1、第第1 1节节 电能电能 电功电功第十八章第十八章 电功率电功率知识点知识点电能电能知知1 1讲讲11.电能的获取知知1 1讲讲2.电能的利用电能的利用：电能 其他形式的能。如：电流通过电灯时，灯丝灼热发光，是把电能转化为内能和光能；电热水瓶利用电能把水烧开，是把电能转化为内能；电吹风利用电流做功，是把电能转化成机械能和内能。用用电电器器知知1 1讲讲3.电能的单位及其换算(1)国际单位：焦耳，简称焦，用符号J 表示。(2)常用单位：千瓦时，用符号kWh 表示，俗称“度”。(3)换算关系：1 kWh=3.6106 J。知知1 1讲讲知识拓展知识拓展各种发电厂的各种发电厂的能量能量转化情况如图转
2、化情况如图1 所示所示：知知1 1练练例 1物理知识来源于生活，又要应用到实际中去。下列用电器工作时的能量转化错误的是()知知1 1练练解题秘方：紧扣用电器工作时能量的利用情况解答。解：电动机工作时，主要将电能转化为机械能。洗衣机主要靠电动机来工作，所以洗衣机工作时主要将电能转化为机械能。答案：A知知1 1练练技巧点拨：技巧点拨：分析用电器工作时能量转分析用电器工作时能量转化的技巧：只需要看化的技巧：只需要看这种这种用电器工作时主用电器工作时主要获得什么形式的能，则其工作时就是将要获得什么形式的能，则其工作时就是将电能电能转化为什么形式的能。转化为什么形式的能。知知1 1练练1.电动自行车具有
3、轻便、节能、环保等特点。将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。这个车钥匙其实就相当于一个_(填“电源”“用电器”或“开关”)。骑行时电动自行车将电能转化为_。开关机械能知知2 2讲讲知识点知识点电能的计量电能的计量21.电能表的用途：用来计量用电器在一段时间内消耗的电能多少。电能表是测电功或电能的仪表。电能表是测电功或电能的仪表。知知2 2讲讲2.电能表的几个重要参数(图2)知知2 2讲讲深度理解深度理解1.标定电流：标定电流：标定标定电流电流是确定电能表是确定电能表有关有关特性的电流值。特性的电流值。2.额定最大电流：额定最大电流：电能电能表能满足测量表能满足测量准确准
4、确要求，且能要求，且能长期长期正常正常运行的最大运行的最大电流值电流值。知知2 2讲讲现在很多家庭用的是电子式电能表，还有的用的是IC 卡电能表。对于电子式电能表上标注的“3200 imp/(kWh)”，它表示用电器每消耗1 kWh 的电能，该电能表的指示灯闪烁3200次。知知2 2讲讲3.利用电能表计量一段时间内消耗的电能：电能表在一段时间内结束时读数与起始时读数之差，就是这段时间所消耗的电能。计算式为W=W 后W 前。知知2 2讲讲深度思考如果此时消耗电能较少，电能表示数不变，如何得知消耗了多少电能呢？深度理解深度理解测出测出一定时间内一定时间内电能电能表上转盘的转数表上转盘的转数(或指示
5、灯或指示灯闪烁的次闪烁的次数数)，再，再算出消耗的电能。算出消耗的电能。知知2 2练练例 2期中上海静安区小荣家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图3 所示，下列说法正确的是()A.该电能表的标定电流为20 AB.该电能表应接在50 Hz 的直流电路中使用C.小荣家每消耗1 度电，指示灯闪烁3000 次D.小荣家半年内的用电量是6 335 kWh解题秘方：解答本题的关键是理解电能表各参数的物理意义。知知2 2练练解析：电能表上“10(20)A”是指电能表的标定电流为10 A，电能表能满足测量准确要求，且能长期正常运行的最大电流值是 20 A；“50 Hz”是指电能表在50 Hz 的交流电
6、路中使用；“3 000 imp/(kWh)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1 kWh 的电能，电能表上的指示灯闪烁3 000 次；电能表示数的最后一位是小数,半年内的用电量是633.5 kWh。答案：C知知2 2练练2.期中苏州校级 一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是()A.该电能表的标定电流为2 0 AB.该电能表应接在50 Hz 的直流电路中使用C.小荣家每消耗1 度电，指示灯闪烁3000 次D.小荣家半年内的用电量是6 335 kWhD知知2 2练练母题教材P88图18.11中考天津某电能表的表盘如图4 所示，用电时电能表的转盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗
7、的电能是()A.1.8106 J B.3.6106 JC.5.4106 J D.7.2106 J例 3知知2 2练练解题秘方：正确理解720 revs/(kWh)的含义是解题的关键。答案：B知知2 2练练 知知2 2练练3.母题教材P90T2中考襄阳小荣家中一个月前、后电能表示数如图所示，小荣家所在地区每度电的电费是0.6 元，那么本月他家应交电费_元。请你为小荣家提一条节约用电的建议：_。180人离开时随手关灯(合理即可)知知3 3讲讲知识点知识点电功电功3知知3 3讲讲推理思考电功的两个推导公式是如何推导出来的？推理结果推理结果将欧姆定律将欧姆定律公式变形公式变形得得U=IR，代入，代入电
8、功电功公式公式W=UIt，则，则有有W=IRIt=I2Rt。同理。同理将欧姆定律将欧姆定律公式公式I=UR代入代入电功公式电功公式W=UIt，则有则有W=U2R t。知知3 3讲讲4.单位(1)国际单位：焦耳，简称焦，符号J；1 J=1 VAs。(2)常用单位：千瓦时(kWh)；1 kWh=3.610 6 J。5.电功计算的注意点(1)电功的基本公式普遍适用，两个推导公式，只适用于电能全部转化为内能的电路(俗称纯电阻电路)。(2)进行电功计算时，注意单位的统一，只有电压的单位是V、电流的单位是A、电阻的单位是、时间的单位是s 时，计算电功的单位才是J。知知3 3讲讲发散思考电功的单位结合电功的
9、推导公式1 J 还等于什么？发散结果发散结果1 J=1 A2s；1 J=1 V 2 1 s或或(V2s)/。知知3 3讲讲6.串、并联电路的电功特点项目项目串联串联并联并联电路图电路图知知3 3讲讲项目串联并联各物理量图中R1、R2 串联在电压为U 的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的流为I图中R1、R2 并联在电压为U 的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，干路电流为I时间t 内电流做功W 总=UIt、W1=U1It、W2=U2ItW 总=UIt、W1=UI1t、W2=UI2t知知3 3讲讲项目串联并联推导电功关系W 总=UIt=(U1U2)It=U1ItU2It=W1
10、W2W 总=UIt=U(I1I2)t=UI1tUI2t=W1W2电功关系式推广W 总=W1W2 Wn W 总=W1W2 Wn规律总结无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和，即W 总=W1W2 Wn知知3 3讲讲多向思维多向思维根据根据能量守恒定律能量守恒定律，电流做的总功，电流做的总功等于等于电流电流对各部分导体对各部分导体做功的做功的和。所以无论和。所以无论串联串联电路电路、并联电路，都有、并联电路，都有W总总=W1W2Wn。知知3 3练练例 4将一只阻值为10 的定值电阻接在电压为10 V的电路中，在1 min 内消耗的电能为 _J；若接在电压为5 V 的
11、电路中，通电时间为1 min，电阻消耗的电能为_ J。600150知知3 3练练知知3 3练练易错提醒：易错提醒：本题时间的单位为本题时间的单位为min,运用电功公式计运用电功公式计算时算时，注意，注意把时间单位由把时间单位由 min 换算成换算成s 后再代入公式计算。后再代入公式计算。知知3 3练练4.在如图所示电路中，定值电阻R0 的阻值为20，电动机线圈电阻为2，闭合开关，电流表A1、A2 的示数分别为0.8 A，0.3 A，电动机两端电压_ V，1 min 内整个电路消耗的电能为_ J。6288中考徐州改编 灯泡中有电流时，灯泡发光。关于这个过程中的能量转化，下列说法正确的是()A.灯
12、泡消耗的电能全部转化成了光能B.因为消耗电能，流过灯泡后的电流变小了C.电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能D.通过灯泡的电流越大，电功越大例 5易错点易错点消耗的电能消耗的电能=电功电功=产生的其他形式能的和产生的其他形式能的和解析：灯泡消耗的电能转化为光能和内能，故A 错误；灯泡工作过程中，消耗的是电能，流过灯泡的电流大小不变，故B 错误；用电器消耗电能的过程，实质上是电能转化为其他形式能量的过程。电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能，故C 正确；电流做功的多少与电压、电流和通电时间三者有关，故D 错误。答案：C诊误区：诊误区：用电器消耗的用电器消耗的电能电能不会只转化为不会只转化为光
13、能光能、机械能等，都、机械能等，都伴随伴随着内能的产生。着内能的产生。电流电流做功的大小决定做功的大小决定于电压于电压、电流以、电流以及及通电时间通电时间三个因素，三个因素，单说电压单说电压高或电流大，高或电流大，不能不能确认电确认电功多，反之功多，反之，电功，电功多，也不能多，也不能确认电压确认电压高或电流大。高或电流大。电能电能 电功电功电能提供用电器消耗电源电能表计量电功：W=UIt应用应用串、并联电路中电功的计算串、并联电路中电功的计算1中考安徽 图5 中R1=4，R2=6，把它们并联在U=3 V 的电路中，则R1 和R2 并联后的总电阻为_；通电3 0 s，电阻R1 消耗的电能为_
14、J。例 62.467.5解题秘方：电阻R1(或用电器)消耗多少电能，即电流通过电阻R1(或用电器)做多少功，先求出通过电阻R1(或用电器)的电流，再利用电功公式W=UIt 求30 s 内电阻R1(或用电器)消耗的电能。5.如图所示，电源电压不变，定值电阻R1 阻值为10，定值电阻R2阻值为20。当开关S闭合后，电流表示数为0.2 A。求：(1)R1 两端的电压；(2)在10 s 内，电流通过R2 做的电功。解：在10 s内，电流通过R2做的电功WI2R2t(0.2 A)220 10 s8 J。应用应用有关电池容量的应用计算有关电池容量的应用计算2中考常州 太阳能充电宝上表面贴有太阳能板，可利用
15、太阳能为内部锂电池充电。如图6 所示，某款太阳能充电宝内锂电池容量为0.1 kWh，合_J。例 73.6105在充足阳光下太阳能板产生5 V 电压、0.25 A 电流为锂电池充电，充电效率为80，将锂电池从无电状态下充满，太阳能板需要输出_ J 的电能。若每天充足太阳光照10 h，需要_天才能将锂电池充满。4.5105106.中考宜昌 某品牌电动汽车的电池容量为130 Ah，额定电压为400 V，充电时它将电能转化为_能存储起来，充满电后它存储了_ kWh的能量。化学52应用应用I I-U U图象计算电功图象计算电功3中考烟台 如图7 甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10，图乙是通过小灯
16、泡L 的电流与两端电压关系的图象。例 8当只闭合S1、S2 时，电压表示数为2 V，通过小灯泡的电流为_ A，电源电压为_V；当只闭合S2、S3 时，电压表示数为4 V，电路在1 min 内消耗的电能为_ J。0.68384解题秘方：分析电路元件的串、并联；确定电路元件中对应的IU 图象；利用W=UIt 求解。解析：由图甲可知，当只闭合S1、S2 时，R1 与L 串联，电压表测量灯泡L 两端的电压；由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2 V 时，通过小灯泡的电流为 0.6 A，根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，R1 两端的电压U1=IR1=0.6 A10=6 V，根据串联电路的电压特点可知，电
17、源电压U=ULU1=2 V6V=8 V；当只闭合S2、S3 时，R2 与L 串联，电压表测量灯泡L 两端的电压；由图乙可知，当小灯泡两端的电压为4 V 时，通过小灯泡的电流为0.8A，根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流为0.8A，电路在1min 内消耗的电能W=UIt=8V0.8 A160s=384J。7.灯L 和电阻R 的IU图象如图所示，将灯L和电阻R 并联接在电压恒为2 V 的电路中，若将该电路通电10 min，灯L 和电阻R 消耗的总电能为_ J。420中考重庆 如图8 所示，小欣同学家电能表4 月底的示数是_ kWh；若关闭家中其他用电器，只有电热水壶工作，电能表的指示灯闪烁3
18、00 次时，刚好将1.2 kg 水从20 加热到80，则电热水壶的加热效率为_。c 水=4.2103 J/(kg)2 024.6考法考法电子式电能表的使用电子式电能表的使用1例 984试题评析：随着社会的发展，越来越多的家庭用到电子式电能表。本题重点考查了解电子式电能表参数“3000im p/(kWh)”的含义，并能运用数据“300”与“3000”的倍数关系求消耗电能的多少，试题与生活联系紧密且难度不大。【中考海南】如图9 甲为某商场安装的扶梯自动计数器简化电路图。考法考法电功的相关计算电功的相关计算2例10已知电源电压U=12 V，R1 为光敏电阻，R2=20。当有光照射时R1=20；当扶梯
19、上有顾客经过，挡住射向R1 的光线时，R1 的阻值增大，计数器就计数一次。图乙为某段时间内R2 两端的电压Uab 随时间t 变化的图象。试题评析：本题第(3)小问以图象为载体考查了整个电路消耗电能的计算，综合性强，应分阶段计算。(1)当有光照射时，电路中的电流为多大？(2)当扶梯上有顾客经过时，电路中的电流为多大？(3)这段时间内电路消耗的电能是多少？解：这段时间内电路消耗的电能W=UItUIt=12 V0.3 A2 s12 V0.1 A0.4 s=7.6 8 J。特别提示：特别提示：但凡求解电路消耗的电能但凡求解电路消耗的电能，不管，不管串联还是串联还是并联，必然用公式并联，必然用公式W=U
20、It。若。若电源电压已知，关键是求电源电压已知，关键是求电流；若电流；若电流已知电流已知，关键是求电压。，关键是求电压。1.电业局为每一户居民安装了一个仪表，用该仪表来测量居民家中每个月消耗的电能，从而计算出该交多少电费。该仪表的中文标准名称及国际通用读数单位是()A.电能表kWh B.电压表VC.电流表A D.电表 度A2.如图是某电路工作时的能量转化示意图，A、B 是电路中的元件。下列分析正确的是()A.A是电动机；方框内填电能；B是开关B.A是电池；方框内填电能；B是小灯泡C.A是电池；方框内填内能；B是小灯泡D.A是电池；方框内填电能；B是发电机B3.模拟北京东城区 有两个电路元件A和
21、B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示，把它们串联在电路中，如图乙所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2 A，则电源电压和元件A 在1 m in 内消耗的电能分别是()A.2.0 V 0.8 J B.4.5 V 0.5 JC.2.5 V 1.0 J D.4.5 V 24 JD4.中考南通 某智能手机的锂电池上标有“3.7 V，4200mAh”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大了充电的电流。若给锂电池充入80的电能，需要充电40min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近()A节能灯 B电风扇 C电饭锅 D电冰箱C5.如图所示是小
22、李同学家上月初和上月末的电能表表盘示意图，小李同学家电路干路中的电流不得超过_A，上月消耗的电能为_ kWh。年发电量可达1.5109 kWh 的攀枝花银江水电站将于2025 年投产发电，投产发电后的银江水电站可满足_户小李同学这样的家庭用电需求。201251.01066.期中天津河西区 如图所示，电源电压6 V 不变，电阻R1=10，R2=20，当开关S 接2 时，电压表示数为_V；当开关S 接1 时，通过R1 的电流10 s内所做的功为_ J。2367.真实情境 节约用电，人人有责。如图甲是重庆市阶梯式电价收费政策，小言家年用电量累计达到2000度，则小言家的年用电费用为_元；1 040小静将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作，一段时间后屏幕显示如图乙所示，若电费单价为0.5 元/(kWh)，则电热水器消耗的电能为_ J。1.081078.如图所示，滑动变阻器R1 的最大阻值为20，R2=5，R3=10。当S1闭合、S2 断开，滑动变阻器的滑片滑到b 端时，电压表的示数为2 V。(1)求电源电压；(2)当S1、S2 闭合，滑动变阻器的滑片滑到a 端时，求通电10 min 电流所做的功。
