第一节 电能与电功（导学案）物理新教材鲁科版（五四学制）九年级下册

该初中物理导学案聚焦电能与电功，涵盖电能的来源、应用、单位，电能表的读数与计算，以及电功的概念、影响因素和公式应用。通过自主预习中的能量转化实例导入，衔接能量转化旧知，以预习表格、实验设计为支架构建知识体系。 资料特色在于融入科学探究（电功影响因素实验）、物理观念（能量转化分析）和科学思维（如电鳗放电计算），课堂总结含思维导图，练习结合中考真题，助力学生自主学习，提升知识应用能力，强化节约用电的科学态度与责任。

第1节 电能与电功（导学案） 【学习目标】 1. 了解电能的来源及应用，知道电能的单位。 2. 会读家用电能表，会通过电能表计算家庭电费，有节约用电的意识。 3. 从能的转化认识电能，能结合生活实例分析电能转化是通过做功实现的。 4. 通过实例理解电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关，能利用电功公式进行相关计算。。 【学习重点】 通过生产生活实例从能量转化的角度认识电能和电能的计量与计算。 【学习难点】 对电功概念的理解。 【自主预习】 阅读课本P2--6内容，并解答以下问题： 1. 电能的来源：电能产生的过程是把其他形式的能转化为电能的过程。 例如水力发电机，是把 转化为 能。 2. 电能的应用：用电器工作的过程是 能转化成其他形式能的过程。 例如电灯泡将电能转化成 能，电动机把电能转化成 能，电热器将电能转化成 能。 3. 电能的单位：电能的国际单位是焦耳，简称 ，符号是J。 电能的常用单位还有 ，符号是kW·h。1kW·h= J。 4. 电能表：电能表用来测量用电器在一段时间内 。某段时间内用电的度数等于计数器前后两次读数之 。根据电能表盘面上的参数“××revs /kW·h”，可以计算消耗的电能或转数。 5. 电功：电流做了多少功就有多少 发生了转化，就消耗了多少电能。 6. 电流做功的多少跟 的大小、 的高低和通电时间的长短都有关系。计算公式：电功W= 。 【探究新知】 【学习任务一】电能 1.电能的概念： 电流所具有的能量，叫电能。电能由 提供。 2.电能的作用： 通过用电器把电能转化为人们需要的其它形式的能。 3.电能的来源： 电能属于二次能源，通过发电机或各类电池，把 的能转化为电能。 发电方式 能量转化的形式 水力发电 能转化为电能 火力发电 能转化为电能 太阳能发电 能转化为电能 风力发电 能转化为电能 核电站 能转化为电能 4.电能单位： （1）国际单位： （J）。 （2）常用单位：千瓦时（kW·h）------度。 （3）单位换算：1度=1千瓦时=1 kW·h= J 5.电能的测量：电能表 （1）电能表作用： 测量用电器在某段时间内消耗的电能。 （2）铭牌含义： ①“220V”“20A”：电能表额定电压220V。标定电流10A；允许通过的最大电流是20A。 ②“1000R/kW·h”：每消耗一度电电能表转盘转 转。 ③“50HZ”表示接在50HZ的交流电路中。 （4）测量方法： ①测量较大电能时用刻度盘读数： ，就是这段时间内用电的度数。 W= 特别提醒：最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。 ②测量较小电功时，用表盘转数计算： 例如：电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，表示用电器消每耗1 kW·h的电能，转盘转动1200圈。当电能表转盘转过60r时，消耗的电能 W＝ 【例题1】下列有关实验中能量转化关系的描述中，错误的是（ ） A．电热水壶工作时，电能主要转化为热能 B．风扇转动时，电能全部转化为机械能 C．给蓄电池充电时，电能转化为化学能 D．LED灯发光时，电能转化为光能和少量热能 【例题2】小明4月底观察到自己家里的电能表如图所示，5月底再观察时，发现电能表示数为 ，则他家5月份消耗的电能为_____ kW·h；如果电能表在某段时间内转盘转了300r，那么该电路中的用电器在这段时间内消耗的电能为__________。 【学习任务二】电功 1.电功的概念： 电能转化为其它形式能的过程就是电流做功的过程。 2.电能与电功的关系： 电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程。 电流做多少功，就消耗了多少 。 3.电流做功的形式： 电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。 电流做功时，能量转化情况见下表： ( 用电器 能量转化形式 电风扇 电能转化为 能 和 能 日光灯 电能转化为 能 电 热器 电能转化为 能 给 蓄电池充电 电能转化为 能 电动机 电能 主要 转化为 能 ) 4.单位： （J）和千瓦时（kW·h）。 5.电流做功多少与哪些因素有关： （1）设计实验：如图重物被提升的越高，说明电流做功越多。 保持相同的通电时间，分别用不同大小的电压、电流将重物提起，分析电流做功多少与电压、电流的关系。 （2）实验步骤： ①保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系； ②保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系； ③保持电流、电压一定，探究电功与通电时间的关系。 （3）记录表格： （4）实验结论： 用电器两端电压越高、通过电流越大、通电时间越长，重物被提升的越高，电流做的功就越多。 进一步实验可得出： 电流所做功的大小与电压、电流、通电时间成正比。 6.计算公式： W= 特别强调：运用公式时，各个物理量单位必须为国际单位： 电功W： （J） 电压U： （V） 电流（I）： （A） 时间t： （S） 【例题3】关于电功，下列说法正确的是（　　） A．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能 B．电能只有转化为机械能才算电流做功 C．通过导体的电流越大，电流做的功一定越多 D．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能 【例题4】某小电鳗的放电器官由4000个发电细胞串联构成，每个细胞可产生0.15V的电压，这些细胞总的电阻R1为400Ω。当电鳗在水中放电时，其身体与外部水体（水体电阻R2为200Ω）构成闭合电路，简化电路如图所示。已知电鳗一次放电持续时间约为0.1s，请完成以下计算： (1)求发电细胞的总电压； (2)求电鳗放电时的总电流； (3)电鳗一次放电释放的电能。 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．（25-26九年级上·天津·月考）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，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。 2．（25-26九年级上·吉林长春·期中）小刚家4月底电能表读数为821.6kW·h，5月底电能表读数如图所示，那么5月份他家消耗了 kW·h的电能。小刚发现半小时内该电能表的转盘转了1250转，则他家半小时内消耗的电能为 kW·h。请你为小刚家提一条节约用电的建议： 。 3．（2025·山东滨州·中考真题）如图所示，电源电压为6V且恒定不变，R1是定值电阻，其阻值为20Ω。闭合开关S后，电流表A2的示数为0.2A，则电流表A1的示数为 A，电阻R2的阻值为 Ω，整个电路1min消耗的电能为 J。 4．（25-26九年级上·山东青岛·月考）关于电功，下列说法正确的是（　　） A．电流做了多少功，就相当于有多少电能转化为其他形式的能 B．电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少 C．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能 D．电功就是电能，两者只是名称不同而已 5．（25-26九年级上·全国·单元测试）题图是节约用电的宣传图，下列说法正确的是（　　） A．“节约用电”是指节约电流 B．“节约用电”是指节约电压 C．“节约用电”是指节约电阻 D．“节约用电”是指节约电能 6．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）现代家庭中，我们每天要消耗许多电能，关于电能的利用下列说法正确的是（   ） A．洗衣机消耗电能主要转化成内能 B．电饭锅消耗电能主要转化成光能 C．日光灯消耗电能主要转化成光能 D．电动汽车消耗电能主要转化成光能和内能 7．（25-26九年级上·全国·课后作业）下图所示是生活中常见的两种电能表。下列关于电能表的说法正确的是（　　） A．电能表用来测量用电器消耗电能的快慢 B．电能表甲的示数为18246kW·h C．两种电能表的额定最大电流均为20A，工作时电流可以超过额定最大电流 D．电能表乙中“3200imp/(kW·h)”表示接入该电能表的用电器，每消耗1kW·h的电能，脉冲指示灯闪烁3200次 8．（24-25九年级上·河南郑州·期末）下列各组器材，不能直接或间接测量电功的是（    ） A．电能表 B．电压表、电流表、停表 C．电压表、电流表、滑动变阻器 D．电流表、定值电阻、停表 9．（2025·重庆·三模）将定值电阻R1、R2接入电源电压恒定的电路中，如图所示，R1=20Ω，R2=30Ω，闭合开关，电流表的示数为0.12A。求： (1)闭合开关后，电压表的示数。 (2)闭合开关后，电路20s消耗的电能。 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 电能与电功（导学案） 【学习目标】 1. 了解电能的来源及应用，知道电能的单位。 2. 会读家用电能表，会通过电能表计算家庭电费，有节约用电的意识。 3. 从能的转化认识电能，能结合生活实例分析电能转化是通过做功实现的。 4. 通过实例理解电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关，能利用电功公式进行相关计算。。 【学习重点】 通过生产生活实例从能量转化的角度认识电能和电能的计量与计算。 【学习难点】 对电功概念的理解。 【自主预习】 阅读课本P2--6内容，并解答以下问题： 1. 电能的来源：电能产生的过程是把其他形式的能转化为电能的过程。 例如水力发电机，是把机械能转化为电能。 2. 电能的应用：用电器工作的过程是电能转化成其他形式能的过程。 例如电灯泡将电能转化成光能，电动机把电能转化成机械能，电热器将电能转化成内能。 3. 电能的单位：电能的国际单位是焦耳，简称焦，符号是J。 电能的常用单位还有千瓦时，符号是kW·h。1kW·h=3.6×106J。 4. 电能表：电能表用来测量用电器在一段时间内消耗的电能。某段时间内用电的度数等于计数器前后两次读数之差。根据电能表盘面上的参数“××revs /kW·h”，可以计算消耗的电能或转数。 5. 电功：电流做了多少功就有多少电能发生了转化，就消耗了多少电能。 6. 电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低和通电时间的长短都有关系。计算公式：电功W= UIt。 【探究新知】 【学习任务一】电能 1.电能的概念： 电流所具有的能量，叫电能。电能由电源提供。 2.电能的作用： 通过用电器把电能转化为人们需要的其它形式的能。 3.电能的来源： 电能属于二次能源，通过发电机或各类电池，把其他形式的能转化为电能。 发电方式 能量转化的形式 水力发电 机械能转化为电能 火力发电 化学能转化为电能 太阳能发电 太阳能转化为电能 风力发电 机械能转化为电能 核电站 核能转化为电能 4.电能单位： （1）国际单位：焦耳（J）。 （2）常用单位：千瓦时（kW·h）------度。 （3）单位换算：1度=1千瓦时=1 kW·h=3.6×106J 5.电能的测量：电能表 （1）电能表作用： 测量用电器在某段时间内消耗的电能。 （2）铭牌含义： ①“220V”“20A”：电能表额定电压220V。标定电流10A；允许通过的最大电流是20A。 ②“1000R/kW·h”：每消耗一度电电能表转盘转1000转。 ③“50HZ”表示接在50HZ的交流电路中。 （4）测量方法： ①测量较大电能时用刻度盘读数：前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。 W=W2—-W1 特别提醒：最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。 ②测量较小电功时，用表盘转数计算： 例如：电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，表示用电器消每耗1 kW·h的电能，转盘转动1200圈。当电能表转盘转过60r时，消耗的电能 W＝ 60r/1200r/kW·h =0.05 kW·h 【例题1】下列有关实验中能量转化关系的描述中，错误的是（ ） A．电热水壶工作时，电能主要转化为热能 B．风扇转动时，电能全部转化为机械能 C．给蓄电池充电时，电能转化为化学能 D．LED灯发光时，电能转化为光能和少量热能 【解析】A．电热水壶工作时，通过内部的电阻加热元件（如电阻丝）将电能转化为热能。故A正确，不符合题意； B．风扇转动时，电能大部分转化为机械能，还有一部分转化为热能，故B错误； C．给蓄电池充电时把电能转化为化学能储存起来，故C正确； D．LED灯发光时，消耗了电能，电能转化为光能和少量热能，故D正确，不符合题意。故选B。 【例题2】小明4月底观察到自己家里的电能表如图所示，5月底再观察时，发现电能表示数为 ，则他家5月份消耗的电能为_____ kW·h；如果电能表在某段时间内转盘转了300r，那么该电路中的用电器在这段时间内消耗的电能为__________。 【答案】150 3×105J 【解析】由图知，5月份他家消耗的电能为W＝6387.2kW⋅h﹣6237.2kW⋅h＝150kW⋅h 3600r/kW⋅h表示的是电路中每消耗1kWh的电能，电能表的转盘转3600r，则电能表转盘转动了300转时，电路中的用电器消耗的电能为 【学习任务二】电功 1.电功的概念： 电能转化为其它形式能的过程就是电流做功的过程。 2.电能与电功的关系： 电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程。 电流做多少功，就消耗了多少电能。 3.电流做功的形式： 电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。 电流做功时，能量转化情况见下表： ( 用电器 能量转化形式 电风扇 电能转化为 机械 能 和 内能 日光灯 电能转化为 光 能 电 热器 电能转化为 内 能 给 蓄电池充电 电能转化为 化学 能 电动机 电能 主要 转化为 机械 能 ) 4.单位： 焦耳（J）和千瓦时（kW·h）。 5.电流做功多少与哪些因素有关： （1）设计实验：如图重物被提升的越高，说明电流做功越多。 保持相同的通电时间，分别用不同大小的电压、电流将重物提起，分析电流做功多少与电压、电流的关系。 （2）实验步骤： ①保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系； ②保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系； ③保持电流、电压一定，探究电功与通电时间的关系。 （3）记录表格： （4）实验结论： 用电器两端电压越高、通过电流越大、通电时间越长，重物被提升的越高，电流做的功就越多。 进一步实验可得出： 电流所做功的大小与电压、电流、通电时间成正比。 6.计算公式： W=UIt 特别强调：运用公式时，各个物理量单位必须为国际单位： 电功W：焦耳（J） 电压U：伏特（V） 电流（I）：安培（A） 时间t：秒（S） 【例题3】关于电功，下列说法正确的是（　　） A．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能 B．电能只有转化为机械能才算电流做功 C．通过导体的电流越大，电流做的功一定越多 D．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能 【答案】D. 【解析】A．电流通过电灯做功时，电能转化为光能和内能，故A错误； B．电能转化内能、光能、化学能，都叫电流做功，故B错误； C．通过导体电流做的功与导体两端的电压、电流和通电时间都有关，故C错误； D．电流做功的过程，是电能转化为其它形式能的过程，消耗多少电能转化为多少其它的能，故D正确。 故选D。 【例题4】某小电鳗的放电器官由4000个发电细胞串联构成，每个细胞可产生0.15V的电压，这些细胞总的电阻R1为400Ω。当电鳗在水中放电时，其身体与外部水体（水体电阻R2为200Ω）构成闭合电路，简化电路如图所示。已知电鳗一次放电持续时间约为0.1s，请完成以下计算： (1)求发电细胞的总电压； (2)求电鳗放电时的总电流； (3)电鳗一次放电释放的电能。 【答案】见解析. 【解析】（1）根据串联电压特点可知，发电细胞的总电压： U=4000×0.15V=600V （2）根据串联电路的特点可知，电路的总电阻： R=R1+R2=400Ω+200Ω=600Ω 则电鳗放电时的总电流： （3）电鳗一次放电释放的电能: W=UIt=600V×1A×0.1s=60J 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．（25-26九年级上·天津·月考）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，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 【详解】[1]给充电宝充电时，充电宝是在消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，这一特性与电路中的用电器一致，所以给充电宝充电时，充电宝相当于简单电路中的用电器。 [2]根据公式，其中U是电压，I是电流，t是时间。已知电压，电池容量 所以当充电宝充满电后，可以储存的电能为 2．（25-26九年级上·吉林长春·期中）小刚家4月底电能表读数为821.6kW·h，5月底电能表读数如图所示，那么5月份他家消耗了 kW·h的电能。小刚发现半小时内该电能表的转盘转了1250转，则他家半小时内消耗的电能为 kW·h。请你为小刚家提一条节约用电的建议： 。 【答案】 见解析 【详解】[1]利用电能表读数测量某段时间内消耗的电能，一个月所消耗的电能等于月末示数减去月初示数，即5月份所消耗的电能为 [2]由电能表参数可知，每消耗的电能，电能表的转盘转2500转，则消耗的电能为 [3]离开房间时随手关灯。 3．（2025·山东滨州·中考真题）如图所示，电源电压为6V且恒定不变，R1是定值电阻，其阻值为20Ω。闭合开关S后，电流表A2的示数为0.2A，则电流表A1的示数为 A，电阻R2的阻值为 Ω，整个电路1min消耗的电能为 J。 【答案】 0.5 30 180/ 【详解】[1]如图所示，电阻R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测所在R2支路的电流，通过R1所在支路的电流为 则干路的电流即电流表A1的示数为 [2]电阻R2的阻值为 [3]整个电路1min消耗的电能为 4．（25-26九年级上·山东青岛·月考）关于电功，下列说法正确的是（　　） A．电流做了多少功，就相当于有多少电能转化为其他形式的能 B．电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少 C．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能 D．电功就是电能，两者只是名称不同而已 【答案】A 【详解】A．电功的实质是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就意味着有多少电能转化为其他形式的能。例如，电流通过电动机做功，电能转化为机械能；电流通过电热器做功，电能转化为内能，故A正确。 B．根据能量守恒定律，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，电流做功的多少与电能转化为其他形式能的多少是相等的，不存在电流做功的多少大于电能转化为其他形式能的多少这种情况，故B错误； C．电流通过电灯做功时，电能主要转化为光能，但同时也有一部分电能转化为内能，因为电灯在发光的过程中会发热，故C错误； D．电功是指电流所做的功，是一个过程量，它表示电能转化为其他形式能的过程；而电能是一种能量形式，是一个状态量。电功和电能是两个不同的概念，不能简单地认为电功就是电能，只是名称不同，故D错误。 故选A。 5．（25-26九年级上·全国·单元测试）题图是节约用电的宣传图，下列说法正确的是（　　） A．“节约用电”是指节约电流 B．“节约用电”是指节约电压 C．“节约用电”是指节约电阻 D．“节约用电”是指节约电能 【答案】D 【详解】生活中计量电费时，计算的是电能表的读数，即电能，因此“节约用电”是指节约电能，故D正确，ABC错误。 故选D。 6．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）现代家庭中，我们每天要消耗许多电能，关于电能的利用下列说法正确的是（   ） A．洗衣机消耗电能主要转化成内能 B．电饭锅消耗电能主要转化成光能 C．日光灯消耗电能主要转化成光能 D．电动汽车消耗电能主要转化成光能和内能 【答案】C 【详解】A．洗衣机工作时，主要是电动机带动洗衣桶等部件转动，消耗的电能主要转化为机械能，而不是内能，故A错误； B．电饭锅是利用电流的热效应工作的，消耗的电能主要转化为内能，用来加热食物，不是光能，故B错误； C．日光灯工作时，消耗电能主要是为了发光，所以主要转化为光能，故C正确； D．电动汽车消耗电能主要是为了获得动力，转化为机械能，虽然在工作过程中也会有少量内能产生，但主要转化的不是光能和内能，故D错误。 故选 C。 7．（25-26九年级上·全国·课后作业）下图所示是生活中常见的两种电能表。下列关于电能表的说法正确的是（　　） A．电能表用来测量用电器消耗电能的快慢 B．电能表甲的示数为18246kW·h C．两种电能表的额定最大电流均为20A，工作时电流可以超过额定最大电流 D．电能表乙中“3200imp/(kW·h)”表示接入该电能表的用电器，每消耗1kW·h的电能，脉冲指示灯闪烁3200次 【答案】D 【详解】A．电能表是测量电路中用电器消耗电能多少的仪器，故A错误； B．电能表读数时，示数的最后一位是小数，图甲中的电能表显示的示数为1824.6kW·h，故B错误； C．由图可知，两种电能表工作的额定最大电流均为20A，即工作时电流不能超过额定最大电流，故C错误； D．3200imp/(kW·h)表示电路每消耗1kW·h的电能，电表脉冲指示灯闪烁3200次，故D正确。 故选D。 8．（24-25九年级上·河南郑州·期末）下列各组器材，不能直接或间接测量电功的是（    ） A．电能表 B．电压表、电流表、停表 C．电压表、电流表、滑动变阻器 D．电流表、定值电阻、停表 【答案】C 【详解】A．电能表可以直接测量用电器消耗的电能，即电功，故A不符合题意； B．电压表测量电压，电流表测量电流，停表测量时间，根据可以测出电功，故B不符合题意； C．电压表测量电压，电流表测量电流，滑动变阻器只能改变接入电路的阻值，无法测出电功，故C符合题意； D．电流表测量通过电阻的电流，停表测量时间，根据 可以测出电功，故D不符合题意。 故选C。 9．（2025·重庆·三模）将定值电阻R1、R2接入电源电压恒定的电路中，如图所示，R1=20Ω，R2=30Ω，闭合开关，电流表的示数为0.12A。求： (1)闭合开关后，电压表的示数。 (2)闭合开关后，电路20s消耗的电能。 【答案】(1)2.4V (2)14.4J 【详解】（1）由图可知，闭合开关，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压。根据欧姆定律可知电压表的示数U1=IR1=0.12A×20Ω=2.4V （2）闭合开关后，电路20s消耗的电能W=I2Rt=(0.12A)2×(20Ω+30Ω)×20s=14.4J 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $