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(共38張PPT)
第1節(jié) 電能 電功
第十八章 電功率
知識點
電能
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1
1. 電能的獲取
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知識拓展
各種發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)化情況如圖1 所示：
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2. 電能的利用
電能 其他形式的能。
如：電流通過電燈時，燈絲灼熱發(fā)光，是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
和光能；電熱水壺利用電能把水燒開，是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
電吹風(fēng)利用電流做功，是把電能轉(zhuǎn)化成機械能和內(nèi)能。
用電器
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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(guān)系：1 kW·h=3.6×106 J 。
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4. 電能的計量
(1)如圖2 所示為一種電能表，它可以顯示從表開始計數(shù)到讀數(shù)時為止用戶消耗的電能。
電能表是測電功或電能的儀表。
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(2)利用電能表計量一段時間內(nèi)消耗的電能：電能表在一段時間內(nèi)結(jié)束時讀數(shù)與起始時讀數(shù)之差，就是這段時間所消耗的電能。
計算式為W=W 后-W 前。
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特別提醒
在實際生活中，為了計算電費方便，電能表讀數(shù)時常常只讀整數(shù)，略去小數(shù)。
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物理知識來源于生活，又要應(yīng)用到實際中去。下列用電器工作時的能量轉(zhuǎn)化錯誤的是( )
例 1
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答案：A
解題秘方：緊扣用電器工作時能量的利用情況解答。
解析：電動機工作時，主要將電能轉(zhuǎn)化為機械能。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(zhuǎn)化為機械能。
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技巧點撥：分析用電器工作時能量轉(zhuǎn)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轉(zhuǎn)化為什么形式的能。
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1. 電動自行車具有輕便、節(jié)能、環(huán)保等特點。將車鑰匙插入鎖孔并順時針旋轉(zhuǎn)一下，車子就通電了，但不會行駛。這個車鑰匙其實就相當(dāng)于一個_______ (填“電源”“用電器”或“開關(guān)”)。騎行時電動自行車將電能轉(zhuǎn)化為_______ 。
開關(guān)
機械能
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為充分利用電力設(shè)備，某城市實施峰谷電價。圖3 甲、
乙分別是小明家電能表今年8 月31 日和9 月3 0 日顯示的數(shù)字，他家9 月份消耗的電能為 _______ kW·h。若其中2 0 0 度電是峰期用電，
其余為谷期用電，根據(jù)峰谷
電價收費表，計算他家這個
月的電費是_______元。
例 2
212.5
107.75
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解題秘方：解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)電能表的示數(shù)結(jié)合峰谷電價計算電費。
解析：由圖甲可知，8 月31 日電能表示數(shù)為
3 542.3 kW·h，由圖乙可知，9 月30 日電能表示數(shù)為3 754.8 kW·h； 則小明家9 月份消耗的電能為W=
3 754.8 kW·h-3 542.3 kW·h=212.5 kW·h=212.5 度。
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由峰谷電價收費表可知，峰期電費為200 度×
0.52 元/ 度=104 元，谷期電費為( 212.5 度-
200度)×0.30 元/ 度=3.75 元，則小明家這個月的電費為104 元+3.75 元=107.75 元。
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知識拓展
階梯電價是指按戶用電量分段或分檔次定價，用電單價隨用電量增加呈階梯式逐級遞增，以提高人們的節(jié)能意識，推動節(jié)能減排。
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2. [母題教材P113T1 中考·襄陽]小榮家中一個月前、后電能表示數(shù)如圖所示，小榮家所在地區(qū)每度電的電費是0.6 元，那么本月他家應(yīng)交電費_______元。請你為小榮家提一條節(jié)約用電的建議：_________________________ 。
180
人離開時隨手關(guān)燈(合理即可)
知識點
電功
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2
1. 電功 電流通過用電器所做的功。用字母W 表示。
2. 電功和電能的關(guān)系 電流做了多少功，電路中就消耗了多少電能，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
功是能量轉(zhuǎn)化的量度。
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3. 電功的計算
(1) 影響電功多少的因素：電壓的高低、電流的大小和通電時間的長短。加在用電器兩端的電壓越高、通過的電流越大、通電時間越長，電流做功越多。
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(2)公式
①基本公式：W=UIt。
②推導(dǎo)公式：W=I2Rt= t。
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推理思考 電功的兩個推導(dǎo)公式是如何推導(dǎo)出來的？
推理結(jié)果
將歐姆定律公式變形得U=IR，代入電功公式W=UIt，則有W=IRIt=I2Rt。同理將歐姆定律公式I=代入電功公式W=UIt，則有W=t。
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(3)單位
①國際單位：焦耳，簡稱焦，符號J；1 J=1 V·A·s。
②常用單位：千瓦時(kW·h)；1 kW·h=3.6×106 J 。
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(4)電功計算的注意點
①適用性：電功的基本公式普遍適用，兩個推導(dǎo)公式，只適用于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路(俗稱純電阻電路)。
②統(tǒng)一性：進(jìn)行電功計算時，注意單位的統(tǒng)一，只有電壓的單位是V、電流的單位是A、電阻的單位是Ω、時間的單位是s 時，計算電功的單位才是J。
③同體性：電功、電壓、電流和時間必須是同一導(dǎo)體或同一段電路上的四個物理量。
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發(fā)散思考 電功的單位結(jié)合電功的推導(dǎo)公式1 J 還等于什么？
發(fā)散結(jié)果
1 J=1 A2 Ω s；
1 J=1 V2 Ω -1 s[或(V2 s)/Ω]。
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4. 串、并聯(lián)電路的電功特點
項目 串聯(lián) 并聯(lián)
電路圖
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項目 串聯(lián) 并聯(lián)
各物理量 圖中R1、R2 串聯(lián)在電壓為U 的電路中，設(shè)它們兩端的電壓分別為U1、U2，電路中的電流為I 圖中R1、R2 并聯(lián)在電壓為U 的電路中，設(shè)通過它們的電流分別為I1、I2，干路電流為I
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項目 串聯(lián) 并聯(lián)
時間t 內(nèi)電流做功 W 總=UIt、W1=U1It、 W2=U2It W總=UIt、W1=UI1t、
W2=UI2t
推導(dǎo)電功關(guān)系 W總=UIt=(U1+U2)It= U1It+U2It=W1+W2 W 總=UIt=U(I1+I2)t=
UI1t+UI2t=W1+W2
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項目 串聯(lián) 并聯(lián)
電功關(guān)系式推廣 W 總=W1+W2+…+Wn W 總=W1+W2+…+Wn
推導(dǎo)電功關(guān)系 無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電流所做的總功都等于電流通過各用電器做功之和，即W 總=W1+W2+…+Wn
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多向思維
根據(jù)能量守恒定律，電流做的總功等于電流對各部分導(dǎo)體做功的和。所以無論串聯(lián)電路、并聯(lián)電路，都有W總=W1+W2+…+Wn。
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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(nèi)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，則兩次電阻消耗的電能之比為_______ 。
例 3
600
4 ∶1
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解題秘方：對定值電阻而言，計算消耗的電能時，注意根據(jù)已知條件，從基本公式和推導(dǎo)公式中選擇適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行計算。本題已知電壓、電阻和時間，應(yīng)該選用推導(dǎo)公式W=t。
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解析：在10 V 電路中消耗的電能W= t=×
60 s = 600 J 。在5 V 電路中消耗的電能W ′= t=
×60 s =150 J 。則兩次電阻消耗的電能之比== 。
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技巧點撥：由推導(dǎo)公式W= t 可知，當(dāng)電阻和通電時間相同時，電路消耗的電能與電壓的平方成正比，即可通過電壓平方比求電能之比。
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3. [中考·天津] 如圖所示的電路，電源電壓恒為3 V，a、b 是粗細(xì)均勻電阻絲的兩端點，c 是電阻絲的中點。只閉合開關(guān)S1，電流表示數(shù)為1 A，該電路
通電1 min 消耗的電能為_______J；閉
合開關(guān)S1 和S2，電流表示數(shù)為 ______ A。
180
2
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[中考·徐州改編] 燈泡中有電流時，燈泡發(fā)光。關(guān)于這個過程中的能量轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是( )
A. 燈泡消耗的電能全部轉(zhuǎn)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. 通過燈泡的電流越大，電功越大
例 4
易錯點
消耗的電能= 電功= 產(chǎn)生的其他形式能的和
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解析：燈泡消耗的電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能，故A 錯誤；燈泡工作過程中，消耗的是電能，流過燈泡的電流大小不變，故B 錯誤；用電器消耗電能的過程，實質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程，電流做了多少功，電路中就消耗了多少電能，故C 正確；電流做功的多少與電壓、電流和通電時間三者有關(guān)，故D 錯誤。
答案：C
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診誤區(qū)：
用電器消耗的電能不會只轉(zhuǎn)化為光能、機械能等，都伴隨著內(nèi)能的產(chǎn)生。電流做功的大小決定于電壓、電流以及通電時間三個因素，在比較電流做功時，要進(jìn)行控制變量，單說電壓高或電流大，不能確認(rèn)電功多，反之，電功多，也不能確認(rèn)電壓高或電流大。
電能 電功
電能
提供
用電器
消耗
電源
電能表
計量
電功：W=UIt

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