课时18.1 （学案）电能 电功(有答案)

课时18.1电能 电功教案
知识点一：电能
电能的来源
电能的来源 能量的转化过程
电池 干电池 化学能能转化为电能
蓄电池 燃料的化学能通过汽轮发动机转化为电能
各种发电 水力发电 通过水轮机将机械能转化为电能
火力发电 通过燃料的化学能通过汽轮机转化为电能
风力发电 通过风力发电机将机械能转化为电能
地热发电 将地热能通过发电机转化为电能
太阳能发电 通过太阳能电池板等将太阳能转化为电能
核能发电 将核能转化为电能
电能的利用：用电器是消耗电能的装置，将电能转化为其他形式的能；电池（电源）是提供电能的装置，是将其他形式的能转化为电能的装置。例如发电机：机械能→电能，干电池：化学能→电能。
电能的单位
①国际单位：焦耳，符号。
②常用单位：千瓦时，用符号表示，俗称度。
③换算单位：1度=1==3.6×106。
小知识：能是通过功来定义的，即能够做功，就具有能量，电流通过导体时能够对导体做功，所以电流具有能。
知识点二：电能的计量
（1）计量工具：电能表。电能表是计量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表。
（2）电能表的读数。电能表计数器上显示的数字是表从开始计数到读数为止用去的电能。即电能=终止读数-起始读数，最后一位为小数位。单位是。（★电能表的读数练习）
①220V——这个电表要接在220V的电路中才能正常使用。
②10（20）A——这个电表的标定电流为10A，最大电流为20A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。
③50HZ——这个电表在频率为50赫兹的交流电中使用。（★赫兹的介绍）
④3000revs/()——接在这个电能表上的用电器，每消耗1的电能，电能表上的转盘转过3000转（imp闪烁）。（★求转数的计算过程及单位的换算）
小知识：电能表的类型：机械式电能表和电子式电能表联系与区别
节能的意义
知识点三：电功
电功的概念
①定义：电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电路做功的过程，有多少能发生转化就说电流做了多少功，即电功是多少。电功用“”表示。
②实质：电流做功的过程就是能量转化的过程，电流做了多少功，就有多少能量转化为其他形式的能，即消耗了多少电能。
③电流做功的形式：用电器运动、发光、发热、发声等。
电流做功多少的影响因素
大量实验现象表明，电流做功的多少跟电压的高低、电流的大小、通电时间的长短都有关。加在用电器上的电压越高、通过的电流越大、通电时间的长短有关。加在用电器上的电压越高，通过的电流越大，通电时间越长，电流做功越多。
电功的计算
①。其中U表示电路两端的电压，I表示电路中的电流，t表示通电时间。
②单位：的单位必须是，
③推导式：由欧姆定律的计算式及变形式，分别带入电功的计算公式，可推导出（串联型电路）、（并联型电路）（适用于纯电阻电路）
纯电阻电路与非纯电阻电路：纯电阻电路：电流做功全部转化为内能；非纯电阻电路：电流做功除了转化为内能外，还转化为其他形式的能，例如含有电动机的电路就是非纯电阻电路。但是灯泡视为纯电阻电路，发光的原因还是因为温度高，光电子跃迁。
小灯泡当然是纯电阻，所谓的电路分类，相对于纯电阻电路而言，是感性电路和容性电路。小灯泡（这里指的是白炽灯泡）电感电容值均可认为是零，当然就是纯电阻了。
你研究一下灯泡的发光原理，也是先将电能转化为内能（热量）再转化为光能的，与你所说的电阻电路只有电能与内能的转化毫不矛盾。注意是转化为内能后再转化为光能。
白炽灯的工作原理是：电流通过灯丝时产生热量，螺旋状的灯丝不断将热量聚集，使得灯丝的温度达2000摄氏度以上的白炽状态（灯丝一般采用钨丝，熔点约3000摄氏度左右），这时候组成灯丝元素的原子核外电子会被激发，从而使得其向较高能量的外层跃迁，当电子再次向低能量的电子层跃迁时，多余的能量便以光的形式释放出来，并同时产生热量，故称之为白炽灯。
串、并联电路中电功的分配关系
因为功是能量转化的量度，所以从能量的角度来说，无论是串联电路还是并联电路，电路中电流做的总功等于各个用电器做功的总和，即。
关系 类型 串联电路 并联电路
特点 电流做的总功等于各部分用电器电流所做的功之和，即。 电流做的总功等于各部分用电器电流所做的功之和，即。
分配关系 电流通过各用电器所做的功与其电阻成正比，即 电流通过各用电器所做的功与其电阻的成反比，即
电量的单位：毫安时与安时
当电流强度用毫安（mA）作单位，时间用小时（h）做单位，它们两个相乘就是毫安时（mAh），当然还是电量，根据公式，由于1A=1000mA，1h=3600s，所以1Ah=3600C；1mAh=10-3A×3600s=3.6C。
四、当堂练习
1．下列说法中正确的是（ ）
A．电饭锅工作时，将内能转化为电能
B．电风扇工作时，将机械能转化为电能
C．干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能
D．在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能
2．王老师的新家买了250 W的电视机一台，300 W的洗衣机一台，100 W的电冰箱一台，2200 W的柜式空调机一台，250 W的电脑一台，800 W的电饭锅一个，40 W的照明灯8盏，请为王老师选择一种合适的电能表（　　）
A．220 V 5 A B．220 V 15 A
C．220 V 20 A D．220 V 30 A
3．利用公式计算电功时注意：“________性”即式中的电压、电流、通电时间都是在同一段电路或对同一个导体；“统一性”计算时单位要________；“同时性”是指在________时间内的物理量进行计算。
4．电能可以转化成其他形式的能量，电能转化为其它形式能的过程也可以说是电流________的过程，有多少电能发生了转化就说电流________。简单说就是电流____________叫电功也叫____________。
5．电能表的重要参数“220V”表示_______；“10（20）A”表示______________；600表示_______；“50~”表示_______，电流方向改变_______次。
6．电能的单位生活中称为_______，它的学名叫做_______，符号是_______。在物理学中，更常用的能量单位（也就是主单位，也叫国际单位）是_______，简称_______，符号是_______。它们的换算关系是______________。
7．小明家电能表上月底的示数为08116，本月底的示数如图所示，他家本月消耗的电能为_____kW h．若按0.5元/（kW h）计费，本月应付电费_____元．他家同时使用的用电器总功率不得超过_____W．
8．如图所示，电能表的示数为______kW·h，在某段时间内，转盘转过1800圈，则此段时间内用了_____度电．
9．小明家电能表上标有“220V 10(30)A、1500转/kW·h”等字样。一天他测得供电电压正常，观察到家中的用电器都工作时，2min内电能表的铝盘转过300转，用电器消耗的电能是__________J，他家用电器的总功率__________W。夏日来临，他家又买了一台功率为1.5kW的空调，从电能表使用的角度考虑，他家电路__________安装这台空调(选填“允许”或“不允许”)
10．下图中，不能探究影响电流做功的多少的因素实验的是____图，原因是______；研究电流做功与电压的关系，应该选择图______；研究电流做功与电流的关系，应该选择图______。
参考答案
1．D
【解析】电饭锅工作时是将电能转为内能，电风扇工作时是将电能转换为机械能；干电池供电时将化学能转换为电能，太阳能电池是将太阳能转换为电能，故D正确
2．C
【解析】王老师家中所用用电器同时工作时的总功率为
总电流为
电能表的允许电流应等于或稍大于电路中的最大工作电流，所以选20A的电能表。
故选C。
3．同一性 统一 同一
【解析】[1][2][3]用电功公式计算时需注意，公式中的电压、电流和通电时间必须是在同一段电路或对同一个导体而言，这叫同一性；计算时单位必须统一；计算时各物理量必须是同一时间内的物理量。
4．做功 做了多少功 所做的功 消耗了多少电能
【解析】[1][2][3][4]电能转化为其它形式能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。简单说就是电流所做的功也叫消耗了多少电能。
5．这个电能表应该在220V的电路中使用 这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A。电能表工作时的电流不应超过最大额定电流 接在这个电能表上的用电器，每消耗一千瓦时的电能，电能表上的转盘，转过600转 这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用 100
【解析】[1][2][3][4]“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用；“10（20）A”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A。电能表工作时的电流不应超过最大额定电流；600表示接在这个电能表上的用电器，每消耗一千瓦时的电能，电能表上的转盘，转过600转；“50~”表示这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用。
[5] 50~表示电流每秒周期性变化50次，每个周期性变化电流方向改变2次，故50Hz电流方向改变100次。
6．度 千瓦时 kW·h 焦耳 焦 J 1kW·h=3.6×106J=1度
【解析】[1][2][3]电能的单位生活中称为度，学名叫做千瓦时，符号是kW·h。
[4][5][6]国际单位是焦耳，简称焦，符号是J。
[7]它们间的换算关系是
1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J
7．140 70 2200
【解析】
①消耗电能为：W=W1﹣W2=951.6kW h﹣811.6kW h=140kW h．
②∵电费的单价为：0.5元/（kW．h），
∴应交电费为：140kW h×0.5元/（kW．h）=70元．
③∵U=220V，I=10A，
∴使用的用电器总功率不得超过；P=UI=220V×10A=2200W
8．201.9 0.5
【解析】电能表的最后一位是小数，由图知，此时电能表的示数为201.9kW·h；由于转盘转过3600圈时，消耗的电能为1kW·h，也即1度，所以转盘转过1800圈时，刚好是3600圈的一半，则消耗的电能刚好是1度的一半，即0.5度．
9． 7.2×105 6000 不允许
【解析】家中的用电器都工作时，2min内电能表的铝盘转过300转，用电器消耗的电能是：
；
他家用电器的总功率为：
；
他家电能表允许的最大功率为：
；
又买了一台功率为1.5kW的空调，总功率为：
所以他家电路不允许安装这台空调。
10．甲 无法控制变量 丙 乙
【解析】[1][2]甲图无法探究影响电流做功的多少，因为甲图中滑动变阻器的滑片滑动后，灯泡的电流和电压都会改变，无法控制变量进行研究。
[3]研究电功与电压关系时，需要控制电流不变，故选择丙图，丙图串联，电流相等。
[4]研究电功与电流关系时，需要控制电压不变，应选择乙图，乙图并联，电压相等。