江苏省大丰市万盈二中九年级物理题库全解：15.1电能表与电功

江苏省大丰市万盈二中九年级物理题库全解：15.1电能表与电功
题型归结：
本节中涉及的考点有电能表的认识、利用电能表测用电器消耗的电能、探究影响电流做功的因素、W=UIt的应用等。主要考查的题型对电能表认识的填空题（题1，2，4，10，11，12，13，14，15，16，17）；对电功概念的辨析的选择题（题6，7，8，9）；利用电功W=UIt进行计算及应用的计算题（题3，18）；探究影响电流做功的因素的实验题（题5）等。
例1． B 如图所示是电能表的表盘，其额定电压为___________V，允许通过的最大电流为____________A。若只使用一台电视机，测得该表内水平转盘在12min内转动60r，则电视机消耗的电能是__________kWh，通过该电视机的电流为__________A。
命题意图 本题主要是考查学生对电能表的认识，各个标志的意思能理解。利用电能表会测量用电器消耗的电能，根据电功的计算公式会算电路中电流大小。
思路点拨 电能表上标的220V就是电压表正常工作时的电压，10A表示持续工作允许通过的最大电流。3000r/kWh表示每消耗1kWh的电能，电能表表盘转3000圈。根据60r可以算出消耗的电能，家庭电路中的电压是220V，所以可以求出电路中的电流的大小。
全程精解
根据电能表可以知道：其额定电压为220V，允许通过的最大电流为10A。
每消耗1kWh的电能表表盘转3000圈，所以
由W=UIt可得
误区分析 根据电能表的铭牌可以知道电能表的参数，结合电能表转盘转动的圈数可以算出用电器消耗的电能。电能表上的10A是允许通过的最大电流，并不一定就等于单个用电器的电流。
2． B 变形一：某同学利用电能表测量电水壶消耗的电能，他读出的电水壶的铭牌如图所示。利用如图所示的电能表，他先在水壶中放满水，加热5min，观察电能表的表盘转动了180圈，则在此5min内，实际消耗的电能为___________kWh，如果电水壶正常工作，应该消耗的电能为_____________kWh。请你写出一种造成这种不等的可能原因：_______________________________________________。
思路点拨 实际消耗的电能可以通过电能表转盘转的圈数和电能表上的信息计算出来，这是实际消耗的电能，而理论上应消耗的电能可以通过电水壶的铭牌上电压和电流算出来。这两个结果对比后发现它们不相等，可能的原因主要是电网的电压不等于220V，使电水壶的实际功率不等于额定功率。
全程精解

造成实际消耗的电能和理论值不等的原因可能是电源电压低于220V。
误区分析 本题中注意实际消耗的电能和理论计算消耗的电能不一定完全相等，只有实际电压等于用电器铭牌所标电压时，它的实际和额定才相等。
例3． B 如图所示的电路中，R1=8Ω，当S1、S2均闭合时，电流表的示数为3A；当S1、S2均断开时，电流表的示数为0.5A；当S1断开、S2闭合时，电流表的示数为1A。求：
（1）当S1、S2均闭合时，5min内R3消耗的电能。
（2）当S1、S2均断开时，R2每分钟放出的热量。
命题意图 这是一道电路变化的题型，应用前面电路的知识。首先要识别电路，这样才能解决此问题，当S1S2闭合时，电路为R1R3的并联；当S1S2断开时，电路为R1、R2的串联；如果S1断开，S2闭合时为R1的简单电路。根据不同情况的电路可以求出电源电压和各个电阻的值，然后就可以利用各公式计算出电能的大小。
全程精解 (1)由题意可知，当S1断开，S1闭合电路为R1的简单电路。
U=U1=I1R1=1A×8Ω=8V
当S1、S2均闭合时，R1、R3并联
I3=I总-I1’=3A-1A=2A
W3=UI3t=8V×2A×300s=4.8×103J
（2）当S1、S2均断开时，R1、R2串联
R2=16Ω—8Ω=8Ω
W2=I2Rt=(0.5A)2×8Ω×60s=120J
答：（1）R2消耗的电能为4.8×103J；（2）R2消耗的电能为120J。
误区分析 在本题中对于电路的认识非常重要，在电路变化中电源电压是不变的，导体的电阻也可以认为是不变的。从最简单的电路入手，需要时可以分别画出不同电路的简图，这样有助于分析及找等量关系。
考点链接
本节中主要是对功的概念的理解（题1，2，3，7，8，9），利用功的计算式进行计算功的大小（题3，4，10，11，12，13，14，15，16，17），实验探究功的大小与哪些因素有关（题5）等。
4．B 两个电阻阻值分别为20Ω和30Ω，如果把它们串联接到电源上，1min内消耗的电能为W1，把它们并联接到同一电源上1min内消耗的电能为W2，则W1=_______W2。
思路点拨 电阻在电路中不同连接时，相同时间内消耗的电能也不同。要抓住电路中特点，电源电压U不变，时间t不变，现在已经知道电阻R，可以根据来判断。
全程精解 R串=R1+R2=20Ω+30Ω=50Ω

根据可知

误区分析 根据电能的计算公式，电功的大小应该与电阻成反比的。
5． B 电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程。一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出。于是某同学为了探究影响电流做功的因素，设计了如图所示的实验，他通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少。
（1）他是通过___________________________________比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把____________能转化为____________能；
（2）他改变滑动变阻器接入电路中阻值的大小，当滑片向左调节时，电流表和电压表的示数都变大，物体被吊起的速度也变大了，这说明_____________________________________。
命题意图 这是探究影响电流做功因素的实验，功是看不见摸不着的，但我们可以通过它对外的一些效果看出来，如把电能转化为其他形式能的多少，因为消耗多少电能就有多少的电能转化其他形式的能。本题中是通过电动机提升钩码看出来的，钩码被提升的越高，电流做的功就越多。当电路中的电流和电压增加时，相同的时间内电流做的功就越多。
全程精解 （1）观察钩码被提升的高度 电能 机械
（2）在相同的时间内，电压越高，电流越大，电流做的功就越多。
误区分析 本题中是利用电压表和电流表来测电动机的电压和电流的，但不能通过这个数值来计算电动机的电阻，并且也不能利用电功的推导公式。
训练题组：
6． A下列仪器中能用来测量电功的是（ ）
A．电压表 B．电流表 C．电能表 D．测电笔
点拨：电压表是用来测电路中两点间的电压的；电流表测电路中的电流的；电能表测电器某用电器消耗的电能的；测电笔是用来判断家庭电路中的火线和零线。
全解：C
7． A 电能表是测量________________的仪表，某同学家电能表上月10日和本月10日的示数如图所示，他家一个月用电____________kW·h，合___________J。
点拨：电能表是用来测量电路中消耗电能或电功的仪表，它的读数是由两部分组成，上个月月底的读数和这个月月底的读数，这两个差值就是本月消耗的电能。
全解：电能（电功） 104.6 3.8×108
回味：电能的单位有kWh和J，这两个单位换算关系是1kWh=3.6×106J
8． A 下列关于电功的说法中正确的是（ ）
A．电流通过用电器时，只有把电能转化为机械能进才做功
B．电流通过导体时所做的功决定于导体两端的电压、通过导体的电流和导体的电阻
C．加在导体两端的电压越大，通过导体的电流越大，通电时间越长，电流做的功越多
D．电流做功的过程，实际上是把其他形式的能转化为电能的过程
点拨：电功的大小与导体两端的电压、电流和通电时间有关，与电阻无关。电流做功的过程就是把电能转化为其他形式能的过程。
全解：C
回味：这是对电功概念的辨析。电功就是电流做功，各种用电器做功时就是把电能转化为其他形式的能，如电饭锅是把电能转化为热能，电动机把电能转化为机械能。
9． A 小明家中的电能表如图7-1-2所示，下列说法中不正确的是（ ）
A．每消耗1 kW·h 电，电能表的转盘转了2 500R
B．电能表的额定电压为220V，允许通过的最大电流为10A
C．小明家中1 500W的电烤炉和1 000W的电热壶可以同时正常工作
D．电能表读数的单位是kW·h
点拨：电能表的表盘上各个部分的意义：kWh是指电能表读数的单位是kWh；220V是指电能表的工作电压为220V；10A是指持续工作的最大电流不超过10A；50Hz是指交流电的频率为50Hz；2500R/kWh是指电能表每消耗1kWh的电能，电能的转盘转2500圈。
全解：C
回味：根据电能表的表盘可以算出电能表允许通过的最大功率。
10．小明在家里观察用电器时，发现电饭锅上标有“220V 4A”，那么一度电可以让这样的电饭锅工作___________h。
点拨：一度电是指电能，就是1kWh。通过电饭锅上的铭牌可以知道它正常工作的电压和电流，根据电功的计算公式可以算出时间。
全解：1.14h
回味：在电功的计算式W=UIt中UI是一个组合，在下一节中是指电功率。它是用电器的一个重要参数。
11． A 有一个手电筒的小电灯上标有“3.8V 0.3A”的字样，它正常发光10min消耗的电能为____________J。
点拨：小灯泡上的“3.8V 0.3”表示小灯泡额定电压为3.8V，正常工作时的电流为0.3A，根据W=UIt可以算出消耗的电能。
全解：684J
回味：灯泡正常发光时两端的电压就等于额定电压，流过的电流等于额定电流。
12． A 如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片从A端移向B端时，在相同时间内电灯消耗的电能将___________，电路消耗的总电能__________。（填“变大”、“变小”或“不变”）
点拨：电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关。灯泡的电阻基本不变，当P从A端向B端移动时，电阻变大，电流变小，根据W=I2Rt可得电灯消耗的电能变小。当根据W=UIt可得，电源电压不变，电流减小，相同时间内消耗的电能减小。
全解：减小 减小
回味：在判断消耗电能的多少可以根据。在不同情况下选用不同的公式来判断，如本题中是串联电路，电流相等，用电器的电阻不变，可以根据W=I2Rt来判断。
13． B 小明在家玩爸爸的手机，打开后盖有一块电池上面的标志如图所示。由此可知该手机的工作电压是_________V，此充电电池所充满电所能储存的电能为__________J。
点拨：充电电池的铭牌含义：电压是指放电时的电压；容量从单位上可以看出是电流与时间的乘积；充电限制电压是指充电时的最高电压不得超过的值。根据放电电压（U）和容量（It）可以算出电能。
全解：3.6 9331.2
回味：电池的容量是充电电池的一个重要参数，在电压一定时，它反应了其储存电能的多少，它的数值越大，储存的电能越多，手机的待机时间越长。
14． B 为了搞好城市建设，南京市在市区各交叉路口相继安装了交通红、绿灯和电子警察监控系统。如图所示某一路口的红、绿灯设施。已知三只灯泡均标有“220V 0.455A”字样，这三只灯是_____________联的，该设施正常工作一天（24h）将消耗____________kW·h的电能。
点拨：红绿灯中的三个灯不是同时发光的，所以可以判断它们之间是并联。并且这三个灯只可能是其中的一盏灯亮，所以此红绿灯可以认为是一只灯工作24h。
全解：并 2.4
回味：红绿灯工作时红灯和绿灯不是同时亮的，某一时刻只能是其中的一盏亮。
15． B 为了估算家中的石英钟使用一节新的5号干电池能工作多少天，石英钟上标有“1.5V 1mA”的字样。小明同学将阻值为1Ω的小电珠连接在一节新的同种电池上进行了放电实验，结果他发现累计放电96min后电池基本失效。若电池在工作过程中电压保持1.5V不变，则根据他的实验，估算出该石英钟使用这种新的5号电池连续工作的时间最接近于（ ）
A．2 400天 B．360天 C．100天 D．40天
点拨：因为石英钟工作时的电流很小，所以一节干电池可以工作很长时间，所以直接测量工作时间太长。电池蓄存的电能是不变的，可以把它转化为其它用电器，使测量时间变短便于测量。
全解：
对于石英钟，由W=UIt得
回味：石英钟工作时的电流很小，所以一节电池能工作的时间很长，不方便用实验的方法直接测量，所以可以利用储存的电能和放电的电流来计算放电时间。利用了等效的方法。
16．B 打雷时，雷声和闪电同时发出，但我们总是先看到闪电，后听到雷声，这说明光的传播速度比声的传播速度_________。在夏季雨天的一次闪电中，若带电云层与地面间电压为3×109V时发生雷击，放电电流为5×106A，放电时间为4×10-6s，则释放了____________J的电能。若这些电能全部转化为内能，这相当于质量为___________kg的煤完全燃烧释放的能量。（q煤=3×107J/kg）
点拨：因为声音和光在空气传播速度不同，光的速度要比声音快得多，所以我们先看到光然后才听到声音。根据蓄存的电压和电流，就可以求出第次闪电所
全解：大 6×1010 2000
回味：每次闪电释放的能量是很大，通过计算发现，一次闪电释放相当于2000t煤完全燃烧释放的能量，现在闪电的能量还无法储存，如果能储存，这将是一个很大的资源。
17．B 为研究温度对种子发芽的影响，课外活动小组要做一只电烘箱，要求在60s内产生9.68×103J的热量，使用的电源电压为220V，则该电烘箱电热丝的电阻应为________Ω；若手边只有阻值为200Ω若干根，要得到所需的电阻，你的方法是_____________________________。
点拨：题目中已知W、U和t，求R，可以选择公式来计算。得到所需要电阻，可以利用串联、并联或它们的组合达到所需要值。
全解：由得
可以把两个200Ω的电阻并联后再与200Ω的电阻串联。
回味：电阻的组合可以利用串联、并联或它们的组合。当所需电阻大于已知电阻时可以利用串联，如果小的话可以利用并联。
18． C 电动自行车轻便、实用、无污染，很受人们喜爱。下表是某型号电动自行车的相关数据，若骑车人质量为60kg，在2h内匀速行驶了36km。行驶时车受到的阻力约为重的0.02倍。根据表中数据，求：
质量m/kg
40
速度v/m?s-1
≤20
工作电压U/V
36
行驶的最大里程s/km
40
电能转化为机械能的效率η
75%
（1）这辆电动自行车在2h内克服阻力所做的功；、
（2）这辆电动自行车匀速行驶时的工作电流。
点拨：骑电动车时是把电能转化为机械能，
全解：(1)f=0.05mg=0.02×(60kg+40kg)×10N/kg=20N
W=fs=20N×3.6×104m=7.2×105J
(2)
P=Fv=fv=20N×15m/s=300W
P电=P/75%=400W
由P=UI得
回味：电动自行车在工作时把电池的化学能转化为电能，电动机再把电能转化为机械能。电能做功和力学做功可以相互转化，本题中通过电动机把电能做功转化为力学做功。但要注意其中的转化效率。