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1、15.1电能表与电功要点1 电能表（1）定义：用来测量电路中消耗电能多少的仪表叫电能表。（2）种类：常用的电能表电子式和互感式。（3）电能表的参数： KWh:电能表示数的单位 220V:额定电压是220V 10A:表示基本电流，它是确定电能表有关特性的电流值（40）A:是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 50Hz:用在频率50Hz的交流电路中 3000r/kwh:用电器每消耗1度电，电能表转盘转动3000转（4）电能计量单位:千瓦时（度），符号KWh；国际电能单位是焦耳（J），换算关系:1 KWh=3.6106J。（4）电能表测量方法：长时间的耗电：电能表前后两次读数之差
2、（最后一位表示小数点后第一位）。W电=W末W初短时间的耗电：用转盘转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算消耗的电能。WW电=转数每转消耗的电能要点2 电功（1）定义：电流所做的功叫做电功；电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能。（2）公式：电功大小与加在用电器两端的电压，通过的电流和通电时间有关，即W=UIt。（3）单位：电功与电能单位相同，都是焦耳（J）。（4）推导式：W=U2Rt;W=I2Rt。（5）计算：电路中电能的消耗量等于所有用电器消耗电能之和。（6）灯泡明暗：相同的时间内，电流对灯泡做的功越多，转换成的光能就越多，灯泡自然就亮。基础题系列1.关于家庭电路中的电能表，下列说法正确的
3、是（）A.电能表的作用是测量用电器中通过电流大小的B.电能表转盘转速越快，用电器消耗的电能越多C.电能表的作用是测量用电器消耗电能多少的D.电能表的测量值是以“kW”为单位的【答案】C【解析】AC.电能表的作用是测量用电器消耗电能的多少，故A错误，C正确；B.表盘转的越快，用电器的功率越大，用电器消耗的电能同时跟电功率和通电时间有关，在通电时间一定时，功率大，消耗电能多，故B错误；D.电能表的测量值是以“kWh”为单位的，故D错误。2.小明在家中拍到一张电能表照片,如图,他仔细观察照片后,得到下列结论,你认为正确的是( )A. 电能表的转速为2500转/度B. 电能表的最大电流为5AC. 拍照
4、片时，小明家已消耗的电能为9316kWhD. 拍照片时，小明家已消耗的电能为931.6J【答案】A【解析】A. 根据电能表表盘上的数据可知，电能表的转速为2500R/(kWh)故A正确；B. 电能表持续工作时的最大电流为10A，故B错误；C. 拍照片时电能表的示数为931.6kWh，也就是说小明家已消耗的电能为931.6kWh，故CD错误。3.下图所示的几种用电器工作时，以电能转化为内能为应用目的是（）A.电视机 B.电动自行车 C.抽油烟机 D.电烤箱【答案】D【解析】本题考查电功的本质；电动电动车、抽油烟机把电能转化为机械能，电视机把电能转化为内能和光能，电烤箱把电能转化为内能。4. 对于
5、不同电路里的两个用电器，下列说法中正确的是（）A.用电器中电流越大，通电时间越长，电流做的功就一定越多B.在相等的时间里，用电器中的电流越大，电流做的功就一定越多C.通过用电器的电量越多，电流做的功就一定越多D.消耗的电能越多，电流做的功一定越多【答案】D【解析】根据电功的计算公式，电功的大小，和电流、电压、通电时间有关，知道电流和通电时间的大小，无法确定功的多少，所以AB错误；根据公式W=qU可知，电流做的功与电量和用电器两端的电压有关，所以C错误；电流做功的过程是把电能转化成其它形式的能的过程，所以消耗的电能越多电流做功就越多。5.要使某用电器在相同时间内消耗的电能变为原来的2倍，以下措施
6、可行的是（）A仅使电压变为原来的2倍 B电压不变，而使用电器电阻变为原来的一半C仅使电流变为原来的2倍 D同时改变电压为原来的4倍，电阻为原来的2倍【答案】B【解析】A.对于一个确定的用电器，电压变为原来的两倍时，流过它的电流也要变为原来的两倍，由W=UIt可知用电器消耗的电能要变为原来的4倍，故A错误；B.电压不变，而使用电器电阻变为原来的一半，由电功公式W=U2Rt可知，用电器消耗的电能变为原来的两倍，故B正确；C.电流变为原来的两倍，由U=IR可知用电器两端的电压变为原来的两倍，由W=UIt可知用电器消耗的电能为原来的4倍，故C错误；D.同时改变用电器两端的电压为原来的4倍，电阻为原来的
7、2倍，由电功公式W=U2Rt可知，消耗的电能变为原来的8倍，故D错误。6.图中，导体A.B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大，当S闭合后，在相同时间内，电流通过A.B所做的功分别为WA、WB，则（）A.WAWB B.WAWB C.WA=WB D. 无法比较做功大小【答案】B【解析】A和B长度相同，由同种材料做成，A比B的横截面积大，RARB，又A和B串联，电流处处相等由公式W=I2Rt知道，WAWB。7.电流通过一用电器(如旋转灯),在1s内产生的内能是150J,光能是100J,机械能是50J,则电流做功为( )A.100J B.150J C.250J D.300J【答案】D
8、【解析】：在这里是电能转化成内能光能和机械能，从能量守恒角度来看电流做的功等于产生的“内能150J、光能100J、机械能50J”之和，所以电流做功为300J.8.如图,对于电能表面板上的一些参数的理解,下列说法错误的是( )A. 此时电能表的读数为120.7度B. “220V”是指这个电能表应该在220伏的电路中使用C. “10(20)A”是指这个电能表使用时正常工作电流为10安或20安D. “600r/kWh”是指用电器每消耗1千瓦时电能，电能表的转盘转过600转【答案】C【解析】：A. 此时电能表的读数为120.7度，说法正确，不符合题意。B. “220V”是指这个电能表应该在220伏的电
9、路中使用。说法正确，不符合题意。C. “10(20)A”是指这个电能表使用时正常工作电流为10安或20安，说法错误，应该是电能表允许通过最大电流是10A，电能表短时间允许通过最大电流是20A，符合题意。D. “600r/kWh”是指用电器每消耗1千瓦时电能，电能表的转盘转过600转，不符合题意。9.甲、乙两个电阻的U-I图线如图所示，若把两个电阻串联接在同一电路中，下列说法正确的是（）A.甲的电阻值小于乙的电阻值 B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是2:1C.甲、乙两个电阻两端电压之比是2:1 D.相同时间内，甲、乙两个电阻消耗的电能之比是是1:4【答案】C【解析】A.由图象可知，通过两电阻的电
10、流与两端的电压成正比，即两电阻是定值电阻，且U甲=U乙=3V时，I甲=0.3A、I乙=0.6A，根据欧姆定律可得，两电阻的阻值分别为：R甲=U甲/I甲=3V/0.3A=10，R乙=U乙/I乙=3V/0.6A=5，所以甲的电阻值大于乙的电阻值，故A不正确；B.把两个电阻串联接在同一电路中时，由于串联电路中各处的电流相等，所以通过甲、乙两个电阻的电流之比是1：1，故B不正确；C.甲、乙两个电阻两端电压：U甲/U乙=IR甲:IR乙=R甲:R乙=10:5=2:1，故C正确；D、甲、乙两个电阻的电功率之比：W甲:W乙=I2R甲t： I2R乙t=10：5=2：1，故D不正确。10.电风扇正常工作时，电流做
11、功的结果是：大部分的电能转化为能，还有一小部分的电能转化为能。【答案】机械；内【解析】电风扇的核心部件就是一个电动机，电动机是将电能转化为机械能的装置，同时由于电流的热效应，电动机在转动的过程中，必然会发热。所以是电能转化为机械能和内能。强化题系列11.（2019呼和浩特）回答下列问题：（1）一个电能表，表盘上标明“720revs/(kwh”，它的意思是 。（2）呼和浩特市教研室某段时间用电，电能表两次示数如图所示，该时间段该地区每度电电费元，这段时间需要交付电费元？【答案】（1）电路每消耗1kwh的电能，电能表的转盘转720转；（2）383.64。【解析】（1）“720revs/(kwh”表
12、示电路每消耗1kwh的电能，电能表的转盘转720转（2）由图知，某段时间共消耗的电能1951.7 kwh1632.0 kwh=319.7 kwh：已知该时间段该地区每度电电费1.2元，则这段时间需要交付的电费：319.7 kwh1.2元/ kwh=383.64元。12.小明家电能表五月份的示数为4167.0kwh,六月份的示数如图所示.这一个月中小明家用电_kwh,若每度电0.55元,应交电费_元.小明将电热水壶通电后,在4min内电能表转盘转过40r,消耗的电能是_J。【答案】145；79.75；2106。【解析】小明家电能表五月份的示数为4167.0kwh,月底的示数为为4312.0kwh
13、,他家本月用电W=4312.0kwh4167.0kwh=145 kwh；小明家本月应交的电费为：0.55元/度145kwh=79.75元；电能表转盘转动消耗的电能为:W=4017203.6106J=2105J。13.有一款手机用的锂电池,上面标明电压为3.7V,容量为1000mAh,给它充电时,是电能转化为能,充满电后,大约存储了J的电能。【答案】化学；13320。【解析】电池充电和供电是相反的过程，充电时是把电能转化为化学能，放电时是把化学能转化电能；手机锂电池充满电后，存储的电能W=UIt=3.7V1000成10-3A3600s=13320J：14.两电阻R1=10、R2=20，R1最大允
14、许电流为200mA，R2最大允许电流为300mA，两电阻并联时，电路中总电流强度最大为_A；两电阻串联时，电路中最大电压为_V，此时，若通电1min，电流所做的功是_J.【答案】0.3；6 ； 72；【解析】两电阻两端的最大电压分别为：U1=I1R1=0.2A10=2V，U2=I2R2=0.3A20=6V；则并联时两端电压最大不得超过2V；故此时通过R1的电流为0.2A；通过R2的电流为：2V/20=0.1A；故干路电流I=0.2A+0.1A=0.3A；当两电阻串联时，电路中电流不得超过0.2A；故电路中最大电压为0.2A(10+20)=6V；1min内电流所做的功W=UIt=6V0.2A60
15、s=72J。15.如图所示的电路,电源电压为12V,滑动变阻器RW的最大阻值为20，灯L的电阻为4.在相同的时间内，滑动变阻器的滑片P在a点时通过灯丝的电荷量是滑片P在b点时通过灯丝电荷量的_倍：当滑片P从a点移到b点的过程中，电压表的示数变化范围是_V；P在a点时，10min内电流通过灯L做的功是_J.【答案】6；010；2.16104。【解析】当滑动变阻器的滑片P在b点时，滑动变阻器最大阻值为0，电路中只有灯泡工作，R=4，当滑动变阻器的滑片P在a点时，滑动变阻器最大阻值为20，滑动变阻器与灯泡串联在电路中，那么R总=20+4=24，根据题意则有：Wa=UIt=I2R总t，Wb=UI1t=
16、I2Rt，那么Wa：Wb=I2R总t：I2Rt=R总：R=24：4=6当滑动变阻器的滑片P在a点时，电压表读数为0，当滑动变阻器的滑片P在b点时，根据欧姆定律I=U/R=12V/24=0.5A,那么电压表的度数为U1=I/R滑=0.5A20=10V，P在a点时,10min内电流通过灯L做的功是W=U灯I灯t=2.16104J.16.小宇用如图甲所示电路对一只标有“0.8A”字样的小灯泡L进行了测试,电源电压恒为9V,电阻箱R0的阻值可在09999之间调节,根据所测数据作出了灯丝的IU图象(如图乙所示),根据图象可知小灯泡正常发光时的电阻为_;如果将电阻箱R0的阻值调为10,通电10s电流通过R
17、0所做的功为_J.【答案】10；36；【解析】(1)由图象可知：当灯泡正常发光时电流I=0.8A，灯泡两端电压U=8V，所以灯泡正常发光时的电阻：R=U/I=8V/0.8A=10；(2)由甲图L与R0串联，观察图象,当时通过L电流I为0.6A时,L两端电压U=3V，此时R0两端电压：U0=IR0=0.6A10=6V，满足U+U0=9V，所以通电10s电流通过R0所做的功：W=U0It=6V0.6A10s=36J。17.（2019苏州）如图所示电路中,电源电压为6V,电阻R1、R2的阻值分别为12和6闭合开关S，则：(1)电流表的示数是多少?(2)求电阻R2在1min内消耗的电能；(3)断开S,
18、将电阻R2拆下,再将最大阻值为30的滑动变阻器R3接入剩余电路中，重新闭合S，移动滑片，记录电流表示数如下表所示。表中有1个数据记录错误，该数据是_；请根据表中数据判断R1与R3的连接方式并简述理由。序号123电流(A)0.120.250.40【答案】(1)电流表的示数是0.5A；(2)电阻R2在1min内消耗的电能为360J；(3)0.12；串联；如果并联，滑片移动电流表示数不变。【解析】(1)闭合开关S,两只电阻R1、R2并联,电流表测量通过R1的电流。电流表的示数为I1=U/R1=6V/12=0.5A；(2)电阻R2在1min内消耗的电能为W2=U2/R2t=(6V)2/660s=360
19、J；(3)假设R1与R3并联,由于R1阻值、两端电压都不变,所以滑片移动对R1支路无影响，也就是电流表示数应该不变；但已知滑片移动过程中电流表示数变化,所以是R1与滑动变阻器串联；在第一组数据中，电流表的示数是I=0.12A，已知电源电压为U=6V，根据I=U/R，所以电路总电阻为R=U/I=6V/0.12A=50，而滑动变阻器即使全部接入电路,电路总电阻最大为R实=R1+R3=12+30=4250，所以第一组数据就是错误的。18.电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kwh)”字样将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表指示灯闪烁了300次，该用电器在上述时间内消耗的电能为_kwh
20、，该电能表在工作时本身_（填“消耗”或“不消耗”）电能。【答案】0.1；消耗；【解析】该用电器在20min内消耗的电能：W=30013000KWh=0.1kwh。电能表因为要运转，电子式电能表会闪烁因此消耗少量的电能。19.如图所示,电阻R1=10 。若断开S2、闭合S1,电流表的示数I1=0.30 A;若闭合S1、S2,电流表的示数I2=0.50 A。求:(1)电源两端的电压;(2)电阻R2的阻值;(3)电流通过电阻R2在2 min内所做的电功。【答案】(1)3 V(2)15 (3)72 J【解析】从题图中可看出,只闭合S1时,电阻R1接入电路,根据欧姆定律可求电压值,即电源电压为 3 V;
21、当再闭合开关S2后,两电阻并联,通过电阻R1的电流不变,干路中增大的电流为通过R2的电流,由欧姆定律可求R2的值;由公式W=UIt,可求电流通过电阻R2在2 min内所做的功。(1)由欧姆定律得U=I1R1=0.30 A10 =3 V;(2)通过电阻R2的电流I=I2-I1=0.50 A-0.30A=0.20 A,由欧姆定律公式变形得R2=UI=3V0.2A=15 ;(3)由电功公式得W=UIt=3 V0.20 A120 s=72 J。20.李杨同学在家里用电加热器（俗称“热得快”）给暖瓶中1.5kg的水加热10min，水温恰好从20升高到100问：（1）水吸收的热量是多少？（2）李杨家的电能
22、表标着“3000r/kWh”字样，则在这10min内电能表的转盘转了多少圈？假设只有电加热器工作，它放出的热量全部被水吸收，C水4.2103J/（kg）【答案】（1）水吸收的热量是5.04105J；（2）在这10min内电能表的转盘转420转。【解析】（1）水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）1.5kg（100-20）=5.04105J；（2）加热水消耗的电能： W=Q吸=5.04105J，电能表标着3000r/kWh，即每消耗1kWh的电能，转盘转3000转；在这10min内电能表的转盘转数： n=5.04105J/1kwh3000r=5.04105J/3.61063000r
23、=420r。21.在“探究电流做功多少与电压、电流的关系”的活动中,同学们设计了如图所示的甲、乙两个电路。(1)实验中我们通过比较比较相同时间内电流做功的多少。(2)利用图甲可以研究电流做功多少与的关系，观察到的现象是。(3)在如图乙的实验中,为了验证电功与电压的关系,我们应该选择规格(选填“相同”或者“不相同”)的小灯泡。(4)某同学想利用丙图来研究电流做功与电压的关系，通过调节滑动变阻器的滑片P的位置来改变灯两端的电压，他设计的实验方案中存在什么问题：。【答案】(1)灯泡的亮度；(2)电流大小；电流表的示数越大，灯越亮；(3)不相同；(4)灯泡两端电压改变时，通过灯泡的电流也发生了变化，没
24、有利用控制变量的物理方法。【解析】(1)灯泡越亮、实际功率越大，在相同时间里消耗的电能越多，电流做功越多。所以我们可以通过灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少；(2)图甲中两灯并联，两灯两端的电压相等，电流表分别测出灯泡的电流，由W=UIt，可知这是探究电流做功与电流大小的关系；观察到的现象：电流表的示数越大，灯越亮，可以得出结论：在电压和通电时间相同时，电流越大，电流做功越多；(3)为了验证电功与电压的关系，要让电流和通电时间相同，所以将两灯串联；要让电压不同，需要选择规格不相同的小灯泡实验；(4)研究电流做功与电压的关系时，应控制电流和通电时间相同，由图丙可知：调节滑动变阻器的滑片P的位置来改变灯两端电压，也改变了灯泡中的电流，所以不能研究电流做功与电压关系。