16.1电流做功(要点讲解+当堂检测+答案)

沪科版物理九年级上册同步学案
第十六章　电流做功与电功率
第一节　电流做功
要 点 讲 解
要点一　认识电流做功
1. 电功的定义：电流所做的功叫做电功，用W表示，电流做功的过程，实质就是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
2. 电功的单位：电功的国际单位制单位是焦耳，符号是J。生活中常用千瓦时(俗称“度”)作为电能的单位，符号为kW·h，它们之间的换算关系是1kW＝3.6×106J。
3. 电功的计算公式：
(1)定义式：W＝UIt。
(2)导出式：由欧姆定律I＝可知，W＝UIt＝U··t＝t；由欧姆定律变形式U＝IR可知，W＝UIt＝IR·I·t＝I2Rt，即W＝UIt＝I2Rt＝t。
4. 串联电路与并联电路中，电流所做的总功等于各用电器中电流所做功之和。
(1)串联电路中电流所做的功与电阻成正比，即W1∶W2＝R1∶R2。在串联电路中常运用推导公式W＝I2Rt比较用电器做功多少。
(2)并联电路中电流所做的功与电阻成反比，即W1∶W2＝R2∶R1。在并联电路中常运用推导公式W＝t比较用电器做功的多少。
经典例题1　蓄电池充电能够贮存的电量(电池的容量)一般用A·h或mA·h来表示，一般电动自行车上的蓄电池的电压为48V，容量为12A·h，则电池充满电后可贮存电能为________J，若充满电后可让电动自行车正常行驶2h，则该电动自行车电机的工作电流为________A。
解析：电池容量的单位是电流的单位与时间单位的乘积，即电池的容量Q＝It，再知道电压U就可以根据电功的公式W＝UIt计算电功，也就是充满电后可贮存的电能。充满电后可贮存的电能W＝UIt＝UQ＝48V×12A·h＝48V×12A×3600s＝2073600J。电动自行车正常行驶2h，电流做的功即为2073600J，由W＝UI′t′得：I′＝＝＝6A。
答案：2073600　6
点拨：电池的容量的单位为A·h或mA·h，由电功的计算公式可知，容量相同的蓄电池，其电压不同，能够贮存的电能也不同，如同样都是12A·h的蓄电池，48V的贮存的电能要大于36V的贮存的电能。
要点二　测算电费
1. 电能的测量——电能表
(1)作用：测量用电器在一段时间内消耗电能的多少。
(2)读数方法：电能表计数器上前后两次读数之差，就是用电器在这段时间内消耗的电能，单位为kW·h。
2. 电能表上所标示的参数的含义
参数
含义
220V
表示电能表的工作电压为220V
5(10)A
表示其正常工作时的标定电流为5A，短时间内额定最大电流为10A
kW·h
表示电能表上示数的单位为千瓦时
50Hz
表示电能表在50Hz的交流电路中使用
3600r/(kW·h)或3600imp/(kW·h)
表示每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过3600转
或表示每消耗1千瓦时的电能，电能表指示灯闪烁3600次
经典例题2　一天，小红看她家电能表的表盘如图所示，此时电能表的读数是________kW·h；该电能表的转盘每转300转，说明小红家的用电器消耗了________kW·h的电能。
解析：电能表在读数时，注意最后一位是小数，单位是kW·h。由题图可知电能表的示数是314.5kW·h。600r/(kW·h)所表示的物理意义是每消耗1kW·h的电能转盘转600r，据此求出表盘转300转消耗的电能为0.5kW·h。
答案：314.5　0.5
易错易混警示　公式W＝t和W＝I2Rt的应用
W＝UIt的推导式有W＝t和W＝I2Rt两个，该推导式只适用于纯电阻电路(即电能全部转化为内能的电路)。如果电路中还包含电动机、电解槽等用电器，即电路不是纯电阻电路，电能除部分转化为内能外，还要转化为机械能、化学能等，这时电功只能用W＝UIt计算，而不能用W＝I2Rt或W＝t进行计算。
经典例题3　一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈电阻为2Ω，线圈中电流为10A，则这台电动机正常工作1s消耗多少电能？
解析：含有电动机的电路是非纯电阻电路，在计算电功时，不能用W＝I2Rt计算，只能用W＝UIt计算。W＝UIt＝380V×10A×1s＝3800J。
答案：3800J
当 堂 检 测
1. 如图所示用电器，工作时主要将电能转化为机械能的是(　　)
A. 电熨斗 B. 洗衣机 C. 电水壶 D. 电烙铁
2. 家用电能表抄表时记录的数值的单位是(　　)
A. 千瓦　　　　 B. 千瓦时 C. 库仑 D. 伏特
3. 直接测量消耗电能的多少可以用(　　)
A. 电能表 B. 电压表 C. 电流表 D. 电阻箱
4. 如图所示，是感应式电能表的表盘示意图。与其技术参数有关的说法正确的是(　　)
A. 正常工作时电流为220V B. 每转2圈电路耗电为1kW·h
C. 正常运行的最大电流为2.5 A D. 电路消耗的电能是2486kW·h
5. 用电热丝烧水，当电压为U时，t时间内可将水烧开，如果电压降为原来的一半，则同样烧开这些水所需时间为(　　)
A. 　 B. 　 C. 2t　 D. 4t
6. 小红同学家的电冰箱正常工作时电流大约是1A，则它正常工作10h所消耗的电能是 J。
7. 小红房间用的台灯工作时灯泡两端的电压是220V，通过灯泡的电流是0.273A，这只灯泡工作10s消耗的电能是 J，它工作1h要消耗 kW·h的电能，如果每天工作4小时，每个月(以30天计)要消耗约 kW·h的电能。
8. 电能表是用来测量电路中 。某电能表上标有“220V　10A　3000r/(kW·h)”字样，其中220V表示电能表接在 电路中使用；10A表示 为10A；3000r/(kW·h)表示电能表的转盘转3000圈，电路中 。
9. 一天小明家中的IC卡电能表上的余额用完了，电能表便切断了电路。小明的父母将存有300元的IC卡插入电能表，电路又接通了，此时电能表的示数为。小明家所在地每度电的电费是0.6元，300元电费可用电 kW·h。为防止电能表再次切断电路，小明家应在电能表的示数为 ，前为IC卡充值。
10. 家庭电路中，一白炽灯泡正常工作时通过的电流为0.25A，求：
(1)该灯泡的电阻是多少？
(2)该灯泡正常工作1h消耗的电能为多少？(灯泡电阻不变)
当堂检测参考答案
1. B 2. B 3. A 4. C 5. D
6. 7.92×106
7. 600.6 0.06 7.2
8. 做功多少的仪表 电压为220V 允许通过的最大电流 消耗1kW·h的电
9. 500
10. 解：(1)由I＝得灯泡的电阻R＝＝＝880Ω。　
(2)t＝1h＝3600s，灯泡消耗的电能W＝UIt＝220V×0.25A×3600s＝1.98×105J。