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(共38张PPT)
第1节 电能 电功
第十八章 电功率
知识点
电能
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1
1. 电能的获取
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知识拓展
各种发电厂的能量转化情况如图1 所示：
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2. 电能的利用
电能 其他形式的能。
如：电流通过电灯时，灯丝灼热发光，是把电能转化为内能
和光能；电热水壶利用电能把水烧开，是把电能转化为内能；
电吹风利用电流做功，是把电能转化成机械能和内能。
用电器
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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 。
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4. 电能的计量
(1)如图2 所示为一种电能表，它可以显示从表开始计数到读数时为止用户消耗的电能。
电能表是测电功或电能的仪表。
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(2)利用电能表计量一段时间内消耗的电能：电能表在一段时间内结束时读数与起始时读数之差，就是这段时间所消耗的电能。
计算式为W=W 后-W 前。
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特别提醒
在实际生活中，为了计算电费方便，电能表读数时常常只读整数，略去小数。
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物理知识来源于生活，又要应用到实际中去。下列用电器工作时的能量转化错误的是( )
例 1
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答案：A
解题秘方：紧扣用电器工作时能量的利用情况解答。
解析：电动机工作时，主要将电能转化为机械能。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。
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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转化为什么形式的能。
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1. 电动自行车具有轻便、节能、环保等特点。将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。这个车钥匙其实就相当于一个_______ (填“电源”“用电器”或“开关”)。骑行时电动自行车将电能转化为_______ 。
开关
机械能
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为充分利用电力设备，某城市实施峰谷电价。图3 甲、
乙分别是小明家电能表今年8 月31 日和9 月3 0 日显示的数字，他家9 月份消耗的电能为 _______ kW·h。若其中2 0 0 度电是峰期用电，
其余为谷期用电，根据峰谷
电价收费表，计算他家这个
月的电费是_______元。
例 2
212.5
107.75
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解题秘方：解答本题的关键是根据电能表的示数结合峰谷电价计算电费。
解析：由图甲可知，8 月31 日电能表示数为
3 542.3 kW·h，由图乙可知，9 月30 日电能表示数为3 754.8 kW·h； 则小明家9 月份消耗的电能为W=
3 754.8 kW·h-3 542.3 kW·h=212.5 kW·h=212.5 度。
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由峰谷电价收费表可知，峰期电费为200 度×
0.52 元/ 度=104 元，谷期电费为( 212.5 度-
200度)×0.30 元/ 度=3.75 元，则小明家这个月的电费为104 元+3.75 元=107.75 元。
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知识拓展
阶梯电价是指按户用电量分段或分档次定价，用电单价随用电量增加呈阶梯式逐级递增，以提高人们的节能意识，推动节能减排。
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2. [母题教材P113T1 中考·襄阳]小荣家中一个月前、后电能表示数如图所示，小荣家所在地区每度电的电费是0.6 元，那么本月他家应交电费_______元。请你为小荣家提一条节约用电的建议：_________________________ 。
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人离开时随手关灯(合理即可)
知识点
电功
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2
1. 电功 电流通过用电器所做的功。用字母W 表示。
2. 电功和电能的关系 电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能，就有多少电能转化为其他形式的能。
功是能量转化的量度。
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3. 电功的计算
(1) 影响电功多少的因素：电压的高低、电流的大小和通电时间的长短。加在用电器两端的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长，电流做功越多。
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(2)公式
①基本公式：W=UIt。
②推导公式：W=I2Rt= t。
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推理思考 电功的两个推导公式是如何推导出来的？
推理结果
将欧姆定律公式变形得U=IR，代入电功公式W=UIt，则有W=IRIt=I2Rt。同理将欧姆定律公式I=代入电功公式W=UIt，则有W=t。
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(3)单位
①国际单位：焦耳，简称焦，符号J；1 J=1 V·A·s。
②常用单位：千瓦时(kW·h)；1 kW·h=3.6×106 J 。
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(4)电功计算的注意点
①适用性：电功的基本公式普遍适用，两个推导公式，只适用于电能全部转化为内能的电路(俗称纯电阻电路)。
②统一性：进行电功计算时，注意单位的统一，只有电压的单位是V、电流的单位是A、电阻的单位是Ω、时间的单位是s 时，计算电功的单位才是J。
③同体性：电功、电压、电流和时间必须是同一导体或同一段电路上的四个物理量。
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发散思考 电功的单位结合电功的推导公式1 J 还等于什么？
发散结果
1 J=1 A2 Ω s；
1 J=1 V2 Ω -1 s[或(V2 s)/Ω]。
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4. 串、并联电路的电功特点
项目 串联 并联
电路图
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项目 串联 并联
各物理量 图中R1、R2 串联在电压为U 的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I 图中R1、R2 并联在电压为U 的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，干路电流为I
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项目 串联 并联
时间t 内电流做功 W 总=UIt、W1=U1It、 W2=U2It W总=UIt、W1=UI1t、
W2=UI2t
推导电功关系 W总=UIt=(U1+U2)It= U1It+U2It=W1+W2 W 总=UIt=U(I1+I2)t=
UI1t+UI2t=W1+W2
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项目 串联 并联
电功关系式推广 W 总=W1+W2+…+Wn W 总=W1+W2+…+Wn
推导电功关系 无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和，即W 总=W1+W2+…+Wn
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多向思维
根据能量守恒定律，电流做的总功等于电流对各部分导体做功的和。所以无论串联电路、并联电路，都有W总=W1+W2+…+Wn。
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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，则两次电阻消耗的电能之比为_______ 。
例 3
600
4 ∶1
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解题秘方：对定值电阻而言，计算消耗的电能时，注意根据已知条件，从基本公式和推导公式中选择适当的公式进行计算。本题已知电压、电阻和时间，应该选用推导公式W=t。
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解析：在10 V 电路中消耗的电能W= t=×
60 s = 600 J 。在5 V 电路中消耗的电能W ′= t=
×60 s =150 J 。则两次电阻消耗的电能之比== 。
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技巧点拨：由推导公式W= t 可知，当电阻和通电时间相同时，电路消耗的电能与电压的平方成正比，即可通过电压平方比求电能之比。
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3. [中考·天津] 如图所示的电路，电源电压恒为3 V，a、b 是粗细均匀电阻丝的两端点，c 是电阻丝的中点。只闭合开关S1，电流表示数为1 A，该电路
通电1 min 消耗的电能为_______J；闭
合开关S1 和S2，电流表示数为 ______ A。
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2
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[中考·徐州改编] 灯泡中有电流时，灯泡发光。关于这个过程中的能量转化，下列说法正确的是( )
A. 灯泡消耗的电能全部转化成了光能
B. 因为消耗电能，流过灯泡后的电流变小了
C. 电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能
D. 通过灯泡的电流越大，电功越大
例 4
易错点
消耗的电能= 电功= 产生的其他形式能的和
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解析：灯泡消耗的电能转化为光能和内能，故A 错误；灯泡工作过程中，消耗的是电能，流过灯泡的电流大小不变，故B 错误；用电器消耗电能的过程，实质上是电能转化为其他形式能量的过程，电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能，故C 正确；电流做功的多少与电压、电流和通电时间三者有关，故D 错误。
答案：C
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诊误区：
用电器消耗的电能不会只转化为光能、机械能等，都伴随着内能的产生。电流做功的大小决定于电压、电流以及通电时间三个因素，在比较电流做功时，要进行控制变量，单说电压高或电流大，不能确认电功多，反之，电功多，也不能确认电压高或电流大。
电能 电功
电能
提供
用电器
消耗
电源
电能表
计量
电功：W=UIt

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