15.1电能表与电功
[学习目标]
1.通过阅读课本信息,能说出电能表主要技术参数的物理含义,会读电能表的示数;
2.通过比较两个灯泡的亮暗,能说出影响电流做功多少的因素,会用W=UIt进行简单计算。
[学习过程]
想一想:
家里要定期交电费,电费的多少表明什么?电费的多少与哪些因素有关?
第一模块:电能表
[目标导入]
熟悉电能表上的参数
[自主学习]
用来测量电路消耗电能多少的仪表叫做___________,常用的家用电能表有________和__________两种。
“读一读”电能表的技术参数
①电压:220V 表示电能表适用的额定电压是220V
②电流规格:10 (40) A
“10A”表示基本电流,它是确定电能表有关特性的电流值;
(40) A是电能表能满足测量准确要求,且能长期正常运行的最大电流值。
③频率:50Hz 我国交流电的频率为50Hz
④电能表常数:3200imp/(kW?h) 表示每消耗1 kW?h电能,电能表的指示灯闪烁3200次
1920r/(kW?h):表示电路中每消耗1 kWh电能,电能表的转盘转动1920圈
220 100 600x/1R2
⑤计量单位:千瓦时,符号kW?h;俗称“度”,1 kW?h=3.6x106J
[展示与提升]
1. 0.2度=___________kW?h=____________J
0 2 4 8 3
2. 石刚家的感应式电能表上月的数字, 这个月的数字如下图所示,可知他家本月用电_______度,
若每度电0.5元,则他家本月应支付电费_______元 (供电部门般按度的整数收费)。若一段时间内该电能表的转盘转动了200圈,则用电器消耗的电能为_________________。
第二模块:电功
[目标导入]
能建立电功概念,说出影响电流做功的因素
[自主学习]
家里的电灯,电扇等工作一段时间, 电能表的示数会发生变化,这说明用电器消耗了电能,即电能转化成了其他形式的能。
做功过程总伴随着能量转化,电流做了多少功,电路就消耗了多少电能。
电流所做的功叫作电功。电流做功过程是电能转化为其它形式的能的过程。
电流通过灯泡,灯泡会发光,在一-定时间内, 电流做的功越多,灯泡就越亮。
探究:影响电流做功大小的因素
猜想:(1) 同一用电器通电时间越长,电能表示数变化越大, 表明电功与________有关。
(2) 还可能与哪些因素有关? ___________
设计实验方案:
方法:若没有电能表,如何比较电功的大小?_________________________________
进行实验(演示实验): (小灯规格分别为L1 “3.8V,0.3A" L2 “2.5V ,0.3A” )
(1) 将两个电阻不等的灯 L1,L2串联在电路中,闭合开关,调节滑动变阻器,比较两个灯泡的亮暗和两只电压表的示数。
(2) 实验发现灯_______较亮, 灯_______两端的电压较大,
结论:通过灯泡的电流相等时,_______越高,电流做功________灯泡就越亮。
(3)将这两个灯泡并联在电路中,闭合开关,调节滑动变阻器,比较两个灯泡的亮暗和两只电流表的示数。
(4) 实验发现灯_______较亮,通过灯_______:的电流较大。
结论:灯泡两端的电压相等。__________越大,电流做功_________,灯泡就越亮。
分析论证:电功大小与加在用电器两端的_____________,通过的_______和通电时间有关。
研究表明:__________所做的功 W=_____________.
[展示与提升]
例题:将一个电暖器单独接在家庭电路中,它连线工作2h后,
4 3 2 1 8
4 3 2 3 4
电能表的示数由变为己知该电暖
器的额定电压为220V,求通过电度器的电流。
[目标检测]
1. 电能表刚接入电路时示数是0,两周后电能表的示数如图所示,
则这段时间内消耗的电能___________kw?h。这个电能表应该在_________V的电路中使用,
该家庭电路干路上允许通过的最大电流是_______ A。
2. 通过导体0.5A的电流时,10s 内电流做功100J,导体两端电压是_______V,导体电阻是________Ω.
[课后延伸]
1.在物理学上,电能的单位是_______. 而生活中以______(俗称_____)作为电能单位,两个单位之间的换算关系是____________。
2.导体两端的电压为6V,通过导体的电流为1A,通电时间为10s,则电流做功__________J。
3.如右图所示,电源电压不变,R1=6Ω,R2=4Ω.
(1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6A, 电路总电阻是_______Ω,
电源电压为_______V.
1 8 9 8 2
(2) 当开关S1、S2、S3都闭合时,电流表示数为1.5A.此时通过R1的电流是______A, 10s内电流通过灯泡L做的功为________J.
4.4月初小芳家中的电能表的示数为 5月初电能表如图所示,本月她家共使用了_________度电。她认真观察了几分钟,查出电能表的转盘转过60圈,则这几分钟内她家的用电器消耗的电能是___________J。
5.安装在家庭电路中的电能表,测量的是 ( )
A.电能 B.电压 C.电阻 D.电流
6.下列现象中,不属于电流做功的是 ( )
A. 扬声器发声 B.电动机转动 C.白炽灯通电发光 D. 摩擦起电
7.为改善驻守在南沙某岛樵边防战士的工作、生活条件,在岛上安装了太阳能电池板。白天,太阳能电池板给蓄电池充电,晚上,蓄电池为探照灯供电。白天与晚上的能量转化形式是( )
A.白天:太阳能一内能一电能 B.白天:太阳能一化学能一电牌
C..晚上:化学能一电能一光能 D.晚上:化学能一电能一化学能
8. 小华把一堆脏衣服放进洗衣机时突然闪出一个念头,想测量一下 自家的洗衣机把这些衣服洗好需要消耗多少电能。于是他关掉了家里所有的用电器,然后打开洗衣机洗这些衣服,并观察自家电能表转动的表盘。她发现20分钟洗完后,电能表共转了600转,仔细观察电能表,发现“3000r/(kW h)”的字样。请问这20分钟内,洗衣机消耗了多少千瓦时的电能? 合多少焦? 若电价为0.6元/kW●h,则本次洗衣服需要付多少电费?
9、在”探究影响电流做功多少的因素”活动中,同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路。
(1)经过讨论,认为不应该选择图甲电路,原因是_________________________________。
(2)实验中提供L1 “2.5V,0.3A"和L2 3.8V, 0.5A"两种规格的灯泡若干,则你所选用的灯泡是_________。
(3)根据_____________,我们可以比较相同时间内电流做功的多少。
(4)为研究电流做功与电压的关系,应该选择图______(乙/丙),中所示的电路,结论是_________________________________;设计另一个电路是为了探究电功与________的关系。
(5)经过讨论,大家认为图乙电路存在一个缺陷,请你说问题可能在哪里?
参考答案
探究:电能表;电子式;感应式
1.0.2;7.2×105J
2.114.3;57;1.08×106J
探究:时间; U I
相同时间内,比较小灯泡的亮度
L1;L1;电压;越多
L2;L2;电流;越多
电压记作U;电流;W=UIt
例题:I≈3.64A
目标检测
1.16.6kw·h; 220; 20
2.20;40
课后延伸
1. J; kw·h 度;1kw·h=3.6×106J
2. 60
3. 10;6;1;30
4. 80;7.2×104
5. A
6. D
7. C
8. 0.2;7.2×105J;0.12
9. 无法使用控制变量;1个L1;一个L2;灯泡亮暗程度;丙;当时间与电流相等时,电压越大,电功越大;电流;无法多次实验/不能保护电路。