电能表及其应用
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在近年来中考物理试卷中，出现了一类以电能表为载体，需要灵活运用电学知识来求解的新型试题。为帮助初中师生掌握这类试题的类型及其解法，本文首先介绍电能表的相关知识，而后以部分中考试题为例，探究电能表的应用。
一、电能表简介
如表1。
表1作用测量用电器消耗的电能铭牌及意义
“220 V”指电能表应该在220 V的电路中
“10(20 A)”指电能表额定电流是10 A，在短时间内应用时电流允许大
一些，但不能超过20 A
“50 Hz”指电能表在50 Hz的交流电路中使用
“600 revs/kW·h”指接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转。读数方法电能表前后两次的示数之差为用电器在对应时间内消耗的电能种类除了目前使用比较普遍的机械电能表之外，常用的还有IC卡电能表、读数由液晶板显示的电能表二、应用
1。利用电能表计算电能
例1(2010年大理)“五·一”节期间，小段同学和爸爸、妈妈一起到外地游玩了两整天，出门前，他们关闭了家中其他用电器，只有一台额定功率为0。2 kW的电冰箱间歇工作(只考虑压缩机的工作)，为了了解电冰箱的工作情况，小段在出门前、后注意观察了电能表的示数，如图1所示，求：
(1)这两天电冰箱消耗的电能是多少?
(2)这两天里电冰箱的压缩机有多长时间没有工作？
(3)按上述情况使用电冰箱，请推算一下使用这台电冰箱一个月需支付多少电费？(一个月按30天计算，当地电价为0。6元/kW·h)
解析由电能表两次示数之差可求出电冰箱消耗的电能，由t=WP可求出电冰箱的工作时间从而求出电冰箱的停机时间，由电价和消耗的电能可求出应支付的电费。
答案(1)
W=1344。0 kW·h-1342。0 kW·h
=2 kW·h。
(2)工作时间
t1=WP=2 kW·h0。2 kW=10 h。
两天内电冰箱压缩机停止工作的时间
t2=48 h-10 h=38 h。
(3)电冰箱一天消耗的电能
W天=1 kW·h，
电冰箱一个月消除的电能
W月=30×1 kW·h=30 kW·h，
一个月所需支电费为
30 kW·h×0。6元/kW·h=18元。
点评此类题型，通过图片信息考查电能表基本应用知识，要求会读数，会计算一段时间内消耗的电能，理解各参数的意义。计算时应注意：(1)电能表计数器上的最后一位数字是小数点后第一位数字，(2)电冰箱的工作是间歇性的，应正确理解压缩机工作的时间。
2。利用电能表估算台灯电压
例2(2009年兰州)某同学发现深夜家里的台灯比傍晚时要亮，学习电功率的知识后，他知道这与电灯两端的电压有关系。家中没有电压表，他借助电能表测得间晚只亮这盏台灯时，在4 min 10 s内电能表的转盘转了2转，电能表的铭牌如图2所示，电灯的铭牌上标有“220 V 25 W”的字样，请你帮他估算：
(1)此时台灯两端的实际电压和实际功率；
(2)说明在此估算过程中用到了哪些近似。
解析电能表表盘上标有1800 r/kW·h，表示每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转过1800转，已知电能表的转数，可求出台灯消耗的电能，然后根据P=Wt求出电功率；又已知台灯的额定功率和额定电压，可求得台灯的电阻R，由P实=U2实R可求出台灯的实际电压。
答案(1)
W=2×11800×3。6×106 J=4000 J。
P=Wt=4000 J250 s=16 W。
R=U2额P额=(220 V)225 W=1936 Ω，
U实=P实R=16 W×1936 Ω
=176 V。
(2)计算时没有考虑灯丝温度对电阻的影响，近似认为灯丝电阻不变；没有考虑电路电压对电能表工作的影响。
点评此题综合性较强，结合图文信息，考查电能表常识、电能表测电功率、额定功率和实际功率的相关计算。估算时，忽略次要因素的影响。
3。电能表的综合应用
例3(2010年宁夏)如图3所示。小明家的电能表上标有“220 V 10 (20 A)”的字样。他家有电饭锅700 W、电视机150 W、电水壶2000 W、电淋浴器1500 W等家用电器。
(1)从表盘信息可知，“2500 r/kW·h”表示的意思是；小明家已经用电kW·h。
(2)当家人看电视时(其他家用电器未使用)，小明能用电淋浴器洗澡吗？(应有必要的计算过程)
解析(1)电能表的表盘上可以读出很多有用的信息，如：表示每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转过2500 r；小明家已用电931。6 kW·h；电能表正常工作的额定电压是220 V等等。
(2)从电能表的铭牌上可以计算出该电能表允许接入的最大电功率，而此时小明家用电器工作的电功率
Pmax=UImax=220 V×10 A
=2200 W，
而此时小明家用电器工作的电功率
P总=P1+P2=150 W+1500 W
=1650 W，
Pmax>P总，
小明可以用电淋浴器洗澡。
答案(1)每消耗1 kW·h电能，表盘转动2500转小明家已用电931。6 kW·h。
(2)P额=UI=220 V×10 A
=2200 W，
P实=150 W+1500 W=1650 W，
因为
点评电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表，它被接在家庭电路的干路中。从电能表的铭牌上还可以获得的信息有：(1)电能表的额定电压为220 V；(2)允许通过的最大电流为10 A；(3)短时间内允许通过电能表的最大电流是20 A；(4)电能表允许接入的最大电功率P=UI=220 V×10 A=2200 W；(5)电能表使用的单位是kW·h；(6)电能表使用的是交流电，其频率是50 Hz等等。
综上所述，与电能表有关的中考试题，试题形式灵活多样，考试内容多为电能表的应用、读数、电能表的几个重要参数的物理含义、计算用电表的功率等试题。这类试题，一般有如下三个特点：1。真实性，题目来源于学生熟悉的电能表；2。围绕物理知识设置问题；3。题目贴近生活，联系实际，符合新课程关于“从生活走向物理，从物理走向生活”的理念要求。解题关键在于：首先从电能表铭牌上提供的资料获取有用的信息并联系电学知识；其次纯化信息，将有关资料转化为物理过程；最后确定解题方法，列式求解。
教学实践表明，注意电能表及其应用的专题研究，有利于拓宽学生视野，启迪思维，有利于帮助学生理解课本内容，有利于培养学生的探索精神和创新意识，有利于激发学生学物理用物理的积极性，有利于提高教学质量。
【作者单位：(225300)江苏省泰州中学附属初级中学】