苏科版九年级物理下册 15.1电能表与电功（分层练习）

15.1 电能表与电功 生活中有不同型号的干电池、锂电池等，它们的作用是什么？ 原来它们是把不同形式的能转化为电能。什么是电能？怎样获取、计算、测量电能？这节课我们一起学习。情景引入认识电能、电功1.电能的来源各种各样的发电厂和电池，把不同形式的能转化为电能，供人们使用。探究新知2.电能的利用各类用电器，在生产生活中把电能转化成其他形式的能电能已成为应用最广泛和最方便的能量。而且为了保护生态环境，国家大力推行煤改电和油改电政策。国家大力支持“煤改电”“、”油改电”3．电能的单位电能的国际单位：焦耳（J）生活中的电能单位：千瓦时，符号是 kW·h, 俗称 “度”他们之间的换算关系是：1kW·h=1×103W ×3600s=3.6 ×106J你知道家里一个月要交多少电费吗?供电部门怎样来确定用户所用的电量的?想一想电能的计量（1）电能表：用来测量用电器在一段时间内消耗电能的仪表1.认识电能表（2）. 电能表上个参数的含义① .220V: 表示该电能表在220 V的电路中使用；② .5A: 这个电能表的标定电流为5A；③.(10A): 通过电能表的电流在短时间应用时允许大些，但不能超过10A；④. 50Hz: 这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；⑤ . 720r/KW.h: 电能表的铝盘转过720转时，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h ；⑥ .3200imp/(Kw·h):电能表上的指示灯闪烁3200次，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h.（3）. 电能表的读数本周用电：823.3kw.h-781.5kw.h=41.8kw.h①.数字表盘有5位数字，最后一位红框里表示小数位。②.读数方法：一段时间电能表计数器前后两次读数差，就是这段时间用去的电能。如：某电能表在一周内的示数变化为：（4）通过电能表求用电器消耗的电能①.观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是所求的电能值.例如：某电能表的表盘上标有“3000R/KWh”字样，现只让一台40英寸彩电工作，发现一段时间内转盘转了20R，则这段时间内，电视机消耗了多少电能？②.测出一定时间内电能表上转盘的转数，再算出电能值.3. 1 kW · h电 的作用发1度电要消耗0.35 kg标准煤，排放0.872 kg二氧化碳，要关注能源消耗造成的环境破坏。电能是人们生活的重要资源，为节约每一度电，我们要从点滴做起。电功 想一想各类用电器是如何将电能转化为其他形式的能呢？其他形式的能电能我们知道：电能可以转化为其他形式的能量。 下面我们分析用电器是如何将电能转化为其他形式能的。转化 以电动自行车为例分析： ①电功的概念 电动自行车的核心部件：蓄电池、电动机。机械能增加电流做功电能减少 ①电动车运动时，电流通过电动机，使电动机转动，电流做功。 以人骑电动车为例分析 ②蓄电池中的电能减少。 ③电动车的机械能在增加。 蓄电池工作时，电流在做功，电能减少，电动机的机械能增加。电流就做了多少功电池减少了多少电能车的机械能就增加多少这个过程是通过电流做功来实现的。电流做功105焦耳 再例如，对电水壶里的水加热，水温度升高，如果增加了105焦耳的内能，则一定消耗了105焦耳的电能，在这过程中，电流做功105焦耳。有105焦耳电能转化为内能= 电流做了多少功有多少电能转化成其他形式的能 ②电功 电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。转化 内 能机械能化学能 光 能①各类用电器都是以电流做功的形式将电能转化为其他形式的能。电能电流做功②用电功的大小来量度用电器消耗的电能的多少。 ┈┈┈┈ ③对电功的理解 ①可能与电流有关；④探究“影响电功大小的因素”下面我们通过实验探究“影响电功大小的因素” 。 想一想电流做功多少与哪些因素有关?猜想 ②可能与电压有关； ③可能与通电时间有关。实验方案 控制变量法 ②如何反映电功的大小？ 转化法 A. 保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系B. 保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系①实验需采用哪种研究方法？ 比较电灯的亮度：小灯越亮，电流做功越多。①保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系 把两盏规格不同的小灯串联，用电压表分别测量它们两端的电压，同时观察比较小灯的发光情况。 探究实验 在通过用电器的电流与通电时间相同时，用电器两端的电压越大，电流做功就越多。结论实验记录 把两盏规格不同的小灯并联，用电流表分别测量通过它们的电流，同时观察比较小灯的发光情况。 ②保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系 在用电器两端的电压与通电时间相同时，通过用电器的电流越大，电流做功就越多。结论实验记录进一步实验可得出：电流所做的功与电压、电流、通电时间成正比。 决定电功大小的因素： 电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间长短有关。用电器两端的电压越大、通过用电器的电流越大、用电器通电时间越长，电流做功也就越多。⑤实验结论 W = UIt 1焦 =1伏·1安·1秒②公式：电功=电压×电流×通电时间① 物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。t —— 通电时间 I ——电流 U ——电压 ③国际单位：焦耳（J）常用单位：千瓦时（KW·h）⑥电功 1kw·h=3.6×106J 1J =1V·A·S ①电功变形公式的适用条件：只适用于纯电阻电路； ②利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性； ③ W＝UIt 是普遍适用的公式。⑦电功的推导计算公式W＝I2Rt 1.用_________测量一段时间内家用电器消耗的电能。 2.电能表上“220V”表示该电能表应该在______的电路中使用。 3.电能表上表盘的数字是以__________为单位 。 电能表 220V kW•h课堂练习4.10月初表盘： 应记为__________ 10月底表盘： 应记为__________ 10月份消耗电能为_____________ 如果每度电0.5元，10月应交电费为________4267.8kW•h4374.4kW•h 106.6kW•h53.3元5.（2019秋•菏泽期末）小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图所示，他仔细观察照片后，得到了以下结论，你认为正确的是( )A．电能表的标定电流是20A B．电能表工作时的允许最大电流是10A C．电能表的转盘转过3000转，表明接在这个电能表上的用电器消耗了1kW•h的电能D．拍照片时，家中已消耗的电能为2818.5 JC6．（2020•广州二模）对比图中白炽灯和LED灯将电能转化为其他形式能的情况，可得（　　）A．白炽灯发光时，大量的电能转化为光能 B．白炽灯的寿命跟灯丝的温度有关，因为温度越高，灯丝就越容易凝华 C．LED 灯可以直接把电能全部转化为光能 D．LED 灯发光的效率较高D7．（2019秋•苏州期末）在“探究电功与哪些因素有关”实验中，小惠连接了如图的电路，以下说法中错误的是（　　）A．此电路探究的是电功与电压的关系B．实验中，通过灯泡的亮度反映相同时间电功的大小 C．滑动变阻器在电路中起到保护电路的作用 D．移动滑动变阻器的滑片从而改变电流，可以进一步探究电功与电流的关系D8．（2019秋•常熟市期末）现有两个定值电阻R1和R2（R1＞R2），按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是（　　）A．W甲＞W乙＞W丙＞W丁 B．W甲＞W丙＞W丁＞W乙 C．W丙＞W丁＞W乙＞W甲 D．W乙＞W丁＞W丙＞W甲D9．（2020•吉林）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，则两个电器消耗的电能之比为（　　）A．4：5 B．5：1 C．5：4 D．5：8Ｃ10．（2019秋•常州期末）阻值为4Ω的小灯泡同一个阻值为2Ω的定值电阻串联在6V的电源上，则通电1min后，电流通过小灯泡所做的功为（　　）A．240J B．360J C．480J D．720JＡ11．（2020•绵阳）小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一天他把自己的手机拆开，看到了一块如图所示的锂电池。以下是他做出的判断，其中不正确的是（　　）A．这块电池能提供的电能大约为2.3×104J B．图中mAh和Wh都是能量的单位 C．将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元 D．这块电池提供的电能若全部用来驱动电动机，能借助机械将一个中学生提升超过20m高Ｂ12．（2019秋•深圳期末）小张从实验室找到四只电能表，其规格如下所示。她将四只相同的白炽灯分别与四只电能表相连并接入照明电路，则电能表转盘转得最快的是（　　）A．220V 5A 50Hz 1200r/（kW•h） B．220V 2A 50Hz 1800r/（kW•h） C．220V 5A 50Hz 2500r/（kW•h） D．220V 2A 50Hz 3600r/（kW•h）D13．（2020•烟台）如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该电能表的标定电流是　 　　A，表盘上显示已用电　 　　　　kW•h．若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次，该用电器在上述时间内消耗的电能为　 　　kW•h。105546.70.0214．（2020•福建）民航局规定：严禁乘客携带超过160W•h（瓦•时）的锂电池上飞机。某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“10.8V 10A•h”字样，充满电后，存储的电能为　 　　 　kW•h，该笔记本电脑　 　 　（选填“能”或“不能”）带上飞机。0.108能15．（2019•恩施州）华为手机的超级快充充电器最大充电电流可达5A．现有华为某一型号的电池，容量为4200mAh（其中“mA”为电流的单位“毫安”，“h”为时间的单位“小时”），假设充电器始终以最大充电电流充电，且把电池充满，只需要　　 min．如果将此电池电量全部用完，然后停下家里其它用电器，只给手机充电，充满后发现标有“3000revs/（kW•h）”字样的电能表转了63转，则充电消耗的电能为　 　　　kW•h。50.40.02116. 有一块手机电池，上面标明电压为3.7V，容4500mA•h，它充满电后，大约存储了多少电能？解：U=3.7V Q= 4500mA•h W=U I t=3.7V×4.5A×1×3600s =59940J 答:它充满电后，大约存储了59940电能。17. 小明观察单位电能表有“600r/(kW·h)”的字样。他观察电能表的转盘在2min内转动了60转。请你计算这2min内小明班上消耗多少kW·h的电能？合多少J？解: N= 600r ，W1= 1 kW·h =3.6 × 106 J ，n= 60r W= n／N×W1= 60r／600r × 1 kW·h =0.1 kW·h =3.6 × 105 J答：2min消耗0.1kW·h的电能，合3.6× 105J 。18．（2020•重庆）如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为10Ω，定值电阻R2阻值为20Ω．当开关S闭合后，电流表示数为0.2A．求：（1）R1两端的电压；（2）在10s内，电流通过R2做的电功。解：（1）由公式I＝得R1两端的电压：U1＝IR1＝0.2A×10Ω＝2V；（2）在10s内，电流通过R2做的电功：W＝I2R2t＝（0.2A）2×20Ω×10s＝8J；答：（1）R1两端的电压为2V；（2）在10s内，电流通过R2做的电功是8J。19.李芳家的电子式电能表表盘上标有“3 000imp/（kW·h）”的字样，其含义是电路每消耗1kW·h的电能，电能表上指示灯闪烁_______次。她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让一个用电器工作3min，发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为_______kW·h。3 0000.0220.如图所示电路中，电源电压不变，只闭合开关S1，电流表的示数为0.3 A，再闭合开关S2，电流表示数变化了0.4 A，则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是( )A21.图中R1＝4Ω，R2＝6Ω，把它们并联在U＝3V的电路中，则R1和R2并联后的总电阻为_____Ω；通电30 s，电阻R1消耗的电能为_____J.  2.4 67.5 22.有一个空调接在220 V的家庭电路中，通过它的电流为5A，计算这只灯使用5 h消耗多少度电？答：这只节能灯5 h消耗的电能是5.5 度。 解：W = UIt = 220 V×5A×5 h= 1.98 × 107J1.98 × 107J=5.5KW·h解：电流做功 W=UIt=220V×0.13A×10×60s=17160J用公式W=UIt来计算23.某日光灯在照明电路中正常工作时，其电流是0.13A，若通电10min，则电流做功为多少焦耳?24.如图所示的电路，R1=6Ω，R2=4Ω，当S1、S2均闭合时，电压表的示数为6V。求：R1在10分钟内消耗的电能是多少？解：当S1、S2均闭合时，两电阻并联，电压表测电源的电压，电流表A1测R2支路的电流，电流表A2测干路电流。R1在10分钟内消耗的电能：电能表与 电功电能单位：kW·h、度、J电能的计算：电能表各参数的含义读数：前后示数差值电功的计算：W=UIt来源和利用：能量的转化课堂小结课程结束