34電功 電能 知識講解含練習

PAGE電功電能【學習目標】1.知道電功及單位；

2.知道電源和用電器工作過程中能量轉化的情況；

3.知道電能的單位是焦耳，另一個單位是千瓦時；

4.理解電功的概念，知道電功的計算公式W=UIt，會相關的計算；

5.知道電能表的作用、讀數方法?！疽c梳理】要點一、電功1.概念：電流所做的功叫做電功，電能轉化為其他形式的能的過程也可以說是電流做功的過程，有多少電能發(fā)生了轉化就說電流做了多少功。2.計算：電流通過導體做的電功等于導體兩端的電壓、通過導體的電流和通電時間的乘積。即：電功=電壓×電流×通電時間?？杀硎緸椋?.單位：焦耳（J）要點詮釋：1.電流通過電燈時，電流做功，燈絲灼熱發(fā)光,，電能轉化為內能和光能；電吹風通入電流，電流做功，把電能轉化成內能和機械能；電熱水瓶，通過電流做功，利用電能把水燒開，把電能轉化成內能；洗衣機利用電能，通過電流做功，把電能轉化為機械能和內能，把衣物洗凈。2.根據W=UIt和歐姆定律有：

其中W=UIt是普遍適用的；

而只適用于純電阻電路。（純電阻電路：將電能全部轉化為內能的電路）要點二、電能表1.作用：測量用電器在一段時間內消耗的電能。

2.計算方法：電能表的示數由四位整數和一位小數組成。電能表的計量器上前后兩次讀數之差，就是這段時間內用電的度數。但要注意電能表的示數的最后一位是小數。

3.重要參數的意義：

（1）“220V”—表示電能表應該在220V的電路中使用；

（2）“10（20A）”—表示這個電能表的標定電流為10A，在短時間應用時電流可超過10A，但不能超

過20A；

（3）“50Hz”—表示它在50赫的交流電路中使用；

（4）“600revs/kW·h”—表示接在這個電能表上的用電器，每消耗1千瓦時的電能，電能表上的轉盤轉過600轉。根據電能表轉盤轉動的轉數進行計算.如果電能表標有“600revs/kW·h”,當轉盤轉過n圈時,消耗的電能為；

（5）新型電能表：IC卡電能表；沒有鋁盤，靠內部的電子電路計算電能?！镜湫屠}】類型一、電能的轉化1.電風扇正常工作時，電流做功的結果是：大部分的電能轉化為能，還有一小部分的電能轉化為能?！敬鸢浮繖C械；內【解析】電風扇的核心部件就是一個電動機，電動機是將電能轉化為機械能的裝置，同時由于電流的熱效應，電動機在轉動的過程中，必然會發(fā)熱。所以是電能轉化為機械能和內能?！究偨Y升華】此題考查了日常生活中一些用電器的能量轉化，能量要發(fā)生轉化需要通過做功來完成，如電能的轉化是由電流做功來實現的。舉一反三：

【變式】（?深圳模擬）如圖所示的家用電器中主要是將電能轉化為內能的是（）【答案】A類型二、電功的計算2.一個額定電壓為12V的小型電動機正常工作時，測得通過電動機的電流是0.5A，工作10min，電流做功為J。【答案】3600【解析】已知：U=12V，I=0.5A，t=10min=600s電流做的功：【總結升華】題目考查了電功的公式，使用電功公式要注意公式的適用條件，分清電路是純電阻電路還是非純電阻電路。舉一反三：

【變式】加在導體兩端的電壓為3V，通電2min，電流所做的功為360J，則通過這導體的電流是（）A．180AB．120AC．600AD．1A【答案】D3.把兩段阻值相等的電熱絲串聯(lián)后接在電源上，在時間t內電流做功W1若把這兩段電熱絲并聯(lián)后接在同一電源上，在時間t內電流做功為W2，則W1與W2之比是（）A．4：1B．2：1C．1：4D．1：2【思路點撥】兩段電熱絲的阻值相等，則很容易求出串聯(lián)和并聯(lián)時的總電阻；因為接在同一電源上，所以電壓相等，我們可以選擇來解。【答案】C【解析】設每段電熱絲的阻值為R，則串聯(lián)時總阻值R1=2R，并聯(lián)時總阻值因為接在同一電源上，所以電壓相等，由得：串聯(lián)時做功：；并聯(lián)時做功：；則?！究偨Y升華】本題中阻值沒有告訴，故我們在做題時可以先假設為R，作為初學者，在求比值時盡量把要比較的兩個量清楚的寫出來，這樣可以幫助我們更準確的去計算。類型三、電能表4.（?深圳二模）（多選）有一種電能表的表盤如圖所示，關于電能表下列說法不正確的是（）A．電能表的讀數是351.77kW?hB．“10（20）A”是指這個電能表的額定最大電流是10安C．“220V”是指這個電能表應當用在220伏電路中D．“3000r/kW?h”是表示用電器每消耗lkW?h的電能，電能表上的轉盤轉過3000轉【答案】AB【解析】A、由圖知，電能表的讀數是3517.7kW?h，故A錯；B、“10（20）A”中20A是指這個電能表的額定最大電流，故B錯；C、“220V”是指這個電能表應當用在220伏電路中，故C正確；D、3000r/（kW?h）”是表示每消耗1kW?h的電，電能表上的轉盤轉過3000轉，故D正確。故選AB。【總結升華】本題考查對電能表參數的理解，關鍵是理解電能表各參數的物理意義。舉一反三：

【變式】（?盤錦模擬）如圖是單相電子電能表，關于它的技術參數和作用，下列敘述中正確的是（）A．電能表是測量電功率的儀表B．圖中50Hz表示電能表適用的交流電頻率C．圖中5A表示允許在短時間內通過電能表的最大電流D．圖中3200imp/（kw?h）表示每消耗1kW?h電能電能表的轉盤轉3200轉【答案】B【鞏固練習】一、選擇1.（?閔行區(qū)二模）家庭每月用電量的計量單位是（）A．庫侖B．瓦特C．焦耳D．千瓦時2.下圖所示的幾種用電器工作時，以電能轉化為內能為應用目的是（）3.對于不同電路里的兩個用電器，下列說法中正確的是（）A.用電器中電流越大，通電時間越長，電流做的功就一定越多B.在相等的時間里，用電器中的電流越大，電流做的功就一定越多C.通過用電器的電量越多，電流做的功就一定越多D.消耗的電能越多，電流做的功一定越多4.下列關于電功“焦”同其他單位之間的換算關系，正確的是（）A.B.C.D.5.如圖所示的電路中，R1＞R2。在相同的時間內，電流通過R1、R2所做的功W1、W2，它們之間的關系為（）A．W1＞W2B．W1=W2C．W1＜W2D．無法判斷6.要使某用電器在相同時間內消耗的電能變?yōu)樵瓉淼?倍，以下措施可行的是（）A．僅使電壓變?yōu)樵瓉淼?倍B．電壓不變，而使用電器電阻變?yōu)樵瓉淼囊话隒．僅使電流變?yōu)樵瓉淼?倍D．同時改變電壓為原來的4倍，電阻為原來的2倍7.（多選）如圖所示，四只相同的燈泡分成甲、乙兩組，分別接上電壓相同的電源，如果甲、乙兩組燈泡消耗的電能相等，則（）A．通過L1與L3的電流比是1：2B．L1與L3兩端的電壓比是2：1C．甲組與乙組通電時間比是4：1D．甲組與乙組的總電阻之比是1：4二、填空8.電流通過用電器時要做功，這叫做，電燈發(fā)光時，電能轉化為，蓄電池被充電時，電能轉化為，電流通過電爐時，電能轉化為，電流通過電風扇時，電能轉化為能，電流通過電動機做功的過程中，電能轉化為?？傊?，電流做功的過程就是將電能轉化為能的過程。9.一個用電器工作時的電壓是6V，通過的電流是0.2A，通電5分鐘，電流做了J的功。10.今年5月婁底全面開通了3G手機通信業(yè)務。你知道到底什么是3G通信嗎？所謂3G，其實它的全稱是3rdGeneration，中文含義就是指第三代數字通信．第三代與前兩代的主要區(qū)別在于：傳輸聲音和數據的速度上的提升，它能夠處理圖象、音樂、視頻流等多種媒體形式。列表為某3G手機LGKT878的主要參數：手機類型全屏參數

電池規(guī)格

攝像頭像素通話時電流

3G手機

智能手機

拍照手機3.0英寸

480×8003.7V

1300毫安時

鋰電池500萬像素400mA該手機通話5min，消耗的電能是J。11.如圖所示電路，電源電壓不變，R1=30Ω。當S1閉合、S2斷開時，電流表的示數為0.1A；當S1和S2都閉合時，電流表的示數為0.4A，在1min內電流通過R1與R2做功之比W1：W2=。12.（?慶陽中考）一個同學家中的電能表，月初示數為，月末示數為，則這個月該同學消耗的電能為度，合J。13.某一導體兩端加6V的電壓時，1min通過導體橫截面的電荷量（即電量）是30C，則導體中的電流為A，在這段時間內，電流通過該導體所做的功是J。三、簡答14.（?文登市校級模擬）某電動自行車的技術參數如下：蓄電池36V、10Ah，整車質量40kg。一個質量為60kg的人騎著它在水平路面上以5m/s的速度勻速行駛20分鐘，受到的阻力約為總重的0.02倍（g=10N/kg）。請計算：（1）蓄電池可以貯存多少焦耳的電能？（2）在行駛過程中，電動機做了多少功？（3）在行駛過程中，電動機線圈中的電流是4A，電動機的效率是多少？

15.一電動機線圈的電阻為1Ω，線圈兩端所加電壓為2V時，電流為0.8A，電動機正常工作。

（1）在求電動機正常工作l

min所消耗的電能時，有以下兩種不同的解法：

小明解：W=UIt=2V×0.8A×60s=96J

小華解：W=I2Rt=（0.8A）2×1Ω×60s=38.4J

你認為哪位同學做得對，請作出判斷并說明理由。

（2）求電動機正常工作lmin所轉化的機械能是多少？【答案與解析】一、選擇1.【答案】D2.【答案】D【解析】電動自行車、抽油煙機把電能轉化為機械能，電視機把電能轉化為內能和光能，電烤箱把電能轉化為內能。3.【答案】D【解析】根據電功的計算公式，電功的大小，和電流、電壓、通電時間有關，知道電流和通電時間的大小，無法確定功的多少，所以AB錯誤；根據公式可知，電流做的功與電量和用電器兩端的電壓有關，所以C錯誤；電流做功的過程是把電能轉化成其它形式的能的過程，所以消耗的電能越多電流做功就越多。4.【答案】C5.【答案】C【解析】因為R1＞R2，兩電阻并聯(lián)電壓相等，由可得，W1＜W2故選C。6.【答案】B【解析】對于一個確定的用電器，電壓變?yōu)樵瓉淼膬杀稌r，流過它的電流也要變?yōu)樵瓉淼膬杀?，由W=UIt可知用電器消耗的電能要變?yōu)樵瓉淼?倍，故A錯誤；電壓不變，而使用電器電阻變?yōu)樵瓉淼囊话?，由功率公式可知，用電器消耗的電能變?yōu)樵瓉淼膬杀叮蔅正確；電流變?yōu)樵瓉淼膬杀?，由U=IR可知用電器兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼膬杀?，由W=UIt可知用電器消耗的電能為原來的4倍，故C錯誤；同時改變用電器兩端的電壓為原來的4倍，電阻為原來的2倍，由功率公式可知，消耗的電能變?yōu)樵瓉淼?倍，故D錯誤。7.【答案】AC【解析】R為一個燈泡的電阻；通過L1的電流，通過L3的電流，所以通過L1與L3的電流比是故A正確；燈泡L1兩端的電壓為：，L3兩端的電壓為電源電壓U；

所以L1與L3兩端的電壓比是；故B錯誤；甲組消耗的電能：，乙組消耗的電能；，兩組消耗電能相等即：，所以：，故C正確；甲組串聯(lián)的總電阻是：，乙組并聯(lián)的總電阻是：，所以。二、填空8.【答案】電功；內能；化學能；內能；機械能；機械能；其他形式【解析】根據電功概念可知，電流通過用電器時要做功，叫電功；根據能量轉換進行分析，因為燈泡發(fā)熱，所以是電能轉換為熱能，因為蓄電池充電發(fā)生化學變化，所以是電能轉換為化學能，因為電爐發(fā)熱，所以電能轉換為熱能，因為電風扇工作，所以是電能轉換為機械能，即電流做功是將電能轉換為其他形式的能。9.【答案】360【解析】已知：求：W根據：10.【答案】444【解析】通話時的電流I=400mA=0.4A，通話時間t=5×60s=300s，手機通話5min，消耗的電能是W=UIt=3.7V×0.4A×300s=444J。11.【答案】3：1【解析】當S1閉合、S2斷開時，通過R2的電流為I2=0.1A；當S1和S2都閉合時，通過電阻R1的電流為I1=I-I2=0.4A-0.1A=0.3A；電源電壓U=I1R1=0.3A×30Ω=9V；電阻，在1min內電流通過R1與R2做功之比。12.【答案】50；1.8×108【解析】這個月該同學消耗的電能W=268.1kW?h-218.1kW?h=50kW?h=50度=50×3.6×106J=1.8×108J。13.【答案】0.5；180【解析】t=1min=60s，導體中的電流為：，電流通過該導體所做的功是：W=UIt=6V×0.5A×60s=180J。

三、簡答14.【答案與解析】（1）蓄電池儲存的電能：W電=UIt=36V×10A×3600s=1.296×106J；（2）人和車的總重力：G=（m人+m車）g=（60kg+40kg）×10N/kg=1000N，人車受到阻力：f=0.02G=0.02×1000N=20N，因為勻速，則F=f=20N；電動機對自行車做的功：W=Fs=Fvt=20N×5m/s×1200s=1.2×105J。（3）電動機做的總功：W總=UIt=36V×4A×20×60s=1.728×105J，則電動機的效率