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第一节
电流做功
17.1 电流做功
导入新课
现代社会，人们的生活越来越离不开电。电灯、电话、电视机、电扇、电冰箱、空调、电动汽车....越来越多的用电器走进了我们的生活。
人类生活与电能密切相关，如何描述用电器消耗的电能
让我们一起学习相关内容。
一、认识电流做功
1. 电流做功的实例
（1）电灯
电灯发光时，把电能转化为光能和内能。
转化
内能光能
电能
转化
光能声能
电能
（2）电视机
电视机工作时，把电能转化为光能、声能。
（3）电风扇
电风扇工作时，把电能转化为机械能。
转化
机械能
电能
转化
内能
电能
（4）电烤箱
电烤箱工作时，把电能转化为内能。
由此可以看出，用电器工作的过程就是利用电流做功，将电能转化为其他形式的能的过程。
电流做了多少功，就有多少电能转化成其他形式的能。所以只要有电能转化成其他形式的能，电流就一定做了功，而电能转化成其他形式能的多少可以用电功的大小来量度。
2. 电功与电能
视频讲解——《电功》
3. 电功的概念和公式
（1）电功的概念：物理学中，把电流通过用电器所做的功叫做电功，用符号W表示。
科学家通过大量的研究发现：电流所做的功与电压、电流和通电时间成正比。
（2）公式：电功=电压×电流×通电时间 W = UIt
（3）单位：
国际单位：焦耳（J） 1J =1V×1A×1S
常用单位：千瓦·时（KW·h），生活中也叫“度”
1kw·h=3.6×106J
（4）电功的推导公式
如图所示，电阻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，则在时间t内电流所做的功分别是:
W总=UIt， W1=U1It W2=U2It
因 U= U1+U2
故 W总=UIt=（U1+U2）It = U1It+U2It
W总= W1+W2
4. 串、并联电路中电功的特点
结论：串联电路中电流所做的总功等于各用电器做功之和。
（1）推理探究：串联电路中总功与各用电器做功之间的关系
如图所示，电阻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 ，干路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是:
W总=UIt， W1=UI1t W2=UI2t
因 I= I1+I2
故 W总=UIt=U（I1+I2）t = UI1t+UI2t
W总= W1+W2
结论：并联电路中电流所做的总功等于各用电器做功之和。
（2）推理探究：并联电路中总功与各用电器做功之间的关系
（3）结论：
通过以上分析说明：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（或各支路）做功之和，表示为
W总= W1+W2 +W2 … … +Wn
【例题1】一电熨斗的电热丝的电阻为100 ，接在电压是 220V 的家庭电路中。求：电熨斗工作 25 min，消耗的电能为多少？
【分析】已知电热丝的阻值及其两端的电压，根据欧姆定律可以求得通过的电流；由计算出的电流和已知的电压、工作时间，根据电功公式可计算出电功，即是电熨斗消耗的电能。
【解】U=220 V，R=100 ，t=25×60 s=1500 s。
由欧姆定律，得 I=U/R = 220V/100 =2.2A
由电功的计算公式，得电熨斗消耗的电能
W=UIt =220 V×2.2 A×1500 s=7.26×105J。
【例题2】如图所示的电路中，电阻R1=10Ω，电阻R2=50Ω，电源电压为6V且恒定不变。闭合开关S，求：
（1）电路中的电流I；
（2）通电50s，电路消耗的总电能W。
【解析】（1）由图可知，R1和R2串联，则电路中的电流为
（2）通电50s，电路消耗的总电能为W=UIt=6V×0.1A×50s=30J
二、测算电费
1. 电能表（又称电度表）
（1）电能表的作用：是测量电功的仪表。
（2）电能表的读数
如图所示，是一种传统家用电能表示意图，电能表上电能的单位为kW·h，最后一位是小数，电能表当前的示数为 0931.6kW·h。
最后一位是小数
电能表计数器上前后两次的示数之差就是用电器在这段时间内消耗的电能：W=W后-W前
（3）通过电能表求用电器消耗电能的方法
例如，小华同学家今年一月新安装了电能表，安装时电能表的示数为0。九月初的读数如图甲所示，九月末读数如图乙所示，从安装本电能表到九月初她家共用了_______度的电能，九月份她家共用______度电能。
甲 乙
从安装电能表到九月初她家共用1120.9度的电能。
这个月用电量为
W=1282.9kW·h-1120.9kW·h
=162kW·h=162度
162
1120.9
2. 电能表的参数
传统电能表示意图
“10（20）A”表示这个电能表的标定电流为10A，通过的电流不能超过额定最大电流20A.
“220V”表示该电能表正常工作电压为220伏.
“3000r/kW·h”表示每消耗1 kW·h电能，电表转盘转过3000转.
“50Hz”指这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用.
3. 智能电表
随着“万物互联”时代的到来，传统电能表更新换代，智能电表得到快速普及和应用。智能电表没有转动的铝盘，示数由液晶屏显示。表盘上有一个脉冲灯，工作时，该灯会闪烁。
如右图所示的表盘，该表的标定电流为5A，允许通过的最大电流不超过40A。上标有3000imp/kw·h字样，表示每消耗1kW·h电能，脉冲灯闪烁3000次。
4. 传统电能表转盘转数与电能的关系
根据电能表转盘的转数，可计算一段时间内消耗的电能。
这种方法的关键是要明确电能表转1转时消耗的电能值。
例如，一电能表表盘上标有“3000r/kW·h”，将某一用电器单独接在该表上。
当用电器工作2min后，电能表转盘转过60r，即可以计算出该用电器消耗的电能。
视频讲解——《电能表的使用与读数》
洗衣机工作约3h
笔记本工作约15h
5. 1度电的作用
白炽灯、日光灯工作约25h
空调工作约0.5h
电烤箱工作约1h
电饭煲工作约1.5h
1度电的作用
灌溉农田约330m2
采煤约100kg
炼钢约1.6kg
1度电的作用
【例题3】如图所示是小明家的电能表，电能表的示数为________kW·h，此时小明家接入了大功率的用电器，小明站在电能表前观察指示灯闪烁了800次，那么电能表的示数应为________kW·h。
9866.8
9867.3
【例题4】如图是小明同学在家中拍到的一张电能表照片，他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是（　）
A．电能表允许通过的最大电流为10A
B．拍照片时，小明家已消耗的电能为5546.7J
C．拍照片时，小明家已消耗的电能为55467kW h
D．家用电器消耗电能3.6×104J，指示灯闪烁18次
D
课堂总结
①意义：用电器利用电流做功，把电能转化为其他形式的能量；电流做了多少功，就要消耗多少电能。
②计算：电流所做的功与电压、电流和通电时间成正比。公式：W=UIt
③单位：焦（J） 、千瓦·时（kW·h）。
换算：1kw·h=3.6×106J
①作用：测量电功的仪表。单位是kW·h。
②测算电费：传统电能表在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内所消耗的电能。
电能表
电功
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