换算
(1)国际单位：焦耳，简称焦，用符号J 表示。
(2)常用单位：千瓦时，用符号kW·h 表示，俗称“度”。
(3)换算关系：1 kW·h=3.6×106 J。
知识图解
各种发电厂的能量转化情况如图1 所示：
下列关于用电器工作时的能量转化错误的是( )
A. 洗衣机：电能主要转化为内能
B. 电风扇：电能主要转化为机械能
C. 白炽灯：电能转化为内能和光能
D. 电熨斗：电能转化为内能
例1
解题秘方：紧扣用电器工作时能量的利用情况解答。
答案：A
解析：电动机工作时，主要将电能转化为机械能。因为洗衣机主要靠电动机来工作，所以洗衣机工作时主要将电能转化为机械能。
技巧点拨
分析用电器工作时能量转化的技巧：只需要看这种用电器工作时主要获得什么形式的能，则其工作时就是将电能主要转化为什么形式的能。
1. 电功 电流通过用电器所做的功叫电功。
2. 电功的物理意义 电流做功的实质：将电能转化为其他形式的能。
电流通过某用电器做了多少功，就表明该用电器消耗了多少电能。
3. 实验探究 探究电流做功的多少与哪些因素有关
过程量
状态量
知识点
电功
2
实验装置：如图2，用电动机提升重物，分别用电流表测出电流、用电压表测出电压、用停表测出通电时间、用刻度尺测出重物被提升的高度。
研究方法：控制变量法和转换法。
实验结论：电流做功的多少与电压、
电流和通电时间都有关。
本实验中用电动机提升重物，通过重物上升的高度来直观反映电流做功的多少。
4. 电功的计算 电流做功的多少 W 与电压U、电流 I 和通电时间t 成正比。电功等于电压、电流、通电时间的乘积，即W=UIt。
5. 电功的单位
(1)国际单位：焦耳，简称焦，用符号 J 表示。
1 J=1 V·A·s=1 N·m。
(2)常用单位：kW·h (千瓦)。1 kW·h =3.6×106 J。
特别提醒
对电功计算公式的理解：
1. 注意公式中各物理量的单位：当电压 U 的单位 为 V， 电 流 I的单位为 A，时间t的单位为 s 时, 电功的单位才是 J(焦耳)。
2. 应用该公式时，注意各物理量的同一性(同一时间，同一段电路) 和统一性。
技巧点拨
3. 电功的两个推导式：W = (多用于并联型纯电阻电路)；W =I2Rt(多用于串联型纯电阻电路)。
4. W 与R 的关系
(纯电阻电路)
串联电路 电功跟电阻成正
比，即W1W2=R1R2
并联电路 电功跟电阻成反
比，即W1W2=R2R1
将一只阻值为10 Ω 的定值电阻接在电压为10 V 的电路中，在1 min内消耗的电能为______ J ；若接在电压为5 V的电路中，通电时间为1 min，电阻消耗的电能为______ J 。
例2
600
150
解题秘方：紧扣电功的计算公式直接计算。
解析：I1= = =1 A，W1=U1I1t=10 V×1 A×
60 s=600 J；I2= = =0.5 A，W2=U2I2t=
5 V×0.5 A×60 s=150 J。
解题对策
对于电功公式的直接运用，若题中没有提供电流的大小，则要运用欧姆定律先求出电流，然后再代入到电功公式中计算。若题中没有直接告诉电压的大小，思路相同。
1. 计量工具 电能表：用来计量用电器在一段时间内消耗的电能(或电流通过用电器所做的电功)。
知识点
电能的计量
3
2. 电能表的几个重要参数(图3)
(4)实验现象：a. 从实验甲中可以看到：将两块铅的光滑面压紧后就结合在一起, 吊一重物时也不能把它们拉开。b. 从实验乙中可以看到：水不容易被压缩。
(5)实验结论：实验甲表明分子之间存在着相互作用的引力；实验乙表明分子之间存在着相互作用的斥力。
深度理解
电子式电能表上标注的3 200 imp/(kW·h) 是有功脉冲常数，其意义是用电器每消耗1 kW·h的电能, 电能表应发出3 200 个有功脉冲，很显然，用电器消耗电能一定时，常数越大，电能表的脉冲指示灯闪的次数越多。
3. 利用电能表计量一段时间内消耗的电能
(1) 差值法：电能表计数采用累积的方法，因此某段时间内用电器消耗的电能等于这段时间末的示数与这段时间初的示数的差值，即：W=W后－W前。
(2) 转盘数(脉冲数)法：计量电能表转盘转的圈数(或电能表指示灯闪烁的次数)n，依据电能表的转盘数(脉冲数)N[ 转盘数(脉冲数)N：用电器每消耗1 kW·h 电能，电能表的转盘转的圈数(或指示灯闪烁的次数)]，便可算出消耗的电能。
公式 ：W=
n: 电能表转盘转的圈数/ 指示灯闪烁的次数
N: 用电器每消耗1 kW·h 电能，电能表转盘转的圈 数/ 指示灯闪烁的次数
技巧点拨
要知道用电器在较短时间内(如烧开一壶水)消耗的电能，由于数字变化不大，无法采用差值法，此时则可用转盘数(脉冲数)法。
小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图4 所示，他仔细观察照片后，得到下列四个
结论，你认为正确的是( )
A. 电能表的标定电流为10 A
B. 电能表的标定电流为5 A
C. 拍照片时，小明家已消耗的电能为9 316 kW·h
D. 电能表应在50 Hz 的直流电路中使用
例3
解析：“5(10) A” 表示电能表的标定电流为5 A，额定最大电流是10 A；拍照片时，小明家已消耗的电能为931.6 kW·h；电能表应在50 Hz 的交流电路中使用。
答案：B
深度理解
电能表中的 电流参数5(10)A 中，5A 叫标定电流 ，它是确定电能表有关特性的电流值，10A 为额定最大电流，是电能表能满足测量准确要求，且能长期正常运行的最大电流值。
晓彤对家中某一天晚上的用电情况进行测试。测试前，家中电能表的示数如图5 甲；测试后，电能表的示数如图5 乙，则该晚晓彤家消耗电能______ kW·h；
例4
4.8
若以每度电0.5 元计算，应缴电费______元；如图5 丙是她家电能表上的铭牌，则该晚她家电能表转盘共转了 ______转。
2.4
9 600
解析：由图知， 晓彤家该晚消耗的电能W=W 后－
W 前=1 346.8 kW·h－1 342.0 kW·h=4.8 kW·h， 应缴电费0.5 元/(kW·h)×4.8 kW·h=2.4 元。该晚晓彤家电能表转盘转动的圈数n= 2 000 r/(kW·h)×4.8 kW·h=9 600 r。
技巧点拨:
1. 利用电能表计数器(数字窗格) 计算电能，采用差值法W=W后－W前。
2. 当计算或测量短时间内用电器消耗的电能时，由于计数窗格数据变化不大，可采用转盘数法：W= 。
说明 举例
电路的 同一性
单位的 统一性
W、U、I、t 必须是同一个导体在同一时间对应的四个物理量。
甲灯与乙灯连接在电路中，计算电流通过甲灯做的功，应该等于甲灯两端电压、通过甲灯的电流和甲灯通电时间的乘积。
W、U、I、t 的单位必须是国际单位，分别为：焦、伏、安、秒。
某灯两端电压是6V，通过的电流是0.2A，求通电1min电流做的功。
正确：W=UIt=6V×0.2A×60s=72J
若不经单位换算，就计算得出 W=UIt=6V×0.2A×1min=1.2J，是错误的。
（5）应用W = UIt 的注意问题
三、电功
知识点1 电能、电功
1. ［2024·南宁模拟］以下家用电器中，消耗的电能主要转
化为机械能的是( )
A
A. 洗衣机 B. 电饭锅 C. 电烤箱 D. 日光灯
返回
2. 关于电功，下列说法正确的是( )
D
A. 电流通过电灯做功时，电能只转化为光能
B. 电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能量的多少
C. 电流做功是其他形式的能转化为电能的过程
D. 在同一电路中,电流通过各个用电器所做的电功之和等于
电流通过这个电路所做的总功
返回
3.［2025·福州月考］正在充电中的手机锂电池上面标明电压
为，容量为 ，则它充满电后存储的电能为
_______，该手机的待机电流为 ，则该手机最长待机
时间为_____ 。
120
4. 为节能环保，某市大量使用新能源电动公交车。
给新能源电动公交车充电时，车上的蓄电池将电能转化为
______能储存起来。若充电电流为 ，新能源电动公交
车充电消耗的电能为，则充电电压为_____ 。
化学
380
返回
5. 用如图所示的实验装置，
探究电流做功多少跟什么因素有关，
实验数据记录如表。
实验 序号
1 0.12 4 10 0.06
2 0.12 4 20 0.12
3 0.14 6 10 0.09
4 0.16 10 10 0.17
（1）闭合开关后，电动机将重物提升
的过程中，主要是将____能转化为机
械能。
电
（2）实验时，通过比较______________来判断电流做功的
多少，这种研究问题的方法是________。
重物上升高度
转换法
（3）比较实验1和2，可以归纳出的结
论是_____________________________
___________________。
在电压与电流一定时，通电时间越长，电流做功越多
（4）比较实验1、3和4，可以归纳出的结论是：在通电时间
一定时，电流与电压的乘积越大，电流所做的功越____。
多
返回
知识点2 电能表
6.小明家上月初和上月末电能表的示数
如图所示，请你帮小明回答下列问题：
（1）电能表是用来测量______的仪表。
电功
（2）小明家上月份用电______ ______度，若小明家
上月初预交的电费剩200元，他家所在地区每度电的电费为
0.5元，则他家还可以使用______度电。请你为小明家提出一
条节约用电的建议：______________________。
164.3
164.3
235.7
随手关灯（合理即可）
返回
7. ［2025·东莞期中］某用电器的
能量流向图如图所示，由此可知，
该用电器可能是( )
D
A. 电饭煲 B. 白炽灯 C. 电热水器 D. 电风扇
8. 甲、乙两个用电器的电压之比为，电流之比为 ，通
电时间之比为 ，则两个用电器消耗的电能之比为( )
B
A. B. C. D.
返回
9. ［2025·淄博期中］电阻、 并联接入电路，在同样时
间内，两个电阻消耗的电能分别记作、 ，其中
，下列分析中，正确的是( )
A
A. B. C. D. 无法判断
返回
10. ［2024·西藏模拟改编］扎西看到自己新家的电
能表如图所示，下列说法中，错误的是( )
A
A. 该电能表的最大电流为
B. 电能表是计量扎西家用电器消耗电能多少的仪表
C. “”是指这个电能表应该在 的电路中使用
D. 扎西在 内观察到该电能表的脉冲灯闪了3 200次，则电
能表应显示为
返回
11.如图所示电路，电源电压为保持不变，电阻 的阻值
为 。当开关闭合时，电压表示数为。通过 的电流
为____A；通电，电阻消耗的电能为____ 。
96
返回
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
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