16.1 电流做功 学案（含答案） 2023-2024学年沪科版物理九年级全一册

第1节 电流做功
素养目标
1.从能量转化角度认识电流做功。
2.了解电能表参数的意义,会读家用电能表,会通过电能表计算电费。
◎重点:会应用电功的计算公式进行简单的计算。
【预习导学】
我们的生活越来越离不开电,电灯、电视、手机、电扇、冰箱、空调、洗衣机等,越来越多的电器走进我们的生活。但是这些电器在工作时都有一个共同的特点,需要消耗电能。这节课我们就来探究用电器消耗电能的过程及如何测量用电器消耗电能的多少。
知识点1认识电流做功
1.用电器工作的过程就是利用 做功,将电能转化为 的过程。电流做了多少功,就要消耗多少电能。
2.电流所做的功与 、 和 成正比。计算电功的公式为 。电功的单位是 ,简称 ,符号为 。常用单位是 ,符号 ,俗称 ,相当于功率为1 kW的用电器工作1 h所消耗的电能,1 kW·h= J。
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(1)公式中的各物理量仍要具有“同一性”和“同时性”,即对应同一个导体或同一段电路,并对应同一段时间(或同一状态)。
(2)公式中的每一个物理量的单位都必须采用国际单位制。
对点自测
1.家用照明灯泡的两端电压为220 V,当它正常发光时,通过它的电流为0.25 A,则该灯泡在这种情况下通电1 h,电流做功 J。
2.电阻R1与R2串联后接在12 V的电源两端,R2的阻值为10 Ω,通过R1的电流为0.2 A,则5 min内电流通过R1做的功为 J,通过R2所做的功为 J。
【答案】知识点一
1.电流　其他形式的能量
2.电流　电压　通电时间　W=UIt　焦耳　焦　J　千瓦·时　kW·h　度　3.6×106
对点自测
1.1.98×105
2.600　120
知识点2认识电能表
“kW·h”表示电能表示数的 ;
“220 V”指该电能表应该在 V的电路中使用;“10(20)A”指该电能表的额定电流是 A,在短时间内电流允许大一些,但不能超过 A;“50 Hz”指该电能表在 的交流电路中使用;“600 revs/(kW·h)”指该电能表上的用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过 转。
对点自测
3.如图所示,这小明家的电能表表盘,下列说法正确的是 ( )
A.该电能表在220 V以下的电路中也能正常使用
B.该电能表正常工作的最大电流为5 A
C.此电能表所显示的示数含义:截至目前,小明家共消耗了2328 kW·h的电能
D.此电表上标有“3200 imp/(kW·h)”的含义:这个家庭每消耗1 kW·h的电能,此电能表闪烁3200次
【答案】知识点二
单位　220　10　20　50 Hz　600
对点自测
3.D
知识点3测算电费
1.电能表又称 ,是测量 的仪表。
2.电能表表盘方框内的数字,记录的是所消耗的电能总数,红色方框内的数字为小数位,单位是 。
3.电能表在一段时间内前后两次示数的 ,就是这段时间内电能表所接电路消耗的电能。
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电能表的最后一位的数字为小数位。
对点自测
4.图甲为小明家7月底家里的电能表读数,图乙为8月底家里的电能表读数,则小明家8月份消耗电能 kW·h。从小明家的电能表可知,当该电表转了300转时,所消耗的电能是 kW·h。
【答案】知识点三
1.电度表　电功
2.kW·h
3.差值
对点自测
4.150　0.5
【合作探究】
任务驱动1认识电能与电功的关系
分析电流通过以下用电器时能量的主要转化过程:
日光灯等发光电器: 。
荧光灯: 。
电风扇、洗衣机等电动设备: 。
电饭煲、电熨斗等电热器: 。
蓄电池充电: 。
结论:电流做功的实质是消耗了电能,电能转化为其他形式的能。做功的过程就是能量转化的过程,做功的多少可以表示能量转化的多少。所以电流做多少的功,则消耗多少电能,同时转化成了多少其他形式的能。
【答案】任务驱动一
电能转化为光能　电能转化为光能　电能转化为机械能　电能转化为内能　电能转化为化学能
任务驱动2理解电功并计算电功
科学家通过大量的研究发现:电流所做的功与电流、电压和通电时间成正比,电功等于电压、电流和通电时间的乘积。即W=UIt
注:①W、U、I、t必须对应同一导体上的四个物理量
②W、U、I、t的单位必须分别是J、V、A、s
③1 kW·h=3.6×106 J
如图所示,电源电压恒定,R1=30 Ω,R2=60 Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.1 A。求:
(1)开关S1、S2都闭合,电流表的示数;
(2)开关S1、S2都闭合,通电100 s该电路消耗的电能。
【答案】任务驱动二
解:(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测量R1的电流:I1=0.1 A
根据欧姆定律可知,电源电压:
U=I1R1=0.1 A×30 Ω=3 V
开关S1、S2都闭合,两电阻并联,电流表测量总电流,
由于并联电路各支路独立工作,互不影响,故R1的电流不变,R2的电流:
I2===0.05 A
电流表的示数:I=I1+I2=0.1 A+0.05 A=0.15 A
(2)开关S1、S2都闭合,两电阻并联,通电100 s该电路消耗的电能:
W=UIt=3 V×0.15 A×100 s=45 J