17.1 电流做功(举一反三·讲义)物理新教材沪科版九年级全一册
2026-08-20
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摘要:
本讲义聚焦“电流做功”核心知识点,从电能的来源与转化切入,系统梳理电功的概念、单位及计算公式,通过电能表实现理论与实际测量的衔接,最终结合串并联电路特点深化电功计算,构建完整知识支架。
资料以生活情境(如新能源车充电、家庭用电器)导入,强化能量观念,知识归纳结合表格与例题培养科学推理能力,实验题与各地考题助力科学探究。课中辅助教师结合实例授课,课后作业帮助学生查漏补缺,提升学习效果。
内容正文:
17.1 电流做功
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(5个知识归纳+5个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
现代社会,人们的生活越来越离不开电。电灯、电话、电视机、电扇、电冰箱、空调、电动汽车......越来越多的用电器走进了我们的生活。人类生活与电能密切相关,如何描述用电器消耗的电能?
本节课让我们一起学习相关内容。
知识归纳
【知识点1 电流做功时的能量转化】
1.电能的概念:
电流所具有的能量,叫电能。电能由 提供。
2.电能的作用:
通过用电器把电能转化为人们需要的 的能。
3.电流做功的形式:
电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
电流做功时,能量转化情况见下表:
用电器
能量转化形式
电风扇
电能转化为 能和
日光灯
电能转化为 能
电热器
电能转化为 能
给蓄电池充电
电能转化为 能
电动机
电能主要转化为 能
【例1】(2026·新疆·模拟)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
【变式1-1】(25-26•九年级下·甘肃定西•期末)现代家庭中,我们每天都要消耗电能。关于电能的利用,下列说法正确的是( )
A.洗衣机消耗的电能主要转化为机械能
B.电饭锅消耗的电能主要转化为光能
C.日光灯消耗的电能主要转化为内能和机械能
D.电动汽车消耗的电能主要转化为光能和内能
【变式1-2】(2025·江苏昆山常熟太仓张家港四联考中考零模(4月)物理试卷)白炽灯工作及能量转化情况如图所示,为践行“低碳理念”,目前LED灯已几乎全面取代了白炽灯。关于白炽灯和LED灯,下列说法正确的是( )
A. 电流做了多少功,电路中就消耗了多少电能
B. 因为消耗了电能,流过灯泡后的电流变小了
C. LED灯优在能将消耗的电能全部转化成光能
D. 光能最终消失了,没有转化成其它形式的能量
【知识点2 电功概念、单位及计算】
1.电功的概念:
电能转化为其它形式能的过程就是电流做功的过程。
2.电能与电功的关系:
电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程。
电流做多少功,就消耗了多少 。
3.单位:
国际单位: (J) 1J =1V × 1A × 1s
常用单位: (kW·h),生活中也叫“度”。1kW·h= J.
4.电流做功多少与哪些因素有关:
用电器两端电压越高、通过电流越大、通电时间越长,重物被提升的越高,电流做的功就越多。
电流所做功的大小与电压、电流、通电时间成正比。
5.计算公式:
特别强调:运用公式时,各个物理量单位必须为国际单位:
电功W: 电压U: 电流(I): 时间t:
【例2】(25-26九年级·江苏泰州 期中)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
【变式2-1】(25-26•九年级下·内蒙古通辽•期末)关于电流做功与电能转化,下列叙述正确的是( )
A.通过导体的电流越大,电流做的功就越多
B.电流做功的过程实质就是其他形式的能转化为电能的过程
C.家用电器每消耗1度电,产生的热量就是
D.用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功
【变式2-2】(25-26九年级上·湖南娄底涟源·期末)如图所示,充电柜中的6个充电宝之间的连接方式是 ,当用户将其归还至充电柜中充电时,充电宝相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。用充电宝给锂电池标注为“”的某智能手机充满电后可以储存的 J电能。
【变式2-3】(25-26•九年级下·河南郑州•期末)下列各组器材,不能直接或间接测量电功的是( )
A.电能表 B.电压表、电流表、停表
C.电压表、电流表、滑动变阻器 D.电流表、定值电阻、停表
【知识点3 电能表】
1.电能表作用:
测量用电器在某段时间内消耗的电能。
2.铭牌含义:
(1)“220V”“20A”:电能表额定电压220V。标定电流10A;允许通过的最大电流是20A。
(2)“1000R/kW·h”:每消耗一度电电能表转盘转1000转。
(3)“50Hz”表示接在50HZ的交流电路中。
3.测量方法:
(1)测量较大电能时用刻度盘读数:前后两次读数之 ,就是这段时间内用电的度数。
W=
特别提醒:最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
(2)测量较小电功时,用表盘转数计算:
例如:电能表表盘上标有“1200r/kW·h”,表示用电器消每耗1 kW·h的电能,转盘转动1200圈。当电能表转盘转过60r时,消耗的电能
W=
【例3】(2026 四川泸州中考)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3-1】(25-26九年级上·辽宁丹东东港·期末)小新家电能表11月初和11月末的示数如图所示。他家11月份用电 。若电费按每千瓦时0.5元计算,则小新家11月份应交电费 元。
【变式3-2】(25-26九年级上·广东河源·月考)如图甲所示是生活中常见的电能表。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. 电能表的示数为18246kW·h
C. 电能表的额定最大电流为20A,工作时电流可以超过额定的最大电流
D. 电能表中“600r/(kW·h)”表示接入该电能表的用电器,每消耗1kW·h的电能,铝盘转动600转
【变式3-3】小王随父母去自贡江姐故里进行红色研学之旅。需要提前给移动充电宝进行充电,充电宝容量为60000mA·h,充电电压为5V,充电时剩余电量为0,于是她关闭家中其它用电器,并观察到家里电能表如图所示,要给充电宝充满电,电能表的转盘将转过( )
A.120r B.200r C.300r D.1000r
【知识点4 串联电路中的电流做功】
1.结合欧姆定律可导出电功的计算公式:
,该公式只适用于纯电阻电路。
2.串联电路中,电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比。
,该公式只适用于纯电阻电路。
3. 在串联电路中,电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和,即
W总= W1+W2 +W3 … … +Wn
【例4】(25-26九年级上·河南周口沈丘县·月考)如图所示,电源电压12V, 、串联,电阻分别为 ,。求:
(1)电路中的电流;
(2)两端的电压;
(3)通电10s,消耗的电能。
【变式4-1】甲、乙两盏电灯,已知R甲<R乙,将它们串联后接在电源上,在相同时间内,它们消耗的电能( )
A.W甲>W乙 B.W甲<W乙 C.W甲=W乙 D.无法判断
【变式4-2】(25-26•九年级下·福建福州•期末)如图甲所示,为了研究该温度计的功能,小闽设计了该装置感温区的电路图,如图乙所示,其中R为热敏电阻,其阻值会随体温的升高而增大。电源电压恒为3V,定值电阻R0的阻值为10Ω,当电压表的示数达到1V时便会报警。求:
(1)恰好报警时,电流表的示数;
(2)恰好报警时,整个电路10s消耗的电能。
【变式4-3】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
【知识点5 并联电路中的电流做功】
1.结合欧姆定律可导出电功的计算公式:
;
2.并联电路中,电流通过各电阻所做的功与其阻值成 。
3. 在并联电路中,电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和,即
W总= W1+W2 +W3 … … +Wn
【例5】(25-26九年级上·重庆巫山县·期末)如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表的示数为0.3A,电流表A的示数为1A,求:
(1)通过定值电阻的电流;
(2)1min内电路所消耗的总电能。
【变式5-1】(25-26•九年级下·天津红桥•期末)如图所示,电源电压相等,已知,开关均闭合后,在相同的时间内,消耗电能最少的电阻是( )
A. B. C. D.
【变式5-2】(25-26•九年级下·广西南宁•期末)灯L和电阻R的图像如图所示,将灯L和电阻R并联接在电压恒为3V的电路中,则通电10min,整个电路消耗的总电能为______J。
【变式5-3】(2025·新疆)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。
模块三 课后作业
一、填空题
1.人们所喜爱的电动自行车,它具有轻便、节能、环保等特点。给电动车充电时,电瓶相当于 ______(选填“电源”或“用电器”),此时将 ___能转化为 _____能;正常行驶时,电动车电瓶将 _____能转化为 _____能。
2.将一个定值电阻单独接入电源电压恒定的电路中,通过R的电流,若给R通电,则电流对R做的功为______________J,电源电压为______________V。
3.如图是某手机用的锂电池铭牌,该电池对外供电的电压是______V,电池充满后所储存的电能是______J。
4.如图是小明家安装的电能表,该电能表的基本电流为________A。某段时间内,小明观察到电能表的指示灯闪烁了60次,则此段时间内该家庭电路消耗的电能为________J。小明按下空调开关的瞬间,家里的空气开关就“跳闸”了,原因可能是________。
5.如图所示的电路中,电源电压,电阻。闭合开关S,电流表的示数为0.3A,则的阻值为________,电流表A的示数为________A,整个电路工作10s消耗的电能是________J。
二、单选题
6.家用电能表的计量单位是( )
A.焦耳 B.瓦特 C.千瓦时 D.千瓦
7.从能量转化的角度看,以下情境中跟其它三项不属于同一类的是( )
A.电风扇工作 B.手机电池充电 C.水泵通电抽水 D.洗衣机洗衣服
8.如图所示分别是某同学家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知( )
A.该同学家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.该同学家上个月消耗的电能为101.1J
C.电能表上指示灯闪烁640次,表示消耗电能0.4
D.这个电能表可以接在10V的电路中使用
9.下面是小邯“为家庭节约用电提出的建议”。下列建议中不宜采用的是( )
A.出门时应注意随手关灯
B.空调制冷时,设定温度不应太低
C.将可调光台灯始终在最暗亮度下使用
D.电热水器长时间不使用时,应关闭电源
10.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
11.在“探究电功与哪些因素有关”的实验中,小华连接了如图所示的电路,以下说法中正确的是( )
A.该实验要选用两个规格相同的小灯泡
B.此电路探究的是电功与电压的关系
C.实验中,通过电压表的示数反映电功的大小
D.移动滑动变阻器的滑片从而改变电流,可以进一步探究电功与电流的关系
三、实验题
12.电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同()。
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制______和______相等;
(2)通电一段时间后,通过观察______来比较电流做功多少;
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝______(选填“”或“”)做的功多;
(4)若两端的电压为3V,电路中的电流为0.4A,则10s内电流通过做的功为______J。
四、计算题
13.如图所示,电源电压,电阻,开关S闭合后电流表的示数为0.1A,求:
(1)R1两端的电压;
(2)R2的电阻值;
(3)通电10s时电路消耗的电能。
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17.1 电流做功
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(5个知识归纳+5个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
现代社会,人们的生活越来越离不开电。电灯、电话、电视机、电扇、电冰箱、空调、电动汽车......越来越多的用电器走进了我们的生活。人类生活与电能密切相关,如何描述用电器消耗的电能?
本节课让我们一起学习相关内容。
知识归纳
【知识点1 电流做功时的能量转化】
1.电能的概念:
电流所具有的能量,叫电能。电能由电源提供。
2.电能的作用:
通过用电器把电能转化为人们需要的其它形式的能。
3.电流做功的形式:
电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
电流做功时,能量转化情况见下表:
用电器
能量转化形式
电风扇
电能转化为机械能和内能
日光灯
电能转化为光能
电热器
电能转化为内能
给蓄电池充电
电能转化为化学能
电动机
电能主要转化为机械能
【例1】(2026·新疆·模拟)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
【详解】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。
【变式1-1】(25-26•九年级下·甘肃定西•期末)现代家庭中,我们每天都要消耗电能。关于电能的利用,下列说法正确的是( )
A.洗衣机消耗的电能主要转化为机械能
B.电饭锅消耗的电能主要转化为光能
C.日光灯消耗的电能主要转化为内能和机械能
D.电动汽车消耗的电能主要转化为光能和内能
【答案】A
【详解】A.洗衣机消耗的电能主要转化为机械能,使电机转动,故A正确;
B.电饭锅的工作原理是利用电流的热效应,将消耗的电能主要转化为内能,故B错误;
C.日光灯工作时,主要是将消耗的电能转化为光能,会有少量电能转化为内能,故C错误;
D.电动汽车消耗的电能主要转化为机械能,用于驱动车辆行驶,故D错误。
故选A。
【变式1-2】(2025·江苏昆山常熟太仓张家港四联考中考零模(4月)物理试卷)白炽灯工作及能量转化情况如图所示,为践行“低碳理念”,目前LED灯已几乎全面取代了白炽灯。关于白炽灯和LED灯,下列说法正确的是( )
A. 电流做了多少功,电路中就消耗了多少电能
B. 因为消耗了电能,流过灯泡后的电流变小了
C. LED灯优在能将消耗的电能全部转化成光能
D. 光能最终消失了,没有转化成其它形式的能量
【答案】A
【详解】A.电能通过电流做功转化为其他形式的能,电流做多少功,就消耗多少电能,就有多少电能转化为其它形式的能,故A正确;
B.灯泡以及前后部分是串联的,串联电路中电流处处相等,所以流过灯泡后的电流不变,故B错误;
C.LED灯不能将消耗的电能全部转化成光能,发光时,也会发热,一部分电能转化为了内能,C错误;
D.据能量守恒定律,光能不会消失,只是转化为其他形式的能量,故D错误。
故选A。
【知识点2 电功概念、单位及计算】
1.电功的概念:
电能转化为其它形式能的过程就是电流做功的过程。
2.电能与电功的关系:
电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程。
电流做多少功,就消耗了多少电能。
3.单位:
国际单位:焦耳(J) 1J =1V × 1A × 1s
常用单位:千瓦时(kW·h),生活中也叫“度”。1kW·h=3.6×106J.
4.电流做功多少与哪些因素有关:
用电器两端电压越高、通过电流越大、通电时间越长,重物被提升的越高,电流做的功就越多。
电流所做功的大小与电压、电流、通电时间成正比。
5.计算公式: W=UIt
特别强调:运用公式时,各个物理量单位必须为国际单位:
电功W:焦耳(J) 电压U:伏特(V) 电流(I):安培(A) 时间t:秒(s)
【例2】(25-26九年级·江苏泰州 期中)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。
【变式2-1】(25-26•九年级下·内蒙古通辽•期末)关于电流做功与电能转化,下列叙述正确的是( )
A.通过导体的电流越大,电流做的功就越多
B.电流做功的过程实质就是其他形式的能转化为电能的过程
C.家用电器每消耗1度电,产生的热量就是
D.用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功
【答案】D
【详解】A.根据知,在电压和通电时间一定时,通过导体的电流越大,电流做的功就越多,故A错误;
B.电流做功的过程实质就是电能转化为其他形式能的过程,故B错误;
C.用电器消耗1度电即,若是纯电阻电路,产生的热量等于,若是非纯电阻电路,产生的热量小于,故C错误;
D.电流做功的过程就是消耗电能的过程,所以用电器消耗的电能等于电流通过用电器所做的功,故D正确。
故选D。
【变式2-2】(25-26九年级上·湖南娄底涟源·期末)如图所示,充电柜中的6个充电宝之间的连接方式是 ,当用户将其归还至充电柜中充电时,充电宝相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。用充电宝给锂电池标注为“”的某智能手机充满电后可以储存的 J电能。
【答案】① 并联 ② 用电器 ③ 5.328×104
【详解】[1]充电柜中的6个充电宝可以独立充电,也可以同时充电,互不影响,是并联关系。
[2]充电时,充电宝消耗电能,转化为化学能,相当于用电器。
[3]该锂电池充满电时,在电压为3.7V、电流为4000mA时,可以连续放电1h,则储存的电能
【变式2-3】(25-26•九年级下·河南郑州•期末)下列各组器材,不能直接或间接测量电功的是( )
A.电能表 B.电压表、电流表、停表
C.电压表、电流表、滑动变阻器 D.电流表、定值电阻、停表
【答案】C
【详解】A.电能表可以直接测量用电器消耗的电能,即电功,故A不符合题意;
B.电压表测量电压,电流表测量电流,停表测量时间,根据可以测出电功,故B不符合题意;
C.电压表测量电压,电流表测量电流,滑动变阻器只能改变接入电路的阻值,无法测出电功,故C符合题意;
D.电流表测量通过电阻的电流,停表测量时间,根据
可以测出电功,故D不符合题意。
故选C。
【知识点3 电能表】
1.电能表作用:
测量用电器在某段时间内消耗的电能。
2.铭牌含义:
(1)“220V”“20A”:电能表额定电压220V。标定电流10A;允许通过的最大电流是20A。
(2)“1000R/kW·h”:每消耗一度电电能表转盘转1000转。
(3)“50Hz”表示接在50HZ的交流电路中。
3.测量方法:
(1)测量较大电能时用刻度盘读数:前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。
W=W2—-W1
特别提醒:最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
(2)测量较小电功时,用表盘转数计算:
例如:电能表表盘上标有“1200r/kW·h”,表示用电器消每耗1 kW·h的电能,转盘转动1200圈。当电能表转盘转过60r时,消耗的电能
W= 60r/1200r/kW·h =0.05 kW·h
【例3】(2026 四川泸州中考)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3-1】(25-26九年级上·辽宁丹东东港·期末)小新家电能表11月初和11月末的示数如图所示。他家11月份用电 。若电费按每千瓦时0.5元计算,则小新家11月份应交电费 元。
【答案】① 100 ② 50
【详解】[1]由图可知,11月份用电量为
[2]电费按每千瓦时0.5元计算,11月份应交电费为
【变式3-2】(25-26九年级上·广东河源·月考)如图甲所示是生活中常见的电能表。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. 电能表的示数为18246kW·h
C. 电能表的额定最大电流为20A,工作时电流可以超过额定的最大电流
D. 电能表中“600r/(kW·h)”表示接入该电能表的用电器,每消耗1kW·h的电能,铝盘转动600转
【答案】D
【详解】A.电能表的作用是测量用电器在一段时间内消耗的电能多少,故A错误;
B.电能表的最后一位是小数位,单位是kW⋅h,因此图中示数应为1824.6kW⋅h,故B错误;
C.电能表参数 “10(20)A” 表示:标定电流为10A,额定最大电流为20A,工作时电流不允许超过额定最大电流,否则会损坏电能表,故C错误;
D.“600r/(kW⋅h)” 的物理意义是:接入该电能表的用电器,每消耗1 kW⋅h(1 度)的电能,电能表的铝盘转动600转,故D正确。
故选 D。
【变式3-3】小王随父母去自贡江姐故里进行红色研学之旅。需要提前给移动充电宝进行充电,充电宝容量为60000mA·h,充电电压为5V,充电时剩余电量为0,于是她关闭家中其它用电器,并观察到家里电能表如图所示,要给充电宝充满电,电能表的转盘将转过( )
A.120r B.200r C.300r D.1000r
【答案】C
【详解】给充电宝充满电消耗的电能
W=UIt=5V×60000×10−3A×3600s=1080000J=0.3 kW•h
1000r/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的转盘转过1000转,则消耗0.3kW•h电能,电能表转盘的实际转数
n=0.3kW•h×1000r/kW•h=300r
故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
【知识点4 串联电路中的电流做功】
1.结合欧姆定律可导出电功的计算公式:
,该公式只适用于纯电阻电路。
2.串联电路中,电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比。
,该公式只适用于纯电阻电路。
3. 在串联电路中,电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和,即
W总= W1+W2 +W3 … … +Wn
【例4】(25-26九年级上·河南周口沈丘县·月考)如图所示,电源电压12V, 、串联,电阻分别为 ,。求:
(1)电路中的电流;
(2)两端的电压;
(3)通电10s,消耗的电能。
【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)小问详解:
由题图可知,两电阻串联,电压表测两端电压。串联总电阻
电路中的电流
(2)小问详解:
两端电压
(3)小问详解:
消耗的电能
【变式4-1】甲、乙两盏电灯,已知R甲<R乙,将它们串联后接在电源上,在相同时间内,它们消耗的电能( )
A.W甲>W乙 B.W甲<W乙 C.W甲=W乙 D.无法判断
【答案】B.
【解析】两盏电灯串联接在某电源上时,通过它们的电流相等,甲灯的电阻小,工作相同的时间,由W=UIt=I2Rt可知,乙灯消耗的电能多,即W甲<W乙,故ACD不符合题意,故B符合题意。 所以选B.
【变式4-2】(25-26•九年级下·福建福州•期末)如图甲所示,为了研究该温度计的功能,小闽设计了该装置感温区的电路图,如图乙所示,其中R为热敏电阻,其阻值会随体温的升高而增大。电源电压恒为3V,定值电阻R0的阻值为10Ω,当电压表的示数达到1V时便会报警。求:
(1)恰好报警时,电流表的示数;
(2)恰好报警时,整个电路10s消耗的电能。
【答案】(1)
(2)6J
【详解】(1)由图乙可知,闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测热敏电阻两端的电压,当电压表的示数达到1V时便会报警;所以当电压表示数为1V时,根据串联电路总电压等于各部分电压之和可得,定值电阻两端的电压
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
(2)恰好报警时,整个电路10s消耗的电能
【变式4-3】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。
【知识点5 并联电路中的电流做功】
1.结合欧姆定律可导出电功的计算公式:
;
2.并联电路中,电流通过各电阻所做的功与其阻值成反比。
3. 在并联电路中,电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和,即
W总= W1+W2 +W3 … … +Wn
【例5】(25-26九年级上·重庆巫山县·期末)如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表的示数为0.3A,电流表A的示数为1A,求:
(1)通过定值电阻的电流;
(2)1min内电路所消耗的总电能。
【答案】(1)0.7A (2)180J
【详解】(1)小问详解:
由图可知,电阻R1和R2并联,电流表A1测量通过R1的电流I1,电流表A测量干路总电流I。根据并联电路的电流规律可知,通过定值电阻R2的电流为
(2)小问详解:
由并联电路电压特点和欧姆定律可得,电源电压为
1min内电路所消耗的总电能为
【变式5-1】(25-26•九年级下·天津红桥•期末)如图所示,电源电压相等,已知,开关均闭合后,在相同的时间内,消耗电能最少的电阻是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由左图可知,电阻R1、R2串联,,因为,根据串联电路的分压规律可知,,通电时间相同时,由可知,;
由右图可知,电阻R3、R4并联,根据并联电路的电压关系,;已知,由可知,相同时间内,;
又有,,通电时间相同时,由可知,。
综上所述,。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式5-2】(25-26•九年级下·广西南宁•期末)灯L和电阻R的图像如图所示,将灯L和电阻R并联接在电压恒为3V的电路中,则通电10min,整个电路消耗的总电能为______J。
【答案】810
【详解】并联电路中各支路电压均等于电源电压,将灯L和电阻R并联接在电压恒为3V的电路中,由图像可知,当电压为3V时,通过灯L电流为0.3A,通过电阻R的电流为0.15A,根据并联电流规律,则干路电流为
则若将该电路通电10min,整个电路消耗的总电能
【变式5-3】(2025·新疆)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
【解析】(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
模块三 课后作业
一、填空题
1.人们所喜爱的电动自行车,它具有轻便、节能、环保等特点。给电动车充电时,电瓶相当于 ______(选填“电源”或“用电器”),此时将 ___能转化为 _____能;正常行驶时,电动车电瓶将 _____能转化为 _____能。
【答案】 用电器 电 化学 化学 电
【详解】给电动车充电时,电瓶消耗电能,相当于用电器,此时将电能转化为化学能;
电动车正常行驶时,电瓶对外供电,将储存的化学能转化为电能供车辆工作,因此能量转化为化学能→电能。
2.将一个定值电阻单独接入电源电压恒定的电路中,通过R的电流,若给R通电,则电流对R做的功为______________J,电源电压为______________V。
【答案】 400/ 40
【详解】电流对R做的功为
根据题意可知,定值电阻的两端电压等于电源电压,根据欧姆定律可得,电源电压为
3.如图是某手机用的锂电池铭牌,该电池对外供电的电压是______V,电池充满后所储存的电能是______J。
【答案】 3.7 9324/
【详解】从锂电池铭牌“标准型3.7V锂离子电池”可知,该电池对外供电的电压是3.7V。
电池充满后所储存的电能
4.如图是小明家安装的电能表,该电能表的基本电流为________A。某段时间内,小明观察到电能表的指示灯闪烁了60次,则此段时间内该家庭电路消耗的电能为________J。小明按下空调开关的瞬间,家里的空气开关就“跳闸”了,原因可能是________。
【答案】 10 电路总功率过大
【详解】由图可知,该电能表的基本电流为10A,允许通过的最大电流为40A。
电能表的指示灯闪烁了60次,则此段时间内该家庭电路消耗的电能为
按下空调开关的瞬间,家里的空气开关就“跳闸”了,这说明把空调接入电路后,导致电路中电流过大,所以故障原因可能是总功率过大。
5.如图所示的电路中,电源电压,电阻。闭合开关S,电流表的示数为0.3A,则的阻值为________,电流表A的示数为________A,整个电路工作10s消耗的电能是________J。
【答案】 20 1.5 90
【详解】电路中与并联,电流表测的电流。电流表测干路总电流;并联电路中各支路电压等于电源电压,因此
根据欧姆定律可得
的电流
干路电流
即电流表A的示数为1.5A;
整个电路工作10s消耗的电能
二、单选题
6.家用电能表的计量单位是( )
A.焦耳 B.瓦特 C.千瓦时 D.千瓦
【答案】C
【详解】略
7.从能量转化的角度看,以下情境中跟其它三项不属于同一类的是( )
A.电风扇工作 B.手机电池充电 C.水泵通电抽水 D.洗衣机洗衣服
【答案】B
【详解】电风扇、水泵、洗衣机工作时能量转化主要为电能转化为机械能,类型相同;
手机电池充电时能量转化为电能转化为化学能,与其余三项能量转化类型不同。
故选B。
8.如图所示分别是某同学家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知( )
A.该同学家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.该同学家上个月消耗的电能为101.1J
C.电能表上指示灯闪烁640次,表示消耗电能0.4
D.这个电能表可以接在10V的电路中使用
【答案】C
【详解】A.电能表参数“10(40)A”中40A为额定最大电流,因此干路电流不得超过40A,故A不符合题意;
B.电能表表盘上的单位是“kW·h”,由图可知,上个月消耗电能,故B不符合题意;
C.消耗电能,故C符合题意;
D.电能表参数“220V”表示该电能表应接在额定电压为220V,应接在220V电路中使用,故D不符合题意。
故选C。
9.下面是小邯“为家庭节约用电提出的建议”。下列建议中不宜采用的是( )
A.出门时应注意随手关灯
B.空调制冷时,设定温度不应太低
C.将可调光台灯始终在最暗亮度下使用
D.电热水器长时间不使用时,应关闭电源
【答案】C
【详解】A.出门随手关灯,避免无人状态下的电能浪费,是合理的节能建议,故A不符合题意;
B.空调制冷设定温度过低,会让空调持续高负荷工作,消耗更多电能,设定温度不太低既满足降温需求又能省电,是合理建议,故B不符合题意;
C.可调光台灯需要满足正常的照明需求,始终在最暗亮度下使用,光线不足会损害视力,虽然省电但影响正常使用,不宜采用,故C符合题意;
D.电热水器长时间不用时关闭电源,可以避免持续保温消耗多余电能,是合理的节能建议,故D不符合题意。
故选C。
10.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
【详解】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。
11.在“探究电功与哪些因素有关”的实验中,小华连接了如图所示的电路,以下说法中正确的是( )
A.该实验要选用两个规格相同的小灯泡
B.此电路探究的是电功与电压的关系
C.实验中,通过电压表的示数反映电功的大小
D.移动滑动变阻器的滑片从而改变电流,可以进一步探究电功与电流的关系
【答案】B
【详解】由电路图可知,两灯泡与滑动变阻器串联,两电压表分别测两灯泡两端的电压;
A.两灯泡串联,因此通过两灯泡的电流相等,如果两灯泡的规格相同,那么两灯泡的两端电压相等,所用时间相同,这对研究的问题无意义。因此要探究电功与电压关系,必须改变电压,应选用不同规格的灯泡进行实验,可以控制灯泡的两端电压不同,便于问题的研究,故A错误;
B.因串联电路中各处的电流和通电时间相等,所以根据W=UIt可知,此电路可以探究电功与电压的关系,故B正确;
C.实验中,因电压发生变化时,电路中的电流也会发生变化,电压表不能反映电功的大小,故C错误;
D.实验时,要移动滑动变阻器是为了改变小灯泡的电流,同一个灯泡电流改变时,电压也会改变,不能控制电压相同,不能探究电功与电流的关系,故D错误。
故选B。
三、实验题
12.电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同()。
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制______和______相等;
(2)通电一段时间后,通过观察______来比较电流做功多少;
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝______(选填“”或“”)做的功多;
(4)若两端的电压为3V,电路中的电流为0.4A,则10s内电流通过做的功为______J。
【答案】 电流 时间 温度计的示数 12
【详解】(1)[1][2]如图所示,探究电功跟电压、电流和时间关系时,将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制通过的电流和经过的时间相等。
(2)[3] 通电一段时间后,通过观察温度计的示数计算出两个玻璃瓶中煤油温度的变化量,温度升高越多,说明煤油吸热越多,即可说明电流做功越多。
(3)[4] 通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝做功较多,因为,根据串联电路分压特点可知,电阻越大两端电压越大,即两端的电压较大;根据可知,在电流和时间相等时,电压越大电功越大。
(4)[5]根据题意可知,10s内电流通过做的功为
四、计算题
13.如图所示,电源电压,电阻,开关S闭合后电流表的示数为0.1A,求:
(1)R1两端的电压;
(2)R2的电阻值;
(3)通电10s时电路消耗的电能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)如图所示,电阻R1和R2串联,电流表测电路中的电流,由可得,R1两端的电压为
(2)根据串联电路电压规律,R2两端的电压为
串联电路电流处处相等,由可得,R2的阻值为
(3)通电10s电路消耗的总电能为
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