资源简介

第十八章 电功率
第十八章 电功率
广袤的戈壁滩上天气多变，有时风和日丽，有时狂风劲舞在风的吹动下，扇叶时而徐徐转动，时而急速回旋，整个风车田犹如一支乐队在演奏着一首气势磅礴的交响曲。
风车发出的电是由什么能转化来的？一个风车一天能发多少电？风力发电有什么好处?看来，这许多问题还真需要我们静下心来认真思考。
第1节 电能 电功
01. 电能
02. 电能的计量
03. 电功
学习内容导览
第1节 电能 电功
学习目标
1. 了解电能和我们生活的联系，知道电能的单位。
2. 会读家用电能表，会通过电能表计算家庭电费，
有节约用电的意识。
3. 从能的转化认识电能，能结合生活实例分析电能
转化是通过做功实现的。
4. 通过实例理解电流做功的多少跟电流大小、电压高低
和通电时间有关，能利用电功公式进行相关计算。
第1节 电能 电功
导入新课
复习
（1）能量的概念
①在八年级时我们学过能量的概念，知道自然界中有各种形式的能量：如机械能、光能、内能、化学能等。
②不同形式的能量之间可以相互转化。如在机械能中，动能和势能可以相互转化。
③各种能量的国际单位：焦耳（J）。
导入新课
想一想
（2）天气冷的时候，我们经常两手相互搓一搓，手心就会感到暖和。从能量转化过程来分析能量是怎样转化的?这种改变内能的方式我们称为什么?
这一过程中，是把机械能转化为内能。这种
改变内能的方式我们称为做功。
可见，能量的转化是可以通过做功来实现的。
导入新课
想一想
（3）用电器的作用是什么?用电器工作时，通过什么形式把电能转化为我们需要的能量？
用电器的作用是把电能转化为我们需要的各种能。是通过电流做功来实现的。
今天我们学习电流做功。
第1节 电能 电功
一、电能
一、电能
二、电能的计量
三、电功
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第1节 电能 电功
1. 电能的来源与能量转化
（1） 干电池、蓄电池、锂电池等都可以提供电能。
一、电能
干电池
蓄电池
锂电池
这些电池的电能来源于化学能
转化
化学能
电能
（2）水力发电
机械能
电能
转化
电能来源于水的机械能
一、电能
（4）火力发电
（3）风力发电
内能
机械能
电能
电能
转化

转化
这些电能来源于
一、电能
（5）太阳能发电
光能
电能
转化
电能来源于太阳能
一、电能
（6）核能发电
核能
电能
转化
一、电能
把其他形式的能
你知道电能是怎么来的吗？
转化
电能
一、电能
想一想，你知道这些电用到哪里去了吗？
根据能量的转化与守恒，我们可以进行推理，用电器在工作时消耗的电能一定转化为其他形式的能量。
我们看看电能是怎样转化为其他形式的能量的？
2. 电能的利用与能量转化
一、电能
转化
内能光能
电能
转化
光能声能
电能
（1）电灯
（2）电视机
一、电能
转化
机械能
电能
（3）电扇、电动车
一、电能
电烤箱
（4）电烤箱、空调
一、电能
转化
内能
电能
一、电能
小结：电能的来源与利用
电能
其他形式的能
电源
转化
其他形式的能
用电器
电能的来源
电能的利用
转化
3. 电能的单位
1kW·h=3.6×106 J
①国际单位：焦耳，简称焦，用字母 J 表示。
②生活中常用单位：
千瓦时，字母符号为 KW·h，也叫“度”。
③单位换算关系：
1度=1kW·h=1×103 W×3600s= 3.6×106 J
一、电能
【例题1】某家用电器的能量流向图如图所示，该用电器可能是（　　）
A．电视机 B．电风扇
C．电饭煲 D．电水壶
由图可知，该用电器工作时，将电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能。A．电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能和部分内能，故A不合题意；B．电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，并产生少部分内能，故B符合题意；CD．电饭煲和电水壶工作时，主要将电能转化为内能，故CD不合题意。 故选B 。
一、电能
B
二、电能的计量
一、电能
二、电能的计量
三、电功
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第1节 电能 电功
1. 电能表
（1）电能表的作用：测量用电器消耗电能多少的仪表。
（2）认识电能表：
电子式电能表
IC卡电能表
机械式电能表
二、电能的计量
（3）电能表的参数
电能表的铭牌
二、电能的计量
电能的单位为千瓦时
“10（20）A”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A。电能表工作时的电流不能超过额定最大电流。
“220V”表示该电能表正常工作电压为220伏.
“3000r/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW · h时的电能，电能表上的转盘转过3000转。
“50Hz”指这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用.
电子式电能表的参数
二、电能的计量
电子式电能表没有铝盘，但是表盘上有一个指示灯，工作时，该指示灯会闪烁。
如右图所示的表盘上标有3200imp/kw·h字样，指电能表上的指示灯闪烁3200次，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h.
（4）电能表的读数
最后一位是小数
电能表当前的示数为 1380.6 kW·h
二、电能的计量
①电能表计数器上前后两次的示数之差就是用电器在这段时间内消耗的电能： W=W后-W前
二、电能的计量
（5）通过电能表求用电器消耗电能的方法
甲 乙
例如，小华同学家今年一月新安装了电能表，安装时电能表的示数为0。九月初的读数如图甲所示，九月末读数如图乙所示，从安装本电能表到九月初她家共用了_______度的电能，九月份她家共用______度电能。
从安装电能表到九月初她家共用1120.9度的电能。
这个月用电量为
W=1282.9kW·h-1120.9kW·h
=162kW·h=162度
162
1120.9
②测出一定时间内电能表上转盘的转数，再算出电能值。此种方法的关键是要明确电能表转1转时消耗的电能值。
例如，一电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，将某用电器单独接在该表上。当用电器工作4min后，电能表转盘转过60r，求该用电器消耗的电能。
【解析】电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，表示用电器消耗1 kW·h的电能，转盘转动1200圈。当电能表转盘转过60r时，消耗的电能
W＝ 60r1200r/kW·h?=0.05 kW·h
?
二、电能的计量
洗衣机工作约3h
笔记本工作约30h
2. 1度电的作用
白炽灯、日光灯工作约25h
二、电能的计量
空调工作约0.5h
电烤箱工作约1h
电饭煲工作约1.5h
1度电的作用
二、电能的计量
灌溉农田约330m2
采煤约100kg
炼钢约1.6kg
1度电的作用
二、电能的计量
【例题2】如图所示是小明家的电能表，电能表的示数为______kW·h，此时小明家接入了大功率的用电器，小明站在电能表前观察指示灯闪烁了800次，那么电能表的示数应为______kW·h。
图中电能表的示数为9866.8kW·h；从电能表的参数可知，电路中的用电器消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，现在它闪烁了800次，消耗的电能为0.5kW·h，故电能表的示数为
9866.8kW·h+0.5kW·h=9867.3kW·h
9866.8
9867.3
二、电能的计量
三、电功
一、电能
二、电能的计量
三、电功
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第1节 电能 电功
其他形式的能
电能
我们知道：电能可以转化为其他形式的能量。各类用电器是如何将电能转化为其他形式的能呢？
下面我们分析用电器是如何将电能转化为其他形式能的。
转化
三、电功
1. 电功的概念
蓄电池
（1）以电动自行车为例分析：
电动自行车的核心部件：蓄电池、电动机。
电动机
三、电功
机械能增加
电流做功
电能减少
①电动车运动时，电流通过电动机使其转动，电流做功。
②蓄电池中的电能减少；电动车的机械能在增加。
这个能量转化的过程是通过电流做功来实现的。有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。
三、电功
电流做功105焦耳
（2）烧水为例分析
对电水壶里的水加热，水温度升高，如果水增加了105焦耳的内能，则一定消耗了105焦耳的电能，在这过程中，电流做功105焦耳。
有105焦耳电能转化为内能
=
三、电功
总结：电功
（1）电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。
（2）对电功的理解
①各类用电器都是以电流做功的形式将电能转化为其他形式的能。
②用电功的大小来量度用电器消耗的电能的多少。
三、电功
2. 探究“影响电功大小的因素”
【提出问题】电流做功多少与哪些因素有关?
【猜想与假设】
①可能与电流有关；
②可能与电压有关；
③可能与通电时间有关。
下面我们通过实验探究“影响电功大小的因素”。
三、电功

【设计实验】
（1）实验方法
①控制变量法：
保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系；保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系。
②转化法：
比较电灯的亮度判断电功的大小：小灯越亮，电流做功越多。
三、电功
【进行实验】
（1）探究电功与电压的关系
①把两盏规格不同的小灯串联在电路中，用电压表分别测量它们两端的电压，同时观察比较小灯的发光情况。
三、电功
{21E4AEA4-8DFA-4A89-87EB-49C32662AFE0}
电压（V）
发光情况
甲灯
2.0
亮
乙灯
1.0
暗
②实验记录
三、电功
（2）探究电功与电流的关系
如图所示，把两盏规格不同的小灯并联，用电流表分别测量通过它们的电流，同时观察比较小灯的发光情况。
三、电功
{21E4AEA4-8DFA-4A89-87EB-49C32662AFE0}
电流（A）
发光情况
甲灯
0.26
亮
乙灯
0.6
暗
②实验记录
三、电功
【分析论证】
（1）在通过用电器的电流与通电时间相同时，用电器两端的电压越大，电流做功就越多。
（2）在用电器两端的电压与通电时间相同时，通过用电器的电流越大，电流做功就越多。
进一步实验可得出：
电流所做功的大小与电压、电流、通电时间成正比。
三、电功
（1） 物理学规定
电功等于电压、电流与通电时间的乘积。
（2）公式：电功=电压×电流×通电时间
W = UIt
（3）国际单位：焦耳（J）
1J =1V × 1A × 1S
常用单位：千瓦时（KW·h）
1kw·h=3.6×106J
3. 电功
三、电功
由W＝UIt 和欧姆定律 I＝ ???????? 可得电功的两个推导公式:
W = ????2?????t W＝I2Rt
提示：
①电功变形公式的适用条件：只适用于纯电阻电路；
②利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性；
③ W＝UIt 是普遍适用的公式。
?
（4）电功的推导公式
三、电功
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
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
【例题3】在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时，如图是进行该探究的电路之一。
（1）可以根据_____________比较相同时间内电流做功的多少；
（2）由如图所示电路，可探究电流做功多少与_______的关系；
（3）小明正确操作，验证了实验的结论，支持该结论的实验现象是________________；
电压表示数大的灯泡更亮
灯泡亮暗程度
三、电功
电压
解析见下页
（1）灯泡将电能转化为光能和热能，故可以根据灯泡的亮暗程度来比较相同时间内电流做功的多少。
（2）由电路图可知，两灯泡串联，流过灯泡的电流与通电时间均相等，故可探究电流做功多少与电压的关系。
（3）因灯泡两端的实际电压越大，灯泡的实际功率越大，故可知支持该结论的实验现象是电压表示数大的灯泡更亮。
三、电功
【例题4】在图所示的电路中，已知R1=5Ω，R2=15Ω。闭合开关后，电流表的示数为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）通电100s，整个电路消耗的电能。
三、电功
（1）电路为两个定值电阻的并联电路，电流表测R1的电流，根据并联电路电压的特点，电阻R1两端电压等于电源电压，即
U=I1RI=0.6A×5Ω=3V
（2）电阻R2所在支路电流为I2= U/R2=3V/15Ω=0.2A
根据并联电路电流的特点I=I1+I2=0.6A+0.2A=0.8A
通电100s，整个电路消耗的电能W=UIt=3V×0.8A×100s=240J
四、课堂总结
一、电能
二、电能的计量
三、电功
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第1节 电能 电功
发电机或电池等电源把其他形式的能转化为电能。
用电器把电能转化为其他形式的能。
①国际单位是焦（J）；常用单位是千瓦时（kW·h）
换算关系： 1kW·h=3.6×106J
②计量：电能表（也叫电度表），单位是kW·h，
测量用电器一段时间内消耗的电能。
①电功：电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的
过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。
②电功的计算：W=UIt
③电功的单位：焦（J） 、千瓦时（kW·h）。

电能 电功
电能的来源与利用
电功
电能
四、课堂总结（1）
五、动手动脑学物理
一、电能
二、电能的计量
三、电功
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第1节 电能 电功
五、动手动脑学物理
1. 一个电能表，表盘上标明“720 revs /（kW·h）”，这表示什么意思？
每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘将转动720转。
2. 小明家中一周前、后电能表示数如图所示，小明家所在地区每度电的电费是0.6元，请你估算他家每个月需要付多少电费。 记下你家电能表今天的示数，和一周后的示数对比。根据你家所在地的电费标准，估算你家一个月应交多少电费。
五、动手动脑学物理
电能表的单位是kW·h ，所以上周一中午电能表的示数为781.5kW·h ，本周一中午电能表的示数为823.3 kW·h，故则小明家本周消耗的电能为W= 823.3 kW·h- 781.5kW·h =41.8 kW·h
他家这一周需要付出的电费为
0.6元/kW·h×41.8 kW·h =25.08 元
3. 一个小灯泡的两端加2.5 V电压时电流是0.3 A，它在这种情况下通电2 min，电流做了多少功？消耗的电能是多少？
五、动手动脑学物理
根据W=UIt 可知电流做的功为
W=UIt= 2.5 V × 0.3 A ×2 ×60s=90J
因为灯泡消耗的电能与电流通过灯泡做的功相等，故消耗的电能也为90J。
4. 有一块手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量为1130mA·h，它充满电后，大约储存了多少电能？
五、动手动脑学物理
电池的容量是 1130 mA·h是指它充满电后的电量，
根据Q=I/t ，手机锂电池充满电后，储存的电量为
Q=It= 1130 ×10-3 A ×3600s=4068C
充电电流所做的功为
W=UIt=UQ= 3.7 V × 4068C=15051.6J
即大约储存了15051.6J的电能。
六、课堂练习
一、电能
二、电能的计量
三、电功
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第1节 电能 电功
1．关于电功，下列说法正确的是（　　）
A．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能
B．电能只有转化为机械能才算电流做功
C．通过导体的电流越大，电流做的功一定越多
D．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能
A．电流通过电灯做功时，电能转化为光能和内能，故A错误；
B．电能转化内能、光能、化学能，都叫电流做功，故B错误；
C．通过导体电流做的功与导体两端的电压、电流和通电时间都有关，故C错误；
D．电流做功的过程，是电能转化为其它形式能的过程，消耗多少电能转化为多少其它的能，故D正确。 故选D。
D
六、课堂练习
2．主要利用电能转化为内能的用电器是（　　）
A．电风扇 B．电视机
C．电饭锅 D．电灯泡
A．电风扇主要把电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．电视机主要把电能转化光、声，还有小部分转化为内能，故B不符合题意；
C．电饭锅把电能转化为内能，给食物加热，故C符合题意；
D．电灯泡把电能同时转化内能和光能。故D不符合题意。
C
六、课堂练习
所以选C.
3．小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图所示，他仔细观察照片后，得到了以下结论，你认为错误的是（　　）
A．电能表的基本电流是10A
B．电能表工作时的允许最大电流是20A
C．电能表的转盘转过3000转，表明这个电能表
消耗了1kW?h的电能
D．拍照片时，家中用电器已消耗的电能为2818.5kW?h
AB．10A（20）表示标定电流为10A，允许通过的最大电流为20A，故AB正确，不符合题意；
C．3000r/kW?h：接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能，电能表上转盘转3000转，故C错误，符合题意；
D．拍照片时，电能表示数为2818.5kW?h，所以家中用电器已消耗的电能为2818.5kW?h，故D正确，不符合题意。
C
六、课堂练习
故选C.
4．甲、乙两盏电灯，已知R甲＜R乙，将它们串联后接在电源上，在相同时间内，它们消耗的电能（　　）
A．W甲>W乙 B．W甲＜W乙
C．W甲=W乙 D．无法判断
两盏电灯串联联接在某电源上时，通过它们的电流相等，甲灯的电阻小，工作相同的时间，由W=UIt=I2Rt可知，乙灯消耗的电能多，即W甲＜W乙，故ACD不符合题意，故B符合题意。
所以选B。
B
六、课堂练习
5．充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的 _______；给手机充电的过程，主要是将电能转化为 _____能，过一会儿，充电器发烫，这是通过电流 _____的方式增大了物体的内能。小奕看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mA?h，则它充满电后存储的电能为 __________J。
电源
六、课堂练习
化学
做功
39960
充电宝给手机充电时，充电宝提供电能，相当于电路中的电源。
给手机充电的过程，主要是将电能转化为化学能储存在电池中，时间久了，充电器发烫，这是通过电流做功的方式增大了物体的内能。
手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mA?h，则它充满电后存储的电能为

6．电子式电能表表盘上标有“3200imp/kW·h ”字样（imp表示闪烁次数）。将某电热器单独接在该电能表上正常工作20min，电能表指示灯闪烁了320次。该电热器在上述时间内消耗的电能为_________ ，合_________焦耳。
六、课堂练习
3200imp/kW·h表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消消的电能为 13200 kW·h.
用电器正常工作20min时指示灯闪烁320次，则用电器消耗电能为 W=320 ×13200 kW·h=0.1 kW·h=3.6 ×105J
?
0.1 kW·h
3.6 ×105
7. 利用如图所示的电路可以验证电功与电流的关系．
（1）图中两只灯泡的连接方式是_____联，选择这种连接方式是为了控制_____________相同，它们工作时的电阻要________ （选填“相同”或“不同”）；
（2）本实验中，是通过观察___________ 来判断电流做功多少的．小明正确操作，验证了实验
的结论，支持该结论的实验现象
是________ ．
六、课堂练习
?灯泡两端电压
?并
?不同
?电流表示数
?电压相等，电流越大，灯泡越亮
（1）由图示电路图，两灯泡并联连接，它们是并联的；电流做功与电压、电流和通电时间有关．根据并联电路的电压特点知，两灯的电压相等，所以此实验是探究功与电流的关系，应控制电压相同而电流不同，故两并联灯泡的电阻应该不同；
（2）在电压和通电时间相同时，电流越大，电流做功越多，所以实验中是通过观察通过两灯的电流来判断电流做功的多少的；如果电流表示数较大的支路灯泡较亮，则可以验证实验结论．
六、课堂练习
8. 如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为____V，定值电阻R2在1min内消耗的电能为____J。
由电路图可知，S闭合，R1、R2并联，电流表Al测电阻R1的支路电流，电流表A测干路电流。因并联电路中各支路两端电压相等且等于电源电压，所以电源电压为U=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
因并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过电阻R2的电流为I2=IA-I1=0.5A-0.3A=0.2A
R2在1min内消耗的电能为 W=UI2t=3V×0.2A×60s=36J
?3
六、课堂练习
?36

展开更多......

收起↑