18.1 电能 电功（课件）（68张PPT）2021人教版九年级物理 同步教学精选

(共68张PPT)
第十八章 电功率
第1节 电能 电功
1
2
了解电能和我们生活的联系，知道电能的单位。
会读家用电能表，会通过电能表计算家庭电费，有节约用电的意识。
教学目标
3
从能的转化认识电能，能结合生活实例分析电能转化是通过做功实现的。
通过实例理解电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关，能利用电功公式进行相关计算。
4
教学重点
教学难点
教学重点与难点
电能的概念和电能的计算。
教学重点与难点
对电功概念的理解。
复习
①在八年级时我们学过能量的概念，知道自然界中有各种形式的能量：如机械能、光能、内能、化学能等。
③各种能量的国际单位：焦耳（J）。
②不同形式的能量之间可以相互转化。如在机械能中，动能和势能可以相互转化。
想一想
课堂导入
生活中有不同型号的干电池、锂电池等，它们的作用是什么？
干电池
蓄电池
锂电池
第1节 电能 电功
原来它们是把不同形式的能转化为电能。
什么是电能？怎样获取、计算、测量电能？这节课我们一起学习。
一
电 能
①干电池、蓄电池、锂电池等都可以提供电能。
干电池
蓄电池
锂电池
这些电池的电能来源于化学能
电能的来源与转化
1
转化
化学能
电能
一、电能
②水力发电
机械能
电能
一、电能
转化
电能来源于水的机械能
④火力发电
③风力发电
内能
机械能
电能
电能
一、电能
转化
转化
这些电能来源于
⑤太阳能发电
光能
电能
一、电能
转化
电能来源于太阳能
⑥核能发电
核能
电能
一、电能
转化
把其他形式的能
你知道电能是怎么来的了吗？
一、电能
转化
电能
Ⅰ. 你知道这些电用到哪里去了吗？
Ⅱ. 我们身边有很多用电的设备——叫做用电器。
Ⅲ. 根据能量的转化与守恒，我们可以进行推理，用电器在工作时消耗的电能一定转化为其他形式的能量。
我们看看电能是怎样转化为其他形式的能量的？
电能与我们的生活
一、电能
2
电能的应用与转化
转化
内能光能
电能
转化
光能声能
电能
一、电能
①电灯
②电视机
转化
机械能
电能
一、电能
③电扇
④电动车
电烤箱
转化
内能
电能
一、电能
⑤电烤箱
⑥空调
电能
其他形式的能
电源
转化
其他形式的能
用电器
电能的来源
电能的利用
转化
一、电能
3
电能的来源与利用
①用电器工作的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
②电能也是一种形式的重要能量，通常用符号W 来表示。
一、电能
总结
4
电能的单位
①国际单位：焦耳，简称焦，用字母 J 表示。
②生活中常用单位：
千瓦时，字母符号为 KW·h，也叫“度”。
1度=1kW·h=1×103 W×3600s= 3.6×106 J
③单位换算关系：
1kW·h=3.6×106 J
一、电能
5
视频欣赏《电能》
洗衣机工作3个小时
笔记本工作30小时
1度电的作用
白炽灯、日光灯工作约25小时
一、电能
6
空调工作约0.5小时
电烤箱工作约1小时
电饭煲工作约1.5小时
一、电能
1度电的作用
灌溉农田约330m2
采煤约100kg
炼钢约1.6kg
一、电能
1度电的作用
二
电能的计量
电能的计量——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认识一些电能表：
电子式电能表
IC卡电能表
机械式电能表
二、电能的计量
1
③电能表的参数
电能表的铭牌
电能的单位为千瓦时
“220V”表示这个电能表正常工作电压为220伏。
“10（20）A”指这个电能表的额定电流为10A，短时间内工作时的电流不能超过20A。
“3000r/kW·h”指用电器每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过3000转.
“50Hz”指这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用.
二、电能的计量
④电能表的读数
最后一位是小数
电能表当前的示数为 1380.6 kW·h
二、电能的计量
观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是用电器消耗的电能值。
⑤电能表测量消耗的电能
二、电能的计量
IC式电能表
二、电能的计量
“3200imp/（kW h）”
其含义是电路每消耗lkW h的电能，电能表上指示灯闪烁3200次。
【例1】小明家中一周前、后电能表示数如图所示，小明家所在地区每度电的电费是0.5元，请你估算他一周需要付多少电费。
这周用电约
823.3kW·h-781.5kW·h=41.8kW·h
电费 0.5元/（kW·h）×41.8kW·h=20.9元
表盘的最右一位为小数
解析
二、电能的计量
视频欣赏《1度电的作用》
三
电 功
想一想
各类用电器是如何将电能转化为其他形式的能呢？
其他形式的能
电能
三、电功
我们知道：电能可以转化为其他形式的能量。
下面我们分析用电器是如何将电能转化为其他形式能的。
电功的概念
转化
三、电功
以电动自行车为例分析：
1
电功的概念
蓄电池
电动自行车的核心部件：蓄电池、电动机。
电动机
机械能增加
电流做功
电能减少
三、电功
①电动车运动时，电流通过电动机，使电动机转动，电流做功。
以人骑电动车为例分析
②蓄电池中的电能减少。
③电动车的机械能在增加。
三、电功
蓄电池工作时，电流在做功，电能减少，电动机的机械能增加。
电流就做了多少功
电池减少了多少电能
车的机械能就增加多少
这个过程是通过电流做功来实现的。
电流做功105焦耳
再例如，对电水壶里的水加热，水温度升高，如果增加了105焦耳的内能，则一定消耗了105焦耳的电能，在这过程中，电流做功105焦耳。
有105焦耳电能转化为内能
=
三、电功
电流做了多少功
有多少电能转化成其他形式的能
三、电功
电功
2
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。
转化
内 能
机械能
化学能
光 能
①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。
电能
电流做功
②用电功的大小来量度用电器消耗的电能的多少。
┈┈┈┈
三、电功
对电功的理解
3
视频欣赏《电流做功的含义》
①可能与电流有关；
探究“影响电功大小的因素”
下面我们通过实验探究“影响电功大小的因素” 。
4
三、电功
想一想
电流做功多少与哪些因素有关
猜想
②可能与电压有关；
③可能与通电时间有关。
实验方案
控制变量法
②如何反映电功的大小？
转化法
A. 保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系
B. 保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系
①实验需采用哪种研究方法？
比较电灯的亮度：小灯越亮，电流做功越多。
三、电功
①保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系
把两盏规格不同的小灯串联，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。
探究实验
三、电功
视频讲解：《探究电功与电压的关系》
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。
结论
电压（伏） 发光情况
甲灯 2.8 亮
乙灯 0.4 暗
实验记录
三、电功
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。
三、电功
②保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系
探究实验
视频讲解：《探究电功与电流的关系》
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。
结论
电流（安） 发光情况
甲灯 0.26 暗
乙灯 0.6 亮
三、电功
实验记录
进一步实验可得出：
电流所做的功与电压、电流、通电时间成正比。
决定电功大小的因素：
电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间长短有关。用电器两端的电压越大、通过用电器的电流越大、用电器通电时间越长，电流做功也就越多。
实验结论
三、电功
5
W = UIt
1焦 =1伏·1安·1秒
②公式：
电功=电压×电流×通电时间
① 物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。
t —— 通电时间
I ——电流
U ——电压
③国际单位：焦耳（J）
常用单位：千瓦时（KW·h）
电功
1kw·h=3.6×106J
1J =1V·A·S
三、电功
6
由W＝UIt 和欧姆定律 I＝ 可知:
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。
三、电功
电功的推导计算公式
7
W＝ t
W＝I2Rt
串联电路 并联电路
相同点 电流所做的总功等于电流对各部分用电器所做功之和，即： W＝W1＋W2＋… 电流所做的总功等于电流对各部分用电器所做功之和，即：
W＝W1＋W2＋…
三、电功
串、并联电路中电功的特点
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不同点 相等时间内电流通过各用电器所做的功与其电阻成正比，即： W1∶W2＝R1∶R2 相等时间内电流通过各用电器所做的功与其电阻成反比，即：
W1∶W2＝R2∶R1
说明 举例
电路的 同一性
单位的 统一性
W、U、I、t 四个物理量必须是同一个导体在同一时间对应的四个量。
甲灯与乙灯连接在电路中，计算电流通过甲灯泡做的功，应该等于甲灯泡两端电压、通过甲灯泡的电流和甲灯泡通电时间的乘积。
W、U、I、t 的单位必须是国际单位，分别为：焦、伏、安、秒。
某灯泡两端电压是6V，通过灯泡的电流是0.2A，求通电1min电流做的功。
正确：W=UIt=6V×0.2A×60s=72J，
若不经换算，就计算则得出 W=UIt=6V×0.2A×1min=1.2J，是错误的。
应用W = UIt 的注意问题
三、电功
9
【例2】如图所示，小灯L1和L2并联在电压为6 V的电源上，当开关闭合时，电流表A1的示数为0.6 A，电流表A2的示数为0.2 A，求： ①电流在1分钟内对灯L1做的功为多少焦？
②整个电路消耗的电能是多少？
三、电功
解析： ① W1＝U1I1t
=6V×0.6A×60S=216J
W＝UIt =6V×（ 0.6A+0.2A ）×60S
=288J
②整个电路消耗的电能
四
课堂练习
1. 电流做功的过程，实际上是 的过程。
电能转化为其他形式能
2. 电流做了多少功，就有多少________转化为其他形式的能。
电能
3. 1度=_____千瓦时=____________焦。
1
3.6×106
四、课堂练习
4. 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
四、课堂练习
5. 电能表的作用 。
6. 电能表表盘上的“220V”表示 ____________________。
7. 电能表表盘上的“10（20）A” 表示
__________________________________________________。
8. 电能表表盘上的“1250r/kw·h” 表示 _______________________________________________。
正常工作电压220伏
正常工作时的电流为10A，短时间内电流不能超过20A
每消耗1kw·h的电能，电能表的转盘转动1250圈。
测量用电器消耗电能的多少
四、课堂练习
9．一个小灯泡的两端加2.5V电压时，通过的电流是0.3 A，它在这种情况下通电2min，电流做了多少功 消耗的电能是多少
W=UIt=2.5V×0.3A×120s=90J
W能=W=90J
消耗的电能
电流做的功
解： t=2min=120s
四、课堂练习
10. 有一只小灯接在6伏的电路中，使用2分钟消耗的电能为180焦，计算通过它的电流多大？
解：t=2min=120s
W=UIt
即180J= 6V×I×120s
通过它的电流 I=0. 25A
四、课堂练习
解： I=350毫安=0.35安 t=30分钟=1800秒
根据电功的公式得
W=UIt
=220V×0.35A×1800s
=1.386×105J
11. 一把电烙铁接在220伏的电路中，通过它的电流是350毫安，问通电30分钟消耗了多少电能？
四、课堂练习
12. 有一只节能灯接在220伏的家庭电路中，通过它的电流为100毫安，计算这只灯使用2小时消耗多少度电？
解：I=100mA=0.1 A
这只节能灯工作5 h消耗的电能是0.022 kW·h，即0.022 度。
W = UIt
= 220V×0.1A×3600S
= 7.92 ×104J
= 0.022 kW·h
四、课堂练习
t=2h=3600s
1kw·h=3.6×106J
13. 如图所示，R1=30Ω，R2=10Ω，
闭合开关后，电流表的示数为0.2A。求：
（1）电源电压；
（2）通电1min，电流通过R1所做的功。
（3）通电1min，电流通过R2所做的功。
解：（1）U电源=U1=I1R1=0.2A×30Ω=6V
（2）I1=0.2A
电流通过R1所做 W1=UI1t=6V×0.2A×60s=72J
（3）I2=U/R2=6V/10Ω=0.6A
电流通过R2所做 W2=U2I2t=6V×0.6A×60s=216J
四、课堂练习
R2
S
R1
A
14．如图所示，电源电压U＝12V且保持不变，RL＝R1＝12 Ω。当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2 A。求：
(1)电阻R2的阻值是多大？
(2)当S1、S2都断开时，10s内灯L消耗的电能是多少？(不计温度对灯丝电阻的影响)
四、课堂练习
四、课堂练习
电源电压U＝12V，RL＝R1＝12Ω。当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2 A。求：
（1）电阻R2的阻值是多大？
四、课堂练习
电源电压U＝12 V，RL＝R1＝12 Ω。当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2 A。求：
（2）当S1、S2都断开时，10 s内灯L消耗的电能是多少？
14. 小华家的电能表某月初的示数如下图甲所示，当月底的示数乙图所示。那么小华家该月消耗多少度电？约等于多少焦？若当地的电费为0.5元/ KW·h，该月小华家应支多少电费 ？
　
1
2
6
8
4
1
3
5
2
9
甲
乙
解：①W=W底－W初=1352.9度－1268.4度=84.5度
②W= 84.5×3.6×106J=3.042×108J
③84.5KW·h×0.5元/KW·h=42.25元
四、课堂练习
一些其他形式的能可以转化为电能。
2. 用电器工作时把电能转化为其他形式的能。
4. 电能的测量：电能表(电表、电度表)
作用：测量用电器一段时间内消耗电能的多少
国际单位: 焦耳（J）
常用单位：千瓦时（ kw·h
电能 电功
1. 电能:
3. 电能单位:
电功的计算：W=UIt
换算关系： 1kw·h=3.6×106 J
5. 电功：有多少电能发生了转化就说电流做了多少功
课堂总结
7. 电功的单位：焦耳、千瓦时