18.1 电能 电功（教学课件）2026-2027学年物理人教版九年级全一册

PHYSICS 第一节 电能 电功 第十八章 电功率 认识电功率与电能,理解额定电压、额定功率及实际功率的含义。 探究电流产生的热量与哪些因素有关,揭示焦耳定律及其应用。 人教版 九年级全一册 1.7.2013 ‹#› 新课导入 第一节 电能 电功 电能的来源:发电厂 风力、水力、太阳能等发电,把其他形式的能转化为电能 电能的利用:用电器 灯泡发光、电壶加热、风扇转动,电能转化为光能、热能、机械能 想一想 电流通过用电器做功的过程,就是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功,就消耗了多少电能。 今天我们就来学习——电能与电功 1.7.2013 ‹#› 探究新知 第一节 电能 电功 电能的来源 火力发电 火力发电是目前最主要的发电方式之一。它通过燃烧煤、石油或天然气等燃料,将水加热成高温高压的蒸汽,蒸汽推动汽轮机高速旋转,再带动发电机产生电能。 能量转化过程:燃料的化学能 水的内能 汽轮机的机械能 电能 水力发电 水力发电利用河流、湖泊等高处的水具有的势能,让水流从高处流下,冲击水轮机的叶片使水轮机转动,再带动发电机发电。水力发电是清洁的可再生能源。 能量转化过程:水的机械能(势能) 水轮机的机械能 电能 1.7.2013 ‹#› 探究新知 第一节 电能 电功 电能的来源 风力发电 风吹动巨大的风车叶片旋转,叶片带动发电机内部的转子转动,从而产生电能。风力发电不消耗燃料、不排放污染,是清洁的可再生能源。能量转化:风能(机械能) 电能 核能发电 利用核反应堆中铀原子核发生裂变时释放出的巨大热量,把水加热成蒸汽,推动汽轮机带动发电机发电。核能发电燃料消耗少、发电量大,但需要严格的安全防护。能量转化:核能 内能 机械能 电能 太阳能发电 太阳能发电利用光伏电池板,当太阳光照射到硅材料制成的电池片上时,会直接产生直流电,再经过逆变器转换成交流电供使用。太阳能取之不尽、清洁无污染。能量转化:太阳能 电能 1.7.2013 ‹#› 探究新知 第一节 电能 电功 电能 电能是一种二次能源,通过其他形式能力转化而来,其优点是: 传输方便、快捷; 与其他各种形式的能之间可以相互转化。 电能的单位: 国际单位是焦耳(J); 常用单位:千瓦时(kW h),简称度。 1度=1kW h=1000W 3600s=3.6 106J 1.7.2013 ‹#› 探究新知 第一节 电能 电功 电是如何送到我们家的? 发电站 在火力发电厂,煤燃烧加热水产生蒸汽推动汽轮机;在水力发电厂,水流冲击水轮机。它们都带动发电机旋转,把机械能转化为电能。 高压输电线 发电站发出的电要通过高大的输电铁塔,以很高的电压远距离输送。电压越高,输电过程中线路上的电能损耗就越小,能送到更远的地方。 变电站降压 高压电不能直接进家庭,通过变电站里的变压器,把高电压一步步降低到220V,这样才能安全地供我们家里的用电器使用。 家庭用户 电通过入户线进入每家每户,电能表(电表)就装在入户处,它记录着这个家庭一共消耗了多少电能,这就是我们每个月交电费的依据。 1.7.2013 ‹#› 探究新知 第一节 电能 电功 机械式(感应式) 利用电磁感应驱动铝盘旋转来计量。结构简单、成本低,但功能单一,需要人工抄表,精度受电压温度影响。城市家庭已基本淘汰。 电子式(静止式) 采用集成电路技术,没有机械转动部件。计量更精准,自身功耗低,为分时计费、远程通信等复杂功能奠定了基础。 智能电能表 当前主流和推广方向。集成计量、通信、费控、需量等多种功能,是智能电网终端,支持远程抄表、实时监测、自动扣费。 从机械转盘到智能远程, 计量也越来越精准,功能越来越强大 电能表 电能表的作用:测量用电器消耗电能多少的仪表。 1.7.2013 ‹#› 探究新知 第一节 电能 电功 机械式电能表铭牌 对照右侧表格逐条认读 观察引导 找到"220V"——它与家里什么挂钩? 看"10(20)A"——括号里的20A是什么意思? 找"3000r/(kW h)"——转盘转3000圈代表什么? 铭牌参数解读 补充:智能电表常标 1600imp/(kW h),表示每消耗1度电脉冲灯闪烁1600次,算法相同。 计算公式 W = n N (单位 kW h) 示例:转600转,N=3000r/(kW h),W = 600 3000 = 0.2kW h = 0.2度 常见错误 误读:"10到20A" 正确:标定10A,最大20A 误算:转数当电能 正确:必须除以铭牌常数N 电能表的参数 铭牌参数 含义 教学要点 220V 额定电压 电能表接在220V电路中使用 10(20)A 标定电流10A,额定最大电 流20A 括号内是最大电流,不是标定 电流 50Hz 额定频率 我国交流电频率为50Hz 3000r/(kW h) 每消耗1度电,转盘转3000 转 转数不是电能,要除以常数 kW h 示数单位,俗称"度" 1度 = 1kW h = 3.6 10⁶J 1.7.2013 ‹#› 探究新知 第一节 电能 电功 1120.9 单位:kW h(度) 黑色数字 = 整数 红色数字 = 小数 一、读数方法 机械表:看数字窗口,最后一位是小数 智能表:按按钮切换到“总电量”界面读数 二、计算用电量 本月用电量 = 月末示数 − 月初示数 示例:月初 1282.9 kW h 月末 1120.9 kW h 本月用电:1282.9 − 1120.9 = 162.0 度 三、易错提醒 忘记最后一位是小数 读错 10 倍 把“总电量”当“本月用电量” 单位是 kW h,1 度 = 1 kW h = 3.6 10⁶ J 电能表的读数 1.7.2013 ‹#› 探究新知 第一节 电能 电功 我国电网建设全球领先 我国已建成全球规模最大、技术最先进的特高压输电网络,线路总长度超6万公里,"西电东送"输电能力约3亿千瓦。 我们仍要节约用电 2024年我国全社会用电量达9.85万亿千瓦时,同比增长6.8%。用电需求不断增长,节约用电就是节约能源、保护环境。 为什么要节约用电? 1. 节约能源:发电需要消耗煤炭、水力等资源,节约用电就是节约自然资源。 2. 减少污染:火力发电会排放二氧化碳和废气,节约用电有助于减少环境污染。 3. 减轻电网压力:用电高峰时电网负荷大,节约用电可以保障电力稳定供应。 节约用电,从我做起 1.7.2013 ‹#› 探究新知 第一节 电能 电功 电流通过灯泡,灯泡发光发热 我们已经知道:电能表测量用电量 电能表计数器上前后两次读数之差,就是这段时间内消耗的电能,单位是千瓦时(度)。 思考:电能是怎么"用掉"的? 电流通过灯泡,灯泡发光发热;电流通过电机,电机转动做功。电能转化成了其他形式的能。 电功:电流所做的功 电流做功的过程,就是电能转化为其他形式能的过程。电能表测量的,就是电流做了多少功。 电能表测量的,就是电流做了多少功——这就是我们接下来要学习的"电功" 1.7.2013 ‹#› 探究新知 第一节 电能 电功 电功 电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程,有多少电能发生了转化就说电流做了多少功,即电功是多少。 电流通过某用电器做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,即用电器消耗了多少电能。所以说,用电器消耗了多少电能和电流做了多少功,两种说法的实质是一样的。 电能 其他形式能量 1.7.2013 ‹#› 探究新知 第一节 电能 电功 影响电功的因素 探究实验:电压表、电流表测量电路中的电压和电流 ① 电压 U 电压越大,电流做功越多(电流和通电时间相同时) ② 电流 I 电流越大,电流做功越多(电压和通电时间相同时) ③ 通电时间 t 通电时间越长,电流做功越多(电压和电流相同时) 电功公式:W = U I t 实验表明,电功的大小与电压、电流以及通电时间相关 1.7.2013 ‹#› 探究新知 第一节 电能 电功 电功的计算 在通过用电器的电流与通电时间相同时,用电器两端的电压越大,电流做功就越多;在用电器两端的电压与通电时间相同时,通过用电器的电流越大,电流做功就越多。 W=UIt 电功的单位:焦耳(J)、千瓦时(kW h)。 推导公式公式(只适用于纯电阻电路): 1.7.2013 ‹#› 课堂小结 第一节 电能 电功 电能 电功 电能 来源:火电、水电、核电、风电、光电 单位:焦耳(J)、千瓦时(kW h/度) 输送:发电站 高压输电 变电站 用户 电能表 作用:测量消耗的电能 读数:前后两次读数之差 种类:感应式、电子式、智能式 电功 定义:电流所做的功 影响因素:电压U、电流I、通电时间t 公式:W = UIt,单位焦耳(J) 1.7.2013 ‹#› $