浙教版科学9上 3.6 电能 创优同步学案（含解析）

电能
1．电功：
概念：____，叫电功。
电流做功的过程实质是____。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
电功的单位：____；
换算关系：1度＝1千瓦时＝3.6×106焦。
电功的计算公式： W＝UIt＝___＝____＝____。
2．电功率：
概念：电流在____内所做的____叫电功率。电功率是表示___的物理量。
电功率的单位：____，____。
换算关系：____＝____
电灯的亮度由___。
额定电压：用电器____。
额定功率：用电器____。
实际功率：____。
输入功率：____。
电功率的计算公式：___。
3．电能表：电能表也叫____，可以测量____。
计量单位：____；符号：____。
1千瓦时＝____。
4．电能表铭牌：220 V表示电能表应接在220 V的电路上使用(____)。
3 000 r/(kW·h)表示每消耗一度电，____。
10 A(20 A)表示该电能表的额定电流为10 A，在短时间内使用时电流可允许稍大一些，但不能超过20 A。
5．测量小灯泡的电功率：
实验原理：__ __。
实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、小灯泡。
注意事项：在连接电路时，开关应处于 ，滑动变阻器的 。
6．电流的热效应：电流通过各种导体时，会使导体的__ __，这种现象叫__ __。
7．电流通过导体发热的过程实质上是____。
8．电热器：
(1)电热器是____制成的加热设备。
(2)电热器的主要组成部分是____，发热体由____的电阻丝绕在绝缘材料上制成。
9．焦耳定律：
(1)文字叙述：电流通过导体产生的热量跟　电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比　，这个规律叫做焦耳定律。
(2)数学表达式：____。电流产生热量的计算方法：
①任何导体有电流通过时，产生的热量都可以由公式Q＝I2Rt计算。
②对于纯电阻用电器，即____，像电炉、电烙铁、电饭锅等，电流产生的热量还可以由Q＝　t，Q＝UIt　推导公式来计算。
常考1 知道电能表是测电能的仪器及其读数方法，理解电功和电功率的概念并
掌握其基本计算，知道用电器额定功率的含义。
例题1、（2018?深圳二模）小英同学在门外走廊拍了一张自家电能表的照片，如图所示。她仔细观察照片后得到下列结论，你认为正确的是（　　）
A．电能表的额定电流为10A
B．1kW?h的电能，指示灯闪3200次
C．电能表的额定功率为2200W
D．拍照片时，小英家已消耗的电能为7624.1J
【解答】解：A、电能表上的电流值，代表标定电流，即长时间稳定工作时不许超过的最大电流，所以A不正确；
B、3200imp/kW?h：接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上指示灯闪烁3200次。符合实际，所以B正确。
C、电压值和电流值的乘积代表功率，但这是接在这个电能表上的用电器的最大功率是不许超过的数值，而不是电能表的额定功率。所以C不正确；
D、电能表的示数应读为7624.1kW?h，所以D不正确。
答案：B。
常考2 知道电热器的工作原理及电热的影响因素，理解焦耳定律并能进行简单计算。
例题2、（2018?重庆）小峻家中有一个浴足盆，其部分铭牌信息如表格所示，图甲为浴足盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，当开关S接a、b触点时，浴足盆的挡位不同。求：
型号
MLJY﹣01
额定电压
220V
额定加热功率
880W
额定保温功率
100W
（1）额定加热电流；
（2）R1和R2的阻值各为多少欧？
（3）在用电高峰期，小峻关闭家中其它用电器，只让浴足盆通电，使其处于加热状态1min，电能表（如图乙所示）的圆盘转了30转，则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦？
【解答】解：
（1）由表中数据知，浴足盆的额定加热功率880W，
由P=UI可得，额定加热电流：
I加热===4A；
（2）由电路图知，S接b时只有R2接入电路中，电路中电阻较小，电源电压一定，由P=可知，此时电路的功率较大，为加热状态； S接a时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态。
由欧姆定律可得R2的阻值：R2===55Ω，
保温状态下，由串联电路的特点和P=可得总电阻：R总===484Ω，
则R1=R总﹣R2=484Ω﹣55Ω=429Ω；
（3）由图乙可知，电能表上标有3000r/kW?h，3000r/kW?h表示每消耗1kW?h的电能，电能表的表盘就转过3000r，
则表盘转过30转时，浴足盆消耗的电能：W=kW?h×30=kW?h；
此时浴足盆加热的实际电功率：P实===0.6kW=600W。
答：（1）额定加热电流为4A；
（2）R1和R2的阻值分别为429Ω和55Ω；
（3）在用电高峰期，浴足盆加热的实际电功率为600W。
1．（2018?房山区二模）在国际单位制中，电功的单位是（　　）
A．安培 B．伏特 C．焦耳 D．瓦特
2．（2017秋?商河县期末）如图所示的用电器中，工作时主要将电能转化为机械能的是（　　）

A．手提电脑 B．电烤箱 C．洗衣机 D．电视机
3．（2018?武汉模拟）5号电池因其体积小、容量适中，因此在小功率电器产品中广泛使用。某种市售5号电池包装上写有“1.6V 2500mAh”字样。对该电池，下列说法中正确的是（　　）
A．它能提供的电能约14.4kJ
B．它正常工作时的电流是2.5A
C．它提供的最大功率为4W
D．它在电路中是提供电荷量的装置
4．（2018?安徽模拟）如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为36V且保持不变，电路中的电流是2A，质量为8kg的重物在电动机带动下以0.8m/s的速度匀速上升，不计各处摩擦，则电动机线圈的电阻是（g取10N/kg）（　　）
A．18Ω B．8Ω C．2Ω D．4Ω
5．（2017秋?威远县校级期末）如图所示是感应式电能表的表盘示意图，与其技术参数有关的说法正确的是（　　）
A．正常工作时额定功率为220V
B．每转2圈，电路耗电为1 kW?h
C．正常运行的最大电流为10 A
D．电路消耗的电能是2 486 kW?h
6．（2018?大兴区一模）如图是甲、乙两种电暖气及其铭牌，则下列说法正确的是（　　）
A．正常工作时，甲消耗的电能比乙多
B．正常工作时，甲消耗电能比乙快
C．电流通过甲做的功一定比乙的多
D．电流通过甲做的功一定比乙的快
7．（2018?荆门）如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，定值电阻R1=1Ω，滑动变阻器R2阻值范围为0～4Ω．闭合开关S，在滑片从左向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．滑动变阻器的最大功率为1.44W
B．滑动变阻器的最大功率为2W
C．滑动变阻器的最大功率为2.25W
D．电压表示数从0V增大到2.4V
8．（2016?绥化）小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样。下列说法中正确的是（　　）
A．该灯泡只能在220V电压下工作
B．该灯泡的实际功率是40W不变
C．该灯泡每秒消耗的电能是40W
D．该灯泡正常发光时的功率是40W
9．（2018?铁东区校级模拟）图中各电路图中电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为U0，且U＞U0，定值电阻的阻值为R．在不改变电路连接的情况下，能测出小灯泡正常发光时的消耗的电功率是（　　）
A．B．C．D．
10．（2018?平房区三模）小明按如图所示电路测量小灯泡功率，备有器材规格如下：电源电压恒为6V，小灯泡额定电压为2.5V，灯泡正常发光时灯丝电阻约为l0Ω，变阻器甲的规格“10Ω 1A”、乙的规格“50Ω 0.5A”，电流表（0﹣0.6A、0﹣3A），电压表（0﹣3V、0﹣15V），下列说法错误的是（　　）
A．在连接实验电路时，应将滑动变阻器滑片滑置最右端
B．变阻器应选择甲“10Ω 1A”的
C．实验可发现，灯泡在不同电压下，实际功率不同，亮度不同
D．在测量不同电压下的电功率，为减小误差，应选用量程为0﹣3V的电压表
11．（2018?德州）小刚早上8：00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示，然后关闭家中其它用电器，只让电冰箱工作。下午18：00回家后再次查看电能表，显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为　 　kW?h，电冰箱的实际电功率为　 　W。
12．（2018?张家界）图中电源电压保持不变，灯泡L标有“6V，3W”字样，当开关S闭合时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A，则电阻R=　 　Ω；由于电池使用过久，电源实际电压只有4.8V，则该灯泡工作的实际功率为　 　W．不考虑温度对灯丝电阻的影响。
13．（2018?湘西州）某学校传达室里安装有40W和20W两种灯泡，晚上开灯时，同学们发现40W的比20W的亮。这说明40W的灯泡比20W的灯泡实际功率　 　。（选填“大”或“小”）
14．（2018?安徽）图中R1=4Ω，R2=6Ω，把它们并联在U=3V的电路中，则R1和R2并联后的总电阻为　 　Ω；通电30s，电阻R1消耗的电能为　 　J。
15．（2018?遂宁）如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，则定值电阻R0的阻值为　 　Ω；当滑动变阻器接入电路阻值分别为R和R时，电路消耗的总功率为P1、P2，则P1：P2=　 　。
（2018?曲靖）小聪同学做“测量小灯泡的电功率”的实验，所用器材有电压恒为6V的电源。额定电压为2.5V的小灯泡以及符合实验要求的电表，开关和导线，如图甲是小聪没有连接完整的电路。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。
（2）小聪同学连接电路后闭合并关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表指针明显偏转，电流表指针无偏转，故障可能是　 　
A．小灯泡短路； B．小灯泡断路； C．滑动变阻器短路； D．滑动变阻器断路
（3）小聪同学纠正错误后闭合开关，移动滑动变速器滑片P，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯的额定功率为　 　W。
（4）老师告诉小聪，与小灯泡的电阻相比较，电流表的电阻非常小，电压表的电阻非常大，由于电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率值会　 　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
17．（2018?成都）如图所示，电源电压保持不变，灯泡上标有“12V 6W”，定值电阻R1=120Ω，滑动变阻器R2上标有“50Ω、1A”，电压表的量程选用“0?3V”。断开S2，闭合S和S1，滑片P移到B端，灯泡刚好正常发光。
（1）将滑片P移到B端，三个开关都闭合，lmin内电路消耗的电能是多少？
（2）断开S1，闭合S和S2，在安全前提下，调节滑片P的过程中，电路消耗的最小功率是多少？
　
参考答案
知识聚焦
1、电流所做的功 电能转化为其他形式能的过程 焦、千瓦时(度) t_ I2Rt Pt
2、单位时间 功 _电流做功快慢 瓦 千瓦 1千瓦 1_000瓦
实际功率的大小决定_ 正常工作时的电压
在额定电压下消耗的功率 用电器在实际电压下工作时所消耗的功率
用电器消耗的总电功率 P＝＝UI＝＝I2R_
3、电度表 用电器在一段时间内消耗的电能 千瓦时 kW·h 3.6×106_J
4、额定电压为220_V 电能表转盘转过3_000转
5、P＝UI 断开状态 阻值放在最大值处
6、温度升高 电流的热效应
7、电能转化为内能的过程
8、利用电流的热效应 发热体 电阻率大、熔点高
9、Q＝I2Rt 电能全部转化为内能的用电器
知能提升突破
1．【解答】解：A、安培（A）是电流的单位，故A不合题意；
B、伏特（V）是电压的单位，故B不合题意；
C、焦耳（J）是国际单位制中电功的单位，故C符合题意；
D、瓦特（W）是功率、电功率的单位，故D不合题意。
答案：C。　
2．【解答】解：
A、电脑工作过程中，将电能转化为内能和光能。此选项不符合题意；
B、电烤箱工作过程中，将电能转化为内能。此选项不符合题意；
C、洗衣机工作过程中，将电能转化为机械能。此选项符合题意；
D、电视机工作过程中，将电能转化为内能、光能、声能。此选项不符合题意。
答案：C。　
3．【解答】解：
A、该电池上写有“1.6V 2500mAh”字样，表示：该电池放电时的电压是1.6V，以2500mA的电流放电，可放电1h；
则该电池储存的电能为：W=UIt=1.6V×2.5A×3600s=14400J=14.4kJ，故A正确；
B、电池标有“2500mAh”的字样，表示该电池以2500mA=2.5A的电流工作，可工作1h，并不表示它正常工作时的电流是2.5A，故B错误；
C、由于不知道电路的最大电流，所以根据P=UI，无法得知它提供的最大功率，故C错误；
D、电源是提供电压的装置，故D错误。
答案：A。
4．【解答】解：电动机克服重力做功的功率：
PG===mgv=8kg×10N/kg×0.8m/s=64W，
电动机的功率：PM=UI=36V×2A=72W；，
电动机的发热功率：P热=PM﹣PG=72W﹣64W=8W；
由P=I2R可得：
R===2Ω。
答案：C。　
5．【解答】解：
A．由参数“220V”可知，电能表的额定电压为220V，故A错误；
B．由参数“1920r/（kW?h）”可知，每转1920圈，电路耗电为1kW?h，故B错误；
C．由参数“2.5（10）A”可知，电能表正常运行的最大电流为10A，故C正确；
D．由示数“02486”可知，电路消耗的电能是248.6kW?h，故D错误。
答案：C。　
6．【解答】解：
AC、不知道两只电暖器的工作时间，所以无法比较它们做功的多少和消耗电能的多少，故AC错误；
BD、电功率是表示电流做功快慢的物理量，甲的额定功率为1500W，乙的额定功率为1000W，正常工作时，实际功率等于额定功率，所以甲的功率大于乙的功率，说明正常工作时，电暖器甲消耗电能比乙快，故B正确，D错误。
答案：B。　
7．【解答】解：
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）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I=，滑动变阻器消耗的电功率：
P2=I2R2=（）2R2
====，
所以，当R2=R1=1Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，
则P2大===2.25W，故AB错误、C正确；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R1的简单电路，电压表测电源两端的电压，示数为3V，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，R1两端的电压最小，
此时电路中的电流：
I′===0.6A，
电压表的最小示数：
U1=I′R1=0.6A×1Ω=0.6V，
所以，在滑片从左向右移动的过程中，电压表示数从3V减小到0.6V，故D错误。
答案：C。　
8．【解答】解：A、“220V”为灯泡正常工作时的电压，说明其工作时工作电压不能超过220V，可以小于等于220V，故A错误；
B、灯的实际功率随实际电压的变化而变化，故B错误；
C、若灯正常工作，则由W=Pt可得每秒钟消耗的电能为：W=40W×1s=40J，故C错误；
D、灯在220V电压下正常工作，则此时发光功率为40W，故D正确。
答案：D。　
9．【解答】解：A、S2闭合S3断开时，电流表把灯泡短路，灯泡不发光；S2断开S3闭合时，电流表把电阻短路；两个都闭合或断开时，电流表均无示数。测不出灯泡的额定电流，该电路图不能测出小灯泡正常发光时的功率，不符合题意；
B、S2闭合S3断开，电压表测电灯两端的电压，其上端为正极、下端为负极；S3闭合S2断开，电压表测定值电阻R两端的电压，其上端为负极，下端为正极；电压表的两次接线方法相反，在不改变电路连接方式的情况下，无法进行测量，B图不能测出小灯泡正常发光时的功率，不符合题意；
C、开关处于1的位置，电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U；开关处于2的位置，电压表测量的是灯泡的两端电压U0，则小灯泡的电流为I=，小灯泡的额定功率表达式是P=U0I=U0，该电路能测出灯泡正常发光时的功率，符合题意；
D、开关S3闭合，电流表把灯泡和电阻短路，电流表测量滑动电阻的电流；开关S3断开、S2闭合，电流表把小灯泡短路，测量的是通过电阻的电流。测不出灯泡的额定电流，该电路图不能测出小灯泡正常发光时的功率，不符合题意；
答案：C。
10．【解答】解：A、为保护电路，在连接实验电路时，应将滑动变阻器滑片滑置最右端，A正确；
B、小灯泡额定电压为2.5V，灯泡正常发光时灯丝电阻约为l0Ω，灯泡的额定电流为：
IL===0.25A；
灯泡正常发光时，根据串联电路电压的规律，变阻器两端的电压：
UR=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V，由欧姆定律，变阻器接入电路中的电阻：
R==═14Ω＞10Ω，所以变阻器选“50Ω 0.5A”，故B错误；
C、由本实验可发现，灯泡在不同电压下，实际功率不同，亮度不同，故C正确。
D、灯的额定电压为2.5V，灯的实际电压不能超过灯的额定电压的，即最大电压为3V，故在测量不同电压下的电功率，为减小误差，电压表量程选“0～3V”，D正确。
答案：B。
11．【解答】解：
（1）由图知，小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能：
W=10124.1kW?h﹣10123.6kW?h=0.5kW?h；
（2）t=18：00﹣8：00=10h，
电冰箱的实际电功率：
P===0.05kW=50W。
答案：0.5；50。　
12．【解答】解：由电路图可知，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流。
（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡L正常发光，
所以，电源的电压U=UL=6V，
由P=UI可得，通过灯泡的电流：
IL===0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R的电流：
IR=I﹣IL=0.8A﹣0.5A=0.3A，
由I=可知，R的阻值：
R===20Ω；
（2）灯泡的电阻：
RL===12Ω，
电源实际电压只有4.8V时，该灯泡工作的实际功率：
PL′===1.92W。
答案：20；1.92。　
13．【解答】解：
因为灯泡的亮度是由其实际功率所决定的，而40W的比20W的亮，所以40W的灯泡比20W的灯泡实际功率大。
答案：大。　
14．【解答】解：已知R1和R2并联，
则并联后的总电阻=+，
则=+，
解得R=2.4Ω，
因为R1和R2并联，把它们并联在U=3V的电路中，则R1两端电压为3V，
通电30s，电阻R1消耗的电能W=t=×30s=67.5J。
答案：2.4；67.5。　
15．【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙可知I1=0.3A，
由I=可得，电源的电压：U=I1R0=0.3A×R0，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，I2=0.1A，U2=8V，
则滑动变阻器的最大阻值：R===80Ω，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：U=I2R0+U2=0.1A×R0+2V，
因电源的电压不变，所以，0.3A×R0=0.1A×R0+8V，
解得：R0=40Ω，
电源的电压：U=0.3A×R0=0.3A×40Ω=12V；
当滑动变阻器接入电路阻值为R=×80Ω=20Ω时，电路中的电流：I===0.2A；
当滑动变阻器接入电路阻值为R=80Ω时，电路中的电流：I'===0.1A；
根据P=UI可知，电路消耗的总功率之比为：P1：P2=UI：UI'=I：I'=0.2A：0.1A=2：1。
答案：40；2：1。　
16．【解答】解：（1）测量小灯泡的电功率的实验中，电压表应与灯泡并联测其两端电压，灯泡的额定电压2.5V，所以电压表应选用0﹣3V量程，实物连接如图所示：
；
（2）小灯泡始终不亮，电流表指针无偏转，电压表指针明显偏转，
A、若小灯泡短路，电路是通路，电流表会有示数，电压表无示数，不符合题意；
B、若小灯泡断路，电压表被串联入电路中，小灯泡不亮，电流表指针无示数，电压表指针有示数，符合题意；
C、若滑动变阻器短路，电路仍是通路，灯泡发光，电流表会有示数，电压表有示数，不符合题意；
D、若滑动变阻器断路，整个电路断路，则小灯泡不亮，电流表会无示数，电压表无示数，不符合题意。
故选B。
（3）小灯泡正常发光时电压等于额定电压2.5V，由图乙知，电流表使用0﹣0.6A量程，分度值0.02A，读数为0.28A，
小灯的额定功率：P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
（4）由图甲知，电压表并联在灯泡两端，所测电压准确，电流表测的是灯泡和电压表的电流之和，故所测电流偏大，由P=UI可知所测灯泡的电功率偏大。
答案：（1）见上图；（2）B；（3）0.7；（4）偏大。　
17．【解答】解：
（1）断开S2，闭合S和S1，滑片P移到B端，电路为灯泡的简单电路，因灯泡刚好正常发光，所以可知电源电压等于小灯泡的额定电压，即U=UL额=12V；
将滑片P移到B端，三个开关都闭合，灯泡L和R1并联，
因并联电路中各支路两端的电压等于电源电压，所以此时灯泡仍然正常发光，即PL=6W，
则lmin内电路消耗的电能：
W=WL+WR=PLt+t=6W×1×60s+×60s=360J+72J=432J；
（2）断开S1，闭合S和S2，R1与滑动变阻器R2串联，电压表测变阻器两端的电压，
电压表的量程选用“0～3V”，当电压表示数最大为3V时，由串联分压规律可知，滑动变阻器接入电阻值最大，
因串联电路电流处处相等，
所以根据欧姆定律可得：=，
即=，
解得变阻器接入电路的最大阻值：R2=40Ω；
则电路中的最小电流：
Imin===0.075A，
所以电路消耗的最小功率：
Pmin=UImin=12V×0.075A=0.9W。
答案：（1）将滑片P移到B端，三个开关都闭合，lmin内电路消耗的电能是432J；
（2）断开S1，闭合S和S2，在安全前提下，调节滑片P的过程中，电路消耗的最小功率是0.9W。