15.1 电能表与电功
知识目标
1.知道电能表是测量电功的仪表,了解电功的概念及其单位,通过演示实验得出并理解电功公式;
2.会根据家用电能表的表头数据初步计算电功;
3.会对一些家用电器进行简单的电功计算.
情境导入
最近一段时间以来,我们一直在学习电学知识.但说到电,其实,我们最熟悉的还是家庭用电和每月要交多少电费.
家里用来测量每月消耗多少电能的仪表叫什么?
计算电流做功的公式也是 W = FS 吗?
电能表:用来测量电路消耗电能的仪表.
电能:是指使用电以各种形式做功的能力.
单相感应式电能表的技术参数
(a)感应式
(b)电子式
电压:220V
电流规格:10(40)A
频率:50Hz
电能表常数:300r/(kW·h)
工作环境温度范围:-10℃ ~ +50℃
相对湿度:不超过85%
反馈练习:
(1)220V表示 .
(2)5A表示 .
(3)2500R/KW·h表示 .
(4)若电能表消耗2KW·h,则该表转盘转了 转.
1.观察右边的电能表回答下面问题:
电能表适用的额定电压为220V
用电1KWh,电能表转盘转动2500转
5000
电能表持续工作时的最大电流为5A
电功的介绍
做功的过程总是伴随着能量的改变,做了多少功,能量就改变了多少.
电流做功的过程中,伴随着电能向其他形式能量的转化,电流做了多少功,就消耗了多少电能.电流所做的功叫做电功(W).
1.电流通过电风扇时,电能转化为________.
2.电流通过电灯时,电能转化为____________.
3.电流通过收音机时,电能转化为______.
机械能
光能与内能
声能
[活动]:探究影响电流做功的因素
【思考】怎样判断电流做功的多少?
分析:可以通过观察灯泡亮度进行判断.电灯越亮,在相同时间里消耗的电能就越多,做的电功就越多.
[猜想] 电流做功多少可能与那些因素有关?
分析:可能与电压、电流、通电时间有关.
注意:实验时应当采用什么方法?
采用控制变量法.
[活动]:探究影响电流做功的因素
[结论] 在电流和通电时间相同时,电压越大电流所做的电功就越多.
按图所示,将两个不同阻值的电灯连接成电路,闭合开关,观察两个灯泡的亮度和两个电压表的示数.因为两个电灯______(串联/并联),所以通过它们的电流______(相等/不等).
实验发现通过甲灯两端的电压较大,甲灯较亮.这说明在_______相等的情况下,电压大的电灯的电流做的功____(多/少).
串联
相等
电流
多
[活动]:探究影响电流做功的因素
[结论] 在电压和通电时间相同时,电流越大电流所做的电功就越多.
按图所示,将两个不同阻值的电灯连接成电路,闭合开关,观察两个灯泡的亮度和两个电压表的示数.因为两个电灯______(串联/并联),所以通过它们的电压______(相等/不等).
实验发现通过灯L1两端的电流较大,甲灯较亮.这说明在_______相等的情况下,电流大的电灯的电流做的功____(多/少).
并联
相等
电压
多
[活动]:探究影响电流做功的因素
在电流、电压相同的情况下,通电时间越长,电流做的功越____(多/少).
进一步的研究证明:如果将通过用电器的电流记做I,加在用电器两端的电压记做U,通电时间为t,电流对用电器所做的功记做W,则:
W = UIt
多
(电功的单位:焦耳,简称焦,符号为“J”.)
其他单位:V·A·s、kW·h(千瓦时)、度.
单位换算:1J = 1V×1A×1s = 1V·A·s ; 1kW·h = 3.6×106J .
节约1度(1kW·h)电意味着什么?
节约1度电可以使25瓦的灯泡连续点亮40小时;
家用电冰箱运行一天;
普通电风扇连续运行15小时;
电视机开10小时;
能将8公斤水烧开;
能用吸尘器把房间打扫5遍;
能使电动自行车跑上80公里;
可用电炒锅烧两个美味的菜;
可借助电热水器洗个舒服的澡.
反馈练习:
2.在家庭电路中,____表用来测量用户消耗的电能.若电灯消耗了1kWh的电能,则电流做功_________J,转化为的内能和光能为_________J.
3.关于家庭电路中的电能表,下列说法中正确的是( )
A.电能表的作用是测量用电器中通过电流大小的
B.电能表转盘转速越快,用电器消耗的电能越多
C.电能表的作用是测量用电器消耗电能多少的
D.电能表的测量值是以“KW”为单位的
电能
3.6×106
3.6×106
C
4.小明家2003年1月底与2月底电能表的示数如图所示,请计算,小明家2月份消耗多少电能?若1kwh电费为0.52元,应付多少电费?
反馈练习:
(1)1月底电能表的示数为 kwh;
(2)2月底电能表的示数为 kwh;
(3)2月份共用电 kwh;
(4)2月份电费为 元.
4267.8
4374.4
106.6
106.6×0.52元 = 55.43
反馈练习:
5.一把电烙铁接在220V的电路中,通过它的电流是350mA,问通电1h消耗了多少电能?
W = UIt = 220V×0.35A×3600s
解:
I= 350mA = 0.35A
1h = 3600s
= 2.772×105J
答:
通电1h消耗了2.772×105J电能.
反馈练习:
6.一电能表表盘上标明1200r/(KW·h),将某用电器单独接在该电能表上.当用电器工作5min后,电能表的转盘转过60r.若用电器额定电压为220V,求通过用电器的电流.
解:
W =
1200r/(KW·h)
60r
KW·h
=
20
1
=
20
1
×3.6×106J
= 1.8×105J
由W=UIt可得:
I=
W
Ut
=
1.8×105J
220V×300s
= 2.73A
答:通过用电器的电流为2.73A.
反馈练习:
7.一电能表表盘上标明3000r/(KW·h),将某用电器单独接在该电能表上.当用电器工作5min后,电能表的转盘转过60r,则该用电器在5min内消耗的电能是多少?
解:
W =
3000r/(KW·h)
60r
= 0.02kwh
= 0.02×3.6×106J
= 7.2×104J
答:该用电器在5min内消耗的电能是7.2×104J.
反馈练习:
8.一个玩具电动机,工作时电压为12V,通过电流为30mA,则电动机工作多长时间,他消耗的电能是108J.
9.一只电热器,当它两端的电压为220V时,通电两分钟消耗电能3.96×104J,问通过电热器的电流为多大?
解:
由W=UIt可得:
t=
W
UI
=
108J
12V×0.03A
= 300s
解:
由W=UIt可得:
I=
W
Ut
=
3.96×104J
220V×120s
= 1.5A
反馈练习:
10.已知带动小风扇的玩具电动机两端所加的电压是1.5V,通过电动机的电流是0.5A.如果所耗电能的60%转变为叶轮转动的机械能,则通电1min可获得多少机械能?
解:
W = 60%×UIt = 60%×1.5V×0.5A×60s = 27J
答:通电1min可获得27J机械能.
课
堂
小
结
计算公式:W = UIt
影响电流做功的因素:
导体两端的电压(U)、通过导体的电流(I)、通电时间(t).
单位换算:1J = 1V×1A×1s = 1V·A·s ; 1kW·h = 3.6×106J .
电功:电流所做的功叫做电功(W).
电能表:用来测量电路消耗电能的仪表.
作业:完成课时作业本相应习题.
要求:字迹工整,表述科学.