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第十六章 電流做功與電功率
課時16.1 電流做功
素養目標
物理觀念
概念
電流做功：用電器工作的過程就是利用電流做功，將電能轉化為其他形式能的過程。
規律
電流所做的功與電流、電壓和通電時間成正比。
器件
電能表是測量電功的儀表。
科學思維
從能量轉化的角度認識電流做功的過程，理解電能轉化為其他形式的能是通過電流做功實現的。
科學態度與責任
了解測算家庭電費的方法，培養科學用電、節約用電的意識。
題型匯總：對電流做功的理解、電功的計算、比較串并聯電路的電功的大小、電能表的讀數及相關計算。
知識梳理
電流做功
1.電功: 電流所做的功與電壓、電流和通電時間成正比。符號:W。
電流做功的實質:把電能轉化為其他形式能量,且電流作了多少功就有多少電能轉化為其他形式的能。
2.公式: W =UIt。
U: 電壓—單位用 V(伏特)。
I: 電流—單位用 A(安培)。
t: 通電時間—單位用 s(秒)。
W: 電功。
3.單位: 國際制單位:焦耳,簡稱焦,符號J。
常用單位: 千瓦時(俗稱度),符號kW·h。 1kW·h = 3.6×106J = 1度。
測算電費
1.電能表：測量電功的儀表，即記錄電路消耗電能的儀表叫做電能表(俗稱電度表)，如圖所示。
2.電能表的各種參數
（1）“220 V”表示這個電能表應該在220 V的電路中使用。
（2）“10(20)A”表示這個電能表的額定電流為10 A，額定最大電流為20 A，電能表工作的電流不應該超過額定最大電流。
（3）“2500 r/kW·h”表示接在這個電能表上的用電器，每消耗1 kW·h的電能，電能表的轉盤轉過2500 r。
（4）“50 Hz”表示這個電能表在頻率為50 Hz的交流電路中使用。
（5）“kW·h”指單位。
3.電能的計量
為了計量一段時間內消耗的電能，必須記錄這段時間起始和結束時電能表上計數器的示數，前后兩次示數之差，就是這段時間內用電的讀數，如：
1月底：
4 2 6 7 8
讀數：W1＝4267.8 kW·h
2月底：
4 3 7 4 4
讀數：W2＝4374.4 kW·h
2月份用電W＝ W2—W1＝4374.4 kW·h—4267.8 kW·h ＝106.6 kW·h
如果電費每度0.6元，則這個月電費：106.6×0.6＝63.906(元)。
考點突破
考點一 電功的簡單計算
例1:一電燈的電阻值為440Ω，接在電壓為220V的家庭電路中。
求: (1)通過該電燈燈絲的電流是多大
(2)工作30min，該電燈消耗的電能為多少
已知:R = 440Ω, U =220V ,t = 30min=1800s
求:（1）I = （2）W =
【答案】0.5 A 1.98×105J
【解析】解:（1）由歐姆定律得:I = U/R =220V/440Ω=0.5 A
（2）由電功公式得:W=UIt =220V × 0.5A ×1800s =1.98×105J
答：通過該電燈燈絲的電流是0.5A；工作30min,該電燈消耗的電能為1.98×105J。
例2：如圖所示，標有“”字樣的小燈泡與一個定值電阻和串聯，接在電壓為的電源上，小燈泡恰能正常工作，且小燈泡此時的電阻是通過計算回答：
（1）小燈泡的額定電流是多少安？
（2）定值電阻的阻值是多少歐？
（3）該電路工作，電流通過定值電阻做的功是多少焦？
【答案】0.2A 10Ω 4J
【解析】由題知，燈泡的額定電壓，小燈泡正常工作時的電阻是12.5Ω，
則小燈泡的額定電流：，
由圖知，R與燈泡串聯，
因串聯電路的電流處處相等，所以燈泡正常發光時通過的電流：，
因串聯電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和，
則兩端的電壓：，
由歐姆定律可得定值電阻的阻值：；
該電路工作電流通過定值電阻做的功：.
答：小燈泡的額定電流是0.2A ；
串聯在電路中的定值電阻的阻值是10Ω；
該電路工作電流通過定值電阻做的功是4J。
考點二 電費的測算
例3：如圖所示是張強家電能表上標的參數，那么他家的電能表在4 min內轉60圈，則用電器消耗的電能是______J。
【答案】7.2×104
【解析】根據“3000 r/(kW·h)”計算轉動60圈消耗的電能。轉動1圈消耗的電能是
kW·h，轉動60圈消耗的電能是 kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。則轉動60圈消耗的電能為×3.6×106 J＝7.2×104 J。
(
分層提分
)
題組A 基礎過關練
1.某用戶電能表在月底示數為，到月底示數為，該用戶月份用電( )
A. 352.9KW.h B. 8.2J C. 84.2KW.h D. 842kw.h
【答案】C
【解析】解：電能表讀數時，數字方框中最后一位是小數，單位是；
由圖可知，月底的電能表示數為，月底電能表示數為；
該用戶月份消耗的電能：。
2.甲、乙兩用電器電功率之比為，通電時間之比為，則消耗的電能之比為( )
A. 1:2 B. 3:8 C. 3:4 D. 2:3
【答案】B
【解析】甲乙用電器消耗的電能之比為；
3.如圖所示，電源電壓保持不變，開關閉合后，燈、都能正常發光，甲、乙兩個電表的示數之比是：，則相同時間內兩燈消耗的電能之比是( )
A. 1:2 B. 2:1 C. 1:3 D. 3:2
【答案】C
【解析】由電路圖可知，開關閉合后，如果乙為電流表將會造成電源短路；如果甲為電流表將會造成短路、不能工作；
因燈、都能正常發光，所以甲、乙都為電壓表，此時燈、串聯，電壓表甲測量兩端電壓，電壓表乙測量電源電壓；
已知甲、乙兩個電表的示數之比是：，設甲表示數為，乙表示數為，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，則的電壓為：，
故燈、兩端的電壓之比為：；
根據，在通電時間和電流相等的條件下，兩燈消耗的電能之比等于電壓之比，結合以上分析可知，相同時間內兩燈消耗的電能之比是：，只有C正確。
4.兩盞電燈并聯接在同一電源上。甲燈的電阻為，乙燈的電阻為在相同的時間內( )
A. 甲燈消耗的電能多 B. 乙燈消耗的電能多
C. 甲、乙兩燈消耗的電能一樣多 D. 無法判斷
【答案】A
【解析】解：兩盞電燈并聯接在同一電源上時，
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
甲燈的電阻小，工作相同的時間，由可知，甲燈消耗的電能多，故A正確、BCD錯誤。
題組B 能力提升練
如圖甲所示電路中，電源電壓恒為，滑動變阻器的最大阻值為，電流表、電壓表連入電路的量程分別為“”和“”，小燈泡上標有“”字樣，通過小燈泡的電流隨其兩端的電壓變化關系如圖乙。下列說法正確的是( )
A. 小燈泡正常發光時的電阻為12Ω
B. 滑片P向b端移動，電壓表示數變小
C. 當電流表的示數為0.2A時，小燈泡10S消耗的電能為6J
D. 為保護電路元件，滑動變阻器的取值范圍為8~15Ω
【答案】AD
【解析】由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流；
A.燈泡正常發光時的電壓，由圖乙可知通過燈泡的電流，由可得，小燈泡正常發光時的電阻
故A正確；
B.滑片向移動，接入電路中的電阻變大，因串聯電路中電阻越大分得的電壓越大，所以滑動變阻器分得的電壓變大，即電壓表的示數變大，故B錯誤；
C.當電流表的示數為時，由圖像可知燈泡兩端的電壓，通電小燈泡消耗的電能
故C錯誤；
D.因串聯電路中各處的電流相等，且燈泡的額定電流為，電流表的量程為，所以，電路中的最大電流，此時小燈泡正常發光，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以滑動變阻器兩端的電壓
滑動變阻器接入電路中的最小阻值
當滑動變阻器兩端的電壓最大為時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，此時燈泡兩端的電壓
由圖像可知，當燈泡兩端電壓為時，電路中的最小電流，滑動變阻器接入電路中的最大阻值
所以為保護電路元件，滑動變阻器的取值范圍為，故D正確。
故選AD。

6.如圖所示，是小強家的電能表以及該表某月初、月末的兩次讀數，由圖可知，他家在該月消耗的電能為______，若當地電費單價為元，則小明家本月應交電費______元。
【答案】
【解析】由圖知，他家在該月消耗的電能：，
則小明家本月應交電費為：元元。
題組C 培優拔尖練
7.為測定熱水器消耗的電能，小明關閉其他用電器，只用電熱水器給水加熱，一段時間后，電能表的示數由圖甲示數變為圖乙示數，則該電熱水器在這段時間內消耗的電能為______，若該電能表的轉盤在內轉了轉，則這段時間內，小明家用電器消耗的總電能為______。
【答案】
【解析】小明關閉其他用電器，只用電熱水器給水加熱，一段時間后，電能表的示數由圖甲示數變為圖乙示數，由甲圖可知，電能表的讀數是，由乙圖可知，電能表的讀數是，則該電熱水器在這段時間內消耗的電能為：；
由電能表參數可知，電能表的轉盤轉動，消耗的電能，
則每圈消耗的電能，
圈消耗的電能為：。
故答案為：；。
8.如圖所示的電路中，，，當開關閉合時，電壓表的示數為。求：
電流表示數是多少？電源電壓是多少？
整個電路在10S內消耗的電能是多少？
【答案】3V 15J
【解析】閉合開關，兩電阻串聯，電流表測量電路電流，電壓表測量兩端的電壓；
根據歐姆定律和串聯電路中電流處處相等，可知電流表示數：；
根據歐姆定律可知兩端的電壓：，
根據串聯電路的電壓特點可知電源電壓：；
整個電路在內消耗的電能：。
答：電流表示數是；電源電壓是；
整個電路在內消耗的電能是。
9.在如圖所示的電路中，電阻的阻值為閉合開關，電流表的示數為，電流表的示數為求：
電源電壓？
電阻的阻值？
電路工作，整個電路消耗的多少電能？
【答案】3V 15Ω 900J
【解析】由電路圖可知，與并聯，電流表測支路的電流，電流表測干路電流。
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由可得，電源的電壓：
。
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過的電流：，
則電阻的阻值：。
電路工作時間，
則整個電路消耗的電能：。
答：電源電壓為；
電阻的阻值為；
電路工作，整個電路消耗的電能為。
10.如圖所示的電路，電阻的阻值是當開關閉合時，電流表的示數是，電流表的示數是。
求：電阻的阻值；
通電秒鐘，電流通過電阻所做的電功。
【答案】22Ω 144J
【解析】解：由電路圖可知，與并聯，電流表測干路電流，電流表測支路的電流。
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過的電流：
，
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由可得，電源電壓：
，
則電阻的阻值：
；
通電秒鐘，電流通過電阻所做的電功：
。
答：電阻的阻值為；
通電秒鐘，電流通過電阻所做的電功為。 第十六章 電流做功與電功率
課時16.1 電流做功
素養目標
物理觀念
概念
電流做功：用電器工作的過程就是利用電流做功，將電能轉化為其他形式能的過程。
規律
電流所做的功與電流、電壓和通電時間成正比。
器件
電能表是測量電功的儀表。
科學思維
從能量轉化的角度認識電流做功的過程，理解電能轉化為其他形式的能是通過電流做功實現的。
科學態度與責任
了解測算家庭電費的方法，培養科學用電、節約用電的意識。
題型匯總：對電流做功的理解、電功的計算、比較串并聯電路的電功的大小、電能表的讀數及相關計算。
知識梳理
電流做功
1.電功: 電流所做的功與電壓、電流和通電時間成正比。符號:W。
電流做功的實質:把電能轉化為其他形式能量,且電流作了多少功就有多少電能轉化為其他形式的能。
2.公式: W =UIt。
U: 電壓—單位用 V(伏特)。
I: 電流—單位用 A(安培)。
t: 通電時間—單位用 s(秒)。
W: 電功。
3.單位: 國際制單位:焦耳,簡稱焦,符號J。
常用單位: 千瓦時(俗稱度),符號kW·h。 1kW·h = 3.6×106J = 1度。
測算電費
1.電能表：測量電功的儀表，即記錄電路消耗電能的儀表叫做電能表(俗稱電度表)，如圖所示。
2.電能表的各種參數
（1）“220 V”表示這個電能表應該在220 V的電路中使用。
（2）“10(20)A”表示這個電能表的額定電流為10 A，額定最大電流為20 A，電能表工作的電流不應該超過額定最大電流。
（3）“2500 r/kW·h”表示接在這個電能表上的用電器，每消耗1 kW·h的電能，電能表的轉盤轉過2500 r。
（4）“50 Hz”表示這個電能表在頻率為50 Hz的交流電路中使用。
（5）“kW·h”指單位。
3.電能的計量
為了計量一段時間內消耗的電能，必須記錄這段時間起始和結束時電能表上計數器的示數，前后兩次示數之差，就是這段時間內用電的讀數，如：
1月底：
4 2 6 7 8
讀數：W1＝4267.8 kW·h
2月底：
4 3 7 4 4
讀數：W2＝4374.4 kW·h
2月份用電W＝ W2—W1＝4374.4 kW·h—4267.8 kW·h ＝106.6 kW·h
如果電費每度0.6元，則這個月電費：106.6×0.6＝63.906(元)。
考點突破
考點一 電功的簡單計算
例1:一電燈的電阻值為440Ω，接在電壓為220V的家庭電路中。
求: (1)通過該電燈燈絲的電流是多大
(2)工作30min，該電燈消耗的電能為多少
已知:R = 440Ω, U =220V ,t = 30min=1800s
求:（1）I = （2）W =
【答案】0.5 A 1.98×105J
【解析】解:（1）由歐姆定律得:I = U/R =220V/440Ω=0.5 A
（2）由電功公式得:W=UIt =220V × 0.5A ×1800s =1.98×105J
答：通過該電燈燈絲的電流是0.5A；工作30min,該電燈消耗的電能為1.98×105J。
例2：如圖所示，標有“”字樣的小燈泡與一個定值電阻和串聯，接在電壓為的電源上，小燈泡恰能正常工作，且小燈泡此時的電阻是通過計算回答：
（1）小燈泡的額定電流是多少安？
（2）定值電阻的阻值是多少歐？
（3）該電路工作，電流通過定值電阻做的功是多少焦？
【答案】0.2A 10Ω 4J
【解析】由題知，燈泡的額定電壓，小燈泡正常工作時的電阻是12.5Ω，
則小燈泡的額定電流：，
由圖知，R與燈泡串聯，
因串聯電路的電流處處相等，所以燈泡正常發光時通過的電流：，
因串聯電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和，
則兩端的電壓：，
由歐姆定律可得定值電阻的阻值：；
該電路工作電流通過定值電阻做的功：.
答：小燈泡的額定電流是0.2A ；
串聯在電路中的定值電阻的阻值是10Ω；
該電路工作電流通過定值電阻做的功是4J。
考點二 電費的測算
例3：如圖所示是張強家電能表上標的參數，那么他家的電能表在4 min內轉60圈，則用電器消耗的電能是______J。
【答案】7.2×104
【解析】根據“3000 r/(kW·h)”計算轉動60圈消耗的電能。轉動1圈消耗的電能是
kW·h，轉動60圈消耗的電能是 kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。則轉動60圈消耗的電能為×3.6×106 J＝7.2×104 J。
(
分層提分
)
題組A 基礎過關練
1.某用戶電能表在月底示數為，到月底示數為，該用戶月份用電( )
A. 352.9KW.h B. 8.2J C. 84.2KW.h D. 842kw.h
2.甲、乙兩用電器電功率之比為，通電時間之比為，則消耗的電能之比為( )
A. 1:2 B. 3:8 C. 3:4 D. 2:3
3.如圖所示，電源電壓保持不變，開關閉合后，燈、都能正常發光，甲、乙兩個電表的示數之比是：，則相同時間內兩燈消耗的電能之比是( )
A. 1:2 B. 2:1 C. 1:3 D. 3:2
4.兩盞電燈并聯接在同一電源上。甲燈的電阻為，乙燈的電阻為在相同的時間內( )
A. 甲燈消耗的電能多 B. 乙燈消耗的電能多
C. 甲、乙兩燈消耗的電能一樣多 D. 無法判斷
題組B 能力提升練
如圖甲所示電路中，電源電壓恒為，滑動變阻器的最大阻值為，電流表、電壓表連入電路的量程分別為“”和“”，小燈泡上標有“”字樣，通過小燈泡的電流隨其兩端的電壓變化關系如圖乙。下列說法正確的是( )
A. 小燈泡正常發光時的電阻為12Ω
B. 滑片P向b端移動，電壓表示數變小
C. 當電流表的示數為0.2A時，小燈泡10S消耗的電能為6J
D. 為保護電路元件，滑動變阻器的取值范圍為8~15Ω

6.如圖所示，是小強家的電能表以及該表某月初、月末的兩次讀數，由圖可知，他家在該月消耗的電能為______，若當地電費單價為元，則小明家本月應交電費______元。
題組C 培優拔尖練
7.為測定熱水器消耗的電能，小明關閉其他用電器，只用電熱水器給水加熱，一段時間后，電能表的示數由圖甲示數變為圖乙示數，則該電熱水器在這段時間內消耗的電能為______，若該電能表的轉盤在內轉了轉，則這段時間內，小明家用電器消耗的總電能為______。
8.如圖所示的電路中，，，當開關閉合時，電壓表的示數為。求：
（1）電流表示數是多少？電源電壓是多少？
（2）整個電路在10S內消耗的電能是多少？
9.在如圖所示的電路中，電阻的阻值為閉合開關，電流表的示數為，電流表的示數為求：
電源電壓？
電阻的阻值？
電路工作，整個電路消耗的多少電能？
10.如圖所示的電路，電阻的阻值是當開關閉合時，電流表的示數是，電流表的示數是。
求：電阻的阻值；
通電秒鐘，電流通過電阻所做的電功。

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