13.1 电能和电功
导学目标
理解电流做功的实质，加深对功能关系的理解。
2.知道电流做功的影响因素，会用电功公式进行计算。
3.知道电能表是测量电路消耗电能多少的仪表，了解电能表的参数含义，学会认读电能表，会利用电
能表转盘转动的圈数或指示灯闪烁的次数计算电路中用电器消耗的电能。
重点：能的转化。
难点：电功的公式及运用。
自主学习
一、电能
1．来源：发电机或电池等电源将____________转化为________。
2．利用：用电器将________转化为________________。
二、电功
1．实质：电能转化为其他形式的能的过程也可以说是____________的过程，有多少电能发生了转化就 说________做了多少功，即________是多少。
2.单位：国际单位：焦耳（J）
3．计算
(1)实验探究表明：电流做功的多少跟________的大小、________的高低、____________的长短都有关系。
(2)精确实验表明：电功与电压、电流和通电时间的关系是W ＝________。
三、电能表。
1． 作用是 。
单位
(1)国际单位是________，符号为________。
(2)常用单位是________，符号为________，俗称“________”。
(3)换算关系：1 kW·h＝______________J。
3．电能表参数的物理意义
(1)“220 V”表示这个电能表应该接在 V的电路中使用。
(2)“10(20) A”表示这个电能表的 为10 A， 为20 A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。
(3)“50 Hz”表示这个电能表在频率为 的交流电路中使用。
(4)“600 revs/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器，
。
3．计量方法
(1)某段时间内消耗的电能等于电能表前后两次示数之差，即W＝____________。
(2)测量较少的电能时利用转盘转数计算，即W＝________kW·h(n为电能表转盘某段时间内的转数，N为每千瓦时的转数)。
合作探究
一.电功
1.电功的含义
如图：观察水力发电图片，认识水流可以对水轮机做功，类似的电流可以对电动机做功。
演示实验：电动机的提升重物。
点拨：能是做功的本领，做功可以把一种形式的能转化为另一种形式。
因此电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程。
思考讨论：电流做功的表现形式是多种多样的。电流通过电动机提起重物做了功，那么电流通过电灯时发光，电流通过电炉时发热，算不算做功呢？
点拨：在这里，我们应把“功”的概念加以扩大：用电动机移动物体，是电流做功的一种表现。电流使用电器发热、发光，是电流做功的又一种表现。总之，电流做功的现象很多，凡是通过电流引起的任何变化，都是电流做功的表现。
（2）电流做功的实质
电流做功的实质是电能转化为其他形式的能。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
2.电功计算
（1）探究电流做功的影响因素
实验设计：利用电动机做功探究电流做功的影响因素
探究方法：控制变量法、转换法
设计思路：按照图13-2所示的装置进行实验探究。?
（1）让电流通过一个小电动机带动重物升高，当电压、电流相同，通电时间不同时，重物被提升的高度不同，通电时间越长，重物被提升的高度越高，说明电功和通电时间有关。?
(2)改变小电动机两端的电压，比较不同电压下，不同电流下小电动机在相同时间内提升相同重物的高低，电压越高，电流越大，重物被提升的高度越高，说明电功和电压、电流都有关。?
实验结论：电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。
(2) 电功的计算公式：W=UIt
注意：公式中的四个物理量都用国际单位。
二、电能表
1.电能表参数的物理意义
(1)“220 V”表示这个电能表应该接在220 V的电路中使用。
(2)“10(20) A”表示这个电能表的标定电流为10 A，额定最大电流为20 A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。
(3)“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。
(4)“600 revs/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转。
2．计量方法
(1)某段时间内消耗的电能等于电能表前后两次示数之差，即W＝____________。
(2)测量较少的电能时利用转盘转数计算，即W＝________kW·h(n为电能表转盘某段时间内的转数，N为每千瓦时的转数)1.电能表的作用
当堂检测
1． 关于下列用电器工作时的能量转化情况，叙述错误的是( )
2．下列各单位中，不属于电能单位的是( )
A．度 B．千瓦时C．伏特 D．焦耳
3．小刚同学家的电能表上标有“600 r/(kW·h)”字样，据此他用表记录了10 min内电能表上的转盘转过120 r，则用电器消耗的电能是( )
A．7.2 kW·h B．0.72 kW
C．0.2 kW D．0.2 kW·h
4．关于电功，下列说法中正确的是( )
A．通电的时间越长，电流所做的功就越多
B．通过用电器的电流越大，电流所做的功越多
C．用电器两端的电压越大，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
5．如图所示，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大。当开关S闭合后，在相同时间内，下列叙述正确的是( )
A．电流通过A、B所做的功WA＞WB
B．电流通过A、B所做的功WA＜WB
C．电流通过A、B所做的功WA＝WB
D．无法比较电流通过A、B时做功的多少
电能表上标有“220 V 10 A”字样，表示这个电能表应接在________V的电路中使用，它允许通过的最大电流为________。某用户家中的电能表上月初示数为，上月底示数为，则上月消耗电能为________kW·h。
我的收获
13.1 电能和电功
1.理解电流做功的实质,加深对功能关系的理解.
2.知道电流做功的影响因素,会用电功公式进行计算.
3.知道电能表是测量电路消耗电能多少的仪表,了解电能表的参数含义,学会认读电能表,会利用电
能表转盘转动的圈数或指示灯闪烁的次数计算电路中用电器消耗的电能.
【重点难点】
重点:能的转化.
难点:电功的公式及运用.
【新课导入】
导入1:活动导入
师:同学们有没有遇到家里没有电的情况?如果没有电,会给我们的生活带来哪些不便呢?
生:回答.
师:看,电对我们的生活是多么重要,那么这节课就让我们来好好了解一下生活中不可缺少的“电能和电功”吧.
导入2:情景导入
多媒体展示图片:热电站
师:同学们,你知道这是什么吗?它是做什么用的?
生:热电站,发电的.
师:对!热电站是发电、提供电能的.在我们的生活中处处都在利用电能,电能是怎样来做功的?我们又是如何来计量电能的呢?学习了本节内容,我们便会找到答案,请同学们看下面一张电费清单.
2015年6月电费清单
客户
编号
×××
×××
客户
名称
11.504
文化区
供电所
用电
地址
××××
×××
抄表
日期
2015-07-01
用电
编号
示数
类型
上次抄
表示数
本次抄
表示数
示差
综合
倍率
抄见
电量
013023004
570010
有功
(总)
760
952
192
1
192
续表
2015年6月电费清单
用电
分类
电价
名称
结算
电量
电价
月用
电费
基本
电费
力调
电费
电费
小计
结算居民
生活电费
居民
一户
一表
用电
不满1
千伏
192
0.488 3
93.75
0.00
0.00
93.75
电费合
计(元)
玖拾叁元染角伍分
师:电费的多少表明什么?电费的多少可能与什么因素有关?电费又是怎样计算出来的呢?如何来测量我们所消耗的电能呢?本节我们来研究这些问题.
【课堂探究】
一、电能和电功
1.电能的来源和利用
阅读教材的“我国巨型水力发电站”,认识电能的来源.
思考:电能还有哪些来源?
学生实验:如图连接电路,闭合开关,使小灯泡发光,探究小灯泡发光的能量来源及灯泡发光时的能量转化情况.
演示实验:将电吹风机接入220 V的电路中,闭合电吹风机的开关分别使其在冷风挡和热风挡的状态下工作,探究其电能的转化情况.
你还能列举电能利用的哪些例子?
归纳:利用电能的过程就是把电能转化为其他形式的能的过程.
2.电功
(1)电功的定义
如图:观察水力发电图片,认识水流可以对水轮机做功,类似的电流可以对电动机做功.
演示实验:电动机的提升重物.
点拨:能是做功的本领,做功可以把一种形式的能转化为另一种形式的能.因此电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程.
定义:电流做的功称为电功.用W表示.
思考讨论:电流做功的表现形式是多种多样的.电流通过电动机提起重物做了功,那么电流通过电灯时发光,电流通过电炉时发热,算不算做功呢?
点拨:在这里,我们应把“功”的概念加以扩大:用电动机移动物体,是电流做功的一种表现.电流使用电器发热、发光,是电流做功的又一种表现.总之,电流做功的现象很多,凡是通过电流引起的任何变化,都是电流做功的表现.
练习:写出以下情景中能量的转化情况:
①电动机转动;②日光灯发光;③用电水壶烧水.
(2)电流做功的实质
电流做功的实质是电能转化为其他形式的能.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.
3.电功计算
探究电流做功的影响因素
实验设计:利用电动机做功探究电流做功的影响因素
探究方法:控制变量法、转换法
设计思路:按照如图所示的装置进行实验探究.
(1)让电流通过一个小电动机带动重物升高,当电压、电流相同,通电时间不同时,重物被提升的高度不同,通电时间越长,重物被提升的高度越高,说明电功和通电时间有关.
(2)改变小电动机两端的电压,比较不同电压下,不同电流下小电动机在相同时间内提升相同重物的高低,电压越高,电流越大,重物被提升的高度越高,说明电功和电压、电流都有关.
实验结论:电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系.
(2)电功的计算公式:W=UIt.
注意:公式中的四个物理量都用国际单位.
二、电能表
自学103页到105页相关知识,回答下列问题:
1.电能表的作用是什么?
2.电能表上的单位是什么?“度”、千瓦时和焦耳之间如何换算?
3.电能表上的符号各表示什么含义?
(1)“220 V”表示这个电能表应该接在220 V的电路中使用.
(2)“10(20) A”表示这个电能表的标定电流为10 A,额定最大电流为20 A.电能表工作时的电流不应超过额定最大电流.
(3)“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用.
(4)“600 revs/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过600转.
4.计量方法
(1)某段时间内消耗的电能等于电能表前后两次示数之差,即W= .?
(2)测量较少的电能时利用转盘转数计算,即W= kW·h(n为电能表转盘某段时间内的转数,N为每千瓦时的转数)?
第一节 电能和电功
1.
如图所示是建中同学拍摄的家中电能表的照片,对其中的重要参数,下列说法中错误的是( B )
A.“220 V”是说这个电能表应该在220 V的电路中使用
B.“5(10)A”是说这个电能表使用时额定最大电流为5 A
C.“50 Hz”是说这个电能表应在50 Hz的交流电路中使用
D.“2 500 r/(kW·h)”是说接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过2 500转
2.张华家电能表的盘面上标有“3 000 r/(kW·h)”的字样,当接入一个用电器正常工作时,1 min内电能表的转盘转了30转,则该用电器消耗的电能是( C )
A.1 kW·h B.0.1 kW·h
C.0.01 kW·h D.0.001 kW·h
3.
电子式电能表已开始走进千家万户,如图所示为某电子式电能表的表盘(局部).若某用电器单独接在该电能表上,用电器正常工作10 min,指示灯闪烁了320次,则10 min内该用电器消耗的电能为 0.1 kW·h.?
4.小红在家中看电视时,把遥控器一摁,电视关了,可是还有一个指示灯亮着(此时,电视机处于待机状态).学习了电能的知识后,于是她想:这时电视机是否还在消耗电能呢?如果消耗电能,具体情况又是怎样的?于是她设计了如下方案进行探究:全家外出旅游前,让电视机处于待机状态,然后拔掉其他电器的插头或关掉开关,记下时间和家中电能表的信息如图(甲)所示;两天后回到家中,再记下此时的时间和电能表的信息如图(乙)所示.
(1)从该电能表的表盘参数可知,当通过电能表的电流小于 10 A时,电能表可以稳定精确地工作.?
(2)在小红外出这段时间里,她家的电视机消耗的电能是 0.2 kW·h.?
家用电器节约电能的常识
1.电冰箱的省电方法
(1)开门次数尽量少,时间尽量短,若以每次开门时间0.5~1 min计,则冰箱内温度恢复原状压缩机就要工作5 s,耗电0.008 kW·h.
(2)冰箱内温度调节适宜,在盛夏电冰箱的冷藏室温度定为5 ℃比定为8 ℃每月多耗电十几千瓦时,而且保鲜效果差,一般8~10 ℃食物保鲜效果最佳,冷冻室内温度设定为-14 ℃比-18 ℃要省电2%左右.
(3)储存食物不宜过满过紧,食品之间以及食品与箱壁之间应有10 mm以上的空隙,以利于箱内空气对流使箱内温度均匀稳定,减少耗电.
(4)热的食品应冷却至室温,然后放入冰箱内,减少用电量.
(5)及时除霜,一般电冰箱内蒸发器表面霜层达5 mm以上时就应除霜,如积霜太厚会产生很大的热阻,影响热交换,制冷效果差,耗电量增多.
(6)制作冷冻食品时使用冷开水,忌用热开水,最好在夜间放入电冰箱,因夜间环境温度低.
(7)经常保持冰箱背部清洁,冷凝器和压缩机的表面灰尘影响散热效果,增加耗电.
(8)光线较好的房间,冰箱内的照明灯可拧下不用,省电,还可减少因灯导致的温升.
(9)小包装食品冷藏更省电.
(10)冷冻的食品二次食用前先放在冷藏室内慢慢化水.
2.家用空调的省电方法
(1)温度设置要适当,不要太低或太高.如夏季可设为26~27 ℃,空调每调高1 ℃,可降低7%~10%的用电负荷.
(2)不要频繁启动压缩机,停机后必须隔2~3 min才能开机,否则易引起压缩机因超载而烧毁,且费电多.
(3)通风开关不应常开,否则冷气大量外流,浪费电能.
(4)使用的窗帘布宜厚些;开动空调时,应确保门窗紧闭.
(5)保持过滤网清洁和分体式空调器的室外机组与室内机组之间的连接管路尽量短.
(6)电风扇的耗电量仅是空调的5%~10%,因此在天气不太热的时候,使用电风扇是一个更佳的选择.
