电能表与电功教案(知识点+例题+练习)

电能表与电功
【学习目标】
1. 知道电能表的作用、读数方法。

2. 理解电功的概念，知道电功的计算公式W=Uit 以及变形式，会电功相关计算；
【知识梳理】
知识点一、电功
1.概念：电流所做的功叫做电功，电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。

2.计算：电流通过导体做的电功等于导体两端的电压、通过导体的电流和通电时间的乘积。

即：电功=电压×电流×通电时间 。

可表示为：W UIt =
3.单位：焦耳（J ） 11V A J s =⋅⋅
注意事项：
1.电流通过电灯时，电流做功，灯丝灼热发光,，电能转化为内能和光能；电吹风通入电流，电流做功，把电能转化成内能和机械能；电热水瓶，通过电流做功，利用电能把水烧开，把电能转化成内能；洗衣机利用电能，通过电流做功，把电能转化为机械能和内能，把衣物洗净。

2. 根据W=UIt 和欧姆定律有：
其中W=UIt 是普遍适用的；
而
只适用于纯电阻电路。

（纯电阻电路：将电能全部转化为内能的电路）
知识点二、电能表
1.作用：用来测量电路消耗电能的多少。

2.计算方法：电能表的示数由几位整数和一位小数组成。

电能表的计量器上前后两次读数之差，就是这段时间内所消耗电的度数。

（注意最后一位是小数）。

3.重要参数的意义：
（1）“220V ”—表示电能表适用的额定电压；
（2）“15（35A ）”—表示这个电能表的基本电流为15A ， 35A 是电流表能够满足测量准确要求，且能够长期正常运行的最大电流值；
（3）“50Hz ”—表示它在50赫兹的交流电路中使用；
（4）电能表分类和参数：
① 感应式电能表：“2000revs/kW ·h ”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的转盘转过2000转。

根据电能表转盘转动的转数进行计算.如果电能表标有“2000revs/kW ·h ”,当转盘转过n 圈时,消耗的电能为：
；
②电子式电能表：3500imp/kW ·h 表示每消耗1千瓦时的电能，电能表指示灯闪烁的次数为3500次。

注意事项：如果已知转数或者闪烁次数，我们可以利用比例求出消耗的电能。

注意单位是度。

1kW ·h=3.6×
J ，作为常识要熟记。

【典型例题】 类型一、电能的转化
1. 洗衣机正常工作时，电流做功的过程是：大部分的电能转化为 能，还有一小部分的电能转化为 能。

【答案】机械；内
【解析】洗衣机的核心部件就是一个电动机，电动机是将电能转化为机械能的装置，同时由于电流的热效应，电动机在转动的过程中，必然会发热。

所以是电能转化为机械能和内能。

【点评】此题考查了日常生活中一些用电器的能量转化，能量要发生转化需要通过做功来完成，如电能的转化是由电流做功来实现的。

举一反三：
【变式】（2017•潍坊）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
【答案】C
类型二、电功的计算
2. 一个额定电压为12V 的小型电动机正常工作时，测得通过电动机的电流是0.5A ，工作10min ，电流做功为 J 。

【答案】3600
【解析】已知：U=12V ，I=0.5A ，t=10min=600s
电流做的功：120.56003600W UIt V A s J ==⨯⨯=
【点评】题目考查了电功的公式，使用电功公式要注意公式的适用条件，分清电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路。

举一反三：
【变式】加在导体两端的电压为6V ，通电2min ，电流所做的功为720J ，则通过这导体的电流是（ ）
A ．180A
B ．120A
C ．600A
D ．1A
【答案】D
3. 如图所示电路，电源电压不变，R 1=30Ω。

当S 1闭合、S 2断开时，电流表的示数为0.1A ；当S 1和S 2都闭合时，电流表的示数为0.4A ，在1min 内电流通过R 1与R 2做功之比W 1：W 2= 。

A ．4：1 B ．2：1 C ．1：4 D ．1：2
【答案】3：1
【解析】当S 1闭合、S 2断开时，通过R 2的电流为I 2=0.1A ；当S 1和S 2都闭合时，通过电阻R 1的电流为I 1=I-I 2=0.4A-0.1A=0.3A ；电源电压U=I 1R 1=0.3A ×30Ω=9V ；电阻229900.1U V R I A ===Ω，在1min 内电流通过R 1与R 2做功之比2211122222(0.3)30603(0.1)90601
W I R t A s W I R t A s ⨯Ω⨯===⨯Ω⨯ 。

【点评】本题主要考察电能公式和比例的求解。

类型三、电能表
4. 一位同学家上周末电能表的示数是 , 本周末示数为
，该家庭本周用电 kW ·h. 若电能表铭牌上标有“3000 r/kW ·h ”，则这周内电能表的转盘转 圈.
【答案】15.3kW ·h ；4590r.
【解析】（1）注意最后一位虚线框内的数据为小数，则本周消耗的电能为：W =W 2-W 1=1341.5kW ·h-1326.2kW ·h=15.3kW ·h ．
(2) 题中已知消耗电能15.3kW ·h ，则转数为：15.3kW ·h ×3000r/kW ·h=4590r.
【点评】本题考查了两种测量电能的方法：一是用计数器的示数之差计算电能，二是根据转盘转过的转数计算电能.
举一反三：
【变式1】如图是电子式电能表，关于它的参数，下列说法中正确的是（ ）
A ．电能表是测量电热的仪表
B ．图中所示50Hz 表示电能表适用的交流电频率
C ．图中5A 表示允许瞬时通过电能表的最大电流
1 3 4 1 5
D ．图中3200imp/（kw •h ）表示每消耗1kW •h 电能电能表的转盘转3200转
【答案】B
【变式2】在国家“光伏扶贫”项目中，小明家安装了太阳能发电系统，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为_____能；中午时段，太阳能电池板的输出电压为500V ，输出电流为20A ，3h 可以为电网提供电能_____kW•h 。

【答案】电 30
5. 如图5所示的电路中，电源电压U =6V 并保持不变，电阻R =5Ω，滑动变阻器的阻值范围为0—10Ω．在滑动变阻器的滑片从左端移到右端的过程中，求：
(1)闭合开关后，电流表和电压表的示数范围各是多少？ (2)电路接通25s 内，电阻R 消耗的最大电能是多少？
【答案】（1）电流表的示数范围是1.2A —0.4A ，电压表的示数范围是6V —2V ；
(2)最大电功是1.8×102J.
【解析】
⑴当滑片滑到左端时，R 滑1=0，0
5601+=+=R R U I A=1.2A ，U R =6V 当滑片滑到右端时，R 滑2=10Ω，10
5602'+=+=R R U I A=0.4A ，U ‘R =I ’R =0.4×5V=2V ⑵对于电阻R 而言，当滑动变阻器滑片移到左端时，电路中电流最大，从而在相等的时间内消耗的电能最多．
A V R U I 2.156=Ω
== W=I 2Rt =(1.2A)2×5Ω×25s=1.8×102J 所以本题中（1）电流表的示数范围是1.2A —0.4A ，电压表的示数范围是6V —2V ；
(2)最大电功是1.8×102J.
【点评】本题着重考查影响电路中电流大小的因素和滑动变阻器的作用．
【巩固练习】
一、填空题
1．在国际单位制中，电能和电功的单位是 ，简称 ，符号是 ．
2．当电能转化为其它形式的能时，我们就说电流做了 。

如果电流通过电动机做了300J 的功，表示有300J 的电能转化为 J 的 能和少量的内能．
3．请用笔画线，把左边的用电器与右边的能量转化形式对应连接起来．
无轨电车 电能转化为内能
电炉 电能转化为动能
电镀槽 电能转化为内能和光能
白炽电灯 电能转化为化学能
4．已知一个小灯泡两端的电压为3V ，通过它的电流为0.5A ，经过5min 电流所做的功为 J ，灯泡消耗的电能为 J ．
5．一只电热壶装满水后接在220V 的电源上，通过它的电流是1.2A ．若通电10min 将
图5 P
S A 1 V 1 0 2 7 3 1
水烧开，则电流做功 J ，消耗电能 J ．若将该电热壶接在110V 的电源上，则在相同时间内烧开这壶水消耗的电能 J ．
6．某同学家的电能表月初的示数是 ，正常供电30天后，电能表的示数为 ．则该同学家本月用电 kW·h ，按每度电0.53元计算，本月他们家应交电费 元．
7．已知两电阻分别为R 1=4Ω、R 2=6Ω，将它们串联后接入电压为10V 的电路中，总电阻为 Ω，R 1、R 2两端电压之比为 ．若通电1min ，电流通过电阻R 2所做的功为 J ．
二、选择题（只有一个选项符合题意）
8．电能表可测量下列物理量中的 （ ）
A ．电流
B ．电压
C ．电阻
D ．电能
9．电流经过用电器做功1J ，1J 等于 （ ）
A ．1C/s
B ．1V/A
C ．1V ·A ·s
D ．1V ·A
10．在图1中，导体A 、B 是由同种材料做成的，A 和B 等长，但A 比B 的横截面积大．当S 闭合后，在相同的时间内，下列叙述正确的是 ）
A ．电流通过A 、
B 所做的功是W A >W B
B ．电流通过A 、B 所做的功是W A <W B
C ．电流通过A 、B 所做的功是W A =W B
D ．无法比较电流通过A 、B 时所做的电功的大小 11．如图2所示的电路中，先闭合开关S 1，再闭合开关S 2，电路中消耗的电能将
（ ）
A ．减小
B ．增大
C ．不变
D ．无法判断
三、计算、论述题
12．在如图3所示的电路中，电阻R 2=20Ω．S 闭合后，电流表A 1、A 2的示数分别为0.2A 和0.5A ．求：
⑴通电10s 内，电流经过R 1、R 2时所做的电功W 1、W 2．
⑵通电10s 内，整个电路消耗的电能．
答案：1. 焦耳 焦 J 2.电功 300 机械 3.略 4. 450 450 5. 158400 158400 39600 6. 21.1 11.18 7. 10 2：3 360 8. D 9. C 10. B 11. B 12. 12J 18J 30J 0 2 9 4 2 图2
S 2 S 1 图3 S
A 11 A 21 图1
A B。