2022年九级物理全册第十八章电功率181电能电功讲解与例题新人教版.pdf

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1、18.1 电能电功1电能可以与各种形式的能量发生转化(1) 电能在现代社会中的来源与应用。电源：把其他形式的能转化为电能。用电器：把电能转化为其他形式的能。(2) 电能的优点：来源广泛、容易输送、使用方便。(3) 电能的来源： 日常生活中使用的电能主要来自其他形式能量的转换，包括水能 (水力发电 ) 、内能 ( 俗称热能、 火力发电 ) 、原子能 ( 原子能发电 ) 、风能 ( 风力发电 ) 、化学能 ( 电池 )及光能 ( 光电池、太阳能电池) 等。电能也可转换成其他所需能量形式。谈重点电能的转化用电器消耗电能的过程，也就是电能转化成其他形式能的过程，用电器消耗多少电能，就能多少电能转化成其

2、他形式的能。【例 1】 下列情况下不属于消耗电能的是( ) A摩擦起电B白炽灯的工作C电动机的工作D电暖器的工作解析： A是消耗机械能来获得电能，电能是增加的；B是电能转化为光能和内能，电能减少； C是电能转化为机械能，电能减少了；D是电能转化为内能，电能也减少。答案： A 2消耗电能的计算(1) 用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程。电流通过某段电路所做的功叫电功，用W表示。(2) 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，即WUIt。对于纯电阻电路可推导出：WI2RtU2Rt。无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式WW1W2Wn。(

3、3) 单位：在国际单位制中电能的单位是焦耳，简称焦(J) ，常用单位：度 (kWh)1 度 1 千瓦时1 kWh3.6 106 J 。【例 2 1】 用两节串接后的干电池给小灯泡供电，电压是3 V，小灯泡发光时通过的电流为 0.3 A ，此时小灯泡的电阻为 _ ，工作0.5 min消耗的电功为 _ J 。解析： 已知电压和电流，求导体的电阻，可直接应用欧姆定律RU/I3 V/0.3 A 10 ，灯泡消耗的电能WUIt3 V0.3 A 30 s 27 J 。答案： 10 27 谈重点电功的计算式W、U、I、t的单位必须分别用J、 V 、A、s，若有一个单位与上述单位不符，不经过换算就代入公式，就

4、会出现错误。【例 22】 在如图所 示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20 。闭合开关 S，电流表 A1的示数为 0.3 A ，电流表 A2的示数为0.2 A 。求：(1) 电源电压U。(2) 电阻R2的阻值。(3) 通电 10 s ，电流通过电阻R2做的功W2。解析： 电源电压也就是R1两端的电压， 根据欧姆定律即可求出，第(3) 在用公式WUIt时，“I”必须是通过R2的电流I2，这样算出的结果才是电流通过电阻R2所做的功W2。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 4

5、 页 - - - - - - - - - - ( 1)UI1R10.3 A 20 6 V。(2)R2U/I26 V/0.2 A30 。(3)W2UI2t6 V0.2 A 10 s 1 2 J 。答案： (1)6 V (2)30 (3)12 J 辨误区运用公式解题的注意点WUIt，W、U、I、t四个物理量必须是同一个用电器上的四个物理量，不能把不同用电器的电压、 电流、电阻和通电时间相混淆，如：电流通过某灯做的功，等于该灯两端电压、通过该灯的电流和该灯通电时间的乘积。3电能的计量(1) 电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功( 某一段时间内消耗电能) 的仪器。(2) 读数：电能表接入家庭

6、照明电路，当电路接通、用电器工作时，电能表中间的铝质圆 盘转动，计数器就将用电器所消耗的电能以千瓦时为单位显示出来。电能表的计数器上前后两次示数之差，就是这段时间内用电器消耗的电能。(3) 铭牌：家庭电路中电能表上标有“220 V,10(20) A,50 Hz,600 revs/(kWh)”，它的含义是：该电能表的额定电压是220 V ，表明电能表应该在等于额定电压的电路中使用。“10(20) A ”表示这个电能表的标定电流为10 A ，额定最大电流为20 A。所用交流电的频率是50 Hz。600 revs/(kW h)表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kWh的电能，电能表上的转盘转过6

7、00 转。【例 31】 小华家电能表4 月底的示数为， 5 月底 的示数为，则小华家 5 月份消耗的电能为 _kW h，应付电费 _元( 按每度电均价0.5元计算 ) 。解析： 电能表的计数器上前后两次示数之差，就是这段时间内用电器消耗的电能。故用电器消耗电能为40 kWh。应交电费为40 kWh0.5元/(kWh) 20 元。答案： 40 20 【例 32】 如图所示，对于电能表面板上的一些参数的理解，下列说法错误的是 ( ) A此时电能表的读数为120.7 kWhB“220 V”是指这个电能表应该在220 V 的电路中使用C“10(20) A ”是指这个电能表使用时正常工作电流为10 A

8、或 20 A D“600 r/(kW h)”是指用电器每消耗1 千瓦时电能，电能表的转盘转过600 转解析： “10(20) A ”是指这个电路短时间允许通过的最大电流是20 A ，电能表的标定电流是 10 A，在电路电流小于或等于10 A 时，这个电能表可以稳定、安全、准确地工作。答案： C 4串、并联电路用电器消耗电能的规律(1) 有两个电阻R1、R2，如果将它们串联在电路中，设通过它们的电流为I，则在时间t内R1、R2消耗电能的多少分别为：W1I2R1t，W2I2R2t所以W1W2I2R1tI2R2tR1R2，即在串联电路中，相同时间内纯电阻用电器消耗的电能与其电阻成精品资料 - - -

9、 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - - 正比。(2) 如果把电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，则在时间t内R1、R2消耗电能的多少分别为：W1U2R1t，W2U2R2t所以W1W2U2R1t(U2R2t) R2R1，即在并联电路中， 相同时间内纯电阻用电器消耗的电能与其电阻成反比。5串、并联电路中总共消耗的电能与各用电器消耗电能之间的关系(1) 如图甲所示，有两个电阻R1、R2，如果将它们串联在电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1和U2，电路中的

10、电流为I，则在时间t内R1和R2消耗的电能分别是：W1U1It，W2U2It因UU1U2所以W总(U1U2)ItU1ItU2ItW1W2。(2) 如图乙所示，有两个电阻R1、R2，如果将它们并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1和I2，干路电流为I，则在时间t内R1和R2消耗的电能分别是：W1UI1t，W2UI2t因II1I2所以W总U(I1I2)tUI1tUI2tW1W2。【例 4】 已知电阻R110 ，R220 ，若把这两个电阻串联在同一电路中，如图甲所示，则在 相同时间内，电阻R1与R2消耗的电能之比是_；若把这两个电阻并联在同一电路里，如图乙所示，则在相同时间内，电阻R1与

11、R2消耗的电能之比是_。解析：在串联电路中， 相同时间内用电器消耗的电能与其电阻成正比，因R1R21 2，所以消耗的电能之比为12；在并联电路中，用电器消耗的电能与其电阻成反比，所以消耗的电能之比为21。答案： 12 21 析规律电能在串、并联电路中的关系在串联电路中，相同时间内用电器消耗的电能与其电阻成正比，用公式表示为W1W2R1R2；在并联电路中，相同时间内用电器消耗的电能与其电阻成反比，用公式表示为W1W2R2R1。【例 5】 如图所示，已知电阻R120 ，R230 ，电源电压为6 V，闭合开关，求在 10 s 内电阻R1与R2总共消耗的电能是多少焦？解析： 要求电路消耗的总电能，有两

12、种方法：一是直接用公式WUIt计算，U指总电压，即电源电压，I指电路干路电流；精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - - 二是用公式WW1W2，即分别求出电阻R1和R2消耗的电能，将两者相加，就是电路消耗的总电能。方法一：总电阻RR1R2R1R220 30 20 30 12 电路电流IUR6 V12 0.5 A 电路消耗的电能WUIt6 V0.5 A 10 s 30 J 。方法二：R1消耗的电能W1U2R1t6 V220 10 s 18 J

13、R2消耗的电能W2U2R2t6 V230 10 s 12 J 电路消耗的总电能WW1W218 J 12 J 30 J 。答案： 30 析规律对总电能的理解无论在串联电路还是并联电路中，电路消耗的总电能都等于各用电器消耗的电能之和。6测量电能大小的方法(1) 由电功公式设计实验测量可以用电压表、 电流表以及秒表分别测量出电压值、电流值和通电时间，根据电功定义式WUIt计算。(2) 用电能表测量方法通常有两种：读数法：用户在某一段时间内所消耗的电能，就是这段时间始、末电能表读数器两次示数之差。计算法：由电能表参数Nrevs/(kW h)(N由不同电能表规格而定) ，测出某段时间内电能表转过的转数n

14、，则这段时间内所消耗的电能WnNkW h。【例 6】 如图所示是小明家的电能表，已知月初电能表的示数是，月末的示数如图所示，则小明家该月总共消耗的电能是_kW h。若小明将家中的其他用电器均关闭，只让空调开着，一段时间内小明发现电能表的转盘总共转过了30 转，则空调消耗的 电能是 _J。解析： 电能表前后两次示数之差，就是用电器消耗的电能，读数时注意表盘的最后一位是小数，所以用电器消耗的电能W(7 624.0 7 526.1) kW h97.9 kWh。由表盘参数可知，每消耗1 kWh的电能，转盘转动 3 000 转，所以转动30 转消耗的电能：W3.6 106 J3 000303.6 104 J 。答案： 97.9 3.6 104精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - - -