人教版物理九年级（全册）同步练习18.1电能 电功（培优卷）
一、选择题
1．（2024九上·福建期末）关于电能和电功，下列说法正确的是（ ）
A．家用电器每消耗1度电，产生的热量就是3.6×106 J
B．用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功
C．电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程
D．通过导体的电流越大，电流做的功就越多
2．（2024九下·咸阳模拟）如图所示电路，电源电压未知，调节可变电阻得到的其中两组数据如表所示。调节可变电阻发现电流表的最大变化量为0.45 A，下列说法中正确的是（ ）
10 20
电压表示数/V 3 2
A．电源电压为4 V
B．的阻值为6Ω
C．连入电路的最大阻值为30Ω
D．将调零，工作1 min消耗的电能为36 J
3．（2023九上·溪湖月考）如图所示，电源电压不变，只闭合开关，电流表示数为，再闭合，电流表示数变化了。则同时闭合、后，相同时间内、消耗的电能之比是（ ）
A．： B．： C．： D．：
二、填空题
4．（2024九上·武汉期末） 老楼安装爬楼“神器”，解决了腿脚不便的老人上下楼的难题。某款爬楼神器的主要参数如表，这款神器充满电后可以连续使用 h；为安全考虑，若电量不足时，要求强制充电 10 分钟后才能再次使用，充电10 分钟可以增加 J 的电能；这种踏板电梯刷 IC 卡就能使用，IC 卡又称集成电路卡，主要利用 制作而成。（填“半导体”或“超导体”）
充电电压/电流 220V/1.2A
锂电池规格 24V 12Ah（一节）
电机功率 400W
速度 0.12m/s
最大载重 120kg
5．（2024九下·霍邱模拟）如图所示，电源电压恒定，电阻R1=15Ω，R2=10Ω。若同时闭合S、S1时，电压表示数为6V；若同时闭合S、S2时，电压表示数为2V；若同时闭合S、S1、S2时，通电1min电路中消耗的总电能是 J。
6．（2024九下·息县模拟）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 A，电源电压为 V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在2min内消耗的电能为 J。
7．（2024九上·重庆市会考）如图所示， 电源两端电压 U=3V保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P在 AB 中点时， 电压表示数为U1，电流表示数为I1；当滑动变阻器滑片P移至B端时， 电压表示数为U2，电流表示数为I2。当开关S1、S2都闭合， 滑动变阻器滑片P移至A端时， 电流表示数为I3。已知：R2=1Ω，U1：U2=3：4，I2：I3=1：6。则I1：I2= ；当开关S1闭合、S2断开， 滑动变阻器滑片P在中点时， 通电1min电路消耗的总电能是 J。
三、实验探究题
8．（粤沪版物理九年级上学期 15.1 电能与电功 同步练习）在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时，可以根据灯泡的亮暗程度比较相同时间内电流做功的多少．如图是进行该探究的电路之一．
（1）提供“2.5V”和“3 8V”两种规格的灯泡若干，则你所选用的灯泡是 .
（2）利用如图所示电路，可控制变量 相等，探究电流做功多少与 的关系．
（3）对于“电流做功多少与通电时间的关系”，是否必需通过实验探究发现？ （不必，必须）简要说明你的观点 ．
四、计算题
9．小明家新买了一个微波炉，他听人们讲利用微波炉对食物加热，不仅加热时间短，还具备加热效率高的特点。为了验证后一种说法，他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率。
为此他查看了家中微波炉后面的铭牌，上面注明额定输入功率为1 000 W，他又查看了他家的单相电子电能表，上面注明3200 imp / kW·h(它表示每消耗电能1 kW·h，该电能表上面的发光二极管闪烁3 200次)。之后，他关闭其他所有家用电器，将体积为1L、温度为20℃的水放入微波炉并用高火开始加热，同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，历时4 min，电能表上面的发光二极管闪烁了288次，此时取出并测得水的温度为76℃。则
（1）4分钟微波炉消耗的电能是多少？
（2）微波炉烧水时的效率是多少？（保留一位小数）
10．（2024九上·简阳期末）如图所示电路，已知的电阻为7.5Ω，电源电压不变，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为6V。求：
（1）电源电压；
（2）通电50s后消耗的电能。
11．（2024九下·宝安模拟）北京时间10月17日16时35分，G1137次动车组列车从印尼雅加达哈利姆车站开出，雅加达至万隆高速铁路正式开通运营，全线采用中国技术、中国标准，标志着中印尼共建“一带一路”成效显著，中国高铁走出国门，走向世界！某中国高铁列车的控制和工作原理可简化为如图b所示的电路图。已知该高铁列车和乘客总质量约500t，控制电路电源电压为6V，工作电路电压为25kV，电流为400A。
（1）当控制电路电流达到0.4A，电磁铁的磁性才能将衔铁吸下，工作电路开始工作，求R0最大值；
（2）该高铁列车从A地匀速直线运动到远在175km外的B地，仅花费时间30min，则高铁的平均速度达到多少？
（3）根据中国工程院原院士徐和谊的研究组织的成果，动力系统耗费的电能占据高铁耗费总电能的70%。假设在（2）情境中，某高铁列车受到的空气阻力f约占总阻力的80%，和高铁列车速度的平方成正比，即f=kv2（f的单位为N，速度v的单位为m/s），求系数k（结果保留1位小数）
12．（2024九上·永善期末）如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻阻值为。闭合开关后，电流表的示数为，电流表的示数为。求：
（1）电源电压的大小；
（2）电阻的阻值；
（3）通电1分钟，和消耗的总电能。
13．（2024九上·天心期末）小强家买了一个自动电热水壶其铭牌如下表。小强装了0.5kg的水，加热5min后把水烧开，水壶自动断电。已知大气压为1个标准大气压，电热水壶正常工作且电阻不变，水的初温为20℃，c水＝4.2×103J/（kg ℃），求：
自动电热水壶
型号 WL100F
电源 220V 50Hz
额定功率 1000W
（1）这壶水吸收的热量；
（2）水壶消耗的电能；
（3）此电热水壶的热效率。
14．（人教版物理九年级第十八章第1节电能、电功同步练习）在工业生产中，经常用热敏电阻来探测温度．如图甲所示的电路，将热敏电阻R0放置在热源内，其余部分都置于热源外，这样就可以通过电流表的示数来表示热源温度．已知电源电压是9V，定值电阻R的阻值是100Ω，热敏电阻R0的阻值随温度变化的关系如图乙所示．求：
甲 乙
已知电流表的量程为0.03A，此电路能够测量的最高温度是多少？此时该电路在100s内电流做了多少功？
15．（2024九上·深圳月考）海洋表层海水和深层海水之间存在着20℃以上的温差，据测算，全球热带海洋的水温只要下降1℃，就能释放出1200亿千瓦的能量。图甲是我国首套20kW海洋漂浮式温差能发电装置搭载“海洋地质二号”船在南海成功完成海试图，图乙是海洋温差发电系统的原理图。蒸发器中液态的工作物质（氨）从表层温水中吸热，汽化为高压蒸汽，蒸汽推动涡轮机转动，带动发电机发电。完成发电后的气态工作物质在冷凝器中向深层低温海水放热，重新变为液态，再送回蒸发器循环使用。发电机的参数如表所示（g取10N/kg）
电灯：
额定发电功率 40kW
额定发电电压 400V
线圈电阻 0.1Ω
净重 100kg
底部面积 0.05m2
（1）该发电机正常发电5h，产生的电能是多少
（2）发电机正常工作时，线圈电阻每秒钟产生的热量为多少J 如发电机的线圈用超导材料制作，则该发电系统的输出功率将提高百分之多少
（3）已知煤电转换关系为β＝380g/（kW h），如果用烧煤的方法来发电，则这台发电机1h产生的电能需要烧多少千克煤
16．（2024九上·湘潭月考）图甲为电火锅，简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现三档的转换。当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，功率为2200W，当S1闭合，S2连接触点B时，处于中温档，功率为1100W，图丙是在一次使用过程中电火锅功率与时间的关系图像，求：
（1）处于高温档时电火锅工作的电流；
（2）本次使用过程中，在“中温挡”阶段消耗的电能；
（3）电火锅在“高温挡”阶段，将4kg的火锅汤从30℃加热到96℃，此过程中电火锅的热效率。[c火锅汤=4.0×103J/（kg·℃）]
五、综合题
17．（2018九上·高邮期末）如图甲所示是一辆电动自行车．
（1）电动自行车的把手属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆．
（2）它车头配置左右两个转向灯，它们是 联 的．
（3）遇到紧急情况刹车时，其机械能 ．（选 填“变大”、“不变”或“变小”）
（4）只将 该电动车接入家庭电路充电 20min，乙图电能表转盘转过 600r，则此过程中消耗的电能为 J．
18．（2024九上·中山期末）如图是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪的示意图，如图所示，测试中，向前推动滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为12V，电压表量程0~3V，电流表量程0~0.6A，滑动变阻器R1标有“15Ω，1A”，滑片P每移动1cm，R1的电阻变化0.4Ω，定值电阻R2=24Ω。求：
（1）闭合开关，当滑片P位于最左端时，电流表的示数为多少？
（2）某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动15cm，在此处坚持20s的过程中，整个电路消耗的电能为多少？
（3）若某同学做相同的动作时，要求电压表的偏转角度应尽量大一些且未超过量程。对此有两位同学分别提出了改进建议。A同学：减小定值电阻R2的阻值：B同学：增大电源电压。请任选一项建议进行可行性分析。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电功及电功的实质
【解析】【解答】A.家用电器每消耗1度电，产生的热量可能等于3.6×106 J ，也可能小于3.6×106 J，故A错误；
B.用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功，故B正确；
C.电流做功的过程实质就是电能转化为其他形式能量的过程，故C错误；
D.根据W=UIt可知，当电压和时间相同时，通过导体的电流越大，电流做的功就越多，故D错误。
故选B。
【分析】根据电流做功的本质和能量转化的知识分析判断。
2．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【解答】ABC．由电路图可知，R1 与R2 串联，电压表测R1 两端的电压，电流表测电路中的电流，
当R2 =10Ω时，电压表示数为
；
当R2 =10Ω时，电压表示数为
；
调节可变电阻R2发现电流表的最大变化量为0.45 A，由题意可得
；
联立解得：
，，，
故A错误，B错误，C正确；
D．将R2调零时，R1工作1 min消耗的电能为
，
故D错误。
故选C。
【分析】ABC．由电路图可知，R1 与R2 串联，电压表测R1 两端的电压，电流表测电路中的电流。根据U=IR结合两个电压表的示数列出两个方程，再根据电流表的示数变化列出方程，最后三者联立计算即可；
D.根据计算R1消耗的电能。
3．【答案】A
【知识点】并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功的计算
【解析】【解答】由电路图知道，若只闭合S1，则是只有R1的简单电路，电流表测的是R1的电流，此时I1 =0.3A；当再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然是I1 =0.3A；由于电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2 的电流是I2=0.4A；又因为并联电路各支路两端的电压相等，即U1 =U2，由W=UIt知道，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比是：，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A.
【分析】本题考查的是串、并联电路的特点和电能的计算，解题的关键是得到两个支路电流大小。
4．【答案】0.72；1.584 ×105；半导体
【知识点】半导体特点及作用；电功及电功的实质
【解析】【解答】（1）由参数可知，充满电后存储的电能为，由得
（2）充电10分钟产生的电能
（3）集成电路卡是利用半导体材料制成的。
【分析】此题结合实际应用，考查电能、电功率的计算，以及半导体材料的应用等知识点。
5．【答案】
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【解答】根据图片可知，若同时闭合S、S2时，R1、R2、R3串联，电压表测R2两端的电压，电压表示数为2V，
即；
若同时闭合S、S1时，R1、R2、R3串联，电压表测R1和R2两端的电压，电压表示数为6V，
即
；
电流中的电流
；
电阻R1两端的电压
；
电源电压为
同时闭合S、S1、S2时，R3短路，R1R2串联接在电源两端，
此时电路中的电流为
；
通电1min电路中消耗的总电能是
。
【分析】根据图片可知，若同时闭合S、S2时，R1、R2、R3串联，电压表测R2两端的电压，电压表示数为2V；若同时闭合S、S1时，R1、R2、R3串联，电压表测R1和R2两端的电压，电压表示数为6V。
根据计算此时通过电路的电流，根据计算R1两端的电压，根据计算电源电压。
同时闭合S、S1、S2时，R3短路，R1R2串联接在电源两端，
根据计算此时的电流，根据计算电路消耗的总电能。
6．【答案】0.6；8；768
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【解答】当只闭合S1、S2时，灯泡与R1串联，电压表测量灯泡的电压，示数为2V，由图乙可知，流过灯泡的电流为0.6A。根据串联电路电流处处相等，以及欧姆定律可知则R1两端的电压为：；电源电压为：；
当只闭合S2、S3时，灯泡与R2串联，电压表示数为4V，电路中的电流为0.8A，电路在2min内消耗的电能为：；
故答案为：0.6；8；768。
【分析】根据串联电路规律、欧姆定律、电功的计算填空
由图可知，当只闭合S1、S2时，R1、L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；
由图乙可知当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流；
根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源电压；
当只闭合S2、S3时，R2与L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；根据图乙可知通过小灯泡的电流，
根据W=UIt求出电路在2min内消耗的电能。
7．【答案】3∶2；270
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算
8．【答案】（1）“2.5V”和“38V”的灯各一个
（2）电流、时间；电压
（3）不必；根据我们的生活经验可知，通电时间越长，家用电器消耗的电能越多
【知识点】电功的测量
【解析】【解答】（1）因为两只灯泡串联，为了便于比较灯泡的亮度，所以应该选取两只不同规格的灯泡，
故答案为：用 “2.5V”和“3.8V”的灯各一个；所选用的灯泡是“2.5V”和“3.8V”的灯各一个，这样便于观察灯泡的亮度；（2）由图知道两灯泡串联，所以通过两灯泡的电流相等，电路中一个开关控制，同时可以保证通电时间相等；而两灯泡两端电压不一定相等，所以可以探究电流做功的多少与电压的关系；（3）对于“电流做功多少与通电时间的关系”，不必通过实验探究发现，因为根据我们的生活经验就知道，通电时间越长，家用电器消耗的电能越多。
【分析】本题考查应用控制变量法来研究电流做功与电压、电流以及通电时间的关系（两灯泡串联，根据串联电路特点可知，通过两灯泡的电流相等，两灯泡分得的电压不一定相同；开关控制两个灯泡工作的时间长短），实验中为了便于比较灯泡的亮度，所以应该选取两只不同规格的灯泡.
9．【答案】解：（1）4min消耗的电能：
（2）水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×1.0kg×（76-20）℃=2.352×105 J
微波炉烧水时的效率
【知识点】热量的计算；电能表参数的理解；电功计算公式的应用
【解析】【分析】本题是一道电学与热学的综合应用题，利用所学知识解决生活中的疑难问题，使学生觉得学了物理有用，有意义！
10．【答案】（1）由题可知，R2两端的电压为
电源电压
（2）通电50s后消耗的电能
答： （1）电源电压为8.25V；
（2）通电50s后消耗的电能为90J。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功及电功的实质
【解析】【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据欧姆定律求出电阻R2两端的电压，由串联电路电压的规律算出电源电压。
（2）根据W=UIt算出通电50s后R1消耗的电能。
11．【答案】（1）解：控制电路电源电压为6V，当控制电路电流达到0.4A，电磁铁的磁性才能将衔铁吸下，R0最大值
（2）解：高铁的平均速度
（3）解：高铁耗费总电能
动力系统耗费的电能
总阻力
高铁列车受到的空气阻力
高铁的速度
系数k为
【知识点】速度公式及其应用；欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【分析】（1）根据，计算电阻大小；
（2）利用，计算速度；
（3）根据W=UIt，计算消耗的电能，结合电动机效率，利用W'=Wη，计算电动机消耗的能量；利用W=Fs，计算力的大小；结合速度和阻力关系，计算阻力系数。
（1）控制电路电源电压为6V，当控制电路电流达到0.4A，电磁铁的磁性才能将衔铁吸下，R0最大值
（2）高铁的平均速度
（3）高铁耗费总电能
动力系统耗费的电能
总阻力
高铁列车受到的空气阻力
高铁的速度
系数k为
12．【答案】（1）根据欧姆定律可得，电阻R1的两端电压为
根据并联电路的电压特点可知，电源电压为
（2）根据并联电路的电压特点可知，电阻R2的两端电压等于电源电压；根据并联电路的电流特点可得，通过电阻R2的电流为
根据欧姆定律可得，电阻R2的阻值为
（3）通电1min，电阻R1和R2消耗的总电能为
【知识点】并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【分析】（1）根据欧姆定律 计算电阻R1两端的电压，再根据并联电路的电压特点 计算电源电压。
（2）首先根据并联电路的电流特点 计算通过电阻R2的电流，然后根据 计算电阻R2的阻值；
（3）根据 计算电路消耗的总电能。
13．【答案】（1）解： 1个标准大气压下水的沸点为100℃，则这壶水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J；
答：这壶水吸收的热量为1.68×105J；
（2）解： 水壶消耗的电能：W＝Pt'＝1000W×5×60s＝3×105J；
答：水壶消耗的电能为3×105J；
（3）解： 此电热水壶的热效率：η＝×100%＝×100%＝56%。
答：此电热水壶的热效率为56%。
【知识点】热量的计算；热机的效率；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据 Q吸＝cm（t﹣t0） 计算水吸收的热量；
（2）根据 W＝Pt' 计算水壶消耗的电能；
（3）根据×100% 计算电水壶的热效率。
14．【答案】80℃27J
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【解答】热敏电阻R0和R串联，当I＝0.03A时，由欧姆定律I＝ 可得：UR＝IR＝0.03A×100Ω＝3V，所以U0＝U－UR＝9V－3V＝6V，所以R0＝ ＝ ＝200Ω，由图象得此时最高温度t＝80℃；电流在100s内所做的功：W＝UIt＝9V×0.03A×100s＝27J．
【分析】观察电路图：由串联电路特点可得U0＝U－UR．先由已知条件求得UR，再求得U0，再求得R0，之后观察图象便可得出测量的最高温度．再由电功公式W＝UIt求出该电路在100s内电流做了多少功．
15．【答案】（1）
（2）
（3）
【知识点】电功的计算；电功率的计算；焦耳定律的应用
16．【答案】（1）10A
（2）
（3）80%
【知识点】比热容；电功的计算；电功率的计算
17．【答案】（1）省力
（2）并
（3）变小
（4）7.2×105
【知识点】动能和势能的大小变化；杠杆的分类；电能表参数的理解
【解析】【解答】(1)自行车的车把手相当于轮轴，轮半径大于轴半径，其实质是省力杠杆；
(2)车头配置左右两个转向灯，工作时互不影响，属于并联；
(3)当遇到紧急情况刹车时它的质量不变，速度变小，故动能变小，重力势能不变，因此机械能变小；(4)因3000r/(kW h)表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000转，转盘转600转消耗的电能：W＝ kW h＝0.2kW h＝0.2×3.6×106J＝7.2×105J。
故答案为：（1）省力；（2）并；（3）变小；（4）7.2×105．
【分析】本题以自行车为例，考查了力学、电学、能量转化等多个知识点，考查全面.
（1）自行车的车把手相当于轮轴，动力作用在轮上，据此判断省力还是费力；
（2）在电路中，串联的用电器相互影响，并联的用电器互不影响；
（3）分析紧急情况刹车时电动车质量、速度、高度的变化得出动能、重力势能的变化，进而得出机械能的变化；
（4）3000r/（kW h）表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000转，求出转盘转600转消耗的电能．
18．【答案】【解答】 由电路图可知，定值电阻R2与滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流；
（1）当滑片P位于最左端时，电路为定值电阻的简单电路，
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：，即电流表示数为0.5A；
（2）滑片P每移动1cm，R1的电阻变化0.4Ω，某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动15cm，此时滑动变阻器接入电路的电阻：R1=0.4Ω/cm×15cm=6Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，此时两电阻串联，电路中的总电阻为R=R1+R2=6Ω+24Ω=30Ω，
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：
坚持20s的过程中，整个电路消耗的电能W=UI't=12V×0.4A×20s=96J；
（3）若某同学做相同的动作时，拉动的距离不变，接入电路中的电阻不变，要求电压表的偏转角度应尽量大一些且未超过量程，减小定值电阻R2的阻值，R2分得的电压减小，电压表的示数增大，故可行；
如果增大电源电压，由于两个电阻大小不变，分得的电压比例不变，因而电压表的示数会增大。
答：（1）当滑片P位于最左端时，电流表的示数为0.4A；
（2）坚持20s的过程中，整个电路消耗的电能96J；
（3）若某同学做相同的动作时，拉动的距离不变，接入电路中的电阻不变，要求电压表的偏转角度应尽量大一些且未超过量程，
方案一：减小定值电阻R2的阻值，R2分得的电压减小，电压表的示数增大，故可行；
方案二：如果增大电源电压，由于两个电阻大小不变，分得的电压比例不变，因而电压表的示数会增大，故可行。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功的计算
【解析】【分析】 根据电路图可知，定值电阻R2与滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流；
（1）当滑片P位于最左端时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流；
（2）滑片P每移动1cm，R1的电阻变化0.4Ω，某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动15cm，据此计算此时滑动变阻器接入电路的电阻，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过电路的电流，根据W=UIt计算整个电路消耗的电能；
（3）根据串联分压时，电压之比等于电阻之比进行分析。
1 / 1人教版物理九年级（全册）同步练习18.1电能 电功（培优卷）
一、选择题
1．（2024九上·福建期末）关于电能和电功，下列说法正确的是（ ）
A．家用电器每消耗1度电，产生的热量就是3.6×106 J
B．用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功
C．电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程
D．通过导体的电流越大，电流做的功就越多
【答案】B
【知识点】电功及电功的实质
【解析】【解答】A.家用电器每消耗1度电，产生的热量可能等于3.6×106 J ，也可能小于3.6×106 J，故A错误；
B.用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功，故B正确；
C.电流做功的过程实质就是电能转化为其他形式能量的过程，故C错误；
D.根据W=UIt可知，当电压和时间相同时，通过导体的电流越大，电流做的功就越多，故D错误。
故选B。
【分析】根据电流做功的本质和能量转化的知识分析判断。
2．（2024九下·咸阳模拟）如图所示电路，电源电压未知，调节可变电阻得到的其中两组数据如表所示。调节可变电阻发现电流表的最大变化量为0.45 A，下列说法中正确的是（ ）
10 20
电压表示数/V 3 2
A．电源电压为4 V
B．的阻值为6Ω
C．连入电路的最大阻值为30Ω
D．将调零，工作1 min消耗的电能为36 J
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【解答】ABC．由电路图可知，R1 与R2 串联，电压表测R1 两端的电压，电流表测电路中的电流，
当R2 =10Ω时，电压表示数为
；
当R2 =10Ω时，电压表示数为
；
调节可变电阻R2发现电流表的最大变化量为0.45 A，由题意可得
；
联立解得：
，，，
故A错误，B错误，C正确；
D．将R2调零时，R1工作1 min消耗的电能为
，
故D错误。
故选C。
【分析】ABC．由电路图可知，R1 与R2 串联，电压表测R1 两端的电压，电流表测电路中的电流。根据U=IR结合两个电压表的示数列出两个方程，再根据电流表的示数变化列出方程，最后三者联立计算即可；
D.根据计算R1消耗的电能。
3．（2023九上·溪湖月考）如图所示，电源电压不变，只闭合开关，电流表示数为，再闭合，电流表示数变化了。则同时闭合、后，相同时间内、消耗的电能之比是（ ）
A．： B．： C．： D．：
【答案】A
【知识点】并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功的计算
【解析】【解答】由电路图知道，若只闭合S1，则是只有R1的简单电路，电流表测的是R1的电流，此时I1 =0.3A；当再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然是I1 =0.3A；由于电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2 的电流是I2=0.4A；又因为并联电路各支路两端的电压相等，即U1 =U2，由W=UIt知道，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比是：，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A.
【分析】本题考查的是串、并联电路的特点和电能的计算，解题的关键是得到两个支路电流大小。
二、填空题
4．（2024九上·武汉期末） 老楼安装爬楼“神器”，解决了腿脚不便的老人上下楼的难题。某款爬楼神器的主要参数如表，这款神器充满电后可以连续使用 h；为安全考虑，若电量不足时，要求强制充电 10 分钟后才能再次使用，充电10 分钟可以增加 J 的电能；这种踏板电梯刷 IC 卡就能使用，IC 卡又称集成电路卡，主要利用 制作而成。（填“半导体”或“超导体”）
充电电压/电流 220V/1.2A
锂电池规格 24V 12Ah（一节）
电机功率 400W
速度 0.12m/s
最大载重 120kg
【答案】0.72；1.584 ×105；半导体
【知识点】半导体特点及作用；电功及电功的实质
【解析】【解答】（1）由参数可知，充满电后存储的电能为，由得
（2）充电10分钟产生的电能
（3）集成电路卡是利用半导体材料制成的。
【分析】此题结合实际应用，考查电能、电功率的计算，以及半导体材料的应用等知识点。
5．（2024九下·霍邱模拟）如图所示，电源电压恒定，电阻R1=15Ω，R2=10Ω。若同时闭合S、S1时，电压表示数为6V；若同时闭合S、S2时，电压表示数为2V；若同时闭合S、S1、S2时，通电1min电路中消耗的总电能是 J。
【答案】
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【解答】根据图片可知，若同时闭合S、S2时，R1、R2、R3串联，电压表测R2两端的电压，电压表示数为2V，
即；
若同时闭合S、S1时，R1、R2、R3串联，电压表测R1和R2两端的电压，电压表示数为6V，
即
；
电流中的电流
；
电阻R1两端的电压
；
电源电压为
同时闭合S、S1、S2时，R3短路，R1R2串联接在电源两端，
此时电路中的电流为
；
通电1min电路中消耗的总电能是
。
【分析】根据图片可知，若同时闭合S、S2时，R1、R2、R3串联，电压表测R2两端的电压，电压表示数为2V；若同时闭合S、S1时，R1、R2、R3串联，电压表测R1和R2两端的电压，电压表示数为6V。
根据计算此时通过电路的电流，根据计算R1两端的电压，根据计算电源电压。
同时闭合S、S1、S2时，R3短路，R1R2串联接在电源两端，
根据计算此时的电流，根据计算电路消耗的总电能。
6．（2024九下·息县模拟）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 A，电源电压为 V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在2min内消耗的电能为 J。
【答案】0.6；8；768
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【解答】当只闭合S1、S2时，灯泡与R1串联，电压表测量灯泡的电压，示数为2V，由图乙可知，流过灯泡的电流为0.6A。根据串联电路电流处处相等，以及欧姆定律可知则R1两端的电压为：；电源电压为：；
当只闭合S2、S3时，灯泡与R2串联，电压表示数为4V，电路中的电流为0.8A，电路在2min内消耗的电能为：；
故答案为：0.6；8；768。
【分析】根据串联电路规律、欧姆定律、电功的计算填空
由图可知，当只闭合S1、S2时，R1、L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；
由图乙可知当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流；
根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源电压；
当只闭合S2、S3时，R2与L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；根据图乙可知通过小灯泡的电流，
根据W=UIt求出电路在2min内消耗的电能。
7．（2024九上·重庆市会考）如图所示， 电源两端电压 U=3V保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P在 AB 中点时， 电压表示数为U1，电流表示数为I1；当滑动变阻器滑片P移至B端时， 电压表示数为U2，电流表示数为I2。当开关S1、S2都闭合， 滑动变阻器滑片P移至A端时， 电流表示数为I3。已知：R2=1Ω，U1：U2=3：4，I2：I3=1：6。则I1：I2= ；当开关S1闭合、S2断开， 滑动变阻器滑片P在中点时， 通电1min电路消耗的总电能是 J。
【答案】3∶2；270
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算
三、实验探究题
8．（粤沪版物理九年级上学期 15.1 电能与电功 同步练习）在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时，可以根据灯泡的亮暗程度比较相同时间内电流做功的多少．如图是进行该探究的电路之一．
（1）提供“2.5V”和“3 8V”两种规格的灯泡若干，则你所选用的灯泡是 .
（2）利用如图所示电路，可控制变量 相等，探究电流做功多少与 的关系．
（3）对于“电流做功多少与通电时间的关系”，是否必需通过实验探究发现？ （不必，必须）简要说明你的观点 ．
【答案】（1）“2.5V”和“38V”的灯各一个
（2）电流、时间；电压
（3）不必；根据我们的生活经验可知，通电时间越长，家用电器消耗的电能越多
【知识点】电功的测量
【解析】【解答】（1）因为两只灯泡串联，为了便于比较灯泡的亮度，所以应该选取两只不同规格的灯泡，
故答案为：用 “2.5V”和“3.8V”的灯各一个；所选用的灯泡是“2.5V”和“3.8V”的灯各一个，这样便于观察灯泡的亮度；（2）由图知道两灯泡串联，所以通过两灯泡的电流相等，电路中一个开关控制，同时可以保证通电时间相等；而两灯泡两端电压不一定相等，所以可以探究电流做功的多少与电压的关系；（3）对于“电流做功多少与通电时间的关系”，不必通过实验探究发现，因为根据我们的生活经验就知道，通电时间越长，家用电器消耗的电能越多。
【分析】本题考查应用控制变量法来研究电流做功与电压、电流以及通电时间的关系（两灯泡串联，根据串联电路特点可知，通过两灯泡的电流相等，两灯泡分得的电压不一定相同；开关控制两个灯泡工作的时间长短），实验中为了便于比较灯泡的亮度，所以应该选取两只不同规格的灯泡.
四、计算题
9．小明家新买了一个微波炉，他听人们讲利用微波炉对食物加热，不仅加热时间短，还具备加热效率高的特点。为了验证后一种说法，他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率。
为此他查看了家中微波炉后面的铭牌，上面注明额定输入功率为1 000 W，他又查看了他家的单相电子电能表，上面注明3200 imp / kW·h(它表示每消耗电能1 kW·h，该电能表上面的发光二极管闪烁3 200次)。之后，他关闭其他所有家用电器，将体积为1L、温度为20℃的水放入微波炉并用高火开始加热，同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，历时4 min，电能表上面的发光二极管闪烁了288次，此时取出并测得水的温度为76℃。则
（1）4分钟微波炉消耗的电能是多少？
（2）微波炉烧水时的效率是多少？（保留一位小数）
【答案】解：（1）4min消耗的电能：
（2）水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×1.0kg×（76-20）℃=2.352×105 J
微波炉烧水时的效率
【知识点】热量的计算；电能表参数的理解；电功计算公式的应用
【解析】【分析】本题是一道电学与热学的综合应用题，利用所学知识解决生活中的疑难问题，使学生觉得学了物理有用，有意义！
10．（2024九上·简阳期末）如图所示电路，已知的电阻为7.5Ω，电源电压不变，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为6V。求：
（1）电源电压；
（2）通电50s后消耗的电能。
【答案】（1）由题可知，R2两端的电压为
电源电压
（2）通电50s后消耗的电能
答： （1）电源电压为8.25V；
（2）通电50s后消耗的电能为90J。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功及电功的实质
【解析】【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据欧姆定律求出电阻R2两端的电压，由串联电路电压的规律算出电源电压。
（2）根据W=UIt算出通电50s后R1消耗的电能。
11．（2024九下·宝安模拟）北京时间10月17日16时35分，G1137次动车组列车从印尼雅加达哈利姆车站开出，雅加达至万隆高速铁路正式开通运营，全线采用中国技术、中国标准，标志着中印尼共建“一带一路”成效显著，中国高铁走出国门，走向世界！某中国高铁列车的控制和工作原理可简化为如图b所示的电路图。已知该高铁列车和乘客总质量约500t，控制电路电源电压为6V，工作电路电压为25kV，电流为400A。
（1）当控制电路电流达到0.4A，电磁铁的磁性才能将衔铁吸下，工作电路开始工作，求R0最大值；
（2）该高铁列车从A地匀速直线运动到远在175km外的B地，仅花费时间30min，则高铁的平均速度达到多少？
（3）根据中国工程院原院士徐和谊的研究组织的成果，动力系统耗费的电能占据高铁耗费总电能的70%。假设在（2）情境中，某高铁列车受到的空气阻力f约占总阻力的80%，和高铁列车速度的平方成正比，即f=kv2（f的单位为N，速度v的单位为m/s），求系数k（结果保留1位小数）
【答案】（1）解：控制电路电源电压为6V，当控制电路电流达到0.4A，电磁铁的磁性才能将衔铁吸下，R0最大值
（2）解：高铁的平均速度
（3）解：高铁耗费总电能
动力系统耗费的电能
总阻力
高铁列车受到的空气阻力
高铁的速度
系数k为
【知识点】速度公式及其应用；欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【分析】（1）根据，计算电阻大小；
（2）利用，计算速度；
（3）根据W=UIt，计算消耗的电能，结合电动机效率，利用W'=Wη，计算电动机消耗的能量；利用W=Fs，计算力的大小；结合速度和阻力关系，计算阻力系数。
（1）控制电路电源电压为6V，当控制电路电流达到0.4A，电磁铁的磁性才能将衔铁吸下，R0最大值
（2）高铁的平均速度
（3）高铁耗费总电能
动力系统耗费的电能
总阻力
高铁列车受到的空气阻力
高铁的速度
系数k为
12．（2024九上·永善期末）如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻阻值为。闭合开关后，电流表的示数为，电流表的示数为。求：
（1）电源电压的大小；
（2）电阻的阻值；
（3）通电1分钟，和消耗的总电能。
【答案】（1）根据欧姆定律可得，电阻R1的两端电压为
根据并联电路的电压特点可知，电源电压为
（2）根据并联电路的电压特点可知，电阻R2的两端电压等于电源电压；根据并联电路的电流特点可得，通过电阻R2的电流为
根据欧姆定律可得，电阻R2的阻值为
（3）通电1min，电阻R1和R2消耗的总电能为
【知识点】并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【分析】（1）根据欧姆定律 计算电阻R1两端的电压，再根据并联电路的电压特点 计算电源电压。
（2）首先根据并联电路的电流特点 计算通过电阻R2的电流，然后根据 计算电阻R2的阻值；
（3）根据 计算电路消耗的总电能。
13．（2024九上·天心期末）小强家买了一个自动电热水壶其铭牌如下表。小强装了0.5kg的水，加热5min后把水烧开，水壶自动断电。已知大气压为1个标准大气压，电热水壶正常工作且电阻不变，水的初温为20℃，c水＝4.2×103J/（kg ℃），求：
自动电热水壶
型号 WL100F
电源 220V 50Hz
额定功率 1000W
（1）这壶水吸收的热量；
（2）水壶消耗的电能；
（3）此电热水壶的热效率。
【答案】（1）解： 1个标准大气压下水的沸点为100℃，则这壶水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J；
答：这壶水吸收的热量为1.68×105J；
（2）解： 水壶消耗的电能：W＝Pt'＝1000W×5×60s＝3×105J；
答：水壶消耗的电能为3×105J；
（3）解： 此电热水壶的热效率：η＝×100%＝×100%＝56%。
答：此电热水壶的热效率为56%。
【知识点】热量的计算；热机的效率；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据 Q吸＝cm（t﹣t0） 计算水吸收的热量；
（2）根据 W＝Pt' 计算水壶消耗的电能；
（3）根据×100% 计算电水壶的热效率。
14．（人教版物理九年级第十八章第1节电能、电功同步练习）在工业生产中，经常用热敏电阻来探测温度．如图甲所示的电路，将热敏电阻R0放置在热源内，其余部分都置于热源外，这样就可以通过电流表的示数来表示热源温度．已知电源电压是9V，定值电阻R的阻值是100Ω，热敏电阻R0的阻值随温度变化的关系如图乙所示．求：
甲 乙
已知电流表的量程为0.03A，此电路能够测量的最高温度是多少？此时该电路在100s内电流做了多少功？
【答案】80℃27J
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【解答】热敏电阻R0和R串联，当I＝0.03A时，由欧姆定律I＝ 可得：UR＝IR＝0.03A×100Ω＝3V，所以U0＝U－UR＝9V－3V＝6V，所以R0＝ ＝ ＝200Ω，由图象得此时最高温度t＝80℃；电流在100s内所做的功：W＝UIt＝9V×0.03A×100s＝27J．
【分析】观察电路图：由串联电路特点可得U0＝U－UR．先由已知条件求得UR，再求得U0，再求得R0，之后观察图象便可得出测量的最高温度．再由电功公式W＝UIt求出该电路在100s内电流做了多少功．
15．（2024九上·深圳月考）海洋表层海水和深层海水之间存在着20℃以上的温差，据测算，全球热带海洋的水温只要下降1℃，就能释放出1200亿千瓦的能量。图甲是我国首套20kW海洋漂浮式温差能发电装置搭载“海洋地质二号”船在南海成功完成海试图，图乙是海洋温差发电系统的原理图。蒸发器中液态的工作物质（氨）从表层温水中吸热，汽化为高压蒸汽，蒸汽推动涡轮机转动，带动发电机发电。完成发电后的气态工作物质在冷凝器中向深层低温海水放热，重新变为液态，再送回蒸发器循环使用。发电机的参数如表所示（g取10N/kg）
电灯：
额定发电功率 40kW
额定发电电压 400V
线圈电阻 0.1Ω
净重 100kg
底部面积 0.05m2
（1）该发电机正常发电5h，产生的电能是多少
（2）发电机正常工作时，线圈电阻每秒钟产生的热量为多少J 如发电机的线圈用超导材料制作，则该发电系统的输出功率将提高百分之多少
（3）已知煤电转换关系为β＝380g/（kW h），如果用烧煤的方法来发电，则这台发电机1h产生的电能需要烧多少千克煤
【答案】（1）
（2）
（3）
【知识点】电功的计算；电功率的计算；焦耳定律的应用
16．（2024九上·湘潭月考）图甲为电火锅，简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现三档的转换。当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，功率为2200W，当S1闭合，S2连接触点B时，处于中温档，功率为1100W，图丙是在一次使用过程中电火锅功率与时间的关系图像，求：
（1）处于高温档时电火锅工作的电流；
（2）本次使用过程中，在“中温挡”阶段消耗的电能；
（3）电火锅在“高温挡”阶段，将4kg的火锅汤从30℃加热到96℃，此过程中电火锅的热效率。[c火锅汤=4.0×103J/（kg·℃）]
【答案】（1）10A
（2）
（3）80%
【知识点】比热容；电功的计算；电功率的计算
五、综合题
17．（2018九上·高邮期末）如图甲所示是一辆电动自行车．
（1）电动自行车的把手属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆．
（2）它车头配置左右两个转向灯，它们是 联 的．
（3）遇到紧急情况刹车时，其机械能 ．（选 填“变大”、“不变”或“变小”）
（4）只将 该电动车接入家庭电路充电 20min，乙图电能表转盘转过 600r，则此过程中消耗的电能为 J．
【答案】（1）省力
（2）并
（3）变小
（4）7.2×105
【知识点】动能和势能的大小变化；杠杆的分类；电能表参数的理解
【解析】【解答】(1)自行车的车把手相当于轮轴，轮半径大于轴半径，其实质是省力杠杆；
(2)车头配置左右两个转向灯，工作时互不影响，属于并联；
(3)当遇到紧急情况刹车时它的质量不变，速度变小，故动能变小，重力势能不变，因此机械能变小；(4)因3000r/(kW h)表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000转，转盘转600转消耗的电能：W＝ kW h＝0.2kW h＝0.2×3.6×106J＝7.2×105J。
故答案为：（1）省力；（2）并；（3）变小；（4）7.2×105．
【分析】本题以自行车为例，考查了力学、电学、能量转化等多个知识点，考查全面.
（1）自行车的车把手相当于轮轴，动力作用在轮上，据此判断省力还是费力；
（2）在电路中，串联的用电器相互影响，并联的用电器互不影响；
（3）分析紧急情况刹车时电动车质量、速度、高度的变化得出动能、重力势能的变化，进而得出机械能的变化；
（4）3000r/（kW h）表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000转，求出转盘转600转消耗的电能．
18．（2024九上·中山期末）如图是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪的示意图，如图所示，测试中，向前推动滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为12V，电压表量程0~3V，电流表量程0~0.6A，滑动变阻器R1标有“15Ω，1A”，滑片P每移动1cm，R1的电阻变化0.4Ω，定值电阻R2=24Ω。求：
（1）闭合开关，当滑片P位于最左端时，电流表的示数为多少？
（2）某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动15cm，在此处坚持20s的过程中，整个电路消耗的电能为多少？
（3）若某同学做相同的动作时，要求电压表的偏转角度应尽量大一些且未超过量程。对此有两位同学分别提出了改进建议。A同学：减小定值电阻R2的阻值：B同学：增大电源电压。请任选一项建议进行可行性分析。
【答案】【解答】 由电路图可知，定值电阻R2与滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流；
（1）当滑片P位于最左端时，电路为定值电阻的简单电路，
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：，即电流表示数为0.5A；
（2）滑片P每移动1cm，R1的电阻变化0.4Ω，某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动15cm，此时滑动变阻器接入电路的电阻：R1=0.4Ω/cm×15cm=6Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，此时两电阻串联，电路中的总电阻为R=R1+R2=6Ω+24Ω=30Ω，
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：
坚持20s的过程中，整个电路消耗的电能W=UI't=12V×0.4A×20s=96J；
（3）若某同学做相同的动作时，拉动的距离不变，接入电路中的电阻不变，要求电压表的偏转角度应尽量大一些且未超过量程，减小定值电阻R2的阻值，R2分得的电压减小，电压表的示数增大，故可行；
如果增大电源电压，由于两个电阻大小不变，分得的电压比例不变，因而电压表的示数会增大。
答：（1）当滑片P位于最左端时，电流表的示数为0.4A；
（2）坚持20s的过程中，整个电路消耗的电能96J；
（3）若某同学做相同的动作时，拉动的距离不变，接入电路中的电阻不变，要求电压表的偏转角度应尽量大一些且未超过量程，
方案一：减小定值电阻R2的阻值，R2分得的电压减小，电压表的示数增大，故可行；
方案二：如果增大电源电压，由于两个电阻大小不变，分得的电压比例不变，因而电压表的示数会增大，故可行。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功的计算
【解析】【分析】 根据电路图可知，定值电阻R2与滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流；
（1）当滑片P位于最左端时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流；
（2）滑片P每移动1cm，R1的电阻变化0.4Ω，某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动15cm，据此计算此时滑动变阻器接入电路的电阻，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过电路的电流，根据W=UIt计算整个电路消耗的电能；
（3）根据串联分压时，电压之比等于电阻之比进行分析。
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