第一节电流做功 (2).ppt
第一节 电流做功第十六章 电流做功及电功率1.1.会利用电功公式进行简单的计算。会利用电功公式进行简单的计算。2.2.会使用电能表测算家庭电费。会使用电能表测算家庭电费。水流水流 能做功吗？能做功吗？为什么？为什么？想一想：电流电流 能做功吗？能做功吗？人们的生活越来越离不开电了。人们的生活越来越离不开电了。常见的用电器常见的用电器电流通过电灯时电流通过电灯时,灯丝灼热发光灯丝灼热发光,电能转化为内能和光能。电能转化为内能和光能。电吹风利用电流做功，把电能转化为机械能和内能。电吹风利用电流做功，把电能转化为机械能和内能。洗衣机利用电能洗衣机利用电能,把衣物洗净，电能转化为机械能。把衣物洗净，电能转化为机械能。电热水瓶电热水瓶,利用电能把水烧开，电能转化为内能。利用电能把水烧开，电能转化为内能。电能电动机电动机机械能电电 灯灯内能、光能电热器电热器内能给手机充电给手机充电化学能1.1.以上用电器工作时，能是怎样转化的？以上用电器工作时，能是怎样转化的？答：把电能转化为其他形式的能。答：把电能转化为其他形式的能。2.2.做功的实质是什么？做功的实质是什么？答：做功的实质是实现能的转化（能的转化是靠做功来答：做功的实质是实现能的转化（能的转化是靠做功来实现的），能转化的过程就是做功。实现的），能转化的过程就是做功。观观 察察 结结 论论电功：电功：电流所做的功。电流所做的功。表示：表示：W W实质：实质：电流做功的过程实际上就是电能转化为其他形式电流做功的过程实际上就是电能转化为其他形式能的过程，电流做了能的过程，电流做了多少功多少功就有就有多少电能多少电能转化为其他形转化为其他形式的能。也就是消耗了式的能。也就是消耗了多少多少电能就获得了电能就获得了多少多少其他形式其他形式的能。的能。电电 功功电流做功与哪些因素有关呢？电流做功与哪些因素有关呢？活动一：认识电流做功与哪些因素有关？活动一：认识电流做功与哪些因素有关？z阅读课本阅读课本118页下半部分的内容，结合生活页下半部分的内容，结合生活体验，谈谈电流做功的多少与什么因素有体验，谈谈电流做功的多少与什么因素有关？说出电功公式表示的含义及其各个物关？说出电功公式表示的含义及其各个物理量的单位。理量的单位。电流做功的多少与什么因素有关？电流做功的多少与什么因素有关？猜想猜想可能与可能与电压、电流、电阻、时间电压、电流、电阻、时间或其它因素有关。或其它因素有关。制定计划与实验设计制定计划与实验设计你们说说这个实验首先要解决什么问题？你们说说这个实验首先要解决什么问题？1、如何体现电流做功的多少？（电流产生热量的多、如何体现电流做功的多少？（电流产生热量的多少？）少？）2、如何用实验来验证电流做功与电压、电流、时间、如何用实验来验证电流做功与电压、电流、时间的关系？的关系？3、用什么样的电路去实验？、用什么样的电路去实验？电流做功的多少，我们这里无法测量，但我们可以利电流做功的多少，我们这里无法测量，但我们可以利用电流做功与电能转化为其它形式的能的关系，通过用电流做功与电能转化为其它形式的能的关系，通过间接测量其它物体吸收到的电流放出的热量来算出电间接测量其它物体吸收到的电流放出的热量来算出电流做的功。流做的功。以前我们学习比热容时探究物质吸热性质的实验：电以前我们学习比热容时探究物质吸热性质的实验：电流加热煤油或水，直接用温度计测量没有煤油或水流加热煤油或水，直接用温度计测量没有煤油或水 的的温度，质量相等的煤油或水的温度升高得越多，吸热温度，质量相等的煤油或水的温度升高得越多，吸热越多，说明电流放出的热量越多。越多，说明电流放出的热量越多。现在再来探究如何用实验来验证电流做功与电压、电现在再来探究如何用实验来验证电流做功与电压、电流、时间的关系。流、时间的关系。我们用什么方法来研究？我们用什么方法来研究？控制变量法控制变量法那么，如何控制电流、时间，研究电流放出的热量与电那么，如何控制电流、时间，研究电流放出的热量与电压的关系？如何控制电压、时间、研究电流放出热量与压的关系？如何控制电压、时间、研究电流放出热量与电流的关系？如何控制电压、电路，研究电流放出热量电流的关系？如何控制电压、电路，研究电流放出热量与时间的关系？想一想用什么样的电路去实现？与时间的关系？想一想用什么样的电路去实现？串联电路控制电流相等，并联电路控制电压相等。串联电路控制电流相等，并联电路控制电压相等。串联、并联电路中的电阻同时加热，时间相等。串联、并联电路中的电阻同时加热，时间相等。设计实验电路和实验表格设计实验电路和实验表格V1V2R1R2SA1A2R1R2S电电阻阻丝丝电阻丝电阻丝阻值阻值R/电压电压表示表示数数U/v电流电流/A煤油煤油质量质量t t或灯或灯泡亮泡亮度度通电通电时间时间实验实验结论结论R1相同相同相同相同相同相同R2表格一：电流和通电时间相同时，研究电流做功与电压的关系表格一：电流和通电时间相同时，研究电流做功与电压的关系表格二：电压和通电时间相同时，研究电流做功与电流的关系表格二：电压和通电时间相同时，研究电流做功与电流的关系电电阻阻丝丝电阻丝电阻丝阻值阻值R/电压电压表示表示数数U/v电压电压煤油煤油质量质量t t或灯或灯泡亮泡亮度度通电通电时间时间实验实验结论结论R1相同相同相同相同相同相同R2实验器材实验器材电源、不同规格的小灯泡、开关、电流表、电压表、电源、不同规格的小灯泡、开关、电流表、电压表、导线等。导线等。进行实验与收集证据进行实验与收集证据分析论证分析论证发现发现 实实验一：电流和通电时间相同时，加在电阻丝两端电压验一：电流和通电时间相同时，加在电阻丝两端电压越高，电流做功越多；越高，电流做功越多；实验二：电压和通电时间相同时，通过电阻的电流越实验二：电压和通电时间相同时，通过电阻的电流越大，电流做功越多。大，电流做功越多。在实验中还会发现在实验中还会发现电流和电压相同时，通电时间越电流和电压相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。长，电流产生的热量越多。实验评估实验评估如果实验中我们用电加热器对煤油加热，也可以通过定性分如果实验中我们用电加热器对煤油加热，也可以通过定性分析得出实验结论，想想看，能否利用公式析得出实验结论，想想看，能否利用公式Q=cmt t计算煤油吸计算煤油吸收的热量，算出电流做功多少，用停表测加热时间，结合实收的热量，算出电流做功多少，用停表测加热时间，结合实验中所测的电压、电流值，定量分析结果？验中所测的电压、电流值，定量分析结果？理论认为可以，但实际的实验存在误差，我们来分理论认为可以，但实际的实验存在误差，我们来分析可能存在哪些误差？如何减小这些误差？析可能存在哪些误差？如何减小这些误差？计算电功的公式计算电功的公式前面的实验我们认识到电流做功跟电压高低、电流大前面的实验我们认识到电流做功跟电压高低、电流大小、通电时间都有关系。科学家经过进一步的研究总小、通电时间都有关系。科学家经过进一步的研究总结出电流做功与电压、电流和通电时间的关系，并用结出电流做功与电压、电流和通电时间的关系，并用公式表示。公式表示。某段电路上的电功，跟这段电路两端的_,电路中的_及通电的_成正比电压电压电流电流时间时间即：即：W =UIt科学家通过大量研究发现：科学家通过大量研究发现：1.1.电功的公式电功的公式W=UItW=UIt电功（焦）电功（焦）电压（伏）电压（伏）电流（安）电流（安）通电时间（秒）通电时间（秒）2.2.电功的单位：焦耳（焦），千瓦时（电功的单位：焦耳（焦），千瓦时（kWkWh h）3.3.电流做了多少功，也就消耗了多少电能。电流做了多少功，也就消耗了多少电能。4、推导公式：、推导公式：W=I2RtU2tR=UQ 千瓦时（千瓦时（KWh），也被称为），也被称为“度度”。1KWh=3.6X106J例题：z一电熨斗的电热丝的阻值为一电熨斗的电热丝的阻值为484.接在接在电压是是220V的家庭的家庭电路中。求：路中。求：z（1）通）通过该电熨斗熨斗电热丝的的电流是多大？流是多大？z（2）工作）工作90min，该电熨斗消耗的熨斗消耗的电能能为多少？多少？变式：变式：1 1、加在导体两端的电压为加在导体两端的电压为6V6V，30s30s内电内电流通过导体做功流通过导体做功72J72J，则通过导体的电流多大，则通过导体的电流多大？解：由答：通过导体的电流为0.4安，得，得（1）电视机每天工作）电视机每天工作1h消耗的电能是多少？消耗的电能是多少？（2）若每天均观看）若每天均观看5h，一个月（，一个月（30天）共消天）共消耗多少千瓦时的电能？耗多少千瓦时的电能？2.小明家买了一台电视机，接在小明家买了一台电视机，接在220V的电路的电路上，其工作电流是上，其工作电流是300mA，求：，求：3、将、将R1和和R2串联在电路中，已知串联在电路中，已知R1=20 R2=30，R1两端的电压为两端的电压为4V，通电，通电10min后，后，（1）电流通过）电流通过R1所做的功是多少？所做的功是多少？（2）电流通过）电流通过R2所做的功是多少？所做的功是多少？（3）整个电路消耗的电能是多少？）整个电路消耗的电能是多少？我们是如何测量家中每个月用电器消耗多少电能的？又是如何收取电费的？前面我们已经知道，用电流表可以测量电流的大小；用电压表可以测量电压的高低。认识电能表认识电能表z阅读课本第119页“测算电费”的内容，讨论：1、电能表的作用？2、电能表上各数字的含义？3、如何利用电能表计算消耗的电能？电能表IC卡电能表（又名电度表）电能表电能表1.1.用来测量用电器消耗电能的仪表。用来测量用电器消耗电能的仪表。单相电能表技术参数单相电能表技术参数电压电压:220V:220V电流规格电流规格:10(40)A:10(40)A频率频率:50Hz:50Hz每千瓦时转数每千瓦时转数:3000r/kW:3000r/kWh h工作环境的温度范围：工作环境的温度范围：-10 -10 +50+50相对湿度：不超过相对湿度：不超过8585220V220V 电能表工作电压为电能表工作电压为220V220V。1010（2020）A A 电能表通过电能表通过10A10A左右电流时，测量最准确；左右电流时，测量最准确；在保证电能表测量准确的情况下，电能表允许通过的最大在保证电能表测量准确的情况下，电能表允许通过的最大电流为电流为20A20A。50Hz50Hz电能表在电能表在50 Hz50 Hz的电路中使用。的电路中使用。3000r3000rkWkWh h每消耗每消耗1 kW1 kWh h的电能，电能表转盘转的电能，电能表转盘转过过30003000转。转。其他：电子式单相电能表重要参数其他：电子式单相电能表重要参数imp/kWimp/kWh h：表示用电表示用电1kW1kWh h指示灯闪烁的次数，如指示灯闪烁的次数，如6400imp/kW6400imp/kWh hICIC卡电能表卡电能表如何知道电路中所消耗的电能呢？如何知道电路中所消耗的电能呢？月末的数字减去月初的数字：月末的数字减去月初的数字：561.6kW561.6kWh-478.2kWh-478.2kWh=83.4kWh=83.4kWh h计计数数特特点点：累累计计电能表读数：电能表读数：一、直接读出电能一、直接读出电能方法：方法：月末的数字减去月初的数字：月末的数字减去月初的数字：电能表电能表 1.1.电能表的作用：测电功电能表的作用：测电功2.2.根据计数器读数根据计数器读数:月初月初月末月末本月用电本月用电18.6 kW18.6 kWh h3246.8 kW3246.8 kWh h3265.4 kW3265.4 kWh h3.3.特殊：当月末示数小于月初时，在月末示数前加一位特殊：当月末示数小于月初时，在月末示数前加一位1 1想一想：怎样计算电费？想一想：怎样计算电费？度度 千瓦时千瓦时 焦焦3.3.电能的单位电能的单位 kW kWh Jh J1 1度度 =1 kW=1 kWh=3.6h=3.610106 6 J J小明家小明家20132013年年1 1月底与月底与2 2月底电能表的示数如图所示，请计月底电能表的示数如图所示，请计算：小明家算：小明家2 2月份消耗多少电能？若月份消耗多少电能？若1kW1kWh h电费为电费为0.520.52元，元，应付多少电费？应付多少电费？4374.4kW4374.4kWh-4267.8kWh-4267.8kWh=106.6kWh=106.6kWh h0.520.52元元/kW/kWh h 106.6kW106.6kWh=55.432h=55.432元元1.1.小明家的电能表本月末的示数是小明家的电能表本月末的示数是37603760，上月末的示数是，上月末的示数是36463646，这个月他家用去多少电能？如果电费为，这个月他家用去多少电能？如果电费为0.450.45元元/度，度，这个月他家应交多少电费？这个月他家应交多少电费？解：解：W W=W W1 1W W2 2=3760=3760度度-3646-3646度度=114=114度度 114114度度0.450.45元元/度度=51.3=51.3元元答：答：这个月他家应交这个月他家应交51.351.3元电费。元电费。例题：一电能表表盘上标明例题：一电能表表盘上标明“1200 r/kW1200 r/kWh h”，将某用，将某用电器单独接在该表上。当用电器工作电器单独接在该表上。当用电器工作4min4min后，电能表转后，电能表转盘转过盘转过55r55r。若用电器额定电压是。若用电器额定电压是220V220V，求通过该用电器，求通过该用电器的电流。的电流。解：解：W W=二、计算出电能二、计算出电能方法：方法：用每一转的值乗以转数用每一转的值乗以转数W=UItW=UIt答：答：通过该用电器的电流为通过该用电器的电流为3.125A3.125A。1.1.测算家庭电费：用电度数前后两次读数差测算家庭电费：用电度数前后两次读数差 1 1度度1kW1kW h=3.6h=3.610106 6J J 2.2.电功：电能转化为其他形式能的过程电功：电能转化为其他形式能的过程 公式：公式：W=UItW=UIt 推导公式：推导公式：W W=I I2 2RtRtU U2 2t tR R
