
1.電能的利用:用電器工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.如電燈泡把電能轉(zhuǎn)化為________能;電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為________
能,電熱器把電能轉(zhuǎn)化為________能.
2.單位:國際單位是焦耳,符號 J;生活中常用單位是千瓦時(shí),符號為_____,俗稱“度”;單位轉(zhuǎn)化:1 度=1 kW·h=3.6×106 J.
3.(1)測量電能的工具:電能表.它用來測量家用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能.電能表上“600 r/(kW·h)”[600 imp/(kW·h)]表示的意思是: 用電器每消耗 1 kW·h 的電能,電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600 轉(zhuǎn)(指示燈閃爍 600 次).
(2)注意:電能表在讀數(shù)時(shí),數(shù)字欄中的最后一位數(shù)字是小數(shù)
1.定義:電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程就是電流做功的過程,即電功;用字母 W 表示.2.電流做功的影響因素:電流做功跟________、__________、__________有關(guān).
3.公式:W=________.
求電壓 U=______;求電流 I=______;求時(shí)間 t=________.
知識點(diǎn) 1 用電能表測電能典例 1:(2020年淮安市)如圖18-1-1所示分別是小英家上月初和上月末電能表的示數(shù).結(jié)合表盤上的信息可知,下列選項(xiàng)中正確
A.小英家家庭電路中的干路電流不得超過 10 AB.小英家上個(gè)月消耗的電能為 1011 kW·h
C.電能表上指示燈閃爍 320 次,表示家庭電路消耗電能 0.2 JD.電能表上指示燈閃爍的次數(shù)越多,說明電路中消耗的電能
思路點(diǎn)撥:由圖 18-1-1 知電能表允許通過的最大電流為 40 A,故 A 錯誤;小英家上月消耗的電能為 5647.8 kW·h-5546.7 kW·h=101.1 kW·h,故 B 錯誤;1600 imp/(kW·h)表示每消耗 1 kW·h 的電能指示燈閃爍 1600 次,指示燈閃爍 320 次消耗的電能為 W=
kW·h=0.2 kW·h,故 C 錯誤;電能表上指示燈閃爍的次數(shù)越
多,則電路中消耗的電能越多,故 D 正確.
方法技巧:測量電功(消耗的電能)的方法
(1)由電功公式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測量:可以用電壓表、電流表以及秒表分別測量出電壓值、電流值和通電時(shí)間,根據(jù)電功定義式 W=UIt 計(jì)算.
①讀數(shù)法:用戶在某一段時(shí)間內(nèi)所消耗的電能,就是這段時(shí)
間始、末電能表計(jì)數(shù)器兩次所顯示的數(shù)字之差.
②計(jì)算法:由電能表參數(shù) N r/(kW·h)或 N imp/(kW·h),數(shù)出某段時(shí)間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù) n 或閃爍了 n 次,則這段時(shí)間內(nèi)消耗
所示,下列說法錯誤的是( )
變式 1:(2022 年青海省)一種家用電能表上的參數(shù)如圖18-1-2
A.該電能表應(yīng)該在 220 V 的電路中使用B.該電能表的額定最大電流為 20 AC.電能表是計(jì)量用電器消耗電能的儀表
D.該電能表此時(shí)的讀數(shù)是 31.6 J答案:D
易錯:(2022 年湘潭市)如圖 18-1-3 是小明家電能表的表盤,其讀數(shù)是________kW·h.小明將家中其他用電器關(guān)閉,只讓干衣機(jī)單獨(dú)工作,觀察到 6 min 內(nèi)電能表指示燈閃爍了 160 次,干衣機(jī)在這 6 min 內(nèi)消耗的電能為______kW·h,它的實(shí)際功率是______kW.
答案:619.5 0.1 1
知識點(diǎn) 2 電功及其計(jì)算
典例 2:(2021 年上海市期中)10 秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為 5 C,通過該導(dǎo)體的電流為_______A.若該導(dǎo)體兩端的電壓為3 V,電流對導(dǎo)體做功_______J.若將電壓增大為 6 V,則該導(dǎo)體的電阻為________Ω.
答案:0.5 15 6方法技巧:手機(jī)電池或充電器有個(gè)常見單位 mA·h,1 mA·h=10-3 A×3600 s=3.6 A·s,由于電荷量 Q=It,即 mA·h 也是電荷量 Q 的單位,1 C=1 A·s.電能的單位為 J,1 J=1 A·s·V.
變式 2:(2022 年郴州市)老王的手機(jī)電池的銘牌上標(biāo)有“5 V4000 mA·h”的字樣,手機(jī)正常使用時(shí)功率為 2 W.如果他在電池電量剩余 30%時(shí),立刻插上 30 W 的充電器,并持續(xù)正常使用,直到
電量充滿.他這次給手機(jī)充電的時(shí)間是(
A.0.2 hC.0.5 h答案:C
變式 3:(2022 年河南省)在如圖18-1-4所示的電路中,電源電壓不變,電阻 R2 的阻值為20 Ω.閉合開關(guān)S,兩電流表的示數(shù)分別為 0.5 A 和 0.2 A,則電源電壓為________V,電阻 R1 的阻值為________Ω.通電 1 min,該電路消耗的總電能為________J.
答案:6 30 180
1.下列單位中,不是電功單位的是( )
B.伏·安·秒D.千瓦·時(shí)
A.焦耳C.瓦特答案:C
2.(2022 年河池市)現(xiàn)代社會生活和生產(chǎn)幾乎處處離不開電,用電,實(shí)際上用的是電能. 下列關(guān)于電能和電功的說法正確的是
)A.用電器通過電流做功把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能B.發(fā)電站把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能C.電功和電能的單位都是瓦特D.電功和電能是同一個(gè)物理量答案:A
3.(2022 年青島市)下列電流做功的過程中,電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)
A.電風(fēng)扇吹風(fēng)B.電燈發(fā)光C.電飯鍋煮飯D.電解水制氧答案:A
4.關(guān)于電流做功的影響因素說法中正確的是(
A.通電時(shí)間長的用電器,電流做功多B.通過電流大的用電器,電流做功多C.在電壓、通電時(shí)間都相同的情況下,通過電流大的用電器,電流做功少D.在電流、通電時(shí)間都相同的情況下,電壓大的用電器,電流做功多答案:D
5.(2022 年湖北省)小明家半年前新裝了一只電能表,現(xiàn)在表盤
的示數(shù)如圖 18-1-5,下列說法正確的是(
A.該電能表的標(biāo)定電流為 20 AB.該電能表應(yīng)接在 50Hz 的直流電路中使用C.小明家每消耗 1 度電,鋁盤轉(zhuǎn)動 3000 轉(zhuǎn)
D.小明家半年內(nèi)的用電量是 6335 kW·h答案:C
6.小軍買了一個(gè)電爐,把它接入家里的電路上,從說明書上知
道,此時(shí)的電流為 5 A,則半小時(shí)消耗的電能是(
B.33 000 JD.3 960 000 J
A.550 JC.1 980 000 J答案:C
7.(2021 年福建省)某手機(jī)電池容量為 4200 mA·h,電池電壓為3.7 V.用一個(gè)標(biāo)有“輸出 5 V 4 A”的快速充電器,將手機(jī)電池從零電量至充滿,需要________min(充電效率為 84%).快充充電線比普通手機(jī)充電線要粗一些,這是因?yàn)檎9ぷ鲿r(shí),通過快充充電線的________較大.
解析:手機(jī)電池充滿電需要的電能為 W=UIt=3.7 V×4200 mA·h=3.7 V×4.2 A×3600 s=55 944 J,設(shè)需要充電時(shí)間為
得 t1=3330 s=55.5 min,快充充電線的電流比普通手機(jī)電流要大,所以充電線要粗一些,使得導(dǎo)線電阻要小一些,可以減小電流熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量.答案:55.5 電流
8.(2022 年廣安市)如圖 18-1-6 所示,電源電壓 6 V 不變,電阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,當(dāng)開關(guān) S 接 2 時(shí),電壓表示數(shù)為_______V.當(dāng)開關(guān) S 接 1 時(shí),通過 R1 的電流 10 s 內(nèi)所做的功為________J.
9.(2022 年云南省)如圖18-1-7所示,電源電壓恒定,R1=30 Ω,當(dāng) S 閉合、S1 斷開時(shí),電流表的示數(shù)為 0.2 A.當(dāng) S、S1 都閉合時(shí),電流表的示數(shù)為 0.5 A.求:(1)電源電壓.(2)R2 的阻值.(3)S、S1 都閉合時(shí),通電 1 min 電流
測電路中的電流,由I= 可得,電源的電壓
解:(1)當(dāng) S 閉合、S1 斷開時(shí),電路為 R1 的簡單電路,電流表
U=I1R1=0.2 A×30 Ω=6 V.
(2)當(dāng) S、S1 都閉合時(shí),R1 與 R2 并聯(lián),電流表測干路電流,因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,所以,通過 R1 的電流不變,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以通過 R2 的電流
I2=I-I1=0.5 A-0.2 A=0.3 A因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以電阻 R2 的阻值
(3)S、S1 都閉合時(shí),通電 1 min 電流通過 R2 做的功為W=UI2t=6 V×0.3 A×60 s=108 J.
10.(思維拓展)(2020 年廣元市)如圖 18-1-8 所示,電源電壓恒定為 10 V,R1=10 Ω,閉合開關(guān) S,滑動變阻器的滑片 P 從一端滑到另一端的過程中,電壓表的示數(shù)從 2 V 變成 5 V,則 R2 的阻值為________Ω,滑動變阻器的最大阻值為________Ω,當(dāng)滑片 P置于 b 點(diǎn)時(shí),該電路 1 min 消耗的電功為________J.
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