资源简介

(共51张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：18.1 电能 电功
副标题：能量转化 公式应用 生活实例
幻灯片 2：学习目标
了解电能的来源和利用，知道电能可以转化为其他形式的能量。
理解电功的概念，明确电流做功的实质是电能的转化过程。
掌握电功的计算公式\( W = UIt \)及单位换算，能进行简单的电功计算。
认识电能表的作用和参数，学会读取电能表的示数并计算消耗的电能。
结合生活实例，理解电功与电压、电流、时间的关系，培养节能意识。
幻灯片 3：电能的产生与利用
电能的来源：
发电站：火力发电（燃料化学能→电能）、水力发电（机械能→电能）、风力发电（风能→电能）、太阳能发电（太阳能→电能）、核能发电（核能→电能）。
电池：干电池、蓄电池（化学能→电能），为小型用电器提供电能。
电能的利用：电能通过用电器转化为其他形式的能量：
电灯：电能→光能和内能。
电热水器：电能→内能。
电动机：电能→机械能和少量内能。
电熨斗：电能→内能。
电视机：电能→光能、声能和少量内能。
能量转化图示：用箭头展示电能与其他形式能量的转化关系，标注典型用电器的转化实例。
幻灯片 4：电功的概念
定义：电流所做的功叫做电功，用符号 “\( W \)” 表示。
实质：电流做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。
实例说明：
电流通过电水壶做功，电能转化为内能，水的温度升高，电流做的功等于水吸收的热量（忽略损耗）。
电流通过电动机做功，电能转化为机械能，电动机带动物体运动，电流做的功等于机械能与内能的总和。
物理意义：电功是描述电能转化多少的物理量，单位与能量单位相同。
幻灯片 5：电功的计算公式
基本公式：\( W = UIt \)
其中：\( W \)表示电功（单位：焦耳，J）；\( U \)表示电压（单位：伏特，V）；\( I \)表示电流（单位：安培，A）；\( t \)表示时间（单位：秒，s）。
公式推导：电流\( I \)表示单位时间通过的电荷量（\( I = \frac{Q}{t} \)），电压\( U \)表示单位电荷量所做的功（\( U = \frac{W}{Q} \)），联立得\( W = UQ = UIt \)。
变形式：结合欧姆定律\( I = \frac{U}{R} \)或\( U = IR \)，可推导出：
\( W = I^2Rt \)（适用于纯电阻电路，电能全部转化为内能）。
\( W = \frac{U^2}{R}t \)（适用于纯电阻电路）。
单位换算：
主单位：焦耳（J），1J = 1V A s。
常用单位：千瓦时（kW h，俗称 “度”），1kW h = 3.6×10 J。
幻灯片 6：电功的单位与生活中的电能
单位对比：
1 焦耳：电流通过 1Ω 电阻，在 1s 内通过 1A 电流所做的功（\( W = I^2Rt = 1^2 1 1 = 1J \)）。
1 千瓦时：功率为 1kW 的用电器工作 1h 消耗的电能（\( W = Pt = 1000W 3600s = 3.6 10 J \)）。
生活中常见用电器的电能消耗：
手电筒工作 1h：约消耗 0.001kW h 电能。
电视机工作 1h：约消耗 0.1kW h 电能。
空调工作 1h：约消耗 1.5kW h 电能。
电热水器工作 1h：约消耗 2kW h 电能。
意义：千瓦时是生活中计量电能消耗的实用单位，便于计算和理解。
幻灯片 7：影响电功大小的因素
实验探究：通过控制变量法探究电功与电压、电流、时间的关系。
控制电流和时间不变，电压越大，电流做功越多（如同一灯泡，电压越高，相同时间内消耗电能越多，亮度越亮）。
控制电压和时间不变，电流越大，电流做功越多（如电压相同的灯泡和电熨斗，电熨斗电流大，相同时间耗电更多）。
控制电压和电流不变，时间越长，电流做功越多（如灯泡工作时间越长，消耗电能越多）。
结论：电功的大小与导体两端的电压、通过导体的电流和通电时间成正比，即\( W \propto UIt \)。
幻灯片 8：电能表 —— 测量电功的工具
作用：电能表是测量用电器在一段时间内消耗电能（电功）的仪表，安装在家庭电路的干路上。
主要参数：
“220V”：电能表的额定电压为 220V，适用于家庭电路。
“10 (20) A”：额定电流为 10A，最大允许电流为 20A（短时间内可通过 20A 电流）。
“50Hz”：适用于频率为 50Hz 的交流电路。
“3000r/(kW h)”：电路每消耗 1kW h 的电能，电能表的转盘转过 3000 转（不同电能表此参数不同）。
外形与接线：展示电能表实物图，标注接线柱（进户线接 1、3 端，出线接 2、4 端），强调专业人员安装的安全性。
幻灯片 9：电能表的读数方法
读数规则：
电能表的示数由五位数组成，最后一位是小数位（通常标有红色框或小数点）。
单位为 kW h，示数差值即为某段时间内消耗的电能。
示例：
月初示数：258.6kW h，月末示数：268.9kW h。
本月消耗电能：268.9kW h - 258.6kW h = 10.3kW h。
注意事项：
读数时需区分整数位和小数位，避免漏读或错读。
计算消耗电能时，用结束时刻的示数减去开始时刻的示数。
幻灯片 10：电能表参数的应用
利用转盘转数计算电能：
公式：消耗电能\( W = \frac{n}{N} \)kW h，其中\( n \)为转盘实际转数，\( N \)为电能表参数（如 3000r/(kW h)）。
示例：电能表参数 3000r/(kW h)，某用电器工作时转盘 5min 转了 30 转，消耗电能\( W = \frac{30r}{3000r/(kW ·h)} = 0.01kW ·h = 3.6 10 J \)。
计算用电器功率：结合时间\( t \)，功率\( P = \frac{W}{t} \)，如上例中\( t = 5min = \frac{1}{12}h \)，功率\( P = \frac{0.01kW ·h}{\frac{1}{12}h} = 0.12kW = 120W \)。
幻灯片 11：电功的计算示例
示例 1：基本公式应用
题目：一盏电灯两端电压为 220V，通过的电流为 0.2A，工作 10min 消耗多少电能？
解：\( U = 220V \)，\( I = 0.2A \)，\( t = 10min = 600s \)，\( W = UIt = 220V 0.2A 600s = 26400J \)。
答：消耗电能 26400J。
示例 2：纯电阻电路计算
题目：一个 100Ω 的电阻接在 220V 电路中，工作 1h 消耗多少电能？
解：方法一（\( W = UIt \)）：\( I = \frac{U}{R} = \frac{220V}{100 } = 2.2A \)，\( t = 3600s \)，\( W = 220V 2.2A 3600s = 1.7424 10 J \)。
方法二（\( W = \frac{U^2}{R}t \)）：\( W = \frac{(220V)^2}{100 } 3600s = 1.7424 10 J \approx 0.484kW ·h \)。
示例 3：电能表读数计算
题目：家庭电路中电能表月初示数为 123.4kW h，月末示数为 156.8kW h，若电价为 0.5 元 /kW h，本月电费多少元？
解：消耗电能\( W = 156.8kW ·h - 123.4kW ·h = 33.4kW ·h \)，电费\( = 33.4kW ·h 0.5 /kW ·h = 16.7 \)。
幻灯片 12：生活中的电能节约
节能原理：减少用电器的工作时间或降低功率，可减少电能消耗（\( W = Pt \)）。
节能措施：
选用节能电器（如 LED 灯替代白炽灯，节能冰箱、空调）。
养成随手关灯的习惯，减少不必要的用电时间。
合理使用电器，如空调温度设置夏季不低于 26℃，冬季不高于 20℃。
避免用电器长时间处于待机状态（待机仍消耗少量电能）。
数据对比：1 只 100W 白炽灯工作 10h 消耗 1kW h 电能，而 1 只 10W LED 灯亮度相当，工作 10h 仅消耗 0.1kW h 电能，节能效果显著。
幻灯片 13：常见错误分析
错误 1：混淆电功单位 “J” 和 “kW h”，计算时单位不换算。
纠正：计算时需统一单位，若用\( W = UIt \)，\( t \)用秒（s），结果为焦耳（J）；若用\( kW ·h \)，需将功率单位换算为 kW，时间换算为 h。
错误 2：将电能表的小数位读错，导致电能计算错误。
纠正：牢记电能表最后一位为小数位，读数时需注意红色标记或小数点。
错误 3：在非纯电阻电路中滥用\( W = I^2Rt \)或\( W = \frac{U^2}{R}t \)。
纠正：这两个公式仅适用于纯电阻电路（电能全部转化为内能），电动机等非纯电阻电路需用\( W = UIt \)计算总电功。
幻灯片 14：知识梳理
电能：由电源提供，可转化为光能、内能、机械能等，单位是焦耳（J）和千瓦时（kW h）。
电功：电流所做的功，实质是电能的转化，\( W = UIt \)，单位与电能相同。
电能表：测量电能的仪表，读数为前后示数之差，参数可用于计算电能和功率。
影响因素：电功与电压、电流、时间成正比，纯电阻电路可用欧姆定律推导其他公式。
幻灯片 15：课堂练习
电流通过用电器做功的过程，实质是______能转化为______能的过程。
某用电器两端电压为 220V，通过电流 0.5A，工作 2h 消耗电能______kW h，合______J。
电能表月初示数为 3246.8kW h，月末示数为 3289.4kW h，本月消耗电能______kW h，若电价 0.6 元 /kW h，应缴电费______元。
电能表参数为 “220V 10 (20) A 50Hz 2500r/(kW h)”，某用电器工作时转盘 10min 转了 250 转，消耗电能______kW h，功率为______W。
幻灯片 16：课后作业
完成课本上关于电能和电功的练习题，重点练习不同单位下的电功计算。
观察家中电能表的参数和示数，记录一周内的电能消耗情况，计算家庭周电费。
撰写一篇关于 “节约用电” 的短文，结合电功公式分析节能措施的原理。
2024人教版物理九年级全册
18.1 电能 电功
第十七章 欧姆定律
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
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。
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
任务一、认识电能
1.电流做功的过程实质上是电能转化为其他形式能的过程，各种电源将不同形式的能转化为电能。
总结：
2.电能的常用单位：千瓦时，也叫“度”，符号kW h；与能量单位焦耳的关系是1 kW h = 3.6 × 106 J。
在生活和生产中，用电器在一段时间内消耗的电能，可以利用专门的仪表进行测量
——电能表
任务二、学会电能的计量
任务二、学会电能的计量
合作探究
家用电能表是用来测量什么的仪表？
它的计量单位是什么？
如何进行读数？
电能表的计量单位是千瓦时（kW·h）。电能表的红色框内的数字为小数位，两次数字的差值为消耗的电能。
任务二、学会电能的计量
家用电能表上标有数的值，它们的含义是什么？
“10（20）A”表示这个电能表的标定电流为10A， 额定最大电流为20 A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。
“220 V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用。
“600Revs/（kW·h）”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转。
“50~”表示这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用。
15台笔记本电脑工作1小时
1 000人通话15分钟
1度电的作用
在生活中应该如何节约用电，节约能源？
任务二、学会电能的计量
任务二、学会电能的计量
学以致用
如图所示是小依家的电能表，此时示数为　 　度。小依单独将电吹风接入电路并使其正常工作5 min，发现电能表的转盘转过150转。当前电费为0.5元/度，若1个月内电吹风正常工作了150 min，则需要为电吹风交的电费为　 元。
2 022.9
1.5
（1）电流做功的过程，实质上是电能转化为其他形式能的过程。
1.认识电功
任务三、认识电功
（2）电功就是电流所做的功（W）。
电流可以做功，电流做功有多少。那么电流做功的多少跟哪些因素有关呢？
任务三、认识电功
2.探究影响电流做功多少的因素
1.电流做功，看不见又摸不着，我们需要采用什么方法去研究？
反映电流做功的多少，可以根据能量的转化多少去认识。
电能可以转化为内能，可以选择电能转化为内能的方式来 探究电流做功的多少，即利用转换法通过对内能的测量来反映电流做功的多少。
思考
任务三、认识电功
1.你认为影响电流做功多少的因素有哪些？
可能与电流大小、电压大小、通电时间多少有关。
3.应该如何运用控制变量法去进行探究，又该如何设计实验探究的方案？
2.要研究多因素影响问题需要采用怎样的实验方法？
控制变量法。
任务三、认识电功
猜想
实验一:利用如图甲所示的电路(小灯泡的电阻关系为R1＞R2)，研究电功与电压的关系：
（1）两灯泡是怎么连接的？
（2）通过两灯的电流有什么关系？
（3）哪盏灯泡两端的电压高呢？
（4）哪盏灯泡更亮呢？
（5）在相等的时间内，哪盏灯泡消耗的电能多？
任务三、认识电功
甲
组装连接实验器材，观察演示实验现象。
定性分析得出结论：
任务三、认识电功
在通过用电器的电流和通电时间相同时，用电器两端的电压越大，电流做功就越多。
实验二:利用如图乙所示的电路(小灯泡的电阻关系为R1＞R2)，研究电功与电流的关系：
（1）两灯泡是怎么连接的？
（2）两灯泡两端电压有什么关系？
（3）哪盏灯泡中的电流大呢？
（4）哪盏灯泡更亮呢？
（5）在相等的时间内，哪盏灯泡消耗的电能多？
任务三、认识电功
乙
组装连接实验器材，观察演示实验现象。
定性分析得出结论：
任务三、认识电功
在用电器两端的电压和通电时间相同时，用电器中的电流越大，电流做功就越多。
3.研究电功跟时间的关系
根据生活经验分析，图甲或者图乙中的任一灯泡，通电时间长短对消耗电能的影响。
同一盏灯泡中的电流和其两端电压相同，通电时间越长，电流做功越多。
任务三、认识电功
结论：在用电器中的电流和用电器两端电压相同时，通电时间越长，电流做功越多。
教师总结：电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。加在用电器上的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长，电流做功越多。
任务三、认识电功
任务四、电功的计算
科学家经过大量的研究发现：电流所做的功与电流、电压和通电时间成正比。
当电路两端的电压为U，电路中的电流为I，通电时间为t时，电流所做的电功的计算公式为：W＝UIt。
电流做多少功，就消耗多少电能。
随讲随练
任务四、电功的计算
某手机拥有容量为5 000 mA·h、标称电压为3.8 V的超大锂离子聚合物电池。该手机电池充满电后可储存的电能为 　 　 J；若每次都将手机电池电量耗尽后再充满，1度电最多能让该手机充满电 　次。
68 400
52
点 拨 ：一次充满电可储存的电能W=UIt=3.8 V×5 000×10－ A×
3 600 s=68 400 J;1度=1 kW ·h=3.6×10 J,1度 电可供充满电的次数
n==52。
知识点1 电能
1.［2024洛阳期中］如图是一个太阳能背包，它的前面有一块太阳能电
池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品
供电。下列说法错误的是( )
A
A.太阳能电池板将光能转化为内能
B.给蓄电池充电将电能转化为化学能
C.蓄电池放电将化学能转化为电能
D.小风扇工作将电能转化为机械能
2. 节约用电，人人有责。如图甲是重庆市阶梯式电价收费政
策，小言家年累计用电量达到2 000度，则小言家的年用电费用为_____
__元；小静将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作，屏幕显示
如图乙所示，若电费单价为0.5元/ ，则电热水器消耗的电能为
____________ 。
1 040
3.电能表是用来测量________________的仪表。小明家的电能表在月初
的示数为 ，月末的示数如图所示。若小区的电费为每度
电0.5元，则这个月小明家应交电费____元。
用电器消耗电能
30
知识点2 电功
4.关于电功，下列说法中正确的是( )
D
A.用电器通电的时间越长，电流做的功一定越多
B.通过用电器的电流越大，电流做的功一定越多
C.用电器两端的电压越大，电流做的功一定越多
D.用电器消耗的电能越大，电流做的功一定越多
5.［2024福山区期末］某手电筒中的电流为 ，电源为三节新干电池，
则该手电筒中的小灯泡工作 电流做的功约为( )
A
A. B. C. D.
6.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( )
D
A. B. C. D.
7.带动小风扇的玩具电动机两端所加的电压是 ，通过电动机的电流
是。如果所耗电能的转化为风扇转动的机械能，则通电
小风扇可获得多少机械能
解：通电 可获得机械能
。
8. 新能源汽车在环境保护和节约能源等方面作出了重
要的贡献，一新能源汽车百公里消耗的电能为 ，下列关于该
新能源汽车说法正确的是( )
C
A.新能源汽车充电时，蓄电池相当于电源
B.新能源汽车行驶过程中机械能转化为电能
C.该新能源汽车百公里消耗的电能为
D.新能源汽车使用过程中不用担心能源消耗方面的问题
9.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
10. ［2024青岛期中］要使某用电器在相同时间内消耗
的电能变为原来的2倍，以下措施可行的是( )
B
A.仅使电压变为原来的2倍
B.同时改变电压为原来的2倍，电阻为原来的2倍
C.仅使电流变为原来的2倍
D.保持用电器两端电压不变，使用电器电阻变为原来的2倍
11.［2024湖南娄底三模］电阻与的图像如图所示。当 上的
电压为时，的阻值是____ ；若将它们串联连接到电压为
的电源上，则内电流通过所做的功为____ 。
10
12
12.如图甲所示电路中，闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图乙所
示。电阻两端的电压是____；两电阻的阻值之比 _____；电
流通过两电阻做的功之比 _____。
7.6
13. ［2025重庆渝北期末］手机电池作为手机产品核心竞
争力，正朝着大容量、快蓄电、长待机的方向发展。现有一款手机电池
容量为，电池电压为 ，充满电后，它储存的电能大约为
_________。当使用该手机的快充功能时，充电电压为， 小时
即可将手机从空电充满，则快充时的电流为_____A。
108 000
1.25
14.如图所示的电路中，电源电压恒为， 和
为定值电阻，已知 。闭合开关 后，
电流表的示数为 。求：
（1）定值电阻 的阻值；
解：和并联，则通过定值电阻 的电流为
；通过定值电阻 的电流为
；定值电阻
的阻值为 。
（2）通电1分钟电阻消耗的电能 。
解：通电1分钟电阻 消耗的电能为
。
15. 中国科学院开发的“大容量锂硫二次电池”是迄今世界上能
量密度最高的锂硫电池。该锂硫电池的能量密度（电池在一定空间或质
量中储存的电能）达到“ ”，给该电池充电时，把____能
转化为化学能；若不计其他能量损失，某安装该锂硫电池的电动汽车水
平匀速直线运动时，受到的阻力为 ，要满足该车一次充电续航900
公里的要求，电池的质量只需达到_____ ，这对于车辆轻量化会有很
大贡献。
电
200
电能与电功
有关因素
其他形式的能
U
W=UIt
t
I
电能表
相关参数
计算公式
用电器
计量
谢谢观看！

展开更多......

收起↑