18.1电能电功（讲义）教师版

人教版八年级物理上册第18章《电功率》第1节电能电功讲义（知识点总结+例题讲解）序号知识点难易程度例题数变式题数合计一电能★★3324二电功★★99一、电能：1.来源：电源（其他形式的能→电能）（1）干电池、蓄电池、锂电池：化学能→电能；（2）水力发电站：机械能→电能；（3）太阳能发电：光能（太阳能）→电能；（4）核电站：核能→电能；2.应用：用电器（电能→其他形式的能）（1）灯泡：电能→内嫩、光能；（2）电风扇：电能→机械能；（3）电烤箱、开水壶、电磁炉、电饭锅：电能→内能；（4）电视机：电能→光能、声能；3.符号：W4.单位：（1）国际单位：焦耳，简称焦（J）；（2）常用单位：千瓦时（kW·h），也叫“度”；（3）换算关系：1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J5.电能的测量：（1）仪表：电能表（测量用户消耗的电能多少的仪表）（2）参数：电能表上“220V”、“10（40）A”、“480R/kwh”等字样：①表示电能接在220V的电压下使用；②电能表的标定电流是10A；（长时间正常工作的电流）③短时间允许通过的最大电流为40A；④每消耗一度电电能表转盘转480转。说明：超过40A也并不一定就是要损坏,只是已不安全,并有可能不能准确的计量,当然长期超过40A的确会做电表容易损坏。6.电能表的读数：（1）测量较大电功时用刻度盘读数。

①标有红色标记的数字表示小数点后一位。

②前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。

如：电能表月初读数：月底读数：这个月用电19.6度，合7.056×107J。（2）较小电功时，用表盘转数读数。如：某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是4.32×104J。【例题1】现代社会生活和生产几乎处处离不开电，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．用电器通过电流做功把电能转化为其它形式的能B．发电站把电能转化为其它形式的能C．电功和电能的单位都是瓦特D．电功和电能是同一个物理量【答案】A【解析】解：A、根据电功的实质可知，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故A正确；B、发电站是把其它形式的能转化为电能，故B错误；C、电功和电能的单位都是焦耳，故C错误；D、电流做功的过程，是将电能转化为其它形式能的过程，所以电功不是电能，故D错误。故选：A。【变式1】下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（）A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电解水制氧【答案】A【解析】解：A、电风扇吹风，电能主要转化成机械能，故A正确；B、电灯发光，电能转化成光能和内能，故B错误；C、电饭锅煮饭，是电能转化为内能，故C错误；D、电解水制氧，由电能转化成化学能，故D错误。故选：A。【例题2】下列电学仪器中，能够直接测量电功的是（）A．验电器B．电压表C．电流表D．电能表【答案】D【解析】解：A、验电器是检验物体是否带电的仪器，不能测量电功的大小，故A错误；B、电压表是测量电路两端电压大小的仪表，它可以和电流表、秒表配合使用，通过W＝UIt计算电功，但不能直接测量电功，故B错误；C、电流表是测量电路中电流大小的仪表，它可以和电压表、秒表配合使用，通过W＝UIt计算电功，但不能直接测量电功，故C错误；D、电能表是用来测电功的仪器，电能表串联在电路中，可以直接测量电路消耗的电功，故D正确。故选：D。【变式2】家庭电路中，电能表通常用来测量（）A．电功率B．电压C．电流D．电功【答案】D【解析】解：电流用电流表测量，电压用电压表测量，测出电流与电压后，由公式P＝UI可以求出电功率；家庭电路中，串联在电路中的电能表是用来测量电功的，即用电器消耗电能多少的。故选：D。【例题3】如图所示为单相电子式电能表，关于该电能表下列说法正确的是（）A．允许通过的最大电流为10AB．主要用来测量用电器的电功率C．此时的示数为13148kW•hD．指示灯闪2500次表示消耗电能3.6×106J【答案】D【解析】解：A、“10（20）A”表示电能表的标定电流是10A，20A是指这个电能表平时工作允许通过的最大电流，故A错误；B、电能表是测量消耗电能多少的仪表，不是测量用电器电功率大小的仪表，故B错误；C、电能表显示数字中最后一位是小数，由图知，该电能表此时示数为1314.8kW•h，故C错误；D、2500imp/（kW•h）表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁2500次，则指示灯闪烁2500次，电路消耗电能为1kW•h＝3.6×106J，故D正确。故选：D。【变式3】如图是小王家的电能表，下列说法正确的是（）A．电能表的读数为56378kW•hB．这个电能表正常工作的电压为380VC．这个电能表要在20A的电流下才能正常工作D．小王家用电器每消耗1度电，电能表指示灯闪烁1600次【答案】D【解析】解：A、电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW•h，则图中电能表示数为5637.8kW•h，故A错误；B、表盘上“220V”表示电能表的正常工作电压为220V，故B错误；C、20A表示该电能表正常工作时允许通过的最大电流，故C错误；D、“1600imp/（kW•h）”表示用电器每消耗1kW•h（1度）的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，故D正确。故选：D。二、电功：1.概念：电流通过某段电路所做的功叫电功；2.实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。3.电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。（1）电池充电把电能转化为化学能，放电时把化学能转化为电能；（2）电动机把电能转化为机械能；（3）灯泡把电能转化为光能和内能。4.规定：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。5.符号：W；6.公式：W=UIt（适用于所有电路）；。7.单位：（1）电功W：焦耳（J）；1J=1V·A·s（2）公式中物理量的单位：U（电压：伏特V），I（电流：安倍A），t（时间：秒s）8.公式变形：（1）W=I2Rt；（常用于串联电路）（2）；（常用于并联电路）9.串联电路的电功：（1）；（2）W=W1+W2+…+Wn10.并联电路的电功：（1）；（2）W=W1+W2+…+Wn无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功：W=W1+W2+…+Wn【例题4】下列关于电功的说法中正确的是（）A．电流做功越多，消耗的电能就越多B．电流通过导体时所做的功决定于导体两端的电压、通过导体的电流和导体的电阻C．通电的时间越长，电流做的功越多D．电流做功的过程，实际上是把其他形式的能转化为电能的过程【答案】A【解析】解：A、电功是指电流所做的功，电流做功越多，消耗的电能就越多，故A正确；BC、由电流做功的公式W＝UIt可知，电流通过导体时所做的功决定于导体两端的电压、通过导体的电流和通电时间，故BC错误；D、电流做功的过程，实际上是把电能转化为其他形式的能的过程，故D错误。故选：A。【变式4】下列关于电功的说法正确的是（）A．电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低无关B．电功的单位和电能的单位是不同的C．用电器消耗电能越多，电流做功就越少D．电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程【答案】D【解析】解：A、电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低有关，故A错误；B、电功的单位与电能的单位相同，在国际单位制中都是“焦耳”，故B错误；C、用电器消耗电能的过程就是对外做功的过程，因此，用电器消耗电能越多，电流做功一定越多，故C错误；D、电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，故D正确。故选：D。【例题5】生活中我们用到各种电器，以下的用电器中，工作时能量转化的主要形式与其他不同的是（）A．电饭煲B．电风扇C．电水壶D．电烙铁【答案】B【解析】解：A、电饭煲工作时是将电能转化为内能；B、电风扇工作时主要是将电能转化为机械能；C、电水壶工作时是将电能转化为内能；D、电烙铁工作时是将电能转化为内能。综上所述，只有B电风扇的能量转化与其他三个不同。故选：B。【变式5】我们学过能量及其转化，学习了电能后，知道电能也可以发生转换。下列选项中是小明家里的用电器，在使用过程中电能转化的主要形式与电热毯相同的是（）A．电动剃须刀B．电脑C．电熨斗D．电风扇【答案】C【解析】解：电热毯、电熨斗工作时，电能转化为内能；电动剃须刀、电风扇工作时电能主要转化为机械能；电脑工作时，电能转化为机械能、声能、光能等；故C正确。故选：C。【例题6】某电动机接在电压为220V的电路中工作时，通过的电流为4A。如果电动机线圈电阻为4Ω，则电动机每分钟输出的机械功是（）A．48960JB．52800JC．880JD．3840J【答案】A【解析】解：电动机每分钟消耗的电能：W＝UIt＝220V×4A×1×60s＝52800J，电动机每分钟产生的热量：Q＝I2Rt＝（4A）2×4Ω×1×60s＝3840J，电动机每分钟输出的机械功：E＝W﹣Q＝52800J﹣3840J＝48960J。故A正确。故选：A。【变式6】一个充电的移动电源（俗称“充电宝”）输入电压为5V，容量为6000mA•h，则该移动电源充电后最多储存的电能是（）A．3.0×104JB．30kW•hC．1.08×105JD．1.08×102kW•h【答案】C【解析】解：该移动电源充电后最多储存的电能是：W＝UIt＝UQ＝5V×6000×10﹣3A×3600s＝1.08×105J。故选：C。【例题7】如图所示，手电筒中的电流为0.6A，电源为三节干电池，则该手电筒中的小灯泡工作1min消耗的电能约为（）A．2.7JB．81JC．162JD．9720J【答案】C【解析】解：电源电压为：U＝1.5V×3＝4.5V，小灯泡工作1min消耗的电能为：W＝UIt＝4.5V×0.6A×60s＝162J；故ABD错误，C正确。故选：C。【变式7】如图所示，电源电压不变，闭合开关S1，电流表示数为0.7A，再闭合S2，电流表示数变化了0.3A，则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是（）A．3：4B．4：3C．3：7D．7：3【答案】D【解析】解：闭合开关S1，电路为R1的简单电路，电流表示数为0.7A，则R1的电流：I1＝0.7A，再闭合S2，两电阻并联，电流表测总电流，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然为0.7A，电流表示数变化了0.3A，则说明通过R2的电流为：I2＝0.3A，由于并联电路各支路两端的电压相等，则U1＝U2，所以，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为：W1故选：D。【例题8】利用一节干电池（电压恒定）给小灯泡供电，可以连续工作的时间为3h，用两节同样干电池串联起来给同样的小灯泡供电，不考虑温度对灯泡电阻的影响，可以连续工作的时间可能是（）A．2hB．1.5hC．6hD．3h【答案】B【解析】解：设一节干电池储存的电能为E，电压为U，灯泡的电阻为R，由W=U2R两节同样干电池串联起来，存储的电能为2E，电压为2U，给同样灯泡供电时有：(2U)2R故选：B。【变式8】用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电10min可烧开一壶水，若将电热丝对折起来使用，电源电压不变，则烧开同样壶水的时间是（）A．30minB．20minC．5minD．2.5min【答案】D【解析】解：影响电阻大小的因素有导体的长度、横截面积、材料以及温度；将电热丝对折后，长度变为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，所以此时电阻丝的阻值为原来的四分之一；不计热量损失，烧开同样一壶水，则电热丝产生的热量与原来相同，所以由Q＝I2Rt=U所以加热时间变为原来的四分之一，即10min×1故选：D。【例题9】如图所示，电源电压相等，已知R1＞R2＞R3＞R4，开关均闭合后，在相同的时间内，消耗电能最多的电阻是（）A．R1B．R2C．R3D．R4【答案】D【解析】解：左图中R1、R2串联，设R1两端的电压U1，R2两端的电压U2，由串联电路的电压特点可知，U1、U2都小于电源电压U；因为R1、R2的电阻较大，所以由公式W=U2Rt可知，相同时间内R1、R2消耗的电能比R右图中R3、R4并联，并联电路两端的电压相等且为电源电压U，且R3＞R4，由公式W=U2R故选：D。【变式9】有两个电阻R1和R2，R1＝9Ω，R2＝3Ω，采用下列四种连接方式，分别接到电压为12V的电源上，通电10min，电流做功最少的连接方式是（）A．R1和R2并联B．R1和R2串联C．只接入R1D．只接入R2【答案】B【解析】解：根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻，电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知，当两个电阻串联时总电阻最大，由W=U故选：B。【例题10】如图所示的电路中，电源电压保持不变，只闭合开关S1，电流表的示数为0.2A；再闭合开关S2，电流表的示数为0.5A，由此可知两电阻的大小之比R1：R2为。闭合S1、S2后，R1、R2两端的电压之比U1：U2为，在相同的时间内，电流通过电阻R1、R2所做电功之比W1：W2为。【答案】3：2；1：1；2：3。【解析】解：由电路图可知，当只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电流表的示数为通过R1的电流，即：I1＝0.2A；当再闭合开关S2时，两电阻并联，电流表测干路电流，因为并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，闭合开关S2时，通过R1的电流不变，因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，因为并联电路中各支路两端的电压相等，则R1、R2两端的电压之比U1：U2＝1：1，所以，由I=UR可得：由W＝UIt可得，闭合S、S1后，R1与R2的电功之比：W1故答案为：3：2；1：1；2：3。【变式10】如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器的滑片P从a端移到b端，电压表示数随滑动变阻器R2阻值变化的图象如图乙所示，则电源电压为V，定值电阻R1的阻值为Ω，滑片P在b端时，通电5s电流对R1做的功为J。【答案】6；10；0.5。【解析】解：由图甲所示电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测定值电阻R1两端电压。由图甲所示电路可知，滑片在a端时，只有定值电阻接入电路，电压表测电源两端电压，由图乙所示图象可知，电源电压U＝6V；当电压表的示数为2V时，R2的阻值为20Ω，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，因串联电路中各处的电流相等，则电流I=U由I=UR可得，定值电阻R1的阻值：R1当滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器两端的电压最大，电压表的示数最小为1V，则电阻R1所做的功：W=U12故答案为：6；10；0.5。【例题11】电阻R1＝8Ω，R2＝16Ω，将R1与R2串联后接到12V的电源上。求：（1）R2两端电压；（2）5min内电流通过R1所做的功。【答案】（1）R2两端电压8V；（2）5min内电流通过R1所做的功是600J。【解析】解：（1）由欧姆定律得：I=UR2两端的电压：U2＝IR2＝0.5A×16Ω＝8V.（2）由W＝I2Rt得：W＝I2Rt＝（0.5A）2×8Ω×300s＝600J答：（1）R2两端电压8V；（2）5min内电流通过R1所做的功是600J。【变式11】如图所示，电源两端电压保持不变，电阻R2阻值为20Ω。闭合开关S后，电流表A1的示数为0.5A，电流表A2的示数为0.3A。求：（1）通电10s电阻R2消耗的电能；（2）电阻R1的阻值。【答案】（1）通电10s电阻R2消耗的电能为18J；（2）电阻R1的阻值为30Ω。【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流。（1）因并联电路中各支路电压相等，所以，由I=UR可得，电源的电压：U＝I2R则通电10s电阻R2消耗的电能：W2＝UI2t＝6V×0.3A×10s＝18J；（2）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1