13.1 电能和电功 课件 2026-2027学年北师大版九年级物理全一册

13.1 电能和电功 第十三章 电能和电功率 北师大版九年级全一册 观察与思考 观察以下电器，它们工作时分别把什么能转化为什么能？ 电饭煲 电风扇 台 灯 2 接通电源后，电饭煲中的食物很快被加热。电饭煲把电能转化为食物的内能。 电饭煲 接通电源后，电风扇转动。电风扇中的电动机把电能转化为扇叶的机械能。 电风扇 接通电源后，电流通过电灯，台灯的灯丝（或荧光粉或二极管）发热发光。电能转化为内能和光能。 台 灯 可见用电器工作就是将电能转化为我们需要的各种形式的能。 电功 电功的概念： 电流所做的功。 W 电能转化为其他形式的能的过程，就是电流通过用电器做功的过程。 电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能，注意能的总量不变。 焦耳，简称焦，符号J 表示符号： 国际单位： 6 电流做功的多少与哪些因素有关 实验猜想 电流做功的多少可能与电压和电流有关 电流做功的多少可能与通电时间有关 设计实验 实验电路 A M V 实验原理 通过电动机提升物体高度，定性判断电流做功多少 探究一：探究电流做功与时间的关系 电压、电流相同，通电时间不同 通电时间相同，电压、电流不同 探究二：探究电流做功与电流、电压的关系 实验记录表格 内 容 序号 U/V I/A t/s 高度 1 2 3 4 实验结论 在电流和电压相同的情况下，通电时间越长，重物升高得越高，电动机对重物所做的功越多。 在通电时间相同的情况下，电动机工作的电流和电压越大，重物升高得越高，电动机对重物所做的功越多。 结论：电路中电压越大，电流越大，通电时间越长，电流所做的功越多。 大量事实表明： 电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比。电功等于电压、电流和通电时间的乘积。 电功的计算 U：电压—伏特(V) I：电流—安培(A) t：时间—秒(s) W：电功—焦耳(J) W=UIt 1J=1V·A·s=1N·m 小明的书桌上有一盏台灯，正常使用时台灯两端电压为220V，通过灯丝的电流为150mA，他每晚要在灯下面学习30min，那么每晚流经台灯的电流做多少功？ 练一练 解：W=UIt=220V×0.15A×1800s=59400J。 答：每晚流经台灯的电流做功59400J。 推导公式：由W＝UIt 和欧姆定律 I＝ 可知， W＝ t；W＝I2Rt。 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； 电功的计算公式 电功变形公式的适用条件：只适用于纯电阻电路。 电能表 电能表：用来测量用电器消耗电能的仪表。 计量单位：千瓦时（度） 机械电能表 IC卡电能表 1kW·h=3.6×106J 符号：kW·h ● 220 V 表示这个电能表应该在220V的电路中使用。 ● 10(20)A 表示这个电能表的基本电流为10A，最大电流为20A。电能表工作时的电流不应超过最大电流。 ● 50～ 表示这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用。 ● 600Revs/(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600转。 电能表及其参数 4 2 6 7 8 4 3 7 4 4 W1=__________kW·h W2=__________ kW·h 月初 月末 W=_____________ kW·h 4267.8 4374.4 W2 -W1=106.6 用电量 电能表的读数及其计量 方法一：用户在某一段时间内消耗的电能，就是这段时间结束和开始时刻，电能表计数器所显示的数字之差。 方法二：测出一定时间内电能表上转盘的转数N（N为整数），再算出电能值。此种方法的关键是要明确电能表铭牌数据的含义，求出电能表转1转时消耗的电能值。 例：某电能表表盘上表标“1200r/（kW·h）”，小明测得在一定时间内表盘转了50圈，求消耗的电能。 W·h==3×103J 电能表的读数及其计量 3×103J/r×50r=1.5×105J 练一练 几位同学观察到一用户的电能表表盘如图所示，下面是他们对该电能表的看法，你认为正确的是（ ） A．电能表接在照明电路中流过的电流是10A B．电能表接在照明电路中流过的电流是20A C．电能表消耗1kW·h的电能，转盘转3000r D．电能表的转盘转3r，所计量的用电器消耗 的电能是3.6×103J D 资料拓展 名称 装机容 /kW 年发电量 /(kW·h) 名称 装机容量 /kW 年发电量 /(kW·h) 三峡 2.25×107 1×1011 三门峡 4×105 1.32×109 二滩 3.3×106 1.7×1010 溪洛渡 1.386×107 5.71×1010 葛洲坝 2.7×106 1.57×1010 龙滩 5.4×106 1.87×1010 刘家峡 1.225×106 5.7×109 向家坝 6.4×106 3.09×1010 我国一些水力发电站的发电能力 电能 和 电功 电功 与电能的区别、联系 电能表 读数 电能表铭牌含义 定义 课堂小结 公式 1. 可充电电筒的电池能反复充放电使用，既节约了资源，也保护了环境。电池充电时， 　电　能转化为化学能，用电筒照明时，小灯泡将电能主要转化为 　光　能。 2. 生活中用“度”来计量用电多少，“度”在物理中的符号是 　kW·h， 1度等于 　3.6×106　J。 电　 光　 kW·h　 3.6×106　 随堂练习 3. 小明家电能表上月底的示数为 ，本月底的示数为 ，则本月消耗的电能为 　80　kW·h，合 　2.88×108　J。若用电部门电费核价为0.52元/（kW·h），则该月应付电费 　41.6　元。 80　 2.88×108　 41.6　 A. 通电的时间越长，电流所做的功越多 B. 通过用电器的电流越大，电流所做的功越多 C. 用电器两端的电压越大，电流所做的功越多 D. 电流做功越多，消耗的电能就越多 4. 关于电功，下列说法正确的是（　D　） D 5. 下列电学仪器中，能够直接测量电功的是（　D　） A. 验电器 B. 电压表 C. 电流表 D. 电能表 6. 在两根电阻丝串联的电路中，电流做功多的一定是（　D　） A. 通过电流较大的电阻丝 B. 电阻较小的电阻丝 C. 通过电流较小的电阻丝 D. 两端电压较大的电阻丝 D D 7. 甲、乙两个用电器并联在同一电源上，在相同时间内，电流通过甲做的功比乙的大，则（　A　） A. 通过甲的电流比乙大 B. 甲两端电压比乙大 C. 甲的电阻比乙大 D. 乙消耗的电能比甲多 A 8. [2025西安莲湖段考]甲、乙两电热丝的电阻之比为4∶3，两端的电压之比为2∶1，则相同时间内消耗的电能之比为（　B　） A. 1∶3 B. 3∶1 C. 2∶3 D. 3∶2 B 9. 新趋势 教材P111自我检测T1改编 如图所示，手电筒中的电流为0.3A，电源为三节干电池，则该手电筒中的小灯泡工作1min消耗的电能约为（　C　） A. 1.35J B. 42J C. 81J D. 162J C 10. 如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R1的阻值为12Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.5A，电流表A的示数为1.1A，求： （1） 电源电压。 解：（1） 由图可知，R1、R2并联，电流表A测量干路总电流，电流表A1测通过R1的电流，定值电阻R1两端的电压U1＝I1R1＝0.5A×12Ω＝6V；根据并联电路的电压特点可知，电源电压U＝U1＝6V 第10题图 （2） 电阻R2. 的阻值。 解：（2） 通过定值电阻R2的电流I2＝I－I1＝1.1A－0.5A＝0.6A；根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压U2＝U＝6V，定值电阻R2的阻值R2＝＝＝10Ω 第10题图 （3） 通电10s内，电路消耗的电能。 解：（3） 通电10s内，电路消耗的电能W＝UIt＝6V×1.1A×10s＝66J 11. [2024天津武清校级段考]在图中，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大，当开关闭合后，在相同时间内，下列叙述正确的是（　B　） A. 电流通过A、B所做的功是WA＞WB B. 电流通过A、B所做的功是WA＜WB C. 电流通过A、B所做的功是WA＝WB D. 无法比较电流通过A、B时做功的大小 B 第11题图 12. [2024昆明官渡校级模拟]两个电阻并联在同一电源上，通过的电流之比为4∶3，若改成串联连接，在相同时间内，电流通过两个电阻所做的功之比是（　A　） A. 3∶4 B. 4∶3 C. 16∶9 D. 9∶16 13. 某笔记本电脑的电池容量为7800mA·h，输出电压为15V。充满电后，若工作时的平均电流为1.5A，则最多对外做 　4.212×105　J的功，可连续工作 　5.2　h。 A 4.212×105　 5.2　 14. 将一个电暖器单独接在家庭电路中，当它连续工作2h后，电能表的示数由 变为 ，已知该电暖器的正常工作电压为220V，则电暖器在这段时间消耗的电能是 　5.76106　J，通过电暖器的电流是 　3.64　A（结果精确到0.01）。 5.76×106　 3.64　 15. 小明同学利用如图所示的实验装置探究“电功大小与哪些因素有关”。电路中的电源电压可调，电压表测电动机两端的电压，电流表测通过电动机的电流，几次实验测得的数据如下表： 次　序 电压表示 数U/V 电流表示 数I/A 通电时 间t/s 重物上升 高度h/m 1 4 0.12 10 0.06 2 4 0.12 20 0.12 3 4 0.12 30 0.18 4 6 0.14 10 0.09 5 10 0.16 10 0.17 （1） 闭合开关后，电动机将重物提升的过程中，主要将电能转化为重物的 　机械　能。 （2） 本实验是通过 　重物上升的高度　反映电功大小的，这种研究问题的方法叫 　转换　法。 （3） 比较实验1、2、3，可以得出：电功的大小与 　通电时间　有关。 （4） 比较实验1、4、5，可以得出：在通电时间一定时，电流与电压的乘积越大，电流通过电动机所做的功越 　多　。 机械　 重物上升的高度　 转换　 通电时间　 多　 16. 体重超标已影响部分学生的身心健康，为监测体重，某科技创新小组的同学设计了一台由电压表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0＝15Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受压力的关系如图乙所示，不考虑踏板重力。闭合开关，当体重计空载时，电压表的示数为3V。求： 解：（1） 闭合开关，定值电阻和压敏电阻串联，电压表测量定值电阻两端的电压。当体重计空载时，电压表的示数为3V，根据欧姆定律可知此时电路中的电流I＝＝＝0.2A，由图乙可知，此时压敏电阻的阻值R空＝45Ω，根据串联电路电阻的特点可知，总电阻R总＝R空＋R0＝45Ω＋15Ω＝60Ω，根据欧姆定律可知电源电压U＝IR总＝0.2A×60Ω＝12V （1） 电源电压。 解：（2） 由图乙可知，当体重为600N的同学站在体重计上时，压敏电阻的阻值R＝15Ω，根据欧姆定律可知，电路电流I'＝＝＝＝0.4A，根据W＝I2Rt可知，1min内R0消耗的电能W＝I'2R0t＝（0.4A）2×15Ω×60s＝144J （2） 当体重为600N的同学站在体重计上时，1min内R0消耗的电能。 $