第十八章
第1节
电能
电功
辅导科目
物理
年
级
九年级
教材版本
人教版
讲义类型
基础版（适用于考试得分率低于60%的学员）
教学目的
1.知道电能及其单位和单位的换算。
2.知道电能表的作用、读数方法、表上几个参数的意义。
3.知道电源和用电器工作过程中的能量转化情况
4.知道电功及其计算公式。
重、难点
重点：1.知道电功及其计算公式。
2.知道电源和用电器工作过程中的能量转化情况
难点：从电能的各种来源与各种应用来学习电能
授课时长
建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
水流对涡轮做功将水
电流对电灯做功将电能
能转化为涡轮的机械能。
转化为电灯的内能和光能。
【新知讲解】
※知识点一：电能
探究一：电能
1．各种各样的发电厂和电池把
其它形式
的能转化成电能，火电厂把
化学能转化为电能；水电站是
机械能
能转化为电能；干电池把化学能转化为电能；太阳能电池把
光能
转化为电能；核电站是把
核
能转化为电能。
2．根据下列事例，分析电能可以转化成什么形式的能？?
（1）城市夜景，电能转化为光
能。（2）电取暖器，电能转化为内能。（3）电梯：电能转化为
机械
能。
（4）蓄电池充电：电能转化为化学
能。?
3．电能的利用：就是通过用电器把电能转化为其它形式的能。电饭煲将电能转化成了
内
能。电风扇、洗衣机将电能转化成了
机械能
能；电脑和电视将电能主要转化成了光
能和
内
能；家用电吹风将电能转化成了
机械能和
内能；给手机电池充电时，电能转化为化学
能。
4、在国际单体制中，电能的单位是
焦耳
，简称
焦
，符号是
J
；常用的电能单位还有千瓦时，符号
kW·h
，俗称度。1kW·h＝
3.6×106
J。
探究二：电能的计量
1．观察家中的电能表，如图甲、乙所示是两种电能表，了解电能表面板上或说明书上的技术参数，说出下列参数的含义。
甲
乙
（1）220V:
表示该电能表在220
V的电路中使用；
（2）5A:
是说这个电能表的标定电流为5A；
（3）(10A):
通过电能表的电流在短时间应用时允许大些，但不能超过10A；
（4）50Hz:
是说这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；
（5）720r/KW.h:
指电能表的铝盘转过720转时，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h
；
（6）3200imp/(Kw·h):
指电能表上的指示灯闪烁3200次，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h.
2．电能表在家庭电路中的作用：测量用电器在一段时间内所消耗
电能的仪表。
3．某同学家今年一月新安装了电能表，安装时电能表的示数为0，如图所示。九月初的读数为
478.2
，九月末读数
561.6
，从安装本电能表到九月初她家共用了
478.2
度
的电能，九月份她家共用
83.4
度
电能。
4．一位同学家上周末电能表的示数是
，本周末示数为
，该家庭本周用电
15
kW·h。若电能表铭牌上标有“3000
r/kW·h”，
其物理意义是
电能表的转盘转3000圈，用电器消耗1度电能
,则这周内电能表的转盘转
45000
圈。
5．我市居民生活用电试行阶梯电价听证方案：每月耗电第一档电量为150度及以内，维持现行价格不变，即每度电0.6元；第二档电量为151至280度，每度电0.65元；第三档电量为281度以上，每度电0.9元，小袁家上月初和上月底电能表的示数如图所示，则她家上月用电为
215
kW?h；如据此听证方案计算，她家上个月电费要比原来多付
3.25
元。
【精讲点拨】
电能是应用最广泛的一种形式的能量，也体现了自然界中各种现象之间的相互联系。
◎例题
【例1】下列关于能量的说法中，正确的是（ ）
A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B．电水壶工作时是将内能转化为电能
C．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移
D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
【答案】C
【解析】A．洗衣机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程，故A错误；
B．电水壶工作时消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故B错误；
C．用热水泡脚，内能从热水传递到脚，身体的内能会增加，会感觉暖和，说明内能可以转移，故C正确；
D．根据能量守恒知，能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，故D错误。
【例2】图丙是小明家的电能表月初与月末的示数，则他家本月用电
度。
【答案】137。
【解析】小明家月末电能表示数：918.5度；月初电能表示数：781.5度；小明家本月用电为：
W=918.5度-781.5度=137度。
?练习
1、李芳家的电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW?h）”的字样，其含义是电路每消耗lkW?h的电能，电能表上指示灯闪烁3000次。她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让一个用电器工作3min，发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为
kW?h。
【答案】0.02。
【解析】3000imp/kW?h的含义是：电路中每消耗1kW?h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次；据此求指示灯闪烁60次消耗的电能：指示灯闪烁60次消耗的电能：。
2、如图所示，电能表的示数为________kW·h，在某段时间内，转盘转过1800圈，则此段时间内用了_______度电。
【答案】（1）201.9
；
（2）0.5
【解析】本题属于电能表的读数题。由图知，此时电能表的示数为201.9kW·h；由于转盘转过3600圈时，消耗的电能为1kW·h，也即1度，所以转盘转过1800圈时，刚好是3600圈的一半，则消耗的电能刚好是1度的一半，即0.5度。
§知识小结
※知识点二：电功
1．电流流过用电器，把电能转化为
其他形式
能的过程，也就是电流
做功
的过程，电流做了多少功就有多少电能转化为
其他形式
的能。也就是消耗了多少电能；获得了多少
其它形式
能。
2．电流对电动车做了3.6×106J的功代表有
3.6×106J的
电能转化成电动车的动能和内能
4．电功的单位与
电能
的单位相同。国际单位制中，电功的单位是
焦耳
。
5．实验：探究影响电流做功的因素
你的猜想：电流做功可能与
电压、电流、通电时间
有关
你采用的科学研究方法是：
控制变量法
(1).探究电流做功与电压的关系：
你是怎样控制电流和通电时间的，说出你的办法.
两个灯泡串联在电路中同时工作相等的时间。
你是怎么判断电流做功多少的：
观察灯泡的亮度，灯泡越亮，说明转化成的内能和光能多，消耗的电能多，电流做功就多
。
请将你设计的电路用笔画线将电路连接好，并在右面方框内画出电路图
结论：在通电时间相等的情况下，若
电流相等，电压较大的电灯电流做的功较
多
。
(2).探究电流做功与电流的关系：
你是怎样控制电压和通电时间的，说出你的办法.
两个灯泡并联，同时工作相等的时间。
你是怎么判断电流做功多少的：
同时工作，哪个灯泡更亮，说明转化成的光能多，消耗的电能多，电流做的功多
。
请将你设计的电路用笔画线将电路连接好，并在右面方框内画出电路图
结论：在通电时间相等的情况下，若
电压
相等，通过电流较大的电灯电流做的功
多
。
根据你的生活经验，用电器工作的时间越长，消耗的电能就
多，电流做的功就
多。
通过以上的研究，你的结论是：
电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。
6．精确实验数据表明：电流所做的功跟
电路两端的电压
、
电路中的电流
和通电
时间
成正比。电功等于电压、电流和通电时间的乘积。即：电功的公式：W=UIt。
【精讲点拨】
电功是电能转化为其他形式能的过程，电能和其它形式的能量的转化遵守能量守恒定律；
电功是电能的和其他形式的能量转化多少的量度。
◎例题
【例1】华为某款手机锂电池上面标明电压为3.7V,容量为3000mAh,则它充满电后存储的电能为______J；该手机的待机电流为15mA,则该手机最长待机时间为______h
【答案】
(1).
39960
；
(2).
200。
【解析】充电电流所做的功即储存的电能为：=3.7V×3000×10-3A×3600s=39960J。该手机最长待机时间为：。
?练习
1、如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。
（1）求电源电压；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的示数；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。
【答案】(1)
12V；(2)
1.2A；(3)
1920J。
【解析】解：（1）当闭合开关S1、S，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过的电流，
由I＝可得，电源电压：U＝I1R1＝0.4A×30Ω＝12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过的电流，
则电流表的示数：I2＝＝＝1.2A；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，R1与R2并联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过R1、R2的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
干路电流：I＝I1+I2＝0.4A+1.2A＝1.6A，通电100s整个电路消耗的电能：W＝UIt＝12V×1.6A×100s＝1920J。
答：（1）电源电压为12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电流表的示数为1.2A；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，整个电路消耗的电能为1920J。
§知识小结
【课堂检测】
1.（2019
四川省广安市）．下列关于能量的说法中，正确的是（ ）
A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B．电水壶工作时是将内能转化为电能
C．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移
D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
2.(2019
成都市）我们的生产与生活总离不开能量及其转化。下列说法正确的是（
）
A.提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心
B.全自动洗衣机工作时.电能全部转化为机械能
C.吊装码头上，只要货物受到的合力为0,它的能量就不变
D.用燃气灶烧水，只要调大火力,燃气灶的加热效率就提高
3.（2019
四川省凉山州）家用电风扇的电动机线圈电阻为2Ω，正常工作时，通过的电流为2A，通电10分钟，电风扇消耗的电能为
J，线圈产生的热量为
J。
4.(2019
临沂市)我市“华唐名师和你聊物理”公益直播活动开播两年多以来，与广大师生共同探讨了诸多物理知识。
（1）在2019年1月18日的直播中，主播老师用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球后，金属箔片张开一定角度，接着用另一个物体接触金属球，箔片张角变大，由此判断该物体带____电荷。
（2）在2019年4月26日的直播中，主播老师出示了一块电能表，其盘面上的数字如图所示，该电能表的示数为______
k
w?h。
5.(2019
甘肃省天水市)小英家6月底电能表的示数如图甲所示，7月底表盘示数如图乙所示，由图可知她家7月份用电器消耗的电能为______
kW?h；她家现在已经接入用电器的总功率为3600W，则最多还可以连接______
W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了160次，则饮水机的额定功率是______
W。
6.（2019辽宁营口市）由于导体存在电阻，电流通过导线时会因电流的_____效应而造成大量的电能损耗。今年我国青年科学家曹原的突破性研究将有望实现常温超导，用超导电缆输电可大大降低能量损耗。已知某段输电线路电流为
200
A，
电阻为
0.5
Ω，若用超导电缆代替该线路输电
1
h，可节约电能____kW?h，这些电能可使一盏“220
V
20
W”
的灯正常工作_______h。
7.（2019无锡市）小明让家中某用电器单独工作0.5h。观察到家中电能表的示数由变为则该用电器消耗的电能为________kW?h，实际功率为________kW。
8.(2019
湖南省邵阳市)李芳家的电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW?h）”的字样，其含义是电路每消耗lkW?h的电能，电能表上指示灯闪烁3000次。她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让一个用电器工作3min，发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为
kW?h。
9.（2019辽宁省铁岭市）如图所示是小李家的电能表，她家所使用的用电器总功率不能超过
W．将一台额定功率为880W的电暖气单独接入电路中，正常工作30min，通过电暖气的电流是
A，电能表的转盘转了
转。
10.（2019
广东省）如图所示，电源的电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2的阻值为60Ω，只闭合开关S0时，电流表的示数为0.2A，再闭合开关S1时，电流表的示数为0.6A。求：
（1）电源的电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）开关S0、S1均闭合后，通电10s电路消耗的总电能。
【答案】
1.C
【解析】A．洗衣机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程，故A错误；
B．电水壶工作时消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故B错误；
C．用热水泡脚，内能从热水传递到脚，身体的内能会增加，会感觉暖和，说明内能可以转移，故C正确；
D．根据能量守恒知，能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，故D错误。
2.C
【解析】A选项，提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心正确。
B选项全自动洗衣机工作时.电能转化内能和机械能，故B错。
C选项，货物所受合外力为0的，可能处于匀速直线上升或静止状态，当匀速上升时，能量增加。故C错。
D选项，加大火力，机械效率不会增加，还可能降低，故C错。应选A。
3.2.64×105
；
4.8×103
【解析】（1）家用电风扇正常工作时的电压U＝220V，电流I＝2A，通电时间t＝10min＝600s，
则电风扇消耗的电能：W＝UIt＝220V×2A×600s＝2.64×105J。
（2）通过线圈电流I＝2A，线圈电阻R＝2Ω，通电时间t＝10min＝600s，
线圈产生的电热：Q＝I2Rt＝（2A）2×2Ω×600s＝4.8×103J。
4.
(1).
正
;
(2).
2019.4
。
【解析】(1)丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，接触验电器的金属箔，由于同种电荷相互排斥所以张开一定角度，用另一物体接触后张角变大，说明金属箔上电荷量变大，则另一物体带正电；(2)电能表最后一位为小数，示数为2019.4kw·h。
5.
(1).
140
；
(2).
3000
；
(3).
1000
。
【解析】第一空．由图知，小英家7月份用电器消耗的电能为：
W＝6768.2kW?h﹣6628.2kW?h＝140kW?h；
第二空．由电能表的参数可知，工作电压为U＝220V，允许工作的最大电流为I＝30A，电能表允许用电器工作的最大总功率：P大＝UI＝220V×30A＝6600W
已知她家现在已经接入用电器的总功率为3600W，则最多还可以同时连接用电器的功率为：
6600W﹣3600W＝3000W；
第三空．3200imp/kW?h表示每消耗1kW?h的电能，电能表的指示灯闪烁3200次，则电能表指示灯闪烁160次时，饮水机消耗的电能：
饮水机的实际功率：
因为饮水机正常工作，所以饮水机的实际功率等于额定功率，则饮水机的额定功率是1000W。
6.
(1).
热
；
(2).
20
；
(3).
1000。
【解析】第一空．由于导体存在电阻，电流通过导体会产生热量，电流通过导线时会因电流的热效应而造成大量的能量损耗；
第二空．节约的电能为：
W=I2Rt=(200A)2J=20
kW?h。
第三空．可使一盏“220
V
20
W”
的灯正常工作的时间：t===3.6=1000h。
7.
(1).
1
；
(2).
2
。
【解析】由图可知，用电器消耗的电能：W=28.5kW?h-27.5kW?h=1kW?h，该用电器的实际功率：P==2kW。
8.0.02。
【解析】3000imp/kW?h的含义是：电路中每消耗1kW?h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次；据此求指示灯闪烁60次消耗的电能：指示灯闪烁60次消耗的电能：。
9.（1）4400；（2）4；（3）1320。
【解析】（1）由电能表参数可知，电能表正常工作时的电压为220V，允许通过的最大电流为20A，
他家同时使用用电器的最大总功率：P大＝UI＝220V×20A＝4400W；
（2）由P＝UI得通过电暖气的电流：I＝＝＝4A；
3000r/kW?h表示每消耗1kW?h的电能，电能表转盘的转数3000r，
电暖气独正常工作30min消耗的电能：W＝Pt＝0.88kW×0.5h＝0.44kW?h，
电能表转盘转过的转数：n＝3000r/kW?h×0.44kW?h＝1320r。
10.（1）12V；（2）30Ω；（3）72J。
【解析】解：（1）只闭合开关S0时，电路属于R2的简单电路，电源的电压为：
U=U2=IR2=0.2A×60Ω=12V
。
（2）开关S0、S1均闭合后，电路变成R1与R2并联，
此时由于R2两端的电压不变，则通过R2的电流仍然为0.2A
则通过R1的电流为：
R1的阻值为：
（3）开关S0、S1均闭合后，通电10s电路消耗的总电能为：
答：（1）电源的电为12V；（2）电阻R1的阻值为30Ω；（3）通电10s电路消耗的总电能为72J。
【课堂总结】
【家庭作业】
1.用电器的电功率大，表示该用电器（ ）
A．做功多
B．用电时间短
C．做功快
D．电能转换成其他形式的能多
2．有额定电压、额定电功率均相同的电风扇、电烙铁、日光灯，各自在额定电压下正常工作相同的时间，比较它们产生热量的多少，结果是（ ）
A．电烙铁最多
B．电风扇最多
C．日光灯最多
D．一样多
3．下列四盏灯泡正常发光时，最亮的是
（ ）
A、110V
60W
B、36V
25W
C、220V
40W
D、110V
40W
4.
如图所示，将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中，接通电路后，发现L1要亮一些。则下列判断正确的是（ ）
A．L1的电阻比L2的小
B．L1的额定功率比L2的大
C．L1、L2正常工作时，L1发光要暗一些
D．若将L1、L2并联接入电路，L1发光要亮一些
5．如图所示电路，电源电压保持不变。只闭合开关S，电流表的示数为0．2A，再闭合开关S1，电流表的示数变化了0．3A．那么闭合S、S1后，R1与R2的电功率之比是
A．2：3
B．3：2
C．5：2
D．1：2
6．如图所示的电路，闭合开关S，当滑片P向右移动过程中（
）
A．小灯泡变亮
B．电流表示数变大
C．电压表示数变小
D．电路的总功率变大
7．如图中“+”、“-”分别表示电表的正负接线柱，可以测量R消耗的电功率的电路图是
8.在如图所示电路中，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动时，下列说法正确的是（
）
A．电流表的示数变小
B．电压表的示数变小
C．灯泡消耗的功率变大
D．电路消耗的总功率减小
9．某家庭电路的电度表标有“220V
10A”字样，家中正在使用的电器有一台100W的电冰箱，两个40W的日光灯。此时需要再用一个20W的台灯，可每当台灯的插头插进插座时，空气开关就“跳闸”，发生这种现象的原因可能是
A．用电器的总功率过大
B．日光灯管断路
C．插座或台灯短路
D．电冰箱的功率突然增大
10．把两个分别标有“10V
10W”和“9V
5.4W”的灯泡串联后接到电源上，要使其中一灯能正常发光且两灯都不被损坏（不计温度对电阻的影响），则电源电压应为
A．9V
B．19V
C．15V
D．16V
11、如图所示，电源电压保持不变，当变阻器滑片P滑到A端时，闭合开关S1和S2，灯泡L恰好正常发光，以下说法正确的是(
)
A、滑片P仍在A端，开关S1闭合，S2断开，电路总功率变大
B、滑片P仍在A端，开关S1闭合，S2断开，灯泡L仍正常发光
C、滑片P滑到B端，同时闭合开关S1和S2，灯泡L仍正常发光
D、滑片P滑到B端，开关S1闭合，S2断开，电路总功率变大
在如图所示的电路中，当开关S闭合后，灯L1不亮，L2亮，电压表有示数，则下列说法中正确的（
）
A．
灯L1与L2并联彼此独立工作，其中L1的灯丝断了
B．
灯L1与L2并联，L1不亮是因短路而无电流通过
C．
灯L1与L2串联，L1不亮是因灯丝断了而无电流通过
D．
灯L1与L2串联，L1的实际功率比L2的实际功率小很多
13．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1和S2，灯L正常发光：则断开开关S2时（
）
A．电流表示数交小，灯L仍然正常发光
B．电流表示数变大，灯L变亮
C．电压表示数变大，灯L的实际功率变小
D．电压表示数不变，电路的总功率变大
14．小明家有一个标有“220V
880W”的电炉，当它正常工作时，通过电炉丝的电流为＿＿＿A．在一次单独使用它时，小明家标有“1200r/（kw?h）”的电能表在2min的时间里转盘转过了30转，则此时电炉的电功率是＿＿＿W．
15、如图甲所示，小灯泡额定电压为9V，闭合开关S后，滑动变阻器滑片P从a端滑到b端的过程中，小灯泡的U-I关系图象如图乙所示（滑动变阻器阻值不受温度影响）．小灯泡的额定功率为
W．当滑动变阻器接入电路的阻值R=8Ω时，小灯泡消耗的功率为2.25W，此时小灯泡的阻值为
Ω
16.
4月初小芳家中的电能表的示数为，5月初电能表如图5所示，本月她家共使用了_______度电。她认真观察了几分钟，查出电能表的转盘转过60圈，则这几分钟内她家的用电器消耗的电能是_______J。
17.
江涛家的电能表如图所示．当他家某用电器单独工作时，30
min内耗电0.02度，则该用电器的电功率为
W，电能表的转盘正好转过
圈。
18.
周末，小华在家开着空调看电视．妈妈打开电饭锅做饭时，家里的自动空气开关“跳闸”了，则“跳闸”的原因可能是
．根据小华家自动空气开关上的铭牌（如图所示），他家的电路允许使用的电器总功率最大为
W．
19.
一个电能表标有：220V
、
10A
、50Hz、3000R/KWh等字样，这个电能表最多能容纳________瓦的用电器同时工作.
【答案】
1.C
【解析】电功率是表示电流做功快慢的物理量。电功率的大小跟电流做功的多少和通电时间的多少有关。用电器的电功率大，表示该用电器做功快。故选C。
2．A
【解析】根据能量转化，分析三种用电器产生的热量大小。电烙铁是纯电阻电路，电能全部转化为内能，而电风扇、日光灯消耗的电能没有全部转化为内能。故答案为：A
3．A
【解析】四盏灯泡正常发光时，功率最大的灯泡亮，所以选A。
4.
C
【解析】观察图可见两灯串联，串联电路中电流处处相等，由题意知L1比L2亮，说明L1实际功率比L2实际功率大，即P1＞P2，由P=I2R可得：R1＞R2，A选项判断错误；由题意知两灯额定电压相等，根据和R1＞R2可得：，故两灯正常工作时，L1要比L2暗一些，B选项判断错误；C选项判断正确，选填C；若将L1、L2并联接入电路，两灯两端电压相等，由R1＞R2可得：L1实际功率小于L2实际功率，即L1发光暗些，D选项判断错误。
5．A
【解析】“只闭合开关S，电流表的示数为0．2A，再闭合开关S1，电流表的示数变化了0．3A．”说明通过R1与R2的电流之比是2:3，闭合S、S1后，R1与R2的电压相同，电功率之比与电流之比相同2:3，选A。
6．C
【解析】电阻和灯泡是串联关系，所以不管滑动触头怎么移，电流都不变，所以A、B错；而电压是测电阻右半部分的电压的，所以滑片向右移动地程中右半部分电阻在减小，所以电压也减小，C正确；由于总电压和总电流都不变，所以总功率是不变的，所以D错；应选B。
7．B
【解析】要测量R消耗的电功率就要分别测出通过R的电流和R两端的电压，最后用公式P=UI进行计算。测电流要用到电流表，测电压要用到电压表，故本题主要考查电
流表和电压表的正确使用。要注意电流表要与R串联，电压表与R并联，且要让电流“+”进“-”出。分析电路图可以看出：故B
正确
，A图中电流表与R并
联，电压表与R串联，故错误；C图中电流表和电压表的正负都接反了，故错误；D图中电压表串联在电路中，故错误。
8.D
【解析】如图灯泡与滑动变阻器组成一并联电路，电压表测量电源两端电压，电流表测量通过灯泡所在支路的电流，当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，通过滑动变阻器的电流变小，由于电源电压不变，所以电压表的示数不变，由于并联电路各条支路互不影响，通过灯泡的电流不变，所以电流表的示数也不变，故选项A、B不正确，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流都不变，由P=UI可知灯泡消耗的功率不变，故选项C不正确；通过滑动变阻器的电流变小，通过灯泡的电流不变，
由可知干路中的电流不变，由于电源电压不变，由P=U总I总可知电路消耗的总功率减小，故选项D正确。
9．C
【解析】A选项家庭允许同时工作的用电器的最大总功率为：，家里同时使用的用电器的总功率为100W+40W+20W=160W，不会超过最大的功率，A错；
B选项日光灯断路，只是发生断路的支路不工作，不会影响其它支路，B错；
C选项如果插座或台灯短路，会导致电源短路，空气开关跳闸，C对；
D选项电冰箱两端的电压不变，其功率不会突然变大，D错。
10．C
【解析】两灯泡的额定电流为：I1=P1/U1=10/10=1A，I2=P2/U2=5.4W/9V=0.6A；两灯泡的电阻分别为：R1=U1/I1=10Ω，R2=U2/I2=15Ω；为了不损坏灯泡，所以串联电路的最大电流为I=0.6A；电源的电压为U=I（R1+R2）=0.6A×（10Ω+15Ω）=15V，故选C。
11、B
【解析】P滑到A端时，闭合开关S1和S2，灯泡L和滑动变阻器并联，灯恰好正常发光，说明其额定电压等于电源电压，S2断开，滑动变阻器支路断路，总功率减小，A错；此时灯泡两端电压仍为电源电压，所以仍正常发光，B对；滑片P滑到B端，同时闭合开关S1和S2，灯泡L被短路，不发光，C错；滑片P滑到B端，开关S1闭合，S2断开，灯和滑动变阻器串联，总电阻增大，根据，总功率变小，D错。
12、D
【解析】电路中各元件的连接关系如电路图所示，两只灯泡串联，电压表测量L1两端电压。根据电路图对每个选项作出故障判断，确定符合题意的选项。
A、B、分析知，两只灯泡串联，此两选项均错误；C、两只灯泡串联，如果L1的灯丝断了，电路断路，两只灯泡都不能发光，此选项错误；
D、灯泡的亮度决定于实际功率，当L1的实际功率远远小于L2的实际功率时，L1就不能发光，此选项正确。故选D．
13．A
【解析】由电路图知道，断开S2后，对于与R并联的灯泡L没有影响，所以电压表的示数不变，灯泡仍正常发光，但S2断开后，干路上的电流变小了，电流表示数变小，电路中消耗的总功率减小，所以正确的选项是A。
14．4
750
【解析】当它正常工作时通过电炉丝的电流为I=P/U=880W/220V=4A；在一次单独使用它时，小明家标有“1200r/kw·h”的电能表在2min的时间里铝盘转过了30转，则电炉在2min的时间里消耗的电能为W=(30/1200)
kw·h=9×104J,所以，此时电炉的电功率是P=W/t=9×104J/120s=750W
15、9
4
【解析】由图可知，小灯泡的电压为9V时，通过它的电流为1.0A，所以，小灯泡的额定功率为PL0=U
L0I
L0=
9V×1.0A=9W；当滑动变阻器的滑片在b端时，电压表的示数为电源电压U
=9V；当滑动变阻器接入电路的阻值R=8Ω时，设此时灯泡两端的电压为U
L，则小灯泡消耗的功率PL=
（U
-
U
L）U
L）/R=2.25W，把数据代入解得：UL1=3V，UL2=6V(舍去)，由图可知，此时小灯泡的电流为0.72A，则小灯泡的阻值为R
L
=U
L
/I
L
=3V/0.72A=4Ω。
16.
80
7.2×104
【解析】电能表是消耗电能的仪表，利用月末电能表的示数减去月初电能表的示数，本月消耗的电能是1978.2kwh-1898.2kwh=80kwh。1kwh=3.6×106J，电能表转60圈，消耗的电能是W=60R/3000R/kwh×3.6×106J=7.2×104J.
17.
40
50
【解析】依题意知，用电器的电功率，已知电能表每消耗1kW?h的电能，转盘就转过2500r，则电能表消耗0.02度的电能转过的圈数：。故答案为：
40；50。
18.
功率过大
2200
【解析】电路中的功率过大，可引起电流过大，电路中产生的热量过多，使保险丝熔断，引起“跳闸”现象；根据铭牌数据可以求出总功率
19.
2200W
【解析】若求电能表所能容纳的用电器最大功率，则根据用电器的总电流不能超过电能表允许通过的最大电流，所以电能表最多能容纳的功率P=UI=220V×10A=2200W。第十八章
第1节
电能
电功
辅导科目
物理
年
级
九年级
教材版本
人教版
讲义类型
提升版（适用于考试得分率在60%——80%以内的学员）
教学目的
1.知道电能及其单位和单位的换算。
2.知道电能表的作用、读数方法、表上几个参数的意义。
3.知道电源和用电器工作过程中的能量转化情况
4.知道电功及其计算公式。
重、难点
重点：1.知道电功及其计算公式。
2.知道电源和用电器工作过程中的能量转化情况
难点：从电能的各种来源与各种应用来学习电能
授课时长
建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
师:用电器的作用是什么?
生:把电能转化为我们需要的各种能.
师:你能举出一些例子吗?
生:电热水壶:把电能转化为内能.
生：电风扇:把电能转化为机械能.
生:给电动车充电:把电能转化为化学能.
师：很好。电能的应用非常广泛，我们的生活已离不开电能，各行业的生产，国家的发展也避不开电能的利用。电能转化为其他形式的能,是通过电流做功来实现的.今天我们学习电流做功。
【新知讲解】
※知识点一：电能
一、电能：是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力
电能的应用
各类用电器在生产生活中把电能转化成其他形式的能
电灯——热和光：电灯使用电流做功产生热和光
电风扇——动能：电风扇使用电流做功产生动能
电视机——光能、声能：电视机使用电流做功产生光和声
洗衣机——动能
电炉——热能
空调——冷热变化
电脑——光能、声能
电冰箱——冷热变化：电冰箱使用电流做功使温度变化
电能的来源
从能量转化的角度，电能是由其他形式的能转化而来
电能的单位
（1）焦耳：电能是电流以各种形式做功的能力，能和功在本质是相同的，能是状态量，功是过程量。所以，功和能的国际单位都是“焦耳”。简称焦，符号是J
（2）千瓦时：我们经常说的“度”，就是电能的单位，它的学名叫做千瓦时，符号是kW
·
h。
1度=1千瓦时(kW·h)=3.6×106焦耳（J）
电能的计量
（1）电能表
220V：表示电能表适用的额定电压为220V
2(4)A:
电能表能持续工作时的最大电流为2A，短时间内
允许通过的最大电流为4A
50Hz：表示电能表在50Hz的交流电中使用
3000revs/kW·h（也可写为：3000r/kW·h）：表示每消耗1kW·h（度）的电能，转盘转动3000转
示数：整数
+
一位小数
读数为：145.5
kW·h
（2）电能表的读数及计量方法
42678
1月底:
读数：
43744
2月底：
读数：
2月份用电（消耗电能或电流做功）
◎例题
【例1】如图所示，常见的家用电器，工作时主要将电能转化为机械能的是
A．
电饭锅
B．
电熨斗
C．
电视机
D．
电风扇
【答案】：。
【解析】：在常见的家用电器中：
、电饭锅把电能转化成内能，不符合题意。
、电熨斗把电能转化成内能，不符合题意。
、电视机主要是电能转化为声能和光能，不符合题意。
、电风扇工作时转动，主要是电能转化成机械能，符合题意。
【例2】小明观察单位电能表有“600r/(kW·h)”的字样。他观察电能表的转盘在2min内转动了60转。请你计算这2min内小明单位消耗多少kW·h的电能？合多少J？
?练习
1、电能可以转化为多种形式的能。下列用电器在使用过程中电能转化的主要形式与电饭煲相同的是
A．电风扇
B．教室里的日光灯
C．电烤箱
D．电动车
【答案】：。
【解析】：电饭煲在使用时将电能转化为内能。
、电风扇主要将电能转化为机械能，故不合题意；
、教室里的日光灯主要将电能转化为光能，故不合题意；
、电烤箱在工作时将电能转化为内能，故符合题意；
、电动车主要将电能转化为机械能，故不合题意。
2、4月初小芳家中的电能表的示数为1923.5，5月初电能表如图所示，本月她家共使用了
度电.她认真观察了几分钟，查出电能表的转盘转过60圈，则这几分钟内她家的用电器消耗的电能是
J.
3、王亮同学家的电能表上标有“3200
imp/kW·h”的字样,他发现2
min内电能表内的灯闪烁了128次,那么用电器平均1
min消耗的电能是(
)
A.7.2
kW·h
B.0.72
kW·h
C.0.2
kW·h
D.0.02
kW·h
§知识小结
※知识点二：电功
（1）定义及单位：电能转化为其他形式能量的过程也可以说电流做功的过程，有多少电能转化为其他形式的能量，就说电流做了多少功。电功的符号是W。电功的单位是“焦耳”，简称“焦”，符号是“J”
（2）电功计算公式：W=UIt。说明电流做功的多少与电流的大小、电压的高低、通电时间的长短有关
①在电流和时间相等的条件下，电功跟电压成正比。
电源电压不变，电路中串联不同的用电器，电阻大的两端电压高，所以电阻大的做功多。
②在电压和时间相等的条件下，电功跟电流成正比。
电源电压不变，电路中并联不同的用电器，电阻小的通过的电流大，所以电阻小的做功多。
③在电压和电流相等的条件下，电功跟时间成正比
◎例题
【例1】小明家中一周前、后电能表示数如图所示，小明家所在地区每度电的电费是0.5元，则本周小明家应付电费 20 元。1度电可使一盏“”的灯正常工作 。
【答案】：20；50。
【解析】：
（1）小明家这周共消耗的电能：
，
他家本周需要付的电费：
元元；
（2）1度，由可得，供灯正常工作时间：
；
?练习
1、如图所示是小芳家的电能表，她家同时使用两个的空调，这个电能表 不会 （填“会”或“不会”
烧坏；若关闭其中一个空调，另一个空调单独正常工作，消耗的电能为 ，这段时间电能表转盘转了36转，则每消耗的电能，电能表转盘转 转。
【答案】：不会；0.06；600。
【解析】：（1）由电能表参数可知，电能表正常工作时的电压为，允许通过的最大电流为，他家同时使用用电器的最大总功率：；
同时使用两个的空调，总功率为，故电能表不会被烧坏；
（2）由可得，空调单独正常工作消耗的电能：，
每消耗的电能，电能表转盘的转数：。
§知识小结
【课堂检测】
1.（
2019
衡阳市）.小明家上次査看电能表示数，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（
）
A.
他家在这段时间内消耗的电能为903kw·h
B.
电能表是测量电功率仪表
C.
若只让一个标有“220V
1000w”的电热水器正常工作10min，则电能表的圆盘转了600转
D.
这个电能表的额定功率为2200W
2.（2019乐山市）LED灯具有节能、环保的特点。一个“220V
5W”的LED灯与一个“220V
60W”的白炽灯亮度相当。若一个“220V
60W”的白炽灯每天正常工作4小时，30天消耗的电能是________kW·h，这些电能可供“220V
5W”的LED灯正常工作________小时。
3.（2019淄博市）灯泡L的电流随电压变化的图像如图甲所示，将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为0.5W，则电源电压是________V；再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.1A，则R的阻值是________Ω；通电lmin，定值电阻R消耗的电能是________J。
4.（2019
镇江市）小明发现家中图示电能表的转盘在40min内转动了3600圈，则他家中用电器实际消耗的电能为_________kW?h，实际功率为_______kW；若该电能表能正常工作的最大电流为10A，则小明家中还能接入额定功率为_______W的用电器。
5.（2019
浙江省衢州市）空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能，其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时，通常向水箱中加水，使吹出的风比无水时凉爽。下表是某品牌空调扇部分参数。
项目参数项目参数额定电压220伏额定功率50瓦空机质量7.5千克单个轮子接触地面面积2厘米2水箱容量0.5升轮子数量4个蒸发量1升/时电源线长度1.2米
（1）向水箱的水里再加入一些碎冰，可降低水温，使吹出的风比只有水时更凉爽。加冰可降低水温的原因有____。
（2）人在运动大量出汗后，对着空调扇吹，很容易感冒。此时，在脑干调节下，皮肤血管收缩，血流量减少，皮肤温度下降，散热量____，从而维持人体体温恒定。
（3）小科阅读参数表发现，该空调扇比较省电。计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能。
（4）计算水箱加满水时该空调扇对水平地面的压强。
（5）该空调扇底座安装了万向轮，方便移动。但在其他设计上仍存在缺陷，为更方便用户使用，请结合表中参数提出条改进建议：____。
6.（2019
浙江省金华市）如图是一款用锂电池供电的平衡台灯，悬挂在中间的木质小球是它的“开关”使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光。以下为平衡台灯参数：
额定电压：5伏
额定功率：5瓦
光源类型：LED
锂电池输出电压：5伏
锂电池容量：4800毫安时
（注：以4800毫安的电流放电能工作1小时）
（1）若A球内置的磁体下端为N极，则B球内置磁体上端为______极；
（2）求平衡台灯正常发光时电路中的电流；
（3）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，充电效率为80%，则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间？
7.（2019
苏州市）如图所示电路中，电源电压为6V,电阻R1、R2的阻值分别为12Ω和6Ω闭合开关S则：
(1)电流表的示数是多少？
(2)求电阻R2在1min内消托的电能；
(3)断开s，将电阻R2拆下，再将最大阻值为30Ω的滑动变阻器R3接入剩余电路中，重新闭合S，移动滑片，记录电流表示数如下表所示
①表中有1个数据记录错误，该数据是
；
②请根据表中数据判断R1与R3的连接方式并简述理由：
。
8.(2019
天津市)某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时，把1kg水从20℃加热到100℃用时7min。已知c水/（kg·℃），求：
型号XX额定电压220V额定功率1000W频率50Hz
（1）水吸收的热量；
（2）电热水壶的热效率。
9.（2019
吉林省）某种荧光台灯铭牌上标有“额定功率11W，额定电流0.05A”的字样。当台灯正常发光时，求：
（1）台灯两端的电压；
（2）10s内台灯消耗的电能
10.（2019
浙江省宁波市）近年来越来越多的人喜欢骑单车健身。某公司设计了一款轻便易用的USB发电机，主体部分为一个黑色盒子，内置电池及发电装置，只需将它固定在单车后轮并穿过车链，当踩动车链时，即可产生电能。该产品同时还附设一条USB线，将之固定在车把上，即可为手机等装置充电。请回答下列问题：
（1）从能量转化角度分析，USB发电机将
能转化为电能。
（2）小科骑该款单车20min行驶了5km，求他的骑行速度。
（3）设USB发电机内部电池和手机的初始电量都为0，输出电流与骑车速度之间的关系如下表。若小科以18km/h的速度边骑单车边给手机充电，要将电池容量为1800mA?h的手机充电量达50%，至少需要骑车多少时间？
骑车速度/km?h﹣11014182226输出电流/mA220280360450580
【答案】
1.C
【解析】A.因为电能表两次示数差就是消耗的电能，且注意电能表最后一位是小数，所以，由图知道，他家在这段时间内消耗的电能是：W=8633.5kW?h-8543.2kW?h=90.3kW?h，故A错误；
B.电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的，故B错误；
C.电能表上标有的3600r/（kW?h）表示电路中每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转过3600r，所以，当只让一个标有“220V
1000W”的电热水器正常工作10min，其消耗的电能是：
，电能表的圆盘转过的圈数是：，故C正确；
D.由该电能表的铭牌知道，其允许接入用电器的最大功率是：P=UI=220V×10A=2200W；但电能表属于测量仪表，不消耗电能，所以，没有额定功率，故D错误。
2.
(1).
7.2
；
(2).
1.44×103
【解析】若一个“220V
60W”的白炽灯每天正常工作4小时，由
知道，
30天消耗的电能是：W=Pt=60×10-3
kW×4h×30=7.2kW?h；这些电能可供“220V
5W”的LED灯正常工作的时间是：
。
3.
(1).
2
；
(2).
20
；
(3).
12
【解析】（1）由小灯泡的I-U图象可知，当灯泡的实际功率为0.5W时，UL=2V，IL=0.25A，
由图甲所示电路图可知，只闭合开关S时，只有灯泡接入电路，灯泡两端电压等于电源电压，则电源电压：U=UL=2V；
（2）由图甲所示电路图可知，闭合开关S后再闭合开关S1，灯泡与电阻R并联，电流表测干路电流，电流表示数变大，
由题知，电流表示数变化了0.1A，则通过电阻R的电流：IR=△I=0.1A，
由可得，电阻R的阻值：
（3）
通电1min，定值电阻R消耗的电能：WR=UIRt=2V×0.1A×1×60s=12J。
4.
(1).
1.2
；
(2).
1.8
；
(3).
400。
【解析】第一空．实际消耗的电能为：；
第二空．实际功率为：
；
第三空．电路中接入的最大功率为：
还能接入用电器的额定功率为:2200W-1800W=400W。
5.（1）水箱中的冰熔化吸收水的热量，使水的温度降低；冰熔化后，冰水混合物的温度低于原来水的温度，两者之间存在温度差，发生热传递，使水的温度进一步下降使吹出的风比只有水时更凉爽；
（2）减少；
（3）
0.5kW?h；
(4)1×105Pa；
(5)
加大水箱的容积，避免频繁加水；加长电源线，方便距离远些使用。
【解析】（1）冰熔化吸热，使水的温度降低；冰熔化后，冰水混合物的温度低于水的温度，两者之间存在温度差，发生热传递，使水的温度进一步下降；
（2）蒸发吸热，冷刺激使皮肤血管收缩血流量减少，皮肤温度下降，散热量减少，从而维持人体体温恒定；
（3）有P＝可得，该空调扇正常工作10小时消耗的电能：W＝Pt＝50×10﹣3kW×10h＝0.5kW?h；
（4））水箱中水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.5×10﹣3m3＝0.5kg，
水箱对水平面的压力等于重力，即F＝G总＝m总g＝（0.5kg+7.5kg）×10N/kg＝80N，
水箱对水平面的压强为：p＝＝1×105Pa；
（5）根据表中数据知水箱的容积较小，需要经常加水；有表格数据知电源线的长度只有1.2米，不能远距离使用；针对以上提出改进措施。
6.（1）S；（2）1A；（3）3h。
【解析】（1）开关”使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光，若A球内置的磁体下端为N极，根据异名磁极相互吸引，则B球内置磁体上端为S极；
（2）额定功率为：P=5W，额定电压为：U=5V，
平衡台灯正常发光时电路中的电流：I===1A；
（3）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，输出电能为：
W=UIt=UQ=5V×4.8A×3600s=86400J；
η=，故W输入===108000J；
用完电的台灯充满电至少需要时间：t===10800s=3h。
7.（1）0.5A；（2）360J；（3）①0.12A;②表中第2、3组数据电流值均小于0.5A，有欧姆定律可知，电路总电阻变大，故两电阻应为串联。
【解析】本题考查并联电路的特点、焦耳定律、电路的连接方式。
（1）由图可知，两电阻是并联，电流表测量的支路R1的电流。根据欧姆定律I=U/R得：I=U/R1=6v/12Ω=0.5A；
（2）电阻R2并联在电源两端，U=6v；电阻已知R2=6Ω，根据W=U?t/R2=(6v)?×60s/6Ω=360J；
（3）当滑动变阻器和R1串联时，滑动变阻器30Ω全部接入电路时，总电阻应该是最大为42Ω此时根据欧姆定律可以算出电路中的最小电流I=6v/42Ω≈0.14A，故0.12A明显错误；
②表中第2、3组数据电流值均小于0.5A，有欧姆定律可知，电路总电阻变大，故两电阻应为串联。
8.（1）;（2）80%.
【解析】（1）根据Q=mc(t-t0)=1kg×4.2×103J/(kg·℃)×(100℃-20℃)=；
（2）W总=P0t=1000W×7min×60s/min=4.2×105J，W有=Q=，故效率η===80%。
答：（1）水吸收的热量为：；
（2）电热水壶的热效率为：80%。
9.（1）台灯两端的电压：
（2）10s内台灯消耗的电能：W=Pt=11W×10s=110J。
【解析】（1）已知额度功率和额定电流根据公式计算台灯两端的电压；
（2）已知台灯的功率和时间根据公式W=Pt计算消耗的电能。
10.(1)
机械；（2）15km/h；（3）2.5h。
【解析】
解：（1）由题意可知，“当踩动车链时，即可产生电能”这一过程中发电机可将机械能转化为电能；
（2）他的骑行速度：v＝＝＝15km/h；
（3）当车速为18km/h时，查表可知，此时输出的电流为360mA，
则要将电池容量为1800mA?h的手机充电量达50%，至少需要的骑车时间为：
t＝＝＝2.5h。
答：（1）机械能；
（2）小科骑该款单车的平均速度是15km/h。
（3）要使手机充电量达50%，至少需要骑车2.5h。
【课堂总结】
【家庭作业】
一．选择题（共12小题）
1．（2019春?马山县校级月考）某同学家的电能表，计数器上先后两次的示数和，则这段时间内该同学家消耗的电功是（ ）度。
A．13
B．3
C．30
D．33
2．（2019?凤凰县一模）电能可以转化为多种形式的能。下列用电器在使用过程中电能转化的主要形式与电饭煲相同的是（ ）
A．电风扇
B．教室里的日光灯
C．电烤箱
D．电动车
3．（2019?天桥区二模）小亮家买了两台空调，为保证用电安全，安装时对家中的供电线一同进行了改造，并更换了块新的电能表，电能表可以直接测量（ ）
A．电功
B．电功率
C．电压
D．电流
4．（2019?浦东新区二模）以下不属于电能的优点是（ ）
A．便于转化
B．便于输送
C．便于分配
D．便于开采
5．（2018秋?天河区期末）小美利用家中的电能表如图所示，测家用电热水壶的功率，他关闭了家中其它用电器，只有电热水壶工作，记录所测数据，进行计算，下列说法正确的是（ ）
A．观察并记录电能表转盘转动10圈，记录电热器工作的时间t
B．只使电热器工作10s，观察并记录电能表转盘转动的圈数N
C．接在这个电能表上的用电器总功率最大为2200W
D．记录电能表示数从2385.6跳到2385.7时所用的时间t，误差最小
6．（2019?衡阳）小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．他家在这段时间内消耗的电能为903kW?h
B．电能表是测量电功率的仪表
C．若只让一个标有“220V
1000W”的电热水器正常工作10min，则电能表的圆盘转了600转
D．这个电能表的额定功率为2200W
7．（2019?门头沟区二模）如图的家用电器中，利用电能主要转化为机械能的用电器是（ ）
A．电饭煲
B．电烙铁
C．电热水壶
D．电风扇
8．（2019?通辽）某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能，其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关S1、S2时，加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较，下列说法正确的是（ ）
A．照明灯亮度不变
B．照明灯亮度变暗
C．相同时间内长导线上消耗的电能不变
D．相同时间内整个供电线路消耗的电能减少
9．（2019?宁德一模）电饭锅具有高温档和低温档两个加热功能，其简化电路如图甲所示，R1＝20R2，高温档的功率为2100W，单独接在家庭电路中工作一段时间后，电能表示数如乙图所示，则（ ）
A．开关S1闭合，S2断开时，处于高温档
B．高温档的功率是低温档功率的20倍
C．电饭锅在这段时间内消耗电能是12.5
J
D．高温档工作20
min，电能表脉冲指示灯闪烁2240imp
10．（2019?昆明模拟）如图所示的实验装置中，将电能转化为内能的装置是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．（2019?万州区校级模拟）炎热的夏季是一年中的用电高峰时期，小南同学观察了家里的电灯、空调等家用电器的工作情况后，怀疑家里电路的供电电压不足，他断开家庭其他用电器，只用额定功率为1000W的电热水壶烧水，观察到电热水壶工作2min时家中电能表（如图）表盘转动40.5圈，小南同学顺利的计算出此时家庭电路的电压为（ ）
A．185V
B．198V
C．200V
D．220V
12．（2018秋?朝阳区期末）如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1、L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是2：3，则相同时间内两灯消耗的电能之比是（ ）
A．1：2
B．2：1
C．2：3
D．3：2
二．填空题（共5小题）
13．（2019?武定县一模）如图所示，是小强家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数，由图可知，他家在该月消耗的电能为
kW?h，若当地电费单价为0.5元/kW?h，则小明家本月应交电费
元。
14．（2019?恩施州）华为手机的超级快充充电器最大充电电流可达5A．现有华为某一型号的电池，容量为4200mAh（其中“mA”为电流的单位“毫安”，“h”为时间的单位“小时”），假设充电器始终以最大充电电流充电，且把电池充满，只需要
min．如果将此电池电量全部用完，然后停下家里其它用电器，只给手机充电，充满后发现标有“3000revs/（kW?h）”字样的电能表转了63转，则充电消耗的电能为
kW?h。
15．（2019?澧县三模）电焊利用电流的热效应将焊条
（填一种物态变化），依靠分子间的引力使金属部件连接在一起。某电焊机输出功率2.5kW，连续工作30min输出的电能为
kW?h。
16．（2019秋?莱芜区期中）小明家电能表上个月底表盘数字是，这个月底表盘数字如图所示，可知他家本月用电
度，该家庭电路中允许接的最大电功率为
W。
17．（2019?盘锦模拟）一台电动机线圈电阻是3Ω，接在12V的电源上，通过电动机的电流是0.5A，在2min内转化成的机械能是
J。
三．实验探究题（共3小题）
18．（2019?江西模拟）实验是学生学好物理的重要手段，也是中学生必备的基本技能之一。请结合使用过的物理仪器解答以下问题：
（1）如图甲所示，是灵敏电流计内部结构示意图，它的工作原理是利用通电导体在
中会受到力的作用，使指针发生偏转。此时如果改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向
（选填“会”或“不会”）发生改变。
（2）将天平放在水平台上，并将归零后，小聪发现指针如图乙所示，此时他应该
，使天平横梁水平平衡；在用调节好的托盘天平称量空烧杯的质量时，往右盘中加入最小的砝码后，发现指针在分度盘上的位置如图乙所示，接下来的操作应该是
。
（3）小聪家一周前、后电能表的示数如图丙所示，他家这周消耗了
kW?h的电能。
（4）如图丁所示，该电阻箱的示数为
Ω。
19．（2019?西山区二模）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L1和L2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流做功的多少与
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
。
20．（2019?如皋市校级二模）为了防止鱼虾缺氧而浮头，常在池塘中央放置增氧机。喷水式增氧机由电动泵和浮体组成一个整体漂浮在水面上。如图甲所示为某种喷水式增氧机及工作时的情景，有关参数见乙表。
（1）增氧机工作时所受的浮力
（选填“大于”、“小于”或“等于”）其重力。
（2）若只将增氧机单独接入家庭电路正常开机2h，则从环形喷口出水
t，会使3000imp/（kW?h）的电能表指示灯闪烁
次。
（3）已知增氧机喷水流量与其工作功率成正比，增氧机工作的U﹣I图象如图丙，若将两个此型号的增氧机串联在家庭电路中使用，则喷出50m3的总水量需要
h。
四．计算题（共2小题）
21．（2019?定海区一模）近年来越来越多的人喜欢骑单车健身。某公司设计了一款轻便易用的USB发电机，主体部分为一个黑色盒子，内置电池及发电装置，只需将它固定在单车后轮并穿过车链，当踩动车链时，即可产生电能。该产品同时还附设一条USB线，将之固定在车把上，即可为手机等装置充电。请回答下列问题：
骑车速度/km?h﹣11014182226输出电流/mA220280360450580
（1）该USB发电机内部电池和手机的初始电量都为0，输出电流与骑车速度之间的关系如上表。若某同学以22km/h的速度边骑单车边给手机充电，需将电池容量为1800mA?h的手机充电量达50%，至少需要骑车多少时间？
（2）如果该款单车及其它设备总质量为10kg，该同学（体重为60kg）在某一段水平路面上骑行时以3m/s的速度匀速行驶5分钟，此时受到的阻力为总重力的0.2倍，该过程中该同学由于骑车需要消耗的化学能至少是多少J？（假设人体消耗化学能转化为机械能的效率为80%）
22．（2019?慈溪市一模）小明家所用电饭煲有“a”、“b”两档开关，其原理图如图所示，R0是电饭锅的发热板，电饭煲工作时开关能自动由“a”档跳到“b”档。当开关接“a”档时，电路消耗的功率是1100W，当开关接“b”档时，电饭锅保温时发热板消耗的功率是1.76W，小明的妈妈每天8：00离开家时连接好电饭煲开关开始煮饭，11：30回到家时断开开关，实际烧煮时间为0.5h，其余时间为保温。求：
（1）电阻R0和R的阻值是多大？
（2）小明家每天煮饭消耗的总电能是多少？
【答案】
一．选择题（共12小题）
1．A。
【解析】电能表先后两次读数分别为1590.4kW?h和1603.4kW?h，这段时间内该同学家消耗的电功是：
W＝1603.4kW?h﹣1590.4kW?h＝13kW?h．故A正确。
2．C。
【解析】电饭煲在使用时将电能转化为内能。
A、电风扇主要将电能转化为机械能，故A不合题意；
B、教室里的日光灯主要将电能转化为光能，故B不合题意；
C、电烤箱在工作时将电能转化为内能，故C符合题意；
D、电动车主要将电能转化为机械能，故D不合题意。
3．A。
【解析】电能表可以直接测量电功大小。只有A正确。
4．D。
【解析】电的优点主要是：生产、使用方便；便于输送，同时可通过线路方便地进行分配，并可通过各类用电器进行能量的转化，故ABC不符合题意，D符合题意。
5．A。
【解析】A、观察并记录电能表转盘转动10圈，利用“3000r/kW?h”求出消耗的电能，记录电热器工作的时间t，利用P＝求电热器的电功率，该方案可行，故A正确；
B、只使电热器工作10s，观察并记录电能表转盘转动的圈数N，理论上可以计算电热水器的电功率，但由于时间太少、转盘转动的圈数太少，会使测得消耗的电能误差较大，测得的电功率误差较大，故B错；
C、10（20）A，其中20A是指电能表平时工作允许通过的最大电流，220V是指电能表的工作电压，接在这个电能表上的用电器总功率最大值P＝UI＝220V×20A＝4400W，故C错；
D、记录电能表示数从2385.6跳到2385.7时所用的时间t，则消耗的电能为0.1kW?h，知道工作时间，可以计算电热器的电功率，但与A方案相比，不能判断误差的大小，故D错。
6．C。
【解析】A、他家在这段时间内消耗的电能W＝8633.5kW?h﹣8543.2kW?h＝90.3kW?h，故A错误；
B、电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的，故B错误；
C、3600r/（kW?h）表示电路中每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转过3600r，
只让一个标有“220V
1000W”的电热水器正常工作10min，其消耗的电能为W＝Pt＝lkW×h＝kW?h；
则电能表的圆盘转过的圈数：N＝kW?h×3600r/（kW?h）＝600r，故C正确。
D、根据该电能表的铭牌可知，其允许接入用电器的最大功率P＝UI＝220V×10A＝2200W；但电能表属于测量仪表，不消耗电能，没有额定功率，故D错误。
7．D。
【解析】在常见的家用电器中，电风扇主要把电能转化为机械能；而电热水壶、电饭煲、电烙铁主要把电能转化为内能。
8、D。
【解析】设长导线的电阻为R0，由图知，
AB、闭合开关S1、S2时，灯泡与加热器并联后再与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL，
断开开关S2时，灯泡与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL′；
由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，
所以，断开开关S2时，灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，
导线的电阻不变，因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，根据串联电路的分压规律可知，灯泡两端的电压变大，即UL′＞UL，
灯泡的电阻可认为不变，由P＝知，PL′＞PL，即断开开关S2时，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮；故A、B错误；
C、由前面解答可知，断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律知，电路中电流减小，导线的电阻不变，由公式W＝I2Rt知，单位时间内长导线上消耗的电能减少，故C错误；
D、断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由W＝?t知，单位时间内整个供电线路消耗的电能减少，故D正确。
9．D。
【解析】A．开关S1闭合，S2断开时，电路为R1的简单电路，此时电路的总电阻最大，
由P＝UI＝可知，电路的总功率最小，电饭锅处于低温档，故A错误；
B．开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，
电路的总功率最大，电饭锅处于高温档，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，高温档的功率P高＝+，
则P高：P低＝（+）：＝（+）：＝21：1，
即高温档的功率是低温档功率的21倍，故B错误；
C．由图乙可知，电饭锅在这段时间内消耗电能是12.5kW?h，故C错误；
D．由P＝可得，高温档工作20min消耗的电能：
W＝P高t＝2.1kW×h＝0.7kW?h，
电能表脉冲指示灯闪烁3200imp/（kW?h）×0.7kW?h＝2240imp，故D正确。
10．C。
【解析】读图可知，
A、A装置把通电导体放在磁场中，它会受到力的作用，这是用来研究磁场对电流的作用（或通电导体在磁场中受力）的实验，即电动机的原理实验，是电能转化为机械能，故A不符合题意；
B、B装置中，若开关闭合，金属棒左右切割磁感线运动，此时电路中就会产生电流，故是电磁感应实验装置，是机械能转化为电能，故B不符合题意；
C、C装置是电饭锅，工作时将电能转化为内能，故C符合题意；
D、D装置是电磁铁的原理图，是利用电流的磁效应，不是主要将电能转化为内能，故D不符合题意。
11．B。
【解析】电热水壶工作2min时消耗的电能：W＝＝0.027kW?h
电热壶的实际功率为：P实＝＝＝0.81kW＝810W，
设电热壶两端电压为U实，
电热水壶的电阻不变，由P＝得：R＝＝，
即＝，
解得U实＝198V。
12．A。
【解析】由电路图可知，开关S闭合后，如果乙为电流表将会造成电源短路；如果甲为电流表将会造成L2短路、L2不能工作；
因灯L1、L2都能正常发光，所以甲、乙都为电压表，此时灯L1、L2串联，电压表甲测量L2两端电压，电压表乙测量电源电压；
已知甲、乙两个电表的示数之比是2：3，设甲表示数为2k，乙表示数为3k，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，则L1的电压为：U1＝3k﹣2k＝k，
故灯L1、L2两端的电压之比为：
＝＝﹣﹣﹣﹣﹣①，
根据W＝UIt，在通电时间和电流相等的条件下，两灯消耗的电能之比等于电压之比，结合①式可知，相同时间内两灯消耗的电能之比是1：2，只有A正确。
二．填空题（共5小题）
13．90；45。
【解析】由图知，他家在该月消耗的电能：W＝1377.6kW?h﹣1287.6kW?h＝90kW?h，
则小明家本月应交电费为：90kW?h×0.5元/kW?h＝45元。
14．50.4；0.021。
【解析】（1）已知I＝5A＝5×103mA，
由I＝可得，t＝＝＝0.84h＝50.4min，
“3000revs/（kW?h）”表示电路中的用电器每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转3000r，
则电能表转盘转动63圈消耗的电能：
W＝kW?h＝0.021kW?h。
15．熔化；1.25。
【解析】电流通过焊条做功，消耗电能转化为内能（即产生了热量），使焊条的温度升高，达到熔点而熔化；
由P＝得，电焊机连续工作30min输出的电能：
W＝Pt＝2.5kW×h＝1.25kW?h。
16．100；1100。
【解析】月底电能表示数W2＝1362.5kW?h，
小明家本月用电：W＝W2﹣W1＝1362.5kW?h﹣1262.5kW?h＝100kW?h＝100度。
该家庭电路中允许接的最大电功率P＝UI＝220V×5A＝1100W。
17．630。
【解析】电流产生的热量：
Q＝I2Rt＝（0.5A）2×3Ω×60s×2＝90J，
电动机消耗的电能：
W＝UIt＝12V×0.5A×60s×2＝720J，
电动机转化成的机械能：
W机械＝W﹣Q＝720J﹣90J＝630J；
三．实验探究题（共3小题）
18．（1）磁场；会；（2）向左调节平衡螺母；取下最小的砝码，再移动游码，使横梁再次平衡；
（3）22；（4）2547。
【解析】（1）通电导体在磁场中受到力的作用，灵敏电流计就是利用这一原理工作的；当电流通过线圈时，线圈受到磁场力的作用，带动指针发生偏转；
通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关，如果保持磁场方向不变，改变电流方向，线圈受力方向发生变化，指针的偏转方向也会改变。
（2）将天平放在水平台上，并将游码归零后，指针右偏，此时他应该向左调节平衡螺母，使天平横梁水平平衡；
在用调节好的托盘天平称量空烧杯的质量时，往右盘中加入最小的砝码后，发现指针在分度盘上的位置如图乙所示，说明右盘中砝码的质量偏大，则此时应该取下最小的砝码，再移动游码，使横梁再次平衡。
（3）由图丙可知，上周日12：00电能表的读数是1266.5kW?h，本周日12：00电能表的读数是1288.5kW?h，
则这周消耗的电能：W＝1288.5kW?h﹣1266.5kW?h＝22kW?h；
（4）由图知，×1000的位置对应的数是2，×100的位置对应的数是5，×10的位置对应的数是4，×1的位置对应的数是7，所以电阻箱的示数是2547Ω。
19．（1）内；（2）不同；（3）改变灯泡的电压，便于多次实验得出普遍规律；（4）串联；电压；（5）如下图所示；（6）不必；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。
【解析】（1）小浩设计的实验中，利用小灯泡把电能主要转化为内能来显示电流做功的多少。
（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）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，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）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）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，而上述实验中，因灯的规格不同，灯的电压不同，故无法研究电流做的功与电流的关系；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）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。
20．（1）大于；（2）50；6600；（3）2.5。
【解析】（1）喷水式增氧机由电动泵和浮体组成一个整体漂浮在水面上，处于平衡状态；增氧机工作时，增氧机对喷出的水有向上的作用力，因力的作用是相互的，所以喷出的水对增氧机有向下的作用力；根据力的平衡条件可知，增氧机工作时所受的浮力F浮＝G增氧机+F向下，所以F浮＞G增氧机，即增氧机工作时所受的浮力大于增氧机的重力；
（2）增氧机2h喷出水的体积为V＝2h×25m3/h＝50m3；由ρ＝得，喷出水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×50m3＝5×104kg；由P＝得，增氧机工作2h消耗的电能：W＝Pt＝1.1kW×2h＝2.2kW?h；
已知3000imp/（kW?h），则指示灯闪烁的次数；n＝3000imp/（kW?h）×2.2kW?h＝6600imp；
（3）将两个此型号的增氧机串联在家庭电路中使用，根据串联电路的分压特点可知每个增氧机两端的电压为110V，由图丙可知此时通过每个增氧机的电流为4A，则总功率为P总＝UI＝220V×4A＝880W；
已知增氧机喷水流量与其工作功率成正比，则两个此型号的增氧机串联使用的喷水流量为：×880W＝20m3/h，所以喷出50m3的总水量需要的时间：t＝＝2.5h。
四．计算题（共2小题）
21．见解析
【解析】（1）当车速为22km/h时，查表可知，此时输出的电流为450mA，
则要将电池容量为1800mA?h的手机充电量达50%，至少需要的骑车时间为：
t＝＝＝2h；
（2）人和车的总重力：
G＝mg＝（10kg+60kg）×9.8N/kg＝686N；
此时受到的阻力为总重力的0.2倍：
阻力：f＝0.2×686N＝137.2N；
3m/s的速度匀速行驶5分钟通过的距离为：
s＝vt＝3m/s×5×60s＝900m，
这个同学克服阻力做的功：
W＝fs＝137.2N×900m＝123480J；
因η＝×100%，
故该过程中该同学由于骑车需要消耗的化学能至少是：
W′＝＝＝154350J。
答：（1）需将电池容量为1800mA?h的手机充电量达50%，至少需要骑车2h；
（2）该过程中该同学由于骑车需要消耗的化学能至少是154350J。
22．【解析】（1）当开关接“a”档时，R短路，R0是功率是1100W，电压是220V，根据P＝可得：
R0＝＝＝44Ω。
当开关接“b”档时，R与R0串联，已知电压220V，发热板消耗的功率是1.76W，
根据P＝I2R可得保温时电路中的电流为：
I保温＝＝＝0.2A，
根据I＝可得：电路中的总电阻R总＝＝＝1100Ω，
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得：
R＝R总﹣R0＝1100Ω﹣44Ω＝1056Ω。
（2）烧煮消耗的电能：W1＝P1t1＝1.1kw?h×0.5h＝0.55kw?h。
当开关接“b”档时，R与R0串联时，处于保温状态，
P2＝UI保温＝220V×0.2A＝44W＝0.044kW，
保温状态消耗的电能：W2＝P2t2＝×0.044kw×3h＝0.132kw?h。
煮饭消耗的总电能：W＝W1+W2＝0.55kw?h+0.132kw?h＝0.628kw?h。
答：（1）电阻R0和R的阻值分别是44Ω和1056Ω；
（2）小明家每天煮饭消耗的总电能是0.682kW?h；
