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第十八章 电功率
第1节 电能 电功
素养目标
物理观念：结合实例，从能量转化的角度认识电能和电功；知道电流做功的实
质，认识电功与电能的关系；知道电能表的作用，能根据电能表读数计算消耗电能的多少。
科学思维：通过对电流做功实例的分析，归纳得出不同形式的能可以相互转化的结论；结合家中用电器的使用情况，分析影响电流做功多少的因素。
科学探究：通过电能表的学习，掌握计算电能的方法；经历实验探究，能总结出影响电流做功多少的因素。
科学态度与责任：结合生活中对电能的应用实例，培养实事求是分析物理问题的科学态度；通过了解电能表的使用，培养节约用电、关注生活的意识和责任感。
放学到家，小宇看到餐桌上有一张家里的电费单。
小宇好奇，供电部门是根据什么计算他家电费的呢？
情境导入
新知探究
任务一 认识电能
巨大的门式起重机通电后正常工作，就能够将集装箱吊起，再准确地放到列车上。集装箱被吊起后重力势能增加，增加的重力势能从何而来？
电动机将一部分电能转化为集装箱的重力势能
电能是从哪儿来的？
新知探究
任务一 认识电能
电能
核能发电
风力发电
火力发电
水力发电
太阳能发电
电池供电
其他形式的能
转化为电能
这些电能都用到哪里去了？发生了什么能量转换？
电能转化为
其他形式的能
新知探究
任务一 认识电能
你知道电能的单位吗？
一____电
度
电能单位：度，学名千瓦时，符号kW·h
1度=1 kW·h = 1×103 W×3600 s= 3.6×106 J
能量单位：焦耳，简称焦，符号J
新知探究
任务一 认识电能
1kW · h 电的作用
采掘原煤约100kg
电炉炼钢约1.6kg
洗衣机工作约2.7h
电脑工作约5h
灌溉农田约330m2
电车行驶约0.85km
新知探究
任务一 认识电能
电子式电能表
IC卡电能表
转盘式电能表
电能表可以显示从表开始计数到读数时为止用户消耗的电能。
新知探究
任务一 认识电能
“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用。
“10(60)A”表示这个电能表的标定电流为
10 A，额定最大电流为60 A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。
“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。
“1600 imp/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能，指示灯的闪烁1600 次。
新知探究
任务一 认识电能
显示累计电量、时间、电压、电流等信息。
闪烁时证明正在工作中，脉冲灯闪烁越快，耗电速度越快。
显示累计电量，末尾一位表示小数。
“600 revs/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘转过600 转。
新知探究
任务一 认识电能
用电：W= ________ = _______kW·h
示数：W2=__________kW·h
如何用电能表测量出一段时间内的用电量？
1795.22
W2 -W1
21.6
电能表前、后两次示数之差就是这段时间内的用电量
新知探究
任务一 认识电能
上周一中午
本周一中午
示数：W1=__________kW·h
1773.62
电费：21.6kW·h×0.6元/kW·h=12.96元
如果该地区每度电的费用是0.6元，这一周的用电需要支付多少电费？
新知探究
任务一 认识电能
上周一中午
本周一中午
本周用电21.6kW·h
除了从电能表的显示屏上读取示数，我们还能如何得知消耗的电能呢？
测出一定时间内电能表上脉冲灯闪烁的次数，再算出消耗的电能。
若这个电能表在1 min内闪了30次，这1 min内消耗了多少电能呢？
新知探究
任务一 认识电能
计算式：
n 表示电能表脉冲灯在某段时间的闪烁次数
N 表示电能表每消耗1 kW·h 的电能电能表脉冲灯闪烁的次数
新知探究
任务二 认识电功
水流流过涡轮，能使涡轮运动起来
电流流过电灯，能使电灯发光
水流对涡轮做功，电流是否对电灯做功呢？
电能转化为其他形式能量的过程就是电流做功的过程。
电功：电流所做的功。
符号：W
单位：J
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
新知探究
任务二 认识电功
猜想：
（1）电流做功的多少可能与电路中的电流有关；
（2）电流做功的多少可能与电路两端的电压有关；
（3）电流做功的多少可能与通电时间有关。
讨论：电流做功的多少会和什么因素有关呢？生活中有什么例子支持你的观点？
新知探究
任务二 认识电功
新知探究
探究电功与灯泡两端电压的关系
电路图：
实验记录：
灯泡 电压表示数/V 亮度
L1
L2
任务二 认识电功
L2
L1
V1
V2
新知探究
探究电功与灯泡中电流的关系
电路图：
实验记录：
灯泡 电流表示数/A 亮度
L1
L2
任务二 认识电功
L2
L1
A1
A2
新知探究
任务二 认识电功
电流做功的多少跟电流的大小和电压的高低有关，加在用电器两端的电压越高、通过的电流越大，电流做功越多。
用电器工作时，通电时间越长，电流做功越多。
结论
新知探究
研究表明，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，电功W 为
W = UIt
1 J=1 V×1 A×1 s
任务二 认识电功
U ：伏特（V） I ：安培（A）
t ：秒（s） W ：焦耳（J）
解：（1）电流做功： W=UIt=220 V×0.2 A×3600 s=158400 J，
消耗电能158400 J。
新知探究
例
任务二 认识电功
（1）一盏荧光灯接在220 V的家庭电路中，通过它的电流为0.2 A，计算这盏灯工作1 h，电流做了多少功，消耗的电能是多少？
（2）一盏亮度相同的LED灯，接在220 V的家庭电路中，通过它的电流为0.09 A，工作1 h，消耗的电能是多少？
（2）消耗电能： W=UIt=220 V×0.09 A×3600 s=71280 J。
W = UIt
I =
U
R
W = I2Rt
W =
U2
R
t
(2)电功变形公式的适用条件：只适用于纯电阻电路。
(1)利用电功公式及推导公式时，要注意各物理量的同一性和同时性；
电功的推导公式：
新知探究
任务二 认识电功
电能是人们生活的重要资源，社会需求越来越多，能源日益紧张，为了节约用电，你有什么好方法呢？
新知探究
任务二 认识电功
“地球一小时”是世界自然基金会应对全球气候变化所提出的一项全球性节能活动，提倡于每年三月最后一个星期六的当地时间晚上 20:30至21:30期间 ，关闭非必要的电灯及耗电产品一小时。
新知探究
“地球一小时”活动
任务二 认识电功
电能
电功
电能
单位：kW·h、J、度
电能表
电能表铭牌含义
读数
电功
能量的转化
推导公式：W＝ t
W＝I 2Rt
课堂小结
计算：W=UIt
影响因素
1.10月初表盘： 应记为_____________；
10月底表盘： 应记为_____________；
10月份消耗电能为_____________。
4267.8 kW h
4374.4 kW h
106.6 kW h
课堂练习
2.李芳家的电子式电能表表盘上标有“3000 imp/(kW·h)”
的字样，其含义是电路每消耗1 kW·h的电能，电能表上
指示灯闪烁_______次。她把家中的其他用电器都与电
源断开，仅让一个用电器工作3 min，发现电能表指示
灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为
______ kW·h。
3 000
0.02
课堂练习
3.小明观察单位电能表有“600 r/(kW·h)”的字样。他观察
电能表的转盘在 2 min内转动了60转。请你计算这 2 min
内小明班上消耗多少 kW·h 的电能？合多少 J ？
课堂练习
解：已知 N=600 r ，W1= 1 kW·h =3.6×106 J，n=60r
所以消耗的电能：W = ×W1 = ×1 kW·h
=0.1 kW·h =3.6×105 J
N
n
600r
60r
4.有一块手机电池，上面标明电压为3.7V，容量1130mA h，
它充满电后，大约存储了多少电能？
解：已知 U=3.7 V，Q= 1130 mA h
储存的电能 W =U I t
=3.7 V×1.13 A×1×3600 s
=15051.6 J
课堂练习18.1　电能　电功
1.物理观念：结合实例，从能量转化的角度认识电能和电功；知道电流做功的实质，认识电功与电能的关系；知道电能表的作用，能根据电能表读数计算消耗电能的多少。
2.科学思维：通过对电流做功实例的分析，归纳得出不同形式的能可以相互转化的结论；结合家中用电器的使用情况，分析影响电流做功多少的因素。
3.科学探究：通过电能表的学习，掌握计算电能的方法；经历实验探究，能总结出影响电流做功多少的因素。
4.科学态度与责任：结合生活中对电能的应用实例，培养实事求是分析物理问题的科学态度；通过了解电能表的使用，培养节约用电、关注生活的意识和责任感。
1.教学重点：电能表的读数与电功的测量；电流做功的影响因素；电功的简单计算。
2.教学难点：通过实验现象归纳影响电流做功的因素。
放学到家，小宇看到餐桌上有一张写有爸爸名字的本月的电费单。
×××供电公司低压客户电费通知单
抄表时间：2025年06月30日　　　　　　电费号：××……××
台区号 ×××× 单价 0.52 表号 ××× 倍率 1
户名 ××……× 客户类型 居民储蓄
地址 北京路××－×#
上月表底 456.3 本月表底 686.3 抄表员号 ××
本月电费 ￥：119.6 本月消耗电能 230kW h
账户余额 截至　　年　　月　　日　　为　　　元
［提问］供电部门是根据什么计算小宇家电费的？
　任务一　认识电能
教师活动 学生活动
［过渡］巨大的门式起重机通电后正常工作，就能够将集装箱吊起，再准确地放到列车上。集装箱被吊起后重力势能增加，增加的重力势能从何而来？ ［提问］各种家用电器工作时也要消耗电能。电能由什么装置提供？ ［追问］如图所示是各种用电器，你能具体说说你所知道的不同的用电器分别将电能转化为什么形式的能吗？ ［追问］你知道电能的单位是什么吗？ ［追问］利用电能的过程中，电能的形式发生了转化，因此利用电能的实质是什么？ ［过渡］电能是人类生产、生活的重要资源。在同学们的家中都有计量消耗电能的仪器——电能表。 ［展示］教师出示不同款式的电能表（脉冲式、转盘式等）。 ［引导学生思考］以教材P112图18.1－2的电能表（如图）为例介绍电能表，家用电能表是如何计量消耗的电能？如何进行读数？ ［提问］如何用电能表测量出用电器在一段时间内消耗多少电能？ ［追问］如果该地区每度电的费用是0.6元，这一周的用电需要支付多少电费？ ［讲解］供电单位为了计算电费方便，读数时常常只读整数，小数部分的电量计入下期。 ［思考讨论并回答］电动机将一部分电能转化为集装箱的重力势能。 ［回答］电能由电源提供。 ［相互讨论并回答］ 电风扇、洗衣机：电能转化为机械能； 电饭锅：电能转化为内能； 电灯：电能转化为内能和光能。 ［交流并回答］电能的国际单位：焦耳，符号J；常用单位：千瓦时，也叫“度”，符号kW h；单位换算：1kW h=3.6×106J。 ［回答］利用电能的实质是将电能转化为人们所需要的其他形式的能。 ［相互讨论并回答］ 电能表可以显示从开始计数到读数时为止用户消耗的电能。 为了计量一段时间内消耗的电能，要记录这段时间起始和结束时电能表的示数，两次示数之差就是这段时间内的用电量。 ［回答］上周一的示数是1773.62kW h，本周一的示数是1795.22kW h，这周家里的用电量就是21.6kW h。 ［回答］21.6kW h×0.6元/（kW h）=12.96元。
　任务二　认识电功
教师活动 学生活动
［引导提问］如图所示，此时我们可以说水流对涡轮做了功，那么我们能不能说电流通过灯丝也做了功呢？如果做功，这种功叫作什么功？ ［小结］电功就是电流所做的功。它用W表示。它的单位是焦耳，简称焦，符号J。 ［追问］电流做功过程的实质是什么？ ［追问］电功和电能之间是什么关系？ ［引导思考］力所做功的多少与力及物体在力的方向上通过的距离的大小有关，请你结合以下事例进行猜想：电流做功的多少可能与哪些因素有关？ （1）将一盏规格为2.5V的小灯泡，接在一节干电池与接在两节干电池两端相比，在后一种情况下小灯泡更亮。同时，根据欧姆定律可知，当小灯泡两端电压变大时，通过小灯泡的电流变大。由此猜想：电流做功的多少可能与　　　　、　　　　有关。 （2）我们还有这样的生活经验：用电热壶对水加热，通电时间越长，消耗电能越多。由此我们知道，电流做功的多少还与　　　　有关。 ［追问］电流做功，看不见又摸不着，我们需要采用什么方法去研究？ ［追问］根据前面的猜想，我们要比较“电流做功的多少”，应该改变“电压、电流和通电时间”三个物理量中的一个，控制另外两个物理量相同。还需要用到什么方法？ ［演示实验］实验1：在探究“电流做功多少与灯泡两端电压的关系”时，应改变电压的高低，控制电流大小、通电时间长短相同，故可采用将两个阻值不同的灯泡（RL1＜RL2）串联在同一电路中的方法，电路图如图所示。将实验现象记录在表格中。 实验2：在探究“电流做功多少与通过灯泡电流的关系”时，应改变电流的大小，控制电压高低、通电时间长短相同，故可采用将两个阻值不同的灯泡（RL1＜RL2）并联在同一电路中的方法，如图所示。将实验现象记录在表格中。 ［追问］在探究“电流做功多少与通电时间长短的关系”时，选取实验1或实验2中的任一灯泡，你能分析得到通电时间长短对消耗电能的影响吗？ ［引导提问］知道了电流做功的多少跟电压的高低、电流的大小及通电时间的关系后，你能猜测或总结出电功的计算公式吗？ ［例题展示］（1）一盏荧光灯接在220V的家庭电路中，通过它的电流为0.2A，计算这盏灯工作1h，电流做了多少功，消耗的电能是多少？ （2）一盏亮度相同的LED灯，接在220V的家庭电路中，通过它的电流为0.09A，工作1h，消耗的电能是多少？ ［讲解］从计算中可以发现，两盏灯接在电压相同的电路中，且工作相同的时间，LED灯比荧光灯更节能。 ［小结］ 1.电功的两个推导公式是以欧姆定律为基础进行推导的，所以仅仅适用于纯电阻电路，即导体通电时将电能全部转化为内能。而电功的通用公式适用于所有电功的计算。 2.在应用公式计算时，应注意：W、U、I、t四个物理量必须是对应于同一导体、同一过程，单位要统一用国际单位。 ［回答］此时我们可以说电流通过灯丝做了功。这种功叫作电功。 ［回答］电流做功的过程，实质上是电能转化为其他形式的能的过程。 ［交流并回答］电能的形式发生了转化，我们就说电流做了功，电流通过用电器时能量的转化是通过电流做功实现的；有多少电能发生转化就说电流做了多少功。 ［交流讨论并回答］（1）电压　电流； （2）通电时间。 ［回答］电流通过灯泡做功时灯泡发光，因此我们可以利用转换法——根据灯泡发光的情况判断研究电流做功的多少。 ［回答］控制变量法。 ［记录实验1现象］ ［结论1］在电流和通电时间相同时，两端电压越高，电流做的功越多。 ［记录实验2现象］ ［结论2］在两端电压和通电时间相同时，电路中的电流越大，电流做的功越多。 ［回答］同一盏灯泡中的电流和其两端电压不变时，通电时间越长，电流做功越多。 ［归纳总结］电流做功的多少与电压的高低、电流的大小及通电时间的长短都有关，电压越高、电流越大及通电时间越长，电流做的功越多。 ［交流并回答］当电路两端的电压为U，电路中的电流为I，通电时间为t，电路所做的电功的计算公式为W=UIt，电功的单位与电能的单位都是焦耳（J），此时，1V×1A×1s=1J。 根据I=及其变形公式，还可得W=I2Rt=t。 ［回答］（1）电流做功1.584×105J，消耗的电能是1.584×105J。 （2）消耗的电能是7.128×104J。
教师活动 学生活动
［任务］请以思维导图的形式，总结本节课的知识。 ［总结］通过对电能和电功的学习，我们认识了电能及电能表的读数，电能和电功的关系，电功的影响因素及计算方法，能利用所学知识解决生活中的电费计算、电能测量。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第1节　电能　电功
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

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