【核心素养】双减作业本15.1电功（苏科2024版九年级下册）含详解

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双减作业本15.1电功
1.知道电能表是测量电功的仪表
2.了解电功的概念及其单位,通过演示实验得出并理解电功公式。
3.能用电功公式进行相关计算。
（巩固性作业）
1．2025春晚精彩纷呈，融合传统与科技，隐藏着许多有趣的物理知识。其中机器人扭秧歌的节目，简直让人眼前一亮！《秧BOT》中机器人快速奔跑运动时，电机驱动机器人，主要是将电能转化为（　　）
A．机械能 B．化学能 C．内能 D．光能
2．现代家庭中，我们每天要消耗许多电能，关于电能的利用下列说法正确的是（ ）
A．洗衣机消耗电能主要转化成内能
B．电饭锅消耗电能主要转化成光能
C．日光灯消耗电能主要转化成光能
D．电动汽车消耗电能主要转化成光能和内能
3．在国际单位制中，电能的单位是（ ）
A．牛顿 B．瓦特 C．焦耳 D．千瓦
4．下图所示是生活中常见的两种电能表。下列关于电能表的说法正确的是（　　）
A．电能表用来测量用电器消耗电能的快慢
B．电能表甲的示数为18246kW·h
C．两种电能表的额定最大电流均为20A，工作时电流可以超过额定最大电流
D．电能表乙中“3200imp/(kW·h)”表示接入该电能表的用电器，每消耗1kW·h的电能，脉冲指示灯闪烁3200次
5．如图所示，手电筒中的电流为0.1A，电源为三节新干电池。则该手电筒中的小灯泡工作1min消耗的电能约为（　　）
A．27J B．81J C．135J D．972J
6．下列几种家用电器工作时，主要将电能转化为机械能的是（ ）
A．电吹风机
B．浴霸
C．电热水瓶
D．洗衣机
7．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之比为（　　）
A．5︰1 B．5︰4 C．4︰5 D．5︰8
8．小明利用电能表测量电热水器实际消耗的电能。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 kW·h，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为 J。
9．在如图所示的电路中，电源电压不变，电阻的阻值为，闭合开关S，两电流表的示数分别为和，则电源电压为 V，电阻的阻值为 Ω。通电1min，该电路消耗的总电能为 J。
10．小明在做“比较两个灯泡的亮暗”的实验时，设计了如图（a）、（b）所示的实验电路图：
(1)此实验是观察 （选填“电压表示数”或“灯泡亮暗”）来比较电流做功的多少，L1、L2两只灯泡的电阻应 （选填“相同”或“不同”）；
(2)在图（a）电路中，甲、乙两灯串联，主要是为了控制 相同，从而比较灯泡的亮暗与 的关系，在图（b）电路中，观察到L1灯较L2灯暗，甲电流表的示数小于乙电流表的示数，由此可以得到的结论是 。
（拓展性作业）
11．电业局为每一户居民安装了一个仪表，用该仪表来测量居民家中每个月消耗的电能，从而计算出该交多少电费。该仪表是（　　）
A．电压表 B．电能表 C．电流表 D．数字电位器
12．小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图，他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是（ ）
A．电能表的额定功率为2500W
B．电能表的允许的最大电流为5A
C．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW·h
D．当转盘转过25圈，消耗电能3.6×104J
13．电阻R1=10欧姆，R2=15欧姆，把它们并联接入电路，在同样时间内（ ）
A．电流在R1上做的功多 B．电流在R2上做的功多
C．电流在R1、R2上做的功一样多 D．无法判断
14．如图所示分别是小丽家上月初和上月末电能表的示数，结合表盘上的信息，下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．小丽家上个月消耗的电能是 101.1kW·h
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J
D．电能表上指示灯闪烁的越快，说明电路中用电器消耗的电能越多
15．A、B是两段材料、长度相同、横截面积不同的导体棒，把它们按如图所示接入电路中（接触良好），下列说法中正确的是（　　）
A．电阻关系是 B．通过的电流关系
C．两端电压关系是 D．相同时间内电功关系
16．为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和 ，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下， 越大，电流做功越多；
（2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目标，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。 ；
（3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取 的办法进行实验，测量多组不同数据。
17．在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时，如图是进行该探究的电路之一。
（1）可以根据 比较相同时间内电流做功的多少；
（2）由如图所示电路，可探究电流做功多少与 的关系；
（3）小明正确操作，验证了实验的结论，支持该结论的实验现象是 ；
（4）另一组的同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：
① ；② 。
18．如图所示，这是一个暖手宝的电路图，电源电压恒定不变，R1、R2均为定值电阻，且R1的阻值为10Ω。当开关S1闭合，S2断开时，电流表的示数为0.9A；再闭合开关S2后，电流表的示数变为1.5A。
(1)求该电路的电源电压；
(2)求R2的阻值；
(3)开关S1、S2都闭合时，求该电路在60s内消耗的电能。
19．如图甲是一种新型暖手袋，它使用移动电源供热，不仅不用装水更加轻便而且电热转化效率更高。如图乙是它内部加热电路的简化图，已知电源电压恒定，的阻值为。只闭合开关S，电路中的电流为0.6A；同时闭合开关S、S1，干路电流为0.9A。求：
(1)电源电压；
(2)的阻值；
(3)S、均闭合时，电路工作10min，整个电路消耗多少电能？
（探究性作业）
20．在探究“电流做功的多少与哪些因素有关”时，同学们猜想：电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关。小浩同学利用所学知识设计并连接了如图甲所示的实验电路。

(1)小浩设计的实验中，利用小灯泡把电能主要转化为 能来显示电流做功的多少；
(2)实验电路中的两个小灯泡和的规格应 。(选填“相同”或“不同”；
(3)小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器，目的之一是为了保护电路，另一个目的是 ；
(4)在图甲所示的电路中，两个小灯泡是 (选填“串联”或“并联”)的，这样连接是为了探究电 的关系；
(5)完成上述探究后，小浩发现上述猜想中有一个猜想无法用图甲所示的电路验证，请你帮助小浩设计一个可以验证猜想的电路，把电路图画在图乙的虚线框内。
( )
(6)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小浩是否必须通过实验验证？
你的看法是 ( 选填“不必”或“必须”)，你的理由是 。
21、科普阅读题:阅读材料，回答问题
电动汽车和燃油汽车
学习了热机后，同学在讨论电动汽车和燃油汽车。
小红说：电动车在行驶时车内的安静性更好，电机在行驶时不会产生额外的噪音和抖动。汽油动力汽车行驶时会有噪音和抖动，车内的安静程度也不如电动车。而且省钱，一般15~18kW·h/100/km（每100km耗电15~18度），不到20元；而燃油汽车油费：0.5-1元
小强说：电动车续航里程不如汽油车，夏冬使用空正时也会影响续航里程（行驶距离）。冬季室外温度相对较低，电动汽车的电池性能也会受到一定程度的影响；而且充电非常耗时间。
小兰说：燃油汽车会在排放物中包含大量废气，这些废气对大气污染有很大的影响，大城市的空气质量偏低，很大程度上是因为烧油的汽车太多，排放的废气超过大自然的处理能力。电动汽车电池组可反复充电使用，基本没有排放物，完全环保，不会对环境有不良影响。
小明说：电动汽车的电池组能量密度（能量与质量的比值）还没有无烟煤高，更别提汽油了。
（1）图甲是燃油汽车的某个冲程，这是 冲程；
（2）已知某电动汽车的电池组电容量为80kW·h，由6000多枚如图乙所示的电池组成，电池组总质量约800kg；
①80kW·h= J，电动汽车的“能量密度”是 ；“能量密度”相当于哪个物理量 ；
②已知汽油的能量密度4.6×107J/kg，小明的说法是（选填“正确”或“错误”） ；
③一般的电动汽车剩余电量为20%时，就要充电，否则会损坏电池。当上述电动汽车在平直的高速公路匀速行驶时，耗电量为16kW·h/100km，在此路段该电动汽车的最大续航里程为 km；若此路段电动汽车的效率为90%，电动汽车受到的阻力约为 N。

答案部分
核心巩固：
1．【答案】A
【解析】机器人快速奔跑运动时，电机驱动机器人，电机消耗电能，获得机械能，因此其主要是将电能转化为机械能，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．【答案】C
【解析】A．洗衣机工作时，主要是电动机带动洗衣桶等部件转动，消耗的电能主要转化为机械能，而不是内能，故A错误；
B．电饭锅是利用电流的热效应工作的，消耗的电能主要转化为内能，用来加热食物，不是光能，故B错误；
C．日光灯工作时，消耗电能主要是为了发光，所以主要转化为光能，故C正确；
D．电动汽车消耗电能主要是为了获得动力，转化为机械能，虽然在工作过程中也会有少量内能产生，但主要转化的不是光能和内能，故D错误。
故选 C。
3．【答案】C
【解析】A．牛顿是力的单位，与电能无关，故A错误；
B．瓦特是功率的单位，表示单位时间做功多少，故B错误；
C．焦耳是国际单位制中能量的单位，电能属于能量，故C正确；
D．千瓦是功率单位“瓦特”的千倍，而“千瓦时”是电能常用单位，但非国际单位制单位，故D错误。
故选C。
4．【答案】D
【解析】A．电能表是测量电路中用电器消耗电能多少的仪器，故A错误；
B．电能表读数时，示数的最后一位是小数，图甲中的电能表显示的示数为1824.6kW·h，故B错误；
C．由图可知，两种电能表工作的额定最大电流均为20A，即工作时电流不能超过额定最大电流，故C错误；
D．3200imp/(kW·h)表示电路每消耗1kW·h的电能，电表脉冲指示灯闪烁3200次，故D正确。
故选D。
5．【答案】A
【解析】电源为三节新干电池，即电源电压为4.5V，手电筒中的电流为0.1A，工作1min消耗的电能约为，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
6．【答案】D
【解析】A．电吹风机工作时，主要将电能转化为内能和机械能，它吹出热风是利用电热丝发热产生热量（电能转化为内能），同时电动机转动吹风（电能转化为机械能），但主要的能量转化不是电能转化为机械能。故A不符合题意；
B．浴霸主要是将电能转化为内能，通过发热元件发热来取暖，不是电能转化为机械能。故B不符合题意；
C．电热水瓶主要是将电能转化为内能，用来加热水，不是电能转化为机械能。故C不符合题意；
D．洗衣机工作时，电动机转动，主要将电能转化为机械能，使洗衣机的滚筒转动等，故D符合题意。
故选 D。
7．【答案】B
【解析】已知甲、乙两个用电器的电压之比为2︰1，通电时间之比为6︰4，则两用电器消耗的电能之比
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
8．【答案】3023.6
【解析】[1]电能表读数时，最后一位数是小数，单位是kW·h，所以图中电能表示数为3023.6 kW·h。
[2]电能表指示灯1min内闪烁80次，则该电热水器1min消耗的电能
9．【答案】 6 30 216
【解析】[1]由图可知，闭合开关S，R1、R2并联，电流表A2测量干路的总电流，电流表A1测量通过R1的电流； 根据并联电路的电流特点可知，通过R2的电流
I2=I-I1=0.6A-0.2A=0.4A
由可知，R2两端的电压
U2=I2R2=0.4A×15Ω=6V
根据并联电路的电压特点可知，电源电压
U=U2=6V
[2]由可知，R1的阻值
[3]通电1min，该电路消耗的总电能
W=UIt=6V×0.6A×1×60s=216J
10．【答案】(1)灯泡亮暗 不同 (2)电流和通电时间 电压 电压和通电时间相同时，电流越大，电流做功越多
【解析】（1）[1]两灯串联电流相等。在一定时间内，灯泡亮度越亮，功率越大，则电流做功越多。因此，应该通过一定时间内观察比较灯泡亮暗来比较电流做功大小。
[2]为了得到普遍规律，要选择规格不同的小灯做实验，即电阻不同的灯。
（2）[1][2]串联电路电流处处相等，故在图（a）电路中，甲、乙两灯串联，主要是为了控制电流和通电时间相同，从而比较亮暗与电压的关系。
[3]在图（b）电路中，两灯并联，说明两灯两端电压相等；观察到L1灯较L2灯暗，甲电流表的示数小于乙电流表的示数，由此可以得到的结论是电压和通电时间相同时，电流越大，电流做功越多。
素养提升:
11．【答案】B
【解析】电能表用来测量居民家中每个月消耗的电能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
12．【答案】D
【解析】A．电能表工作时不消耗电能，没有额定功率，故A错误；
B．电能表的标定电流为5 A，10 A是电能表允许通过的最大电流，故B错误；
C．电能表的读为，故C错误；
D．当转盘转过25圈，消耗电能为
故D正确。
故选D。
13．【答案】A
【解析】电阻R1=10欧姆，R2=15欧姆，由并联电路电压特点知，两电阻两端的电压相等，由知，在相同的时间内电阻越小，电流做的电功越多，所以，电流在R1上做的功多。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
14．【答案】B
【解析】A．电能表是测量电路消耗电能的仪表，故A错误；
B．小丽家上个月消耗的电能是
故B正确；
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能
故C错误；
D．电能表上指示灯闪烁的越快，说明电路中用电器消耗的电能越快，故D错误。
故选B。
15．【答案】D
【解析】A．电阻的大小与材料、长度、横截面积和温度有关，在其他条件相同时，横截面积越大，电阻越小，由图可知，A的横截面积小于B，所以A的电阻大于B，故A错误；
B．根据串联电路电流处处相等可知，A和B串联，所以A的电流大小等于B，故B错误；
C．由欧姆定律可知，当电流一定时，A的电阻大于B，所以A的电压大于B，故C错误；
D．由电功公式可得，电流一定时，阻值越大的电阻做功越多，所以A电阻的电流做功大于B，故D正确。
故选D。
16．【答案】电压表的示数 电压 改变电源电压
【解析】（1）[1][2]通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度，上升高的电流做功多，同时观察电压表的示数，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，电压越大，电流做功越多。
（2）[3]探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系，要保持电压相同，要将两电阻并联，如图所示：
（3）[4]学生电源能改变提供的电压值，若不添加新器材，可以通过学生电源改变电源电压，从而多做几次实验。
17．【答案】灯泡的亮暗程度 电压 电压表示数大的灯泡更亮 连接电路时开关未断开 滑动变阻器未置于阻值最大处
【解析】（1）[1]灯泡将电能转化为光能和热能，故可以根据灯泡的亮暗程度来比较相同时间内电流做功的多少。
（2）[2]由电路图可知，两灯泡串联，流过灯泡的电流与通电时间均相等，故可探究电流做功多少与电压的关系。
（3）[3]因灯泡两端的实际电压越大，灯泡的实际功率越大，故可知支持该结论的实验现象是电压表示数大的灯泡更亮。
（4）[4][5]为了保护电路，在连接导线时，开关应断开，将滑动变阻器的阻值调到阻值最大处，由题意可知，连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，故实验中的两个操作不当之处为：1.连接电路时开关未断开；2.滑动变阻器未调到阻值最大处。
18．【答案】(1)9V (2)15Ω (3)810J
【解析】（1）当开关闭合，断开时，电路为的简单电路，电流表测量通过的电流。根据欧姆定律，电源电压U为
（2）当开关、都闭合时，电阻和并联，电流表测量干路总电流。因为并联电路中各支路互不影响，所以通过的电流不变，仍为
根据并联电路的电流规律，通过的电流为
因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以两端的电压等于电源电压，即
根据欧姆定律可知的阻值为
（3）当开关、都闭合时，电路的总电压
总电流
在60s内，电路消耗的电能为
19．【答案】(1)6V； (2)20Ω； (3)3240J
【解析】（1）当只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，电路中的电流
根据欧姆定律可知，电源电压
（2）当同时闭合开关S、S1时，电阻R1与R2并联，干路电流
由并联电路电压规律可知，R2两端电压仍等于电源电压不变，R2的电阻不变，所以通过R2的电流不变，仍为
根据并联电路的电流特点，通过R1的电流
根据并联电路中的电压规律，R1两端的电压
根据欧姆定律可得，R1的阻值
（3）当S、S1均闭合时，电路工作时间
整个电路消耗的电能
自我超越：
20．【答案】内 不同 改变灯泡的电压，便于多次实验得出普遍规律 串联 电压 不必 见解析
【解析】(1)[1]小灯泡工作过程中电能主要转化为内能来显示电流做功的多少。
(2)[2]灯的规格不同时，灯的亮度不同，这样才能比较相同时间内电流做功的多少；故实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应不同。
(3)[3]电流做功的多少与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关，研究电流做功的多少与电压关系时，要控制电流和通电时间相同，只改变电压大小，故小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器，目的之一是为了保护电路，另一个目的是改变灯泡的电压，便于多次实验得出普遍规律。
(4)[4][5]在图甲所示的电路中，两个小灯泡是串联的，根据串联电路的规律，通过的电流相等，而两灯的规格不同，分得的电压不同，所以这样连接是为了探究电流做功的多少与电压的关系。
(5)[6]研究电流做的功与电流关系时，要控制电压和通电时间相同，根据并联电路电压的规律，可将两灯泡并联，电流表分别测量两支路的电流，并在干路中串联一个滑动变阻器；如下图所示：
(6)[7][8]对电路中的同一个灯泡，电压和通过的电流相同，根据生活经验可知，通电时间越长，灯消耗的电能越多，即电流做的功越多，故对于“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。
21．【答案】做功 2.88×108 3.6×105J/kg 热值 正确 400 518.4
【解析】（1）[1]由图甲知，两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。
（2）①[2]因为
1kW·h=3.6×106J
所以
80kW·h=80×3.6×106J=2.88×108J
[3][4]由材料可知，电动汽车的“能量密度”是能量与质量的比值，电池组的能量密度
其单位为J/kg，而热值的单位也是J/kg，所以，“能量密度”相当燃料的热值。
②[5]电池组能量密度为3.6×105J/kg，汽油的能量密度4.6×107J/kg，电池组能量密度比汽油的热值小，所以小明的说法是正确的。
③[6]在此路段该电动汽车的最大续航里程为
[7]电动机做的功
W机=η′×η×W=90%×(1-20%)×2.88×108J=2.0736×108J
电动汽车匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，受到的阻力为
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