电能表与电功教案(知识点+例题+练习)

电能表与电功【学习目标】1.知道电能表的作用、读数方法。2.理解电功的概念，知道电功的计算公式W=Uit以及变形式，会电功相关计算；【知识梳理】知识点一、电功1.概念：电流所做的功叫做电功，电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。2.计算：电流通过导体做的电功等于导体两端的电压、通过导体的电流和通电时间的乘积。即：电功=电压×电流×通电时间。可表示为：WUIt3.单位：焦耳（J）11VAJs注意事项：1.电流通过电灯时，电流做功，灯丝灼热发光,，电能转化为内能和光能；电吹风通入电流，电流做功，把电能转化成内能和机械能；电热水瓶，通过电流做功，利用电能把水烧开，把电能转化成内能；洗衣机利用电能，通过电流做功，把电能转化为机械能和内能，把衣物洗净。2.根据W=UIt和欧姆定律有：其中W=UIt是普遍适用的；而只适用于纯电阻电路。（纯电阻电路：将电能全部转化为内能的电路）知识点二、电能表1.作用：用来测量电路消耗电能的多少。2.计算方法：电能表的示数由几位整数和一位小数组成。电能表的计量器上前后两次读数之差，就是这段时间内所消耗电的度数。（注意最后一位是小数）。3.重要参数的意义：（1）“220V”—表示电能表适用的额定电压；（2）“15（35A）”—表示这个电能表的基本电流为15A，35A是电流表能够满足测量准确要求，且能够长期正常运行的最大电流值；（3）“50Hz”—表示它在50赫兹的交流电路中使用；（4）电能表分类和参数：①感应式电能表：“2000revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的转盘转过2000转。根据电能表转盘转动的转数进行计算.如果电能表标有“2000revs/kW·h”,当转盘转过n圈时,消耗的电能为：；②电子式电能表：3500imp/kW·h表示每消耗1千瓦时的电能，电能表指示灯闪烁的次数为3500次。注意事项：如果已知转数或者闪烁次数，我们可以利用比例求出消耗的电能。注意单位是度。1kW·h=3.6×J，作为常识要熟记。【典型例题】类型一、电能的转化1.洗衣机正常工作时，电流做功的过程是：大部分的电能转化为能，还有一小部分的电能转化为能。【答案】机械；内【解析】洗衣机的核心部件就是一个电动机，电动机是将电能转化为机械能的装置，同时由于电流的热效应，电动机在转动的过程中，必然会发热。所以是电能转化为机械能和内能。【点评】此题考查了日常生活中一些用电器的能量转化，能量要发生转化需要通过做功来完成，如电能的转化是由电流做功来实现的。举一反三：【变式】（2017•潍坊）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（）【答案】C类型二、电功的计算2.一个额定电压为12V的小型电动机正常工作时，测得通过电动机的电流是0.5A，工作10min，电流做功为J。【答案】3600【解析】已知：U=12V，I=0.5A，t=10min=600s电流做的功：120.56003600WUItVAsJ【点评】题目考查了电功的公式，使用电功公式要注意公式的适用条件，分清电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路。举一反三：【变式】加在导体两端的电压为6V，通电2min，电流所做的功为720J，则通过这导体的电流是（）A．180AB．120AC．600AD．1A【答案】D3.如图所示电路，电源电压不变，R1=30Ω。当S1闭合、S2断开时，电流表的示数为0.1A；当S1和S2都闭合时，电流表的示数为0.4A，在1min内电流通过R1与R2做功之比W1：W2=。A．4：1B．2：1C．1：4D．1：2【答案】3：1【解析】当S1闭合、S2断开时，通过R2的电流为I2=0.1A；当S1和S2都闭合时，通过电阻R1的电流为I1=I-I2=0.4A-0.1A=0.3A；电源电压U=I1R1=0.3A×30Ω=9V；电阻229900.1UVRIA，在1min内电流通过R1与R2做功之比2211122222(0.3)30603(0.1)90601WIRtAsWIRtAs。【点评】本题主要考察电能公式和比例的求解。类型三、电能表4.一位同学家上周末电能表的示数是,本周末示数为，该家庭本周用电kW·h.若电能表铭牌上标有“3000r/kW·h”，则这周内电能表的转盘转圈.【答案】15.3kW·h；4590r.【解析】（1）注意最后一位虚线框内的数据为小数，则本周消耗的电能为：W=W2-W1=1341.5kW·h-1326.2kW·h=15.3kW·h．(2)题中已知消耗电能15.3kW·h，则转数为：15.3kW·h×3000r/kW·h=4590r.【点评】本题考查了两种测量电能的方法：一是用计数器的示数之差计算电能，二是根据转盘转过的转数计算电能.举一反三：【变式1】如图是电子式电能表，关于它的参数，下列说法中正确的是（）A．电能表是测量电热的仪表B．图中所示50Hz表示电能表适用的交流电频率C．图中5A表示允许瞬时通过电能表的最大电流13415D．图中3200imp/（kw•h）表示每消耗1kW•h电能电能表的转盘转3200转【答案】B【变式2】在国家“光伏扶贫”项目中，小明家安装了太阳能发电系统，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为_____能；中午时段，太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，3h可以为电网提供电能_____kW•h。【答案】电305.如图5所示的电路中，电源电压U=6V并保持不变，电阻R=5Ω，滑动变阻器的阻值范围为0—10Ω．在滑动变阻器的滑片从左端移到右端的过程中，求：(1)闭合开关后，电流表和电压表的示数范围各是多少？(2)电路接通25s内，电阻R消耗的最大电能是多少？【答案】（1）电流表的示数范围是1.2A—0.4A，电压表的示数范围是6V—2V；(2)最大电功是1.8×102J.【解析】⑴当滑片滑到左端时，R滑1=0，05601RRUIA=1.2A，UR=6V当滑片滑到右端时，R滑2=10Ω，105602'RRUIA=0.4A，U‘R=I’R=0.4×5V=2V⑵对于电阻R而言，当滑动变阻器滑片移到左端时，电路中电流最大，从而在相等的时间内消耗的电能最多．AVRUI2.156W=I2Rt=(1.2A)2×5Ω×25s=1.8×102J所以本题中（1）电流表的示数范围是1.2A—0.4A，电压表的示数范围是6V—2V；(2)最大电功是1.8×102J.【点评】本题着重考查影响电路中电流大小的因素和滑动变阻器的作用．【巩固练习】一、填空题1．在国际单位制中，电能和电功的单位是，简称，符号是．2．当电能转化为其它形式的能时，我们就说电流做了。如果电流通过电动机做了300J的功，表示有300J的电能转化为J的能和少量的内能．3．请用笔画线，把左边的用电器与右边的能量转化形式对应连接起来．无轨电车电能转化为内能电炉电能转化为动能电镀槽电能转化为内能和光能白炽电灯电能转化为化学能4．已知一个小灯泡两端的电压为3V，通过它的电流为0.5A，经过5min电流所做的功为J，灯泡消耗的电能为J．5．一只电热壶装满水后接在220V的电源上，通过它的电流是1.2A．若通电10min将图5PRSA1V102731水烧开，则电流做功J，消耗电能J．若将该电热壶接在110V的电源上，则在相同时间内烧开这壶水消耗的电能J．6．某同学家的电能表月初的示数是，正常供电30天后，电能表的示数为．则该同学家本月用电kW·h，按每度电0.53元计算，本月他们家应交电费元．7．已知两电阻分别为R1=4Ω、R2=6Ω，将它们串联后接入电压为10V的电路中，总电阻为Ω，R1、R2两端电压之比为．若通电1min，电流通过电阻R2所做的功为J．二、选择题（只有一个选项符合题意）8．电能表可测量下列物理量中的（）A．电流B．电压C．电阻D．电能9．电流经过用电器做功1J，1J等于（）A．1C/sB．1V/AC．1V·A·sD．1V·A10．在图1中，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大．当S闭合后，在相同的时间内，下列叙述正确的是（）A．电流通过A、B所做的功是WAWBB．电流通过A、B所做的功是WAWBC．电流通过A、B所做的功是WA=WBD．无法比较电流通过A、B时所做的电功的大小11．如图2所示的电路中，先闭合开关S1，再闭合开关S2，电路中消耗的电能将（）A．减小B．增大C．不变D．无法判断三、计算、论述题12．在如图3所示的电路中，电阻R2=20Ω．S闭合后，电流表A1、A2的示数分别为0.2A和0.5A．求：⑴通电10s内，电流经过R1、R2时所做的电功W1、W2．⑵通电10s内，整个电路消耗的电能．答案：1.焦耳焦J2.电功300机械3.略4.4504505.158400158400396006.21.111.187.102：33608.D9.C10.B11.B12.12J18J30J0294222图2R1S2R2S1图3R1SA11A21R2图1AB