課 題15.1 電能表與電功
目的1、了解電能表參數(shù)的物理意義。
2、會根據(jù)電能表讀數(shù)計算消耗電能的多少。
3、通過實驗得出并理解電功公式。
4、會用電功公式計算電器消耗的電能
內(nèi)容
電能表
一．課堂交流
空調(diào)、電視機、計算機、電冰箱、電熱水器……,各種各樣的家用電器正成為人們不可缺少的生活伴侶．它們的結(jié)構(gòu)、功能盡管有極大的差異，但都得消耗電能．你們家每個月消耗的電能一樣多嗎？供電公司是憑什么收取你們家電費的？
答：是通過電能表測量出來的。
（一）自主學(xué)習
帶著問題自主學(xué)習課本p2-p3電能表部分的內(nèi)容。
（1）電能表：用來測量 的儀表叫做電能表．
（2）常用的電能表有 和 兩種．
（3）認識電能表：
“220V”表示 ；
“2.5（10）A”： 2.5A表示 ；
10A表示 ；
“2500r/kW?h”表示
（4）電子式單相電能表標有3200imp/kW?h表示
(5)電能表的示數(shù)由 組成．
(6)電能表的計量單位是 ，符號為 ，俗稱 ．
1 kW?h＝ J
（二）問題研討
問：你知道怎樣利用電能表測量一個月用電的多少嗎？
答：在月初記下電能表的示數(shù)，到月底再讀一下電能表的示數(shù)，用月底的示數(shù)減去月初的示數(shù)即為本月用電的度數(shù)。
問：電能表上的單位是什么？讀數(shù)時要注意些什么？
答：電能表上的單位是千瓦時（kwh），俗稱：度。電能表顯示數(shù)字的框子最后一位是紅色的，表示的是小數(shù)。如課本P3圖15?1。
二、精講點撥：
【例1】．月初和月末小明家電能表計數(shù)器所顯示的數(shù)字如圖所示，小明家這個月消耗了多少電能？如果民用電的價格是0.40元/度，小明家這個月應(yīng)交多少電費？
【例2】某用電器單獨工作時10min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)36圈，所用電能表的規(guī)格是2000r/(kW?h)，則 10min內(nèi)用電器消耗的電能是多少J？
歸納測量方法：
A．測量較大電能時利用電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)
B．測量較小電能時，通過表盤轉(zhuǎn)數(shù)（或者指示燈閃爍的次數(shù)）來計算．
計算公式：
其中：n為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動（指示燈閃爍）的次數(shù)；
N為1 kW?h轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動（指示燈閃爍）的次數(shù)
例3．某同學(xué)家的電能表本月末抄表時的示數(shù)如圖所示，若本月應(yīng)交電費45元，且電價為0.5元/ (kW?h)．則上次抄表時的示數(shù)應(yīng)為 kW?h；從本電能表面板上你還能看到哪些信息只要寫出一條即可 ．
單相電能表技術(shù)參數(shù)
電 壓220V
電流規(guī)格10（30）A
頻 率50Hz
每千瓦時轉(zhuǎn)數(shù)3000r/kWh
四、課堂練習
1．電能表是用來測量 的儀表．小明家的電能表上的一些技術(shù)參數(shù)如右表，由表可知：小明家的電能表的額定電壓是 �。浑娔鼙淼霓D(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一?，接其后面的用電器消耗的電能是 J．
2．一位同學(xué)家在上月底抄表時，電能表的讀數(shù)為 ，若他家這個月電費是24.18元，每千瓦時的電費是0.65元，則這個月他家消耗的電能是______度，本月底電能表的示數(shù)應(yīng)為_________．
3．小明家電能表上月底的示數(shù)和本月底的示數(shù)如圖所示．則本月消耗的電能為 度，若每度電的價格是0.52元，則小明家本月應(yīng)交電費 元．
4．一只家用電能表上標有3000r/kW?h字樣，表示每消耗1kW?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn) r．若室內(nèi)只接了一只燈泡，測出轉(zhuǎn)盤3min內(nèi)轉(zhuǎn)了15r，則燈泡在這段時間內(nèi)消耗的電能是 kW?h＝ J．
5．關(guān)于家庭電路中的電能表，下列說法中正確的是（ ）
A．電能表的作用是測量用電器中通過電流大小的
B．電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速越快，用電器消耗的電能越多
C．電能表的作用是測量用電器消耗電能多少的
D．電能表的測量值是以“kW”為單位的
BC?65B電冰箱
額定電壓220V
額定功率70W
工作頻率50Hz
耗電量0.5kW?h/24h
6．小明家電能表和電冰箱的銘牌如下表：
根據(jù)表中的信息回答下列問題：
（1）電冰箱每天消耗的電能是多少J？
（2）若小明家只有電冰箱在工作，每天電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)？
五、課后提升
1．在日常生活中，供電部門是根據(jù) 和 來確定向用戶收取電費的多少的。
2．一個家用電能表上標有如下幾個重要參數(shù)：“220V 10A”、“600r/KWh”等。其中“220V”表示 ，“10A”表示 ，“600r/KWh”是指接在這個電能表后的用電器，每消耗1KWh的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動 r。
3．某用戶的電能表在3月底抄表時的示數(shù)為 ，到4月底抄表時的示數(shù)為 ，則該用戶4月份用電為 �。ā 。�
A．352.9KWh B．268.7KWh C．84.2KWh D．84.2J
4．小明家中的電能表5月初的示數(shù)如圖所示，5月份交了48.4元的電費，若每度電的價格是0.8元，則小明家5月底電能表的示數(shù)應(yīng)為， 根據(jù)電能表的銘牌，你還能讀到哪些信息？請寫出其中的兩條：
（1） ；
（2） 。
5．星期日，小明在家?guī)蛬寢屩箫�，他發(fā)現(xiàn)當家中只有電飯鍋工作時，4min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動了55r，同時他還注意到電能表上標有1200r/KWh字樣。請你算一算，在這段時間內(nèi)電飯鍋消耗的電能是多少J？
6．如圖(a)所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，滑動變阻器的滑片P由a端移動到b端時，測得電阻R兩端的電壓U與通過R的電流I的變化關(guān)系如圖(b)所示。求：（1）電源電壓。（2）變阻器的最大阻值。（3）電壓表○V1示數(shù)的變化范圍。
電功
【學(xué)習過程】
一、課堂交流
1、電功：電流所做的功。
演示實驗1：用滑輪組提鉤碼
演示實驗2：用電動機提鉤碼
類比得出：電流也可以像人一樣做功．在電流做功時，消耗電能轉(zhuǎn)化為機械能．
列舉生活中其他電流做功的實例：如電流通過收音機做功，我們聽到聲音；電流通過電風扇做功，電風扇轉(zhuǎn)動；電流通過電飯鍋做功，將飯煮熟；電流通過電燈做功，電燈發(fā)光；電流通過對蓄電池充電做功，使蓄電池儲存電能；……．電流做功的實質(zhì)是電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能．
歸納總結(jié)：物理上當電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能時，我們就說做了電功，電流所做的功叫電功.做了多少電功，就消耗多少電能．
2、電流做功的意義是：
電流做功的過程總是伴隨著能量的改變，電流做了多少功，就表示消耗了多少電能，即把多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
3、電流做功的多少跟哪些因素有關(guān)呢？
思考：用什么方法可以方便地比較出電流做功的多少呢？
答：白熾燈工作時是將電能轉(zhuǎn)化為光能，在相同的時間里電流通過電燈做功越多，燈泡消耗的電能就越多，轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能就越多，燈泡就越亮。因此，根據(jù)燈泡的亮暗程度，我們就可以比較相同時間里電流做功的多少了。燈光越亮，說明在相同的時間里電流做的功就越多。所以只要能比較出燈泡的亮暗，就能比較出電流做功的多少了。
討論：
（１）猜想：電功的多少可能跟哪些因素有關(guān)？
答：可能跟電壓和電流的大小有關(guān)，還跟做功時間的長短有關(guān)。
（2）根據(jù)猜想，設(shè)計實驗方法。
答：實驗中應(yīng)采用控制變量法。在研究跟電壓的關(guān)系時，要保證通過兩盞燈的電流相同，這時可以把兩盞燈串聯(lián)起來；要研究跟電流的關(guān)系，就要保證加在兩燈泡兩端的電壓相同，這時可以將兩燈并聯(lián)起來。
（3）畫出實驗電路圖。完成課本P4的實驗操作。
通過實驗得出了如下結(jié)論：
①在電流和通電時間相同時，電壓越大，電流做功越多．
②在電壓和通電時間相同時，電流越大，電流做功越多．
③在電壓和電流相同時，通電時間越長，電流做功越多．
即電壓越高，電流越大，通電時間越長，電流做的功就越多。并且電功跟電壓、電流和通電時間都成正比。
其關(guān)系可用如下式子表示：W=UIt
公式中各物理量的單位是什么呢？請看P5課文
W表示電功，單位是：焦耳（J）
U表示電壓，單位是：伏特（V）
I表示電流，單位是：安培（A）
t表示時間，單位是：秒 （s）
二、精講點撥
例題1：將一電暖器單獨接在家庭電路中，當它連續(xù)正常工作2h后，電能表的示數(shù)由 變?yōu)?．已知改電暖器的額定電壓為220V，求通過電暖器的電流．
例題2：一只電熱器，當它兩端的電壓為220V時，通過它的電流為1.5A，問需通電多長時間，才可消耗2.2kＷ?h的電能?
三、課堂練習
1．請用筆畫線，把左邊的用電器與右邊的能量轉(zhuǎn)化形式對應(yīng)連接起來．
無軌電車 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
電爐 電能轉(zhuǎn)化為動能
給蓄電池充電 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能
白熾電燈 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
2．關(guān)于電功，下列說法中錯誤的是（ ）
A．電流做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程
B．電流通過導(dǎo)體做功越多，消耗的電能也越多
C．通電時間越長，電流做功越多
D．測量電流做功的多少可以用電能表
3．已知一個小燈泡兩端的電壓為3V，通過它的電流為0.5A，經(jīng)過5min電流所做的功為 J，燈泡消耗的電能為 J．
4．已知帶動小風扇的玩具電動機兩端所加的電壓是1.5V，通過電動機的電流是0.5A．如果所消耗電能的60％轉(zhuǎn)變?yōu)槿~輪轉(zhuǎn)動的機械能，則通電1min可獲得多少機械能?
四、課后鞏固
1．電流做功的過程，實際上是 能轉(zhuǎn)化為 能的過程。電流通過電爐時，電能轉(zhuǎn)化為 能；電流通過電風扇時，電能轉(zhuǎn)化為 能；給手機電池充電時，電能轉(zhuǎn)化為 能。
2．在通電時間相同的情況下，電壓越大，電流越大，電流做功越 ；如果電壓和電流不變，通過時間越長，電流做功越 。所以電流在某段電路上所做的功，等于這段電路上的 、 和 的乘積，寫成公式是 。
3．有兩個電阻R1和R2，已知R1>R2。將它們串聯(lián)在電路中時， 兩端的電壓較大，相同時間內(nèi)電流通過 做的功較多；若將它們并聯(lián)在電路中，通過 的電流較大，相同時間內(nèi)， 消耗電能較多。
4．電路中有一用電器，兩端電壓是6V，通過的電流是200mA，5min內(nèi)電流做功的功是多少？
5．有一只燈泡接在220V的家庭電路中，發(fā)光10h ,消耗了1度電，問：這只燈泡工作時通過它的電流是多大？
6．一電能表表盤上標明“1200r/Kwh”，將某用電器單獨接在該表上，當用電器工作4min后，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過55r。若用電器兩端電壓是220V，求：通過該用電器的電流。
7．R1＝6Ω、R2＝12Ω串聯(lián)后接到12V的電源上，求：（1）R2兩端的電壓。（2）5min內(nèi)電流通過R1所做的功。
8．電流做功的過程中，伴隨著電能向 的轉(zhuǎn)化，電流通過電燈泡時做了1080J的功，說明消耗了 J的電能，轉(zhuǎn)化成了 能和 能。
9．串聯(lián)在電路中的兩盞燈L1和L2，已知L1的電阻比L2的電阻大，則 燈兩端電壓大，相同時間內(nèi)， 燈消耗的電能多， 燈更亮些；若將它們并聯(lián)在電路中，通過 燈中的電流大些，相同時間內(nèi)電流通過 燈做功多些， 燈更亮一些。
10．關(guān)于電功，下列說法中正確的是 （ ）
A．用電器通電的時間越長，電流做的功一定越多。
B．通過用電器的電流越大，電流做的功一定越多。
C．用電器兩端的電壓越大，電流做的功一定越多。
D．用電器消耗的電能越大，電流做的功一定越多。
11．已知R1：R2＝2：3，將它們串聯(lián)接到電路中，相同時間內(nèi)消耗電能之比為（ ）
A．3：2 B．2：5 C．3：5 D．2：3
12．某電爐的電阻是48.4Ω，接到220V的電路中，通電5min ,電流做了多少J的功？
13．一個小電動機接在6V的電源上，通電1min電流做功180J。求通過電動機的電流是多大？
14．小明家的電能表及某月月初、月未的兩次示數(shù)如圖所示。求：
（1）小明家在本月用電多少Kwh？
（2）在關(guān)閉了所有電器后，小明的媽媽用一只電熨斗熨燙衣服，已知電路中的電壓是220V，通過電熨斗的電流是4.5A，熨燙一件衣服需10min。請計算電流做了多少功？這段時間內(nèi)，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了多少r？
15．R1＝6Ω、R2＝12Ω，并聯(lián)后接到12V的電源上，求：（1）1min內(nèi)電流通過R1所做的功。（2）通電多長時間，整個電路消耗10800J的電能？
參考答案
電能表
課堂練習
1、電功、220V、1.2×103 2、37.2、9595.8 3、40、20.8
4、3000、0.005、1.8×104 5、C 6、0.5kW?h、1500r
課后鞏固
1．用電的度數(shù) 每度電的價格 2．電能表的額定電壓是220V 允許通過的最大電流是10A 600 3．C 4．00790�。�1）電能允許通過的最大電流為10A�。�2）每消耗1KWh電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動3000r 5．1．65×105 6．（1）12V�。�2）16Ω （3）0－8V
電功
課堂練習
1、
2、C 3、450、450 4、27J
課后鞏固
1．電 其它形式 內(nèi) 機械 化學(xué) 2．多 多 電壓 電流 通電時間 W＝UIT 3．R1 R1 R2 R2 4．360J 5．0．45A 6．3．125A 7．（1）8V�。�2）800J
8．其它形式 1080 光 內(nèi) 9．L1 L1 L1 L2 L2 L2 10．D 11．D 12．3×105 13．0．5A 14．（1）122�。�2） 15．94×105J 495 16．（1）1400J�。�2）300S
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相關(guān)閱讀：測量電功率