資源簡介

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15.1 電能與電功
第十五章 電能與電功率
逐點
導講練
課堂小結
作業提升
課時講解
1
課時流程
2
電能與電功
用電能表測量電功
知識點
電能與電功
知1－講
1
1. 電能的利用 現代社會生活和生產中幾乎處處都離不開電。用電實際上用的是電能。電能的利用都是通過電能轉化為其他形式的能量來實現的。
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實例 節能燈 照明 小太陽 取暖 電風扇 吹風
蓄電池
充電
能量轉化 電能轉化為光能 電能轉化為內能 電能轉化為機械能 電能轉化為化學能
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技巧點撥
分析用電器工作時能量轉化的技巧：只需要看這種用電器工作時主要獲得什么形式的能，則其工作時就是將電能主要轉化為什么形式的能。
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2. 電功 當電能轉化為其他形式的能量時，我們就說電流做了功。
3. 物理意義 電流做功的過程，就是用電器將電能轉化為其他形式的能量的過程，有多少電能轉化為其他形式的能量，電流就做了多少功。
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4. 符號及單位
(1)符號：用符號W表示。
(2)單位：焦耳，簡稱焦，符號 J；1 J＝1 V·A·s。
常用單位：千瓦·時(度)，符號是 kW·h；
(3)單位換算：1度＝1 kW·h＝3.6×106 J 。
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5. 電功的計算
大量事實表明：電流所做的功跟電壓、電流和通電時間成正比。電功等于電壓、電流和通電時間的乘積。
計算公式：(1)定義式：W＝UIt。
推導公式：W＝t＝I2Rt。
適用于所有電路
適用于純電阻電路
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注意事項
W、U、I、t的單位應分別用 J、V、A、s，若有一個單位不符合以上要求，而不經換算代入公式計算就會出現錯誤。
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深度推理
電功的兩個推導公式的推導過程：將歐姆定律公式I＝變形得U＝IR，代入電功公式W＝UIt，則有W＝IRIt＝I2Rt。同理將歐姆定律公式I＝代入電功公式，則有 W＝t。
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例 1
[深圳羅湖區期中]下列關于能量轉化的說法中錯誤的
是(　　)
A. 電風扇工作時，電能主要轉化為機械能
B. 燈泡發光時，電能轉化為內能和光能
C. 電飯鍋煮飯時，電能轉化為內能
D. 干電池對外供電時，電能轉化為化學能
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解題秘方：緊扣用電器工作時能量的利用情況解答。
解析：電風扇的主要部件是電動機，工作時主要把電能轉化為機械能；燈泡發光時，電能轉化為內能和光能；電飯鍋煮飯時，電能轉化為內能；干電池對外供電時，化學能轉化為電能。
答案：D
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1. 可充電電筒的電池能反復充放電使用， 既節約了資源，也保護了環境。電池充電時，______能轉化為化學能；用電筒照明時， 電能轉化為______能。
電
光
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[中考·濱州]如圖1所示，電源電壓恒定不變，定值電阻R1的阻值為10 Ω。閉合開關，電流表A的示數為0.5 A，A1的示數為0.3 A，則電源
電壓為_____V，定值電阻R2在1 min
內消耗的電能為______J。
例 2
3
36
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解題秘方：對定值電阻而言，計算消耗的電能時，注意根據已知條件，從基本公式和推導公式中選擇適當的公式進行計算。
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解析：由圖可知，R1與R2并聯，電流表A1測通過R1的電流，電流表A測干路電流。由歐姆定律得，R1兩端的電壓U1＝I1R1＝0.3 A×10 Ω＝3 V；由并聯電路的電壓規律可得，電源電壓U＝U1＝U2＝3 V；并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以通過R2的電流I2＝I－I1＝0.5 A－0.3 A＝0.2A，1 min 內電阻R2消耗的電能W2＝U2I2t＝3 V×0.2 A× 60 s＝36 J。
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2. 如圖所示電路，電源電壓U＝3 V保持不變，定值電阻R1＝5 Ω，閉合開關S，電壓表示數為2 V。求：
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(1)定值電阻R2兩端的電壓U2為多少伏？
解：由圖可知，電阻R1和R2串聯，閉合開關S，電壓表測量R1兩端電壓，則定值電阻R2兩端的電壓U2＝U－U1＝3 V－2 V＝1 V。
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(2)通過定值電阻R1的電流I1為多少安？
(3)通電10 s， 整個電路電流所做的功W為多少焦？
串聯電路各處電流相等，則I＝I1＝0.4 A，通電10 s，整個電路電流所做的功W＝UIt＝3 V×0.4 A×10 s＝12 J。
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知識點
用電能表測量電功
2
1. 電能表 用來測量電功，即記錄電路消耗電能的儀表。
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2. 電能表上所標參數的含義
電能表 參數
“kW·h”表示記錄數據的單位是 kW·h
中，最后一位是小數
“220V 50Hz”表示電能表在 220V、50Hz 的交流電路中使用
“10(20)A”表示基本電流為10A，額定最大電流為 20A
“600r/(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600轉
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3. 利用電能表計量一段時間內消耗的電能
(1)差值法：電能表計數采用累積的方法，因此某段時間內用電器消耗的電能等于這段時間末的示數與這段時間初的示數的差值，即 W＝W后－W前。
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(2)轉盤數(脈沖數)法：計量電能表轉盤轉的圈數(或電能表指示燈閃爍的次數)n，依據電能表的轉盤數(或脈沖數)N [轉盤數(或脈沖數)N：用電器每消耗1 kW·h電能，電能表的轉盤轉的圈數(或指示燈閃爍的次數)N]，便可算出消耗的電能。
公式：W＝
n:電能表轉盤轉的圈數/指示燈閃爍的次數
N:用電器每消耗1kW·h電能，電能表轉盤轉的圈數 /指示燈閃爍的次數
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深度理解
如圖2所示，電子式電能表上標注的3 200 imp/(kW·h)是有功脈沖常數，其意義是用電器每消耗
1 kW·h 的電能 ,電能表應發出 3 200 個
有功脈沖，很顯然，用電器消耗電能
一定時，常數越大，電能表的脈沖指
示燈閃爍的次數越多。
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[中考·宿遷改編]關于圖3中小明家的電能表，下列選項正確的是(　　)
A. 電能表的示數為2 023.6 J
B. 電能表能正常工作的最大電流是40 A
C. 電能表是測量電流的儀表
D. 脈沖指示燈閃得越快，電路消耗電能越多
例 3
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解題秘方：解題的關鍵是理解電能表各參數的物理意義。
解析：電能表的示數為2 023.6kW·h；“10(40)A”中“10A”是指電能表的基本電流，“40 A”是指該電能表工作允許通過的最大電流；電能表是測量電路消耗電能多少的儀表；電能表指示燈閃爍的快慢反映了電流做功的快慢，所以脈沖指示燈閃得越快，說明電流做功越快。
答案：B
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3. 如圖是小王家的電能表，下列說法正確的是( )
A. 電能表的讀數為56 378 kW·h
B. 這個電能表正常工作的電壓為 380 V
C. 這個電能表要在 20 A的電流下才能正
常工作
D. 小王家用電器每消耗1 度電，電能表指示燈閃爍 1 600 次
D
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小明家的電能表6月底的讀數為624.6 kW·h，8月底讀數如圖4所示，則他家這兩個月用電______kW·h。在某段時間內，耗電指示燈閃爍120次，則表示電路中的用電器消耗了________J 的電能。
例 4
420
3.6×105
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解析：電能表6月底的讀數為624.6 kW·h，由圖可知，8月底的讀數為1 044.6 kW·h，則他家這兩個月用電W＝1 044.6 kW·h－624.6 kW·h＝420 kW·h；1 200 imp/(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，指示燈閃爍1 200次，當指示燈閃爍120次時，用電器消耗的電能W'＝＝ 0.1 kW·h＝3.6×105 J。
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4. 如圖是小玲家的電能表，若將電熱水器單獨接入電路，正常工作 3 min，電能表的轉盤轉150 轉，電熱水器消耗的電能為_________J。
3.6×105
電能與電功
電能
電源
用電器
電能表
電功：W＝UIt

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