15.1 电能与电功-【通成学典】2026-2027学年九年级上册物理拔尖特训(沪粤版·新教材)

第十五章 电能与电功率 15.1 电能与电功 一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基▲ 1.舒势教材P96素材改编以下家庭用电器工作时，电能主要转化为机械能的是 A.电熨斗 B.电饭煲 C.电热毯 D.电风扇 2.关于电功，下列说法正确的是 () A.通电的时间越长，电流做的功越多 B.通过用电器的电流越大，电流做的功越多 C.用电器两端的电压越大，电流做的功越多 D.电流做功越多，消耗的电能就越多 3.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 kW.h kW.h 上的信息可知，下列选项中正确的是 ( 055467: 056478 电子式单相电能表 电子式单相电能表 A.小英家上个月消耗的电能为1011kW·h 220V10(40)A50Hz 220V10(40)A50Hz 1600 imp/(kW.h) 1600imp/(kW-h) B.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A O O 指示灯 指示灯 C.电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗的电能为7.2×10J 上月初 上月末 D.电能表上指示灯闪烁得越快，说明电路中消耗的电能越多 (第3题图) 4.[2025安庆望江段考]甲、乙两个用电器的电压之比为2：1，电流之比为1：2，通电时间之比为 5：4,则两个用电器消耗的电能之比为 ( ) A.5:1 B.5:4 C.4:5 D.5:8 扫二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 5.[2025深圳段考]要使某用电器在相同时间内消耗的电能变为原来的2倍，以下措施可行的是 () A.仅使电压变为原来的2倍 B.电压不变，而使用电器电阻变为原来的一半 C.仅使电流变为原来的2倍 D.同时改变电压为原来的4倍，电阻为原来的2倍 6.在图中，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大，当开关闭合后， 在相同时间内，下列叙述正确的是 () A.电流通过A、B所做的功是WA>WB B.电流通过A、B所做的功是WA<WB C.电流通过A、B所做的功是WA=WB D.无法比较电流通过A、B时做功的大小 甲 丙 (第6题图)》 (第7题图) 7.将阻值相同的电阻R1、R2按照如图甲、乙、丙三种不同的方式连接，并分别接到相同电源的两端， 在相同时间内整个电路消耗的电能之比W年：W乙：W丙为 () A.1:2:4 B.1:4:2 C.4:2:1 D.2:1:4 8.舒趋势1教材P98素材改编)小铭同学家中的充电宝容量为4×104mA·h,充电电压为5V。他关闭 家中其他用电器给此充电宝进行充电，充电前充电宝剩余电量为0，家里电能表如图所示，现在给 84 第十五章电能与电功率 此充电宝充满电，电能表的表盘将转过 圈。 甲 0.6rT- kW·h 0.5- S 43536 0.4 0.3-- 乙 ah 0.2 220V10(40)A50H2 0.1- 3000r/(kW-h) 00.51.01.52.02.53.0 (第8题图)》 (第9题图) (第10题图) 9.甲、乙两个定值电阻的IU图像如图所示。如将甲、乙两个电阻串联接入电路，闭合开关，二者在 相同时间内所消耗的电能之比为 。如将甲、乙两个电阻并联接入电路，闭合开关，二者 在相同时间内所消耗的电能之比为 10.[2025合肥包河校级期未]如图所示的电路，电源电压恒为3V,a、b是粗细均匀电阻丝的两端 点，c是电阻丝的中点。只闭合开关S,电流表示数为1A,则闭合开关S,和S2,该电路通电 1min消耗的电能为 J。 11.[2025清远连州一模]如图甲所示为某小灯泡的I-U图像，将它与定值电阻R并联在稳压电源两 端（电源电压恒定），如图乙所示。只闭合开关S,电流表的示数为0.4A;再闭合开关S2,电流表示 数变为0.6A。求： (1)当电流表示数为0.4A时，从图甲中读出小灯泡两端的电压。 (2)通过电阻R的电流与R的阻值。 (3)小灯泡工作5min消耗的电能。 0.6 0.4 R S 0.2 2468U/W 甲 (第11题图) 三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维 12.舒青镜生活实践如图甲为某商场安装的扶梯自动计数器简化电路图。已知电源电 U=12V,R,为光敏电阻，R2=202,当有光照射时R1=202;当扶梯上有顾客经 挡住射向R,的光线时，R,的阻值增大，计数器就计数一次。图乙为某段时间内R U随时间t变化的图像。 (1)当有光照射时，电路中的电流为多大？ (2)当扶梯上有顾客经过时，R2两端的电压为多大？ (3)2.4s内电路消耗的电能是多少？ 计数器 ↑U/V 10 出 1.01.22.22.4t/s 甲 (第12题图) “答案与解析”见P45 85U 8V 压表安全：通过R,的电流1，=尺，一000.4A,电流表 的量程为0~0.6A,则干路电流最大为0.6A,由并联电路 电流的规律，通过滑动变阻器的最大电流I大=I大一I2= 0.6A一0.4A=0.2A,由欧姆定律可得，滑动变阻器连入 第十五章 15.1电能与电功 1.D电熨斗、电饭煲、电热毯都是利用电热来工作的，它 们工作时主要是将电能转化为内能，故A、B、C不符合题 意：电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，少量转化为 内能，故D符合题意」 2.D电流做功的多少与用电器两端的电压U、通过用电 器的电流I和通电时间t有关，其中一个因素变大时，不能 说明电流所做的功越多，故A、B、C不正确；电流做功的过 程是电能转化为其他形式能的过程，消耗多少电能，电流 做功多少，转化为多少其他形式的能，故D正确。 3.C小英家上月消耗的电能为5647.8kW·h-5546.7 kW·h=101.1kW·h,故A错误；由图知电能表允许通过 的最大电流为40A,因此小英家干路中的电流不得超过 40A,故B措误：指示灯闪烁320次消耗的电能W= 0kw·h=0.2kw·h=7.2×10J故C正确：电能表 上指示灯闪烁得越快，说明电路中消耗电能越快，但时间 未知，消耗的电能不一定多，故D错误。 4.B已知甲、乙两个用电器的电压之比为2：1，电流之 比为1：2，通电时间之比为5：4，则两用电器消耗的电能 5.B对于一个确定的用电器，电压变为原来的两倍时，流 过它的电流也要变为原来的两倍，由P=UI知功率要变为 原来的4倍，故A错误；电压不变，而使用电器电阻变为原 来的一半，由功率公式P一知，用电器功率变为原来的 两倍，故B正确；电流变为原来的两倍，由U=IR知用电器 电压变为原来的两倍，由P=I知用电器功率变为原来的 4倍，故C错误；同时改变电压为原来的4倍，电阻为原来 的2倍，由功率公式P知，功率变为原来的8倍，故D 错误。 6.B因为A和B长度相同，由同种材料做成，A比B的 横截面积大，所以RA<RB,又因为A和B串联，电流处处 相等，通电时间t相同，所以由公式W=IRt知道， U8V 电路的最小电阻R*一天0,2A=400,当变阻器滑片 移动到最左端时，变阻器接人阻值最大，总电流最小，没有 超过电流表量程，故变阻器的最大电阻为1002，所以，滑 动变阻器R,的阻值取值范围为40一1002 电能与电功率 WAWB。 7.D假设R,、R2的阻值均为R,则图甲中的总电阻 R=R,根据串联电路的电阻特点可知，图乙中的总电阻 R乙=R,十R2=R+R=2R,根据并联电路的电阻特点可 知，菌两中的总电阻R尽餐-号白即 U一Rt可知，在相同时间内整个电路消耗的电能之比 W年：W2:W两-尺：2R:尺t=2:1:4。 2 8.600 〔解析)给充电宝充满电消耗的电能W=UIt=5V×4X 101X103A×3600s=7.2×10J=0.2kW·h:3000r/ (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3000转，则消耗0.2kW·h电能，电能表转盘 的实际转数n=0.2kW·hX3000r/(kW·h)=600r。 9.1:22:1 〔解析)将甲、乙两个电阻串联接人电路，闭合开关，根据串 联电路的特点可知，通过甲、乙的电流相等，由图可知，通过 相同的电流时，甲、乙两端的电压之比U手：U之=1：2，则 闭合开关，二者在相同时间内所消耗的电能之比为 UIt:U2It=U甲：U2=1:2。将甲、乙两个电阻并联 接入电路，闭合开关，根据并联电路的特点可知，甲、乙两端 的电压相等，由图可知，通过甲、乙的电流之比I：Iz= 2：1,则闭合开关，二者在相同时间内所消耗的电能之比为 UI甲t:UIzt=I甲：Iz=2：1。 10.360 C解析)只闭合开关S,,电阻丝ac段接人电路，ac段电阻 丝的阻值风号-X3nc是电阻丝的中点，所以女 电阻丝的阻值R=R=32,闭合开关S,和S2,电阻丝 R与Rc并联，电路通电1min消耗的电能W=Wr十 UJ2,U2(3V)2 30×60s=360J. W-R1R30-X60s+3V 11.解：(1)闭合开关S,电路为灯泡的简单电路，电流表 测量通过灯泡的电流，I,=0.4A,从图甲看出，当电流为 15 0.4A时，小灯泡的电压为4V(2)再闭合开关S,小灯 泡和定值电阻R并联，电流表测量总电流，由于并联电路 各支路独立工作，互不影响，故通过灯泡的电流不变，通过 电阻的电流I2=I一I,=0.6A一0.4A=0.2A,小灯泡两 端的电压等于电源电压，电源电压为4V,R=光= I, 0.2A=200(3)小灯泡工作5mim消耗的电能w= 4V UI,t=4V×0.4A×5×60s=480J 2.解：)当有光照射时，电路中的电流1二 R,+R-20n+20n=Q.3A(2)当扶梯上有顾客经 U 12V 过，挡住射向R,的光线时，R,的阻值增大，电路中的总电 阻变大，电路中的电流变小，则R2两端的电压变小，R,两 端的电压变大，根据图乙可知，此时加在R,两端的电压为 10V,则定值电阻R2两端的电压U2=U一J1=12V 10V=2V(3)当定值电阻R2两端的电压U2=2V时， U2_2V 电骑中的电流了-尺，0001A,24s内电路消耗的 电能W=Ut,+UI't2=12V×0.3A×2s+12V× 0.1A×0.4s=7.68J 15.2电功率 1.C根据题意可知，石英钟使用一节干电池连续工作近 一年时间和迷你小风扇使用一节同样的干电池连续工作 半天时间消耗的电能一样多；如果工作相同的时间，根据 W=UIt可知，迷你小风扇消耗的电能更多，因为条件不 足，所以无法判断，故A错误；石英钟和迷你小风扇使用一 节同样的干电池，因此工作电压相同，故B错误；石英钟使 用一节干电池可以连续工作近一年时间，迷你小风扇使用 一节同样的干电池所提供的电能相同，只能连续工作半天 时间，根据1可知，选你小风扇工作电流更大，放C正 确；根据P=UI可知，迷你小风扇实际功率较大，故D 错误。 2.C两个电阻串联时，总电阻等于各串联电阻之和，即总 电阻越串越大，大于任何一个串联的电阻：并联时，总电阻 的倒数等于各并联电阻倒数之和，即总电阻越并越小，小 于任何一个并联的电阻：所以甲、乙、丙、丁四个电路中的 总电阻关系为R,<R手<R乙<R丙，电源电压U相同，根 据P-U1可知，四个电路的总功率关系为P,子 P>P乙>P丙，故C正确 3.22003.6×105600 〔解析)“220V”表示电能表应该接在220V的电路中： “10A”是指电能表允许通过的最大电流，则该同学家同时 使用的用电器最大总电功率P大=UI大=220VX 10A=2200W;“3200imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h 的电能电能表的指示灯闪烁3200次，电能表上的指示灯 闪烁了320次消耗的电能W三30×1kw·h口 0.1kw·h=3.6×10J:用电器的电功率p= t 3.6×10J=600w。 10×60s 4.41：544.4 〔解析)两个充电器的充电功率分别为P,=U1I,=5V× 800×103A=4W,P2=U2I2=5V×4A=20W,则两个 充电器的充电功率之比P,:P2=4W:20W=1:5, 由P,<P2可知，第二个充电器为快速充电器；电池充满电 储存的电能W储=U电池1t=-3.7V×4000×103AX 3600s=53280J,假设充电效率为100%，充电器消耗的电 能W=W告=53280J,由P=可得，选用快速充电器 将电池从零充满需要的时间t' W飞=53280J=2664s= P220W 44.4 min 5C根据电功率定义式的变形式：-罗可知，在手机电 池充电储存的电能一定时，充电功率越大，手机的充电时 间越短，由此可知，“超级快充”的“快”是指充电的电功 率大。 6.C80W的电视机正常工作50h消耗的电能为80× 103kW×50h=4kW·h,故A错误；40W的日光灯正常 工作60h消耗的电能为40×10-3kW×60h=2.4kW·h, 故B错误；50W的电风扇正常工作20h消耗的电能为 50×103kW×20h=1kW·h,故C正确；1000W的电吹 风机正常工作5h消耗的电能为1000×103kW×5h= 5kW·h,故D错误。 7.B电阻两端的电压变化，电阻保持不变。当电阻两端 的电压为8V时，通过电阻的电流I,= 8 V R ①，当电阻两 端的电压为10V时，通过电阻的电流1，=10y R ②，电流 的变化量△I=I2一I,=0.1A③，由①②③解得R= U22U2 200,电阻电功率变化量△P=P,-P,=R-R (10V)2(8V)2」 202 20n-1.8w.