18.1 电能 电功（教学课件）物理新教材人教版九年级全一册

物理九年级全一册 •人教版 第十八章 电功率 第1节 电能 电功 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道电能和电功的概念及单位换算（1 kW·h = 3.6×10⁶ J）；理解电流做功的实质是电能转化为其他形式的能。 02 科学思维 掌握电功的计算公式 W=UIt 和 W=Pt；能结合生活实际，运用公式进行简单的电功计算。 03 科学探究 会认读电能表，能利用电能表的参数（如转盘转数或指示灯闪烁次数）计算用电器在一段时间内消耗的电能。 04 科学态度与责任 了解电能与日常生活的密切关系；养成节约用电、安全用电的意识，体会物理知识的生活价值。 教学重难点 教学重点 教学难点 1. 电能和电功的概念、单位及换算关系； 2. 电功的计算公式 W=UIt 及其简单应用； 3. 电能表的读数方法及利用参数计算消耗的电能。 1. 理解电流做功的实质（电能转化为其他形式能的过程）； 2. 结合电能表参数（如实际转数）进行电能的实际计算； 3. 建立“消耗电能=电流做功”的物理观念。 巨大的门式起重机通电后正常工作，就能够将集装箱吊起，再准确地放到列车上。集装箱被吊起后重力势能增加，增加的重力势能从何而来？ 课堂引入 知识点1 电能 1. 电能的来源与能量转化： 知识点1：电能 探究新知 电能的来源 能量转化过程 干电池、蓄电池、锂电池 化学能转化为_____ 火力发电 燃料的_____能转化为电能 风力发电 ______能转化为电能 地热发电 _____能转化为电能 太阳能发电 _____能转化为电能 核能发电 _____能转化为电能 电能 化学 机械 地热 太阳 核 2. 电能的利用与能量转化： 知识点1：电能 探究新知 用电器 能量转化过程 电灯 电能转化为光能和____能 电动机（电风扇、电动车） 电能转化为_____能 电热器（热水器、电饭煲） 电能转化为____能 电视机 电能转化为______能、声能 空调 电能转化为____能 对手机充电 电能转化为_____能 内 机械 内 光 内 化学 知识点1：电能 探究新知 3. 能量的来源与利用总结 1、 电能量的来源是将其他形式的能转化为电能的过程。 2、用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能量的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能 4. 电能的单位 （1）国际单位制单位：焦耳，简称焦，符号J。 （2）常用单位：在日常生活中，人们常用“千瓦时”来计量电能的多少。千瓦时的符号是kW·h，俗称“度”，我们常称用了多少“度”电，就是用了多少“千瓦时”的电能，换算关系 1kW·h=1度=3.6×106J。 知识点1：电能 探究新知 知识点1：电能 探究新知 4. 电能的计量 机械式电能表 10（40）A ：表示电能表的标定电流为___A，额定最大电流为____A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。 220V：表示该电能表正常工作电压为____V。 50Hz：表示这个电能表在频率为____ Hz的交流电路中使用。 360r /（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____ 圈。 电能表：计量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表。 220 10 40 50 360 知识点1：电能 探究新知 4. 电能的计量 电子式电能表 10（40）A ：表示电能表的标定电流为___A，额定最大电流为____A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。 220V：表示该电能表正常工作电压为____V。 50Hz：表示这个电能表在频率为____ Hz的交流电路中使用。 1600imp /（kW·h）：表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的脉冲指示灯闪烁____ 次。 220 10 40 50 1600 知识点1：电能 探究新知 5. 电能表的度数 1、电能表可以显示表开始计数到读数时为止用户消耗的电能。 2、计量某段时间内消耗的电能，要记录这段时间起始和结束时电能表的示数，两次示数之差就是这段时间内的用电量。 10月用电量： 9149.9kW·h - 9029.1kW·h ＝_________kW·h＝_________度 120.8 120.8 知识点1：电能 探究新知 6. 了解一度电(1kW·h) 电扇运转约20个小时 电脑工作约5h 电车行驶约0.85km 约织布9.5m 灌溉农田约330m2 手机充电 约50～60次 知识点1：电能 探究新知 （1）为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方，而用电的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到远方，这就涉及电能的输送问题，即电能的输送。 （2）输送电能的基本要求是 可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。 保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。 经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。 7.电能的输送： 知识点1：电能 探究新知 （3）交流高压输电的基本环节 7.电能的输送： 知识点1：电能 探究新知 减少电能损失的方法 （1）减小导线电阻降低输电线上电能损失 减小材料的电阻率ρ．银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线。 减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离。 增加导线的横截面积，可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难。 （2）减小输电线中的电流降低输电线上电能损失 【注意事项】 知识点1：电能 探究新知 【典例1】关于用电器工作时的能量转化，下列说法正确的是（ ） A．电风扇——电能转化为机械能 B．电饭锅——电能转化为机械能 C．电热水器——内能转化为电能 D．日光灯——光能转化为电能 【详解】A．电风扇工作消耗电能，主要获得机械能，电能转化为机械能，故A正确； B．电饭锅利用电流热效应工作，电能转化为内能，故B错误； C．电热水器利用电流热效应工作，电能转化为内能，故C错误； D．日光灯工作消耗电能，获得光能，电能转化为光能，故D错误。 故选：A。 A 知识点1：欧姆定律 探究新知 【典例2】小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，则小明家4月份用电______ ，若以当地电价0.5元／度计算，小明家4月份应缴纳电费______元。 240 120 知识点1：欧姆定律 探究新知 【详解】 4月末的电能表示数为6262.3 kW·h，3月末的电能表示数为6022.3 kW·h，小明家4月份用电 电价为0.5元/度，因此小明家4月份应缴纳电费 知识点2 电功 1. 电功的概念： （1）定义：电流所做的功叫做电功，用W表示。 （2）实质：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。 知识点2：电功 探究新知 2.电功和电能的区别： 电功是过程量：反映了一段时间内电能转化或消耗电能的多少。 电能是状态量：反映了做功的本领。 知识点2：电功 探究新知 2. 实验探究：探究电流做功多少的因素 1）实验器材： 电源、电流表、电压表、不同规格的小灯泡、开关、导线若干。 2）实验过程： ①把两盏规格不同的小灯串联在电路中，用电压表分别测量它们两端的电压，同时观察比较小灯的发光情况。 A V1 S V2 L1 L2 3）实验过程： ②将该两盏规格不同的小灯并联，用电流表分别测量通过它们的电流，同时观察比较小灯的发光情况。 知识点2：电功 探究新知 S L1 L2 A1 A2 4）实验记录： 连接方式 电压表示数 电流表示数 灯泡亮度 L1、L2串联 U1:1.5V U2:1.2V 0.5A L1更亮 L2较暗 L1、L2并联 2.8V I1:0.8A I2:1.2A L1更暗 L2较亮 知识点2：电功 探究新知 5）实验结论： 电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关。 电流与通电时间一定时，电压越大，电流做功就越多。 电压与通电时间一定时，电流越大，电流做功就越多。 电流在某段电路上所做的功，跟这段电路两端的电压成正比； 跟电路中的电流成正比；跟通电时间成正比。 知识点2：电功 探究新知 6）电功的计算： 物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积 国际单位：焦耳（J） 常用单位：千瓦时（kW·h） W＝UIt W＝UIt W= I2Rt 知识点2：电功 探究新知 【典例3】下列关于电功的说法，错误的是（　　） A．家用电器消耗电能的过程，就是将电能转化为其他形式的能的过程 B．家用电器消耗的电能越多，电流做的功越多 C．电流越大，电流做的功就越多 D．电功的单位与电能的单位相同 C 知识点2：电功 探究新知 【详解】 A．家用电器消耗电能的过程，本质是电能转化为其他形式的能的过程，这是电流做功的物理意义，故A正确，不符合题意； B．电流做功的过程就是消耗电能的过程，用电器消耗的电能越多，说明电流做的功越多，故B正确，不符合题意； C．根据电功的计算公式 W=UIt可知，电功由电压、电流、通电时间三个因素共同决定，若电压或时间极小，即使电流大，电功也可能很小，故C错误，符合题意； D．电功和电能的国际单位都是焦耳，常用单位还有千瓦时，故D正确，不符合题意。 故选：C。 知识点2：电功 探究新知 【典例4】将一个定值电阻 单独接入电源电压恒定的电路中，通过R的电流 ，若给R通电 ，则电流对R做的功为______J，电源电压为_____V。 400 40 【详解】 电流对R做的功为 根据题意可知，定值电阻的两端电压等于电源电压，根据欧姆定律可得，电源电压为 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 1．小明家一只挂壁式空调连续正常工作15min，可使他家的电能表脉冲指示灯闪烁800次，则他家安装电能表铭牌上电能表常数最接近于（ ） A．3200imp/（kW·h） B．2000imp/（kW·h） C．1200imp/（kW·h） D．600imp/（kW·h） A 课堂练习 D 【详解】 一般壁挂式空调功率约为1kW ，工作时间 空调消耗的电能 已知电能表脉冲指示灯闪烁800次，设电能表常数为N ，单位为 ，则 故选：A。 课堂练习 2．如图所示分别是某同学家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知（ ） A．该同学家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．该同学家上个月消耗的电能为101.1J C．电能表上指示灯闪烁640次，表示消耗电能0.4 D．这个电能表可以接在10V的电路中使用 C 课堂练习 D 【详解】A．电能表参数“10(40)A”中40A为额定最大电流，因此干路电流不得超过40A，故A不符合题意； B．电能表表盘上的单位是“kW·h”，由图可知，上个月消耗电能 ， 故B不符合题意； C．消耗电能 ，故C符合题意； D．电能表参数“220V”表示该电能表应接在额定电压为220V，应接在220V电路中使用，故D不符合题意。 故选：C。 课堂练习 3．小明使用厨房中的电热水壶将质量为1kg的水从20℃加热到100℃，他把家中其它用电器都与电源断开，仅让该电热水壶给水加热。该热水壶加热前、后电能表示数如图所示。已知水的比热容为 ，求： (1)水吸收的热量； (2)该热水壶的热效率。 课堂练习 【详解】 （1）由题可得，水吸收热量 （2）由图可知，消耗的电能 该热水壶的热效率 课堂练习 4．如图所示，正在充电的充电宝上面标明“电压为3.7 V，容量为20000 mA·h”，此时充电宝相当于电路中的___________（选填“电源”“用电器”或“开关”），它充满电后存储的电能为___________J。 用电器 2.664×105 【详解】因充电宝充电时消耗电能，故相当于电路中的用电器。充电宝充满电后存储的电能为 课堂练习 5．如图所示电路中，R1=30Ω 。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求： (1)电源电压； (2)R2的阻值； (3)当开关S、S1都闭合时，整个电路通电5min电流所做的功。 课堂练习 【详解】（1）当开关S闭合、S1断开时，电路中只有R1工作，电源电压 （2）当S、S1都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，因并联电路各支路独立工作，故通过R1的电流仍为 ，通过R2的电流 由并联电路电压的规律可知R2两端的电压 R2的阻值 （3）当开关S、S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电流表测干路电流，干路电流 ，整个电路通电5min电流所做的功 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 $