18.1电能 电功-2023-2024学年人教版初中物理九年级全一册

第1节　电能　电功 1.来源与使用:各种各样的发电厂,以及各种各样的电池,它们把不同形式的能转化为　电能　。在使用用电器的过程中,　电能　转化为其他形式的能。 2.单位及换算: (1)电能的国际单位是　焦耳　,简称　焦　,符号为　J　;生活中常用单位还有“度”,学名　千瓦时　,符号是　kW·h　; (2)1度=1 kW·h=　3.6×106　J。 如图所示是常见的家用电器,工作时主要将电能转化为机械能的是(　D　) 1.下列家用电器正常工作时,主要将电能转化为内能的是(　C　)   A.电风扇 B.抽油烟机 C.电烤箱 D.LED灯 1.电能的计量工具:　电能表　。 2.电能表的几个参数的意义: “220 V”表示电能表应接在　220　V的电路中使用。 “10(20) A”表示电能表的标定电流是　10　A,额定最大电流是　20　A。 “50 Hz”表示电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。 “600 r/(kW·h)”表示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 注:电子式电能表的表盘上标有“imp/(kW·h)”参数,如“3 000 imp/(kW·h)”,它表示接在该电能表上的用电器每消耗1 kW·h的电能,表盘上耗电指示灯闪烁3 000次。 3.电能表的读数:电能表计数器上前后两次示数 之差 ,就是这段时间内用电的度数。 注:电能表表盘数据中的最后一个格是小数位。 小刚家的电能表本月底信息如图所示,从表盘可知以下信息错误的是 A.电能表的示数为931.6 kW·h B.若上月底小刚家电能表的读数为 ,则本月小刚 家耗电50.8 kW·h C.若小刚家的用电器消耗了0.5 kW·h的电能,则电能表上的转盘转过125转 D.若家用电器中只使用了一台电视机,发现某段时间内电能表上的转盘转过了50转,则电视机消耗的电能为7.2×104 J (　C　) 2.小天家电能表本月初的示数为 ,本月底的示数如图所示,小天家本月消耗的电能为　130　kW·h。若每度电的价格是0.5元,则小天家本月应交电费　65　元。 3.在课外实践活动中,小明仔细观察了家中的电子式电能表,表盘信息如图所示,电能表的示数为　3 512.0　kW·h。电能表上标有“3 200 imp/(kW·h)”字样,表示每消耗1 kW·h的电能,指示灯闪烁3 200次。若一段时间内指示灯闪烁了320次,则用电器消耗的电能为　3.6×105　J;该电能表连接到电压为380 V的电路中,　不能　(选填“能”或“不能”)正常工作。 1.用电器消耗电能的过程实际是　电　能转化为其他形式的能的过程,也可以说是　电流做功　的过程。 2.计算公式:　W=UIt　。 拓展:对于纯电阻电路(即电能全部转化为内能的电路),由W=UIt,U=IR或I=可推导出: W=I2Rt=t 如图所示,电源电压为12 V并保持不变,电阻R1的阻值为10 Ω。当开关S闭合时,电压表示数为4 V。求: (1)电阻R2的阻值; 解:(1)由串联电路的电压规律可得,电阻R1两端的电压:U1=U-U2=12 V-4 V=8 V 由欧姆定律可得,通过电阻R1的电流: I1===0.8 A 由串联电路的电流规律可得,通过电阻R2的电流: I2=I1=0.8 A 由欧姆定律可得,电阻R2的阻值: R2===5 Ω (2)10 s内电流对电阻R1做的电功。 (2)根据W=UIt可得,10 s内电流对电阻R1做的电功: W=U1I1t=8 V×0.8 A×10 s=64 J 4.当天空中空气的湿度很大,两块云之间的电压很高时,原先不导电的空气就会变成导体,强大的电流可在瞬间通过天空,形成闪电。某次闪电的放电电流约为1×104 A,电压约为1.8×108 V,放电时间约为0.01 s,则这次闪电释放的电能约为　1.8×1010　J,合　5 000　kW·h。 5.学生用的语言复读机工作电压为6 V,复读机连续工作10 min,电流做的功是900 J,则复读机的工作电流是　0.25　A。若此复读机消耗的电能为500 J,则其工作的时间约为　333　s(结果取整数)。 6.“无人机”在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图所示,“无人机”可通过无线电进行操控,该机所需的能量是由一块输出电压为22 V、容量为15 000 mA·h的电池提供,该无人机工作时的电流为15 A,则无人机可以连续工作　1　h;当无人机连续工作40 s时,无人机消耗的电能为　1.32×104　J。 7.如图所示的电路中,电源电压恒为6 V,电阻R2的阻值为20 Ω。当开关S1闭合、S2断开时,电流表示数为0.2 A,求: (1)电阻R1的阻值; 解:(1)当开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测量通过R1的电流为0.2 A,电阻R1的阻值: R1===30 Ω (2)当开关S1、S2均闭合时,工作1 min电阻R2消耗的电能。 (2)当开关S1、S2均闭合时,两电阻并联,则通过R2的电流: I2===0.3 A 工作1 min电阻R2消耗的电能: W2=UI2t=6 V×0.3 A×60 s=108 J 1.下列物理量中,以科学家的名字“焦耳”作为单位的是(　D　) A.时间　 B.密度　 C.电阻　 D.电功 2.下列说法中正确的是(　D　) A.电饭锅工作时,将内能转化为电能 B.电风扇工作时,将机械能转化为电能 C.干电池给灯泡供电时,将电能转化为化学能 D.在阳光照射时,太阳能电池将太阳能转化为电能 3.将7.2×105 J的电功用“度”作单位表示,则应为 (　C　) A.20度 B.2度 C.0.2度 D.0.02度 4.关于电功,下列说法中不正确的是(　D　) A.电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能 B.电流做功的过程就是消耗电能的过程 C.用电能表可以测量电流做功的多少 D.电流越大,电流做功一定越多 5.关于如图所示的家用电能表,下列说法中错误的是(　A　) A.该电能表示数是20 241 kW·h B.“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用 C.“2 500 r/(kW·h)”表示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2 500转 D.“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用 6.一只电能表上标有“600 r/(kW·h)”的字样,它的转盘转过150圈的过程中,所接的用电器消耗的电能是　0.25　kW·h;这只电能表上所接的用电器消耗7.2×105 J电能的过程中,电能表转盘转过　120　圈。 7.通过小灯泡L和定值电阻R的电流跟其两端电压的关系分别如图所示。由图可得:当把小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4 V的电路中时,干路电流为　1.2　A;通电100 s,电路中消耗的电能为　480　J。 8.如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示。电阻R1两端的电压是　7.6　V;两电阻的阻值之比R1∶R2=　4∶1　;电流通过两电阻做的功之比W1∶W2=　4∶1　。 9.如图所示的电路中,电阻R2=60 Ω,闭合开关S后,电流表A1的示数为0.2 A,电流表A2的示数为0.8 A。求: (1)电阻R1的阻值; 解:(1)电源电压: U总=U1=U2=I2R2=0.2 A×60 Ω=12 V R1所在支路的电流: I1=I总-I2=0.8 A-0.2 A=0.6 A 电阻R1的阻值: R1===20 Ω (2)整个电路工作1 min消耗的电能。 (2)整个电路工作1 min消耗的电能: W=U总I总t=12 V×0.8 A×60 s=576 J 10.【教材改编】小奕看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为 3.7 V,容量为3 000 mA·h,则它充满电后存储的电能为　39 960　J;该手机的待机电流为 15 mA,则该手机最长待机时间为　200　h。 11.如图所示,若甲、乙均为电流表时断开开关S,两电流表的读数I甲∶I乙=2∶3;若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,则两电压表的读数U甲∶U乙=　3∶1　,相同时间R1、R2消耗的电能W1∶W2=　2∶1　。 12.冬天养热带鱼,对水族箱内的水温要求较高。在水族箱内置一根自动温控棒,温控棒在水温26 ℃时开始工作,将电能转化为水的　内　能,待水温达到28 ℃时自动断开。某次温控活动中,家中其他用电器均不工作,当温控棒消耗的电能为 6×105 J 时,家里标有1 500 imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁了　250　次。 13.(2023·烟台)如图甲所示,电源电压恒定不变,R1的阻值为10 Ω,图乙是小灯泡L的电流与电压的关系图象。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2 V,通过小灯泡的电流为　0.6　A,电源电压为　8　V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4 V,电路在1 min内消耗的电能为　384　J。 14.如图所示的电路中,电源电压不变,R2=30 Ω。当S1、S3断开,S2闭合时,电流表的示数为0.3 A,电压表的示数为3 V。求: (1)R1的电阻; 解:(1)当S1、S3断开,S2闭合时,R1和R2串联,电压表测量R1两端的电压,则 R1===10 Ω (2)电源电压; (2)电路总电阻:R=R1+R2=10 Ω+30 Ω=40 Ω 电源电压:U=IR=0.3 A×40 Ω=12 V (3)当S2断开,S1、S3闭合时,1 min内电路消耗的电能。 (3)当S2断开,S1、S3闭合时,R1和R2并联,则R1消耗的电能: W1=t=×60 s=864 J R2消耗的电能: W2=t=×60 s=288 J 故电路消耗的总电能: W=W1+W2=864 J+288 J=1 152 J $$