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苏科版九年级物理学案 第十五章 电功和电热 一、电能表和电功 学习要求 1．知道电能表是测量电功的仪表.会用家用电能表初步测量家庭用电的电功. 2．会根据家用电能表的表盘数据计算电功. 3．知道电功的概念及其单位.理解电功的公式. 6．会对一些家庭用电器进行简单的电功计算. 7．培养理论联系实际的学习习惯. 学习指导 1． 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，是否可以将电能转化成其他形式的能．电流通过电动机线圈时，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． 2．知道电流做功与哪些因素有关 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。 3． 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，弄清规律和公式的适用条件是学好物理必须注意的问题．电功的公式 W=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）都适用．而结合欧姆定律 I=U/R 推出的电功公式W ? U 2 t = 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， R 即只适用于电能全部转化为内能的电路． 4．知道电能表的作用及其主要数据的意义和作用 电能表俗称电度表或火表，是用来测量电功或记录电路中消耗电能多少的仪表．电能表计数的单位是千瓦·时（kW·h），俗称度．1kW·h＝3.6×10６Ｊ． 主要数据 意义 作用 “220V 5A” 电能表正常工作的电压是 220V,允许 可用于判断电能表适用于多大功 通过的最大电流是 5A 率的电路上 “2500r/（kW·h）” 电能表每消耗 1 kW·h 的电能,电能 可通过转盘转动的圈数计算出电 表转盘转过 2500 转 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 可利用一段时间内计数器的数据 单位是 kW·h 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 1．一个阻值为 10Ω 的电阻器接在电压是 3V 的电源上，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 I ? UR ? 103A=0.3A ，W=UIt=3V×0.3A×5×60s=270J．电流做功为 270J. 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W ? U 2 t ，将更加快捷方便. R 第 1 页第 1 页 苏科版九年级物理学案 2．一位同学家上周末电能表的示数是 , 本周末示数为 1 3 2 6 2 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 圈. 电能表的转盘转 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=1341.5kW·h-1326.2kW·h=15.3kW·h． (2) 题中已知消耗电能 15.3kW·h，则转数为：15.3kW·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。 3．如图 15-1 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—10Ω．在滑动变阻器的滑片从左端移到右端的过程中，求： (1)闭合开关后，电流表和电压表的示数范围各是多少？ S (2)电路接通 25s 内，电阻 R 消耗的最大电能是多少？ A 精析：当滑片 P 分别向左或右移动时，电路中的电流分 R P 别会变大或变小。显然，当滑片滑到左端时，电路中的电流 V 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． 图 15-1 全解：⑴当滑片滑到左端时，R 滑 1=0， I ? U ? 6 A=1.2A，UR=6V 5 ? 0 R ? R01 当滑片滑到右端时，R 滑 2=10Ω， I ? U ? 6 A=0.4A，U‘R=I’R=0.4×5V=2V R ? R02