15.1 电能与电功
学习目标：
知道电能及其单位和单位的换算。
知道电能表的作用、读数方法、表上几个参数的意义。
知道用电器工作过程中的能量转化情况。
学习重点：
知道电能表上几个参数的意义。
学习难点：
根据电能表的读数计算消耗的电能。
自主学习：
阅读教材，完成下列问题：
1．电流做功的过程是将________能转化为________能的过程。且用电器消耗了多少 能，电流就做多少功。电流通过电灯做功，电能转化为________能；电流通过电动机做功，电能转化为________能；电流通过电热器做功，电能转化为________能。
2.电能表：测量电路 的仪表，俗称电度表。
目标导学：
知识点一：电能
1.用电器的能量转化
各种各样的发电厂，如火力、水力、风力发电厂，它们把不同形式的能转化为电能。而电能在现代社会中有广泛的应用，各类用电器在生产生活中的能量转化过程是：
电能 其他形式的能
【思考】请你写出下列物体工作过程中的能量转化：
电风扇 电热水器 电池充电
____能转化为____能 ____能转化为____能 ____能转化为____能
【小结】
消耗电能的过程 电流做功的过程 电能转化为其他形式的能的过程
消耗电能的过程可以说是电流做功的过程，有多少电能发生发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。电功有符号W表示。
2.电能的单位：
生活中所说的“度”，物理上称为“千瓦时”，符号为“kw h”。在物理学中，常用的能量单位是焦耳。1千瓦时比1焦耳大得多，它们之间的关系是：
1kw h＝3.6×106J
知识点二：电能的计量
1.认识电能表
请同学们阅读课本P88页有关电能表的内容，回答下列问题：
电能表是用来测量电功，即记录电路消耗定能的仪表。
“220 V ”表示
“10（40）A ”表示
“50Hz表示”
“300r / KW·h”表示
2.电能表的读数
电能表上显示的数字是表从开始记数到读数为止用去的电能。为了计量一段时间内消耗的电能，必须记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数。前后两次示数之差，就是这段时间内用电的度数。
小组讨论：
1．小明家2013年1月底与2月底电能表的示数如图所示，请计算，小明家2月份消耗多少电能？若1kwh电费为0.52元，应付多少电费？
2．江西省居民生活用电试行听证方案：每月耗电第一档电量为150度及以内，维持现行价格不变，即每度电0.6元；第二档电量为151至280度，每度电0.65元；第三档电量为281度以上，每度电0.9元．小袁家上月初和上月底电能表的示数如图所示，则她家上月用电为________kW h；如据此听证方案计算，她家上个月电费要比原来多付________元．
3．家用白炽灯正常工作时通过的电流是0.2A，则每分钟电流对此灯做功________J，消耗的电能是________J。
4．最近市面颇受追捧的苹果iphone5S手机的电池容量为1570mAh，理论通话时间为480分钟（3G），则该款手机在正常通话时的工作电流为________A．
巩固练习：
1．在家庭电路中，________表用来测量用户消耗的电能。若电灯消耗了1kWh的电能，则电流做功________J，转化为的内能和光能为________J。
2.如图，对于电能表面板上的一些参数的理解，下列说法错误的是（ ）
A．此时电能表的读数为120.7度
B．“220V”是指这个电能表应该在220伏的电路中使用
C．“10（20）A”是指这个电能表使用时正常工作电流为10安或20安
D．“600r/kW h”是指用电器每消耗1千瓦时电能，电能表的转盘转过600转
达标检测：
1. 小明家的照明电路中安装了一只新电能表，使用一段时间后，电能表的示数如图所示，小明家这段时间消耗的电能是（ ）
A．2W
B．2J
C．20kw·h
D．2kw·h
2. 如图，在某段时间内转盘转过1000转，表示此段时间内用了 度电．
3.电子式电能表表盘上标有“3000imp/kW h”的字样（imp表示电能表指示灯闪烁次数），将某用电器单独接在该电能表上，正常工作30min，电能表指示灯闪烁了300次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是_______kW h15.3 怎样使用电器正常工作
学习目标：
1.加深对电功率的理解，会测算小灯泡的额定功率和实际功率，进一步练习使用电流表、电压表和滑动变阻器。
2．知道额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别。
学习重点：
测量小灯泡电功率的方法，有关额定功率与实际功率的计算。
学习难点：
理解特殊的电功率测量方法。
自主学习：
阅读教材95~97页，完成下列问题：
1、用电器正常工作时的电压叫做额定电压，用电器在额定电压下的功率叫做 ，实际电压下的功率叫做 。
2、伏安法测量小灯泡的电阻的实验原理是 ，主要用到的测量器材是
和 ，要改变小灯泡两端的电压使用的器材是 。
目标导学：
知识点一：额定电压与额定功率
1．在利用图所示观察小灯泡亮度的实验中，滑动变阻器的作用是 ；
如果小灯泡的额定电压是2.5V，则电压表应选 量程，连接电路时，开关应 ；闭合开关前，滑动变阻器应调到 ，这样做的目的是 。
实验得到的结论是：
当加在灯泡两端的电压等于灯泡上标出的电压时，灯泡能 ；
当加在灯泡两端的电压大于灯泡上标出的电压时，灯泡 ；
当加在灯泡两端的电压小于灯泡上标出的电压时，灯泡 。
2．在物理学中，把用电器 的电压值和电流值，分别叫做额定电压和额定电流（用电器上所标的电压和电流值）。在额定电压下工作时所消耗的功率叫做 (用电器上所标的电功率值)。实际使用时，实际加在灯泡两端的电压，叫做 ；用电器在 下工作时所消耗的电功率，叫做实际功率。如：一盏灯泡上标有“220V 40W”字样，它所表示的意义是 。
知识点二：测量小灯泡的电功率
1.在测算小灯泡电功率的实验中，
实验原理是： ；
实验需要的器材有： ；
画出实验电路图： 设计出记录数据的表格：。
按电路图连接好电路，连接电路时应注意的问题（至少写出五点）：
；
闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡在 电压下发光，记下电表示数，利用公式 算出这时的电功率即为小灯泡的额定功率。
实验结论是：U实=U额 P实=P额 灯泡 发光；
U实＞U额 P实＞P额 灯泡发光 ；
U实
由此可知，灯泡的亮度是由 来决定的。
2.一盏小灯泡标有“6V 3W”的字样，它正常发光时的电压是 ，电功率是
，通过灯泡的电流是 ，正常发光时的电阻是 ，正常发光1h
消耗的电能是 。如果它两端的实际电压为3V，则它的实际功率是 。（假设灯泡的电阻不变）
巩固练习：
1、一只标有“220V 25W”的灯泡，其中“220V”表示该灯的 ，“25W”表示该灯的 。1度电能供该灯正常工作 小时。
2、在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”的实验中，至少要 节干电池。电压表应和 并联，最好选用 V的量程。闭合开关后，调节 ，使电压表的示数为 ；若此时电流表的示数为0.2A，则该灯泡的额定功率为 W。
3、现有“220V 40W”、“110V 40W”和“36V 40W”的三个电灯，分别在额定电压下工作，则（ ）
A．“220V 40W”的电灯最亮 B．“110V 40W”的电灯最亮
C．“36V 40W”的电灯最亮 D．三盏电灯一样亮
4、如图所示的电路，电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑片向b端滑动时，则（ ）
A．电压表的示数减小，电灯的功率变大
B．电压表的示数变大，电灯的功率变大
C．电压表的示数减小，电灯的功率变小
D．电压表的示数变大，电灯的功率变小
达标检测：
1、有两只分别标有“6V 2W”和“12V 8W”字样的小灯泡，如果将它们串联在电路中，恰好能使其中一盏灯正常发光，则加在串联电路两端的电压是（ ）
A．6V B．12V C．18V D．24V
2、将标有“36V 40W”的甲灯和标有“36V 20W”的乙灯串联后接到40V的电源上，则（ ）
A．两灯都不能正常发光，但甲灯比乙灯亮些
B．两灯都不能正常发光，但乙灯比甲灯亮些
C．两灯都能正常发光
D．无法确定
3、两只外形相同额定功率不同白炽灯泡，铭牌上只能看清“220V”字样，怎样确定哪只额定功率较大？至少说出三种方法。若一灯泡的灯丝断了，将灯丝搭接后使用仍能发光。这时灯泡亮度跟原来比，是变亮了还是变暗了？为什么？
4．小刚和小丽一起做“测定小灯泡额定功率的实验”，已知小灯泡的额定电压为3.8V，正常发光时灯丝电阻为10－15欧。
（1）小刚同学将实物连成如图电路，小丽发现电路中有四处错误，请你指出接线错误所在（不需要更正）①___________ ；②_____________；③_____________；（4）_____________ 。
（2）小丽同学帮助小刚改正接线错误后，闭合开关发现电流表示数几乎为零，而且电压表示数接近为电源电压，发生此故障的原因可能是___________________
（3）他们排除故障后，发现小灯泡灯光较暗，为测小灯泡额定功率，应调节滑片P使变阻器阻值_____________（选填“变大”或“变小”）直到电压表的示数为__________V。
（4）小灯泡正常发光时，电流表示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为_____________W 。
V
图17—4—1
图16-415.4 探究焦耳定律
学习目标:
能够知道电流的热效应，能够掌握焦耳定律，能够了解电热的应用与控制。
学习重点：
焦耳定律的理解及应用。
学习难点：
探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关。
自主学习：
阅读教材“探究焦耳定律”，完成下列问题：
1、在电流一定时，在一定时间内，导体产生的热量跟电阻成 ；公式是 。在电压一定时，在一定时间内，导体产生的热量跟电阻成 。公式是 。
2、焦耳定律的内容是：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成 ，跟导体的电阻成 ，跟通电时间成 。公式是 。
3、应用电流热效应的例子有（至少举三例） ，防止电流热效应危害的例子有（至少举三例） 。
目标导学：
知识点一：电流的热效应
电热水器、电饭锅、电熨斗、电饼铛这些用电器有什么共同特点？
。
2．电流的热效应： 。
3．生活中的用电器哪些是利用电流的热效应工作的？
。
知识点二：焦耳定律
1．猜想：电流通过导体时产生热的多少可能跟什么因素有关？ 。找出支持你猜想的理由。 。我们实验研究时就要采取 。
实验探究：
①实验时怎样来反映电流产生的热的多少？ 。
②通过看到的现象你能得到什么结论？ 。
③电流通过导体时产生热的多少还跟什么因素有关？ 。
2.电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？ 。家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾，这又是为什么？
知识点三：焦耳定律
1．英国物理学家焦耳做了大量实验表明：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。
公式为：Q = I 2Rt
2．单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦.
3．公式推导:电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即 。
4．焦耳定律Q = I 2Rt适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路（纯电阻电路）也可用 来计算热量.非纯电阻电路：W Q（选填“<”“> ”或“=”） 。
巩固练习：
1.电流通过电风扇做功时， 能转化 为能和 能，如果电流做功3.6×106J,电风扇获得的机械能一定 3.6×106J
2.一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源两端，在5 min内共产生多少热量？
知识点四：电热的应用与控制
1.列举生活中利用电热的例子 。
2．列举生活中我们是通过哪些措施防止电热带来的危害的 。
达标检测：
1．标有“220V 40W”电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的电能是
J，通过电热器的电流是 A，产生的热量是 J。
2．下列电器中，不属于电热器的是 （ ）
A．电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉
3．下列情况中防止电热危害的是 （ ）
A.电视机背后有散热窗 B.家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次
C.家庭电路一般安装的漏电保护器 D.大型爆破工程用电热引发炸药
4．某导体的电阻是2欧姆，通过2A的电流时，1分钟产生多少焦耳的热量？
5．一只额定功率是450W的电饭锅，在220V的额定电压下使用，每分钟产生多少焦耳的热量？
6．小宇同学按如图所示的装置，研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，铜丝的电阻比镍铬合金丝的电阻小。
①闭合开关后，通过两段金属丝中的电流是 。
②一段时间后，可观察到A瓶中温度计的示数 （填“大于”、“小于”或“等于”）B瓶中的温度计的示数。
③由上述实验可知，在电流和通电时间都相同时，导体电阻越大，产生的热量 。15.2 认识电功率
学习目标：
1、理解电功率的概念；知道电功率表示消耗电能的快慢。
2、知道电功率所表示的物理意义和单位。
3、理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算。
学习重点：
电功率的概念，计算公式。
学习难点：
理解电功率和电流、电压之间的关系，能综合运用学过的知识解决简单的电功率问题。
自主学习：
阅读教材，完成下列问题：
1．电功率定义公式是 ，如果功率单位是千瓦，那么电功W的单位是 ， 时间单位是 。
2.电功率等于 跟 的乘积，即 。
目标导学：
知识点一：电流做功的快慢
实验过程：分别把一个15W和一个100W的电灯单独接在电路中，观察电能表转盘转动的快慢。
实验现象：100W的灯泡接入电路时转盘转得快，在相同的时间内电能表的转盘转动圈数多。
现象分析:在相同时间内转动圈数多，说明接入的用电器在相同时间内消耗的电能多，即电流做功快。
知识点二： 电功率
1.电功率物理意义
2.定义
3公式
4.单位
教师点拨：
1.用电器做功多，其电功率不一定大；做功时间长，电功率也不一定大，用电器电功率的大小是由做功多少与所用时间共同决定的。
2.物理学中常用比值定义法，用两个物理量的比值定义新的物理量。
知识点三： 探究灯泡的电功率跟哪些因素有关
提出问题：电功率与哪些因素有关？
猜想与假设：电功率与用电器两端的电压及通过的电流有关。探究方法：分别将两灯泡串联和并联，比较两灯的明暗程度。
分析与论证：通过多次实验，分析比较得出电功率与灯泡两端的电压和通过灯泡的电流的关系。
得出结论：电功率跟用电器两端的电压，通过用电器的电流成正比。
巩固练习：
1.下列家用电器中有一个正常工作时电功率约为800W，则这个电器最有可能的是 ( )
A 电风扇 B 电视机 C 电饭煲 D 电烙铁
2.一照明灯泡的规格是“220V 40W”，在灯泡两端加上110V的电压，则该灯泡的实际功率为 ( )
A 10W B 20W C 30W D 40W
3．现有两盏灯L1“220V 40W”和L2“220V 100W”：
（1）若把它们串联起来接在220V的电路中，谁更亮？
（2）若把它们并联起来接在220V的电路中, 谁更亮？
达标检测：
1．常用的家庭电路的电能表的额定电流是10A，那么家庭电路中同时使用的家用电器总功率应不超过_______________W。
2.1kwh可供25w的灯泡正常发光________小时。
3.电功率为40w的灯泡正常连续工作25h，消耗的电能是_______J，合_______kwh。
4.下列描述中正确的是（ ）
A．用电器消耗的电能越多，功率越大
B．用电器消耗电能的时间越少，功率越大
C．用电器消耗的电能越多，用的时间越长，功率越大
D．在相同时间内，用电器消耗的电能越多，功率越大
5.下列说法正确的是（ ）
A．40W的灯泡比60W的灯泡省电
B.40W的灯泡比60W的灯泡消耗电能慢
C．40W的灯泡比60W的灯泡暗
D．40W的灯泡比60W的灯泡的电阻大
课后延伸：
CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电热丝．当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W．
（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与哪个触点连接？
（2）电热丝R0的阻值多大？
（3）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温10min，电热丝R0消耗的电能为多少？