18.1 电能 电功（分层作业）物理新教材人教版九年级全一册

18.1 电能 电功 目 录 A组 巩固过关 知识点1：电能与电功的概念及能量转化 知识点2：电能的单位与换算 知识点3：电能表的参数、读数与计算 知识点4：电功的简单计算（W=UIt） B组 能力进阶 C组 思维拔高 电能与电功的概念及能量转化知识点1 1. 请完成下列填空。 （1）电流做功的过程，实质上是______能转化为______能的过程。电流做了多少功，就消耗了多少______能。 （2）电功的符号是______，国际单位是______，符号是______。 （3）用电器工作时，将电能转化为其他形式的能。电风扇工作时，主要将电能转化为______能；电热水壶工作时，主要将电能转化为______能；给手机充电时，手机电池相当于______（选填“电源”或“用电器”），将电能转化为______能。 【答案】（1）电；其他形式；电 （2）W；焦耳；J （3）机械；内；用电器；化学 【详解】 电流做功的过程就是消耗电能、转化为其他形式能的过程，电流做多少功就消耗多少电能。电功的国际单位是焦耳（J）。不同用电器工作时能量转化方向不同：电风扇主要是电能→机械能，电热水壶主要是电能→内能；给手机电池充电时，电池消耗电能、储存化学能，此时电池相当于用电器。 2．关于电功和电能，下列说法正确的是（ ） A. 电功和电能单位相同，是同一个物理量 B. 电流做功的过程是其他形式的能转化为电能的过程 C. 电流做了多少功，就消耗多少电能 D. 电功就是电能，两者只是名称不同 【答案】C 【详解】 电功和电能单位相同，但物理意义不同：电能是状态量，电功是过程量，电流做功的过程是消耗电能、转化为其他形式能的过程，A、B、D错误。电流做多少功就消耗多少电能。 故选：C。 电能的单位与换算知识点2 3．请完成下列单位换算。 （1）电能的国际单位是______，常用单位是______，俗称______，符号是______。 （2）1 kW·h＝______J；0.5 kW·h＝______J；1.8×10⁶ J＝______kW·h。 （3）1 J＝1 V·A·s，其物理意义是：某段电路两端电压为1 V，通过的电流为1 A，通电时间为1 s时，电流做的功为______J。 【答案】（1）焦耳；千瓦时；度；kW·h （2）3.6×10⁶；1.8×10⁶；0.5 （3）1 【详解】 电能的国际单位是焦耳（J），生活中常用千瓦时（kW·h），俗称“度”。换算关系：1 kW·h＝3.6×10⁶ J。 0.5 kW·h＝0.5×3.6×10⁶ J＝1.8×10⁶ J；1.8×10⁶ J÷3.6×10⁶ J/(kW·h)＝0.5 kW·h。 4．(多选)关于单位“焦”，正确的说法是（ 　　） A．1焦=1伏·库 B．在国际单位制中，热量的单位是焦耳 C．1焦=1牛·米 D．磁能的单位也可以用焦耳 【答案】ABCD 【详解】 A．由得 故A正确； B．在国际单位制中，焦耳也是热量的单位，故B正确； C．由得，1焦表示用1牛的力使物体在力的方向上前进1米，故C正确； D．磁能也是一种能量，它的单位也可以用焦耳，故D正确。 故选：ABCD。 5．合理分类和利用垃圾已经成为一种生活时尚，可以保护环境、变废为宝。焚烧发电是目前世界上普遍采用的最安全、最有效的生活垃圾处理技术。我省某市垃圾发电站每日处理生活垃圾约3000t，日发电量，合 J。如果将该发电站每日所能处理垃圾完全燃烧，能产生 J的热量，所产生热量的70%用来加热水，能使 kg的水从20℃升高到45℃。【垃圾的平均热值为q=5×106J/kg，水的比热容为c=4.2×103J/（kg·℃）】 【答案】 3.24×1012 1.5×1013 1×108 【详解】 [1]因 故 [2]如果将该发电站每日所能处理垃圾完全燃烧，能产生的热量为 [3]所产生热量的70%用来加热水，则水吸收的热量 由可得，水的质量 电能表的参数、读数与计算知识点3 6．关于电能表，请完成下列填空。 （1）电能表是测量用电器在一段时间内消耗______的仪表。 （2）某电能表上标有“220 V 10(20) A 50 Hz 600 r/(kW·h)”，其中： “220 V”表示该电能表应在______V的电路中使用； “10(20) A”表示基本电流为______A，额定最大电流为______A； “600 r/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能，转盘转过______转。 （3）电能表读数时，计数器最后一位是______位；某段时间内消耗的电能等于前后两次示数之______。 【答案】（1）电能 （2）220；10；20；600 （3）小数；差 【详解】 电能表是计量消耗电能的仪表。铭牌“220 V”是额定电压；“10(20) A”中10 A为基本电流，20 A为额定最大电流；“600 r/(kW·h)”表示每消耗1度电转盘转600转。读数时末尾为小数位，一段时间消耗的电能等于月末示数减月初示数。 7．小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表示数如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量消耗电功率的仪器 B．这段时间内他家消耗的电能为903kW•h C．这个电能表的测量值是以“J”为单位 D．电能表的转盘转过1800圈，这段时间他家的用电器共消耗电能1.8×106J 【答案】D 【详解】A．电能表是用来测量用户在一段时间内消耗电能的仪表。故A错误； B．电能表最后一位是小数，这段时间内他家消耗的电能为 ， 故B错误； C．由电能表参数可知，此电能表测量值是以为单位的，故C错误； D．电能表的转盘转过1800圈，这段时间他家的用电器共消耗电能为 。 故D正确。 故选：D。 8．图是小晋家上月初和上月末电能表示数。结合表盘上的信息可知，下列说法正确的是（    ） A．小晋家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．小晋家上个月消耗的电能为1011kW·h C．指示灯闪烁1600次，家庭电路耗电36J D．指示灯闪烁的次数越多，说明消耗电能越多 【答案】D 【详解】 A．由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小晋家干路中的电流不得超过40A，故A错误； B．小英家上月消耗的电能为W=5647.8kW·h-5546.7kW·h=101.1kW·h 故B错误； CD．1600imp/kW·h表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多；指示灯闪烁1600次消耗的电能 故C错误，D正确。 故选：D。 9．电能表示数如图所示，此时示数为 kW•h。小明给充电宝进行充电，充电宝容量为60000mA•h，充电电压为5V，充电时剩余电量为0。现给充电宝充满电，需要消耗电能 J，若如图的电能表指示灯闪烁900次，则电能表铭牌上应标记“ imp/（kW•h）”。 【答案】 248.6 3000 【详解】 [1]电能表是测量电能的仪表，它的单位是千瓦时，最后一位是小数。由图知道，此时示数为248.6kW•h [2]充电宝容量为60000mA•h,充电电压为5V，充电时剩余电量为0。现给充电宝充满电，需要消耗电能为 [3]电能表正常工作时记录用电器消耗的电能和闪烁的次数成正比，所以有 解得N=3000 10．小明和小华协作测量如图甲所示的家用养生壶的热效率（水吸收的热量与消耗电能之比），单独将该养生壶接入家庭电路中进行测试。该养生壶将1kg水从20℃加热到80℃的过程中，如图乙所示的电能表指示灯闪烁了160次。已知，求该过程中： (1)水吸收的热量； (2)养生壶消耗的电能； (3)养生壶的热效率。 【答案】(1) (2)0.1kW·h或 (3)70% 【详解】 （1）水吸收的热量 （2）养生壶消耗的电能 （3）养生壶的热效率 电功的简单计算（W=UIt）知识点4 11．甲、乙两电热丝的电阻之比为4︰3，两端的电压之比为2︰1，则相同时间内消耗电能之比为（    ） A．1︰3 B．3︰1 C．2︰3 D．3︰2 【答案】B 【详解】 相同时间内消耗电能之比为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 12．如图所示的电路中电源电压不变，小灯泡L标有“6V；3W”字样，a、b为电流表、电压表其中之一，且不相同。根据表中实验数据判断下列说法正确的是（　　） 开关状态 滑片P的位置 电流表的示数 只闭合S1 中点 0.5A 闭合S1、S2 中点 1A 闭合S1、S3 右端 0.36A A．a为电压表b为电流表 B．滑动变阻器R0最大阻值为12Ω C．只闭合开关S1，电路中1s至少消耗电能4.32J D．将a与b互换，闭合S1、S2，滑片向右滑动时电表b示数变大 【答案】C 【详解】 A．只闭合开关S1，滑片P置于中点，灯泡和变阻器串联，电流表的示数是0.5A，闭合S1、S2，滑片P置于中点，电表a与灯泡并联，电流表的示数是1A，说明电路中的电流变大，由欧姆定律可知电路的总电阻变小，则电表a是电流表，灯泡被短路，此时只有变阻器的简单电路，电路的总电阻较小，电流表的示数变大，b是电压表，故A错误； B．小灯泡的正常发光时的电流 只闭合开关S1，滑片P置于中点，灯泡和变阻器串联，电流表的示数是0.5A，此时灯泡正常发光，灯泡两端的电压是6V，电源电压 ① 闭合S1、S2，滑片P置于中点，此时只有变阻器的简单电路，电流表的示数是1A，电源电压 ② 由①和②得到 ，R0=24Ω 则电源电压 故B错误； C．闭合开关S1和S3，灯泡和变阻器串联，滑片P位于最右端，变阻器连入电路的电阻最大，此时电路的总电阻最大，电路的电流最小，最小电流是0.36A，只闭合开关S1，灯泡和变阻器串联，当变阻器连入电路的电阻最大时，电路的总电阻最大，电路中1s至少消耗电能 故C正确； D．将a与b互换，闭合S1、S2，b是电压表，灯泡和变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，滑片向右滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，由串联分压可知变阻器两端的电压变大，由串联电路电压的规律可知灯泡电路的电压变小，即电表b示数变小，故D错误。 故选：C。 13．如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，如图乙所示是小灯泡L的电流与电压的关系图像。当只闭合开关S1、S2时，电压表的示数为6V，电源电压为 V；当只闭合开关S2、S3时，电压表示数为3V，R2的阻值为 ，小灯泡L在1min内消耗的电能为 J。 【答案】 9 30 36 【详解】 [1]当只闭合S1、S2时，L与R1串联，电压表测L的电压为6V。由图乙可知，此时通过L的电流为0.3A。R1两端电压 U1=IR1=0.3A×10Ω=3V 电源电压 U=UL+U1=6V+3V=9V [2]当只闭合S2、S3时，L与R2串联，电压表测L的电压为3V。由图乙可知，此时通过L的电流为0.2A。R2两端电压 U2=U-UL'=9V-3V=6V R2阻值为 [3]小灯泡L在1min（60s）内消耗的电能 W=ULI't=3V×0.2A×60s=36J。 14．如图是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻为10Ω，闭合开关S，电路的总电流为1A，求： (1)通过的电流； (2)电阻的阻值； (3)通电10min电路产生的热量。 【答案】(1)0.6A； (2)15Ω； (3)3600J 【详解】 （1）由图可知，电阻R1和R2并联。并联电路中，各支路电压等于电源电压，干路电流等于各支路电流之和。则通过R1​的电流 （2）并联电路中，干路电流 I=1A，则通过R2的电流 I2​=I−I1​=1A−0.6A=0.4A R2​的阻值 （3）通电10min电路产生的热量 Q=W=UIt=6V×1A×10×60s=3600J 15．如图所示，这是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（　　） A．电阻R的电阻值是10Ω B．当通过L的电流是0.2A时，其消耗的电能是0.2J C．仅把L、R并联在电压是2V的电路中，干路上的电流是0.4A D．仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2A时，它们两端总电压是4V 【答案】C 【详解】 A．由欧姆定律得，R为定值电阻 故A错误； B．由图知，当通过L的电流是0.2A时，对应的电压大小为1V，根据得，则其消耗的电能无法确定，故B错误； C．当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为2V电路中，R和灯的电压都为2V，R和灯的电流分别为0.1A和0.3A，电路干路里的电流 故C正确； D．两电阻串联，电流处处相等，当电流是0.2A时，由图知，灯两端的电压为1V，R两端的电压为3V，由串联电路电压的规律，即它们两端总电压是 故D错误。 故选：C。 16．如图甲所示的电路中，电源电压不变，R1的阻值不变，滑动变阻器R2的规格是“100Ω 1A”。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为6V B．R1的电阻为20Ω C．当滑片P移到中点时，通过R2的电流为0.2A D．整个电路电功率最小时，10s内滑动变阻器消耗的电能为12J 【答案】B 【详解】 由图可知，灯泡L与变阻器R串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量变阻器R两端的电压。 AB．当电路中的电流I1=0.3A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压 U=I1R2+I1R1=0.3A×20Ω+0.3A×R1① 当电路中的电流I2=0.1A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压 U=I2R′2+I2R1=0.1A×100Ω+0.1A×R1② 联立①②式可得，电源电压U=12V，R1的电阻R1=20Ω，故A错误，B正确； C．变阻器的最大阻值是100Ω，当滑片P移到中点时，通过R2的电流为 故C错误； D．由P=UI可知，整个电路电功率最小时，电源电压不变，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流是0.1A，变阻器的阻值是100Ω，10s内滑动变阻器消耗的电能为 W=I22R′2t=(0.1A)2×100Ω×10s=10J 故D错误。 故选：B。 17．某同学家里的电能表8月1日和9月1日示数分别如图甲、乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．电能表是计量电功率的仪表 B．9月1日这一天家中用电器消耗的电能为1242.8kW·h C．若电价为0.55元/kW·h，则8月份需缴纳的电费是110元 D．电能表转盘转得次数越多，说明消耗的电能越快 【答案】C 【详解】 A．电能表是用来测量电功的仪表，故A错误； BC．由图示电能表可知，8月1日电能表读数是1042.8kW·h，9月1日电能表读数是1242.8kW·h，是一个月累积消耗的电能，并不是9月1日这一天家中用电器消耗的电能，所以他家消耗一个月的电能为 W1=1242.8kW·h-1042.8kW·h=200kW·h 需交电费为 0.55元/kW·h×200kW·h=110元 故B错误，C正确； D．电能表的转盘转得越快，说明做功得快，即功率大，但不知道做功的时间，所以消耗的电能不一定多，故D错误； 故选：C。 18．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，以下说法中错误的是（　　） A．此电路探究的是电功与电压的关系 B．实验中，通过电压表的示数反映电功的大小 C．实验中，要选用两个规格不同的小灯泡 D．实验时，要移动滑动变阻器的滑片改变电流，从而多次实验。 【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．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A正确，不符合题意； B．灯泡越亮、实际功率越大，在相同时间里消耗的电能越多，电流做功越多，所以我们可以通过灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少，故B错误，不符合题意； C．由题图可知，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C正确，不符合题意； D．实验时，要移动滑动变阻器的滑片改变电流，进行多次实验，从而避免实验的偶然性，故D正确，不符合题意。 故选：B。 19．在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙两个电路： （1）本实验通过比较 来反映相同时间电流做功的多少； （2）图中所选用的灯泡L1和L2的规格应 ； （3）应该选择图 所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系，这样连接是为了控制 相等； （4）小明发现，按图甲电路实验时L1比L2亮，同时观察到A1示数比A2大，由此可得出的结论是 。接着他将这两个灯泡按图乙连接好观察到 （L1/L2）更亮； （5）对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小明是否必须通过实验验证？你的看法是 （选填“不必”或“必须”），你的依据是 。 【答案】灯泡的亮度 不同 乙 电流 电压和通电时间相等时，电流越大，电流做功越多 L2 不必 根据生活经验可知，对同一个灯，通电时间越长，灯消耗的电能越多 【详解】 （1）[1]电灯功率越大，电灯越亮，则实验中电灯越亮，说明电灯的功率越大；实验中两电灯通电的时间相同，由W=Pt可知，功率大的电灯电流做功多，所以可以通过电灯的亮暗来比较相同时间内电流做功的多少。 （2）[2]由电路图可知，甲图两灯并联，乙图两灯串联，要探究电流做功与电压的关系，应控制电流相等而电压不同；要探究电流做功与电流的关系，应控制电压相同而电流相同，要实现控制要求，应使用不同规格的灯泡。 （3）[3][4]要探究电流做功多少与电压大小的关系，要控制两灯泡的电流相同，应选择串联电路，所以要选用乙图。 （4）[5]甲图中两灯并联，由并联电路的电压特点可知，U1=U2；A1示数比A2大，即I1>I2；根据W=UIt可知，W1>W2，由此可得结论：电压和通电时间相等时，电流越大，电流做功越多。 [6]甲图中两灯并联，两灯两端电压相等，由可知，R1< R2；乙图中两灯串联，通过灯泡的电流相等，由P=I2R可知，L2的实际功率较大，所以L2较亮。 （5）[7][8]根据生活经验可知，用电器工作时间越长，用的电越多，也就是电流做的功越多，则对同一个灯，通电时间越长，灯消耗的电能越多，所以对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，不必通过实验验证。 20．在如图所示电路中，电源电压保持不变，R1=20Ω，只闭合开关S1，电流表的示数为0.3A，求： (1)电源电压； (2)再闭合开关S2，电流表的示数为0.5A，R2的电阻； (3)当开关S1、S2处于什么状态时，通电时该电路的总功率最大，在最大功率的情况下，通电10min，整个电路消耗的电能。 【答案】(1)6V (2)30Ω (3)当开关S1、S2处于闭合状态，1800J 【详解】 （1）由图可知，只闭合开关S1，只有R1工作，由可知 U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V （2）再闭合开关S2，R1、R2并联，电流表测量干路的总电流，根据并联电路的特点可知，R1两端的电压和电阻都不变，则通过R1的电流不变，则通过R2的电流 I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A 根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压 U2=U=6V 由可知，R2的阻值 （3）由可知，电路中的总电阻最小，该电路的总功率最大，所以当开关S1、S2都闭合，R1、R2并联时，电路中的总功率最大，此时电路中的总电流I=0.5A，则在最大功率的情况下，通电10min，整个电路消耗的电能 W=UIt=6V×0.5A×10×60s=1800J 21．如图1所示电路中，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端向左移至灯泡正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图2所示。下列说法正确的是（      ） A．图像中b曲线表示电流表和电压表V1的关系图像 B．电源电压为11 V C．灯泡正常发光100 s消耗的电能为540 J D．滑动变阻器的滑片从最右端向左移动过程中，灯泡的电阻逐渐变小 【答案】B 【详解】 图1中灯泡L与滑动变阻器串联，V1测L电压、V2测变阻器电压、A测电路电流。滑片左移时变阻器电阻减小，电流I增大，L两端电压随I增大而增大（对应曲线a），变阻器两端电压 随I增大而减小（对应曲线b）。 A．由以上分析可知曲线 表示电流表和电压表V2的关系图，故A错误； B．串联电路总电压等于各分电压之和，由图知当时，、，则电源电压 ， 故B正确； C．由图可知，灯泡正常发光时电流为，此时滑动变阻器两端电压为3V，故灯泡电压 消耗电能 ， 故C错误； D．滑动变阻器的滑片从最右端向左移动过程中，电路电流逐渐增大，由图知电流增大时灯泡电压增大得更快，根据 可知灯泡电阻逐渐增大，故D错误。 故选：B。 22．2026年某学校中考体育加试仰卧起坐项目采用智能电子计数器，图（a）为其简化原理图。当身体挡住射向R1的红外线时，R1阻值会变大，计数器计数一次，信号处理系统记录AB间电压。电源电压6V，R2为定值电阻，某同学连续匀速仰卧起坐时，AB间电压随时间变化的图像如图（b）所示。R1不受红外线照射时的阻值是受照射时的________倍。若，该同学仰卧起坐1min，R1消耗的电能为________。 【答案】 10 210 【详解】 [1]根据题意可知，两电阻串联，当身体挡住射向R1的红外线即R1不受照射时，R1阻值会变大，根据分压规律可知，R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，即AB间电压变小，由图可知，不照射时AB间电压即R2两端的电压为1V，则R1两端的电压为 根据串联分压规律可得，，解得； 当R1受红外线照射时，R2两端的电压为4V，R1两端的电压为 根据串联分压规律可得，，解得，故R1不受红外线照射时的阻值是受照射时的 倍。 [2]由图（b）可知，每1.5s完成1次仰卧起坐，在1min内完成仰卧起坐的次数为 在1min内不受照射的总时间为 受照射的总时间为 ，当R1不受照射时，电路中的电流为 ， 此时R1消耗的电能为 当R1受照射时，电路中的电流为 ， 此时R1消耗的电能为 故该同学仰卧起坐1min，R1消耗的电能为 23．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。 【详解】 （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 24．如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0～15V，R1＝20Ω，滑动变阻器R2的规格为“100Ω；1A”。 (1)只闭合开关S1时，电流表示数为0.4A，求电源电压； (2)只闭合开关S3时，滑动变阻器的滑片置于中点位置时，电压表的示数为4V，求R3的阻值； (3)只闭合开关S2时，求7min时间内，电路消耗的电能； (4)同时闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的取值范围。 【答案】(1)8V； (2)50Ω； (3)384J； (4)40Ω~100Ω 【详解】 （1）只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电流表示数为0.4A，根据欧姆定律可得，电源电压 （2）只闭合开关S3时，R2、R3串联，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表（测变阻器两端的电压）的示数为4V，则电路中的电流 根据串联电路的电流规律和欧姆定律可得，R3的阻值 （3）只闭合开关S2时，电阻R1、R3串联，7min时间内电路消耗的电能为 （4）闭合开关S1、S2和S3，R3被短路，电路中R1、R2并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流，根据并联电路各支路互不影响，则通过R1的电流为0.4A不变，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，通过变阻器的最大电流 由欧姆定律可得，变阻器连入电路的最小电阻 当变阻器滑片移到最左端时，变阻器接入阻值最大，由串联分压的规律可知，电压表的示数最大。由于电压表的量程大于电源电压，故变阻器接入电路中的最大电阻可为其最大阻值100Ω。故在不损坏电流表、电压表的情况下，滑动变阻器R2的阻值取值范围为40Ω~100Ω。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 18.1 电能 电功 参考答案 电能与电功的概念及能量转化知识点1 1．（1）电；其他形式；电 （2）W；焦耳；J （3）机械；内；用电器；化学 2． C 电能的单位与换算知识点2 3．（1）焦耳；千瓦时；度；kW·h （2）3.6×10⁶；1.8×10⁶；0.5 （3）1 4．ABCD 5．3.24×1012 1.5×1013 1×108 电能表的参数、读数与计算知识点3 6．（1）电能 （2）220；10；20；600 （3）小数；差 7．D 8．D 9．248.6 3000 10．(1) (2)0.1kW·h或 (3)70% 电功的简单计算（W=UIt）知识点4 11．B 12．C 13．9 30 36 14．(1)0.6A； (2)15Ω； (3)3600J 15．C 16．B 17．C 18．B 19．灯泡的亮度 不同 乙 电流 电压和通电时间相等时，电流越大，电流做功越多 L2 不必 根据生活经验可知，对同一个灯，通电时间越长，灯消耗的电能越多 20．(1)6V (2)30Ω (3)当开关S1、S2处于闭合状态，1800J 21．B 22．10 210 23．12Ω 18V 2430J 24．(1)8V； (2)50Ω； (3)384J； (4)40Ω~100Ω 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 18.1 电能 电功 目 录 A组 巩固过关 知识点1：电能与电功的概念及能量转化 知识点2：电能的单位与换算 知识点3：电能表的参数、读数与计算 知识点4：电功的简单计算（W=UIt） B组 能力进阶 C组 思维拔高 电能与电功的概念及能量转化知识点1 1. 请完成下列填空。 （1）电流做功的过程，实质上是______能转化为______能的过程。电流做了多少功，就消耗了多少______能。 （2）电功的符号是______，国际单位是______，符号是______。 （3）用电器工作时，将电能转化为其他形式的能。电风扇工作时，主要将电能转化为______能；电热水壶工作时，主要将电能转化为______能；给手机充电时，手机电池相当于______（选填“电源”或“用电器”），将电能转化为______能。 2．关于电功和电能，下列说法正确的是（ ） A. 电功和电能单位相同，是同一个物理量 B. 电流做功的过程是其他形式的能转化为电能的过程 C. 电流做了多少功，就消耗多少电能 D. 电功就是电能，两者只是名称不同 电能的单位与换算知识点2 3．请完成下列单位换算。 （1）电能的国际单位是______，常用单位是______，俗称______，符号是______。 （2）1 kW·h＝______J；0.5 kW·h＝______J；1.8×10⁶ J＝______kW·h。 （3）1 J＝1 V·A·s，其物理意义是：某段电路两端电压为1 V，通过的电流为1 A，通电时间为1 s时，电流做的功为______J。 4．(多选)关于单位“焦”，正确的说法是（ 　　） A．1焦=1伏·库 B．在国际单位制中，热量的单位是焦耳 C．1焦=1牛·米 D．磁能的单位也可以用焦耳 5．合理分类和利用垃圾已经成为一种生活时尚，可以保护环境、变废为宝。焚烧发电是目前世界上普遍采用的最安全、最有效的生活垃圾处理技术。我省某市垃圾发电站每日处理生活垃圾约3000t，日发电量，合 J。如果将该发电站每日所能处理垃圾完全燃烧，能产生 J的热量，所产生热量的70%用来加热水，能使 kg的水从20℃升高到45℃。【垃圾的平均热值为q=5×106J/kg，水的比热容为c=4.2×103J/（kg·℃）】 电能表的参数、读数与计算知识点3 6．关于电能表，请完成下列填空。 （1）电能表是测量用电器在一段时间内消耗______的仪表。 （2）某电能表上标有“220 V 10(20) A 50 Hz 600 r/(kW·h)”，其中： “220 V”表示该电能表应在______V的电路中使用； “10(20) A”表示基本电流为______A，额定最大电流为______A； “600 r/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能，转盘转过______转。 （3）电能表读数时，计数器最后一位是______位；某段时间内消耗的电能等于前后两次示数之______。 7．小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表示数如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量消耗电功率的仪器 B．这段时间内他家消耗的电能为903kW•h C．这个电能表的测量值是以“J”为单位 D．电能表的转盘转过1800圈，这段时间他家的用电器共消耗电能1.8×106J 8．图是小晋家上月初和上月末电能表示数。结合表盘上的信息可知，下列说法正确的是（    ） A．小晋家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．小晋家上个月消耗的电能为1011kW·h C．指示灯闪烁1600次，家庭电路耗电36J D．指示灯闪烁的次数越多，说明消耗电能越多 9．电能表示数如图所示，此时示数为 kW•h。小明给充电宝进行充电，充电宝容量为60000mA•h，充电电压为5V，充电时剩余电量为0。现给充电宝充满电，需要消耗电能 J，若如图的电能表指示灯闪烁900次，则电能表铭牌上应标记“ imp/（kW•h）”。 10．小明和小华协作测量如图甲所示的家用养生壶的热效率（水吸收的热量与消耗电能之比），单独将该养生壶接入家庭电路中进行测试。该养生壶将1kg水从20℃加热到80℃的过程中，如图乙所示的电能表指示灯闪烁了160次。已知，求该过程中： (1)水吸收的热量； (2)养生壶消耗的电能； (3)养生壶的热效率。 电功的简单计算（W=UIt）知识点4 11．甲、乙两电热丝的电阻之比为4︰3，两端的电压之比为2︰1，则相同时间内消耗电能之比为（    ） A．1︰3 B．3︰1 C．2︰3 D．3︰2 【答案】B 【详解】 相同时间内消耗电能之比为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 12．如图所示的电路中电源电压不变，小灯泡L标有“6V；3W”字样，a、b为电流表、电压表其中之一，且不相同。根据表中实验数据判断下列说法正确的是（　　） 开关状态 滑片P的位置 电流表的示数 只闭合S1 中点 0.5A 闭合S1、S2 中点 1A 闭合S1、S3 右端 0.36A A．a为电压表b为电流表 B．滑动变阻器R0最大阻值为12Ω C．只闭合开关S1，电路中1s至少消耗电能4.32J D．将a与b互换，闭合S1、S2，滑片向右滑动时电表b示数变大 13．如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，如图乙所示是小灯泡L的电流与电压的关系图像。当只闭合开关S1、S2时，电压表的示数为6V，电源电压为 V；当只闭合开关S2、S3时，电压表示数为3V，R2的阻值为 ，小灯泡L在1min内消耗的电能为 J。 14．如图是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻为10Ω，闭合开关S，电路的总电流为1A，求： (1)通过的电流； (2)电阻的阻值； (3)通电10min电路产生的热量。 15．如图所示，这是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（　　） A．电阻R的电阻值是10Ω B．当通过L的电流是0.2A时，其消耗的电能是0.2J C．仅把L、R并联在电压是2V的电路中，干路上的电流是0.4A D．仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2A时，它们两端总电压是4V 16．如图甲所示的电路中，电源电压不变，R1的阻值不变，滑动变阻器R2的规格是“100Ω 1A”。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为6V B．R1的电阻为20Ω C．当滑片P移到中点时，通过R2的电流为0.2A D．整个电路电功率最小时，10s内滑动变阻器消耗的电能为12J 17．某同学家里的电能表8月1日和9月1日示数分别如图甲、乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．电能表是计量电功率的仪表 B．9月1日这一天家中用电器消耗的电能为1242.8kW·h C．若电价为0.55元/kW·h，则8月份需缴纳的电费是110元 D．电能表转盘转得次数越多，说明消耗的电能越快 18．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，以下说法中错误的是（　　） A．此电路探究的是电功与电压的关系 B．实验中，通过电压表的示数反映电功的大小 C．实验中，要选用两个规格不同的小灯泡 D．实验时，要移动滑动变阻器的滑片改变电流，从而多次实验。 19．在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙两个电路： （1）本实验通过比较 来反映相同时间电流做功的多少； （2）图中所选用的灯泡L1和L2的规格应 ； （3）应该选择图 所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系，这样连接是为了控制 相等； （4）小明发现，按图甲电路实验时L1比L2亮，同时观察到A1示数比A2大，由此可得出的结论是 。接着他将这两个灯泡按图乙连接好观察到 （L1/L2）更亮； （5）对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小明是否必须通过实验验证？你的看法是 （选填“不必”或“必须”），你的依据是 。 20．在如图所示电路中，电源电压保持不变，R1=20Ω，只闭合开关S1，电流表的示数为0.3A，求： (1)电源电压； (2)再闭合开关S2，电流表的示数为0.5A，R2的电阻； (3)当开关S1、S2处于什么状态时，通电时该电路的总功率最大，在最大功率的情况下，通电10min，整个电路消耗的电能。 21．如图1所示电路中，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端向左移至灯泡正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图2所示。下列说法正确的是（      ） A．图像中b曲线表示电流表和电压表V1的关系图像 B．电源电压为11 V C．灯泡正常发光100 s消耗的电能为540 J D．滑动变阻器的滑片从最右端向左移动过程中，灯泡的电阻逐渐变小 22．2026年某学校中考体育加试仰卧起坐项目采用智能电子计数器，图（a）为其简化原理图。当身体挡住射向R1的红外线时，R1阻值会变大，计数器计数一次，信号处理系统记录AB间电压。电源电压6V，R2为定值电阻，某同学连续匀速仰卧起坐时，AB间电压随时间变化的图像如图（b）所示。R1不受红外线照射时的阻值是受照射时的________倍。若，该同学仰卧起坐1min，R1消耗的电能为________。 23．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。 24．如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0～15V，R1＝20Ω，滑动变阻器R2的规格为“100Ω；1A”。 (1)只闭合开关S1时，电流表示数为0.4A，求电源电压； (2)只闭合开关S3时，滑动变阻器的滑片置于中点位置时，电压表的示数为4V，求R3的阻值； (3)只闭合开关S2时，求7min时间内，电路消耗的电能； (4)同时闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的取值范围。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $