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第一节 电能表与电功
第十五章 电功和电热
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
学习目标
课时讲解
1
课时流程
2
电能表
电功
比较两个灯泡的亮暗
知识点
电能表
知1－讲
感悟新知
1
1. 电能表的用途 测量电路消耗的电能. 电能表有电子式和感应式两种.
知1－讲
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2. 电能表的参数 如图1 所示电子式电能表的技术参数.
知1－讲
感悟新知
关联结果
如图2所示，感应式电能表表盘的电能表常数: 2500 r/(kW h)，表示接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW h的电能，电能表上的转盘转动2500 转.
关联思考 (1)电子式电能表和感应式电能表常数有什么不同？
知1－讲
感悟新知
关联结果
电子式电能表示数的两种形式：显示一，如图1所示，电能表的示数为7 621.4kW h；显示二，如图3所示，电能表的示数为15 372.76 kW h.
(2)电子式电能表示数有几种形式？
知1－讲
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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W=W后－W前.
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知1－练
[上海静安区期中] 小明家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图4 所示，下列说法正确的是( )
A. 该电能表的基本电流为20 A
B. 该电能表应接在50 Hz 的直流电路中使用
C. 小明家每消耗1 度电， 指示灯闪烁3 000 次
D. 小明家半年内的用电量是6 335kW·h
例 1
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知1－练
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．
感悟新知
知1－练
解析：电能表上“10(20) A”是指电能表的基本电流为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 的交流电路中使用；“3 000 imp/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW·h 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 kW·h.
答案：C
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知1－练
1.[苏州校级期中] 一种家用电能表上的参数如图5 所示，下列说法错误的是( )
A. 该电能表应该在220 V 的电路中使用
B. 该电能表的额定最大电流为20 A
C. 电能表是计量用电器消耗电能多少的仪表
D. 该电能表此时的读数是31.6 J
D
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[中考·天津] 某电能表的表盘如图6所示，用电时电能表的铝盘转过360 转，接在该电能表上用电器消耗的电能是( )
A.1.8×106 J B.3.6×106 J
C.5.4×106 J D.7.2×106 J
例2
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知1－练
解题秘方：准确判断720 r/(kW·h)的含义是解题的关键.
解析：从图中可以看到，接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW·h 的电能，电能表的铝盘转720 r , 那么铝盘转了360 r，消耗的电能W= =
0.5 kW·h=1.8×106 J.
答案：A
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知1－练
2．[北京海淀区期末] 如图7 是电能表的表盘， 其读数是__________kW · h .只让干衣机单独工作， 观察到6 min 内电能表指示灯闪烁了160 次， 干衣机在这6 min 内消耗的电能为
______ kW·h.
619.56
0.1
知识点
电功
知2－讲
感悟新知
2
1. 定义 电流所做的功叫作电功.
2. 电功和电能的关系 电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能，就有多少电能转化为其他形式的能.
3. 公式 (1)基本公式：W=UIt.
(2)推导公式 W=I2Rt= t.
知2－讲
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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
将欧姆定律公式变形得U=IR，代入电功公式W=UIt，则有W=IRIt=I2Rt .同理将欧姆定律公式代入电功公式，则有W= t.
知2－讲
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4. 单位 (1)国际单位：焦耳，简称焦，符号J；1 J=1 V·A·s.
(2)常用单位：千瓦时(kW·h)；1 kW·h=3.6×106 J.
知2－讲
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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Ω、时间的单位是s 时，计算结果电功的单位才是J.
知2－讲
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发散思考 电功的单位结合电功的推导公式1 J还等于什么？
发散结果
1 J = 1 A2 Ω s ；
1 J = 1 V 2 Ω－1 s(或V 2 s/Ω).
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知2－练
将一只阻值为10 Ω 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 的电路中，通电时间为1 min，电阻消耗的电能为______J.
例 3
600
150
感悟新知
知2－练
解题秘方：对定值电阻而言，计算消耗的电能时，注意根据已知条件，从基本公式和推导公式中选择适当的公式进行计算．本题已知电压、电阻和时间，应该选用推导公式W= t.
感悟新知
知2－练
解析：在10 V 电路中消耗的电能W= t=×
60 s=600 J. 在5 V 电路中消耗的电能
W= t=×60 s=150 J.
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知2－练
易错提醒：本题时间的单位为min, 运用电功公式计算时，注意把时间单位由 min 换算成s 后再代入公式计算.
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3-1.如图8 所示， 手电筒中的电流为0.6 A，电源为三节干电池，则该手电筒的小灯泡工作1 min 消耗的电能为( )
A.2.7 J B.81 J
C.162 J D.9 270 J
C
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知2－练
3-2.8 s 内电流对某导体做功24 J， 若该导体两端的电压为3 V， 通过该导体的电流为______ A. 若该导体两端的电压为6 V 时， 则它的电阻为______ Ω.
1
3
知识点
比较两个灯泡的亮暗
知3－讲
感悟新知
3
变量 电压 电流
电路图
知3－讲
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控制变量 电流、时间 电压、时间
实验现象 电压越高，灯泡越亮 电流越大，灯泡越亮
实验结论 当电流、时间相同时，电压越高，电流做功越多 当电压、时间相同时，电流越大，电流做功越多
转换方法 根据灯泡的亮度，比较相同时间内电流做功的多少
知3－讲
感悟新知
实验思考 实验过程中，能否选择两个规格相同的灯泡进行实验？为什么？
实验要点
实验过程中，必须选择规格不相同的灯泡进行实验，假如两个灯泡的规格相同，串联时，电流、时间、电压都相同，灯泡的亮度也相同，从而不能探究电功和电压的关系．同理并联时，不能探究电功和电流的关系.
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知3－练
[泰州校级期末] 在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图9 甲、乙两个电路：
例4
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知3－练
解题秘方：探究电流做功的多少与哪些因素有关时，采用控制变量法, 通过并联电路控制电压相同，通过串联电路控制电流相同．为了使两个灯泡两端的电压或电流不相同，两个灯泡的规格不能相同.
感悟新知
知3－练
(1)本实验通过比较___________来反映相同时间电流做功的多少.
(2)图中所选用的灯泡L1 和L2 的规格应______.
灯泡的亮度
不同
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知3－练
(3)应该选择图______所示的电路探究电流做功多少与电压大小的关系；两个小灯泡是______(填“串联”或“并联”)的，这样连接是为了控制_______________相等.
解析：探究电流做功多少与电压大小的关系，应控制电流大小和通电时间相同，使两灯两端的电压不同，根据串并联电路的特点可知应使两个小灯泡串联，所以应选图乙所示的电路；
乙
串联
电流和通电时间
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知3－练
(4)小明发现，按图甲电路实验时L1 比L2 亮，同时
观察到A1 示数比A2 大，这说明相同时间内______(填“L1”或“L2”)的电功大，由此可得出的结论是______
_______________________________________.
解析：图甲中两灯并联，由并联电路的电压特点可知
U1=U2，A1 示数比A2 大， 即I1 ＞ I2， 由L1 比L2 亮表明W1 ＞ W2；由此可得结论：电压和通电时间相等时，电流越大，电流做功越多；
L1
电压和
通电时间相等时，电流越大，电流做功越多
感悟新知
知3－练
(5)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小明是否必须通过实验验证？你的看法是______(填“不必”或“必须”)，你的依据是_________________
____________________________________________________________________________________________________.
不必
对电路中的同一个
灯泡，电压和通过的电流相同，根据生活经验可知，
通电时间越长，灯泡消耗的电能越多，即电流做的功
越多
感悟新知
知3－练
解析：对电路中的同一个灯泡，电压和通过的电流相同，根据生活经验可知，通电时间越长，灯泡消耗的电能越多，即电流做的功越多，故对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，不必通过实验验证.
感悟新知
知3－练
4.[ 宿迁校级月考] 在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时，如图10 是进行该探究的电路之一.
感悟新知
知3－练
(1)可以根据_______________比较相同时间内电流做功的多少；
(2)由如图所示电路， 可探究电流做功
多少与_________的关系；
(3)小明正确操作，验证了实验的结论，
支持该结论的实验现象是_______________________ ；
灯泡的亮暗程度
电压
电压表示数大的灯泡更亮
感悟新知
知3－练
(4)另一组的同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭．检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：
① ________________________ ；
②__________________________ _________ .
连接电路时开关未断开
滑动变阻器的滑片未调到阻值最大处
电能表与电功
电功
作用
电能表
参数
含义
影响因素
计算公式

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