18.1 电能 电功 2024-2025学年人教版九年级全一册初中物理

课题一：电能电功 年级 学科导学案 主讲老师： 班级： 小组： 姓名： 【学习目标】 知识与技能：1.理解电能电功的含义和实际意义。 2.掌握千瓦时和焦耳之间的换算关系。 3.学会用电表来进行简答的计算。 过程与方法：通过实物图来促进学生的深入理解。 情感态度与价值观：培养学生学习兴趣以及计算能力。 【知识点一 电能的来源和利用】 1.电能的来源：其他形式的能转化为电能 电能广泛应用于农业、工业、学科研究等，在日常生活中起着非常关键的作用。我们所用的电能是由其他形式的能量进行转化而来的。 常见的能量：化学能、风能、水能、内能、机械能、太阳能、电能等。 例如： 干电池：化学能转化为电能 风力发电：风能转化为电能 光伏发电：太阳能转化为电能…… 【针对练习】 1、用电器工作时将电能转化为其他形式的能量。与电饭锅工作时能量转化情况相同的用电器是（　　） A．电风扇 B．电熨斗 C．电冰箱 D．电视机 【答案】B 【解析】电饭锅主要将电能转化为内能。 A．电风扇主要将电能转化为机械能，故A不符合题意； B．电熨斗主要将电能转化为内能，故B符合题意； C．电冰箱主要将电能转化为机械能，故C不符合题意； D．电视机主要将电能转化为声能和光能，故D不符合题意。 故选B。 2、能源供应紧张、环保呼声高涨的今天，电动汽车因为具有环保、经济等优点而获得青睐，电动车充电时是 （填“用电器”或“电源”） ，打开钥匙正常行驶时，将电能转化为 ； 位于电动车同侧前后两个转向灯会同时闪亮，如果前灯坏了后灯还能亮，说明这两个转向灯的连接方式为 。 【答案】用电器 机械能 并联 【解析】[1]电动车充电时需要消耗电能，是用电器。 [2]打开钥匙正常行驶时，电动机驱动汽车运动，将电能转化为机械能。 [3]两个转向灯可以单独工作，互不影响，说明这两个转向灯的连接方式为并联。 【知识点二 电能计量】 1.电能单位：国际单位制单位：焦耳，简称焦，符号J；日常生活也说“度”，度和千瓦时是等同的。 1kW·h=3.6×106J 推理：1 kW=1000w 1h=3600s 1kW·h=1000w×3600s=3.6×106w·s=3.6×106J 2.电能计量工具：电能表 （1）作用：记录一段时间所消耗的电能。 （2）电能表铭牌意义 参数 意义 220V 表示该电能表应该在220V的电路中使用 10(20)A 表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，该电能表工作时的电流不应超过20A kW·h 表示该电能表上示数的单位为千瓦时，kW·h=1度=3.6×106J 50Hz 表示电能表在频率为50Hz的交流电电路中使用 1500r/(kW·h) 表示接在该电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，该电能表的转盘转过1500转 注意：电能表的表盘上最后一个框内的数字为小数位数字。如，应读作3209.2kW·h r代表是转数，imp代表的是闪烁的次数。 标定电流和额定最大电流的区别。如“10(20)A”，括号外的10A是标定电流，它越小，电能表就越 灵敏，精确度越高；括号内的20A是额定最大电流，是电能表长期稳定工作允许通过的最大电流。 电能表铭牌标有m r/kW·h，转盘转动了n圈，则W＝ 。 【针对练习】 1、如图是电能表上的一些信息，请选出与科学意义不相符的是（　　） A．kW•h：表示电能表上的数字以千瓦时为单位 B．512.8：表示该月该电能表消耗的电功率为512.8kW•h C．600r/kW•h：表示电路每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过600转 D．10（20）A：表示该电能表的标定电流为10A，短时间内允许通过的最大电流为20A 【题解】A、表盘上的kW•h是电能的单位，故A相符； B、512.8表示的是电路中消耗的总的电能为512.8kW•h，故B不相符； C、600r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转600转，故C相符； D、“10（20）A”，10A表示电能表的标定电流，20A是指电能表平时工作时允许通过的最大电流，故D相符。 【答案】B 2、根据电风扇铭牌上提供信息，下列叙述正确的是（　　） 格力电风扇KYTA﹣30A 额定电压：220V功率：50W 工作频率：50Hz净重：4.1kg 输出风量：＞50m3/min毛重：5kg A．电扇的重力是5kg B．在小于220V电压下均能正常工作 C．在不同电压下的实际功率均为50W D．正常工作时的电压是220V 【题解】A．电风扇的净重m＝4.1kg，受到的重力G＝mg＝4.1kg×9.8N/kg＝40.18N，故A错误； BD．电风扇的额定电压为220V，则正常工作时的电压为220V，故B错误，D正确； C．电风扇的额定功率为50W，即额定电压下的功率为50W，在不同电压下的实际功率不一定为50W，故C错误。 【答案】D 3、小宁家上次查看时电能表示数如图甲所示，本次查看时电能表读数如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．电能表测量的是电路中消耗电能的多少 B．小宁家在这段时间内消耗的电能为903kW•h C．“10A”表示该电能表允许通过的最小电流为10A D．“220V”表示该电能表两端允许加的最小电压为220V 【题解】A．电能表是测量消耗电能的仪表，故A正确； B．他家在这段时间内消耗的电能W＝8633.5kW•h﹣8543.2kW•h＝90.3kW•h，故B错误； C．“10A”表示该电能表允许通过的最大电流为10A，故C错误； D．220V表示该电能表的额定电压为220V，应适用与额定电压为220V的电路中，故D错误。 【答案】A 4、小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，若以当地电价0.6元/度计算，小明家4月份应缴纳电费 元。小明观察家里只开冰箱20分钟，电能表表盘转120r，消耗的电能是 J。 【答案】144 1.44×105 【解析】[1]电能表计数窗最后一位为小数位。小明家4月份消耗的电能为 W1=6262.3kW·h -6022.3kW·h =240kW·h 故小明家4月份应缴纳电费 240 kW·h×0.6元/ kW·h=144元 [2]只开冰箱20分钟消耗的电能为 5、某电能表如图所示，电能表的示数为 kW•h。某电水壶工作一段时间，使图示电能表的转盘转过150r，则电水壶消耗的电能为 kW•h。 【答案】3027.6 0.05 【解析】[1]电能表读数，示数的最后一位是小数，单位为kW•h，由图知道，电能表的示数为3027.6kW•h。 [2]3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3000转，据此可得电能表的表盘转了150转时，电水壶消耗的电能 【知识点三 电功】 1.电功：电流所做的功，用W表示。是把电能转化为其他形式能量做功。 注意：电功是过程量而电能是状态量。 电能是其他形式能量转化为电能；电功是电能转化为其他形式的能。 2.影响因素：（1）电压的高低；（2）电流的大小；（3）通电时间的长短。 3.计算公式：W=UIt（适用于所有的电路） W：表示电功，单位焦耳（J）；U：表示电压，单位伏特（V）；I：表示电流，单位安培（A）；t表示时间，单位秒（s） 4.推导式：（只适用于纯电阻电路） 根据欧姆定律和欧姆定律推导式U=IR、R=代入W=UIt可得①；②。 注意：纯电阻电路指的是电能全部转化为电阻内能。 【针对练习】 1、2024年10月20日，蛋宝智能机器人（如图所示）在线上线下全渠道展开预售，受到了很多家长的关注。请据图判断下列说法错误的是（电池容量是指电池存储电量的大小，如1mA•h＝1mA×1h）（　　） A．足底滑轮设计，有助于减小运动时的摩擦力 B．用电源适配器给它充电，半小时即可充满电 C．用电源适配器给它充电，电池充满电的过程中电流做的功是27000J D．充满电后，理论正常工作时间约为4h，则在正常工作时的工作电流约为0.375A 【题解】A、足底滑轮设计，滚动摩擦代替滑动摩擦，减小运动时的摩擦力，故A正确； B、电池的容量：Q＝1500mA•h＝1.5A•h，电源适配器提供的电流为1A，则给电池充满电需要的时间为：t1.5h，故B错误； C、电池的容量为：Q＝1500mA•h＝1.5A•h，电源适配器提供的电压为5V，则电池充满电的过程中电流做的功为：W＝UIt＝5V×1.5A×3600s＝27000J，故C正确； D、电池的容量为：Q＝1500mA•h＝1.5A•h，正常工作时间约为4h，则在正常工作时的工作电流约为：I0.375A，故D正确。 【答案】B 2、甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量之比为5：1，则通过甲、乙的电流之比为（　　） A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2 【分析】知道甲、乙两个电热器的电阻之比、产生的热量之比和通电时间关系，利用焦耳定律Q＝I2Rt求通过的电流之比。 【题解】由题意可知，R甲：R乙＝5：4，产生的热量之比Q甲：Q乙＝5：1，通电时间之比t甲：t乙＝1：1，由Q＝I2Rt可得通过甲、乙两个电热器的电流之比： I甲：I乙：：1：2：1，故C正确、ABD错误。 【答案】C 3、甲、乙两个用电器的电压之比为2︰1，电流之比为1︰2，通电时间之比为5︰4,则两用电器消耗的电能之比为（　　） A．5︰1 B．5︰4 C．4︰5 D．5︰8 【答案】B 【解析】已知甲、乙两个用电器的电压之比为2︰1，通电时间之比为6︰4，则两用电器消耗的电能之比 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4、为了解决手机充电问题，市面上出现了多个品牌的“共享充电宝”，当给共享充电宝充电时，充电宝相当于电路中的 ；如图所示是某品牌的充电宝，它可以同时给几部手机充电，此时手机之间是 联连入充电宝的。这个充电宝的充电和放电电压都是3V，电池容量为6000mAh，当充电宝充满电后，可以储存的电能为 J。 【答案】用电器 并 【解析】[1]给充电宝充电时，充电宝消耗电能，相当于简单电路中的用电器。 [2]手机充电过程中，给各手机充电应该互不影响，所以手机之间是并联的。 [3]当充电宝充满电后，可以储存的电能 5、在如图所示的电路中，电源电压是9V，开关闭合后电流表的示数为0.2A，已知R2=15Ω，则电压表的示数为 V，通电2min电阻R2消耗的电能是 J。 【答案】6 72 【解析】[1]如图所示，两电阻串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路中电流。R2两端电压为 电压表示数为 [2]通电2min电阻R2消耗的电能是 6、将元件如图连接，电源电压6V恒定不变，电流表量程为“0﹣0.6A”，电压表量程为“0﹣3V”，滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”，小灯泡L规格为“2.5V 0.5A”（灯丝电阻不变）。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常工作，请计算： （1）此时电流表示数是__________，滑动变阻器R的阻值为__________。 （2）请计算小灯泡工作2分钟消耗的电能。 【分析】由图可知，该电路为串联电路，电压表测量的是小灯泡两端的电压； （1）小灯泡正常工作时，电流表的示数等于小灯泡的额定电流； 根据R灯求出小灯泡的电阻；根据R总求出电路的总电阻，再根据R＝R总﹣R灯计算出此时滑动变阻器接入的阻值； （2）根据W＝U额It计算小灯泡工作2分钟消耗的电能。 【题解】（1）小灯泡正常工作时，通过小灯泡的电流即为额定电流0.5A，即此时电流表示数是0.5A； 小灯泡的电阻R灯5Ω； 串联电路的总电阻为：R总12Ω； 则滑动变阻器接入的阻值为：R＝R总﹣R灯＝12Ω﹣5Ω＝7Ω； （2）小灯泡工作2分钟消耗的电能为：W＝U额It＝2.5V×0.5A×60×2s＝150J。 答：（1）此时电流表示数是0.5A，滑动变阻器R的阻值为7Ω； （2）小灯泡工作2分钟消耗的电能为150J。 7、如图所示，滑动变阻器上标有“；2A”字样，当滑片P在中点时，电流表读数为0.3安，电压表读数为3V，求： （1）电阻； （2）电源电压； （3）滑动变阻器移到右端通电100s，整个电路电流所做的功。 【答案】（1） （2）9V （3）162J 【解析】（1）分析电路可知，、串联，电压表测电压，电流表测电路电流。当滑片P在中点时，电流表读数为0.3安，电压表读数为3V，则电阻阻值为 （2）此时变阻器的电压为 则电源电压为 （3）滑动变阻器移到右端通电100s，整个电路电流所做的功为 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课题一：电能电功 年级 学科导学案 主讲老师： 班级： 小组： 姓名： 【学习目标】 知识与技能：1.理解电能电功的含义和实际意义。 2.掌握千瓦时和焦耳之间的换算关系。 3.学会用电表来进行简答的计算。 过程与方法：通过实物图来促进学生的深入理解。 情感态度与价值观：培养学生学习兴趣以及计算能力。 【知识点一 电能的来源和利用】 1.电能的来源：其他形式的能转化为电能 电能广泛应用于农业、工业、学科研究等，在日常生活中起着非常关键的作用。我们所用的电能是由其他形式的能量进行转化而来的。 常见的能量：化学能、风能、水能、内能、机械能、太阳能、电能等。 例如： 干电池：化学能转化为电能 风力发电：风能转化为电能 光伏发电：太阳能转化为电能…… 【针对练习】 1、用电器工作时将电能转化为其他形式的能量。与电饭锅工作时能量转化情况相同的用电器是（　　） A．电风扇 B．电熨斗 C．电冰箱 D．电视机 2、能源供应紧张、环保呼声高涨的今天，电动汽车因为具有环保、经济等优点而获得青睐，电动车充电时是 （填“用电器”或“电源”） ，打开钥匙正常行驶时，将电能转化为 ； 位于电动车同侧前后两个转向灯会同时闪亮，如果前灯坏了后灯还能亮，说明这两个转向灯的连接方式为 。 【知识点二 电能计量】 1.电能单位：国际单位制单位：焦耳，简称焦，符号J；日常生活也说“度”，度和千瓦时是等同的。 1kW·h=3.6×106J 推理：1 kW=1000w 1h=3600s 1kW·h=1000w×3600s=3.6×106w·s=3.6×106J 2.电能计量工具：电能表 （1）作用：记录一段时间所消耗的电能。 （2）电能表铭牌意义 参数 意义 220V 表示该电能表应该在220V的电路中使用 10(20)A 表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，该电能表工作时的电流不应超过20A kW·h 表示该电能表上示数的单位为千瓦时，kW·h=1度=3.6×106J 50Hz 表示电能表在频率为50Hz的交流电电路中使用 1000r/(kW·h) 表示接在该电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，该电能表的转盘转过1000转 注意：电能表的表盘上最后一个框内的数字为小数位数字。如，应读作3209.2kW·h r代表是转数，imp代表的是闪烁的次数。 标定电流和额定最大电流的区别。如“10(20)A”，括号外的10A是标定电流，它越小，电能表就越 灵敏，精确度越高；括号内的20A是额定最大电流，是电能表长期稳定工作允许通过的最大电流。 电能表铭牌标有m r/kW·h，转盘转动了n圈，则W＝ 。 【针对练习】 1、如图是电能表上的一些信息，请选出与科学意义不相符的是（　　） A．kW•h：表示电能表上的数字以千瓦时为单位 B．512.8：表示该月该电能表消耗的电功率为512.8kW•h C．600r/kW•h：表示电路每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过600转 D．10（20）A：表示该电能表的标定电流为10A，短时间内允许通过的最大电流为20A 2、根据电风扇铭牌上提供信息，下列叙述正确的是（　　） 格力电风扇KYTA﹣30A 额定电压：220V功率：50W 工作频率：50Hz净重：4.1kg 输出风量：＞50m3/min毛重：5kg A．电扇的重力是5kg B．在小于220V电压下均能正常工作 C．在不同电压下的实际功率均为50W D．正常工作时的电压是220V 3、小宁家上次查看时电能表示数如图甲所示，本次查看时电能表读数如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．电能表测量的是电路中消耗电能的多少 B．小宁家在这段时间内消耗的电能为903kW•h C．“10A”表示该电能表允许通过的最小电流为10A D．“220V”表示该电能表两端允许加的最小电压为220V 4、小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，若以当地电价0.6元/度计算，小明家4月份应缴纳电费 元。小明观察家里只开冰箱20分钟，电能表表盘转120r，消耗的电能是 J。 5、某电能表如图所示，电能表的示数为 kW•h。某电水壶工作一段时间，使图示电能表的转盘转过150r，则电水壶消耗的电能为 kW•h。 【知识点三 电功】 1.电功：电流所做的功，用W表示。是把电能转化为其他形式能量做功。 注意：电功是过程量而电能是状态量。 电能是其他形式能量转化为电能；电功是电能转化为其他形式的能。 2.影响因素：（1）电压的高低；（2）电流的大小；（3）通电时间的长短。 3.计算公式：W=UIt（适用于所有的电路） W：表示电功，单位焦耳（J）；U：表示电压，单位伏特（V）；I：表示电流，单位安培（A）；t表示时间，单位秒（s） 4.推导式：（只适用于纯电阻电路） 根据欧姆定律和欧姆定律推导式U=IR、R=代入W=UIt可得①；②。 注意：纯电阻电路指的是电能全部转化为电阻内能。 【针对练习】 1、2024年10月20日，蛋宝智能机器人（如图所示）在线上线下全渠道展开预售，受到了很多家长的关注。请据图判断下列说法错误的是（电池容量是指电池存储电量的大小，如1mA•h＝1mA×1h）（　　） A．足底滑轮设计，有助于减小运动时的摩擦力 B．用电源适配器给它充电，半小时即可充满电 C．用电源适配器给它充电，电池充满电的过程中电流做的功是27000J D．充满电后，理论正常工作时间约为4h，则在正常工作时的工作电流约为0.375A 2、甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量之比为5：1，则通过甲、乙的电流之比为（　　） A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2 3、甲、乙两个用电器的电压之比为2︰1，电流之比为1︰2，通电时间之比为5︰4,则两用电器消耗的电能之比为（　　） A．5︰1 B．5︰4 C．4︰5 D．5︰8 4、为了解决手机充电问题，市面上出现了多个品牌的“共享充电宝”，当给共享充电宝充电时，充电宝相当于电路中的 ；如图所示是某品牌的充电宝，它可以同时给几部手机充电，此时手机之间是 联连入充电宝的。这个充电宝的充电和放电电压都是3V，电池容量为6000mAh，当充电宝充满电后，可以储存的电能为 J。 5、在如图所示的电路中，电源电压是9V，开关闭合后电流表的示数为0.2A，已知R2=15Ω，则电压表的示数为 V，通电2min电阻R2消耗的电能是 J。 6、将元件如图连接，电源电压6V恒定不变，电流表量程为“0﹣0.6A”，电压表量程为“0﹣3V”，滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”，小灯泡L规格为“2.5V 0.5A”（灯丝电阻不变）。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常工作，请计算： （1）此时电流表示数是__________，滑动变阻器R的阻值为__________。 （2）请计算小灯泡工作2分钟消耗的电能。 7、如图所示，滑动变阻器上标有“；2A”字样，当滑片P在中点时，电流表读数为0.3安，电压表读数为3V，求： （1）电阻； （2）电源电压； （3）滑动变阻器移到右端通电100s，整个电路电流所做的功。 学科网（北京）股份有限公司 $$