九年級(jí)物理上冊(cè) 第十五章《電能與電功率》功能多多的“電能表” （新版）粵教滬版.doc

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功能多多的“電能表” 電能表具有測(cè)量用電器消耗電能多少的功能，但若把它的功能稍加拓展、演變，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它有別樣的功能，如測(cè)用電器消耗的實(shí)際功率、用電器兩端的實(shí)際電壓……就會(huì)變成考查同學(xué)們創(chuàng)新思維能力、應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題能力的一道道靚題。 功能一、直接求某段時(shí)間內(nèi)用電器消耗的電能 例1 某市居民生活用電電價(jià)是每度電0.5元，小新家5月初和5月底電能表的示數(shù)如圖1所示，則小新家5月份電費(fèi)為 元。 5月初 5月底 圖1 電能表 3000R/kW?h 2 0 2 1 電能表 3000R/kW?h 3 2 2 1 0 20 7 2 2 kW?h 720r/(kW?h) 220V 1 0A 50Hz 圖2 解析 電能表最后一位是小數(shù)。小新家5月份家用電器消耗電能是月底電能表的示數(shù)與月初電能表的示數(shù)之差，故有：322.1 kW?h－202.1kW?h=120kW?h，他家5月份電費(fèi)為：0.5元/kW?h120kW?h=60元。 答案 60 功能二、配合鐘表測(cè)用電器消耗的實(shí)際功率 例2 一天晚上，小華在爺爺家發(fā)現(xiàn)爺爺家的電能表在10min內(nèi)轉(zhuǎn)了60轉(zhuǎn)。如圖2所示，小華利用物理課上學(xué)到的知識(shí)，計(jì)算出了此時(shí)爺爺家用電器的總功率為 kW。如果當(dāng)?shù)丶彝ビ秒姷氖召M(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是0.5元/kW?h。假設(shè)爺爺家平時(shí)用電時(shí)，用電器的總功率和此時(shí)總功率相同，平均每天用電4h，一個(gè)月按30天計(jì)算，爺爺家一個(gè)月的電費(fèi)是 元。 解析 10min內(nèi)轉(zhuǎn)了60轉(zhuǎn)，家用電器消耗的電能為：W= =kW?h=3105J，故用電器的總功率是：P===500W=0.5 kW。 30天消耗電能為：W實(shí)=Pt=0.5 kW4h30=60kW?h，他家5月份電費(fèi)為：0.5元/kW?h60kW?h=30元。 答案 0.5 30 功能三、配合鐘表測(cè)用電器兩端的實(shí)際電壓 例3 小明和媽媽一起去商場(chǎng)選購(gòu)了“亞米牌”全自動(dòng)豆?jié){機(jī)，回到家，他馬上閱讀了使用說(shuō)明書，了解了豆?jié){機(jī)的主要結(jié)構(gòu)（如圖3甲）、使用方法及注意事項(xiàng)，并觀察了豆?jié){機(jī)銘牌（如圖3乙）。 乙 型 號(hào)：Ya-B71 額定電壓：220V 頻 率：50Hz 電機(jī)功率：100W 加熱功率：605W 容 量：800mL 圖3 甲 （1）豆?jié){機(jī)正常工作電熱絲電阻是多少？ （2）小明想了解家里電路的實(shí)際電壓，于是將家里的其它用電器都關(guān)閉，他觀察到豆?jié){機(jī)的電熱絲工作時(shí)，家里標(biāo)有“2000r/kWh”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤在3min內(nèi)轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)，則他家電路的實(shí)際電壓是多少？（不考慮溫度對(duì)電阻的影響） 解析 （1）電熱絲電阻:R= =80Ω； （2）電熱絲3min即0.05h內(nèi)消耗的電能：W ==0.025 kW?h，電熱絲實(shí)際功率：P實(shí)=W/t=0.025kW?h/0.05h=500W，由P實(shí)= U實(shí)2/R可知，他家電路的實(shí)際電壓是：U實(shí)===200V。 答案 參見解析。 功能四、利用電能表測(cè)用電器的工作效率 例4 在研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，幾名同學(xué)對(duì)家用微波爐的實(shí)際功率和加熱效率進(jìn)行了研究。下表所示為記錄的相關(guān)內(nèi)容。在用微波爐加熱1min內(nèi)，求： 主要器材 微波爐 電能表 相關(guān)資料 額定電壓220V 頻率50Hz 220V 10(20A) 50Hz 600revs/( kW?h) 活動(dòng)記錄 ① 取質(zhì)量為250g的水，測(cè)得水的初溫為20℃； ②關(guān)閉家中其他用電器，只將微波爐接入電路 中，讓其單獨(dú)工作； ③讓微波爐給水加熱1min； ④測(cè)得電能表的轉(zhuǎn)盤在這1min內(nèi)轉(zhuǎn)了12轉(zhuǎn)； ⑤加熱1min后，水的溫度達(dá)到60℃。 （1）水吸收熱量；已知c水=4.2l03J/（kg℃） （2）微波爐實(shí)際消耗的電能； （3）微波爐的實(shí)際功率； （4）微波爐給水加熱的效率。(精確到1%) 解析 （1）水吸收熱量：Q吸=cm（t－t0）= 4.2103J/（kg℃）0.25kg（60℃－20℃）= 4.2l04J； （2）微波爐實(shí)際消耗的電能：E電= =kW?h=3.6106J=7.2104J； （3）微波爐的實(shí)際功率P===1200W； （4）微波爐給水加熱的效率為：η===58%。 答案 見解析。