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第一节 电能和电功
第十三章 电能和电功率
第一节 电能和电功
观察与思考
观察以下电器，它们工作时分别把什么能转化为什么能？
电饭煲
电风扇
台 灯
学习目标
了解电能与电功概念的区别和联系，知道电功的符号和单位。
01
知道电功的影响因素包括电流、电压和通电时间。
02
03
认识电能表，知道电能表的功能与各参数的含义，知道电能表的计量单位，会读电能表。
接通电源后，电饭煲中的食物很快被加热。电饭煲把电能转化为食物的内能。
电饭煲
接通电源后，电风扇转动。电风扇中的电动机把电能转化为扇叶的机械能。
电风扇
接通电源后，电流通过电灯，台灯的灯丝（或荧光粉或二极管）发热发光。电能转化为内能和光能。
台 灯
可见用电器工作就是将电能转化为我们需要的各种形式的能。
电功
电功的概念：
电流所做的功。
W
电能转化为其他形式的能的过程，就是电流通过用电器做功的过程。
电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能，注意能的总量不变。
焦耳，简称焦，符号J
表示符号：
国际单位：
电流做功的多少与哪些因素有关
实验猜想
电流做功的多少可能与电压和电流有关
电流做功的多少可能与通电时间有关
设计实验
实验电路
A
M
V
实验原理
通过电动机提升物体高度，定性判断电流做功多少
探究一：探究电流做功与时间的关系
电压、电流相同，通电时间不同
通电时间相同，电压、电流不同
探究二：探究电流做功与电流、电压的关系
实验记录表格
内 容 序号 U/V I/A t/s 高度
1
2
3
4
实验结论
在电流和电压相同的情况下，通电时间越长，重物升高得越高，电动机对重物所做的功越多。
在通电时间相同的情况下，电动机工作的电流和电压越大，重物升高得越高，电动机对重物所做的功越多。
结论：电路中电压越大，电流越大，通电时间越长，电流所做的功越多。
大量事实表明：
电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比。电功等于电压、电流和通电时间的乘积。
电功的计算
U：电压—伏特(V)
I：电流—安培(A)
t：时间—秒(s)
W：电功—焦耳(J)
W=UIt
1J=1V·A·s=1N·m
小明的书桌上有一盏台灯，正常使用时台灯两端电压为220V，通过灯丝的电流为150mA，他每晚要在灯下面学习30min，那么每晚流经台灯的电流做多少功？
练一练
解：W=UIt=220V×0.15A×1800s=59400J。
答：每晚流经台灯的电流做功59400J。
推导公式：由W＝UIt 和欧姆定律 I＝ 可知，
W＝ t；W＝I2Rt。
利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性；
电功的计算公式
电功变形公式的适用条件：只适用于纯电阻电路。
电能表
电能表：用来测量用电器消耗电能的仪表。
计量单位：千瓦时（度）
机械电能表
IC卡电能表
1kW·h=3.6×106J
符号：kW·h
● 220 V 表示这个电能表应该在220V的电路中使用。
● 10(20)A 表示这个电能表的基本电流为10A，最大电流为20A。电能表工作时的电流不应超过最大电流。
● 50～ 表示这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用。
● 600Revs/(kW·h)表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转。
电能表及其参数
4 2 6 7 8
4 3 7 4 4
W1=__________kW·h
W2=__________ kW·h
月初
月末
W=_____________ kW·h
4267.8
4374.4
W2 -W1=106.6
用电量
电能表的读数及其计量
方法一：用户在某一段时间内消耗的电能，就是这段时间结束和开始时刻，电能表计数器所显示的数字之差。
方法二：测出一定时间内电能表上转盘的转数N（N为整数），再算出电能值。此种方法的关键是要明确电能表铭牌数据的含义，求出电能表转1转时消耗的电能值。
例：某电能表表盘上表标“1200r/（kW·h）”，小明测得在一定时间内表盘转了50圈，求消耗的电能。
W·h==3×103J
电能表的读数及其计量
3×103J/r×50r=1.5×105J
练一练
几位同学观察到一用户的电能表表盘如图所示，下面是他们对该电能表的看法，你认为正确的是（ ）
A．电能表接在照明电路中流过的电流是10A
B．电能表接在照明电路中流过的电流是20A
C．电能表消耗1kW·h的电能，转盘转3000r
D．电能表的转盘转3r，所计量的用电器消耗
的电能是3.6×103J
D
资料拓展
名称 装机容 /kW 年发电量 /(kW·h) 名称 装机容量 /kW 年发电量
/(kW·h)
三峡 2.25×107 1×1011 三门峡 4×105 1.32×109
二滩 3.3×106 1.7×1010 溪洛渡 1.386×107 5.71×1010
葛洲坝 2.7×106 1.57×1010 龙滩 5.4×106 1.87×1010
刘家峡 1.225×106 5.7×109 向家坝 6.4×106 3.09×1010
我国一些水力发电站的发电能力
电能
和
电功
电功
与电能的区别、联系
电能表
读数
电能表铭牌含义
定义
课堂小结
公式
1．电能表是用来测量用电器消耗电能的仪表。某市民家上月末记录的电能表示数为3037.4kW·h，本月末示数如图所示。本月他家用电 kW·h。若当地电价为每度收费0.5元，则他家本月应付电费 元。
220
随堂训练
110
2．有一块手机电池，上面标明电压为3.7V，容量1130mA·h，它充满电后，大约存储了多少电能？
解：储存的电能 W =UIt
=3.7V×1.13A×3600s
=15051.6J
答：大约存储了15051.6J的电能。
3．小明观察班级电能表有“600r/(kW·h)”的字样。他观察电能表的转盘在2min内转动了60转。请问这2min内小明班上消耗多少千瓦时的电能？合多少焦？
解: 已知N= 600r ，W1= 1kW·h，n= 60r
所以消耗的电能W = ×W1
= × 1kW·h
=0.1kW·h =3.6 × 105J
n
N
60r
600r
答：消耗了0.1kw·h的电能，合3.6×105J。

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