18.1電能電功（講義）教師版

人教版八年級物理上冊第18章《電功率》第1節(jié)電能電功講義（知識點總結(jié)+例題講解）序號知識點難易程度例題數(shù)變式題數(shù)合計一電能★★3324二電功★★99一、電能：1.來源：電源（其他形式的能→電能）（1）干電池、蓄電池、鋰電池：化學能→電能；（2）水力發(fā)電站：機械能→電能；（3）太陽能發(fā)電：光能（太陽能）→電能；（4）核電站：核能→電能；2.應用：用電器（電能→其他形式的能）（1）燈泡：電能→內(nèi)嫩、光能；（2）電風扇：電能→機械能；（3）電烤箱、開水壺、電磁爐、電飯鍋：電能→內(nèi)能；（4）電視機：電能→光能、聲能；3.符號：W4.單位：（1）國際單位：焦耳，簡稱焦（J）；（2）常用單位：千瓦時（kW·h），也叫“度”；（3）換算關(guān)系：1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J5.電能的測量：（1）儀表：電能表（測量用戶消耗的電能多少的儀表）（2）參數(shù)：電能表上“220V”、“10（40）A”、“480R/kwh”等字樣：①表示電能接在220V的電壓下使用；②電能表的標定電流是10A；（長時間正常工作的電流）③短時間允許通過的最大電流為40A；④每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)480轉(zhuǎn)。說明：超過40A也并不一定就是要損壞,只是已不安全,并有可能不能準確的計量,當然長期超過40A的確會做電表容易損壞。6.電能表的讀數(shù)：（1）測量較大電功時用刻度盤讀數(shù)。

①標有紅色標記的數(shù)字表示小數(shù)點后一位。

②前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。

如：電能表月初讀數(shù)：月底讀數(shù)：這個月用電19.6度，合7.056×107J。（2）較小電功時，用表盤轉(zhuǎn)數(shù)讀數(shù)。如：某用電器單獨工作電能表（3000R/kwh）在10分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)36轉(zhuǎn)則10分鐘內(nèi)電器消耗的電能是4.32×104J。【例題1】現(xiàn)代社會生活和生產(chǎn)幾乎處處離不開電，用電，實際上用的是電能。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)化為其它形式的能B．發(fā)電站把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能C．電功和電能的單位都是瓦特D．電功和電能是同一個物理量【答案】A【解析】解：A、根據(jù)電功的實質(zhì)可知，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故A正確；B、發(fā)電站是把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；C、電功和電能的單位都是焦耳，故C錯誤；D、電流做功的過程，是將電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程，所以電功不是電能，故D錯誤。故選：A。【變式1】下列電流做功的過程中，電能主要轉(zhuǎn)化為機械能的是（）A．電風扇吹風 B．電燈發(fā)光 C．電飯鍋煮飯 D．電解水制氧【答案】A【解析】解：A、電風扇吹風，電能主要轉(zhuǎn)化成機械能，故A正確；B、電燈發(fā)光，電能轉(zhuǎn)化成光能和內(nèi)能，故B錯誤；C、電飯鍋煮飯，是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯誤；D、電解水制氧，由電能轉(zhuǎn)化成化學能，故D錯誤。故選：A?！纠}2】下列電學儀器中，能夠直接測量電功的是（）A．驗電器B．電壓表C．電流表D．電能表【答案】D【解析】解：A、驗電器是檢驗物體是否帶電的儀器，不能測量電功的大小，故A錯誤；B、電壓表是測量電路兩端電壓大小的儀表，它可以和電流表、秒表配合使用，通過W＝UIt計算電功，但不能直接測量電功，故B錯誤；C、電流表是測量電路中電流大小的儀表，它可以和電壓表、秒表配合使用，通過W＝UIt計算電功，但不能直接測量電功，故C錯誤；D、電能表是用來測電功的儀器，電能表串聯(lián)在電路中，可以直接測量電路消耗的電功，故D正確。故選：D?！咀兪?】家庭電路中，電能表通常用來測量（）A．電功率B．電壓C．電流D．電功【答案】D【解析】解：電流用電流表測量，電壓用電壓表測量，測出電流與電壓后，由公式P＝UI可以求出電功率；家庭電路中，串聯(lián)在電路中的電能表是用來測量電功的，即用電器消耗電能多少的。故選：D。【例題3】如圖所示為單相電子式電能表，關(guān)于該電能表下列說法正確的是（）A．允許通過的最大電流為10AB．主要用來測量用電器的電功率C．此時的示數(shù)為13148kW?hD．指示燈閃2500次表示消耗電能3.6×106J【答案】D【解析】解：A、“10（20）A”表示電能表的標定電流是10A，20A是指這個電能表平時工作允許通過的最大電流，故A錯誤；B、電能表是測量消耗電能多少的儀表，不是測量用電器電功率大小的儀表，故B錯誤；C、電能表顯示數(shù)字中最后一位是小數(shù)，由圖知，該電能表此時示數(shù)為1314.8kW?h，故C錯誤；D、2500imp/（kW?h）表示的是電路中每消耗1kW?h的電能，電能表指示燈閃爍2500次，則指示燈閃爍2500次，電路消耗電能為1kW?h＝3.6×106J，故D正確。故選：D?！咀兪?】如圖是小王家的電能表，下列說法正確的是（）A．電能表的讀數(shù)為56378kW?hB．這個電能表正常工作的電壓為380VC．這個電能表要在20A的電流下才能正常工作D．小王家用電器每消耗1度電，電能表指示燈閃爍1600次【答案】D【解析】解：A、電能表顯示數(shù)字中最后一位是小數(shù)，單位為kW?h，則圖中電能表示數(shù)為5637.8kW?h，故A錯誤；B、表盤上“220V”表示電能表的正常工作電壓為220V，故B錯誤；C、20A表示該電能表正常工作時允許通過的最大電流，故C錯誤；D、“1600imp/（kW?h）”表示用電器每消耗1kW?h（1度）的電能，電能表的指示燈閃爍1600次，故D正確。故選：D。二、電功：1.概念：電流通過某段電路所做的功叫電功；2.實質(zhì)：電流做功的過程，實際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（消耗電能）的過程；電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，就消耗了多少電能。3.電流做功的形式：電流通過各種用電器使其轉(zhuǎn)動、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)。（1）電池充電把電能轉(zhuǎn)化為化學能，放電時把化學能轉(zhuǎn)化為電能；（2）電動機把電能轉(zhuǎn)化為機械能；（3）燈泡把電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能。4.規(guī)定：電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的電壓、電路中的電流和通電時間的乘積。5.符號：W；6.公式：W=UIt（適用于所有電路）；。7.單位：（1）電功W：焦耳（J）；1J=1V·A·s（2）公式中物理量的單位：U（電壓：伏特V），I（電流：安倍A），t（時間：秒s）8.公式變形：（1）W=I2Rt；（常用于串聯(lián)電路）（2）；（常用于并聯(lián)電路）9.串聯(lián)電路的電功：（1）；（2）W=W1+W2+…+Wn10.并聯(lián)電路的電功：（1）；（2）W=W1+W2+…+Wn無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算在一定時間所做的總功：W=W1+W2+…+Wn【例題4】下列關(guān)于電功的說法中正確的是（）A．電流做功越多，消耗的電能就越多B．電流通過導體時所做的功決定于導體兩端的電壓、通過導體的電流和導體的電阻C．通電的時間越長，電流做的功越多D．電流做功的過程，實際上是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程【答案】A【解析】解：A、電功是指電流所做的功，電流做功越多，消耗的電能就越多，故A正確；BC、由電流做功的公式W＝UIt可知，電流通過導體時所做的功決定于導體兩端的電壓、通過導體的電流和通電時間，故BC錯誤；D、電流做功的過程，實際上是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，故D錯誤。故選：A?！咀兪?】下列關(guān)于電功的說法正確的是（）A．電流做功的多少跟電流的大小、電壓的高低無關(guān)B．電功的單位和電能的單位是不同的C．用電器消耗電能越多，電流做功就越少D．電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程【答案】D【解析】解：A、電流做功的多少跟電流的大小、電壓的高低有關(guān)，故A錯誤；B、電功的單位與電能的單位相同，在國際單位制中都是“焦耳”，故B錯誤；C、用電器消耗電能的過程就是對外做功的過程，因此，用電器消耗電能越多，電流做功一定越多，故C錯誤；D、電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，故D正確。故選：D?！纠}5】生活中我們用到各種電器，以下的用電器中，工作時能量轉(zhuǎn)化的主要形式與其他不同的是（）A．電飯煲B．電風扇C．電水壺D．電烙鐵【答案】B【解析】解：A、電飯煲工作時是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；B、電風扇工作時主要是將電能轉(zhuǎn)化為機械能；C、電水壺工作時是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；D、電烙鐵工作時是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。綜上所述，只有B電風扇的能量轉(zhuǎn)化與其他三個不同。故選：B。【變式5】我們學過能量及其轉(zhuǎn)化，學習了電能后，知道電能也可以發(fā)生轉(zhuǎn)換。下列選項中是小明家里的用電器，在使用過程中電能轉(zhuǎn)化的主要形式與電熱毯相同的是（）A．電動剃須刀B．電腦C．電熨斗D．電風扇【答案】C【解析】解：電熱毯、電熨斗工作時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電動剃須刀、電風扇工作時電能主要轉(zhuǎn)化為機械能；電腦工作時，電能轉(zhuǎn)化為機械能、聲能、光能等；故C正確。故選：C?！纠}6】某電動機接在電壓為220V的電路中工作時，通過的電流為4A。如果電動機線圈電阻為4Ω，則電動機每分鐘輸出的機械功是（）A．48960JB．52800JC．880JD．3840J【答案】A【解析】解：電動機每分鐘消耗的電能：W＝UIt＝220V×4A×1×60s＝52800J，電動機每分鐘產(chǎn)生的熱量：Q＝I2Rt＝（4A）2×4Ω×1×60s＝3840J，電動機每分鐘輸出的機械功：E＝W﹣Q＝52800J﹣3840J＝48960J。故A正確。故選：A?！咀兪?】一個充電的移動電源（俗稱“充電寶”）輸入電壓為5V，容量為6000mA?h，則該移動電源充電后最多儲存的電能是（）A．3.0×104JB．30kW?hC．1.08×105JD．1.08×102kW?h【答案】C【解析】解：該移動電源充電后最多儲存的電能是：W＝UIt＝UQ＝5V×6000×10﹣3A×3600s＝1.08×105J。故選：C?！纠}7】如圖所示，手電筒中的電流為0.6A，電源為三節(jié)干電池，則該手電筒中的小燈泡工作1min消耗的電能約為（）A．2.7JB．81JC．162JD．9720J【答案】C【解析】解：電源電壓為：U＝1.5V×3＝4.5V，小燈泡工作1min消耗的電能為：W＝UIt＝4.5V×0.6A×60s＝162J；故ABD錯誤，C正確。故選：C?！咀兪?】如圖所示，電源電壓不變，閉合開關(guān)S1，電流表示數(shù)為0.7A，再閉合S2，電流表示數(shù)變化了0.3A，則同時閉合S1、S2后，相同時間內(nèi)R1、R2消耗的電能之比是（）A．3：4B．4：3C．3：7D．7：3【答案】D【解析】解：閉合開關(guān)S1，電路為R1的簡單電路，電流表示數(shù)為0.7A，則R1的電流：I1＝0.7A，再閉合S2，兩電阻并聯(lián)，電流表測總電流，由于并聯(lián)電路中各電阻互不影響，所以通過R1的電流仍然為0.7A，電流表示數(shù)變化了0.3A，則說明通過R2的電流為：I2＝0.3A，由于并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，則U1＝U2，所以，在相同時間內(nèi)R1、R2消耗的電能之比為：W1故選：D?！纠}8】利用一節(jié)干電池（電壓恒定）給小燈泡供電，可以連續(xù)工作的時間為3h，用兩節(jié)同樣干電池串聯(lián)起來給同樣的小燈泡供電，不考慮溫度對燈泡電阻的影響，可以連續(xù)工作的時間可能是（）A．2hB．1.5hC．6hD．3h【答案】B【解析】解：設一節(jié)干電池儲存的電能為E，電壓為U，燈泡的電阻為R，由W=U2R兩節(jié)同樣干電池串聯(lián)起來，存儲的電能為2E，電壓為2U，給同樣燈泡供電時有：(2U)2R故選：B?！咀兪?】用粗細均勻的電熱絲加熱燒水，通電10min可燒開一壺水，若將電熱絲對折起來使用，電源電壓不變，則燒開同樣壺水的時間是（）A．30minB．20minC．5minD．2.5min【答案】D【解析】解：影響電阻大小的因素有導體的長度、橫截面積、材料以及溫度；將電熱絲對折后，長度變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑱M截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，所以此時電阻絲的阻值為原來的四分之一；不計熱量損失，燒開同樣一壺水，則電熱絲產(chǎn)生的熱量與原來相同，所以由Q＝I2Rt=U所以加熱時間變?yōu)樵瓉淼乃姆种?，?0min×1故選：D?！纠}9】如圖所示，電源電壓相等，已知R1＞R2＞R3＞R4，開關(guān)均閉合后，在相同的時間內(nèi)，消耗電能最多的電阻是（）A．R1B．R2C．R3D．R4【答案】D【解析】解：左圖中R1、R2串聯(lián)，設R1兩端的電壓U1，R2兩端的電壓U2，由串聯(lián)電路的電壓特點可知，U1、U2都小于電源電壓U；因為R1、R2的電阻較大，所以由公式W=U2Rt可知，相同時間內(nèi)R1、R2消耗的電能比R右圖中R3、R4并聯(lián)，并聯(lián)電路兩端的電壓相等且為電源電壓U，且R3＞R4，由公式W=U2R故選：D。【變式9】有兩個電阻R1和R2，R1＝9Ω，R2＝3Ω，采用下列四種連接方式，分別接到電壓為12V的電源上，通電10min，電流做功最少的連接方式是（）A．R1和R2并聯(lián)B．R1和R2串聯(lián)C．只接入R1D．只接入R2【答案】B【解析】解：根據(jù)電阻越串越大、大于任何一個分電阻，電阻越并越小、小于任何一個分電阻可知，當兩個電阻串聯(lián)時總電阻最大，由W=U故選：B。【例題10】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，只閉合開關(guān)S1，電流表的示數(shù)為0.2A；再閉合開關(guān)S2，電流表的示數(shù)為0.5A，由此可知兩電阻的大小之比R1：R2為。閉合S1、S2后，R1、R2兩端的電壓之比U1：U2為，在相同的時間內(nèi)，電流通過電阻R1、R2所做電功之比W1：W2為。【答案】3：2；1：1；2：3?！窘馕觥拷猓河呻娐穲D可知，當只閉合開關(guān)S1時，電路為R1的簡單電路，電流表的示數(shù)為通過R1的電流，即：I1＝0.2A；當再閉合開關(guān)S2時，兩電阻并聯(lián)，電流表測干路電流，因為并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響，所以，閉合開關(guān)S2時，通過R1的電流不變，因為并聯(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＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，因為并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，則R1、R2兩端的電壓之比U1：U2＝1：1，所以，由I=UR可得：由W＝UIt可得，閉合S、S1后，R1與R2的電功之比：W1故答案為：3：2；1：1；2：3?！咀兪?0】如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，滑動變阻器的滑片P從a端移到b端，電壓表示數(shù)隨滑動變阻器R2阻值變化的圖象如圖乙所示，則電源電壓為V，定值電阻R1的阻值為Ω，滑片P在b端時，通電5s電流對R1做的功為J。【答案】6；10；0.5?！窘馕觥拷猓河蓤D甲所示電路圖可知，定值電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測定值電阻R1兩端電壓。由圖甲所示電路可知，滑片在a端時，只有定值電阻接入電路，電壓表測電源兩端電壓，由圖乙所示圖象可知，電源電壓U＝6V；當電壓表的示數(shù)為2V時，R2的阻值為20Ω，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，則電流I=U由I=UR可得，定值電阻R1的阻值：R1當滑動變阻器的滑片P在b端時，滑動變阻器兩端的電壓最大，電壓表的示數(shù)最小為1V，則電阻R1所做的功：W=U12故答案為：6；10；0.5?！纠}11】電阻R1＝8Ω，R2＝16Ω，將R1與R2串聯(lián)后接到12V的電源上。求：（1）R2兩端電壓；（2）5min內(nèi)電流通過R1所做的功?！敬鸢浮浚?）R2兩端電壓8V；（2）5min內(nèi)電流通過R1所做的功是600J。【解析】解：（1）由歐姆定律得：I=UR2兩端的電壓：U2＝IR2＝0.5A×16Ω＝8V.（2）由W＝I2Rt得：W＝I2Rt＝（0.5A）2×8Ω×300s＝600J答：（1）R2兩端電壓8V；（2）5min內(nèi)電流通過R1所做的功是600J?！咀兪?1】如圖所示，電源兩端電壓保持不變，電阻R2阻值為20Ω。閉合開關(guān)S后，電流表A1的示數(shù)為0.5A，電流表A2的示數(shù)為0.3A。求：（1）通電10s電阻R2消耗的電能；（2）電阻R1的阻值?！敬鸢浮浚?）通電10s電阻R2消耗的電能為18J；（2）電阻R1的阻值為30Ω。【解答】解：由電路圖可知，閉合開關(guān)S后，R1與R2并聯(lián)，電流表A1測干路電流，電流表A2測R2支路的電流。（1）因并聯(lián)電路中各支路電壓相等，所以，由I=UR可得，電源的電壓：U＝I2R則通電10s電阻R2消耗的電能：W2＝UI2t＝6V×0.3A×10s＝18J；（2）因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過R1