15.1电能表与电功（2023年12月21日）            

【学习目标】(1)、知道电能表是测量电功的仪表；

(2)、知道家用电能表的表头数据的物理意义;

(3)、通过演示实验发展分析问题、归纳问题的能力;(4)、增强节约用电意识

【学习重点】电能表知识、电功的概念和公式

【学习难点】实验探究影响电功大小的因素

【学习过程】

任务1：阅读课本电子式电能表的技术参数。

（1）表头符号kW·h读作“千瓦时”，它是      物理量的单位，相当于                                                

注意：1kW·h（度）=                 J

（2）电压示数220V为额定电压，指用电器                                      ；

（3）电流示数10A（40A），指该电表                                                ；

（4）转动示数1920r/（kW·h）指                                                ；

（5）闪烁示数3200imp/（kW）指                                                   ；

例：小明家2007年1月底与2月底电能表的示数如图所示，请计算，小明家2月份消耗多少电能？若1kwh电费为0.55元，应付多少电费？

任务2：电流做功的过程伴随着电能转化为_________能的过程，那么，电流做功的多少可能与哪些因素有关呢？下面我们选择观察电灯的亮暗来探究电功与什么因素有关？

1.探究电功与电压的关系

（1）提供标有“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡若干，则应选用的灯泡是___________（选填“相同规格”或“不同规格”）的；实验时，可以根据__________比较相同时间内电流做功的多少。
（2）利用如图所示电路进行实验，控制了_______和时间相同，探究电流做功多少与_____

结论1：                                       。

2.探究电功与电流的关系

如图乙所示，两灯并联的目的是 ____________________

结论2：                                        。

3.   探究电功与通电时间的关系

对于“电流做功多少与通电时间的关系”，是否一定要通过实验探究发现？_______（选填“不一定”或“一定”）。

结论3：                                         。

归纳电功公式：                  

【当堂巩固】

基础题A组:

1．一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．电能表是计量用电器消耗电能多少的仪表

B．该电能表的额定最大电流为10A

C．该电能表应该在110V的电路中使用

D．该电能表此时的读数是31.6J

2．关于电功，下列说法不正确的是（　　）

A．电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能

B．电流做功的过程就是消耗电能的过程

C．用电能表可以测量电流做功的多少

D．电流越大，电流做功就一定越多

3.家庭中的电灯、电视机、电风扇等用电器都是        联在电路中的。小林家4月底电能表读数为2708.7 kW·h，5月底电能表读数如图所示，那么5月份他家消耗了        kW·h的电能。

电能表的转盘转500转，接其后面的用电器消耗的电能是　　　　　J．

4、一电子式电能表上标有3200imp/kwh的字样，将某用电器单独接在该表上，用电器工作4分钟，指示灯闪烁40次，若用电器的额定电压为220v，

求：（1）4分钟内用电器消耗的电能。

（2）通过用电器的电流。

提高题B组

1．如图所示，手电筒中的电流为0.6A，电源为三节干电池，则该手电筒中的小灯泡工作1min消耗的电能约为（　　）

A．2.7J    B．81J   C．162J   D．9720J

2．小充同学看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mA•h,则它充满电后存储的电能为 ________J。在充电过程中，锂电池是______（选填“电源”或“用电器”）。太阳能电池的主要材料之一是硅，它是一种 ______（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）。

3．小明家的电水壶额定功率为2000W，让这个电水壶正常工作3min,电水壶消耗的电能是 ______kW•h。小明家的电能表参数如图所示，若家中只有这个电水壶单独工作，则这3min内电能表转盘转动_______圈。

挑战题C组

1．有一混合动力汽车，由汽车发动机（汽油机）和电动机为驱动系统提供动力，汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈，该汽油发动机的最大功率是69kW，以最大功率工作时曲轴转速为5000r/min。动力蓄电池额定电压为200V，容量为150A•h。
（1）该汽车的动力蓄电池最多可储存多少焦的电能？

（2）当这辆汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶时，动力完全由汽油发动机提供，若汽车汽油发动机的输出功率为54kW，则此时汽车所受的阻力是多大？

（3）若该汽车汽油发动机以最大功率工作时，每次吸气冲程末气缸内吸入汽油质量是0.144g，此时这台汽油发动机的效率是多少？（q汽油=4.6×107J/kg）

课后练习：

1．如图所示分别是小丽家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中不正确的是（　　）
A．小丽家家庭电路中的干路电流不得超过40A

B．小丽家上个月消耗的电能为101.1kW•h

C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J

D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中用电器消耗的电能越多

2．如图将L1、L2两灯泡串联接入电路中，观察到灯泡L1比灯泡L2更亮，该电路可以验证电功大小与 ______的关系，同时我们还可以判断此时两灯的电阻关系为R1______R2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

3、指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式。

（1）如图甲所示，手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于手机电路中的 _______；

（2）如图乙所示，充电宝给手机充电过程中，手机电池相当于 用电器（电源/用电器）；

（3）如图丙所示的手机充电线的三个插头可用于为三部不同类型的手机充电，如果3部手机同时充电，那么这三部手机的连接方式是 ______；

（4）充电五分钟，通话两小时！”这是OPPO手机的闪充功能。它的闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，其手机的电池容量是3000mA•h,手机电池标有电压3.8V。5min最多可以充入电能 ________J；如果要进一步提升充电速度，可以考虑提升充电器的充电电压或充电电流。若在不改变充电电流的情况下，要在30min内充满该手机电池，至少需要 _______V的充电电压。

4、基本仪器的使用与读数：

（1）如图1所示电流表，当开关闭合时，会出现 电流表指针反偏的现象，产生这一现象的原因是 ______________________；

（2）如图2所示，这是插孔式电阻箱，能接入电路中的最大阻值为 15Ω；此时接入电路中的电阻值为 _______；

（3）图3为某一家庭电路中的电能表，说明此家庭电路中接入电路的用电器总功率不能超 4400W；此表示数开始使用一段时间后，发现表盘示数变为2020.5，说明这段时间内消耗了 2kW•h电能，电能表的铝盘转了________转。

5、如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω，R2的阻值为20Ω。当开关S闭合时，电压表示数为2V。求：

（1）通过R1的电流；

（2）电源两端电压；

（3）10s电流通过电阻丝R2做的功。

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