文档内容
18.1 电能 电功（导学案）
【学习目标】
1. 了解电能和我们生活的联系，知道电能的单位。
2. 会读家用电能表，会通过电能表计算家庭电费，有节约用电的意识。
3. 从能的转化认识电能，能结合生活实例分析电能转化是通过做功实现的。
4. 通过实例理解电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关，能利用电功公式进行相
关计算。
【学习重点】
电能和电能的计量是教学的重点。
【学习难点】
对电功概念的理解。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1. 电能
（1）电能的来源和应用：电能产生的过程是把其他形式的能转化为电能的过程；例如水力发电机，
是把 能转化为 能。用电器工作的过程是 能转化成其他形式能的过程。例如电灯泡将
电能转化成 能，电动机把电能转化成 能，电热器将电能转化成 能。
（2）电能的单位：电能的国际单位是_____，简称焦，符号是J。电能的常用单位还有 ，符
号是kW·h。1kW·h= J。
2. 电能表：电能表用来测量用电器在一段时间内 。某段时间内用电的度数等于计数器前后
两次读数 。根据电能表盘面上的参数“××revs /kW·h”，可以计算消耗的电能或转数。
3. 电功：电流做了多少功就有多少 发生了转化，电流做功的多少跟 的大小、 的高
低和通电时间的长短都有关系。计算公式：电功W= 。
【合作探究】
探究一、电能
1. 电能的来源与能量转化
（1）我们生活中利用的电能的来源：
①各种电池提供电能；②水力发电、风力发电； ③太阳能发电、潮汐能发电；④核电站等。
（2）一些常见发电方式中的能量转化：发电方式 能量转化的形式
水力发电 能转化为电能
火力发电 能转化为电能
太阳能发电 能转化为电能
风力发电 能转化为电能
核电站 能转化为电能
2. 电能的利用与能量转化
【想一想】今天我们的生活已经来不开电，想一想生活中哪些地方利用电？利用电的过程中。发
生了怎样的能量转化？
【做一做】给电动玩具车装上电池，合上开关，玩具车会运动起来。此时电能转化成了什么能？
【归纳】电灯照明、电风扇旋转、冰箱制冷、电视机播放节目等都是电能的具体应用。电能可以
直接转化成我们需要的能量，如内能、机械能、光能、化学能等。电能是目前生活中，应用最广泛、
最方便的能量。
①电让灯泡发光，电能通过灯泡转化成了 能；
②电能还能转变成 能，如电饭锅、电炉、电热水器……
③电动玩具车会运动起来，这是电能转化成了 能。
用电器能将电能转化为其它形式的能，下表是一些用电器工作时能量转化的形式：
用电器 能量转化形式
电风扇 电能转化为 能
3. 电能的单位
日光灯 电能转化为 能
在国际单位制中，电能的基本单位是 （J）；在实际生活中，人们常用“度”来量度电能，
电炉 电能转化为 能
“度”即千瓦时，符号是 。
1度=1 kW·h= 蓄 电 J池充电 电能转化为 能
【例题1】某家用电电器动的机能量流向图如图所示，电该能用转电化器为可 能 是能（ ）A．电视机 B．电风扇 C．电饭煲 D．电水壶
探究二、电能的计量
1. 电能表
（1）电能表的作用：测量用电器消耗 多少的仪表。
（2）认识电能表：又叫电度表。我们知道测量用电器中的电流用电流表，测量两端的电压用电压
表；而用电器消耗的电能，就可以用电能表测量。
机械式电能 卡式电能表 电子式电能表
电能表的面盘，最顶端有显示数字的窗口，前4位是黑色窗口，为整数，最后1位是红色窗口，为
小数，窗口边上写有单位kW·h。中间部位有一个铝质圆盘，电能表工作时它进行转动。
（3）电能表的参数
观察家中的电能表，如图甲、乙所示是两种电能表，了解电能表面板上或说明书上的技术参数，
说出下列参数的含义。
甲 乙
（1）220V：表示该电能表在 V的电路中使用；
（2）10A：是说这个电能表的标定电流为10A；
（3）20A：通过电能表的电流在短时间应用时允许大些，但不能 20A；
（4）50Hz：是说这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；（5）图甲中600r/kW·h指电能表的铝盘转过600转时，接在电路里的用电器消耗的电能是 ；
（6）图乙中3200imp/kw·h指电能表上的指示灯闪烁 次，接在电路里的用电器消耗的电能是
1kW·h.
（4）电能表的读数
电能表上显示的数字单位是kW·h（度），最后一位是 数。如上图甲所示，电能表的示数为
120.7 kW·h。如上图乙所示，电能表的示数为 kW·h。
（5）通过电能表求用电器消耗电能的方法
方法一：观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数 即是所求的电能值。
小华家今年一月新安装了电能表，安装时电能表的示数为0。九月初的读数如图甲所示，九月末读
数如图乙所示，从安装本电能表到九月初她家共用了 度的电能，九月份她家共用 度电能。
甲 乙
方法二：测出一定时间内电能表上转盘的转数，再算出电能值。此种方法的关键是要明确电能表
转1转时消耗的电能值。
例如，一电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，将某用电器单独接在该表上。当用电器工作4min后，
电能表转盘转过60r，则该用电器消耗的电能是________ kW·h。
2. 1kW·h电的作用
电能是人们生活的重要资源，社会需求越来越多，能源供应日益紧张，每个人都应具有节约电能的意
识。为节约每一度电，我们要从点点滴滴做起。图大致表示出了1kW·h电的作用。看了这幅图，你会对
节约用电有进一步的认识。【例题2】如图所示是小明家的电能表，电能表的示数为 kW·h，此时小明家接入了大功率的
用电器，小明站在电能表前观察指示灯闪烁了800次，那么电能表的示数应为 kW·h。
探究三、电功
1. 电功的概念
（1）以电动自行车为例分析：
①电动车运动时，电流通过电动机使其转动，电流做功。
②蓄电池中的 能减少；电动车的 能在增加。
这个能量转化的过程是通过 来实现的。有多少 发生了转化就说电流做了多少功，即
电功是多少。
（2）烧水为例分析
对电水壶里的水加热，水温度升高，如果水增加了105焦耳的内能，则一定消耗了105焦耳的电能，
有105焦耳电能转化为内能。在这过程中，电流做功 。
总结：①电能转化为其他形式能的过程是电流 的过程，有多少 发生了转化就说电流做
了多少功，即电功是多少。用电功的大小来量度用电器消耗的 的多少。
②各类用电器都是以电流做功的形式将电能转化为 的能。
2. 探究影响电功大小的因素
【提出问题】电流做功多少与哪些因素有关?
【猜想与假设】①可能与电流有关；②可能与电压有关；③可能与通电时间有关。
【设计实验】
（1）实验方法
①控制变量法：保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系；保持电压、通电时间一定，
探究电功与电流的关系。②转化法：比较电灯的 判断电功的大小；小灯越亮，电流做功越多。
【进行实验】
（1）探究电功与电压的关系
电压（V） 发光情况
甲灯 2.0 亮
乙灯 1.0 暗
①把两盏规格不同的小灯串联在电路中，用电压表分别测量它们两端的电压，同时观察比较小灯
的发光情况。
②实验记录如表所示。
（2）探究电功与电流的关系
如图所示，把两盏规格不同的小灯并联，用电流表分别测量通过它们的电流，同时观察比较小灯
的发光情况。
电流（A） 发光情况
甲灯 0.26 亮
乙灯 0.6 暗
②实验记录如表所示。
【分析论证】
（1）在通过用电器的电流与通电时间相同时，用电器两端的 越大，电流做功就越 。
（2）在用电器两端的电压与通电时间相同时，通过用电器的 越大，电流做功就越 。
进一步精确实验可得出：电流所做功的大小与电压、电流、通电时间成正比。
3. 电功
（1）物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。
（2）公式：电功=电压×电流×通电时间 即：
公式中各物理量的意义及单位：
U表示电压，单位是伏（V）； I表示电流，单位是安（A）
t表示时间，单位是秒（s）； W表示电功，单位是焦（J）（3）国际单位： （J） 1焦=1伏·安·秒
常用单位：千瓦时（kW·h） 1kW·h=3.6×106J
（4）电功的推导公式
U
由W＝UIt和欧姆定律I＝ 可得电功的两个推导公式:
R
W = _______ W＝
提示：
①电功变形公式的适用条件：只适用于纯 电路；
②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；
③ W＝ 是普遍适用的公式。
（5）应用W = UIt 的注意问题
①电路的同一性：W、U、I、t 必须是同一个导体在同一时间对应的四个物理量。
②单位的统一性：W、U、I、t 的单位必须是国际单位，分别为：焦、伏、安、秒。
【例题3】在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时，如图是进行该探究的电路之一。
（1）可以根据_____________比较相同时间内电流做功的多少；
（2）由如图所示电路，可探究电流做功多少与_______的关系；
（3）小明正确操作，验证了实验的结论，支持该结论的实验现象是________________。
【例题4】在图所示的电路中，已知R=5Ω，R=15Ω。闭合开关后，电流表的示数为0.6A。求：
1 2
（1）电源电压；
（2）通电100s，整个电路消耗的电能。
【精讲点拨】
1. 电能：电能是目前应用最普遍、最重要的一种形式的能量。大多通过用电器把电能转化为其他
形式的能量。2. 电功：电功是电能和其他形式的能量转化多少的量度。电能和其它形式的能量的转化遵守能量
守恒定律。
【归纳整理】
第1节 电能 电功
【课堂练习】
1. 关于电功，下列说法正确的是（ ）
A．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能
B．电能只有转化为机械能才算电流做功
C．通过导体的电流越大，电流做的功一定越多
D．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能
2．主要利用电能转化为内能的用电器是（ ）
A．电风扇 B．电视机 C．电饭锅 D．电灯泡
3. 小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图所示，他仔细观察照片后，得到了以下结论，你认
为错误的是（ ）
A．电能表的基本电流是10A
B．电能表工作时的允许最大电流是20A
C．电能表的转盘转过3000转，表明这个电能表消耗了1kW∙h的电能
D．拍照片时，家中用电器已消耗的电能为2818.5kW∙h4．甲、乙两盏电灯，已知R ＜R ，将它们串联后接在电源上，在相同时间内，它们消耗的电能
甲 乙
（ ）
A．W >W B．W ＜W C．W =W D．无法判断
甲 乙 甲 乙 甲 乙
5. 充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的_______；给手机充电的过程，主要是将电能转化
为 _____能，过一会儿，充电器发烫，这是通过电流 _____的方式增大了物体的内能。小奕看见他爸
爸的手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mA•h，则它充满电后存储的电能为 _____J。
6. 电子式电能表表盘上标有“3200imp/kW·h”字样（imp表示闪烁次数）。将某电热器单独接在
该电能表上正常工作20min，电能表指示灯闪烁了320次。该电热器在上述时间内消耗的电能为______
kW·h，合_________焦耳。
7．利用如图所示的电路可以验证电功与电流的关系．
（1）图中两只灯泡的连接方式是_____联，选择这种连接方式是为了控制______相同，它们工作
时的电阻要_______ （选填“相同”或“不同”）；
（2）本实验中，是通过观察________ 来判断电流做功多少的．小明正确操作，验证了实验的结
论，支持该结论的实验现象是________ 。
8. 如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R 的阻值为10Ω。闭合开关，电流表A的示数为
1
0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为____V，定值电阻R 在1min内消耗的电能为____J。
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【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
