資源簡介

(共42張PPT)
第十六章 電流做功 電功率
家用電器是如何利用電能工作的？
你知道家里的用電器一個月消耗多少電嗎？
你會看家用電器的銘牌參數嗎？
觀察用電器的工作過程，這些用電器
在工作中有哪些共同特點？
思考
我們的時代是一個電氣時代，各種各樣的用電器為我們的生活提供了極大便利. 關于用電器，同學們了解多少？
第三節 測量電功率
電流做功
電功率
第一節 電流做功
第二節 電流做功的快慢
第四節 科學探究：電流的熱效應
第一節 電流做功
主題情境
探索電器的工作原理
用電器工作時使用該能量的原理
情境線
活動線
討論分析各電器的能量來源及能量轉化
測算家庭電路中用電器工作1小時消耗的電能
知識線
類比解釋電能轉化的本質
測算電費
各電器工作的能量來源
認識電流做功
如何來計量該能量？
1. 從能量轉化的角度認識電能，能簡單描述電能和我們生活的關系.
2. 認識電流做功的相關因素，會計算電功的大小 .
3. 會讀家用電能表，會通過電能表計算家庭電費，有節約用電的意識.
學習目標
夏天傍晚，小明房間開著電風扇和電燈在做作業，媽媽在廚房使用電飯鍋做飯，爸爸在客廳看電視……
情境串新知
這些電器工作時消耗的電能是從哪里來的？能量是如何轉化的？
思考
電能
水能
化學能
風能
核能
太陽能
化學能
活動1
討論分析各電器的能量來源及能量轉化
水力發電
火力發電
風力發電
核能發電
太陽能發電
電池
各種各樣的發電廠和電池，把不同形式的能轉化為電能，供人們使用.
用電器是如何利用電能工作的呢？
光能和內能
轉化為
機械能
轉化為
化學能
轉化為
內能
轉化為
用電器將電能轉化成其他形式能.
機械能→內能
做
功
h
做
功
重力勢能→動能
寒冷冬天，邊防戰士摩擦雙手取暖
分析下列情景中發生怎樣的能量轉化？通過什么方式實現的？
熟透的蘋果從樹上自由下落
活動2
類比解釋電能轉化的本質
用電器是通過什么方式消耗電能呢？
思考
？
想一想：用電器工作時，電能是如何轉化為其他形式能？
電流做功
光能和內能
轉化為
用電器工作的過程就是利用電能做功，將電能轉化為其他形式的能量的過程.
思考：做功的實質是什么？
電流做的功叫電功，用W 表示 .
一、認識電流做功
電流做功的實質是電能轉化為其他形式的能.
做功的實質是實現能的轉化 (能的轉化是靠做功來實現的)，能量轉化的過程就是做功
用電器就消耗了多少電能
電流做了多少功
就有多少電能轉化成其他形式的能
電功是消耗電能的量度
1. 定義：
2. 實質：
2. 實質：
科學家通過大量研究發現：
U：電路兩端的電壓—伏特(V)
I：電路中的電流—安培(A)
t：通電時間—秒(s)
W：電功—焦耳(J)
W=UIt
計算電流做功的公式：
電流所做的功與電流、電壓和通電時間成正比.
適用于計算任何情況下電流所做的功
3. 公式：
推導公式：由W＝UIt 和歐姆定律 可得,
(1)利用電功公式及其變形公式時，要注意各物理量的同一性和同時性；
(2)電功推導公式的適用條件：只適用于純電阻電路.
純電阻元件：將電能全部轉化為內能的用電器，例如：電熱水壺、電飯煲、電烤箱等;
非純電阻元件：將電能轉化為內能和其他形式的能，例如：電風扇、電視機、電腦等
W=I2Rt
國際單位：_____，簡稱____，符號是____.
生活中的電能單位：_____，________，符號_______.
換算關系：1度=___kW·h=_________J.
焦耳
焦
J
度
千瓦時
kW·h
1
3.6×106
4. 單位：
相當于功率為1 kW的用電器工作1 h所消耗的電能
安時容量=放電電流(A)×放電時間(h)
　　750 mA·h= 750 mA×1 h
　　W = UIt = 3.6 V×0.75 A×3 600 s = 9 720 J
手機、數碼相機等常用充電電池作為電源，某手機電池的電壓為3.6 V，安時容量為750 mA·h.它充滿電后所儲存的電能是_______J.
It
9 720
拓展：用電池容量計算電能
1. 注意公式中各物理量的單位：
聯系：①電能轉化為其他形式的能的多少，用電功的大小來衡量；
②二者符號和單位均相同
當電壓U 的單位為V，電流 I 的單位為A，時間t 的單位為s時，
電功的單位才是 J(焦耳)
區別：電能是狀態量，電功是過程量
2. 注意電能與電功的區別與聯系：
你知道1度電能幫我們完成多少工作嗎？
點擊播放視頻
例1 以下所列家用電器中，正常工作時，電能主要轉化為機械能的是
(　　)
A. 電風扇 B. 電水壺
C. 電飯煲 D. 電視機
A
你還知道哪些用電器工作時的能量轉化過程？
電能→機械能
電能→內能
電能→內能
電能→光能、內能和聲能
例2 一電熨斗的電熱絲的阻值為85 Ω.接在電壓是220 V的家庭電路中. 求:
(1)通過該熨斗電熱絲的電流是多大
解:(1)由歐姆定律，得
通過該熨斗電熱絲的電流
(2)工作 90 min，該電熨斗消耗的電能為多少
(2)通電時間為90 min=5 400 s，根據電功的計算公式，得
工作 90 min，該電熨斗消耗的電能
W＝UIt＝220 V×2.59 A×5 400 s ≈ 3.08×106 J
節能，是一種習慣，更是一種生活態度！
房間無人，隨手關燈
用電器使用后，拔掉插頭
空調溫度控制在26 ℃
——世界自然基金會應對全球氣候變化提出的一項全球節能活動.
每年三月最后一個星期六當地晚上8：30，個人、社區、企業和政府自愿自發參加，關上不必要的照明和耗電產品一個小時，來表明大家對自然保護的關切和對環保的支持.
節約能源
保護地球
地球一小時活動
小明想知道家里的空調工作一小時需要消耗多少電能？
如何測量呢？
活動3
測算家庭電路中用電器工作一小時消耗的電能
電能表(又稱電度表)：是測量電功的儀表.
二、測算電費
觀察你家的電能表，上面的數字、符號各代表什么？
與同學交流一下.
●“220 V” 表示這個電能表應該在220 V 的電路中使用
●“3(6) A”表示這個電能表的標定電流為 3 A，額定最大電流為6 A. 電能表工作時的電流不應超過額定最大電流
●“50 Hz”表示這個電能表在頻率為50 Hz 的交流電路中使用
電能表表盤：
單位：kW·h(千瓦·時)
revolution：“轉”
累計消耗電能多少
轉盤轉過 2 000轉，
消耗電能 1 kW·h.
Impulse：“脈沖”
每消耗1 kW h 電能，脈沖閃爍6 400次
對比觀察
(每閃1次消耗的電能是 kW·h)
1
6 400
每消耗1 kW h 電能，轉盤轉2 000圈
(每轉1圈消耗的電能是 kW·h)
1
2 000
revolution：“轉”
如何用電能表測算一小時內空調消耗的電能？
前提條件：在家庭電路中，只有空調單獨工作.
關掉所有用電器的開關，記錄此時電能表表盤上的示數W初.
只將空調接入家庭電路，一小時后，再次記錄電能表表盤上的示數W末.
如何實現？
兩次示數差即是所求的電能值
思考
右圖是小明記錄的一小時前后電能表的示數，請你計算小明家空調工作一小時需要消耗多少電能？
一小時前
一小時后
W初=______kW·h
W末=_______ kW·h
5 546.7
5 547.8
讀數:
W=W末 －W初=5 547.8 kW·h－5 546.7 kW·h=1.1 kW·h
小明家空調工作一小時需要消耗的電能：
電能表的最后一位是小數位
小明還想測量單獨一盞臺燈工作一小時消耗的電能，用前面方法測量時，發現電能表示數沒有變化，還有其他方法可以測量嗎？
在家庭電路中，只有臺燈單獨工作一小時，若電能表轉120圈，則該臺燈在此段時間消耗多少電能？
方法點撥：依據轉數求消耗電能的多少用公式法：W= ，
n 實際轉數：表示電能表轉盤在某段時間的轉數.
N 標定轉數：表示電能表銘牌上標著每消耗1 kW·h 的電能，電能表轉盤的轉數.
W =
120 r
3 000 r/(kW·h)
=0.04 kW·h
n r
N r/(kW·h)
思考
例 (2023宿遷改編)關于圖中小明家的電能表，下列選項正確的是(　　)
A. 電能表的示數為 2 023.6 J
B. 電能表能正常工作的最大電流是40 A
C. 家中用電器消耗1 J電能，該電能表
指示燈閃爍 1 600次
D. 此電能表可以接在 380 V 的電路中使用
B
×
√
×
×
kW·h
1 kW·h
220 V
例2 月初、月末小明家電能表計數器所顯示的數字如圖所示.小明家的用電器這個月消耗了多少電能？用電的價格是0.48元/kW·h，小明家這個月應交多少電費？
解：由圖可知，小明家的用電器這個月消耗的電能
W=561.2 kW·h-478.2 kW·h=83 kW·h
這個月應交的電費為
0.48元/kW·h×83 kW·h =39.84 元
月末電能表示數：561.2 kW·h
月初電能表示數：478.2 kW·h
結合圖像計算電能及相關物理量的步驟：
拓展：結合圖像計算電能及相關物理量
第二步：明確圖像中橫軸和縱軸各自表示的物理量，并從圖像中讀出有關信息.
第三步：根據電功的公式及串、并聯電路的特點求解
第一步：判斷電路的連接方式：串聯還是并聯，或者是只有一個用電器的簡單電路.
如圖甲所示，定值電阻R和燈泡L串聯在電路中，圖乙是燈泡L、定值電阻R的電流I隨電壓U變化的關系圖像．閉合開關S，電流表的示數為0.25 A，則此時小燈泡L的阻值為____Ω，整個電路10 s消耗的電能是______J.
如圖甲所示，定值電阻R和燈泡L串聯在電路中，圖乙是燈泡L、定值電阻R的電流I隨電壓U變化的關系圖像．閉合開關S，電流表的示數為0.25 A，則此時小燈泡L的阻值為____Ω，整個電路10 s消耗的電能是______J.
則電源電壓U=UR+UL=9 V+6 V=15 V，
IR=0.25 A
IL=0.25 A
I=0.25 A
電阻R兩端的電壓UR=9 V
燈泡L兩端的電壓UL=6 V
此時燈泡L的阻值
24
37.5
則整個電路10 s消耗的電能
W=UIt=15 V×0.25 A×10 s=37.5 J
拓展：結合圖像計算電能及相關物理量
如圖所示是燈泡L與電阻R的電流與電壓的關系圖像，將燈泡L和電阻R并聯接入電路，已知通過燈泡的電流為0.5 A時，則電源電壓為___V，電阻R在30 s內消耗的電能為_____J.
拓展變式
圖中哪條線代表燈泡L的I-U圖像，哪條線代表電阻R的I-U圖像呢？
燈泡的電阻受溫度影響，電阻隨電壓的變化而變化，因此圖像中的曲線為小燈泡的I-U圖像，直線段為電阻R的I-U圖像；
L
R
IL=0.5 A
燈泡L兩端的電壓UL=3 V
燈泡L和電阻R并聯
→電源電壓U=UR=UL=3 V
→由圖得，IR=0.3 A
↓
電阻在30s內消耗的電能W=URIRt=3 V×0.3 A×30 s=27 J
3
27
電能表：電能表是測量_____的儀表.又稱_______.
電流做功
認識電流做功
測算電費
1kW·h=___________
3.6×106 J
電功
n r
N r/(kW·h)
W末 - W初
實質:
單位換算：
定義:
電功
電流所做的功叫做電功，用符號___表示.
電流做功的過程就是_____轉化為其他形式的能量的過程. 電流做了多少功，就要消耗多少電能.
電功的計算
基本公式:____________(普遍適用)
推導公式:________、________(只適用于純電阻電路)
W=UIt
W =I2Rt
對電能表表盤的認識——見下頁
電度表
W＝_____________ ；
W＝_________ .
電能的計算
課堂小結
W
電能
●“220 V” 表示這個電能表
_________________________
●“3(6)A”表示這個電能表
_____________________________
______.電能表工作時的電流不應超過_____________
●“50 Hz”表示這個電能表______
________________________
對電能表表盤的認識
應該在220 V 的電路中使用
標定電流為 3 A，額定最大電流為6 A
額定最大電流
在頻率為50 Hz 的交流電路中使用
課堂小結
隨堂練習
1. (2023徐州)燈泡中有電流時，燈泡發光．關于這個過程中的能量轉化，
下列說法正確的是(　　)
A. 燈泡消耗的電能全部轉化成了光能
B. 因為消耗電能，流過燈泡后的電流變小了
C. 電流做了多少功，電路中就消耗了多少電能
D. 光能最終消失了，沒有轉化成其他形式的能量
　
C
×
×
√
×
內能與光能
通過用電器的電流只與用電器的電阻和兩端電壓有關
電流做功的實質
由能量守恒定律可知，光能必然轉化為了其他形式的能
2. 小明對家中某一天晚上的用電情況進行測試.測試前，家中電能表的示數如圖(a)所示，測試后，電能表的示數如圖(b)所示，則該晚小明家消耗電能____kW h；若以每度電0.5元計算，應繳電費____元；如圖(c)所示是某電能表上的銘牌，則該天晚上他家電能表轉盤共轉了______轉.
9 600
4.8
2.4
測試前，電能表的示數W1=1 342.0 kW h
測試后，電能表的示數W2=1 346.8 kW h
該晚小明家消耗電能
W=W2 －W1=4.8 kW·h
電費：
4.8×0.5 =2.4元
電能表轉盤轉數n=9 600
由W=
即4.8 kW·h =
n r
2 000 r/(kW·h)
n r
N r/(kW·h)
3. 阻值為4 Ω的小燈泡同一個阻值為2 Ω的定值電阻串聯在6 V的電源上，則通電1 min后，電流通過小燈泡所做的功是多少？
解：由題意可知，燈泡L與定值電阻R串聯，因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的電流
通電1 min后電流通過小燈泡所做的功
WL=ULIt=I2RLt=(1 A)2×4 Ω×60 s=240 J
變式
阻值為4 Ω的小燈泡同一個阻值為2 Ω的定值電阻并聯在6 V的電源上，則通電1 min后，電流通過小燈泡所做的功是多少？
解：由題意可知，燈泡L與定值電阻R并聯，由并聯電路電壓關系得，小燈泡兩端電壓UL= 6 V
通電1 min后電流通過小燈泡所做的功
WL=ULILt =

展開更多......

收起↑