13.1电能和电功（课件）2025-2026学年九年级物理全册北师大版（2024）

幻灯片 1：封面标题：13.1 电能和电功学科：物理年级：九年级授课教师：[你的姓名]幻灯片 2：课程引入生活场景展示：夜晚，电灯发光照亮房间。夏天，空调制冷带来凉爽。手机没电时，插上充电器充电。电饭煲煮饭、电热水壶烧水的场景。提问：这些电器工作时都需要消耗什么？（电能）电能在电器中发生了怎样的转化？为什么我们需要缴纳电费？引出本节课主题 —— 电能和电功。幻灯片 3：电能的概念与来源电能的定义：电能是指电以各种形式做功的能力，是一种能量形式，用符号 “\(W\)” 表示。电能的单位：国际单位：焦耳（J），常用单位：千瓦时（kW・h），俗称 “度”。换算关系：\(1kW·h = 3.6×10^6J\)。电能的来源：发电站：火力发电（燃料的化学能转化为电能）、水力发电（机械能转化为电能）、风力发电（风能转化为电能）、太阳能发电（太阳能转化为电能）、核能发电（核能转化为电能）等。电池：将化学能转化为电能，如干电池、蓄电池等。图示：展示不同发电方式的图片，标注能量转化过程。幻灯片 4：电能的转化电能的利用：电能可以转化为其他形式的能，这是电能的重要特性。常见能量转化实例：电灯：电能转化为光能和内能（灯丝发热）。电动机（如风扇、洗衣机）：电能转化为机械能和少量内能。电热水器、电熨斗：电能转化为内能。电解水实验：电能转化为化学能。蓄电池充电：电能转化为化学能；放电时：化学能转化为电能。能量守恒：电能在转化过程中总量保持不变，只是从一种形式转化为另一种或几种形式。图示：用示意图展示各种电器工作时的能量转化方向。幻灯片 5：电功的定义与实质电功的定义：电流所做的功叫做电功，用符号 “\(W\)” 表示。实质：电流做功的过程实质上是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。例如：电流通过电灯做功，电能转化为光能和内能，电流做的功等于消耗的电能。电流通过电动机做功，电能转化为机械能和内能，电功的大小等于转化的机械能与内能之和。说明：电功是量度电能转化的物理量，电功的大小反映了电能消耗的多少。幻灯片 6：电功的计算公式基本公式：通过实验得出，电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积，即\(W = UIt\)。其中：\(W\)表示电功，单位是焦耳（J）；\(U\)表示电压，单位是伏特（V）；\(I\)表示电流，单位是安培（A）；\(t\)表示时间，单位是秒（s）。推导公式：结合欧姆定律\(I = \frac{U}{R}\)，可推导出其他形式的公式：\(W = I^2Rt\)（适用于纯电阻电路，电能全部转化为内能的电路，如电热器）。\(W = \frac{U^2}{R}t\)（适用于纯电阻电路）。单位统一性：使用公式计算时，各物理量的单位必须统一为国际单位（V、A、s、Ω），才能得到以焦耳（J）为单位的电功。示例计算：一个电阻为 10Ω 的导体，两端电压为 6V，通电 5s，电流做的功是多少？解：由\(I = \frac{U}{R} = \frac{6V}{10Ω} = 0.6A\)，\(W = UIt = 6V×0.6A×5s = 18J\)。幻灯片 7：电功公式的应用类型一：已知电压、电流和时间，求电功题目：一个电熨斗两端电压为 220V，工作时电流为 2A，通电 300s，电流做了多少功？解答：\(W = UIt = 220V×2A×300s = 1.32×10^5J\)。类型二：已知电阻、电流和时间，求电功（纯电阻电路）题目：一个阻值为 50Ω 的电热器，通过的电流为 2A，工作 100s，电流做的功是多少？解答：\(W = I^2Rt = (2A)^2×50Ω×100s = 2×10^4J\)。类型三：已知电压、电阻和时间，求电功（纯电阻电路）题目：一个电阻为 1210Ω 的电烙铁，接在 220V 的电路中，工作 10s，电流做的功是多少？解答：\(W = \frac{U^2}{R}t = \frac{(220V)^2}{1210Ω}×10s = 400J\)。注意：非纯电阻电路（如电动机）不能使用\(W = I^2Rt\)和\(W = \frac{U^2}{R}t\)计算电功。幻灯片 8：电能的计量 —— 电能表电能表的作用：测量用户在一段时间内消耗电能的仪表，俗称 “电度表”。电能表的参数：“220V”：表示电能表适用的额定电压为 220V。“10 (20) A”：表示电能表的标定电流为 10A，额定最大电流为 20A。“50Hz”：表示电能表适用于频率为 50Hz 的交流电路。“3000r/(kW・h)”：表示每消耗 1kW・h 的电能，电能表的转盘转过 3000 转。电能的读数方法：电能表的示数由五个数字组成，最后一位是小数位，单位是 kW・h。本月消耗的电能 = 本月末的示数 - 本月初的示数。示例：月初电能表示数为 234.5kW・h，月末示数为 256.7kW・h，则本月消耗电能为\(256.7kW·h - 234.5kW·h = 22.2kW·h\)。图示：展示电能表的实物图和表盘示意图，标注各参数和读数方法。幻灯片 9：电能表的相关计算类型一：根据电能表转盘转数计算消耗的电能题目：某电能表的参数为 “2000r/(kW・h)”，当转盘转过 100 转时，消耗的电能是多少焦耳？解答：消耗的电能\(W = \frac{100r}{2000r/(kW·h)} = 0.05kW·h\)，\(0.05kW·h = 0.05×3.6×10^6J = 1.8×10^5J\)。类型二：根据消耗的电能计算转盘转数题目：一个用电器消耗了 0.5kW・h 的电能，电能表的参数为 “3000r/(kW・h)”，则转盘转过多少转？解答：转数\(n = 0.5kW·h×3000r/(kW·h) = 1500r\)。类型三：根据电能表计算用电器的功率（后续学习功率后可拓展）题目：一个用电器工作 10min，使电能表转盘转过 300 转，电能表参数为 “3000r/(kW・h)”，则该用电器的功率是多少？解答：消耗电能\(W = \frac{300r}{3000r/(kW·h)} = 0.1kW·h\)，时间\(t = \frac{10}{60}h = \frac{1}{6}h\)，功率\(P = \frac{W}{t} = \frac{0.1kW·h}{\frac{1}{6}h} = 0.6kW = 600W\)。幻灯片 10：节约用电节约用电的意义：电能是重要的能源，节约用电不仅能减少能源消耗，降低电费支出，还能减少环境污染，保护生态环境。生活中的节约用电措施：养成随手关灯的习惯，使用节能灯具（如 LED 灯）。合理设置空调温度，夏季不低于 26℃，冬季不高于 20℃。电器不使用时及时断开电源，避免待机能耗。选择节能型家电，如节能冰箱、节能洗衣机等。数据对比：一只 100W 的白炽灯工作 10 小时消耗 1kW・h 电能，而一只 10W 的 LED 灯工作 100 小时才消耗 1kW・h 电能，节能效果显著。图示：展示节约用电的宣传图片和节能电器的标识。幻灯片 11：课堂练习选择题：下列关于电功的说法，正确的是（ ）A. 电流通过导体时做功越多，消耗的电能越少 B. 电功的单位是瓦特 C. 电功是表示电流做功多少的物理量 D. 电流做功的过程是其他形式能转化为电能的过程某用电器两端电压为 220V，通过的电流为 0.5A，工作 10 分钟，电流做的功为（ ）A. 6.6×10^3J B. 6.6×10^4J C. 2.2×10^3J D. 2.2×10^4J电能表是测量下列哪个物理量的仪表（ ）A. 电流 B. 电压 C. 电功 D. 电阻填空题：电流所做的功叫做__________，其计算公式为__________，国际单位是__________，常用单位是__________，两者的换算关系是__________。电能表的参数 “220V 5 (10) A” 中，“220V” 表示__________，“5A” 表示__________。一个电阻为 20Ω 的导体，通过的电流为 1A，通电 5 分钟，电流做的功为__________J，合__________kW・h。计算题：某家庭本月初电能表示数为 123.4kW・h，月末示数为 156.8kW・h，若电费单价为 0.5 元 /kW・h，该家庭本月应缴纳电费多少元？幻灯片 12：课堂总结电能：是一种能量形式，可从发电站或电池获得，单位有焦耳（J）和千瓦时（kW・h）。电功：电流所做的功，实质是电能转化为其他形式能的过程，计算公式为\(W = UIt\)，纯电阻电路还可用\(W = I^2Rt\)和\(W = \frac{U^2}{R}t\)。电能表：用于测量消耗的电能，读数方法是月末示数减月初示数，转盘转数与消耗电能成正比。节约用电：意义重大，生活中需养成节约用电的习惯，使用节能设备。核心关系：电功的大小等于消耗的电能，电流做多少功，就消耗多少电能，同时转化为多少其他形式的能。幻灯片 13：课后作业书面作业：完成课本中关于电能和电功的练习题，包括公式应用、电能表计算和单位换算等。实践作业：观察自家的电能表，记录月初和月末的示数，计算本月消耗的电能和应缴纳的电费。统计家中常用电器的功率（查看电器铭牌），估算某一电器（如电视机）每天消耗的电能。拓展作业：查阅资料，了解不同发电方式的效率和对环境的影响，撰写一篇关于 “绿色能源与节约用电” 的短文；或设计一个家庭节约用电的方案，说明具体措施和预期效果。2024北师大版物理九年级全册13.1电能和电功第十三章 电功和电功率授课教师： . 班 级： . 时 间： . 观察以下电器，它们工作时分别把什么能转化为什么能？电饭煲电风扇台 灯 接通电源后，电饭煲中的食物很快被加热。电饭煲把电能转化为食物的内能。电饭煲 接通电源后，电风扇转动。电风扇中的电动机把电能转化为扇叶的机械能。电风扇 接通电源后，电流通过电灯，台灯的灯丝（或荧光粉或二极管）发热发光。电能转化为内能和光能。台 灯电功的概念：电流所做的功。W电能转化为其他形式的能的过程，就是电流通过用电器做功的过程。电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能，注意能的总量不变。焦耳，简称焦，符号J表示符号：国际单位：实验猜想电流做功的多少可能与电压和电流有关电流做功的多少可能与通电时间有关实验电路实验原理通过电动机提升物体高度，定性判断电流做功多少电压、电流相同，通电时间不同通电时间相同，电压、电流不同在电流和电压相同的情况下，通电时间越长，重物升高得越高，电动机对重物所做的功越多。在通电时间相同的情况下，电动机工作的电流和电压越大，重物升高得越高，电动机对重物所做的功越多。结论：电路中电压越大，电流越大，通电时间越长，电流所做的功越多。大量事实表明： 电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比。电功等于电压、电流和通电时间的乘积。U：电压—伏特(V)I：电流—安培(A)t：时间—秒(s)W：电功—焦耳(J)1J=1V·A·s=1N·m小明的书桌上有一盏台灯，正常使用时台灯两端电压为220V，通过灯丝的电流为150mA，他每晚要在灯下面学习30min，那么每晚流经台灯的电流做多少功？解：W=UIt=220V×0.15A×1800s=59400J。答：每晚流经台灯的电流做功59400J。推导公式：由W＝UIt 和欧姆定律 I＝ 可知，W＝ t；W＝I2Rt。  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；电功变形公式的适用条件：只适用于纯电阻电路。电能表：用来测量用电器消耗电能的仪表。计量单位：千瓦时（度）机械电能表IC卡电能表符号：kW·h● 220 V 表示这个电能表应该在220V的电路中使用。● 10(20)A 表示这个电能表的基本电流为10A，最大电流为20A。电能表工作时的电流不应超过最大电流。● 50～ 表示这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用。● 600Revs/(kW·h)表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转。W1=__________kW·hW2=__________ kW·h月初月末W=_____________ kW·h 4267.8 4374.4 W2 -W1=106.6 用电量方法一：用户在某一段时间内消耗的电能，就是这段时间结束和开始时刻，电能表计数器所显示的数字之差。方法二：测出一定时间内电能表上转盘的转数N（N为整数），再算出电能值。此种方法的关键是要明确电能表铭牌数据的含义，求出电能表转1转时消耗的电能值。例：某电能表表盘上表标“1200r/（kW·h）”，小明测得在一定时间内表盘转了50圈，求消耗的电能。 3×103J/r×50r=1.5×105J几位同学观察到一用户的电能表表盘如图所示，下面是他们对该电能表的看法，你认为正确的是（ ）A．电能表接在照明电路中流过的电流是10A B．电能表接在照明电路中流过的电流是20A C．电能表消耗1kW·h的电能，转盘转3000r D．电能表的转盘转3r，所计量的用电器消耗 的电能是3.6×103JD 我国一些水力发电站的发电能力1．关于电能和电功，下列说法正确的是( )A．电功和电能单位相同，是同一个物理量B．电流做功的过程是其他形式的能转化为电能的过程C．通过导体的电流越大，通电时间越长，电流做的功就越多D．电流做了多少功，就要消耗多少电能D知识点1电能与电功2．各种家用电器给人们的生活带来了极大的便利。在寒冷的冬天，很多家庭使用电暖器供暖，电暖器正常工作时，主要是将电能转化为________；而在炎热的夏天，人们又可以利用电风扇来降温，电风扇正常工作时，其电动机主要是将电能转化为__________。内能机械能3．一般情况下电流做功的多少我们无法直接测量，小明同学为了探究“影响电流做功大小的因素”，设计了如图所示的实验，利用给电动机通电来提升物体，可以较形象地比较出电流做功的多少。(1)该实验是通过观察____________________比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把电能转化为________能。物体被提升的高度机械知识点2探究电功大小与哪些因素有关(2)将变阻器的滑片P向右调节时，电流表和电压表的示数都变大，相同时间内物体被提升的高度也变大了，这说明当通电时间一定时，电流、电压越______，电流做的功就越多。(3)保持电压表、电流表示数不变时，通电时间越长，物体被提升的高度越________。(4)综合上述实验归纳出电流做功与______、______、____________有关。大大电流电压通电时间4．[2025·郑州模拟]小明家参与了“地球一小时”活动，在熄灯一小时的时间里，共节省了0.5 kW·h的电能，合________J。这是通过减少____________来节约电能的。1.8×106通电时间5. [立德树人·国家科技进展]如图所示的是某次运动会上亮相的创可贴体温计。该创可贴体温计从零充至满电的时间是3 600 s，充电电压和电流分别是5 V、1 A，在这段时间里电流做功__________J，它充满电后大约储存了________J的电能。1.8×1041.8×1046．如图所示，小点将两个定值电阻接入电路，定值电阻R1阻值为10 Ω，R2阻值为20 Ω。闭合开关S后，电流表的示数为0.4 A，电源电压U保持不变。求整个电路在10 s内所消耗的电能。解：由图可知电路为串联电路，电路中的电流I＝0.4 A，则电源电压U＝I(R1＋R2)＝0.4 A×(10 Ω＋20 Ω)＝12 V，整个电路在10 s内所消耗的电能W＝UIt＝12 V×0.4 A×10 s＝48 J。7．[2025年1月运城期末改编]对于如图所示的电能表表盘上的一些参数的理解，下列说法错误的是(　　)A．此时电能表的示数为120.7 kW·hB．该电能表应在电压为220 V的电路中使用C．该电能表平时工作的电流为10 A或20 AD．“600 r/(kW·h)”是指用电器每消耗1 kW·h电能，电能表的转盘转过600圈C知识点3电功的测量8．小点发现家里的电能表没有转动的铝盘，取而代之的是脉冲灯，则：(1)电能表是用来测量电路中消耗________的仪表。如图甲所示的是截至上个月末小点家电能表记录的总电量，当前总电量如图乙所示，则本月小点家已用电______kW·h，脉冲灯闪烁了________次。(2)若每度电的电费是0.5元，则当前小点家本月应缴纳的电费为______。(3)断开其他用电器，只让一台电视机工作一段时间，发现脉冲灯闪烁了240次，则此段时间电视机消耗的电能为__________J。电能101.2×1045元7.2×1059．[2025年1月三明期末]有一块手机用的电池，上面标明电压为3.7 V，容量为2 000 mA·h，它充满电后大约储存的电能为( )A．2.664×104 J B．2.664×107 JC．7.4 J D．7.4 kW·hA思路点睛：利用公式W＝UIt，代入单位V、A、s。10．如图所示，导体A、B是由同种材料制成的，A和B等长，但A的横截面积比B的大。当开关S闭合后，在相同的时间内电流通过A、B所做的功的关系是( )A．WA＞WBB．WA＜WBC．WA＝WBD．无法比较B11．[2025·宿迁模拟]如图所示的是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，若将它们串联接在电压为2.5 V的电源两端，则电路中的电流为________A，工作10 s后电路中的小灯泡消耗的电能为________J。0.10.512．[2025·太原模拟]电阻R1与R2的阻值之比R1∶R2＝2∶3，按如图甲所示的方式连接，相同时间内，R1和R2消耗的电能之比为______；按如图乙所示的方式连接，相同时间内，R1和R2消耗的电能之比为______。2∶33∶213．某电热器的简化电路如图所示，电阻R1和R2并联在电路中，R1的阻值为36 Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1 A；当S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.25 A，求：(1)电源电压；解：(1)当 S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可得，电源电压U＝I1R1＝0.25 A×36 Ω＝9 V。13．某电热器的简化电路如图所示，电阻R1和R2并联在电路中，R1的阻值为36 Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1 A；当S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.25 A，求：(2)电阻R2的阻值；13．某电热器的简化电路如图所示，电阻R1和R2并联在电路中，R1的阻值为36 Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1 A；当S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.25 A，求：(3)当开关S1、S2都闭合时，1 min内电流通过R2做的功。当开关S1、S2都闭合时，电阻R2两端的电压为9 V，通过电阻R2的电流为0.75 A，则1 min内电流通过R2做的功W＝UI2t＝9 V×0.75 A×1×60 s＝405 J。电能 和电功电功与电能的区别、联系电能表读数电能表铭牌含义定义公式谢谢观看！