资源简介

(共40张PPT)
2024年秋季
北师大版物理
九年级全册
第十三章 电功和电功率
第一节 电能和电功
1
学习目标
2
课时导入
3
感悟新知
4
随堂检测
5
课堂小结
电能
电功
电能的计量
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= 。
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．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能
D
2．有一块手机所用的电池，上面标明电压为××V，容量为4 000 mA·h，它充满电后大约储存的电能为5.3×
104 J，则电池上所标电压为________V。(保留一位小数)
3.7
3．[2023·宜昌]某品牌电动汽车的电池容量为130 A·h，额定电压为400 V，充电时它将电能转化为________能存储起来，充满电后它存储了________kW·h的能量。
化学
52
电能表
提供
物质
用电器
电功：W=UIt
电能
消耗

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