第1节 电能 电功（高效培优讲义）物理人教版2024九年级全一册

第1节 电能 电功 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电能和电功的概念 1 题型2 电能表的作用与读数 2 题型3 电能和电能表的计算 6 【能力培优练】 10 【链接中考】 16 【重难题型讲解】 题型1 电能和电功的概念 1、电能的概念 电能的来源 水力发电：机械能→电能；风力发电：机械能→电能；核能发电：核能→电能 电能的利用 用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能量的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能 电能的单位 （1）国际单位制单位：焦耳，简称焦，符号J。 （2）常用单位：在日常生活中，人们常用“千瓦时”来计量电能的多少。千瓦时的符号是kW·h，俗称“度”，我们常称用了多少“度”电，就是用了多少“千瓦时”的电能，换算关系1kW·h=1度=3.6×106J。 ★特别提醒 利用电能的过程就是消耗电能转化为其他形式能的过程，消耗了都少电能就得到了多少其他形式的能。 2、电功的概念 电功 当电能转化为其他形式能时，我们就说电流做了功，电功用“W”表示，单位跟电能一样。 电流做功过程就是将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，电流也就做了多少功。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 【探究归纳】电能是电荷流动所具有的能量，单位为焦耳（J）或千瓦时（kW・h），常见于电力供应场景；电功是电流通过用电器时做功的多少，本质是电能转化为其他形式能的量度，二者分别从能量属性和转化过程描述电的物理概念。 【典例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） 【典例1-2】蓄电池充电时，将 能转化为 能；放电时将 能转化为 能。 跟踪训练1 家用电能表的计量单位是（　　） A．焦耳 B．千瓦时 C．库仑 D．伏特 跟踪训练2 如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车，给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于 （填“用电器”或“电源”）；充电时所涉及的能量转化是 。 题型2 电能表的作用与读数 1、电能与电能的计量 电能的计量-电能表 作用：计量用电器在一段时间内消耗的电能 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。 电能表上所标参数的物理意义： （1）220V：表示该电能表应该在220V的电路中使用； （2）10（20）A：表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，该电能表工作时的电流不应超过20A； （3）kW·h：表示该电能表上示数的单位为千瓦时； （4）1500r/（kW·h）：表示接在该电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，该电能表的转盘转过1500转 用电能表测量电路消耗电能的方法 （1）方法一：电能表在一段时间内前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能总量。 （2）方法二：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。如参数为“1600r/（kW·h）”的电能表，转盘转过80转消耗的电能为：。 ★特别提醒 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。 2、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： ★特别提醒 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。 【探究归纳】电能是电流做功所转化的能量，常见于家庭用电等场景，单位为焦耳（J），常用 “千瓦时（kW・h）” 计量；电能表是测量电路消耗电能的仪表，可记录用户用电总量，其参数如 “220V 10 (40) A” 分别表示适用电压和电流范围，是电力计量的关键工具。 【典例2-1】小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．他家在这段时间内消耗的电能为903kW•h B．电能表是测量电功率的仪表 C．若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，则电能表的圆盘转了600转 D．这个电能表的电功为2200W 【典例2-2】1度电＝ kW•h，如图电能表读数为 ，该表额定最大电流为 ；将功率为1000W的电热水壶单独接入电能表，6min内指示灯闪烁 次。 【典例2-3】一只家用电能表标着3000r/（kW·h），这表示消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000r。现在室内只亮了1只灯泡，测出转盘3min内转了15r，利用这些数据，算出灯泡在这段时间消耗的电能。 跟踪训练1 如图所示，是小静同学观察到自家电能表的情况，下列说法正确的是（    ） A．该电能表在220V的电路中不能使用 B．该电能表正常工作的电流为30A C．表盘上示数的含义为：截至目前，电能表共消耗了的电能 D．小静关闭家中其他用电器，只让空调单独工作1min，发现电能表的转盘刚好转了30圈，在这段时间内空调消耗的电能为 跟踪训练2 如图是小琪同学观察到自家新安装的电能表的图片。结合所学物理知识，通过对铭牌上信息读取，小琪同学得出如下信息：该电能表在 V的电路中正常使用；当脉冲灯在一段时间内闪了800次，表明这段时间内家用电器消耗电能 ；如果电费是0.5元/度，那这段时间内的电费是 元。 跟踪训练3 小明完成学习任务后准备去洗澡，想到今天学过的物理知识，思考如何能够计算出电热水器的热效率。于是他想到将家中其他用电器与电源断开，仅让加热50kg水的热水器工作。他观察了电热水器显示屏显示此时水箱内水的温度为20℃，让其加热到50℃时停止工作，并记录了加热前后电能表的示数，如图所示。已知求： （1）此过程中水吸收的热量； （2）电热水器的热效率。 题型3 电能和电能表的计算 1、影响电功大小的因素：电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低和通电时间有关。加在用电器上的电压越高、通过用电器的电流越大、用电器通电时间越长，电流做的功就越多。 2、电功的计算 电功的计算 计算式：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间的乘积；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。 两个重要的推导公式 结合欧姆定律可导出电功的计算公式：； 结合欧姆定律可导出电功的计算公式：。以上两公式只适用于纯电阻电路。 ★特别提醒 应用公式过程中的“同一性”： （1）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。 （2）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。‌ 3、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。 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1。 ★特别提醒 （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。‌ 【探究归纳】电功是电流通过用电器时所做的功，实质是电能转化为其他形式能的多少，单位为焦耳（J），常用千瓦时（kW・h）；其计算公式为 W=UIt（电压、电流、通电时间乘积），在纯电阻电路中也可由 W=I²Rt 或 W=(U²/R) t 推导，是衡量电能消耗的核心物理量。 【典例3-1】如图所示是甲、乙两导体的I-U图像，下列有关说法正确的是（　　） A．甲的电阻大于乙的电阻 B．分析图像可知：导体两端的电压与导体中的电流成正比 C．将甲、乙并联接到电压为3V的电源上时，干路中的电流为0.6A D．将甲、乙串联接到电压为3V的电源上时，通电1min，电路消耗的电能为36J 【典例3-2】在图甲所示的电路中，电源电压不变。闭合开关S后，两个电流表指针所指位置相同，如图乙所示，则通过定值电阻的电流为 A，定值电阻的阻值之比为 。若电源电压为12V，则的阻值为 Ω，通电1min，消耗的电能为 J。 【典例3-3】如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1、R2 均为定值电阻，R1= 10Ω，R2=30Ω。只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A。求： (1)电源电压； (2)当开关S1、S2闭合，S断开时： ①通过电阻R1的电流； ②电路工作5 min消耗的电能。 跟踪训练1 如图是商场里的自动扶梯的模拟电路，S1、S2是自动扶梯的出、入口处的两个“紧急制动开关”，S3是自动扶梯上的“感应开关”。无人乘坐时，电梯缓慢运行；有人乘坐时，电梯运行速度增大。下列说法不正确的是（　　） A．有人乘坐时，开关S1、S2、S3都闭合 B．无人乘坐时，开关S1、S2闭合，开关S3断开 C．无人乘坐时，电阻R可以起到节约电能的作用 D．当“紧急制动开关”S1和S2同时断开时，自动扶梯才停止运行 跟踪训练2 如图甲所示，电源电压 U=12V，灯泡L正常发光时的阻值为6 Ω，其电流与电压的关系如图乙所示，滑动变阻器 R 的最大阻值为20 Ω，则灯泡正常发光时，滑动变阻器在 10 s内消耗的电能为 J。 跟踪训练3 如图所示的电路中，电源电压恒定不变，定值电阻。当滑动变阻器R的滑片P移动至中点位置时，闭合开关S，电流表示数为，电流表示数为1A。求： (1)电源电压； (2)滑动变阻器R的滑片P移动至中点位置时，滑动变阻器接入电路的阻值大小； (3)当滑动变阻器R的滑片P移动至最右端时，整个电路10s消耗的电能。 【能力培优练】 1．小聪家电能表在三月底抄表时的示数如图（a）所示，到四月底抄表时示数如图（b）所示，则小聪家四月份的用电量为（   ） 0 2 6 8 7 a 0 3 5 2 9 b A．842kW·h B．842J C．84.2kW·h D．84.2J 2．新能源汽车在环境保护和节约能源等方面作出了重要的贡献。一新能源汽车百公里消耗的电能约为，下列关于该新能源汽车说法正确的是（　　） A．新能源汽车充电时，蓄电池相当于电源 B．新能源汽车行驶过程中电能转化为机械能 C．该新能源汽车百公里消耗的电能约为 D．新能源汽车使用过程中不用担心能源消耗方面的问题 3．如图所示是电阻A和B的I-U图像，下列说法正确的是（　　） A．电阻A的阻值大于电阻B的阻值 B．将两个电阻串联，电阻A、B两端的电压之比为1：1 C．将两个电阻并联在3V的电源上，通过电阻A、B的电流之比为1：2 D．将两个电阻串联，在相同时间内，电流通过电阻A、B所做电功之比为1：2 4．为了保护同学们的视力，学校将教室里日光灯更换成了如图所示的护眼灯，每个教室里安装有8盏这样的护眼灯，下列说法正确的是（　　） A．8盏护眼灯可以同时亮同时灭，所以，它们一定是串联的 B．当一盏护眼灯熄灭时，其余护眼灯的电流将增大 C．每盏护眼灯正常发光时，其两端电压均为 D．护眼灯正常发光时，其主要是将电能转化为内能 5．公路上使用的“风光互补”照明系统同时安装有风力发电机和太阳能电池板，如图所示。该系统可以将风力发电机或太阳能电池板提供的电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用。下列说法正确的是（　　） A．风力发电机将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将电能转化为太阳能 C．蓄电池供电时将化学能转化为电能 D．路灯照明时将光能转化为电能 6．如图是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　） A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．小英家家庭电路上月消耗的电能为1011kW•h C．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快 D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多 7．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乙＞W丙＞W甲＞W丁 C．W甲＞W丙＞W丁＞W乙 D．W丙＞W丁＞W乙＞W甲 8．如图所示的电路中，绝热密闭的容器中装有某种液体，将定值电阻R浸没在液体中并与滑动变阻器串联。当滑动变阻器滑片在a端时，温度计示数从25℃上升到40℃用时6min：当滑片在b端时，温度计示数从25℃上升到40℃用时54min；当滑片在中点时，温度计示数从25℃上升到40℃用时为（　　） A．12min B．24min C．30min D．60min 9．如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电压表示数为3V、电压表示数为1V。下列说法正确的是（   ） ①灯泡、的电阻之比 ②相同时间电流对、做的电功之比 ③若将电压更换为电流表A，闭合开关S、灯泡发光，电压表无示数 ④断开开关S，将电压表、分别换成电流表、，则电流表、的示数之比为 A．①③ B．①④ C．②④ D．②③ 10．小明家的电能表的表盘标有“5000r/kW·h”的字样，把家中的其它用电器都断开，只接入某用电器，电热器工作半小时，电能表的转盘恰好转过500圈，若电路中没有发生漏电现象，则该用电器这半小时内消耗的电能是 J。 11．如图所示，手指轻轻触碰手机感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于电路中的 ；给手机充电过程中，手机电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。该手机配备的是锂离子电池，铭牌上标有“5V，4800mA•h”字样，电池充满电储存的电能为 J。 12．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关，将滑动变阻器滑片P从端向左滑动到点的过程中，电流表示数与电压表示数的关系如图乙所示，定值电阻的阻值为 ，当滑片P位于中点时，在10s内消耗的电能 J。 13．夜晚在户外开展施工活动时，可利用无人机悬停在空中进行照明。无人机先让LED灯发光，再启动电动机升空，则LED灯和电动机在电路中是 联的。已知无人机电池的额定电压为15V，电池容量为6000mA·h，则该无人机的电池充满电后储存的电能为 J。 14．如图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象，将它们按图乙所示接入电源电压保持不变的电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W，再闭合开关S1，电阻R通电1min消耗的电能为 J。 15．小华家有一个额定电压为220V、额定电流为5A的电热水壶，该电热水壶正常工作7min产生的热量为 J，这些热量的80%被标准状况下质量为1kg的15℃水吸收，水升高的温度为 ℃（c水=4.2×103J/（kg·℃））。 16．如图所示，电源电压不变，R1的阻值为36Ω，当S1闭合，S2断开时，电流表示数为0.25A；当开关S1、S2都闭合时。电流表示数为1A；求： (1)电源电压。 (2)电阻R2的阻值。 (3)通电1min电流通过整个电路做的功。 17．当空气湿度 RH较大时，人体会感觉不舒服。小亮设计了一款湿度表，其原理如图甲所示，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。已知人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%-60%，R0为10Ω的定值电阻， 电源电压恒为6V。 求： (1)当空气湿度为60%时，求电路中的电流； (2)当空气湿度为40%时，求 100s内 R0消耗的电能； (3)当电流表的示数为0.3A时，请通过计算判断人体感觉是否舒服？ 18．如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0～15V，R1＝20Ω，滑动变阻器R2的规格为“100Ω；1A”。 (1)只闭合开关S1时，电流表示数为0.4A，求电源电压； (2)只闭合开关S3时，滑动变阻器的滑片置于中点位置时，电压表的示数为4V，求R3的阻值； (3)只闭合开关S2时，求7min时间内，电路消耗的电能； (4)同时闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的取值范围。 【链接中考】 1．（2025·新疆·中考真题）小杨家的电热水壶的容量为2L，用该电热水壶烧水时，壶内水温低于80℃时，加热效率是90%；壶内水温高于80℃时，加热效率是84%。已知水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃），若冬天自来水的温度比夏天的低15℃，则该电热水壶把2L的自来水烧开，冬天比夏天多消耗的电能约为（ ） A．150kJ B．145kJ C．143kJ D．140kJ 2．（2025·云南·中考真题）《本草纲目》记载“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦，“吸得芥子”是因为琥珀摩擦带电能够 轻小的芥子。如图所示是心理健康教育设施“减压花”，人在花下喊出减压口令，花瓣会在电动机驱动下绽放，此过程中电能转化为花瓣的 （选填“机械”或“内”）能。 3．（2025·天津·中考真题）如图所示的电路，电源电压恒为3V，a、b是粗细均匀电阻丝的两端点，c是电阻丝的中点。只闭合开关S1，电流表示数为1A，该电路通电1min消耗的电能为 J；闭合开关S1和S2，电流表示数为 A。 4．（2025·云南·中考真题）如图所示的电路中，电源电压，电阻。闭合开关S，电流表的示数。求 (1)的阻值； (2)电流表A的示数I； (3)整个电路工作10s消耗的电能W。 5．（2025·陕西·中考真题）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率 （为火电站发出的电能，为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。 (1)某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW·h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW·h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3） (2)假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW·h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？ (3)若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW·h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg） / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 电能 电功 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电能和电功的概念 1 题型2 电能表的作用与读数 2 题型3 电能和电能表的计算 6 【能力培优练】 14 【链接中考】 25 【重难题型讲解】 题型1 电能和电功的概念 1、电能的概念 电能的来源 水力发电：机械能→电能；风力发电：机械能→电能；核能发电：核能→电能 电能的利用 用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能量的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能 电能的单位 （1）国际单位制单位：焦耳，简称焦，符号J。 （2）常用单位：在日常生活中，人们常用“千瓦时”来计量电能的多少。千瓦时的符号是kW·h，俗称“度”，我们常称用了多少“度”电，就是用了多少“千瓦时”的电能，换算关系1kW·h=1度=3.6×106J。 ★特别提醒 利用电能的过程就是消耗电能转化为其他形式能的过程，消耗了都少电能就得到了多少其他形式的能。 2、电功的概念 电功 当电能转化为其他形式能时，我们就说电流做了功，电功用“W”表示，单位跟电能一样。 电流做功过程就是将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，电流也就做了多少功。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 【探究归纳】电能是电荷流动所具有的能量，单位为焦耳（J）或千瓦时（kW・h），常见于电力供应场景；电功是电流通过用电器时做功的多少，本质是电能转化为其他形式能的量度，二者分别从能量属性和转化过程描述电的物理概念。 【典例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。 【典例1-2】蓄电池充电时，将 能转化为 能；放电时将 能转化为 能。 【答案】 电 化学 化学 电 【详解】[1][2]蓄电池充电时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能，储存在电池的内部。 [3][4]蓄电池放电时，消耗化学能，产生电能，将化学能转化为电能。 跟踪训练1 家用电能表的计量单位是（　　） A．焦耳 B．千瓦时 C．库仑 D．伏特 【答案】B 【详解】电能表是测量电路消耗电能的仪表，电能表俗称电表，单位是千瓦时，俗称度；焦耳是电功的国际单位制单位，不是家庭电路消耗电能的单位；伏特是电压的单位；库仑是电量的单位。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 跟踪训练2 如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车，给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于 （填“用电器”或“电源”）；充电时所涉及的能量转化是 。 【答案】 用电器 电能转化为化学能 【详解】[1][2]给汽车蓄电池充电时，蓄电池消耗了电能，转化为化学能，所以蓄电池相当于用电器，此过程是将电能转化为化学能存储在蓄电池中。 题型2 电能表的作用与读数 1、电能与电能的计量 电能的计量-电能表 作用：计量用电器在一段时间内消耗的电能 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。 电能表上所标参数的物理意义： （1）220V：表示该电能表应该在220V的电路中使用； （2）10（20）A：表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，该电能表工作时的电流不应超过20A； （3）kW·h：表示该电能表上示数的单位为千瓦时； （4）1500r/（kW·h）：表示接在该电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，该电能表的转盘转过1500转 用电能表测量电路消耗电能的方法 （1）方法一：电能表在一段时间内前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能总量。 （2）方法二：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。如参数为“1600r/（kW·h）”的电能表，转盘转过80转消耗的电能为：。 ★特别提醒 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。 2、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： ★特别提醒 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。 【探究归纳】电能是电流做功所转化的能量，常见于家庭用电等场景，单位为焦耳（J），常用 “千瓦时（kW・h）” 计量；电能表是测量电路消耗电能的仪表，可记录用户用电总量，其参数如 “220V 10 (40) A” 分别表示适用电压和电流范围，是电力计量的关键工具。 【典例2-1】小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．他家在这段时间内消耗的电能为903kW•h B．电能表是测量电功率的仪表 C．若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，则电能表的圆盘转了600转 D．这个电能表的电功为2200W 【答案】C 【详解】A．他家在这段时间内消耗的电能 故A错误； B．电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的，故B错误； C．3600r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过3600r，只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，其消耗的电能为 则电能表的圆盘转过的圈数 故C正确； D．由参数知道，这个电能表平时工作允许通过的最大电流为10A，允许的最大功率 故D错误。 故选C。 【典例2-2】1度电＝ kW•h，如图电能表读数为 ，该表额定最大电流为 ；将功率为1000W的电热水壶单独接入电能表，6min内指示灯闪烁 次。 【答案】 1 1193.5kW•h 60A 200 【详解】[1]在生活中，1 kW•h 的电也叫1度电，即 [2]电能表的最后一位数是小数，图中电能表读数为1193.5kW•h。 [3]由图得，该表额定最大电流为60A。 [4]将功率为1000W的电热水壶单独接入电能表，由得，6min内电热水壶消耗的电能为 此过程中，指示灯闪烁的次数为 【典例2-3】一只家用电能表标着3000r/（kW·h），这表示消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000r。现在室内只亮了1只灯泡，测出转盘3min内转了15r，利用这些数据，算出灯泡在这段时间消耗的电能。 【答案】0.005kW·h 【详解】解：3000r/（kW·h），这表示消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000r。转盘3min内转15r时，灯泡在这段时间消耗的电能为 答：灯泡在这段时间消耗的电能为0.005kW·h。 跟踪训练1 如图所示，是小静同学观察到自家电能表的情况，下列说法正确的是（    ） A．该电能表在220V的电路中不能使用 B．该电能表正常工作的电流为30A C．表盘上示数的含义为：截至目前，电能表共消耗了的电能 D．小静关闭家中其他用电器，只让空调单独工作1min，发现电能表的转盘刚好转了30圈，在这段时间内空调消耗的电能为 【答案】D 【详解】A．该电能表在220V的电路中使用，故A错误； B．该电能表能够允许的最大电流为30A，故B错误； C．表盘上示数的含义为：截止目前，电能表共消耗了1469.5kW·h的电能，故C错误； D．电能表的转盘刚好转了30圈，在这段时间内空调消耗的电能为 故D正确。 故选D。 跟踪训练2 如图是小琪同学观察到自家新安装的电能表的图片。结合所学物理知识，通过对铭牌上信息读取，小琪同学得出如下信息：该电能表在 V的电路中正常使用；当脉冲灯在一段时间内闪了800次，表明这段时间内家用电器消耗电能 ；如果电费是0.5元/度，那这段时间内的电费是 元。 【答案】 220 0.5 0.25 【详解】[1]由图中信息得，该电能表在220V的电路中正常使用。 [2]当脉冲灯在一段时间内闪了800次，表明这段时间内家用电器消耗电能 [3]如果电费是0.5元/度，那这段时间内的电费是 跟踪训练3 小明完成学习任务后准备去洗澡，想到今天学过的物理知识，思考如何能够计算出电热水器的热效率。于是他想到将家中其他用电器与电源断开，仅让加热50kg水的热水器工作。他观察了电热水器显示屏显示此时水箱内水的温度为20℃，让其加热到50℃时停止工作，并记录了加热前后电能表的示数，如图所示。已知求： （1）此过程中水吸收的热量； （2）电热水器的热效率。 【答案】（1）6.3×106J；（2）87.5% 【详解】解：（1）水吸收的热量 （2）消耗的电能 电热水器的热效率 答：（1）此过程中水吸收的热量为6.3×106J； （2）电热水器的热效率为87.5%。 题型3 电能和电能表的计算 1、影响电功大小的因素：电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低和通电时间有关。加在用电器上的电压越高、通过用电器的电流越大、用电器通电时间越长，电流做的功就越多。 2、电功的计算 电功的计算 计算式：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间的乘积；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。 两个重要的推导公式 结合欧姆定律可导出电功的计算公式：； 结合欧姆定律可导出电功的计算公式：。以上两公式只适用于纯电阻电路。 ★特别提醒 应用公式过程中的“同一性”： （1）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。 （2）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。‌ 3、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。 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1。 ★特别提醒 （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。‌ 【探究归纳】电功是电流通过用电器时所做的功，实质是电能转化为其他形式能的多少，单位为焦耳（J），常用千瓦时（kW・h）；其计算公式为 W=UIt（电压、电流、通电时间乘积），在纯电阻电路中也可由 W=I²Rt 或 W=(U²/R) t 推导，是衡量电能消耗的核心物理量。 【典例3-1】如图所示是甲、乙两导体的I-U图像，下列有关说法正确的是（　　） A．甲的电阻大于乙的电阻 B．分析图像可知：导体两端的电压与导体中的电流成正比 C．将甲、乙并联接到电压为3V的电源上时，干路中的电流为0.6A D．将甲、乙串联接到电压为3V的电源上时，通电1min，电路消耗的电能为36J 【答案】D 【详解】A．由图可知，当甲、乙两端的电压相同时，通过甲导体的电流较大，根据可知，甲的电阻较小，故A错误； B．由图可知，图线是一条过原点的倾斜直线，说明导体中的电流与导体两端的电压成正比，故B错误； C．根据并联电路的电压规律可知，将甲、乙并联接到电压为3V的电源上时，两导体两端的电压都为3V，由图像可知，此时通过甲的电流为0.6A，通过乙的电流为0.3A，故干路总电流为，故C错误； D．若将甲、乙串联接到电压为3V的电源上，根据串联电路电压规律可知，甲、乙两端总电压为3V，由图可知，当电路中电流为0.2A时，甲、乙两端总电压为3V，通电1min，电路消耗的电能为，故D正确。 故选D。 【典例3-2】在图甲所示的电路中，电源电压不变。闭合开关S后，两个电流表指针所指位置相同，如图乙所示，则通过定值电阻的电流为 A，定值电阻的阻值之比为 。若电源电压为12V，则的阻值为 Ω，通电1min，消耗的电能为 J。 【答案】 1.6 4∶1 7.5 1152 【详解】[1]闭合开关S后，两个电阻并联，A1测量干路电流，A2测量通过R1的电流。干路电流大于支路电流，两个电流表指针所指位置相同，如图乙所示，故电流表A1选择大量程，读数为2A。电流表A2选择小量程，读数为0.4A，通过定值电阻的电流为 [2]定值电阻的阻值之比为 [3]若电源电压为12V，则的阻值为 [4]通电1min，消耗的电能为 【典例3-3】如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1、R2 均为定值电阻，R1= 10Ω，R2=30Ω。只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A。求： (1)电源电压； (2)当开关S1、S2闭合，S断开时： ①通过电阻R1的电流； ②电路工作5 min消耗的电能。 【答案】(1)12V (2)1.2A，5760J 【详解】（1）只闭合开关S时，据图可知，电路为R1和R2串联，此时电流表的示数为0.3A，则电源电压为 （2）当开关S1、S2闭合，S断开时，电路为R1和R2并联，则通过电阻R1的电流为 通过电阻R2的电流为 干路电流为 电路工作5min消耗的电能为 跟踪训练1 如图是商场里的自动扶梯的模拟电路，S1、S2是自动扶梯的出、入口处的两个“紧急制动开关”，S3是自动扶梯上的“感应开关”。无人乘坐时，电梯缓慢运行；有人乘坐时，电梯运行速度增大。下列说法不正确的是（　　） A．有人乘坐时，开关S1、S2、S3都闭合 B．无人乘坐时，开关S1、S2闭合，开关S3断开 C．无人乘坐时，电阻R可以起到节约电能的作用 D．当“紧急制动开关”S1和S2同时断开时，自动扶梯才停止运行 【答案】D 【详解】由图知，S1、S2断开任何一个开关，整个电路断路，所以S1、S2是紧急制动开关。无人乘坐时，S3处于断开状态，此时电动机和定值电阻串联，根据可知，总电阻大，电流小，电动机转速小，电梯运行缓慢，所以根据可知，电阻R可以起到节约电能的作用；当有人乘坐时，S3自动闭合，定值电阻被短路，只有电动机连入电路，电阻小，电流变大，电动机转速变大，电梯速度增大。所以S3是感应开关。综上所述，故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 跟踪训练2 如图甲所示，电源电压 U=12V，灯泡L正常发光时的阻值为6 Ω，其电流与电压的关系如图乙所示，滑动变阻器 R 的最大阻值为20 Ω，则灯泡正常发光时，滑动变阻器在 10 s内消耗的电能为 J。 【答案】45 【详解】由题意可知，灯泡L正常发光时的阻值为6Ω，由图乙可知，当灯泡两端的电压为9V时，通过灯的电流为1.5A，此时 说明灯泡L正常发光时的两端电压为9V。由电路图可知，滑动变阻器和灯串联，通过滑动变阻器R的电流为 滑动变阻器R的电压为 滑动变阻器在10s内消耗的电能为 跟踪训练3 如图所示的电路中，电源电压恒定不变，定值电阻。当滑动变阻器R的滑片P移动至中点位置时，闭合开关S，电流表示数为，电流表示数为1A。求： (1)电源电压； (2)滑动变阻器R的滑片P移动至中点位置时，滑动变阻器接入电路的阻值大小； (3)当滑动变阻器R的滑片P移动至最右端时，整个电路10s消耗的电能。 【答案】(1)10V； (2)； (3)110J 【详解】（1）由图可知：电阻与滑动变阻器并联，电流表测量干路的电流，电流表测量的电流；由并联电路的电压规律可知，电源电压为 （2）滑动变阻器R的滑片P移动至中点位置时，根据知通过滑动变阻器的电流为 此时滑动变阻器接入电路的阻值大小为 （3）当滑动变阻器R的滑片P移动至最右端时的电阻为 整个电路10s消耗的电能为 【能力培优练】 1．小聪家电能表在三月底抄表时的示数如图（a）所示，到四月底抄表时示数如图（b）所示，则小聪家四月份的用电量为（   ） 0 2 6 8 7 a 0 3 5 2 9 b A．842kW·h B．842J C．84.2kW·h D．84.2J 【答案】C 【详解】电能表最后一个为小数点，故三月份的电表数为268.7kW·h，四月份的电表数为352.9kW·h，故四月份的用电量为 故选C。 2．新能源汽车在环境保护和节约能源等方面作出了重要的贡献。一新能源汽车百公里消耗的电能约为，下列关于该新能源汽车说法正确的是（　　） A．新能源汽车充电时，蓄电池相当于电源 B．新能源汽车行驶过程中电能转化为机械能 C．该新能源汽车百公里消耗的电能约为 D．新能源汽车使用过程中不用担心能源消耗方面的问题 【答案】BC 【详解】A．充电时蓄电池相当于用电器，供电时蓄电池相当于电源，故A错误； B．新能源汽车行驶过程中消耗电能，将电能转化为机械能，故B正确； C．该新能源汽车百公里消耗的电能约为，而1kW·h=3.6×106J，则15×3.6×106J=5.4×107J 故C正确； D．新能源汽车在能源消耗方面仍有需要关注和改进的地方，用户在使用过程中需要根据实际情况合理规划行程和充电计划，故D错误。 故选BC。 3．如图所示是电阻A和B的I-U图像，下列说法正确的是（　　） A．电阻A的阻值大于电阻B的阻值 B．将两个电阻串联，电阻A、B两端的电压之比为1：1 C．将两个电阻并联在3V的电源上，通过电阻A、B的电流之比为1：2 D．将两个电阻串联，在相同时间内，电流通过电阻A、B所做电功之比为1：2 【答案】D 【详解】A．从图中可得两电阻为定值电阻，阻值分别为 故A不符合题意； B．将两个电阻串联，流过两电阻的电流相等，则电阻A、B两端的电压之比为 故B不符合题意； C．由图可知，当两个电阻并联在3V的电源上，通过电阻A、B的电流分别为0.3A、0.15A，通过电阻A、B的电流之比为2：1，故C不符合题意； D．将两个电阻串联，流过两电阻的电流相等，在相同时间内，电流通过电阻A、B所做电功之比为 故D符合题意。 故选D。 4．为了保护同学们的视力，学校将教室里日光灯更换成了如图所示的护眼灯，每个教室里安装有8盏这样的护眼灯，下列说法正确的是（　　） A．8盏护眼灯可以同时亮同时灭，所以，它们一定是串联的 B．当一盏护眼灯熄灭时，其余护眼灯的电流将增大 C．每盏护眼灯正常发光时，其两端电压均为 D．护眼灯正常发光时，其主要是将电能转化为内能 【答案】C 【详解】A．8盏护眼灯可以同时亮同时灭，但是它们可以独立工作，互不影响，所以它们一定是并联的，之所以同时亮、同时灭是因为开关装在干路上，故A错误； BC．8盏护眼灯并联，工作互不影响，所以，当一盏护眼灯熄灭时，其余护眼灯的电流不变；每盏护眼灯正常发光时，其两端电压均等于电源电压220V,故B错误，C正确； D．护眼灯正常发光时，其主要是将电能转化为光能，故D错误。 故选C。 5．公路上使用的“风光互补”照明系统同时安装有风力发电机和太阳能电池板，如图所示。该系统可以将风力发电机或太阳能电池板提供的电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用。下列说法正确的是（　　） A．风力发电机将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将电能转化为太阳能 C．蓄电池供电时将化学能转化为电能 D．路灯照明时将光能转化为电能 【答案】C 【详解】A．风力发电机是将机械能转化为电能，故A错误； B．太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能，故B错误； C．蓄电池对外供电时相当于电源，将储存的化学能转化为电能，故C正确； D．路灯工作时消耗电能，获取光能，是将电能转化为光能，故D错误。 故选C。 6．如图是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　） A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．小英家家庭电路上月消耗的电能为1011kW•h C．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快 D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多 【答案】D 【详解】A．由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误； B．小英家11月消耗的电能为 故B错误； CD．1600imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故D正确，C错误。 故选D。 7．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乙＞W丙＞W甲＞W丁 C．W甲＞W丙＞W丁＞W乙 D．W丙＞W丁＞W乙＞W甲 【答案】C 【详解】根据串联电路的电阻特点可知，乙图中的总电阻最大，根据并联电路的电阻特点可知，甲图中的总电阻最小，又由于R1＞R2 则四个电路中的总电阻关系为R乙＞R丁＞R丙＞R甲 因电源的电压恒为U，且工作时间相等，由可知W甲＞W丙＞W丁＞W乙 故C正确，ABD错误。 故选C。 8．如图所示的电路中，绝热密闭的容器中装有某种液体，将定值电阻R浸没在液体中并与滑动变阻器串联。当滑动变阻器滑片在a端时，温度计示数从25℃上升到40℃用时6min：当滑片在b端时，温度计示数从25℃上升到40℃用时54min；当滑片在中点时，温度计示数从25℃上升到40℃用时为（　　） A．12min B．24min C．30min D．60min 【答案】B 【详解】三次均是让同一液体从25℃上升到40℃，即三次吸收热量一样，则定值电阻R三次产生的热量一样，则有 解得t=24min，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电压表示数为3V、电压表示数为1V。下列说法正确的是（   ） ①灯泡、的电阻之比 ②相同时间电流对、做的电功之比 ③若将电压更换为电流表A，闭合开关S、灯泡发光，电压表无示数 ④断开开关S，将电压表、分别换成电流表、，则电流表、的示数之比为 A．①③ B．①④ C．②④ D．②③ 【答案】C 【详解】①．由图可知，闭合开关S，L1、L2串联，电压表V1测L1和L2的总电压，V2测L2的电压，根据串联电路电压与电阻的关系可得，故①错误； ②．根据电功公式可知，相同时间电流对、做的电功之比，故②正确； ③．若将电压更换为电流表A，闭合开关S，灯泡L2被短路，不发光，灯泡发光，电压表测L1的电压，有示数，故③错误； ④．断开开关S，将电压表、分别换成电流表、，灯泡L1、L2并联，A1测支路灯泡L2的电流，A2测干路电流，灯泡、的电阻之比，则电流表、的示数之比为，故④正确。 故ABD错误，C正确。 故选C。 10．小明家的电能表的表盘标有“5000r/kW·h”的字样，把家中的其它用电器都断开，只接入某用电器，电热器工作半小时，电能表的转盘恰好转过500圈，若电路中没有发生漏电现象，则该用电器这半小时内消耗的电能是 J。 【答案】3.6×105 【详解】该用电器这半小时内消耗的电能为 11．如图所示，手指轻轻触碰手机感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于电路中的 ；给手机充电过程中，手机电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。该手机配备的是锂离子电池，铭牌上标有“5V，4800mA•h”字样，电池充满电储存的电能为 J。 【答案】 开关 用电器 86400 【详解】[1][2]根据题意当手指轻轻触碰手机感应区，识别后电路接通工作，则感应区相当于电路中的开关；给手机充电过程中，手机电池消耗电能，相当于用电器。 [3]电池充满电储存的电能为W=UIt=5V×4800×10-3A×1×3600s=86400J 12．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关，将滑动变阻器滑片P从端向左滑动到点的过程中，电流表示数与电压表示数的关系如图乙所示，定值电阻的阻值为 ，当滑片P位于中点时，在10s内消耗的电能 J。 【答案】 10 2.25 【详解】[1]由图甲知，开关闭合时，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联在电路中，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。滑片从a向左滑动到b点的过程中，变阻器接入电路的阻值由最大变到0。由图乙知，当电压表的示数，即变阻器两端的电压为1V时，电路中的电流为0.2A；变阻器两端的电压为2V时，电路中的电流为0.1A。设电源电压为U，则有， 解得电源电压U=3V，定值电阻R1=10Ω。 [2]由串联电路的分压特点知，当变阻器接入电路的阻值变大，则其分得的电压也变大，由图乙知，当变阻器接入电路的阻值最大时，变阻器两端的电压为2V，电路中的电流为0.1A，则变阻器的最大阻值 滑片P位于变阻器的中点时，变阻器接入电路的阻值为10欧，此时电路的总阻值 电路中的电流 R1在10s内消耗的电能 13．夜晚在户外开展施工活动时，可利用无人机悬停在空中进行照明。无人机先让LED灯发光，再启动电动机升空，则LED灯和电动机在电路中是 联的。已知无人机电池的额定电压为15V，电池容量为6000mA·h，则该无人机的电池充满电后储存的电能为 J。 【答案】 并 324000 【详解】[1]无人机先让LED灯发光，再启动电动机升空，LED灯和电动机工作时互不影响，因此是并联的。 [2]该无人机的电池充满电后储存的电能为 14．如图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象，将它们按图乙所示接入电源电压保持不变的电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W，再闭合开关S1，电阻R通电1min消耗的电能为 J。 【答案】24 【详解】当闭合开关S、断开开关S1时，电路为L的简单电路，由甲图象可知，灯泡两端的电压为2V，通过灯泡的电流，此时小灯泡的实际功率恰好为1W，所以电源的电压。当再闭合开关S1时，灯泡与定值电阻R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，此时R两端的电压为2V，由图象可知，电阻R通电1min消耗的电能为 15．小华家有一个额定电压为220V、额定电流为5A的电热水壶，该电热水壶正常工作7min产生的热量为 J，这些热量的80%被标准状况下质量为1kg的15℃水吸收，水升高的温度为 ℃（c水=4.2×103J/（kg·℃））。 【答案】 462000 85 【详解】[1]电热水壶正常工作7min产生的热量为 [2]根据题意可知，水吸收的热量 由可知，水升高的温度为 则水的末温为 因为在标准状况下水的沸点为100℃，所以水的末温只能达到100℃，即水升高的温度为 16．如图所示，电源电压不变，R1的阻值为36Ω，当S1闭合，S2断开时，电流表示数为0.25A；当开关S1、S2都闭合时。电流表示数为1A；求： (1)电源电压。 (2)电阻R2的阻值。 (3)通电1min电流通过整个电路做的功。 【答案】(1)9V (2) (3)540J 【详解】（1）由图可知，当S1闭合，S2断开时，只有R1工作，由可知，电源电压 （2）当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，电流表测量干路的总电流，根据并联电路的电流特点可知，通过R2的电流 根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压 由可知，R2的阻值 （3）通电1min电流通过整个电路做的功 17．当空气湿度 RH较大时，人体会感觉不舒服。小亮设计了一款湿度表，其原理如图甲所示，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。已知人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%-60%，R0为10Ω的定值电阻， 电源电压恒为6V。 求： (1)当空气湿度为60%时，求电路中的电流； (2)当空气湿度为40%时，求 100s内 R0消耗的电能； (3)当电流表的示数为0.3A时，请通过计算判断人体感觉是否舒服？ 【答案】(1) (2)22.5J (3)人体感觉不舒服，理由见解析 【详解】（1）由图乙知，当RH=60%时，湿敏电阻R=15Ω，图甲中，两个电阻串联，此时电路中的总电阻R总1=R0+R=10Ω+15Ω=25Ω 电路中的电流 （2）当RH′=40%时，湿敏电阻R′=30Ω，此时电路的总电阻 R总2=R0+ R′=10Ω+30Ω=40Ω 电路的电流 R0两端的电压 100s内 R0消耗的电能是 （3）电路中的电流I3=0.3A时，湿敏电阻两端的电压UR=U-I3R0=6V-0.3A×10Ω=6V-3V=3V 湿敏电阻 由图乙知，此时对应RH′′=80%>60%，人体感觉不舒服。 18．如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0～15V，R1＝20Ω，滑动变阻器R2的规格为“100Ω；1A”。 (1)只闭合开关S1时，电流表示数为0.4A，求电源电压； (2)只闭合开关S3时，滑动变阻器的滑片置于中点位置时，电压表的示数为4V，求R3的阻值； (3)只闭合开关S2时，求7min时间内，电路消耗的电能； (4)同时闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的取值范围。 【答案】(1)8V； (2)50Ω； (3)384J； (4)40Ω~100Ω 【详解】（1）只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电流表示数为0.4A，根据欧姆定律可得，电源电压 （2）只闭合开关S3时，R2、R3串联，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表（测变阻器两端的电压）的示数为4V，则电路中的电流 根据串联电路的电流规律和欧姆定律可得，R3的阻值 （3）只闭合开关S2时，电阻R1、R3串联，7min时间内电路消耗的电能为 （4）闭合开关S1、S2和S3，R3被短路，电路中R1、R2并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流，根据并联电路各支路互不影响，则通过R1的电流为0.4A不变，电流表的量程为0~0.6A，则干路电流最大为0.6A，由并联电路电流的规律，通过变阻器的最大电流 由欧姆定律可得，变阻器连入电路的最小电阻 当变阻器滑片移到最左端时，变阻器接入阻值最大，由串联分压的规律可知，电压表的示数最大。由于电压表的量程大于电源电压，故变阻器接入电路中的最大电阻可为其最大阻值100Ω。故在不损坏电流表、电压表的情况下，滑动变阻器R2的阻值取值范围为40Ω~100Ω。 【链接中考】 1．（2025·新疆·中考真题）小杨家的电热水壶的容量为2L，用该电热水壶烧水时，壶内水温低于80℃时，加热效率是90%；壶内水温高于80℃时，加热效率是84%。已知水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃），若冬天自来水的温度比夏天的低15℃，则该电热水壶把2L的自来水烧开，冬天比夏天多消耗的电能约为（ ） A．150kJ B．145kJ C．143kJ D．140kJ 【答案】D 【详解】自来水的质量 假设夏天的初始温度为t，则冬天的初始温度为。烧水需要分两个阶段，夏季：①从t到80℃，效率为90%；②从80℃到100℃，效率为84%。冬季：①从t-15℃到80℃，效率为90%；②从80℃到100℃，效率为84%。则由可知，夏天消耗的电能 冬天消耗的电能 冬天与夏天消耗的电能差 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．（2025·云南·中考真题）《本草纲目》记载“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦，“吸得芥子”是因为琥珀摩擦带电能够 轻小的芥子。如图所示是心理健康教育设施“减压花”，人在花下喊出减压口令，花瓣会在电动机驱动下绽放，此过程中电能转化为花瓣的 （选填“机械”或“内”）能。 【答案】 吸引 机械 【详解】[1]带电体能吸引轻小物体，琥珀因摩擦而带电，从而吸引轻小的芥子，所以“吸得芥子”。 [2]人在花下喊出减压口令，花瓣会在电动机驱动下绽放，消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能。 3．（2025·天津·中考真题）如图所示的电路，电源电压恒为3V，a、b是粗细均匀电阻丝的两端点，c是电阻丝的中点。只闭合开关S1，电流表示数为1A，该电路通电1min消耗的电能为 J；闭合开关S1和S2，电流表示数为 A。 【答案】 180 2 【详解】[1]只闭合开关S1，电阻丝阻值的一半接入电路，电流表测电路电流，电流表示数为1A，该电路通电1min消耗的电能为 [2]闭合开关S1和S2，电阻丝的两半并联，电流表测干路电流，根据并联电流规律，电流表示数为 4．（2025·云南·中考真题）如图所示的电路中，电源电压，电阻。闭合开关S，电流表的示数。求 (1)的阻值； (2)电流表A的示数I； (3)整个电路工作10s消耗的电能W。 【答案】(1)20Ω (2)1.5A (3)90J 【详解】（1）如图，闭合开关，两个电阻并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测量通过R1的电流，的阻值 （2）通过电阻R2的电流 电流表A测量干路电流，电流表A的示数 （3）整个电路工作10s消耗的电能 5．（2025·陕西·中考真题）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率 （为火电站发出的电能，为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。 (1)某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW·h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW·h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3） (2)假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW·h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？ (3)若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW·h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）富余的电能为 产生的氢气为 氢气完全燃烧释放的热量为 （2）煤电转化效率是 （3）采用富氧燃烧技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则技术革新之前的效率为36%，同样发出1kW·h的电能需要消耗的热量为 需要煤的质量为 可以节约煤的质量为 / 学科网（北京）股份有限公司 $