15.1 电能与电功（分层作业）物理新教材沪粤版九年级上册

15.1 电能与电功 目 录 A组 巩固过关 知识点1：电能与电功 知识点2：用电能表测量电功 B组 能力进阶 C组 思维拔高 电能与电功知识点1 1．（多选）智能座椅上的蓄电池充电和供电过程中主要能量转化流程如图所示。下列判断正确的是（     ） A．①光能 B．②电能 C．③机械能 D．④化学能 【答案】BC 【详解】蓄电池充电时将电能转化为化学能储存，故①为化学能，蓄电池供电时将化学能转化为电能输出，故②为电能，小风扇工作时主要将电能转化为机械能，故③为机械能，LED灯工作时主要将电能转化为光能，故④为光能，故AD错误，BC正确。 故选BC。 2．某导体两端的电压为6V，通过导体的电流为1A，通电时间为10s，电流做功________J，消耗的电能是________J。 【答案】 60 60 【详解】电流做的功为 因电流通过导体做的功等于导体消耗的电能，故消耗的电能为60J。 用电能表测量电功知识点2 3．雯雯想知道家里一个月能用多少电，暑假时她观察自家的电能表，读数为，10天后再次查看电能表，读数如图所示，则这段时间内消耗的电能为____________度=____________J 【答案】 15.5 5.58×107 【详解】由消耗电能等于电能表两次读数之差可知 因 故换算为焦耳是 4．如图所示的电能表，若安装时此表示数为零，则从安装电能表后到现在为止，用电器已消耗了________电能，电能表转盘已转了________（圈）。 【答案】 20.0 【详解】由电能表读数可知，消耗的电能。由电能表转盘常数的含义可知，转盘转数 5．充电宝内部主要部件是锂电池，充电宝铭牌上标注了锂电池的电压和容量，根据相关规定，乘客乘坐地铁单品锂离子电池的额定能量值不得超过，则电压为5V，容量为下列数值的充电宝可以带上地铁的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据电能公式，可得允许携带的充电宝最大容量为，只有A符合题意。 故选A。 6．如图所示的电路，闭合开关后，电流表的示数为，电流表的示数为，则内和消耗的电能之比是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由电路图可知，与并联，电流表测支路的电流，电流表测干路电流，则通过的电流，干路电流。根据并联电路电流规律可知，通过的电流 并联电路中各支路两端电压相等，通电时间相同，由可知，电能之比 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．如图所示，手电筒中的电流为0.5A，电源为三节新干电池。则该手电筒中的小灯泡工作1min消耗的电能约为（　　） A．27J B．81J C．135J D．972J 【答案】C 【详解】1节新干电池的电压为1.5V，手电筒的三节干电池是串联连接，总电压为 工作时间 消耗的电能 故选C。 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．如图所示，是小灯泡L和定值电阻的电流与其电压的关系图像。 (1)由图像可知，定值电阻的阻值为______。 (2)若将它们并联接在电源电压为4V的电路中，则干路中的电流为______A。 (3)若将它们串联起来接在某电源两端，小灯泡L两端的电压为1V，则电源电压为______V，电路通电10s消耗的电能为______J。 【答案】(1)10 (2)1.2 (3) 5 20 【详解】（1）由图像取定值电阻R的一组对应电压、电流值，由欧姆定律得 （2）因并联电路各支路电压相等，且等于电源电压，故小灯泡L和定值电阻R两端电压均为4V。由图像可知，通过小灯泡L的电流，通过定值电阻R的电流 由并联电路干路电流等于各支路电流之和，得干路中的电流为 （3）由图像可知，当小灯泡L两端电压为1V时，通过小灯泡L的电流 因串联电路中电流处处相等，通过定值电阻R的电流为 由图像，定值电阻R两端的电压为 由串联电路总电压等于各部分电路两端的电压之和，则电源电压 串联电路电流为 电路通电10s消耗的电能 10．如图所示是一种升降电梯工作原理图，工作时电动机和配重通过钢丝绳同时给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常接近，轿厢与配重的运动方向始终相反。若轿厢中的乘客增加时，该装置机械效率将_________；若配重重，某次电梯匀速上升用时，若电动机的功率为3000W，则这段时间内电动机做的功为_________J，轿厢和里面的人共重_________N（忽略绳重和摩擦）。 【答案】 变大 【详解】该装置的有用功是提升乘客做的功，额外功是提升轿厢本身、克服摩擦等固定做的功。当乘客增加时，有用功占总功的比例增大，根据机械效率的定义，装置的机械效率将变大。 电动机做的功为 因轿厢匀速上升受力平衡，忽略绳重和摩擦时配重的拉力等于配重重力，电梯匀速上升10m时，配重会同步下降10m，配重的重力会对轿厢做辅助功 忽略绳重和摩擦，电动机做功和配重做功的总和，等于提升轿厢和人做的总功 代入数据得 解得。 11．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0.4A，则电源电压为________V，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________J。 【答案】 4 32 【详解】当只闭合开关时，电路为的简单电路，由欧姆定律得电源电压 再闭合S2后，与并联，因并联电路各支路独立工作，通过的电流不变，故电流表示数的变化量等于通过的电流，即通过的电流为 ， 因并联电路各支路两端电压等于电源电压，10s内电流通过R2 做功 12．通过小灯泡L和定值电阻R的电流跟其两端电压的关系分别如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为________Ω；当把小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4V的电路中，通过小灯泡L的电流是________A，干路电流为________A，通电10s，电路中消耗的电能是________J。 【答案】 10 0.8 1.2 48 【详解】由欧姆定律，结合定值电阻R的I-U图像数据，得 因并联电路各支路两端电压相等，故小灯泡与并联在4V电路中时，即 由图像可知，电压为4V时，通过小灯泡L的电流。通过定值电阻R的电流为，由并联电路干路电流等于各支路电流之和，即干路电流 通电10s电路消耗的电能为 13．电热水器是将电能转化为_________能工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。如图所示，现仅接通如表所示的电热水器，观察到电能表指示灯0.5min内闪烁40次，则1min内消耗电能为_________J。 品名：电热水器 额定电压:220V 额定功率:1500W 【答案】 内 【详解】电热水器工作时将电能转化为内能； 1min内电能表指示灯闪烁次数为 1min内电热水器消耗的电能为 14．如图所示，电源电压为16V且保持不变，电阻的阻值为20Ω。当开关S闭合时，电流表的示数为0.2A，求： (1)电阻的阻值； (2)整个电路10s内消耗的电能。 【答案】(1) 60Ω (2) 32J 【详解】（1）开关S闭合时，与串联，总电阻 根据串联电路的电阻规律可得电阻的阻值 （2）电路消耗的电能 15．某智能手机的锂电池上标有“3.7V，4200mA∙h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电20min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（　　） A．节能灯 B．空调 C．电风扇 D．电冰箱 【答案】B 【详解】该款手机快充功能充电时充电的电流大小 A.节能灯正常工作时的电流约为0.05A，故A不符合题意； B．空调正常工作时的电流约为10A，故B符合题意； C．电风扇正常工作时的电流约为0.5A，故C不符合题意； D．电冰箱正常工作时的电流约为1A，故D不符合题意。 故选B。 16．空气炸锅利用热空气流加热食物，其优点是可以用很少油 或者不用油。电路原理如图所示，其中加热管的电阻R=48.4Ω，电风扇的功率为100W，通过温控开关控制电热管的间断工作加热，保证箱内温度维持为预设温度。 (1)空气炸锅通过电流的______效应加热食物的；在 制作蛋挞时，若加热管工作时放出热量的90%被蛋挞液吸收，则加热管正常工作2min，可使1kg蛋挞液的温度升高____℃[取c蛋液=3×103J/（kg•℃）]。 (2)若家中让空气炸锅单独工作5min，使标有“1200imp/（kW•h）”的电能表指示灯闪烁90次，则空气炸锅消耗______J的电能，加热管工作时间为_____min。 【答案】(1) 热 36 (2) 4 【详解】（1）电流具有热效应，空气炸锅通过电流的热效应加热食物的。 加热管正常工作2min＝120s消耗的电能 根据得， 由可得蛋挞升高的温度为 （2）1200imp/kW·h表示每消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁1200次，电能表指示灯闪烁90次，空气炸锅消耗的电能为 电风扇消耗的电能为 电热管消耗的电能为 根据得电热管的加热时间为 17．如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U-I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A。求： (1)电源电压。 (2)R2的阻值。 (3)只闭合S，1min内电阻R1电流做的功。 【答案】(1)8V (2)40Ω (3)108J 【详解】（1）闭合开关、，断开时，灯泡被短路，此时电路中只有接入电路，电流表测通过的电流，则电源电压为 （2） 再闭合开关，与并联。因为并联电路中各支路互不影响，所以的电流不变仍为，此时干路电流为，根据并联电路电流规律可得，通过的电流为 又因为并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压，即 再根据欧姆定律可得 （3）若只闭合，灯泡与串联。串联电路中电流处处相等，且串联电路两端总电压等于各部分电路两端电压之和，电源电压 从图乙小灯泡的图像可知，当电流时，小灯泡两端电压 此时两端电压为 满足 则内电阻电流做的功 1 / 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 电能与电功 目 录 A组 巩固过关 知识点1：电能与电功 知识点2：用电能表测量电功 B组 能力进阶 C组 思维拔高 电能与电功知识点1 1．（多选）智能座椅上的蓄电池充电和供电过程中主要能量转化流程如图所示。下列判断正确的是（     ） A．①光能 B．②电能 C．③机械能 D．④化学能 2．某导体两端的电压为6V，通过导体的电流为1A，通电时间为10s，电流做功________J，消耗的电能是________J。 用电能表测量电功知识点2 3．雯雯想知道家里一个月能用多少电，暑假时她观察自家的电能表，读数为，10天后再次查看电能表，读数如图所示，则这段时间内消耗的电能为____________度=____________J 4．如图所示的电能表，若安装时此表示数为零，则从安装电能表后到现在为止，用电器已消耗了________电能，电能表转盘已转了________（圈）。 5．充电宝内部主要部件是锂电池，充电宝铭牌上标注了锂电池的电压和容量，根据相关规定，乘客乘坐地铁单品锂离子电池的额定能量值不得超过，则电压为5V，容量为下列数值的充电宝可以带上地铁的是（     ） A． B． C． D． 6．如图所示的电路，闭合开关后，电流表的示数为，电流表的示数为，则内和消耗的电能之比是（     ） A． B． C． D． 7．如图所示，手电筒中的电流为0.5A，电源为三节新干电池。则该手电筒中的小灯泡工作1min消耗的电能约为（　　） A．27J B．81J C．135J D．972J 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．如图所示，是小灯泡L和定值电阻的电流与其电压的关系图像。 (1)由图像可知，定值电阻的阻值为______。 (2)若将它们并联接在电源电压为4V的电路中，则干路中的电流为______A。 (3)若将它们串联起来接在某电源两端，小灯泡L两端的电压为1V，则电源电压为______V，电路通电10s消耗的电能为______J。 10．如图所示是一种升降电梯工作原理图，工作时电动机和配重通过钢丝绳同时给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常接近，轿厢与配重的运动方向始终相反。若轿厢中的乘客增加时，该装置机械效率将_________；若配重重，某次电梯匀速上升用时，若电动机的功率为3000W，则这段时间内电动机做的功为_________J，轿厢和里面的人共重_________N（忽略绳重和摩擦）。 11．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0.4A，则电源电压为________V，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________J。 12．通过小灯泡L和定值电阻R的电流跟其两端电压的关系分别如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为________Ω；当把小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4V的电路中，通过小灯泡L的电流是________A，干路电流为________A，通电10s，电路中消耗的电能是________J。 13．电热水器是将电能转化为_________能工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。如图所示，现仅接通如表所示的电热水器，观察到电能表指示灯0.5min内闪烁40次，则1min内消耗电能为_________J。 品名：电热水器 额定电压:220V 额定功率:1500W 14．如图所示，电源电压为16V且保持不变，电阻的阻值为20Ω。当开关S闭合时，电流表的示数为0.2A，求： (1)电阻的阻值； (2)整个电路10s内消耗的电能。 15．某智能手机的锂电池上标有“3.7V，4200mA∙h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电20min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（　　） A．节能灯 B．空调 C．电风扇 D．电冰箱 16．空气炸锅利用热空气流加热食物，其优点是可以用很少油 或者不用油。电路原理如图所示，其中加热管的电阻R=48.4Ω，电风扇的功率为100W，通过温控开关控制电热管的间断工作加热，保证箱内温度维持为预设温度。 (1)空气炸锅通过电流的______效应加热食物的；在 制作蛋挞时，若加热管工作时放出热量的90%被蛋挞液吸收，则加热管正常工作2min，可使1kg蛋挞液的温度升高____℃[取c蛋液=3×103J/（kg•℃）]。 (2)若家中让空气炸锅单独工作5min，使标有“1200imp/（kW•h）”的电能表指示灯闪烁90次，则空气炸锅消耗______J的电能，加热管工作时间为_____min。 17．如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U-I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A。求： (1)电源电压。 (2)R2的阻值。 (3)只闭合S，1min内电阻R1电流做的功。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 15.1 电能与电功 A组 巩固过关 ☒ 知识点1 电能与电功 1.【答案】BC 2.【答案】60 60 知识点2 用电能表测量电功 3.【答案】15.5 5.58×107 4.【答案】20.0 6×104 B组 能力进阶 5.【答案】A 6.【答案】B 7.【答案】C 8.【答案】C 9.【答案】(1)10 (2)1.2 (3) 20 10.【答案】变大 3×104 4000 11.【答案】4 32 12.【答案】10 0.8 1.2 1/2 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 48 13.【答案】内 9×104 14.【答案】(1) 602 (2) 32J C组 思维拔高 15.【答案】B 16.【答案】(1) 热 36 (2) 2.7×10 17.【答案】(1)8V (2)402 (3)108J 2/2