电能表电功
教学过程
一、复习预习
1.什么是机械功?
2.什么是机械功率?
预习:
1、电能有哪些单位?如何换算?
2、电能表有哪些主要参数?有何含义?
3、电能表如何读数?
二、知识讲解
课程引入:
我们在生活中经常要去缴电费,供电部门会提供一张电费单。
思考:1、供电部门是根据什么来计算电费的呢?
2、供电部门如何测量电能消耗的多少?
考点/易错点1 电能的计量
电能表:用来测量电路消耗电能的仪表。(火表)
分类:
感应式 电子式
电能表单位:A、常用单位:千瓦时(kW∙h)、 度
B、国际单位:焦(J)
C、换算关系:1kW∙h= 3.6×106 J
参数:A、额定电压:正常工作的电压为220V
B、电流规格:①基本电流5A ②额定最大电流为10A
C、电能表常数:①耗1kW∙h电能,电能表转盘转过1200转
②用电1kW∙h,电能表耗电指示灯闪烁1600下
电能表读数:方法一:表盘读数作差法 适用于:家庭长时耗电多少的度量
方法二:电能表常数换算法 适用于:家庭短时耗电多少的度量
总结:电能可以经用电器转化成多种形式的能。
考点/易错点2 电功
定义:电流做的功,用字母W表示。
实质:实现电能转化为其它形式的能。
注意:电流做了多少功,就有多少电能转化为其它形式的能。电流做功越多,消耗的电能越 多,产生的其他形式的能也越多。
单位:焦(J) 千瓦时(kW∙h)
思考:1、电路中电流做功的条件是什么?
2、如何让电路中电流做更多功?
(通电时间越长,消耗电能越多,电功越大。)
考点/易错点3 探究电功的影响因素
猜想: 电压 电流
方案:1.实验需采用哪种研究方法?(控制变量法)
A.保持I、t一定,探究W与U的关系
B.保持U、t一定,探究W与I的关系
2.如何反映电功的大小?(转化法)
(相同时间比较电灯的亮度)
3.如何控制和测量相关参量?
结论:某段电路上的电功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流及通电的时间成正比。
保持I、t一定,探究W与U的关系
电压表的示数和灯泡的亮度
结论:通过用电器的电流和通电时间相同时,用电器上的电压越大,电功就越多。 保持U、t一定,探究W与I的关系
电流表的示数和灯泡的亮度
结论:用电器上的电压和通电时间相同时,通过用电器的电流越大,电功就越多
考点/易错点4 电功的计算
电功的计算
公式:W = U I t (1J = 1 V•A•s)
说明:
A.计算时注意W与U、I、t的一一对应关系。
(同体性) (同时性)
B.注意W与U、I、t的单位“统一性”原则。
C.实验定律普遍适用于任何电路电功的计算。
拓展:
结合欧姆定律:W = I2 R t W = U2 t/R
D.推导公式只适用于纯电阻电路电功的计算。
推导:进一步探究串并联电路中电功规律
三、例题精析
【例题1】
【题干】(2014•丹东)小明家电能表如图所示,他家同时使用的用电器总功率
不能超过________W.将某用电器单独接在该表上工作10min,电能表上的转盘转过
300转.该用电器在上述时间内消耗的电能为________J,它的电功率是________.
【答案】2200;3.6×105;600.
【解析】
(1)知道电能表的额定电压和允许通过的最大电流,求出最大功率.
(2)电能表所标“3000R/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能电能表的转盘转3000转,现在知道转盘转了300转,可以求出该用电器在10min内消耗的电能,再利用P=W/t求出该用电器的电功率.
【例题2】
【题干】(2014•呼伦贝尔)某家庭电路中电能表的表盘上标有“10(20)A”字样,现有5盏40W的电灯、一台100W的电视机、一台1000W的空调,若让这些用电器同时连续工作10h,总共耗电 ________kW•h;该家庭电路________(填“能”或“不能”)允许再安装一台1500W的电热水器.
【答案】13;能.
【解析】
(1)先计算家中用电器的总功率,再利用公式W=Pt可求消耗的电能;
(2)再安装一台1500W的电热水器时求出总功率与电能表正常工作时允许的最大功率比较.
【例题3】
【题干】(2013•梧州)甲用电器标有“220V 20W”,乙用电器标有“220V 60W”,它们都在额定电压下工作,则下列判断中正确的是( )
A.甲用电器做功一定多
B.做相同的功,甲用电器用的时间一定少
C.乙用电器做功一定多
D.相同时间内,乙用电器做的功一定多
【答案】D
【解析】(1)电功率是表示电流做功快慢的物理量;
(2)额定电压下用电器的功率和额定功率相等,根据W=Pt比较电功和时间之间的关系.
四、课堂运用
【基础】
1、 (2014•雅安)小华发现家里单独使用某电器时,电能表的示数在3h内由
变成了
,则他家在这段时间内消耗的电能为_________kW•h,该用电器的实际功率是_________W.
【答案】1.2;400.
【解析】(1)用末时间的示数减去初时间的示数即为电能表该段时间的示数;注意电能表最后一位是小数而且单位是kW•h.
(2)根据公式P=W/t即可计算出用电器消耗的实际功率.
2、(2014•云南)小红同学家的电冰箱正常工作时电流大约是1A,则它正常工作10h所消耗的电能是( )
A.2200J B.1.32×105J C.7.92×105J D.7.92×106J
【答案】D
【解析】
已知家庭电路电压为220V,电冰箱正常工作时电流大约是1A,利用公式P=UI可求得其功率,再利用公式W=Pt得到消耗的电能.
【巩固】
1、 (2014•十堰)小明观察家中的电能表(如图),下列说法正确的是( )
A.此电能表应该接在220V的电路中使用
B.电能表的额定功率是220W
C.小明家已经消耗的电能为107J
D.此电能表转盘每小时转过3000转
【答案】A
【解析】(1)电能表是测量用电器在一定时间内消耗电能多少的仪表.电能表表盘上显示的数字是已消耗的电能;
(2)“3000R/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000转;
(3)电能表上“220V(10A)”表示该电能表在220V的电路中使用,最大电流不允许超过10A,可利用公式P=UI求出接在该电能表上的用电器的最大总功率.
2、(2014•苏州模拟)一台“220V 1000W”的电热水器,正常工作10min消耗的电能是
________,如果该能量的70%被水吸收,能使5kg的水温度升高_______(c水=4.2×103J/(kg•℃))
【答案】6×105,5.
【解析】(1)有“220V 1000W”可知,电热水器的额定功率是1000W,再知时间10min,根据W=Pt可求出电热水器消耗的电能;
(2)已知电热水器消耗的电能的70%被水吸收,可求出水吸收的热量,根据热量公式Q吸=cm△t变形可求出水的质量.
【拔高】
1、 (2014•东莞模拟)关于电功,下列说法中正确的是( )
A.用电器通电的时间越长,电流做的功一定越多
B.通过用电器的电流越大,电流做的功一定越多
C.用电器两端的电压越大,电流做的功一定越多
D.用电器消耗的电能越大,电流做的功一定越多
【答案】D
【解析】
A、通电时间长,但是电压,电流的大小不一定,故无法确定.A错.
B、电流大,但是时间可以短,电压的大小也不一定,故不一定,B错.
C、电压大,但电流不一定大,时间也可能短,故不一定,C错
D、电能是由电流做功转化来的,所以说电能大时,电流做功一定多,D对
2、(2014•曲靖)节能灯具有宽工作电压、长寿命、无噪音、无频闪、比普通白炽灯泡省电80%等优点,有资料显示,全国推广使用12亿只节能灯(2009年已达到推广),一年的节电量相当于三峡电站的年发电量,小明我的卧室里装有“220V,11W”的节能灯一盏.
(1)节能灯正常工作时的电流是多少?
(2)此节能灯每天工作4h,一个月(30天)耗电多少度?
(3)小明家的电能表标有“600revs/(kW•h)”的字样,节能灯消耗的电能可以使电能表的转盘转过多少转?
【答案】(1)节能灯正常工作时的电流是0.05A;
(2)此节能灯每天工作4h,一个月(30天)耗电1.32度;
(3)节能灯消耗的电能可以使电能表的转盘转过792revs.
【解析】
(1)利用电功率公式P=UI变形公式求解额定电流;
(2)利用P=W/t的变形公式求消耗的电能;
(3)利用电能表的能量参数结合消耗的电能求解转盘转数.
五、课程小结
1.电功(W):电流所做的功叫电功。
2.电流做功的特点:电流做功时,把电能转化为其他形式的能。电流通过电风扇是电能转化为机械能。电流通过电炉是电能转化为内能。
3.电功的单位:国际单位:焦耳。常用单位有:度(千瓦时),1度=1 千瓦时 = 3.6×106焦耳。
4.电能表是测量电功的工具。
5.电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关。电功计算公式:W=UIt。利用W=UIt计算电功时注意:①式中的W.U.I和t是在同一段电路;②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量。
U2
WtR6.计算电功还可用以下公式:W=I2Rt ; ,W=Pt;