内容正文:
第十八章 电功率
第1节 电能 电功
机械能
化学能
光能
机械能
内能
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电能
之差
电流做功
电流的大小
电压的高低
通电时间的
长短
W=UIt
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A
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120
72
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(1)6 V (2)20 Ω (3)108 J
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知识梳理
导学园地
1.电能的来源:各种各样的发电厂和电池把不同形式的能转化为电能。例如:发电机将 转化为电能;干电池将 转化为电能。
2.电能的应用:通过用电器把电能转化为其他形式的能。例如:电灯把电能转化为 ;电动机把电能转化为 ;电热器把电能转化为 。
3.电能
(1)单位:焦耳(J)、千瓦时(kW·h,俗称“度”)。
(2)换算关系:1 kW·h= J。
1.电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,电流做多少功,就表示有多少电能转化为其他形式的能。
知识梳理
导学园地
4.电能表
(1)用途:测量用电器在一段时间内消耗的 。
(2)计算:电能表计数器上前后两次示数 。
5.电功
(1)实质:电能转化为其他形式的能的过程也就是 的过程。
(2)影响电功大小的因素: 、 、 。
(3)计算公式: 。
2.电能表上最末一位(红色框内)数字是小数。
3.串联电路电流相等,因此常利用公式W=I2Rt;并联电路电压相等,因此常利用公式W=t。
知识点一:电能表
【典题1】关于如图所示的家用电能表,下列说法错误的是(
)
A.该电能表的示数是20 151 kW·h
B.“220 V”表示该电能表应接在220 V的电路中使用
C.“2 500 r/(kW·h)”表示接在该电能表上的用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过2 500转
D.“50 Hz”表示该电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用
名师点睛
计算电能的方法
(1)利用刻度盘示数计算,消耗的电能为前后两次示数差,即W=W2-W1。
(2)利用转盘所转圈数计算,消耗的电能为W= kW·h(n为某段时间转盘转的圈数,N为表上参数)。
【变式1】物业工作人员来小明家收电费,他观察到小明家电能表的情况如图所示。然后从记录本上查出上月电能表的示数是811.6 kW·h。小明家本月共用电度数为
kW·h。若每度电缴纳电费0.6元,小明家本月应缴纳电费 元。
知识点二:电功
【典题2】如图所示的电路,电源电压U=6 V,电阻R2=30 Ω,闭合开关后,通过R1的电流I1=0.1 A。求:
(1)通过电阻R2的电流。
(2)通电100 s电阻R1消耗的电能。
名师点睛
(1)电功大小的基本公式及推导公式:
(2)公式使用注意事项:
①W=UIt适用于任何电路中电功的计算。
②W=t和W=I2Rt只适用于纯电阻电路(电能只转化为内能的电路)。
【变式2】用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体,A比B的横截面积大,如图所示,将它们串联在电路中,在相同时间内,电流通过A、B所做的电功分别是WA、WB,则下列说法正确的是( )
A.WA>WB
B.WA<WB
C.WA=WB
D.无法确定
【基础达标练】
1.如图所示的四个用电器中,主要将电能转化为机械能的是( )
A.电饭锅 B.电熨斗
C.电风扇
D.电水壶
2.现代社会生活和生产处处离不开电,用电实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是( )
A.电功和电能单位相同,是同一个物理量
B.发电站把电能转化为其他形式的能
C.电流做功多少与电流、电阻和通电时间有关
D.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能
3.灯L1和灯L2串联在电路中,L1的电阻比L2的电阻大,在相等的时间里,关于电流做的功,下列说法正确的是( )
A.灯L1做的功多
B.灯L2做的功多
C.两灯做功一样多
D.无法确定
4.甲、乙两个用电器两端的电压之比为2∶1,电流之比为1∶2,通电时间之比为5∶4,则两个用电器消耗的电能之比为( )
A.5∶1
B.5∶4
C.4∶5
D.5∶8
5.(多选)如图所示是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是( )
A.电阻R的电阻值是20 Ω
B.通过L的电流是0.2 A时,其1 s内消耗的电能是0.8 J
C.仅把L、R并联在电压是2 V的电路中,干路电流是0.4 A
D.仅把L、R串联在电路中,当电流是0.2 A时,它们两端总电压是4 V
6.如图所示是家庭电子式电能表的表盘,其示数是 kW·h,若家庭电路中只有一台电热水器在工作,该电能表的指示灯在4 min内闪烁320次,则该电热水器消耗的电能是 J。
7.如图所示,电源电压恒定,R1=30 Ω,当S闭合、S1断开时,电流表的示数为0.2 A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为0.5 A。求:
(1)电源电压。
(2)R2的阻值。
(3)S、S1都闭合时,通电1 min电流通过R2做的功。
【思维拓展练】
8.把一个线圈电阻为3 Ω的小型电动机接在12 V的电源上使其正常工作5 min,则它消耗的电能是( )
A.14 400 J
B.240 J
C.1 200 J
D.条件不足,无法求解
9.(多选)电阻温度计的制造使用了热敏电阻。图甲是某热敏电阻R的阻值随温度变化的关系图像。根据这种电阻的特性,小明和他的同学设计了一个电路(图乙),可以测定某一环境的温度,使用的器材有:热敏电阻R、电源、电流表(0~0.6 A)、开关S、定值电阻R0(50 Ω)、导线若干。当环境温度为20 ℃时,电流表的读数为0.2 A。下列说法正确的是( )
甲
乙
A.电源电压为20 V
B.当环境温度升高时,电流表的示数变小
C.当电流表的读数为0.25 A时,根据图甲分析可得当时的环境温度低于20 ℃
D.当环境温度为100 ℃时,热敏电阻R在3 min内消耗的电能为200 J
$$