2020-2021学年人教版九年级全一册 物理第十八章 第1节 电能 电功 课件（共77张PPT）

第十八章 电功率
第1节 电能 电功
人教版物理九年级全一册
1．知道电能的单位是焦耳（J），另一个单位是千瓦时（kW·h）。
?2．学会使用家庭电能表，能利用电能表做简单的计算。
学习目标
我们用的电从哪儿来？
水力发电
火力发电
核电站
太阳能电池
普通电池
导入新知
1
知识点
电能
合作探究
上述用电器，电流通过时，会怎样？说明了什么？
（1）电流通过电灯时,灯丝灼热发光，说明电流做
了功；
（2）电流通过电吹风时,电吹风转动，电热丝发热，
吹出热风，说明电流做了功；
（3）电流通过洗衣机时，洗衣机转动，说明电流
做了功；
（4）电热水瓶电流通过时，会发热将水烧开，说
明电流做了功。
用电器工作的过程就是利用电流做功，电
流做功的过程实际上就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。也就是消耗了多少电能就获
得了多少其他形式的能。
新知归纳
电能是能量的一种形式：自然界中有各种形
式的能量，如机械能、光能、内能、太阳能、化
学能等，电能只是能量的一种形式。
合作探究
我们把电流做的功叫电功，符号是W.
定义
焦耳(焦)Ｊ，千瓦时（kW·h）
单位
电能的来源
发电机
电池
电能
动能
热能
光能
声能
电能的优点：
来源广泛，容易输送，使用方便
电能的利用
用电器：电能转化为其他形式的能
电能转化为动能
各种电热器
电能转化为热能
电能有什么用途？
电能→动能
电能→动能
电能→动能
电能→热能
电能→机械能
【例1】
如图所示，关于下列用电器工作时的能量转化错误的是（ ）
【解析】
电动机工作时，主要将电能转化为机械能。
而洗衣机主要靠电动机来工作，所以洗衣
机工作时主要将电能转化为机械能。
C
能量转化判断法：从能量转化的角度分析。
新知小结
关于电源，下列说法正确的是(　　)
A．干电池工作时，将电能转化为化学能
B．蓄电池充电时，将化学能转化为电能
C．风力发电机工作时，将电能转化为机械能
D．水力发电机工作时，将机械能转化为电能
1
D
巩固新知
目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具——冲击钻。冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示。冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是(　　)
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和内能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
2
D
2
知识点
电能的计量
电能表是测量电功的仪表。又叫电度表。
3000r/kW·h
0
3
0
8
7
220V
10A(40A)
kW·h
思考：上面电能表的表头数据是什么意思？
合作探究
1. 220V ——电能表工作电压为220V。
2. 10（40）A ——电能表通过10A左右电流时，测量最
准确；在保证电能表测量准确的情况下，电能表允许
通过的最大电流为40A。
3. 50Hz——电能表在50 Hz的电路中使用。
4. 3000r/kW·h——每消耗1 kW·h的电能，电能表转盘
转过3000转。
5. 电能表上的单位：千瓦时（kW·h），俗称：度
1度 = 1 kW·h= 3.6×106 J
电能表重要参数的含义
6. 电能表读数：
月末的数字减去月初的数字：
561.6kW·h－478.2 kW·h = 83.4 kW·h
电能的求法：
(1)测量较大电能时用刻度盘读数：
最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内
消耗的电能，单位是度(千瓦时)；
(2)测量较小电能时用转盘转数读数：
通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表
转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。
拓展：
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时
间内做的功，或消耗的电能。在计算时通常有两种方法：
(1)先根据每 kW·h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，
再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相
乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能；
(2)由于电能表的转盘的转数与电流做的功(或消耗的电能)
成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求
解答案。
[中考·葫芦岛] 如图4 所示是某同学家电能表上个月月底的示数，如果他家这个月消耗了100 kW·h 的电能，则本月底电能表示数应该
是_________ kW·h。单独接入某用
电器工作一段时间，电能表的转盘
转过20 转，该用电器消耗了_________ kW·h 的电能。
【例2】
223.4
0.01
【解析】
本月底电能表示数W1=100 kW·h+123.4 kW·h
=223.4 kW·h，某用电器消耗的电能
W2= ???????????????????????????????????/（????????·????）=0.01 kW·h。
?
电能表在读数时，要注意最后一位数字是十分位。
新知小结
【中考·上海】家用电能表抄见数所用单位是(　　)
A．千瓦 B．千瓦时
C．库仑 D．伏特
1
B
巩固新知
关于如图所示的电能表，下列说法中不正确的
是(　　)
A．电能表正常工作时的电压
为220 V，标定电流为20 A
B．每消耗1 kW·h的电能，电
能表的转盘转3 000圈
C．电能表计数的单位是 kW·h
D．电能表的示数为2 818.7 kW·h
2
A
3
知识点
电功 (公式法：W＝UIt)
W = UIt
电功(焦)
电压(伏)
电流(安)
通电时间(秒)
电功的单位：焦耳(焦)J ，千瓦时（kW·h）
电功的公式
合作探究
(1)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；
(2)电功变形公式的适用条件：
只适用于纯电阻电路。
推导公式：由W＝UIt和欧姆定律I＝ 可知，
W＝ t； W＝I2Rt。
(3)串、并联电路中电功的特点。
串联电路
并联电路
相同点
电流所做的总功等于各部分用电器中电流所做功之和，即：
W＝W1＋W2＋…
电流所做的总功等于各部分用电器中电流所做功之和，即：
W＝W1＋W2＋…
不同点
相等时间内电流通过各用电器所做的功与其电阻成正比，即：W1∶W2＝R1∶R2
相等时间内电流通过各用电器所做的功与其电阻成反比，即：W1∶W2＝R2∶R1
决定电功大小的因素：
电流做的功跟电流的大小、电压的高低、通电时间
长短有关，在电压和通电时间相同时，通过用电器
的电流越大，电流做功越多，在电流和通电时间相
同时，用电器两端的电压越高，电流做功越多；在
电压和电流相同时，用电器通电时间越长，电流做
功也就越多。
将一只阻值为10 Ω 的定值电阻接在电压为10 V 的电路中，在1 min 内消耗的电能为_________ J；若接在电压为5 V 的电路中，通电时间为1 min，电阻消耗的电能为_________ J。
【例3】
600
150
【解析】
W1=U1I1t=10 V×??????????????????????????×60 s=600 J；
W2=U2I2t=5 V×???????????????????????×60 s=150 J。
?
利用电功公式W＝UIt，已知其中三个量，可以求
另一个未知量。电功公式W＝UIt的变形有：
新知小结
如图是某智能手机的铭牌， 它一次充满电后，最后储存的电能是________ J。
1
12 960
巩固新知
【中考·乌鲁木齐】如图所示，定值电阻R1和R2并联在电压为6 V的电源上，当开关闭合时，电流表A1的示数为0.6 A，电流表A2的示数为0.2 A，则定值电阻R1为________Ω，电阻R2在40 s时间内消耗的电能为________J。
2
10
48
电能
电源
用电器
电功：W=UIt
电流表
提供
消耗
计量
1
知识小结
归纳新知
1. 普通电能表：特别注意红色框内的数字为小数，读数
方法是用后一次读数减去前一次读数。
2. 新型电能表：可了解和认识磁卡电能表和电子式多费
率电能表。
3. 电功：用电流所做的功来衡量消耗电能的多少。
阅读下面的“一分钟幽默”，回答相关问题：
(1)《把电留住》
儿子：爸爸，电灯为什么要用两根线？
爸爸：一根来电，一根还要让电回去。
儿子：那把这一根剪断，只让电来，不让它回去，咱家就再也不会停电了。
儿子的设想能成立吗？为什么？
2
易错小结
(2)《不交电费》
小苏说水从自来水厂流出来，水龙头就有水流出来，我们就该交水费；而生活用电，电从发电厂通过一根电线流过来后又从另一根电线流回去了，而且电流又没有减小，所以我们不该交电费。
你认为他说的有道理吗？为什么？
解：(1)不能。电路闭合是电流流通的必要条件。
(2)他说的没道理。用电时，消耗了发电厂提供的电能。
易错点：误认为用电器消耗的是电流
一个电能表，表盘上标明“720revs/(kW·h)”，这表示什么意思？
1
解：“720 revs/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘转过720转。
课堂练习
小明家中一周前、后电能表示
数如图所示， 小明家所在地区
每度电的电费是0.6元，请你估算他家每 个月需要付多少电费。记下你家电能表今天的示数，和一周后的示数对比。 根据你家所在地的电费标准，估算你家一个月应交多少电费。
2
解：小明家一周内用电量为
W＝823.3 kW·h－781.5 kW·h＝41.8 kW·h，
则小明家每天用电量 ，每度电的电费是0.6元，
故小明家每个月所用电费大概为
0.6元/(kW·h)× ×30≈107.5元。
略。
一个小灯泡的两端加2.5 V电压时电流是0.3 A，它在这种情况下通电2 min，电流做了多少功？消耗的电能是多少？
3
解：电流做功W＝UIt＝2.5 V×0.3 A×2×60 s＝90 J，
消耗的电能W′＝W＝90 J。
有一块手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量为1 130mA·h，它充满电后，大约储存了多少电能？
4
解：E＝W＝UIt＝3.7 V×1 130 mA·h＝3.7 V×1.13 A
×3 600 s＝15 051.6 J。
5
在日常生活中，经常说到用了多少度电，“度”实际上是_________的单位，它的学名叫__________，在物理学中，更常用的能量单位是__________，两者的关系是____________________。
电功的计算公式是W＝______________，电流通过电动机做了100 J的功，即有100 J的________能转化为________J的________能和内能。
焦耳
电能
千瓦时
1 kW·h＝3.6×106 J
UIt
电
100
机械
6
7
【中考·綦江】下列生活实例中，属于节约用电
的是(　　)
A．电视机音量开得很大
B．离开教室随手关灯
C．夏天用空调时把温度调得很低
D．经常开关电冰箱门
B
1．电能的来源非常广泛，各种各样的发电厂，获得电能的过程实质是将____________的能转化为电能的过程。发电机工作时，将________能转化为电能；干电池向外供电时，将________能转化为电能。
其他形式
机械
化学
课后练习
2．用电器工作时将________能转化为____________的能。例如：电动机工作时将________能转化为________能，白炽灯发光时将________能转化为________能和________能。
电
其他形式
电
机械
电
光
内
3．在物理学中，能量的国际单位是________，简称________，符号为________。常用的电能单位还有________，符号为________。它们的换算关系是________________________________。
焦耳
焦
J
千瓦时
kW?h
1 kW·h＝3.6×106 J
4．(中考?济南)细心的小梅发现，济南的有些路口安装了带有太阳能电池板的警示灯，如图所示。白天，太阳能电池板将____________能转化成________能并储存起来；用LED材料制作的LED灯日夜发光提醒着人们
注意交通安全。
光(或太阳)
电
5．如图是小明家所使用的电能表，请解释
其中几个重要参数所表示的意义：
(1)“10 A”表示该电能表的________电流为10 A；
(2)“20 A”表示该电能表的____________电流为20 A；该电能表工作时的电流不能超过________A；
(3)“3 000 r/(kW?h)”表示的意义是：他家的用电器每消耗1 kW?h的电能，电能表的转盘转动________转。
标定
额定最大
20
3 000
6．(2019?广东)如图所示，电能表的示数为________kW?h，在某段时间内，转盘转过1 800圈，则此段时间内用了________度电。
201.9
0.5
7．(2019·呼和浩特)一个电能表，表盘上标明“720 revs/(kW·h)”，它的意思是________________。呼和浩特教研室某段时间用电，电能表两次示数如图所示，该时间段该地区每度电的电费为1.2元。这段时间需要交付多少电费？
解：接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘转过720转；这段时间总共消耗的电能：W＝W2－W1＝1 951.7 kW·h－1 632.0 kW·h＝319.7 kW·h；需要交付的电费：319.7×1.2元＝383.64元。
8．电流做功的多少与________的大小、________的高低和______________都有关系。计算电流通过某导体做功的多少，用到的公式是______________。
电流
电压
通电时间的长短
W＝UIt
9．一个用电器消耗电能的多少取决于(　　)
A．通过用电器的电流大小
B．通过它的电流、用电器两端的电压和通电时间
C．通过它的电流和两端的电压
D．通过它的电流和用电器的电阻
【点拨】由电功的计算公式来分析。
B
10．一个阻值为4 Ω的小灯泡和一个阻值为2 Ω的定值电阻串联在6 V的电源上，通电1 min后，电流通过小灯泡所做的功为(　　)
A．240 J　　B．360 J　　C．480 J　　D．720 J
【点拨】先计算出电路中的电流为1 A，灯泡两端的电压为4 V，再由电功的计算公式计算电流在1 min内通过小灯泡所做的功。
A
11．玩具小汽车电源两端的电压为3 V，通过它的电流为0.6 A，那么2 min内电流做了多少功？消耗了多少焦的电能？
解：W＝UIt＝3 V×0.6 A×120 s＝216 J。
因为电流做多少功，就消耗多少电能，所以消耗了216 J的电能。
12．如图是某开发区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”蓄电池。
下列解释合理的是(　　)
A．光电池板是将电能转化为光能
B．照明灯是将内能转化为电能
C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电时，将电能转化为化学能
【点拨】“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，即将机械能转化为电能。
【答案】C
13．(2018?临沂)在国家“光伏扶贫”项目中，小明家安装了太阳能发电系统，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为________能；中午时段，太阳能电池板的输出电压为500 V，输出电流为20 A，3 h可以为电网提供电能______kW?h。
【点拨】利用太阳能发电，将太阳能转化为电能。3 h可以为电网提供电能：W＝UIt＝500 V×20 A×3 h＝30 000 W·h＝30 kW·h。
【答案】电；30
14．电子式电能表表盘上标有“3 000 imp/(kW·h)”字样，将某用电器单独接在该表上工作20 min，电能表指示灯闪烁了300次。该用电器在上述时间内消耗的电能为________kW·h，合________J。
【答案】0.1；3.6×105
15．(2019·广东)如图所示，电源的电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2的阻值为60 Ω，只闭合开关S0时，电流表的示数为0.2 A，再闭合开关S1时，电流表的示数为0.6 A。求：
(1)电源的电压；
解：(1)只闭合开关S0时，电路为R2的简单电路，电源的电压：U＝U2＝IR2＝0.2 A×60 Ω＝12 V。
(2)电阻R1的阻值；
(3)开关S0、S1均闭合后，通电10 s电路消耗的总电能。
开关S0、S1均闭合后，通电10 s电路消耗的总电能：W＝UI′t＝12 V×0.6 A×10 s＝72 J。
16．(2019?襄阳)华为某款手机锂电池上面标明电压为3.7 V，容量为3 000 mA?h，则它充满电后存储的电能为________J；经查，该手机的待机电流为15 mA，则该手机最长待机时间为________h。
【答案】39 960；200
17．(2019·攀枝花)为提倡节能环保，攀枝花市引进大量新能源电动公交车。为新能源公交车充电的导线较粗是为了减小导线的________。若充电过程中充电电流为100 A，充电电压为380 V，则新能源电动公交车充电2 h消耗的电能为________kW·h。
【答案】电阻；76
18．在如图所示的“探究影响电流做功的因素”的实验中：
(1)通过比较____________，我们可以比较相同时间内电流做功的多少。
(2)利用图甲的电路可以得到的结论是：________和________相同时，________越大，电流做的功越多。
(3)利用图乙的电路可以得到的结论是：________和________相同时，________越大，电流做的功越多。
灯泡的亮度
通电时间
电流
电压
通电时间
电压
电流
19．某城市实施阶梯电价，具体方案如下表：
小刚留心观察了一下自家电能表，分别记录了他家第一天早8：00、晚21：00和第二天早8：00这三个时刻电能表的读数，如图所示，则他家这一天共消耗电能________kW·h，应付电费________元。
【思路点拨】根据三个时刻的读数，先分别求出小刚家在高峰期消耗的电能和在低谷期消耗的电能，并求出在两时段内应付的电费，最后求一天应付的总电费。
【答案】6；2.8
再见