資源簡介

(共40張PPT)
2024年秋季
北師大版物理
九年級全冊
第十三章 電功和電功率
第一節 電能和電功
1
學習目標
2
課時導入
3
感悟新知
4
隨堂檢測
5
課堂小結
電能
電功
電能的計量
圖中，接通電源后，電飯煲中的食物很快被加熱。在這個過程中，電飯煲把什么能轉化為什么能？
電飯煲把電能轉化為食物的內能。
圖中，接適電源后，電風扇轉動。在這個過程中，電風扇把什么能轉化為什么能？
電風扇中的電動機把電能轉化為電風扇扇葉的機械能。
圖中，閉合開關使白熾燈發光。在這個過程中，白熾燈把什么能轉化為什么能？
白熾燈把電能轉化為光能。
1. 電能的獲得 各種發電廠和電池是人們獲取電能的主要途徑。
2. 電能的利用 人們利用電能時，通過用電器將電能轉化為其他形式的能。
知識點
電能
1
3. 電能的單位及其換算
(1)國際單位：焦耳，簡稱焦，用符號J 表示。
(2)常用單位：千瓦時，用符號kW·h 表示，俗稱“度”。
(3)換算關系：1 kW·h=3.6×106 J。
知識圖解
各種發電廠的能量轉化情況如圖1 所示：
下列關于用電器工作時的能量轉化錯誤的是( )
A. 洗衣機：電能主要轉化為內能
B. 電風扇：電能主要轉化為機械能
C. 白熾燈：電能轉化為內能和光能
D. 電熨斗：電能轉化為內能
例1
解題秘方：緊扣用電器工作時能量的利用情況解答。
答案：A
解析：電動機工作時，主要將電能轉化為機械能。因為洗衣機主要靠電動機來工作，所以洗衣機工作時主要將電能轉化為機械能。
技巧點撥
分析用電器工作時能量轉化的技巧：只需要看這種用電器工作時主要獲得什么形式的能，則其工作時就是將電能主要轉化為什么形式的能。
1. 電功 電流通過用電器所做的功叫電功。
2. 電功的物理意義 電流做功的實質：將電能轉化為其他形式的能。
電流通過某用電器做了多少功，就表明該用電器消耗了多少電能。
3. 實驗探究 探究電流做功的多少與哪些因素有關
過程量
狀態量
知識點
電功
2
實驗裝置：如圖2，用電動機提升重物，分別用電流表測出電流、用電壓表測出電壓、用停表測出通電時間、用刻度尺測出重物被提升的高度。
研究方法：控制變量法和轉換法。
實驗結論：電流做功的多少與電壓、
電流和通電時間都有關。
本實驗中用電動機提升重物，通過重物上升的高度來直觀反映電流做功的多少。
4. 電功的計算 電流做功的多少 W 與電壓U、電流 I 和通電時間t 成正比。電功等于電壓、電流、通電時間的乘積，即W=UIt。
5. 電功的單位
(1)國際單位：焦耳，簡稱焦，用符號 J 表示。
1 J=1 V·A·s=1 N·m。
(2)常用單位：kW·h (千瓦)。1 kW·h =3.6×106 J。
特別提醒
對電功計算公式的理解：
1. 注意公式中各物理量的單位：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)。
2. 應用該公式時，注意各物理量的同一性(同一時間，同一段電路) 和統一性。
技巧點撥
3. 電功的兩個推導式：W = (多用于并聯型純電阻電路)；W =I2Rt(多用于串聯型純電阻電路)。
4. W 與R 的關系
(純電阻電路)
串聯電路 電功跟電阻成正
比，即W1W2=R1R2
并聯電路 電功跟電阻成反
比，即W1W2=R2R1
將一只阻值為10 Ω 的定值電阻接在電壓為10 V 的電路中，在1 min內消耗的電能為______ J ；若接在電壓為5 V的電路中，通電時間為1 min，電阻消耗的電能為______ J 。
例2
600
150
解題秘方：緊扣電功的計算公式直接計算。
解析：I1= = =1 A，W1=U1I1t=10 V×1 A×
60 s=600 J；I2= = =0.5 A，W2=U2I2t=
5 V×0.5 A×60 s=150 J。
解題對策
對于電功公式的直接運用，若題中沒有提供電流的大小，則要運用歐姆定律先求出電流，然后再代入到電功公式中計算。若題中沒有直接告訴電壓的大小，思路相同。
1. 計量工具 電能表：用來計量用電器在一段時間內消耗的電能(或電流通過用電器所做的電功)。
知識點
電能的計量
3
2. 電能表的幾個重要參數(圖3)
(4)實驗現象：a. 從實驗甲中可以看到：將兩塊鉛的光滑面壓緊后就結合在一起, 吊一重物時也不能把它們拉開。b. 從實驗乙中可以看到：水不容易被壓縮。
(5)實驗結論：實驗甲表明分子之間存在著相互作用的引力；實驗乙表明分子之間存在著相互作用的斥力。
深度理解
電子式電能表上標注的3 200 imp/(kW·h) 是有功脈沖常數，其意義是用電器每消耗1 kW·h的電能, 電能表應發出3 200 個有功脈沖，很顯然，用電器消耗電能一定時，常數越大，電能表的脈沖指示燈閃的次數越多。
3. 利用電能表計量一段時間內消耗的電能
(1) 差值法：電能表計數采用累積的方法，因此某段時間內用電器消耗的電能等于這段時間末的示數與這段時間初的示數的差值，即：W=W后－W前。
(2) 轉盤數(脈沖數)法：計量電能表轉盤轉的圈數(或電能表指示燈閃爍的次數)n，依據電能表的轉盤數(脈沖數)N[ 轉盤數(脈沖數)N：用電器每消耗1 kW·h 電能，電能表的轉盤轉的圈數(或指示燈閃爍的次數)]，便可算出消耗的電能。
公式 ：W=
n: 電能表轉盤轉的圈數/ 指示燈閃爍的次數
N: 用電器每消耗1 kW·h 電能，電能表轉盤轉的圈 數/ 指示燈閃爍的次數
技巧點撥
要知道用電器在較短時間內(如燒開一壺水)消耗的電能，由于數字變化不大，無法采用差值法，此時則可用轉盤數(脈沖數)法。
小明同學在家中拍到一張電能表照片，如圖4 所示，他仔細觀察照片后，得到下列四個
結論，你認為正確的是( )
A. 電能表的標定電流為10 A
B. 電能表的標定電流為5 A
C. 拍照片時，小明家已消耗的電能為9 316 kW·h
D. 電能表應在50 Hz 的直流電路中使用
例3
解析：“5(10) A” 表示電能表的標定電流為5 A，額定最大電流是10 A；拍照片時，小明家已消耗的電能為931.6 kW·h；電能表應在50 Hz 的交流電路中使用。
答案：B
深度理解
電能表中的 電流參數5(10)A 中，5A 叫標定電流 ，它是確定電能表有關特性的電流值，10A 為額定最大電流，是電能表能滿足測量準確要求，且能長期正常運行的最大電流值。
曉彤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5 甲；測試后，電能表的示數如圖5 乙，則該晚曉彤家消耗電能______ kW·h；
例4
4.8
若以每度電0.5 元計算，應繳電費______元；如圖5 丙是她家電能表上的銘牌，則該晚她家電能表轉盤共轉了 ______轉。
2.4
9 600
解析：由圖知， 曉彤家該晚消耗的電能W=W 后－
W 前=1 346.8 kW·h－1 342.0 kW·h=4.8 kW·h， 應繳電費0.5 元/(kW·h)×4.8 kW·h=2.4 元。該晚曉彤家電能表轉盤轉動的圈數n= 2 000 r/(kW·h)×4.8 kW·h=9 600 r。
技巧點撥:
1. 利用電能表計數器(數字窗格) 計算電能，采用差值法W=W后－W前。
2. 當計算或測量短時間內用電器消耗的電能時，由于計數窗格數據變化不大，可采用轉盤數法：W= 。
1．關于電功，下列說法正確的是(　　)
A．電流通過電燈做功時，電能只轉化為光能
B．電流做功的多少可能大于電能轉化為其他形式能量的多少
C．電流做功是其他形式的能轉化為電能的過程
D．電流做了多少功，就有多少電能轉化為其他形式的能
D
2．有一塊手機所用的電池，上面標明電壓為××V，容量為4 000 mA·h，它充滿電后大約儲存的電能為5.3×
104 J，則電池上所標電壓為________V。(保留一位小數)
3.7
3．[2023·宜昌]某品牌電動汽車的電池容量為130 A·h，額定電壓為400 V，充電時它將電能轉化為________能存儲起來，充滿電后它存儲了________kW·h的能量。
化學
52
電能表
提供
物質
用電器
電功：W=UIt
電能
消耗

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