15.1 电能、电功（讲义）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

本初中物理讲义聚焦电能、电功核心知识点，从电能的本质、单位及转化入手，通过电能表参数认读与耗电计算搭建桥梁，最终深入电功的含义、公式及实质，形成递进式学习支架。 资料以“知识点+随学随练+分层题型”设计，结合家庭用电分析、电路计算等实例，培养学生能量观念与科学思维，课中辅助教师高效授课，课后助力学生分层巩固，查漏补缺，提升解决实际问题的能力。

第十五章 电流做功 第1节 电能、电功 课标要点 1.知道电能来源与转化、电能单位； 2.会认读电能表各项参数、计算消耗电能； 3.理解电功含义，掌握电功计算公式，知晓电流做功实质。 学习重难点 重点：电能单位换算、电能表读数与耗电计算；电功公式简单计算。 难点：理解电功与电能的关系；电能表铭牌参数含义。 知识点 电能 1.本质：电能属于能量的一种形式。 2.能量转化用电器工作时，将电能转化为其他形式的能，也就是电流做功的过程。 举例：电灯：电能→光能、内能；电热器：电能→内能；电动机：电能→机械能。 3.电源作用：把化学能、机械能等其他形式能转化为电能。 4.单位①国际主单位：焦耳，符号J②日常生活常用单位：千瓦时（kW⋅h），俗称：度换算关系：1度=1KW·H=3.6×106J 随学随练如图所示，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 知识点 电能表（重点） 电能表： 测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。 表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是小数，即1234.5 kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。 “220 V”表示这个电能表的额定电压是220V，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。 “50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用； “600 revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过600转。 随学随练欣怡家9月末和10月末电能表表盘示数如图所示，则欣怡家10月份用电______，若以当地电价0.5元/度计算，欣怡家10月份应缴纳电费______元。将某用电器单独接在该电能表上工作一段时间后，电能表转盘转了600转，该用电器在上述时间内消耗的电能为______J。 知识点 电功（难点） （1）定义：电流所做的功叫电功。电功的符号是W （2）单位：焦耳（焦，J）。电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。1kW·h＝3.6×106J 电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。 （3）公式： ①W=UIt U= I= t = ②W=I2Rt I2= I = R= t = ③W=t U2= U = R = t = ④W=UQ U= Q = ⑤ W=Pt P= t= （4）公式中的物理量： W—电能—焦耳（J） U—电压—伏特（V） I—电流—安培（A） t—时间—秒（s） R—电阻—欧姆（Ω） Q—电荷量—库伦（C） P—功率—瓦特（W） 随学随练当开关S闭合时，两灯并联，干路中的电流是2A，灯泡L1的电阻是10Ω，L2的电阻是40Ω。通电10分钟，L1消耗的电能和L2消耗的电能之比是（　　） A．1:4 B．4:1 C．1:1 D．5:1 题型 电能 活学活用在国际单位制中，电能的单位是（    ） A．牛顿 B．瓦特 C．焦耳 D．千瓦 题型 电能表 活学活用如图所示，电能表的读数是_____。 题型 电功 活学活用如图所示的电路中，电源电压恒为6V，电阻R2的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.5A，求： (1)电阻R1的阻值； (2)电流表A的示数； (3)通电10s时间内，电路消耗的电能。 基础通关 1．国际单位制中，电功的单位是（   ） A．焦耳（J） B．瓦特（W） C．伏特（V） D．安培（A） 2．(1)如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球时，观察到验电器的两片金属箔张开，其原因是___________（选填“同种”或“异种”）电荷相互排斥。 (2)下图中，电能表的示数为___________kWh。 3．结合以下三幅图完成此题。 (1)如图甲所示，电阻箱的示数是___________Ω。 (2)如图乙所示，电能表的示数是___________kW·h。 (3)如图丙所示，电压表的示数是___________V。 4． (1)如图甲所示，电阻箱的示数为________Ω。 (2)如图乙所示，电能表的示数为________kW·h。 5．如图所示的电路中，闭合开关S，小灯泡、均发光，下列说法正确的是（　　） A．灯和灯串联 B．通过灯的电流与通过灯的电流一定相等 C．灯消耗的电能与灯消耗的电能一样多 D．灯和灯两端的电压一定相等 素养提升 6．（多选）普通家用电动汽车的充电效率通常在90%左右，电网输送的电能在充入电池过程中会因线路、转换及发热产生少量损耗。当车辆以60 km/h匀速行驶时，整车用电效率约为50%，电池储存的电能一部分用于克服阻力做功，另一部分则消耗在电机工作、风阻、轮胎滚动阻力及车载电器等方面。下列说法正确的是（     ） A．电动汽车替代传统燃油汽车，能有效的减少空气污染 B．为电动汽车充电的目的是将电能转化为电池的内能 C．家用壁挂充电桩输出功率为7 kW，电动汽车充电1小时，消耗电能为7kW D．车辆以60 km/h匀速行驶时，充电时消耗1000 J电能，车辆克服阻力做功约为450 J 7．（多选）小十家买了一台无人机航拍器，可以实时传输图片。下表是它的部分参数，下面说法正确的是（　　） X55W航拍版 飞行时间：10分钟 飞行距离：100米 锂电池： 充电时间：分钟 A．锂电池充满电后的电能是 B．给航拍器充电时将电能转化为化学能 C．无人机的锂电池的输出电压约为 D．无人机在空中飞行时将机械能转化为电能 8．如图所示的电路中，电源两端电压保持不变。闭合开关S，电流表A的示数为0.5A，小灯泡L1的电阻R1为20Ω，小灯泡L2的电阻R2为5Ω。求： (1)电源电压U； (2)通电10s通过小灯泡L2的电流做的功W2。 9．甲、乙两个用电器并联后接在某一电源上，在相等的时间内，电流通过甲所做的功比乙的多，则（　　） A．甲两端的电压一定比乙的高 B．甲的电阻一定比乙的大 C．甲通过的电流一定比乙的大 D．甲将电能转化为内能一定比乙的多 10．如图所示，电源电压恒定，电阻，闭合开关S，电流表、的示数分别为0.5A和0.3A。求： (1)通过的电流； (2)电源电压； (3)通电10s电阻消耗的电能。 迁移创新 11．如图甲所示，电源两端电压U为6V并保持不变，、均为定值电阻且阻值为8Ω。当开关S闭合时，电压表示数如图乙所示。求： (1)电流表示数I； (2)电流在30s内通过定值电阻所做的功W。 12．粗细均匀、长度相同的两段电阻丝A和B，分别用材料甲和材料乙制成，电阻丝A比电阻丝B细。将它们并联在电路中同时工作一段时间，已知通过电阻丝A的电流大于通过电阻丝B的电流，下列说法正确的是（　　） A．电阻丝A的电阻大于电阻丝B的电阻 B．电阻丝A两端的电压大于电阻丝B两端的电压 C．电阻丝A消耗的电能比电阻丝B消耗的电能少 D．材料甲的导电性能比材料乙的导电性能强 13．现有两个定值电阻和，按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为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． B． C． D． 14．请阅读《智能机器人》并回答问题。 智能机器人 在人工智能技术飞速发展的今天，智能机器人已成为人们生活中的得力助手。 智能机器人拥有相当发达的“大脑”——中央处理器，能够处理海量信息。更重要的是，它通过多种信息传感器构建起敏锐的“感官”系统；视觉传感器如同它的“眼睛”，可以识别物体的形状、颜色和距离；听觉传感器让它能够接收语音指令；触觉和力觉传感器则赋予其“手足”以细腻的触感，从而实现轻柔抓取。所有这些信息汇集到“大脑”，经过处理和分析后，再通过“效应器”——主要是各种电动机，来驱动它的 “手”“脚”等运动部件，完成诸如搬运、送餐、清洁等复杂任务。机器人为了有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行进路线。 图甲是餐饮行业中使用的送餐智能机器人。该机器人具有过载自动保护系统，其电路原理可简化为如图乙所示的电路，此电路中的电源电压为12V，R0的阻值是10Ω，托盘上的压力传感器（可等效为可变电阻）阻值R随所受压力F变化的图像如图丙所示，触发器（不计其电阻）为电路的保护开关。当电路中的电流达到0.6A时，触发器断开，电铃会发声，提示过载。下表为机器人的部分参数，其中“电池的比能量”为电池充满电后，单位质量的电池所能输出的电能。当电池可输出的电能减为其满电状态的10%时，智能机器人进入自动回充状态，会自动寻找充电座充电。 电池的质量 减速器的减速比 30∶1 电池的比能量 驱动电机将电能转化为机械能的效率 60% 请根据上述材料，回答下列问题： (1)关于智能机器人，下列说法正确的是______（选填选项前的字母）。 A．智能机器人的视觉传感器只能识别颜色而不能识别形状 B．智能机器人的效应器通过电动机使“手”“脚”等动起来时，是将机械能转化为电能 C．触发器未断开时，智能机器人托起的物体质量越大，电路中的电流越大 D．该智能机器人所用的电池，每1kg的电池所能输出的电能为150J (2)为避免过载、托盘所受的压力应小于______N。 (3)若该机器人每行驶1m，消耗的电能不超过150J，机器人进入自动回充状态时，为确保其能顺利返回充电，机器人离充电座的路程不能超过______m。 15．近年来，多旋翼无人机发展迅速。无人机由于其机动性和灵活性强，广泛应用在航拍领域、火情勘测等方面。如图所示为某品牌四旋翼无人机。它采用4个电机带动旋翼（螺旋桨）转动，对下方空气施力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能，携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器。该无人机某次试飞时，未开启摄像头，从地面若以最大速度匀速直线上升，达到高处时立即静止（悬停），然后悬停（整个过程四个电动机同时工作）。下表是该无人机的部分参数，电动机将电能转化为机械能的效率为90%，无人机上升过程中所受的阻力为，无人机上升和悬停时电动机的功率是不同的，回答下列问题：（取） (1)无人机拍摄的图像是利用___________（选填“超声波”、“电磁波”）实时把信号传到遥控器显示器的，当锂离子电池放电工作时，化学能转化为___________。 整机质量 3 kg 电池额定电压 15 V 最大下降速度 2 m/s 电动机工作电压 12 V 最大上升速度 6 m/s 悬停时每个电动机功率 30 W 最大水平速度 16 m/s 电动机数量 4 (2)无人机垂直起飞时，增大四个旋翼的转速，无人机就会上升，下列情景中跟此无人机上升原理相同的是___________； A．飞机机翼产生向上的升力 B．人向另一船推了一下，两船同时向后运动 (3)该次试飞，无人机在上升过程中电动机消耗的电能是___________J。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十五章 电流做功 第1节 电能、电功 课标要点 1.知道电能来源与转化、电能单位； 2.会认读电能表各项参数、计算消耗电能； 3.理解电功含义，掌握电功计算公式，知晓电流做功实质。 学习重难点 重点：电能单位换算、电能表读数与耗电计算；电功公式简单计算。 难点：理解电功与电能的关系；电能表铭牌参数含义。 知识点 电能 1.本质：电能属于能量的一种形式。 2.能量转化用电器工作时，将电能转化为其他形式的能，也就是电流做功的过程。 举例：电灯：电能→光能、内能；电热器：电能→内能；电动机：电能→机械能。 3.电源作用：把化学能、机械能等其他形式能转化为电能。 4.单位①国际主单位：焦耳，符号J②日常生活常用单位：千瓦时（kW⋅h），俗称：度换算关系：1度=1KW·H=3.6×106J 随学随练如图所示，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。 知识点 电能表（重点） 电能表： 测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。 表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是小数，即1234.5 kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。 “220 V”表示这个电能表的额定电压是220V，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。 “50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用； “600 revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过600转。 随学随练欣怡家9月末和10月末电能表表盘示数如图所示，则欣怡家10月份用电______，若以当地电价0.5元/度计算，欣怡家10月份应缴纳电费______元。将某用电器单独接在该电能表上工作一段时间后，电能表转盘转了600转，该用电器在上述时间内消耗的电能为______J。 【答案】 240 120 【详解】[1]电表的单位是，最后一位数是小数，9月末的示数为，10月末的示数为，则10月消耗的电能为 [2]若以当地电价0.5元/度计算，欣怡家10月份应缴纳电费 [3]该电能表上标识，将某用电器单独接在该电能表上工作一段时间后，电能表转盘转了600转，该用电器在上述时间内消耗的电能为 知识点 电功（难点） （1）定义：电流所做的功叫电功。电功的符号是W （2）单位：焦耳（焦，J）。电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。1kW·h＝3.6×106J 电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。 （3）公式： ①W=UIt U= I= t = ②W=I2Rt I2= I = R= t = ③W=t U2= U = R = t = ④W=UQ U= Q = ⑤ W=Pt P= t= （4）公式中的物理量： W—电能—焦耳（J） U—电压—伏特（V） I—电流—安培（A） t—时间—秒（s） R—电阻—欧姆（Ω） Q—电荷量—库伦（C） P—功率—瓦特（W） 随学随练当开关S闭合时，两灯并联，干路中的电流是2A，灯泡L1的电阻是10Ω，L2的电阻是40Ω。通电10分钟，L1消耗的电能和L2消耗的电能之比是（　　） A．1:4 B．4:1 C．1:1 D．5:1 【答案】B 【详解】当开关S闭合时，两灯并联，灯泡两端的电压相等且等于电源电压；通电10分钟，L1消耗的电能和L2消耗的电能之比为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 题型 电能 活学活用在国际单位制中，电能的单位是（    ） A．牛顿 B．瓦特 C．焦耳 D．千瓦 【答案】C 【详解】A．牛顿是力的单位，与电能无关，故A错误； B．瓦特是功率的单位，表示单位时间做功多少，故B错误； C．焦耳是国际单位制中能量的单位，电能属于能量，故C正确； D．千瓦是功率单位“瓦特”的千倍，而“千瓦时”是电能常用单位，但非国际单位制单位，故D错误。 故选C。 题型 电能表 活学活用如图所示，电能表的读数是_____。 【答案】2026.6 【详解】电能表显示的数字中最后一位是小数，单位是。由图可知，电能表显示的数字为20266，最后一位是小数，所以电能表读数为2026.6。 题型 电功 活学活用如图所示的电路中，电源电压恒为6V，电阻R2的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.5A，求： (1)电阻R1的阻值； (2)电流表A的示数； (3)通电10s时间内，电路消耗的电能。 【答案】(1)12Ω (2)1.1A (3)66J 【详解】（1）闭合开关S后，R1和R2并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测量R1支路中的电流，故R1的阻值为 （2）R2支路中的电流 根据并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，即电流表A的示数 （3）通电10s时间内，电路消耗的电能 基础通关 1．国际单位制中，电功的单位是（   ） A．焦耳（J） B．瓦特（W） C．伏特（V） D．安培（A） 【答案】A 【详解】电功的单位是焦耳，电功率的单位是瓦特，电压的单位是伏特，电流的单位是安培，故A符合题意， BCD不符合题意。 故选A。 2．(1)如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球时，观察到验电器的两片金属箔张开，其原因是___________（选填“同种”或“异种”）电荷相互排斥。 (2)下图中，电能表的示数为___________kWh。 【答案】(1)同种 (2)1038.5 【详解】（1）用丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子带正电；该玻璃棒去接触不带电的验电器金属球，金属箔片失去电子带正电，两片金属箔带同种电荷，同种电荷相互排斥而张开。 （2）电能表的最后一位是小数位，单位为kW⋅h ，故图中电能表的示数为1038.5kW⋅h 。 3．结合以下三幅图完成此题。 (1)如图甲所示，电阻箱的示数是___________Ω。 (2)如图乙所示，电能表的示数是___________kW·h。 (3)如图丙所示，电压表的示数是___________V。 【答案】(1)5169 (2)2025.1 (3)2 【详解】（1）电阻箱的读数方法是：用每个旋钮对应的数字乘以其下方的倍数，再相加，即总阻值为 （2）电能表的最后一位是小数位，单位是，所以示数为 （3）电压表选用的是量程，分度值为，指针指向，所以示数为 4． (1)如图甲所示，电阻箱的示数为________Ω。 (2)如图乙所示，电能表的示数为________kW·h。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）如图甲所示，电阻箱的示数为 （2）电能表最后一位数为小数，如图乙所示，电能表的示数为。 5．如图所示的电路中，闭合开关S，小灯泡、均发光，下列说法正确的是（　　） A．灯和灯串联 B．通过灯的电流与通过灯的电流一定相等 C．灯消耗的电能与灯消耗的电能一样多 D．灯和灯两端的电压一定相等 【答案】D 【详解】A．如图所示，开关闭合后，电流从电源正极出发，电流有两条路径分别经过L1和L2，然后汇合回到电源负极，所以灯L1和灯L2是并联，不是串联，故A错误； B．在并联电路中，只有当两灯泡规格相同时，通过它们的电流才相等，若两灯泡规格不同，通过的电流不相等，由于题目未提及两灯泡规格是否相同，所以通过灯L1与L2的电流不一定相同，故B错误； CD．如图所示，两灯并联，根据并联电路电压规律可知，灯和灯两端的电压一定相等；开关在干路，控制两个灯泡，则它们工作时间t相等；因为它们的规格不一定相同，则通过的电流I不一定相等。根据可知，灯消耗的电能与灯消耗的电能不一定一样多，故C错误，D正确。 故选D。 素养提升 6．（多选）普通家用电动汽车的充电效率通常在90%左右，电网输送的电能在充入电池过程中会因线路、转换及发热产生少量损耗。当车辆以60 km/h匀速行驶时，整车用电效率约为50%，电池储存的电能一部分用于克服阻力做功，另一部分则消耗在电机工作、风阻、轮胎滚动阻力及车载电器等方面。下列说法正确的是（     ） A．电动汽车替代传统燃油汽车，能有效的减少空气污染 B．为电动汽车充电的目的是将电能转化为电池的内能 C．家用壁挂充电桩输出功率为7 kW，电动汽车充电1小时，消耗电能为7kW D．车辆以60 km/h匀速行驶时，充电时消耗1000 J电能，车辆克服阻力做功约为450 J 【答案】AD 【详解】A．传统燃油汽车燃烧化石燃料会排放一氧化碳、颗粒物等污染物，电动汽车依靠电能驱动，可减少尾气排放，有效降低空气污染，故A正确； B．电动汽车充电时，是将电能转化为电池内部的化学能储存起来，并非转化为内能，故B错误； C．电能的计算公式为，已知功率，时间，则消耗电能，是功率单位，不是电能单位，故C错误； D．充电效率为90%，则充入电池的电能为 车辆行驶时用电效率为50%，因此车辆获得的动能为 因此车辆克服阻力做的功为450 J，故D正确。 故选AD。 7．（多选）小十家买了一台无人机航拍器，可以实时传输图片。下表是它的部分参数，下面说法正确的是（　　） X55W航拍版 飞行时间：10分钟 飞行距离：100米 锂电池： 充电时间：分钟 A．锂电池充满电后的电能是 B．给航拍器充电时将电能转化为化学能 C．无人机的锂电池的输出电压约为 D．无人机在空中飞行时将机械能转化为电能 【答案】AB 【详解】A．锂电池充满电后的电能为，故A正确； B．给航拍器充电时，是将外部电源提供的电能转化为锂电池中的化学能储存起来，故B正确； C．由表格参数可知，无人机的锂电池的输出电压为3.7V，故C错误； D．无人机在空中飞行时消耗电能，转化为机械能，即将电能转化为机械能，故D错误。 故选AB。 8．如图所示的电路中，电源两端电压保持不变。闭合开关S，电流表A的示数为0.5A，小灯泡L1的电阻R1为20Ω，小灯泡L2的电阻R2为5Ω。求： (1)电源电压U； (2)通电10s通过小灯泡L2的电流做的功W2。 【答案】(1)10V (2)200J 【详解】（1）由图可知，闭合开关S，小灯泡L1和小灯泡L2并联，电流表A测量通过小灯泡L1的电流，即 根据并联电路电压特点及可得电源电压 （2）通过小灯泡L2的电流为 通电10s通过小灯泡L2的电流做的功为 9．甲、乙两个用电器并联后接在某一电源上，在相等的时间内，电流通过甲所做的功比乙的多，则（　　） A．甲两端的电压一定比乙的高 B．甲的电阻一定比乙的大 C．甲通过的电流一定比乙的大 D．甲将电能转化为内能一定比乙的多 【答案】C 【详解】AC．甲、乙两个用电器并联后接在某一电源上，根据并联电路的电压特点可知它们两端的电压相等，在相等的时间内，电流通过甲所做的功比乙的多，由可知，甲通过的电流比乙的大。故A错误，C正确； BD．两用电器消耗的电能可能转化为内能、机械能等其他形式，具体转化取决于用电器的类型和效率。题干未说明用电器类型，因此甲消耗的电能多，不一定转化为内能更多；根据可知，电压一定时，电流越大，电阻越小，即甲的电阻小于乙的电阻。故BD错误。 故选C。 10．如图所示，电源电压恒定，电阻，闭合开关S，电流表、的示数分别为0.5A和0.3A。求： (1)通过的电流； (2)电源电压； (3)通电10s电阻消耗的电能。 【答案】(1)0.2A (2)12V (3)36J 【详解】（1）由电路图可知，电阻和并联，电流表测量干路电流I，电流表测量通过的电流。根据并联电路的电流特点，干路电流等于各支路电流之和，则通过的电流为 （2）根据并联电路的电压特点，电源电压等于各支路两端的电压，则电源电压 （3）通电10s电阻消耗的电能为 迁移创新 11．如图甲所示，电源两端电压U为6V并保持不变，、均为定值电阻且阻值为8Ω。当开关S闭合时，电压表示数如图乙所示。求： (1)电流表示数I； (2)电流在30s内通过定值电阻所做的功W。 【答案】(1)0.5A (2)30J 【详解】（1）由电路图甲可知，定值电阻R1和R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流。由图乙可知，电压表选择的量程为0～3V，分度值为0.1V，因此电压表的示数，即R2两端的电压 根据串联电路电压的特点可知R1两端的电压为 根据欧姆定律可知电流表的示数 （2）电流在30s内通过定值电阻所做的功 12．粗细均匀、长度相同的两段电阻丝A和B，分别用材料甲和材料乙制成，电阻丝A比电阻丝B细。将它们并联在电路中同时工作一段时间，已知通过电阻丝A的电流大于通过电阻丝B的电流，下列说法正确的是（　　） A．电阻丝A的电阻大于电阻丝B的电阻 B．电阻丝A两端的电压大于电阻丝B两端的电压 C．电阻丝A消耗的电能比电阻丝B消耗的电能少 D．材料甲的导电性能比材料乙的导电性能强 【答案】D 【详解】B．根据并联电压规律，电阻丝A两端的电压等于电阻丝B两端的电压，故B错误； AD．电阻丝A两端的电压等于电阻丝B两端的电压，通过电阻丝A的电流大于通过电阻丝B的电流，根据可知，电阻丝A的电阻小于电阻丝B的电阻。因为材料和长度相同时，横截面积越小，导体电阻越大。电阻丝A和B长度相同，电阻丝A比电阻丝B细，但是电阻丝A的电阻小于电阻丝B的电阻，说明材料甲的导电性能比材料乙的导电性能强，故A错误，D正确； C．电阻丝A两端的电压等于电阻丝B两端的电压，通过电阻丝A的电流大于通过电阻丝B的电流，时间相同，根据可知，电阻丝A消耗的电能比电阻丝B消耗的电能多，故C错误。 故选D。 13．现有两个定值电阻和，按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为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． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据串联电路的电阻特点可知，甲图中的总电阻最大，根据并联电路的电阻特点可知，乙图中的总电阻最小，又由于R1<R2，则四个电路中的总电阻关系为，因电源的电压恒为U，且工作时间相等，由可知，，故B正确，ACD错误。 故选B。 14．请阅读《智能机器人》并回答问题。 智能机器人 在人工智能技术飞速发展的今天，智能机器人已成为人们生活中的得力助手。 智能机器人拥有相当发达的“大脑”——中央处理器，能够处理海量信息。更重要的是，它通过多种信息传感器构建起敏锐的“感官”系统；视觉传感器如同它的“眼睛”，可以识别物体的形状、颜色和距离；听觉传感器让它能够接收语音指令；触觉和力觉传感器则赋予其“手足”以细腻的触感，从而实现轻柔抓取。所有这些信息汇集到“大脑”，经过处理和分析后，再通过“效应器”——主要是各种电动机，来驱动它的 “手”“脚”等运动部件，完成诸如搬运、送餐、清洁等复杂任务。机器人为了有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行进路线。 图甲是餐饮行业中使用的送餐智能机器人。该机器人具有过载自动保护系统，其电路原理可简化为如图乙所示的电路，此电路中的电源电压为12V，R0的阻值是10Ω，托盘上的压力传感器（可等效为可变电阻）阻值R随所受压力F变化的图像如图丙所示，触发器（不计其电阻）为电路的保护开关。当电路中的电流达到0.6A时，触发器断开，电铃会发声，提示过载。下表为机器人的部分参数，其中“电池的比能量”为电池充满电后，单位质量的电池所能输出的电能。当电池可输出的电能减为其满电状态的10%时，智能机器人进入自动回充状态，会自动寻找充电座充电。 电池的质量 减速器的减速比 30∶1 电池的比能量 驱动电机将电能转化为机械能的效率 60% 请根据上述材料，回答下列问题： (1)关于智能机器人，下列说法正确的是______（选填选项前的字母）。 A．智能机器人的视觉传感器只能识别颜色而不能识别形状 B．智能机器人的效应器通过电动机使“手”“脚”等动起来时，是将机械能转化为电能 C．触发器未断开时，智能机器人托起的物体质量越大，电路中的电流越大 D．该智能机器人所用的电池，每1kg的电池所能输出的电能为150J (2)为避免过载、托盘所受的压力应小于______N。 (3)若该机器人每行驶1m，消耗的电能不超过150J，机器人进入自动回充状态时，为确保其能顺利返回充电，机器人离充电座的路程不能超过______m。 【答案】(1)C (2)175 (3)720 【详解】（1）A.由题意可知，视觉传感器如同它的“眼睛”，可以识别物体的形状、颜色和距离。故A错误； B．智能机器人的效应器通过电动机使“手”“脚”等动起来时，是将电能转化为机械能。故B错误； C．R0与R串联。触发器未断开时，智能机器人托起的物体质量越大，压力传感器受到的压力越大，R的阻值越小，电路中的电流越大。故C正确； D．该智能机器人所用的电池，每1kg的电池所能输出的电能为，故D错误。 故选C。 （2）分析电路可知，压力传感器和电阻串联。送餐机器人的手承受物体压力最大时，电路中的电流为0.6A，总电阻为 则此时压力传感器R的阻值为 由丙图可知对应压力，所以为避免过载、托盘所受的压力应小于175N。 （3）电池容量为 返回时电量为 该机器人每行驶1m，消耗的电能不超过150J，机器人进入自动回充状态时，为确保其能顺利返回充电，机器人离充电座的路程不能超过 15．近年来，多旋翼无人机发展迅速。无人机由于其机动性和灵活性强，广泛应用在航拍领域、火情勘测等方面。如图所示为某品牌四旋翼无人机。它采用4个电机带动旋翼（螺旋桨）转动，对下方空气施力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能，携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器。该无人机某次试飞时，未开启摄像头，从地面若以最大速度匀速直线上升，达到高处时立即静止（悬停），然后悬停（整个过程四个电动机同时工作）。下表是该无人机的部分参数，电动机将电能转化为机械能的效率为90%，无人机上升过程中所受的阻力为，无人机上升和悬停时电动机的功率是不同的，回答下列问题：（取） (1)无人机拍摄的图像是利用___________（选填“超声波”、“电磁波”）实时把信号传到遥控器显示器的，当锂离子电池放电工作时，化学能转化为___________。 整机质量 3 kg 电池额定电压 15 V 最大下降速度 2 m/s 电动机工作电压 12 V 最大上升速度 6 m/s 悬停时每个电动机功率 30 W 最大水平速度 16 m/s 电动机数量 4 (2)无人机垂直起飞时，增大四个旋翼的转速，无人机就会上升，下列情景中跟此无人机上升原理相同的是___________； A．飞机机翼产生向上的升力 B．人向另一船推了一下，两船同时向后运动 (3)该次试飞，无人机在上升过程中电动机消耗的电能是___________J。 【答案】(1) 电磁波 电能 (2)B (3) / 【详解】（1）无人机拍摄的图像属于无线信号传输，电磁波可以在空气中远距离传播，适合传输无线信号，因此是利用电磁波传递信号； 锂离子电池放电工作时，将储存的化学能转化为电能对外供电。 （2）无人机上升原理：旋翼对下方空气施加向下的力，根据物体间力的作用是相互的，空气给旋翼向上的反作用力，使无人机上升。 飞机机翼升力利用的是流体压强与流速的关系，原理不同；推船时，人对另一船施力，同时受到反作用力，两船同时后退，利用的是力的作用是相互的，和无人机上升原理相同。 故选B。 （3）无人机重力 无人机匀速上升时受力平衡，向上的动力等于重力与阻力之和 上升过程中电动机输出的机械能（有用功）为 已知转化效率，根据效率公式，可得消耗的电能 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $