专题18.1 电能 电功 课前预习 1电流所做的功叫电功. 2电功国际单位是焦耳，常用单位有度（千瓦时），1度=1千瓦时=3.6106焦耳。 3测量电功的工具是电能表。其几个重要参数的物理意义是：（1）“220”是指这个电能表应该在220V的电路中使用；（2）“10（20）A”指这个电能表的标定电流为10A，允许通过的最大电流为20A；（3）“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；（4）“2500revs/（kWh）”指这个电能表每消耗一千瓦时的电能，转盘转过2500转。4电功计算公式为W=UIt5利用W=UIt计算电功时注意：（1）式中的W、U、I和t是对同一段电路而言；（2）计算时单位要统一；（3）已知任意的三个量都可以求出第四个量。 知识点解读与例题突破知识点一：电能及其计量1.电能可从其他形式的能量转化而来，也可以转化为其它形式的能量。2.电能用W表示，常用单位是千瓦时（kWh），又叫“度”，在物理学中能量的通用单位是焦耳（J），简称焦。1kWh= 3.6106 J3.电能表是测量消耗电能多少的仪器。4.几个重要参数：“220”是指这个电能表应该在220V的电路中使用；“10（20）A”指这个电能表的标定电流为10A，允许通过的最大电流为20A；“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；“2500revs/（kWh）”指这个电能表每消耗一千瓦时的电能，转盘转过2500转。【例题1】（2019湖南怀化）图丙是小明家的电能表月初与月末的示数，则他家本月用电 度。 【答案】137【解析】小明家月末电能表示数为918.5度；月初电能表示数为781.5度；小明家本月用电为：W=918.5度-781.5度=137度。知识点二：电功1.电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，电流做了多少功就消耗了多少电能，也就是有多少电能转化为电流做功。实质上，电功就是电能，也用W表示，通用单位是J，常用单位是千瓦时（kWh）。2.求解电功的公式为W=UIt【例题2】（2019德州模拟题）甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示，将甲、乙两灯泡串联后接在电压为V的电源两端时，甲灯泡中通过的电流为0.5A，此时乙灯泡1min电流所做的电功是J。【答案】8；180。【解析】甲、乙两灯泡串联，且，甲灯泡中通过的电流为0.5A时，因串联电路中各处的电流相等，所以，I乙=I甲=0.5A，由图象可知，两灯泡两端的电压分别为U甲=2V，U乙=6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U=U甲+U乙=2V+6V=8V，乙灯泡1min电流所做的电功为：W乙=U乙I乙t=6V0.5A60s=180J。习题精练一、选择题1.（2018吉林模拟题）利用如图所示装置研究电功，电动机工作时两端电压为6V，通过的电流为1A，在5s内将质量为4kg的重物匀速提升0.6m。下列说法正确的是（）A重物上升过程中动能转化为重力势能B重物增加的机械能是由电能转化来的C此过程中电动机消耗的电能为30JD此过程中电动机对重物做的功等于电流做的功【答案】BC【解析】（1）（2）电动机工作中，电能转化为机械能；（3）根据W=UIt求出消耗的电能；（4）根据W=Gh求出提升重物所做的功，然后进行比较。A.重物上升过程中，速度不变，动能不变，不是动能转化为重力势能，故A错误；B.电动机提升重物，重物的机械能变大，消耗了电能，故是电能转化为机械能，故B正确；C.电动机消耗的电能为：W=UIt=6V1A5s=30J，故C正确；D.电动机对重物做的功：W=Gh=mgh=4kg10N/kg0.6m=24J，电动机消耗的电能为30J，电动机对重物做的功不等于电流做的功，故D错误。2（2019四川乐山）王亮同学是个爱动脑的孩子，他想知道家里电风扇的实际功率多大，于是他将家里其他用电器都关闭，只让电风扇单独工作了72s，如图的电能表转盘转了5转，下列说法正确的是（）A此电能表转盘每小时转过2500转B电能表是测量电路中用电器功率的仪器C此电能表所在电路的最大电功率为2200KWD电风扇的实际功率是100W【答案】D【解析】A2500r/kWh表示的是电路中每消耗1kWh的电能，转盘转2500圈，故A错误；B电能表是测量电路中用电器消耗电能的仪器，故B错误；C此电能表所在电路的最大电功率P=UI=220V20A=4400W，故C错误D因2500r/kWh表示转盘转1圈，电路中消耗kWh的电能，所以，电能表转盘转了5r消耗的电能：W=kWh=0.002kWh，电风扇的实际功率：P=0.1kW=100W，故D正确3.（2019上海）家用电能表读数所用的单位是（）A千瓦 B千瓦时 C库仑 D伏特【答案】B【解析】电能表是测量家庭用电器消耗电能总量的仪表，其单位是千瓦时，简称度A千瓦是电功率的单位，而电能表是测量电能（或电功）的，故A不合题意；B电能表是测量家庭用电器消耗电能总量的仪表，其单位是千瓦时（度）故B符合题意；C库化是电量的单位，而电能表是测量电能（或电功）的，故C不合题意；D伏特是电压的单位，电能表是测量电能（或电功）的，故D不合题意4.（2019湖北荆州）对于图中的各种数据，下列说法不正确的是（ ）A电能表正常工作时的电压一定为220V，电流一定为10AB每消耗1kWh的电能，电能表的转盘转3000转C同时使用的用电器总功率不能超过2200WD电能表读数的单位是kWh 【答案】A【解析】（1）表上标有“kWh”字样，其中“kW”表示千瓦，“h ”表示小时，因此“kWh” 表示的是“千瓦时”这个电功单位，说明此电能表读数的单位是kWh；（2）表上标有“220V 10A”字样，所标的220V电压是额定电压，所标的电流10A是此表允许通过的最大电流；（3）此表上标有“220V 10A”，还说明此表可以用在最大功率是220V10A=2200W的家庭电路中；（4）表上标有“3000R/ kWh ”，它表示电流通过用电器每做1kWh的功，这个电能表的转盘转3000转。二、填空题5.（2019湖南怀化）某节能灯泡包装盒上标有“220 V 11 W的字样，当灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为 A，连续通电1min消耗的电能是 J。【答案】0.05；110。【解析】因为P=UI，所以灯泡正荣发光的电流为I=PU=11W220V=0.05A;因为p=w/t所以灯泡消耗的电能为W=Pt=11W10s=110J。6.（2019湖南邵阳）李芳家的电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kWh）”的字样，其含义是电路每消耗lkWh的电能，电能表上指示灯闪烁3000次。她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让一个用电器工作3min，发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 kWh。【答案】0.02。【解析】3000imp/kWh的含义是：电路中每消耗1kWh的电能，电能表的指示灯闪烁3000次；据此求指示灯闪烁60次消耗的电能。由电能表的盘上标有“3000imp/（kWh）”。可知电路中每消耗1kWh的电能，电能表的指示灯闪烁3000次；指示灯闪烁60次消耗的电能：WkWh0.02kWh。7.（2019海南模拟题）一节新干电池的电压为 伏，家庭测量消耗电能的仪表是 ，远距离输送电一般是采用 方式（填高压或低压）。【答案】1.5；电能表；高压。【解析】一节新干电池的电压是1.5V；家庭测量消耗电能的仪表是电能表；远距离输送电一般是采用高压方式。8（2018云南）某家庭电能表如图所示若该家庭单独让空调工作，测得1min内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为 kWh【答案】0.02【解析】电能表参数的理解与电能的求法电能表的最后一位是小数，单位是kWh，已知每消耗1kWh的电能电能表的表盘就转过3000r，可求转过60转消耗的电能。空调消耗的电能W=kWh60=0.02kWh。9.（2019江苏徐州）小天家电能表本月初的示数为821.6度，本月底的示数如图所示，小天家本月消耗的电能为 kWh。 【答案】130【解析】利用电能表两次示数差求出消耗的电能，注意最后一位是小数，单位kWh。由图可知，电能表本月初的示数W1=821.6kWh，电能表本月末的示数W2=951.6kWh，则小天家本月消耗的电能：W=W2W1=951.6kWh821.6kWh=130kWh。10（2019淄博模拟题）如图所示是某电能表表盘的部分数据（imp表示电能表指示灯闪烁的次数）当电路中某用电器单独工作6min时，电能表指示灯闪烁了320次，则该用电器消耗的电能是kWh，它的功率是W。【答案】0.1；1000。【解析】电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表。3200imp/（kWh）的含义是：电路中每消耗1kWh的电能，指示灯闪烁3200次。根据题目所给条件和电功率的公式P=，进行解答。因为电路中每消耗1kWh的电能，指示灯闪烁3200次。所以当指示灯闪烁320次时，消耗的电能为W=0.1kWh，t=6min=0.1h用电器的额定功率P=1kW=1000W。三、计算题11.（2019福建模拟题）如图所示的电路中，电阻R1=10，电源电压保持不变，闭合开关后，电流表A1的示数为0.6A，干路中电流表A的示数为0.9A。求：（1）R1两端的电压；（2）通过R2的电流；（3）R2的阻值； （4）通电20s，电路消耗的电能。【答案】（1）6V（2）0.3A（3）20（4）108J【解析】（1）U1=I1R1=0.6A10=6V（2）I2=II1=0.9A0.6A=0.3A（3）U=U1=U2=6V R2=20（4）W=UIt=6V0.9A20s=108J12（2017滨州）如图，将标有“6V 3W”字样的灯泡L1和标有“6V 6W”字样的灯泡L2串联在电路中，使其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡的实际功率不超过其额定功率，不考虑温度对电阻的影响。求：（1）灯泡L1正常工作时的电流；（2）灯泡L2的电阻；（3）电源电压；（4）此电路工作2分钟消耗的电能。【答案】（1）灯泡L1正常工作时的电流为0.5A；（2）灯泡L2的电阻为6；（3）电源电压为9V；（4）此电路工作2分钟消耗的电能为540J。【解析】（1）由P=UI可知：灯泡L1正常工作时的电流为： I1=0.5A；（2）由P=可知灯泡L2的电阻为：R2=6；（3）灯泡L2的额定电流为：I2=1A，两灯泡串联，电流相等，一灯泡达正常发光，另一灯不超过额定电压，则一定是3W灯正常发光；则灯泡L2两端的电压为：U2=I1R2=0.5A6=3V，电源电压为：U=U1+U2=6V+3V=9V；（4）此