初中电能表与电功第2课时教案设计

15.1  电能表与电功 第2课时

学校：_____________ 班级：_____________  姓名：_____________

一、学习目标

1．通过体验活动“比较两个灯泡的亮暗”，认识电流做功的大小与电流、电压及通电时间的关系．

2．通过体验活动“比较两个灯泡的亮暗”，体会用控制变量法研究电流、电压及通电时间对电功的影响，知道利用转化法来反映一定时间内的电功大小．

3．通过电功的计算，体会功与能的关系以及理解电功公式中各物理量的关系．

4．通过对实验现象的观察与描述，培养实事求是的科学态度．

二、课前检测

1.“十一”期间，小英全家外出旅游，家里只有台灯单独工作，出门和回家时电能表分别如图甲、乙所示。若小英离家时间100h，下列说法中正确的是（   ）

A．电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表

B．这段时间台灯消耗电能10kW·h

C．这段时间台灯消耗电能220kW·h

D．电能表工作时的电流恒为10A

2.如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电________kW•h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作，电能表指示灯闪烁了32次。该用电器在上述时间内消耗的电能为________kW•h。

3.某校为了师生饮水方便，安装了电热水器。为了测电热水器消耗的电能，关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间后，电能表的示数由图甲示数变成图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电能是________kW·h，等于________J。若消耗电能的84%被水吸收，则可把________kg初温度为20℃的水加热至100℃[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）]

三、典例分析

例1．（2020·江苏省连云港市）在学习《电能表与电功》一节内容时，同学们完成教材上的活动“比较两个灯泡的亮暗”，小明选用标有“2.5V  0.3A”和“3.8V  0.3A”的灯泡L1和L2，连接电路如图所示。

（1）闭合开关后，发现两灯均不发光，电压表V1的示数很大，电压表V2的示数为0，故障的可能原因是__________________；

（2）排除故障后闭合开关，电压表V1的示数如图，此时的电压值为______V；

（3）此实验中一定时间内电流做功的多少可以通过观察____________来比较，所用的研究方法为__________________；

（4）如果将这两只灯泡并联接入电压为2.5V的电路中，较亮的灯泡是______。（选填“L1”或“L2”）

例2．（2020·重庆B）如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为10Ω，定值电阻R2阻值为20Ω，当开关S闭合后，电流表为0.2A。求：

(1)R1两端的电压；

(2)在10s内，电流通过R2做的电功。

例3．将一个电暖器单独接在家庭电路中，它连续正常工作2h后，电能表的示数由

变为.已知该电暖器的额定电压为220V，求通过电暖器的电流。

四、课后练习

（一）基础达标

1.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．图中滑轮的作用是省力     C．此过程中电动机消耗的电能为30J

D．此过程中电动机对重物做的功等于电流做的功

2.在国家“光伏扶贫”项目中，小明家安装了太阳能发电系统，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为＿＿＿能；中午时段，太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，3h可以为电网提供电能＿＿＿kW•h。

3.白光LED(发光二极管)是一种新型的最被看好的LED产品，用它做成的手电筒正走进人们的生活之中，与白炽钨丝灯泡相比，LED具有体积小(多颗、多种组合)、发热量低(几乎没有热幅射)、耗电量小(低电压、低电流起动)、寿命长(1万小时以上)等优点，因此成为替代传统照明器具的一大潜力商品。有一种LED手电筒，它由5个LED并联组成，用两节干电池串联做电源，正常每只LED通过的电流为15mA，则它正常工作时的总电流为_________A，通电1min电池的输出电能为__________J。

4.（2020·安徽改）如图所示的电路中，电源电压U=9V，电阻R1=200Ω，R2=100Ω，则通电1min该电路的电流做功为________J。

5.如图所示的电路，电源电压恒为 3V，闭合开关 S，电流表 A1 示数为 0.5A，A2 示数为 0.3A，则电阻 R1 是     Ω，通过电阻 R2 的电流是      A，在 5min 内整个电路消耗的电能是      J。

6.利用如图所示的电路可以验证电功与电流的关系．

(1)图中两只灯泡的连接方式是    联，它们工作时的电阻要   （选填“相同”或“不同”）．

(2)小明正确操作，验证了实验的结论．支持该结论的实验现象是                     ．

7.（2020·贵州省黔西南州）一根粗细均匀的镍铬合金丝，将其接入电压为6V的电源上，通过的电流为0.3A。求：

(1)这根镍铬合金丝的电阻；(2)通电1min消耗的电能；

(3)若将这根镍铬合金丝对折后并联接入原电源上，通电1min电路消耗的电能。

（二）能力提升

8.（2020·福建省）民航局规定：严禁乘客携带超过160W·h（瓦・时）的锂电池上飞机，某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“10.8V  10A·h”字样，充满电后，存储的电能为______kW·h，该笔记本电脑______（选填“能”或“不能”）带上飞机。

9.张薇半期成绩考得好，爸爸奖励她一个新手机，张薇发现手机电池上标有“电压3.7V，容量3500mA·h”的字样，则它充满电后存储的电能为＿＿＿＿J，经查，该手机的待机电流为20mA，则该手机最长待机时间为＿＿＿h．

10.（2020·四川省甘孜州改）如图是电阻A和B的I—U图像。若把二者并联后接入电路中，当通过电阻B的电流是0.2A时，通过电阻A的电流是_______A，电流通过AB两电阻所做功的比值为           ；若把二者串联后接入某电路，当通过电阻A的电流为0.3A，电阻B两端的电压是______V，电流通过AB两电阻所做功的比值为           。

11.（2020·贵州省黔东南州改）如图所示电源电压保持不变，R1=R2=R3=20Ω，当S1、S2都断开， 电流表示数是0.3A，求：

(1)电源电压；

(2)S1，S2都闭合时，电流表示数是多少？通电2min，R1消耗的电能是多少？

参考答案：

课前检测答案

1．A      2．5546.7    0.02    3．2      7.2×106    18

典例分析答案

例1．(1)灯泡L1断路  （2）2.4   （3）灯泡的亮度     转化法   （4）L1

例2．（1）U1=IR1=0.2A×10Ω=2V 

（2）U2=IR2=0.2A×20Ω=4V 

    W2=U2It=4V×0.2A×10s=8J

例3．W=4324.0kW·h-4321.8kW·h=2.2kW·h=2.2×3.6×106J=7.92×106J

 课后练习

（一）基础达标

1．C     

2．电     30    

3．0.075   13.5

4．16.2    

5．10    0.2    450

6．（1）并     不同     （2）电流表示数较大的所在支路的灯泡较亮

7．（1）

（2）W=UIt=6V×0.3A×60s=108J

（3）R1=R2=R/2=20Ω/2=10Ω

I总=I1+I2=0.6A+0.6A=1.2A

W总=UI总t=6V×1.2A×60s=432J

（二）能力提升

8．0.108     能

9．46620      175    

10．0.4    2：1     3.0     1：2

11．（1）当S1、S2都断开， R1与R2串联

            R总=R1+R2=20Ω+20Ω=40Ω

           U=IR总=0.3A×40Ω=12V

（2）当S1，S2都闭合时， R1与R3并联

I总=I1+I3=0.6A+0.6A=1.2A

W1=UI1t=12V×0.6A×120s=864J

选题理由：

课前检测

第1题：考查了电能表读数与参数的含义

第2题：考查了电能表读数与利用电能表常数计算电能

第3题：考查了电能表读数、电能单位换算、加热效率、比热容计算

典例分析

例题1：考查了影响电功大小因素实验

例题2：考查了涉及简单串联电路的电功计算

例题3：考查了涉及电能表的利用电功变形公式进行计算

课后练习

（一）基础达标

第1题：考查了功与能的关系、电功计算

第2题：考查了能力转化、电能计算

第3题：考查了并联电路电流、电能计算

第4题：考查了涉及简单串联电路的电功计算

第5题：考查了涉及简单并联电路的电能计算

第6题：考查了探究电功与电流关系实验

第7题：考查了简单电路电能计算、并联电路计算

第8题：综合考查了对电能单位的理解、电能计算

第9题：综合考查了对电能单位的理解、电能变形公式计算

第10：考查了涉及图像的串并联计算及电功比值计算

第11题：综合考查了电路分析、串并联电路计算、电能计算