《2025年星推荐涂教材九年级物理下册人教版》

例3(2024.苏州模拟)如图所示为学校实验室中某电能表的表盘。

(1)该电能表示数为________kW·h。
(2)小明利用该电能表和停表检测一只标识为“220V　10W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了以下三种测量方案：
方案一：测量出电能表显示消耗1kW·h电能所用的时间t；
方案二：测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n；
方案三：测量出电能表转盘转过1圈所用时间t。
若使用方案二，小明计算额定功率的关系式应该为：P =______(单位：W)。(用数字和n表示)
比较三种方案，最可行的是方案______。

答案：
(1)1469.5
(2)30n 三
解析:
(1)电能表单位是kW·h,电能表表盘上数字的最后一位是小数位,由题图知电能表的示数是1469.5 kW·h。
(2)方案二中:2000 r/(kW·h)表示每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转2000转,则节能灯1 min消耗的电能为W = $\frac{n}{2000}$ kW·h
节能灯的实际功率为P = $\frac{W}{t}$ = $\frac{\frac{n}{2000} kW·h}{\frac{1}{60} h}$ = 0.03n kW = 30n W。
方案一:因节能灯功率较小,测量出电能表显示消耗1 kW·h电能所用的时间t1 = $\frac{W_{1}}{P}$ = $\frac{1 kW·h}{0.01 kW}$ = 100 h,所用时间太长,不易操作;方案二:因节能灯功率较小,节能灯工作1 min消耗电能W2 = Pt2 = 0.01 kW×$\frac{1}{60}$ h = $\frac{1}{6000}$ kW·h,电能表转盘转过的圈数n2 = 2000 r/(kW·h)×$\frac{1}{6000}$ kW·h = $\frac{1}{3}$ r,电能表转动不到一圈,无法测量;方案三:电能表转盘转动1圈消耗的电能W3 = $\frac{3.6×10^{6}}{2000}$ J = 1800 J,所需测量时间t3 = $\frac{W_{3}}{P}$ = $\frac{1800}{10}$ s = 180 s,比较容易测量。
本书习题参考答案
比较可知,方案三容易操作,实验误差较小,最可行。