第1节 电功(高效培优讲义)物理沪科版(五四学制)2024九年级上册
2025-11-19
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第1节 电功 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电能和电功 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.87 MB |
| 发布时间 | 2025-11-19 |
| 更新时间 | 2025-11-19 |
| 作者 | 理化课代表~ |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-10-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54653514.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第1节 电功
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 电能和电能的转化 1
题型2 电能的计量——电能表 3
题型3 电流做功的计算 7
【能力培优练】 13
【链接中考】 23
【重难题型讲解】
题型1 电能和电能的转化
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】关于电功,下列说法正确的是( )
A.电流通过电灯做功时,电能只转化为光能
B.电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少
C.电流做了多少功,就相当于有多少电能转化为其他形式的能
D.电功就是电能,两者只是名称不同而已
【典例1-2】随着科技的不断进步,出现了利用碳素纤维制成的、接上几节电池就可以发热的“发热纸”,通电后,用这种纸包装的食品香热可口,由此可知碳是 (选填“导体”或“绝缘体”),这种“发热纸”在工作时将 能转化为内能。
跟踪训练1下列家用电器主要将电能转化为机械能的是( )
A.LED灯 B.电饭锅
C.电风扇 D.电烤箱
跟踪训练2如图是某品牌带照明功能的手持电风扇,只闭合照明开关时,照明灯亮起,将电能主要转化为内能和 能;只闭合风扇开关,风扇单独工作,照明灯和风扇的电动机是 联。若照明灯损坏,闭合风扇开关,风扇 (选填“能”或“不能”)正常工作。
题型2 电能的计量——电能表
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、常见的电能表
(1)生活中可以用电能表计量家庭电路消耗的电能,也就是用电量,下图是普通电能表,当前用电量(俗称“抄见数”)。
(2)随着电子技术和互联网技术的发展,目前家庭电路基本采用图下图所示的智能电能表。该类电能表靠专用的芯片计量电能,每计量一定量的电能会输出一个脉冲,对应的脉冲指示灯闪烁一次。智能电能表利用网络回传数据,实现了远程抄表。
【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】下图所示是生活中常见的两种电能表。下列关于电能表的说法正确的是( )
A.电能表用来测量用电器消耗电能的快慢
B.电能表甲的示数为18246kW·h
C.两种电能表的额定最大电流均为20A,工作时电流可以超过额定最大电流
D.电能表乙中“3200imp/(kW·h)”表示接入该电能表的用电器,每消耗1kW·h的电能,脉冲指示灯闪烁3200次
【典例2-2】一位同学家中的电能表,月初示数为,月末示数为,则这个月该同学消耗的电能为 度,如果当地家庭用电的收费标准是0.6元/,他家这个月的电费是 元。电能表上的参数为3000,电路中只有一个电饭煲在工作,铝盘10min内转了300圈,则电饭煲消耗的电能为 J,电饭煲的功率为 W。
跟踪训练1小明家某月初电能表的示数为1042.8kW·h,月末的电能表示数如图所示,通过表盘判断下列说法正确的是( )
A.小明家本月消耗的电能是
B.转盘转动次数越多,用电器的总电功率越大
C.小明家中电能表能长期正常运行的最大电功率为2200W
D.若电能表的转盘转过240转,则消耗电能
跟踪训练2如图是小明家的电能表面板,其示数为 kW·h。关闭小明家其他用电器,让一台空调单独工作5min,观察到此电能表的指示灯闪烁了320次,则该空调在这段时间内消耗的电能为 J。
题型3 电流做功的计算
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】一块手机用的锂电池上标有电压3.7V,容量1000mA·h充满电后这块锂电池约存储的电能是( )
A.0.37J B. C.3.7kW·h D.
【典例3-2】小张同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像。由图像可知,当导体乙两端电压为0时,导体乙的阻值为 ;将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上,干路中的电流为 A;将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上,通电5min,电路消耗的电能为 J。
【典例3-3】如图所示的电路中,定值电阻,,闭合开关S,电压表的示数为10V。求:
(1)通过电阻的电流。
(2)通电300s,电流通过电阻所做的功和电路消耗的总电能。
跟踪训练1如图甲所示,定值电阻R1和R2串联在电源电压为U的电路中,闭合开关S,R2在10s内产生的热量为5J;定值电阻R1和R2并联在电源电压为2U的电路中,如图乙所示,闭合开关S,R2在10s内产生的热量为180J,下列说法正确的是( )
A.图甲中,R1与R2两端电压之比为1∶2
B.图甲中通过R1的电流与图乙中通过R1的电流之比为2∶3
C.相同时间内,甲、乙电路中R1消耗的电能之比为5∶36
D.甲、乙电路的总功率之比为1∶18
跟踪训练2如图所示的电路中,为定值电阻,其中,当只闭合开关时,电流表的示数为,则电源电压为 ,通电10s电流做的功为 ,再闭合开关时,电流表的示数变化了0.8A,则10s内电流通过做功 ,的阻值为 。
跟踪训练3如图所示,电源电压保持不变,已知,。只闭合开关时,电流表示数为0.3A,求:
(1)电源电压。
(2)同时闭合开关、时,通电1min电阻消耗的电能。
【能力培优练】
1.某机器的能量流向如图所示,下列家用电器工作时,符合此能量流向的是( )
A.电灯 B.电风扇 C.电视机 D.电热水壶
2.如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘,表盘上“”表示每消耗的电能,指示灯闪烁1600次,下列说法中正确的是( )
A.指示灯闪烁越快,则表明各用电器消耗的电能越多
B.小明家上月消耗的电能为
C.该电能表的额定功率为4400W
D.断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2min,指示灯闪烁32次,此时电饭锅的功率为600W
3.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
4.如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S。下列说法正确的是( )
A.定值电阻与滑动变阻器串联
B.若定值电阻断路,移动滑片P,电压表V和电流表A2、A1示数均不变
C.若电路无故障,向右移动滑片P,定值电阻在相同时间里消耗的电能不变
D.若电路无故障,向左移动滑片P,电压表V与电流表A1的示数之比变大
5.如图所示,甲、乙是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,把它们并联在同一电路中,通电后,下列说法正确的是( )
A.甲导体两端的电压大 B.通过乙导体的电流大
C.相同时间内电流通过甲导体做功多 D.甲、乙并联后的总电阻大于甲的电阻
6.如图两只电压表的指针均指在刻度盘正中央,以下正确的是( )
A.通过的电流小于通过的电流 B.两端的电压与两端的电压相等
C.电阻值大于电阻值 D.相同时间消耗的电能小于消耗的电能
7.如图所示电路,电源两端电压不变。闭合开关S后,当滑片P移至某一位置时,热敏电阻R两端的电压为U1=6V,热敏电阻R的功率为P1=3W,此时滑动变阻器的功率为P2=1.5W;当滑片P移至另一点时,电流表的示数为0.4A,电压表的示数变化了2V( )
A.热敏电阻R两端电压为6V时,电流表的示数为0.5A
B.热敏电阻R两端电压为6V时,滑动变阻器两端电压为6V
C.当电流表示数为0.4A时,热敏电阻阻值为12.5Ω
D.当电流表示数为0.4A时,热敏电阻R在1分钟内消耗的电能1.6J
8.如图甲,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片从a端滑到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。以下分析错误的是( )
A.电源电压是3V B.R1的电阻值是10Ω
C.R2的最大电阻值是20Ω D.当滑片P移到中点时,电阻R2工作10s消耗4J的电能
9.图甲是小汇家安装的电能表,该电能表的标定电流为 A。图乙分别是他家上月初和本月初电能表的示数,则他家上月用电 kW•h。
10.已知电阻,若将串联在电路中,则相同时间内,电流通过所做的功= ;若将并联接入电路中,则相同时间内,电流通过所做的功= 。
11.电阻、并联在电路中,在相同时间内消耗的电能之比为,则它们的阻值之比为 ;若将它们串联在电路中,相同时间内电流做功之比为 。
12.如图所示,电源电压保持不变,和为两个定值电阻,其中。只闭合开关时,电流表的示数为0.3A;同时闭合开关、时,电流表的示数为0.5A。则电源电压为 V,同时闭合开关、,通电100s,消耗的电能为 J。
13.如图所示,电源电压不变,电阻。闭合开关S,电流表的示数为0.1A,电流表的示数为0.5A,电阻,则通电1min,电阻消耗的电能为 J。
14.如图所示,规格为2.5V的小灯泡L与阻值为10Ω的定值电阻串联接入电路中,闭合开关S,电压表示数为2V,灯泡L正常发光。设灯泡电阻不变,求:
(1)电源电压U;
(2)通过小灯泡L的电流IL;
(3)通电10s,整个电路消耗的电能W。
15.如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻,闭合开关S,干路电流为。求:
(1)通过的电流;
(2)定值电阻的阻值;
(3)通电10s,整个电路电流所做的功W。
16.如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,R2=60Ω。当开关S3闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数。
(3)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,通电2分钟时电路所消耗的电能是多少焦耳?
【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.(2024·四川广元·中考真题)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
3.(2025·江苏淮安·中考真题)小明家电能表3月底的示数为,4月底的示数为。小明家4月份用电 kW·h。若电费按每千瓦时0.5元计算,则小明家4月份应交电费 元。
4.(2025·江苏常州·中考真题)小明在水壶中装入质量为、初温为的水,放在燃气灶上加热,在标准大气压下把水加热至恰好沸腾,消耗的天然气。已知、,此过程中,天然气完全燃烧释放热量 ,水吸收热量 ,该燃气灶烧水的效率为 。若在额定电压下,用电阻丝阻值为的电热壶完成上述烧水过程,不计热损失,通电时间为 。
5.(2025·山东潍坊·中考真题)某款纯电新能源汽车进行道路测试,以的速度匀速直线行驶,共持续行驶,行驶时汽车所受阻力为,其电动机工作的效率为。求:
(1)汽车行驶的路程;
(2)汽车牵引力做的功;
(3)电动机消耗的电能。
6.(2025·甘肃兰州·中考真题)如图所示的电路中,电源电压恒为3V,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2) 电压表的示数U2;
(3)电流在100s内通过电阻R2所做的功W2。
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第1节 电功
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 电能和电能的转化 1
题型2 电能的计量——电能表 3
题型3 电流做功的计算 7
【能力培优练】 13
【链接中考】 23
【重难题型讲解】
题型1 电能和电能的转化
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】关于电功,下列说法正确的是( )
A.电流通过电灯做功时,电能只转化为光能
B.电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少
C.电流做了多少功,就相当于有多少电能转化为其他形式的能
D.电功就是电能,两者只是名称不同而已
【答案】C
【详解】A.电流通过电灯做功时,电能转化为内能和光能,故A错误;
BC.电流通过用电器做功时电能转化为其它形式的能,电流做功的多少等于电能转化为其它形式能的多少,电流做了多少功就相当于有多少电能转化为其它形式的能,故B错误,C正确;
D.电功是电流做功的过程,电能是能量的一种状态,所以电功不是电能,故D错误。
故选C。
【典例1-2】随着科技的不断进步,出现了利用碳素纤维制成的、接上几节电池就可以发热的“发热纸”,通电后,用这种纸包装的食品香热可口,由此可知碳是 (选填“导体”或“绝缘体”),这种“发热纸”在工作时将 能转化为内能。
【答案】 导体 电
【详解】[1][2]利用碳素纤维制成的、接上几节电池就可以发热的“发热纸”,通电后电路是通路,故说明接入的是导体,“发热纸”是靠电热来工作的,是将消耗的电能转化为内能。
跟踪训练1下列家用电器主要将电能转化为机械能的是( )
A.LED灯 B.电饭锅
C.电风扇 D.电烤箱
【答案】C
【详解】A.LED灯工作时主要将电能转化为光能,故A不符合题意;
B.电饭锅工作时主要将电能转化为内能,故B不符合题意;
C.电风扇工作时,风扇转动,主要将电能转化为机械能,故C符合题意;
D.电烤箱工作时主要将电能转化为内能,故D不符合题意。
故选C。
跟踪训练2如图是某品牌带照明功能的手持电风扇,只闭合照明开关时,照明灯亮起,将电能主要转化为内能和 能;只闭合风扇开关,风扇单独工作,照明灯和风扇的电动机是 联。若照明灯损坏,闭合风扇开关,风扇 (选填“能”或“不能”)正常工作。
【答案】 光 并 能
【详解】[1]某品牌带照明功能的手持电风扇,只闭合照明开关时,照明灯亮起,消耗电能,灯泡发光、发热,将电能主要转化为内能和光能。
[2][3]某品牌带照明功能的手持电风扇,只闭合照明开关时,照明灯亮起;只闭合风扇开关,风扇单独工作,照明灯和风扇的电动机独立工作,互不影响,二者是并联的;若照明灯损坏,风扇开关控制电动机的运转,闭合风扇开关,风扇能正常工作。
题型2 电能的计量——电能表
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、常见的电能表
(1)生活中可以用电能表计量家庭电路消耗的电能,也就是用电量,下图是普通电能表,当前用电量(俗称“抄见数”)。
(2)随着电子技术和互联网技术的发展,目前家庭电路基本采用图下图所示的智能电能表。该类电能表靠专用的芯片计量电能,每计量一定量的电能会输出一个脉冲,对应的脉冲指示灯闪烁一次。智能电能表利用网络回传数据,实现了远程抄表。
【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】下图所示是生活中常见的两种电能表。下列关于电能表的说法正确的是( )
A.电能表用来测量用电器消耗电能的快慢
B.电能表甲的示数为18246kW·h
C.两种电能表的额定最大电流均为20A,工作时电流可以超过额定最大电流
D.电能表乙中“3200imp/(kW·h)”表示接入该电能表的用电器,每消耗1kW·h的电能,脉冲指示灯闪烁3200次
【答案】D
【详解】A.电能表是测量电路中用电器消耗电能多少的仪器,故A错误;
B.电能表读数时,示数的最后一位是小数,图甲中的电能表显示的示数为1824.6kW·h,故B错误;
C.由图可知,两种电能表工作的额定最大电流均为20A,即工作时电流不能超过额定最大电流,故C错误;
D.3200imp/(kW·h)表示电路每消耗1kW·h的电能,电表脉冲指示灯闪烁3200次,故D正确。
故选D。
【典例2-2】一位同学家中的电能表,月初示数为,月末示数为,则这个月该同学消耗的电能为 度,如果当地家庭用电的收费标准是0.6元/,他家这个月的电费是 元。电能表上的参数为3000,电路中只有一个电饭煲在工作,铝盘10min内转了300圈,则电饭煲消耗的电能为 J,电饭煲的功率为 W。
【答案】 50 30 3.6×105 600
【详解】[1]电能表的读数方法为月末的示数减去月初的示数,最后一位是小数,则这个月该同学消耗的电能为
[2]这个月电费为
[3]表示电路中用电器每消耗电能,电能表的转盘转过3000圈,现电能表10min内转了300圈,电饭煲消耗的电能为
[4]根据公式可知,电饭煲的功率为
跟踪训练1小明家某月初电能表的示数为1042.8kW·h,月末的电能表示数如图所示,通过表盘判断下列说法正确的是( )
A.小明家本月消耗的电能是
B.转盘转动次数越多,用电器的总电功率越大
C.小明家中电能表能长期正常运行的最大电功率为2200W
D.若电能表的转盘转过240转,则消耗电能
【答案】D
【详解】A.电能表的读数最后一位是小数位,月末电能表的示数为1242.8 kW·h,月初示数为1042.8 kW·h,本月消耗的电能
故A错误;
B. 电能表转盘转动次数多,说明消耗的电能多,根据,总电功率还与时间有关,仅转动次数多,不能说明总电功率大,故B错误;
C. 电能表上“220V 10(40)A”,其中40A是允许通过的最大电流。根据P = UI,最大电功率
故C错误;
D.根据电能表的参数可计算出消耗的电能为
故D正确;
故选D。
跟踪训练2如图是小明家的电能表面板,其示数为 kW·h。关闭小明家其他用电器,让一台空调单独工作5min,观察到此电能表的指示灯闪烁了320次,则该空调在这段时间内消耗的电能为 J。
【答案】 219.6
【详解】[1]电能表的最后一位是小数位,图中电能表的示数为219.6kW·h。
[2]关闭小明家其他用电器,让一台空调单独工作5min,观察到此电能表的指示灯闪烁了320次,则该空调在这段时间内消耗的电能为
题型3 电流做功的计算
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】一块手机用的锂电池上标有电压3.7V,容量1000mA·h充满电后这块锂电池约存储的电能是( )
A.0.37J B. C.3.7kW·h D.
【答案】D
【详解】储存的电能
故D正确,ABC错误。
故选D。
【典例3-2】小张同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像。由图像可知,当导体乙两端电压为0时,导体乙的阻值为 ;将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上,干路中的电流为 A;将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上,通电5min,电路消耗的电能为 J。
【答案】 10 0.9 180
【详解】[1]由图可知,当导体乙两端的电压为2V时,通过导体乙的电流为0.2A,导体乙的电阻为
由于导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,所以当导体乙两端电压为0时,导体乙的阻值还是10Ω。
[2]将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上,根据并联电路的电压特点可知,此时甲、乙两端的电压均为3V,由图可知,当甲、乙两端的电压为3V时,通过甲、乙的电流分别为I甲=0.6A,I乙'=0.3A,根据并联电路的电流特点可知,此时干路的总电流为I总=I甲+ I乙'=0.6A+0.3A=0.9A
[3]将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上,根据串联电路的特点和图像信息可知,此时甲、乙两端的电压分别为1V、2V,通过电路中的电流为0.2A,则通电5min,电路消耗的电能为
【典例3-3】如图所示的电路中,定值电阻,,闭合开关S,电压表的示数为10V。求:
(1)通过电阻的电流。
(2)通电300s,电流通过电阻所做的功和电路消耗的总电能。
【详解】(1)由于电压表测得R2两端电压为10V,根据欧姆定律,可得通过电阻R2的电流
(2)根据串联电路电流规律和欧姆定律,可得R1两端的电压为
则通电300s时,电流通过电阻R1所做的功为
根据串联电路电压规律,则电源电压为
所以电路消耗的总电能为
跟踪训练1如图甲所示,定值电阻R1和R2串联在电源电压为U的电路中,闭合开关S,R2在10s内产生的热量为5J;定值电阻R1和R2并联在电源电压为2U的电路中,如图乙所示,闭合开关S,R2在10s内产生的热量为180J,下列说法正确的是( )
A.图甲中,R1与R2两端电压之比为1∶2
B.图甲中通过R1的电流与图乙中通过R1的电流之比为2∶3
C.相同时间内,甲、乙电路中R1消耗的电能之比为5∶36
D.甲、乙电路的总功率之比为1∶18
【答案】D
【详解】A.图甲中,R2在10s内产生的热量为5J,由得
①
图乙中,R2在10s内产生的热量为180J,由得
②
解①②得,根据电阻一定,电流与电压成正比的结论可知乙图中R2两端的电压为图甲中R2两端电压的6倍,即图甲中R2两端电压为
则图甲中R1两端电压为
图甲两个电阻串联,根据串联分压规律, R1和R2两端的电压之比为
故A错误;
B.图甲中通过R1的电流与图乙中通过R1的电流之比为
故B错误;
C.相同时间内,甲、乙电路中R1消耗的电能之比为
故C错误。
D.由A可知,则甲、乙电路的总功率之比为
故D正确。
故选D。
跟踪训练2如图所示的电路中,为定值电阻,其中,当只闭合开关时,电流表的示数为,则电源电压为 ,通电10s电流做的功为 ,再闭合开关时,电流表的示数变化了0.8A,则10s内电流通过做功 ,的阻值为 。
【答案】 4 16 32 5
【详解】[1]只闭合开关S1时,两个电阻中只有R1接入电路,此时电阻R1两端的电压与电源电压相等,故电源电压
[2]此时通电10s电流做的功
[3][4]再闭合开关S2时,两个电阻并联,电流表示数的变化量即为通过电阻R2的电流,则通过R2的电流
由并联电压规律可知,电阻R2两端的电压
R2的阻值
此时10s内电流通过做功
跟踪训练3如图所示,电源电压保持不变,已知,。只闭合开关时,电流表示数为0.3A,求:
(1)电源电压。
(2)同时闭合开关、时,通电1min电阻消耗的电能。
【详解】(1)只闭合开关时,电路为的简单电路,电流表示数为0.3A,则通过的电流
则电源电压
(2)同时闭合开关、时,两电阻并联,两端的电压U2=U=1.5V
则通过的电流
通电时间t=1min=60s
则消耗的电能
【能力培优练】
1.某机器的能量流向如图所示,下列家用电器工作时,符合此能量流向的是( )
A.电灯 B.电风扇 C.电视机 D.电热水壶
【答案】B
【详解】A.电灯工作时,将电能转化为内能和光能,故A不符合题意;
B.电风扇工作时,将电能大部分转化为机械能,同时一少部分电能转化为内能,故B符合题意;
C.电视机工作时,将电能主要转化为光能、内能、声能,故C不符合题意;
D.电热水壶工作时,将电能转化为内能,故D不符合题意。
故选B。
2.如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘,表盘上“”表示每消耗的电能,指示灯闪烁1600次,下列说法中正确的是( )
A.指示灯闪烁越快,则表明各用电器消耗的电能越多
B.小明家上月消耗的电能为
C.该电能表的额定功率为4400W
D.断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2min,指示灯闪烁32次,此时电饭锅的功率为600W
【答案】D
【详解】A.因为电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢,所以指示灯闪烁越快表示电能表所在电路的电功率越大,故A错误;
B.由图可知,小明家上月消耗的电能为
故B错误;
C.电能表属于测量仪表,没有额定功率,4400W是接在这个电能表上的用电器的最大功率,故C错误;
D.指示灯闪烁32次消耗的电能
电饭锅的功率
故D正确。
故D。
3.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。
4.如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S。下列说法正确的是( )
A.定值电阻与滑动变阻器串联
B.若定值电阻断路,移动滑片P,电压表V和电流表A2、A1示数均不变
C.若电路无故障,向右移动滑片P,定值电阻在相同时间里消耗的电能不变
D.若电路无故障,向左移动滑片P,电压表V与电流表A1的示数之比变大
【答案】C
【详解】A.由图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量滑动变阻器的电流,电压表测量电源电压,故A错误;
B.若定值电阻断路,移动滑片P,滑动变阻器的电阻变化,则通过滑动变阻器的电流也会发生变化,所以电流表A2、A1示数会改变,电源电压不变,所以电压表示数不变,故B错误;
C.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过定值电阻的电流不变,电源电压不变,所以定值电阻在相同时间里消耗的电能不变,故C正确;
D.电流表A1测量干路电流,电压表测量电源电压,所以电压表V与电流表A1的示数之比为电路中的总电阻,向左移动滑片P,滑动变阻器连入电路的阻值变小,所以电路中的总阻值变小,所以电压表V与电流表A1的示数之比变小,故D错误。
故选C。
5.如图所示,甲、乙是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,把它们并联在同一电路中,通电后,下列说法正确的是( )
A.甲导体两端的电压大 B.通过乙导体的电流大
C.相同时间内电流通过甲导体做功多 D.甲、乙并联后的总电阻大于甲的电阻
【答案】C
【详解】ABC.由图可知,甲乙导体并联,并联电路中各支路两端的电压相等,所以甲乙导体两端的电压相等,甲导体的横截面积较大,因导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积有关,且材料和长度都相同时,横截面积越大电阻越小,反之越大,所以,材料和长度相同两导体的电阻关系为R甲<R乙,由可知通过甲的电流大,由W=UIt可知,相同时间内电流通过甲导体做功多,故AB错误,C正确;
D.并联电路的总电阻比任何一个分电阻都要小,故甲、乙并联后的总电阻小于甲的电阻,故D错误。
故选C。
6.如图两只电压表的指针均指在刻度盘正中央,以下正确的是( )
A.通过的电流小于通过的电流
B.两端的电压与两端的电压相等
C.电阻值大于电阻值
D.相同时间消耗的电能小于消耗的电能
【答案】D
【详解】A.由图可知,R1与R2串联,所以通过R1的电流等于通过R2的电流,故A错误;
B.因两电压表的指针位置相同,但R2两端电压表的量程比R1两端的量程大,所以R1两端的电压小于R2两端的电压,故B错误;
C.根据可知,R1电阻值小于R2电阻值,故C错误;
D.根据W=UIt可知,R1消耗的电能小于R2消耗的电能,故D正确。
故选D。
7.如图所示电路,电源两端电压不变。闭合开关S后,当滑片P移至某一位置时,热敏电阻R两端的电压为U1=6V,热敏电阻R的功率为P1=3W,此时滑动变阻器的功率为P2=1.5W;当滑片P移至另一点时,电流表的示数为0.4A,电压表的示数变化了2V( )
A.热敏电阻R两端电压为6V时,电流表的示数为0.5A
B.热敏电阻R两端电压为6V时,滑动变阻器两端电压为6V
C.当电流表示数为0.4A时,热敏电阻阻值为12.5Ω
D.当电流表示数为0.4A时,热敏电阻R在1分钟内消耗的电能1.6J
【答案】A
【详解】AB.开关闭合后,热敏电阻和滑动变阻器串联,电流表测该电路电流,电压表测滑动变阻器两端的电压。当滑片P移至某一位置时,热敏电阻R两端的电压为U1=6V,热敏电阻R的功率为P1=3W,则电路中的电流为
根据串联电路电流处处都相等可知,通过滑动变阻器的电流为0.5A,此时滑动变阻器的功率为P2=1.5W,则滑动变阻器两端电压为
故A符合题意,B不符合题意;
CD.当滑片P移至另一点时,电流表的示数为0.4A,电压表的示数变化了2V。通过电路的电流变小,由欧姆定律可得电路总电阻变大,串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变大了2V,热敏电阻两端的电压减小了2V,此时热敏电阻两端的电压为
U1'=U1-2V=6V-2V=4V
热敏电阻的阻值为
当电流表的示数为0.4A时,热敏电阻R在1分钟内消耗的电能
W=U1'I1't=4V×0.4A×60s=96J
故CD不符合题意。
故选A。
8.如图甲,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片从a端滑到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。以下分析错误的是( )
A.电源电压是3V
B.R1的电阻值是10Ω
C.R2的最大电阻值是20Ω
D.当滑片P移到中点时,电阻R2工作10s消耗4J的电能
【答案】D
【详解】AB.由图甲可知,两电阻串联,电压表测R1的电压,电流表测电路的电流;变阻器滑片在a端时,变阻器的最大电阻与R1串联,电路的电流最小,由图乙可知,此时电路中的电流I1=0.1A,对应的电压表示数为U1=1V,则R1的阻值
变阻器滑片滑在b端时,电路为R1的简单电路,电压表示数即电源电压,由图乙知,电源电压U=3V,故AB正确,不符合题意;
C.变阻器滑片在a端时,根据串联电路的电压特点可知,R2两端的电压U2=U﹣U1=3V﹣1V=2V
R2的最大值
故C正确,不符合题意;
D.当滑片P移到中点时,变阻器连入电路的电阻
根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻R总=R1+R滑=10Ω+10Ω=20Ω
电路中的电流
电阻R2工作10s消耗的电能
故D错误,符合题意。
故选D。
9.图甲是小汇家安装的电能表,该电能表的标定电流为 A。图乙分别是他家上月初和本月初电能表的示数,则他家上月用电 kW•h。
【答案】 10 104.6
【详解】[1]由图甲电能表可知,10(20)A表示电能表的标定电流为10A,电能表的额定最大电流为20A。
[2]由图乙可知,小汇家本月初的电能表示数为3846.2kW•h,上月初的电能表示数为3741.6kW•h,则他家上月的用电量W=3846.2kW•h-3741.6kW•h=104.6kW•h
10.已知电阻,若将串联在电路中,则相同时间内,电流通过所做的功= ;若将并联接入电路中,则相同时间内,电流通过所做的功= 。
【答案】3:5 5:3
【详解】[1]当R1、R2串联时,通过它们的电流相等,通电时间相同。则相同时间内电流通过R1、R2所做的功之比
[2]当R1、R2并联时,它们两端的电压相等,通电时间相同。则相同时间内电流通过R1、R2所做的功之比
11.电阻、并联在电路中,在相同时间内消耗的电能之比为,则它们的阻值之比为 ;若将它们串联在电路中,相同时间内电流做功之比为 。
【答案】 3∶2 3∶2
【详解】[1]因并联电路中各支路两端电压相等,即
所以由可得,电阻、的电阻之比
[2]因串联电路中电流处处相等,所以由可得,相同时间内电流做功之比为
12.如图所示,电源电压保持不变,和为两个定值电阻,其中。只闭合开关时,电流表的示数为0.3A;同时闭合开关、时,电流表的示数为0.5A。则电源电压为 V,同时闭合开关、,通电100s,消耗的电能为 J。
【答案】6 120
【详解】[1]只闭合开关时,电路中只有接入电路,根据欧姆定律,则电源电压
[2]同时闭合开关、时,和并联,电流表测干路电流,则干路电流,因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以通过的电流仍为0.3A,根据并联电路的电流特点,干路电流等于各支路电流之和,可得通过的电流
根据电能公式,则通电100s,消耗的电能
13.如图所示,电源电压不变,电阻。闭合开关S,电流表的示数为0.1A,电流表的示数为0.5A,电阻,则通电1min,电阻消耗的电能为 J。
【答案】4.8
【详解】闭合开关S后,电阻和电阻串联后与电阻并联,电流表测量通过的电流,电流表测量干路中的电流。电源电压
根据并联电流规律,通过的电流
则电阻和电阻的总电阻为
则电阻阻值为
则通电1min,电阻消耗的电能为
14.如图所示,规格为2.5V的小灯泡L与阻值为10Ω的定值电阻串联接入电路中,闭合开关S,电压表示数为2V,灯泡L正常发光。设灯泡电阻不变,求:
(1)电源电压U;
(2)通过小灯泡L的电流IL;
(3)通电10s,整个电路消耗的电能W。
【详解】(1)分析电路图可知,闭合开关后,灯L与定值电阻R串联。此时灯正常发光,灯两端的电压为2.5V。电压表测量R两端的电压示数为2V。根据串联电路的电压规律可知电源电压为
(2)灯L与定值电阻R串联。根据串联电路的电流规律可知,通过灯L的电流为
(3)通电10s,整个电路消耗的电能为
15.如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻,闭合开关S,干路电流为。求:
(1)通过的电流;
(2)定值电阻的阻值;
(3)通电10s,整个电路电流所做的功W。
【详解】(1)由图可知,闭合开关,两电阻并联。根据欧姆定律可得通过的电流
(2)根据并联电路的电流特点可得通过的电流
根据欧姆定律可知定值电阻的阻值
(3)通电10s,整个电路电流所做的功
16.如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,R2=60Ω。当开关S3闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数。
(3)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,通电2分钟时电路所消耗的电能是多少焦耳?
【详解】(1)当开关S3闭合,S1、S2都断开时,R1与R2串联,电路的总电阻
电源电压
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,通过R1的电流
通过R2的电流
电流表测干路电流,则电流表的示数
(3)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,通电2分钟时电路所消耗的电能
【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.(2024·四川广元·中考真题)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。
3.(2025·江苏淮安·中考真题)小明家电能表3月底的示数为,4月底的示数为。小明家4月份用电 kW·h。若电费按每千瓦时0.5元计算,则小明家4月份应交电费 元。
【答案】 120 60
【详解】[1]电能表的读数最后一位是小数位。3月底示数为2158.2kW·h,4月底示数为2278.2kW·h。4月份用电量为2278.2kW·h−2158.2kW·h=120kW·h
[2]已知电费每千瓦时0.5元,4月份应交电费为120kW·h×0.5元/kW·h=60元
4.(2025·江苏常州·中考真题)小明在水壶中装入质量为、初温为的水,放在燃气灶上加热,在标准大气压下把水加热至恰好沸腾,消耗的天然气。已知、,此过程中,天然气完全燃烧释放热量 ,水吸收热量 ,该燃气灶烧水的效率为 。若在额定电压下,用电阻丝阻值为的电热壶完成上述烧水过程,不计热损失,通电时间为 。
【答案】 44% 420
【详解】[1]完全燃烧的天然气放出的热量为
[2]在标准大气压下把水加热至恰好沸腾,水的末温为100℃,该过程中水吸收的热量为
[3]该燃气灶烧水的效率为
[4]不计热损失,水吸收的热量和电阻丝消耗的电能大小相等为
根据可得需要的时间为
5.(2025·山东潍坊·中考真题)某款纯电新能源汽车进行道路测试,以的速度匀速直线行驶,共持续行驶,行驶时汽车所受阻力为,其电动机工作的效率为。求:
(1)汽车行驶的路程;
(2)汽车牵引力做的功;
(3)电动机消耗的电能。
【详解】(1)已知 ,,汽车行驶的路程
(2)匀速行驶时牵引力 ,汽车牵引力做的功
(3)电动机效率,电能转化为机械能的效率为,则电动机消耗的电能
6.(2025·甘肃兰州·中考真题)如图所示的电路中,电源电压恒为3V,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2) 电压表的示数U2;
(3)电流在100s内通过电阻R2所做的功W2。
【详解】(1)两个电阻是串联的,电压表测量的是定值电阻R2两端的电压U2;电路中的总电阻为
电阻R2的阻值
(2)电压表的示数为
(3)电流在100s内通过电阻R2所做的功为
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