文档介绍：第十五章电功和电热
一、电能表和电功
学习要求
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学习指导
理解电流能够做功
电流通过导体是否能做功,就看电流通过导体时,,电动机便转动起来,可以提升重物,同时线圈也会发热,这时电能转化成机械能和内能;电流通过电灯泡时,灯丝发热发光,电能转化成内能和光能,这说明电流通过导体的过程中,伴随着能量转化的发生,所以我们说:电流通过导体能做功.
通过实验探究我们知道,影响电流做功的因素是:通过电路的电流和加在电路两端的电压,以及通电时间。
弄清规律和公式的适用条件
任何物理规律和公式都有它的适用条件,=UIt是计算电功普遍适用的公式,对于任何类型的用电器(或电路)=U/R推出的电功公式= I2Rt,不适用于含有电动机的电路,只适用于电烙铁、电炉等纯电阻电路,即只适用于电能全部转化为内能的电路.
电能表俗称电度表或火表,·时(kW·h),·h=×106J.
主要数据
意义
作用
“220V 5A”
电能表正常工作的电压是220V,允许通过的最大电流是5A
可用于判断电能表适用于多大功率的电路上
“2500r/(kW·h)”
电能表每消耗1 kW·h的电能,电能表转盘转过2500转
可通过转盘转动的圈数计算出电路中消耗的电能
计数器上的数据
计数器上最后一位数是十分位,数据的单位是kW·h
可利用一段时间内计数器的数据之差,直接读出电路中消耗的电能
50Hz
电能表适用的交流电的频率
典型范例
,它通电5min电流做的功是多少?
精析:在运用电功公式W=UIt计算时,要注意U、I、t三个量的单位必须统一,均使用国际单位。题中电流是未知的,可以用欧姆定律I=U/R计算出通过电阻器的电流,再用W=UIt计算电功.
全解:根据欧姆定律A= ,W=UIt=3V××5×60s=.
点评:如果能熟练运用电功公式的推导式,可以不先求出I,而直接将欧姆定律和电功公式综合起来,即用,将更加快捷方便.
1
3
2
6
2
, 本周末示数为
1
3
4
1
5
,该家庭本周用电 kW·h. 若电能表铭牌上标有“3000 r/kW·h”,则这周内电能表的转盘转圈.
精析:本题考查了两种测量电能的方法:一是用计数器的示数之差计算电能,二是根据转盘转过的转数计算电能.
全解:(1)注意最后一位虚线框内的数据为小数,则本周消耗的电能为:W=W2-W1=·h-·h=·h.
(2) ·h,则转数为:·h×3000r/kW·h=4590r.
点评:从本题可以看出:若用电器用电较多,时间较长,应通过计数器测量消耗的电能;若用电器用电较少,时间较短,应用数转盘转过转数的方法也可算出消耗的电能。
-1所示的电路中,电源电压U=6V并保持不变,电阻R=5Ω,滑动变阻器的阻值范围为0—,求:
图15-1
P
R
S
A1
V1
(1)闭合开关后,电流表和电压表的示数范围各是多少?
(2)电路接通25s内,电阻R消耗的最大电能是多少?
精析:当滑片P分别向左或右移动时,电路中的电流分
别会变大或变小。显然,当滑片滑到左端时,电路中的电流
最大,电阻R两端的电压最大且等于电源电压;当滑片滑到
右端时,电路中的电流最小.
全解:⑴当滑片滑到左端时,R滑1=0,A=,UR=6V
当滑片滑到右端时,R滑2=10Ω,A=,U‘R=I’R=×5V=2V
⑵对于电阻R而言,当滑动变阻器滑片移到左端时,电路中电流最大,从而在相等的时间内消耗的电能最多.
W=I2Rt=()2×5Ω×25s=×102J
所以本题中(1)—,电压表的示数范围是6V—2V; (2)×102J