功勋卓著的电能

周继莉

今天,人类已经无法离开电,从电视､电脑到飞机､飞船,几乎在世界的每个角落,都有电能时时刻刻为我们服务.所以,没有电能的广泛应用,就没有现代科技进步和经济腾飞,电能对当今社会飞速发展的贡献可谓功勋卓著.

电能的国际单位是焦耳,简称焦,符号是J.生活中也常用千瓦时(kW•h)或度做电能计量单位.电能是商品,需要通过计量用户电路消耗电能的多少来计算其应缴电费.电能的计量仪器是电能表,它应串接在用户电路的干路上.电能表计数器前后两次的读数之差,表示该电路在这段时间内消耗的电能是多少.

一､从能量转化的角度认识电能对于人类的重要意义

■ 例1我国成功发射的第一颗绕月卫星“嫦娥一号”,在月阳区飞行时总是不断调整自身姿态,使其两侧伸出的巨大翼板始终面向太阳方向张开,将_______能转化为_______能,为卫星上各类电子设备的正常工作提供动力.此时,卫星上的蓄电池也在不断充电,将_______能转化为_______能,以备卫星在月阴区飞行时各电子设备正常工作之需.

解析:日常生活中使用的电能主要来自其他形式能量的转化,包括水能､风能､热能､核能､化学能及太阳能等.卫星上的电子设备正常工作所需的电能,由太阳能通过翼板上的光电池转化而来.卫星上蓄电池的充电过程也是电流做功的过程,此时消耗的电能以化学能的形式贮存在蓄电池中.

答案:太阳 电 电 化学

二､从生活实际出发认识电能表的功能和规格

■ 例2某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图1所示.若本月应交电费45元,且电价为0.5元 / 度,则上次抄表时的示数应为_______kW•h.从本电能表面板上,你还能看到哪些信息?_______(只要写出一条即可).

解析:由应交电费和电价可知,本计费周期内用电量为90 kW•h,读出本月末抄表时的示数,减去用电量,即为上次抄表时的示数.读数时要注意,电能表计数器末位数字为小数位.本电能表面板上显示很多信息,如电能表的示数､计量单位､额定电压､允许通过的最大电流､适用交流电的频率､电路每耗电1 kW•h电能表铝盘转数等.

答案:841.6额定电压为220 V(合理即可)

■ 例3下课后,王老师去关闭微机房的总电闸时,发现图2所示的电能表铝盘在缓慢地转动,他利用手表估测了一下,2 min铝盘转动了5 r,那么2 min内消耗了_______ J电能.

解析:准确理解电能表铭牌上各项参数的意义,是正确选择､使用电能表的关键.由铭牌参数可知,电路每耗电1 kW•h,该电能表铝盘转2 500 r.铝盘转动5 r,说明电路耗电■ kW•h,再利用1 kW•h=3.6×106 J,即可得出2 min内消耗了7 200 J的电能.

答案:7 200

三､从身边小事体验节约用电的必要性和重要性

■ 例4小明同学发现,尽管所有用电器都没有工作,但家中电能表的铝盘仍在缓慢转动,说明自家电路还在白白浪费电能.请你例举一个可能原因,并针对问题指出解决办法.

解析:家庭生活中电能浪费现象非常普遍,节能降耗潜力巨大.除了如长明灯､电器额定功率超实际需要过多等显形浪费外,电路老化､电线接头松动､导线容量过小､电器遥控关机､电器关机不拔插头､冰箱储存食物过多或频繁开门､空调设定温度过低､电视机亮度过高音量过大､各类电器长时间待机等隐形浪费也很惊人.结合小明家中所有用电器都没有工作的实际情况,本题答案应为:可能是小明家的某些电器虽停止工作但仍处于待机状态,应在关机后拔掉电源插头(合理即可).

自然界的电能目前还无法被我们直接获取和利用.获得可利用的电能大多以消耗一次性能源为代价,通过发电机､电池等电源设备,把其他形式的能量转化为电能,再通过电动机､电灯等用电设备,以电流做功的方式把电能转化为各种形式的能量,服务于我们的生产和生活.面对化石能源日渐枯竭､能源消耗急剧增长的现状,提倡节约用电,开发利用新的电能转化技术,提高发电､用电效率,对于应对能源危机,保持社会可持续发展有十分重要的意义.

1. 写出下列过程中的主要能量转化形式.

风力发电:_______; 核电站发电:_______;

电灯发光:_______; 洗衣机工作:_______.

2. 下列不属于电流做功的是().

A. 电炉发热 B. 扬声器发声

C. 摩擦起电 D. 电脑分析加工数据

3. 小明家的电能表标有“2 500 r / kW•h”,表盘转1 r,电路消耗多少焦耳的电能?若该电能表转速不变,半小时转了250 r,那么4 h他家耗电多少度?已知1度电可织棉布11 m,这些电能可以织棉布多少米?

参考答案:1. 机械能转化为电能 核能转化为电能 电能转化为内能(或光能)电能转化为机械能2. C3. 电路消耗的电能W=1.44 × 103 J. 半小时消耗电能W1 = 0.1 kW•h,则4 h消耗电能W2 = 8W1 = 0.8 kW•h,可织布0.8 × 11 m = 8.8 m.

注:“本文中所涉及到的图表､注解､公式等内容请以PDF格式阅读原文｡”