功能多多的“电能表”

功能多多的“电能表” 湖北 王伦宇 电能表具有测量用电器消耗电能多少的功能，但若把它的功能稍加拓展、演化，就会发觉它有别样的功能，如测用电器消耗的实际功率、用电器两端的实际电压就会变成考查同学们创新思维实力、应用物理学问解决实际问题实力的一道道靓题。 功能一、干脆求某段时间内用电器消耗的电能 例1 某市居民生活用电电价是每度电0.5元，小新家5月初和5月底电能表的示数如图1所示，则小新家5月份电费为 元。 5月初 5月底 图1 电能表 3000R/kWh 2 0 2 1 电能表 3000R/kWh 3 2 2 1 0 20 7 2 2 kWh 720r/kWh 220V 1 0A 50Hz 图2 解析 电能表最终一位是小数。小新家5月份家用电器消耗电能是月底电能表的示数与月初电能表的示数之差，故有322.1 kWh－202.1kWh120kWh，他家5月份电费为0.5元/kWh120kWh60元。[来源1] 答案 60 功能二、协作钟表测用电器消耗的实际功率 例2 一天晚上，小华在爷爷家发觉爷爷家的电能表在10min内转了60转。如图2所示，小华利用物理课上学到的学问，计算出了此时爷爷家用电器的总功率为 kW。假如当地家庭用电的收费标准是0.5元/kWh。假设爷爷家平常用电时，用电器的总功率和此时总功率相同，平均每天用电4h，一个月按30天计算，爷爷家一个月的电费是 元。 解析 10min内转了60转，家用电器消耗的电能为W kWh3105J，故用电器的总功率是P500W0.5 kW。 30天消耗电能为W实Pt0.5 kW4h3060kWh，他家5月份电费为0.5元/kWh60kWh30元。 答案 0.5 30 功能三、协作钟表测用电器两端的实际电压 例3 小明和妈妈一起去商场选购了“亚米牌”全自动豆浆机，回到家，他立刻阅读了运用说明书，了解了豆浆机的主要结构（如图3甲）、运用方法及留意事项，并视察了豆浆机铭牌（如图3乙）。 乙 型 号Ya-B71 额定电压220V 频 率50Hz 电机功率100W 加热功率605W 容 量800mL 图3 甲 [来源学*科*网Z*X*X*K] [来源Zxxk.Com] （1）豆浆机正常工作电热丝电阻是多少 （2）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其它用电器都关闭，他视察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2019r/kWh”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少（不考虑温度对电阻的影响） 解析 （1）电热丝电阻R 80Ω； （2）电热丝3min即0.05h内消耗的电能W 0.025 kWh，电热丝实际功率P实W/t0.025kWh/0.05h500W，由P实 U实2/R可知，他家电路的实际电压是U实200V。 答案 参见解析。 功能四、利用电能表测用电器的工作效率 例4 在探讨性学习活动中，几名同学对家用微波炉的实际功率和加热效率进行了探讨。下表所示为记录的相关内容。在用微波炉加热1min内，求 主要器材 微波炉 电能表 相关资料 额定电压220V 频率50Hz 220V 1020A 50Hz 600revs/ kWh 活动记录 ① 取质量为250g的水，测得水的初温为20℃；[来源Z.xx.k.Com] ②关闭家中其他用电器，只将微波炉接入电路 中，让其单独工作； ③让微波炉给水加热1min； ④测得电能表的转盘在这1min内转了12转； ⑤加热1min后，水的温度达到60℃。 [来源Zxxk.Com] （1）水汲取热量；已知c水4.2l03J/（kg℃） （2）微波炉实际消耗的电能； （3）微波炉的实际功率； （4）微波炉给水加热的效率。精确到1 解析 （1）水汲取热量Q吸cm（t－t0） 4.2103J/（kg℃）0.25kg（60℃－20℃） 4.2l04J； （2）微波炉实际消耗的电能E电 kWh3.6106J7.2104J； （3）微波炉的实际功率P1200W； （4）微波炉给水加热的效率为η58。 答案 见解析。 第 3 页