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初中物理人教版九年级全册第1节 电能 电功优秀课后作业题
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这是一份初中物理人教版九年级全册第1节 电能 电功优秀课后作业题，文件包含同步讲义人教版物理九年级全一册-课时181电能电功原卷版docx、同步讲义人教版物理九年级全一册-课时181电能电功解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共33页， 欢迎下载使用。
1.认识电能及电能的单位；
2.知道电能表的作用与读数；
3.了解电能的转化过程；
4.认识电能与生活的关系，建立节电意识；
5.理解电流做功的概念；
6.会利用电能表进行相关计算。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、电能
电能广泛应用于工业、农业、交通、国防建设、学科研究及日常生活中，在现代社会中起着至关重要的作用，是其他能量无法比拟的。
1.电能的来源：其他形式的能转化为电能
可见，我们使用的电能是由其他形式的能转化而来的。发电机和电池就是实现这种转化的装置。
2.电能的利用
用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能量的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能。
注意：（1）电压表、电流表知识测量仪器，不属于用电器；（2）蓄电池、充电宝充电时是用电器，放电时是电源。
3.电能的单位
（1）国际单位制单位：焦耳，简称焦，符号J；
（2）常用单位：在日常生活中，人们常用“千瓦时”来计量电能的多少。千瓦时的符号是kW·h，俗称“度”，我们常称用了多少“度”电，就是用了多少“千瓦时”的电能。
【典例1】如图的几种用电器工作时，以电能转化成内能为应用目的（ ）。
A．电视机 B．电动自行车
C．抽油烟机 D．电烤箱
知识点二、电能的计量
1.电能的计量工具—电能表（也称为电度表）
（1）作用：计量用电器在一段时间内消耗的电能。
（2）读数方法：电能表在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内用电的度数，即这段时间内消耗的电能。
（3）电能表上所标参数的物理意义
2.其他电能表
（1）IC卡电能表：也称为IC卡预付费电能表、智能电表。IC卡电能表先买后用，不需要麻烦的人工抄表，解决了收费难的问题。
IC卡电能表 电子式电能表
（2）电子式电能表：如图所示电子式电能表，没有转动的铝盘，相较于带铝盘的机械式电能表，具有相应快、精度高、功耗低、重量轻、可远程抄表和网上缴费等优点，现正逐步代替机械式电能表。
3.用电能表测量电路消耗电能的方法
（1）方法一：电能表在一段时间内前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能总量。
（2）方法二：可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能。如参数为“1600r/（kW·h）”的电能表，转盘转过80转消耗的电能为：。
4.节约用电
电能是人们生活中的主要资源，随着社会需求越来越大，能源供应日益紧张，所以每个人都用具有节约电能的意识，即有利于减少其他能源的消耗，减少污染，又可减轻电网的负荷压力，保障电网安全，提高电力资源的利用效率。
（1）1kW·h电的作用
（2）节约用电的措施：1）随手关灯；2）用电器关机后应拔下电源插头；3）尽量使用耗电少的节能灯具；4）夏季将空调的设定温度适当调高，冬季将空调的设定温度适当调低等。
【典例2】如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（ ）。
A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A；
B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h；
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J；
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多
知识点三、电功
1.电功
（1）当电能转化为其他形式能时，我们就说电流做了功，电功用“W”表示。
（2）电流做功过程就是将电能转化为其他形式能的过程。消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能，电流也就做了多少功。所以，用电器消耗了多少电能和通过用电器的电流做了多少功，这两种说法的含义是一样的。
2.影响电功多少的因素
大量的实验表面，电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低和通电时间有关。加在用电器上的电压越高、通过用电器的电流越大、用电器通电时间越长，电流做的功就越多。
3.电功的计算
（1）计算式：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
（2）两个重要的推导公式
结合欧姆定律可导出电功的计算公式：；
结合欧姆定律可导出电功的计算公式：。以上两公式只适用于纯电阻电路。
【典例3】一根粗细均匀的镍铬合金丝，将其接入电压为6V的电源上，通过的电流为0.3A。求：
（1）这根镍铬合金丝的电阻；
（2）通电1min消耗的电能；
（3）若将这根镍铬合金丝对折后一起接入原电源上，电路中的总电流为多大？
【方法帮】
题型一：电能的转化
（1）电流通过电热器时主要将电能转化为内能，这类电气设备大多是通过发热来工作的；
（2）电流通过电动机时主要将电能转化为机械能，只有少部分电能转化为内能，这类电气设备大多是对外做功的。
【典例】关于电流做功过程中的能量转化，下列说法中正确的是（ ）。
A．电风扇主要把电能转化为机械能；
B．电炉主要把电能转化为机械能；
C．给蓄电池充电的过程中，化学能转化为电能；
D．在电流通过电动起重机的过程中，主要是机械能转化为电能
题型二：电能表
因为电能表的参数Nr（kW·h）表示转盘转N转电流消耗1kW·h的电能，故电能表参数Nr（kW·h）与电能表转盘转过的圈数n、电路消耗的电能W的关系为：。
【典例】如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该电能表的标定电流是______A，表盘上显示已用电______kW•h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次，该用电器在上述时间内消耗的电能为______kW•h。
题型三：电功的计算
【角度1】电功的比较
电流做功的计算公式是W=UIt，但根据情况灵活选用电功的两个推导公式有时会更为简便。
推导公式：，无电流计算（或比较）电功；
推导公式：，无电压计算（或比较）电功。
【典例】甲、乙、丙三个导体串联在电路中，它们材料相同、均为圆柱体，规格如表所示，通电1min，电流通过甲、乙、丙做的功分别为，则（ ）。
A．B．C．D．
【角度2】公式法计算电功
当电学计算题中涉及的物理量较多时，可将已知物理量的符号和数据标在电路中，对号入座方便分析求解。
【典例】如图所示，电阻R1和R2串联在电路中，已知R1＝20Ω，R2＝30Ω，闭合开关S时电压表示数为4V，求：
（1）通过R1的电流；
（2）通电1min，电流通过R2所做的功。
【角度3】电能综合
计算电功时要注意单位统一，当电压、电流、时间分别是国际单位制单位时，计算得出的电功单位就是J，所以如果单位不是国际单位制单位时，要换算成国际单位制的单位再进行计算。
【典例】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．
【中考帮】
考点一：电能表及其相关计算
【典例】（2022·青海） 一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（ ）。
A. 该电能表应该在220V的电路中使用；
B. 该电能表的额定最大电流为20A；
C. 电能表是计量用电器消耗电能的仪表；
D. 该电能表此时的读数是31.6J
该题要求同学们能从能量的角度来认识电，知道人们利用电能的过程就是电能转化为其他形式能的过程。这是物理核心素养的物理观念的体现。
考点二：电功的计算
【典例】（2022·河南）在图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为___________V，电阻R1的阻值为___________Ω。通电1min，该电路消耗的总电能为_____J。
该题要求同学们能应用电能计算公式定量计算能量转化多少，这是物理核心素养的物理观念（能量观）的体现。【作业帮】
一、基础练（知识巩固）
1.如图所示的家用电器中，工作时主要将电能转化为机械能的是（ ）。
A．电饭锅B．笔记本电脑
C．电风扇D．电视机
2.甲乙两个小灯泡串联，闭合开关，甲乙两灯两端的电压之比为1∶2，工作一段时间后甲乙两灯消耗的电能之比是（ ）。
A．1:2B．3:1C．2:1D．1:3
3.如图是小王家的电能表，下列说法正确的是（ ）。
A．电能表的读数为56378kW·h；
B．这个电能表正常工作的电压为380V；
C．这个电能表要在20A的电流下才能正常工作；
D．小王家用电器每消耗1度电，电能表指示灯闪烁1600次
4.一个手机充电的移动电源（俗称“充电宝”）输入电压为，容量为，则该移动电源充电后最多储存的电能是（ ）。
A．B．C．D．
5.一个20Ω的电阻，通过的电流为0.5A，则在2min内该电阻上消耗______J的电能，向外释放的热量为______J。
6.如图甲是小明家电能表8月30日显示的数字，图乙是9月30日显示的数字。小明家9月份消耗了______kW·h的电能，如果其中200度电是峰时用电，其余为谷时用电，根据峰谷电价收费表计算，小明家这个月的电费是______元。
7.如图甲所示电路，电源电压不变，。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表的示数逐渐______（选填“变大”或“变小”）；电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示，则电源电压是______V；当滑片P在a端时，通电1min，电流通过R2产生的热量是______J。
8.如图所示的电路中，闭合开关S后，灯泡L正常发光，此时通过灯泡的电流是0.3A，灯泡两端的电压是3V，电压表的示数为6V。通过计算回答：
（1）定值电阻R的阻值是多少欧？
（2）电源两端的电压是多少伏？
（3）整个电路在10s内消耗的电能是多少焦？
二、综合练（能力提升）
9.下列情况中，不属于电流做功的是（ ）。
A．电风扇转动B．发电机发电C．空调制热D．电脑处理数据信息
10.下列选项中都能说明在一定条件下，机械能和电能可以相互转化的是（ ）。
A．“流水带动水轮机转动”和“电能通过电网从西部送到东部”；
B．“三峡大坝放水发电”和“正常工作的电扇吹出凉风”；
C．“水果电池点亮小灯泡”和“滚桶洗衣机工作时使水和衣服转动”；
D．“用饭锅把饭煮熟”和“用充电器给手机电池充电”
11.如题图是电能表，它是计量 _____的仪器。它的转盘转动快表示 _____；如果这个电能表上的转盘在30min内转了1500转，则消耗的电能是 _____｡
12.如图所示的是小亮家的电能表，其示数为_______kW·h。每消耗lkW·h电能，电能表的指示灯闪烁800次，小亮关闭家中其它用电器，让家中的电饭锅单独工作，观察到电饭锅工作10min指示灯闪烁80次，则电饭锅消耗电能为______ 。
三、培优练（挑战自我）
13.阅读下面三段短文，回答问题：
在能源危机和环境污染的双重压力下，我国现阶段发展新能源汽车，多种技术在国际上处领先地位。图为某品牌的纯电动汽车：
（1）给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于______（选填“用电器”或“电源”）；汽车各转向灯能独立工作，因此转向灯间是______联的；
（2）纯电动汽车，是通过蓄电池来提供电能，通过电动机得到动力，若该电动机的电源采用的是48V的电压，如果使用12V的蓄电池，则应将______个蓄电池______联；
（3）该汽车的电汽容量为，其百公里耗电量为，理论上可以续航______km。
14.有“公知”称新能源车的电池组能量密度（能量与质量的比值）还没有无烟煤高，更别提汽油了。已知某新能源车Mdel X的电池组电容量为 （ ），由7000多枚18650电池（如图）组成，电池组总质量约900kg。
（1）“能量密度”相当于哪个物理量_____；
（2）将100kW•h换算约为_____J，新能源车Mdel X的“能量密度”是_____；
（3）已知汽油的能量密度4.6×107J/kg，“公知”的说法是_____（选填“正确”或“错误”）。
【科普：车的电池组不是一次性用品，而是可反复充电使用的）
15.实验室有若干个规格相同的LED灯，这种灯的发光颜色与其两端电压之间的关系如下表所示。小华取其中一个LED灯，与一个200Ω的定值电阻R1串联，接在电压恒为6V的电源上，如图所示。闭合开关，LED灯发光，电压表示数为3V。求：
（1）此时，通过电阻R1的电流是多少？( )
（2）结合图表可知：电路中的LED灯发出_____色的光；
（3）工作100s，LED灯消耗的电能是多少？( )
（4）若R1损坏，请你利用题目所述的其它器材，设计一个让该规格的LED灯发出蓝光的方法（可用文字或作图说明）。( )
干电池：化学能→电能
蓄电池：化学能→电能
光伏发电：太阳能→电能
火力发电：化学能→电能
水力发电：机械能→电能
风力发电：机械能→电能
地热发电：地热能→电能
核能发电：核能→电能
电熨斗：电能→内能
电烤箱：电能→内能
白炽灯：电能→内能→光能
节能灯：电能→光能
电视机：电能→光能和声能
电风扇：电能→机械能和内能
总结归纳：电能的产生与利用中主要的能量转化
参数
物理意义
220V
表示该电能表应该在220V的电路中使用
10（20）A
表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，该电能表工作时的电流不应超过20A
kW·h
表示该电能表上示数的单位为千瓦时，kW·h=1度=3.6×106J
50Hz
表示电能表在频率为50Hz的交流电电路中使用
1500r/（kW·h）
表示接在该电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，该电能表的转盘转过1500转
特别提醒：
1.电能表的表盘上最后一个框内的数字为小数位数字。如，应读作3209.2kW·h。
2.标定电流和额定最大电流的区别。如“10（20）A”，括号外的10A是标定电流，它越小，电能表就越灵敏，精确度越高；括号内的20A是额定最大电流，是电能表长期稳定工作允许通过的最大电流。
教材深挖：电子式电能表的参数
电子式电能表盘上的参数，如“220V”、“10（40）A”、“50Hz”等，物理意义和机械式电能表上的相关参数的物理意义相同。电子式电能表独有的“1600imp/（kW·h）”表示接在这个电表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次。
使家用节能灯照明约100h
让手机充电约100次
使电动自行车行驶约60km
看电视约10h
可使壁挂式空调器运行约1h
烧开约8kg的水
特别提醒：
应用W=UIt计算电功时，应注意以下两点：
（1）W、U、I、t应该是同一用电器或同一段电路在t时间内对应的四个物理量。例如，电流通过某个用电器所做的功，等于该用电器两端电压、通过该用电器的电流和相应通电时间的乘积。
（2）W、U、I、t四个物理量的单位分别是焦（J）、伏（V）、安（A）和秒（s），若将其他单位不经变换就代入公式则会出现错误。如某灯两端电压为6V，通过该等的电流为0.2A，通电时间1h电流做的功：W=UIt=6V×0.2A×3600s=4320J；若时间单位不经变换就代入公式进行计算，则得W=6V×0.2A×1h=1.2J，结果时错误的。
辨析比较电功与机械功的异同
比较项目
电功
机械功
不同点
影响因素
电路两端电压U，电路中电流I，通电时间t
作用在物体上的力F，物体在力F方向上的距离s
计算公式
W=UIt
W=Fs
相同点
（1）做功的过程都是不同形式能的相互转化过程；（2）单位相同。
拓展培优：什么是纯电阻电路
纯电阻电路是指消耗的电能全部转化为内能的电路，如仅含有白炽灯、电阻的电路；但含有电动机、电铃的电路中，电能除了转化为内能外，还转化成了其他形式的能，因此含有电动机、电铃的电路不是纯电阻电路。
拓展培优：电路中电功关系的三个推论
1.串并联电路的电功的特点
串联电路
并联电路
分析
如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；
由于U=U1+U2，故W总=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2
如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；
由于I=I1+I2，
故W总=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2
推论一
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做功之和，即W总=W1+W2+…
2.串、并联电路电功的分配关系（仅适用于纯电阻电路）
推论二
串联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比
推导分析：
推论三
并联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成反比
推导分析：
导体
长度/cm
横截面积/cm2
甲
5
1
乙
10
1
丙
5
2
峰谷电价
峰期
1.1元
谷期
0.4元
LED灯两端电压/V
1.9~2.0
3.0~3.3
LED灯发光颜色
红
蓝
1.认识电能及电能的单位；
2.知道电能表的作用与读数；
3.了解电能的转化过程；
4.认识电能与生活的关系，建立节电意识；
5.理解电流做功的概念；
6.会利用电能表进行相关计算。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、电能
电能广泛应用于工业、农业、交通、国防建设、学科研究及日常生活中，在现代社会中起着至关重要的作用，是其他能量无法比拟的。
1.电能的来源：其他形式的能转化为电能
可见，我们使用的电能是由其他形式的能转化而来的。发电机和电池就是实现这种转化的装置。
2.电能的利用
用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能量的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能。
注意：（1）电压表、电流表知识测量仪器，不属于用电器；（2）蓄电池、充电宝充电时是用电器，放电时是电源。
3.电能的单位
（1）国际单位制单位：焦耳，简称焦，符号J；
（2）常用单位：在日常生活中，人们常用“千瓦时”来计量电能的多少。千瓦时的符号是kW·h，俗称“度”，我们常称用了多少“度”电，就是用了多少“千瓦时”的电能。
【典例1】如图的几种用电器工作时，以电能转化成内能为应用目的（ ）。
A．电视机 B．电动自行车
C．抽油烟机 D．电烤箱
知识点二、电能的计量
1.电能的计量工具—电能表（也称为电度表）
（1）作用：计量用电器在一段时间内消耗的电能。
（2）读数方法：电能表在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内用电的度数，即这段时间内消耗的电能。
（3）电能表上所标参数的物理意义
2.其他电能表
（1）IC卡电能表：也称为IC卡预付费电能表、智能电表。IC卡电能表先买后用，不需要麻烦的人工抄表，解决了收费难的问题。
IC卡电能表 电子式电能表
（2）电子式电能表：如图所示电子式电能表，没有转动的铝盘，相较于带铝盘的机械式电能表，具有相应快、精度高、功耗低、重量轻、可远程抄表和网上缴费等优点，现正逐步代替机械式电能表。
3.用电能表测量电路消耗电能的方法
（1）方法一：电能表在一段时间内前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能总量。
（2）方法二：可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能。如参数为“1600r/（kW·h）”的电能表，转盘转过80转消耗的电能为：。
4.节约用电
电能是人们生活中的主要资源，随着社会需求越来越大，能源供应日益紧张，所以每个人都用具有节约电能的意识，即有利于减少其他能源的消耗，减少污染，又可减轻电网的负荷压力，保障电网安全，提高电力资源的利用效率。
（1）1kW·h电的作用
（2）节约用电的措施：1）随手关灯；2）用电器关机后应拔下电源插头；3）尽量使用耗电少的节能灯具；4）夏季将空调的设定温度适当调高，冬季将空调的设定温度适当调低等。
【典例2】如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（ ）。
A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A；
B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h；
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J；
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多
知识点三、电功
1.电功
（1）当电能转化为其他形式能时，我们就说电流做了功，电功用“W”表示。
（2）电流做功过程就是将电能转化为其他形式能的过程。消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能，电流也就做了多少功。所以，用电器消耗了多少电能和通过用电器的电流做了多少功，这两种说法的含义是一样的。
2.影响电功多少的因素
大量的实验表面，电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低和通电时间有关。加在用电器上的电压越高、通过用电器的电流越大、用电器通电时间越长，电流做的功就越多。
3.电功的计算
（1）计算式：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
（2）两个重要的推导公式
结合欧姆定律可导出电功的计算公式：；
结合欧姆定律可导出电功的计算公式：。以上两公式只适用于纯电阻电路。
【典例3】一根粗细均匀的镍铬合金丝，将其接入电压为6V的电源上，通过的电流为0.3A。求：
（1）这根镍铬合金丝的电阻；
（2）通电1min消耗的电能；
（3）若将这根镍铬合金丝对折后一起接入原电源上，电路中的总电流为多大？
【方法帮】
题型一：电能的转化
（1）电流通过电热器时主要将电能转化为内能，这类电气设备大多是通过发热来工作的；
（2）电流通过电动机时主要将电能转化为机械能，只有少部分电能转化为内能，这类电气设备大多是对外做功的。
【典例】关于电流做功过程中的能量转化，下列说法中正确的是（ ）。
A．电风扇主要把电能转化为机械能；
B．电炉主要把电能转化为机械能；
C．给蓄电池充电的过程中，化学能转化为电能；
D．在电流通过电动起重机的过程中，主要是机械能转化为电能
题型二：电能表
因为电能表的参数Nr（kW·h）表示转盘转N转电流消耗1kW·h的电能，故电能表参数Nr（kW·h）与电能表转盘转过的圈数n、电路消耗的电能W的关系为：。
【典例】如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该电能表的标定电流是______A，表盘上显示已用电______kW•h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次，该用电器在上述时间内消耗的电能为______kW•h。
题型三：电功的计算
【角度1】电功的比较
电流做功的计算公式是W=UIt，但根据情况灵活选用电功的两个推导公式有时会更为简便。
推导公式：，无电流计算（或比较）电功；
推导公式：，无电压计算（或比较）电功。
【典例】甲、乙、丙三个导体串联在电路中，它们材料相同、均为圆柱体，规格如表所示，通电1min，电流通过甲、乙、丙做的功分别为，则（ ）。
A．B．C．D．
【角度2】公式法计算电功
当电学计算题中涉及的物理量较多时，可将已知物理量的符号和数据标在电路中，对号入座方便分析求解。
【典例】如图所示，电阻R1和R2串联在电路中，已知R1＝20Ω，R2＝30Ω，闭合开关S时电压表示数为4V，求：
（1）通过R1的电流；
（2）通电1min，电流通过R2所做的功。
【角度3】电能综合
计算电功时要注意单位统一，当电压、电流、时间分别是国际单位制单位时，计算得出的电功单位就是J，所以如果单位不是国际单位制单位时，要换算成国际单位制的单位再进行计算。
【典例】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．
【中考帮】
考点一：电能表及其相关计算
【典例】（2022·青海） 一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（ ）。
A. 该电能表应该在220V的电路中使用；
B. 该电能表的额定最大电流为20A；
C. 电能表是计量用电器消耗电能的仪表；
D. 该电能表此时的读数是31.6J
该题要求同学们能从能量的角度来认识电，知道人们利用电能的过程就是电能转化为其他形式能的过程。这是物理核心素养的物理观念的体现。
考点二：电功的计算
【典例】（2022·河南）在图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为___________V，电阻R1的阻值为___________Ω。通电1min，该电路消耗的总电能为_____J。
该题要求同学们能应用电能计算公式定量计算能量转化多少，这是物理核心素养的物理观念（能量观）的体现。【作业帮】
一、基础练（知识巩固）
1.如图所示的家用电器中，工作时主要将电能转化为机械能的是（ ）。
A．电饭锅B．笔记本电脑
C．电风扇D．电视机
2.甲乙两个小灯泡串联，闭合开关，甲乙两灯两端的电压之比为1∶2，工作一段时间后甲乙两灯消耗的电能之比是（ ）。
A．1:2B．3:1C．2:1D．1:3
3.如图是小王家的电能表，下列说法正确的是（ ）。
A．电能表的读数为56378kW·h；
B．这个电能表正常工作的电压为380V；
C．这个电能表要在20A的电流下才能正常工作；
D．小王家用电器每消耗1度电，电能表指示灯闪烁1600次
4.一个手机充电的移动电源（俗称“充电宝”）输入电压为，容量为，则该移动电源充电后最多储存的电能是（ ）。
A．B．C．D．
5.一个20Ω的电阻，通过的电流为0.5A，则在2min内该电阻上消耗______J的电能，向外释放的热量为______J。
6.如图甲是小明家电能表8月30日显示的数字，图乙是9月30日显示的数字。小明家9月份消耗了______kW·h的电能，如果其中200度电是峰时用电，其余为谷时用电，根据峰谷电价收费表计算，小明家这个月的电费是______元。
7.如图甲所示电路，电源电压不变，。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表的示数逐渐______（选填“变大”或“变小”）；电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示，则电源电压是______V；当滑片P在a端时，通电1min，电流通过R2产生的热量是______J。
8.如图所示的电路中，闭合开关S后，灯泡L正常发光，此时通过灯泡的电流是0.3A，灯泡两端的电压是3V，电压表的示数为6V。通过计算回答：
（1）定值电阻R的阻值是多少欧？
（2）电源两端的电压是多少伏？
（3）整个电路在10s内消耗的电能是多少焦？
二、综合练（能力提升）
9.下列情况中，不属于电流做功的是（ ）。
A．电风扇转动B．发电机发电C．空调制热D．电脑处理数据信息
10.下列选项中都能说明在一定条件下，机械能和电能可以相互转化的是（ ）。
A．“流水带动水轮机转动”和“电能通过电网从西部送到东部”；
B．“三峡大坝放水发电”和“正常工作的电扇吹出凉风”；
C．“水果电池点亮小灯泡”和“滚桶洗衣机工作时使水和衣服转动”；
D．“用饭锅把饭煮熟”和“用充电器给手机电池充电”
11.如题图是电能表，它是计量 _____的仪器。它的转盘转动快表示 _____；如果这个电能表上的转盘在30min内转了1500转，则消耗的电能是 _____｡
12.如图所示的是小亮家的电能表，其示数为_______kW·h。每消耗lkW·h电能，电能表的指示灯闪烁800次，小亮关闭家中其它用电器，让家中的电饭锅单独工作，观察到电饭锅工作10min指示灯闪烁80次，则电饭锅消耗电能为______ 。
三、培优练（挑战自我）
13.阅读下面三段短文，回答问题：
在能源危机和环境污染的双重压力下，我国现阶段发展新能源汽车，多种技术在国际上处领先地位。图为某品牌的纯电动汽车：
（1）给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于______（选填“用电器”或“电源”）；汽车各转向灯能独立工作，因此转向灯间是______联的；
（2）纯电动汽车，是通过蓄电池来提供电能，通过电动机得到动力，若该电动机的电源采用的是48V的电压，如果使用12V的蓄电池，则应将______个蓄电池______联；
（3）该汽车的电汽容量为，其百公里耗电量为，理论上可以续航______km。
14.有“公知”称新能源车的电池组能量密度（能量与质量的比值）还没有无烟煤高，更别提汽油了。已知某新能源车Mdel X的电池组电容量为 （ ），由7000多枚18650电池（如图）组成，电池组总质量约900kg。
（1）“能量密度”相当于哪个物理量_____；
（2）将100kW•h换算约为_____J，新能源车Mdel X的“能量密度”是_____；
（3）已知汽油的能量密度4.6×107J/kg，“公知”的说法是_____（选填“正确”或“错误”）。
【科普：车的电池组不是一次性用品，而是可反复充电使用的）
15.实验室有若干个规格相同的LED灯，这种灯的发光颜色与其两端电压之间的关系如下表所示。小华取其中一个LED灯，与一个200Ω的定值电阻R1串联，接在电压恒为6V的电源上，如图所示。闭合开关，LED灯发光，电压表示数为3V。求：
（1）此时，通过电阻R1的电流是多少？( )
（2）结合图表可知：电路中的LED灯发出_____色的光；
（3）工作100s，LED灯消耗的电能是多少？( )
（4）若R1损坏，请你利用题目所述的其它器材，设计一个让该规格的LED灯发出蓝光的方法（可用文字或作图说明）。( )
干电池：化学能→电能
蓄电池：化学能→电能
光伏发电：太阳能→电能
火力发电：化学能→电能
水力发电：机械能→电能
风力发电：机械能→电能
地热发电：地热能→电能
核能发电：核能→电能
电熨斗：电能→内能
电烤箱：电能→内能
白炽灯：电能→内能→光能
节能灯：电能→光能
电视机：电能→光能和声能
电风扇：电能→机械能和内能
总结归纳：电能的产生与利用中主要的能量转化
参数
物理意义
220V
表示该电能表应该在220V的电路中使用
10（20）A
表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，该电能表工作时的电流不应超过20A
kW·h
表示该电能表上示数的单位为千瓦时，kW·h=1度=3.6×106J
50Hz
表示电能表在频率为50Hz的交流电电路中使用
1500r/（kW·h）
表示接在该电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，该电能表的转盘转过1500转
特别提醒：
1.电能表的表盘上最后一个框内的数字为小数位数字。如，应读作3209.2kW·h。
2.标定电流和额定最大电流的区别。如“10（20）A”，括号外的10A是标定电流，它越小，电能表就越灵敏，精确度越高；括号内的20A是额定最大电流，是电能表长期稳定工作允许通过的最大电流。
教材深挖：电子式电能表的参数
电子式电能表盘上的参数，如“220V”、“10（40）A”、“50Hz”等，物理意义和机械式电能表上的相关参数的物理意义相同。电子式电能表独有的“1600imp/（kW·h）”表示接在这个电表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次。
使家用节能灯照明约100h
让手机充电约100次
使电动自行车行驶约60km
看电视约10h
可使壁挂式空调器运行约1h
烧开约8kg的水
特别提醒：
应用W=UIt计算电功时，应注意以下两点：
（1）W、U、I、t应该是同一用电器或同一段电路在t时间内对应的四个物理量。例如，电流通过某个用电器所做的功，等于该用电器两端电压、通过该用电器的电流和相应通电时间的乘积。
（2）W、U、I、t四个物理量的单位分别是焦（J）、伏（V）、安（A）和秒（s），若将其他单位不经变换就代入公式则会出现错误。如某灯两端电压为6V，通过该等的电流为0.2A，通电时间1h电流做的功：W=UIt=6V×0.2A×3600s=4320J；若时间单位不经变换就代入公式进行计算，则得W=6V×0.2A×1h=1.2J，结果时错误的。
辨析比较电功与机械功的异同
比较项目
电功
机械功
不同点
影响因素
电路两端电压U，电路中电流I，通电时间t
作用在物体上的力F，物体在力F方向上的距离s
计算公式
W=UIt
W=Fs
相同点
（1）做功的过程都是不同形式能的相互转化过程；（2）单位相同。
拓展培优：什么是纯电阻电路
纯电阻电路是指消耗的电能全部转化为内能的电路，如仅含有白炽灯、电阻的电路；但含有电动机、电铃的电路中，电能除了转化为内能外，还转化成了其他形式的能，因此含有电动机、电铃的电路不是纯电阻电路。
拓展培优：电路中电功关系的三个推论
1.串并联电路的电功的特点
串联电路
并联电路
分析
如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；
由于U=U1+U2，故W总=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2
如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；
由于I=I1+I2，
故W总=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2
推论一
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做功之和，即W总=W1+W2+…
2.串、并联电路电功的分配关系（仅适用于纯电阻电路）
推论二
串联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比
推导分析：
推论三
并联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成反比
推导分析：
导体
长度/cm
横截面积/cm2
甲
5
1
乙
10
1
丙
5
2
峰谷电价
峰期
1.1元
谷期
0.4元
LED灯两端电压/V
1.9~2.0
3.0~3.3
LED灯发光颜色
红
蓝
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