初三物理知识：电能表的妙用

电能表除了用来测量用户消耗的电能外，还有其他用途。

一、测定家用电器的电功率

一般家用电能表的盘面上都标有每千瓦时的转数。例如，一只电能表表盘上标着3000r/kW·h，这表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘(盘的边缘上有个红色标记)转3000转。利用盘面上的这个数值来测定用电器的电功率。现在仅使待测功率的用电器工作。记下电能表转盘转过一定转数所用的时间(时间可用秒表或手表的秒针来计)。利用这些数据可以算出这个用电器的功率。

例1　一家庭用的电能表的盘面上标有“3000r/kW·h”的字样，当只接通一盏电灯后，6min转盘转过30r，那么该电灯的电功率是多少瓦?

解析　电灯6min消耗的电能是

所用时间t=6min=0.1h，

则电灯的电功率是

二、测定用电器两端的工作电压

一般地说，用电器的实际工作电压并不等于它的额定电压。家庭里通常不备电压表，但借助电能表可以测出用电器的实际工作电压。

例2　现在电路中只接入一个电热水壶，壶的铭牌和电能表的铭牌如图1和图2所示。测得电能表的表盘转过125r的时间为121s，求此时加在电热水壶上的实际电压。

解析　该电热水壶的实际电阻由额定电压和额定功率得　

。

电热水壶消耗的电能为



所用时间为t=121s。此时电热水壶的实际功率为



则加在电热水壶上的实际电压由P实=U实2/R变形得



三、测试家用电能表是否准确

在电能表铭牌上标有电能表常数C(如C=600r/kW·h)，即电能表计度器记录1kW·h时圆盘旋转的圈数，可按以下公式计算出不同功率P(瓦)时电能表转N圈时应走的时间，即



例3　电能表常数为600r/kW·h，我们将一只40W的白炽灯开启，可计算出电能表转一圈所需时间



我们选用一个额定电压为220V，额定功率为40W的白炽灯接入电路内，而将其他所有家用电器、照明设备停用，使电能表只测试这盏白炽灯。在电源开关合上后，把家用电能表转动一周的时间记录下来。若所测时间t与计算时间T接近，就说明该电能表是准确的。为了保证测量精确性，可增加转数N为5至10，或更多圈数。

通过以上三例说明电能表虽然只是用来测量家庭耗电多少的电学仪器，但如果我们对它有足够的理解，分析表盘上的有效数值联系生活实际，以至感受物理与生活的密切联系。