18.1 电能 电功（6大题型）-2024-2025学年九年级物理全一册同步题型分类讲与练（人教版）

18.1 电能 电功 知识点1 电能及电能的计量 1、电能的来源和利用 （1）电能的来源：各种各样的发电厂，如火力、水力、风力发电厂，以及各种各样的电池，它们把不同形式的能转化为电能。 电能来源 能量转化 干电池、蓄电池 化学能→电能 火力发电 燃料的化学能→电能 水力发电、风力发电 机械能→电能 太阳能发电 太阳能→电能 核能发电站 核能→电能 （2）电能的利用 用电器是消耗电能的装置，消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能。 【注意】电压表、电流表只是测量工具，几乎不消耗电能，不属于用电器。 2、电能的符号及单位 （1）符号：电能用符号W表示。 （2）单位：在国际单位制中，电能的单位是焦耳，简称焦，用符号J表示。电能的常用单位是千瓦时，俗称度，用符号kW·h表示。换算关系为。 3、计量工具——电能表 （1）作用：计量用电器在一段时间内消耗的电能。 （2）读数方法：电能表在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内用电的度数，即这段时间内消耗的电能。最后一位框内数字为小数，例如，下图电能表示数为376.5kW·h。 （3）电能表所标参数的物理意义 参数 物理意义 220V 表示这个电能表应该在220V的电路中使用。 10（20）A 表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20 A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。 50Hz 表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。 600r/（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转。 （4）电子式电能表 电子式电能表表盘上的参数，如“220 V”“10（40）A”“50 Hz”等，物理意义和机械式电能表上的相关参数的物理意义相同。电子式电能表独有的“3000imp/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次。 知识点2 电功 1、电功 （1）当电能转化为其他形式的能时，我们就说电流做了功，电流所做的功叫电功，用字母W表示。 （2）实质：电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程。消耗了多少电能，就有多少电能转化为其他形式的能，电流就做了多少功。所以，用电器消耗了多少电能和通过用电器的电流做了多少功，这两种说法的含义是一样的。 【注】电功是过程量，反映的是电能消耗的多少；电能是状态量，反映的是能够做功的本领。 2、影响电流做功（电功）多少的因素：（1）电压的高低；（2）电流的大小；（3）通电时间的长短。 加在用电器上的电压越高、通过用电器的电流越大、用电器的通电时间越长，电流做功越多。 3、电功的计算 （1）公式：。 W：表示电功，单位焦耳（J）；U：表示电压，单位伏特（V）；I：表示电流，单位安培（A）；t表示时间，单位秒（s）。 【注】适用条件：所有电路，且四个物理量必须对应同一导体或同一段电路。 （2）推导公式 把欧姆定律代入电功公式可推导出：①；②。 【注】推导公式只适用于纯电阻电路。 1、利用电能表计算消耗的电能的方法 （1）示数差法：电能表计数器在某段时间内前后两次示数之差，就是这段时间消耗的电能。 如图，。 （2）转比法：可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能。，n为某短时间电能表上转盘转过的圈数（或指示灯闪烁的次数），N为电能表所标参数N r/（kW·h）或N imp/(kW·h)。 如参数为1600r/（kW·h）的电能表，转盘转160转消耗的电能为。 2、串、并联电路中电功的特点及分配关系 串联 并联 图示 特点 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做功之和，即。 分配关系 串联电路中电流通过各电阻所做的功与其电阻值成正比，即。 并联电路中电流通过各电阻所做的功与其电阻 值成反比，即。 题型1 电能的转化 【例1】（24-25八年级上·四川成都·月考）下列家用电器中，可将电能转化为机械能是（　　） A．电视机 B．电风扇 C．电饭锅 D．电熨斗 【答案】B 【解析】电流做功的过程，实际上就是个能量转化的过程，从电能转化成其它形式的能。 A．电视机是把电能转化为声能和光能，故A不符合题意； B．电风扇是把电能转化为机械能，故B符合题意； C．电饭锅是把电能转化为内能，故C不符合题意； D．电熨斗是把电能转化为内能，故D不符合题意。 故选B。 【变式1-1】（2024·福建泉州·一模）用电器工作时将电能转化为其他形式的能量。与电饭锅工作时能量转化情况相同的用电器是（　　） A．电风扇 B．电熨斗 C．电冰箱 D．电视机 【答案】B 【解析】电饭锅主要将电能转化为内能。 A．电风扇主要将电能转化为机械能，故A不符合题意； B．电熨斗主要将电能转化为内能，故B符合题意； C．电冰箱主要将电能转化为机械能，故C不符合题意； D．电视机主要将电能转化为声能和光能，故D不符合题意。 故选B。 【变式1-2】（21-22九年级上·河北唐山·期末）下列用电器工作时主要的能量转化情况说法错误的是（　　） A．电饭煲：电能转化为内能 B．洗衣机：电能转化为机械能 C．节能灯：电能转化为光能 D．抽油烟机：电能转化为内能 【答案】D 【解析】A．电饭煲工作时消耗电能，转化为内能，把米煮成饭，故A正确，不符合题意； B．洗衣机工作时滚筒转动，把电能转化为机械能，故B正确，不符合题意； C．节能灯工作时消耗电能，转化为光能，用来照明，故C正确，不符合题意； D．抽油烟机工作时电动机转动，把电能转化为机械能，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式1-3】（24-25九年级上·陕西西安·月考）能源供应紧张、环保呼声高涨的今天，电动汽车因为具有环保、经济等优点而获得青睐，电动车充电时是 （填“用电器”或“电源”） ，打开钥匙正常行驶时，将电能转化为 ； 位于电动车同侧前后两个转向灯会同时闪亮，如果前灯坏了后灯还能亮，说明这两个转向灯的连接方式为 。 【答案】用电器 机械能 并联 【解析】[1]电动车充电时需要消耗电能，是用电器。 [2]打开钥匙正常行驶时，电动机驱动汽车运动，将电能转化为机械能。 [3]两个转向灯可以单独工作，互不影响，说明这两个转向灯的连接方式为并联。 【变式1-4】（23-24九年级上·河南驻马店·期末）各种各样的发电厂及各种各样的电池，它们把其它形式的能转为 能，供人们使用。请列举生活中的一种用电器，并说明其工作时候的能量转化情况。举例 ，能量转化情况： 。 【答案】电 电饭锅 电能转化为内能 【解析】[1]发电的过程就是将其它形式的能量转化为电能的过程。各种各样的发电厂及各种各样的电池，它们把其它形式的能转为电能。 [2][3]生活中的用电器非常多，用电器工作时将电能转化为其它形式的能，如：电饭锅工作时将电能转化为内能。 题型2 电能表的作用及读数 【例2】（23-24九年级上·山东聊城·月考）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 【解析】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。 【变式2-1】（23-24九年级上·山东青岛·月考）小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图，他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是（      ） A．电能表的额定功率为2500W B．电能表的允许的最大电流为5A C．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW·h D．当转盘转过25圈，消耗电能3.6×104J 【答案】D 【解析】A．电能表工作时不消耗电能，没有额定功率，故A错误； B．电能表的标定电流为5 A，10 A是电能表允许通过的最大电流，故B错误； C．电能表的读为，故C错误； D．当转盘转过25圈，消耗电能为 故D正确。 故选D。 【变式2-2】（23-24九年级上·广东清远·月考）小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图，他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是（　　） A．接在这个电能表上的用电器的总功率不能超过1100W B．电能表每消耗1kw.h的电能，转盘转过2500r C．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW·h D．当表的转盘转过500r，用电器消耗的电能是7.2×105J 【答案】D 【解析】A．接在这个电能表上的用电器的最大功率 故A错误； B．接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能，电能表上转盘转2500转，故B错误； C．电能表的示数以kW·h为单位，示数的最后一位是小数位，所以此时电能表示数为931.6kW·h，故C错误； D．当表的转盘转过500r，用电器消耗的电能 故D正确。 故选D 。 【变式2-3】（23-24九年级上·广西崇左·月考）关于图中小明家的电能表，下列选项正确的是（　　） A．此时读数为2023.6J B．额定最大电流是10A C．电能表是测量电功率的仪表 D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越快 【答案】D 【解析】A．电能表上的单位是kW·h，其示数为2023.6kW·h，故A错误； B．10(40)A表示该电能表的标定电流为10A，额定最大电流为40A，故B错误； C．电能表是测量用电器消耗电能的仪表，故C错误； D．脉冲指示灯闪的越快，表示电路消耗电能越快，即接在这个电能表的用电器电功率越大。故D正确。 故选D。 题型3 电能表的计算 【例3】（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）如图所示为某天小亮家的电能表，半个月后电能表示数变化为。该这段时间内家中用电器消耗的电能为 kW·h。小亮关闭家中其它用电器，让家中的电饭锅单独工作，观察到电饭锅工作一段时间内指示灯闪烁32次，则这段时间内电饭锅消耗电能为 kW·h。 【答案】108.3 0.04 【解析】[1]该这段时间内家中用电器消耗的电能为 [2]由图可知，每消耗1kW·h电能，电能表的指示灯闪烁800次，所以指示灯闪烁32次，则这段时间内电饭锅消耗电能为 【变式3-1】（24-25九年级上·河南郑州·期中）小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，若以当地电价0.6元/度计算，小明家4月份应缴纳电费 元。小明观察家里只开冰箱20分钟，电能表表盘转120r，消耗的电能是 J。 【答案】144 1.44×105 【解析】[1]电能表计数窗最后一位为小数位。小明家4月份消耗的电能为 W1=6262.3kW·h -6022.3kW·h =240kW·h 故小明家4月份应缴纳电费 240 kW·h×0.6元/ kW·h=144元 [2]只开冰箱20分钟消耗的电能为 【变式3-2】（23-24九年级上·山东聊城·月考）某电能表如图所示，电能表的示数为 kW•h。某电水壶工作一段时间，使图示电能表的转盘转过150r，则电水壶消耗的电能为 kW•h。 【答案】3027.6 0.05 【解析】[1]电能表读数，示数的最后一位是小数，单位为kW•h，由图知道，电能表的示数为3027.6kW•h。 [2]3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3000转，据此可得电能表的表盘转了150转时，电水壶消耗的电能 【变式3-3】（23-24九年级上·广东清远·期中）小红某天发现在3min内电能表的转盘转过了30转，电能表上标有3000revs/(kW·h)，则这段时间用电器消耗的电能为 kW·h，合 J，每1min消耗的电能是 J。 【答案】0.01 3.6×104 1.2×104 【解析】[1][2]3000revs/(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3000转， 则转盘转30转时，电热水壶消耗的电能 [3]3min内消耗的电能是3.6×104J，每1min消耗的电能是 【变式3-4】（23-24九年级上·安徽亳州·月考）安安家的电能表表盘上标有“3200imp/（kW•h）”字样，将某用电器单独接在安安家的家庭电路中正常工作6min，电能表指示灯闪烁了320次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW•h。 【答案】0.1 【解析】3200imp/（kW•h）表示电路中的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3200次。则电能表指示灯闪烁了320次时，该用电器消耗的电能 【变式3-5】（2024·四川自贡·模拟预测）电能表是测量用电器消耗电能的仪表，磊磊想验证他家电能表表盘上标注的每千瓦时的转数是否准确，于是，他将标有“220V　3A”的用电器单独接入电路中。当该用电器正常工作5min后消耗的电能是 J，电能表的转盘正好转了110r，则该电能表每千瓦时的实际转数应是 r。 【答案】1.98×105 2000 【解析】[1]该用电器正常工作5min后消耗的电能是 [2]根据题意有 解得，即该电能表每千瓦时的实际转数是2000 r。 题型4 电功的比较 【例4】（22-23九年级上·甘肃兰州·期末）已知两电阻的阻值大小关系为R1>R2。如图ABCD所示的四个电路中，电源电压U相同，相同时间内整个电路消耗的总电能最小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】已知 R1＞R2 串联电路的总电阻比任何一个电阻都大，则 R2＜R1＜R串 并联的总电阻比任何一个电阻都小，则 R并＜R2＜R1 所以 R并＜R2＜R1＜R串 因为电源电压相同，根据可得相同时间内，电阻越大消耗的电能越少，所以两电阻串联时整个电路消耗的总电能最小。 AB．电路中只有一个电阻的简单电路，相同时间内整个电路消耗的总电能不是最小，故AB不符合题意； C．电路中两个的电阻串联，电路的总电阻最大，根据可知相同时间内整个电路消耗的总电能最小，故C符合题意； D．电路中两个的电阻并联，电路的总电阻最小，根据可得相同时间内，整个电路消耗的总电能最大，故D不符合题意。 故选C。 【变式4-1】（21-22九年级上·江苏无锡·期末）现有两个定值电阻R1和R2（R1＞R2），按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是（　　） A．W甲＞W乙＞W丙＞W丁 B．W甲＞W丙＞W丁＞W乙 C．W丙＞W丁＞W乙＞W甲 D．W乙＞W丁＞W丙＞W甲 【答案】D 【解析】因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且R1＞R2；所以四个电路中的总电阻关系为 R甲＞R丙＞R丁＞R乙 因电源的电压恒为U，且工作时间相等；所以，由 可知，四个电路中电流做功大小关系为 W乙＞W丁＞W丙＞W甲 故ABC错误，D正确。 故选D。 【变式4-2】（20-21九年级上·河南·月考）现有两个电阻，并联在同一电路中，在相同时间内电流做的功 ；若串联在同一电路中，电流做的功 。（填“”“”或“”） 【答案】< > 【解析】[1]两个电阻（RA＞RB）并联在同一电路中，根据并联电路的特点，总电压等于支路电压，由公式得，W1＜W2。 [2]若串联在同一电路中，根据串联电路的特点，电流相等，因为RA＞RB，由W=I2Rt知，W1＞W2。 【变式4-3】（23-24九年级上·河北保定·月考）如图所示，电源电压不变，只闭合开关，电流表示数为0.3A，再闭合，电流表示数变化了0.4A。则同时闭合、后，相同时间内、消耗的电能之比为（    ） A．3∶4 B．4∶3 C．7∶3 D．4∶7 【答案】A 【解析】由图知，只闭合S1时，R1单独接入电路，电流表测R1的电流，则。再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流，两只开关都闭合时，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然为，电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2的电流为I2=0.4A，由于并联电路各支路两端的电压相等，则U1=U2，所以，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为 故选A。 【变式4-4】（23-24九年级上·山东青岛·月考）甲、乙两个用电器的电压之比为2︰1，电流之比为1︰2，通电时间之比为5︰4,则两用电器消耗的电能之比为（　　） A．5︰1 B．5︰4 C．4︰5 D．5︰8 【答案】B 【解析】已知甲、乙两个用电器的电压之比为2︰1，通电时间之比为6︰4，则两用电器消耗的电能之比 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 题型5 电功的计算 【例5】（23-24九年级上·福建三明·月考）某充电宝上标有“3.7V，20000mA·h，输入5V 2A”，则该充电宝在充电时相当于 （选填“电源”或“用电器”），充满电需要时间 h。 【答案】用电器 7.4 【解析】[1]充电宝在充电时消耗电能，相当于用电器； [2]充电宝贮存的电能为 根据可得充满电的时间为 【变式5-1】（23-24九年级上·广东清远·月考）为了解决手机充电问题，市面上出现了多个品牌的“共享充电宝”，当给共享充电宝充电时，充电宝相当于电路中的 ；如图所示是某品牌的充电宝，它可以同时给几部手机充电，此时手机之间是 联连入充电宝的。这个充电宝的充电和放电电压都是3V，电池容量为6000mAh，当充电宝充满电后，可以储存的电能为 J。 【答案】用电器 并 【解析】[1]给充电宝充电时，充电宝消耗电能，相当于简单电路中的用电器。 [2]手机充电过程中，给各手机充电应该互不影响，所以手机之间是并联的。 [3]当充电宝充满电后，可以储存的电能 【变式5-2】（23-24九年级上·四川眉山·期末）在如图所示的电路中，电源电压是9V，开关闭合后电流表的示数为0.2A，已知R2=15Ω，则电压表的示数为 V，通电2min电阻R2消耗的电能是 J。 【答案】6 72 【解析】[1]如图所示，两电阻串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路中电流。R2两端电压为 电压表示数为 [2]通电2min电阻R2消耗的电能是 【变式5-3】（2024·广东汕头·模拟预测）电动自行车因为其便利性而被越来越多的人接受，成为重要的代步工具。驾驶电动自行车要佩戴头盔，因为头盔可以 （选填“增大”或“减小”）碰撞时对头部的压强，某款电动自行车的电池铭牌为“超长续航48V 20A•h”，充满电时储存电能 J，行驶时将电能主要转化为 能。 【答案】减小 3.456×106 机械 【解析】[1]骑共享单车要求佩戴头盔，头盔可以增大受力面积，从而减小头部被撞击时受到的压强。 [2]电池充满电时储存电能 W＝UIt＝48V×20A×3600s＝3.456×106J [3]电动机工作时，主要将电能转化为机械能。 【变式5-4】（23-24九年级上·云南曲靖·月考）在如图所示电路中，电源电压保持不变，R1=20Ω，只闭合开关S1，电流表的示数为0.3A，求： （1）电源电压； （2）再闭合开关S2，电流表的示数为0.5A，R2的电阻； （3）当开关S1、S2处于什么状态时，通电时该电路的总功率最大，在最大功率的情况下，通电10min，整个电路消耗的电能。 【答案】（1）6V （2）30Ω （3）当开关S1、S2处于闭合状态，1800J 【解析】（1）由图可知，只闭合开关S1，只有R1工作，由可知 U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V （2）再闭合开关S2，R1、R2并联，电流表测量干路的总电流，根据并联电路的特点可知，R1两端的电压和电阻都不变，则通过R1的电流不变，则通过R2的电流 I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A 根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压 U2=U=6V 由可知，R2的阻值 （3）由可知，电路中的总电阻最小，该电路的总功率最大，所以当开关S1、S2都闭合，R1、R2并联时，电路中的总功率最大，此时电路中的总电流I=0.5A，则在最大功率的情况下，通电10min，整个电路消耗的电能 W=UIt=6V×0.5A×10×60s=1800J 【变式5-5】（23-24九年级上·青海西宁·月考）如图所示，滑动变阻器上标有“；2A”字样，当滑片P在中点时，电流表读数为0.3安，电压表读数为3V，求： （1）电阻； （2）电源电压； （3）滑动变阻器移到右端通电100s，整个电路电流所做的功。 【答案】（1） （2）9V （3）162J 【解析】（1）分析电路可知，、串联，电压表测电压，电流表测电路电流。当滑片P在中点时，电流表读数为0.3安，电压表读数为3V，则电阻阻值为 （2）此时变阻器的电压为 则电源电压为 （3）滑动变阻器移到右端通电100s，整个电路电流所做的功为 题型6 电能的综合 【例6】（2024·湖南邵阳·二模）小明家有一台电动汽车，充满电后储存电能为40kW·h。周末，妈妈将汽车充满电后，带着小明去乡下外婆家。下车时，小明注意到此次行程的行驶时间为1.6h，行驶路程为57.6km，电池电量还剩75%，假设汽车水平匀速行驶，且行驶时受到的阻力恒为500N。下列说法正确的是（　　） A．此次行程平均速度为30km/h B．汽车匀速行驶时牵引力大小为600N C．此次行程汽车牵引力做功为 D．此次行程汽车的效率为80% 【答案】D 【解析】A．此次行程的平均速度 故A错误； B．汽车水平匀速行驶，水平方向所受的牵引力与阻力是一对平衡力，阻力恒为500N，则牵引力也恒为500N，故B错误； C．此次行程，牵引力所做的功 故C错误； D．此时行程，汽车消耗的电能 汽车的效率 故D正确。 故选D。 【变式6-1】（2022·山东临沂·一模）电动自行车是生活中最常见的交通工具，给电动车充电时，充电器将220V家庭电路电压降为电动车蓄电池需要的充电电压，现在，许多小区安装了公共充电插座，采取扫码付费自动充电（如图所示），二维码对光发生的是 （选填“镜面”或“漫”）反射；手机扫码成像时，实际成的像是倒立、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。设某充电器输出电压为48V，输出电流为2.5A，若当地的商用电价为1元/（kW•h），那么充电6小时的用电成本至少是 元。 【答案】漫 缩小 0.72 【解析】[1]我们能从不同的方向看到不发光的物体是由于光在物体表面发生了漫反射，所以扫码时，二维码对光发生的是漫反射。 [2]手机扫码成像时，物距大于二倍焦距，所以成的像是倒立、缩小的实像。 [3]充电6小时消耗的电能为 W＝UIt＝48V×2.5A×6h＝720W·h＝0.72kW·h 充电6小时的用电成本为 0.72kW·h×1元/（kW·h）＝0.72元 【变式6-2】（23-24九年级下·湖北宜昌·月考）小明同学在家里测量微波炉的工作功率和加热效率。他将500g初温为12℃的水放入微波炉中，断开家里的其它电器，微波加热2min，水温升高到52℃。这段时间里，家里的电能表指示灯闪烁了160下。[电能表上标有3200imp/kWh，表示每消耗1kWh电能指示灯闪烁3200下；水的比热容为4.2×103J/（kg℃）] （1）根据实验的数据，求出微波炉工作时的电功率。 （2）求微波炉加热水的效率（用百分数表示保留一位小数）。 【答案】（1）1500W；（2）46.7% 【解析】解：（1）微波炉单独工作2min消耗的电能为 微波炉工作时的电功率为 （2）水吸收的热量为 微波炉加热水的效率为 答：（1）微波炉工作时的电功率为1500W； （2）微波炉加热水的效率为46.7%。 【变式6-3】（2024·河北唐山·一模）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% 【解析】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%。 【变式6-4】（23-24九年级上·河南平顶山·期末）学习了电功的知识后，小亮想利用家中的电能表（如图所示）测量电水壶消耗的电能和热效率。他把质量为1kg初温为20℃的冷水倒入电水壶中；仅让电水壶工作，在5min内将这壶水烧开（在标准气压下），他观察到电能表转了70r，试求： （1）将这壶水烧开，水吸收的热量是多少；[c＝4.2×103J/（kg•℃）] （2）电水壶在这段时间内消耗的电能为多少； （3）电水壶的热效率为多少？ 【答案】（1）3.36×105J；（2）4.2×105J；（3）80% 【解析】解：（1）在标准气压下水的沸点为100℃，则水吸收热量 （2）600Revs/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能转盘转600圈，则电能表转盘转了70转消耗电能 （3）电水壶的热效率 答：（1）将这壶水烧开，水吸收的热量是3.36×105J； （2）电水壶在这段时间内消耗的电能为2.2×105J； （3）电水壶的热效率为80%。 【变式6-5】（2024·河南郑州·一模）目前我国电动汽车的普及率在逐渐提高。某电动汽车的电池由8000节电池组成，每节电池质量为50g，该电池的能量密度为0.25kW·h/kg。 （1）给该电池充电时，主要是将电能转化成 能； （2）则该电池存储的电能为多少焦 ？这些电能与完全燃烧多少千克汽油释放的能量相当 ；（（q汽油=4.5×107J/kg） （3）若某燃油车油耗为9升/100km，每升汽油6元，而某纯电动车综合工况耗电量15kW·h/100km，电动车每度电的充电成本为1.2元（含服务费）。按平均每天行驶50km，一月（按30天）电动汽车比燃油汽车节约的能耗开支是多少 ？ 【答案】化学 8kg 540元 【解析】（1）[1]给该电池充电时，消耗电能，通过化学变化将电能转化为化学能储存起来。故主要是将电能转化成化学能。 （2）[2]该电池存储的电能为 [3]这些电能与需要完全燃烧汽油的质量为 （3）[4]燃油车每个月消耗的燃油为 需要的油费为 纯电动车每个月消耗的电能为 每月充电的电费为 一月电动汽车比燃油汽车节约的能耗开支是 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 知识点1 电能及电能的计量 1、电能的来源和利用 （1）电能的来源：各种各样的发电厂，如火力、水力、风力发电厂，以及各种各样的电池，它们把不同形式的能转化为电能。 电能来源 能量转化 干电池、蓄电池 化学能→电能 火力发电 燃料的化学能→电能 水力发电、风力发电 机械能→电能 太阳能发电 太阳能→电能 核能发电站 核能→电能 （2）电能的利用 用电器是消耗电能的装置，消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能。 【注意】电压表、电流表只是测量工具，几乎不消耗电能，不属于用电器。 2、电能的符号及单位 （1）符号：电能用符号W表示。 （2）单位：在国际单位制中，电能的单位是焦耳，简称焦，用符号J表示。电能的常用单位是千瓦时，俗称度，用符号kW·h表示。换算关系为。 3、计量工具——电能表 （1）作用：计量用电器在一段时间内消耗的电能。 （2）读数方法：电能表在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内用电的度数，即这段时间内消耗的电能。最后一位框内数字为小数，例如，下图电能表示数为376.5kW·h。 （3）电能表所标参数的物理意义 参数 物理意义 220V 表示这个电能表应该在220V的电路中使用。 10（20）A 表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20 A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。 50Hz 表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。 600r/（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转。 （4）电子式电能表 电子式电能表表盘上的参数，如“220 V”“10（40）A”“50 Hz”等，物理意义和机械式电能表上的相关参数的物理意义相同。电子式电能表独有的“3000imp/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次。 知识点2 电功 1、电功 （1）当电能转化为其他形式的能时，我们就说电流做了功，电流所做的功叫电功，用字母W表示。 （2）实质：电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程。消耗了多少电能，就有多少电能转化为其他形式的能，电流就做了多少功。所以，用电器消耗了多少电能和通过用电器的电流做了多少功，这两种说法的含义是一样的。 【注】电功是过程量，反映的是电能消耗的多少；电能是状态量，反映的是能够做功的本领。 2、影响电流做功（电功）多少的因素：（1）电压的高低；（2）电流的大小；（3）通电时间的长短。 加在用电器上的电压越高、通过用电器的电流越大、用电器的通电时间越长，电流做功越多。 3、电功的计算 （1）公式：。 W：表示电功，单位焦耳（J）；U：表示电压，单位伏特（V）；I：表示电流，单位安培（A）；t表示时间，单位秒（s）。 【注】适用条件：所有电路，且四个物理量必须对应同一导体或同一段电路。 （2）推导公式 把欧姆定律代入电功公式可推导出：①；②。 【注】推导公式只适用于纯电阻电路。 1、利用电能表计算消耗的电能的方法 （1）示数差法：电能表计数器在某段时间内前后两次示数之差，就是这段时间消耗的电能。 如图，。 （2）转比法：可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能。，n为某短时间电能表上转盘转过的圈数（或指示灯闪烁的次数），N为电能表所标参数N r/（kW·h）或N imp/(kW·h)。 如参数为1600r/（kW·h）的电能表，转盘转160转消耗的电能为。 2、串、并联电路中电功的特点及分配关系 串联 并联 图示 特点 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做功之和，即。 分配关系 串联电路中电流通过各电阻所做的功与其电阻值成正比，即。 并联电路中电流通过各电阻所做的功与其电阻 值成反比，即。 题型1 电能的转化 【例1】（24-25八年级上·四川成都·月考）下列家用电器中，可将电能转化为机械能是（　　） A．电视机 B．电风扇 C．电饭锅 D．电熨斗 【变式1-1】（2024·福建泉州·一模）用电器工作时将电能转化为其他形式的能量。与电饭锅工作时能量转化情况相同的用电器是（　　） A．电风扇 B．电熨斗 C．电冰箱 D．电视机 【变式1-2】（21-22九年级上·河北唐山·期末）下列用电器工作时主要的能量转化情况说法错误的是（　　） A．电饭煲：电能转化为内能 B．洗衣机：电能转化为机械能 C．节能灯：电能转化为光能 D．抽油烟机：电能转化为内能 【变式1-3】（24-25九年级上·陕西西安·月考）能源供应紧张、环保呼声高涨的今天，电动汽车因为具有环保、经济等优点而获得青睐，电动车充电时是 （填“用电器”或“电源”） ，打开钥匙正常行驶时，将电能转化为 ； 位于电动车同侧前后两个转向灯会同时闪亮，如果前灯坏了后灯还能亮，说明这两个转向灯的连接方式为 。 【变式1-4】（23-24九年级上·河南驻马店·期末）各种各样的发电厂及各种各样的电池，它们把其它形式的能转为 能，供人们使用。请列举生活中的一种用电器，并说明其工作时候的能量转化情况。举例 ，能量转化情况： 。 题型2 电能表的作用及读数 【例2】（23-24九年级上·山东聊城·月考）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 【变式2-1】（23-24九年级上·山东青岛·月考）小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图，他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是（      ） A．电能表的额定功率为2500W B．电能表的允许的最大电流为5A C．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW·h D．当转盘转过25圈，消耗电能3.6×104J 【变式2-2】（23-24九年级上·广东清远·月考）小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图，他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是（　　） A．接在这个电能表上的用电器的总功率不能超过1100W B．电能表每消耗1kw.h的电能，转盘转过2500r C．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW·h D．当表的转盘转过500r，用电器消耗的电能是7.2×105J 【变式2-3】（23-24九年级上·广西崇左·月考）关于图中小明家的电能表，下列选项正确的是（　　） A．此时读数为2023.6J B．额定最大电流是10A C．电能表是测量电功率的仪表 D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越快 题型3 电能表的计算 【例3】（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）如图所示为某天小亮家的电能表，半个月后电能表示数变化为。该这段时间内家中用电器消耗的电能为 kW·h。小亮关闭家中其它用电器，让家中的电饭锅单独工作，观察到电饭锅工作一段时间内指示灯闪烁32次，则这段时间内电饭锅消耗电能为 kW·h。 【变式3-1】（24-25九年级上·河南郑州·期中）小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，若以当地电价0.6元/度计算，小明家4月份应缴纳电费 元。小明观察家里只开冰箱20分钟，电能表表盘转120r，消耗的电能是 J。 【变式3-2】（23-24九年级上·山东聊城·月考）某电能表如图所示，电能表的示数为 kW•h。某电水壶工作一段时间，使图示电能表的转盘转过150r，则电水壶消耗的电能为 kW•h。 【变式3-3】（23-24九年级上·广东清远·期中）小红某天发现在3min内电能表的转盘转过了30转，电能表上标有3000revs/(kW·h)，则这段时间用电器消耗的电能为 kW·h，合 J，每1min消耗的电能是 J。 【变式3-4】（23-24九年级上·安徽亳州·月考）安安家的电能表表盘上标有“3200imp/（kW•h）”字样，将某用电器单独接在安安家的家庭电路中正常工作6min，电能表指示灯闪烁了320次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW•h。 【变式3-5】（2024·四川自贡·模拟预测）电能表是测量用电器消耗电能的仪表，磊磊想验证他家电能表表盘上标注的每千瓦时的转数是否准确，于是，他将标有“220V　3A”的用电器单独接入电路中。当该用电器正常工作5min后消耗的电能是 J，电能表的转盘正好转了110r，则该电能表每千瓦时的实际转数应是 r。 题型4 电功的比较 【例4】（22-23九年级上·甘肃兰州·期末）已知两电阻的阻值大小关系为R1>R2。如图ABCD所示的四个电路中，电源电压U相同，相同时间内整个电路消耗的总电能最小的是（　　） A． B． C． D． 【变式4-1】（21-22九年级上·江苏无锡·期末）现有两个定值电阻R1和R2（R1＞R2），按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是（　　） A．W甲＞W乙＞W丙＞W丁 B．W甲＞W丙＞W丁＞W乙 C．W丙＞W丁＞W乙＞W甲 D．W乙＞W丁＞W丙＞W甲 【变式4-2】（20-21九年级上·河南·月考）现有两个电阻，并联在同一电路中，在相同时间内电流做的功 ；若串联在同一电路中，电流做的功 。（填“”“”或“”） 【变式4-3】（23-24九年级上·河北保定·月考）如图所示，电源电压不变，只闭合开关，电流表示数为0.3A，再闭合，电流表示数变化了0.4A。则同时闭合、后，相同时间内、消耗的电能之比为（    ） A．3∶4 B．4∶3 C．7∶3 D．4∶7 【变式4-4】（23-24九年级上·山东青岛·月考）甲、乙两个用电器的电压之比为2︰1，电流之比为1︰2，通电时间之比为5︰4,则两用电器消耗的电能之比为（　　） A．5︰1 B．5︰4 C．4︰5 D．5︰8 题型5 电功的计算 【例5】（23-24九年级上·福建三明·月考）某充电宝上标有“3.7V，20000mA·h，输入5V 2A”，则该充电宝在充电时相当于 （选填“电源”或“用电器”），充满电需要时间 h。 【变式5-1】（23-24九年级上·广东清远·月考）为了解决手机充电问题，市面上出现了多个品牌的“共享充电宝”，当给共享充电宝充电时，充电宝相当于电路中的 ；如图所示是某品牌的充电宝，它可以同时给几部手机充电，此时手机之间是 联连入充电宝的。这个充电宝的充电和放电电压都是3V，电池容量为6000mAh，当充电宝充满电后，可以储存的电能为 J。 【变式5-2】（23-24九年级上·四川眉山·期末）在如图所示的电路中，电源电压是9V，开关闭合后电流表的示数为0.2A，已知R2=15Ω，则电压表的示数为 V，通电2min电阻R2消耗的电能是 J。 【变式5-3】（2024·广东汕头·模拟预测）电动自行车因为其便利性而被越来越多的人接受，成为重要的代步工具。驾驶电动自行车要佩戴头盔，因为头盔可以 （选填“增大”或“减小”）碰撞时对头部的压强，某款电动自行车的电池铭牌为“超长续航48V 20A•h”，充满电时储存电能 J，行驶时将电能主要转化为 能。 【变式5-4】（23-24九年级上·云南曲靖·月考）在如图所示电路中，电源电压保持不变，R1=20Ω，只闭合开关S1，电流表的示数为0.3A，求： （1）电源电压； （2）再闭合开关S2，电流表的示数为0.5A，R2的电阻； （3）当开关S1、S2处于什么状态时，通电时该电路的总功率最大，在最大功率的情况下，通电10min，整个电路消耗的电能。 【变式5-5】（23-24九年级上·青海西宁·月考）如图所示，滑动变阻器上标有“；2A”字样，当滑片P在中点时，电流表读数为0.3安，电压表读数为3V，求： （1）电阻； （2）电源电压； （3）滑动变阻器移到右端通电100s，整个电路电流所做的功。 题型6 电能的综合 【例6】（2024·湖南邵阳·二模）小明家有一台电动汽车，充满电后储存电能为40kW·h。周末，妈妈将汽车充满电后，带着小明去乡下外婆家。下车时，小明注意到此次行程的行驶时间为1.6h，行驶路程为57.6km，电池电量还剩75%，假设汽车水平匀速行驶，且行驶时受到的阻力恒为500N。下列说法正确的是（　　） A．此次行程平均速度为30km/h B．汽车匀速行驶时牵引力大小为600N C．此次行程汽车牵引力做功为 D．此次行程汽车的效率为80% 【变式6-1】（2022·山东临沂·一模）电动自行车是生活中最常见的交通工具，给电动车充电时，充电器将220V家庭电路电压降为电动车蓄电池需要的充电电压，现在，许多小区安装了公共充电插座，采取扫码付费自动充电（如图所示），二维码对光发生的是 （选填“镜面”或“漫”）反射；手机扫码成像时，实际成的像是倒立、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。设某充电器输出电压为48V，输出电流为2.5A，若当地的商用电价为1元/（kW•h），那么充电6小时的用电成本至少是 元。 【变式6-2】（23-24九年级下·湖北宜昌·月考）小明同学在家里测量微波炉的工作功率和加热效率。他将500g初温为12℃的水放入微波炉中，断开家里的其它电器，微波加热2min，水温升高到52℃。这段时间里，家里的电能表指示灯闪烁了160下。[电能表上标有3200imp/kWh，表示每消耗1kWh电能指示灯闪烁3200下；水的比热容为4.2×103J/（kg℃）] （1）根据实验的数据，求出微波炉工作时的电功率。 （2）求微波炉加热水的效率（用百分数表示保留一位小数）。 【变式6-3】（2024·河北唐山·一模）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。 【变式6-4】（23-24九年级上·河南平顶山·期末）学习了电功的知识后，小亮想利用家中的电能表（如图所示）测量电水壶消耗的电能和热效率。他把质量为1kg初温为20℃的冷水倒入电水壶中；仅让电水壶工作，在5min内将这壶水烧开（在标准气压下），他观察到电能表转了70r，试求： （1）将这壶水烧开，水吸收的热量是多少；[c＝4.2×103J/（kg•℃）] （2）电水壶在这段时间内消耗的电能为多少； （3）电水壶的热效率为多少？ 【变式6-5】（2024·河南郑州·一模）目前我国电动汽车的普及率在逐渐提高。某电动汽车的电池由8000节电池组成，每节电池质量为50g，该电池的能量密度为0.25kW·h/kg。 （1）给该电池充电时，主要是将电能转化成 能； （2）则该电池存储的电能为多少焦 ？这些电能与完全燃烧多少千克汽油释放的能量相当 ；（（q汽油=4.5×107J/kg） （3）若某燃油车油耗为9升/100km，每升汽油6元，而某纯电动车综合工况耗电量15kW·h/100km，电动车每度电的充电成本为1.2元（含服务费）。按平均每天行驶50km，一月（按30天）电动汽车比燃油汽车节约的能耗开支是多少 ？ 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 $$