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第十八章
电功率
第1节
电能
电功
1.了解电能和我们生活的关系,知道电能的单位和单位的换算。
2.会读家用电能表,能说出电能表的作用、读数方法和表上几个参数的意义;会计算家庭电费;养成节约用电的习惯。
3.
从能的转化角度认识电能,
能结合生活实例分析电能转化是通过电流做功实现的。4.
通过实例理解电流做功的多少与电流大小、电压高低和通电时间有关,能用电功公式W
=UIt
进行相关计算。
学习目标
1.电能表的使用。
2.电能的计算。
3.电能表上的参数的涵义。
4.电流与做功的关系。
重点难点
1.电能来源:
(1)__________:________能转化为电能; (2)__________:________能转化为电能;
(3)__________:________能转化为电能; (4)___________:_______能转化为电能;
知识点一:电能
课堂导学
水力发电
内能
机械
火力发电
风力发电
风
太阳能发电
太阳
2.电能利用:
(1)甲:取暖器:电能转化为________能;
(2)乙:电饭煲:电能转化为________能;
(3)丙:电风扇:电能转化为________能;
(4)丁:节能灯:电能转化为________能;(5)戊:电解水:电能转化为________能。
内
内
机械
光
化学
3.电能单位:
(1)物理学中常用的电能(W)单位(国际单位)是:________,符号是:________;
(2)生活中常用电能的单位是:________;它的学名叫做:_______,符号是:_____;
(3)换算关系是:1度=__kw·h=_______J。
(4)完成下列单位换算:
①5
kw·h=________
J;
②7.2×106
J=__________kW·h。
4.节约电能的生活实例:(1)___________
_____________________;(2)_________。
焦耳
J
度
千瓦时
kW·h
1
3.6×106
1.8×107
2
不要让用电
器长时间处于待机状态
随手关灯
注意:用电器工作的过程实质上是将
电能转化为其他形式能的过程。也就是电流做功的过程。
知识拓展与延伸
我们可以用电流做功多少来衡量有多少的电能发生了转化。功和能量的单位都是焦耳(J)。
小花同学搜集了一些能量转化的事例,
其中将电能转化为内能的是( )
A.
电动机工作
B.
电炉工作
C.
火力发电机发电
D.
太阳能热水器工作
例1
B
做功总是伴随着能量的转化,电功也不例外。用电器消耗了电能,获得了其它形式的能量,就是一个电流做功的过程,不同用电器转化为其他形式的能也不同;电动机通电转动是把电能转化为机械能,电炉工作是把电能转化内能,发电机发电是把机械能转化为电能,太阳能热水器使水热是把太阳能转化为内能。
方法指导
根据题意知道,用餐巾纸摩擦吸管使其带电,把毛皮摩擦过的橡胶棒放在带电吸管一端的附近,发现吸管被推开,则说明吸管和橡胶棒带的是同种电荷,因为毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,所以,吸管带负电,又因为摩擦起电的过程中失去电子的带正电,得到电子的带负电,所以餐巾纸失去电子带正电,吸管得电子带负电。
方法指导
1.电能表的作用:用来测量用电器在一段时间内消耗的________的。
2.
如图是一个单相电能表,另一幅图是它的表盘清晰示意图,电能表读数时的单位是_____________(或度),上面显示出来的数字的最后一位是_____(选填“整数”或“小数”);如图可记作_____________。
知识点二:
电能的计算
电能
千瓦时(kW·h)
小数
4353.6
kW·h
“220
V”:_____________________
___________________________________;
“10(40)
A”:_____________________
___________________________________;
“3000
revs/(kW·h)”:____________
___________________________________;
“50
Hz”:表示这个电能表在频率为
_____的交流电路中使用。
电能表应该接在220V的
电路中使用
电能表的标定电流是10
A,额定最大电流是40
A
每消耗1
kW·h
电能,电能表的转盘转过3000转 50
Hz
50Hz
3.某段时间内用电度数的计算:___________。如下图:某段时间内消耗的电能为:__________________________
___________________________________。
W=W2-W1
W=4374.4
kW·h-4267.8
kW·h
=106.6
kW·h
1.电能表盘上最后一个数字框内的数字为小数位。1个月的用电量=月末的读数-月初的读数。
2.有一种电子式单向电能表已开始使用,其中没有转动的铝盘,靠内部的电子电路计算电能,读数由液晶板显示。如果电能表上的其中一个参数标着:3200
imp/(kw·h)表示每消耗1
kW·h的电能,指示灯闪烁3200次。
知识拓展与延伸
例2
小刚家里的电能表在周一的示数如图甲所示,到了周日时示数变为如图乙所示,这个星期小刚家消耗的电能是:_________。若小刚家的电能表转盘转动600转,则表示消耗的电能是_________。由于机械式电能表灵敏度和精确度不高,在电网改造时小刚家的电能表换成了图丙的电子式电能表,请仔细观察它表盘的参数,若指示灯闪烁了64次,则表示消耗了________kW·h电能,合__________J。
例2
31.5
kW·h
0.2
kW·h
0.02
7.2×104
①较大的电能利用刻度盘示数测量,消耗的电能为前后两次示数差,即W=W2-W1;②较小的电能利用转盘圈数计量,消耗的电能为W=
kW·h(n为某段时间转盘转的圈数,N
为表上参数)。
方法指导
1.定义:________________叫做电功。用符号_____表示。
2.实质:电流做功的过程是将______能转化为_________能的过程。且用电器消耗了多少____能,电流就做多少功。如:电流对电动车做了360000
J的功代表有_______
J的电能转化成电动车的动能和内能。
知识点三:电功
电流做了多少功
W
电
其他形式
电
360000
3.计算:电流做功的多少跟________、________、__________的长短都有关系,加在用电器上的电压越高,通过的电流越大,通电时间越长,电流做的功越多,写成公式为:
W
=________。(变形式:U=________,
I=________,t=________)
电压
电流
通电时间
UIt
注意:应用电功公式计算注意以下两点:①W、U、I、t必须是对应同一导体上的四个物理量。如电流通过某灯做的功等于该灯两端的电压、通过该灯的电流和通电时间的乘积;②W、U、I、t的单位必须分别是J、V、A、s,若有一个单位不符合以上要求,不经换算代入公式计算就会出现错误。
结合欧姆定律对公式推导:W
=________
=________。
知识拓展与延伸
一个阻值为10
Ω的电阻器接在电压是3
V的电源上,求通电5
min电流做的功是多少?
例3
本题根据欧姆定律先求出电流,再直接运用电功公式W
=UIt
计算即可,但是要注意U、I、t
三个量均使用国际单位。
方法指导
1.
根据下列事例,分析电能可以转化成什么形式的能?
城市夜景:电能转化为________能。
(2)电取暖器,电能转化为________能。
(3)电梯:电能转化为________能。
光
课堂达标
内
机械
2.谢一鸣家今年一月份安装了一个新
的电能表,如图所示。九月初的读数为____________,从安装上到九月末他家共用了____________的电能。九月份他家共用了__________电能。若电价为0.5元/kW·h,则他这个月要交的电费是______元。
478.2
kW·h
561.6
kW·h
83.4
kW·h
41.7
3.
某日光灯接在220
V照明电路中正常
工作时,电流是0.13
A,若通电10
min,有______J的电能转化成了内能和____能。
4.(2019·安徽)图中R1=4
Ω,R2=6
Ω,把它们并联在U
=3
V的电路中,则R1和R2并联后的总电阻为_____Ω;通电30
s,电阻R1消耗的电能为________J。
17160
光
2.4
67.5
5.手机、数码相机等常用充电电池
作为电源,某手机电池的电压为3.6
V,
安时容量为750
mA·h。它充满电后所储存的电能是________J。
6.电能表的表盘如图所示,关于电能表下列说法正确的是( )
9720
A.“50
Hz”是说这个电能表在50赫
的交流电路中使用
B.“10(20)A”是说这个电能表的标定电流是20
A
C.
“10(20)A”是说这个电能表的额定最大电流是10
A
D.“2500
revs/(kW·h)
”是表示电能表上的转盘转过1转消耗的电能是2500千瓦时
答案是A
7.(2018·湛江)有两个电路元件A和B,
流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示;把它们串联在电路中,如图乙所示,闭合开关S,这时电路中的电流为0.2
A,则电源电压和在10
s内元件A中电流做的功分别是( )
A.
2
V,2
J
B.
3
V,2
J
C.
3
V,6
J
D.
2
V,4
J
B
8.星期天,小明在家帮妈妈煮饭,他发
现当家中只有电饭锅工作时,4
min内电能表的转盘转动了15
r,同时他还注意到电能表标有“3000
r/(kW·h)”请算一算,在这段时间里电饭锅消耗的电能是多少焦?
9.如图所示的电路中,灯泡的电阻RL=12
Ω,正常发光时的电压为12
V,R2=12
Ω,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1.2
A,这时灯泡正常发光,求:
(1)电源电压和R1的阻值;
(2)当开关都断开时,灯泡两端的电压和通电1
min灯泡消耗的电能。
课堂提升
课堂小结