181电能电功-2023-2024学年九年级物理全册举一反三（人教版）

18.1电能电功（解析版）本节学习目标1.认识电能及电能的单位；2.知道电能表的作用与读数；3.了解电能的转化过程；4.认识电能与生活的关系，建立节电意识；5.理解电流做功的概念；6.会利用电能表进行相关计算。要点一电功知识点一、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：。3.单位：焦耳（J），。要点诠释：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）。对纯电阻电路：（1）串联电路：；（2）并联电路：；（3）在任何情况下，在一定时间所做的总功。【例】（2023·株洲）给电动车充电，计算它充满电后储存电能的公式是（）。A.W=UIt B.W=I2Rt C.t D.W=Fs【答案】A。【解析】给电动车充电，计算它充满电后储存电能的公式是W=UIt=UQ即等于电池上标有的电压U与电池的容量Q之积，而W=Fs是计算机械功的公式。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。【变式1】（2023·衡阳）如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求：（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流；（2）R2的阻值；（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。【答案】（1）0.3A；（2）20Ω；（3）72J。【解析】（1）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，R1的两端电压等于电源电压，此时电路电流为I1=0.2A；当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测的是干路电流，根据并联电路的电压特点可知，两电阻的两端电压都等于电源电压，此时通过R1的电流等于I1，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流为（2）根据欧姆定律可得，R2的阻值为（3）当开关S、S1都闭合时，通过R1的电流等于I1，则通电1min电流通过R1做的功为答：（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流为0.3A；（2）R2的阻值为20Ω；（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功为72J。【变式2】（2023·滨州）如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻的阻值为10Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为______V，定值电阻在1min内消耗的电能为______J。【答案】①.3；②.36。【解析】[1]由电路图可知，S闭合，R1、R2并联，电流表Al测电阻R1的支路电流，电流表A测干路电流。因并联电路中各支路两端电压相等且等于电源电压，所以由可得，电源电压为[2]因并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过电阻R2的电流为由得，R2的阻值为根据W=UIt得，R2在1min内消耗的电能为W=UI2t=3V×0.2A×60s=36J。【变式3】（2023·凉山州）如图甲所示电路，电源电压不变，R1、R2是定值电阻，R2=2R1，闭合开关S，电流表和电压表示数如图乙，则通电5min后，R1、R2产生的总热量为___________J。【答案】450。【解析】由图中可知，R1与R2并联，电流表测流过R2的电流，电压表测电源电压，电流表选择小量程，故可知流过R2的电流为I2=0.2A，电压表选择小量程，故可知电源电压为U=2.5V，则由欧姆定律可知，电阻R2的阻值为则电阻R1的阻值为由欧姆定律可得，流过R1的电流为由并联电路中的电流规律可得，干路中的电流为I=I1+I2=0.4A+0.2A=0.6A故由焦耳定律可得，通电5min后，R1、R2产生总热量为。要点二电能表知识点二、电能表1.作用：测量用电器在一段时间内消耗的电能。2.计算方法：电能表的示数由四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，就是这段时间内用电的度数。但要注意电能表的示数的最后一位是小数。3.重要参数的意义：（1）“220V”—表示电能表应该在220V的电路中使用；（2）“10（20A）”—表示这个电能表的标定电流为10A，在短时间应用时电流可超过10A，但不能超过20A；（3）“50Hz”—表示它在50赫的交流电路中使用；（4）“600revs/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600转。根据电能表转盘转动的转数进行计算。如果电能表标有“600revs/kW·h”,当转盘转过n圈时,消耗的电能为；（5）新型电能表：IC卡电能表；没有铝盘，靠内部的电子电路计算电能。【例】（2023·无锡）如图所示，是小明家安装的电能表．下列说法中正确的是（）。A.该电能表的示数为；B.用该电能表和秒表可以估测家中用电器的实际功率；C.家庭电路中正确的安装次序是：进户线、总开关、电能表；D.家中用电器消耗电能，该电能表指示灯闪烁3000次【答案】B。【解析】A．该电能表的示数为，故A错误；B．记录该电能表指示灯闪烁的次数，用秒表测量闪烁一定次数所用的时间，则电能表消耗的电能估测家中用电器的实际功率故B正确；C．家庭电路中正确的安装次序是：进户线、电能表、总开关，故C错误；D．家中用电器消耗电能，该电能表指示灯闪烁3000次，故D错误。故选B。【变式1】（2023·龙东）如图所示，将洗衣机三脚插头插入三孔插座，可使洗衣机的__________与大地相连，防止发生触电事故。将某用电器单独接在如图所示电能表上正常工作3min，电能表转盘转了100转，则该用电器的额定功率是__________W。【答案】①.金属外壳；②.1000。【解析】[1]将洗衣机的三脚插头插入三孔插座中，这样做可以让它的金属外壳与插座中的地线相连，防止发生触电事故。[2]由题意知，2000r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000r，当转盘转100r，消耗的电能为已知用电器正常工作时间为由可得，该用电器的电功率为该用电器的额定功率为1000W。【变式2】（2023·湘潭）如图是电能表表盘示意图，下列说法正确的是（）。A.电能表是用来测电功率的仪器；B.此时电能表的读数为61985kW·h；C.这个电能表通过的电流一定为10A；D.这个电能表应该在220V的电路中使用【答案】D。【解析】A．电能表是用来测量电路消耗电能(电流做功)的仪器，故A错误；B．电能表最后一位是小数，故电能表的读数为，故B错误；C．10A表示电能表可以通过的最大电流为10A，故C错误；D．“220V”表示此电能表应该在220V的电路中使用，故D正确。故选D。【变式3】（2023·齐齐哈尔）小夏一家假期外出旅游，家中只有一个网络摄像头和一个路由器在工作，其实际功率分别为5