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初中物理苏科版九年级全册电能表与电功同步达标检测题
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这是一份初中物理苏科版九年级全册电能表与电功同步达标检测题，共36页。试卷主要包含了电功与电能，电功的实质等内容，欢迎下载使用。
15.1 电能表与电功（原卷版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 电功与电能和电功的测量
1、电功与电能：
（1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
（2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。2、电功的实质：
（1）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能,电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程;
（2）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
【典例1-1】下列不是利用电能的机器是（ ）
A．汽油机 B．电饭煲 C．电磁炉 D．电水壶
【典例1-2】下列单独一个用电器正常工作时，在相同时间内消耗电能最多的是（ ）
A．笔记本电脑 B．电冰箱 C．白炽灯 D．空调
【典例1-3】我们教室里有日光灯和电风扇，它们的连接方式是 （选填“串联”或“并联”）；电风扇工作时主要是将 能转化为 能。
【变式1-1】下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电解水制氧
【变式1-2】将规格都是“220V 100W”的电风扇、电视机各一个并联在220V的电路中，工作相同时间，下列说法正确的是（ ）
A．两个用电器消耗的电能一样多 B．电风扇消耗的电能多
C．电视机消耗的电能多 D．它们消耗的电能都转化为了内能
【变式1-3】如图所示是一个简化的玩具电动车的电路图。闭合开关S1，电动车运动，将电能主要转化为 能；再闭合开关S2，小灯泡L和电动机M的连接方式是 联。
考点2 电功与电能的计算
1、电功的计算公式
（1）定义式：W=UIt：
U表示某段电路两端的电压，单位是V；
I表示通过该电路的电流，单位是A；
t表示通电时间，单位是s；
W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J．
（2）应用公式过程中的“同一性”：
a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量；
b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算．
2、电功与电能的计算：
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：①串联电路中常用公式：W=I2Rt；
②并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1；
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。
3、串、并联电路中电功的特点
（1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系；
a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。
b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。
概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。
②串、并联电路中电功分配关系
a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即W1：W2=R1：R2
b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即W1：W2=R2：R1。
3、方法点拨
（1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便；
（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算；
（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【典例2-1】小伟设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理如图甲所示。其中，电源两端电压为6V固定不变，定值电阻R0＝20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S后，下列说法中（ ）
①当环境温度降低，电压表的示数变小
②当环境温度为40℃时，电压表的示数为4V
③当电压表的示数为2V时，环境温度为20℃
④当环境温度为50℃时，定值电阻R0在1min内消耗的电能为240J
A．只有①③正确 B．只有①②正确 C．只有①④正确 D．只有②④正确
【典例2-2】如图所示的电路，电源电压不变，电阻R＝5Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.4A，已知小灯泡灯丝的电阻恒为10Ω。通过小灯泡的电流 A；通电10s，整个电路消耗的电能 J。
【典例2-3】如图所示，电阻R1＝20Ω，R2＝60Ω，两电阻并联，通过R2电流为0.2A。求：
（1）电源的电压；
（2）电路中的总电流；
（3）1min电路消耗的总电能。
【变式2-1】一新能源电动汽车，总质量为2×103kg，在平直的公路上以10m/s的速度匀速运动，车头正前方30m处的斑马线上有行人，为礼让行人，驾驶员开始刹车，从发现行人到停下，其v﹣t图像如图所示。若已知汽车匀速行驶时的动能恒为E＝1.0×105J，且减速过程中动能减少量的60%转化回收为电池电能，汽车停止时车头距斑马线1.5m。则（ ）
A．汽车减速过程机械能不变
B．驾驶员从发现行人到停下行驶了0.7m
C．汽车减速运动过程的平均速度大小为5m/s
D．刹车过程中，汽车回收的电能为6×105J
【变式2-2】一台电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加的电压为2V时，电动机正常工作，此时电流为0.2A，1min内电流做的功为 J。若电动机工作时突然停止转动（电动机没有损坏），则线圈在1min内产生的热量为 J。
【变式2-3】如图甲所示电路，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样（灯丝电阻保持不变）变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关S、S1，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电压表示数为2V，求：
（1）小灯泡L的电阻。
（2）求上述情况下此电路一分钟消耗的电能。
（3）若更换电源为18V，只闭合开关S、S2，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙、丙所示（可能与之前相比更换了量程），但在后续操作中量程不变，求定值电阻R1的值。
考点3 电能表与电功的测量
1、参数的理解：
（1）220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；
（2）30（100）A：表示该电能表的标定电流是30A，额定最大电流是100A；
（3）50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；
（4）120revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过120圈；
2、电能的求法：
（1）测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；
（2）测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。
※注意：利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW•h，记住单位之间换算关系：1kW•h=3.6×106J。
3、电功的测量：
利用电能表计算电功：
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能．在计算时通常有两种方法：
（1）先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能．
（2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
【典例3-1】如图所示分别是小阳家8月1日和9月1日电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断正确的是（ ）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．小阳家8月份消耗的电能为1011kW•h
C．电能表工作时的电流不应超过标定电流40A
D．这个电能表应该接在频率为50Hz的交流电路中使用
【典例3-2】在家庭电路中，测量消耗电能的仪表是（ ）
A．电流表 B．电压表 C．灵敏电流表 D．电能表
【变式3-1】关于如图所示的电能表，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量消耗电功率的仪表
B．从表中可以看出，它所测量的电路消耗了200kW•h的电能
C．该电能表的单位为焦耳
D．只将一台标有“220V 1000W”的空调接在电路中，正常工作1h，转盘转720圈
【变式3-2】如图所示，电能表的示数为 kW•h，如果用电器连续工作12min，转盘转过1800圈，则此段时间内用电器消耗了 度电。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021秋•来宾期末）如图所示的四种家用电器，其中有一用电器工作时主要能量转化形式与其他用电器不同的是（ ）
A．电熨斗 B．电饭煲
C．电风扇 D．电热水壶
2．（2021秋•安新县期末）如图是一个能吹冷、热风的电吹风的简化电路。当它接入家庭电路时，下列分析正确的是（ ）
A．只闭合开关S1，只有电动机工作，电吹风吹出的是热风
B．只闭合开关S2，只有电热丝工作，电吹风不吹风
C．同时闭合开关S1和S2，电热丝和电动机同时工作，电吹风吹出的是热风
D．电吹风吹出热风的过程中，电能全部转化为内能
3．（2022•杭州二模）下列说法最接近实际的是（ ）
A．人体感觉最舒适的气温约为37℃
B．一本《科学》课本平放在桌面上时对桌面的压强约为80Pa
C．某冰箱制冷功率为200W，该冰箱正常工作一天耗电量约为4.8kW•h
D．普通中学生百米跑步时的平均速度约为12m/s
4．（2022•新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（ ）
A．2V B．3V C．4V D．5V
5．（2021秋•金川区校级月考）串联电路中有两只灯L1、L2，如果L1的阻值大于L2的阻值，那么相等时间内，电流通过L1做的功W1和电流通过L2所做的功W2相比是（ ）
A．W1＜W2 B．W1＞W2 C．W1＝W2 D．无法比较
6．（2020秋•汶上县期末）有两个电阻R1和R2，R1＞R2，在电源电压一定的前提下，通电时间相同，电流做功最多的电路是（ ）
A． B． C． D．
7．（2022•湖北）小明家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图，下列说法正确的是（ ）
A．该电能表的标定电流为20A
B．该电能表应接在50Hz的直流电路中使用
C．小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转
D．小明家半年内的用电量是6335kW•h
8．（2022•秦淮区二模）如图所示，在“比较两个灯泡亮度”的活动中，闭合开关后，调节滑动变阻器，使图a中规格为“2.5V 0.3A”的甲灯和规格为“3.8V 0.3A”的乙灯发光，下列说法正确的是（ ）
①灯越亮说明在相同时间内电流做功越多
②图a可探究电流做功多少与电压大小的关系
③图b可探究电流做功多少与电流大小的关系
④两图中甲灯均比乙灯亮
A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④
二、填空题。
9．（2022•沂源县模拟）现有长度相同的铜导线甲和乙，已知甲的电阻较大，则甲的横截面积 乙的横截面积；若将它们串联在电路中，甲两端的电压 乙两端的电压，电流通过甲电阻做的功 电流通过乙电阻做的功；若将它们并联在电路中，则甲的电阻 它们并联的总电阻。（均选填“小于”、“等于”或“大于”）
10．（2021秋•武山县期末）我国民用航空局规定，旅客乘机携带的充电宝规格不得超过160W•h，这里的“160W•h”合 度，合 J。
11．（2022•漳州模拟）甲和乙两个充电器分别标注“输出5V，1200mA”和“输出5V，4A”，其中 是快速充电器，且超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要 一些。
12．（2022•淮北一模）某无人机由输出电压为15V、容量为10000mA•h的电池提供飞行能量。若这些电能的80%用于飞行，则当飞行功率为200W时，最长的飞行时间为 h。
13．（2021秋•雷州市校级期末）电能表是用来测量 的仪表，小明家的电能表月初的示数如图所示，月底示数为212.5kW•h，则该月内消耗的电能是 kW•h，若用电价格是0.7元/（kW•h），则小明家该月电费为 元。
14．（2021•邵阳四模）为了探究“影响电功的因素”，某课外活动小组设计了如题图所示的实验方案。图中白炽灯 L1 为“220V﹣40W”，R1 ＝1210Ω，L2 为“220V﹣100W”，R2 ＝484Ω；电能表的参数为“220V，50Hz，5（10）A，2 400r/（KW•h）”。其实验过程是：S1 闭合，S2 断开，观察5min内电能表转盘的转数 n1 ＝8圈；S1 断开，S2 闭合，观察5min内电能表转盘的转数 n2 ＝20圈；S1 ，S2 均闭合，5min内电能表转盘的转数 n3 ＝28圈。在三次实验中均观察到L2比L1 亮；用手接近白炽灯（不接触）均感到测L2比L1热。请你根据对这些实验现象的分析回答下面的问题：
（1）S1 ，S2 均闭合时，L1 ，L2属于 联电路，L1、L2两端的电压 ，通过的电流 （填“相同”或“不相同”）。
（2）由n2 ＞n1可知，在相同时间内，L1消耗的电能 L2消耗的电能。
（3）由L2比L1热，L2比L1亮可知，电流通过L2转化的电能 通过L1转化的电能。
（4）根据欧姆定律，通过的L1电流I1 通过L2的电流I2。
（5）通过以上分析可以得出如下结论：在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与 有关， 越大，电流做功 。
三、计算题。
15．（2022•青岛模拟）如图，某电动卡车将矿石从A处匀速运到C处，全程速度均为5m/s，卡车和矿石总质量1.2×104kg。从A到B的过程中，卡车的驱动电机变为发电机为蓄电池充电，卡车和矿石的势能减少3.6×107J，其中30%转化为蓄电池增加的电能；从B到C的过程中，卡车受到的摩擦阻力为总重的0.2倍，蓄电池减少的电能只有80%用于驱动汽车行驶，到达C处，蓄电池显示的电能比A处少1kW•h，g取10N/kg。求：
（1）A到B的过程中，蓄电池增加的电能；
（2）B到C的过程中，卡车牵引力做功的功率；
（3）BC段路程。
16．（2021秋•沙湾县期末）如图所示，定值电阻R1和R2并联在电压为6V的电源上，当开关闭合时，电流表A1的示数为0.2A，电流表A2的示数为0.3A．求：
（1）通过电源的电流；
（2）定值电阻R1、R2的阻值；
（3）整个电路在10s内消耗的电能。
四、解答题。
17．（2021秋•自贡期末）小强去看爷爷，发现爷爷使用的风扇有些脏了（如图），于是他断开电源准备擦拭风扇。拆卸时他发现风扇的电机有些热，扇叶上还附着有不少灰尘。请你用所学的物理知识回答以下问题：
（1）电动机工作时，电能的转化情况是怎样的？
（2）为什么扇叶容易附着灰尘？
18．（2022•宁波）电动汽车正在走进千家万户。高速公路上有一平直路段AB，相距5km，一辆电动汽车从A地匀速运动到B地用时0.05h，这一行程中电动汽车的平均能耗为0.22kW•h/km。
（1）从A地到B地，电动汽车的速度为 km/h。
（2）从A地到B地，电动汽车消耗的电能为 kW•h。
（3）不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的CO2排放系数为：1.00kg/kW•h（消耗1kW•h的电能相当于排放1.00kg的CO2）。求汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放多少千克的碳元素？
（4）从A地到B地的行程中，电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进，求汽车受到的阻力大小。
15.1 电能表与电功（解析版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 电功与电能和电功的测量
1、电功与电能：
（1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
（2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。2、电功的实质：
（1）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能,电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程;
（2）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
【典例1-1】下列不是利用电能的机器是（ ）
A．汽油机 B．电饭煲 C．电磁炉 D．电水壶
【答案】A。
【解答】解：A、汽油机是将燃料的化学能转化为机械能的机器，故A符合题意；
B、电饭煲是消耗电能产生热能的机器，故B不符合题意；
C、电磁炉是消耗电能产生热能的机器，故C不符合题意；
D、电水壶是消耗电能产生热能的机器，故D不符合题意。
故选：A。
【典例1-2】下列单独一个用电器正常工作时，在相同时间内消耗电能最多的是（ ）
A．笔记本电脑 B．电冰箱 C．白炽灯 D．空调
【答案】D。
【解答】解：笔记本电脑、电冰箱、白炽灯、空调都正常工作时，笔记本电脑的功率在70W左右，电冰箱的功率在200W左右，白炽灯的功率在40W左右，空调的功率在1000W左右，在相同时间内，由W＝Pt可知，空调消耗的电能多。
故选：D。
【典例1-3】我们教室里有日光灯和电风扇，它们的连接方式是 并联 （选填“串联”或“并联”）；电风扇工作时主要是将 电 能转化为 机械 能。
【答案】并联；电；机械。
【解答】解：由于家庭电路中的用电器互不影响，所以这些用电器是并联的；
电风扇工作时消耗了电能，将电能主要转化为机械能。
故答案为：并联；电；机械。
【变式1-1】下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电解水制氧
【答案】A。
【解答】解：A、电风扇吹风，电能主要转化成机械能，故A正确；
B、电灯发光，电能转化成光能和内能，故B错误；
C、电饭锅煮饭，是电能转化为内能，故C错误；
D、电解水制氧，由电能转化成化学能，故D错误。
故选：A。
【变式1-2】将规格都是“220V 100W”的电风扇、电视机各一个并联在220V的电路中，工作相同时间，下列说法正确的是（ ）
A．两个用电器消耗的电能一样多
B．电风扇消耗的电能多
C．电视机消耗的电能多
D．它们消耗的电能都转化为了内能
【答案】A。
【解答】解：ABC、两用电器接入家庭电路中时它们两端的电压均为U＝220V，实际功率P实＝P额＝100W，由P＝的变形式W＝Pt可知，通电时间相同时，两用电器消耗的电能相同，故A正确，BC错误；
D、电风扇中的电动机将电能转化机械能和内能，电视机将电能转化为光能和内能，故D错误。
故选：A。
【变式1-3】如图所示是一个简化的玩具电动车的电路图。闭合开关S1，电动车运动，将电能主要转化为 机械 能；再闭合开关S2，小灯泡L和电动机M的连接方式是 并 联。
【答案】机械；并。
【解答】解：闭合开关S1，电动车运动，电动机在工作过程中，将电能主要转化为机械能；再闭合开关S2，灯泡与电动机并联。
故答案为：机械；并。
考点2 电功与电能的计算
1、电功的计算公式
（1）定义式：W=UIt：
U表示某段电路两端的电压，单位是V；
I表示通过该电路的电流，单位是A；
t表示通电时间，单位是s；
W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J．
（2）应用公式过程中的“同一性”：
a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量；
b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算．
2、电功与电能的计算：
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
①串联电路中常用公式：W=I2Rt；
②并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1；
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。
3、串、并联电路中电功的特点
（1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系；
a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。
b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。
概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。
②串、并联电路中电功分配关系
a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即W1：W2=R1：R2
b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即W1：W2=R2：R1。
3、方法点拨
（1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便；
（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算；
（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【典例2-1】小伟设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理如图甲所示。其中，电源两端电压为6V固定不变，定值电阻R0＝20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S后，下列说法中（ ）
①当环境温度降低，电压表的示数变小
②当环境温度为40℃时，电压表的示数为4V
③当电压表的示数为2V时，环境温度为20℃
④当环境温度为50℃时，定值电阻R0在1min内消耗的电能为240J
A．只有①③正确 B．只有①②正确 C．只有①④正确 D．只有②④正确
【答案】A。
【解答】解：①闭合开关，两电阻串联，电压表测量R0两端的电压。从图乙可知，当环境温度降低时，热敏电阻的阻值增大，根据串联分压特点可知R1两端的电压变大，电源电压不变，根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变小，故①正确；
②当环境温度为40℃时，从图乙可知，R1的阻值为20Ω，
根据欧姆定律可知电路中的电流I＝＝＝0.15A，
电压表的示数UV＝IR0＝0.15A×20Ω＝3V，故②错误；
③当电压表的示数为2V时，根据欧姆定律可知电路中的电流I′＝＝＝0.1A，
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知R1′＝＝＝40Ω，
从图乙可知，环境温度为20℃，故③正确；
④当环境温度为50℃时，从图乙可知，此时热敏电阻的阻值为10Ω，
根据欧姆定律可知电路中的电流I″＝＝＝0.2A，
定值电阻R0在1min内消耗的电能W＝I″2R0t＝（0.2A）2×20Ω×1×60s＝48J，故④错误。
故选：A。
【典例2-2】如图所示的电路，电源电压不变，电阻R＝5Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.4A，已知小灯泡灯丝的电阻恒为10Ω。通过小灯泡的电流 0.2 A；通电10s，整个电路消耗的电能 12 J。
【答案】0.2；12。
【解答】解：由图可知，灯泡与电阻R并联，电流表测通过R的电流；
（1）由欧姆定律可知，电阻R两端的电压：UR＝IRR＝0.4A×5Ω＝2V，
由并联电路的电压特点可知，灯泡两端的电压：UL＝UR＝2V，
则通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.2A，
由并联电路的电流特点可知，干路电流：I＝IL+IR＝0.2A+0.4A＝0.6A，
因此通电10s，整个电路消耗的电能：W＝UIt＝2V×0.6A×10s＝12J。
故答案为：0.2；12。
【典例2-3】如图所示，电阻R1＝20Ω，R2＝60Ω，两电阻并联，通过R2电流为0.2A。求：
（1）电源的电压；
（2）电路中的总电流；
（3）1min电路消耗的总电能。
【解答】解：（1）闭合开关，两电阻并联，通过R2电流为0.2A，
根据欧姆定律和并联电路的电压特点可知电源电压U＝I2R2＝0.2A×60Ω＝12V；
（2）根据欧姆定律可知通过R1的电流I1＝＝＝0.6A，
根据并联电路的电流特点可知干路电流I＝I1+I2＝0.6A+0.2A＝0.8A；
（3）1min电路消耗的总电能W＝UIt＝12V×0.8A×1×60s＝576J。
答：（1）电源的电压为12V；
（2）电路中的总电流为0.8A；
（3）1min电路消耗的总电能为576J。
【变式2-1】一新能源电动汽车，总质量为2×103kg，在平直的公路上以10m/s的速度匀速运动，车头正前方30m处的斑马线上有行人，为礼让行人，驾驶员开始刹车，从发现行人到停下，其v﹣t图像如图所示。若已知汽车匀速行驶时的动能恒为E＝1.0×105J，且减速过程中动能减少量的60%转化回收为电池电能，汽车停止时车头距斑马线1.5m。则（ ）
A．汽车减速过程机械能不变
B．驾驶员从发现行人到停下行驶了0.7m
C．汽车减速运动过程的平均速度大小为5m/s
D．刹车过程中，汽车回收的电能为6×105J
【答案】C。
【解答】解：A、汽车减速过程中，速度变小，动能变小，高度不变，重力势能不变，机械能是动能和势能之和，故机械能变小，故A错误；
B、从图中可知，反应时间为0.7s，反应时间内汽车运动的路程s＝vt＝10m/s×0.7s＝7m，故驾驶员从发现行人到停下行驶的路程大于7m，故B错误；
C、汽车减速运动过程的路程s′＝s总﹣s﹣s″＝30m﹣7m﹣1.5m＝21.5m，
减速过程所用的时间t′＝5s﹣0.7s＝4.3s，
减速过程的平均速度v′＝＝＝5m/s，故C正确；
D、汽车匀速行驶时的动能恒为E＝1.0×105J，且减速过程中动能减少量的60%转化回收为电池电能，故刹车过程中，汽车回收的电能W＝60%E＝60%×1.0×105J＝6×104J，故D错误。
故选C。
【变式2-2】一台电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加的电压为2V时，电动机正常工作，此时电流为0.2A，1min内电流做的功为 24 J。若电动机工作时突然停止转动（电动机没有损坏），则线圈在1min内产生的热量为 240 J。
【答案】24；240。
【解答】解：（1）电动机正常工作，此时电流为0.2A，1min内电流做的功：W＝UIt＝2V×0.2A×1﹣60s＝24J；
（2）当电动机突然停止转动时，通过线圈的电流：I′＝＝＝2A；
此时线圈在1min内产生的热量：Q＝I′2Rt＝（2A）2×1Ω×1×60s＝240J。
故答案为：24；240。
【变式2-3】如图甲所示电路，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样（灯丝电阻保持不变）变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关S、S1，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电压表示数为2V，求：
（1）小灯泡L的电阻。
（2）求上述情况下此电路一分钟消耗的电能。
（3）若更换电源为18V，只闭合开关S、S2，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙、丙所示（可能与之前相比更换了量程），但在后续操作中量程不变，求定值电阻R1的值。
【解答】解：（1）RL＝＝＝5Ω。
（2）IL＝＝＝0.5A，
t＝60s
W＝UIt＝（2.5V+2V）×0.5A×60s＝135J。
（3）根据变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样，可知电流表示数只能是0.5A，在此电流下，变阻器R2上最多只能加载10V电压，所以电压表示数只能是2.5V。
R1＝＝＝31Ω。
故答案为：（1）5Ω。（2）135J。（3）31Ω。
考点3 电能表与电功的测量
1、参数的理解：
（1）220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；
（2）30（100）A：表示该电能表的标定电流是30A，额定最大电流是100A；
（3）50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；
（4）120revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过120圈；
2、电能的求法：
（1）测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；
（2）测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。
※注意：利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW•h，记住单位之间换算关系：1kW•h=3.6×106J。
3、电功的测量：
利用电能表计算电功：
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能．在计算时通常有两种方法：
（1）先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能．
（2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
【典例3-1】如图所示分别是小阳家8月1日和9月1日电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断正确的是（ ）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．小阳家8月份消耗的电能为1011kW•h
C．电能表工作时的电流不应超过标定电流40A
D．这个电能表应该接在频率为50Hz的交流电路中使用
【答案】D。
【解答】解：A、电能表是测量电能的仪表，故A错误；
B、小阳家8月份消耗的电能：W＝W2﹣W1＝5647.8kW•h﹣5546.7kW•h＝101.1kW•h，故B错误；
C、“10（40）A”表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为40A，故C错误；
D、50Hz表示这个电能表应该接在频率为50Hz的交流电路中使用，故D正确。
故选：D。
【典例3-2】在家庭电路中，测量消耗电能的仪表是（ ）
A．电流表 B．电压表 C．灵敏电流表 D．电能表
【答案】D。
【解答】解：A．电流表是测量电路中电流大小的仪表，故A不符合题意；
B．电压表是测量电路两端电压大小的仪表，故B不符合题意；
C．灵敏电流表是用来检测电路中是否有电流的仪表，故C不符合题意；
D．电能表是直接用来测量消耗电能的仪表，故D符合题意。
故选：D。
【变式3-1】关于如图所示的电能表，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量消耗电功率的仪表
B．从表中可以看出，它所测量的电路消耗了200kW•h的电能
C．该电能表的单位为焦耳
D．只将一台标有“220V 1000W”的空调接在电路中，正常工作1h，转盘转720圈
【答案】D。
【解答】解：A、电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表，不是测电功率的仪表，故A错误；
BC、电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW•h，由图可知，电能表示数为20.0kW•h，表示它所测量的电路消耗了20.0kW•h的电能，故BC错误；
D、空调正常工作的电功率P＝1000W＝1kW，
由P＝可知，空调正常工作1h消耗的电能W＝Pt＝1kW×1h＝1kW•h；
电能表转盘转动的圈数：n＝1kW•h×720r/（kW•h）＝720r，故D正确。
故选：D。
【变式3-2】如图所示，电能表的示数为 201.9 kW•h，如果用电器连续工作12min，转盘转过1800圈，则此段时间内用电器消耗了 0.5 度电。
【答案】201.9；0.5。
【解答】解：（1）电能表最后一位是小数位，单位是kW•h，从电能表上可以看出电能表的示数为201.9kW•h；
（2）电能表上标有“3600r/kW•h”是指：电路中每消耗1kW•h的电能，电能表转3600转，
则转盘转过1800圈消耗的电能：W＝kW•h＝0.5kW•h＝0.5度。
故答案为：201.9；0.5。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021秋•来宾期末）如图所示的四种家用电器，其中有一用电器工作时主要能量转化形式与其他用电器不同的是（ ）
A．电熨斗 B．电饭煲
C．电风扇 D．电热水壶
【答案】C。
【解答】解：
A、图中的用电器是电熨斗，它工作时将电能转化为内能；
B、图中的用电器是电饭煲，它工作时将电能转化为内能；
C、图中的用电器是电风扇，它工作时将电能主要转化为机械能；
D、图中的用电器是电热水壶，它工作时将电能转化为内能。
综上所述，只有电风扇使用时能量转化的主要形式与其他用电器不同。
故选：C。
2．（2021秋•安新县期末）如图是一个能吹冷、热风的电吹风的简化电路。当它接入家庭电路时，下列分析正确的是（ ）
A．只闭合开关S1，只有电动机工作，电吹风吹出的是热风
B．只闭合开关S2，只有电热丝工作，电吹风不吹风
C．同时闭合开关S1和S2，电热丝和电动机同时工作，电吹风吹出的是热风
D．电吹风吹出热风的过程中，电能全部转化为内能
【答案】C。
【解答】解：
A、观察电路图可知，电动机M和电热丝R并联，S1在干路上，S2在R所在的支路上；
当只闭合开关S1时，R所在支路没有接通，只有M工作，吹出的是冷风，故A错误；
B、只闭合开关S2，电动机M和电热丝R都不工作，电吹风不会吹出风，故B错误；
C、当S1和S2都闭合时，R和M组成并联电路，同时工作，吹出的是热风；故C正确；
D、电吹风吹“热风”时，是电热丝和电动机都工作，而电动机主要将电能转化机械能，而电热丝是将电能转化内能，所以电吹风吹出热风的过程中，电能转化为内能和机械能，故D错误。
故选：C。
3．（2022•杭州二模）下列说法最接近实际的是（ ）
A．人体感觉最舒适的气温约为37℃
B．一本《科学》课本平放在桌面上时对桌面的压强约为80Pa
C．某冰箱制冷功率为200W，该冰箱正常工作一天耗电量约为4.8kW•h
D．普通中学生百米跑步时的平均速度约为12m/s
【答案】B。
【解答】解：A、人体感觉最舒适的气温约为25℃，故A错误；
B、一本《科学》课本重约2.5N，桌面的受力面积约为300cm2＝0.03m2，对桌面的压强p＝＝＝≈80Pa，故B正确；
C、冰箱有间隙性工作的特点，所以冰箱正常工作一天耗电量要小于4.8kW•h，故C错误；
D、普通中学生百米跑步的时间是15s左右，跑步的平均速度v＝＝≈6.7m/s，故D错误。
故选：B。
4．（2022•新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（ ）
A．2V B．3V C．4V D．5V
【答案】D。
【解答】解：在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，可知充电功率P′＝50P＝50×0.2W＝10W，
根据P＝UI可知充电器的充电电压U＝＝＝5V。
故选D。
5．（2021秋•金川区校级月考）串联电路中有两只灯L1、L2，如果L1的阻值大于L2的阻值，那么相等时间内，电流通过L1做的功W1和电流通过L2所做的功W2相比是（ ）
A．W1＜W2 B．W1＞W2 C．W1＝W2 D．无法比较
【答案】B。
【解答】解：两灯串联在电路中则电流相等，电流做功为：W＝I2Rt，因为R1＞R2，而时间是相同的，所以W1＞W2。
故选：B。
6．（2020秋•汶上县期末）有两个电阻R1和R2，R1＞R2，在电源电压一定的前提下，通电时间相同，电流做功最多的电路是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D。
【解答】解：
A图中单独将R1接在电路中，B图中单独将R2接在电路中，C图中将R1、R2串联在电路中，D图中将R1、R2并联在电路中；
根据串并联电路的电阻特点可知，两个电阻串联时，总电阻等于各分电阻之和，即总电阻越串越大，大于任何一个分电阻；两个电阻并联时，总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，即总电阻越并越小，小于任何一个分电阻；
已知R1＞R2，则A、B、C、D四个电路中总电阻的关系为RC＞RA＞RB＞RD；
由题可知电源电压不变，
根据公式W＝UIt＝t可知，相同时间内，两电阻并联时电流做功最多，故ABC错误，D正确。
故选：D。
7．（2022•湖北）小明家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图，下列说法正确的是（ ）
A．该电能表的标定电流为20A
B．该电能表应接在50Hz的直流电路中使用
C．小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转
D．小明家半年内的用电量是6335kW•h
【答案】C。
【解答】解：A、电能表上“10（20）A”是指电能表的标定电流为10A，故A错误；
B、50Hz是指电能表在50Hz的交流电路中使用，故B错误；
C、3000r/（kW•h）：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的铝盘转过3000圈，故C正确；
D、电能表的最后一位是小数、单位是kW•h，半年内的用电量是633.5kW•h，故D错误。
故选：C。
8．（2022•秦淮区二模）如图所示，在“比较两个灯泡亮度”的活动中，闭合开关后，调节滑动变阻器，使图a中规格为“2.5V 0.3A”的甲灯和规格为“3.8V 0.3A”的乙灯发光，下列说法正确的是（ ）
①灯越亮说明在相同时间内电流做功越多
②图a可探究电流做功多少与电压大小的关系
③图b可探究电流做功多少与电流大小的关系
④两图中甲灯均比乙灯亮
A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④
【答案】C。
【解答】解：根据欧姆定律可得灯泡的电阻：R1＝＝≈8.33Ω，R2＝＝≈12.67Ω，
（1）根据转换法可知，实验中通过灯泡的亮度来表示两灯相同时间内做功的多少；灯越亮说明在相同时间内电流做功越多；
a图中两灯串联，两电压表分别测两灯两端的电压，根据串联分压原理可知电阻大的灯泡其两端电压大，比较可知灯泡L乙两端的电压大，串联电路各处电流相等，根据W＝UIt可知，在电流和通电时间相同时，电压越大，电流所做的功越多，灯泡越亮，灯泡乙的电阻大，灯泡乙越亮，所以可“探究电流做功多少与电压大小的关系”，故①②正确；
（2）b图中两灯并联，两电流表分别测通过两灯电流，甲灯泡的电阻小于乙灯泡的电阻，根据欧姆定律可知，通过甲灯泡的电流大于通过乙灯泡的电流；根据P＝UI可知，甲灯亮，相同时间甲灯做功也多，可“探究电流做功多少与电流大小的关系”，故③正确；
（3）由（1）（2）可知，在两图中，不是甲灯都比乙灯亮，故④错误。
故选：C。
二、填空题。
9．（2022•沂源县模拟）现有长度相同的铜导线甲和乙，已知甲的电阻较大，则甲的横截面积 小于 乙的横截面积；若将它们串联在电路中，甲两端的电压 大于 乙两端的电压，电流通过甲电阻做的功 大于 电流通过乙电阻做的功；若将它们并联在电路中，则甲的电阻 大于 它们并联的总电阻。（均选填“小于”、“等于”或“大于”）
【答案】小于；大于；大于；大于。
【解答】解：（1）由题意可知，甲、乙两导线材料相同和长度相同，甲的电阻较大，则甲的横截面积小于乙的横截面积；
（2）若将它们串联后接入电路，串联电路的电流I相等，由U＝IR可知，甲两端的电压大于乙两端的电压；
（3）因为串联电路中处处电流相等，所以两导线串联时，通过甲乙的电流相等，据W＝UIt可知，相同时间内，I相同，且甲两端电压大于乙两端电压，故电流通过甲电阻做的功比通过乙电阻做的功多；
（4）并联后的总电阻小于任何一个并联电阻的阻值，则甲的电阻大于它们并联的总电阻。
故答案为：小于；大于；大于；大于。
10．（2021秋•武山县期末）我国民用航空局规定，旅客乘机携带的充电宝规格不得超过160W•h，这里的“160W•h”合 0.16 度，合 5.76×105 J。
【答案】0.16；5.76×105。
【解答】解：因为1度＝1kW•h＝1000W•h，1kW＝1000W，
所以160W•h＝0.16kW•h＝0.16度。
0.16kW•h＝0.16×3.6×106J＝5.76×105J。
故答案为：0.16；5.76×105。
11．（2022•漳州模拟）甲和乙两个充电器分别标注“输出5V，1200mA”和“输出5V，4A”，其中 乙 是快速充电器，且超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要 大 一些。
【答案】乙；大。
【解答】解：两个充电器的充电功率分别为：
P1＝U1I1＝5V×1200×10﹣3A＝6W，
P2＝U2I2＝5V×4A＝20W，
所以第二个的功率大，充电速度快，即第二个为快速充电器；
根据欧姆定律可知两个充电器的电阻分别为：
R1＝＝≈4.2Ω，
R2＝＝＝1.25Ω＜R1，
在温度、材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小，故超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要大一些。
故答案为：乙；大。
12．（2022•淮北一模）某无人机由输出电压为15V、容量为10000mA•h的电池提供飞行能量。若这些电能的80%用于飞行，则当飞行功率为200W时，最长的飞行时间为 0.6 h。
【答案】0.6。
【解答】解：该无人机电池最多可提供的电能为：
W电＝UIt＝15V×10000mA•h＝15V×10A×3600s＝540000J＝0.15kW•h，
由题意可知，输出的机械能：W＝W电×80%＝0.15kW•h×80%＝0.12kW•h，
飞行功率P＝200W＝0.2kW，
由P＝得，飞行时间为：
t＝＝＝0.6h。
故答案为：0.6。
13．（2021秋•雷州市校级期末）电能表是用来测量 消耗电能多少 的仪表，小明家的电能表月初的示数如图所示，月底示数为212.5kW•h，则该月内消耗的电能是 200 kW•h，若用电价格是0.7元/（kW•h），则小明家该月电费为 140 元。
【答案】消耗电能多少；200；140。
【解答】解：电能表是测量消耗电能多少的仪器；
本月消耗电能为：W＝W2−W1＝212.5kW•h−12.5kW•h＝200kW•h；
电费的单价为：0.7元/（kW•h），
应交电费为：200kW•h×0.7元/（kW•h）＝140元；
故答案为：消耗电能多少；200；140。
14．（2021•邵阳四模）为了探究“影响电功的因素”，某课外活动小组设计了如题图所示的实验方案。图中白炽灯 L1 为“220V﹣40W”，R1 ＝1210Ω，L2 为“220V﹣100W”，R2 ＝484Ω；电能表的参数为“220V，50Hz，5（10）A，2 400r/（KW•h）”。其实验过程是：S1 闭合，S2 断开，观察5min内电能表转盘的转数 n1 ＝8圈；S1 断开，S2 闭合，观察5min内电能表转盘的转数 n2 ＝20圈；S1 ，S2 均闭合，5min内电能表转盘的转数 n3 ＝28圈。在三次实验中均观察到L2比L1 亮；用手接近白炽灯（不接触）均感到测L2比L1热。请你根据对这些实验现象的分析回答下面的问题：
（1）S1 ，S2 均闭合时，L1 ，L2属于 并 联电路，L1、L2两端的电压 相同 ，通过的电流 不相同 （填“相同”或“不相同”）。
（2）由n2 ＞n1可知，在相同时间内，L1消耗的电能 少于 L2消耗的电能。
（3）由L2比L1热，L2比L1亮可知，电流通过L2转化的电能 大于 通过L1转化的电能。
（4）根据欧姆定律，通过的L1电流I1 小于 通过L2的电流I2。
（5）通过以上分析可以得出如下结论：在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与 电流 有关， 电流 越大，电流做功 越多 。
【答案】（1）并；相同；不相同；（2）少于；（3）大于；（4）小于；（5）电流；电流；越多。
【解答】解：（1）由电路图可知，S1 ，S2 均闭合时，L1、L2并联，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，
∴L1、L2两端的电压相同，
∵两灯泡的电阻不相等，
∴根据欧姆定律可知，两灯泡的电流不相等。
（2）由题意可知，5min内，L1单独工作时电能表转盘的转数为8圈，L2单独工作时电能表转盘的转数为20圈，
∴在相同时间内，L1消耗的电能少于L2消耗的电能；
（3）L2比L1亮说明L2的功率大于L1的功率，L2比L1热说明电流通过L2产生的热量大于L1产生的热量，即电流通过L2转化的电能大于通过L1转化的电能；
（4）两灯泡两端的电压，由I＝可知，L1的电阻大于L2的电阻，通过L2的电流大于L1的电流；
（5）通过以上分析可以得出如下结论：在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与电流有关，电流越大，电流做功越多。
故答案为：（1）并；相同；不相同；（2）少于；（3）大于；（4）小于；（5）电流；电流；越多。
三、计算题。
15．（2022•青岛模拟）如图，某电动卡车将矿石从A处匀速运到C处，全程速度均为5m/s，卡车和矿石总质量1.2×104kg。从A到B的过程中，卡车的驱动电机变为发电机为蓄电池充电，卡车和矿石的势能减少3.6×107J，其中30%转化为蓄电池增加的电能；从B到C的过程中，卡车受到的摩擦阻力为总重的0.2倍，蓄电池减少的电能只有80%用于驱动汽车行驶，到达C处，蓄电池显示的电能比A处少1kW•h，g取10N/kg。求：
（1）A到B的过程中，蓄电池增加的电能；
（2）B到C的过程中，卡车牵引力做功的功率；
（3）BC段路程。
【解答】解：（1）卡车和矿石的势能减少3.6×107J，其中30%转化为蓄电池增加的电能；则A到B的过程中，蓄电池增加的电能为W＝ΔWη＝3.6×107J×30%＝1.08×107J；
（2）卡车和矿石总质量1.2×104kg，卡车与矿石的总重为
G＝mg＝1.2×104kg×10N/kg＝1.2×105N
卡车受到的摩擦阻力为总重的0.2倍，由于卡车做匀速直线运动，处于平衡状态，牵引力大小等于摩擦阻力。牵引力为F＝f＝0.2G＝0.2×1.2×105N＝2.4×104N，
卡车牵引力做功的功率P＝Fv＝2.4×104N×5m/s＝1.2×105W；
（3）BC段路程共消耗的电能为W总＝W+W电＝1.08×107J+1kW•h＝1.08×107J+3.6×106J＝1.44×107J
只有80%用于驱动汽车行驶，则消耗电能驱动汽车做的功为W车＝W总η1＝1.44×107J×80%＝1.152×107J，
BC段的路程为s＝＝＝480m。
答：（1）A到B的过程中，蓄电池增加的电能是1.08×107J；
（2）B到C的过程中，卡车牵引力做功的功率是1.2×105W；
（3）BC段路程是480m。
16．（2021秋•沙湾县期末）如图所示，定值电阻R1和R2并联在电压为6V的电源上，当开关闭合时，电流表A1的示数为0.2A，电流表A2的示数为0.3A．求：
（1）通过电源的电流；
（2）定值电阻R1、R2的阻值；
（3）整个电路在10s内消耗的电能。
【解答】解：（1）因为并联电路干路中的电流等于各支路电流之和，所以通过电源的电流为：
I＝I1+I2＝0.2A+0.3A＝0.5A；
（2）因为并联电路各支路电压相等，且电压电源电压，即U1＝U2＝U＝6V，
所以定值电阻R1、R2的阻值为：
R1＝＝＝30Ω，
R2＝＝＝20Ω；
（3）整个电路在10s内消耗的电能为：
W＝UIt＝6V×0.5A×10s＝30J。
答：（1）通过电源的电流为0.5A；
（2）R1的阻值为30Ω，R2的阻值为20Ω；
（3）整个电路在10s内消耗的电能为30J。
四、解答题。
17．（2021秋•自贡期末）小强去看爷爷，发现爷爷使用的风扇有些脏了（如图），于是他断开电源准备擦拭风扇。拆卸时他发现风扇的电机有些热，扇叶上还附着有不少灰尘。请你用所学的物理知识回答以下问题：
（1）电动机工作时，电能的转化情况是怎样的？
（2）为什么扇叶容易附着灰尘？
【答案】（1）电动机工作时，电能转化为机械能和内能。（2）扇叶与空气摩擦起电，而带电体具有吸引轻小物体的性质，从而吸引轻小的灰尘。
【解答】解：电动机工作时，风扇在转动，部分电能转化为机械能；同时电机发热，部分电能转化为内能，故电动机工作时，电能转化为机械能和内能；而带电体具有吸引轻小物体的性质，故可以吸引轻小灰尘，导致扇叶容易附着灰尘。
故答案为：（1）电动机工作时，电能转化为机械能和内能。（2）扇叶与空气摩擦起电，而带电体具有吸引轻小物体的性质，从而吸引轻小的灰尘。
18．（2022•宁波）电动汽车正在走进千家万户。高速公路上有一平直路段AB，相距5km，一辆电动汽车从A地匀速运动到B地用时0.05h，这一行程中电动汽车的平均能耗为0.22kW•h/km。
（1）从A地到B地，电动汽车的速度为 100 km/h。
（2）从A地到B地，电动汽车消耗的电能为 1.1 kW•h。
（3）不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的CO2排放系数为：1.00kg/kW•h（消耗1kW•h的电能相当于排放1.00kg的CO2）。求汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放多少千克的碳元素？
（4）从A地到B地的行程中，电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进，求汽车受到的阻力大小。
【答案】（1）100。（2）1.1。（3）汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放0.3kg的碳元素。（4）汽车受到的阻力大小为594N。
【解答】解：（1）从A地到B地，电动汽车的速度v＝＝＝100km/h。
（2）从A地到B地，电动汽车消耗的电能W＝0.22kW•h/km×5km＝1.1kW•h＝3.96×106J。
（3）汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放的CO2的质量m＝1.00kg/kW•h×1.1kW•h＝1.1kg。
相当于排放多少千克的碳元素mC＝1.1kg×＝0.3kg。
（4）从A地到B地的行程中，电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进，
牵引力做的功W牵＝W×75%＝3.96×106J×75%＝2.97×106J，
牵引力的大小F＝＝＝594N，
电动汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，故汽车受到的阻力大小f＝F＝594N。
故答案为：（1）100。（2）1.1。（3）汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放0.3kg的碳元素。（4）汽车受到的阻力大小为594N。
15.1 电能表与电功（原卷版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 电功与电能和电功的测量
1、电功与电能：
（1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
（2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。2、电功的实质：
（1）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能,电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程;
（2）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
【典例1-1】下列不是利用电能的机器是（ ）
A．汽油机 B．电饭煲 C．电磁炉 D．电水壶
【典例1-2】下列单独一个用电器正常工作时，在相同时间内消耗电能最多的是（ ）
A．笔记本电脑 B．电冰箱 C．白炽灯 D．空调
【典例1-3】我们教室里有日光灯和电风扇，它们的连接方式是 （选填“串联”或“并联”）；电风扇工作时主要是将 能转化为 能。
【变式1-1】下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电解水制氧
【变式1-2】将规格都是“220V 100W”的电风扇、电视机各一个并联在220V的电路中，工作相同时间，下列说法正确的是（ ）
A．两个用电器消耗的电能一样多 B．电风扇消耗的电能多
C．电视机消耗的电能多 D．它们消耗的电能都转化为了内能
【变式1-3】如图所示是一个简化的玩具电动车的电路图。闭合开关S1，电动车运动，将电能主要转化为 能；再闭合开关S2，小灯泡L和电动机M的连接方式是 联。
考点2 电功与电能的计算
1、电功的计算公式
（1）定义式：W=UIt：
U表示某段电路两端的电压，单位是V；
I表示通过该电路的电流，单位是A；
t表示通电时间，单位是s；
W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J．
（2）应用公式过程中的“同一性”：
a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量；
b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算．
2、电功与电能的计算：
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：①串联电路中常用公式：W=I2Rt；
②并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1；
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。
3、串、并联电路中电功的特点
（1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系；
a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。
b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。
概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。
②串、并联电路中电功分配关系
a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即W1：W2=R1：R2
b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即W1：W2=R2：R1。
3、方法点拨
（1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便；
（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算；
（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【典例2-1】小伟设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理如图甲所示。其中，电源两端电压为6V固定不变，定值电阻R0＝20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S后，下列说法中（ ）
①当环境温度降低，电压表的示数变小
②当环境温度为40℃时，电压表的示数为4V
③当电压表的示数为2V时，环境温度为20℃
④当环境温度为50℃时，定值电阻R0在1min内消耗的电能为240J
A．只有①③正确 B．只有①②正确 C．只有①④正确 D．只有②④正确
【典例2-2】如图所示的电路，电源电压不变，电阻R＝5Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.4A，已知小灯泡灯丝的电阻恒为10Ω。通过小灯泡的电流 A；通电10s，整个电路消耗的电能 J。
【典例2-3】如图所示，电阻R1＝20Ω，R2＝60Ω，两电阻并联，通过R2电流为0.2A。求：
（1）电源的电压；
（2）电路中的总电流；
（3）1min电路消耗的总电能。
【变式2-1】一新能源电动汽车，总质量为2×103kg，在平直的公路上以10m/s的速度匀速运动，车头正前方30m处的斑马线上有行人，为礼让行人，驾驶员开始刹车，从发现行人到停下，其v﹣t图像如图所示。若已知汽车匀速行驶时的动能恒为E＝1.0×105J，且减速过程中动能减少量的60%转化回收为电池电能，汽车停止时车头距斑马线1.5m。则（ ）
A．汽车减速过程机械能不变
B．驾驶员从发现行人到停下行驶了0.7m
C．汽车减速运动过程的平均速度大小为5m/s
D．刹车过程中，汽车回收的电能为6×105J
【变式2-2】一台电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加的电压为2V时，电动机正常工作，此时电流为0.2A，1min内电流做的功为 J。若电动机工作时突然停止转动（电动机没有损坏），则线圈在1min内产生的热量为 J。
【变式2-3】如图甲所示电路，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样（灯丝电阻保持不变）变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关S、S1，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电压表示数为2V，求：
（1）小灯泡L的电阻。
（2）求上述情况下此电路一分钟消耗的电能。
（3）若更换电源为18V，只闭合开关S、S2，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙、丙所示（可能与之前相比更换了量程），但在后续操作中量程不变，求定值电阻R1的值。
考点3 电能表与电功的测量
1、参数的理解：
（1）220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；
（2）30（100）A：表示该电能表的标定电流是30A，额定最大电流是100A；
（3）50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；
（4）120revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过120圈；
2、电能的求法：
（1）测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；
（2）测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。
※注意：利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW•h，记住单位之间换算关系：1kW•h=3.6×106J。
3、电功的测量：
利用电能表计算电功：
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能．在计算时通常有两种方法：
（1）先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能．
（2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
【典例3-1】如图所示分别是小阳家8月1日和9月1日电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断正确的是（ ）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．小阳家8月份消耗的电能为1011kW•h
C．电能表工作时的电流不应超过标定电流40A
D．这个电能表应该接在频率为50Hz的交流电路中使用
【典例3-2】在家庭电路中，测量消耗电能的仪表是（ ）
A．电流表 B．电压表 C．灵敏电流表 D．电能表
【变式3-1】关于如图所示的电能表，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量消耗电功率的仪表
B．从表中可以看出，它所测量的电路消耗了200kW•h的电能
C．该电能表的单位为焦耳
D．只将一台标有“220V 1000W”的空调接在电路中，正常工作1h，转盘转720圈
【变式3-2】如图所示，电能表的示数为 kW•h，如果用电器连续工作12min，转盘转过1800圈，则此段时间内用电器消耗了 度电。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021秋•来宾期末）如图所示的四种家用电器，其中有一用电器工作时主要能量转化形式与其他用电器不同的是（ ）
A．电熨斗 B．电饭煲
C．电风扇 D．电热水壶
2．（2021秋•安新县期末）如图是一个能吹冷、热风的电吹风的简化电路。当它接入家庭电路时，下列分析正确的是（ ）
A．只闭合开关S1，只有电动机工作，电吹风吹出的是热风
B．只闭合开关S2，只有电热丝工作，电吹风不吹风
C．同时闭合开关S1和S2，电热丝和电动机同时工作，电吹风吹出的是热风
D．电吹风吹出热风的过程中，电能全部转化为内能
3．（2022•杭州二模）下列说法最接近实际的是（ ）
A．人体感觉最舒适的气温约为37℃
B．一本《科学》课本平放在桌面上时对桌面的压强约为80Pa
C．某冰箱制冷功率为200W，该冰箱正常工作一天耗电量约为4.8kW•h
D．普通中学生百米跑步时的平均速度约为12m/s
4．（2022•新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（ ）
A．2V B．3V C．4V D．5V
5．（2021秋•金川区校级月考）串联电路中有两只灯L1、L2，如果L1的阻值大于L2的阻值，那么相等时间内，电流通过L1做的功W1和电流通过L2所做的功W2相比是（ ）
A．W1＜W2 B．W1＞W2 C．W1＝W2 D．无法比较
6．（2020秋•汶上县期末）有两个电阻R1和R2，R1＞R2，在电源电压一定的前提下，通电时间相同，电流做功最多的电路是（ ）
A． B． C． D．
7．（2022•湖北）小明家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图，下列说法正确的是（ ）
A．该电能表的标定电流为20A
B．该电能表应接在50Hz的直流电路中使用
C．小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转
D．小明家半年内的用电量是6335kW•h
8．（2022•秦淮区二模）如图所示，在“比较两个灯泡亮度”的活动中，闭合开关后，调节滑动变阻器，使图a中规格为“2.5V 0.3A”的甲灯和规格为“3.8V 0.3A”的乙灯发光，下列说法正确的是（ ）
①灯越亮说明在相同时间内电流做功越多
②图a可探究电流做功多少与电压大小的关系
③图b可探究电流做功多少与电流大小的关系
④两图中甲灯均比乙灯亮
A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④
二、填空题。
9．（2022•沂源县模拟）现有长度相同的铜导线甲和乙，已知甲的电阻较大，则甲的横截面积 乙的横截面积；若将它们串联在电路中，甲两端的电压 乙两端的电压，电流通过甲电阻做的功 电流通过乙电阻做的功；若将它们并联在电路中，则甲的电阻 它们并联的总电阻。（均选填“小于”、“等于”或“大于”）
10．（2021秋•武山县期末）我国民用航空局规定，旅客乘机携带的充电宝规格不得超过160W•h，这里的“160W•h”合 度，合 J。
11．（2022•漳州模拟）甲和乙两个充电器分别标注“输出5V，1200mA”和“输出5V，4A”，其中 是快速充电器，且超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要 一些。
12．（2022•淮北一模）某无人机由输出电压为15V、容量为10000mA•h的电池提供飞行能量。若这些电能的80%用于飞行，则当飞行功率为200W时，最长的飞行时间为 h。
13．（2021秋•雷州市校级期末）电能表是用来测量 的仪表，小明家的电能表月初的示数如图所示，月底示数为212.5kW•h，则该月内消耗的电能是 kW•h，若用电价格是0.7元/（kW•h），则小明家该月电费为 元。
14．（2021•邵阳四模）为了探究“影响电功的因素”，某课外活动小组设计了如题图所示的实验方案。图中白炽灯 L1 为“220V﹣40W”，R1 ＝1210Ω，L2 为“220V﹣100W”，R2 ＝484Ω；电能表的参数为“220V，50Hz，5（10）A，2 400r/（KW•h）”。其实验过程是：S1 闭合，S2 断开，观察5min内电能表转盘的转数 n1 ＝8圈；S1 断开，S2 闭合，观察5min内电能表转盘的转数 n2 ＝20圈；S1 ，S2 均闭合，5min内电能表转盘的转数 n3 ＝28圈。在三次实验中均观察到L2比L1 亮；用手接近白炽灯（不接触）均感到测L2比L1热。请你根据对这些实验现象的分析回答下面的问题：
（1）S1 ，S2 均闭合时，L1 ，L2属于 联电路，L1、L2两端的电压 ，通过的电流 （填“相同”或“不相同”）。
（2）由n2 ＞n1可知，在相同时间内，L1消耗的电能 L2消耗的电能。
（3）由L2比L1热，L2比L1亮可知，电流通过L2转化的电能 通过L1转化的电能。
（4）根据欧姆定律，通过的L1电流I1 通过L2的电流I2。
（5）通过以上分析可以得出如下结论：在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与 有关， 越大，电流做功 。
三、计算题。
15．（2022•青岛模拟）如图，某电动卡车将矿石从A处匀速运到C处，全程速度均为5m/s，卡车和矿石总质量1.2×104kg。从A到B的过程中，卡车的驱动电机变为发电机为蓄电池充电，卡车和矿石的势能减少3.6×107J，其中30%转化为蓄电池增加的电能；从B到C的过程中，卡车受到的摩擦阻力为总重的0.2倍，蓄电池减少的电能只有80%用于驱动汽车行驶，到达C处，蓄电池显示的电能比A处少1kW•h，g取10N/kg。求：
（1）A到B的过程中，蓄电池增加的电能；
（2）B到C的过程中，卡车牵引力做功的功率；
（3）BC段路程。
16．（2021秋•沙湾县期末）如图所示，定值电阻R1和R2并联在电压为6V的电源上，当开关闭合时，电流表A1的示数为0.2A，电流表A2的示数为0.3A．求：
（1）通过电源的电流；
（2）定值电阻R1、R2的阻值；
（3）整个电路在10s内消耗的电能。
四、解答题。
17．（2021秋•自贡期末）小强去看爷爷，发现爷爷使用的风扇有些脏了（如图），于是他断开电源准备擦拭风扇。拆卸时他发现风扇的电机有些热，扇叶上还附着有不少灰尘。请你用所学的物理知识回答以下问题：
（1）电动机工作时，电能的转化情况是怎样的？
（2）为什么扇叶容易附着灰尘？
18．（2022•宁波）电动汽车正在走进千家万户。高速公路上有一平直路段AB，相距5km，一辆电动汽车从A地匀速运动到B地用时0.05h，这一行程中电动汽车的平均能耗为0.22kW•h/km。
（1）从A地到B地，电动汽车的速度为 km/h。
（2）从A地到B地，电动汽车消耗的电能为 kW•h。
（3）不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的CO2排放系数为：1.00kg/kW•h（消耗1kW•h的电能相当于排放1.00kg的CO2）。求汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放多少千克的碳元素？
（4）从A地到B地的行程中，电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进，求汽车受到的阻力大小。
15.1 电能表与电功（解析版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 电功与电能和电功的测量
1、电功与电能：
（1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
（2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。2、电功的实质：
（1）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能,电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程;
（2）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
【典例1-1】下列不是利用电能的机器是（ ）
A．汽油机 B．电饭煲 C．电磁炉 D．电水壶
【答案】A。
【解答】解：A、汽油机是将燃料的化学能转化为机械能的机器，故A符合题意；
B、电饭煲是消耗电能产生热能的机器，故B不符合题意；
C、电磁炉是消耗电能产生热能的机器，故C不符合题意；
D、电水壶是消耗电能产生热能的机器，故D不符合题意。
故选：A。
【典例1-2】下列单独一个用电器正常工作时，在相同时间内消耗电能最多的是（ ）
A．笔记本电脑 B．电冰箱 C．白炽灯 D．空调
【答案】D。
【解答】解：笔记本电脑、电冰箱、白炽灯、空调都正常工作时，笔记本电脑的功率在70W左右，电冰箱的功率在200W左右，白炽灯的功率在40W左右，空调的功率在1000W左右，在相同时间内，由W＝Pt可知，空调消耗的电能多。
故选：D。
【典例1-3】我们教室里有日光灯和电风扇，它们的连接方式是 并联 （选填“串联”或“并联”）；电风扇工作时主要是将 电 能转化为 机械 能。
【答案】并联；电；机械。
【解答】解：由于家庭电路中的用电器互不影响，所以这些用电器是并联的；
电风扇工作时消耗了电能，将电能主要转化为机械能。
故答案为：并联；电；机械。
【变式1-1】下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电解水制氧
【答案】A。
【解答】解：A、电风扇吹风，电能主要转化成机械能，故A正确；
B、电灯发光，电能转化成光能和内能，故B错误；
C、电饭锅煮饭，是电能转化为内能，故C错误；
D、电解水制氧，由电能转化成化学能，故D错误。
故选：A。
【变式1-2】将规格都是“220V 100W”的电风扇、电视机各一个并联在220V的电路中，工作相同时间，下列说法正确的是（ ）
A．两个用电器消耗的电能一样多
B．电风扇消耗的电能多
C．电视机消耗的电能多
D．它们消耗的电能都转化为了内能
【答案】A。
【解答】解：ABC、两用电器接入家庭电路中时它们两端的电压均为U＝220V，实际功率P实＝P额＝100W，由P＝的变形式W＝Pt可知，通电时间相同时，两用电器消耗的电能相同，故A正确，BC错误；
D、电风扇中的电动机将电能转化机械能和内能，电视机将电能转化为光能和内能，故D错误。
故选：A。
【变式1-3】如图所示是一个简化的玩具电动车的电路图。闭合开关S1，电动车运动，将电能主要转化为 机械 能；再闭合开关S2，小灯泡L和电动机M的连接方式是 并 联。
【答案】机械；并。
【解答】解：闭合开关S1，电动车运动，电动机在工作过程中，将电能主要转化为机械能；再闭合开关S2，灯泡与电动机并联。
故答案为：机械；并。
考点2 电功与电能的计算
1、电功的计算公式
（1）定义式：W=UIt：
U表示某段电路两端的电压，单位是V；
I表示通过该电路的电流，单位是A；
t表示通电时间，单位是s；
W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J．
（2）应用公式过程中的“同一性”：
a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量；
b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算．
2、电功与电能的计算：
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
①串联电路中常用公式：W=I2Rt；
②并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1；
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。
3、串、并联电路中电功的特点
（1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系；
a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。
b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。
概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。
②串、并联电路中电功分配关系
a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即W1：W2=R1：R2
b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即W1：W2=R2：R1。
3、方法点拨
（1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便；
（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算；
（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【典例2-1】小伟设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理如图甲所示。其中，电源两端电压为6V固定不变，定值电阻R0＝20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S后，下列说法中（ ）
①当环境温度降低，电压表的示数变小
②当环境温度为40℃时，电压表的示数为4V
③当电压表的示数为2V时，环境温度为20℃
④当环境温度为50℃时，定值电阻R0在1min内消耗的电能为240J
A．只有①③正确 B．只有①②正确 C．只有①④正确 D．只有②④正确
【答案】A。
【解答】解：①闭合开关，两电阻串联，电压表测量R0两端的电压。从图乙可知，当环境温度降低时，热敏电阻的阻值增大，根据串联分压特点可知R1两端的电压变大，电源电压不变，根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变小，故①正确；
②当环境温度为40℃时，从图乙可知，R1的阻值为20Ω，
根据欧姆定律可知电路中的电流I＝＝＝0.15A，
电压表的示数UV＝IR0＝0.15A×20Ω＝3V，故②错误；
③当电压表的示数为2V时，根据欧姆定律可知电路中的电流I′＝＝＝0.1A，
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知R1′＝＝＝40Ω，
从图乙可知，环境温度为20℃，故③正确；
④当环境温度为50℃时，从图乙可知，此时热敏电阻的阻值为10Ω，
根据欧姆定律可知电路中的电流I″＝＝＝0.2A，
定值电阻R0在1min内消耗的电能W＝I″2R0t＝（0.2A）2×20Ω×1×60s＝48J，故④错误。
故选：A。
【典例2-2】如图所示的电路，电源电压不变，电阻R＝5Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.4A，已知小灯泡灯丝的电阻恒为10Ω。通过小灯泡的电流 0.2 A；通电10s，整个电路消耗的电能 12 J。
【答案】0.2；12。
【解答】解：由图可知，灯泡与电阻R并联，电流表测通过R的电流；
（1）由欧姆定律可知，电阻R两端的电压：UR＝IRR＝0.4A×5Ω＝2V，
由并联电路的电压特点可知，灯泡两端的电压：UL＝UR＝2V，
则通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.2A，
由并联电路的电流特点可知，干路电流：I＝IL+IR＝0.2A+0.4A＝0.6A，
因此通电10s，整个电路消耗的电能：W＝UIt＝2V×0.6A×10s＝12J。
故答案为：0.2；12。
【典例2-3】如图所示，电阻R1＝20Ω，R2＝60Ω，两电阻并联，通过R2电流为0.2A。求：
（1）电源的电压；
（2）电路中的总电流；
（3）1min电路消耗的总电能。
【解答】解：（1）闭合开关，两电阻并联，通过R2电流为0.2A，
根据欧姆定律和并联电路的电压特点可知电源电压U＝I2R2＝0.2A×60Ω＝12V；
（2）根据欧姆定律可知通过R1的电流I1＝＝＝0.6A，
根据并联电路的电流特点可知干路电流I＝I1+I2＝0.6A+0.2A＝0.8A；
（3）1min电路消耗的总电能W＝UIt＝12V×0.8A×1×60s＝576J。
答：（1）电源的电压为12V；
（2）电路中的总电流为0.8A；
（3）1min电路消耗的总电能为576J。
【变式2-1】一新能源电动汽车，总质量为2×103kg，在平直的公路上以10m/s的速度匀速运动，车头正前方30m处的斑马线上有行人，为礼让行人，驾驶员开始刹车，从发现行人到停下，其v﹣t图像如图所示。若已知汽车匀速行驶时的动能恒为E＝1.0×105J，且减速过程中动能减少量的60%转化回收为电池电能，汽车停止时车头距斑马线1.5m。则（ ）
A．汽车减速过程机械能不变
B．驾驶员从发现行人到停下行驶了0.7m
C．汽车减速运动过程的平均速度大小为5m/s
D．刹车过程中，汽车回收的电能为6×105J
【答案】C。
【解答】解：A、汽车减速过程中，速度变小，动能变小，高度不变，重力势能不变，机械能是动能和势能之和，故机械能变小，故A错误；
B、从图中可知，反应时间为0.7s，反应时间内汽车运动的路程s＝vt＝10m/s×0.7s＝7m，故驾驶员从发现行人到停下行驶的路程大于7m，故B错误；
C、汽车减速运动过程的路程s′＝s总﹣s﹣s″＝30m﹣7m﹣1.5m＝21.5m，
减速过程所用的时间t′＝5s﹣0.7s＝4.3s，
减速过程的平均速度v′＝＝＝5m/s，故C正确；
D、汽车匀速行驶时的动能恒为E＝1.0×105J，且减速过程中动能减少量的60%转化回收为电池电能，故刹车过程中，汽车回收的电能W＝60%E＝60%×1.0×105J＝6×104J，故D错误。
故选C。
【变式2-2】一台电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加的电压为2V时，电动机正常工作，此时电流为0.2A，1min内电流做的功为 24 J。若电动机工作时突然停止转动（电动机没有损坏），则线圈在1min内产生的热量为 240 J。
【答案】24；240。
【解答】解：（1）电动机正常工作，此时电流为0.2A，1min内电流做的功：W＝UIt＝2V×0.2A×1﹣60s＝24J；
（2）当电动机突然停止转动时，通过线圈的电流：I′＝＝＝2A；
此时线圈在1min内产生的热量：Q＝I′2Rt＝（2A）2×1Ω×1×60s＝240J。
故答案为：24；240。
【变式2-3】如图甲所示电路，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样（灯丝电阻保持不变）变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关S、S1，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电压表示数为2V，求：
（1）小灯泡L的电阻。
（2）求上述情况下此电路一分钟消耗的电能。
（3）若更换电源为18V，只闭合开关S、S2，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙、丙所示（可能与之前相比更换了量程），但在后续操作中量程不变，求定值电阻R1的值。
【解答】解：（1）RL＝＝＝5Ω。
（2）IL＝＝＝0.5A，
t＝60s
W＝UIt＝（2.5V+2V）×0.5A×60s＝135J。
（3）根据变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样，可知电流表示数只能是0.5A，在此电流下，变阻器R2上最多只能加载10V电压，所以电压表示数只能是2.5V。
R1＝＝＝31Ω。
故答案为：（1）5Ω。（2）135J。（3）31Ω。
考点3 电能表与电功的测量
1、参数的理解：
（1）220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；
（2）30（100）A：表示该电能表的标定电流是30A，额定最大电流是100A；
（3）50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；
（4）120revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过120圈；
2、电能的求法：
（1）测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；
（2）测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。
※注意：利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW•h，记住单位之间换算关系：1kW•h=3.6×106J。
3、电功的测量：
利用电能表计算电功：
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能．在计算时通常有两种方法：
（1）先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能．
（2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
【典例3-1】如图所示分别是小阳家8月1日和9月1日电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断正确的是（ ）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．小阳家8月份消耗的电能为1011kW•h
C．电能表工作时的电流不应超过标定电流40A
D．这个电能表应该接在频率为50Hz的交流电路中使用
【答案】D。
【解答】解：A、电能表是测量电能的仪表，故A错误；
B、小阳家8月份消耗的电能：W＝W2﹣W1＝5647.8kW•h﹣5546.7kW•h＝101.1kW•h，故B错误；
C、“10（40）A”表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为40A，故C错误；
D、50Hz表示这个电能表应该接在频率为50Hz的交流电路中使用，故D正确。
故选：D。
【典例3-2】在家庭电路中，测量消耗电能的仪表是（ ）
A．电流表 B．电压表 C．灵敏电流表 D．电能表
【答案】D。
【解答】解：A．电流表是测量电路中电流大小的仪表，故A不符合题意；
B．电压表是测量电路两端电压大小的仪表，故B不符合题意；
C．灵敏电流表是用来检测电路中是否有电流的仪表，故C不符合题意；
D．电能表是直接用来测量消耗电能的仪表，故D符合题意。
故选：D。
【变式3-1】关于如图所示的电能表，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量消耗电功率的仪表
B．从表中可以看出，它所测量的电路消耗了200kW•h的电能
C．该电能表的单位为焦耳
D．只将一台标有“220V 1000W”的空调接在电路中，正常工作1h，转盘转720圈
【答案】D。
【解答】解：A、电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表，不是测电功率的仪表，故A错误；
BC、电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW•h，由图可知，电能表示数为20.0kW•h，表示它所测量的电路消耗了20.0kW•h的电能，故BC错误；
D、空调正常工作的电功率P＝1000W＝1kW，
由P＝可知，空调正常工作1h消耗的电能W＝Pt＝1kW×1h＝1kW•h；
电能表转盘转动的圈数：n＝1kW•h×720r/（kW•h）＝720r，故D正确。
故选：D。
【变式3-2】如图所示，电能表的示数为 201.9 kW•h，如果用电器连续工作12min，转盘转过1800圈，则此段时间内用电器消耗了 0.5 度电。
【答案】201.9；0.5。
【解答】解：（1）电能表最后一位是小数位，单位是kW•h，从电能表上可以看出电能表的示数为201.9kW•h；
（2）电能表上标有“3600r/kW•h”是指：电路中每消耗1kW•h的电能，电能表转3600转，
则转盘转过1800圈消耗的电能：W＝kW•h＝0.5kW•h＝0.5度。
故答案为：201.9；0.5。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021秋•来宾期末）如图所示的四种家用电器，其中有一用电器工作时主要能量转化形式与其他用电器不同的是（ ）
A．电熨斗 B．电饭煲
C．电风扇 D．电热水壶
【答案】C。
【解答】解：
A、图中的用电器是电熨斗，它工作时将电能转化为内能；
B、图中的用电器是电饭煲，它工作时将电能转化为内能；
C、图中的用电器是电风扇，它工作时将电能主要转化为机械能；
D、图中的用电器是电热水壶，它工作时将电能转化为内能。
综上所述，只有电风扇使用时能量转化的主要形式与其他用电器不同。
故选：C。
2．（2021秋•安新县期末）如图是一个能吹冷、热风的电吹风的简化电路。当它接入家庭电路时，下列分析正确的是（ ）
A．只闭合开关S1，只有电动机工作，电吹风吹出的是热风
B．只闭合开关S2，只有电热丝工作，电吹风不吹风
C．同时闭合开关S1和S2，电热丝和电动机同时工作，电吹风吹出的是热风
D．电吹风吹出热风的过程中，电能全部转化为内能
【答案】C。
【解答】解：
A、观察电路图可知，电动机M和电热丝R并联，S1在干路上，S2在R所在的支路上；
当只闭合开关S1时，R所在支路没有接通，只有M工作，吹出的是冷风，故A错误；
B、只闭合开关S2，电动机M和电热丝R都不工作，电吹风不会吹出风，故B错误；
C、当S1和S2都闭合时，R和M组成并联电路，同时工作，吹出的是热风；故C正确；
D、电吹风吹“热风”时，是电热丝和电动机都工作，而电动机主要将电能转化机械能，而电热丝是将电能转化内能，所以电吹风吹出热风的过程中，电能转化为内能和机械能，故D错误。
故选：C。
3．（2022•杭州二模）下列说法最接近实际的是（ ）
A．人体感觉最舒适的气温约为37℃
B．一本《科学》课本平放在桌面上时对桌面的压强约为80Pa
C．某冰箱制冷功率为200W，该冰箱正常工作一天耗电量约为4.8kW•h
D．普通中学生百米跑步时的平均速度约为12m/s
【答案】B。
【解答】解：A、人体感觉最舒适的气温约为25℃，故A错误；
B、一本《科学》课本重约2.5N，桌面的受力面积约为300cm2＝0.03m2，对桌面的压强p＝＝＝≈80Pa，故B正确；
C、冰箱有间隙性工作的特点，所以冰箱正常工作一天耗电量要小于4.8kW•h，故C错误；
D、普通中学生百米跑步的时间是15s左右，跑步的平均速度v＝＝≈6.7m/s，故D错误。
故选：B。
4．（2022•新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（ ）
A．2V B．3V C．4V D．5V
【答案】D。
【解答】解：在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，可知充电功率P′＝50P＝50×0.2W＝10W，
根据P＝UI可知充电器的充电电压U＝＝＝5V。
故选D。
5．（2021秋•金川区校级月考）串联电路中有两只灯L1、L2，如果L1的阻值大于L2的阻值，那么相等时间内，电流通过L1做的功W1和电流通过L2所做的功W2相比是（ ）
A．W1＜W2 B．W1＞W2 C．W1＝W2 D．无法比较
【答案】B。
【解答】解：两灯串联在电路中则电流相等，电流做功为：W＝I2Rt，因为R1＞R2，而时间是相同的，所以W1＞W2。
故选：B。
6．（2020秋•汶上县期末）有两个电阻R1和R2，R1＞R2，在电源电压一定的前提下，通电时间相同，电流做功最多的电路是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D。
【解答】解：
A图中单独将R1接在电路中，B图中单独将R2接在电路中，C图中将R1、R2串联在电路中，D图中将R1、R2并联在电路中；
根据串并联电路的电阻特点可知，两个电阻串联时，总电阻等于各分电阻之和，即总电阻越串越大，大于任何一个分电阻；两个电阻并联时，总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，即总电阻越并越小，小于任何一个分电阻；
已知R1＞R2，则A、B、C、D四个电路中总电阻的关系为RC＞RA＞RB＞RD；
由题可知电源电压不变，
根据公式W＝UIt＝t可知，相同时间内，两电阻并联时电流做功最多，故ABC错误，D正确。
故选：D。
7．（2022•湖北）小明家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图，下列说法正确的是（ ）
A．该电能表的标定电流为20A
B．该电能表应接在50Hz的直流电路中使用
C．小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转
D．小明家半年内的用电量是6335kW•h
【答案】C。
【解答】解：A、电能表上“10（20）A”是指电能表的标定电流为10A，故A错误；
B、50Hz是指电能表在50Hz的交流电路中使用，故B错误；
C、3000r/（kW•h）：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的铝盘转过3000圈，故C正确；
D、电能表的最后一位是小数、单位是kW•h，半年内的用电量是633.5kW•h，故D错误。
故选：C。
8．（2022•秦淮区二模）如图所示，在“比较两个灯泡亮度”的活动中，闭合开关后，调节滑动变阻器，使图a中规格为“2.5V 0.3A”的甲灯和规格为“3.8V 0.3A”的乙灯发光，下列说法正确的是（ ）
①灯越亮说明在相同时间内电流做功越多
②图a可探究电流做功多少与电压大小的关系
③图b可探究电流做功多少与电流大小的关系
④两图中甲灯均比乙灯亮
A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④
【答案】C。
【解答】解：根据欧姆定律可得灯泡的电阻：R1＝＝≈8.33Ω，R2＝＝≈12.67Ω，
（1）根据转换法可知，实验中通过灯泡的亮度来表示两灯相同时间内做功的多少；灯越亮说明在相同时间内电流做功越多；
a图中两灯串联，两电压表分别测两灯两端的电压，根据串联分压原理可知电阻大的灯泡其两端电压大，比较可知灯泡L乙两端的电压大，串联电路各处电流相等，根据W＝UIt可知，在电流和通电时间相同时，电压越大，电流所做的功越多，灯泡越亮，灯泡乙的电阻大，灯泡乙越亮，所以可“探究电流做功多少与电压大小的关系”，故①②正确；
（2）b图中两灯并联，两电流表分别测通过两灯电流，甲灯泡的电阻小于乙灯泡的电阻，根据欧姆定律可知，通过甲灯泡的电流大于通过乙灯泡的电流；根据P＝UI可知，甲灯亮，相同时间甲灯做功也多，可“探究电流做功多少与电流大小的关系”，故③正确；
（3）由（1）（2）可知，在两图中，不是甲灯都比乙灯亮，故④错误。
故选：C。
二、填空题。
9．（2022•沂源县模拟）现有长度相同的铜导线甲和乙，已知甲的电阻较大，则甲的横截面积 小于 乙的横截面积；若将它们串联在电路中，甲两端的电压 大于 乙两端的电压，电流通过甲电阻做的功 大于 电流通过乙电阻做的功；若将它们并联在电路中，则甲的电阻 大于 它们并联的总电阻。（均选填“小于”、“等于”或“大于”）
【答案】小于；大于；大于；大于。
【解答】解：（1）由题意可知，甲、乙两导线材料相同和长度相同，甲的电阻较大，则甲的横截面积小于乙的横截面积；
（2）若将它们串联后接入电路，串联电路的电流I相等，由U＝IR可知，甲两端的电压大于乙两端的电压；
（3）因为串联电路中处处电流相等，所以两导线串联时，通过甲乙的电流相等，据W＝UIt可知，相同时间内，I相同，且甲两端电压大于乙两端电压，故电流通过甲电阻做的功比通过乙电阻做的功多；
（4）并联后的总电阻小于任何一个并联电阻的阻值，则甲的电阻大于它们并联的总电阻。
故答案为：小于；大于；大于；大于。
10．（2021秋•武山县期末）我国民用航空局规定，旅客乘机携带的充电宝规格不得超过160W•h，这里的“160W•h”合 0.16 度，合 5.76×105 J。
【答案】0.16；5.76×105。
【解答】解：因为1度＝1kW•h＝1000W•h，1kW＝1000W，
所以160W•h＝0.16kW•h＝0.16度。
0.16kW•h＝0.16×3.6×106J＝5.76×105J。
故答案为：0.16；5.76×105。
11．（2022•漳州模拟）甲和乙两个充电器分别标注“输出5V，1200mA”和“输出5V，4A”，其中 乙 是快速充电器，且超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要 大 一些。
【答案】乙；大。
【解答】解：两个充电器的充电功率分别为：
P1＝U1I1＝5V×1200×10﹣3A＝6W，
P2＝U2I2＝5V×4A＝20W，
所以第二个的功率大，充电速度快，即第二个为快速充电器；
根据欧姆定律可知两个充电器的电阻分别为：
R1＝＝≈4.2Ω，
R2＝＝＝1.25Ω＜R1，
在温度、材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小，故超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要大一些。
故答案为：乙；大。
12．（2022•淮北一模）某无人机由输出电压为15V、容量为10000mA•h的电池提供飞行能量。若这些电能的80%用于飞行，则当飞行功率为200W时，最长的飞行时间为 0.6 h。
【答案】0.6。
【解答】解：该无人机电池最多可提供的电能为：
W电＝UIt＝15V×10000mA•h＝15V×10A×3600s＝540000J＝0.15kW•h，
由题意可知，输出的机械能：W＝W电×80%＝0.15kW•h×80%＝0.12kW•h，
飞行功率P＝200W＝0.2kW，
由P＝得，飞行时间为：
t＝＝＝0.6h。
故答案为：0.6。
13．（2021秋•雷州市校级期末）电能表是用来测量 消耗电能多少 的仪表，小明家的电能表月初的示数如图所示，月底示数为212.5kW•h，则该月内消耗的电能是 200 kW•h，若用电价格是0.7元/（kW•h），则小明家该月电费为 140 元。
【答案】消耗电能多少；200；140。
【解答】解：电能表是测量消耗电能多少的仪器；
本月消耗电能为：W＝W2−W1＝212.5kW•h−12.5kW•h＝200kW•h；
电费的单价为：0.7元/（kW•h），
应交电费为：200kW•h×0.7元/（kW•h）＝140元；
故答案为：消耗电能多少；200；140。
14．（2021•邵阳四模）为了探究“影响电功的因素”，某课外活动小组设计了如题图所示的实验方案。图中白炽灯 L1 为“220V﹣40W”，R1 ＝1210Ω，L2 为“220V﹣100W”，R2 ＝484Ω；电能表的参数为“220V，50Hz，5（10）A，2 400r/（KW•h）”。其实验过程是：S1 闭合，S2 断开，观察5min内电能表转盘的转数 n1 ＝8圈；S1 断开，S2 闭合，观察5min内电能表转盘的转数 n2 ＝20圈；S1 ，S2 均闭合，5min内电能表转盘的转数 n3 ＝28圈。在三次实验中均观察到L2比L1 亮；用手接近白炽灯（不接触）均感到测L2比L1热。请你根据对这些实验现象的分析回答下面的问题：
（1）S1 ，S2 均闭合时，L1 ，L2属于 并 联电路，L1、L2两端的电压 相同 ，通过的电流 不相同 （填“相同”或“不相同”）。
（2）由n2 ＞n1可知，在相同时间内，L1消耗的电能 少于 L2消耗的电能。
（3）由L2比L1热，L2比L1亮可知，电流通过L2转化的电能 大于 通过L1转化的电能。
（4）根据欧姆定律，通过的L1电流I1 小于 通过L2的电流I2。
（5）通过以上分析可以得出如下结论：在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与 电流 有关， 电流 越大，电流做功 越多 。
【答案】（1）并；相同；不相同；（2）少于；（3）大于；（4）小于；（5）电流；电流；越多。
【解答】解：（1）由电路图可知，S1 ，S2 均闭合时，L1、L2并联，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，
∴L1、L2两端的电压相同，
∵两灯泡的电阻不相等，
∴根据欧姆定律可知，两灯泡的电流不相等。
（2）由题意可知，5min内，L1单独工作时电能表转盘的转数为8圈，L2单独工作时电能表转盘的转数为20圈，
∴在相同时间内，L1消耗的电能少于L2消耗的电能；
（3）L2比L1亮说明L2的功率大于L1的功率，L2比L1热说明电流通过L2产生的热量大于L1产生的热量，即电流通过L2转化的电能大于通过L1转化的电能；
（4）两灯泡两端的电压，由I＝可知，L1的电阻大于L2的电阻，通过L2的电流大于L1的电流；
（5）通过以上分析可以得出如下结论：在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与电流有关，电流越大，电流做功越多。
故答案为：（1）并；相同；不相同；（2）少于；（3）大于；（4）小于；（5）电流；电流；越多。
三、计算题。
15．（2022•青岛模拟）如图，某电动卡车将矿石从A处匀速运到C处，全程速度均为5m/s，卡车和矿石总质量1.2×104kg。从A到B的过程中，卡车的驱动电机变为发电机为蓄电池充电，卡车和矿石的势能减少3.6×107J，其中30%转化为蓄电池增加的电能；从B到C的过程中，卡车受到的摩擦阻力为总重的0.2倍，蓄电池减少的电能只有80%用于驱动汽车行驶，到达C处，蓄电池显示的电能比A处少1kW•h，g取10N/kg。求：
（1）A到B的过程中，蓄电池增加的电能；
（2）B到C的过程中，卡车牵引力做功的功率；
（3）BC段路程。
【解答】解：（1）卡车和矿石的势能减少3.6×107J，其中30%转化为蓄电池增加的电能；则A到B的过程中，蓄电池增加的电能为W＝ΔWη＝3.6×107J×30%＝1.08×107J；
（2）卡车和矿石总质量1.2×104kg，卡车与矿石的总重为
G＝mg＝1.2×104kg×10N/kg＝1.2×105N
卡车受到的摩擦阻力为总重的0.2倍，由于卡车做匀速直线运动，处于平衡状态，牵引力大小等于摩擦阻力。牵引力为F＝f＝0.2G＝0.2×1.2×105N＝2.4×104N，
卡车牵引力做功的功率P＝Fv＝2.4×104N×5m/s＝1.2×105W；
（3）BC段路程共消耗的电能为W总＝W+W电＝1.08×107J+1kW•h＝1.08×107J+3.6×106J＝1.44×107J
只有80%用于驱动汽车行驶，则消耗电能驱动汽车做的功为W车＝W总η1＝1.44×107J×80%＝1.152×107J，
BC段的路程为s＝＝＝480m。
答：（1）A到B的过程中，蓄电池增加的电能是1.08×107J；
（2）B到C的过程中，卡车牵引力做功的功率是1.2×105W；
（3）BC段路程是480m。
16．（2021秋•沙湾县期末）如图所示，定值电阻R1和R2并联在电压为6V的电源上，当开关闭合时，电流表A1的示数为0.2A，电流表A2的示数为0.3A．求：
（1）通过电源的电流；
（2）定值电阻R1、R2的阻值；
（3）整个电路在10s内消耗的电能。
【解答】解：（1）因为并联电路干路中的电流等于各支路电流之和，所以通过电源的电流为：
I＝I1+I2＝0.2A+0.3A＝0.5A；
（2）因为并联电路各支路电压相等，且电压电源电压，即U1＝U2＝U＝6V，
所以定值电阻R1、R2的阻值为：
R1＝＝＝30Ω，
R2＝＝＝20Ω；
（3）整个电路在10s内消耗的电能为：
W＝UIt＝6V×0.5A×10s＝30J。
答：（1）通过电源的电流为0.5A；
（2）R1的阻值为30Ω，R2的阻值为20Ω；
（3）整个电路在10s内消耗的电能为30J。
四、解答题。
17．（2021秋•自贡期末）小强去看爷爷，发现爷爷使用的风扇有些脏了（如图），于是他断开电源准备擦拭风扇。拆卸时他发现风扇的电机有些热，扇叶上还附着有不少灰尘。请你用所学的物理知识回答以下问题：
（1）电动机工作时，电能的转化情况是怎样的？
（2）为什么扇叶容易附着灰尘？
【答案】（1）电动机工作时，电能转化为机械能和内能。（2）扇叶与空气摩擦起电，而带电体具有吸引轻小物体的性质，从而吸引轻小的灰尘。
【解答】解：电动机工作时，风扇在转动，部分电能转化为机械能；同时电机发热，部分电能转化为内能，故电动机工作时，电能转化为机械能和内能；而带电体具有吸引轻小物体的性质，故可以吸引轻小灰尘，导致扇叶容易附着灰尘。
故答案为：（1）电动机工作时，电能转化为机械能和内能。（2）扇叶与空气摩擦起电，而带电体具有吸引轻小物体的性质，从而吸引轻小的灰尘。
18．（2022•宁波）电动汽车正在走进千家万户。高速公路上有一平直路段AB，相距5km，一辆电动汽车从A地匀速运动到B地用时0.05h，这一行程中电动汽车的平均能耗为0.22kW•h/km。
（1）从A地到B地，电动汽车的速度为 100 km/h。
（2）从A地到B地，电动汽车消耗的电能为 1.1 kW•h。
（3）不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的CO2排放系数为：1.00kg/kW•h（消耗1kW•h的电能相当于排放1.00kg的CO2）。求汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放多少千克的碳元素？
（4）从A地到B地的行程中，电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进，求汽车受到的阻力大小。
【答案】（1）100。（2）1.1。（3）汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放0.3kg的碳元素。（4）汽车受到的阻力大小为594N。
【解答】解：（1）从A地到B地，电动汽车的速度v＝＝＝100km/h。
（2）从A地到B地，电动汽车消耗的电能W＝0.22kW•h/km×5km＝1.1kW•h＝3.96×106J。
（3）汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放的CO2的质量m＝1.00kg/kW•h×1.1kW•h＝1.1kg。
相当于排放多少千克的碳元素mC＝1.1kg×＝0.3kg。
（4）从A地到B地的行程中，电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进，
牵引力做的功W牵＝W×75%＝3.96×106J×75%＝2.97×106J，
牵引力的大小F＝＝＝594N，
电动汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，故汽车受到的阻力大小f＝F＝594N。
故答案为：（1）100。（2）1.1。（3）汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放0.3kg的碳元素。（4）汽车受到的阻力大小为594N。
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