内容正文:
电能表在电功率中的有关计算
一、电能表相关参数
1.参数含义:
“kW·h”:单位:kW·h,俗称“度”,1kW·h=3.6×106J。
“220V”:表示这个电能表应该在220V的电路中使用。
“50Hz”:表示这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用。
“10(20)A”:表示这个电能表的标定电流为10A,额定最大电流为20A。
“2500r/kW·h”:表示这个电能表每消耗1kW·h的电能,该电能表上的转盘转过2500转。
“1800imp/kW·h”:表示这个电能表每消耗1kW·h的电能,该电能表上的指示灯闪烁1800次。
2.解题技巧:
设铭牌转数为N,实际转数为n,则根据转盘“转数”与“电功”的对应量建立对应关系:
转数————→电功
N(转) 3.6×106J
n(转) W
上下相比列比例:
电能:
转数:
注意:“对应量建立对应关系,上下相比列比例求解”直观,思路清晰,不易出错!!
3.求实际电压:
常用根据求实际电压:。
二、典例解析
例1.小明仅将一只装有适量水的电热水壶接入家庭电路中,让其通电工作6min,发现电路中的电能表的转盘恰好转过了300r,如图所示。则该电热水壶消耗的电功率为_________W。
解析:建立对应关系:
转数————→电功
2500(转) 3.6×106J
300(转) W
上下相比列比例:
电能:
电功率:
例2.仅将一把热水壶接入图示电能表所在的电路,正常工作6min,电能表的转盘转过了360r,则电热水壶消耗的电能为_________kW·h,电功率为_________kW。
解析:建立对应关系:
转数————→电功
3000(转) 1kW·h
360(转) W
上下相比列比例:
电能:
电功率:
注意:利用电能表参数求W、P等,单位电功通常用kW·h、时间用h、电功率用kW,计算简便!!
1kW·h=3.6×106J
例3.某品牌电热水瓶具有加热和电动出水两种功能,其简化电路如图甲所示,其中R1是阻值为24.2Ω的电热丝,R2是阻值为107Ω的分压电阻,电磁泵的额定电压为6V。
(1)电热水瓶的加热功率为_________W;电磁泵的额定功率为_________W。
(2)电热水瓶烧水10min,能使图乙所示电能表铝盘转_________转;瓶内水温升高,是用________方式改变了水的内能。
解析:(1)由图甲可知,S1闭合,R1工作,加热功率:
电磁泵的额定电压为6V,R2两端电压:U2=U-UM=220V-6V=214V
流经R2和电磁泵的电流:
电磁泵额定功率:P泵=UMI=6V×2A=12W
(2)t=10min=h,P=2000W=2kW,W=Pt=2kW×h=kW·h
求电能表铝盘转数,建立对应关系:
转数————→电功
1200(转) 1kW·h
n(转) kW·h
上下相比列比例:
转数:
(3)瓶内水温升高,是用 热传递 方式改变了水的内能。
例4.傍晚用电高峰时期,小何观察到家中一只标有“220V 48.4W”的白炽灯比正常时暗。他发现灯泡内壁发黑,根据所学知识他知道造成该现象的原因是:灯泡长时间使用后,灯丝升华变细,电阻变________,导致功率变小;另外,用电高峰期家中实际电压低于220V,实际功率低于额定功率。他想知道此时家中的实际电压,于是更换了一只同规格的新灯泡,关闭家中其他用电器,让该灯单独工作100s,电能表(如图)转盘转了4转,则家中的实际电压为________V。
解析:灯丝变细,电阻变大,由可知,功率变小。
求消耗的电能,建立对应关系:
转数————→电功
3600(转) 3.6×106J
4(转) W实
上下相比列比例:
灯泡消耗的电能:
灯泡的实际电功率:
由得:
由得:
三、针对演练
1.疫情期间,小明家购买了一台额定电压是220V的电压力锅,它有加热和保温两个挡位,其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻,加热挡时只有电阻R1工作,加热功率为800W;保温挡时只有电阻R2工作,电阻R2=1210Ω。S为温控开关,可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求:
(1)R1|的阻值和压力锅的保温功率;
(2)将1.5 L水从20℃加热到60℃,水吸收的热量是多少?若压力锅的效率为84% ,额定电压下,加热这些水,需要多少s?[ρ水=1. 0×103kg/m3,c水=4. 2×103 J/(kg·℃)]
(3)用电高峰期电压会降低。若电路中只让压力锅单独工作600s,图乙中的电能表转盘转了330转,请算出它的实际加热功率。
解析:(1)当S接1时,为加热挡,R1工作
由得:
当S接2时,为保