一、电能表与电功

第十五章电功和电热一、电能表与电功延川二中张鹏第十五章电功和电热导学设计学点1电能昨天，小明在家中，爸爸告诉小明：“上个月我们家用了150度电，一度电的价格是0.5元，所以需要交75元的电费．”问题：(1)这里所说的“用了150度电”是指()A．电路中通过的电流为150度B．电路两端的电压为150度C．电路中电阻为150度D．电路消耗的电能为150度D第十五章电功和电热测量电路消耗电能的多少电能表1kW·h＝3.6×106JJ焦耳kW·h电能千瓦时(3)小明家测量出上个月“用了150度电”的仪器是__________,该仪器的作用就是________________________.(2)“度”是________在生活中的常用单位，它的学名叫作________，符号为________．在物理学中，电能的国际制主单位为________，符号为________．“千瓦时”与“焦耳”之间的换算关系为__________________________________．一、电能表1、观察电能表面盘，收集相关信息第十五章电功和电热(1)小明家的电能表表盘如图15－1－1所示．问题：①“220V”表示_______________________________．②“10A”表示______________________；“(40)A”表示__________________________________________________．学点2电能表电能表能满足测量准确要求，且能长期正常工作的最大电流为40A电能表适用的电压为220V基本电流为10A第十五章电功和电热③“3200imp/(kW·h)”表示________________________________________________________________________．④若小红家感应式电能表的表盘上标有“2500r/(kW·h)”字样，该常数表___________________________________________________________________________________．⑤上月底小明家电能表的示数如图所示，为_____________．根据小明家本月的用电量可推知上月初他家电能表的示数为____________________________．525.2kW·h675.2kW·h用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁3200次用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转动2500转第十五章电功和电热(2)利用电能表测量用电器短时间内消耗的电能．问题：若小明断开家中其他用电器后，数出爸爸用电磁炉炒一道菜的时间内他家电能表指示灯闪烁的次数为48次，则可知他爸爸用电磁炉炒一道菜所消耗的电能为多少度，合多少焦耳？J105.4hkW015.0h)imp/(kW3200imp484W[答案]用电磁炉炒一道菜所消耗的电能：.第十五章电功和电热学点3电功的概念阅读教材P3倒数第1、2自然段，回答下列问题．问题：(1)电流通过用电器时对用电器做功吗？说说你判断的依据．[答案]做功.用电器工作时，消耗电能(2)电路中电流所做功的多少叫________．电流做了多少功，电路中就_________________．(3)电功的大小与加在用电器两端的________、通过的________和________有关，其计算公式为________．电功消耗了多少电能W＝UIt电流通电时间电压第十五章电功和电热如图15－1－2和图15－1－3所示，将两个阻值不等的白炽灯泡以不同的方式接入电路中，闭合开关．调节滑动变阻器的滑片，比较两个灯泡的亮暗和两只电表的示数．图15－1－2图15－1－3问题：(1)灯泡发光是因为电流通过灯泡做功，将电能转化为____能和____能．学点4活动：比较两个灯泡的亮暗内光由实验现象可知：当通电时间相同的情况下，一定，越大，电流做的功越多。电流电压由实验现象可知：当通电时间相同的情况下，一定，越大，电流做的功越多。电压电流第十五章电功和电热(2)一定时间内，电流通过同种类型的灯泡做的功越多，灯泡越____(选填“亮”或“暗”)．这是因为_______________________________________________________________________________________________________________________．(3)若已知甲灯泡的电阻大于乙灯泡的电阻，则可推断：图15－1－3中闭合开关后，甲灯两端的电压表示数________乙灯两端的电压表示数，甲灯的亮度________乙灯的亮度；图15－1－4中闭合开关后，甲灯支路的电流表示数________乙灯支路的电流表示数，甲灯的亮度________乙灯的亮度．(均选填“大于”“小于”或“等于”)小于小于大于相等时间内电流做的功越多，则消耗的电能越多，转化获得的光能也就越多，所以灯泡越亮大于亮结论：电压越大，电流越大，通电时间越长，电流做功越多。且电功与电压，电流，时间成正比。2、公式:W=UIt（代入时都要用国际单位）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.例题讲解☞解:W=60r1200r/(KW·h)=201KW·h=201×3.6×106J=1.8×105J由W=UIt可得:I=WUt=1.8×105J220V×300s=2.73AT=5min=300s答:第十五章电功和电热阅读教材P5中例题，小组分工合作，尝试完成下列问题．问题：(1)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.(2)已知两电阻R1∶R2＝2∶3，将它们串联接到电路中，相同时间内消耗电能之比为______________；若将它们并联接到电路中，相同时间内消耗电能之比为________．学点5利用电功公式进行计算3∶22∶3450450第十五章电功和电热(3)一电能表表盘上标有“1200r/(kW·h)”字样，将某用电器单独接在该表上，当用电器工作4min后，电能表转盘转过55r．若用电器两端电压是220V，求通过该用电器的电流．[答案]W＝nN＝55r1200r/（kW·h）＝11240kW·h＝1.65×105J，I＝WUt＝1.65×105J220V×240s＝3.125A.应用示例类型一电能表例1小明4月底看到家中电能表如图15－1－2甲所示，当他5月底再去观察时，发现电能表如图乙所示，则他家5月份消耗的电能为________kW·h.若按0.5元/(kW·h)的标准收费，他家5月份应缴纳电费________元．150.275.1第十五章电功和电热该电能表上标识的“10(40)A”表示这个电能表的_________电流为10A，________________________________________电流为40A．细心的小明在观察时还注意到该电能表的指示灯不停地闪烁，1分钟内闪烁20次，则在这1分钟内，他家中消耗的电能为________kW·h，合_____________J.电能表读数电能表读数最后一个数字框为十分位，不是个位电能表读数示数的单位为电能的常用单位kW·h，不是主单位J一段时间内消耗的电能为两次读数的差，不是某次读数[易错辨析]基本满足测量准确要求，且能长期正常运行的最大0.006252.25×104第十五章电功和电热[解析]图甲的读数为675.2kW·h，图乙的读数为825.4kW·h，所以5月份消耗的电能：W＝825.4kW·h－675.2kW·h＝150.2kW·h，应缴纳的电费：M＝0.5元/kW·h×150.2kW·h＝75.1元．指示灯闪烁20次，表示电路消耗的电能：W′＝＝0.00625kW·h＝0.00625×3.6×106J＝2.25×104J.20imp3200imp/（kW·h）第十五章电功和电热[方法指导]电能表“度数”与“次数(转数)”(1)电能的国际单位为能量的单位焦耳，符号为J，常用单位为电能表上示数的单位千瓦时，符号为kW·h.其换算关系为1kW·h＝1kW×1h＝1000W×3600s＝3.6×106J.(2)利用电能表常数Nr/(kW·h)或Nimp/(kW·h)，可以通过计数转盘转动圈数或指示灯闪烁的次数n，测算出消耗的电能W，具体可表示为：第十五章电功和电热类型二电功的探究实验例2在“比较两个灯泡的亮暗”活动中，闭合开关，小明同学观察到图15－1－3(a)中并联在甲灯泡两端的电压表示数大于并联在乙灯泡两端的电压表示数，甲灯比乙灯亮．第十五章电功和电热(1)请用电功的知识解释图(a)中甲灯泡比乙灯泡亮的原因：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)将图(a)中甲、乙两灯泡连接到图(b)中，可推断图(b)中两电流表示数较大的是________(选填“A1”或“A2”)，两灯泡中较亮的是________(选填“甲”或“乙”)．[实验点拨]同种类型的灯泡，电能转化为光能的效率相同．相同时间内电流做的功越多，则消耗的电能就越多，同种类型的灯泡转化成的光能也就越多，即灯泡越亮．所以，同种类型灯泡的亮暗程度可由相同时间内电流通过灯泡所做电功的多少来判断．电流相同时，导体两端的电压越大，则相同时间内电流通过导体做的功越多，小灯泡也就越亮A2乙第十五章电功和电热[解析](1)图(a)中两灯泡串联，电流相同，甲灯比乙灯亮，即相同时间内电流通过甲灯比乙灯做的功多，可用电功的多少与电压的关系解释．(2)因为甲、乙两灯在图(a)中串联时，甲灯两端的电压比乙灯两端的电压大，所以可得出甲灯的电阻比乙灯的电阻大，所以当两灯在图(b)中并联时，电压相同，通过甲灯的电流比乙灯小，即A1示数比A2示数小．根据电功与电流的关系：电压相同时，电流越大，相同时间内电流做的功越多，可知相同时间内甲灯泡做的功比乙灯泡做的功少，所以甲灯泡比乙灯泡暗．第十五章电功和电热类型三电功的计算例3如图15－1－4所示，定值电阻R1和R2并联在电压为6V的电源上，当开关闭合时，电流表A1的示数为0.6A，电流表A2的示数为0.2A．求：(1)定值电阻R1的阻值．(2)R2在40s的时间内消耗的电能．(1)10Ω(2)48J第十五章电功和电热[方法指导]电能(电功)的计算(1)电流通过用电器做了多少功，就消耗多少电能，所以求解用电器消耗电能的多少就是求解电功W.消耗的电能=电功(2)计算电功，需明确对象．求谁的电功，则公式中代入的就是谁两端的电压和通过谁的电流．第十五章电功和电热例4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15－1－5甲所示．把它们串联在电路中，如图乙所示．闭合开关S时，电流表的示数为0.4A，求：图15－1－5(1)电源电压为多少伏．(2)10s内元件A消耗的电能为多少焦，整个电路消耗的电能为多少焦．第十五章电功和电热(1)由图甲可知，当电流为0.4A时，元件A两端的电压为2.0V，元件B两端的电压为2.5V，所以电源电压：U＝UA＋UB＝2.0V＋2.5V＝4.5V.(2)10s内元件A消耗的电能：WA＝UAIAtA＝2.0V×0.4A×10s＝8J;10s内整个电路消耗的电能：W＝UIt＝4.5V×0.4A×10s＝18J．(或10s内元件B消耗的电能：WB＝UBIBtB＝2.5V×0.