17.1 电流做功(高效培优·讲义)物理新教材沪科版九年级全一册
2026-08-05
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2份
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58页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第一节 电流做功 |
| 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 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.87 MB |
| 发布时间 | 2026-08-05 |
| 更新时间 | 2026-08-05 |
| 作者 | 小乔 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-08-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59102219.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦“电流做功”核心知识点,系统梳理电流做功实质(电能转化为其他形式能)、电功公式W=UIt及单位换算,电能表读数与电费计算的原理。从生活实例理解概念,到公式应用与单位统一,再到电能表实操,构建完整学习支架。
资料以生活场景(如电扇、电饭锅)深化能量观念,避坑指南通过易错点辨析培养科学思维,分层练习(基础到思维挑战)提升应用能力。课中辅助教师突破重难点,课后助力学生查漏补缺,强化知识迁移与节能意识。
内容正文:
第17.1节 电流做功
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 认识电流做功
考点02 测算电费
03 避坑指南·解题通法
角度01 电流做功实质与电能转化辨析
角度02 电功公式应用与单位换算
角度03 电能表读数与电费计算
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1. 结合生活实例,认识电流做功的实质,知道电能与其他形式能的相互转化,理解电功与电能的关系。
2. 掌握电功的计算公式 W=UIt,明确各物理量的单位及换算关系,能进行简单的电功计算。
3. 认识电能表,学会读取电能表示数,能根据电能表数据计算家庭消耗的电能及电费。
4. 了解节约用电的意义,树立节能意识,能将电功知识与生产生活中的用电场景结合起来。
1. 结合用电器工作实例,分析电能转化形式,归纳电流做功的实质,夯实核心概念。
2. 通过例题演练,掌握电功公式的应用技巧,牢记单位换算规则,规范解题步骤。
3. 对比传统电能表与智能电能表的读数方法,总结电费计算的通用思路,强化实操能力。
4. 结合生活用电场景,分析用电耗能情况,培养节约用电的习惯,提升知识应用能力。
考点01 认识电流做功
1. 电流做功的实质
(1)用电器工作时,电流通过用电器做功,将电能转化为其他形式的能量。
(2)电灯发光:电能→ 和 ;
(3)电扇工作:电能→ ;
(4)电饭锅煮饭:电能→ 内能 。
(5)做功的过程总伴随着能量转化,电流做了多少功,就消耗了多少电能,电功是 。
2. 电功
(1)影响因素:电流所做的功与 、 和 成正比。
(2)公式: ,W ——电功(J),U ——电路两端的电压(V),I ——电路中的电流(A),t——通电时间(s)。
(3)单位:国际单位制中,电功的单位是 ,符号为 ;常用单位还有千瓦·时(kW·h),也称为“度”。换算关系:1 kW·h = = J。
3. 公式应用注意事项
(1)使用电功公式计算时,需统一单位:电压 U 的单位为伏特(V),电流 I 的单位为安培(A),时间 t 的单位为秒(s),此时电功 W 的单位为焦耳(J)。若已知条件中单位不统一,需先进行单位换算,再代入公式计算。
(2)公式 W=UIt为普适式,可以计算任意电路中电流做的功。
(3)推导:
① W=UIt结合,可推导出:
② W=UIt结合,可推导出:
以上两式只适用于纯电阻电路中计算电流做的功。
【深化点拨】
1. 电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,电功的大小等于消耗的电能,与用电器的工作状态无关。
2. 纯电阻电路中,电能全部转化为内能,电功等于产生的热量;非纯电阻电路中,电能除转化为内能外,还转化为其他形式的能(如机械能、光能),电功大于产生的热量。
3. 计算电功时,若涉及多个用电器串联或并联,总电功等于各用电器电功之和,即 W 总=W₁+W₂+…+Wn。
1.(25-26八年级上·河北邯郸·阶段检测)我们使用的各种家用电器就是把电能转化成其他形式的能量的电器。下列家用电器工作时,属于将电能转化为机械能的是( )
A.电饭煲 B.电熨斗 C.电风扇 D.电灯
2.(25-26九年级上·安徽淮南·阶段检测)日常生活中电能常用“千瓦时”即“度”做单位,1度电合________J。
3.电流通过电热水壶做功,电能转化为________能;电流通过电动机做功,电能主要转化为________能;给手机电池充电时,电能主要转化为_______能。
4.(25-26九年级下·全国·课后作业)一台家用洗衣机正常工作时的电压为220V,通过它的电流为1A,这台洗衣机正常工作10min,消耗的电能是多少?
考点02 测算电费
1. 电能表
电能表(又称电度表)是测量 (即消耗电能)的仪表,分为传统电能表和智能电能表两类。
传统电能表 智能电能表
传统电能表通过铝盘转动计数,智能电能表通过液晶屏显示数据,两者均能准确记录家庭消耗的电能。
2. 电能表的读数方法
(1)传统电能表:铝盘上方方框内的数字为消耗的电能总数,红色方框内的数字为小数位,单位为 kW·h。一段时间内消耗的电能等于前后两次示数的差值。表盘上的参数有特定含义,如“220V”表示工作电压,“10(20)A”表示标定电流为10A,额定最大电流为20A,“2500r/(kW·h)”表示每消耗1kW·h 电能,铝盘转2500圈。
(2)智能电能表:无转动铝盘,通过液晶屏直接显示用电量、实时功率等信息,按下按键可切换查看不同用电数据,读数时直接读取液晶屏上的数字即可,单位为 kW·h。
3. 电费计算方法
首先读取电能表本月末和上月末的示数,计算出本月消耗的电能(W=本月末示数-上月末示数),再乘以当地的电价,即可得出本月应缴纳的电费。计算公式:电费=消耗的电能(kW·h)×电价(元/kW·h)。
【深化点拨】
1. 电能表的示数最后一位是小数位,读数时需注意区分,避免误读。
2. 利用电能表参数可估算用电器消耗的电能,如根据铝盘转动圈数或脉冲灯闪烁次数,结合参数计算消耗的电能。
3. 节约用电可从减少用电器使用时间、选用节能电器等方面入手,既能降低电费支出,也能节约能源,践行绿色生活理念。
1.(2026·四川宜宾·二模)齐齐想要测量实验室内所有用电器在1个月内所用的电量,他应当使用的测量仪器是( )
A.寒暑表 B.刻度尺 C.电流表 D.电能表
2.(25-26九年级下·河北衡水·阶段检测)如图是一个电能表,对其中的重要参数,下列说法错误的是( )
A.“220V”是说这个电能表应该在220伏的电路中使用
B.“10(20)A”是说这个电能表使用时允许通过的电流为20安
C.“50Hz”是说这个电能表应在50赫兹的交流电路中使用
D.“600revs/kW•h”是说,接在这个电能表上的用电器,每消耗1千瓦时电能,转盘转过600转
3.(24-25九年级下·江苏徐州·阶段检测)如图所示分别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.小英家电路中的干路电流不得超过
B.小英家上个月消耗的电能为
C.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
D.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能
4.(25-26九年级上·河北邢台·期末)小明家的电能表12月初示数为5121.6kW·h,12月末示数为5321.6kW·h。若以当地电价0.6元/(kW·h)计算,小明家12月份应缴纳电费_________元。我国的三峡水电站是目前世界上规模最大的水电站,2025年的前三季度发电量为,这些电能可供_________户年用电量为1400kW·h的家庭使用一年。
5.(2026·天津静海·一模)如图所示,使用厨房中的电热水器将质量为5kg的水从20℃加热到50℃,让其单独工作,电能表的转盘转了600转。已知,求:
(1)水吸收的热量;
(2)该热水器的热效率。
角度01 电流做功实质与电能转化辨析
1. 高频易错点:混淆电功与电能的概念,认为电功就是电能;判断电能转化形式时出错,如将电扇的电能转化误认为内能。
2. 解题技巧:明确电流做功的实质是电能转化为其他形式的能,电功是电能转化的量度;结合用电器的工作特点,判断电能转化的形式,如电热类用电器(电饭锅、电熨斗)将电能主要转化为内能,电动类用电器(电扇、电动车)将电能主要转化为机械能。
1.(25-26九年级上·上海·阶段检测)下列关于电功的说法,错误的是( )
A.家用电器消耗电能的过程,就是将电能转化为其他形式的能的过程
B.家用电器消耗的电能越多,电流做的功越多
C.电流越大,电流做的功就越多
D.电功的单位与电能的单位相同
2.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)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
3.(2026年新疆初中学业水平检测第一次模拟考试物理试题)新疆新能源车充电网全域覆盖,电动汽车充电时,电能主要转化为( )
A.内 能 B.机械能 C.化学能 D.光 能
4.(2026·河南周口·二模)如图,家用智能破壁机工作时,主要将电能转化为___________能与内能;破壁机电源线的插头选用三脚插头,目的是将金属外壳与___________相连,防止触电事故。
角度02 电功公式应用
1. 高频易错点:单位不统一就代入公式计算;混淆电功的推导公式适用范围,在非纯电阻电路中使用 W=I²Rt 计算电功。
2. 解题技巧:计算前先统一单位,将电压、电流、时间的单位分别转换为 V、A、s;明确 W=UIt 适用于所有电路,W=I²Rt 和 W=U²t/R 仅适用于纯电阻电路;若已知用电器的额定电压、额定功率,可先求出电阻,再结合实际电压、电流计算电功。
5.(25-26九年级上·湖南常德·阶段检测)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
6.(2026·山东济宁·一模)科学小组按图甲所示电路自制调光小台灯,灯泡L标有“2.5V”,电源电压恒为5V,电压表、电流表的量程分别为“0~3V”、“0~0.6A”。闭合开关S,在电路安全的情况下,最大范围移动滑片P,绘出灯泡的I-U图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.灯泡正常发光时电阻值为5Ω B.灯泡随滑片P向b端移动而变亮
C.变阻器接入的阻值范围为10~45Ω D.小灯泡正常发光10s消耗的电能为0.625J
7.(25-26九年级上·河南焦作·期中)如图所示,电源电压不变,电阻的阻值为10Ω,闭合开关。当开关断开时电流表示数为0.2A;当也闭合时电流表示数为0.5A。则电源电压为____________V,电阻的阻值为____________Ω。通电1min,干路电流做功____________J。
8.(2026·广东东莞·三模)已知为20Ω,闭合开关、断开时电压表的示数是2.0V;再闭合时电压表的示数是2.8V。电源电压不变。求:
(1)电源的电压;
(2)的阻值;
(3)闭合开关、断开时,在100s内消耗的电能。
角度03 电能表读数与电费计算
1. 高频易错点:电能表读数时忽略小数位;计算消耗电能时,误将本月末示数直接作为消耗的电能;对电能表参数含义理解错误。
2. 解题技巧:牢记电能表读数规则,最后一位为小数位;消耗的电能等于前后两次示数之差;理解电能表参数的含义,能根据参数计算消耗的电能或用电器的功率;计算电费时,注意电价的单位,确保计算结果准确。
9.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)小明发现家里的电能表没有转动的铝盘,取而代之的是脉冲信号灯,用电时脉冲灯闪烁,闪烁越快则相同时间内用电越多,示数由液晶板显示,按键可以切换显示的内容,比如图甲中显示的是截至上个月末电能表记录的总电量,切换回当前总电量后如图乙所示,则本月小明家已用电__________度,脉冲灯闪烁________次。
10.(2026·河南周口·二模)一天小明家中的IC卡电能表上的金额用完了,电能表便切断了电路。小明的父亲将存有300元的IC卡插入电能表,电路又接通了,此时电能表的示数为,该电能表的读数为________。小明家所在地每度电的电费是0.6元,300元电费可用电________。
11.(25-26九年级上·江苏南京·阶段检测)家庭电路中,某电炉单独工作5min,标有“1600imp/(kW·h)”的电能表指示灯闪烁160次,该电炉消耗电能_____kW·h,合______J。若电炉的电热丝烧断后截去一段,重新接好连入家庭电路,相同时间电流做的功______(选填“变多”、“变少”或“不变”)。
12.(24-25九年级上·宁夏银川·阶段检测)学完了“电能:电功”一节内容后,小明对家里的电能表和给手机充电的移动电源进行了观察,其部分参数分别如图甲、乙所示,则:
(1)小明断开家中其他用电器的开关,只让电热水壶单独工作,此过程中将1.2L 初温为 的水加热到 求此过程中水吸收的热量?
(2)在这段时间中,观察到电能表的转盘转60转,求此电热水壶烧水的效率?
(3)该移动电源充满电后储存的电能是多少焦?
【例1】(2026·黑龙江·中考真题)新能源汽车因环保、节能等优势,越来越受到人们的青睐。如图所示是某品牌新能源四轮纯电动汽车,该汽车满载时,总质量为1.8×103kg。每个轮胎与水平路面的受力面积均为500cm2。该汽车充满电后储存电能90kW•h,理论上可实现让该汽车在平直路面上以72km/h的速度匀速直线行驶6h,行驶过程中牵引力的大小恒定为600N。求:
(1)该汽车满载时的总重力;
(2)该汽车静止在水平路面上,满载时对路面的压强;
(3)理论上该纯电动汽车将电能转化为机械能的效率。
【变式1-1】(2026·四川广元·中考真题)如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻,灯泡L标有“6 V 3 W”字样(不考虑灯丝电阻变化),灯泡与的电阻之比为。闭合S,断开、时,灯泡正常发光,求:
(1)灯泡的电阻;
(2)电源电压;
(3)开关均闭合时,整个电路工作1 min消耗的电能。
【变式1-2】(2026·江西上饶·三模)如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,电流表A的示数为0.6 A,电流表A1的示数为0.3 A,已知R1的阻值为10 Ω,求:
(1)电源电压;
(2)整个电路的总电阻;
(3)1 min内通过R1的电流所做的功。
【变式1-3】(2026·吉林松原·模拟预测)如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻、的阻值分别为10 Ω和40 Ω,只闭合开关时,电流表的示数为0.8 A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关、均闭合时,通电1 min整个电路消耗的电能。
【例2】(2026·四川泸州·中考真题)家庭电路中空气开关安装在______(选填“相线”“中性线”或“保护接地线”)上,在______的情况下会跳闸;观察到如图所示的电能表的脉冲指示灯在一段时间内闪烁了10次,则该家庭电路在该段时间内消耗了______J的电能。
【变式2-1】(2026·北京·三模)(1)如图所示的温度计示数为________℃。
(2)如图所示电能表的示数为________kW·h。
【变式2-2】(2026·重庆·三模)小明家单独使用电饭锅煮饭,用时10min,如图所示电能表示数由图甲变成图乙,电价按0.5元/kW·h计算,则电饭锅在这段时间内使用电费________元,这段时间内电能表的指示灯闪烁________次。
【变式2-3】(2025·四川广元·中考真题)如图所示是小刘家新建楼房的部分配电系统图,下列分析正确的是( )
A.控制电灯的开关安装在了零线上
B.电能表指示灯闪烁7200次,表示消耗了的电能
C.电路正常工作时,用试电笔插入插座的左孔,氖管会发光
D.上月末电能表示数如图,本月用电100度,则本月末电能表示数是2028.1
⚡基础速刷
1.(2026·四川成都·二模)电能表是测量什么的仪表( )
A.电功 B.电量 C.电压 D.电功率
2.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)日常生活中有时说:“这个月你家用了50度电。”这里的“度”是下列哪个物理量的单位( )
A.电能 B.电功率 C.电流 D.电压
3.(25-26九年级上·福建泉州·期末)自然界中的能量种类有很多,它们之间可以相互转化。下列有关能量的转化正确的是( )
A.电热水壶工作时将电能转化为内能 B.发电机工作时将电能转化为机械能
C.蓄电池充电时将化学能转化为电能 D.电动机工作时将机械能转化为电能
4.(25-26九年级上·湖南长沙·期末)关于电功,下列说法正确的是( )
A.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
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.电流通过电风扇做功时,电能只转化为机械能
D.电功就是电能,两者只是名称不同而已
5.(25-26九年级上·河北张家口·期末)小明家3月初和3月末电能表的示数如图所示。他家所在地区每度电的电费是0.5元,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表 B.小明家3月份消耗的电能为744J
C.小明家3月份消耗的电能为 D.小明家3月份应缴纳电费372元
6.(25-26九年级上·福建漳州·期末)如图所示是小明家电能表某个时刻的表盘示意图,由此你能得到的正确信息是( )
A.“”是表示电能表上的指示灯每闪烁1次消耗的电能是
B.小明家用了28187度电
C.“10A”说明这个电能表工作电流是10A
D.这是测量电功的仪表
7.(25-26九年级上·江苏泰州·期末)如图所示为小明家6月初和6月末电能表的示数,则( )
A.小明家电路中的干路电流不得超过10A
B.小明家6月份消耗的电能为101.1J
C.电能表上指示灯闪烁得越快,表明电路消耗的电能越多
D.电能表上指示灯闪烁160次,表示家庭电路消耗电能0.1kW·h
8.(25-26九年级上·湖北咸宁·期末)如图所示是某电能表的表盘示意图,由此你能得到的正确信息是( )
A.这是测量电功的仪表 B.表示已用了2139度电
C.这个电能表的最大电流是10A D.电能表上的转盘转1圈消耗的电能是
9.(2026·山东泰安·二模)2026年春晚“武BOT”机器人震撼全场。该机器人电池规格为“75 V 15 A·h”,其充满电后储存的电能是________J。
10.(2026·安徽合肥·二模)2026年4月15日,全球最大、国内首艘万吨级纯电动智能集装箱海船“宁远远鲲”轮正式投入商业航线运营。船舶采用10个标准化箱式电池作为核心动力,总储电量约,合______J的电能。
11.(2026·广东深圳·一模)机场规定严禁携带超过160W·h的充电宝乘飞机,其中“W·h”是________(填物理量)的单位。小马同学某次带了一个充电宝,铭牌上写着电池容量10000mA·h/3.7V,则充满电后,此充电宝的容量是________W·h,他________(选填“能”或“不能”)携带此充电宝上飞机。
12.(2026·江苏常州·一模)小红手机中有一张她站在湖边的照片,小红在水中的“倒影”清晰可见,当时的“倒影”是由于光的___________形成的,小红的“倒影”和小红本身的大小___________(相等/不等),照片中小红的倒影部分___________(是/不是)实际光线进入手机镜头形成的。某手机的散热材料是石墨烯晶体,石墨烯___________(有/没有)固定的熔点,用石墨烯做散热材料是因为它具有优良的___________(导热/导电)性能。石墨烯的比热容为,则0.1kg的石墨烯温度升高,吸收的热量是___________J。该手机的电池标有“标称电压3.7V”、“电池容量2680mA·h”的字样,“标称电压”是指手机工作时的电压,该电压对人体___________(属于/不属于)安全电压。“电池容量”是指电池所能容纳的最大电荷量,1mA·h=1mA×1h ,则1mA·h =________A·s (安·秒),若手机通话时电流为268mA,则充满电后的手机最多可通话___________h,手机一次充满电可储存的电能为___________ kW·h(保留两位小数)。
13.(25-26九年级下·重庆·阶段检测)小渝家电能表在月初的示数为,月末电能表的示数如图所示为________;若电费为,小渝家应交的电费________元。
14.(2026·北京石景山·一模)如图所示的电路中,电源两端电压U=4V并保持不变,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S后,电流表示数是0.6A。求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)10s内整个电路消耗的电能。
15.(2026·江西上饶·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,小灯泡标有“?V 1A”的字样,闭合开关、,两灯泡都正常发光,电流表A的示数为1.5A,电压表的示数为6V。求:
(1)电源电压;
(2)小灯泡正常工作时的电阻;
(3)小灯泡正常工作1min所消耗的电能。
16.(2026·天津河西·一模)如图所示,一款电保温杯垫能使杯内的水持续保温在左右,已知电保温杯垫正常工作时的电压为、电流为,把质量为的水倒入杯中,后水温由升高到,求这段时间内:[]
(1)水吸收的热量;
(2)保温杯垫给水加热的效率。
🚀能力跃升
17.(2026·吉林辽源·模拟预测)如图所示是小刘家新建楼房的部分配电系统图,下列分析正确的是( )
A.控制电灯的开关安装在了中性线上
B.电能表是测量消耗电能快慢的仪表
C.电路正常工作时,用试电笔插入插座的右孔,氖管会发光
D.上月末电能表示数如图,本月用电100度,则本月末电能表示数是2028.1kW·h
18.(2026·江苏苏州·二模)如图所示电路,探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,电源电压3V,三个定值电阻、、。探究通过导体的电流与它两端电压的关系时,先将接入电路,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,闭合开关,读出电流表、电压表的示数分别为I、U。移动滑片P,改变电阻两端电压继续探究,根据实际所测数据,在坐标系中描点画出的I—U图像a,再分别将、接入电路,采用同样的方式探究得到图像b、c。下列说法中正确的是( )
A.探究电流与电压的关系,可以用小灯泡代替电阻完成实验
B.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C.若将、、并联接在该电源上,整个电路10s内消耗的电能为27J
D.用上述三个电阻及器材探究电流与电阻的关系,电阻两端电压不得小于1.8V
19.(25-26九年级上·山东淄博·期末)一同学记录自家电能表12月初的示数为,12月末的示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量用电器电功率的仪表
B.12月末电能表的示数为
C.12月份消耗的电能为
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快
20.(2026·安徽宿州·二模)神舟二十号载人飞船于2025年4月24日发射成功,与神舟十九号乘组实现太空会师。学校科创小组同学们通过查阅资料了解到,飞船在发射前,科技人员要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的模拟检测电路,电源电压保持不变,为100Ω的定值电阻,R为压力传感器,其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示,将R置于舱体中,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,电压表示数为200V,舱体内气压为,下列说法中正确的是( )
A.舱体不漏气时,通过的电流为1.5A
B.压力传感器的主要元件是压敏电阻,属于半导体
C.若电压表示数为176V,此时舱内的气压值为
D.舱体不漏气时,工作1min,整个电路消耗的电能为
21.(2026·贵州遵义·二模)小明设计了一款防溺水定位求救报警器,其简化电路图如图甲所示。已知电源电压为6V,报警器由电压表改装,是定值电阻,其阻值为10Ω;是压敏电阻,其阻值随水深h变化的图像如图乙所示。当报警器浸入水下深度h大于或等于1m时,报警器报警。下列说法正确的是( )
A.报警器两端的最小电压为1V
B.恰好报警时通过电阻的电流为0.3A
C.电流表示数不能判断水位是否超过预警线
D.恰好报警时1min内通过的电流所做的功为24J
22.(25-26九年级上·山东济南·期末)分别用甲、乙两个电热水壶装相同质量、初温均为的水后接在家庭电路中,并用同一个电能表测量它们消耗的电能。把壶内的水加热到(不考虑此过程的物态变化),两壶所用的时间和电能表表盘转的圈数如表所示。甲、乙热水壶中水吸收的热量分别是、,消耗的电能分别是、,以下说法正确的是( )
热水壶
水加热到所需要的时间t/s
电能表表盘转动的圈数
甲
300
35
乙
350
38
A. B.
C. D.
23.(25-26九年级上·福建南平·期末)如图是小南家新建楼房的部分配电系统图,下列分析正确的是( )
A.电能表是测量电流做功快慢的仪表
B.图中电能表示数是20251 kW·h
C.空气开关跳闸一定是因为家庭电路出现了短路
D.电能表指示灯闪烁36次,表示消耗了0.01 kW·h的电能
24.(2026·辽宁盘锦·模拟预测)充电宝同时给多部手机充电,这些手机的连接方式是___________(选填“串联”或“并联”)。某部手机电池电压为3.7V,容量为10000mA·h,充满电会储存___________J的电能。
25.(2026·吉林长春·模拟预测)如图所示,某家用电热水壶有“高温”和“低温”两挡,已知定值电阻与阻值相等,“低温挡”正常工作时的功率为484 W,则:
(1)的阻值为____________。
(2)用“高温挡”给水加热7 min,该过程消耗的电能为____________J。
(3)静止在水平桌面上的电热水壶所受的____________力与____________力是一对平衡力。
26.(25-26九年级上·四川泸州·期末)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。
🌟思维挑战
27.(2026·广西南宁·模拟预测)某小型智能垃圾箱能实现可回收垃圾自动称重、自动压缩功能。称重系统如图甲,测量垃圾质量的电子秤由电压表改装而成,恒流电源能提供的恒定电流,压力传感器的阻值与所受压力的关系如图乙。压缩系统如图丙,当垃圾高度超过预设阈值时,电动机通过推拉杆带动压板竖直向下压缩垃圾,已知电动机的效率。压缩过程分为两挡:当垃圾高度时,压板压力;当垃圾高度时,压板压力。求:
(1)收集箱内未放入垃圾时,电压表示数是多少?
(2)垃圾堆放到一定高度时,触发压缩系统。压板从处竖直向下压缩至处的过程中,电动机消耗的电能是多少?
(3)为了提高电子秤的测量精度,小华建议将恒流电源的电流调小,判断此方案是否可行,运用有关物理规律进行论证。
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第17.1节 电流做功
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 认识电流做功
考点02 测算电费
03 避坑指南·解题通法
角度01 电流做功实质与电能转化辨析
角度02 电功公式应用与单位换算
角度03 电能表读数与电费计算
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1. 结合生活实例,认识电流做功的实质,知道电能与其他形式能的相互转化,理解电功与电能的关系。
2. 掌握电功的计算公式 W=UIt,明确各物理量的单位及换算关系,能进行简单的电功计算。
3. 认识电能表,学会读取电能表示数,能根据电能表数据计算家庭消耗的电能及电费。
4. 了解节约用电的意义,树立节能意识,能将电功知识与生产生活中的用电场景结合起来。
1. 结合用电器工作实例,分析电能转化形式,归纳电流做功的实质,夯实核心概念。
2. 通过例题演练,掌握电功公式的应用技巧,牢记单位换算规则,规范解题步骤。
3. 对比传统电能表与智能电能表的读数方法,总结电费计算的通用思路,强化实操能力。
4. 结合生活用电场景,分析用电耗能情况,培养节约用电的习惯,提升知识应用能力。
考点01 认识电流做功
1. 电流做功的实质
(1)用电器工作时,电流通过用电器做功,将电能转化为其他形式的能量。
(2)电灯发光:电能→ 内能 和 光能 ;
(3)电扇工作:电能→ 机械能 ;
(4)电饭锅煮饭:电能→ 内能 。
(5)做功的过程总伴随着能量转化,电流做了多少功,就消耗了多少电能,电功是 电能转化的量度 。
2. 电功
(1)影响因素:电流所做的功与 电压 、 电流 和 通电时间 成正比。
(2)公式: W=UIt ,W ——电功(J),U ——电路两端的电压(V),I ——电路中的电流(A),t——通电时间(s)。
(3)单位:国际单位制中,电功的单位是 焦耳 ,符号为 J ;常用单位还有千瓦·时(kW·h),也称为“度”。换算关系:1 kW·h = 1×10³W × 3600s = 3.6×10⁶ J。
3. 公式应用注意事项
(1)使用电功公式计算时,需统一单位:电压 U 的单位为伏特(V),电流 I 的单位为安培(A),时间 t 的单位为秒(s),此时电功 W 的单位为焦耳(J)。若已知条件中单位不统一,需先进行单位换算,再代入公式计算。
(2)公式 W=UIt为普适式,可以计算任意电路中电流做的功。
(3)推导:
① W=UIt结合,可推导出:
② W=UIt结合,可推导出:
以上两式只适用于纯电阻电路中计算电流做的功。
【深化点拨】
1. 电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,电功的大小等于消耗的电能,与用电器的工作状态无关。
2. 纯电阻电路中,电能全部转化为内能,电功等于产生的热量;非纯电阻电路中,电能除转化为内能外,还转化为其他形式的能(如机械能、光能),电功大于产生的热量。
3. 计算电功时,若涉及多个用电器串联或并联,总电功等于各用电器电功之和,即 W 总=W₁+W₂+…+Wn。
1.(25-26八年级上·河北邯郸·阶段检测)我们使用的各种家用电器就是把电能转化成其他形式的能量的电器。下列家用电器工作时,属于将电能转化为机械能的是( )
A.电饭煲 B.电熨斗 C.电风扇 D.电灯
【答案】C
【解析】AB.电饭煲、电熨斗工作时,主要把电能转化为内能,用来加热物体,故AB不符合题意;
C.电风扇工作时,电动机带动扇叶转动,主要将电能转化为机械能,故C符合题意;
D.电灯工作时,主要将电能转化为光能和内能,故D不符合题意。
故选C。
2.(25-26九年级上·安徽淮南·阶段检测)日常生活中电能常用“千瓦时”即“度”做单位,1度电合________J。
【答案】
【解析】略
3.电流通过电热水壶做功,电能转化为________能;电流通过电动机做功,电能主要转化为________能;给手机电池充电时,电能主要转化为_______能。
【答案】内 机械 化学
【解析】[1]电热水壶利用电流的热效应工作,电流做功时,电能转化为内能,以此实现对水的加热。
[2]电动机的功能是带动机械运转,电流通过电动机做功时,电能主要转化为机械能,仅有少量转化为内能作为损耗。
[3]给手机电池充电的过程,是将电能转化为电池内部的化学能进行储存,方便后续设备使用时释放能量。
4.(25-26九年级下·全国·课后作业)一台家用洗衣机正常工作时的电压为220V,通过它的电流为1A,这台洗衣机正常工作10min,消耗的电能是多少?
【答案】
【解析】消耗的电能为
考点02 测算电费
1. 电能表
电能表(又称电度表)是测量 电功 (即消耗电能)的仪表,分为传统电能表和智能电能表两类。
传统电能表 智能电能表
传统电能表通过铝盘转动计数,智能电能表通过液晶屏显示数据,两者均能准确记录家庭消耗的电能。
2. 电能表的读数方法
(1)传统电能表:铝盘上方方框内的数字为消耗的电能总数,红色方框内的数字为小数位,单位为 kW·h。一段时间内消耗的电能等于前后两次示数的差值。表盘上的参数有特定含义,如“220V”表示工作电压,“10(20)A”表示标定电流为10A,额定最大电流为20A,“2500r/(kW·h)”表示每消耗1kW·h 电能,铝盘转2500圈。
(2)智能电能表:无转动铝盘,通过液晶屏直接显示用电量、实时功率等信息,按下按键可切换查看不同用电数据,读数时直接读取液晶屏上的数字即可,单位为 kW·h。
3. 电费计算方法
首先读取电能表本月末和上月末的示数,计算出本月消耗的电能(W=本月末示数-上月末示数),再乘以当地的电价,即可得出本月应缴纳的电费。计算公式:电费=消耗的电能(kW·h)×电价(元/kW·h)。
【深化点拨】
1. 电能表的示数最后一位是小数位,读数时需注意区分,避免误读。
2. 利用电能表参数可估算用电器消耗的电能,如根据铝盘转动圈数或脉冲灯闪烁次数,结合参数计算消耗的电能。
3. 节约用电可从减少用电器使用时间、选用节能电器等方面入手,既能降低电费支出,也能节约能源,践行绿色生活理念。
1.(2026·四川宜宾·二模)齐齐想要测量实验室内所有用电器在1个月内所用的电量,他应当使用的测量仪器是( )
A.寒暑表 B.刻度尺 C.电流表 D.电能表
【答案】D
【解析】A.寒暑表是用来测量温度的仪器,故A不符合题意;
B.刻度尺是用来测量物体长度的仪器,故B不符合题意;
C.电流表是用来测量电路中电流大小的仪器,故C不符合题意;
D.电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能的仪器,故D符合题意。
故选D。
2.(25-26九年级下·河北衡水·阶段检测)如图是一个电能表,对其中的重要参数,下列说法错误的是( )
A.“220V”是说这个电能表应该在220伏的电路中使用
B.“10(20)A”是说这个电能表使用时允许通过的电流为20安
C.“50Hz”是说这个电能表应在50赫兹的交流电路中使用
D.“600revs/kW•h”是说,接在这个电能表上的用电器,每消耗1千瓦时电能,转盘转过600转
【答案】B
【解析】A.:电能表额定电压,适用于电路,故A正确;
B.:标定电流,短时间允许最大电流,不是正常使用电流固定为,故B错误;
C.:适配我国交流电,故C正确;
D.:消耗电能,转盘转600圈,故D正确。
本题选择描述错误的,故选B。
3.(24-25九年级下·江苏徐州·阶段检测)如图所示分别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.小英家电路中的干路电流不得超过
B.小英家上个月消耗的电能为
C.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
D.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能
【答案】C
【解析】A.电能表参数10(40)A中,40A是电能表允许通过的最大电流,因此小英家干路电流不得超过40A,故A错误;
B.电能表最后一位是小数位,上月消耗电能为月末示数减月初示数,即 ,故B错误;
C.1600imp/kW·h的含义是每消耗的电能指示灯闪烁1600次。因此指示灯闪烁次数越多,说明电路消耗的电能越多,故C正确;
D.指示灯闪烁320次时,消耗电能,故D错误。
故选C。
4.(25-26九年级上·河北邢台·期末)小明家的电能表12月初示数为5121.6kW·h,12月末示数为5321.6kW·h。若以当地电价0.6元/(kW·h)计算,小明家12月份应缴纳电费_________元。我国的三峡水电站是目前世界上规模最大的水电站,2025年的前三季度发电量为,这些电能可供_________户年用电量为1400kW·h的家庭使用一年。
【答案】120
【解析】[1]12月份消耗的电能为
12月份应缴纳电费为
[2]总发电量可供使用的家庭数量
因此,可供 户家庭使用一年。
5.(2026·天津静海·一模)如图所示,使用厨房中的电热水器将质量为5kg的水从20℃加热到50℃,让其单独工作,电能表的转盘转了600转。已知,求:
(1)水吸收的热量;
(2)该热水器的热效率。
【答案】(1) (2)87.5%
【解析】(1)水吸收的热量为
(2)由图中电能表的参数可知,电能表的转盘转了600转,该电热水器消耗的电能为
该热水器的热效率
角度01 电流做功实质与电能转化辨析
1. 高频易错点:混淆电功与电能的概念,认为电功就是电能;判断电能转化形式时出错,如将电扇的电能转化误认为内能。
2. 解题技巧:明确电流做功的实质是电能转化为其他形式的能,电功是电能转化的量度;结合用电器的工作特点,判断电能转化的形式,如电热类用电器(电饭锅、电熨斗)将电能主要转化为内能,电动类用电器(电扇、电动车)将电能主要转化为机械能。
1.(25-26九年级上·上海·阶段检测)下列关于电功的说法,错误的是( )
A.家用电器消耗电能的过程,就是将电能转化为其他形式的能的过程
B.家用电器消耗的电能越多,电流做的功越多
C.电流越大,电流做的功就越多
D.电功的单位与电能的单位相同
【答案】C
【解析】A.家用电器消耗电能的过程,本质是电能转化为其他形式的能的过程,这是电流做功的物理意义,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,用电器消耗的电能越多,说明电流做的功越多,故B正确,不符合题意;
C.根据电功的计算公式可知,电功由电压、电流、通电时间三个因素共同决定,若电压或时间极小,即使电流大,电功也可能很小,故C错误,符合题意;
D.电功和电能的国际单位都是焦耳,常用单位还有千瓦时,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)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
【解析】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。
3.(2026年新疆初中学业水平检测第一次模拟考试物理试题)新疆新能源车充电网全域覆盖,电动汽车充电时,电能主要转化为( )
A.内 能 B.机械能 C.化学能 D.光 能
【答案】C
【解析】A.电动汽车充电时,只有少量电能转化为内能(发热损耗),并非主要能量形式,故A错误;
B.机械能是电动汽车行驶时的能量输出形式,充电时电能不会主要转化为机械能,故B错误;
C.电动汽车的蓄电池充电时,将电能主要转化为化学能储存起来,供行驶时使用,故C正确;
D.充电过程中没有光能的主要转化,故D错误。
故选C。
4.(2026·河南周口·二模)如图,家用智能破壁机工作时,主要将电能转化为___________能与内能;破壁机电源线的插头选用三脚插头,目的是将金属外壳与___________相连,防止触电事故。
【答案】机械 大地
【解析】家用智能破壁机工作时,消耗电能,转化为刀头的机械能,又由于电流的热效应,还有一部分电能转化为内能,因此主要将电能转化为机械能与内能。
破壁机电源线插头选用三脚插头,目的是将金属外壳与大地相连,当发生漏电现象时,将电荷导入大地,防止触电事故。
角度02 电功公式应用
1. 高频易错点:单位不统一就代入公式计算;混淆电功的推导公式适用范围,在非纯电阻电路中使用 W=I²Rt 计算电功。
2. 解题技巧:计算前先统一单位,将电压、电流、时间的单位分别转换为 V、A、s;明确 W=UIt 适用于所有电路,W=I²Rt 和 W=U²t/R 仅适用于纯电阻电路;若已知用电器的额定电压、额定功率,可先求出电阻,再结合实际电压、电流计算电功。
5.(25-26九年级上·湖南常德·阶段检测)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
【解析】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。
6.(2026·山东济宁·一模)科学小组按图甲所示电路自制调光小台灯,灯泡L标有“2.5V”,电源电压恒为5V,电压表、电流表的量程分别为“0~3V”、“0~0.6A”。闭合开关S,在电路安全的情况下,最大范围移动滑片P,绘出灯泡的I-U图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.灯泡正常发光时电阻值为5Ω B.灯泡随滑片P向b端移动而变亮
C.变阻器接入的阻值范围为10~45Ω D.小灯泡正常发光10s消耗的电能为0.625J
【答案】C
【解析】A.由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡电压,电流表测电路电流。灯泡正常发光时电压为额定电压,由图乙可知此时电流,则灯泡正常发光时的电阻,故A错误;
B.滑片向端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,电路电流变小,灯泡实际功率变小,灯泡变暗,故B错误;
C.由题意可知,电路允许的最大电流即为灯泡正常发光时的电流。此时滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
滑动变阻器接入电阻最大时,电流最小,由图乙得最小电流,此时灯泡电压,滑动变阻器电压
滑动变阻器最大阻值
因此滑动变阻器接入阻值范围为,故C正确;
D.灯泡正常发光消耗电能,故D错误。
故选C。
7.(25-26九年级上·河南焦作·期中)如图所示,电源电压不变,电阻的阻值为10Ω,闭合开关。当开关断开时电流表示数为0.2A;当也闭合时电流表示数为0.5A。则电源电压为____________V,电阻的阻值为____________Ω。通电1min,干路电流做功____________J。
【答案】3 15 90
【解析】闭合S1、断开S2时,只有接入电路,电流表测R2的电流,即; S1、S2都闭合时,与并联,电流表测干路总电流。
并联电路中干路电流等于支路电流之和,且支路工作互不影响,因此通过的电流
并联电路支路电压等于电源电压,根据欧姆定律得电源电压
两端电压等于电源电压,电阻的阻值为
通电时间,干路电流做功
8.(2026·广东东莞·三模)已知为20Ω,闭合开关、断开时电压表的示数是2.0V;再闭合时电压表的示数是2.8V。电源电压不变。求:
(1)电源的电压;
(2)的阻值;
(3)闭合开关、断开时,在100s内消耗的电能。
【答案】(1)2.8V (2) (3)8J
【解析】(1)由电路图可知,闭合S、断开时,与串联,电压表测两端电压,再闭合时,被短路,电压表测电源电压,故电源电压。
(2)因串联电路中电流处处相等,则根据欧姆定律,串联电流
根据串联电路的电压规律,两端电压
根据欧姆定律,的阻值
(3)闭合S、断开时,与串联,在100s消耗的电能为
角度03 电能表读数与电费计算
1. 高频易错点:电能表读数时忽略小数位;计算消耗电能时,误将本月末示数直接作为消耗的电能;对电能表参数含义理解错误。
2. 解题技巧:牢记电能表读数规则,最后一位为小数位;消耗的电能等于前后两次示数之差;理解电能表参数的含义,能根据参数计算消耗的电能或用电器的功率;计算电费时,注意电价的单位,确保计算结果准确。
9.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)小明发现家里的电能表没有转动的铝盘,取而代之的是脉冲信号灯,用电时脉冲灯闪烁,闪烁越快则相同时间内用电越多,示数由液晶板显示,按键可以切换显示的内容,比如图甲中显示的是截至上个月末电能表记录的总电量,切换回当前总电量后如图乙所示,则本月小明家已用电__________度,脉冲灯闪烁________次。
【答案】10 12000/
【解析】由图可知上月和本月总电量,所以本月用电量
脉冲灯闪烁次数
10.(2026·河南周口·二模)一天小明家中的IC卡电能表上的金额用完了,电能表便切断了电路。小明的父亲将存有300元的IC卡插入电能表,电路又接通了,此时电能表的示数为,该电能表的读数为________。小明家所在地每度电的电费是0.6元,300元电费可用电________。
【答案】618.0 500
【解析】电能表的最后一位为小数,单位为,故电能表的读数为。
300元电费可用电
11.(25-26九年级上·江苏南京·阶段检测)家庭电路中,某电炉单独工作5min,标有“1600imp/(kW·h)”的电能表指示灯闪烁160次,该电炉消耗电能_____kW·h,合______J。若电炉的电热丝烧断后截去一段,重新接好连入家庭电路,相同时间电流做的功______(选填“变多”、“变少”或“不变”)。
【答案】0.1 3.6×105 变多
【解析】[1]电能表参数表示每消耗电能,指示灯闪烁次。由此计算电炉消耗的电能
[2]根据电能单位换算关系,可得
[3]电热丝截去一段后,长度变短,电阻变小;家庭电路电压恒定,根据电功公式
可知,在相同时间内,电阻减小,电流做的功变多。
12.(24-25九年级上·宁夏银川·阶段检测)学完了“电能:电功”一节内容后,小明对家里的电能表和给手机充电的移动电源进行了观察,其部分参数分别如图甲、乙所示,则:
(1)小明断开家中其他用电器的开关,只让电热水壶单独工作,此过程中将1.2L 初温为 的水加热到 求此过程中水吸收的热量?
(2)在这段时间中,观察到电能表的转盘转60转,求此电热水壶烧水的效率?
(3)该移动电源充满电后储存的电能是多少焦?
【答案】(1)3.024×105J (2)83.3% (3)1.08×105J
【解析】(1)水的质量为
升温Δt=80℃−20℃=60℃
水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.2kg×60℃=3.024×105J
(2)消耗的电能
电热水壶烧水效率
(3)该移动电源充满电后储存的电能
【例1】(2026·黑龙江·中考真题)新能源汽车因环保、节能等优势,越来越受到人们的青睐。如图所示是某品牌新能源四轮纯电动汽车,该汽车满载时,总质量为1.8×103kg。每个轮胎与水平路面的受力面积均为500cm2。该汽车充满电后储存电能90kW•h,理论上可实现让该汽车在平直路面上以72km/h的速度匀速直线行驶6h,行驶过程中牵引力的大小恒定为600N。求:
(1)该汽车满载时的总重力;
(2)该汽车静止在水平路面上,满载时对路面的压强;
(3)理论上该纯电动汽车将电能转化为机械能的效率。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)汽车满载时的总重力
(2)汽车静止在水平路面,满载时对路面的压力等于自身重力,即
四个轮胎的总受力面积
满载对路面的压强
(3)汽车行驶的总路程
牵引力做的功(转化的机械能)
汽车储存的总电能,转换单位得
电能转化为机械能的效率
【变式1-1】(2026·四川广元·中考真题)如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻,灯泡L标有“6 V 3 W”字样(不考虑灯丝电阻变化),灯泡与的电阻之比为。闭合S,断开、时,灯泡正常发光,求:
(1)灯泡的电阻;
(2)电源电压;
(3)开关均闭合时,整个电路工作1 min消耗的电能。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)灯泡电阻
(2)闭合,断开、时,灯泡与串联,此时灯泡正常发光,电路电流等于灯泡额定电流
由题意,因此
根据串联电路电阻规律,总电阻
根据欧姆定律,可得电源电压
(3) 所有开关均闭合时,灯泡被短路,与并联,电源电压,工作时间
并联电路中各支路电压等于电源电压,由可知,电阻R1消耗的电能
电阻R2消耗的电能
电路总消耗电能为各支路电能之和
【变式1-2】(2026·江西上饶·三模)如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,电流表A的示数为0.6 A,电流表A1的示数为0.3 A,已知R1的阻值为10 Ω,求:
(1)电源电压;
(2)整个电路的总电阻;
(3)1 min内通过R1的电流所做的功。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)由图可知,电阻并联,电流表A测量总电流,电流表测量流经的电流。由并联电路的电压规律可知,电源电压
(2)由欧姆定律可知,电路中的总电阻
(3)1min内通过的电流所做的功
【变式1-3】(2026·吉林松原·模拟预测)如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻、的阻值分别为10 Ω和40 Ω,只闭合开关时,电流表的示数为0.8 A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关、均闭合时,通电1 min整个电路消耗的电能。
【答案】(1)8V (2)480J
【解析】(1)只闭合开关时,只有接入电路,电流表测电路电流。根据欧姆定律 ,电源电压
(2)当、都闭合时,与并联,根据并联电路的特点,各支路电压等于电源电压, 通过的电流
干路总电流等于各支路电流之和,电路总电流
通电1 min整个电路消耗的电能为
【例2】(2026·四川泸州·中考真题)家庭电路中空气开关安装在______(选填“相线”“中性线”或“保护接地线”)上,在______的情况下会跳闸;观察到如图所示的电能表的脉冲指示灯在一段时间内闪烁了10次,则该家庭电路在该段时间内消耗了______J的电能。
【答案】相线 电流过大
【解析】家庭电路中空气开关必须装在相线上,断开开关后,用电器不带电,保障检修安全。
空气开关跳闸的原因是电路中电流过大,造成电流过大的两种情况:①电路发生短路;②同时工作的用电器总功率过大。
电能表参数:,表示每消耗电能,指示灯闪烁 3600次,闪烁10次消耗的电能为
【变式2-1】(2026·北京·三模)(1)如图所示的温度计示数为________℃。
(2)如图所示电能表的示数为________kW·h。
【答案】(1)-17 (2)2026.6
【解析】(1)该温度计10℃之间有10个小格,因此分度值为1℃;温度计刻度值所标数字上小下大为零下温度,示数为。
(2)电能表的单位是,计数窗最后一位是小数位,示数为。
【变式2-2】(2026·重庆·三模)小明家单独使用电饭锅煮饭,用时10min,如图所示电能表示数由图甲变成图乙,电价按0.5元/kW·h计算,则电饭锅在这段时间内使用电费________元,这段时间内电能表的指示灯闪烁________次。
【答案】 0.15 900
【解析】电能表读数时最后一位是小数,这段时间消耗的电能为两次示数之差,即
则使用的电费。
电能表参数表示每消耗的电能,指示灯闪烁3000次,所以消耗电能时,指示灯闪烁次数
。
【变式2-3】(2025·四川广元·中考真题)如图所示是小刘家新建楼房的部分配电系统图,下列分析正确的是( )
A.控制电灯的开关安装在了零线上
B.电能表指示灯闪烁7200次,表示消耗了的电能
C.电路正常工作时,用试电笔插入插座的左孔,氖管会发光
D.上月末电能表示数如图,本月用电100度,则本月末电能表示数是2028.1
【答案】B
【解析】A.在家庭电路中,控制电灯的开关应安装在火线上,这样当开关断开时,电灯与火线断开连接,避免触电风险,由图知,控制电灯的开关安装在火线与用电器之间,遵循了用电安全原则,故A错误;
B.由图知,电能表的参数(即家庭电路每消耗的电能,电能表指示灯闪烁3600次),电能表指示灯闪烁7200次,则小刘家家庭电路消耗的电能,故B正确;
C.家庭电路中,插座的左孔接零线,右孔接火线。电路正常工作时,试电笔插入插座左孔(零线),氖管不会发光;插入右孔(火线)氖管发光,故C错误;
D.如图,上月末电能表示数为2018.1kW·h,本月用电100kW·h,本月末电能表示数为2118.1,故D错误。
故选B。
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1.(2026·四川成都·二模)电能表是测量什么的仪表( )
A.电功 B.电量 C.电压 D.电功率
【答案】A
【解析】电能表是用来测量电功,即消耗的电能的仪表,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)日常生活中有时说:“这个月你家用了50度电。”这里的“度”是下列哪个物理量的单位( )
A.电能 B.电功率 C.电流 D.电压
【答案】A
【解析】“度”是日常生活中电能的常用单位,1度=1千瓦时(kW·h),表示功率为1千瓦的用电器工作1小时消耗的电能;电功率的单位是瓦特(W),电流的单位是安培(A),电压的单位是伏特(V),均与“度”无关。
故选A。
3.(25-26九年级上·福建泉州·期末)自然界中的能量种类有很多,它们之间可以相互转化。下列有关能量的转化正确的是( )
A.电热水壶工作时将电能转化为内能 B.发电机工作时将电能转化为机械能
C.蓄电池充电时将化学能转化为电能 D.电动机工作时将机械能转化为电能
【答案】A
【解析】A.电热水壶工作时,电热丝主要将电能转化为内能,故A正确;
B.发电机工作时将机械能转化为电能,故B错误;
C.蓄电池充电时将电能转化为化学能,故C错误;
D.电动机将电能转化为机械能,故D错误。
故选A。
4.(25-26九年级上·湖南长沙·期末)关于电功,下列说法正确的是( )
A.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
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.电流通过电风扇做功时,电能只转化为机械能
D.电功就是电能,两者只是名称不同而已
【答案】A
【解析】A.电流做功的过程,本质就是电能转化为其他形式的能的过程,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;
B.由能量守恒定律可知,电流做功的多少和电能转化为其他形式能的多少是相等的,不存在电流做功大于电能转化为其他形式能这种情况,故B错误;
C.电流通过电风扇做功时,电能主要转化为机械能,但同时也有部分电能转化为内能,故C错误;
D.电功和电能是两个不同的概念,不能简单的认为电功就是电能,电功是指电流所做的功,是一个过程量,它表示电能转化为其他形式能的过程,而电能是一种能量形式,故D错误。
故选A。
5.(25-26九年级上·河北张家口·期末)小明家3月初和3月末电能表的示数如图所示。他家所在地区每度电的电费是0.5元,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表 B.小明家3月份消耗的电能为744J
C.小明家3月份消耗的电能为 D.小明家3月份应缴纳电费372元
【答案】C
【解析】A.电能表是测量用电器消耗电能(电功)的仪表,故A错误;
BCD.小明家3月份消耗的电能为
应缴纳电费为,故C正确,BD错误。
故选C。
6.(25-26九年级上·福建漳州·期末)如图所示是小明家电能表某个时刻的表盘示意图,由此你能得到的正确信息是( )
A.“”是表示电能表上的指示灯每闪烁1次消耗的电能是
B.小明家用了28187度电
C.“10A”说明这个电能表工作电流是10A
D.这是测量电功的仪表
【答案】D
【解析】A.“”是表示接在这个电能表上的用电器消耗的电能,电能表上的指示灯闪烁3200次,故A错误;
B.电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是,由图可知,小明家电能表的读数为,即小明家用了2818.7度电,故B错误;
C.10A表示允许通过电能表的最大电流为10A,故C错误;
D.电能表是用来测量用电器消耗电能多少的仪表,用电器消耗多少电能,电流就做了多少功,因此电能表也是测量电功的仪表,故D正确。
故选D。
7.(25-26九年级上·江苏泰州·期末)如图所示为小明家6月初和6月末电能表的示数,则( )
A.小明家电路中的干路电流不得超过10A
B.小明家6月份消耗的电能为101.1J
C.电能表上指示灯闪烁得越快,表明电路消耗的电能越多
D.电能表上指示灯闪烁160次,表示家庭电路消耗电能0.1kW·h
【答案】D
【解析】A.电能表参数 10 (40) A表示:标定电流为 10A,额定最大电流为 40A,即电路干路电流不得超过 40A,故A不符合题意;
B.6 月初电能表读数5546.7kW·h;6 月末电能表读数5647.8kW·h 。消耗的电能
而不是 101.1J,故B不符合题意;
C.指示灯闪烁得越快,说明用电器的总功率越大,表明电路消耗的电能越快,而不是消耗的总电能越多,故C不符合题意;
D.电能表参数 1600imp/(kW・h)表示,每消耗 1kW・h 的电能,指示灯闪烁 1600 次。 闪烁 160 次消耗的电能,故D符合题意。
故选 D。
8.(25-26九年级上·湖北咸宁·期末)如图所示是某电能表的表盘示意图,由此你能得到的正确信息是( )
A.这是测量电功的仪表 B.表示已用了2139度电
C.这个电能表的最大电流是10A D.电能表上的转盘转1圈消耗的电能是
【答案】A
【解析】A.电能表是测量电功(电能)的仪表,故A正确;
B.电能表示数最后一位是小数位,应为213.9度,故B错误;
C.电能表的表盘显示10(20)A中20A是最大允许电流,故C错误;
D.表示每消耗电能转盘转3000圈,转1圈消耗,故D错误。
故选A。
9.(2026·山东泰安·二模)2026年春晚“武BOT”机器人震撼全场。该机器人电池规格为“75 V 15 A·h”,其充满电后储存的电能是________J。
【答案】
【解析】充满电后储存的电能是
10.(2026·安徽合肥·二模)2026年4月15日,全球最大、国内首艘万吨级纯电动智能集装箱海船“宁远远鲲”轮正式投入商业航线运营。船舶采用10个标准化箱式电池作为核心动力,总储电量约,合______J的电能。
【答案】
【解析】电能单位换算
电能
11.(2026·广东深圳·一模)机场规定严禁携带超过160W·h的充电宝乘飞机,其中“W·h”是________(填物理量)的单位。小马同学某次带了一个充电宝,铭牌上写着电池容量10000mA·h/3.7V,则充满电后,此充电宝的容量是________W·h,他________(选填“能”或“不能”)携带此充电宝上飞机。
【答案】电能 37 能
【解析】[1]机场规定严禁携带超过160W•h的充电宝乘飞机,其中“W•h”是功率单位与时间单位的乘积,由可知,“W•h”是电能(电功)的单位。
[2][3]充满电后,此充电宝的容量
,他能携带此充电宝上飞机。
12.(2026·江苏常州·一模)小红手机中有一张她站在湖边的照片,小红在水中的“倒影”清晰可见,当时的“倒影”是由于光的___________形成的,小红的“倒影”和小红本身的大小___________(相等/不等),照片中小红的倒影部分___________(是/不是)实际光线进入手机镜头形成的。某手机的散热材料是石墨烯晶体,石墨烯___________(有/没有)固定的熔点,用石墨烯做散热材料是因为它具有优良的___________(导热/导电)性能。石墨烯的比热容为,则0.1kg的石墨烯温度升高,吸收的热量是___________J。该手机的电池标有“标称电压3.7V”、“电池容量2680mA·h”的字样,“标称电压”是指手机工作时的电压,该电压对人体___________(属于/不属于)安全电压。“电池容量”是指电池所能容纳的最大电荷量,1mA·h=1mA×1h ,则1mA·h =________A·s (安·秒),若手机通话时电流为268mA,则充满电后的手机最多可通话___________h,手机一次充满电可储存的电能为___________ kW·h(保留两位小数)。
【答案】反射 相等 是 有 导热 1400/ 属于 3.6 10 0.01
【解析】水中的倒影属于平面镜成像,其原理是光的反射。
平面镜成像的特点是像与物体大小相等,则倒影和小红本身大小相等。
而照片中的倒影是水面反射的光线进入手机镜头形成的实像,即是实际光线进入镜头形成的。
石墨烯是晶体,晶体具有固定的熔点。
散热材料需要快速传递热量,用石墨烯做散热材料,显然是利用其优良的导热性能。
升温过程中石墨烯吸收的热量
对人体的安全电压为不高于,因而手机电池的标称电压属于安全电压。
由,,则
手机电池可容纳的最大电荷量,手机通话时的电流,则充满电后最多可通话的时间
由电池标称电压,且电池可容纳的最大电荷量
则手机一次充满电后可储存的电能
13.(25-26九年级下·重庆·阶段检测)小渝家电能表在月初的示数为,月末电能表的示数如图所示为________;若电费为,小渝家应交的电费________元。
【答案】4353.6 90
【解析】[1][2]该表盘上显示数字的最后一位是小数位,电能表读数单位是,所以月末电能表的示数,本月小渝家消耗电能
本月小渝家应交的电费
14.(2026·北京石景山·一模)如图所示的电路中,电源两端电压U=4V并保持不变,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S后,电流表示数是0.6A。求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)10s内整个电路消耗的电能。
【答案】(1)0.4A (2)20Ω (3)24J
【解析】(1)根据并联电路电压规律,两端电压等于电源电压,即
通过电阻R1的电流
(2)根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,可得通过的电流
两端电压
电阻R2的阻值
(3)10s内整个电路消耗的电能
15.(2026·江西上饶·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,小灯泡标有“?V 1A”的字样,闭合开关、,两灯泡都正常发光,电流表A的示数为1.5A,电压表的示数为6V。求:
(1)电源电压;
(2)小灯泡正常工作时的电阻;
(3)小灯泡正常工作1min所消耗的电能。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)闭合开关、后,小灯泡与并联,电压表并联在L1两端,测量L1两端电压,电流表测量干路总电流。因为电压表示数为6V,则小灯泡正常发光时两端的电压,根据并联电路电压规律可知,电源电压
(2)小灯泡正常工作时的电阻
(3)通过小灯泡L2的额定电流
小灯泡L2正常工作1min消耗的电能
16.(2026·天津河西·一模)如图所示,一款电保温杯垫能使杯内的水持续保温在左右,已知电保温杯垫正常工作时的电压为、电流为,把质量为的水倒入杯中,后水温由升高到,求这段时间内:[]
(1)水吸收的热量;
(2)保温杯垫给水加热的效率。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)水吸收的热量为
(2)保温杯垫消耗的电能为
保温杯垫给水加热的效率
🚀能力跃升
17.(2026·吉林辽源·模拟预测)如图所示是小刘家新建楼房的部分配电系统图,下列分析正确的是( )
A.控制电灯的开关安装在了中性线上
B.电能表是测量消耗电能快慢的仪表
C.电路正常工作时,用试电笔插入插座的右孔,氖管会发光
D.上月末电能表示数如图,本月用电100度,则本月末电能表示数是2028.1kW·h
【答案】C
【解析】A.家庭电路中,为保证用电安全,控制电灯的开关应该接在相线上,断开开关后电灯不带电,图中开关接在相线上,故A错误;
B.电能表的作用是测量电路消耗电能的多少,测量电能快慢(电功率)不是电能表的功能,故B错误;
C.家庭电路中插座右孔接相线,试电笔接触相线时氖管会发光,故C正确;
D.上月末电能表示数为,本月用电度,即,因此本月末电能表示数应为,故D错误。
故选C。
18.(2026·江苏苏州·二模)如图所示电路,探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,电源电压3V,三个定值电阻、、。探究通过导体的电流与它两端电压的关系时,先将接入电路,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,闭合开关,读出电流表、电压表的示数分别为I、U。移动滑片P,改变电阻两端电压继续探究,根据实际所测数据,在坐标系中描点画出的I—U图像a,再分别将、接入电路,采用同样的方式探究得到图像b、c。下列说法中正确的是( )
A.探究电流与电压的关系,可以用小灯泡代替电阻完成实验
B.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C.若将、、并联接在该电源上,整个电路10s内消耗的电能为27J
D.用上述三个电阻及器材探究电流与电阻的关系,电阻两端电压不得小于1.8V
【答案】D
【解析】首先根据I-U图像,当时,读出三个电阻的电流:,,,由欧姆定律计算得三个电阻阻值
A.探究电流与电压的关系,需要控制电阻阻值不变;小灯泡的电阻随温度变化,不是定值,因此不能用小灯泡代替定值电阻完成实验,故A错误;
B.将接入电路,滑片移到滑动变阻器阻值最大处,此时电路电流最小,由的I-U图像可知,此时电流,两端电压。电源电压,滑动变阻器两端电压
滑动变阻器最大阻值
故B错误;
C.三个电阻并联接在3V电源上,每个电阻两端电压均为3V,总电流
10s内电路消耗的电能:
故C错误;
D.探究电流与电阻的关系时,需要保持定值电阻两端电压不变;当接入最大定值电阻,滑动变阻器接入最大阻值时,定值电阻两端电压为允许的最小值,根据串联分压规律
代入数据
解得
因此电阻两端电压不得小于,故D正确。
故选D。
19.(25-26九年级上·山东淄博·期末)一同学记录自家电能表12月初的示数为,12月末的示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量用电器电功率的仪表
B.12月末电能表的示数为
C.12月份消耗的电能为
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快
【答案】C
【解析】A.电能表是测量 消耗电能(电功) 的仪表,不是测电功率,故A错误;
B.电能表最后一位是小数位,12月末示数为,不是,故B错误;
C.12月份消耗的电能为
故C正确;
D.闪烁次数多代表消耗电能总量多;闪烁速度快才代表电能消耗快(功率大),故D错误。
故选C。
20.(2026·安徽宿州·二模)神舟二十号载人飞船于2025年4月24日发射成功,与神舟十九号乘组实现太空会师。学校科创小组同学们通过查阅资料了解到,飞船在发射前,科技人员要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的模拟检测电路,电源电压保持不变,为100Ω的定值电阻,R为压力传感器,其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示,将R置于舱体中,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,电压表示数为200V,舱体内气压为,下列说法中正确的是( )
A.舱体不漏气时,通过的电流为1.5A
B.压力传感器的主要元件是压敏电阻,属于半导体
C.若电压表示数为176V,此时舱内的气压值为
D.舱体不漏气时,工作1min,整个电路消耗的电能为
【答案】B
【解析】由图甲可知,与压敏电阻串联,电压表测两端电压,,已知舱体不漏气时,,舱内气压,由图乙可知此时压敏电阻。
A.舱体不漏气时,根据欧姆定律,通过的电流,故A错误;
B.压敏电阻的阻值随外界条件(气压)改变而变化,这类敏感元件是由半导体材料制成的,故B正确;
C.串联电路电流处处相等,电路电流
总电阻
电源电压
当电压表示数时,电路电流
总电阻
压敏电阻阻值
由图乙可知,时,舱内气压
故C错误;
D.舱体不漏气时,工作,电路消耗的总电能,故D错误。
故选B。
21.(2026·贵州遵义·二模)小明设计了一款防溺水定位求救报警器,其简化电路图如图甲所示。已知电源电压为6V,报警器由电压表改装,是定值电阻,其阻值为10Ω;是压敏电阻,其阻值随水深h变化的图像如图乙所示。当报警器浸入水下深度h大于或等于1m时,报警器报警。下列说法正确的是( )
A.报警器两端的最小电压为1V
B.恰好报警时通过电阻的电流为0.3A
C.电流表示数不能判断水位是否超过预警线
D.恰好报警时1min内通过的电流所做的功为24J
【答案】D
【解析】由图甲可知,压敏电阻与定值电阻串联,电流表测电路中电流,报警器(电压表)测两端电压。
A.当水深为0时,阻值最大(由图乙得),此时电路中电流最小,报警器(两端)电压最小。 总电阻
电路中电流
报警器最小电压
故A错误;
B.恰好报警时水深,由图乙得此时, 总电阻
电路中电流
串联电路电流处处相等,通过的电流为,故B错误;
C.水位升高时,水深增大,阻值减小,电路总电阻减小,电源电压不变,由可知,电路电流会随水位升高而增大,因此可以通过电流表示数判断水位是否超过预警线,故C错误;
D.恰好报警时电流,时间,电流对做功
故D正确。
故选D。
22.(25-26九年级上·山东济南·期末)分别用甲、乙两个电热水壶装相同质量、初温均为的水后接在家庭电路中,并用同一个电能表测量它们消耗的电能。把壶内的水加热到(不考虑此过程的物态变化),两壶所用的时间和电能表表盘转的圈数如表所示。甲、乙热水壶中水吸收的热量分别是、,消耗的电能分别是、,以下说法正确的是( )
热水壶
水加热到所需要的时间t/s
电能表表盘转动的圈数
甲
300
35
乙
350
38
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】已知两壶水质量相同,初温均为,末温均为,则两壶水升高的温度相同。根据热量计算公式,因为、、都相同,所以两壶水吸收的热量。两壶水接在家庭电路(电压恒定)上,并用同一个电能表测量它们消耗的电能,所以电能表每转一圈消耗的电能相等。由表中数据可知,加热甲壶水时电能表表盘转动圈,加热乙壶水时电能表表盘转动圈,因为,即加热乙壶水使电能表表盘转动圈数较多,所以,故A正确,BCD错误。
故选A。
23.(25-26九年级上·福建南平·期末)如图是小南家新建楼房的部分配电系统图,下列分析正确的是( )
A.电能表是测量电流做功快慢的仪表
B.图中电能表示数是20251 kW·h
C.空气开关跳闸一定是因为家庭电路出现了短路
D.电能表指示灯闪烁36次,表示消耗了0.01 kW·h的电能
【答案】D
【解析】A.电能表是用于测量电路中消耗的电能,不能直接测量电功率,故A错误;
B.电能表读数最后一位为小数位,图中电能表的示数为,故B错误;
C.空气开关跳闸可能是电路发生短路,也可能是电路中用电器的总功率过大,导致电流过大,因此空气开关跳闸不一定是因为家庭电路短路,也可能是总功率过大,故C错误;
D.电能表上标有“”,表示每消耗的电能,电能表的指示灯闪烁3600次,所以当指示灯闪烁36次时,消耗的电能为,故D正确。
故选D。
24.(2026·辽宁盘锦·模拟预测)充电宝同时给多部手机充电,这些手机的连接方式是___________(选填“串联”或“并联”)。某部手机电池电压为3.7V,容量为10000mA·h,充满电会储存___________J的电能。
【答案】并联
【解析】充电宝给多部手机充电时,各手机需在额定电压下工作,且彼此独立工作、互不影响,符合并联电路的特点;
根据电能计算公式可得充满电会储存的电能为
25.(2026·吉林长春·模拟预测)如图所示,某家用电热水壶有“高温”和“低温”两挡,已知定值电阻与阻值相等,“低温挡”正常工作时的功率为484 W,则:
(1)的阻值为____________。
(2)用“高温挡”给水加热7 min,该过程消耗的电能为____________J。
(3)静止在水平桌面上的电热水壶所受的____________力与____________力是一对平衡力。
【答案】(1)50 (2) (3)重 支持
【解析】(1)低温挡时S1断开,S2闭合,R1与R2串联,总电阻最大,功率最小。低温挡总电阻
解得,则
(2)高温挡时S1闭合,S2闭合,R1被短路,只有R2工作,总电阻最小,功率最大。高温挡功率
加热时间
消耗电能
(3)电热水壶静止在水平桌面上,处于平衡状态。在竖直方向上,它受到两个力:竖直向下的重力,和桌面施加的竖直向上的支持力。这两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是一对平衡力。
26.(25-26九年级上·四川泸州·期末)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
【解析】(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
🌟思维挑战
27.(2026·广西南宁·模拟预测)某小型智能垃圾箱能实现可回收垃圾自动称重、自动压缩功能。称重系统如图甲,测量垃圾质量的电子秤由电压表改装而成,恒流电源能提供的恒定电流,压力传感器的阻值与所受压力的关系如图乙。压缩系统如图丙,当垃圾高度超过预设阈值时,电动机通过推拉杆带动压板竖直向下压缩垃圾,已知电动机的效率。压缩过程分为两挡:当垃圾高度时,压板压力;当垃圾高度时,压板压力。求:
(1)收集箱内未放入垃圾时,电压表示数是多少?
(2)垃圾堆放到一定高度时,触发压缩系统。压板从处竖直向下压缩至处的过程中,电动机消耗的电能是多少?
(3)为了提高电子秤的测量精度,小华建议将恒流电源的电流调小,判断此方案是否可行,运用有关物理规律进行论证。
【答案】(1) (2) (3)不可行,根据,相同质量(压力)变化对应相同的,若电流I调小,则电压变化量会变小;在电压表分度值不变的情况下,更小的电压变化则指针的偏转角度更小,更难准确读数,测量误差变大,测量精度降低,因此方案不可行。
【解析】(1)收集箱内无垃圾,即,由乙图像得,由得:两端电压,即电压表示数为
(2)压板从0.4m压缩至0.25m时,,路程
压板从0.25m压缩至0.1m时,,路程
总功为
由,得电动机消耗的电能为
(3)略
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