内容正文:
3.6电能
知识梳理
1.电功与电功率、热量
(1)电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
(2)电功:公式为W=UIt,单位为焦耳(简称焦,符号为J)、千瓦时(kW•h)。
换算:1 kW•h=3.6× 106J。
(3)电功率是用来表示电流做功快慢的物理量。
测定小灯泡的电功率实验:
原理:P=UI;电路图;步骤。
测定小灯泡额定功率时,应调节滑动变阻器,使伏特表读数为额定电压U额时,再读出安培表示数I额,代入P额=U额I额中计算。
(4)焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。其数学表达式为:Q=I2Rt,单位为焦。
(5)电热器的原理是电流的热效应。电热器的主要组成部分是电阻率大、熔点高的合金发热体。
(6)电功、电功率、热量的比较
物理量名称
表达式
单位及符号
换算关系
电功W
W=UIt;W=Pt
焦(J),千瓦时(kW•h)
l kW•h=3.6×106J
电功率P
P=W/t ;P=UI
瓦(W),千瓦(kW)
1kW=1000W
热量Q
Q=I2Rt
焦(J)
/
注意:
① 公式中各量的对应关系,电能表的用途及读数方法
②当U实=U额 时,P实=P额
③在纯电阻电路中,计算热量才可利用Q=W
如电炉、电烙铁、电饭锅,电流做功时将全部电能转化为内能,Q=W。而电风扇工作时电能主要转化为机械能,只有少部分能量转化为内能,因此电风扇发热时惟一使用的公式是Q=I2Rt(R为电动机线圈的电阻),而绝不能使用Q=W = UIt(其中U为电机线圈两端的电压)来计算转化的内能,因为此时W>Q。
④注意电功率P= UI和热功率P=I2R的联系和区别
在电路中只有电阻元件时(即纯电阻电路),电功率和热功率是相等的。当电路中有电动机、电解槽等用电器时,电能要分别转化成机械能、化学能等,只有一部分转化成内能,电功率大于热功率。
(7)正确理解额定功率和实际功率的关系
①使用各种用电器一定要注意它的额定电压,用电器只有在额定电压下才正常工作。
②U实<U额时,用电器的P实<P额,用电器不能正常工作;当U实>U额时,用电器的P实>P额,用电器有烧坏的危险。
③灯泡的亮度取决于灯的实际电功率。
考点一 常识、估测题
1、下列说法最接近实际的是( )
A.人体感觉最舒适的气温约为32℃
B.一间教室的体积大约是200m3
C.某冰箱制冷功率为500W,该冰箱正常工作一天耗电量约为12kW·h
D.普通中学生双脚站在水平地面上时,产生的压强大约为1000Pa
2、下列估测最接近实际的是( )
A.将一本掉在地上的科学书捡起放到课桌上所做的功约为2J
B.家用柜式空调正常工作时的电功率约为200W
C.高速公路上小汽车的正常行驶速度约为120m/s
D.一名中学生站立时对地面的压强约为500Pa
考点二 电能表
3、如图所示分别是某同学家上月初和月末的电能表的表盘,表盘上“1600imp/kW·h”表示每消耗1千瓦时的电能,指示灯闪烁1600次。下列选项中正确的是( )
A.若指示灯闪烁越快,电能表所在电路消耗的电能越多
B.该同学家上月消耗的电能为911千瓦时
C.该电路允许通过最小电流为10A
D.若只让一个标有“220V,1000W”电热水器正常工作15min,则指示灯要闪烁400次
4、小龙家上月初电能表示数为,电能表的部分参数及上月末的示数如图所示,表盘上“”表示每消耗的电能,指示灯闪烁3200次。下列选项正确的是( )
A.小龙家上月消耗的电能为680kw·h
B.小龙家同时使用的用电器总功率始终不可超过2200W
C.指示灯闪烁的次数越多,电能表所在电路接入的用电器总功率越大
D.断开其它用电器,只让阻值是100欧姆的电热棒单独工作3min,指示灯闪烁64次,此时小龙家的实际电压是200V
5、同学家里的电能表在12月初和12月底的示数分别如图甲和乙所示,他家12月份消耗的电能是______kW·h,她家同时工作的用电器总功率不能超过______W。表盘上“1600imp/(kW·h)”表示电能表所在电路每消耗1kW·h的电能,指示灯闪烁1600次。该同学想利用电能表测量家里电水壶的电功率,他应把家中的其他用电器都与电源断开,仅让电水壶工作,若他观察到电能表指示灯在2min内闪烁40次,则电水壶的实际电功率是______W。
变式题:小科家的电能表的表盘面如图所示。他用这个电能表粗测家里的电磁炉的电功率,观测到在电磁炉单独工作时,电能表的指示灯在10min闪烁了640次,则该电磁炉的电功率为_______W;若使用这个电磁炉烧次饭需要15min,则消耗的电能为____kW·h。
考