有关于电能表知识是每年中考的一个重点,现行的九年级物理沪科版关于电能表的教学是安排在电流做功这一节中,而我在实际教学中,只是提到电能表就是用来测量电功的,即记录电路中消耗电能的仪表,并未过多的叙述。我个人想法是:在学习了电功率知识之后,把电能表作为一个专题来授课,可能效果更好些,这样学生对电能表就有了更全面的了解,从而知道电能表不仅能测电功,还有其它更多的功能。现在本人将这节课的教学内容展示如下。
一、电能表:测量电路中消耗电能的仪表
http://s9/mw690/004dNW9lgy6EM3mD7eg58&690
1、感应式电能表上铭牌意义(如上图所示)
(1)220V:表示电能表的额定电压为220V,即为电能表的正常工作电压。
(2)2(4)A:
表示电能表正常工作时的最大电流为2A;短时间内允许通过的最大电流为4A。
(3)50Hz:表示电能表只能在50Hz的交流电中使用。
(4)3000r/kW·h:表示电路中每消耗1kW·h(度)的电能,转盘转动3000转。
(5)读数:整数
+
一位小数+单位,即W=145.5
kW·h 。
2、电子式电能表(如下图所示)
http://s15/mw690/004dNW9lgy6EM3MESB02e&690 现在常用的是一种电子式单相电能表,这类电能表没有转动的铝盘,是靠内部的电子电路计算电能,读数由液晶板显示。
其中3200imp/kW·h表示:电路中每消耗1kW·h的电能,指示灯闪烁3200次。
3、预付费电能表(如下图所示)
http://s5/mw690/004dNW9lgy6EM46HWXGe4&690 用户买来IC卡后插入,电能表读取卡中的金额。一旦金额用完,电能表切断电路,这时需要到银行为IC卡储值,重新插入电能表。
在学生了解了电能表上技术参数的物理意义之后,再通过具体例子掌握公式中单位的选择和统一,以及电能表的作用和其它功能。
1、标有“220V
100W”的灯泡在照明电路中正常连续工作1小时,要消耗多少J的电能?合多少kW·h?
(1)公式W=Pt的单位选择:
①P的单位为选瓦(W),对应t的单位应为秒(s),这时W的单位应是焦耳(J)。
②P的单位为选千瓦(KW),对应t的单位应为小时(h),这时W的单位应是千瓦时(KW·h)。
(2)千瓦时(KW·h)和焦耳(J)的换算关系:
1 KW·h=1
KW ×1h=1000W ×3600s=3.6 ×106J
解:方法一
W=Pt=100W ×3600s=3.6 ×105J
方法二
W=Pt=0.1kw ×1h=0.1 KW·h=3.6
×105J
2、小明想利用电能表和秒表来测量家中电热水器的实际功率。他具体做法是:打开标有“220V,1210W”的热水器,关掉家里的其它用电器,测得电能表(标有“1800r/kW·h”)的转盘转过200转所用的时间是400s。求:
(1)求热水器的实际功率。
(2)求通过热水器的电流。
分析:(1)
1800r/kW·h表示的含义是电路中每消耗1kW·h(度)的电能,
电能表的转盘转动1800转。
(2)现在电能表的转盘转过了200转,则消耗的电能为:
W=200r/1800(r/ kW·h)=1/9
kW·h=4×105J
(3)热水器的实际功率:
P=W/t=4×105J/400s=1000W=1KW
(4)热水器的电阻R=
U额2/P额=(220V)2/1210W=40Ω
∴通过热水器的电流:
http://s16/mw690/004dNW9lgy6EM4HKuFV5f&690
通过上述两例题的交流和讨论后,布置一下两个练习题让学生加以巩固。
1、小红家里的电能表标有“3000revs/kW·h”的字样,则该电能表的转盘转过1转,电路中用电器消耗的电能是_______J。现小红利用该电能表测定家中电热取暖器的电功率,当取暖器单独工作时,电能表的转盘在90s内转过60转,则该取暖器的电功率是_______W。(1.2
× 103 、 800)
2、某同学家里的电能表上标有“220V
10A”和“3000R/kW·h”的字样,表明这个电能表最多能够接入总功率为_____W的用电器。某一天该同学家中的全部用电器(总功率为600W)工作了4h,则电能表的表盘转动_______转。(2200 、
7200)
在学生掌握了电能表的基础知识后,可适当选择合适实例,以便进一步让学生对知识加以延伸和拓展,尽量使效果最大化。
1、小明家电表标有“220V 、
10(20)A 、 50HZ 、
1500R/KW·h”
字样。(1)当家里只有一台冰箱在正常工作时,他测出电能表在1min内转动了3圈,求这台冰箱在这段时间内消耗的电能是多少J? (2)当冰箱和热水壶在正常工作时,他测出电能表一分钟转33圈,求此时热水壶的电功率是多少瓦?(3)如果用这热水壶把1Kg的水由20
℃加热至沸腾需要多少时间?[在1标准大气压下,不考虑热量的损失,C水=4.2×10³J/(Kg·
℃)]
解:(1)W=3r/(1500r/kw·h)=0.002kw·h=7200J
(2)冰箱和热水壶正常工作,
1min电能表的转盘转33圈,冰箱单独正常工作时,
1min电能表的转盘转3圈,
则热水壶单独正常工作时电能表的转盘转30圈。
热水壶消耗的电能: W=30r/(1500r/kw·h)=0.02kwh=72000J
热水壶的电功率: P=W/t=72000J/60s=1200w
(3)水吸收的热量:
Q=cm(t—to)
=4200J/(kg·℃)×1kg×(100℃—20℃)
=336000J
∵电水壶消耗的电能W=Pt,不考虑热量的损失,Q=W。
∴通电时间t=W/P=336000J/1200w=280s
2、我国开始实施彩电能效新标准,规定待机功率高于9W的彩电不能进入市场销售。小明想了解家中彩电是否符合新能效标准,他将100W的灯泡单独接入电路中,观察电能表lmin转了5转,再让这台彩电单独接入电路并处于待机状态,电能表5min转了2转,由此判断该彩电的待机功率为 8
W。若每天待机按20h计算,小明家每月(按30天计)因彩电待机消耗的电能约为
4.8
kW·h。
3、小媛家有白炽灯10盏、电热水壶、电视机、空调机各一台,额定功率分别是60W
、1000W、
150W
、1200W
。(1)说明这些用电器在家庭电路中的连接方式是怎样的?(2)为保证电能表【“220V
10A(20A)”和“3000R/kW·h”】稳定、精确地工作,通过计算回答小媛家的这些用电器是否可以同时使用?(3)电热水壶正常工作时,发热板的电阻是多少?(4)经过查阅资料,小媛了解到60W的白炽灯和11W的节能灯照明亮度相同,她建议爸爸将白炽灯全部换成节能灯。试计算换成节能灯后,若平均每天使用3h,则每月(按30天计算)可节约电能多少千瓦时?
解:
(1)并联
(2)允许接入的最大电功率为P最大=U额I最大=220V×10A=2200W
而家用电器的总功率为
P总=10P灯+P壶+P视+P空
=10×60W+1000W+150W+1200W=2950W
因为P总>P表,所以不能同时使用。
(3)电热水壶正常工作时的发热电阻为
R=U额2/P额=(220V)2/1000W=484Ω
(4)将白炽灯全部换成节能灯,一个月节约的电能为
W=Pt=(0.06-0.011)kW×(10×3×30)h=44.1
kW·h
从上述的教学过程中可以发现,学生不仅了解了电能表的作用,而且还可以全面的掌握电能表的其它功能。从学生反应的情况来看,效果还不错。
以上纯属个人的观点和做法,不妥之处,敬请批评指正。
2013年12月6日
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