11.1电功和电能课件 -2024--2025学年北京课改版初中物理九年级

第十一章　电功和电功率 一、电功和电能 初中物理 知识点1　电功和电能 基础过关全练 1.(2024北京海淀期末)在国际单位制单位中,电功的单位是  (　    ) A.安培　　B.伏特　　C.焦耳　　D.瓦特 C 解析　电功的国际单位制单位是焦耳,故选C。 初中物理 2.(跨学科·物理学与日常生活)(2023广东怀集二模)在下列用 电器工作的过程中,将电能主要转化为内能的是 (　    ) A.电风扇　　B.电热水壶 C.电视机　　D.电冰箱 B 初中物理 解析    电风扇工作时,将电能主要转化为机械能,故A不正确; 电热水壶工作时将电能主要转化为内能,故B正确;电视机工 作时,把电能主要转化为声能和光能,故C不正确;电冰箱工作 时,将电能主要转化为压缩机的机械能和内能,故D不正确,故 选B。 初中物理 3.(2023北京四中月考)小山利用如图所示的实验装置,探究 电流做功多少与什么因素有关。通过电动机将质量一定的 重物提升一段距离来反映电流做功的多少,闭合开关,电动机 将重物提升的高度越大,表明电流做的功越多。电路中电源 两端的电压可调,电压表测量电动机两端的电压,电流表测量 通过电动机的电流,现将测得的实验数据记录在表中。 初中物理 次数 电流表 示数I/A 电压表 示数U/V 通电时 间t/s 重物上升 高度h/m 1 0.12 4 10 0.06 2 0.12 4 20 0.12 3 0.14 6 10 0.09 4 0.16 10 10 0.17 初中物理 (1)闭合开关后,电动机将重物提升的过程,是将　    能转化 为重物机械能的过程。 (2)比较实验次数1和2,可以归纳得出的结论是:电流做功的 多少与　　　    有关。 (3)比较实验次数1、3和4,可以归纳得出的结论是:在通电时 间一定时,电流与电压的乘积越大,电流通过电动机所做的功 越　    。 电 通电时间 多 初中物理 解析    (1)闭合开关,电动机将重物提升的过程中,电动机对 重物做了功,是将电能转化为重物的机械能的过程。(2)比较 实验1和2发现,在电流、电压相同时,通电时间越长,重物被 提升越高,说明电动机对重物做的功越多。(3)比较实验1、3 和4,在通电时间相同时,电流与电压的乘积越大,则电动机把 重物提升得越高,说明电动机对重物做的功越多。 初中物理 知识点2　电功的计算 4.(新独家原创)如图甲所示的电路中,R1=5 Ω,R2=10 Ω,开关闭 合后,电流表的示数如图乙所示,通电1 min,整个电路消耗的 电能是 (　    )  　      A.8.1 J　　B.27 J　　C.54 J　　D.81 J D 初中物理 解析　由图甲可知,R1和R2串联,串联电路中的总电阻R=R1+ R2=5 Ω+10 Ω=15 Ω,由图乙可知,电流表示数为0.3 A,则电源 电压为U=IR=0.3 A×15 Ω=4.5 V,整个电路消耗的电能W=UIt =4.5 V×0.3 A×60 s=81 J,故选D。 初中物理 5.(跨学科·数学)(2023辽宁沈阳中考)如图是定值电阻R1和R2 的I-U关系图像,由图像可知,R1和R2的大小关系为R1　　    R2 (选填“>”“=”或“<”),当R1和R2串联时,R1和R2两端电压 之比U1∶U2=　　    ;当R1和R2并联时,若通过R1的电流为0.63 A,则10 s内R2消耗的电能为　　    J。   <  1∶2 9.922 5 初中物理 解析　由图像可知,当R1两端电压为3 V时,通过它的电流为 0.6 A,则R1= = =5 Ω;当R2两端的电压为3 V时,通过它的电流为0.3 A,则R2= = =10 Ω,所以R1<R2,当两电阻串联时,由串联电路中的分压关系可知 = = = ;当R1和R2 并联时,若通过R1的电流为0.63 A,则R1两端的电压U1'=I1'R1=0.63 A×5 Ω=3.15 V,则通过R2的电流为I2'= = =0.315A,在10 s内R2消耗的电能为W2=U1'I2't=3.15 V×0.315 A×10 s=9.922 5 J。 初中物理 6.(2024北京八十中期中)如图所示,电源电压恒为6 V时,电阻 R1的阻值为10 Ω,当开关S闭合后,电压表的示数为4 V,求: (1)R1两端的电压; (2)通过R2的电流; (3)电阻R2的阻值; (4)通电1 min电流通过R2做的功。   答案    (1)2 V    (2)0.2 A    (3)20 Ω    (4)48 J 初中物理 解析　观察电路图可知,R1和R2串联。    (1)电压表并联在R2 两端,则U2=4 V,R1两端的电压U1=U-U2=6 V-4 V=2 V;(2)由串 联电路中的电流规律可得,通过R2的电流I2=I1= = =0.2 A;(3)电阻R2的阻值为R2= = =20 Ω;(4)通电1 min电流 通过R2所做的功为W2=U2I2t=4 V×0.2 A×60 s=48 J。 初中物理 知识点3　电能表 7.(2023北京昌平期末)电能表是测量用电器消耗电能多少的 仪表,记录电能表示数时不仅要记录数值,还要记录对应的单 位,下列选项中能正确表示图中所示的电能表示数的是 (         ) A.2 022.9 W　　B.22.9 kW C.2 022.9 kW·h　　D.2 022.9 J C 初中物理 解析　电能表示数的最后一位为小数,其单位为kW·h,故该 电能表示数为2 022.9 kW·h。故选C。 初中物理 8.(教材变式·P80例题)周六,小明用电饭锅煮饭,他单独将电 饭锅接入家庭电路时,工作40 min,电能表的示数由  变成 ,则电饭锅 消耗的电能是　　    kW·h,通过电饭锅的电流为　　    A。    1.1 7.5 初中物理 解析　电饭锅消耗的电能W=2 024.2 kW·h-2 023.1 kW·h=1.1 kW·h,则通过电饭锅的电流为I= = =7.5 A。 初中物理 9.(新独家原创)如图所示为小欢家的电能表,如果该电能表 在某段时间内转盘转了300 r,那么小欢家的用电器在这段时 间内消耗的电能为　　　    J。小欢的妈妈有一个充电宝, 该充电宝的容量为60 000 mAh,充电电压为5 V,现在要给这 个充电宝充满电,则需要消耗的电能为　　     J。   3.6×105       1.08×106 初中物理 解析　观察电能表,电能表上的参数是3 000 r/(kW·h),表示电 路中每消耗1 kW·h的电能,该电能表的转盘转3 000 r,则电能 表转盘转动了300 r时,电路中的用电器消耗的电能W=  =0.1 kW·h=0.1×3.6×106 J=3.6×105 J。给充电 宝充满电消耗的电能W=UIt=5 V×60 A×3 600 s=1.08×106 J。 初中物理 10.(跨学科·物理学与日常生活)(2022湖北潜江、天门等中 考,4,★★☆)小明家半年前新装了一只电能表,现在表盘的示 数如图,下列说法正确的是 (　    ) A.该电能表的标定电流为20 A B.该电能表应接在50 Hz的直流电路中使用 能力提升全练 C.小明家每消耗1度电,铝盘转动3 000转 D.小明家半年内的用电量是6 335 kW·h C 初中物理 解析    电能表上“10(20)A”指电能表的标定电流为10 A,最 大允许通过的电流是20 A,故A错误;50 Hz指电能表在50 Hz 的交流电路中使用,故B错误;3 000 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,电能表上的铝盘转过 3 000圈,故C正确;电能表的最后一位是小数位,单位是kW·h, 半年内的用电量是633.5 kW·h,故D错误。 初中物理 11.(新素材·现代科技)(2024北京朝阳外国语学校期末,25,★ ★★)(多选)某商场为了统计出入商场的人流量,在大门前安 装了计数装置,简化电路图如图甲所示,其中S为激光源,R1为 光敏电阻(有光照射时,阻值较小;无光照射时,阻值较大),R0为 保护电阻,其两端的电压随时间变化的图像如图乙所示。已 知计数装置电路的电源电压恒为3 V,保护电阻R0的阻值为2 0 Ω,则 (　    ) BCD 初中物理  　      A.电压表示数为2 V时,计数装置会计数一次 B.有人通过商场大门时,光敏电阻R1的阻值为40 Ω C.有人通过商场大门和没有人通过商场大门电路的电流之 比为1∶2 D.在0~3秒内光敏电阻消耗的电能为0.3 J 初中物理 解析　由图甲可知,R1和R0串联,电压表测R0两端的电压,当电 压表示数为2 V时,电路中的电流I=I0= = =0.1 A,此时R1 两端的电压U1=U-U0=3 V-2 V=1 V,R1的电阻为R1= = = 10 Ω;当电压表示数为1 V时,电路中的电流为I'=I0'= =  =0.05 A,此时R1两端的电压U1'=U-U0'=3 V-1 V=2 V,R1的阻值 R1'= = =40 Ω。有光照时,R1阻值较小,无光照时,R1阻 值较大,当有人通过商场大门时,光敏电阻R1无光照,阻值较 初中物理 大为40 Ω,此时电压表的示数为1 V,计数装置计数,故A错误, B正确;有人通过商场大门时电路中的电流为I'=0.05 A,没有 人通过商场大门时电路中的电流为I=0.1 A,则I'∶I=0.05 A∶ 0.1 A=1∶2,故C正确;在1~3 s内光敏电阻消耗的电能为W1= U1It1=1 V×0.1 A×2 s=0.2 J, 0~1 s内,光敏电阻消耗的电能W2= U1'I't2=2 V×0.05 A×1 s=0.1 J,则在0~3 s内光敏电阻消耗的电 能W=W1+W2=0.2 J+0.1 J=0.3 J,故D正确。 初中物理 12.(2023山东滨州中考,17,★★☆)如图所示,电源电压恒定 不变,定值电阻R1的阻值为10 Ω。闭合开关,电流表A的示数 为0.5 A,A1的示数为0.3 A,则电源电压为　　    V,定值电阻R 2在1 min内消耗的电能为　    J。     3       36 初中物理 解析　由图甲可知,闭合开关,R1、R2并联,电流表A1测电阻R1 所在支路电流,电流表A测干路电流。因并联电路中各支路 两端电压相等且等于电源电压,所以由I= 可得,电源电压为 U=U1=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V,因并联电路中干路电流等于各 支路电流之和,所以通过电阻R2的电流为I2=I-I1=0.5 A-0.3 A= 0.2 A,由R= 得,R2的阻值为R2= = =15 Ω,根据W=UIt 得,R2在1 min内消耗的电能为W=UI2t=3 V×0.2 A×60 s=36J。 初中物理 13.(跨学科·数学)(2023山东烟台中考,20,★★☆)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 与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2 V,通 过小灯泡的电流为　　    A,电源电压为　　    V;当只闭合S 2、S3时,电压表示数为4 V,电路在1 min内消耗的电能为　         J。  　      0.6      8     384 初中物理 解析    如图甲所示,当只闭合S1、S2时,小灯泡与R1串联,电压表测小灯泡两端的电压,电压表示数为2 V,如图乙所示,当小灯泡两端电压为2 V时,通过小灯泡的电流为0.6 A,串联电路中电流处处相等,则通过电阻R1的电流I1=0.6 A,R1两端的电压为U1=I1R1=0.6 A×10 Ω=6 V,根据串联电路中电压规律,电路总电压等于各部分电压之和,故电源电压为U=UL+U1=2 V+6 V=8 V。如图甲所示,当只闭合S2、S3时,小灯泡与R2串联,电压表测小灯泡两端电压,当电压表示数为4 V时,如图乙所示,通过小灯泡的电流为 0.8 A,电路在1 min内消耗的电能为W=UI2t=8 V×0.8 A× 60 s=384 J。 初中物理 14.(跨学科·物理学与工程实践)(2022四川攀枝花中考,18,★ ★☆)如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表表盘示 意图,小李同学家电路干路中的电流不得超过　　　    A,上 月消耗的电能为　　　    kW·h。年发电量可达1.5×109 kW· h的攀枝花银江水电站将于2025年投产发电,投产发电后的 银江水电站可满足　　　    户小李同学这样的家庭用电需 求。 20         125       1.0×106 初中物理 解析    根据电能表表盘信息“10(20 A)”可知,小李同学家 电路干路中的电流不得超过20 A。小李同学家上月消耗的 电能为5 713.4 kW·h-5 588.4 kW·h=125 kW·h,所以小李家一 年消耗的电能为125 kW·h×12=1 500 kW·h。年发电量可达1. 5×109 kW·h的攀枝花银江水电站可满足用电的户数为  =1.0×106户。 初中物理 15.(跨学科·物理学与日常生活)(2023江苏镇江中考,19,★★ ☆)物理综合实践小组调查了学校一周的用电情况。如图为 两次记录的电能表示数,学校这一周消耗的电能为　　     kW·h。调查得知,学校共有电功率为40 W的日光灯600盏,它 们之间是　　    联的。他们建议将这些灯更换为15 W的节 能护眼灯。若每盏灯每月工作90 h,更换后,学校因该项目每 月共节省电费　　    元。[电费单价为0.5元/(kW·h)] 5 000　 　并       675 初中物理 解析　本周用电:W=W2-W1=57 023.6 kW·h-52 023.6 kW·h=5 000 kW·h;学校的电灯工作时互不影响,所以它们是并联的; 日光灯比节能护眼灯多消耗的电功率为ΔP=(40 W-15 W)×6 00=15 000 W=15 kW,则日光灯比节能护眼灯多消耗的电能 为ΔW=ΔPt=15 kW×90 h=1 350 kW·h,而电费的单价为0.5元/ (kW·h),故可节省1 350 kW·h×0.5元/(kW·h)=675 元。 初中物理 16.在比较“两灯亮暗”的活动中,电路如图甲、乙所示。两 个灯泡L1、L2的规格分别为“3.8 V    0.3 A”和“2.5 V    0. 3 A”,电源电压恒为6 V,滑动变阻器的规格是“20 Ω    2 A”。  　      素养探究全练 初中物理 (1)如图甲所示,调节滑动变阻器,应该通过一定时间内观察比较　　　　　    (选填“电压表示数”或“灯泡亮暗”) 来比较电流做功大小。该实验中,　　    (选填“能”或“不 能”)通过调节滑动变阻器使两灯都正常发光。 (2)如图乙所示,两灯泡并联的目的是　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    , 如果在图甲实验中较亮的灯泡是L1,则该实验中较亮的灯泡 是　　　　    (选填“L1”或“L2”)。 灯泡亮暗　 不能   控制两灯泡两端的电压相同,且两灯同时发光　 L2 初中物理 解析    (1)图甲实验中,灯泡越亮,在相等时间内电流做功越 多,故调节滑动变阻器,应该通过观察灯泡亮暗来比较电流做 功大小;由已知条件知,两灯泡的正常工作电流相同,正常工 作电压不同,若使两灯泡串联且正常发光,串联电路的总电压 应为U=U1+U2=3.8 V+2.5 V=6.3 V,大于电源电压6 V,故该实 验中不能通过调节滑动变阻器使两灯泡都正常发光; (2)并联电路各支路电压相等,如图乙所示,两灯泡并联且开 关接在干路上是为了控制两灯泡两端的电压相同,且两灯泡 同时发光;在图甲中,因通过两灯泡的电流相等,较亮的灯泡 初中物理 是L1,说明L1的电功较大,由W=I2Rt可知灯泡L1的电阻较大;故 乙图中,两灯并联时,通过L1的电流较小,通过L2的电流较大, 则该实验中L2的电功较大,较亮的灯泡是L2。 初中物理 17.在“探究影响电流做功多少的因素”活动中,同学们根据 猜想“相同时间内电流做的功可能跟导体两端的电压和通 过导体的电流有关”,设计了如图甲、乙、丙三个电路。   初中物理 (1)图甲电路不能用来探究该实验的原因是 (2)实验中选用的L1、L2两只灯泡的规格应　    (选填“相 同”或“不同”); (3)在乙电路图中,观察到L1灯较L2灯暗,电流表A1的示数小于 电流表A2的示数,由此可以得到结论:在通电时间和两端电压 相同时,电流越　    ,电流做的功越多; (4)在丙电路图中,L1、L2两灯串联,主要是为了控制　　　     相同,从而研究电流做功多少与　　　　　    的关系。 不能控制电流或灯泡两端的电压不变    不同     大 电流 电压 初中物理 解析    (1)图甲电路中,滑动变阻器滑片移动时,灯泡两端的电压和电流都在变化,无法控制电流或者灯泡两端的电压不变,根据控制变量法的思想,不能探究电流做功与电压和电流的关系;(2)要探究电流做功的多少与哪些因素有关,实验还要求L1和L2电阻不同,即灯泡规格不同;(3)由乙电路图可知,开关闭合,两灯泡并联,两灯泡两端电压相同,电流表示数越大即电流越大,灯泡越亮,电流做功越多;(4)研究电流与电压的关系,就应该控制电路中的电流不变,通过比较电压研究电流做功多少与电压的关系,图丙中两只灯泡串联,控制了电流相同。 初中物理 谢谢观看 初中数学 $$