第十六章 电流做功与电功率 第一节 电流做功 基础主干落实 电功: (1)实质:电流做功,是将 电 能转化为其他形式的能量的过程。电流做了多少功,就消耗多少 电能 。 (2)电流所做的功与电流、电压和通电时间成 正比 。 (3)电流做功的公式: W=UIt 。 (4)电功的国际单位是 焦耳(J) ,常用单位是 千瓦·时(kW·h) ,也称为“度”,它们之间的换算关系是:1 kW·h= 3.6×106 J = 1 度。 重点案例探析 重点一 电能表的读数及相关计算 【典题1】(2024·六盘水期末)如图所示是一个电能表表盘,对其中的重要参数,下列说法错误的是 (B) A.“220 V”是说这个电能表应该在220 V的电路中使用 B.“10(20) A”是说这个电能表使用时正常工作的最大电流为10 A C.“50 Hz”是说这个电能表应在50 Hz的交流电路中使用 D.若电能表上的转盘转过600转,则表示接在这个电能表上的用电器消耗了 0.2 kW·h的电能 【点拨】电能表测用电器消耗电能的两种方法 (1)利用电能表上先后两次示数:某段时间电能表上先后两次示数之差,就是被测电路在这段时间内消耗的电能。 (2)利用电能表上转盘转动圈数:若电能表上标示N转/kW·h,则电能表上转盘转动n转消耗的电能为:W=n× kW·h= kW·h。 重点二 电功的相关计算 【典题2】(2023·遵义模拟)如图所示的电路,电源电压保持不变,灯丝电阻不受温度影响,R阻值为20 Ω。只闭合开关S1,电流表示数为0.3 A;当S1和S2都闭合,电流表示数为0.45 A。求: (1)电源电压; (2)灯泡的电阻; (3)当S1和S2都闭合,电路通电10 min消耗的电能。 解:(1)只闭合开关S1时,电路为R的简单电路,电流表测电路中的电流, 由I=可得,电源电压:U=IRR=0.3 A×20 Ω=6 V。 (2)当S1和S2都闭合时,R与L并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以通过R的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过L的电流:IL=I-IR=0.45 A-0.3 A=0.15 A, 因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,灯泡的电阻:RL===40 Ω。 (3)当S1和S2都闭合,电路通电10 min消耗的电能:W=UIt=6 V×0.45 A×10×60 s= 1 620 J。 【技法点拨】电功的计算 (1)变形公式: ①将I=,代入公式W=UIt,可得:W=t; ②将U=IR,代入公式W=UIt,可得:W=I2Rt; (2)公式适用条件 公式 适用条件 基本式 W=UIt 任何用电器 推导式 W=t W=I2Rt 纯电阻电路:电能全部转化为内能的用电器 A层·基础必会 考点一 电功和电能的认识 1.关于电功,下列说法正确的是 (D) A.用电器通电的时间越长,电流做的功越多 B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多 C.用电器两端的电压越大,电流做的功越多 D.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能 2.下列用电器工作时电能主要转化为内能的是 (A) 3.完成下列单位换算: 2 kW·h= 7.2×106 J, 7 200 J= 2×10-3 kW·h。 考点二 电功的相关计算 4.如图所示,手电筒中的电流为0.3 A,电源为三节干电池,则该手电筒中的小灯泡工作1 min消耗的电能约为 (B) A.1.35 J B.81 J C.162 J D.9 720 J 5.电鳗是放电能力最强的淡水鱼类,能产生足以将人击昏的电流。某次电鳗放电的电流为500 mA,电压为600 V,放电时间为0.004 s,则这次电鳗放电释放的电能为 1.2 J。 6.某导体中的电流是0.2 A,通电10 s电流做功18 J,则导体两端的电压是 9 V。 7.如图所示,电源电压不变,定值电阻R1阻值为10 Ω,定值电阻R2阻值为20 Ω,且开关S闭合后电流表的示数为0.2 A,求: (1)电路的电源电压; (2)在10 s内,整个电路消耗的电能。 解:(1)由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中电流,由串联电路的电阻规律可得,电路中的总电阻为:R=R1+R2=10 Ω+20 Ω=30 Ω, 由题意可知,此时电路中电流为I=0.2 A,故由欧姆定律可得,电源电压为: U=IR=0.2 A×30 Ω=6 V (2)在10 s ... ...
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