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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、演变，就会发现它有别样的功能，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能力、应用物理知识解决实际问题能力的一道道靓题。
功能一、直接求某段时间内用电器消耗的电能
例1 （2015 营口）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/kW•h
2
0
2
1
2、
电能表
3000R/kW•h
3
2
2
1
0
20
7
2
2
kW•h
720r/(kW•h)
220V 1 0A 50Hz
图2
解析 电能表最后一位是小数。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 kW•h－202.1kW•h=120kW•h，他家5月份电费为：0.5元/kW•h×120kW•h=60元。
答案 60
功能二、配合钟表测用电器消耗的实际功率
例2（2015 莱芜）一天晚上，小华在爷爷家发现爷爷家的电能表在10min内转了60转。如图2所示
3、小华利用物理课上学到的知识，计算出了此时爷爷家用电器的总功率为 kW。如果当地家庭用电的收费标准是0.5元/kW•h。假设爷爷家平时用电时，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= =kW•h=3×105J，故用电器的总功率是：P===500W=0.5 kW。
30天消耗电能为：W实=Pt=0.5 kW×4h×30=60kW•h，他家5月份电费为：0.5元/kW•h×60kW•h=30元。
答案 0.5 30
功能三、配合钟表测用电器两端的实际电压
4、
例3 （2015 遂宁）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，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构（如图3甲）、使用方法及注意事项，并观察了豆浆机铭牌（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
（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，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000r/kW·h”字样的电能表转盘在3min
5、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 kW•h，电热丝实际功率：P实=W/t=0.025kW•h/0.05h=500W，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 （2015 沈阳）在研究性学习活动中，几名同学对家用微波炉的实际功率和加热效率进行了研究。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
6、能表
相关资料
额定电压220V
频率50Hz
220V 10(20A)
50Hz 600revs/( kW•h)
活动记录
① 取质量为250g的水，测得水的初温为20℃；
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℃。
（1）水吸收热量；已知c水=4.2×l03 J/（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）水吸收热量：Q吸=cm（t－t0）= 4.2×103 J/（kg·℃）×0.25kg×（60℃－20℃）= 4.2×l04 J；
（2）微波炉实际消耗的电能：E电= =kW•h=×3.6×106J=7.2×104J；
（3）微波炉的实际功率P===1200W；
（4）微波炉给水加热的效率为：η===58%。
答案 见解析。
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