13.1 电能和电功 课件- 2024-2025学年北师大版物理九年级全一册

13.1 电能和电功 第十三章 电功和电功率 北师大版 物理 九年级全一册 学习目标 电能 电功 电能的计量 课时导入 空调、电视机、计算机、电冰箱、电热水器······各种各样的家用电器正成为人们不可缺少的生活伴侣。 它们的结构、功能尽管有极大的差异，但都得消耗电能。 知识点 电能 知1－导 感悟新知 1 下列各种情况中消耗的电能转化成什么能？ 电饭煲 电风扇 台 灯 内能 机械能 光能 1. 电能的获得 各种发电厂和电池是人们获取电能的主要途径。 知1－讲 知识图解： 各种发电厂的能量转化情况如图1所示： 知1－讲 2. 电能的利用 人们利用电能时，通过用电器将电能转化为其他形式的能。 拓展延伸： 干电池、蓄电池：化学能→电能； 太阳能电池：太阳能(或光能)→电能。 知1－讲 3. 电能的单位及其换算 (1)国际单位：焦耳，简称焦，用符号 J 表示。 (2)常用单位：千瓦时，用符号 kW· h 表示，俗称“度”。 (3)换算关系： 1 kW· h=3.6× 106 J。 知1－练 下列关于用电器工作时的能量转化错误的是( ) A. 洗衣机：电能主要转化为内能 B. 电风扇：电能主要转化为机械能 C. 白炽灯：电能转化为内能和光能 D. 电熨斗：电能转化为内能 例 A 知1－练 技巧点拨 : 分析用电器工作时能量转化的技巧： 只需要看这种用电器工作时主要获得什么形式的能，则其工作时就是将电能主要转化为什么形式的能。 知识点 电功 知2－导 2 能是做功的本领，做功可以使一种形式的能转化为另 一种形式的能。 提问电流流动时能做功吗？ 电流流过用电器，把电能转化为其他形式能的过程，也就是电流做功的过程，所以，电流能够做功。 知2－讲 电功 电流通过用电器所做的功叫电功。 2. 电功的物理意义 电流做功的实质：将电能转化为其他形式的能。电流通过某用电器做了多少功，就表明该用电器消耗了多少电能，即两者间具有相等的关系，计算方法也相同。 过程量 状态量，反映了能够做功的本领。 知2－讲 3. 实验探究 探究电流做功的多少与哪些因素有关 实验装置： 如图 2，用电动机提升重物，分别用电流表测出电流、用电压表测出电压、用停表测出通电时间及用刻度尺测出重物被提升的高度。 知2－讲 研究方法： 控制变量法和转换法。 实验结论： 电流做功的多少与电压、电流和通电时间都有关。 知2－讲 4. 电功的计算 电流做功的多少 W 与电压 U、电流 I 和通电时间 t 成正比。电功等于电压、电流、通电时间的乘积，即W=U· I· t。 知2－讲 特别提醒 : 对电功计算公式的理解： 1.注意公式中各物理量的单位：当电压U的单位为V， 电流I的单位为A，时间t的单位为s时,电功的单位才是J(焦耳)。 2. 应用该公式时，注意各物理量的同一性 (同一时间，同一段电路 ) 和统一性。 知2－讲   串联 电路 并联 电路 知2－讲 5. 电功的单位 (1)国际单位：焦耳，简称焦，用符号 J 表示。 1 J=1 V· A· s=1 N· m。 (2)常用单位： kW· h (千瓦时) 。 1 kW· h =3.6× 106J。 知2－练 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。 600 150 例 知2－练 解题对策： 对于电功公式的直接运用，若题中没有提供电流的大小，则要运用欧姆定律先求出电流，然后再代入到电功公式中计算。若题中没有直接告诉电压的大小，思路相同。 知识点 电能的计量 知3－导 3 思考：根据电功的计算公式，怎样测量电功？ 可以用电压表、电流表和秒表分别测量用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间，然后根据W=UIt来计算电流所做的功。 用电能表 能不能用仪表直接测量电功呢？ 知3－讲 1. 计量工具 电能表：用来计量用电器在一段时间内消耗的电能(或电流通过用电器所做的电功)多少。 知3－讲 2. 电能表的几个重要参数(图 3) 知3－讲 深度理解 : 标定电流是指在这个电流内电能表能够长期稳定的工作；额定最大电流是指在这个电流下电能表仍然可以准确地工作, 但是不能长期工作。 电子式电能表上标注的3200imp/(kW·h) 是有功脉冲常数,其意义是用电器每消耗1kW·h的电能,电能表应发出3200个有功脉冲,很显然,常数越大,电能表的脉冲指示灯闪得越快。 知3－讲 3. 电能表的读数 (1) 差值法： 电能表计数采用累积的方法，因此某段时间内用电器消耗的电能等于这段时间末的示数与这段时间初的示数的差值，即： W=W 后 －W 前。 知3－讲   n: 电能表转盘转的圈数 / 指示灯闪烁的次数 N: 每消耗 1 kW· h 电能电能表转盘转的圈 数 / 指示灯闪烁的次数 知3－讲 技巧点拨： 要知道用电器在较短时间内(如烧开一壶水)消耗的电能，由于数字变化不大，无法采用差值法，此时则可用转盘数(脉冲数)法。 知3－练 小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图 4 所示，他仔细观察照片后，得到下列四个结论，你认为正确的是( ) A. 电能表的标定电流为 10 A B. 电能表的标定电流为 5 A C. 拍照片时，小明家已消耗的电能为 9 316 kW· h D. 电能表应在 50 Hz 的直流电路中使用 B 例 知3－练 易错提示： 电能表中的电流参数如： 5(10)A 中，5A 叫标定电流，反映电能表的有关特性(如:启动电流等，与用户无关)，10A为额定最大电流，通过电能表的电流大于该值会计量不准，由该值可以计算该电能表的最大负载功率(电压与电流的乘积 )。 知3－练 晓彤对家中某一天晚上的用电情况进行测试。 测试前，家中电能表的示数如图 5 甲；测试后，电能表的示数如图 5 乙，则该晚晓彤家消耗电能______ kW· h；若以每度电 0.5 元计算，应缴电费______ 元；如图 5 丙是她家电能表上的铭牌，则该晚她家电能表转盘共转了_______ 转。 4.8 例 2.4 9 600 知3－练   综合应用 [ 中考·广安 ] 图 8 甲所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关 S，滑动变阻器滑片从 b 点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙，则电源电压为 _____。 当滑片在 a 点时，通电 10s， R0 消耗的电能为 _____。 例 6 V 180 J 技巧点拨： 电学图像题解题的关键是： 1.先分析电路的串、并联关系，再弄清各电表(电流表、电压表)所测的物理量及示数变化关系。 2.明确图像中各坐标的物理意义。 3.应用欧姆定律，结合串并联电路特点，灵活选取公式，进行分析和计算。 综合应用 电能和电功  电能 电源 电能表 电功：W=UIt 用电器 计量 提供 消耗 课堂小结 $$