171電能和電功_(1)

1、第一節(jié)第一節(jié) 、電能和電功、電能和電功第十八章第十八章 電能與電功率電能與電功率學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.1.了解電能與其他能的轉(zhuǎn)化。了解電能與其他能的轉(zhuǎn)化。2.2.知道電功的概念、單位。知道電功的概念、單位。3.3.知道電功的公式，會(huì)簡單計(jì)算。知道電功的公式，會(huì)簡單計(jì)算。4.了解電能表的讀數(shù)和計(jì)算電費(fèi)了解電能表的讀數(shù)和計(jì)算電費(fèi)。城市夜景城市夜景下列各種情況中消耗的電能轉(zhuǎn)化成什么能？下列各種情況中消耗的電能轉(zhuǎn)化成什么能？電流通電流通過電燈過電燈時(shí)，電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化能轉(zhuǎn)化為為內(nèi)能內(nèi)能和和光能光能。電流通電流通過電熱過電熱器時(shí)，器時(shí)，電能轉(zhuǎn)電能轉(zhuǎn)化為化為。電取暖器電取暖器電流通電流通過電梯過電梯時(shí)，電

2、時(shí)，電能轉(zhuǎn)化能轉(zhuǎn)化為為 。機(jī)械機(jī)械能能光能、聲能光能、聲能電流通電流通過電解過電解槽時(shí)，槽時(shí)，電能轉(zhuǎn)電能轉(zhuǎn)化為化為 。電電 鍍鍍內(nèi)能機(jī)械能內(nèi)能機(jī)械能風(fēng)能發(fā)電 風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能 水電站水能轉(zhuǎn)化為電能水能轉(zhuǎn)化為電能火電站內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能核電站核能轉(zhuǎn)化為電能核能轉(zhuǎn)化為電能太陽能發(fā)電太陽能轉(zhuǎn)化為電能太陽能轉(zhuǎn)化為電能電池供電電能的來源：其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能電能的來源：其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能電能的利用：電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能電能的利用：電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能電能轉(zhuǎn)化為其它形電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，都是通過式的能，都是通過電流做功（電功）電流做功（電功）來實(shí)現(xiàn)的。來實(shí)現(xiàn)的。電流做多少功，就電流做

3、多少功，就消耗多少電能。消耗多少電能。電功是電能轉(zhuǎn)化的電功是電能轉(zhuǎn)化的量度。量度。電流做功電流做功1、定義：、定義：電流所做的功電流所做的功。 2、單位：、單位：焦耳（焦耳（J）千瓦時(shí)（千瓦時(shí)（kWh）3.6106焦的感性認(rèn)識(shí)焦的感性認(rèn)識(shí)普通手電筒的小燈泡每秒消耗的普通手電筒的小燈泡每秒消耗的電能約電能約1J；1只只40W的白熾燈，每秒消耗的的白熾燈，每秒消耗的電能約電能約40J；電力機(jī)車行駛電力機(jī)車行駛1min，消耗的電能，消耗的電能約為約為3億億J1 1度電的作用度電的作用電爐煉鋼電爐煉鋼1.6 kg 1.6 kg 生產(chǎn)化肥生產(chǎn)化肥0.7 kg 0.7 kg 采掘原煤采掘原煤105 kg1

4、05 kg電車行使電車行使0.85 km 0.85 km 一次灌溉麥田一次灌溉麥田330 m330 m2 2 機(jī)織棉布機(jī)織棉布11 m11 m 1度電可以加工面粉16千克2、1度電的作用1度電能讓25W的燈泡能連續(xù)點(diǎn)亮40小時(shí)1度電家用冰箱能運(yùn)行一天1度電能使普通電風(fēng)扇能連續(xù)運(yùn)行15小時(shí)1度電能將8kg的水燒開1度電電視機(jī)能開10小時(shí)1度電，電動(dòng)自行車所充的電，足夠跑上80公里1度電可以生產(chǎn)啤酒15瓶1度電可以生產(chǎn)化肥22千克讓我們每個(gè)人節(jié)約每一度電.n電飯鍋電飯鍋2020分鐘內(nèi)消耗電能分鐘內(nèi)消耗電能0.4kW0.4kWh,h,合合 J,J,這個(gè)過程中這個(gè)過程中, ,電流電流做功做功 J.J.

5、電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。為其它形式的能。電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過程。電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過程。1.441061.44106 猜想：猜想：大量事實(shí)表明大量事實(shí)表明: “電流所做的功跟電流所做的功跟_,_和通電的和通電的_成正比成正比”電壓電壓電流電流時(shí)間時(shí)間即：即：W = UIt 1J = 1 VA小明的書桌上有一盞臺(tái)燈，正小明的書桌上有一盞臺(tái)燈，正常使用時(shí)通過燈絲的電流為常使用時(shí)通過燈絲的電流為150mA，他每晚要在燈下學(xué)習(xí)他每晚要在燈下學(xué)習(xí)30min，那么每晚流經(jīng)臺(tái)燈的電，那么每晚流經(jīng)臺(tái)燈的電流做多少功？流做多少功？W =UIt=

6、220V0.15A3060s =5.94104J電功的測(cè)量電功的測(cè)量思考思考：根據(jù)電功的計(jì)算公式，可以怎樣測(cè)量根據(jù)電功的計(jì)算公式，可以怎樣測(cè)量 電功？電功？ 可以用電壓表、電流表和秒表分別測(cè)量用可以用電壓表、電流表和秒表分別測(cè)量用電器兩端的電壓、通過用電器的電流和通電時(shí)電器兩端的電壓、通過用電器的電流和通電時(shí)間，然后根據(jù)間，然后根據(jù)w=UIt來計(jì)算電流所做的功。來計(jì)算電流所做的功。能不能用儀表直接測(cè)量電功呢？能不能用儀表直接測(cè)量電功呢？用電能用電能表表測(cè)測(cè)量用電量用電器在一段時(shí)間器在一段時(shí)間內(nèi)所消耗電能內(nèi)所消耗電能的儀表的儀表電能表的電能表的作用作用幾種新型的電能表：幾種新型的電能表： 電子式

7、電能表電子式電能表 ICIC卡電能表卡電能表 多費(fèi)率電能表多費(fèi)率電能表220 V 電能表應(yīng)在電能表應(yīng)在220V的電路中使用。的電路中使用。2.5（10）A 電能表的額定電流為電能表的額定電流為2.5A，短時(shí)間允許通過的最大電流是短時(shí)間允許通過的最大電流是10A。50 Hz 電能表在電能表在50 Hz的電路中使用。的電路中使用。1440 rkWh 每消耗每消耗1 KWh的電能，的電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過1440轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。3、技術(shù)參數(shù)和示數(shù)說明：、技術(shù)參數(shù)和示數(shù)說明：額定電壓額定電壓220V持續(xù)工作的持續(xù)工作的最大電流最大電流5A，短時(shí)間可通短時(shí)間可通過電流過電流5A10A1KWh電電能表

8、轉(zhuǎn)盤能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為為1200轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)月末的數(shù)字減去月初的數(shù)字：561.6kWh-478.2kWh=83.4kWh1、表盤上的、表盤上的讀數(shù)以讀數(shù)以KWh 為單位為單位2、最后一位、最后一位是小數(shù)位是小數(shù)位算算你家一個(gè)月用多少電算算你家一個(gè)月用多少電月初和月末小明家電能表計(jì)數(shù)器所顯月初和月末小明家電能表計(jì)數(shù)器所顯示的數(shù)字如圖所示，小明家這個(gè)月消示的數(shù)字如圖所示，小明家這個(gè)月消耗了多少電能？如果民用電的價(jià)格是耗了多少電能？如果民用電的價(jià)格是0.40元元/度，小明家這個(gè)月應(yīng)交多少電度，小明家這個(gè)月應(yīng)交多少電費(fèi)？費(fèi)？ 下面是小麥家某月的電費(fèi)發(fā)票，你從中下面是小麥家某月的電費(fèi)發(fā)票，你從中 可以獲

9、得哪些信息？試寫出兩點(diǎn)?？梢垣@得哪些信息？試寫出兩點(diǎn)。 居民電費(fèi)發(fā)票居民電費(fèi)發(fā)票2008年年2月月31日日 國稅國稅1001（1）；（2）。本月用電本月用電50KWh電價(jià)為電價(jià)為0.60元元KWh1 1、什么是電功？、什么是電功？2 2、電功的實(shí)質(zhì)是什么？、電功的實(shí)質(zhì)是什么？3 3、電功的公式和單位是什么？、電功的公式和單位是什么？4 4、電功如何測(cè)量？、電功如何測(cè)量？例例1、阻值分別是、阻值分別是4 和和6 的兩個(gè)電阻，的兩個(gè)電阻，并聯(lián)在并聯(lián)在4V 的電路上時(shí)，通電的電路上時(shí)，通電1 min ，通過，通過每只電阻的電流做的功分別每只電阻的電流做的功分別 是多少是多少?串聯(lián)串聯(lián)在在4 V 的電

10、路上，通電的電路上，通電1min ，通過每只電，通過每只電阻的電流做的功分別是多少？阻的電流做的功分別是多少？ 分析：分析：第一種情況：并聯(lián)第一種情況：并聯(lián)R1=4R2=6U=4VI I1=1AI I2=2/3AU1=U2=U=4VW1=U1I I1t 4V1A60s240JW2=U2I I2t 4V2/3A60s160J第二種情況：串聯(lián)第二種情況：串聯(lián)R1=4R2=6U=4VI IU / R串串4V/10=0.4AU1=1.6VU2=2.4VW1=U1I It 1.6V0.4A60s38.4JW2=U2I It 2.4V0.4A60s57.6J 2、小、小明家的電能表本月末的示數(shù)是明家的電能

11、表本月末的示數(shù)是3760，上月末的示數(shù)是，上月末的示數(shù)是3646，這個(gè)月他家，這個(gè)月他家用去多少電能？如果電費(fèi)為用去多少電能？如果電費(fèi)為0.45元元/度，這度，這個(gè)月他家應(yīng)交多少電費(fèi)？個(gè)月他家應(yīng)交多少電費(fèi)？解：解：W=W1W2=3760度度-3646度度=114度度 114度度0.450.45元元/ /度度=51.3=51.3元元答：答：這個(gè)月他家應(yīng)交這個(gè)月他家應(yīng)交51.351.3元元電費(fèi)。電費(fèi)。3、家用電燈在一次使用時(shí)通過的電流、家用電燈在一次使用時(shí)通過的電流是是0.2A，消耗的電能是，消耗的電能是2.64104J,這這個(gè)電燈這次用了多長時(shí)間？個(gè)電燈這次用了多長時(shí)間？已知：已知：I=0.2A

12、，W= 2.64104J, U=220V,求：求：t=? 解：由解：由W=UIt得，得，t= = 2.64104J/(220VO.2A)=600SUIW一電能表表盤上標(biāo)明一電能表表盤上標(biāo)明“1200r/1200r/（kwhkwh）”，將，將某用電器單獨(dú)接在該表上，當(dāng)用電器工作某用電器單獨(dú)接在該表上，當(dāng)用電器工作4min4min后，后，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過55r55r，若用電器額定電壓為，若用電器額定電壓為220V220V，求通過該用電器的電流求通過該用電器的電流。計(jì)算計(jì)算一只電熱器，當(dāng)它兩端的電壓為一只電熱器，當(dāng)它兩端的電壓為220V220V時(shí)，通過時(shí)，通過它的電流為它的電流為1.5A

13、1.5A，問需通電多長時(shí)間，才可消耗，問需通電多長時(shí)間，才可消耗2.2kwh2.2kwh的電能的電能? ?已知帶動(dòng)小風(fēng)扇的玩具電動(dòng)機(jī)兩端所加的電壓已知帶動(dòng)小風(fēng)扇的玩具電動(dòng)機(jī)兩端所加的電壓是是1.5V1.5V，通過電動(dòng)機(jī)的電流是，通過電動(dòng)機(jī)的電流是0.5A0.5A如果所耗如果所耗電能的電能的6060轉(zhuǎn)變?yōu)槿~輪轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能，則通電轉(zhuǎn)變?yōu)槿~輪轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能，則通電1min1min可獲得多少機(jī)械能可獲得多少機(jī)械能? ? 參考解題過程：參考解題過程：解：已知：解：已知：U=220V I=1.5A U=220V I=1.5A W=2.2kWh=2.2 W=2.2kWh=2.23.63.610106 6 J

14、J =7.92=7.9210106 6J J 根據(jù)電功公式根據(jù)電功公式 W=UIt W=UIt 可到可到所以，該電熱器需要在所以，該電熱器需要在220V220V條件下通電約條件下通電約6.67h6.67h，才會(huì)消耗，才會(huì)消耗2.2kWh2.2kWh的電能。的電能。參考解題過程：參考解題過程：解：已知：解：已知：U U額額=220V t=4min=4=220V t=4min=460 S =240 S60 S =240 S 電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)55r55r 電能表轉(zhuǎn)動(dòng)電能表轉(zhuǎn)動(dòng)1 1周表明此用電器消耗的電能為：周表明此用電器消耗的電能為： 電能表轉(zhuǎn)動(dòng)電能表轉(zhuǎn)動(dòng)5555周表明此用電器消耗的電

15、能為：周表明此用電器消耗的電能為： 用電器中的電流為用電器中的電流為參考解題過程：參考解題過程：解：已知：解：已知：U=1.5V I=0.5A U=1.5V I=0.5A t=1min=1t=1min=160S = 60S60S = 60S電流在電流在1min1min內(nèi)所做的功為：內(nèi)所做的功為： W=UIt=1.5VW=UIt=1.5V0.5A0.5A60S= 45J60S= 45J這個(gè)過程中電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的機(jī)械能為：這個(gè)過程中電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的機(jī)械能為： E=W E=W 60% =45J 60% =45J 60% =27J 60% =27J 可見，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，所消耗的電能將不完全可見，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，所消耗的電能將不完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，一般情況下認(rèn)為，其余的電能將產(chǎn)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，一般情況下認(rèn)為，其余的電能將產(chǎn)生內(nèi)能。生內(nèi)能。從節(jié)能角度談?wù)剰墓?jié)能角度談?wù)勀銓?duì)電冰箱設(shè)計(jì)和使用過程的改進(jìn)意見你對(duì)電冰箱設(shè)計(jì)和使用過程的改進(jìn)意見對(duì)電冰箱設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)改進(jìn)意見：對(duì)電冰箱設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)改進(jìn)意見：用更好的絕熱材料做電冰箱的箱體，防止熱量進(jìn)入；用更好的絕熱材料做電冰箱的箱體，防止熱量進(jìn)入；使用