第十六章 电流做功与电功率第一节 电流做功
【导学园地】
Ⅰ.蓄电池充电时,是用电器,将电能转化为化学能;蓄电池供电时,是电源,将化学能转化为电能。
Ⅱ.电能表是测电功或电能的仪表,而不是测电功率的仪表。现在的电能表多是频闪的,闪一下就相当于转一圈。
【知识梳理】
一、认识电流做功Ⅰ
1.电功实质:电能转化为其他形式能的过程就是 的过程。?
2.单位: 、 (俗称“度”)。?
3.换算关系:1 kW·h= 度= J。?
4.影响电功大小的因素: 、 、 。?
5.计算公式: 。?
二、测算电费Ⅱ
1.认识电能表,如图所示:
2.用途:计量用电器在一段时间内消耗的
。?
3.消耗电能的计算:电能表计数器上前后两次示
数 。
电流做功
焦(J)
千瓦时(kW·h)
1
3.6×106
电压
电流
通电时间
W=UIt
电能
之差
知识点一:电能
【典题1】(2020保山月考)电灯正常工作时会发热发光,这是电流做功将电能转化为内能和光能。如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1,电流做的功为 W,转化的内能为E2,转化的光能为E3,那么E1、E2和E3三者的等量关系是 ,功与能的关系是 。?
E1=E2+E3
W=E1=E2 +E3
规律总结
电能的利用:
【变式1-1】如图所示,下列用电器工作时,将电能主要转化为内能的是( )
A.电视机 B.洗衣机 C.电风扇 D.电热水壶
【变式1-2】2020年3月20日晚,小明家参与了贵阳市“地球一小时”活动,在熄灯一小时的时间里,共节省了0.5 kW·h的电能,合 J。?
D
1.8×106
知识点二:测算电费
【典题2】(2020楚雄一模)如图所示是小强家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数,由图可知,他家在该月消耗的电能为 kW?h,若当地电费单价为
0.5元/(kW?h),则小明家本月应交电费 元。?
90
45
规律总结
(1)电能表上最后一位是小数位,一定不能记错。
(2)利用电能表测用电器消耗电能的两种方法:
①利用电能表上先后两次示数:某段时间电能表上先后两次示数之差,就是被测电路在这段时间内消耗的电能。
②利用电能表上转盘转动圈数:若电能表上标示N r/(kW·h),则电能表上转盘转动n转消耗的电能为:
【变式2-1】关于图中电能表的各种数据,下列说法不正确的是( )
A.电能表正常工作时的电压一定为220 V,电流一定为5 A
B.每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转2 500转
C.这个电能表在50 Hz的交流电路中使用
D.电能表读数的单位是kW·h
【变式2-2】小红看她家电能表的表盘如图所示,电能表是测量 的仪表;该电能表的表盘转了300转,说明小红家的用电器消耗的电能为 J。?
A
电能
1.8×106
知识点三:电功
【典题3】如图所示的手机电池,若安装了该电池的手机正常工作时的电流是3.4×104 μA,则电池充满电后能供手机正常工作 小时。 ?
25
名师点睛
【变式3-1】有一用电器两端电压是6 V,通过它的电流是200 mA,5 min内电流做的
功是( )
A.6 J B.6 000 J
C.360 J D.3.6×105 J
【变式3-2】当天空中空气的湿度很大,两块云之间的电压很高时,原先不导电的空气就会变成导体,强大的电流可在瞬间通过天空,形成闪电。某次闪电的放电电流约1×104 A,电压约1.8×108 V,放电时间约0.01 s,则这次闪电释放的电能约 J,合 kW·h。?
C
1.8×1010
5 000
易错点:电功的计算
1.把一个线圈电阻为3 Ω的小型电动机接在12 V的电源上使其正常工作5 min,则它消耗的电能是( )
A.14 400 J B.240 J
C.1 200 J D.条件不足,无法求解
2.(2020昆明官渡区二模)小华同学将直流电动机接入不同电压的电路中所得结果如表所示,那么这台电动机线圈的电阻为 ,当电动机正常工作时间为t时,电能转化为机械能为 。?
D
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}电动机电压
电动机电流
电动机工作状态
U1
I1
不转动
U2
I2
正常工作
易错提醒
在计算电功时,电功计算公式的选择和单位应用易出错。公式W=I2Rt、 只适用于纯电阻电路,而W=UIt才是普遍适用的公式。
【基础巩固练】
1.电业局为每一户居民安装了一个仪表,用该仪表来测量居民家中每个月消耗的电能,从而计算出该交多少电费。该仪表的中文标准名称及国际通用读数单位是( )
A.电能表—kW·h B.电压表—V
C.电流表—A D.电表—度
2.几位同学观察到一用户的电能表表盘如图所示,下面是他们对这个表的看法,你认为正确的是( )
A.电能表接在照明电路中通过的电流是10 A
B.电能表接在照明电路中通过的电流是40 A
C.电能表消耗1 kW·h电能,转盘转360转
D.电能表的铝盘转3转,所计量的用电器消耗3×104 J的电能
A
D
3.同一用电器分别单独与下列不同规格的电能表连接,用电器正常工作时,电能表表盘转得最快的是( )
A B C D
4.甲、乙两用电器并联后接在某一电源上,在相等时间内,电流通过甲所做的功比乙的大,说明( )
A.甲通过的电流比乙的大
B.甲消耗的电能比乙的少
C.甲两端的电压比乙的高
D.甲的电阻比乙的大
D
A
5.(2020大理质检)小明家的电能表标有“3 000 revs/(kW·h)”,小红家的电能表标
有“2 000 revs/(kW·h)”。所测量的1小时内,两电能表均转过6 000转。下列相关描述正确的是( )
A.时间相同,所以两电能表消耗的电能一样多
B.在该时间段内,小红家用电器消耗的电能多于小明家用电器消耗的电能
C.在该时间段内,小明家的电能表转得更快
D.在任何时候,小明家的电能表都比小红家的电能表转得更快
6.一电阻丝通过1 A的电流,在t时间内消耗的电能是1 J,如果通过它的电流增加到3 A,在相同的时间内消耗的电能是( )
A.3 J B.6 J C.9 J D.18 J
B
C
7.(2019昆明模拟)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,则电源电压和元件A在10 s内电流做的功分别是( )
A.2 V,2 J B.3 V,2 J
C.3 V,6 J D.2 V,4 J
8.王明家的电子电能表上标有“220 V 10(20) A”和“2 500 imp/(kW·h)”(表示电能表的脉冲指示灯每闪烁2 500次,电路消耗1 kW·h的电能)的字样,他记下在10 min内这个电能表的脉冲指示灯闪烁了250次,则他家里正在使用的用电器消耗的电能为
kW·h,合 J。?
B
0.1
3.6×105
9.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。?
10.如图所示,R1∶R2=2∶3,则通过R1和R2的电流之比为 ,相同时间内电流通过R1和R2做的功之比为 。?
2.4
67.5
1∶1
2∶3
【核心素养练】
11.(材料题)在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时,可以根据灯泡的亮暗程度比较相同时间内电流做功的多少。如图是进行该探究的电路之一。
(1)提供“2.5 V”和“3.8 V”两种规格的灯泡若干,则你所选用的灯泡是_________
________________________________________________________。?
(2)利用如图所示电路,可控制变量? 相等,探究电流做功多少与
的关系。?
(3)对于“电流做功多少与通电时间的关系”,是否需要通过实验探究发现?说明你的理由。
“2.5 V”和“3.8 V”的灯泡各一个
电流、通电时间
电压
不需要;根据我们生活经验就可知,通电时间越长,
家用电器消耗的电能越多。
1.(2019邵阳中考)李芳家的电子式电能表表盘上标有“3 000 imp/(kW·h)”的字样,其含义是电路每消耗1 kW·h的电能,电能表上指示灯闪烁3 000次。她把家中的其他用电器都与电源断开,仅让一个用电器工作3 min,发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW·h。?
2.(2019呼和浩特中考)一个电能表表盘上标明“720 revs/(kW·h)”,它的意思是 ;呼和浩特教研室某段时间用电,电能表两次示数如图所示,该时间段该地区每度电电费1.2元,则这段时间需要交
电费。?
3.(2019攀枝花中考)为提倡节能环保,攀枝花市引进大量新能源电动公交车。为新能源公交车充电的导线较粗是为了减小导线的 。若充电过程中充电电流为100 A,充电电压为380 V,则新能源电动公交车充电2 h消耗的电能为 kW?h。?
0.02
每消耗1 kW?h的电能,指示灯闪烁720次
383.64元
电阻
76