浙教版科学 九年级上 第三章 第6节 电能
一、单选题
1．直接测量消耗电能多少可以用（ ）
A．电能表 B．电压表 C．电流表 D．电阻箱
2．某科学兴趣小组的同学用几个完全相同的灯泡，设计如图甲、乙、丙三种电路，电源电压相同且恒定不变，电路消耗的总功率大小关系是（ ）
A．P甲＞P乙＞P丙 B．P甲＜P乙＜P丙
C．P甲＝P乙＝P丙 D．P甲＝P乙＞P丙
3．电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，其原因是（ ）
A．通过电炉丝的电流大 B．通过电炉丝的电流小
C．电炉丝的通电时间长 D．电炉丝的电阻大
4．下列家用电器中，正常工作一小时耗电接近1kW·h的是（ ）
A．电饭锅 B．电风扇 C．抽油烟机 D．日光灯
5．对于1kW·h电能的作用，下列说法中正确的是（ ）
A．能使笔记本电脑工作约3min B．能使笔记本电脑工作约3h
C．能使洗衣机工作约30h D．能使洗衣机工作约3h
6．如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是（ ）
A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
B．小明家上月消耗的电能为911kW·h
C．小明家电能表上的电流不得超过10A
D．现只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W
7．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为（ ）
A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能较少
B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热
C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多
D．铜导线电阻较小，所以相同时间内它消耗的电能较少
8．（2020·温岭模拟）如图是电能表上的一些信息，请选出与科学意义不相符的是（ ）
A．kW·h：表示电能表上的数字以千瓦时为单位
B．512.8：表示该月该电能表消耗的电功率为512.8kW·h
C．600r/kW·h：表示电路每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过600转
D．10(20)A：表示该电能表的额定电流为10A，短时间内允许通过的最大电流为20A
9．（2019九上·天台月考）图为“探究电热和哪些因素有关”的实验装置图。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，左侧玻璃管中液面比右侧高。下列说法正确的是（ ）
A．通过玻璃管中液面的高度判断电流通过导体产生热量的多少，该方法是控制变量法
B．使用煤油是因为煤油的比热大，现象更加明显
C．该实验可得出，通电时间和电流相同时，电流通过导体产生的热量与电阻成正比
D．左侧电阻丝的阻值比右侧大
10．标有“36V 40W”的甲灯、“110V40W”的乙灯和“220V40W”的丙灯都正常发光，其发光情况为（ ）
A．甲灯最亮 B．乙灯最亮 C．丙灯最亮 D．一样亮
二、填空题
11． 2012年4月22日，中国新一代“人造太阳”实验装置——热核聚变反应堆完成了放电实验：实验中反应堆放电功率为3×104瓦，输出稳定电流40安，并持续0.5秒，则输出电压是 伏。该“人造太阳”此次释放的电能为 焦。
12． 2018年3月24日晚，小明家参与了“地球一小时”活动，在熄灯一小时的时间里，共节省了0.5kW·h的电能，合 J。
13．某导体的电阻是2 Ω,当2 A电流通过该导体时,1 min产生的热量是 J.
14．（2019·杭州模拟）小明8月底观察到自己家里的电能表如图所示，当到9月底再观察时，发现电能表示数为 ，则他家9月份消耗的电能为 kW·h，由铭牌可知他家里同时工作的用电器总功率不宜超过 W，若将一个电器单独装在该电能表上，电能表的转盘在10min 内转过300转，则该用电器功率为 W。
15．（2018九上·慈溪期末）如图所示，是探究电流产生热量与哪些因素有关的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、橫截面积相同。
（1）甲图能用来探究电流产生的热量与 的关系，滑动变阻器的主要作用是 。
（2）在乙图中，主要探究的是电流产生热量与 的关系，闭合开关一段时间后， 瓶中煤油的内能更多。
三、实验探究题
16．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V(电阻值约为5Ω)。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是 (选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”)。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加了一个R0＝5Ω的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：
①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；
②保持滑片位置不变，只将电压表a点改接到c点，测出定值电阻R0两端的电压U0，通过计算就可得到小灯泡的额定功率。
请你指出该设计方案中存在的问题： 。
17．（2020·定海模拟）某同学做“测定小灯泡的额定功率”实验，器材有：额定电压为3.8V的小灯泡(灯丝电阻大于10Ω)，电源是三节崭新的干电池，标有“10Ω，1A”字样的滑动变阻器，电压表，电流表，开关、导线若干等。图甲是他做实验时连接的电路。
（1）该同学按图甲连接电路并闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，则故障的原因可能是灯泡 。(选填“短路”或“开路”)
（2）排除故障后，灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是 W。
（3）若将图甲中的小灯泡换成某定值电阻R0，不增加其他器材，则该电路还能完成的实验有 。
A．研究电流与电压关系 B．研究电流与电阻关系
C．测定值电阻R0的阻值 D．测定值电阻R0消耗的电能
四、解答题
18．小明的妈妈为了丰富早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P－t”图像。表中是这个豆浆机的主要技术参数。
型号 SYL－624
额定电压 220V
额定频率 50Hz
额定功率 120W
加热功率 1210W
请解答下列问题：
（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
（3）在一次豆浆机工作的时候，小明将家中其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“2400r/(kW·h)”字样的电能表转盘在2min内转过了80转。此时电路的实际电压是多大？
19．小翔随爸爸在商店选中一款速热式电热水器，它的工作电路图和铭牌如图所示(图中R是加热电阻，其电阻不随温度而变化)则：
（1）电热水器正常工作时，电路中电流是多大？(结果保留一位小数)
（2）电热水器正常工作15min，加热电阻R消耗的电能是多少千瓦时？
（3）根据题中电路图，再给你一个加热电阻R0和两个开关S1、S2，请你对该电热水器进行电路改装。设计要求：不同季节电热水器的额定功率不同，夏天额定功率是2000W，春、秋两季额定功率是4000W，冬季额定功率是6000W，请画出改装后的电路图，并计算R0。
（4）从安全用电考虑，如果该电热水器直接安装到家庭电路中，可能会造成什么后果及影响？(写出一种)
20．如图所示，电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW·h)”字样，现将若干盏规格都为“220V20W”的节能灯接在该电能表上一起正常工作15min，电能表的指示灯闪烁了135次，这些节能灯消耗的电能为多少？接入的节能灯共有几盏？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法
【解析】【分析】根据测量仪器的用途解答。
【解答】电能表是用来测量用户消耗电能多少的仪器，电压表是测量电压的，电流表是测量电流的，电阻表是测量电阻的，故A符合题意，而B、C、D不合题意。
故选A。
2．【答案】B
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式可知，当电压相等时，电功率与电阻正反比，据此分析判断。
【解答】串联电路的总电阻等于各处电阻之和，因此总电阻R甲>R乙；
并联相当于增大了横截面积，因此总电阻比组成它的任何一个电阻都小，因此总电阻R乙>R丙；
那么总电阻R甲>R乙>R丙；
根据公式可知，三者对应的总功率的大小关系为：P甲
故选B。
3．【答案】D
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt分析即可。
【解答】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，导体的电阻越多，产生的热量越多。电炉丝和导线串联，二者的电流和时间相同，因为电炉丝的电阻远远大于导线，所以它产生的热量多，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
4．【答案】A
【知识点】电器的电功率
【解析】【分析】首先根据计算出该用电器的功率，然后再进行选择即可。
【解答】该用电器的功率为：。
A.电饭锅的电功率大约在1000W左右，故A符合题意；
B.电风扇的功率大约在50W~70W之间，故B不合题意；
C.抽油烟机的功率大约在 200W左右，故C不合题意；
D.日光灯的功率大约在10W~40W之间，故D不合题意。
故选A。
5．【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用；电器的电功率
【解析】【分析】了解用电器的电功率，然后根据公式计算出时间即可。
【解答】笔记本电脑的电功率约为50W，那么能够工作的时间：，故A、B错误；
洗衣机的电功率约为300W，那么能够工作的时间：，故C错误，D正确。
故选D。
6．【答案】D
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法
【解析】【分析】（1）根据功率的定义分析；
（2）将前后两次电能表的示数相减即可；
（3）根据铭牌上电流的信息分析；
（4）根据计算出消耗的电能，再根据计算电饭锅的功率。
【解答】A.指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越快，即电路的总功率越大，故A错误；
B.小明家上月消耗的电能为：5637.8kW·h -5546.7kW·h =91.1kW·h ，故B错误；
C.根据10A（20A）可知，小明家电能表上的电流不得超过20A ，故C错误；
D.电饭锅消耗的电能为：，它的功率为：，故D正确。
故选D。
7．【答案】D
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多，据此分析即可。
【解答】铜导线和电炉丝为串联，通过二者的电流相等，通电时间也相等，但是铜导线的电阻比电炉丝的电阻小得多，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，铜导线产生的热量少，温度低，也就是相同时间内消化的电能较少，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
8．【答案】B
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法
【解析】【分析】根据电能表上数值的意义分析判断。
【解答】A.kW·h：表示电能表上的数字以千瓦时为单位，故A正确不合题意；
B.512.8：表示该月该电能表从安装到现在，用电器共消耗的电能512.8kW h，故B错误符合题意；
C.600r/kW·h：表示电路每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过600转，故C正确不合题意；
D.10(20)A：表示该电能表的额定电流为10A，短时间内允许通过的最大电流为20A，故D正确不合题意。
故选B。
9．【答案】D
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）将不易直接测量或观察的物理量，用与它先关的现象反映出来，这种方法叫转换法；
（2）根据公式Q=cm△t可知，当物质的质量和吸收的热量相同时，比热容越小，物质的升高的温度越大，自然它的体积膨胀的就越大；
（3）要得到两个物理量之间的定量关系，就必须有准确的数据为支撑；
（4）根据液面高度判断烧瓶中煤油的温度高低，据此得到产生热量的多少，最后根据Q=I2Rt分析电阻的大小即可。
【解答】A.通过玻璃管中液面的高度判断电流通过导体产生热量的多少，该方法是转换法，故A错误；
B.煤油的比热容小，吸收相同的热量时温度升高的多，体积膨胀的大，液柱的高度差更明显，故B错误；
C.由于该实验中没有得到具体的数据，因此无法得到电流通过导体产生的热量与电阻的定量关系，故C错误；
D.左侧玻璃管中液面比右侧高，说明左侧电阻丝产生的热量多；两段电阻丝串联，那么电流大小和通电时间相同；根据公式Q=I2Rt可知，左侧电阻丝的电阻比右侧大，故D正确。
故选D。
10．【答案】D
【知识点】电器的电功率
【解析】【分析】（1）灯泡的亮度由它的实际功率的大小决定；
（2）当灯泡正常发光时，它们的实际功率等于额定功率。
据此分析即可。
【解答】根据三个灯泡的铭牌可知，它们的额定功率都是40W。
当它们都正常发光时，它们的实际功率都等于额定功率，即都是40W。
因此它们一样亮。
故选D。
11．【答案】750；15000
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式计算输出电压；
（2）根据W=Pt计算释放的能量。
【解答】（1）输出电压为：；
（2）“人造太阳”此次释放的能量：W=Pt=3×104W×0.5s=15000J。
12．【答案】1.8×106
【知识点】电功的实质
【解析】【分析】1kW h=3.6×106J，据此进行单位换算即可。
【解答】0.5kW·h=0.5×（3.6×106J）=1.8×106J。
13．【答案】480
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】已知电流、电阻和时间根据公式Q=I2Rt计算产生的热量。
【解答】1min产生的热量为：Q=I2Rt=（2A）2×2Ω×60s=480J。
14．【答案】150；8800；600
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电能表当前示数减去上次观察时的示数等于此段时间内消耗的电能；
（2）根据电能表上标示的最大电流，利用公式P＝UI计算出可以接入的最大功率；
（3）根据电能表转盘转过的圈数及电能表的参数3000r/kW·h，计算出电流做的功，再根据计算用电器的功率。
【解答】他家9月份消耗的电能为：7475.6kW－7325.6kW＝150kW；
他家里同时工作的用电器总功率不宜超过：P＝UI＝220V×40A＝8800W；
该用电器10min消耗的电能：，
该用电器功率。
故答案为：150；8800；600。
15．【答案】（1）电流大小；改变电路中的电流大小
（2）电阻大小；B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】图示实验主要是为探究焦耳定律的，焦耳定律公式Q=I2Rt，从公式可知，热量与电流、电阻和通电的时间有关。根据实验中控制的变量可以确定实验研究的因素；
【解答】（1）甲图只有一个烧瓶，内有一根固定阻值的电阻丝，电路中串联着的滑动变阻器可以改变电路中的电流，所以甲图能用来探究电流产生的热量与电流大小的关系，滑动变阻器的主要作用是改变电路中的电流大小；
（2）图乙中有两烧瓶，内各有一根阻值不同的电阻丝，由于AB两电阻丝串联，所以同一时刻通过AB这两根电阻丝的电流是相同的。由控制的因素可知，主要探究的是电流产生热量与电阻大小的关系，闭合一段时间后，根据公式Q=I2Rt，I与t相同，R大的热量多，因为B的阻值大所以B瓶中煤油的内能更多。
故答案为：（1）电流大小；改变电路中的电流大小；（2）电阻大小；B
16．【答案】（1）
（2）小灯泡短路
（3）右；1.25
（4）①无论怎样调节变阻器，都不能使灯泡正常发光；②电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电压表要与被测的用电器并联；变阻器接线注意“一上一下”，据此完全作图即可；
（2）如果小灯泡断路，那么整个电路没有电流，则电流表和电压表都无示数。如果小灯泡短路，那么电压表同时被短路，自然没有示数；由于变阻器仍然在工作，所以电流表有示数；
（3）分析变阻器两端电压的变化，然后根据“串联电路电压与电阻成正比”确定它的阻值变化，进而得到滑片的移动方向；
（4）注意分析灯泡的电压能否达到额定电压，电压表的正负接线柱的连接是否正确。
【解答】（1）根据甲图可知，电压表应该与灯泡并联，它的“-”接线柱已经与灯泡左端相连，只需将它的“3V”接线柱与灯泡的右端相连即可。变阻器与灯泡串联，它上面的接线柱已经连接，只需将右下角的接线柱与开关右端连接即可，如下图所示：
（2）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是小灯泡短路；
（3）现在电压表的示数为2V，要正常发光必须变为2.5V，因此灯泡的电压增大。根据U总=UL+U变可知，变阻器的电压要减小。根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律可知，变阻器的阻值要减小，即滑片向右移动。
根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.2A，那么电流表的示数为0.5A，那么灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.5A=1.25W。
（4）①灯泡的电阻为5Ω，定值电阻的阻值为5Ω，根据串联电路电压与电阻成正比可知，即使变阻器接入的阻值为零，那么灯泡能够达到的最大电压为总电压的一半，也就是：3V×0.5=1.5V，因此问题为：调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；
②根据丙图可知，b接线柱肯定为“+”接线柱，如果将a与c相接，那么b就与电源负极相连，违反了接线原则，那么问题为：电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压。
17．【答案】（1）开路
（2）0.76
（3）A；C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）在测量灯泡额定功率的实验中，如果灯泡发生断路，那么电压表就串联在电路中。由于它的内阻很大，所以电流表的示数会很小，几乎无示数；由于电压的分配与电阻成正比，所以电压表会分得几乎全部的电压，即示数接近电源电压。
（2）根据图乙读出灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算额定功率；
（3）分析各个选项中的实验，确定所需的器材，然后进行比较即可。
【解答】（1） 该同学按图甲连接电路并闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，则故障的原因可能是灯泡开路；
（2）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么电流表的示数为0.2A，灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W。
（3）A.研究电流与电压关系，电压表测电压，电流表测电流，变阻器改变电压，故A符合题意；
B.研究电流与电阻关系，需要还用不同的电阻进行测量，故B不合题意；
C.测定值电阻R0的阻值，电压表测电压，电流表测电流，变阻器改变电压，多测几组数据求平均值，故C符合题意；
D.测定值电阻R0消耗的电能，根据公式W=UIt可知，还需要秒表测量时间，故D不合题意。
故选AC。
18．【答案】（1）已知最大功率P1＝1210W，所以正常工作时的最大电流I1＝ ＝5.5A。
（2）由图像可知，豆浆机正常工作一次电热管工作时间t1＝9min，电动机工作时间t2＝2min，消耗的电能W＝P1t1＋P2t2＝1210W×9×60s＋120W×2×60s＝667800J。
（3）豆浆机2min内消耗的电能W＝ kW·h＝ kW·h＝1.2×105J，
豆浆机实际功率P＝ ＝1000W，
电热管电阻R＝ ＝40Ω，
电路实际电压U＝ ＝200V。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）功率最大时电流最大，从表格中找到最大功率，然后根据 计算工作时的最大电流；
（2）根据丙图，根据功率的大小确定加热管工作的时间和电动机工作的时间，分别根据公式W=Pt计算出消耗的电能，最后将它们相加即可；
（3）首先根据计算出消耗的电能，再根据公式计算出豆浆机的实际功率，接下来根据电热管的额定功率和额定电压利用公式P=计算出电热管的电阻，最后根据U2=PR计算电路的实际电压。
19．【答案】（1）由P＝UI可得，电热水器正常工作时电路的电流I＝ ≈18.2A
（2）P＝4000W＝4kW，t＝15min＝0.25h，则正常工作15min加热电阻R消耗的电能W＝Pt＝4kW×0.25h＝1kW·h
（3）由题意可知，两加热电阻应采取并联，分别用一个开关控制电路，如图所示：
夏季：只闭合开关S、S2，断开S1时，电路为R0的简单电路，功率P0＝2000W，由P＝ 得：R0＝ ＝24.2Ω；
（4）如果该电热水器直接安装到家庭电路中，由于总功率很大，根据I＝ 可知电路总电流过大，则可能会造成的后果是电路总电流过大，烧坏电路(或保险丝熔断等)。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）从铭牌中找到热水器的功率，然后根据公式计算它正常工作时的电流；
（2）根据公式W=Pt计算加热电阻消耗的电能；
（3）根据描述可知，改装后这个热水器有三个档位，如果将R0与原来的电阻丝R并联，那么它们单独工作时为两个档位，二者一起工作时为第三个最大的档位，这就符合要求。由于原来电阻丝的功率是4000W，那么新接入的R0的功率肯定是2000W，根据公式计算它的电阻即可；
（4）根据公式分析接入热水器后总电流的变化，再根据焦耳定律Q=I2Rt计算电路产生热量的变化，从而对可能造成的后果做出判断。
20．【答案】节能灯消耗的电能W＝ kW·h＝0.045kW·h＝1.62×105J；总功率P＝ ＝180W，接入节能灯的盏数n＝ ＝9盏。
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】首先根据计算出节能灯消耗的电能，再根据公式计算出的总功率，最后根据计算接入节能灯的盏数。
1 / 1浙教版科学 九年级上 第三章 第6节 电能
一、单选题
1．直接测量消耗电能多少可以用（ ）
A．电能表 B．电压表 C．电流表 D．电阻箱
【答案】A
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法
【解析】【分析】根据测量仪器的用途解答。
【解答】电能表是用来测量用户消耗电能多少的仪器，电压表是测量电压的，电流表是测量电流的，电阻表是测量电阻的，故A符合题意，而B、C、D不合题意。
故选A。
2．某科学兴趣小组的同学用几个完全相同的灯泡，设计如图甲、乙、丙三种电路，电源电压相同且恒定不变，电路消耗的总功率大小关系是（ ）
A．P甲＞P乙＞P丙 B．P甲＜P乙＜P丙
C．P甲＝P乙＝P丙 D．P甲＝P乙＞P丙
【答案】B
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式可知，当电压相等时，电功率与电阻正反比，据此分析判断。
【解答】串联电路的总电阻等于各处电阻之和，因此总电阻R甲>R乙；
并联相当于增大了横截面积，因此总电阻比组成它的任何一个电阻都小，因此总电阻R乙>R丙；
那么总电阻R甲>R乙>R丙；
根据公式可知，三者对应的总功率的大小关系为：P甲故选B。
3．电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，其原因是（ ）
A．通过电炉丝的电流大 B．通过电炉丝的电流小
C．电炉丝的通电时间长 D．电炉丝的电阻大
【答案】D
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt分析即可。
【解答】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，导体的电阻越多，产生的热量越多。电炉丝和导线串联，二者的电流和时间相同，因为电炉丝的电阻远远大于导线，所以它产生的热量多，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
4．下列家用电器中，正常工作一小时耗电接近1kW·h的是（ ）
A．电饭锅 B．电风扇 C．抽油烟机 D．日光灯
【答案】A
【知识点】电器的电功率
【解析】【分析】首先根据计算出该用电器的功率，然后再进行选择即可。
【解答】该用电器的功率为：。
A.电饭锅的电功率大约在1000W左右，故A符合题意；
B.电风扇的功率大约在50W~70W之间，故B不合题意；
C.抽油烟机的功率大约在 200W左右，故C不合题意；
D.日光灯的功率大约在10W~40W之间，故D不合题意。
故选A。
5．对于1kW·h电能的作用，下列说法中正确的是（ ）
A．能使笔记本电脑工作约3min B．能使笔记本电脑工作约3h
C．能使洗衣机工作约30h D．能使洗衣机工作约3h
【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用；电器的电功率
【解析】【分析】了解用电器的电功率，然后根据公式计算出时间即可。
【解答】笔记本电脑的电功率约为50W，那么能够工作的时间：，故A、B错误；
洗衣机的电功率约为300W，那么能够工作的时间：，故C错误，D正确。
故选D。
6．如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是（ ）
A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
B．小明家上月消耗的电能为911kW·h
C．小明家电能表上的电流不得超过10A
D．现只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W
【答案】D
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法
【解析】【分析】（1）根据功率的定义分析；
（2）将前后两次电能表的示数相减即可；
（3）根据铭牌上电流的信息分析；
（4）根据计算出消耗的电能，再根据计算电饭锅的功率。
【解答】A.指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越快，即电路的总功率越大，故A错误；
B.小明家上月消耗的电能为：5637.8kW·h -5546.7kW·h =91.1kW·h ，故B错误；
C.根据10A（20A）可知，小明家电能表上的电流不得超过20A ，故C错误；
D.电饭锅消耗的电能为：，它的功率为：，故D正确。
故选D。
7．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为（ ）
A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能较少
B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热
C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多
D．铜导线电阻较小，所以相同时间内它消耗的电能较少
【答案】D
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多，据此分析即可。
【解答】铜导线和电炉丝为串联，通过二者的电流相等，通电时间也相等，但是铜导线的电阻比电炉丝的电阻小得多，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，铜导线产生的热量少，温度低，也就是相同时间内消化的电能较少，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
8．（2020·温岭模拟）如图是电能表上的一些信息，请选出与科学意义不相符的是（ ）
A．kW·h：表示电能表上的数字以千瓦时为单位
B．512.8：表示该月该电能表消耗的电功率为512.8kW·h
C．600r/kW·h：表示电路每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过600转
D．10(20)A：表示该电能表的额定电流为10A，短时间内允许通过的最大电流为20A
【答案】B
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法
【解析】【分析】根据电能表上数值的意义分析判断。
【解答】A.kW·h：表示电能表上的数字以千瓦时为单位，故A正确不合题意；
B.512.8：表示该月该电能表从安装到现在，用电器共消耗的电能512.8kW h，故B错误符合题意；
C.600r/kW·h：表示电路每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过600转，故C正确不合题意；
D.10(20)A：表示该电能表的额定电流为10A，短时间内允许通过的最大电流为20A，故D正确不合题意。
故选B。
9．（2019九上·天台月考）图为“探究电热和哪些因素有关”的实验装置图。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，左侧玻璃管中液面比右侧高。下列说法正确的是（ ）
A．通过玻璃管中液面的高度判断电流通过导体产生热量的多少，该方法是控制变量法
B．使用煤油是因为煤油的比热大，现象更加明显
C．该实验可得出，通电时间和电流相同时，电流通过导体产生的热量与电阻成正比
D．左侧电阻丝的阻值比右侧大
【答案】D
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）将不易直接测量或观察的物理量，用与它先关的现象反映出来，这种方法叫转换法；
（2）根据公式Q=cm△t可知，当物质的质量和吸收的热量相同时，比热容越小，物质的升高的温度越大，自然它的体积膨胀的就越大；
（3）要得到两个物理量之间的定量关系，就必须有准确的数据为支撑；
（4）根据液面高度判断烧瓶中煤油的温度高低，据此得到产生热量的多少，最后根据Q=I2Rt分析电阻的大小即可。
【解答】A.通过玻璃管中液面的高度判断电流通过导体产生热量的多少，该方法是转换法，故A错误；
B.煤油的比热容小，吸收相同的热量时温度升高的多，体积膨胀的大，液柱的高度差更明显，故B错误；
C.由于该实验中没有得到具体的数据，因此无法得到电流通过导体产生的热量与电阻的定量关系，故C错误；
D.左侧玻璃管中液面比右侧高，说明左侧电阻丝产生的热量多；两段电阻丝串联，那么电流大小和通电时间相同；根据公式Q=I2Rt可知，左侧电阻丝的电阻比右侧大，故D正确。
故选D。
10．标有“36V 40W”的甲灯、“110V40W”的乙灯和“220V40W”的丙灯都正常发光，其发光情况为（ ）
A．甲灯最亮 B．乙灯最亮 C．丙灯最亮 D．一样亮
【答案】D
【知识点】电器的电功率
【解析】【分析】（1）灯泡的亮度由它的实际功率的大小决定；
（2）当灯泡正常发光时，它们的实际功率等于额定功率。
据此分析即可。
【解答】根据三个灯泡的铭牌可知，它们的额定功率都是40W。
当它们都正常发光时，它们的实际功率都等于额定功率，即都是40W。
因此它们一样亮。
故选D。
二、填空题
11． 2012年4月22日，中国新一代“人造太阳”实验装置——热核聚变反应堆完成了放电实验：实验中反应堆放电功率为3×104瓦，输出稳定电流40安，并持续0.5秒，则输出电压是 伏。该“人造太阳”此次释放的电能为 焦。
【答案】750；15000
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式计算输出电压；
（2）根据W=Pt计算释放的能量。
【解答】（1）输出电压为：；
（2）“人造太阳”此次释放的能量：W=Pt=3×104W×0.5s=15000J。
12． 2018年3月24日晚，小明家参与了“地球一小时”活动，在熄灯一小时的时间里，共节省了0.5kW·h的电能，合 J。
【答案】1.8×106
【知识点】电功的实质
【解析】【分析】1kW h=3.6×106J，据此进行单位换算即可。
【解答】0.5kW·h=0.5×（3.6×106J）=1.8×106J。
13．某导体的电阻是2 Ω,当2 A电流通过该导体时,1 min产生的热量是 J.
【答案】480
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】已知电流、电阻和时间根据公式Q=I2Rt计算产生的热量。
【解答】1min产生的热量为：Q=I2Rt=（2A）2×2Ω×60s=480J。
14．（2019·杭州模拟）小明8月底观察到自己家里的电能表如图所示，当到9月底再观察时，发现电能表示数为 ，则他家9月份消耗的电能为 kW·h，由铭牌可知他家里同时工作的用电器总功率不宜超过 W，若将一个电器单独装在该电能表上，电能表的转盘在10min 内转过300转，则该用电器功率为 W。
【答案】150；8800；600
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电能表当前示数减去上次观察时的示数等于此段时间内消耗的电能；
（2）根据电能表上标示的最大电流，利用公式P＝UI计算出可以接入的最大功率；
（3）根据电能表转盘转过的圈数及电能表的参数3000r/kW·h，计算出电流做的功，再根据计算用电器的功率。
【解答】他家9月份消耗的电能为：7475.6kW－7325.6kW＝150kW；
他家里同时工作的用电器总功率不宜超过：P＝UI＝220V×40A＝8800W；
该用电器10min消耗的电能：，
该用电器功率。
故答案为：150；8800；600。
15．（2018九上·慈溪期末）如图所示，是探究电流产生热量与哪些因素有关的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、橫截面积相同。
（1）甲图能用来探究电流产生的热量与 的关系，滑动变阻器的主要作用是 。
（2）在乙图中，主要探究的是电流产生热量与 的关系，闭合开关一段时间后， 瓶中煤油的内能更多。
【答案】（1）电流大小；改变电路中的电流大小
（2）电阻大小；B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】图示实验主要是为探究焦耳定律的，焦耳定律公式Q=I2Rt，从公式可知，热量与电流、电阻和通电的时间有关。根据实验中控制的变量可以确定实验研究的因素；
【解答】（1）甲图只有一个烧瓶，内有一根固定阻值的电阻丝，电路中串联着的滑动变阻器可以改变电路中的电流，所以甲图能用来探究电流产生的热量与电流大小的关系，滑动变阻器的主要作用是改变电路中的电流大小；
（2）图乙中有两烧瓶，内各有一根阻值不同的电阻丝，由于AB两电阻丝串联，所以同一时刻通过AB这两根电阻丝的电流是相同的。由控制的因素可知，主要探究的是电流产生热量与电阻大小的关系，闭合一段时间后，根据公式Q=I2Rt，I与t相同，R大的热量多，因为B的阻值大所以B瓶中煤油的内能更多。
故答案为：（1）电流大小；改变电路中的电流大小；（2）电阻大小；B
三、实验探究题
16．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V(电阻值约为5Ω)。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是 (选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”)。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加了一个R0＝5Ω的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：
①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；
②保持滑片位置不变，只将电压表a点改接到c点，测出定值电阻R0两端的电压U0，通过计算就可得到小灯泡的额定功率。
请你指出该设计方案中存在的问题： 。
【答案】（1）
（2）小灯泡短路
（3）右；1.25
（4）①无论怎样调节变阻器，都不能使灯泡正常发光；②电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电压表要与被测的用电器并联；变阻器接线注意“一上一下”，据此完全作图即可；
（2）如果小灯泡断路，那么整个电路没有电流，则电流表和电压表都无示数。如果小灯泡短路，那么电压表同时被短路，自然没有示数；由于变阻器仍然在工作，所以电流表有示数；
（3）分析变阻器两端电压的变化，然后根据“串联电路电压与电阻成正比”确定它的阻值变化，进而得到滑片的移动方向；
（4）注意分析灯泡的电压能否达到额定电压，电压表的正负接线柱的连接是否正确。
【解答】（1）根据甲图可知，电压表应该与灯泡并联，它的“-”接线柱已经与灯泡左端相连，只需将它的“3V”接线柱与灯泡的右端相连即可。变阻器与灯泡串联，它上面的接线柱已经连接，只需将右下角的接线柱与开关右端连接即可，如下图所示：
（2）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是小灯泡短路；
（3）现在电压表的示数为2V，要正常发光必须变为2.5V，因此灯泡的电压增大。根据U总=UL+U变可知，变阻器的电压要减小。根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律可知，变阻器的阻值要减小，即滑片向右移动。
根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.2A，那么电流表的示数为0.5A，那么灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.5A=1.25W。
（4）①灯泡的电阻为5Ω，定值电阻的阻值为5Ω，根据串联电路电压与电阻成正比可知，即使变阻器接入的阻值为零，那么灯泡能够达到的最大电压为总电压的一半，也就是：3V×0.5=1.5V，因此问题为：调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；
②根据丙图可知，b接线柱肯定为“+”接线柱，如果将a与c相接，那么b就与电源负极相连，违反了接线原则，那么问题为：电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压。
17．（2020·定海模拟）某同学做“测定小灯泡的额定功率”实验，器材有：额定电压为3.8V的小灯泡(灯丝电阻大于10Ω)，电源是三节崭新的干电池，标有“10Ω，1A”字样的滑动变阻器，电压表，电流表，开关、导线若干等。图甲是他做实验时连接的电路。
（1）该同学按图甲连接电路并闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，则故障的原因可能是灯泡 。(选填“短路”或“开路”)
（2）排除故障后，灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是 W。
（3）若将图甲中的小灯泡换成某定值电阻R0，不增加其他器材，则该电路还能完成的实验有 。
A．研究电流与电压关系 B．研究电流与电阻关系
C．测定值电阻R0的阻值 D．测定值电阻R0消耗的电能
【答案】（1）开路
（2）0.76
（3）A；C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）在测量灯泡额定功率的实验中，如果灯泡发生断路，那么电压表就串联在电路中。由于它的内阻很大，所以电流表的示数会很小，几乎无示数；由于电压的分配与电阻成正比，所以电压表会分得几乎全部的电压，即示数接近电源电压。
（2）根据图乙读出灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算额定功率；
（3）分析各个选项中的实验，确定所需的器材，然后进行比较即可。
【解答】（1） 该同学按图甲连接电路并闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，则故障的原因可能是灯泡开路；
（2）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么电流表的示数为0.2A，灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W。
（3）A.研究电流与电压关系，电压表测电压，电流表测电流，变阻器改变电压，故A符合题意；
B.研究电流与电阻关系，需要还用不同的电阻进行测量，故B不合题意；
C.测定值电阻R0的阻值，电压表测电压，电流表测电流，变阻器改变电压，多测几组数据求平均值，故C符合题意；
D.测定值电阻R0消耗的电能，根据公式W=UIt可知，还需要秒表测量时间，故D不合题意。
故选AC。
四、解答题
18．小明的妈妈为了丰富早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P－t”图像。表中是这个豆浆机的主要技术参数。
型号 SYL－624
额定电压 220V
额定频率 50Hz
额定功率 120W
加热功率 1210W
请解答下列问题：
（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
（3）在一次豆浆机工作的时候，小明将家中其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“2400r/(kW·h)”字样的电能表转盘在2min内转过了80转。此时电路的实际电压是多大？
【答案】（1）已知最大功率P1＝1210W，所以正常工作时的最大电流I1＝ ＝5.5A。
（2）由图像可知，豆浆机正常工作一次电热管工作时间t1＝9min，电动机工作时间t2＝2min，消耗的电能W＝P1t1＋P2t2＝1210W×9×60s＋120W×2×60s＝667800J。
（3）豆浆机2min内消耗的电能W＝ kW·h＝ kW·h＝1.2×105J，
豆浆机实际功率P＝ ＝1000W，
电热管电阻R＝ ＝40Ω，
电路实际电压U＝ ＝200V。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）功率最大时电流最大，从表格中找到最大功率，然后根据 计算工作时的最大电流；
（2）根据丙图，根据功率的大小确定加热管工作的时间和电动机工作的时间，分别根据公式W=Pt计算出消耗的电能，最后将它们相加即可；
（3）首先根据计算出消耗的电能，再根据公式计算出豆浆机的实际功率，接下来根据电热管的额定功率和额定电压利用公式P=计算出电热管的电阻，最后根据U2=PR计算电路的实际电压。
19．小翔随爸爸在商店选中一款速热式电热水器，它的工作电路图和铭牌如图所示(图中R是加热电阻，其电阻不随温度而变化)则：
（1）电热水器正常工作时，电路中电流是多大？(结果保留一位小数)
（2）电热水器正常工作15min，加热电阻R消耗的电能是多少千瓦时？
（3）根据题中电路图，再给你一个加热电阻R0和两个开关S1、S2，请你对该电热水器进行电路改装。设计要求：不同季节电热水器的额定功率不同，夏天额定功率是2000W，春、秋两季额定功率是4000W，冬季额定功率是6000W，请画出改装后的电路图，并计算R0。
（4）从安全用电考虑，如果该电热水器直接安装到家庭电路中，可能会造成什么后果及影响？(写出一种)
【答案】（1）由P＝UI可得，电热水器正常工作时电路的电流I＝ ≈18.2A
（2）P＝4000W＝4kW，t＝15min＝0.25h，则正常工作15min加热电阻R消耗的电能W＝Pt＝4kW×0.25h＝1kW·h
（3）由题意可知，两加热电阻应采取并联，分别用一个开关控制电路，如图所示：
夏季：只闭合开关S、S2，断开S1时，电路为R0的简单电路，功率P0＝2000W，由P＝ 得：R0＝ ＝24.2Ω；
（4）如果该电热水器直接安装到家庭电路中，由于总功率很大，根据I＝ 可知电路总电流过大，则可能会造成的后果是电路总电流过大，烧坏电路(或保险丝熔断等)。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）从铭牌中找到热水器的功率，然后根据公式计算它正常工作时的电流；
（2）根据公式W=Pt计算加热电阻消耗的电能；
（3）根据描述可知，改装后这个热水器有三个档位，如果将R0与原来的电阻丝R并联，那么它们单独工作时为两个档位，二者一起工作时为第三个最大的档位，这就符合要求。由于原来电阻丝的功率是4000W，那么新接入的R0的功率肯定是2000W，根据公式计算它的电阻即可；
（4）根据公式分析接入热水器后总电流的变化，再根据焦耳定律Q=I2Rt计算电路产生热量的变化，从而对可能造成的后果做出判断。
20．如图所示，电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW·h)”字样，现将若干盏规格都为“220V20W”的节能灯接在该电能表上一起正常工作15min，电能表的指示灯闪烁了135次，这些节能灯消耗的电能为多少？接入的节能灯共有几盏？
【答案】节能灯消耗的电能W＝ kW·h＝0.045kW·h＝1.62×105J；总功率P＝ ＝180W，接入节能灯的盏数n＝ ＝9盏。
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】首先根据计算出节能灯消耗的电能，再根据公式计算出的总功率，最后根据计算接入节能灯的盏数。
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