【志鸿全优设计】九年级物理全册 第十八章 电功率 18.1 电能电功讲解与例题（含解析）（新版）新人教版.doc

18.1电能电功1电能可以与各种形式的能量发生转化(1)电能在现代社会中的来源与应用。电源：把其他形式的能转化为电能。用电器：把电能转化为其他形式的能。(2)电能的优点：来源广泛、容易输送、使用方便。(3)电能的来源：日常生活中使用的电能主要来自其他形式能量的转换，包括水能(水力发电)、内能(俗称热能、火力发电)、原子能(原子能发电)、风能(风力发电)、化学能(电池)及光能(光电池、太阳能电池)等。电能也可转换成其他所需能量形式。谈重点 电能的转化用电器消耗电能的过程，也就是电能转化成其他形式能的过程，用电器消耗多少电能，就能多少电能转化成其他形式的能。【例1】 下列情况下不属于消耗电能的是()a摩擦起电b白炽灯的工作c电动机的工作d电暖器的工作解析：a是消耗机械能来获得电能，电能是增加的；b是电能转化为光能和内能，电能减少；c是电能转化为机械能，电能减少了；d是电能转化为内能，电能也减少。答案：a2消耗电能的计算(1)用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程。电流通过某段电路所做的功叫电功，用w表示。(2)电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积，即wuit。对于纯电阻电路可推导出：wi2rtt。无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式ww1w2wn。(3)单位：在国际单位制中电能的单位是焦耳，简称焦(j)，常用单位：度(kwh)1度1千瓦时1 kwh3.6106 j。【例21】 用两节串接后的干电池给小灯泡供电，电压是3 v，小灯泡发光时通过的电流为0.3 a，此时小灯泡的电阻为_ ，工作0.5 min消耗的电功为_ j。解析：已知电压和电流，求导体的电阻，可直接应用欧姆定律ru/i3 v/0.3 a10 ，灯泡消耗的电能wuit3 v0.3 a30 s27 j。答案：1027谈重点 电功的计算式w、u、i、t的单位必须分别用j、v、a、s，若有一个单位与上述单位不符，不经过换算就代入公式，就会出现错误。【例22】 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻r1的阻值为20 。闭合开关s，电流表a1的示数为0.3 a，电流表a2的示数为0.2 a。求：(1)电源电压u。(2)电阻r2的阻值。(3)通电10 s，电流通过电阻r2做的功w2。解析：电源电压也就是r1两端的电压，根据欧姆定律即可求出，第(3)在用公式wuit时，“i”必须是通过r2的电流i2，这样算出的结果才是电流通过电阻r2所做的功w2。(1)ui1r10.3 a20 6 v。(2)r2u/i26 v/0.2 a30 。(3)w2ui2t6 v0.2 a10 s12 j。答案：(1)6 v(2)30 (3)12 j辨误区 运用公式解题的注意点wuit，w、u、i、t四个物理量必须是同一个用电器上的四个物理量，不能把不同用电器的电压、电流、电阻和通电时间相混淆，如：电流通过某灯做的功，等于该灯两端电压、通过该灯的电流和该灯通电时间的乘积。3电能的计量(1)电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。(2)读数：电能表接入家庭照明电路，当电路接通、用电器工作时，电能表中间的铝质圆盘转动，计数器就将用电器所消耗的电能以千瓦时为单位显示出来。电能表的计数器上前后两次示数之差，就是这段时间内用电器消耗的电能。(3)铭牌：家庭电路中电能表上标有“220 v,10(20) a,50 hz,600 revs/(kwh)”，它的含义是：该电能表的额定电压是220 v，表明电能表应该在等于额定电压的电路中使用。“10(20) a”表示这个电能表的标定电流为10 a，额定最大电流为20 a。所用交流电的频率是50 hz。 600 revs/(kwh)表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kwh的电能，电能表上的转盘转过600转。【例31】 小华家电能表4月底的示数为，5月底的示数为，则小华家5月份消耗的电能为_kwh，应付电费_元(按每度电均价0.5元计算)。解析：电能表的计数器上前后两次示数之差，就是这段时间内用电器消耗的电能。故用电器消耗电能为40 kwh。应交电费为40 kwh0.5元/(kwh)20元。答案：4020【例32】 如图所示，对于电能表面板上的一些参数的理解，下列说法错误的是()a此时电能表的读数为120.7 kwhb“220 v”是指这个电能表应该在220 v的电路中使用c“10(20) a”是指这个电能表使用时正常工作电流为10 a或20 ad“600 r/(kwh)”是指用电器每消耗1千瓦时电能，电能表的转盘转过600转解析：“10(20) a”是指这个电路短时间允许通过的最大电流是20 a，电能表的标定电流是10 a，在电路电流小于或等于10 a时，这个电能表可以稳定、安全、准确地工作。答案：c4串、并联电路用电器消耗电能的规律(1)有两个电阻r1、r2，如果将它们串联在电路中，设通过它们的电流为i，则在时间t内r1、r2消耗电能的多少分别为：w1i2r1t，w2i2r2t所以，即在串联电路中，相同时间内纯电阻用电器消耗的电能与其电阻成正比。(2)如果把电阻r1、r2并联在电压为u的电路中，则在时间t内r1、r2消耗电能的多少分别为：w1t，w2t所以t(t)，即在并联电路中，相同时间内纯电阻用电器消耗的电能与其电阻成反比。5串、并联电路中总共消耗的电能与各用电器消耗电能之间的关系(1)如图甲所示，有两个电阻r1、r2，如果将它们串联在电压为u的电路中，设它们两端的电压分别为u1和u2，电路中的电流为i，则在时间t内r1和r2消耗的电能分别是：w1u1it，w2u2it因uu1u2所以w总(u1u2)itu1itu2itw1w2。(2)如图乙所示，有两个电阻r1、r2，如果将它们并联在电压为u的电路中，设通过它们的电流分别为i1和i2，干路电流为i，则在时间t内r1和r2消耗的电能分别是：w1ui1t，w2ui2t因ii1i2所以w总u(i1i2)tui1tui2tw1w2。【例4】 已知电阻r110 ，r220 ，若把这两个电阻串联在同一电路中，如图甲所示，则在相同时间内，电阻r1与r2消耗的电能之比是_；若把这两个电阻并联在同一电路里，如图乙所示，则在相同时间内，电阻r1与r2消耗的电能之比是_。解析：在串联电路中，相同时间内用电器消耗的电能与其电阻成正比，因r1r212，所以消耗的电能之比为12；在并联电路中，用电器消耗的电能与其电阻成反比，所以消耗的电能之比为21。答案：1221析规律 电能在串、并联电路中的关系在串联电路中，相同时间内用电器消耗的电能与其电阻成正比，用公式表示为；在并联电路中，相同时间内用电器消耗的电能与其电阻成反比，用公式表示为。【例5】 如图所示，已知电阻r120 ，r230 ，电源电压为6 v，闭合开关，求在10 s内电阻r1与r2总共消耗的电能是多少焦？解析：要求电路消耗的总电能，有两种方法：一是直接用公式wuit计算，u指总电压，即电源电压，i指电路干路电流；二是用公式ww1w2，即分别求出电阻r1和r2消耗的电能，将两者相加，就是电路消耗的总电能。方法一：总电阻r12 电路电流i0.5 a电路消耗的电能wuit6 v0.5 a10 s30 j。方法二：r1消耗的电能w1t10 s18 jr2消耗的电能w2t10 s12 j电路消耗的总电能ww1w218 j12 j30 j。答案：30析规律 对总电能的理解无论在串联电路还是并联电路中，电路消耗的总电能都等于各用电器消耗的电能之和。6测量电能大小的方法(1)由电功公式设计实验测量可以用电压表、电流表以及秒表分别测量出电压值、电流值和通电时间，根据电功定义式wuit计算。(2)用电能表测量方法通常有两种：读数法：用户在某一段时间内所消耗的电能，就是这段时间始、末电能表读数器两次示数之差。计算法：由电能表参数n revs/(kwh)(n由不同电能表规格而定)，测出某段时间内电能表转过的转数n，则这段时间内所消耗的电能w kwh。【例6】 如图所示是小明家的电能表，已知月初电能表的示数是，月末的示数如图所示，则小明家该月总共消耗的电能是_kwh。若小明将家中的其他用电器均关闭，只让空调开着，一段时间内小明发