【人教版初三物理】电能与电功教案

适用学科
初中物理
适用年级
初三
适用区域 人教版区域
课时时长（分钟）
2 课时
知识点 1.电能与电能表；
2.电功与电功的计算。
教学目标 1.知道电流做功的过程就是消耗电能的过程，了解不同用电器能量的转化；
2. 知道电能表是测量电能的工具，了解电能表的参数；
3. 结合实例理解电功，知道电功的计算公式及单位；
教学重点 电能和电功的计量。 教学难点 对电功的理解及计算电路中电流做的功。
教学过程
师：一用、电器导的入作用是什么？
生：把电能转化为我们各种需要的能 师：你们知道电能是怎么来的吗？ 生：发电厂 师：生活中我们是如何利用电能的呢？我们用了多少电能呢？这就是我们本节课要学习及探 究的问题。 基础知识回顾 1.欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 2.串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，R=R1+R２. 3.并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，1/R=1/R1+1/R2
二、知识讲解
考点 1 电能表及电能的计算
生活中的用电器是怎样工作的，它们的作用是什么？它们是将电能转化成其他形式能
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的。在能量的转化过程中要消耗电能。电能的单位是千瓦时（kW·h），也叫“度”，物理学 中能量的单位是焦耳，1kW·h=3.6×106J
电能的计量是利用电能表。 根据上图中的参数及说明，如果这个电能表的转盘转了 2400 转的话，我们就消耗了
2kW·h 的电能，也就是 7.2×106J 的电能。 所以说根据电能表计算电能我们可以总结出一个公式 W=n/N,这里边 n 指的是电能表实
际转的圈数，N 表示每消耗 1kW·h 电能，电能表转的圈数。电能的单位是 kW·h。
考点2 电功及电功的计算
当用电器工作时，就会消耗电能，同时也
将电能转化为其他形式的能，这时我们就说电流做功了。我们把电流做的功叫电功。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 有关系。有多少电能发生转化，
就说电流做了多少功？
符号：W
电流做功的计算公式： W＝UIt
单位：与能的单位相同，是焦耳（J）。
推到公式：W = I2Rt
．
三 、例题精析
例题 1
下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1 和 R2 均为电热丝。 求： (1)电烤箱在高温挡正常工作 1min 所消耗的电能； (2)电路中 R1 的阻值； (3)电烤箱在低温挡正常工作时，电路中 R1 的功率。 【答案】 6.6×104 44Ω 176W 【解析】(1)由表格可知电烤箱高温挡正常工作时,P 高温=1100W， W=P 高温 t=1100W×60s=6.6×104J； (2)当开关 S1S2 闭合时,电阻丝 R1 自己工作，电阻较小，功率较大，所以处于高温档位，
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由 P=
得：R1=
=
=44Ω，(3)由表格可知电烤箱高温挡正常工作时,P 低温
=440W； 由 P=UI 得，低温挡正常工作时电路中的电流为：
I 低温=
=
=2A，
R1 的功率 P1=I2 低温 R1=(2A)2×44Ω=176W.
例题 2
如图所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器 R1 的最大阻值为 20Ω，定值电阻 R2=30Ω，灯泡 L 标有“6V 3.6W”字样，且电阻不变。当滑动变阻器滑片滑到最左端，只闭合 S1 时，灯 L 刚好正常发光。求： （1）灯泡正常工作时的电阻； （2）当 S1 断开、S2 闭合时，将滑动变阻器的滑片滑到最右端，R2 在 5min 内做的电功是多少？ 【答案】（1） 10 欧 （2）129.6J 【解析】灯泡电阻 R=U2/P=(6V)2/3.6W=10Ω. 当滑动变阻器滑片滑到最左端，只闭合 S1 时，灯 L 刚好正常发光,可知电源电压为 6V；当 S1 断开、S2 闭合时，将滑动变阻器的滑片滑到最右端，电路中 R1 和 R2 串联，故电路中电流 为 I=U/(R1+R2)=6V/(20Ω+30Ω)=0.12A，R2 在 5min 内做的电功 W=I2R2t=（0.12A）2×30Ω×300s=129.6J。
例题 3
某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便、安全等优点。如 图所示，是其简化等效电路，此时处于空档位置。闭合开关 S，旋钮绕 P 转动，实现档位转 换。旋至 1 档时 R1、R2 同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至 2 档时 R2 和电动机同时工作， 洗衣机处于保温洗涤状态。R1 和 R2 均为电热丝，其阻值不受温度影响。R1=22Ω，主要参数 如下表。（c 水=4.2×103J/（kg?℃）） （1）洗衣机内注入 10kg 的水，在额定电压下连续加热 1050 秒，水温由 20℃上升到 50℃， 此过程中的加热效率是多少？ （2）R2 阻值是多少？ （3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？
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【答案】（1）50%；（2）242Ω；（3）2A。 【解析】解：（1）水吸收的热量：Q 吸＝c 水 m 水（t﹣t0）＝4.2×l03J/（kg?℃）×10kg×（50℃ ﹣20℃）＝1.26×l06J，洗衣机加热消耗的电能：W＝Pt＝2400W×1050s＝2.52×106J，
洗衣机加热的效率：η＝
×100%＝50%。（2）由电路图可知，当旋钮旋至
1 档时，电热丝 R1 与 R2 并联，洗衣机处于加热状态，由 P＝UI＝ 得，电热丝 R1 的加热功率：
P1＝
＝2200W，则电热丝 R2 的加热功率：P2＝P﹣P1＝2400W﹣2200W＝200W，则电
热丝 R2 的阻值：R2＝
＝242Ω。（3）洗衣机处于保温洗涤状态时，电热丝 R2 与电
动机并联，
则电热丝 R2 和电动机的总功率：P 总＝P2+P 电动＝200W+240W＝440W，
由 P＝UI 得，保温洗涤的干路电流：I＝
＝2A。
例题 4
如图所示的电路图中，电源电压恒为 9V，电阻 R1=5Ω，R2=10Ω，开关 S 闭合后，求： （1）电流表 A2 的示数 （2）通过电阻 R1、R2 的电流在 100s 内做的功 【答案】（1）0.9A；（2）1620J、810J 【解析】（1）∵两个小灯泡并联，电流表 A1 测量电路中的电流，电流表 A2 测量通过 R2 的电
流，又∵电源电压恒为 9V，R2＝10Ω，∴电流表 A2 的示数 I2＝
＝0.9A;(2) ∵R1＝5
Ω, ∴通过 R1 的电流为 I1＝
＝1.8A, ∴通过 R1、R2 的电流在 100s 内做的功分别为：
W1＝UI1t＝9V 1.8A 100s＝1620J, W2＝UI2t＝9V 0.9A 100s＝810J. 【点睛】开关 S 闭合，R1 和 R2 并联接入电路，根据欧姆定律计算出 R2 的电流；同样计算出 R1 的电流，再由 W UIt 计算出通过电阻 R1、R2 的电流在 100s 内做的功。
例题 5
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导体两端的电压为 6V，通过导体的电流为 0.5A，通电时间为 100s，电流做多少功？ 【答案】 【解析】试题分析：读题知导体两端电压为 U=6V，导体的电流为 I=0.5A，通电时间为 t=100s, 由电功计算公式可得：
四 、课堂运用
1、基下列础用电器在工作过程中，电能几乎全部转化为内能的是（ ）
A. 电脑 B. 电风扇
C. 洗衣机 D. 电炉
【答案】D
【解析】电风扇和洗衣机主要是把电能转化为机械能，而电脑是把电能转化为声能、光能和
机械能等；电炉是消耗了电能得到了内能，电能几乎全部转化为内能。故选 D.
【点睛】①电流做功的过程，实际上就是个能量转化的过程，从电能转化成其它形式的能．②
知道常见的用电器的能量的转化。
2．关于物理器材的使用或说明，以下说法正确的是
A.在称量质量的过程中，可以调节天平平衡螺母
B．滑动变阻器铭牌上的电阻值指的是滑动变阻器连入电路的电阻大小
C．电能表是测量电功或记录用电器消耗电能的仪表
D．使用测电笔（也称试电笔）辨别火线时，手不能接触测电笔尾部的金属电极
【答案】C
【解析】平衡螺母的作用是调节天平两盘的质量平衡，所以在使用过程中不可以调节平衡螺
母，A 选项错误；滑动变阻器的名牌标示的是滑动变阻器的最大阻值，B 选项错误；电能表
示测量电功或记录用电器消耗电能的仪表，C 选项正确；测电笔使用过程中手要接触测电笔
的金属电极，形成闭合回路，D 选项错误
3．下列说法中正确的是（ ）
A. 电流做功越多，消耗电能越多
B. 电流做功越多，消耗电能越少
C. 电流做功多少与消耗电能多少无关
D. 以上说法都不正确
【答案】A
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