18.1 电能 电功（知识解读）-2024-2025学年九年级物理全一册同步知识解读与专题训练（人教版）

18.1 电能 电功（知识解读）（原卷版） •知识点1 电功与电能的计算 •知识点2 电能表和电功的测量 •知识点3 电功的应用 •知识点4 电能的输送 •作业 巩固训练 知识点1 电功与电能的计算 1、电功与电能 （1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。 （2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。  2、电功与电能的计算 （1）电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路） （2）对于纯电阻电路可推导出： ①串联电路中常用公式：W=I2Rt； ②并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1； ③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。 （3）解题方法点拨：①当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便。②在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算。③在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。 【典例1-1】关于单位“焦”，正确的说法是（　　） A．1焦=1伏·库 B．在国际单位制中，热量的单位是焦耳 C．1焦=1牛·米 D．磁能的单位也可以用焦耳 【典例1-2】在如图所示的电路中，电源电压为3V，开关闭合后，电流表示数为0.1A，电压表示数为2V。则电阻 Ω，1min电流通过所做的功为 J。 【典例1-3】如图所示的电路中，电源电压恒为6V，和为定值电阻，已知。闭合开关S后，电流表的示数为0.8A。求 (1)定值电阻的阻值； (2)通电1分钟电阻消耗的电能W。 【变式1-1】在国际单位制中，电功的单位是（　　） A．伏特（V） B．焦耳（J） C．库仑（C） D．瓦特（W） 【变式1-2】如图是定值电阻R1和R2的IU关系图像，由图像可知，R1和R2的大小关系为R1 （填“>”“=”或“＜”）R2，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。 【变式1-3】如图所示，电源电压恒定。，当S闭合，断开时，电流表的示数为0.3A；当S、都闭合时，电流表的示数为0.5A。求： （1）电源电压； （2）的阻值； （3）S、都闭合时，通电1min电路消耗的总电能是多少？ 知识点2 电能表和电功的测量 1、电功的实质 （1）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能,电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程; （2）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。 2、电功的测量 利用电能表计算电功：根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能．在计算时通常有两种方法： （1）先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能． （2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。 3、电能表参数的理解 （1）220V：表示电能表应该在220V的电路中使用。 （2）10（20）A：表示该电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A。 （3）50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用。 （4）600revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过600圈。 4、电能的求法 （1）测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）。 （2）测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。 ※注意：利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW•h，记住单位之间换算关系：1kW•h=3.6×106J。 【典例2-1】如图是小英家的电能表表盘示意图，她断开其它用电器，只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min，发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量电流的仪表 B．电能表允许通过的最大电流是10A C．电能表表盘示数为10226kW•h D．电饭煲正常工作10min，消耗电能 【典例2-2】李芳家5月1日电能表读数为9001.2，6月1日电能表读数如图所示，则5月份她家用电量是 ，根据电能表面板上的信息可知，此电能表的转盘转动5圏，接在其后面的用电器消耗的电能是 J。 【典例2-3】电热安全压力锅解除了普通压力锅的安全隐患，既省时又省电。某电压力锅的额定电压为220V，额定功率为1200W（）。 （1）若使用该压力锅将2kg初温为15℃的水加热升至115℃的过程中，水吸收多少热量？ （2）若某次仅使用上述压力锅正常工作0.5h，如图电能表转盘转600转，通过计算说明由此可知该过程中压力锅是否是持续通电工作？ 【变式2-1】小明拍到一张电能表照片，如图所示，他仔细观察照片后得到下列结论，你认为正确的是（　　） A．电能表工作时的最大电流为5A B．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW•h C．电能表上的转盘转过500转，消耗的电能为 D．把此电能表接入家庭电路，电路消耗的总功率不超过2200W 【变式2-2】小明家上月末电能表示数为5098.5kW·h，本月末示数如题图所示，为 kW·h；若每度电的电费是0.6元，小明家本月需付电费 元。 【变式2-3】小亮想用电能表测量家中电热水器的热效率，于是将家中其他用电器断开，仅让热水器工作。他用热水器将质量 15 kg，初温 25 ℃的水加热到 55 ℃，加热前后电能表示数如图 所示，已知 c 水= 4.2×103 J/(kg·℃)。请计算： （1）水吸收的热量； （2）电热水器的热效率。 知识点3 电功的应用 1、电功的计算公式 （1）定义式：W=UIt： U表示某段电路两端的电压，单位是V； I表示通过该电路的电流，单位是A； t表示通电时间，单位是s； W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J． （2）应用公式过程中的“同一性”： a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量。 b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算。 2、串、并联电路中电功的特点 （1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系。 a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。 b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。 概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。 （2）串、并联电路中电功分配关系 a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即W1：W2=R1：R2 b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即W1：W2=R2：R1。 3、方法点拨 （1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便；  （2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算；  （3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。 【典例3-1】如图所示，这是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（　　） A．电阻R的电阻值是10Ω B．当通过L的电流是0.2A时，其消耗的电能是0.2J C．仅把L、R并联在电压是2V的电路中，干路上的电流是0.4A D．仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2A时，它们两端总电压是4V 【典例3-2】如图所示电路中，当闭合开关后，两个电压表的指针均为图乙所示，则电阻R1和R2两端的电压之比为 ，电阻之比为 ，电流之比为 ，通电相同时间R1和R2消耗的电能比为 。 【典例3-3】在如图所示电路中，电源电压可在4~8伏范围内调节，变阻器R2上标有“20Ω 2Α”字样。当电路中的电流为0.4安时，R1两端的电压为2伏。 (1)求电阻R1的阻值； (2)求10秒电流通过R1的电功W1； (3)若在变阻器R2两端并联一个电压表，所用量程为0~3伏，求该电路正常工作情况下，电路中的电流可调到的最大值和最小值。 【变式3-1】如图所示，这是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（　　） A．电阻R的电阻值是10Ω B．当通过L的电流是0.2A时，其消耗的电能是0.2J C．仅把L、R并联在电压是2V的电路中，干路上的电流是0.4A D．仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2A时，它们两端总电压是4V 【变式3-2】如图是甲、乙两个定值电阻的电流与电压关系的图像，根据图像可得R甲:R乙= ，若将甲、乙并联后接在同一电路上，在相同时间内消耗的电功W甲:W乙= 【变式3-3】在图所示的电路中，电源电压为6伏且不变，滑动变阻器上标有“20Ω　2A”字样，闭合电键S，电流表的示数为0.2安，电压表的示数为4伏。求： (1)电阻R1的阻值。 (2)滑动变阻器R2两端的电压U2。 (3)10秒内滑动变阻器R2上消耗的电功W2。 知识点4 电能的输送 1、电能的输送 （1）为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方，而用电的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到远方，这就涉及电能的输送问题，即电能的输送。 （2）输送电能的基本要求是 可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。 保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。 经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。 （3）交流高压输电的基本环节 远距离输电原理图： 2、减少电能损失的方法 （1）减小导线电阻降低输电线上电能损失 Ⅰ．减小材料的电阻率ρ．银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线。 Ⅱ．减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离。 Ⅲ．增加导线的横截面积，可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难。 （2）减小输电线中的电流降低输电线上电能损失 Ⅰ．减少输送功率P。 Ⅱ．提高输电电压。 【典例4-1】在输送电能的过程中，为了减小电能在线路中的损耗通常采取 （选填“高压”或“低压”）输电的方式把强大的电能送到远方。到达生活区时，再将电压降低为 V供日常使用。 【变式4-1】某段输电线路的总电阻为0. 5Ω，输送电流为100A，每输电10s这段线路便会损耗 J的电能；如果用 材料做输电线输送电能，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。 一、单选题 1．为了纪念物理学家对物理学的杰出贡献，常用他们的名字命名一些物理量单位。电功的单位是用下列哪位物理学家的名字来命名的（　　） A．安培 B．欧姆 C．伏特 D．焦耳 2．某款太阳能背包，前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列关于该太阳能背包的说法中错误的是（　　） A．太阳能电池板可将太阳能转化为电能 B．蓄电池放电时，将电能转化为化学能 C．给手机充电时，将电能转化为化学能 D．小风扇工作时，将电能转化为机械能 3．如图是感应式电能表的示意图，下列与其技术参数有关的说法中错误的是（      ） A．此时的示数是248.6kW·h B．应该在220V的电路中使用 C．额定最大电流为2.5A D．转盘每转1920圈，电路中消耗的电能为1kW·h 4．如图所示，工人使用冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（　　） A．内能转化为机械能 B．内能转化为电能 C．只有机械能和内能的转化 D．有电能、机械能和内能的转化 5．如图甲所示的电路中，电源电压不变，R1的阻值不变，滑动变阻器R2的规格是“100Ω 1A”。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为6V B．R1的电阻为20Ω C．当滑片P移到中点时，通过R2的电流为0.2A D．整个电路电功率最小时，10s内滑动变阻器消耗的电能为12J 6．一辆娱乐电瓶车工作时消耗电能的功率为240W，电能转化为机械能的效率为80%，电瓶车及人所受的总重力为2000N，行驶时阻力是总重力的0.1倍，则此电瓶车水平匀速行驶100m所用的时间约为（　　） A．83s B．833s C．104s D．以上都不对 7．下列关于电动自行车的结构及使用说法正确的是（    ） A．电动自行车的刹车手柄相当于省力杠杆 B．电动自行车车轮上刻有花纹可以减小摩擦 C．车座做得宽且软是为了减小压力 D．电动自行车在正常行驶过程中是将机械能转化为电能 8．如图所示，是小明用三合一充电器给三部手机同时充电的情景。下列说法错误的是（      ） A．手机的芯片是利用半导体材料制成的 B．若拔掉其中一部手机，则通过充电器的总电流变大 C．手机充电时，手机电池将电能转化为化学能 D．手机充电时，手机电池相当于用电器 二、填空题 9．家庭电路中，用电热水壶加热0.8kg的水，若水吸收的热量是，那么水温最多可以升高 ；实际上，此过程中电热水壶消耗的电能 水吸收的热量。［］ 10．通过某导体的电流为0.2安，10秒内通过该导体横截面的电荷量为 库，若这段时间内电流做功为6焦，则它两端的电压为 伏。当该导体与另一个电阻为30欧的导体并联接入电路后，该导体的电阻将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 11．如图所示，A、B是由同种材料制成的长度相同，横截面积不同的两段导体，A、B导体的电流：IA IB；A、B导体两端的电压：UA UB；一段时间后A、B导体消耗的电能：WA WB（均选填“＞/＜/＝”）。 12．(1)2023年2月，土耳其发生强烈地震，中国救援队携带照明无人机前往救援。白天，为电池充电，此时电池相当于电路中的 。其中某无人机电池上面标明电压11.4V，容量为3800mA·h，该电池充满电后储存了 kW·h电能（结果保留2位小数）。白天给无人机电池充电，夜晚，无人机先接通照明系统，再接通动力系统升空，照明系统和动力系统是 （选填“串联”或者“并联”）。 (2)小明按图示电路图正确连接电路，电阻R标有“5Ω”，灯L标有“3.8V 0.3A”。闭合开关S，L不发光，电压表V和V1正常工作，示数均为3.8V。小明认为出现上述现象的原因是R被短路。该说法是否正确？ ；若正确，写出理由；若不正确，请分析为什么不正确，以及出现该实验现象的原因，并写出分析过程。 。 13．如图甲所示，小灯泡的额定电压是2.5V，开关闭合后，小灯泡正常发光，图乙是通过定值电阻和小灯泡L的电流与电压的关系图像，当小灯泡正常发光时，电源电压为 V；通电10s，电流通过整个电路所做的功为 J。 三、计算题 14．如图所示是小丽设计的一个简易电子身高测量仪的示意图，电源电压为6V，定值电阻R0=20Ω，R是一只竖直固定放置的粗细均匀的硬电阻棒。其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比。电压表的示数与身高的关系如下表所示。 身高h/cm 160 165 170 175 180 电压表示数U/V 0 2 3 3.6 4 (1)电路的最大电流是多少A？ (2)当测量身高165cm时，滑动变阻器接入电路的电阻值多少？ (3)当身高为180cm时，10s内R0消耗的电能是多少J？ 15．在图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合电键S，移动变阻器R2的滑片P，使电压表和电流表的示数分别为4.5伏和0.15安。 (1)求变阻器R2连入电路的阻值； (2)求10秒内电流通过变阻器R2所做的功； (3)将变阻器R2的滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.0伏和0.4安。求出R1和电源电压的值。（用2种方法） 16．图甲为学校综合实践小组设计的电子温度计的电路原理图。电源电压恒为6V，电压表量程为0~3V，R0是定值电阻，阻值为30Ω，R1是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示。将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时，电压表示数为2V。求： (1)将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时，通电5分钟R0产生的热量； (2)在电路正常工作时，此电子温度计能测量的最高温度； (3)在不改变电表的条件下，若想增大电子温度计的测温范围，应如何调整？（写出一条即可） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 18.1 电能 电功（知识解读）（解析版） •知识点1 电功与电能的计算 •知识点2 电能表和电功的测量 •知识点3 电功的应用 •知识点4 电能的输送 •作业 巩固训练 知识点1 电功与电能的计算 1、电功与电能 （1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。 （2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。  2、电功与电能的计算 （1）电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路） （2）对于纯电阻电路可推导出： ①串联电路中常用公式：W=I2Rt； ②并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1； ③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。 （3）解题方法点拨：①当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便。②在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算。③在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。 【典例1-1】关于单位“焦”，正确的说法是（　　） A．1焦=1伏·库 B．在国际单位制中，热量的单位是焦耳 C．1焦=1牛·米 D．磁能的单位也可以用焦耳 【答案】ABCD 【详解】A．由得 故A正确； B．在国际单位制中，焦耳也是热量的单位，故B正确； C．由得，1焦表示用1牛的力使物体在力的方向上前进1米，故C正确； D．磁能也是一种能量，它的单位也可以用焦耳，故D正确。 故选ABCD。 【典例1-2】在如图所示的电路中，电源电压为3V，开关闭合后，电流表示数为0.1A，电压表示数为2V。则电阻 Ω，1min电流通过所做的功为 J。 【答案】 10 6 【详解】[1]由电路图可知，R1、R2串联接入电路中，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，由题意可知，R1两端的电压为 R1的阻值为 [2]1min电流通过R1所做的功为 【典例1-3】如图所示的电路中，电源电压恒为6V，和为定值电阻，已知。闭合开关S后，电流表的示数为0.8A。求 (1)定值电阻的阻值； (2)通电1分钟电阻消耗的电能W。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题可知，和并联，则通过定值电阻的电流为 通过定值电阻的电流为 定值电阻的阻值为 （2）通电1分钟电阻消耗的电能为 【变式1-1】在国际单位制中，电功的单位是（　　） A．伏特（V） B．焦耳（J） C．库仑（C） D．瓦特（W） 【答案】B 【详解】A．在国际单位制中，伏特是电压的单位，故A不符合题意； B．在国际单位制中，焦耳是功和能的单位，故B符合题意； C．在国际单位制中，库仑是电荷量的单位，故C不符合题意； D．在国际单位制中，瓦特是功率的单位，故D不符合题意。 故选B。 【变式1-2】如图是定值电阻R1和R2的IU关系图像，由图像可知，R1和R2的大小关系为R1 （填“>”“=”或“＜”）R2，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。 【答案】 ＜ 1∶2 9.9225 【详解】[1]由图像可知，当 时，对应的电流分别为 ， 由可得，两电阻的阻值分别为 ， 由此可知 [2]当把R1、R2串联在某一电路中时，因为串联电路中各处的电流相等，所以它们两端的电压之比 [3]若通过R1的电流为 由可得，R1两端电压 当R1和R2并联时，并联电路中各支路电压都相等，即R2两端电压 通过R2的电流 10 s内R2消耗的电能 【变式1-3】如图所示，电源电压恒定。，当S闭合，断开时，电流表的示数为0.3A；当S、都闭合时，电流表的示数为0.5A。求： （1）电源电压； （2）的阻值； （3）S、都闭合时，通电1min电路消耗的总电能是多少？ 【答案】（1）6V；（2）30Ω；（3）180J 【详解】解：（1）由图可知，当开关S闭合，S1断开时，只有R1工作，电流表示数即为通过R1的电流，则电源电压 U=I1R1=0.3A×20Ω=6V （2）当开关S、S1都闭合时，R1、R2并联，电流表测量干路电流， 根据并联电路电流的特点可知，电流表示数的变化量即为通过R2的电流， 则R2的阻值 （3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电路消耗的总电能 W=UIt=6V×0.5A×1×60s=180J 答：（1）电源电压为6V； （2）R2的阻值为30Ω；   （3）S、S1都闭合时，通电1min电路消耗的总电能是180J。 知识点2 电能表和电功的测量 1、电功的实质 （1）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能,电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程; （2）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。 2、电功的测量 利用电能表计算电功：根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能．在计算时通常有两种方法： （1）先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能． （2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。 3、电能表参数的理解 （1）220V：表示电能表应该在220V的电路中使用。 （2）10（20）A：表示该电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A。 （3）50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用。 （4）600revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过600圈。 4、电能的求法 （1）测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）。 （2）测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。 ※注意：利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW•h，记住单位之间换算关系：1kW•h=3.6×106J。 【典例2-1】如图是小英家的电能表表盘示意图，她断开其它用电器，只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min，发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量电流的仪表 B．电能表允许通过的最大电流是10A C．电能表表盘示数为10226kW•h D．电饭煲正常工作10min，消耗电能 【答案】D 【详解】A．电能表是用来测量电功（即消耗电能）的仪表，而不是测量电流的仪表。故A错误； B．电能表上的“10（20）A”表示电能表允许通过的最大电流是20A，而不是10A，这里的10A可能是指标定电流或基本电流，但不影响最大电流的判断，故B错误； C．电能表表盘上的示数表示的是已经消耗的电能，其单位为kW⋅h；电能表上的数字最后一位通常是小数点后的数字（即十分位），因此电能表表盘示数应读为1022.6kW⋅h，而不是10226kW⋅h，故C错误； D．电饭煲单独接入电路中正常工作1min，电能表转盘转过10r。而电能表上的“600r/(kW⋅h)”表示的是电路中每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转600转。因此，电饭煲1min内消耗的电能 由于电饭煲是正常工作，所以其功率保持不变。那么，电饭煲10min内消耗的电能就是1min内消耗电能的10倍，即： 故D正确。 故选D。 【典例2-2】李芳家5月1日电能表读数为9001.2，6月1日电能表读数如图所示，则5月份她家用电量是 ，根据电能表面板上的信息可知，此电能表的转盘转动5圏，接在其后面的用电器消耗的电能是 J。 【答案】 61.2 7200 【详解】[1]由电能表读数知5月份李芳家消耗电能 [2]电能表表盘上标的“”表示的含义是：每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘要转2500圏，如果电能表表盘实际转动5圏，则 解得 【典例2-3】电热安全压力锅解除了普通压力锅的安全隐患，既省时又省电。某电压力锅的额定电压为220V，额定功率为1200W（）。 （1）若使用该压力锅将2kg初温为15℃的水加热升至115℃的过程中，水吸收多少热量？ （2）若某次仅使用上述压力锅正常工作0.5h，如图电能表转盘转600转，通过计算说明由此可知该过程中压力锅是否是持续通电工作？ 【答案】（1）；（2）并非持续工作。 【详解】解：（1）水吸收的热量为 （2）该电压力锅持续工作0.5h，消耗的电能为 而电能表转600转所显示消耗的电能为0.5kW·h，故电压力锅并非持续工作。 答：（1）水吸收的热量为8.4×105 J； （2）电压力锅并非持续工作。 【变式2-1】小明拍到一张电能表照片，如图所示，他仔细观察照片后得到下列结论，你认为正确的是（　　） A．电能表工作时的最大电流为5A B．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW•h C．电能表上的转盘转过500转，消耗的电能为 D．把此电能表接入家庭电路，电路消耗的总功率不超过2200W 【答案】D 【详解】A．由图可知，电能表工作时的最大电流为10A，故A错误； B．拍照片时，小明家已消耗的电能为931.6kW•h，故B错误； C．电能表上的转盘转过500转，消耗的电能为 故C错误； D．把此电能表接入家庭电路，电路消耗的总功率不超过 故D正确。 故选D。 【变式2-2】小明家上月末电能表示数为5098.5kW·h，本月末示数如题图所示，为 kW·h；若每度电的电费是0.6元，小明家本月需付电费 元。 【答案】 5218.1 71.76 【详解】[1] 电能表的单位是，最后一位是小数位，所以本月末示数为。 [2] 小明家本月消耗电能为 则小明家本月需付电费为 【变式2-3】小亮想用电能表测量家中电热水器的热效率，于是将家中其他用电器断开，仅让热水器工作。他用热水器将质量 15 kg，初温 25 ℃的水加热到 55 ℃，加热前后电能表示数如图 所示，已知 c 水= 4.2×103 J/(kg·℃)。请计算： （1）水吸收的热量； （2）电热水器的热效率。 【答案】（1）1.89×106J；（2）87.5% 【详解】解：（1）水吸收的热量 （2）电热水器加热水消耗的电能为 电热水器的热效率为 答：（1）水吸收的热量为1.89×106J； （2）电热水器的热效率为87.5%。 知识点3 电功的应用 1、电功的计算公式 （1）定义式：W=UIt： U表示某段电路两端的电压，单位是V； I表示通过该电路的电流，单位是A； t表示通电时间，单位是s； W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J． （2）应用公式过程中的“同一性”： a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量。 b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算。 2、串、并联电路中电功的特点 （1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系。 a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。 b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。 概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。 （2）串、并联电路中电功分配关系 a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即W1：W2=R1：R2 b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即W1：W2=R2：R1。 3、方法点拨 （1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便；  （2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算；  （3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。 【典例3-1】如图所示，这是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（　　） A．电阻R的电阻值是10Ω B．当通过L的电流是0.2A时，其消耗的电能是0.2J C．仅把L、R并联在电压是2V的电路中，干路上的电流是0.4A D．仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2A时，它们两端总电压是4V 【答案】C 【详解】A．由欧姆定律得，R为定值电阻 故A错误； B．由图知，当通过L的电流是0.2A时，对应的电压大小为1V，根据得，则其消耗的电能无法确定，故B错误； C．当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为2V电路中，R和灯的电压都为2V，R和灯的电流分别为0.1A和0.3A，电路干路里的电流 故C正确； D．两电阻串联，电流处处相等，当电流是0.2A时，由图知，灯两端的电压为1V，R两端的电压为3V，由串联电路电压的规律，即它们两端总电压是 故D错误。 故选C。 【典例3-2】如图所示电路中，当闭合开关后，两个电压表的指针均为图乙所示，则电阻R1和R2两端的电压之比为 ，电阻之比为 ，电流之比为 ，通电相同时间R1和R2消耗的电能比为 。 【答案】 4:1 4:1 1:1 4:1 【详解】[1][2][3]由电路图知，电阻R1、R2串联在电路中，电压表V1测电源电压，V2测电阻R2的电压，而两个电压表的示数相同，据串联电路的电压特点知，V1所选的量程应为0~15V，其示数为6V，V2所选的量程为0~3V，其示数为1.2V。那么电阻R1两端的电压 U1=U-U2=6V-1.2V=4.8V 则电阻R1和R2两端的电压之比为 U1:U2=4.8V:1.2V=4:1 据串联电路的特点有，电阻之比和电流之比分别为 R1:R2=4:1，I1:I2=1:1 [4]据W=I2Rt得，通电相同时间R1和R2消耗的电能比为4:1。 【典例3-3】在如图所示电路中，电源电压可在4~8伏范围内调节，变阻器R2上标有“20Ω 2Α”字样。当电路中的电流为0.4安时，R1两端的电压为2伏。 (1)求电阻R1的阻值； (2)求10秒电流通过R1的电功W1； (3)若在变阻器R2两端并联一个电压表，所用量程为0~3伏，求该电路正常工作情况下，电路中的电流可调到的最大值和最小值。 【答案】(1)5 (2)8 (3)1.6，0.2 【详解】（1）电路中R1与R2串联，电阻R1的阻值为 （2）10秒电流通过R1的电功W1 （3）当电源的电压为8V且滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，最大电流为 当电源的电压为4V且滑动变阻器两端的电压为3V时，电路中的电流最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R1两端的最小电压 则电路中的最小电流 【变式3-1】如图所示，这是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（　　） A．电阻R的电阻值是10Ω B．当通过L的电流是0.2A时，其消耗的电能是0.2J C．仅把L、R并联在电压是2V的电路中，干路上的电流是0.4A D．仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2A时，它们两端总电压是4V 【答案】C 【详解】A．由欧姆定律得，R为定值电阻 故A错误； B．由图知，当通过L的电流是0.2A时，对应的电压大小为1V，根据得，则其消耗的电能无法确定，故B错误； C．当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为2V电路中，R和灯的电压都为2V，R和灯的电流分别为0.1A和0.3A，电路干路里的电流 故C正确； D．两电阻串联，电流处处相等，当电流是0.2A时，由图知，灯两端的电压为1V，R两端的电压为3V，由串联电路电压的规律，即它们两端总电压是 故D错误。 故选C。 【变式3-2】如图是甲、乙两个定值电阻的电流与电压关系的图像，根据图像可得R甲:R乙= ，若将甲、乙并联后接在同一电路上，在相同时间内消耗的电功W甲:W乙= 【答案】 1:4 4:1 【详解】[1]由图像可知，当通过两电阻电流为I0时U甲＝U0，U乙＝4U0，根据可得 甲乙两电阻之比为 [2]根据W＝UIt，可得 则有 故 【变式3-3】在图所示的电路中，电源电压为6伏且不变，滑动变阻器上标有“20Ω　2A”字样，闭合电键S，电流表的示数为0.2安，电压表的示数为4伏。求： (1)电阻R1的阻值。 (2)滑动变阻器R2两端的电压U2。 (3)10秒内滑动变阻器R2上消耗的电功W2。 【答案】(1)20Ω (2)2V (3)4J 【详解】（1）由图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压，闭合电键S时，电流表的示数为0.2A，电压表的示数为4V，由可知，电阻R1的阻值为 （2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器R2两端的电压U2为 （3）10秒内滑动变阻器R2上消耗的电功W2为 知识点4 电能的输送 1、电能的输送 （1）为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方，而用电的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到远方，这就涉及电能的输送问题，即电能的输送。 （2）输送电能的基本要求是 可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。 保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。 经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。 （3）交流高压输电的基本环节 远距离输电原理图： 2、减少电能损失的方法 （1）减小导线电阻降低输电线上电能损失 Ⅰ．减小材料的电阻率ρ．银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线。 Ⅱ．减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离。 Ⅲ．增加导线的横截面积，可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难。 （2）减小输电线中的电流降低输电线上电能损失 Ⅰ．减少输送功率P。 Ⅱ．提高输电电压。 【典例4-1】在输送电能的过程中，为了减小电能在线路中的损耗通常采取 （选填“高压”或“低压”）输电的方式把强大的电能送到远方。到达生活区时，再将电压降低为 V供日常使用。 【答案】 高压 220 【详解】[1]导线的电阻和时间一定时，电压越高，导线中的电流越小，则损耗越小，根据可知，所以为了减少电路中电能的损耗常采用高压输电的方式。 [2]家庭电路的电压为220V，所以到达生活区时，再将电压降低220V供家庭使用。 【变式4-1】某段输电线路的总电阻为0. 5Ω，输送电流为100A，每输电10s这段线路便会损耗 J的电能；如果用 材料做输电线输送电能，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。 【答案】 50000 超导 【详解】[1]每输电10s，这段电路损耗的电能 W=I2Rt=(100A)2×0.5Ω×10s=50000J [2]由于线路存在内阻会损耗电能，所以可用超导材料做输电线，因为超导材料的电阻为0，可降低由于电阻引起的电能损耗。 一、单选题 1．为了纪念物理学家对物理学的杰出贡献，常用他们的名字命名一些物理量单位。电功的单位是用下列哪位物理学家的名字来命名的（　　） A．安培 B．欧姆 C．伏特 D．焦耳 【答案】D 【详解】A．安培是电流的单位，故A不符合题意； B．欧姆是电阻的单位，故B不符合题意； C．伏特是电压的单位，故C不符合题意； D．焦耳是功和能的单位，故D符合题意。 故选D。 2．某款太阳能背包，前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列关于该太阳能背包的说法中错误的是（　　） A．太阳能电池板可将太阳能转化为电能 B．蓄电池放电时，将电能转化为化学能 C．给手机充电时，将电能转化为化学能 D．小风扇工作时，将电能转化为机械能 【答案】B 【详解】A．太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故A正确，不符合题意； B．蓄电池放电时，消耗化学能，产生电能，将化学能转化为电能，故B错误，符合题意； C．手机充电时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能，故C正确，不符合题意； D．小风扇工作时，消耗了电能，产生机械能，将电能转化为机械能，故D正确，不符合题意。 故选B。 3．如图是感应式电能表的示意图，下列与其技术参数有关的说法中错误的是（      ） A．此时的示数是248.6kW·h B．应该在220V的电路中使用 C．额定最大电流为2.5A D．转盘每转1920圈，电路中消耗的电能为1kW·h 【答案】C 【详解】A．电能表示数框内的数字最后一位数是小数，单位是kW·h，图示电能表的示数为248.6kW·h，故A正确，不符合题意； BC．“220V 2.5(10A)”说明电能表的工作电压为220V，额定最大电流为10A，故B正确，不符合题意；C错误，符合题意； D．1920r/kW·h表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转动1920r，故D正确，不符合题意。 故选C。 4．如图所示，工人使用冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（　　） A．内能转化为机械能 B．内能转化为电能 C．只有机械能和内能的转化 D．有电能、机械能和内能的转化 【答案】D 【详解】冲击钻在工作时，电流通过电动机，电流做功，消耗的电能转化为机械能和内能；钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；所以在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。 故选D。 5．如图甲所示的电路中，电源电压不变，R1的阻值不变，滑动变阻器R2的规格是“100Ω 1A”。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为6V B．R1的电阻为20Ω C．当滑片P移到中点时，通过R2的电流为0.2A D．整个电路电功率最小时，10s内滑动变阻器消耗的电能为12J 【答案】B 【详解】由图可知，灯泡L与变阻器R串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量变阻器R两端的电压。 AB．当电路中的电流I1=0.3A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压 U=I1R2+I1R1=0.3A×20Ω+0.3A×R1① 当电路中的电流I2=0.1A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压 U=I2R′2+I2R1=0.1A×100Ω+0.1A×R1② 联立①②式可得，电源电压U=12V，R1的电阻R1=20Ω，故A错误，B正确； C．变阻器的最大阻值是100Ω，当滑片P移到中点时，通过R2的电流为 故C错误； D．由P=UI可知，整个电路电功率最小时，电源电压不变，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流是0.1A，变阻器的阻值是100Ω，10s内滑动变阻器消耗的电能为 W=I22R′2t=(0.1A)2×100Ω×10s=10J 故D错误。 故选B。 6．一辆娱乐电瓶车工作时消耗电能的功率为240W，电能转化为机械能的效率为80%，电瓶车及人所受的总重力为2000N，行驶时阻力是总重力的0.1倍，则此电瓶车水平匀速行驶100m所用的时间约为（　　） A．83s B．833s C．104s D．以上都不对 【答案】C 【详解】电瓶车行驶时受到的阻力 f=0.1G=0.1×2000N=200N 克服阻力做的有用功 W有=fs=200N×100m=20000J 该车做的总功 该车行驶的时间 故选C。 7．下列关于电动自行车的结构及使用说法正确的是（    ） A．电动自行车的刹车手柄相当于省力杠杆 B．电动自行车车轮上刻有花纹可以减小摩擦 C．车座做得宽且软是为了减小压力 D．电动自行车在正常行驶过程中是将机械能转化为电能 【答案】A 【详解】A．电动自行车的刹车手柄所用时动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故A正确； B．电动自行车车轮上刻有花纹是通过增大接触面粗糙程度，增大摩擦，故B错误； C．车座做得宽且软是通过增大受力面积，减小压强，不能减小压力，故C错误； D．电动自行车在正常行驶过程中消耗电能，将电能转化为机械能，故D错误。 故选A。 8．如图所示，是小明用三合一充电器给三部手机同时充电的情景。下列说法错误的是（      ） A．手机的芯片是利用半导体材料制成的 B．若拔掉其中一部手机，则通过充电器的总电流变大 C．手机充电时，手机电池将电能转化为化学能 D．手机充电时，手机电池相当于用电器 【答案】B 【详解】A．芯片是由二极管、三极管和电阻、电容等元件直接硅单晶片上，所以是利用半导体材料制成的，故A正确，不符合题意； B．三部手机并联在电路中，拔掉一部手机，据并联电路的分压特点知，通过充电器的总电流变小，故B错误，符合题意； C．手机充电时，手机电池消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，故C正确，不符合题意； D．手机充电时，手机电池需要消耗电能，相当于用电器，故D正确，不符合题意。 故选B 二、填空题 9．家庭电路中，用电热水壶加热0.8kg的水，若水吸收的热量是，那么水温最多可以升高 ；实际上，此过程中电热水壶消耗的电能 水吸收的热量。［］ 【答案】 50℃ 大于 【详解】[1]水温最多可以升高 [2]因为在烧水过程中，有热散失，所以电热水壶实际消耗的电能大于水吸收的热量。 10．通过某导体的电流为0.2安，10秒内通过该导体横截面的电荷量为 库，若这段时间内电流做功为6焦，则它两端的电压为 伏。当该导体与另一个电阻为30欧的导体并联接入电路后，该导体的电阻将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】 2 3 不变 【详解】[1]10秒内通过该导体横截面的电荷量 Q=It=0.2A×10s=2C [2]它两端的电压 [3]导体的电阻是导体的一种性质，导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关，当该导体与另一个电阻为30欧的导体并联接入电路后，因为导体的材料、长度、横截面积以及温度均不变，因此该导体的电阻不变。 11．如图所示，A、B是由同种材料制成的长度相同，横截面积不同的两段导体，A、B导体的电流：IA IB；A、B导体两端的电压：UA UB；一段时间后A、B导体消耗的电能：WA WB（均选填“＞/＜/＝”）。 【答案】 ＝ ＜ ＜ 【详解】[1]由图可知，导体A、B串联在电路中，根据串联电路的电流特点可知，通过A、B导体的电流相等，即IA＝IB。 [2]A、B是由同种材料制成的长度相同，横截面积不同的两段导体，由图可知，A导体的横截面积大于B导体的横截面积，根据导体的电阻的影响因素可知，A导体的电阻小于B导体的电阻，根据欧姆定律可知，A导体两端的电压小于B导体两端的电压，即UA＜UB。 [3]由W＝UIt可知，一段时间后A消耗的电能小于B消耗的电能，即WA＜WB。 12． (1)2023年2月，土耳其发生强烈地震，中国救援队携带照明无人机前往救援。白天，为电池充电，此时电池相当于电路中的 。其中某无人机电池上面标明电压11.4V，容量为3800mA·h，该电池充满电后储存了 kW·h电能（结果保留2位小数）。白天给无人机电池充电，夜晚，无人机先接通照明系统，再接通动力系统升空，照明系统和动力系统是 （选填“串联”或者“并联”）。 (2)小明按图示电路图正确连接电路，电阻R标有“5Ω”，灯L标有“3.8V 0.3A”。闭合开关S，L不发光，电压表V和V1正常工作，示数均为3.8V。小明认为出现上述现象的原因是R被短路。该说法是否正确？ ；若正确，写出理由；若不正确，请分析为什么不正确，以及出现该实验现象的原因，并写出分析过程。 。 【答案】(1) 用电器 0.04 并 (2) 不正确 见解析 【详解】（1）[1]在白天为电池充电的过程中，电池是消耗电能的装置，因此它相当于电路中的用电器。 [2]该电池充满电后储存的电能为 W=UQ=UIt=11.4V×3800×10-3A×3600s=155952J=0.04kW⋅h [3]无人机上的照明系统和动力系统是能够独立工作的，即一个系统的开闭不会影响另一个系统的工作状态，因此，它们之间是并联连接的。 （2）[1]闭合开关S后，灯L不发光，但电压表V和V1​均正常工作且示数均为3.8V，若认为电阻R被短路，那么电压表V1​的示数应该为零（因为短路时电阻R两端无电压），这与题目中给出的现象不符，因此，该说法是不正确的。 [2]出现这种现象的原因是灯泡L发生了断路。R与L串联，若R被短路，则L能亮，与题意不符合，R不可能短路。灯不亮，可能是R断路，L断路，或者L短路，若R断路和L短路，电压表V1的示数应该为0，与题意不符合，现在电压表V1的示数是3.8V，说明L是断路。 13．如图甲所示，小灯泡的额定电压是2.5V，开关闭合后，小灯泡正常发光，图乙是通过定值电阻和小灯泡L的电流与电压的关系图像，当小灯泡正常发光时，电源电压为 V；通电10s，电流通过整个电路所做的功为 J。 【答案】 3.5 7 【详解】[1]由甲图可知，电路为串联电路，小灯泡正常发光时的两端电压2.5V，电流是0.2A，由图乙可知此时定值电阻R两端的电压为1V，根据串联电路电压规律可知电源电压为 U=2.5V+1V=3.5V [2]通电10s，电流通过整个电路所做的功为 W=UIt=3.5V×0.2A×10s=7J 三、计算题 14．如图所示是小丽设计的一个简易电子身高测量仪的示意图，电源电压为6V，定值电阻R0=20Ω，R是一只竖直固定放置的粗细均匀的硬电阻棒。其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比。电压表的示数与身高的关系如下表所示。 身高h/cm 160 165 170 175 180 电压表示数U/V 0 2 3 3.6 4 (1)电路的最大电流是多少A？ (2)当测量身高165cm时，滑动变阻器接入电路的电阻值多少？ (3)当身高为180cm时，10s内R0消耗的电能是多少J？ 【答案】(1)0.3A (2)10Ω (3)2J 【详解】（1）由图可知，该电路为R和R0的串联电路，电流表测电路中的电流；当滑动变阻器接入电路阻值为0Ω时，电路中只有R0，电路总电阻最小，则电路的最大电流为 （2）由表中数据可知，当测量身高165cm时，即滑动变阻器R两端的电压为2V，由串联电路的电压特点可知，R0两端的电压为 则电路中的电流为 则滑动变阻器接入电路的阻值为 （3）由表中数据可知，当测量身高180cm时，即滑动变阻器R两端的电压为4V，由串联电路的电压特点可知，R0两端的电压为 10s内R0消耗的电能 15．在图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合电键S，移动变阻器R2的滑片P，使电压表和电流表的示数分别为4.5伏和0.15安。 (1)求变阻器R2连入电路的阻值； (2)求10秒内电流通过变阻器R2所做的功； (3)将变阻器R2的滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.0伏和0.4安。求出R1和电源电压的值。（用2种方法） 【答案】(1) (2) (3)，6V 【详解】（1）分析电路可知，、串联，电压表测电压，电流表测电路电流。则变阻器R2连入电路的阻值为 （2）10秒内电流通过变阻器R2所做的功为 （3）法一：移动变阻器R2的滑片P，使电压表和电流表的示数分别为4.5伏和0.15安，根据欧姆定律和串联电路的电压规律可知电源电压为    ① 将变阻器R2的滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.0伏和0.4安，则电源电压为    ② 联立①②，解得，电源电压。 法二：由于串联电路的分压作用，电压表的示数变化量即为定值电阻电压的变化量。对于定值电阻R1，设某时刻下电压为，电流为，根据欧姆定律则有    ① 设另一时刻下电压为，电流为，根据欧姆定律则有    ② ②-①则有 则有 则电源电压为 16．图甲为学校综合实践小组设计的电子温度计的电路原理图。电源电压恒为6V，电压表量程为0~3V，R0是定值电阻，阻值为30Ω，R1是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示。将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时，电压表示数为2V。求： (1)将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时，通电5分钟R0产生的热量； (2)在电路正常工作时，此电子温度计能测量的最高温度； (3)在不改变电表的条件下，若想增大电子温度计的测温范围，应如何调整？（写出一条即可） 【答案】(1)40J (2)30℃ (3)适当减小定值电阻R0的阻值 【详解】（1）由图甲可知，R0、R1串联，电压表测量R0两端的电压。电路中的电流为 通电5分钟R0产生的热量为 （2）根据电压表量程可知，电压表的最大示数为3V，根据串联电路的电压特点可知，R1两端的最小电压为 U1小=U-U0大=6V-3V=3V 则此时电路中的电流为 由可得，热敏电阻R1的阻值为 由图乙可知，当热敏电阻R1的最小阻值为30Ω，电子温度计所测的最高温度为30℃。 （3）由图乙可知，温度越高，热敏电阻R1阻值越小，根据串联分压的特点可知，R1分得的电压越小，电压表的示数越大，要增大电子温度计的测温范围，而不改变电压表的条件下，可适当减小定值电阻的阻值，或减小电源电压。 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