中一科学｜能量形式与转换：效率、功率与电费计算

2026-11-12

学生个个听过“节能”，但一被问“悭了几多”就哑口。这一节把能量拆成可以数的单位，由一个灯泡的效率讲到电费单上的数字。

本堂目标　45 分钟后，学生能列出至少六种能量形式、写出一条完整的能量转换链、用位能与动能公式各算一题、算出装置效率百分比，并由功率与时间算出用电度数与电费。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
单位意识	1 公里等于几多米？	答 100 但常混淆 1000
百分比	100 占 500 的几多百分比？	答 5% 而不知要乘 100
小数乘法	2 乘 1.5 等于几多？	多数正确，但单位会漏

02　课堂流程（45）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0-5 分钟	拉开玩具车	拉后放手，车向前冲；问能量由边来	口头讲出“拉的时候储起”
5-14 分钟	七种形式	板书七种能量并各举一例，强调能量可以换装但不会消失	写出一条三格转换链
14-24 分钟	位能与动能	2 kg 升 5 m 得 100 J；同一个波由 4 m/s 落地得 16 J，比较两者	独立代公式算一题
24-35 分钟	效率	灯泡用 500 J 电只出 100 J 光，效率 20%，其余 400 J 变热	算出效率并讲出损失常在哪里
35-41 分钟	功率与电费	12 W 灯用 25 小时得 0.3 度、$0.36；2 kW 热水壶 15 分钟得 0.5 度、$0.60	算出度数与电费
41-45 分钟	离场检查	三题快问：能量会否消失、效率公式、一度电怎样算	口头作答

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：第 5-14 分钟｜能量形式

先让学生讲他们听过的能量，写满半块板，再归纳成七类：动能、位能、热能、光能、声能、化学能、电能。每类要一个具体例子，并且要讲得出“由边种变成边种”：手电筒是化学能变电能再变光能与热能；单车落斜是位能变动能。强调一句：能量不会消失，只会换形式，这条叫能量守恒。追问“摩擦之后能量去边”——变成热散入环境，所以永远找不到百分之百。

学生能写出一条三格转换链并讲出守恒

第二幕：第 14-24 分钟｜位能与动能

写出 PE = mgh 与 KE = ½mv²。示范 m = 2 kg、h = 5 m、g = 10，得 100 J。再问同一个物体以 4 m/s 移动，动能 ½ × 2 × 16 = 16 J。这时让学生比较：升到 5 m 高位能 100 J，跌落地面时动能应该接近 100 J，为何用 4 m/s 算只有 16 J？引导他们发现速度要更大，并指出实际落地速度大约 10 m/s，动能约 100 J。这一问是整节的关键，让公式与守恒对上。

学生能分别用两条公式计算并解释两者数值关系

第三幕：第 24-35 分钟｜效率

写出效率等于有用输出除以总输入乘 100%。灯泡例子：500 J 电入、100 J 光出，效率 20%，其余 400 J 变热（所以灯罩会烫）。再比较 LED：同样 100 J 光只需 125 J 电，效率 80%。问“为什么旧灯泡特别耗电”，答案就是效率低。提醒学生答题一定要写百分比，并且要讲出“其余能量去了哪里”，这是常见的失分位。

学生算出效率并指出损耗变成热

第四幕：第 35-45 分钟｜功率与电费

讲功率是每秒用几多能量，单位瓦特。1 度电等于 1 kWh，即 1000 W 用一小时。示范 12 W 灯用 25 小时：12 × 25 ÷ 1000 = 0.3 度，每度 $1.2，即 $0.36。再做 2000 W 热水壶用 15 分钟：2000 × 0.25 ÷ 1000 = 0.5 度、$0.60。让学生比较：热水壶 15 分钟的电费比灯泡 25 小时更贵，因为功率大。收束用一句：“悭电不是熄灯就算，要看功率乘时间。”

学生能由功率与时间算出度数与电费并比较两个电器

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
位能计算	3 kg 物体升至 4 m，位能几多？（g = 10）	① PE = mgh ② 3 × 10 × 4 ③ 单位 J	120 J
动能计算	2 kg 单车以 3 m/s 行驶，动能几多？	① KE = ½mv² ② 0.5 × 2 × 9 ③ 单位 J	9 J
效率计算	电风扇用 60 J 电，输出 45 J 动能，效率几多？	① 45 ÷ 60 ② 乘 100 ③ 写百分比	75%
电费计算	1500 W 暖炉用 2 小时，每度 $1.2，电费几多？	① 1500 × 2 ÷ 1000 = 3 度 ② 3 × 1.2	$3.60

合理性检查（一定要教）：合理性三查：① 效率一定小于 100%，算出 120% 即代表分子分母调转；② 有用能量加损耗一定等于输入总量；③ 电费先换成度（kWh），瓦特要除 1000，漏除会贵一千倍。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
5 kg 物体升至 2 m，位能几多？	100 J	有否把 g 当成 9.8 与 10 混用
一个马达输入 400 J、输出 300 J，效率几多？损失去边？	75%，其余 100 J 变热与声	是否只答百分比不讲损耗
100 W 风扇每日开 8 小时，30 日电费几多（每度 $1.2）？	24 度、$28.80	有否漏乘日数或漏除 1000

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
以为能量会用完	“些电用了就没有了”	“能量没有消失，系变成热同声散了出去；所以我们讲‘浪费’，不讲‘消失’。”
效率超过 100%	输入 300 J、输出 400 J 都照写 133%	“输出一定细过输入，你得 133%，即系分子分母调转了。”
功率与能量混淆	“2000 W 一定比 12 W 用多电”	“要乘时间：2000 W 用 15 分钟得 0.5 度，12 W 用 25 小时只有 0.3 度。”
漏除 1000	12 W 用 25 小时算成 300 度	“瓦特要转千瓦，除 1000；你𠮶个数够全屋用一年。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

中学科学备课指引总览　同科其余章节；先完成本章三题独立练习
同科：中一热与温度　效率的损耗就是热，两章要一起读
同科：中三力与简单机械　机械效率同一条思路，可预习

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
能量会不会消失？	不会，只会转换形式，总量守恒	答“会用完”就重讲摩擦变热
效率怎样算？	有用输出除以总输入乘 100%	漏乘 100 就重做灯泡例子
一度电是什么？	1 kWh，即 1000 W 用一小时	讲不出就重算热水壶

09　导师常问

g 用 9.8 还是 10？

本校初中一律用 10，题目若给 9.8 就跟题目。要提醒学生同一题不可中途换值，否则答案会对不上。

需要讲能量守恒的证明吗？

不需要。中一只需要“入等于出”的记账式讲法，用电费单与灯泡效率已经足够说服。

电费率从哪里来？

用一个假设费率即可，重点是流程：功率乘时间除 1000 再乘费率。真实费率会随中电港灯变动，不必背。

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