15.1 电能、电功（重难点专练）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

**基本信息** 聚焦电能、电功核心概念，以题型为载体构建从基础认知到电路应用的递进训练体系，融合物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电能和电能表|5题|电能表读数、电能计算、能量转化判断|从电能表工具认知切入，建立电能与生活的联系| |电功的理解|5题|电功实质、影响因素、实验探究（转换法）|通过概念辨析与实验，深化能量转化与电功要素的物理观念| |电功的计算和应用|5题|公式W=UIt及变式计算、实际场景应用（充电宝/电热水壶）|从公式推导到实际问题，培养科学推理与应用能力| |串并联电路电功的分析|5题|比例计算、结合欧姆定律的电路分析|基于电路模型，构建电功与电阻、电流的定量关系|

15.1 电能、电功 题型01 电能和电能表 题型02 电功的理解 题型03 电功的计算和应用 题型04 串、并联电路电功的分析 ▌题型01 电能和电能表 1．如图所示，为小明家上周初和周末的电能表表盘，则上周消耗的电能为___________kW·h。 2．电池是移动电子设备的重要组成部分。给手机充电时，手机电池相当于简单电路中的______；使用手机时，手机电池的______能转化为电能。 3．“垃圾分类，让垃圾变成资源！”既美化环境，又促进资源的有效利用，垃圾分类环保驿站进入校园。以下相关叙述，说法正确的是（　　） A．垃圾桶中的小铁片有一定的体积，与分子间存在着作用力有关 B．垃圾桶中的废弃塑料片是绝缘体，它不容易导电也不能够带电 C．垃圾分类箱上边的照明灯总是同时亮，是因为它们串联连接的 D．焚烧垃圾可以发电，垃圾燃烧时可以直接将化学能转化为电能 4．如图所示是小明家上月初和月末的电能表盘示意图，他家可装用电器的最大功率为__________W。每度电的电费是0.5元，则上月小明家应付电费_________元；若电路中只有一盏标有“220V，20W”的灯正常工作10h，电能表的表盘指示灯闪烁_________次。 5．小明4月底观察到自己家里的电能表如图所示，5月底再观察时，发现电能表示数为 ，则他家5月份消耗的电能为_____；如果电能表在某段时间内转盘转了，那么该电路中的用电器在这段时间内消耗的电能为__________。 ▌题型02 电功的理解 6．有一块手机电池，标有3.7 V，容量为5000 mA•h，它充满电后存储了多少电能？ 7．某风力发电机工作时，当风速达到12 m/s时，输出功率为1500 kW，在此功率下发电机工作10 s可发电______________J。当3 m/s≤风速≤12 m/s时，发电功率与风速的三次方成正比，当风速为6 m/s时，发电机的输出功率为__________kW。 8．电功 (1)实质：电能转化为其它形式的能的过程也可以说是______的过程； (2)影响电功大小的因素：______、______、______； (3)计算公式：______。推导式为（仅适用于纯电阻电路）。 9．在利用灯泡探究‘电流做功与哪些因素有关’的实验中： (1)实验中通过观察_____来比较电流做功的多少，这种研究方法叫_____； (2)为了探究电流做功与电压的关系，应控制______和____相同，改变电阻两端的电压； (3)实验得出结论：电流做功与电压、电流和通电时间有关，在电流和通电时间相同时，电压越大，电流做功越_____。 10．关于电功，下列说法不正确的是（　　） A．电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能 B．电流做功的过程就是消耗电能的过程 C．用电能表可以测量电流做功的多少 D．电流越大，电流做功就一定越多 ▌题型03 电功的计算和应用 11．小林发现家里新买了一款恒温电热水壶，说明书显示该电热水壶额定加热工作电压为220V，额定加热工作电流为2A，下列说法正确的是（     ） A．正常工作时的电阻为50Ω B．该电热水壶加热工作1分钟消耗440J电能 C．它可以在110V的电压下正常工作 D．该电热水壶加热工作1小时消耗1584000J电能 12．某品牌充电宝容量为6000 mA·h，即用600 mA的电流需要充电10 h才能充满，已知充电电压为5 V。当剩余电量为0时，小明给充电宝进行充电，在不计充电过程中的能量损失情况下，若给充电宝充满电，则需要消耗的电能为______J。 13．暑假小明随爸妈出国旅游，看见机场有规定：“严禁携带额定能量超过160 W·h的充电宝搭乘飞机。”我们知道W是功率的单位瓦，h是时间的单位时，所限定的160 W·h是指能量的大小。求： (1)所限定的160 W·h能量的大小是多少焦耳？ (2)小明爸爸能否把“电池容量为20000 mA·h/3.7 V”充电宝搭乘飞机？ (3)假设把一个物体缓慢举高1 m所做的功恰好等于160 W·h，该物体的质量有多大？g取10 N/kg。 14．小张用图甲所示的电路探究电压一定时，电流与电阻的关系，他在实验室准备了如下器材：电压不变的电源，规格为“50Ω  1A”的滑动变阻器，图乙所示的旋盘式电阻箱，已调零的电压表和电流表，开关和导线，他连好探究电路进行实验，多次收集实验数据，绘出了图丙所示的平滑曲线。 (1)当电路中的电流为0.6A时，求电压表的示数； (2)滑动变阻器接入的电阻值为5Ω时，电流表示数刚好为0.3A，求电源电压； (3)依据题中条件，电阻箱可接入的电阻值最大时，持续通电1min，求电阻箱消耗的电能。 15．使用一盏调光灯，在1min内灯丝两端的电压由220V降到100V，通过它的电流由0.25A降到0.15A，此过程中灯丝消耗的电能是1800J，可知电流通过灯丝所做的功为（     ） A．720J B．3300J C．1800J D．900J ▌题型04 串、并联电路电功的分析 16．甲、乙两个电阻，电阻之比是2：3，则串联时两电阻的电压之比=____________，电流之比=____________，相同时间内消耗电能之比=____________。 17．（多选）如图，电源电压保持不变，当开关S闭合后，灯L1、L2都能正常工作，且甲、乙两个电表的示数之比是3:4，通电10min后，下列说法正确的是（　　） A．L1、L2消耗的电能之比是1:3 B．L1、L2消耗的电能之比是3:1 C．L1、L2两端的电压之比1:3 D．L1、L2两端的电压之比3:4 18．如图是甲、乙两个定值电阻的电流与电压关系的图像，根据图像可得R甲:R乙=________，若将甲、乙并联后接在同一电路上，在相同时间内消耗的电功W甲:W乙=________ 19．两电阻R1=3Ω，R2=6Ω，把它们串联接在电源电压为3V的电路两端，总电阻R总=_____Ω，R1两端的电压U1=____V；当R1与R2并联在原电路两端时，干路电流I总= ______A，R1与R2两端的电压之比U1:U2=___________，R1与R2的电功之比W1:W2=__________． 20．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=______。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 15.1 电能、电功 题型01 电能和电能表 题型02 电功的理解 题型03 电功的计算和应用 题型04 串、并联电路电功的分析 ▌题型01 电能和电能表 1．如图所示，为小明家上周初和周末的电能表表盘，则上周消耗的电能为___________kW·h。 【答案】40 【详解】上周初电能表的示数为741.5 kW·h，周末电能表的示数为781.5 kW·h，则上周消耗的电能 2．电池是移动电子设备的重要组成部分。给手机充电时，手机电池相当于简单电路中的______；使用手机时，手机电池的______能转化为电能。 【答案】 用电器 化学 【详解】[1]给手机电池充电时，电池消耗电能，相当于简单电路中的用电器。 [2]使用手机时，手机电池提供电能，相当于简单电路中的电源，将化学能转化为电能。 3．“垃圾分类，让垃圾变成资源！”既美化环境，又促进资源的有效利用，垃圾分类环保驿站进入校园。以下相关叙述，说法正确的是（　　） A．垃圾桶中的小铁片有一定的体积，与分子间存在着作用力有关 B．垃圾桶中的废弃塑料片是绝缘体，它不容易导电也不能够带电 C．垃圾分类箱上边的照明灯总是同时亮，是因为它们串联连接的 D．焚烧垃圾可以发电，垃圾燃烧时可以直接将化学能转化为电能 【答案】A 【详解】A．正是由于分子间作用力的存在，才使得固体（如小铁片）的分子能够聚集在一起，保持相对固定的位置，从而使固体具有一定的体积和形状。故A正确； B．废弃塑料片是绝缘体，不容易导电，但是，绝缘体可以通过摩擦等方式带电，例如用毛皮摩擦过的塑料棒可以带电吸引轻小物体。故B错误； C．垃圾分类箱上边的照明灯总是同时亮、同时灭，是由一个总开关控制的。为了保证其中一个灯损坏后，其他灯仍能正常工作，它们之间应该是并联的。故C错误； D．焚烧垃圾发电的能量转化过程是：垃圾燃烧，将化学能转化为内能；水吸收内能变成高温高压的水蒸气，推动汽轮机转动，将内能转化为机械能；汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能。故D错误。 故选A。 4．如图所示是小明家上月初和月末的电能表盘示意图，他家可装用电器的最大功率为__________W。每度电的电费是0.5元，则上月小明家应付电费_________元；若电路中只有一盏标有“220V，20W”的灯正常工作10h，电能表的表盘指示灯闪烁_________次。 【答案】 4400 62.5 320 【详解】[1]由图可知，电能表的工作电压U=220V，平时工作允许通过的最大电流I最大=20A，则小明家允许接入用电器的最大功率 [2]电能表读数的最后一位是小数，单位，由图可知，电能表上月初示数为5588.4，月末示数为5713.4，则本月用电量 每度电电费0.5元，小明家这个月的电费是 灯的额定功率P额=20W=0.02kW 由可知，电灯正常工作10h，消耗的电能为 故消耗0.2kW·h电能时，指示灯闪烁次数 5．小明4月底观察到自己家里的电能表如图所示，5月底再观察时，发现电能表示数为 ，则他家5月份消耗的电能为_____；如果电能表在某段时间内转盘转了，那么该电路中的用电器在这段时间内消耗的电能为__________。 【答案】 【详解】由图可知，他家5月份消耗的电能 电能表转盘转动了300转时，电路中的用电器消耗的电能 ▌题型02 电功的理解 6．有一块手机电池，标有3.7 V，容量为5000 mA•h，它充满电后存储了多少电能？ 【答案】 【详解】由电能公式，可得电池充满电后储存电能 7．某风力发电机工作时，当风速达到12 m/s时，输出功率为1500 kW，在此功率下发电机工作10 s可发电______________J。当3 m/s≤风速≤12 m/s时，发电功率与风速的三次方成正比，当风速为6 m/s时，发电机的输出功率为__________kW。 【答案】 187.5 【详解】发电机工作发电量 设发电功率与风速的关系为（为比例常数）。当时，；当时，，代入数值得，解得 8．电功 (1)实质：电能转化为其它形式的能的过程也可以说是______的过程； (2)影响电功大小的因素：______、______、______； (3)计算公式：______。推导式为（仅适用于纯电阻电路）。 【答案】(1)电流做功 (2) 电压 电流 时间 (3) 【详解】（1）电功的实质是电流做功，是电能转化为其他形式能的过程。 （2）根据电功的计算公式可知，影响电功大小的因素是电压、电流和通电时间。 （3）略 9．在利用灯泡探究‘电流做功与哪些因素有关’的实验中： (1)实验中通过观察_____来比较电流做功的多少，这种研究方法叫_____； (2)为了探究电流做功与电压的关系，应控制______和____相同，改变电阻两端的电压； (3)实验得出结论：电流做功与电压、电流和通电时间有关，在电流和通电时间相同时，电压越大，电流做功越_____。 【答案】(1) 灯泡的亮度 转换法 (2) 电流 通电时间 (3)多 【详解】（1）[1][2]电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，灯泡越亮，说明转化的内能和光能越多，电流做功越多，将不易直接测量的电流做功多少，转换为容易观察的灯泡亮度来比较，这种实验方法叫转换法。 （2）[1][2]探究电流做功与电压的关系时，需采用控制变量法，保持电流和通电时间不变，只改变电阻两端的电压。 （3）实验可得出结论：在电流和通电时间相同时，电压越大，电流做功越多。 10．关于电功，下列说法不正确的是（　　） A．电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能 B．电流做功的过程就是消耗电能的过程 C．用电能表可以测量电流做功的多少 D．电流越大，电流做功就一定越多 【答案】D 【详解】A．根据能量守恒定律可知，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故A正确，不符合题意； B．电流做功的过程，就是消耗电能的过程，电流做功越多，消耗的电能就越多，故B正确，不符合题意； C．电能表是用来测量电流做功的多少的仪器，可以直接用电能表测量电流做功的多少，故C正确，不符合题意； D．由可知，电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关，电流越大，电流做功不一定越多，故D错误，符合题意。 故选D。 ▌题型03 电功的计算和应用 11．小林发现家里新买了一款恒温电热水壶，说明书显示该电热水壶额定加热工作电压为220V，额定加热工作电流为2A，下列说法正确的是（     ） A．正常工作时的电阻为50Ω B．该电热水壶加热工作1分钟消耗440J电能 C．它可以在110V的电压下正常工作 D．该电热水壶加热工作1小时消耗1584000J电能 【答案】D 【详解】A．根据欧姆定律，正常工作时的电阻，故A错误； B．工作时间，消耗电能，故B错误； C．电热水壶的额定工作电压为220V，110V远低于额定电压，无法正常工作，故C错误； D．工作时间，消耗电能，故D正确。 故选D。 12．某品牌充电宝容量为6000 mA·h，即用600 mA的电流需要充电10 h才能充满，已知充电电压为5 V。当剩余电量为0时，小明给充电宝进行充电，在不计充电过程中的能量损失情况下，若给充电宝充满电，则需要消耗的电能为______J。 【答案】/108000 【详解】给充电宝充满电，则需要消耗的电能为 13．暑假小明随爸妈出国旅游，看见机场有规定：“严禁携带额定能量超过160 W·h的充电宝搭乘飞机。”我们知道W是功率的单位瓦，h是时间的单位时，所限定的160 W·h是指能量的大小。求： (1)所限定的160 W·h能量的大小是多少焦耳？ (2)小明爸爸能否把“电池容量为20000 mA·h/3.7 V”充电宝搭乘飞机？ (3)假设把一个物体缓慢举高1 m所做的功恰好等于160 W·h，该物体的质量有多大？g取10 N/kg。 【答案】(1) (2) 可以携带，该充电宝额定能量为，小于规定的 (3) 【详解】（1）由题可得 （2）由题可知，电池容量 故符合携带规定 （3）根据题意可知，克服重力做功等于限定能量，由得 14．小张用图甲所示的电路探究电压一定时，电流与电阻的关系，他在实验室准备了如下器材：电压不变的电源，规格为“50Ω  1A”的滑动变阻器，图乙所示的旋盘式电阻箱，已调零的电压表和电流表，开关和导线，他连好探究电路进行实验，多次收集实验数据，绘出了图丙所示的平滑曲线。 (1)当电路中的电流为0.6A时，求电压表的示数； (2)滑动变阻器接入的电阻值为5Ω时，电流表示数刚好为0.3A，求电源电压； (3)依据题中条件，电阻箱可接入的电阻值最大时，持续通电1min，求电阻箱消耗的电能。 【答案】(1)2V (2)3.5V (3)3.6J 【详解】（1）由丙图可知，任意取点可得电阻箱两端电压 实验中该电压保持不变，因此电流为时，电压表示数仍为。 （2）电阻箱与滑动变阻器串联，电流处处相等，当电流、时，滑动变阻器两端电压 电源电压 （3）当滑动变阻器接入最大阻值时，电阻箱可接入阻值最大，此时滑动变阻器两端电压 电路电流 通电时间 电阻箱消耗的电能 15．使用一盏调光灯，在1min内灯丝两端的电压由220V降到100V，通过它的电流由0.25A降到0.15A，此过程中灯丝消耗的电能是1800J，可知电流通过灯丝所做的功为（     ） A．720J B．3300J C．1800J D．900J 【答案】C 【详解】电流做功的过程就是用电器消耗电能的过程，电流做了多少功，就等于用电器消耗了多少电能。 题干已经说明此过程中灯丝消耗的电能为，因此电流通过灯丝所做的功就等于，故选C。 ▌题型04 串、并联电路电功的分析 16．甲、乙两个电阻，电阻之比是2：3，则串联时两电阻的电压之比=____________，电流之比=____________，相同时间内消耗电能之比=____________。 【答案】 2:3 1:1 2:3 【详解】串联电路中电流处处相等，所以电流之比；根据欧姆定律，当电流相同时，电压与电阻成正比。因此串联时两电阻的电压之比 消耗的电能可通过公式计算，甲、乙两个电阻串联，通过电流相同、通电时间相同，消耗的电能与电阻成正比，故 17．（多选）如图，电源电压保持不变，当开关S闭合后，灯L1、L2都能正常工作，且甲、乙两个电表的示数之比是3:4，通电10min后，下列说法正确的是（　　） A．L1、L2消耗的电能之比是1:3 B．L1、L2消耗的电能之比是3:1 C．L1、L2两端的电压之比1:3 D．L1、L2两端的电压之比3:4 【答案】AC 【详解】由电路图知，甲乙两个都是电压表，若甲是电流表，闭合开关S后，灯L1被短路，若乙是电流表，则电源被短路，且两灯串联在电路中，甲测灯L2的电压，乙测电源电压。由题意知，两个电压表的示数之比为3:4，由串联电路的特点知，L1、L2两灯的电压之比为1:3，那么两灯的电阻之比 R1:R2=1:3 据W=I2Rt知，通电10min，两灯消耗的电能之比1:3。故BD错误，AC正确。 故选AC。 18．如图是甲、乙两个定值电阻的电流与电压关系的图像，根据图像可得R甲:R乙=________，若将甲、乙并联后接在同一电路上，在相同时间内消耗的电功W甲:W乙=________ 【答案】 1:4 4:1 【详解】[1]由图像可知，当通过两电阻电流为I0时U甲＝U0，U乙＝4U0，根据可得 甲乙两电阻之比为 [2]根据W＝UIt，可得 则有 故 19．两电阻R1=3Ω，R2=6Ω，把它们串联接在电源电压为3V的电路两端，总电阻R总=_____Ω，R1两端的电压U1=____V；当R1与R2并联在原电路两端时，干路电流I总= ______A，R1与R2两端的电压之比U1:U2=___________，R1与R2的电功之比W1:W2=__________． 【答案】 9 1 1.5 1:1 2:1 【详解】根据串联总电阻等于各个分电阻之和得总电阻为： R总= R1+ R2=3Ω+6Ω=9Ω， 根据欧姆定律得电路中的电流为： I===A，R1两端的电压： U1=IR1=(1/3)A ×3Ω=1V； 当R1与R2并联在原电路两端时，并联电路中总电流等于各个支路电流之和，干路电流： I总=I1+I2=+=+=1A+0.5A=1.5A； 并联电路中，各个支路电压相等，所以R1与R2两端的电压之比 U1:U1=1:1，R1与R2的电功之比 W1:W2=U1I1t:U2I2t=I1:I2=1A:0.5A=2:1。 20．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 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $