内容正文:
第十七章 电流做功与电功率
第一节 电流做功
1
❶电流做功
定 义:_____________叫做电功,用符号_______表示。
实 质:用电器工作时,利用电流__________将电能转化为________________。
电流所做的功
W
做功
其他形式的能量
❷电功的计算
公 式:电流所做的功与______、______和________成______。计算电流做功(即电功)的公式为________。
单位及换算:在物理学中电功单位是______,符号是______;在生活中,人们还用千瓦·时(kW·h)作为电功的单位,千瓦·时也被称为______。1 kW·h=__________J。
电压
电流
通电时间
正比
W=UIt
焦耳
J
度
3.6×106
❸电能表
用 途:测量______的仪表。
参数意义:小华家的电能表铭牌上标有“220 V
10(20) A”“2 500 r/(kW·h)”等参数,“220 V”是指这个电能表在______V的电路中工作;“10(20) A”是指该表标定电流为____A,通过的电流不能超过额定最大电流______A;“2 500 r/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h电能,电表转盘转过______圈。
电功
220
10
20
2 500
认识电流做功
1.下面的用电器中将电能主要转化为机械能的是 ( )
A.热水器 B.电烤炉
C.微波炉 D.洗衣机
D
2.下列关于电功的说法正确的是( )
A.用电器通电的时间越长,电流做的功越多
B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
C.用电器两端的电压越大,电流做的功越多
D.用电器消耗的电能越多,电流做的功越多
3.贵阳因地制宜,抓住新能源产业发展的时代机遇,风电、光伏发电等新能源产业迅猛发展。风机叶片每转动一圈,平均能发电1.5度=_______kW·h=___________J。
D
1.5
5.4×106
计算电流做功
4.小红同学家的电冰箱正常工作时的电流大约是1 A,则它正常工作10 s所消耗的电能是 ( )
A.2 200 J B.220 J
C.22 000 J D.22 J
[变式题](2024·江苏扬州改编)家中应急手电筒的电源电压为3 V,电路工作1 min消耗的电能为108 J,忽略灯泡电阻的变化,通过灯泡的电流为_______A。
A
0.6
5.甲、乙两个用电器的电压之比为5∶4,电流之比为1∶2,通电时间之比为2∶1,则两个用电器消耗的电能之比为 ( )
A.4∶5 B.5∶1 C.5∶4 D.5∶8
[变式题]有R1、R2两个电阻,阻值之比R1∶R2=2∶5。若把它们串联在电路中,相同时间内,R1、R2消耗的电能之比W1∶W2=_________。若把它们并联在电路中,相同时间内,R1、R2消耗的电能之比W1′∶W2′=_______。
C
2∶5
5∶2
6. 某一用电器,通过其电流为200 mA,2 min内消耗的电能为360 J,则该用电器两端加的电压为_____V。
15
测算电费
7.(多选)关于图中小明家的电能表,下列选项正确的是 ( )
A.该电能表的示数为2 023.6 J
B.该电能表能正常工作的最大电流是40 A
C.1 600 imp/(kW·h)表示脉冲指示灯闪
烁1 600次,消耗的电能为1 kW·h
D.脉冲指示灯闪得越快,电路消耗电能越多
BC
8. 小刚家4月底电能表读数为821.6 kW·h,5月底电能表读数如图所示,那么5月份他家消耗了______kW·h的电能。若按0.5元/(kW·h)的电价计费,小刚家应付电费____元。小刚发现半小时内该电能表的表盘转了1 250转,则他家半小时内消耗的电能为____kW·h。
110
55
0.5
对电功和电能的理解
9.关于电功,下列说法不正确的是 ( )
A.电功是表示电流做功多少的物理量
B.电流做功越多,消耗的电能就越多
C.用电能表可以直接测量电流做功的多少
D.电功就是电能,两者是一回事
D
10.下列不属于电功的单位的是 ( )
A.焦耳
B.伏·安/秒
C.伏·安·秒
D.千瓦·时
B
11.小明发现家里的电能表用电时脉冲灯闪烁,闪烁越快则相同时间内用电越多,示数由液晶屏显示,按键可以获取用电信息。比如,图甲中显示的是截至上个月末电能表记录的总电量,为_______________kW·h,切换回当前总电量后如图乙所示,则本月小明家已用电______度,脉冲灯闪烁__________次。
20 236.31
10
12 000
12.定值电阻R1=10 Ω,R2=5 Ω,若将它们并联后接在电源电压为3 V的电路中,则通过它们的电流之比为________。若将它们串联后接在电源电压为6 V的电路中,工作2 min消耗的总电能为_______J。
1∶2
288
13. 如图所示为在2025年中央电视台春节联欢晚会上出场的人形机器人,它能够根据语音指令做出各种舞蹈动作(电动机转动),此过程中,电能转化成_______能和内能。若它使用一块标有“48 V 20 A·h”的锂电池供电,其总储能为______kW·h。
机械
0.96
14.(贵州模拟)如图所示电路,电源电压不变,R1的阻值为60 Ω,R2的阻值为40 Ω。只闭合开关S1时,电流表的示数为0.2 A。
求:
(1)电源电压。
(2)开关S1、S2都闭合时,通过R2的电流。
(3)开关S1、S2都闭合时,整个电路在5 min内消耗的电能。
解:(1)由图可知,只闭合开关S1时,只有R1连入电路,电流表测量通过R1的电流,根据欧姆定律可得,电源电压:U=U1=I1R1=0.2 A×60 Ω=12 V;
(3)当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,由并联电路电流规律可知,干路的电流:I=I1+I2=0.2 A+0.3 A=0.5 A,整个电路在5 min内消耗的电能:W=UIt=12 V×0.5 A×5×60 s=1 800 J。
15.如图所示电路,电源电压为6 V并保持不变,电阻R1的阻值为10 Ω。当开关S闭合时,电压表示数为2 V,则通过R1的电流为____A;通电2 min,电阻R2消耗的电能为____J。
0.4
96
【点拨】电能表参数为N r/(kW·h),转盘转过n转,电路消耗的电能W=(kW·h)。
(2)当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,R2两端的电压:U2=U=12 V,通过R2的电流:I2===0.3 A;
$$