第1节 电功（教学课件）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

沪科版（五·四学制） 九年级上册 第13章 电功率 第1节 电功 01 02 03 04 05 CONTENTS 电路中的电能是 如何转化的？ 如何用电能表计量电能？ 电流做功与哪些因素有关？ 学习目标 1. 电源与用电器的能量转化； 2. 学习电功的概念、表示、单位； 3. 实例分析电流做功；千瓦·时的学习； 4. 用电能表计量电能； 5. 了解电功的影响因素； 6. 电功的计算公式；电功的推导计算公式及其适用范围。 重点难点 教学重点： 1.电源与用电器的能量转化； 2.电能表的用途及其相关参数的物理含义； 3.电功的概念、计算公式等。 1.电功的推导计算公式及其适用范围； 2.电功的综合应用。 教学难点： 情景引入 各式各样的电器已经成为人们便捷生活的必需品。扫地机器人（图 13-1-1 ）游走在家中清洁各处地面，工作结束后自动回到固定位置充 电。此时，我们摸一下机身，会感到有些热。扫地机器人的机械能和内能是从哪里来的呢？ PART ONE 电路中的电能是 如何转化的？ 电路的组成部分：电源、用电器、导线、开关。 下面主要从能量转化的角度介绍电源与用电器。 笔记本计算机 空调 用电器 干电池 学生电源 电源 探究新知 电源将其他形式的能量转化为电能，而用电器工作时则将电能转化为其他形式的能量，如扫地机器人工作时将电能转化为机械能和内能等。电能利用的过程就是电能转化为其他各种形式能量的过程。 机械能 用电器举例：扫地机器人 内能 电能 其他形式的能量 其他形式的能量 电能 电源 用电器 电能 + 同学们可以尝试举例分析其用电器能量转化情况。 试一试 在电能转化为其他形式的能量过程中，我们说电流做了功。物理学中，把电流所做的功称为电功，用 W 表示，单位是焦（J）。 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，通过某电扇的电流每秒做功150 J，表明每秒有150 J电能转化为机械能和内能。 电功 以电动自行车为例分析： 电池 电动自行车的核心部件：电池、电动机。 电动机 举例 机械能增加 电流做功 电能减少 ①电动车运动时，电流通过电动机，使电动机转动，电流做功。 ②电池中的电能减少。 ③电动车的机械能在增加。 电池工作时，电流在做功，电能减少，电动机的机械能增加。 电流就做了多少功 电池减少了多少电能 其他形式的能量增加多少（此例主要为机械能） 这个过程是通过电流做功来实现的。 电能的国际单位：焦耳（J） 生活中的电能单位：千瓦·时，符号是 kW·h, 俗称 “度” 他们之间的换算关系是：1kW·h=1×103W ×3600s=3.6 ×106J 你知道家里一个月要交多少电费吗?供电部门怎样来确定用户的用电量? 想一想 电能的单位 PART TWO 如何用电能表计量电能？ 生活中可以用电能表计量家庭电路消耗的电能，也就是用电量。图 13-1-2 是普通电能表， 上方数字表示以千瓦 · 时（kW·h）为单位的当前用电量（俗称“抄见数”）。 图13-1-2 普通电能表 拓展：720r/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720转 IC卡式电能表 电子式电能表 机械式电能表 认识不同的电能表 随着电子技术和互联网技术的发展，目前家庭电路基本采用图13-1-3所示的智能电能表。 该类电能表靠专用的芯片计量电能，每计量一定量的电能会输出一个脉冲，对应的脉冲指示灯闪烁一次。智能电能表利用网络回传数据，实现了远程抄表。 图13-1-3 智能电能表 电能表的表盘上还会标识一些常见参数。图 13-1-3 中表盘上的“220 V”和“50 Hz”表示电能表所接家庭电路中交流电的电压和频率。 图13-1-3 智能电能表 记录电能表前后两次示数，计算其差值，就可以得到某一段时间内的用电量。 上周用电： 823.3kw.h-781.5kw.h=41.8kw.h ①.数字表盘有5位数字，最后一位红框里表示小数位。 ②.读数方法：一段时间电能表计数器前后两次读数差，就是这段时间用去的电能。 如：某电能表在一周内的示数变化为： 电能表的读数 例：小强家本月月初电能表的显示数字为 ， 月末电费收据显示的用电数量为30kW·h，则月末电能表的显 示数字应为 ，本月消耗的电能为 度，合 J，若1度电为0.50元，则小强家应付电 费 元。 0 3 5 2 7 0 3 7 8 2 30 1.08×108 15 电炉炼钢 约1.6kg 采掘原煤约100kg 洗衣机工作约2.7h 电车行驶约1.5km 电脑工作约5h 1kW · h电的作用 PART THREE 电流做功与哪些因素有关？ 同一用电器的使用时间越长，消耗的电能越多，意味着电流做功越多。可见，电流做功的多少与用电器的通电时间有关。此外，电流做功的多少还与电压、电流有关。 电压 电流 通电时间 电流做功的多少 电功的影响因素 电流通过用电器所做的功 W 等于用电器两端的电压 U、通过用电器的电流 I 和通电时间 t 的乘积，即 W = UIt 在国际单位制中， 电压的单位是伏（V）、 电流的单位是安（A）、时间的单位是秒（s）， 电功的单位是焦（J）。它们之间的关系为： 1 J = 1 V·A·s 电功的计算公式 由W＝UIt 和欧姆定律 I＝ 可知: ①电功变形公式的适用条件：只适用于纯电阻电路； ②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； ③ W＝UIt 是普遍适用的公式。 W＝ t W＝I2Rt 电功的推导计算公式 24 示例 如图 13-1-4 所示，一电熨斗工作时 内部电热丝的阻值为 40 Ω,接在电压为 220 V 的家庭电路中。 （ 1 ）通过该熨斗电热丝的电流是多大？ （2）该电熨斗工作 10 min 消耗多少电能？ 解：（ 1 ）已知熨斗电热丝的阻值 R = 40 Ω, 两端电压 U = 220 V，根据欧姆定律，通过电热丝的电流 （2）时间 t = 10×60s =600 s，根据电功的表达式，电流做功W = UIt = 220 V×5.5 A ×600s = 7.26 × 105J 即该电熨斗工作 10 min 消耗的电能是7.26×105J。 I= = 5.5 A 图13-1-4 电熨斗 自古以来，对热与电的利用促成了人类社会发展的两次重大飞跃。 有趣的是，无论是原始时期使用火还是 18 世纪运用蒸汽动力，对热的研究基本滞后于热的应用。而电的情况恰恰相反，直到 19 世纪法拉第 （M. Faraday ，1791— 1867）和麦克斯韦（ J.C. Maxwell ，1831— 1879 ） 在电磁领域取得了突破性的研究成果后，人类才真正开始大规模利用电能。 在法拉第发明简易电动机和发电机之后，涌现了一大批发明家和实业家，在电能的产生、传输、使用等方面锐意创新，不仅制造业在电动机的轰鸣声中迅猛发展，人们的日常生活也因电灯、电报、电话、电车等 的发明变得便捷。 进入信息时代，电能在人类生活中的重要地位依然不可撼动，而且人类对电能的需求还在不断提升。人们除了积极践行节约用电、推动绿色低碳的生活方式外，也不断积极探索获取电能的新途径。图13-1-5所示的国内首座“零能耗”生态示范住宅在 2010 年上海世博会期间展示，“零 能耗”建筑采用各种技术降低能耗， 并利用各类可再生能源，实现建筑能源自给自足。 图13-1-5 “零能耗”生态示范楼 STSE 1．以下家用电器中，消耗的电能主要转化为机械能的是（　　） A．洗衣机 B．电饭锅 C．电烤箱 D．日光灯 A 课堂练习 2 . 灯泡中有电流时,灯泡发光。关于这个过程中的能量转化,下列说法正确的是( ) A.电流做了多少功,电路中就消耗了多少电能 B.因为消耗电能,流过灯泡后的电流变小了 C.灯泡消耗的电能全部转化成了光能 D.光能最终消失了,没有转化成其他形式的能量 A C 3．小明家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图，下列说法正确的是(       )  A．该电能表应接在220V的直流电路中使用B．该电能表应接在50 Hz的直流电路中使用 C．小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转 D．小明家半年内的用电量是6335 kW·h 4．甲，乙两个用电器的电压之比为5：4，电流之比为1：2．通电时间之比为2：1，则两个电器消耗的电能之比为（　　） A．4：5 B．5：1 C．5：4 D．5：8 Ｃ 5．阻值为4Ω的小灯泡同一个阻值为2Ω的定值电阻串联在6V的电源上，则通电1min后，电流通过小灯泡所做的功为（　　） A．240J B．360J C．480J D．720J Ａ 6．民航局规定：严禁乘客携带超过160W•h（瓦•时）的锂电池上飞机。某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“10.8V 10A•h”字样，充满电后，存储的电能为　 　　 　kW•h，该笔记本电脑　 　 　（选填“能”或“不能”）带上飞机。 0.108 能 7．如图所示的电路中，电阻R1＝10 Ω，电阻R2＝50 Ω，电源电压为6 V且恒定不变。闭合开关S，求： （1）电路中的电流I； （2）通电50 s，电路消耗的总电能W。   （2）通电50 s，电路消耗的总电能：W＝UIt＝6 V×0.1 A×50 s＝30 J。 解：（1）由图可知，闭合开关，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻：R＝R1+R2＝10 Ω+50 Ω＝60 Ω，电路中的电流：I===0.1 A 课堂小结 1. 有一块手机电池，上面标明电压为3.7V，容4500mA•h，它充满电后，大约存储了多少电能？ 解：U=3.7V Q= 4500mA•h W=U I t=3.7V×4.5A×1×3600s =59940J 答:它充满电后，大约存储了59940电能。 布置作业 2 . 如图所示,L1、L2串联后接在某一电源上,通电一段时间,电流通过工L1所做的功比通过L2所做的功多,这说明( ) A.通过L1的电流比通过L2的大 B.L1消耗的电能比L2少 C.L1两端的电压比L2高 D.L1的电阻比L2小 C 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$