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第3章 能量的转化与守恒,第6节 电能,常 考 透 视,第3章 能量的转化与守恒,挑 战 自 我,第 6 节 电能,常考透视,常考1 知道电能表是测电能的仪器及其读数方法，理解电功和电功率的概念并 掌握其基本计算，知道用电器额定功率的含义。,第 6 节 电能,【考试热度】 ,例1 随着电子技术的发展，电子式电能表已开始走进千家万户，如图3-6-7甲所示为某电子式电能表的表盘（局部）。,第 6 节 电能,（1）表盘上标有的“220 V”表示：_; “10 A”的物理意义是：_。,该电能表应该接在 220 V 的电路上使用,该电能表的额定电流为 10 A,例1 随着电子技术的发展，电子式电能表已开始走进千家万户，如图3-6-7甲所示为某电子式电能表的表盘（局部）。,第 6 节 电能,（2）此电能表所在的电路最多可以接入“220 V 60 W”的电灯 _盏。,36,解析 （2） 该 电 能 表 所 在 电 路 允 许 使 用 的 用 电 器 最 大 电 功 率：P1=U1I1=220 V10 A=2200 W。每盏电灯的额定功率 P0=60 W，则允许同时工作的电灯数为 n= P1/P0= 2200 W/60 W =36 盏。,例1 随着电子技术的发展，电子式电能表已开始走进千家万户，如图3-6-7甲所示为某电子式电能表的表盘（局部）。,第 6 节 电能,（3）表盘上“imp/（kWh）”是电子式电能表的一个重要参数“脉冲输出”的单位，其数值表示用电器每消耗1 kWh的电能，表盘上耗电指示灯闪烁的次数。若某用电器单独接在该电能表上，用电器正常工作5 min，指示灯闪烁了160次，则5 min内该用电器消耗的电能为 J，该用电器的实际功率为 W。,1.8105,600,例1 随着电子技术的发展，电子式电能表已开始走进千家万户，如图3-6-7甲所示为某电子式电能表的表盘（局部）。,第 6 节 电能,解析（3）指示灯闪烁 160 次，用电器消耗的电能为 W2= 160/3200 kWh=0.05 kWh=1.8105J，则用电器的电功率：P2= W2/t1= 1.8105J/300 s =600 W。,第 6 节 电能,（4）小明有一个更换下来的感应式电能表，表盘如图乙所示。若接入电路中的用电器功率为 500 W，小丽打算让用电器连续工作5 h。通过计算可知，5 h后电能表的示数应为_ _ _ _ _ 。而小明认为小丽用的时间太长，于是他用3 min测出表盘转过80转。请你根据以上信息判断，该电能表的表盘转速 （填“偏大”“偏小”或“准确”）。,0 7 6 2 7,偏大,例1 随着电子技术的发展，电子式电能表已开始走进千家万户，如图3-6-7甲所示为某电子式电能表的表盘（局部）。,第 6 节 电能,解析（4）根据电功率的定义得 W3=P3t2=0.5 kW5 h=2.5 kWh ，原来的读数是 760.2 kWh ， 因 此 5 h 后电能表示数应为 760.2 kWh+2.5 kWh=762.7 kWh。检查电表是否准确，主要是观察每消耗 1 kWh 电能转盘所转动的转数是否与所标值相符合。把 500 W 的用电器接入电路，3 min 该用电器消耗的电能为 W4=P4t3=0.5 kW0.05 h=0.025 kWh，电能表的表盘应该转动的转数为N=0.025 kW h3000 r/（kWh）=75 r， 说明乙电能表的表盘转速偏大。,第 6 节 电能,方法透视 计算家庭电路中允许接入电灯的盏数时，必须采用去尾法，切不可四舍五入。利用电能表测算电能要理解电能表计数器上的示数实际是通过表盘转动的转数来确定的。,【试题链接】 小试身手 2、4,第 6 节 能量的转化与守恒,常考2 知道电热器的工作原理及电热的影响因素，理解焦耳定律并能进行简 单计算。,【考试热度】 ,例2 如图3-6-8甲、乙所示为某型号电水壶的电路示意图及铭牌，R与R0产生的热量均能被水吸收，保温状态下，水温保持在80 以上。回答下列问题：水的比热容c=4.2103J/(kg),第 6 节 电能,（1）保温状态下，开关S0、S分别处于什么状态？,【答案】 （1）S0 断开，S 闭合,解析（1）S0 断开，S 闭合时，R0 与 R 串联，总电阻较大，根据公式 P= U2/R 可知，电路总功率较小，电水壶处于保温状态。,第6节 电能,例2 如图3-6-8甲、乙所示为某型号电水壶的电路示意图及铭牌，R与R0产生的热量均能被水吸收，保温状态下，水温保持在80 以上。回答下列问题：水的比热容c=4.2103J/(kg),（2）求电阻R0和R的阻值。,【答案】 （2）R0=1166 R=44 ,第 6 节 电能,解析（2）S、S0 均闭合，电水壶处于加热状态，电路中只有 R 工作，所以 R 的阻值为 R=U2/ P 加热= (220 V)2/1100 W =44 ；电水壶处于保温状态时，R 和 R0 串联，R 串 = U2/P 保温=(220 V)2/40 W =1210 ，所以，R0=R 串 -R=1210 -44 =1166 。,第 6 节 电能,例2 如图3-6-8甲、乙所示为某型号电水壶的电路示意图及铭牌，R与R0产生的热量均能被水吸收，保温状态下，水温保持在80 以上。回答下列问题：水的比热容c=4.2103J/(kg),（3）该电水壶在加热状态下工作3 min可以产生多少热量？,【答案】 （3）1.98105 J,解析（3）加热状态下，电水壶工作3 min 产生的热量为 Q=W=P 加热 t= 1100 W360 s=1.98105 J。,第 6 节 电能,例2 如图3-6-8甲、乙所示为某型号电水壶的电路示意图及铭牌，R与R0产生的热量均能被水吸收，保温状态下，水温保持在80 以上。回答下列问题：水的比热容c=4.2103J/(kg),（4）80 的一杯水放在桌上自然冷却，每隔5 min记录一次水温， 得出如图丙所示的图线。从图中可以得出什么降温规律？,【答案】 （4）水的温度下降得越来越慢,第 6 节 电能,例2 如图3-6-8甲、乙所示为某型号电水壶的电路示意图及铭牌，R与R0产生的热量均能被水吸收，保温状态下，水温保持在80 以上。回答下列问题：水的比热容c=4.2103J/(kg),（5）一满壶80 的水自然冷却到室温，水释放的热量为多少？,【答案】 （5）1.26105J,解析（5）由Q 放 =cm 水t 和= m/V 可得：Q 放 =cV（t0-t）=4.2103 J/（kg）1.0103kg/m30.510-3m3（80 -20 ）=1.26105 J。,第 6 节 电能,方法透视 （1）电热器的高低挡指的是“功率”不同。电源电压不变，高挡时功率大，电阻小，为单个电阻或两个电阻并联接入电路；而低挡时功率小，电阻大，为两个电阻串联或单个电阻连入电路。（2）在纯电阻电路中，W=Q。,【试题链接】 创新培优 5、6、7,挑战自我,第 6 节 能量的转化与守恒,小试身手,1 .下列用电器中，工作时将电能转化为机械能的是（ ） A.电烙铁 B.电风扇 C.电熨斗 D.电水壶,B,第6节 电能,2. 如图 3-6-9 所示电能表的示数为 度；在某段时间内转盘转过 1000 转，表示此段时间内接在该电能表上的用电器消耗了 kWh 电能。,1931.6,0.4,第 6 节 电能,3. 充电宝具有充电和供电功能，其内部单节锂电芯的输出电压为 3 5 V，如果电芯串联，则输出电压成倍增加；如果电芯并联，则输出电压不变。 （1）在保障输出电压为 3 5 V 不变时，为了增加充电宝储电量，通常将多节锂电芯连接在一起，则其连接方式是 （填 “串联”或“并联”）。,并联,解析(1)由于充电宝的输出电压保持相对固定，所以要想增大储电量，应将多节锂电芯并联。,第 6 节 电能,3 .充电宝具有充电和供电功能，其内部单节锂电芯的输出电压为 3 5 V，如果电芯串联，则输出电压成倍增加；如果电芯并联，则输出电压不变。,（2）手机电池标称容量为“2000 mAh”，与手机相匹配的充电宝标称容量为“10000 mAh”，用充电宝给耗尽电的该手机充满电，理论上能充电 次；实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，请写出造成充电宝输出能量损失的一个因 素： 。,5,充电时电池发热要消耗能量,解析 (2)理论上充电宝可充电的次数：n =5次；实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，这主要是因为充电时电池发热要消耗能量。,第 6 节 电能,4 .某同学在“测定小灯泡额定功率”的实验中，所用电源电压为6 V，小灯泡L的额定电压为2.5 V，他按图3-6-10甲所示的电路进行实验。实验时，他调节滑动变阻器滑片的位置，观察小灯泡发光的情况，并记录电表的示数如下表所示。请回答下列问题：,（1）请你用笔画线代替导线，根据图 甲所示的电路图，将图乙所示实物图连接完整。,第 6 节 电能,4. 某同学在“测定小灯泡额定功率”的实验中，所用电源电压为6 V，小灯泡L的额定电压为2.5 V，他按图3-6-10甲所示的电路进行实验。实验时，他调节滑动变阻器滑片的位置，观察小灯泡发光的情况，并记录电表的示数如下表所示。请回答下列问题：,（2）分析表中实验数据，可知小灯泡 L 的额定功率为 W。,0.5,第 6 节 电能,4. 某同学在“测定小灯泡额定功率”的实验中，所用电源电压为6 V，小灯泡L的额定电压为2.5 V，他按图3-6-10甲所示的电路进行实验。实验时，他调节滑动变阻器滑片的位置，观察小灯泡发光的情况，并记录电表的示数如下表所示。请回答下列问题：,（3）小施同学分析表中实验数据后，发现还能求得小灯泡的电阻，于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小施同学的做法对吗？ ，请说明理由： 。,不对,灯泡的灯丝电阻随温度的改变而改变，因为阻值变化不一，所以不能求平均值,第 6 节 电能,创新培优,5. 某电饭锅设有“加热”和“保温”两挡，其内部简化电路如图 3-6-11 所示，当开关 S置于“1”挡时，电饭锅处于 （填“加热” 或“保温”）状态；若电饭锅保温与加热时产生的热量之比为 1 50，则电阻 R0 和 R1的比值为 。,保温,149,第 6 节 电能,6 .如图 3-6-12 所示，电动机 M 的线圈电阻为0.5 ，当 S 断开时，电流表读数为 1 A，当 S 闭合时，电流表读数为 3 A。问： （1）电阻 R 的阻值为多大？ （2）电动机的机械功率为多大？ （3）电动机工作 2 min，电动机线圈产生了多少热量？,10 ,18 W,240 J,第 6 节 电能,7 .小晨以某种 PTC 电阻作为发热部件，制作了一个恒温孵化箱。图 3-6-13 甲是恒温孵化箱的电路图，R1、R2 是两个相同的PTC 电阻，电源电压为 220 V。图乙为单个PTC 电阻与温度变化的关系图。,（1）当温度为 40 时，电路中的电流为多少安？,【答案】(1)由图乙可知，当温度为40 时，电阻R1R2500 ，因串联电路中 总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I 0.22 A。,第 6 节 电能,7 .小晨以某种 PTC 电阻作为发热部件，制作了一个恒温孵化箱。图 3-6-13 甲是恒温孵化箱的电路图，R1、R2 是两个相同的PTC 电阻，电源电压为 220 V。图乙为单个PTC 电阻与温度变化的关系图。,（2） 恒 温 孵 化 箱 的 最 大 发 热 功 率 是 多少瓦？,【答案】(2)由图乙可知，电阻R1、R2的最小阻值均为100 ，则恒温孵 化箱的最大发热功率：P大 242 W。,第 6 节 电能,7. 小晨以某种 PTC 电阻作为发热部件，制作了一个恒温孵化箱。图 3-6-13 甲是恒温孵化箱的电路图，R1、R2 是两个相同的PTC 电阻，电源电压为 220 V。图乙为单个PTC 电阻与温度变化的关系图。,（3）当温度保持 40 不变时，恒温孵化箱的产热和散热达到了 关系。如果仅从产热方面分析，当温度超过 40 时，恒温孵化箱是怎样自动实现温度下降的？,平衡,解析 由图乙可知，温度超过40 时，两电阻阻值变大，由PU2/R可知，电路的总功率变小，产热减少，从而自动实现温度下降。,
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