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初中物理粤沪版九年级上册15.1 电能与电功同步训练题
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这是一份初中物理粤沪版九年级上册15.1 电能与电功同步训练题，共15页。试卷主要包含了【解答】解等内容，欢迎下载使用。
1．【解答】解：
由于电能表读数时最后一位是小数、单位kW•h，月初电能表的示数为786.9kW•h，月初电能表的示数为866.9kW•h，
这个月消耗的电能W＝866.9kW•h﹣786.9kW•h＝80kW•h＝80度，
这个月应交的电费：0.6元/度×80度＝48元。
故答案为：80；48。
2．【解答】解：收取电费时要知道这段时间内用电器消耗的电能，测量用电器消耗电能多少的仪表是电能表，所以电能表是作为消耗电能收取电费的依据。
故选：C。
3．【解答】解：电热毯、电熨斗工作时，电能转化为内能；
电动剃须刀、电风扇工作时电能主要转化为机械能；
电脑工作时，电能转化为机械能、声能、光能等；故C正确。
故选：C。
4．【解答】解：
A、电能表示数的单位是kW•h，图示电能表表示小高家已经消耗的电能为781.5kW•h，故A错误；
B、720r/kW•h表示此电路中每消耗1kW•h电能，电能表的表盘转动720转，故B错误；
C、20A表示电能表在平时工作时，允许通过的最大电流为20A，故C正确；
D、此电能表的工作电压为220V，高压动力线路电压远高于220V，所以不能在高压动力线路上使用，故D错误。
故选：C。
5．【解答】解：甲、乙两灯正常发光，即都在各自的额定电压下工作；
由题知甲、乙两灯的额定功率相同，工作时间相同，由公式W＝Pt可知，甲、乙消耗的电能相同。
故选：B。
6．【解答】解：（1）电池充满电储存的电能为：W＝UIt＝3.7V×4.2A×3600s＝55944J，
充电器的有效功率为：P有＝ηP充＝ηU充I充＝84%×5V×4A＝16.8W，
充满电所需时间为：；
（2）由焦耳定律公式Q＝I2Rt可知，快充充电时电流大，在相同条件下，产生的热量多。快充充电线比普通手机充电线要粗一些，是通过增大导线的横截面积来减小导线电阻方法来减少充电时导线产生的热量。
故答案为：55.5；电流。
7．【解答】解：（1）家庭电路中的触电事故，都是人体直接或间接跟火线接触造成的。
（2）“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用，“20”表示电能表平时工作的允许通过的最大电流。
则电路允许同时使用的用电器最大总功率：
P＝UI＝220V×20A＝4400W。
故答案为：火线；4400。
8．【解答】解：
A、电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误；
B、电冰箱正常工作3min消耗的电能W＝Pt＝0.1kW×h＝0.005kW•h，故B错误；
C、“1600imp/kW•h”表示用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次；这段时间内电能表指示灯闪烁次数：n＝1600imp/kW•h×0.005kW•h＝8imp（次）；故C正确；
D、电冰箱的压缩机，是电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故D错误。
故选：C。
9．【解答】解：
A、电能表是测量消耗电能的仪表，故A错误；
B、为了预防偷电，家庭电路中电能表应安装在空气开关（或熔丝）之前，故B错误；
C、小明家在这段时间内消耗的电能W＝286.0kW•h﹣266.0kW•h＝20kW•h，故C错误；
D、1800r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过1800r，
只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作0.5min，其消耗的电能为W＝Pt＝lkW×0.5h＝0.5kW•h；
则电能表的转盘转过的圈数：n＝0.5kW•h×1800r/（kW•h）＝900r，故D错误。
故选：A。
10．【解答】解：通话时的电流：I＝400mA＝0.4A，通话时间：t＝10×60s＝600s，电压：U＝3.7V，
消耗的电能：W＝UIt＝3.7V×0.4A×600s＝888J。
故选：C。
11．【解答】解：（1）小灯泡L标有“6V 3W”字样，表示灯的额定电压为6V，额定功率为3W，根据P＝UI＝可知灯的电阻：
RL＝＝＝12Ω；
（2）S1、S2都闭合时，R2短路，灯与变阻器并联，电流表测电路的总电流，因L恰好正常发光，故电源电压为U＝6V，灯正常发光时的电流：
IL＝＝＝0.5A
电流表示数即为干路的总电流，I＝1.1A，
根据并联电路电流的规律，通过变阻器的电流：
I1＝I﹣IL＝1.1A﹣0.5A＝0.6A，
R1在10min内消耗的电能：
W＝UI1t＝6V×0.6A×10×60s＝2160J。
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为12Ω；
（2）S1、S2都闭合时，R1在10min内消耗的电能为2160J。
12．【解答】解：由图可知当两电阻两端的电压相等时，通过R1的电流大于通过R2的电流，由欧姆定律可得R1＜R2，
串联电路的总电阻比任何一个电阻都大，则R1＜R2＜R串，
并联的总电阻比任何一个电阻都小，则R并＜R1＜R2，
所以R并＜R1＜R2＜R串，
因为电源电压相同，根据电功公式W＝UIt＝t可得相同时间内，电阻越大消耗的电能越少，所以两电阻串联时整个电路消耗的总电能最小。
故选：C。
13．【解答】解：设两种灯泡正常发光的时间为t，则：
LED消耗的电能W节＝P节t，白炽灯消耗的电能为W白＝P白t，
在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约电能的百分比：
×100%＝×100%＝＝×100%＝85%。
故选：C。
14．【解答】解：
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、电能表是测量消耗电能的仪表，测量值的单位是kW•h，故D错误。
故选：C。
15．【解答】解：（1）拉动A向右做匀速直线运动，A处于平衡状态，由二力平衡条件可知，A所受的拉力与阻力的大小相等，为48N；
（2）已知电动机的效率为60%，电动机拉绳子的功率P＝50W，
则电动机的电功率P′＝＝W，
由P＝可得，电动机工作3s消耗的电能W＝P′t＝W×1×60s＝5000J；
（3）依次拉动物体A、B，电动机的效率都为60%，
不计绳重与摩擦，设动滑轮上绳子的有效股数为n，则：
F1＝（fA+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
F2＝（fB+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由题知F2+4N＝F1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
且已知fA＝48N、fB＝36N、G动＝6N，再联立①②③式，解得F2＝14N。
故答案为：相等；5000；14。
16．【解答】解：由电路图知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流。
当滑动变阻器的滑片P从b点滑到某点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，
根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R0两端的电压变大；所以图乙中5V～3V是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，1V～3V是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；
由电路图知，P在b点时，电路中电阻最大，电流最小，
由图象可以看出，滑片P在b点时电流Ib＝0.5A，U1＝1V、U2＝5V，
所以电源电压：U＝U1+U2＝1V+5V＝6V，
电阻R0的阻值：R0＝＝＝2Ω，
滑片P在a点时，电路中电阻最小，电流最大，此时通过电路的电流Ia＝＝＝3A，通电10s，R0消耗的电能：W＝R0t＝（3A）2×2Ω×10s＝180J。
故答案为：6；180。
17．【解答】解：（1）电动汽车的前进和倒车时，要改变电动机的转动方向，而电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，而改变电流方向更为方便；
搬运车的电动机工作时，消耗了电能，获得了机械能，将电能转化为机械能；
（2）A、充足电一次，消耗的电能约W＝UIt＝36V×100A×3600s＝1.296×107J，故A错误；
B、蓄电池组充电时，消耗电能转化为化学能，此时蓄电池相当于用电器，故B正确；
C、蓄电池放电的过程中，化学能转化为电能，此时蓄电池相当于电源，故C错误；
D、由表格数据知蓄电池电压为36V，是由多节电池串联而成的，故D错误；
故选：B。
（3）根据题意知，当闭合开关S1时，提升电动机M1工作，将货物提升到指定高度；
由表格数据可知，提升电机功率P1＝0.8kW＝800W，
15s内电动机消耗的电能：
W电＝P1t＝800W×15s＝1.2×104J，
此时电机的效率为80%，则电能转化为的机械能：
W机械＝W电×80%＝1.2×104J×80%＝9.6×103J，
由W＝Gh＝mgh可得，货物被提升的高度：
h＝＝＝0.96m；
（4）由图丁可知，载重量越大时，托盘受到的压力越大，R1的阻值越小；
由丙中电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，
当托盘受到的压力越大，R1的阻值越小，根据I＝知，电路的电流越大，电流表的示数越大，
所以由电流表改装的“质量表”显示盘上的刻度在最右边是最大值。
由表格数据可知，最大载货量m2＝2t＝2000kg，
则托盘受到的最大压力：
F＝G2＝m2g＝2000kg×10N/kg＝20×103N，
由图丁可知，此时压敏电阻R1＝8Ω，
因电流表量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为1A，且串联电路中电流处处相等，
所以当电流表的示数最大为I＝0.6A时，载重量最大，R2接入电路中的阻值最小，
电路的总电阻：
R＝＝＝40Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值为：
R2＝R﹣R1＝40Ω﹣8Ω＝32Ω，
即为了确保此装置能安全运行，R2的阻值应至少调至32Ω；
由前面（4）可知，货物的质量越大，电流表的示数越大；若在使用过程中不小心将R2接入电路的电阻调大，导致电路中的总电阻增大，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流减小，此时电流表（质量表）指针对应的质量比实际值偏小；
（5）车的质量为：
m1＝0.4t＝4×102kg，
车的重力为：
G1＝m1g＝4×102kg×10N/kg＝4×103N，
车受到的阻力为：
f＝0.3G1＝0.3×4×103N＝1200N，
由题意知，克服摩擦力做的功为：
Wf＝UIt×10%×20%＝36V×100A×3600s×10%×20%＝2.592×105J，
由W＝fs得，需要充电时搬运车离充电座的路程：
s＝＝＝216。
故答案为：（1）电流方向；机械能；（2）B；（3）S1；1.2×104；0.96；（4）右；32；小；（5）216。
18．【解答】解：该热水器消耗的电能W＝＝kW•h＝7.2×104J；
已知该热水器的加热效率 84%；
则Q＝ηW＝84%W＝84%×7.2×104J＝6.048×104J；
由Q＝cm△t可得，
水的质量m＝＝＝1.44kg。
故答案为：7.2×104；1.44。
19．【解答】解：
（1）由P＝可得，电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功：
W＝P低t＝400W×10×60s＝2.4×105J；
（2）由图可知，开关接1时，R1与R2串联，总电阻最大，由P＝可知总功率最小，电烤箱处于低温挡；开关接2时，只有R1接入电路，电阻小，由P＝可知功率大，电烤箱处于高温挡；
处于低温挡时，电路的总电阻：R＝＝＝121Ω；
则R1的阻值：R1＝R﹣R2＝121Ω﹣72.6Ω＝48.4Ω；
（3）指示灯闪烁81次，电烤箱消耗的电能：
W＝81×kW•h＝0.027kW•h，
工作时间：
t＝2min＝h，
则电烤箱在高温挡的实际功率：
P＝＝＝0.81kW＝810W；
根据P＝可得，此时家庭电路两端的实际电压：
U＝＝＝198V。
答：（1）电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功为2.4×105J；
（2）R1的阻值为48.4Ω；
（3）此时家庭电路两端的实际电压为198V。
20．【解答】解：（1）因电动车在水平的路面上匀速行驶时，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，电动车受到的牵引力：
F＝f＝0.02G＝0.02mg＝0.02×（60kg+40kg）×10N/kg＝20N，
由v＝可得，电动车行驶距离：
s＝vt＝6m/s×10×60s＝3600m，
电动机对自行车做的功：
W＝Fs＝20N×3600m＝7.2×104J；
（2）电动自行车行驶时，对地面的压力：
F＝G总＝（m车+m人）g＝（40kg+60kg）×10N/kg＝1000N，
受力面积：
S＝2×0.005m2＝0.01m2，
电动自行车行驶时对地面的压强：
p＝＝＝1×105Pa；
（3）一次充满电后，蓄电池储存的电能：
W电＝UIt＝36V×10A×3600s＝1.296×106J，
由η＝×100%可得，获得的机械性能：
W机械＝W电η＝1.296×106J×75%＝9.72×105J，
则电动车行驶的最大距离：
s′＝＝＝48600m＝48.6km。
答：（1）行驶10分钟，电动机对自行车做的功为7.2×104J；
（2）行驶过程中地面受到的压强是1×105Pa；
（3）一次充满电最多能行驶48.6km。课 时
15.1 电能与电功
重难点
①电能表的使用
②电功简单计算
I、知识归纳
电能电功
①电功的实质： 能转化为 能的过程。
②单位及其换算:1kw·h = 。
电能表
电能表俗称 ，用于测量 ，记录消耗 的仪表。如图所示电能表：
（1）220V 表示： 额定电压为 220V ；
10A 表示： 基本电流为 10A ；
20A 表示： 额定最大电流为 20A ；
50Hz 表示： 交流电源的频率为 50Hz ；
3000r/（kW·h）表示： 用电器每消耗 1kw·h 的电能，电能表上的转盘转过 3000 圈 。
（2）电能表的计算：
① W= （W1、W2 为电能表前后两次的示数）
② W= （n 为转盘转过圈数；N 为电能表消耗 1kw·h 转盘转过圈数 N）
Ⅱ、基础巩固
1．小林家中五月月初和月末电能表示数如图所示。这个月他家的用电量是 度，若小林家所在地区每度电的电费是0.6元，这个月他家应交 元电费。
2．下列电学器材测得的数据，可以作为消耗电能收取电费依据是（ ）
A．电流表B．电压表C．电能表D．电阻箱
3．我们学过能量及其转化，学习了电能后，知道电能也可以发生转换。下列选项中是小明家里的用电器，在使用过程中电能转化的主要形式与电热毯相同的是（ ）
A．电动剃须刀B．电脑C．电熨斗D．电风扇
4．安装在小高家中的电能表如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．小高家已经消耗的电能为781.5J
B．此电能表转盘每小时最多能转过720转
C．此电能表平时工作允许通过的最大电流是20A
D．此电能表可以安装在高压动力线路上使用
5．甲灯“6V 3W”，乙灯“3V 3W”，它们都正常发光时，在相同时间内消耗电能的情况是（ ）
A．乙灯多B．一样多C．甲灯多D．不能确定
Ⅲ、能力提高
6．某手机电池容量为4200mAh，电池电压为3.7V。用一个标有“输出5V 4A”的快速充电器，将手机电池从零电量充满，充电效率为84%，需要 min。快充充电线比普通手机充电线要粗一些，这是因为正常工作时，通过快充充电线的 较大。
7．家庭电路中的触电事故，都是人体直接或间接跟 连通造成的。某同学家里安装的电能表如图所示，则该同学家里允许同时使用用电器的总功率应不大于 W。
8．将一台额定电压为220V、额定功率为100W的电冰箱单独接入家庭电路中，当电冰箱正常工作3min后，电能表的示数如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．这段时间内电冰箱消耗的电能为318.6kW•h
C．这段时间内电能表的指示灯闪了8次
D．电冰箱的压缩机的工作原理是电磁感应现象
9．小明家月初电能表示数如图甲所示，月末电能表读数如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量消耗电能的仪表
B．家庭电路中电能表应安装在空气开关（或熔丝）之后
C．小明家在这段时间内消耗的电能为9000kW•h
D．若只让一个“220V 1000W”的电热水器正常工作0.5h，则电能表的圆盘转了1800转
10．5G手机能够传输高质量视频图像，功能要比4G更先进，频带利用率更高，速度更快。以下为某5G手机的主要参数，该手机正常通话10min，消耗的电能是（ ）
手机类型
主屏参数
电池规格
摄像头像素
正常通话时电流
5G手机
6.5英寸
2400×1080像素
3.7V
4000mA•h锂电池
6400万像素
400mA
A．53280JB．888000JC．888JD．14.8J
Ⅳ、拓展培优
11．如图，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R2的阻值为10Ω，R1为滑动变阻器，开关S1、S2都闭合时，L恰好正常发光，电流表示数为1.1A。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）S1、S2都闭合时，R1在10min内消耗的电能。
12．如图所示是电阻R1和R2的I﹣U图像。如图ABCD所示的四个电路中，电源电压U相同，相同时间内整个电路消耗的总电能最小的是（ ）
A B C D
13．一盏“220V 9W”的LED灯和一盏“220V 60W”的白炽灯正常发光时亮度相当。现用LED灯替代家庭生活中的白炽灯工作，可以节约的电能为（ ）
A．10%B．15%C．85%D．90%
14．小易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．这个电能表的测量值是以“J”为单位
15．如图所示，利用电动机通过滑轮组（虚线框内的滑轮组未画出）依次拉动物体A、B。图中效率为60%的电动机拉绳子的功率为50W且保持不变，不计绳重与摩擦，动滑轮的总重力为6N，拉动A向右做匀速直线运动时，所受阻力为48N，电动机拉绳的力为F1，此过程中，A所受的拉力与阻力的大小 （填“相等”或“不相等”），电动机工作1min消耗的电能为 J。拉动B向右做匀速直线运动时，B所受阻力为36N，电动机拉绳的力为F2，F2比F1小4N，此时电动机拉绳的力F2为 N。（电动机的效率为电动机输出的有用机械功与电流做的总功的比值）
Ⅴ、思维风暴
16．如图甲所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示，则电源电压为 V。当滑片在a点时，通电10s，R0消耗的电能为 J。
17．阅读短文，回答问题.
超市电动搬运车
如图甲所示是超市常用的一种电动搬运车，用于超市卖场与库房间的货物运输及提升。
下表是其相关参数，其电路工作原理示意图如图乙。当闭合开关S1时，提升电动机M1工作，将货物提升到指定高度。当闭合开关S2时，进退电动机M2工作，驱动搬运车前进或后退。电源是电压为36V的蓄电池组，当电池容量低于满容量的10%时，会报警提醒，返回充电座充电。电机效率是指电动机获得的有用机械能与消耗电能的比值。（g取10N/kg）
型号
自重
最大载货量
蓄电池电压
蓄电池容量
提升电机
额定电压
/额定功率
进退电机
额定电压
/额定功率
电机
效率
PTE20X
0.4t
2t
36V
100Ah
36V/800W
36V/900W
80%
（1）搬运车既能前进又能后退，是通过改变电动机中的 （选填“电流方向”或“磁场方向”）来改变电动机转动方向的，搬运车在提升重物过程中主要将电能转化为 。
（2）下列关于对搬运车的蓄电池的说法正确的是 。
A．蓄电池充足电一次，消耗的电能约3.6×105J
B．蓄电池组充电时，电能转化为化学能
C．蓄电池放电的过程中，蓄电池相当于用电器
D．蓄电池组是由若干节蓄电池并联组成的
（3）利用搬运车将1×103kg的货物放至货架，闭合开关 （选填“S1”、“S2”），货物向上匀速竖直提升15s，则消耗的电能为 J，货物被提升了 m。
（4）搬运车上有显示所载货物质量的仪表，其电路如图丙所示，电源电压24V，电流表（0～0.6A），滑动变阻器R2（60Ω 1A），压敏电阻R1的阻值与所受压力F的关系如图丁所示，由电流表改装的“质量表”显示盘上的刻度在最 边是最大值（选填“左”或“右”），为了确保此电路能安全工作，R2的阻值应至少调至 Ω，若在使用过程中不小心将R2接入电路的电阻调大，那么“质量表”显示的所载货物质量比实际值偏 （选填“大”或“小”）。
（5）搬运车检测到电池容量低至10%时会报警提示返回充电。若返回过程中受到的阻力为车自重的0.3倍，剩余电池容量20%的能量可供搬运车克服阻力做功，为确保搬运车能顺利返回充电，需要充电时搬运车离充电座最远 m。
18．一个家用电能表的表盘面上有“3000revs/（kW•h）”字样。 当某个电热水器单独使用时，电能表转盘在 1min 内转了 60 转，则该热水器消耗的电能是 J，这个热水器在这段时间放出的热量可以使质量为 kg 的水温度升高 10℃．[该热水器的加热效率 84%，水的比热容为 4.2×103J/（kg•℃）]
19．图1为某电烤箱的铭牌，高温挡额定功率模糊不清。如图2虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图，R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω．电烤箱开关接1时是低温挡，接2时是高温挡。求：
（1）电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功。
（2）R1的阻值。
在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“3000imp/（kW•h）”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压。
20．电动自行车越来越受到人们的青睐，不少人用电动自行车替代了摩托车。电动自行车使用前要先对车上的蓄电池充电，骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数：
最高车速
≤30km/h
额定电压
36V
蓄电池
36V 10Ah
最大骑行噪声
≤62dB
质量
40kg
电动机效率
75%
若质量是60kg 的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s 的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.02 倍，（取g＝10N/kg）求：
（1）行驶10分钟，电动机对自行车做的功？
（2）行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为0.005m2，试计算行驶过程中地面受到的压强是多大？
（3）以上述速度行驶，一次充满电最多能行驶多远？
1．【解答】解：
由于电能表读数时最后一位是小数、单位kW•h，月初电能表的示数为786.9kW•h，月初电能表的示数为866.9kW•h，
这个月消耗的电能W＝866.9kW•h﹣786.9kW•h＝80kW•h＝80度，
这个月应交的电费：0.6元/度×80度＝48元。
故答案为：80；48。
2．【解答】解：收取电费时要知道这段时间内用电器消耗的电能，测量用电器消耗电能多少的仪表是电能表，所以电能表是作为消耗电能收取电费的依据。
故选：C。
3．【解答】解：电热毯、电熨斗工作时，电能转化为内能；
电动剃须刀、电风扇工作时电能主要转化为机械能；
电脑工作时，电能转化为机械能、声能、光能等；故C正确。
故选：C。
4．【解答】解：
A、电能表示数的单位是kW•h，图示电能表表示小高家已经消耗的电能为781.5kW•h，故A错误；
B、720r/kW•h表示此电路中每消耗1kW•h电能，电能表的表盘转动720转，故B错误；
C、20A表示电能表在平时工作时，允许通过的最大电流为20A，故C正确；
D、此电能表的工作电压为220V，高压动力线路电压远高于220V，所以不能在高压动力线路上使用，故D错误。
故选：C。
5．【解答】解：甲、乙两灯正常发光，即都在各自的额定电压下工作；
由题知甲、乙两灯的额定功率相同，工作时间相同，由公式W＝Pt可知，甲、乙消耗的电能相同。
故选：B。
6．【解答】解：（1）电池充满电储存的电能为：W＝UIt＝3.7V×4.2A×3600s＝55944J，
充电器的有效功率为：P有＝ηP充＝ηU充I充＝84%×5V×4A＝16.8W，
充满电所需时间为：；
（2）由焦耳定律公式Q＝I2Rt可知，快充充电时电流大，在相同条件下，产生的热量多。快充充电线比普通手机充电线要粗一些，是通过增大导线的横截面积来减小导线电阻方法来减少充电时导线产生的热量。
故答案为：55.5；电流。
7．【解答】解：（1）家庭电路中的触电事故，都是人体直接或间接跟火线接触造成的。
（2）“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用，“20”表示电能表平时工作的允许通过的最大电流。
则电路允许同时使用的用电器最大总功率：
P＝UI＝220V×20A＝4400W。
故答案为：火线；4400。
8．【解答】解：
A、电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误；
B、电冰箱正常工作3min消耗的电能W＝Pt＝0.1kW×h＝0.005kW•h，故B错误；
C、“1600imp/kW•h”表示用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次；这段时间内电能表指示灯闪烁次数：n＝1600imp/kW•h×0.005kW•h＝8imp（次）；故C正确；
D、电冰箱的压缩机，是电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故D错误。
故选：C。
9．【解答】解：
A、电能表是测量消耗电能的仪表，故A错误；
B、为了预防偷电，家庭电路中电能表应安装在空气开关（或熔丝）之前，故B错误；
C、小明家在这段时间内消耗的电能W＝286.0kW•h﹣266.0kW•h＝20kW•h，故C错误；
D、1800r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过1800r，
只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作0.5min，其消耗的电能为W＝Pt＝lkW×0.5h＝0.5kW•h；
则电能表的转盘转过的圈数：n＝0.5kW•h×1800r/（kW•h）＝900r，故D错误。
故选：A。
10．【解答】解：通话时的电流：I＝400mA＝0.4A，通话时间：t＝10×60s＝600s，电压：U＝3.7V，
消耗的电能：W＝UIt＝3.7V×0.4A×600s＝888J。
故选：C。
11．【解答】解：（1）小灯泡L标有“6V 3W”字样，表示灯的额定电压为6V，额定功率为3W，根据P＝UI＝可知灯的电阻：
RL＝＝＝12Ω；
（2）S1、S2都闭合时，R2短路，灯与变阻器并联，电流表测电路的总电流，因L恰好正常发光，故电源电压为U＝6V，灯正常发光时的电流：
IL＝＝＝0.5A
电流表示数即为干路的总电流，I＝1.1A，
根据并联电路电流的规律，通过变阻器的电流：
I1＝I﹣IL＝1.1A﹣0.5A＝0.6A，
R1在10min内消耗的电能：
W＝UI1t＝6V×0.6A×10×60s＝2160J。
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为12Ω；
（2）S1、S2都闭合时，R1在10min内消耗的电能为2160J。
12．【解答】解：由图可知当两电阻两端的电压相等时，通过R1的电流大于通过R2的电流，由欧姆定律可得R1＜R2，
串联电路的总电阻比任何一个电阻都大，则R1＜R2＜R串，
并联的总电阻比任何一个电阻都小，则R并＜R1＜R2，
所以R并＜R1＜R2＜R串，
因为电源电压相同，根据电功公式W＝UIt＝t可得相同时间内，电阻越大消耗的电能越少，所以两电阻串联时整个电路消耗的总电能最小。
故选：C。
13．【解答】解：设两种灯泡正常发光的时间为t，则：
LED消耗的电能W节＝P节t，白炽灯消耗的电能为W白＝P白t，
在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约电能的百分比：
×100%＝×100%＝＝×100%＝85%。
故选：C。
14．【解答】解：
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、电能表是测量消耗电能的仪表，测量值的单位是kW•h，故D错误。
故选：C。
15．【解答】解：（1）拉动A向右做匀速直线运动，A处于平衡状态，由二力平衡条件可知，A所受的拉力与阻力的大小相等，为48N；
（2）已知电动机的效率为60%，电动机拉绳子的功率P＝50W，
则电动机的电功率P′＝＝W，
由P＝可得，电动机工作3s消耗的电能W＝P′t＝W×1×60s＝5000J；
（3）依次拉动物体A、B，电动机的效率都为60%，
不计绳重与摩擦，设动滑轮上绳子的有效股数为n，则：
F1＝（fA+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
F2＝（fB+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由题知F2+4N＝F1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
且已知fA＝48N、fB＝36N、G动＝6N，再联立①②③式，解得F2＝14N。
故答案为：相等；5000；14。
16．【解答】解：由电路图知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流。
当滑动变阻器的滑片P从b点滑到某点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，
根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R0两端的电压变大；所以图乙中5V～3V是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，1V～3V是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；
由电路图知，P在b点时，电路中电阻最大，电流最小，
由图象可以看出，滑片P在b点时电流Ib＝0.5A，U1＝1V、U2＝5V，
所以电源电压：U＝U1+U2＝1V+5V＝6V，
电阻R0的阻值：R0＝＝＝2Ω，
滑片P在a点时，电路中电阻最小，电流最大，此时通过电路的电流Ia＝＝＝3A，通电10s，R0消耗的电能：W＝R0t＝（3A）2×2Ω×10s＝180J。
故答案为：6；180。
17．【解答】解：（1）电动汽车的前进和倒车时，要改变电动机的转动方向，而电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，而改变电流方向更为方便；
搬运车的电动机工作时，消耗了电能，获得了机械能，将电能转化为机械能；
（2）A、充足电一次，消耗的电能约W＝UIt＝36V×100A×3600s＝1.296×107J，故A错误；
B、蓄电池组充电时，消耗电能转化为化学能，此时蓄电池相当于用电器，故B正确；
C、蓄电池放电的过程中，化学能转化为电能，此时蓄电池相当于电源，故C错误；
D、由表格数据知蓄电池电压为36V，是由多节电池串联而成的，故D错误；
故选：B。
（3）根据题意知，当闭合开关S1时，提升电动机M1工作，将货物提升到指定高度；
由表格数据可知，提升电机功率P1＝0.8kW＝800W，
15s内电动机消耗的电能：
W电＝P1t＝800W×15s＝1.2×104J，
此时电机的效率为80%，则电能转化为的机械能：
W机械＝W电×80%＝1.2×104J×80%＝9.6×103J，
由W＝Gh＝mgh可得，货物被提升的高度：
h＝＝＝0.96m；
（4）由图丁可知，载重量越大时，托盘受到的压力越大，R1的阻值越小；
由丙中电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，
当托盘受到的压力越大，R1的阻值越小，根据I＝知，电路的电流越大，电流表的示数越大，
所以由电流表改装的“质量表”显示盘上的刻度在最右边是最大值。
由表格数据可知，最大载货量m2＝2t＝2000kg，
则托盘受到的最大压力：
F＝G2＝m2g＝2000kg×10N/kg＝20×103N，
由图丁可知，此时压敏电阻R1＝8Ω，
因电流表量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为1A，且串联电路中电流处处相等，
所以当电流表的示数最大为I＝0.6A时，载重量最大，R2接入电路中的阻值最小，
电路的总电阻：
R＝＝＝40Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值为：
R2＝R﹣R1＝40Ω﹣8Ω＝32Ω，
即为了确保此装置能安全运行，R2的阻值应至少调至32Ω；
由前面（4）可知，货物的质量越大，电流表的示数越大；若在使用过程中不小心将R2接入电路的电阻调大，导致电路中的总电阻增大，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流减小，此时电流表（质量表）指针对应的质量比实际值偏小；
（5）车的质量为：
m1＝0.4t＝4×102kg，
车的重力为：
G1＝m1g＝4×102kg×10N/kg＝4×103N，
车受到的阻力为：
f＝0.3G1＝0.3×4×103N＝1200N，
由题意知，克服摩擦力做的功为：
Wf＝UIt×10%×20%＝36V×100A×3600s×10%×20%＝2.592×105J，
由W＝fs得，需要充电时搬运车离充电座的路程：
s＝＝＝216。
故答案为：（1）电流方向；机械能；（2）B；（3）S1；1.2×104；0.96；（4）右；32；小；（5）216。
18．【解答】解：该热水器消耗的电能W＝＝kW•h＝7.2×104J；
已知该热水器的加热效率 84%；
则Q＝ηW＝84%W＝84%×7.2×104J＝6.048×104J；
由Q＝cm△t可得，
水的质量m＝＝＝1.44kg。
故答案为：7.2×104；1.44。
19．【解答】解：
（1）由P＝可得，电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功：
W＝P低t＝400W×10×60s＝2.4×105J；
（2）由图可知，开关接1时，R1与R2串联，总电阻最大，由P＝可知总功率最小，电烤箱处于低温挡；开关接2时，只有R1接入电路，电阻小，由P＝可知功率大，电烤箱处于高温挡；
处于低温挡时，电路的总电阻：R＝＝＝121Ω；
则R1的阻值：R1＝R﹣R2＝121Ω﹣72.6Ω＝48.4Ω；
（3）指示灯闪烁81次，电烤箱消耗的电能：
W＝81×kW•h＝0.027kW•h，
工作时间：
t＝2min＝h，
则电烤箱在高温挡的实际功率：
P＝＝＝0.81kW＝810W；
根据P＝可得，此时家庭电路两端的实际电压：
U＝＝＝198V。
答：（1）电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功为2.4×105J；
（2）R1的阻值为48.4Ω；
（3）此时家庭电路两端的实际电压为198V。
20．【解答】解：（1）因电动车在水平的路面上匀速行驶时，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，电动车受到的牵引力：
F＝f＝0.02G＝0.02mg＝0.02×（60kg+40kg）×10N/kg＝20N，
由v＝可得，电动车行驶距离：
s＝vt＝6m/s×10×60s＝3600m，
电动机对自行车做的功：
W＝Fs＝20N×3600m＝7.2×104J；
（2）电动自行车行驶时，对地面的压力：
F＝G总＝（m车+m人）g＝（40kg+60kg）×10N/kg＝1000N，
受力面积：
S＝2×0.005m2＝0.01m2，
电动自行车行驶时对地面的压强：
p＝＝＝1×105Pa；
（3）一次充满电后，蓄电池储存的电能：
W电＝UIt＝36V×10A×3600s＝1.296×106J，
由η＝×100%可得，获得的机械性能：
W机械＝W电η＝1.296×106J×75%＝9.72×105J，
则电动车行驶的最大距离：
s′＝＝＝48600m＝48.6km。
答：（1）行驶10分钟，电动机对自行车做的功为7.2×104J；
（2）行驶过程中地面受到的压强是1×105Pa；
（3）一次充满电最多能行驶48.6km。课 时
15.1 电能与电功
重难点
①电能表的使用
②电功简单计算
I、知识归纳
电能电功
①电功的实质： 能转化为 能的过程。
②单位及其换算:1kw·h = 。
电能表
电能表俗称 ，用于测量 ，记录消耗 的仪表。如图所示电能表：
（1）220V 表示： 额定电压为 220V ；
10A 表示： 基本电流为 10A ；
20A 表示： 额定最大电流为 20A ；
50Hz 表示： 交流电源的频率为 50Hz ；
3000r/（kW·h）表示： 用电器每消耗 1kw·h 的电能，电能表上的转盘转过 3000 圈 。
（2）电能表的计算：
① W= （W1、W2 为电能表前后两次的示数）
② W= （n 为转盘转过圈数；N 为电能表消耗 1kw·h 转盘转过圈数 N）
Ⅱ、基础巩固
1．小林家中五月月初和月末电能表示数如图所示。这个月他家的用电量是 度，若小林家所在地区每度电的电费是0.6元，这个月他家应交 元电费。
2．下列电学器材测得的数据，可以作为消耗电能收取电费依据是（ ）
A．电流表B．电压表C．电能表D．电阻箱
3．我们学过能量及其转化，学习了电能后，知道电能也可以发生转换。下列选项中是小明家里的用电器，在使用过程中电能转化的主要形式与电热毯相同的是（ ）
A．电动剃须刀B．电脑C．电熨斗D．电风扇
4．安装在小高家中的电能表如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．小高家已经消耗的电能为781.5J
B．此电能表转盘每小时最多能转过720转
C．此电能表平时工作允许通过的最大电流是20A
D．此电能表可以安装在高压动力线路上使用
5．甲灯“6V 3W”，乙灯“3V 3W”，它们都正常发光时，在相同时间内消耗电能的情况是（ ）
A．乙灯多B．一样多C．甲灯多D．不能确定
Ⅲ、能力提高
6．某手机电池容量为4200mAh，电池电压为3.7V。用一个标有“输出5V 4A”的快速充电器，将手机电池从零电量充满，充电效率为84%，需要 min。快充充电线比普通手机充电线要粗一些，这是因为正常工作时，通过快充充电线的 较大。
7．家庭电路中的触电事故，都是人体直接或间接跟 连通造成的。某同学家里安装的电能表如图所示，则该同学家里允许同时使用用电器的总功率应不大于 W。
8．将一台额定电压为220V、额定功率为100W的电冰箱单独接入家庭电路中，当电冰箱正常工作3min后，电能表的示数如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．这段时间内电冰箱消耗的电能为318.6kW•h
C．这段时间内电能表的指示灯闪了8次
D．电冰箱的压缩机的工作原理是电磁感应现象
9．小明家月初电能表示数如图甲所示，月末电能表读数如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量消耗电能的仪表
B．家庭电路中电能表应安装在空气开关（或熔丝）之后
C．小明家在这段时间内消耗的电能为9000kW•h
D．若只让一个“220V 1000W”的电热水器正常工作0.5h，则电能表的圆盘转了1800转
10．5G手机能够传输高质量视频图像，功能要比4G更先进，频带利用率更高，速度更快。以下为某5G手机的主要参数，该手机正常通话10min，消耗的电能是（ ）
手机类型
主屏参数
电池规格
摄像头像素
正常通话时电流
5G手机
6.5英寸
2400×1080像素
3.7V
4000mA•h锂电池
6400万像素
400mA
A．53280JB．888000JC．888JD．14.8J
Ⅳ、拓展培优
11．如图，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R2的阻值为10Ω，R1为滑动变阻器，开关S1、S2都闭合时，L恰好正常发光，电流表示数为1.1A。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）S1、S2都闭合时，R1在10min内消耗的电能。
12．如图所示是电阻R1和R2的I﹣U图像。如图ABCD所示的四个电路中，电源电压U相同，相同时间内整个电路消耗的总电能最小的是（ ）
A B C D
13．一盏“220V 9W”的LED灯和一盏“220V 60W”的白炽灯正常发光时亮度相当。现用LED灯替代家庭生活中的白炽灯工作，可以节约的电能为（ ）
A．10%B．15%C．85%D．90%
14．小易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．这个电能表的测量值是以“J”为单位
15．如图所示，利用电动机通过滑轮组（虚线框内的滑轮组未画出）依次拉动物体A、B。图中效率为60%的电动机拉绳子的功率为50W且保持不变，不计绳重与摩擦，动滑轮的总重力为6N，拉动A向右做匀速直线运动时，所受阻力为48N，电动机拉绳的力为F1，此过程中，A所受的拉力与阻力的大小 （填“相等”或“不相等”），电动机工作1min消耗的电能为 J。拉动B向右做匀速直线运动时，B所受阻力为36N，电动机拉绳的力为F2，F2比F1小4N，此时电动机拉绳的力F2为 N。（电动机的效率为电动机输出的有用机械功与电流做的总功的比值）
Ⅴ、思维风暴
16．如图甲所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示，则电源电压为 V。当滑片在a点时，通电10s，R0消耗的电能为 J。
17．阅读短文，回答问题.
超市电动搬运车
如图甲所示是超市常用的一种电动搬运车，用于超市卖场与库房间的货物运输及提升。
下表是其相关参数，其电路工作原理示意图如图乙。当闭合开关S1时，提升电动机M1工作，将货物提升到指定高度。当闭合开关S2时，进退电动机M2工作，驱动搬运车前进或后退。电源是电压为36V的蓄电池组，当电池容量低于满容量的10%时，会报警提醒，返回充电座充电。电机效率是指电动机获得的有用机械能与消耗电能的比值。（g取10N/kg）
型号
自重
最大载货量
蓄电池电压
蓄电池容量
提升电机
额定电压
/额定功率
进退电机
额定电压
/额定功率
电机
效率
PTE20X
0.4t
2t
36V
100Ah
36V/800W
36V/900W
80%
（1）搬运车既能前进又能后退，是通过改变电动机中的 （选填“电流方向”或“磁场方向”）来改变电动机转动方向的，搬运车在提升重物过程中主要将电能转化为 。
（2）下列关于对搬运车的蓄电池的说法正确的是 。
A．蓄电池充足电一次，消耗的电能约3.6×105J
B．蓄电池组充电时，电能转化为化学能
C．蓄电池放电的过程中，蓄电池相当于用电器
D．蓄电池组是由若干节蓄电池并联组成的
（3）利用搬运车将1×103kg的货物放至货架，闭合开关 （选填“S1”、“S2”），货物向上匀速竖直提升15s，则消耗的电能为 J，货物被提升了 m。
（4）搬运车上有显示所载货物质量的仪表，其电路如图丙所示，电源电压24V，电流表（0～0.6A），滑动变阻器R2（60Ω 1A），压敏电阻R1的阻值与所受压力F的关系如图丁所示，由电流表改装的“质量表”显示盘上的刻度在最 边是最大值（选填“左”或“右”），为了确保此电路能安全工作，R2的阻值应至少调至 Ω，若在使用过程中不小心将R2接入电路的电阻调大，那么“质量表”显示的所载货物质量比实际值偏 （选填“大”或“小”）。
（5）搬运车检测到电池容量低至10%时会报警提示返回充电。若返回过程中受到的阻力为车自重的0.3倍，剩余电池容量20%的能量可供搬运车克服阻力做功，为确保搬运车能顺利返回充电，需要充电时搬运车离充电座最远 m。
18．一个家用电能表的表盘面上有“3000revs/（kW•h）”字样。 当某个电热水器单独使用时，电能表转盘在 1min 内转了 60 转，则该热水器消耗的电能是 J，这个热水器在这段时间放出的热量可以使质量为 kg 的水温度升高 10℃．[该热水器的加热效率 84%，水的比热容为 4.2×103J/（kg•℃）]
19．图1为某电烤箱的铭牌，高温挡额定功率模糊不清。如图2虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图，R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω．电烤箱开关接1时是低温挡，接2时是高温挡。求：
（1）电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功。
（2）R1的阻值。
在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“3000imp/（kW•h）”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压。
20．电动自行车越来越受到人们的青睐，不少人用电动自行车替代了摩托车。电动自行车使用前要先对车上的蓄电池充电，骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数：
最高车速
≤30km/h
额定电压
36V
蓄电池
36V 10Ah
最大骑行噪声
≤62dB
质量
40kg
电动机效率
75%
若质量是60kg 的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s 的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.02 倍，（取g＝10N/kg）求：
（1）行驶10分钟，电动机对自行车做的功？
（2）行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为0.005m2，试计算行驶过程中地面受到的压强是多大？
（3）以上述速度行驶，一次充满电最多能行驶多远？
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