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人教版2024九年级上册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第十八章 电功率
专题37 电能 电功
物理观念：能结合实例,认识电流做功,知道电能与其他形式能的相互转化,能将这些知识与生产生活中的电能消耗联系起来;会读家用电能表。
科学思维：结合实例分析和应用体验,归纳梳理影响电流做功多少的因素。
科学探究: 能通过电表了解家庭用电情况,能将节约用电与家庭合理开支结合起来。
科学态度与责任：能认识到电能的转化对现代生活的影响,知道节约用电的意义,有节约用电的自觉行为。
贯彻本节课核心素养目标，必须完成以下精细化的学习目标
1. 知道电能和电功，会计算电能和电功。
2. 了解电能表的使用与读数方法。
本节课重点难点
重点：通过生产生活实例从能量转化的角度认识电能。
难点：电功概念的建立。
知识点1 电能
1. 电能的来源与能量转化
（1）我们生活中利用的电能的来源：
①各种电池提供电能；②水力发电、风力发电； ③太阳能发电、潮汐能发电；④核电站等。
（2）一些常见发电方式中的能量转化：
发电方式 能量转化的形式
水力发电 机械能转化为电能
火力发电 化学能转化为电能
太阳能发电 太阳能转化为电能
风力发电 机械能转化为电能
核电站 核能转化为电能
2. 电能的利用与能量转化
【想一想】今天我们的生活已经来不开电，想一想生活中哪些地方利用电？利用电的过程中。发生了怎样的能量转化？
【做一做】给电动玩具车装上电池，合上开关，电动玩具车会运动起来。这是电能转化成了什么能？
【归纳】电灯照明、电风扇旋转、冰箱制冷、电视机播放节目等都是电能的具体应用。电能可以直接转化成我们需要的能量，如内能、机械能、光能、化学能等。电能是目前生活中，应用最广泛、最方便的能量。
①电让灯泡发光，电能通过灯泡转化成了光能；
②电能还能转变成内能，如电饭锅、电炉、电热水器……
③电动玩具车会运动起来，这是电能转化成了机械能。
用电器能将电能转化为其它形式的能，下表是一些用电器工作时能量转化的形式：
用电器 能量转化形式
电风扇 电能转化为机械能
日光灯 电能转化为光能
电炉 电能转化为内能
蓄电池充电 电能转化为化学能
电动机 电能转化为机械能
3. 电能的单位
在国际单位制中，电能的基本单位是焦耳（J）；在实际生活中，人们常用“度”来量度电能，
“度”即千瓦时，符号是kW·h。
1度=1 kW·h=3.6×106 J
4. 电能表
（1）电能表的作用：测量用电器消耗电能多少的仪表。
（2）认识电能表：又叫电度表。我们知道测量用电器中的电流用电流表，测量两端的电压用电压表；而用电器消耗的电能，就可以用电能表测量。
电能表的面盘，最顶端有显示数字的窗口，前4位是黑色窗口，为整数，最后1位是红色窗口，为小数，窗口边上写有单位kW·h。中间部位有一个铝质圆盘，电能表工作时它进行转动。
（3）电能表的参数
观察家中的电能表，了解电能表面板上或说明书上的技术参数，说出下列参数的含义。
1）220V：表示该电能表在220 V的电路中使用；
2）10A：是说这个电能表的标定电流为10A；
甲 乙
3）20A：通过电能表的电流在短时间应用时允许大些，但不能超过20A；
4）50Hz：是说这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；
5）图甲中600r/kW·h：指电能表的铝盘转过600转时，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h；
6）图乙中3200imp/kw·h：指电能表上的指示灯闪烁3200次，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h。
（4）电能表的读数
电能表上显示的数字单位是kW·h（度），最后一位是小数。如上图甲所示，电能表的示数为
120.7 kW·h。如上图乙所示，电能表的示数为219.6 kW·h。
（5）通过电能表求用电器消耗电能的方法
方法一：观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是所求的电能值。
例如，小华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1120.9度的电能，九月份她家共用162度电能。
方法二：测出一定时间内电能表上转盘的转数，再算出电能值。此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“1200r/kW·h”，将某用电器单独接在该表上。当用电器工作4min后，电能表转盘转过60r，则该用电器消耗的电能是0.05 kW·h。
电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，表示用电器消耗1 kW·h的电能，转盘转动1200圈。当电能表转盘转过60r时，消耗的电能 W＝=0.05 kW·h
知识点2 电功
1. 电功的概念
（1）以电动自行车为例分析：
①电动车运动时，电流通过电动机使其转动，电流做功。
②蓄电池中的电能减少；电动车的机械能在增加。
这个能量转化的过程是通过电流做功来实现的。有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。
（2）烧水为例分析：对电水壶里的水加热，水温度升高，如果水增加了105焦耳的内能，则一定消耗了105焦耳的电能，有105焦耳电能转化为内能。在这过程中，电流做功105焦耳。
（3）总结：①电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。用电功的大小来量度用电器消耗的电能的多少。
②各类用电器都是以电流做功的形式将电能转化为其他形式的能。
2. 探究影响电功大小的因素
【提出问题】电流做功多少与哪些因素有关
【猜想与假设】①可能与电流有关；②可能与电压有关；③可能与通电时间有关。
【设计实验】
（1）实验方法
①控制变量法：保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系；保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系。
②转化法：比较电灯的亮度判断电功的大小；小灯越亮，电流做功越多。
【进行实验】
（1）探究电功与电压的关系
①把两盏规格不同的小灯串联在电路中，用电压表分别测量它们两端的电压，同时观察比较小灯的发光情况。
②实验记录如表所示。
（2）探究电功与电流的关系
如图所示，把两盏规格不同的小灯并联，用电流表分别测量通过它们的电流，同时观察比较小灯的发光情况。
②实验记录如表所示。
【分析论证】
（1）在通过用电器的电流与通电时间相同时，用电器两端的电压越大，电流做功就越多。
（2）在用电器两端的电压与通电时间相同时，通过用电器的电流越大，电流做功就越多。
进一步精确实验可得出：电流所做功的大小与电压、电流、通电时间成正比。
3. 电功
（1）物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。
（2）公式：电功=电压×电流×通电时间 即： W = UIt
物理量的意义及单位：
U表示电压，单位是伏（V）； I表示电流，单位是安（A）
t表示时间，单位是秒（s）； W表示电功，单位是焦（J）
（3）国际单位：焦耳（J） 1焦=1伏·安·秒
常用单位：千瓦时（kW·h） 1kW·h=3.6×106J
（4）电功的推导公式
由W＝UIt和欧姆定律I＝ 可得电功的两个推导公式: W = t W＝I2Rt
提示：①电功变形公式的适用条件：只适用于纯电阻电路；
②利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性；
③ W＝UIt是普遍适用的公式。
（5）应用W = UIt 的注意问题
①电路的同一性：W、U、I、t 必须是同一个导体在同一时间对应的四个物理量。
②单位的统一性：W、U、I、t 的单位必须是国际单位，分别为：焦、伏、安、秒。
【易混易错点】对电能与电功的理解是难点也是易错点
（1）电功是过程量，反映的是电能消耗的多少；电能是状态量，反映的是能够做功的本领。
（2）电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化成其他形式的能。有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。
抓住电功计算公式的适用条件是解决电功计算问题的关键
（1）纯电阻电路是电能全部转化为内能的电路，如电炉、电熨斗，计算消耗的电能时，三个公式都能进行计算；
（2）非纯电阻电路是电能只有一部分转化为内能的电路，如电动机、电视机，计算消耗的电能时，只能用计算。
（3）W＝UIt是普遍适用的公式。电功推导公式只适用于纯电阻电路（即电能全部转化为内能的电路）；
（4）利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性；W、U、I、t 必须是同一个导体在同一时间对应的四个物理量。
考点1 电能
【例题1】下列单位中，属于电能的单位是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】电能在国际单位制中的单位为J，据W=UIt可知，
故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
（变式练1）如图所示，是郑龙同学记录家里一周内的用电情况，下列说法中正确的是（ ）
A．周一白天用电比傍晚多 B．周四夜晚用电比周五夜晚多
C．每天的用电高峰在傍晚 D．周三傍晚用电2kW·h
（变式练2）电能国际单位： ；常用单位： ；换算关系：1kW·h = J
（变式练3）冬奥会上亮相的创可贴体温计，如图甲所示。为了研究该温度计的功能，小闽设计如图乙所示为该装置感温区的电路图，其中R为热敏电阻，其阻值会随体温的升高而增大。电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为10Ω，当电压表的示数达到1V时便会报警。求：
（1）恰好报警时，电流表的示数；
（2）恰好报警时，整个电路10s消耗的电能。
考点2 电功
【例题2】如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求：

（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流；
（2）R2的阻值；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。
【答案】（1）0.3A；（2）20Ω；（3）72J
【解析】（1）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，R1的两端电压等于电源电压，此时电路电流为I1=0.2A；当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测的是干路电流，根据并联电路的电压特点可知，两电阻的两端电压都等于电源电压，此时通过R1的电流等于I1，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流为
I2= I-I1 =0.5A-0.2A=0.3A
（2）根据欧姆定律可得，R2的阻值为
R2＝==20Ω
（3）当开关S、S1都闭合时，通过R1的电流等于I1，则通电1min电流通过R1做的功为
W1＝UI1t＝6V×0.2A×60s＝72J
答：（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流为0.3A；
（2）R2的阻值为20Ω；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功为72J。
（变式练1）关于电功，下列说法不正确的是（ ）
A．电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B．电流越大，电流做功就一定越多
C．用电能表可以测量电流做功的多少
D．电流做功的过程就是消耗电能的过程
（变式练2）如图两只电压表的指针均指在刻度盘正中央，以下正确的是（　　）
A．通过的电流小于通过R2的电流
B．R1两端的电压与R2两端的电压相等
C．R1电阻值大于R2电阻值
D．相同时间R1消耗的电能小于R2消耗的电能
（变式练3）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻。当开关S闭合后，通过R1的电流I1=1A，通过R2的电流I2=2A。求：
（1）干路电流I；
（2）电源电压U；
（3）通电20s，整个电路中电流做的功W。
考点3 电能表
【例题3】观察图甲中小林的妈妈和爸爸的对话，回答问题：
（1）当地的电价为______元/度；
（2）小林家上一个月底抄表时电能表的示数如图乙所示，则本月底电能表的示数应为______.
【答案】0.52 1016.1
【解析】（1）由图甲知道，当地的电价为52元/100度=0.52元/度
（2）由图乙知道，上个月底抄表时电能表的示数为916.1kW·h，这个月用了100度电也就是100kW·h，所以本月底电能表的示数为
916.1kW·h+100kW·h=1016.1kW·h
（变式练1）某电能表的表盘如图所示。用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是（　　）
A．1.8×106J B．3.6×106J C．5.4×106J D．7.2×106J
（变式练2）如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该电能表的标定电流是 A，表盘上显示已用电 。
（变式练3）小明家电能表3月底的示数为，4月底的示数为。小明家4月份用电 kW·h。若电费按每千瓦时0.5元计算，则小明家4月份应交电费 元。
1．下列家用电器主要将电能转化为机械能的是（　　）
A．LED灯 B．电饭锅 C．电风扇 D．电烤箱
2．下列单位中哪个是电功的单位（ ）
A．瓦特（W） B．千瓦时（kW·h） C．安培（A） D．欧姆（Ω）
3．甲、乙两电热丝的电阻之比为4︰3，两端的电压之比为2︰1，则相同时间内消耗电能之比为（ ）
A．1︰3 B．3︰1 C．2︰3 D．3︰2
4. 小明家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图，下列说法正确的是（　　）
A. 该电能表的标定电流为20A
B. 该电能表应接在50Hz的直流电路中使用
C. 小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转
D. 小明家半年内的用电量是6335kW·h
5．小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表示数如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量消耗电功率的仪器
B．这段时间内他家消耗的电能为903kW h
C．这个电能表的测量值是以“J”为单位
D．电能表的转盘转过1800圈，这段时间他家的用电器共消耗电能1.8×106J
6. R1=5Ω、R2=10Ω，将R1、R2串联后接在3V的电源上，通电1min。通过R1的电流为I1，R1消
耗的电能为W1；通过R2的电流为I2，R2消耗的电能为W2。则I1：I2和W1：W2，下列选项正确的
是（　　）
A．1：2 1：2 B．2：1 2：1
C．1：1 2：1 D．1：1 1：2
7. 为响应“节约能源，创造美好环境”的号召，小明家里这个月用电相比上个月减少了20度，20度= J。家里的空调工作2h，消耗的电能为1.08×107 J，合 kW·h。
8. 用电器工作的过程总是伴随着 转化，如电流通过电炉时，电能转化为 能；电流通过电风扇时，电能主要转化为 能；给手机电池充电时，电能主要转化为 能。
9. 小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，则小明家4月份用电 kW·h，若以当地电价0.5元/度计算，小明家4月份应缴纳电费 元。

10. 电热水器是利用电流的_________效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示_____kW·h，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为_________J，其两端电压_________（高于/等于/低于）220V。
11．（1）如图中电流表的读数是 A；如果接线的是另一个量程，则读数是 A，分度值是 A。
（2）如题图是电能表，它是计量 的仪器。它的转盘转动快，表示 ；如果这个电能表上的转盘在 30min 内转了 1500转，则消耗的电能是 kW·h。
12．利用如图所示的电路可以验证电功与电流的关系。
（1）图中两只灯泡的连接方式是_____联，选择这种连接方式是为了控制______相同，它们工作时的电阻要_______ （选填“相同”或“不同”）；
（2）本实验中，是通过观察________ 来判断电流做功多少的．小明正确操作，验证了实验的结论，支持该结论的实验现象是________。
13. 如图所示的电路中，电源电压恒为2V，R1的阻值为10Ω，R2的阻值为20Ω，闭合开关S。求：
（1）通过R1的电流；
（2）通电50s，R2消耗的电能。
14.如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。
（1）求电源电压；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的示数；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。
15．如图所示，电源电压保持不变，已知，。只闭合开关时，电流表示数为0.3A，求：
(1)电源电压。
(2)同时闭合开关、时，通电1min电阻消耗的电能。
科学思维
科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；是建构物理模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等方法在科学领域的具体运用；是基于事实证据和科学推理对不同信息、观点和结论进行质疑和批判，予以检验和修正，进而提出创造性见解的品格与能力。科学思维主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。
科学态度与责任
科学态度与责任是指，在认识科学本质和了解科学、技术、社 会、环境之间关系的基础上形成的，探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是、持之以恒的品质，热爱自然、保护环境、遵守科学伦 理的自觉行为，以及推动可持续发展和实现中华民族伟大复兴的使命 担当。科学态度与责任主要包括科学本质观、科学态度、社会责任等要素。
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第十八章 电功率
专题37 电能 电功
物理观念：能结合实例,认识电流做功,知道电能与其他形式能的相互转化,能将这些知识与生产生活中的电能消耗联系起来;会读家用电能表。
科学思维：结合实例分析和应用体验,归纳梳理影响电流做功多少的因素。
科学探究: 能通过电表了解家庭用电情况,能将节约用电与家庭合理开支结合起来。
科学态度与责任：能认识到电能的转化对现代生活的影响,知道节约用电的意义,有节约用电的自觉行为。
贯彻本节课核心素养目标，必须完成以下精细化的学习目标
1. 知道电能和电功，会计算电能和电功。
2. 了解电能表的使用与读数方法。
本节课重点难点
重点：通过生产生活实例从能量转化的角度认识电能。
难点：电功概念的建立。
知识点1 电能
1. 电能的来源与能量转化
（1）我们生活中利用的电能的来源：
①各种电池提供电能；②水力发电、风力发电； ③太阳能发电、潮汐能发电；④核电站等。
（2）一些常见发电方式中的能量转化：
发电方式 能量转化的形式
水力发电 机械能转化为电能
火力发电 化学能转化为电能
太阳能发电 太阳能转化为电能
风力发电 机械能转化为电能
核电站 核能转化为电能
2. 电能的利用与能量转化
【想一想】今天我们的生活已经来不开电，想一想生活中哪些地方利用电？利用电的过程中。发生了怎样的能量转化？
【做一做】给电动玩具车装上电池，合上开关，电动玩具车会运动起来。这是电能转化成了什么能？
【归纳】电灯照明、电风扇旋转、冰箱制冷、电视机播放节目等都是电能的具体应用。电能可以直接转化成我们需要的能量，如内能、机械能、光能、化学能等。电能是目前生活中，应用最广泛、最方便的能量。
①电让灯泡发光，电能通过灯泡转化成了光能；
②电能还能转变成内能，如电饭锅、电炉、电热水器……
③电动玩具车会运动起来，这是电能转化成了机械能。
用电器能将电能转化为其它形式的能，下表是一些用电器工作时能量转化的形式：
用电器 能量转化形式
电风扇 电能转化为机械能
日光灯 电能转化为光能
电炉 电能转化为内能
蓄电池充电 电能转化为化学能
电动机 电能转化为机械能
3. 电能的单位
在国际单位制中，电能的基本单位是焦耳（J）；在实际生活中，人们常用“度”来量度电能，
“度”即千瓦时，符号是kW·h。
1度=1 kW·h=3.6×106 J
4. 电能表
（1）电能表的作用：测量用电器消耗电能多少的仪表。
（2）认识电能表：又叫电度表。我们知道测量用电器中的电流用电流表，测量两端的电压用电压表；而用电器消耗的电能，就可以用电能表测量。
电能表的面盘，最顶端有显示数字的窗口，前4位是黑色窗口，为整数，最后1位是红色窗口，为小数，窗口边上写有单位kW·h。中间部位有一个铝质圆盘，电能表工作时它进行转动。
（3）电能表的参数
观察家中的电能表，了解电能表面板上或说明书上的技术参数，说出下列参数的含义。
1）220V：表示该电能表在220 V的电路中使用；
2）10A：是说这个电能表的标定电流为10A；
甲 乙
3）20A：通过电能表的电流在短时间应用时允许大些，但不能超过20A；
4）50Hz：是说这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；
5）图甲中600r/kW·h：指电能表的铝盘转过600转时，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h；
6）图乙中3200imp/kw·h：指电能表上的指示灯闪烁3200次，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h。
（4）电能表的读数
电能表上显示的数字单位是kW·h（度），最后一位是小数。如上图甲所示，电能表的示数为
120.7 kW·h。如上图乙所示，电能表的示数为219.6 kW·h。
（5）通过电能表求用电器消耗电能的方法
方法一：观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是所求的电能值。
例如，小华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1120.9度的电能，九月份她家共用162度电能。
方法二：测出一定时间内电能表上转盘的转数，再算出电能值。此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“1200r/kW·h”，将某用电器单独接在该表上。当用电器工作4min后，电能表转盘转过60r，则该用电器消耗的电能是0.05 kW·h。
电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，表示用电器消耗1 kW·h的电能，转盘转动1200圈。当电能表转盘转过60r时，消耗的电能 W＝=0.05 kW·h
知识点2 电功
1. 电功的概念
（1）以电动自行车为例分析：
①电动车运动时，电流通过电动机使其转动，电流做功。
②蓄电池中的电能减少；电动车的机械能在增加。
这个能量转化的过程是通过电流做功来实现的。有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。
（2）烧水为例分析：对电水壶里的水加热，水温度升高，如果水增加了105焦耳的内能，则一定消耗了105焦耳的电能，有105焦耳电能转化为内能。在这过程中，电流做功105焦耳。
（3）总结：①电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。用电功的大小来量度用电器消耗的电能的多少。
②各类用电器都是以电流做功的形式将电能转化为其他形式的能。
2. 探究影响电功大小的因素
【提出问题】电流做功多少与哪些因素有关
【猜想与假设】①可能与电流有关；②可能与电压有关；③可能与通电时间有关。
【设计实验】
（1）实验方法
①控制变量法：保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系；保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系。
②转化法：比较电灯的亮度判断电功的大小；小灯越亮，电流做功越多。
【进行实验】
（1）探究电功与电压的关系
①把两盏规格不同的小灯串联在电路中，用电压表分别测量它们两端的电压，同时观察比较小灯的发光情况。
②实验记录如表所示。
（2）探究电功与电流的关系
如图所示，把两盏规格不同的小灯并联，用电流表分别测量通过它们的电流，同时观察比较小灯的发光情况。
②实验记录如表所示。
【分析论证】
（1）在通过用电器的电流与通电时间相同时，用电器两端的电压越大，电流做功就越多。
（2）在用电器两端的电压与通电时间相同时，通过用电器的电流越大，电流做功就越多。
进一步精确实验可得出：电流所做功的大小与电压、电流、通电时间成正比。
3. 电功
（1）物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。
（2）公式：电功=电压×电流×通电时间 即： W = UIt
物理量的意义及单位：
U表示电压，单位是伏（V）； I表示电流，单位是安（A）
t表示时间，单位是秒（s）； W表示电功，单位是焦（J）
（3）国际单位：焦耳（J） 1焦=1伏·安·秒
常用单位：千瓦时（kW·h） 1kW·h=3.6×106J
（4）电功的推导公式
由W＝UIt和欧姆定律I＝ 可得电功的两个推导公式: W = t W＝I2Rt
提示：①电功变形公式的适用条件：只适用于纯电阻电路；
②利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性；
③ W＝UIt是普遍适用的公式。
（5）应用W = UIt 的注意问题
①电路的同一性：W、U、I、t 必须是同一个导体在同一时间对应的四个物理量。
②单位的统一性：W、U、I、t 的单位必须是国际单位，分别为：焦、伏、安、秒。
【易混易错点】对电能与电功的理解是难点也是易错点
（1）电功是过程量，反映的是电能消耗的多少；电能是状态量，反映的是能够做功的本领。
（2）电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化成其他形式的能。有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。
抓住电功计算公式的适用条件是解决电功计算问题的关键
（1）纯电阻电路是电能全部转化为内能的电路，如电炉、电熨斗，计算消耗的电能时，三个公式都能进行计算；
（2）非纯电阻电路是电能只有一部分转化为内能的电路，如电动机、电视机，计算消耗的电能时，只能用计算。
（3）W＝UIt是普遍适用的公式。电功推导公式只适用于纯电阻电路（即电能全部转化为内能的电路）；
（4）利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性；W、U、I、t 必须是同一个导体在同一时间对应的四个物理量。
考点1 电能
【例题1】下列单位中，属于电能的单位是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】电能在国际单位制中的单位为J，据W=UIt可知，
故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
（变式练1）如图所示，是郑龙同学记录家里一周内的用电情况，下列说法中正确的是（ ）
A．周一白天用电比傍晚多 B．周四夜晚用电比周五夜晚多
C．每天的用电高峰在傍晚 D．周三傍晚用电2kW·h
【答案】D
【解析】A．看图分析，周一傍晚比白天用电多，故A错误；
B．从周四、周五的用电情况来看，周五夜晚用电比周四夜晚多，故B错误；
C．周一、周二、周三、周四、周日的用电高峰在傍晚，而周五、周六的用电高峰在夜晚，故C错误；
D．由图可知，周三傍晚用电是2kW h，故D正确。
故选D。
（变式练2）电能国际单位： ；常用单位： ；换算关系：1kW·h = J
【答案】 焦耳 千瓦时 3.6×106
【解析】在国际单位制中，电能的单位是焦耳，简称焦，符合J；常用单位还有千瓦时，符合kW·h，且1kW·h =3.6×106J。
（变式练3）冬奥会上亮相的创可贴体温计，如图甲所示。为了研究该温度计的功能，小闽设计如图乙所示为该装置感温区的电路图，其中R为热敏电阻，其阻值会随体温的升高而增大。电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为10Ω，当电压表的示数达到1V时便会报警。求：
（1）恰好报警时，电流表的示数；
（2）恰好报警时，整个电路10s消耗的电能。
【答案】（1）0.2A；（2）6J
【解析】（1）由图乙可知，闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测热敏电阻两端的电压，当电压表的示数达到1V时便会报警；所以当电压表示数为1V时，根据串联电路总电压等于各部分电压之和可得，定值电阻两端的电压
串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
（2）恰好报警时，整个电路10s消耗的电能
考点2 电功
【例题2】如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求：

（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流；
（2）R2的阻值；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。
【答案】（1）0.3A；（2）20Ω；（3）72J
【解析】（1）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，R1的两端电压等于电源电压，此时电路电流为I1=0.2A；当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测的是干路电流，根据并联电路的电压特点可知，两电阻的两端电压都等于电源电压，此时通过R1的电流等于I1，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流为
I2= I-I1 =0.5A-0.2A=0.3A
（2）根据欧姆定律可得，R2的阻值为
R2＝==20Ω
（3）当开关S、S1都闭合时，通过R1的电流等于I1，则通电1min电流通过R1做的功为
W1＝UI1t＝6V×0.2A×60s＝72J
答：（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流为0.3A；
（2）R2的阻值为20Ω；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功为72J。
（变式练1）关于电功，下列说法不正确的是（ ）
A．电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B．电流越大，电流做功就一定越多
C．用电能表可以测量电流做功的多少
D．电流做功的过程就是消耗电能的过程
【答案】B
【解析】A．电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故A正确，不符合题意；
B．电流做功的多少由公式 W=UIt 决定，不仅与电流有关，还与电压、时间有关。仅电流大，不能确定做功一定多，故B错误，符合题意；
C．电能表是用来测量电流做功（消耗电能）多少的仪器，故C正确，不符合题意；
D．电流做功的过程就是消耗电能的过程，电流做了多少功就消耗了多少电能。故D正确。
故选B。
（变式练2）如图两只电压表的指针均指在刻度盘正中央，以下正确的是（　　）
A．通过的电流小于通过R2的电流
B．R1两端的电压与R2两端的电压相等
C．R1电阻值大于R2电阻值
D．相同时间R1消耗的电能小于R2消耗的电能
【答案】D
【解析】A．由图可知，R1与R2串联，所以通过R1的电流等于通过R2的电流，故A错误；
B．因两电压表的指针位置相同，但R2两端电压表的量程比R1两端的量程大，所以R1两端的电压小于R2两端的电压，故B错误；
C．根据R=U/I可知，R1电阻值小于R2电阻值，故C错误；
D．根据W=UIt可知，R1消耗的电能小于R2消耗的电能，故D正确。
故选D。
（变式练3）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻。当开关S闭合后，通过R1的电流I1=1A，通过R2的电流I2=2A。求：
（1）干路电流I；
（2）电源电压U；
（3）通电20s，整个电路中电流做的功W。
【答案】（1）3A；（2）4V；（3）240J
【解析】（1）如图，两个电阻并联，干路电流
（2）电源电压
（3）通电20s，整个电路中电流做的功
考点3 电能表
【例题3】观察图甲中小林的妈妈和爸爸的对话，回答问题：
（1）当地的电价为______元/度；
（2）小林家上一个月底抄表时电能表的示数如图乙所示，则本月底电能表的示数应为______.
【答案】0.52 1016.1
【解析】（1）由图甲知道，当地的电价为52元/100度=0.52元/度
（2）由图乙知道，上个月底抄表时电能表的示数为916.1kW·h，这个月用了100度电也就是100kW·h，所以本月底电能表的示数为
916.1kW·h+100kW·h=1016.1kW·h
（变式练1）某电能表的表盘如图所示。用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是（　　）
A．1.8×106J B．3.6×106J C．5.4×106J D．7.2×106J
【答案】B
【解析】由图可知，电能表的铝盘每转过720转，消耗1kW·h电能，即3.6×106J电能，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
（变式练2）如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该电能表的标定电流是 A，表盘上显示已用电 。
【答案】 10 5546.7
【解析】由10（40）A可知，该电能表的标定电流是10A。
电能表数字方框内最后一位是小数，单位是kW h，所以电能表显示已用电为5546.7kW h。
（变式练3）小明家电能表3月底的示数为，4月底的示数为。小明家4月份用电 kW·h。若电费按每千瓦时0.5元计算，则小明家4月份应交电费 元。【答案】 120 60
【解析】电能表的读数最后一位是小数位。3月底示数为2158.2kW·h，4月底示数为2278.2kW·h。4月份用电量为2278.2kW·h 2158.2kW·h=120kW·h
已知电费每千瓦时0.5元，4月份应交电费为120kW·h×0.5元/kW·h=60元
1．下列家用电器主要将电能转化为机械能的是（　　）
A．LED灯 B．电饭锅 C．电风扇 D．电烤箱
【答案】C
【解析】A．LED灯工作时主要将电能转化为光能，故A不符合题意；
B．电饭锅工作时主要将电能转化为内能，故B不符合题意；
C．电风扇工作时，风扇转动，主要将电能转化为机械能，故C符合题意；
D．电烤箱工作时主要将电能转化为内能，故D不符合题意。故选C。
2．下列单位中哪个是电功的单位（ ）
A．瓦特（W） B．千瓦时（kW·h） C．安培（A） D．欧姆（Ω）
【答案】B
【解析】A．瓦特（W）是功率的单位，故A不符合题意；
B．千瓦时（kW·h）是电功或电能的单位，故B符合题意；
C．安培（A）是电流的单位，故C不符合题意；
D．欧姆（Ω）是电阻的单位，故D不符合题意。故选B。
3．甲、乙两电热丝的电阻之比为4︰3，两端的电压之比为2︰1，则相同时间内消耗电能之比为（ ）
A．1︰3 B．3︰1 C．2︰3 D．3︰2
【答案】B
【解析】相同时间内消耗电能之比为
故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
4. 小明家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图，下列说法正确的是（　　）
A. 该电能表的标定电流为20A
B. 该电能表应接在50Hz的直流电路中使用
C. 小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转
D. 小明家半年内的用电量是6335kW·h
【答案】C
【解析】A．由电能表的表盘可知， 该电能表的标定电流为10A，最大工作电流为20A，故A错误；
B．由表盘上的“ ”可知，该电能表应接在50Hz交流电路中使用，故B错误；
C．由表盘上的“”可知，小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转，故C正确；
D．小明家半年内的用电量是，故D错误。故选C。
5．小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表示数如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量消耗电功率的仪器
B．这段时间内他家消耗的电能为903kW h
C．这个电能表的测量值是以“J”为单位
D．电能表的转盘转过1800圈，这段时间他家的用电器共消耗电能1.8×106J
【答案】D
【解析】A．电能表是用来测量用户在一段时间内消耗电能的仪表。故A错误；
B．电能表最后一位是小数，这段时间内他家消耗的电能为，故B错误；
C．由电能表参数可知，此电能表测量值是以为单位的，故C错误；
D．电能表的转盘转过1800圈，这段时间他家的用电器共消耗电能为
。故D正确。
故选D。
6. R1=5Ω、R2=10Ω，将R1、R2串联后接在3V的电源上，通电1min。通过R1的电流为I1，R1消
耗的电能为W1；通过R2的电流为I2，R2消耗的电能为W2。则I1：I2和W1：W2，下列选项正确的
是（　　）
A．1：2 1：2 B．2：1 2：1
C．1：1 2：1 D．1：1 1：2
【答案】D
【解析】将R1、R2串联后接在3V的电源上，串联电路中各处的电流相等，通过两个电阻的电流
I1:I2=1:1；
通电1min，两个电阻消耗电能之比W1:W2= I12R1t: I22R2t= R1: R2=5Ω:10Ω=1:2，故选D。
7. 为响应“节约能源，创造美好环境”的号召，小明家里这个月用电相比上个月减少了20度，20度= J。家里的空调工作2h，消耗的电能为1.08×107 J，合 kW·h。
【答案】 7.2×107 3
【解析】我们日常说的20度，即为20kW·h
家里的空调工作2h，消耗的电能为1.08×107 J
8. 用电器工作的过程总是伴随着 转化，如电流通过电炉时，电能转化为 能；电流通过电风扇时，电能主要转化为 能；给手机电池充电时，电能主要转化为 能。
【答案】 能量 内 机械 化学
【解析】用电器工作的过程总是伴随着能量转化，将电能转化为其他形式的能。
电流通过电炉时，消耗电能，产生热量，电能转化为内能。
电流通过电风扇时，电能主要转化为机械能，使叶片转动。
给手机电池充电时，电能主要转化为化学能储存起来。
9. 小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，则小明家4月份用电 kW·h，若以当地电价0.5元/度计算，小明家4月份应缴纳电费 元。

【答案】 240 120
【解析】4月末的电能表示数为6262.3 kW·h，3月末的电能表示数为6022.3 kW·h，小明家4月份用电
小明家4月份应缴纳电费
10. 电热水器是利用电流的_________效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示_____kW·h，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为_________J，其两端电压_________（高于/等于/低于）220V。
【答案】 热 3023.6 等于
【解析】电流通过导体时，导体发热是电能转化为内能，这种现象是电流的热效应。
电能表的读数方法：最后一位是小数，由甲图可得家中的电能表示数为3023.6kW·h。
电能表指示灯 1min 内闪烁 80 次，电能表参数“3200imp/(kW·h)”，则 1min 内消耗电能为
电热水器的实际功率为
实际功率等于额定功率，所以实际电压等于额定电压，为220V。
11．（1）如图中电流表的读数是 A；如果接线的是另一个量程，则读数是 A，分度值是 A。
（2）如题图是电能表，它是计量 的仪器。它的转盘转动快，表示 ；如果这个电能表上的转盘在 30min 内转了 1500转，则消耗的电能是 kW·h。
【答案】（1） 1 0.2 0.02 （2）电能 消耗电能快 0.5
【解析】（1）电流表大量程，分度值0.1A，示数为1A。
接小量程，分度值0.02A，示数0.2A。
（2）电能表是用来测量电能的仪器。
转盘转动快，说明用电器消耗电能的速度快。
用电器 30min 内消耗的电能是
12．利用如图所示的电路可以验证电功与电流的关系。
（1）图中两只灯泡的连接方式是_____联，选择这种连接方式是为了控制______相同，它们工作时的电阻要_______ （选填“相同”或“不同”）；
（2）本实验中，是通过观察________ 来判断电流做功多少的．小明正确操作，验证了实验的结论，支持该结论的实验现象是________。
【答案】（1）并，灯泡两端电压，不同；（2）电流表示数，电压相等，电流越大，灯泡越亮。
【解析】（1）由图示电路图，两灯泡并联连接，它们是并联的；电流做功与电压、电流和通电时间有关．根据并联电路的电压特点知，两灯的电压相等，所以此实验是探究功与电流的关系，应控制电压相同而电流不同，故两并联灯泡的电阻应该不同；
（2）在电压和通电时间相同时，电流越大，电流做功越多，所以实验中是通过观察通过两灯的电流来判断电流做功的多少的；如果电流表示数较大的支路灯泡较亮，则可以验证实验结论。
13. 如图所示的电路中，电源电压恒为2V，R1的阻值为10Ω，R2的阻值为20Ω，闭合开关S。求：
（1）通过R1的电流；
（2）通电50s，R2消耗的电能。
【答案】（1）0.2A；（2）10J
【解析】（1）由图可知，电阻R1、R2并联，通过R1的电流为
（2）R2在10s内消耗的电能为
14.如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。
（1）求电源电压；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的示数；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。
【答案】（1）电源电压为12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电流表的示数为1.2A；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，整个电路消耗的电能为1920J。
【解析】（1）当闭合开关S1、S，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过的电流，
由I＝可得，电源电压：
U＝I1R1＝0.4A×30Ω＝12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过的电流，
则电流表的示数：
I2＝＝＝1.2A；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，R1与R2并联，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过R1、R2的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流：
I＝I1+I2＝0.4A+1.2A＝1.6A，
通电100s整个电路消耗的电能：
W＝UIt＝12V×1.6A×100s＝1920J。
15．如图所示，电源电压保持不变，已知，。只闭合开关时，电流表示数为0.3A，求：
(1)电源电压。
(2)同时闭合开关、时，通电1min电阻消耗的电能。
【答案】(1)1.5V (2)13.5J
【解析】（1）只闭合开关时，电路为的简单电路，电流表示数为0.3A，则通过的电流
则电源电压
（2）同时闭合开关、时，两电阻并联，两端的电压U2=U=1.5V
则通过的电流
通电时间t=1min=60s
则消耗的电能
科学思维
科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；是建构物理模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等方法在科学领域的具体运用；是基于事实证据和科学推理对不同信息、观点和结论进行质疑和批判，予以检验和修正，进而提出创造性见解的品格与能力。科学思维主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。
科学态度与责任
科学态度与责任是指，在认识科学本质和了解科学、技术、社 会、环境之间关系的基础上形成的，探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是、持之以恒的品质，热爱自然、保护环境、遵守科学伦 理的自觉行为，以及推动可持续发展和实现中华民族伟大复兴的使命 担当。科学态度与责任主要包括科学本质观、科学态度、社会责任等要素。
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