个性化讲义之电能和电功(附录答案)

学科：物理 学段： 学生姓名 教师联系电话： 教学内容电能和电功教学目标1、电能及其单位和单位换算2、电能表的作用、读数方法3、电源和用电器工作过程中能量的转化情况及电流做功的实质4、通过实验，学会探究电功大小的决定因素的方法5、利用电功公式W=UIt进行简单计算教学重、难点1、电能表铭牌上数据的物理意义及电能表的读数方法2、根据转盘转过的转数来计算电路消耗的电能3、电功大小的决定因素的探究方法和大小计算4、电功与欧姆定律的综合计算我们在使用家用电器时需要的不是电能，而是依靠用电器做功把电能转化成我们需要的能量。电流做功的过程就是把电能转化为其他形式能量的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。知识点一：电能的转化例1、请你列举几个家用电器并说出其在使用过程中，电能转化成了什么形式的能。 例2、电能在日常生活、生产中应用广泛，请你说出下列应用电能时能量的转化情况： （1）电饭锅将电能转化为_； （2）日光灯将电能转化为_； （3）电动机通电转动，将电能转化为_；（4）电热孵化器将电能转化为_；知识点二:电能的计量（1）电能的常用单位是千瓦时，符号是kWh。（2）在物理学中更常用的单位是焦耳，简称焦，符号是J。（3）换算关系：1kWh=3.6106J。（4）电能表作用：用来测量用电器在某一段时间内消耗的电能读数方法：电能表前后两次的示数之差就是用电器在示数差对应的这段时间内消耗的电能。种类：除了目前普遍使用的机械式电能表之外，常用的还有IC卡电能表（读数是由液晶板显示的电能表）铭牌及意义： 几个重要参数： （1)“220V”是说该电能表在_电路中使用；“10（20）A”是说这个电能表的标定电流为_，额定最大电流为_；“50Hz”是说这个电能表在_的交流电路中使用；“600 revs/kw h” 是说，接在这个电能表上的用电器，每消耗_的电能，电能表上的转盘转过_。 (2)读数方法：_,就是这段时间内用电的度数，如小明家8月1日电能表示数为5732、6 kw h ，8月30日为5748、3 kw h ，则8月份他家消耗电能是_。(3)“600r/kwh”表示接在这个电能表上的用电器每消耗_的电能，电能表上的转盘转过_。例3、一只家用电能表内标着3000r/kWh，这表示每消耗1kWh的电能，电能表的转盘转3000r。现在室内只接了一只灯泡，测出转盘3min内转了15r，利用这些数据，可算出灯泡在这段时间消耗的电能是 例4、小明家电能表月初的示数如图所示，如果他家一个月用了120度电，则月末电能表的示数应为，他家本月应交电费_元（当地电费价格为0. 5元/kWh） 例5、某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示，若本月应交电费45元，且电价为0.5元/度，则上次抄表时的示数应为 kWh；从本电能表面板上你还能看到哪些信息 （只要写出一条即可）。例6、同一幢楼房上住有小明、小方、爽爽、玲子四家，四家的电能表安装在一起，如图所示为各家电能表的表面（局部）。一天，四家都只使用一只相同的白炽灯泡，却发现_家的电能表转得最快，该家的人觉得自己家的电能表有问题，请电力部门的人检查后发现电能表是准确的，请帮电力部门的人告诉他家电能表转得快的原因是因为_。知识点三：电功及其大小的决定因素(1)实验结论：电压越 ，电流越 ，做功时间越 ，电流做功就越多。(2)大量事实表明：电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比.电功等于电压、电流和通电时间的乘积。 公式： 电功 = 电压电流通电时间 即 (3)国际单位：焦耳，简称焦，符号J 。 1 J = 1 VAS 常用单位：千瓦时（度） 1度1kWh = 3.6106 J强调：（1）公式WUIt中，W、U、I及t四个量都是对同一段电路而言，即“同一导体，同一时间”；（2）四个量的单位必须用国际单位。 例如： 某灯泡两端电压是6V，通过灯泡的电流是0.2A，求通电1h电流做的功。W=UIt=6V0.2A3600s=4320J， 若不经过化单位的话 W=UIt=6V0.2A1h=1.2J， 结果显然是错误的信息链接焦耳这个单位很小，例如：手电筒通电1 s,电流做的功大约是1 J ；微波炉工作1 min,消耗的电能大约为6000 J ；电力机车行使1 min，电流做的功大约是3108 J 。显然，由于焦耳这个单位很小，用起来不方便，实际应用中常用“度”作电功的单位，就是平常说的用了几度电的“度” 。“度”在技术中叫做“千瓦时”，符号是“kWh” 。小资料：在工农业生产中1度电有多大的作用呢？下面图中表示了1度电的作用. 电炉炼钢1.6kg、生产化肥0.7kg、采掘原煤105kg、 灌概麦田330m2 、电车行驶0.85km 、机织棉布11m【典型例题】例1：下列说法中正确的是（ ） A. 电功和电能是完全相同的概念 B. 扬声器发声是电流对扬声器做功的结果 C. 电池在对外供电时，将电能转化为化学能 D. 电流做功的实质就是电能转化为其他形式能的过程例2：三位同学家电能表的示数如下图a所示，请你将它们的示数读出来.如果一个月后，三位同学家的电能表示数分别变为如下图b所示，则这三位同学家这一个月分别用了多少度电？甲、乙、丙三位同学家一个月消耗的电能分别是多少焦耳？电流做的功分别是多少？电能转化成其他形式的能分别是多少？ab例3：下列情况中，不属于电流做功的是（ ） A、电风扇在转动 B、日光灯发光了 C、摩擦起电 D、扬声器发声例4：电流通过一个用电器，如旋转彩灯，在1s内产生的内能是150J，光能是100 J，机械能是50J，则电流做功为（ ） A、100JB、150JC、250JD、300J （2）电功的分配关系串联电路 并联电路 例5、（1）电阻R1、R2的阻值之比为1：4，把它们串联在电路中，在相同时间内通过它们的电流I1：I2= ；电压U1：U2= ；电功W1：W2= 。（2）电阻R1、R2的阻值之比为1：4，把它们并联在电路中，在相同时间内通过它们的电流I1：I2= ；电压U1：U2= ；电功W1：W2= 。例6、一根电热丝先后接到220V和110V的电路中，则在相同时间内的电功之比为 （ ） A、21 B、12 C、 41 D、14例7、一只小灯泡接在电压为U的电路中，在时间t内消耗的电能为W；若接在电压为U/2的电路中，通电时间为2t，则小灯泡消耗的电能为（设小灯泡电阻值不变） （ ） A、2W B、W C、W/2 D、 W/4例8、如图所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的纯水，现将阻值为R1、R2的电阻丝(R1R2。将它们串联在电路中时， 两端的电压较大，相同时间内电流通过 做的功较多；若将它们并联在电路中，通过 的电流较大，相同时间内， 消耗电能较多。 7在图 （a）所示的电路中，电源电压为6V且保持不变电阻R1的阻值为30闭合电键S，电流表的示数如图 （b）所示。求通过电阻Rl的电流求电阻R2的阻值若一段时间内电流对电阻Rl做的功为30J，求这段时间内电流对电阻R2做的功W2。左铅笔芯回形针右 8如图所示是小明制作的一只模拟调光灯。电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。闭合开关，回形针在铅笔芯最右端时，灯泡两端的电压为0.6V，流过灯泡的电流为0.1A。向左移动回形针，小灯泡正常发光时，流过灯泡的电流为0.3A。求： 小灯泡正常发光时的电阻； 回形针在最右端时，铅笔芯接入电路的电阻； 小灯泡正常发光时，铅笔芯5min内消耗的电能。9近几年，许多公司都在研发以电池为动力源的纯电动汽车，与传统燃油汽车相比，部分参数对比如下表： 名称汽车售价（万元）车身质量（kg）最大功率（kW）续行里程（km）百公里加速时间（s）CO2排放量（g/km）来源:Zxxk.Com传统燃油汽车1015009060010.00.19纯电动汽车302300753009.20.04（1）纯电动汽车在行驶时，电能主要转化为_；与传统燃油汽车相比，纯电动汽车车身质量更大，功率更小，但百公里加速时间却相近，这说明纯电动汽车能源利用率_；（2）若在民用电压（220V）给纯电动汽车充电，充电电流达30A，充电时间需10.2h，则纯电动汽车充电所消耗的电能是多少？（3）在未来4年，国家将对纯电动汽车生产企业实施减税，对消费者进行补贴，这是因为_。A制造成本高 BCO2排放量少 C消耗能源少 D车身质量大1电流做功的过程中，伴随着电能向 的转化，电流通过电灯泡时做了1080J的功，说明消耗了 J的电能，转化成了 能和 能。 2串联在电路中的两盏灯L1和L2，已知L1的电阻比L2的电阻大，则 灯两端电压大，相同时间内，灯消耗的电能多， 灯更亮些；若将它们并联在电路中，通过 灯中的电流大些，相同时间内电流通过 灯做功多些， 灯更亮一些。 3关于电功，下列说法中正确的是（） A用电器通电的时间越长，电流做的功一定越多。 B通过用电器的电流越大，电流做的功一定越多。 C用电器两端的电压越大，电流做的功一定越多。 D用电器消耗的电能越大，电流做的功一定越多。 4已知R1：R22：3，将它们串联接到电路中，相同时间内消耗电能之比为（ ） A3：2 B2：5 C3：5 D2：3 5如图所示，电能表的示数为kWh；在某段时间内转盘转过1000转，表示此段时间内用了kWh电。kWh 220V 5A 50Hz2500 r/(kWh） 6109031 6小明家的电能表及某月月初、月未的两次示数如图所示。求： （1）小明家在本月用电多少Kwh？ （2）在关闭了所有电器后，小明的妈妈用一只电熨斗熨烫衣服，已知电路中的电压是220V，通过电熨斗的电流是4.5A，熨烫一件衣服需10min。请计算电流做了多少功？这段时间内，电能表转盘转了多少r？220V 10A 50H8KWh3000/KWh16、R212，并联后接到12V的电源上，求：（1）1min内电流通过R1所做的功。（2）通电多长时间，整个电路消耗10800J的电能？8、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。闭合电键S，电流表A1的示数为0. 3A，电流表A2的示数为0. 2A。求：（1）电源电压U。 （2）电阻R2的阻值。 （3）通电10秒，电流通过电阻R2做的功W2。9、一天，小明放学回家看电视，看完后，把遥控器一摁，电视关了。他发现电视机上还有一个指示灯亮着（此时，电视机处于待机状态）。于是他想：这时电视机是否还在消耗电能呢？一次，趁父母出差，他设计了如下方案进行探究：让电视机处于待机状态，然后拔掉其他所有电器的插头或关掉开关，记下时间和家中电能表的读数；去奶奶家住了两天后回到家中，再记下此时的时间和电能表的读数（记录数据如下表）。问：时间电能表示数/kWh4月6日上午8：00115.84月8日上午10：00116.3（1）在小明外出这段时间里，他家电视机消耗的电能是_kWh。（2）通过实验，小明得到的结论是：电视机在待机状态时_。 （3）据估计，我市电视机在待机状态下消耗的电能一年有近6000 kWh，令人警醒。要显著降低电视机的这种电能消耗，你认为可以采取哪些方法？ 10、手机、数码相机等常用充电电池作为电源，如图所示是某手机电池铭牌，观察可知该电池的电压是_ V，它充足电后所储存的电能是_ J。本周作业上周作业完成情况家长签字日期、时间学生签名电能和电功高频考点1家庭中的电灯、电视机、电风扇等用电器都是 联在电路中的。小林家4月底电能表读数为2708.7 kWh，5月底电能表读数如图所示，那么5月份他家消耗了 kWh的电能。2课外实践活动中，小明仔细观察了家中的电能表，表盘信息如图所示，电能表的示数为 kWh若一段时间内指示灯闪烁了320次，用电器消耗的电能为 J该电能表连接到电压为380V的电路中 （选填“能”或“不能”）正常工作3如图是一顶太阳能风扇凉帽，凉帽的顶部装有一个太阳能电池板，帽沿装有一个小型电风扇。电池板在太阳光的照射下，将 能转化为电能，驱动电风扇工作。电风扇工作时的电压为1.2V，电流为50mA，若电风扇正常工作了l小时，电流做功为 焦。 4今年5月娄底全面开通了3G手机通信业务 你知道到底什么是3G通信吗？所谓3G，其实它的全称是3rdGeneration，中文含义就是指第三代数字通信 第三代与前两代的主要区别在于：传输声音和数据的速度上的提升，它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式 以下为某3G手机LGKT878的主要参数：手机类型主屏参数电池规格摄像头像素通话时电流3G手机智能手机拍照手机30英寸480800像素37伏1300毫安时锂电池500万像素400mA该手机通话5min，消耗的电能是 J5如图所示，上海世博会主题馆屋面入选“中国世界纪录协会”世界最大单体面积太阳能屋面。上海世博会主题馆屋面太阳能板面积达3万多平方米，是目前世界最大单体面积太阳能屋面，年发电量可达280万度。相当于上海4500多居民一年的用电总量。求：(1) 280万度电合多少焦耳？ (2)此能量相当于完全燃烧多少吨标准煤放出的热量？(标准煤的热值为3.0l07J/kg)电能和电功重难点1. 在工业生产中，经常用热敏电阻来探测温度。如图甲所示的电路，将热敏电阻R0放置在热源内，其余部分都置于热源外，这样就可以通过电流表的示数来表示热源温度。已知电源电压是9V，定值电阻R的阻值是100，热敏电阻是R0的阻值承受温度变化的关系如图乙所示。求：来源:Zxxk.Com(1)当热源的温度升高时，热敏电阻的阻值_，电流表的示数_；(两空都选填“增大”、“减小”或“不变”)(2)当热源的温度为30时，电流表的示数是多少？(3)已知电流表的量程是0.03A，此电路能够测量的最高温度是多少？此时该电路在100s内电流做了多少功？来源:学#科#网2有一种新型节能灯LED灯，使用这种灯比旧灯泡节能90，且发出光的颜色会随电压的变化而变化（见右表）。（1）根据表中数据，求出当LED灯发出红光时，100s消耗的电能是多少？（2）把一个LED灯接入如图所示的电路中，已知电源电压为5V且保持不变，电阻R为90。闭合开关，毫安表（量程更小的电流表）的读数为20A，请你通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光？电能和电功参考答案知识点一：电能的转化例1、略 例2、（1）内能 （2）内能和光能 （3）内能和机械能 （4）内能知识点二:电能的计量几个重要参数：（1）家庭，10A，20A ，1秒钟变化电流方向50次，1度电，600r（2）计时后的示数减去计时前的示数。15.7度（3）1 kwh（1度），600r例3、0.005 kwh (或1.8104J) 例4、0 2 0 2 6 ，60例5、1 0 2 1 6 ，电表应接在220V电压下工作（或每消耗1度电电表转2500r），标定电流为5A）例6、双双，她家每消耗1度电，电表要赚3600r知识点三：电功及其大小的决定因素略典型例题例1、BD例2、甲：23度，8.28107J，8.28107J，8.28107J 乙：23.6度，略 丙：58度，略例3、C 例4、D 例5、（1）1：1 ， 1：4 ， 1:4 （2）4：1， 1:1 ，4:1 例6、C 例7、C 例8、D例9、（1）W1=360J ，W2=216J （2）W总=W1+W2=576J例10、（1）0.6 （2） 不正确，R1的电压错误，U1=3V （3）W=UIt=9V0.6A60s=324J随堂