15.1 电能与电功--2025-2026学年沪粤版物理九年级上册教学课件（44页PPT）

15.1 电能与电功
第十五章 电能与电功率
沪粤版2025-2026学年 物理九年级上册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
15.1 电能与电功
教学目标
理解电能的概念，知道电能的来源和转化形式。
掌握电功的概念、计算公式（W = UIt），并能运用公式进行相关计算。
了解电能表的作用和读数方法，认识生活中常见用电器的电能消耗情况。
通过对电能和电功的学习，培养学生观察生活、分析问题以及运用物理知识解决实际问题的能力。
电能
电能的概念
电能是能量的一种形式，当电流通过各种电器设备时，电能可转化为其他形式的能。在日常生活中，电能的应用极为广泛，从照明的电灯到驱动的电动机，从加热的电水壶到制冷的电冰箱，都离不开电能。比如，当我们打开电灯，电能转化为光能，照亮我们的生活空间；使用电动机时，电能转化为机械能，带动各种机械装置运转。
电能的来源与转化
电能的来源多种多样。常见的发电方式有：
水力发电：利用水的落差产生的机械能，推动水轮机转动，进而带动发电机发电，将机械能转化为电能。例如三峡水电站，通过拦截大量的水，形成巨大的水位落差，水流冲击水轮机，最终转化为电能输送到全国各地。
火力发电：燃烧燃料（如煤炭、石油、天然气等），将燃料的化学能转化为内能，使水变成高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，再带动发电机发电，实现化学能到电能的转化。
风力发电：风力吹动风力发电机的叶片旋转，将风能转化为机械能，进而通过发电机转化为电能。在一些风力资源丰富的地区，如沿海地区和草原地区，常常能看到大片的风力发电场。
太阳能发电：利用太阳能电池板，将太阳能直接转化为电能。太阳能发电具有清洁、可再生等优点，越来越受到人们的重视，许多家庭和企业都开始安装太阳能发电设备。
核能发电：利用核反应堆中核燃料的裂变反应，释放出大量的核能，将核能转化为内能，再通过一系列能量转换过程转化为电能。核能发电具有能量密度大等优势，但也对安全技术要求极高。
电能的单位
电能的国际单位是焦耳，简称焦，符号为 J。在日常生活中，我们常用 “度” 作为电能的单位，它在技术中叫作千瓦时，符号是 kW?h。1 度 = 1kW?h = 3.6×10^6J。虽然焦耳是国际单位，但 “度” 这个单位在生活中使用更为方便，例如我们每个月缴纳电费时，电表上显示的用电量就是以 “度” 为单位的。不要小看一度电，它能发挥很大的作用，比如一度电可以让电炉炼钢 1.6kg，采掘原煤 105kg，电车行驶 0.85km，灌溉农田 330 平方米，洗衣机工作 2.7 小时，电脑工作 5 小时等。所以，我们要养成节约用电的好习惯，珍惜每一度电能。
电功
电功的概念
电功是电流通过用电器做功的过程，其实质就是电能转化为其他形式能量的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。例如，电流通过电炉时，电炉丝发热，电能转化为内能，此时电流做的功就等于转化的内能；电流通过电灯时，灯丝灼热发光，电能转化为内能和光能，电流做的功等于转化的内能与光能之和。
电功的相关因素与计算公式
大量实验结果表明，电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比。如果电压 U 的单位用伏特（V），电流 I 的单位用安培（A），时间 t 的单位用秒（s），电功 W 的单位用焦耳（J），那么计算电功的公式是 W = UIt。这就是说，电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中流过的电流和通电时间的乘积。该公式对任何电路都适用。
例如，一个灯泡接在 220V 的电路中，通过的电流为 0.5A，通电时间为 100s，那么电流通过灯泡所做的功 W = UIt = 220V×0.5A×100s = 11000J。
在纯电阻电路（无电动机等其他将电能转化为非内能形式的元件）中，根据欧姆定律 I = U/R（R 为电阻），电功公式还可以进行如下推导：
将 I = U/R 代入 W = UIt，可得 W = U×(U/R)×t = (U?/R) t。
由 I = U/R 可得 U = IR，再代入 W = UIt，可得 W = IR×It = I?Rt。
常见用电器的电功举例
通过手电筒灯泡的电流，每秒钟所做的功大约是 1J。由于手电筒使用的电池电压较低，通过灯泡的电流较小，所以单位时间内电流做的功也较少。
通过普通电灯泡的电流，每秒钟做的功一般是几十焦。普通电灯泡的功率相对手电筒灯泡较大，工作时的电流和电压也较大，因此每秒电功在几十焦范围。
通过洗衣机中电动机的电流，每秒钟做的功是 200J 左右。洗衣机的电动机功率较大，需要较大的电流来驱动，所以每秒电流做的功较多。
电能表
电能表的作用
电功通常用电能表（俗称电度表）来测定。电能表是测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表。它就像一个 “计量器”，准确记录着家庭或企业等用户所消耗的电能。我们可以通过电能表的读数，了解一段时间内用电的情况，从而合理安排用电，节约能源。
电能表的读数方法
把电能表接在电路中，电能表的计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。电能表计数器上显示的数字，从右到左，最后一位为小数位。例如，月初电能表读数为 1234.5kW?h，月末读数为 1356.8kW?h，则这个月消耗的电能为 1356.8kW?h - 1234.5kW?h = 122.3kW?h，即 122.3 度电。
现如今，有一种 IC 卡电能表，用户买来 IC 卡后插入电能表读取卡中的金额。一旦金额用完，电能表切断电路，这时需要到银行为 IC 卡储值，重新插入电能表，才能继续用电。这种 IC 卡电能表使用方便，同时也能让用户更直观地了解自己的用电费用情况。
电能表上的参数含义
电能表上有一些重要参数，它们具有特定的含义。例如：
“220V” 表示该电能表要接在 220V 的电路中才能正常使用，这是电能表的额定电压。如果接入的电压过高或过低，都可能影响电能表的正常工作，甚至损坏电能表。
“10 (20) A” 表示标定电流为 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 20A，否则可能会导致电能表计量不准确，甚至引发安全事故。在家庭电路中，如果同时使用的电器功率过大，导致电路中的电流超过电能表的最大电流，电能表可能会出现异常，严重时可能会烧毁。
课堂练习
电流通过一个用电器，两端电压为 6V，通过的电流为 0.2A，通电时间为 2min，则电流做的功为多少焦耳？
一个标有 “220V 100W” 的灯泡，正常工作 10h，消耗的电能是多少度？合多少焦耳？
某电能表月初读数为 0365.8kW?h，月末读数为 0432.5kW?h，这个月该用户消耗了多少电能？若每度电的电费为 0.5 元，这个月需要缴纳多少电费？
课堂总结
电能是能量的一种形式，来源广泛，如通过水力、火力、风力、太阳能、核能等发电方式获得，且在各种用电器中能转化为不同形式的能。电能的单位有焦耳（J）和千瓦时（kW?h），1kW?h = 3.6×10^6J。
电功是电流通过用电器时电能转化为其他形式能的过程，其大小与电压、电流和通电时间成正比，计算公式为 W = UIt，该公式适用于任何电路。在纯电阻电路中还有推导公式 W = (U?/R) t 和 W = I?Rt。
电能表用于测量电功，通过前后读数差可知一段时间内消耗的电能度数，要注意电能表上额定电压、标定电流和最大电流等参数的含义，合理使用电能表，安全用电。
课后作业
一台电视机接在 220V 的电路中，通过的电流为 0.3A，每天开机 4h，一个月（按 30 天计算）消耗的电能是多少度？
已知一个电阻为 50Ω，接在电压为 100V 的电路中，求 10min 内电流通过该电阻做的功。
观察家里的电能表，记录一周内每天的读数，分析家庭用电的规律，思考如何进一步节约用电，并写一篇简单的报告。
5
课堂检测
4
新知讲解
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变式训练
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中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
课程目标
1.知道电功，理解电功，知道电功的单位。
2.认识电能表，会读电能表的示数。
电能与电功
一
新课引入
我们日常生活中所使用的电能都是从哪里来？
这些电又用来干什么了？
夜幕降临，城市灯火辉煌
电能的来源：
风力发电
火力发电
核能发电
太阳能发电
各种电池
各种各样的发电厂和电池，把不同形式的能转化为电能，供人们使用
你能说出下列事例的能量转化吗？
内能
光能
电能
光能
蜡烛照明
灯光明亮
电能的利用：
化学能
内能
电能
内能
烤火取暖
电暖器取暖
生物能
机械能
电能
机械能
人爬楼梯
人坐电梯
生物能
机械能
电能
化学能
电镀器皿
人工铸造
电能转化为其他形式能的本质是什么？
？
问题与思考
问题与思考
电阻丝发热
电流做功
电动机转动电流做功
电阻丝发热
电流做功
电解反应
电流做功
1.物理学中，当电能转化为其他形式的能时，我们就说电流做了功称为电功，用W表示.
2.电能转化为其他形式的能的多少，可以用电功的大小来量度.
3.电功的单位：
国际单位：焦耳（J）
　　生活中的单位：度，千瓦时（kW·h）
换算关系：1度=1kW·h= 103 W·3.6×103 s = 3.6×106J
1kW·h的电能可以做些什么呢？
以教室里面25W的白炽灯为例，如果使用40h就会耗费1kW·h的电能，所以大家放学离开教室的时候就要及时关闭电灯.
思考
若40W的电风扇消耗1kW·h的电能，你知道其含义吗？
除此之外，1kW·h的电能还可以做这些事情：
采掘原煤约100 kg
电炉炼钢约1.6 kg
电车行驶约0.85 km
灌溉农田约330 m2
电脑工作约5 h
洗衣机工作约2.7 h
（1）一个手电筒和一台21吋彩电工作时电流差不多，工作相同的时间，哪个消耗的电能多？电流通过哪个用电器做的功多？
彩电；说明电流做功的多少与电压大小有关.
（2）家庭中，一盏电灯和一台空调工作相同的时间，电流通过哪个用电器做的功多？
空调；说明电流做功的多少与电流大小有关.
（3）为什么我们提倡人走灯灭，夏季把空调的设定温度调高一些？
说明电流做功的多少与通电时间有关.
想想议议
电流做功多少与哪些因素有关呢？
1.依据上述三个问题，推测电流做功与哪些因素有关呢？
电压、电流和通电时间
2.怎么判断电流做功的多少？
用电器工作的过程中，电能转化为其他形式的能越多，电流做功就越多
3.哪一种能是我们既熟悉又容易量度它的大小的呢？
机械能
用电流通过电动机提升重物的高低来反映电流做功的多少
物理研究方法——转化法
4.怎样比较重力势能变化的大小？
用弹簧测力计测量物体的重力G，
用刻度尺测量重物提升的高度h,用W=Fs=Gh计算
温馨提示
(1) 电能是状态量，反映了能够做功的本领.
电能和电功的区别：
(2) 电功是过程量，反映了电能转化或者消耗电能的多少.
中国民用航空局规定，旅客乘机携带的充电宝规格不得超过 160W·h，这里的“160W·h”合_______度，合__________J。
0.16
解析：1度=1kW·h=1000W·h，则
160W·h=0.16kW·h=0.16度
=0.16×3.6×106J=5.76×105J
5.76×105
针对训练
用电能表测量电功
二
你知道家里一个月要交多少电费吗?
供电部门收费之前根据什么来确定用户所用的电量的?
电费收费单
上方的数字以千瓦时（kW·h)为单位显示消耗的电能
注意：最后一位是小数位，通常以虚线框框出
该表基本电流为10 A，短时间内通过的电流允许大些，额定最大电流为20A
用电器每消耗1kW·h的电能,电能表上的转盘转过1250圈
该表应在220 V, 50 Hz的交流电路中工作
电能表：用来计量某用电器在一段时间内消耗的电能多少
温馨提示
1.标定电流：标定电流是确定电能表有关特性的电流值.
2.额定最大电流：电能表能满足测量准确要求，且能长期正常运行的最大电流值.

活动与探究
注意观察这里电能表的连接方式
将电能表接入家庭电路。当电路接通时,电灯发光,电能表里的转盘便转动起来,计数器就能将电路中所消耗的电能记录下来.
某一时段电能表先后两次示数之差,就是这段时间内的用电量.
方法一：观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是所求的电能值，电能表的最后一位是小数位.
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3
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4
W1=______kW·h
W2=_____ kW·h
上周一中午:
本周一中午:
4267.8
4374.4
W2 －W1= 4374.4 kW·h-4267.8kW·h = 106.6 kW·h
2月份用电：
读数:
电能表的读数及其计量
如果刻度盘上的数字模糊了，该如何知道消耗多少电呢？
在家庭电路中，只有空调单独工作，若电能表转1800圈，则该空调在此段时间消耗多少电能？
思考
方法二：
方法点拨：依据转数求消耗电能的多少用公式法：W= ????????????????/????????·???? ，
?
n 实际转速：表示电能表转盘在某段时间的转数
N 标定转速：表示电能表铭牌上标着每消耗1 kW·h 的电能，电能表转盘的转数
表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次
电子式单向电能表
IC卡电能表
(每闪1次消耗的电能是
kW·h)
1
3200
知识拓展
小明家电能表上月底的示数为 本月底的示数如图所示，她家本月消耗电能为　 　kW?h。该电能表的转盘转过1500转时，消耗的电能为　 　kW?h。
80
0.5
针对训练
实践与拓展
为了合理使用电能，目前许多城市都使用电子式多费率电能表，实行分时段计费，这种电能表是采用电子枝术，由液晶数字显示器等部件构成，其特点是可以根握不同时段用户的用电情况分别计费，供电部门利用专用设备，不用上门便可读取各用户电能表上的各种信息，并算出电费。
电子式多费率电能表
实践与拓展
在生活中分时段计费的优点在哪？
？
分时段计费是为了减小用电高峰期的压力，
合理利用电能资源
问题与思考
问题与思考
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9
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．电流做功是其他形式的能转化为电能
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，主要是将电能转化为________。
内能
机械能
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3.[新情境题]2025年3月29日晚，小点家参与了合肥市“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___________的方法来节约电能的。
1.8×106
通电时间
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4．[2025·芜湖月考]若某“暖手宝”(如图所示)工作时，电压为6 V，电流为1.2 A，则工作100 s电流对“暖手宝”做的功为________J。
720
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5．雷电是大气中一种剧烈的放电现象，某次雷电释放了2.1×109 J的电能，若此次放电电压为1×109 V，历时1×10－3 s，那么这次放电的电流是多少？
解：根据W＝UIt可得，放电电流
I＝ ＝2.1×103 A。
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6．[2025年1月合肥期末改编]对于图中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．“220 V”是指这个电能表应该在电压为220 V的电路中使用
C．“10(20)A”是指这个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2
电能表
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9
7．小点发现家里的电能表没有转动的铝盘，
取而代之的是脉冲信号灯，则：
(1)图甲中显示的是截至上个月末电能表记录
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，则小点家本月应缴纳的电费为________元。
(3)断开其他用电器，只让一台电视机工作一段时间，发现脉冲灯闪了240次，则此段时间电视机消耗的电能为__________J。
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1.2×104
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7.2×105
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8．]2025·宣城模拟]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
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9．如图所示，导体A、B是由同种材料制成的，A和B等长，但A比B的横截面积大。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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10．[2025年1月亳州期末]如图甲所示的是李斌家月初电能表的示数，当地每度电的电费为0.6元，他家本月应缴90元的电费，请在图乙中标出月底电能表的示数。
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11.[原创题]小明家的电能表上有一个数据看不清楚，如图所示。为了弄清楚电能表上看不清的数据，他首先让电路中的电热水壶单独正常工作，观察到电能表的指示灯闪烁360次，观察到电能表示数变为 ，则这个电能表上看不清的数据应该是________。若在某段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是0.5 kW·h，则此
电能表的指示灯在这段时间闪烁________次。
3 600
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12．[2025年1月六安期末改编]如图甲所示的是灯泡L和电阻R的I?-U图像，将该灯泡L和R按照图乙所示方式连入电路，电源电压为5 V，则电流表示数为________A，则整个电路在1 min时间内消耗的电能为________J。
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小结
电能与电功
电能
电能表
应用
用电器
单位
常用单位：千瓦时(kW·h)
国际单位: 焦耳( J )
换算
1kW·h=3.6×106 J
结构
读数与计算
电流做功的影响因素
电流、电压
通电时间
谢谢观看！