第一节 电能和电功（分层作业）物理北师大版2024九年级全一册

第一节 电能和电功 目 录 【A 夯基础】 1 一、电能电功概念 1 二、探究电功大小影响因素 2 三、电功计算 3 四、电能表 3 【B 提能力】 4 【C 链中考】 5 【A 夯基础】 一、电能电功概念 1．在下列有关实验中能量转化关系的描述中，不正确的是（　　） A．电热水壶工作时，电能主要转化为热能 B．风扇转动时，电能全部转化为机械能 C．给蓄电池充电时，电能转化为化学能 D．LED灯发光时，电能转化为光能和少量热能 2．在对机器人进行性能测试时，模拟了多种地形运动场景（如图）。在它加速上坡的过程中，下列关于能量转化的分析正确的是（　　） A．机器人的动能增大，机械能增大 B．机器人的重力势能增大，机械能不变 C．机器人的动能转化为重力势能 D．机器人将电能全部转化为动能 3．如图所示是一款适合有小孩或宠物家庭使用的无叶风扇，其工作原理是：底座中的电机将空气从底部吸入，通过特殊管道加速后从环形出风口高速喷出，使出风口周围空气流速 ，压强 （前两空均选填“变大”“变小”或“不变”），从而与远处空气形成压强差，更多空气被持续推动，产生稳定气流。无叶风扇工作时主要将 能转化为 能。 二、探究电功大小影响因素 4．如图所示，是郑龙同学记录家里一周内的用电情况，下列说法中正确的是（   ） A．周一白天用电比傍晚多 B．周四夜晚用电比周五夜晚多 C．每天的用电高峰在傍晚 D．周三傍晚用电2kW·h 5．下列关于电功的说法中，错误的是（    ） A．用电器消耗电能的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程 B．用电器消耗的电能越多，电流做的功越多 C．电动机工作时，电流做功将电能转化为机械能 D．电功的单位与电能的单位是不同的 6．我国新能源电动汽车已形成较为完整的产业链。某厂家所生产的一款新能源汽车搭载100kW·h的三元锂电池，在试驾过程中汽车在水平路面上匀速行驶时所受阻力为500N。若电动汽车行驶过程中消耗的电能全部转化为机械能，则电动汽车可行驶 m。 7．电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程。一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出，于是某同学为了探究影响电流做功的因素，设计了如图所示的实验，他通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少。 (1)他是通过 来比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把 能转化为 能； (2)他通过改变学生电源的电压后，发现电流表和电压表的示数都变大，物体被吊起的速度也变大了，可以得出的结论为：在 一定时，电流越大、电压越大，电流通过电动机所做的功越 。 三、电功计算 8．如图甲所示的电路中，电源电压不变，滑动变阻器的规格是“100Ω  0.6A”闭合开关，在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 B．电阻阻值为 C．电压表的变化范围10~15V D．整个电路电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为20J 9．如图所示，电源电压保持不变，R1与R2是定值电阻，其中R2的阻值为10Ω，只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A，当开关S、S1都闭合时，5s内整个电路消耗的电能为12J，则定值电阻R1的阻值为 Ω。 10．如图所示的电路中，R1的阻值为8Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.6A，电流表A的示数为0.9A。求： (1)电源两端的电压； (2)R2的阻值； (3)电路在10min内消耗的电能。 四、电能表 11．某同学家的电能表，计数器上先后两次的示数和，则这段时间内该同学家消耗的电功度数是（　　） A．13 B．3 C．30 D．33 12．小明家上次查看电能表示数为85432，本次查看时电能表示数如图所示，则下列说法不正确的是（　　） A．他家在这段时间内消耗的电能为903kW·h B．电能表是测量电功的仪表 C．这个电能表的测量值是以“kW·h”为单位 D．电能表的转盘转过1800圈，消耗电能1.8×106J 13．电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW·h）”的字样（imp表示电能表指示灯闪烁的次数），将某电热水器单独接在电路中，电能表指示灯闪烁了315次，则该电热水器在上述时间内消耗的电能是 J，如果这些热量全部被、的水吸收，水的温度可升高 ℃。[，1个标准大气压] 【B 提能力】 14．手机是常用的电子工具．如图示是某款国产手机，使用功率为60W的充电器半小时可充满一次电。下列对于该款手机的估测，最符合实际的是（　　） A．质量约为900g B．正常使用时，后壳温度约为65℃ C．充满一次电消耗的电能约为0.3kW·h D．长度约为1.7dm 15．图是小晋家上月初和上月末电能表示数。结合表盘上的信息可知，下列说法正确的是（    ） A．小晋家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．小晋家上个月消耗的电能为1011kW·h C．指示灯闪烁1600次，家庭电路耗电36J D．指示灯闪烁的次数越多，说明消耗电能越多 16．小慧家中电能表如图所示，如果将一把电热水壶单独接入电能表所在的电路正常工作6min，电能表的转盘转过了360r，则电热水壶消耗的电能为 kW·h，电热水壶中装有1.5kg水，壶中水的高度为20cm，水对壶底的压强为 Pa。（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg） 17．汽车的参数如上表所示，则汽车满载时对水平地面压强为 Pa，取10N/kg。电池的能量密度指的是“单位质量的电池所能释放的电能”，则电池包充满电时储存的电能为 kW·h，若采用800V、500A超级快充给电量耗尽的电池包充电，最快 h可以充满电。 满载质量 3t 轮胎与地面接触总面积 0.1m² 电池能量密度 0.2kW·h/kg 电池包质量 500kg 【C 链中考】 18．（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 19．（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。 20．（2025·新疆·中考真题）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻。当开关S闭合后，通过R1的电流I1=1A，通过R2的电流I2=2A。求： (1)干路电流I； (2)电源电压U； (3)通电20s，整个电路中电流做的功W。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一节 电能和电功 目 录 【A 夯基础】 1 一、电能电功概念 1 二、探究电功大小影响因素 2 三、电功计算 4 四、电能表 6 【B 提能力】 7 【C 链中考】 9 【A 夯基础】 一、电能电功概念 1．在下列有关实验中能量转化关系的描述中，不正确的是（　　） A．电热水壶工作时，电能主要转化为热能 B．风扇转动时，电能全部转化为机械能 C．给蓄电池充电时，电能转化为化学能 D．LED灯发光时，电能转化为光能和少量热能 【答案】B 【详解】A．电热水壶工作时，通过内部的电阻加热元件（如电阻丝）将电能转化为热能。故A正确，不符合题意； B．风扇转动时，电能大部分转化为机械能，还有一部分转化为热能，故B错误，符合题意； C．给蓄电池充电时消耗电能，把电能转化为化学能储存起来，故C正确，不符合题意； D．LED灯发光时，消耗了电能，电能转化为光能和少量热能，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．在对机器人进行性能测试时，模拟了多种地形运动场景（如图）。在它加速上坡的过程中，下列关于能量转化的分析正确的是（　　） A．机器人的动能增大，机械能增大 B．机器人的重力势能增大，机械能不变 C．机器人的动能转化为重力势能 D．机器人将电能全部转化为动能 【答案】A 【详解】AB．机器人加速上坡的过程中，速度变大，高度变高，质量不变，所以动能、重力势能都增大，故机械能增大，故A正确，B错误； C．机器人加速上坡的过程中，动能和重力势能都增大，是由电能转化而来的，故C错误； D．机器人将电能一部分转化为动能，还有一部分转化为重力势能，故D错误。 故选A。 3．如图所示是一款适合有小孩或宠物家庭使用的无叶风扇，其工作原理是：底座中的电机将空气从底部吸入，通过特殊管道加速后从环形出风口高速喷出，使出风口周围空气流速 ，压强 （前两空均选填“变大”“变小”或“不变”），从而与远处空气形成压强差，更多空气被持续推动，产生稳定气流。无叶风扇工作时主要将 能转化为 能。 【答案】 变大 变小 电 机械 【详解】[1][2]流体压强与流速关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。无叶风扇工作原理是：底座中的电机将空气从底部吸入，通过特殊管道加速后从环形出风口高速喷出，使出风口周围空气流速变大，压强变小，从而与远处空气形成压强差，更多空气被持续推动，产生稳定气流。 [3][4]无叶风扇工作时消耗电能，推动气流运动，主要将电能转化为机械能。 二、探究电功大小影响因素 4．如图所示，是郑龙同学记录家里一周内的用电情况，下列说法中正确的是（   ） A．周一白天用电比傍晚多 B．周四夜晚用电比周五夜晚多 C．每天的用电高峰在傍晚 D．周三傍晚用电2kW·h 【答案】D 【详解】A．看图分析，周一傍晚比白天用电多，故A错误； B．从周四、周五的用电情况来看，周五夜晚用电比周四夜晚多，故B错误； C．周一、周二、周三、周四、周日的用电高峰在傍晚，而周五、周六的用电高峰在夜晚，故C错误； D．由图可知，周三傍晚用电是2kW⋅h，故D正确。 故选D。 5．下列关于电功的说法中，错误的是（    ） A．用电器消耗电能的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程 B．用电器消耗的电能越多，电流做的功越多 C．电动机工作时，电流做功将电能转化为机械能 D．电功的单位与电能的单位是不同的 【答案】D 【详解】A．用电器在使用过程中通过电流做功，将电能转化成其他形式的能，故A正确，不符合题意； B．用电器在使用过程中通过电流做功，将电能转化成其他形式的能，根据能量守恒定律，用电器消耗的电能越多，电流做的功越多，故B正确，不符合题意； C．电动机在工作过程中消耗电能，转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．电功的单位是焦耳，电能的单位也是焦耳，故D错误，符合题意． 6．我国新能源电动汽车已形成较为完整的产业链。某厂家所生产的一款新能源汽车搭载100kW·h的三元锂电池，在试驾过程中汽车在水平路面上匀速行驶时所受阻力为500N。若电动汽车行驶过程中消耗的电能全部转化为机械能，则电动汽车可行驶 m。 【答案】 【详解】汽车行驶过程中，克服阻力做功，若电动汽车行驶过程中消耗的电能全部转化为机械能，则电动汽车可行驶的距离为 7．电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程。一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出，于是某同学为了探究影响电流做功的因素，设计了如图所示的实验，他通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少。 (1)他是通过 来比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把 能转化为 能； (2)他通过改变学生电源的电压后，发现电流表和电压表的示数都变大，物体被吊起的速度也变大了，可以得出的结论为：在 一定时，电流越大、电压越大，电流通过电动机所做的功越 。 【答案】(1) 物体被提升的高度 电 机械 (2) 时间 多 【详解】（1）[1][2][3]电流做功的多少无法直接观察，可以通过观察物体被提升的高度比较电流在不同情况下做功的多少，物体被提升的高度越高，说明电流做功越多，此过程中，消耗电能，产生机械能，把电能转化为机械能。 （2）[1][2]改变学生电源的电压后，发现电流表和电压表的示数都变大，物体被吊起的速度变大，由s=vt可知，相同时间内物体上升的高度越大，电流做功越多，可以得到时间一定时，电流越大、电压越大，电流通过电动机所做的功越多。 三、电功计算 8．如图甲所示的电路中，电源电压不变，滑动变阻器的规格是“100Ω  0.6A”闭合开关，在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 B．电阻阻值为 C．电压表的变化范围10~15V D．整个电路电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为20J 【答案】D 【详解】分析电路可知，和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器电压，电流表测电路电流。 AB．由图乙可知，滑动变阻器电阻为时，电流为0.3A，则电源电压为   ① 滑动变阻器电阻为时，电流为0.1A，则电源电压为   ② 联立①②，解得电源电压，，故AB错误； C．由图乙可知，滑动变阻器电阻为时，电流最大为0.3A，此时电压表示数最小为 滑动变阻器电阻为时，电流最小为0.1A，此时电压表示数最大为 则电压表的变化范围为，故C错误； D．根据，电路中电流最小为0.1A时，整个电路电功率最小，此时滑动变阻器电阻为，20s内滑动变阻器消耗的电能为 故D正确。 故选D。 9．如图所示，电源电压保持不变，R1与R2是定值电阻，其中R2的阻值为10Ω，只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A，当开关S、S1都闭合时，5s内整个电路消耗的电能为12J，则定值电阻R1的阻值为 Ω。 【答案】6 【详解】只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，电流表测量电路电流，电流表的示数为0.3A，根据欧姆定律可知电源电压 当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测量干路电流，5s内整个电路消耗的电能为12J，根据W=UIt可知干路电流 根据并联电路的电流特点可知通过R1的电流 根据欧姆定律可知定值电阻R1的阻值为 10．如图所示的电路中，R1的阻值为8Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.6A，电流表A的示数为0.9A。求： (1)电源两端的电压； (2)R2的阻值； (3)电路在10min内消耗的电能。 【答案】(1)4.8V；(2)16Ω；(3)2592J 【详解】（1）由图可知，该电路为电阻R1、R2的并联电路，电流表A测该电路干路的电流，电流表A1测通过R1的电流。闭合开关S，电流表A1的示数为0.6A，则R1两端的电压为 在并联电路中，电源两端的总电压与各支路用电器两端的电压相等，电源电压为 （2）在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。则通过R2的电流 根据并联电路的电压特点，R2两端的电压为4.8V，由欧姆定律可得，R2的阻值是 （3）电路在10min内消耗的电能 四、电能表 11．某同学家的电能表，计数器上先后两次的示数和，则这段时间内该同学家消耗的电功度数是（　　） A．13 B．3 C．30 D．33 【答案】A 【详解】电能表先后两次读数分别为1590.4kW•h和1603.4kW•h，这段时间内该同学家消耗的电功是 故BCD错误，A正确。 故选A。 12．小明家上次查看电能表示数为85432，本次查看时电能表示数如图所示，则下列说法不正确的是（　　） A．他家在这段时间内消耗的电能为903kW·h B．电能表是测量电功的仪表 C．这个电能表的测量值是以“kW·h”为单位 D．电能表的转盘转过1800圈，消耗电能1.8×106J 【答案】A 【详解】A．小明家上次查看电能表示数为“85432”，本次查看时电能表示数为“86335”，所以他家在这段时间内消耗的电能为 故A错误，符合题意； B．电能表是用来测量电功的仪表，能够测量用电器消耗的电能多少，故B正确，不符合题意； C．电能表示数的单位是“kW·h”，俗称“度”，故C正确，不符合题意； D．由电能表上的“3600r/kW·h”可知，每消耗1kW·h的电能，转盘转动3600圈，所以，电能表的转盘转过1800圈，消耗电能0.5 kW·h，即1.8×106J，故D正确，不符合题意。 故选A。 13．电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW·h）”的字样（imp表示电能表指示灯闪烁的次数），将某电热水器单独接在电路中，电能表指示灯闪烁了315次，则该电热水器在上述时间内消耗的电能是 J，如果这些热量全部被、的水吸收，水的温度可升高 ℃。[，1个标准大气压] 【答案】 ；50 【详解】[1]电能表参数“3000imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h电能，指示灯闪烁3000次。闪烁315次对应的电能为 [2]水吸收的热量，理论上升高温度 但标准大气压下水的沸点为100℃，初始温度50℃，实际最高温升为 【B 提能力】 14．手机是常用的电子工具．如图示是某款国产手机，使用功率为60W的充电器半小时可充满一次电。下列对于该款手机的估测，最符合实际的是（　　） A．质量约为900g B．正常使用时，后壳温度约为65℃ C．充满一次电消耗的电能约为0.3kW·h D．长度约为1.7dm 【答案】D 【详解】A．手机质量与物理课质量相当，约在200g左右，故A不符合题意； B．正常使用时，手机的温度接近人体的温度，在32℃左右，不会太高，故B不符合题意； C．使用功率为60W的充电器半小时可充满一次电，则充满一次电消耗的电能，故C不符合题意； D．手机的长度在一拃左右，大约为17cm=1.7dm，故D符合题意。 故选 D。 15．图是小晋家上月初和上月末电能表示数。结合表盘上的信息可知，下列说法正确的是（    ） A．小晋家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．小晋家上个月消耗的电能为1011kW·h C．指示灯闪烁1600次，家庭电路耗电36J D．指示灯闪烁的次数越多，说明消耗电能越多 【答案】D 【详解】A．由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小晋家干路中的电流不得超过40A，故A错误； B．小英家上月消耗的电能为W=5647.8kW·h-5546.7kW·h=101.1kW·h 故B错误； CD．1600imp/kW·h表示每消耗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；指示灯闪烁1600次消耗的电能 故C错误，D正确。 故选D。 16．小慧家中电能表如图所示，如果将一把电热水壶单独接入电能表所在的电路正常工作6min，电能表的转盘转过了360r，则电热水壶消耗的电能为 kW·h，电热水壶中装有1.5kg水，壶中水的高度为20cm，水对壶底的压强为 Pa。（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg） 【答案】 0.12 2000 【详解】[1]电能表的转盘转过了360r，电热水壶消耗的电能 [2]壶中水的高度为20cm，水对壶底的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2000Pa 17．汽车的参数如上表所示，则汽车满载时对水平地面压强为 Pa，取10N/kg。电池的能量密度指的是“单位质量的电池所能释放的电能”，则电池包充满电时储存的电能为 kW·h，若采用800V、500A超级快充给电量耗尽的电池包充电，最快 h可以充满电。 满载质量 3t 轮胎与地面接触总面积 0.1m² 电池能量密度 0.2kW·h/kg 电池包质量 500kg 【答案】 3×10⁵ 100 0.25 【详解】[1]汽车满载时对水平地面压力为F=G=mg=3×103×10N/kg=3×104N 轮胎与地面接触总面积为0.1m2，所以汽车满载时对水平地面压强为 [2]由表中数据可知，电池能量密度为0.2kW·h/kg，电池包质量为500kg，根据电池的能量密度的定义可得，电池包充满电时储存的电能为W=W0×m0=0.2kW·h/kg×500kg=100 kW·h [3]100 kW·h=3.6×108J，根据W=UIt可得，采用800V、500A超级快充给电量耗尽的电池包充满电需要的时间为 【C 链中考】 18．（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。 19．（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。 20．（2025·新疆·中考真题）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻。当开关S闭合后，通过R1的电流I1=1A，通过R2的电流I2=2A。求： (1)干路电流I； (2)电源电压U； (3)通电20s，整个电路中电流做的功W。 【答案】(1)3A；(2)4V；(3)240J 【详解】（1）如图，两个电阻并联，干路电流 （2）电源电压 （3）通电20s，整个电路中电流做的功 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$