15.1 电功 第2课时 课件-2025-2026学年苏科版物理九年级下学期

1 电能表 一、电能表与电功（1） 2 电 功 行驶时，消耗的电能转化__________ 用电器消耗电能，将电能转化为其他形式的能。 电流做的功=消耗的电能 （1）探究电流做功的实质 事例一：电风扇运转时，该过程电风扇消耗了电能，把电能转化成机械能、内能。 二、电功 事例二：以烧水为例分析（不计热量损失） 对电水壶里的水加热，水温度升高，如果水增加了105焦耳的内能，则一定消耗了105焦耳的电能，在这过程中，电流做功105焦耳。 电流做功105J= 消耗了105J的电能 其他事例： 白炽灯通电后，电能转化为内能进而转化为光能，供人们照明； 电视机通电后，电能主要转化为光能和声能； 手机充电器通电后，电能主要转化为化学能等。 二、电功 电流做了多少功 有多少电能转化成其他形式的能 1. 电功 二、电功 用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程。 电流所做的功叫作电功。 电路中就消耗了多少电能。 转化 内 能 机械能 化学能 光 能 ①用电器都是以电流做功的形式将电能转化为其他形式的能。 电能 电流做功 ②用电功的大小来衡量用电器消耗的电能的多少。 …… 2. 对电功的理解 二、电功 电能 其它形式的能 3.电流做功的实质都是什么？ 7 ⑴电流做功的多少与哪些因素有关？ 活动: ⑵如何比较电流做功的多少？ ⑶采用怎样的探究方法？ 二、电功 研究表明：电功的大小与加在用电器两端的电压、通过的电流 和通电时间有关。 W = UIt （2）白炽灯工作时将_________能转化为灯丝的内能再转化为________能。灯越_________,说明相同时间内灯获得的光能越_________,消耗的电能就越________,电流做功就越________。 因此:我们可以根据电灯的__________来比较相同时间内电流做功的多少 （2）如何比较电流做功的多少？ 在一定时间内，电流做功越多，小灯越亮。（转换法） 活 动 ① 控制变量法： 探究电功与电压的关系，保持电流、通电时间一定， 将两个规格不同的小灯泡串联接入电路，用电压表分别测出灯泡两端电压。 探究电功与电流的关系，保持电压、通电时间一定， 将两个规格不同的小灯泡并联接入电路，用电流表分别测出通过灯泡的电流。 保持电压、电流，探究电功与通电时间一定的关系 ②转换法： 在一定时间内，电流做功越多，小灯越亮。 ⑶采用怎样的探究方法？ （两盏小灯串联） （两盏小灯并联） 【进行实验】 （1）探究电功与电压的关系 ①如图所示，将两个电阻不等的白炽灯泡串联在电路中。闭合开关，调节滑动变阻器，比较两个灯泡的亮暗和两只电压表的示数。 ②实验记录 现象：两个白炽灯泡串联在电路中，L1灯更亮，其两端的电压也大。 灯泡 电压（V） 发光情况 L1 2.0 亮 L2 1.0 暗 二、电功 （2）探究电功与电流的关系 ①如图所示，将这两个灯泡并联在电路中，闭合开关，调节滑动变阻器，比较两个灯泡的亮暗和两只电流表的示数。 ②实验记录 现象：两个灯泡并联在电路中，乙灯更亮，通过的电流也大。 灯泡 电流（A） 发光情况 L1 0.26 暗 L2 0.6 亮 二、电功 【分析论证】 （1）两个灯泡串联时，通过灯泡的电流相等。因此，电压越高，电流做的功越多，灯泡就越亮。 （2）两个灯泡并联时，灯泡两端的电压相等。因此，电流越大，用流做的功越多，灯泡就越亮。 实验结论 进一步实验可得出： 电流所做的功与电压、电流、通电时间成正比. 二、电功 视频讲解——《探究电功与电压和电流的关系》 二、电功 课堂总结（2） 课堂总结（1） （1）电能表：用来测量电路消耗电能多少的仪表。 （2）电能表的参数： ①计量单位：千瓦时（kW·h），俗称度。 ②额定电压: 220V； ③电流规格：例如“10（20）A”表示基本电流为10A， 正常运行的最大电流20A。 ④电能表常数：例如“1600imp/kW·h”或“3200r/kW·h”。 （3）测量电能：电能表表盘上前后两次示数之差即消耗的电能。 （1）电功：电流所做的功。计算：W=UIt （2）单位：国际单位是焦耳（J） 1J=1V×1A×1s 常用单位是千瓦时（kW·h） 1kw·h=3.6×106J （3）电功的推导公式：W = t W＝I2Rt 电 功 电功 电能表 【例题1】将一个电暖器单独接在家庭电路中，它连续正常工作2h后，电能表的示数由4321.82kw·h变为4323.42kw·h。已知该电暖器的额定电压为220V，求通过电暖器的电流。 【分析】根据电能表示数的变化，可算出2h内电暖器消耗的电能，再利用电功的公式就可以求出通过电暖器的电流。 【解析】电暖器消耗的电能 W=4323.42kW·h-4321.82kW·h=1.6kW·h 由电功的公式W=Ult 可得，通过电暖器的电流 I= W/Ut= 1.6×3.6×106J/（220V×3600s）=3.64A 二、电功 【例题2】如图所示，电源电压不变，电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为 V，电阻R1的阻值为 Ω。通电1min，该电路消耗的总电能为 J。 【解析】由电路图知，闭合开关S，电阻R1、R2并联，电流表A2、A1分别测量干路和R1支路中的电流。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，所以电流表A2的示数为0.5A，即干路中的电流为I=0.5A 电流表A1的示数为0.2A，即通过R2的电流为I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A 电阻R2两端的电压为U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V 因为并联电路各支路两端电压相等，所以电源电压为U=U2=6V 由欧姆定律知道，电阻R1的阻值为R1=U/I1 =6V /0.2A=30Ω 通电1min，该电路消耗的总电能W=UIt=6V×0.5A×1×60s=180J 二、电功 180 6 30 【例题3】如图所示，在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时，可以根据灯泡的亮暗程度比较相同时间内电流做功的多少。 （ 1）利用如图所示电路，可控制变量_______________相等，验证__________对电流做功多少的影响； 不必 电流和通电时间 电压 二、电功 同种规格的灯泡，通电时间越长，消耗的电能越多，电流做功越多 （2）对于“电流做功多少与通电时间的关系”，是否必需通过实验去验证？_______（选填“不必”或者“必须”）简要说明你的观点__________ 。 1. 小明为了解某额定电压为220V的用电器的耗电情况，将该用电器单独接在家庭电路中，发现5min内电能表脉冲指示灯闪烁了44次。已知电能表常数为1200imp/（kW·h），则这段时间内用电器消耗了多少电能?用电器的工作电流是多大? 【解析】电能表脉冲指示灯闪烁了44次，用电器消耗的电能 用电器的工作电流： I= W/Ut= ×3.6×106J/（220V×5×60s）=2A 2. 将额定电压为220V的电暖器接入家庭电路。先将电暖器的调温旋钮调到高温挡，若此时通过电暖器的电流为7.27A，则15min内电流做了多少功?若将调温旋钮调到低温挡，此时通过电暖器的电流为2.73A，则15min内电流做了多少功?该电暖器在这30min内一共消耗了多少电能? 【解析】（1）W1= UI1t= 220V×7.27A×15×60S= 1.44 ×106J （2） W2= UI2t= 220V×2.73A×15×60S= 5.4 ×105J （3） W= W1+W2=1.44×106J +5.4×105J= 1.98 ×106J 4．如图所示为搭载自主知识产权麒麟9000S芯片 的华为Mate60Pro。该手机采用锂离子聚合物5000mA•h不可拆卸式电池，电池工作电压为3.7V，则一次充满电储存电能为________J。该手机支持有线最大超级快充（20V/4.4A），兼容11V/6A或10V/4A等超级快充，若充电10分钟，最多可充满_____%的电量。（保留整数） 【解析】电池一次充满电储存电能 充电10min可以充的电量 则若充电10分钟，最多可充满电量的百分比 66600 79 5. 如图所示，电源电压恒定，R2的阻值为20Ω，只闭合开关S时，电流表示数为0.3A，则电源电压为 V；当再闭合开关S1时，电流表示数变化了0.2A，则R1的阻值为 Ω，工作1 min，电流通过R1做的功为 J。 【解析】只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，电流表示数为0.3A，由欧姆定律得，电源电压为U=IR2=0.3A×20Ω=6V 当再闭合开关S1时，电路变为R1、R2并联，电流表测量干路电流。并联电路中，用电器互不影响，R2的电流不变，干路电流为R1、R2电流之和，电流表示数变化了0.2A，则R1的电流为0.2A，由欧姆定律得，R1阻值为 工作1min，电流通过R1做的功为 W1=U1I1t=6V×0.2A×60s=72J  6  30  72 6. 小明在验证“电功与电流的关系”活动中。 （1）图中两只灯泡的连接方式是______ 联，它们工作时的电阻要________ （选填“相同”或“不同”）； （2）小明正确操作，验证了实验的结论，支持该结论的实验现象是____________； 不可以 （3）移动滑动变阻器的滑片改变了灯泡两端的电压，_______（选填“可以”或“不可以”）进一步验证“电功与电压的关系” 灯泡亮的电流表示数大 不同 并 【拓展1】公式的变形 结合欧姆定律，电功的公式可以变形为： 注意：由欧姆定律推导出来的这两个电功的公式，只适用于纯电阻R电路；即：只适用于电能全部转化为内能的用电器。 串联电路中： ① U1 ：U2 = IR1 ：IR2 = R1 ：R2 = 1 ：2 ② W1 ：W2 = I2R1t ：I2R2t = R1 ：R2 = 1 ：2 【拓展2】串联电路中的电功、电能 1 ：2 1 ：2 电阻R1,R2的阻值之比为1:2,将电阻R1,R2串联在电路中R1,R2两端的电压之比 , 在相同时间内R1、R2消耗的电能之比 。 【拓展3】并联电路中的电功、电能 并联电路中： ① I1 ：I2 = U/R1 ：U/R2 = R2 ：R1 = 3 ：2 ② W1 ：W2 = U2t/R1 ：U2t/R2 = R2 ：R1 = 3 ：2 3 ：2 3 ：2 电阻R1,R2的阻值之比为2:3,将电阻R1,R2并联在 电路中通过R1,R2的电流之比 , 在相同时间内R1、R2消耗的电能之比 电功 串联电路 并联电路 特点 电流所做的总功等于电流通过各用电器所做的功之和，即W=W1+W2 分配关系（纯电阻电路） 电流通过各用电器所做的功与其电阻成正比 电流通过各用电器所做的功与其电阻成反比 拓展：串、并联电路中电功的特点即分配关系 1 ．如图所示， 电源电压6 V 恒定不变，R1、R2 为定值电阻，R2 = 30Ω , 闭合开关S ，电流表A示数为0.3 A 。求： (1) R1 的电阻； (2)通电10 s ，电流对R2 做的电功。 20Ω 12J 2．如图所示，电源电压不变，电阻R2 = 4Ω 。闭合开关 S ，电流表A1 的示数为 0. 1A ，电流表A2的示数为 0.5A ，电阻R3 = 0.5Ω , 则通电 1min ，电阻R1 消耗的电能为 J。 4.8 3．如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω , 图乙是小灯泡L的电流与电压的关系图像。当只闭合开关S1 、S2时， 电压表的示数为 6V ，电源电压为 V；当只闭合开关S2 、S3时， 电压表示数为 3V ， R2在 1min 内消耗的电能为 J。 9 7.2 4．设电阻R1＜R2，在电路电压恒定的情况下，相同时间内要使电路中电流做功最多，应采用的连接方法是（　　） A．R1单独接入电路 B．R2单独接入电路 C．R1、R2串联后接入电路 D．R1、R2并联后接入电路 【解析】根据W=UIt=U2/Rt可知电路中总电阻最小时，在相同时间内电流做功最多；根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻，电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知，当两个电阻并联时总电阻最小；即当两电阻并联时，相同时间内电流做功最多。 故选D。 D Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $