13.1电能和电功课件（40页PPT）2025-2026学年九年级物理全册北师大版（2024）

(共40张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：13.1 电能和电功
学科：物理
年级：九年级
授课教师：[你的姓名]
幻灯片 2：课程引入
生活场景展示：
夜晚，电灯发光照亮房间。
夏天，空调制冷带来凉爽。
手机没电时，插上充电器充电。
电饭煲煮饭、电热水壶烧水的场景。
提问：
这些电器工作时都需要消耗什么？（电能）
电能在电器中发生了怎样的转化？为什么我们需要缴纳电费？引出本节课主题 —— 电能和电功。
幻灯片 3：电能的概念与来源
电能的定义：电能是指电以各种形式做功的能力，是一种能量形式，用符号 “\(W\)” 表示。
电能的单位：
国际单位：焦耳（J），常用单位：千瓦时（kW h），俗称 “度”。
换算关系：\(1kW·h = 3.6×10^6J\)。
电能的来源：
发电站：火力发电（燃料的化学能转化为电能）、水力发电（机械能转化为电能）、风力发电（风能转化为电能）、太阳能发电（太阳能转化为电能）、核能发电（核能转化为电能）等。
电池：将化学能转化为电能，如干电池、蓄电池等。
图示：展示不同发电方式的图片，标注能量转化过程。
幻灯片 4：电能的转化
电能的利用：电能可以转化为其他形式的能，这是电能的重要特性。
常见能量转化实例：
电灯：电能转化为光能和内能（灯丝发热）。
电动机（如风扇、洗衣机）：电能转化为机械能和少量内能。
电热水器、电熨斗：电能转化为内能。
电解水实验：电能转化为化学能。
蓄电池充电：电能转化为化学能；放电时：化学能转化为电能。
能量守恒：电能在转化过程中总量保持不变，只是从一种形式转化为另一种或几种形式。
图示：用示意图展示各种电器工作时的能量转化方向。
幻灯片 5：电功的定义与实质
电功的定义：电流所做的功叫做电功，用符号 “\(W\)” 表示。
实质：电流做功的过程实质上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。
例如：
电流通过电灯做功，电能转化为光能和内能，电流做的功等于消耗的电能。
电流通过电动机做功，电能转化为机械能和内能，电功的大小等于转化的机械能与内能之和。
说明：电功是量度电能转化的物理量，电功的大小反映了电能消耗的多少。
幻灯片 6：电功的计算公式
基本公式：通过实验得出，电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积，即\(W = UIt\)。
其中：\(W\)表示电功，单位是焦耳（J）；\(U\)表示电压，单位是伏特（V）；\(I\)表示电流，单位是安培（A）；\(t\)表示时间，单位是秒（s）。
推导公式：结合欧姆定律\(I = \frac{U}{R}\)，可推导出其他形式的公式：
\(W = I^2Rt\)（适用于纯电阻电路，电能全部转化为内能的电路，如电热器）。
\(W = \frac{U^2}{R}t\)（适用于纯电阻电路）。
单位统一性：使用公式计算时，各物理量的单位必须统一为国际单位（V、A、s、Ω），才能得到以焦耳（J）为单位的电功。
示例计算：一个电阻为 10Ω 的导体，两端电压为 6V，通电 5s，电流做的功是多少？
解：由\(I = \frac{U}{R} = \frac{6V}{10Ω} = 0.6A\)，\(W = UIt = 6V×0.6A×5s = 18J\)。
幻灯片 7：电功公式的应用
类型一：已知电压、电流和时间，求电功
题目：一个电熨斗两端电压为 220V，工作时电流为 2A，通电 300s，电流做了多少功？
解答：\(W = UIt = 220V×2A×300s = 1.32×10^5J\)。
类型二：已知电阻、电流和时间，求电功（纯电阻电路）
题目：一个阻值为 50Ω 的电热器，通过的电流为 2A，工作 100s，电流做的功是多少？
解答：\(W = I^2Rt = (2A)^2×50Ω×100s = 2×10^4J\)。
类型三：已知电压、电阻和时间，求电功（纯电阻电路）
题目：一个电阻为 1210Ω 的电烙铁，接在 220V 的电路中，工作 10s，电流做的功是多少？
解答：\(W = \frac{U^2}{R}t = \frac{(220V)^2}{1210Ω}×10s = 400J\)。
注意：非纯电阻电路（如电动机）不能使用\(W = I^2Rt\)和\(W = \frac{U^2}{R}t\)计算电功。
幻灯片 8：电能的计量 —— 电能表
电能表的作用：测量用户在一段时间内消耗电能的仪表，俗称 “电度表”。
电能表的参数：
“220V”：表示电能表适用的额定电压为 220V。
“10 (20) A”：表示电能表的标定电流为 10A，额定最大电流为 20A。
“50Hz”：表示电能表适用于频率为 50Hz 的交流电路。
“3000r/(kW h)”：表示每消耗 1kW h 的电能，电能表的转盘转过 3000 转。
电能的读数方法：
电能表的示数由五个数字组成，最后一位是小数位，单位是 kW h。
本月消耗的电能 = 本月末的示数 - 本月初的示数。
示例：月初电能表示数为 234.5kW h，月末示数为 256.7kW h，则本月消耗电能为\(256.7kW·h - 234.5kW·h = 22.2kW·h\)。
图示：展示电能表的实物图和表盘示意图，标注各参数和读数方法。
幻灯片 9：电能表的相关计算
类型一：根据电能表转盘转数计算消耗的电能
题目：某电能表的参数为 “2000r/(kW h)”，当转盘转过 100 转时，消耗的电能是多少焦耳？
解答：消耗的电能\(W = \frac{100r}{2000r/(kW·h)} = 0.05kW·h\)，\(0.05kW·h = 0.05×3.6×10^6J = 1.8×10^5J\)。
类型二：根据消耗的电能计算转盘转数
题目：一个用电器消耗了 0.5kW h 的电能，电能表的参数为 “3000r/(kW h)”，则转盘转过多少转？
解答：转数\(n = 0.5kW·h×3000r/(kW·h) = 1500r\)。
类型三：根据电能表计算用电器的功率（后续学习功率后可拓展）
题目：一个用电器工作 10min，使电能表转盘转过 300 转，电能表参数为 “3000r/(kW h)”，则该用电器的功率是多少？
解答：消耗电能\(W = \frac{300r}{3000r/(kW·h)} = 0.1kW·h\)，时间\(t = \frac{10}{60}h = \frac{1}{6}h\)，功率\(P = \frac{W}{t} = \frac{0.1kW·h}{\frac{1}{6}h} = 0.6kW = 600W\)。
幻灯片 10：节约用电
节约用电的意义：电能是重要的能源，节约用电不仅能减少能源消耗，降低电费支出，还能减少环境污染，保护生态环境。
生活中的节约用电措施：
养成随手关灯的习惯，使用节能灯具（如 LED 灯）。
合理设置空调温度，夏季不低于 26℃，冬季不高于 20℃。
电器不使用时及时断开电源，避免待机能耗。
选择节能型家电，如节能冰箱、节能洗衣机等。
数据对比：一只 100W 的白炽灯工作 10 小时消耗 1kW h 电能，而一只 10W 的 LED 灯工作 100 小时才消耗 1kW h 电能，节能效果显著。
图示：展示节约用电的宣传图片和节能电器的标识。
幻灯片 11：课堂练习
选择题：
下列关于电功的说法，正确的是（ ）
A. 电流通过导体时做功越多，消耗的电能越少 B. 电功的单位是瓦特 C. 电功是表示电流做功多少的物理量 D. 电流做功的过程是其他形式能转化为电能的过程
某用电器两端电压为 220V，通过的电流为 0.5A，工作 10 分钟，电流做的功为（ ）
A. 6.6×10^3J B. 6.6×10^4J C. 2.2×10^3J D. 2.2×10^4J
电能表是测量下列哪个物理量的仪表（ ）
A. 电流 B. 电压 C. 电功 D. 电阻
填空题：
电流所做的功叫做__________，其计算公式为__________，国际单位是__________，常用单位是__________，两者的换算关系是__________。
电能表的参数 “220V 5 (10) A” 中，“220V” 表示__________，“5A” 表示__________。
一个电阻为 20Ω 的导体，通过的电流为 1A，通电 5 分钟，电流做的功为__________J，合__________kW h。
计算题：
某家庭本月初电能表示数为 123.4kW h，月末示数为 156.8kW h，若电费单价为 0.5 元 /kW h，该家庭本月应缴纳电费多少元？
幻灯片 12：课堂总结
电能：是一种能量形式，可从发电站或电池获得，单位有焦耳（J）和千瓦时（kW h）。
电功：电流所做的功，实质是电能转化为其他形式能的过程，计算公式为\(W = UIt\)，纯电阻电路还可用\(W = I^2Rt\)和\(W = \frac{U^2}{R}t\)。
电能表：用于测量消耗的电能，读数方法是月末示数减月初示数，转盘转数与消耗电能成正比。
节约用电：意义重大，生活中需养成节约用电的习惯，使用节能设备。
核心关系：电功的大小等于消耗的电能，电流做多少功，就消耗多少电能，同时转化为多少其他形式的能。
幻灯片 13：课后作业
书面作业：完成课本中关于电能和电功的练习题，包括公式应用、电能表计算和单位换算等。
实践作业：
观察自家的电能表，记录月初和月末的示数，计算本月消耗的电能和应缴纳的电费。
统计家中常用电器的功率（查看电器铭牌），估算某一电器（如电视机）每天消耗的电能。
拓展作业：查阅资料，了解不同发电方式的效率和对环境的影响，撰写一篇关于 “绿色能源与节约用电” 的短文；或设计一个家庭节约用电的方案，说明具体措施和预期效果。
2024北师大版物理九年级全册
13.1电能和电功
第十三章 电功和电功率
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
学习目标
了解电能与电功概念的区别和联系，知道电功的符号和单位。
01
知道电功的影响因素包括电流、电压和通电时间。
02
03
认识电能表，知道电能表的功能与各参数的含义，知道电能表的计量单位，会读电能表。
观察与思考
观察以下电器，它们工作时分别把什么能转化为什么能？
电饭煲
电风扇
台 灯
接通电源后，电饭煲中的食物很快被加热。电饭煲把电能转化为食物的内能。
电饭煲
接通电源后，电风扇转动。电风扇中的电动机把电能转化为扇叶的机械能。
电风扇
接通电源后，电流通过电灯，台灯的灯丝（或荧光粉或二极管）发热发光。电能转化为内能和光能。
台 灯
可见用电器工作就是将电能转化为我们需要的各种形式的能。
电功
电功的概念：
电流所做的功。
W
电能转化为其他形式的能的过程，就是电流通过用电器做功的过程。
电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能，注意能的总量不变。
焦耳，简称焦，符号J
表示符号：
国际单位：
电流做功的多少与哪些因素有关
实验猜想
电流做功的多少可能与电压和电流有关
电流做功的多少可能与通电时间有关
设计实验
实验电路
A
M
V
实验原理
通过电动机提升物体高度，定性判断电流做功多少
探究一：探究电流做功与时间的关系
电压、电流相同，通电时间不同
通电时间相同，电压、电流不同
探究二：探究电流做功与电流、电压的关系
实验记录表格
内 容 序号 U/V I/A t/s 高度
1
2
3
4
实验结论
在电流和电压相同的情况下，通电时间越长，重物升高得越高，电动机对重物所做的功越多。
在通电时间相同的情况下，电动机工作的电流和电压越大，重物升高得越高，电动机对重物所做的功越多。
结论：电路中电压越大，电流越大，通电时间越长，电流所做的功越多。
大量事实表明：
电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比。电功等于电压、电流和通电时间的乘积。
电功的计算
U：电压—伏特(V)
I：电流—安培(A)
t：时间—秒(s)
W：电功—焦耳(J)
W=UIt
1J=1V·A·s=1N·m
小明的书桌上有一盏台灯，正常使用时台灯两端电压为220V，通过灯丝的电流为150mA，他每晚要在灯下面学习30min，那么每晚流经台灯的电流做多少功？
练一练
解：W=UIt=220V×0.15A×1800s=59400J。
答：每晚流经台灯的电流做功59400J。
推导公式：由W＝UIt 和欧姆定律 I＝ 可知，
W＝ t；W＝I2Rt。
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；
电功的计算公式
电功变形公式的适用条件：只适用于纯电阻电路。
电能表
电能表：用来测量用电器消耗电能的仪表。
计量单位：千瓦时（度）
机械电能表
IC卡电能表
1kW·h=3.6×106J
符号：kW·h
● 220 V 表示这个电能表应该在220V的电路中使用。
● 10(20)A 表示这个电能表的基本电流为10A，最大电流为20A。电能表工作时的电流不应超过最大电流。
● 50～ 表示这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用。
● 600Revs/(kW·h)表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转。
电能表及其参数
4 2 6 7 8
4 3 7 4 4
W1=__________kW·h
W2=__________ kW·h
月初
月末
W=_____________ kW·h
4267.8
4374.4
W2 -W1=106.6
用电量
电能表的读数及其计量
方法一：用户在某一段时间内消耗的电能，就是这段时间结束和开始时刻，电能表计数器所显示的数字之差。
方法二：测出一定时间内电能表上转盘的转数N（N为整数），再算出电能值。此种方法的关键是要明确电能表铭牌数据的含义，求出电能表转1转时消耗的电能值。
例：某电能表表盘上表标“1200r/（kW·h）”，小明测得在一定时间内表盘转了50圈，求消耗的电能。
W·h==3×103J
电能表的读数及其计量
3×103J/r×50r=1.5×105J
练一练
几位同学观察到一用户的电能表表盘如图所示，下面是他们对该电能表的看法，你认为正确的是（ ）
A．电能表接在照明电路中流过的电流是10A
B．电能表接在照明电路中流过的电流是20A
C．电能表消耗1kW·h的电能，转盘转3000r
D．电能表的转盘转3r，所计量的用电器消耗
的电能是3.6×103J
D
资料拓展
名称 装机容 /kW 年发电量 /(kW·h) 名称 装机容量 /kW 年发电量
/(kW·h)
三峡 2.25×107 1×1011 三门峡 4×105 1.32×109
二滩 3.3×106 1.7×1010 溪洛渡 1.386×107 5.71×1010
葛洲坝 2.7×106 1.57×1010 龙滩 5.4×106 1.87×1010
刘家峡 1.225×106 5.7×109 向家坝 6.4×106 3.09×1010
我国一些水力发电站的发电能力
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1．关于电能和电功，下列说法正确的是( )
A．电功和电能单位相同，是同一个物理量
B．电流做功的过程是其他形式的能转化为电能的过程
C．通过导体的电流越大，通电时间越长，电流做的功就越多
D．电流做了多少功，就要消耗多少电能
D
知识点1
电能与电功
2．各种家用电器给人们的生活带来了极大的便利。在寒冷的冬天，很多家庭使用电暖器供暖，电暖器正常工作时，主要是将电能转化为________；而在炎热的夏天，人们又可以利用电风扇来降温，电风扇正常工作时，其电动机主要是将电能转化为__________。
内能
机械能
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3．一般情况下电流做功的多少我们无法直接测量，小明同学为了探究“影响电流做功大小的因素”，设计了如图所示的实验，利用给电动机通电来提升物体，可以较形象地比较出电流做功的多少。
(1)该实验是通过观察____________________
比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是
把电能转化为________能。
物体被提升的高度
机械
知识点2
探究电功大小与哪些因素有关
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(2)将变阻器的滑片P向右调节时，电流表和电压表的示数都变大，相同时间内物体被提升的高度也变大了，这说明当通电时间一定时，电流、电压越______，电流做的功就越多。
(3)保持电压表、电流表示数不变时，通电
时间越长，物体被提升的高度越________。
(4)综合上述实验归纳出电流做功与
______、______、____________有关。
大
大
电流
电压
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4．[2025·郑州模拟]小明家参与了“地球一小时”活动，在熄灯一小时的时间里，共节省了0.5 kW·h的电能，合________J。这是通过减少____________来节约电能的。
1.8×106
通电时间
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5. [立德树人·国家科技进展]如图所示的是某次运动会上亮相的创可贴体温计。该创可贴体温计从零充至满电的时间是3 600 s，充电电压和电流分别是5 V、1 A，在这段时间里电流做功__________J，它充满电后大约储存了________J的电能。
1.8×104
1.8×104
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6．如图所示，小点将两个定值电阻接入电路，定值电阻R1阻值为10 Ω，R2阻值为20 Ω。闭合开关S后，电流表的示数为0.4 A，电源电压U保持不变。求整个电路在10 s内所消耗的电能。
解：由图可知电路为串联电路，电路中的电流I＝0.4 A，则电源电压U＝I(R1＋R2)＝0.4 A×(10 Ω＋20 Ω)＝12 V，整个电路在10 s内所消耗的电能W＝UIt＝12 V×0.4 A×10 s＝48 J。
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7．[2025年1月运城期末改编]对于如图所示的电能表表盘上的一些参数的理解，下列说法错误的是(　　)
A．此时电能表的示数为120.7 kW·h
B．该电能表应在电压为220 V的电路中使用
C．该电能表平时工作的电流为10 A或20 A
D．“600 r/(kW·h)”是指用电器每消耗1 kW·h电能，电能表的转盘转过600圈
C
知识点3
电功的测量
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8．小点发现家里的电能表没有转动的铝盘，取而
代之的是脉冲灯，则：
(1)电能表是用来测量电路中消耗________的仪表。
如图甲所示的是截至上个月末小点家电能表记录的
总电量，当前总电量如图乙所示，则本月小点家
已用电______kW·h，脉冲灯闪烁了________次。
(2)若每度电的电费是0.5元，则当前小点家本月应缴纳的电费为______。
(3)断开其他用电器，只让一台电视机工作一段时间，发现脉冲灯闪烁了240次，则此段时间电视机消耗的电能为__________J。
电能
10
1.2×104
5元
7.2×105
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9．[2025年1月三明期末]有一块手机用的电池，上面标明电压为3.7 V，容量为2 000 mA·h，它充满电后大约储存的电能为( )
A．2.664×104 J
B．2.664×107 J
C．7.4 J
D．7.4 kW·h
A
思路点睛：利用公式W＝UIt，
代入单位V、A、s。
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10．如图所示，导体A、B是由同种材料制成的，A和B等长，但A的横截面积比B的大。当开关S闭合后，在相同的时间内电流通过A、B所做的功的关系是( )
A．WA＞WB
B．WA＜WB
C．WA＝WB
D．无法比较
B
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11．[2025·宿迁模拟]如图所示的是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，若将它们串联接在电压为2.5 V的电源两端，则电路中的电流为________A，工作10 s后电路中的小灯泡消耗的电能为________J。
0.1
0.5
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12．[2025·太原模拟]电阻R1与R2的阻值之比R1∶R2＝2∶3，按如图甲所示的方式连接，相同时间内，R1和R2消耗的电能之比为______；按如图乙所示的方式连接，相同时间内，R1和R2消耗的电能之比为______。
2∶3
3∶2
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13．某电热器的简化电路如图所示，电阻R1和R2并联在电路中，R1的阻值为36 Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1 A；当S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.25 A，求：
(1)电源电压；
解：(1)当 S1闭合、S2断开时，
电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可得，电源电压
U＝I1R1＝0.25 A×36 Ω＝9 V。
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13．某电热器的简化电路如图所示，电阻R1和R2并联在电路中，R1的阻值为36 Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1 A；
当S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.25 A，求：
(2)电阻R2的阻值；
当S1、S2都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R1的电流不变，为0.25 A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流
I2＝I－I1＝1 A－0.25 A＝0.75 A，并联电路中各支路两端的电压相等，
电阻R2的阻值R2＝ ＝12 Ω。
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13．某电热器的简化电路如图所示，电阻R1和R2并联在电路中，R1的阻值为36 Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1 A；当S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.25 A，求：
(3)当开关S1、S2都闭合时，1 min内电流通过R2做的功。
当开关S1、S2都闭合时，电阻R2两端的电压为9 V，
通过电阻R2的电流为0.75 A，
则1 min内电流通过R2做的功
W＝UI2t＝9 V×0.75 A×1×60 s＝405 J。
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电能
和
电功
电功
与电能的区别、联系
电能表
读数
电能表铭牌含义
定义
公式
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