初中物理人教版九年级全册第1节 电能 电功备课课件ppt

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第1课 电能 电功
第十八章 电功率
01
02
03
新课导入
课堂讲解
课堂总结
04
归类练习
温故而知新
2.不同形式的能量之间可以相互转化。如在机械能中，动能和势能可以相互转化。
1.我们知道自然界中存在各种形式的能量：如机械能、光能、内能、化学能等。
3.在国际单位中，能量的到单位是焦耳，简称为焦，符号“J”。
1.社会活动离不开电能。电能是怎么产生的？2.电能又是如何转化成其他形式能的呢？
提出问题
01
电能
02
电能的计量
03
电功
电能
这些电池的电能来源于化学能
转化
化学能
电能
机械能
电能
转化
电能来源于水的机械能
机械能
电能
转化
电能来源于风的机械能
内能
电能
转化
电能来源于内能
核能
电能
转化
电能来源于核能
太阳能
电能
转化
电能来源于太阳能
内能
电能
转化
电能来源于地热内能
我们的生活离不开电能，哪些地方利用到电能呢？生活中电能的利用，都发生了怎样的能量转化？
提出问题
转化
内能、光能
电能
照明
看电视
转化
内能、声能
电能
转化
内能
电能
电烤箱
空调
转化
机械能
电能
吹电扇
骑电动车
转化
机械能
电能
工业机器人
机加工车间
转化
机械能、内能
电能
用电动机抽水
1.其他形式的能可以转化为电能。2.电能也可以转化为其他形式的能。 3.用电器工作的过程就是电能转化为其他形式能的过程。4.电能也是一种形式的重要能量，通常用符号W 来表示。
一、国际单位：焦耳，简称焦，用字母 J 表示。二、生活中常用单位：千瓦时，字母符号为 KW·h，也叫“度”。
1度=1kW·h=1×103 W×3600s= 3.6×106 J
三、单位换算关系：
1kW·h=3.6×106 J
视频小结
空调工作约0.5小时
电烤箱工作约1小时
电饭煲工作约1.5小时
电能是人们生活的重要资源，为节约每一度电，我们要从点滴做起。
视频展示
1.关于电源，下列说法中正确的是（　　）。A. 干电池是化学能转化为电能的装置；B. 水电站的发电机是机械能转化为电能的装置；C. 太阳能电池是热能转化为电能的装置；D. 锂电池是电能转化为化学能的装置
【解析】A、干电池是化学能转化为电能的装置，故A正确；B、水力发电机把水流的机械能转化为电能，故B正确；C、太阳能电池把太阳能转化为电能，故C错误；D、锂电池是化学能转化为电能的装置，故D错误；故选：AB。
2.目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具———冲击钻。冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示。冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（ ）。A. 内能转化为机械能；B. 内能转化为电能；C. 只有机械能和内能的转化；D. 有电能、机械能和内能的转化
【解析】冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下，先将电能转化为机械能；当钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁时，部分机械能转化为内能，所以冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是：有电能、机械能和内能的转化。故选D。
电能的计量
测量用电器消耗电能多少的仪表。
生活中常见电能表如图
电子式电能表
IC卡电能表
机械式电能表
电能表的作用
常见电能表
电能表的铭牌
电能的单位为千瓦时
“220V”表示这个电能表正常工作电压为220伏。
“10（20）A”指这个电能表的额定电流为10A，短时间内工作时的电流不能超过20A。
“3000r/kW·h”指用电器每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过3000转
“50Hz”指这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用.
电能表的读数
最后一位是小数
电能表当前的示数为：1061.2 kW·h
电能表计量用电量
观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是用电器消耗的电能值。
以下是某中学3、4、5月的月底电表示数，请计算出该中学4、5月份各用电多少度？
392.9度
353.6度
“1600imp/（kW•h）”
其含义是电路每消耗lkW•h的电能，电能表上指示灯闪烁1600次。
电能表小结
动画展示
动画展示
1.如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　）。A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A；B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h；C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J；D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多
【解析】A、由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误；B、小英家上月消耗的电能为：5647.8kW•h﹣5546.7kW•h＝101.1kW•h，故B错误；C、指示灯闪烁320次消耗的电能：故C错误；D、1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故D正确。故选：D。
2.如图甲是小明家电能表8月30日显示的数字，图乙是9月30日显示的数字。小明家9月份消耗了______kW·h的电能，如果其中200度电是峰时用电，其余为谷时用电，根据峰谷电价收费表计算，小明家这个月的电费是______元。
【解析】[1]9月份消耗的电能W=3754.8kW·h-3542.3kW·h=212.5kW·h;[2]200度电是峰时用电，则此时间段的电费为200kW·h×1.1元/(kW·h)=220元;谷期的电费为(212.5kW·h-200kW·h)×0.4元/(kW·h)=5元;这个月应交电费220元+5元=225元。【答案】212.5；225。
电功
电能转化实例
电热水壶烧水时，消耗电能，电能转化为水的内能
电风扇运行时，消耗电能，电能转化为机械能和内能
提出问题
用电器时如何把电能转化其他形式能的呢？
实质上，电流通过用电器，使电能转化为其他形式的能，是电流做功的过程。电流做功，消耗了电能，使电热水壶内水的内能增加；电流做功，消耗了电能，使电风扇的机械能和内能增加。
1.我们知道，用电器要想正常工作，必须有电流通过用电器；2.电流通过电热水壶时，电热水壶的发热元件产生热量，这些热量被水吸收，增加了水的内能，这就是电能转化为内能的过程；3.要使电风扇工作，电流通过电风扇，使扇叶转动，电风扇的机械能增加；同时，还有一部分电能转化为电风扇的内能，使电风扇温度升高。
所以，用电器是通过电流做功来实现电能与其他形式能的转化的。
1.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。
电流做了多少功
就有多少电能转化成其他形式的能
2.各类用电器都是以电流做功的形式将电能转化为其他形式的能。
3.用电功的大小来量度用电器消耗的电能的多少。
转化
内 能
机械能
化学能
电能
电流做功
┈┈┈┈
提出问题
电流做功多少和哪些因素有关呢？
生活常识
实验室用小灯泡和家庭电路中电灯工作时,电流差不多，亮度 ；工作相同时间， 消耗电能多；电流通过 做功多；这说明电功大小可能与 。家庭电路中，一盏电灯和一台空调工作相同时间， 消耗电能多；这说明电功大小可能与 。节约用电，提倡人走灯灭，减少了用电时间说明电功大小与 有关。
不同
电灯
电灯
电压
空调
电流
时间
视频小结
视频展示
实验目的
探究电流做功多少是否和电压有关
实验方法
1.控制变量法：控制电流和通电时间不变，改变用电器两端电压，测量电流做功
2.转换法
电能 机械能
电流做功
高度h
如何测量做功多少？
设计并进行实验
1.让两个规格不同的电动机串联在电路中，如图；
2.接通电源，观察钩码上升的高度；
观察：钩码上升高度
初位置
末位置
h1
h2
M1
M2
设计并进行实验
3.观察两个电动机两端电压。
观察：电压表指针偏转角度
h1
h2
M1
M2
实验分析
结论：在其他条件相同时，电压高，电流做功多。 电流做功多少与电压高低有关。
较高
较低
较大
较小
视频展示
实验目的
探究电流做功多少是否和电流有关
实验方法
1.控制变量法：控制电压和通电时间不变，改变通过用电器的电流，测量电流做功
2.转换法
电能 机械能
电流做功
高度h
如何测量做功多少？
设计并进行实验
1.让两个规格不同的电动机并联在电路中，如图；
2.接通电源，观察钩码上升的高度；
h1
h2
M1
初位置
末位置
观察：钩码上升高度
M2
设计并进行实验
3.观察通过两个电动机的电流。
观察：电流表指针偏转角度
h1
h2
M1
M2
实验分析
结论：在其他条件相同时，电流大，电流做功多。 电流做功多少与电流大小有关。
较小
较大
较小
较大
视频展示
W = UIt
1焦 =1伏·1安·1秒
电功=电压×电流×通电时间
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）
1kw·h=3.6×106J
1J =1V·A·S
电功的定义
电功的公式
W—电流的功，单位焦（J）U —用电器两端电压，单位伏 （V）I—通过用电器的电流，单位安（A）t—用电器工作时间，单位秒（s）
电功的单位
纯电阻电路
推导公式：由W＝UIt和欧姆定律I＝ 可知，W＝ t； W＝I2Rt。
(1)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；(2)电功变形公式的适用条件：只适用于纯电阻电路；(3)W＝UIt是普遍适用的公式。
串、并联电路的电功
串、并联电路中电功的特点
1.安装在家庭电路中的电能表，测量的是（　　）。A．电流 B．电压 C．电能 D．电功
A、电流应该用电流表测量，不能用电能表测量，故D错误；B、电压需要用电压表测量，不能用电能表测量，故B错误；C、电能表是用来测量电路消耗电能的仪表，故C正确；D、电能表是用来测量电路消耗电能的仪表，也就是电流做功多少的仪表，故D正确；故选：CD。
2.如图所示的电路中，电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.2A，则电源电压为________V,电阻R1的阻值为 Ω,通电30s，R2消耗的电能为________J。
【解析】(1)∵I=U/R,并且并联电路各并联支路两端的电压都相等，∴电源电压：U=I2R2=0.2A×10Ω=2V,(2)根据并联电路电流规律可知：I1=I-I2=0.3A-0.2A=0.1A，∵I=U/R,∴电阻R1=U/I1=2V/0.1A=20Ω；（3）通电30s，R2消耗的电能：W=UIt=2V×0.2A×30s=12J。故答案为：2；20；12。
3.如图所示，电路中定值电阻R1和R2并联在电压为6V的电源上，当开关S闭合时，电流表A1的示数为0.6A，电流表A2的示数为0.2A。求：(1)定值电阻R1的大小；(2)电路中的总电流Ⅰ总；(3)通电30s内，电路消耗的总电能。
【解析】(1) R1的阻值为(2)电路中的总电流为(3)电路消耗的电能等于电流做的功，为答：(1)定值电阻R1的大小为10Ω；(2)电路中的总电流Ⅰ总为0.8A；(3)通电30s内，电路消耗的总电能为144J。
思维导图
类型1:电能的转化
1.于电流做功过程中的能量转化，下列说法中正确的是（　　）。A．电风扇主要把电能转化为机械能；B．电炉主要把电能转化为机械能；C．给蓄电池充电的过程中，化学能转化为电能；D．在电流通过电动起重机的过程中，主要是机械能转化为电能
类型1:电能的转化
【解析】A、说法正确，电风扇主要把电能转化为机械能；B、说法错误，电炉主要把电能转化为内能；C、说法错误，给蓄电池充电的过程中，电能转化为化学能；D、在电流通过电动起重机的过程中，主要是电能转化机械能。故选A。
类型2:电能表
2.如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该电能表的标定电流是______A，表盘上显示已用电______kW•h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次，该用电器在上述时间内消耗的电能为______kW•h。
类型2:电能表
【解析】[1]由图可知，该电能表的标定电流为10A。[2]由图可知，表盘上显示已用电5546.7kW•h。[3]用电器在这段时间内消耗的电能【答案】10A；5546.7kW•h；0.02kW•h。
类型3:电功的比较
3.甲、乙、丙三个导体串联在电路中，它们材料相同、均为圆柱体，规格如表所示，通电1min，电流通过甲、乙、丙做的功分别为，则（　　）。
类型3:电功的比较
【解析】甲乙导体材料和横截面积相同，乙的长度大于甲的长度，乙的电阻大于甲的电阻，甲丙导体材料和长度相同，丙的横截面积大于甲的横截面积，丙的电阻小于甲的电阻，即R乙＞R甲＞R丙将它们串联在电路中，电流大小相等，通电1min，根据W=I2Rt可知W乙＞W甲＞W丙；故选A。
类型4:公式法计算电功
4.如图所示，电阻R1和R2串联在电路中，已知R1＝20Ω，R2＝30Ω，闭合开关S时电压表示数为4V，求：（1）通过R1的电流；（2）通电1min，电流通过R2所做的功。
类型4:公式法计算电功
【解析】由图知两电阻串联，电压表测量R1两端的电压；（1）通过R1的电流：（2）根据串联电路的电流处处相等的特点可知：I2＝I1＝0.2A，则通电1min，电流通过R2所做的功为：W＝U2I2t＝I22R2t＝（0.2A）2×30Ω×60s＝72J。答：（1）通过R1的电流为0.2A；（2）通电1min，电流通过R2所做的功为72J。
类型5:电能综合计算
5.如图所示，电源的电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2的阻值为60Ω，只闭合开关S0时，电流表的示数为0.2A，再闭合开关S1时，电流表的示数为0.6A。求：（1）电源的电压；（2）电阻R1的阻值；（3）开关S0、S1均闭合后，通电10s电路消耗的总电能。
类型5:电能综合计算
【解析】（1）只闭合开关S0时，电路属于R2的简单电路，电源的电压为：U=U2=IR2=0.2A×60Ω=12V；（2）开关S0、S1均闭合后，电路变成R1与R2并联，此时由于R2两端的电压不变，则通过R2的电流仍然为0.2A，则通过R1的电流为R1的阻值为：（3）开关S0、S1均闭合后，通电10s电路消耗的总电能为：答：（1）电源的电为12V；（2）电阻R1的阻值为30Ω；（3）通电10s电路消耗的总电能为72J。
第1课 电能 电功