第十八章 第1节 电能 电功
【学习目标】
1.知道电流可以做功、电流做功的形式及其实质。
2.理解电功的计算公式:W=UIt
3.知道电功的单位:焦耳、千瓦时、度。
4.知道电能表的用途及读数方法。
【重点难点】
1.理解电功的计算公式: W=UIt
2.知道电能表的用途及读数方法
一、预习交流:
1.说出你家里一些用电器的名称及能量转换情况。
2.谈谈你对电能表的了解。
3.你准备怎样设计探究影响电流做功多少的因素实验?说出实验设计思路,实验方法,实验器材,实验电路等。
二、互动突破:
活动一:认识电能表
1.右图为单相电能表,技术参数中“220V”表示电能表适用的 是220V,10A表示 , 3000r/( kW·h)表示用电1 kW·h,电能表转盘转动 。
2.读出右图电能表的示数。
活动二:认识电功
1.手推电动玩具车,谁在做功?
2.闭合开关,谁又在对电动玩具车做功呢?
3.电流做功的过程,伴随着 向其他形式能量的转化,电流做了多少功,就消耗了多少电能。电流所做的功叫做 。
活动三:探究电功的大小和哪些因素有关
1.猜想:电流做功与哪些因素有关?
2.实验应该用什么方法?
3.结论:电压越 ,电流越 ,做功时间越 ,电流做功就越多。
大量事实表明:电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比.电功等于电压、电流和通电时间的乘积。
公式: 电功=电压×电流×通电时间 即
④国际单位:焦耳,简称焦,符号J 。 1 J = 1 V·A·S
常用单位:千瓦时(度) 1度=1kW·h = 3.6×106 J
单位换算:
1度= kW·h= J
9×103 J= kW·h= 度
注意:
(1)公式W=UIt中,W、U、I及t四个量都是对同一段电路而言,即“同一导体,同一时间”;
(2)四个量的单位必须用国际单位。
三、典型例题:
题型1:关于电能表的应用
例1:一家用电能表如图所示,表盘上标出的“3000R/kW h”表示 ,测得接在电路中的该电能表的转盘在8min内转了30转,电路消耗的电能是 J。若本月初电能表的读数如图,当月消耗了120度电,这个月底电能表示数为 。若电费单价是0.52元/度,则该月的电费是 元。
题型2:对电功的含义理解
例2:关于上述实验,下面说法正确的是( )
A.灯泡通电的时间越长,电流所做的功越多
B.通过灯泡的电流越大,电流所做的功越多
C.灯泡两端的电压越大,电流所做的功越多
D.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能
题型3:应用电功公式计算
例3:针对下列三种情况,求电路中电流做功的大小。
(1)电路中有一用电器,接上电源后,其两端电压是6V,通过的电流是200mA,则5min
时间内电流做的功是 J。
(2)某电炉的电阻是48.4Ω,接到220V的电路中,通电5min 电流做的功是
J。
(3)有一电饭煲在工作时,测得工作电流是5.0A,已知其正常工作时的电阻是50Ω,则在20nim时间内产生的内能是 J。
例4:如图所示,R1=5、R2=10的两个电阻并联在电路中,闭合开关,电流表的示数为0.5 A,求电路在5 min内所消耗的电能。
四、课后巩固:
1.对于右图中的各种数据,下列说法不正确的是( )
A.电能表正常工作时的电压一定为220V,电流一定为5A
B.每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转2500转
C.“10A”表示额定最大电流
D.电能表读数的单位是kW·h
2.两根导线的电阻比是3∶4,通过的电流强度之比为4∶3,在相同时间内,电流通过两根导线所做的功之比是 ( )
A.l:l B.4:3 C.16: 9 D.9:16
3.已知电阻R1>R2,用以下四种不同连接方式连接,然后分别接入同一电源上,则在相
(
第
4
题
)等的时间里消耗电能最多的连接方式是( )
4. 如图,已知R1、R2串联,且R1=3R2,通上电流后,则在相同的时间内电流做功之比W1:W2是:( )
A.1:3 B.3:1 C.1:1 D.无法判断
5. 如图,已知R1、R2并联,且R1=3R2,通上电流后,则在相同的时间内电流做功之比W1:W2是:( )
A.1:3 B.3:1 C.1:1 D.无法判断
6.如图该电能表记录了小明家柜式空调1h消耗的2.2kw·h电能,则它的转盘转了 转,1h前电能表的示数是 kW·h, 柜式空调工作时流过它的电流是 A。
7.电流做功的过程,实际就是 转化为 的过程,电流做了多少功就消耗多少 ,电流在给蓄电池充电做功的过程中,若消耗了2000J的电能,则 能将增加 J,电流就做了 J的功。
8.在如图所示的“探究影响电流做功的因素”的实验中,通过比____________,我们可以比较电流做功的多少。
利用图(a)的电路可以得到的结论是:___________ _______;
利用图(b)的电路可以得到的结论是:____________ _______。
(
220V10A 50Hz
8
KWh
3000R/KWh
1
3
8
7
5
1
4
6
9
5
)9.小明家电能表及某月月初、月末的两次示数如图所示。求:
(1)若每度电单价为0.52元,则本月小明家需付多少电费?
(2)在关闭了所有电器后,小明的妈妈用一只电熨斗熨烫衣服,已知电路中的电压是220V,通过电熨斗的电流是4.5A,熨烫一件衣服需10min。请计算电流做了多少功?这段时间内,电能表转盘转了多少r?
10.有两个电阻,R1=4欧,R2=6欧,先把它们串联起来接在6伏电池组的两极间,求每分钟电流通过各个电阻所做的功和整个电路的总电功,再把它们并联起来接在6伏电池组的两极间,求每分钟电流通过每个电阻所做的功和整个并联电路的总功。
11.一个家用电能表的盘面上标有“3000 r/kW·h”字样,若某个电热水器单独使用时,电表转盘在300s内转了210转,则热水器消耗的电能是多少?这个热水器放出的热量能使多少质量的水温度升高10℃?
[ 假设没有能量损失,已知:c水= 4.2×103J/(kg·℃)]