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第十八章 电功率
九年级全
我们怎样计算用电器
消耗了多少电能?
思考
牵引供电系统是高速铁路运输的动力来源，复兴号动车组一小时消耗的电可以让一台家用空调工作约一年.
第1节 电能 电功
第2节 电功率
第3节 跨学科实践：为家庭节约用电提建议
第4节 焦耳定律
电功率
第1节 电能 电功
主题情境·探索电器的工作原理
情境线
知识线
电能表
探索电器的工作原理
主题情境
电功
活动线
测算家庭电路中用电器消耗的电能
运用类比解释电能
转化的本质
夏天傍晚，小明在房间开着电风扇和电灯做作业，妈妈在使用电饭锅做饭，爸爸在看电视.
电能
分析各电器的
能量转化
主题情境框架
物理观念
通过实例，认识电能，知道电能的单位和计量方式.会读家用电能表，知道电能转化是通过电流做功实现的.通过实例，理解影响电流做功多少的因素，能利用电功公式进行相关计算.
科学思维
从能的转化角度，进行类比，建立电功的概念，发展科学思维能力.
科学探究
经历电能表的认识过程，有计划、有目的地对电能表进行读数，真实、准确地记录观察到的信息，养成科学观察的习惯.通过“探究电功大小的影响因素”实验，使学生经历科学探究过程，体会科学方法的使用.
科学态度与责任
通过经历测量的过程，体会收集证据的重要性，养成实事求是的科学态度.通过电能表计算家庭电费，有节约用电的意识.
重点：电能及电能的计量.
难点：电功概念的理解.
夏天傍晚，小明房间开着电风扇和电灯在做作业，妈妈在厨房使用电饭锅做饭，爸爸在客厅看电视……
这些电器工作时消耗的电能是如何转化的？
思考
电能
水能
化学能
风能
核能
太阳能
化学能
一、电能
水力发电
火力发电
风力发电
核能发电
太阳能发电
电池
各种各样的发电厂和电池，把不同形式的能转化为电能，供人们使用
电能的来源
活动1
分析各电器的能量转化
用电器是如何利用电能工作的呢？
光能
转化为
动能
转化为
电能的利用
思考
电灯
电风扇
化学能
转化为
充电过程
电饭锅
内能
转化为
用电器将电能转化成其他形式能.
1度=1 kW·h=1×103 W×3 600 s=3.6×106 J
度，学名叫千瓦时，符号是kW·h.
电能的单位
常用单位：
焦耳，简称焦，符号是J.
生活单位：
换算关系：
你知道1度电能帮我们完成多少工作吗？
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思考
节能，是一种习惯，更是一种生活态度！
房间无人，随手关灯
用电器使用后，拔掉插头
空调温度控制在26 ℃
例 以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是
(　　)
A. 电风扇 B. 电水壶
C. 电饭煲 D. 电视机
A
你还知道哪些用电器工作时的能量转化过程？
电能→机械能
电能→内能
电能→内能
电能→光能、内能和声能
电能的计量
电能表：计量用户在一段时间内消耗的电能.
转盘式电能表
脉冲式电能表
活动2
测算家庭电路中用电器消耗的电能
impulse：“脉冲”
对比观察
revolution：
“转”
观察以下两种电能表，上面的数字、符号各代表什么？
2(4) A：该电能表标定电流为 2 A，工作时允许通过的最大电流为4 A
10(60) A：该电能表标定电流为 10 A，工作时允许通过的最大电流为60 A
每消耗1 kW?h 电能，转盘转3 000圈
(每转1圈消耗的电能是 kW·h)
1
3 000
每消耗1 kW?h 电能，脉冲闪烁1 600次
(每闪1次消耗的电能是 kW·h)
1
1 600
电能表在一段时间内起始和结束时电能表上计数器的两次示数之差,就是这段时间内的用电量.
?W=W末 －W初=823.31 kW·h－781.51 kW·h=41.8 kW·h
思考
如图是小明记录的一周前后电能表的示数，请你计算小明家一周消耗多少电能？
月初
月末
W初=_______kW·h
W末=_______ kW·h
2 829.6
2 879.6
读数:
?W=W末 －W初=2 879.6 kW·h－2 829.6 kW·h=50.0 kW·h
思考
小亮家使用的是转盘式电能表，如图为小亮家月初和月末电能表的示数，如何计算小亮家一月消耗多少电能？
电能表的最后一位是小数位
如何用电能表测算一小时内空调消耗的电能？
前提条件：在家庭电路中，只有空调单独工作.
关掉所有用电器的开关，记录此时电能表表盘上的示数W初.
只将空调接入家庭电路，一小时后，再次记录电能表表盘上的示数W末.
如何实现？
两次示数差即是所求的电能值.
思考
依据转数或指示灯闪烁次数求消耗的电能：W= kW·h

n
N
小明还想测量单独一盏台灯工作一小时消耗的电能，用前面方法测量时，由于消耗的电能太少，电能表示数没有变化，还有其他方法可以测量吗？
只有台灯单独工作一小时，若电能表转120圈，则该台灯在此段时间消耗多少电能？
n ：表示某段时间内电能表转盘实际转数或指示灯的闪烁次数.
N ：表示每消耗1 kW·h 的电能，电能表表盘标定的转盘转数或指示灯闪烁次数.
120
3 000
W = kW·h=0.04 kW·h
思考
例 如图示某家庭电路中电能表的表盘，下列选项正确的是(　　)
A. 电能表的示数为 2 023.6 J
B. 电能表能正常工作的最大电流是40 A
C. 家中用电器消耗1 J电能，该电能表
指示灯闪烁 1 600次
D. 此电能表可以接在 380 V 的电路中使用
B
×
√
×
×
kW·h
1 kW·h
220 V
该电能表标定电流为 10 A，工作时允许通过的最大电流为40 A
机械能→内能
做
功
h
做
功
重力势能→动能
寒冷冬天，边防战士摩擦双手取暖
熟透的苹果从树上自由下落
分析下列情景中发生怎样的能量转化？通过什么方式实现的？
思考
活动3
运用类比解释电能转化的本质
？
用电器工作时，电能是如何转化为其他形式的能？
电流做功
内能
转化为
玩具吊车将电能转化为
什么形式的能？
思考
电流做功
机械能
转化为
思考
电热取暖器
玩具吊车
电流做的功叫电功，用W 表示.
电流做功的实质是电能转化为其他形式的能.
二、电功
定义：
1.
实质：
2.
思考
做功的实质是什么？
做功的实质是实现能的转化 (能的转化是靠做功来实现的)，能量转化的过程就是做功
用电器就消耗了多少电能
电流做了多少功
就有多少电能转化成其他形式的能
电功是消耗电能的量度
电流做功的多少与哪些因素有关呢？
①电流做的功叫电功，电流做功的多少可能与电流大小有关；
②电压是产生电流的原因，加在用电器两端的电压越高、通过的电流越
大，电流做功也越多. 电流做功的多少可能与电压大小有关；
③由生活经验可知，用电器工作时间越长，消耗的电能越多，电流做功
的多少可能与通电时间有关.
思考
电流做功的多少不易观测，应该如何判断呢？
思考
如何判断电流做功的多少?
思考
转换法
电流做功的多少
机械能
钩码上升的高度
消耗电能的多少
探究电流做功的多少与电流大小是否有关？
电压
通电时间
在电压和通电时间相同的情况下，电流越大，电流做功越多.
电流
控制不变的量是：_____、_________.
需要改变的量是：_____.
如何实现呢？
点击播放视频
h1
M1
初位置
末位置
M2
h2
结论：
探究电流做功的多少与电压大小是否有关？
电流
通电时间
在电流和通电时间相同的情况下，电压越大，电流做功越多.
电压
点击播放视频
需要改变的量是：_____.
控制不变的量是：_____、_________.
如何实现呢？
h1
M1
初位置
末位置
M2
h2
结论：
在电压和通电时间相同的情况下，电流越大，电流做功越多.
在电流和通电时间相同的情况下，电压越大，电流做功越多.
在电流和电压相同的情况下，由生活经验可知，通电时间越长，电流做功越多.
电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比.
研究表明：
要点梳理
U：电路两端的电压—伏特(V)
I：电路中的电流—安培(A)
t：通电时间—秒(s)
W：电功—焦耳(J)
W=UIt
适用于计算任何情况下电流所做的功
计算公式：
3.
推导式：
4.
由W＝UIt 和欧姆定律 可得，
只适用于纯电阻电路(电能全部转化为内能)
利用电功公式及其推导式时，要注意各物理量的同一性和同时性
区分纯电阻电路和非纯电阻电路
纯电阻元件：将电能全部转化为内能的用电器，如：电热水壶、
电饭煲、电烤箱等；
非纯电阻元件：将电能转化为内能和其他形式的能，如：电风扇、
电视机、电脑等
温 馨 提 示
例 新能源汽车已全面普及，以其动力充沛和用车成本较低等优点广受市民青睐.新能源汽车充电时，其内部电池相当于?_______(选填“电源”或“用电器”)，在某次充电过程中，若充电桩的输出电压为400 V，充电电流为100 A，则0.5 h可充____度电.
可充的电能：W=UIt=400 V×100 A×0.5 h=20 000 W?h=20 kW?h=20 度
用电器
20
安时容量=放电电流(A)×放电时间(h)
　　750 mA·h= 750 mA×1 h
　　W = UIt = 3.6 V×0.75 A×3 600 s = 9 720 J
手机、数码相机等常用充电电池作为电源，某手机电池的电压为3.6 V，安时容量为750 mA·h.它充满电后所储存的电能是_______J.
It
9 720
用电池容量计算电能
拓展
结合图像计算电能及相关物理量
如图甲所示，定值电阻R和灯泡L串联在电路中，图乙是灯泡L、定值电阻R的电流I随电压U变化的关系图像．闭合开关S，电流表的示数为0.25 A，则此时小灯泡L的阻值为____Ω，整个电路10 s消耗的电能是______J.
结合图像计算电能及相关物理量的步骤：
第一步：判断电路的连接方式.
第二步：明确图像中横、纵轴表示的物理量，
从图像中读出有关信息.
第三步：根据电功的公式及串、并联电路的
特点求解
拓展
如图甲所示，定值电阻R和灯泡L串联在电路中，图乙是灯泡L、定值电阻R的电流I随电压U变化的关系图像．闭合开关S，电流表的示数为0.25 A，则此时小灯泡L的阻值为____Ω，整个电路10 s消耗的电能是______J.
则电源电压U=UR+UL=9 V+6 V=15 V，
IR=0.25 A
IL=0.25 A
I=0.25 A
电阻R两端的电压UR=9 V
灯泡L两端的电压UL=6 V
此时灯泡L的阻值
24
37.5
则整个电路10 s消耗的电能
W=UIt=15 V×0.25 A×10 s=37.5 J
拓展：结合图像计算电能及相关物理量
如图所示是灯泡L与电阻R的电流与电压的关系图像，将灯泡L和电阻R并联接入电路，已知通过灯泡的电流为0.5 A时，则电源电压为___V，电阻R在30 s内消耗的电能为_____J.
拓展变式
图中哪条线代表灯泡L的I-U图像，哪条线代表电阻R的I-U图像呢？
灯泡的电阻受温度影响，电阻随电压的变化而变化，因此图像中的曲线为小灯泡的I-U图像，直线段为电阻R的I-U图像；
L
R
IL=0.5 A
灯泡L两端的电压UL=3 V
灯泡L和电阻R并联
→电源电压U=UR=UL=3 V
→由图得，IR=0.3 A
↓
电阻在30s内消耗的电能W=URIRt=3 V×0.3 A×30 s=27 J
3
27
国际单位: __________.
常用单位：___，学名叫_____________.
换算关系：1度=___kW·h=________J.
3.6×106
其他形式的能
其他形式的能
焦耳( J )
千瓦时(kW·h)
电流
W末 - W初
来源：发电厂、电池把_____________转化为电能.
利用：用电器把电能转化为_____________.
单位
W＝_____________；
W＝_____________ .
作用：计量用户在一段时间内消耗的电能.
电能表
电能的计量
电能
定义：____做的功.
实质：____转化为其他形式的能
计算
基本公式:__________(普遍适用)
推导公式:________、________(只适用于纯电阻电路)
W=UIt
W =I2Rt
度
1
电能
电功
电能
电功
n
N
kW·h
1. 关于电能和电功，下列有关说法中正确的是(　　)
A. 电流做了多少功就消耗了多少电能
B. 电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程
C. “电能”和“电功”的单位相同，所以两者没有区别
D. 通电时间越长，电流做的功就越多
A
√
×
电能转化为
其他形式的能
×
有区别：
电功是电流做的功，电能是能的一种形式
电流做功的多少还与电流的大小、电压的高低有关
×
月初 月末
2. 小明家4月初和月末电能表表盘如图所示，则小明家当月用电____kW·h，若以当地电价0.5 元/度计算，小明家4月份应激纳电费_____元．小明想了解电冰箱的用电情况，便关闭家里其他用电器，将电冰箱单独接入家庭电路，观察到2 min内电能表转盘转过了30圈，该电冰箱在上述时间内消耗的电能为_____度.
月初，电能表示数W初=6 022.3 kW?h
月末，电能表示数W末=6 262.3 kW?h
当月小明家消耗电能：
W=W末－W初=240 kW·h
240
电费：
240×0.5 =120元
120
电冰箱2 min消耗的电能
W= = = 0.01 kW·h
?
30 r
3 000 r/(kW?h)
n
N
0.01
3. 阻值为4 Ω的小灯泡同一个阻值为2 Ω的定值电阻串联在6 V的电源上，则通电1 min后，电流通过小灯泡所做的功是多少？
解：由题意可知，灯泡L与定值电阻R串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流
通电1 min后电流通过小灯泡所做的功
WL=ULIt=I2RLt =(1 A)2×4 Ω×1×60 s=240 J
变式
阻值为4 Ω的小灯泡同一个阻值为2 Ω的定值电阻并联在6 V的电源上，则通电1 min后，电流通过小灯泡所做的功是多少？
解：由题意可知，灯泡L与定值电阻R并联，由并联电路电压关系得，小灯泡两端电压UL= 6 V
通电1 min后电流通过小灯泡所做的功
WL=ULILt =
4. (2025云南改编)如图所示的电路中，电源电压U=6 V，电阻R2=5 Ω.闭合开关S，电流表 的示数I1=0.3 A.求:
(1) 电流表 的示数I.
R1与R2并联
解：(1)由图可知，R1与R2并联，电流表 测R1支路的电流，电流表 测干路电流.并联电路中各支路两端的电压相等，都等于电源电压U=6 V.
通过R2的电流 I2= =1.2 A
电流表 测并联电路干路的电流，其示数I=I1+I2=0.3 A+1.2 A=1.5 A
R2=5 Ω
U=6 V
4. (2025云南改编)如图所示的电路中，电源电压U=6 V，电阻R2=5 Ω.闭合开关S，电流表 的示数I1=0.3 A.求:
(2) 整个电路工作10 s消耗的电能W.
(2)整个电路工作10 s消耗的电能
W=UIt=6 V×1.5 A×10 s=90 J
R1与R2并联
R2=5 Ω
U=6 V

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