第十六章 第一节　电流做功 --2024-2025学年沪科版物理九年级上学期

第十六章　电流做功与电功率 第一节　电流做功 教材 任务驱动 任务一　认识电流做功 1.实质:将__________转化为其他形式的能量的过程; 电流做了多少功,就消耗多少 __________。  2.影响因素:电流所做的功与__________、__________和通电时间成正比。  3.公式:___________。  4.单位: (1)国际单位:__________(J)。  (2)常用单位:________(kW·h),也称“度”。 (3)换算关系:1 kW·h=____________ J。  　电能　 　电能　 　电流　 　电压　 　W=UIt　 　焦耳　 千瓦时 　3.6×106　 ‹#› 【走进生活】 感受电流做功 电流通过电饭煲、电动车、节能灯做功,将电能分别转化为什么能? 答:通过电饭煲将电能主要转化为内能;通过电动车将电能主要转化为机械能;通过节能灯将电能主要转化为光能。 ‹#› 任务二　了解电能表 1.电能表(又称电度表) (1)作用:测量__________。  (2)认识表盘: ①“kW·h”表示测量的单位是____________;电能表最后一位为____________。  ②“220 V”表示电能表适用__________为220 V的电路。  ③“10(40) A”,其中“10 A”表示该表的标定电流;“40 A”表示额定最大电流。 ④“50 Hz”表示适用于__________为50 Hz的交流电电路。  ⑤“2 500 r/(kW·h)”表示消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过__________圈。  　电功　 　千瓦时　 　小数位　 　电压　 　频率　 　2 500　 ‹#› 2.测量电能:在一段时间内前后两次示数的__________,就是这段时间内所消耗电能 的多少。  　差值　 ‹#› 【释疑点】 电能表表盘上的“3 200 imp/(kW·h)”,它表示“脉冲式”电能表,含义是消耗1 kW·h 的电能,脉冲指示灯闪烁3 200次。 ‹#› 典题 疑难突破 考点一 电能表 【典题1】(多选)(2023·湘潭中考改编)如图是电能表表盘示意图,下列说法正确的 是(　 　) A.电能表是用来测电功的仪器 B.此时电能表的读数为61 985 kW·h C.这个电能表通过的电流一定为10 A D.这个电能表应该在220 V的电路中使用 A、D ‹#› 【技法点拨】　利用电能表计算用电器消耗电能的方法 (1)利用电能表上先后两次示数:某段时间电能表上先后两次示数之差就是被测电路在这段时间内消耗的电能。 (2)利用电能表上转盘转动圈数:若电能表上标注N r/(kW·h),则电能表上转盘转动n圈消耗的电能为:W=×n kW·h= kW·h。 ‹#› 【变式1】10月初,小亮家的电能表示数为100.8 kW·h,月末的示数如图所示。则小 亮家10月份消耗了_________ kW·h的电能;若该电能表转盘转了300转,则用电器消耗 了____________J的电能。  　101　 　1.8×106　 ‹#› 考点二 电功的相关计算 【典题2】如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,R2的电阻为5 Ω。闭合开关后,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.2 A,求: (1)通电100 s,电阻R1消耗的电能; 解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压, 电流表测电路中的电流。 (1)通过R1的电流I1=I=0.2 A,所以通电100 s,电阻R1消耗的电能: W1=U1I1t=2 V×0.2 A×100 s=40 J; ‹#› 【典题2】如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,R2的电阻为5 Ω。闭合开关后,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.2 A,求: (2)电源电压; 解: (2)因为R1和R2串联,所以I2=I=0.2 A; 由I=可得,电阻R2两端的电压:U2=I2R2=0.2 A×5 Ω=1 V, 所以电源电压:U=U1+U2=2 V+1 V=3 V; (3)整个电路中,若电流做功600 J,则两个电阻的工作时间。 解: (3)由W=UIt可得,两个电阻的工作时间:t===1 000 s。 ‹#› 【技法点拨】　电功的计算 (1)变形公式的推导: ①将I=,代入公式W=UIt,可得:W=t; ②将U=IR,代入公式W=UIt,可得:W=I2Rt; ‹#› (2)公式适用条件: 公式 适用条件 基本式 W=UIt 任何用电器 推导式 W=t W=I2Rt 纯电阻电路:电能全部转化为内能的用电器 ‹#› (3)利用公式计算电功时的对应性: ①同时性:对应同一段时间的电流和电压(或电阻)。 ②同体性:对应同一段导体上的电流和电压。 ③单位对应性:U—V,I—A,t—s⇒W—J (4)总电功:电路中各元件消耗的电功之和,即W=W1+W2+… ‹#› 【变式2】(2023·滨州中考)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R2在1 min内消耗的电能为________J。  　3　 　36　 ‹#› 【变式3】(2023·枣庄期末)电动自行车有充电、行驶两种状态,局部电路如图。断 开开关S,利用充电插口对蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的____________(选填 “电源”或“用电器”)。电动机正常工作电压为36 V,线圈电阻为1.2 Ω,通过电动机线 圈的电流为4 A,5 min内电流做功消耗电能转化的机械能为___________J。  　用电器　 　37 440　 ‹#› 【A层 基础必会】 考点一　电功和电能的认识 1.关于电功,下列说法不正确的是( ) 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,电流做功就一定越多 点击题号可跳转 D ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2.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( ) 3.2024年3月5日第十五届全国人民代表大会第一次会议在北京人民大会堂开幕。 如图为万人大礼堂顶部内景,顶棚有500盏满天星灯交相辉映。众多电灯工作时 将电能转化为_______能。  B 　光　 ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 考点二　电功的相关计算 4.如图所示,手电筒中的电流为0.6 A,电源为三节干电池,则该手电筒中的小灯泡 工作1 min消耗的电能约为( ) A.2.7 J　　　 B.81 J C.162 J D.9 720 J 5.如图所示,目前很多场所都安装有带USB接口的插座。已知这个USB接口输出 电压为5 V,当它给某手机充电时,输出电流为0.5 A,消耗的电能约为500 J,则需充 电________s。  C 　200　 ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6.如图所示,电阻R1和R2串联在电路中,已知R1=20 Ω,R2=30 Ω,闭合开关S时电压表示数为4 V,求: (1)通过R1的电流; 解:由图知两电阻串联,电压表测量R1两端的电压。 (1)通过R1的电流:I1===0.2 A; (2)通电1 min,电流通过R2所做的功。 解: (2)根据串联电路的电流处处相等的特点可知:I2=I1=0.2 A, R2两端的电压:U2=I2R2=0.2 A×30 Ω=6 V 通电时间t=1 min=60 s, 所以电流通过R2所做的功为:W2=U2I2t=6 V×0.2 A×60 s=72 J ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 考点三　电能表 7.(2023·哈尔滨模拟)电能表是用来测量_________的仪表。如图所示是小六 家月初和月末电能表的示数,则他家本月用电________kW·h。  　电功　 　4.8　 ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8.如图所示的电能表,关于它的参数,说法错误的是( ) A.此时电能表的示数是207.2 J B.20 A表示该电能表允许通过的最大电流为20 A C.该电能表应该在220 V的电路中使用 D.用电器每消耗1 kW·h的电能,该电能表的转盘转3 000转 A ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 【B层 能力提升】 9.甲、乙两个用电器的电压之比为2∶3,电流之比为1∶2,通电时间之比为5∶2, 则两个用电器消耗的电能之比为( ) A.5∶6　　B.2∶5　　C.6∶5　　D.4∶5 10.(2023·龙岩模拟)如图所示,对比图中白炽灯和LED灯将电能转化为其他形式 能的情况,可得( ) A.白炽灯发光时,电能主要转化为光能 B.白炽灯发光时,灯丝会凝华 C.LED灯可以把电能全部转化为光能 D.LED灯发光的效率较高 D D ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11.如图所示是某家用电子式电能表的表盘,若在某段时间内,电能表指示灯闪烁 了32次,则其所在电路消耗的电能为_________kW·h,合____________J。  　0.02　 　7.2×104　 ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12.(物理与生活)如图所示,快速充电已经成为很多手机的标配,现有一款手机电 池,容量为4 000 mA·h,电池电压为4 V,它充满后大约储存的电能为___________J, 使用该手机的快充功能,充电时的电压为5 V,1.25 h即可充满,则充电时的电流为 _________A。  　57 600　 　2.56　 ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13.如图所示的电路中,电源电压6 V保持不变,定值电阻R1=10 Ω, R2=20 Ω。闭合开关S后,求: (1)通电1 min,整个电路消耗的电能; 解:(1)整个电路消耗的电能W=t=×60 s=×60 s=72 J; (2)电流表示数; 解: (2)由电路图可知,电阻R1、R2串联,因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以R=R1+R2=10 Ω+20 Ω=30 Ω 则电流表的示数I===0.2 A; ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13.如图所示的电路中,电源电压6 V保持不变,定值电阻R1=10 Ω, R2=20 Ω。闭合开关S后,求: (3)通电1 min,R1消耗的电能。 解: (3)因串联电路电流处处相等,所以R1消耗的电能W1=I2R1t=(0.2 A)2×10 Ω× 60 s=24 J。 ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 【C层 素养培优】 14.(2024·佛山期中)灯L和电阻R的I-U图像如图所示,将灯L和电阻R串联,当电流为 0.1 A时,电源电压为________V。将灯L和电阻R并联接在电压恒为2 V的电路中, 干路电流为_________A,则该电路通电1 min消耗的总电能为_______J。  　2.5　 　0.35　 　42　 ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 点思路: I-U图像的巧利用: 1.灯L和电阻R串联:电流相同的点对应的横坐标值为用电器两端的电压值; 2.灯L和电阻R并联:电压相同的点对应的纵坐标值为通过用电器的电流值。 ‹#› 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 $$