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初中物理沪粤版（2024）九年级上册15.1 电能与电功课后测评
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这是一份初中物理沪粤版（2024）九年级上册15.1 电能与电功课后测评，共26页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．（2023·全国·九年级校联考专题练习）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
2．（2023·上海·九年级校联考假期作业）在国际单位制中，压强的单位是（ ）
A．瓦特(W)B．帕斯卡(Pa)
C．牛顿(N)D．焦耳(J)
3．（2023·全国·九年级校联考专题练习）如图所示为单相电子式电能表，关于该电能表下列说法正确的是（ ）
A．允许通过的最大电流为10A
B．主要用来测量用电器的电功率
C．此时的示数为13148kW·h
D．指示灯闪2500次表示消耗电能3.6×106J
4．（2023·山东·校联考模拟预测）下列说法中正确的是（ ）
A．电流做功越多，消耗电能越多B．电流做功越多，消耗电能越少
C．电流做功多少与消耗电能多少无关D．以上说法都不正确
二、填空题
5．（2023·全国·九年级校联考专题练习）如图所示的电路，电阻R1=10Ω，电源电压为5V，当开关S闭合时电流表的示数是0.75A，则电阻R2的阻值是___________Ω；通电5分钟，电流通过R2所做的功为___________J。
6．（2023春·九年级校联考课时练习）某款手机电池的工作电压为4V，容量为5000mA·h。它充满电后，大约储存了 _____J的电能，在给该手机充电过程中，将电能转化为 _____能储存起来。
7．（2023秋·天津·九年级校考期末）如图，电能表读数是__________kW•h；若该电能表转了300转，则用电器消耗了__________J的电能。
8．（2023·安徽·模拟预测）如图是某用电器工作时电功率与时间的关系图像，则图中阴影部分面积表示的物理量是_______。
三、实验题
9．（2023春·九年级校联考课时练习）为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和___________，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，___________越大，电流做功越多；
（2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目标，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。___________ ；
（3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取___________的办法进行实验，测量多组不同数据。
10．（2023春·九年级校联考课时练习）在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路。
（1）根据______，我们可以比较相同时间内电流做功的多少；
（2）经过讨论，小明认为不可以选择图甲电路，原因是______；
（3）为了研究电功与电流的关系，小丽认为应该选择图乙所示的电路，小勇认为该电路有不足之处，他的理由是______；
（4）利用丙电路是为了探究电功与 ______的关系，当闭合开关后，小华发现两灯都不亮，电压表V1有示数，电压表V2无示数，你认为电路发生的故障是______。排除故障后，同学们正确操作，根据______现象得出了结论。该结论是______。
四、计算题
11．（2023·全国·九年级专题练习）如图所示的电路中电源电压保持不变，R1＝R2＝R3＝20Ω，当S1、S2都断开，电流表示数是0.3A，求：
（1）电源电压；
（2）S1、S2都闭合时，电流表的示数及通电1min电路消耗的总电能。
12．（2023·全国·九年级专题练习）一个小灯泡的两端加2.5V电压时电流是0.3A，它在这种情况下通电2min，电流做了多少功？消耗的电能是多少？
一、单选题
1．（2023·全国·九年级专题练习）电阻R1和R2两端电压之比为1∶2，通过电流之比为2∶3，通电时间之比为2∶5，则两电阻消耗电能之比为（ ）
A．1∶3B．2∶15C．15∶2D．1∶15
2．（2023春·九年级校联考课时练习）在“探究电功与哪些因素有关”的实验中，小惠连接了如图所示的电路，以下说法中错误的是（ ）
A．此电路探究的是电功与电压的关系
B．移动滑动变阻器的滑片从而改变电流，可以进一步探究电功与电流的关系
C．实验中，通过灯泡的亮度反映电功的大小
D．滑动变阻器在电路中起到保护电路的作用
3．（2023春·九年级校联考课时练习）电能表可用来直接测量下列哪个物理量（ ）
A．用电器消耗的电能B．电路中电流的强弱
C．用电器消耗电能的时间D．用电器两端的电压
4．（2023秋·湖南郴州·九年级校考期末）从如图所示的电能表中，可以获得的正确信息是（ ）
A．电能表的读数为
B．电能表只能在220V电压下正常工作
C．电能表测量的是电路中的电功率
D．电能表转盘转过2500转消耗的电功率为1 kW
二、填空题
5．（2023·全国·九年级专题练习）如图所示是张强家电能表上标的参数，那么他家的电能表在4 min内转60圈，则用电器消耗的电能是___________J。
6．（2023秋·陕西汉中·九年级统考期末）如图所示为人们所喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点，只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了。车钥匙的作用相当于电路中的______，给电动车充电时，蓄电池相当于电路中的______，将电能转化为______储存起来。
7．（2023春·九年级校联考课时练习）我们在连接电路时，开关应_______，通常电路的连接方式有两种，串联和并联，马路上的路灯同时亮，同时灭，它们的连接方式是_______，简单电路由电源，开关，导线和用电器组成，我们给充电宝充电时，充电宝相当于_______。
8．（2023春·九年级校联考课时练习）电功公式：
①W=___________；导出式：，，。
②W=___________（纯电阻）；导出式： ， ，
③ ___________（纯电阻）；， ， ， 。
公式中的物理量：W—电能—焦耳（J）；U—电压—伏特（V）；I—电流—安培（A）；t—时间—秒（s）；R—电阻—欧姆（Ω）。
实验题
9．（2023秋·甘肃兰州·九年级校考期末）小莎利用如图所示的实验装置，探究电流做功多少跟什么因素有关。通过电动机将质量一定的重物提升一段距离来反映电流做功的多少，闭合开关，电动机将重物提升的高度越大，表明电流做的功越多。电路中的电源两端的电压可调，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量通过电动机的电流，现将测得的实验数据记录在下表中。
（1）闭合开关后，电动机将重物提升的过程，是将_______能转化为重物的机械能的过程；
（2）比较实验次数1和2，可以归纳出的结论是：电流做功的多少与_______有关；
（3）比较实验次数1、3和4，可以归纳出的结论是：在通电时间一定时，电流与电压的乘积越大，电流通过电动机所做的功越_______。
10．（2023·山东济宁·统考中考真题）电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系，选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油，两电阻丝阻值不同（）。
（1）将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制______和______相等；
（2）通电一段时间后，通过观察______来比较电流做功多少；
（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝______（选填“”或“”）做的功多；
（4）若两端的电压为3V，电路中的电流为0.4A，则10s内电流通过做的功为______J。
四、计算题
11．（2023春·九年级校联考课时练习）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”，电源电压为8V。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.4A，求R1的阻值；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，R3的阻值为50Ω，求电压表的示数及10秒内电路消耗的总电能；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
12．（2023春·九年级校联考课时练习）现在市场上流行如图所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）电热丝R2的阻值；
（2）这个电饭锅在0~20min内把质量为2.2kg的米饭由45℃加热到100℃，试计算米饭吸收的热量；[c米饭=4.2×103J/(kg⋅℃)]
（3）求电饭锅在这段时间内加热的效率。
15.1 电能与电功
一、单选题
1．（2023·全国·九年级校联考专题练习）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
【答案】A
【解析】甲乙两个小灯泡串联，所以通过甲乙灯泡的电流相等，由可知在相同时间内消耗的电能之比等于灯泡两端电压之比，即1:2。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（2023·上海·九年级校联考假期作业）在国际单位制中，压强的单位是（ ）
A．瓦特(W)B．帕斯卡(Pa)
C．牛顿(N)D．焦耳(J)
【答案】B
【解析】在国际单位制中：
A．瓦特是功率的主单位，A不符合题意；
B．帕斯卡是压强的主单位，B符合题意；
C．牛顿是力的主单位，C不符合题意；
D．焦耳是各种能量的主单位，D不符合题意。
故选B。
3．（2023·全国·九年级校联考专题练习）如图所示为单相电子式电能表，关于该电能表下列说法正确的是（ ）
A．允许通过的最大电流为10A
B．主要用来测量用电器的电功率
C．此时的示数为13148kW·h
D．指示灯闪2500次表示消耗电能3.6×106J
【答案】D
【分析】根据对电能表的作用、读数和相关参数的理解即可得出答案。
【解析】A．20A表示该电能表的额定最大电流，即允许在短时间内通过电能表的最大电流，故A项错误；
B．电能表是用来测电功的或者某段时间内消耗的电能，故B项错误；
C．电能表的读数，最后一位是小数，此时时数为1314.8 ，故C项错误；
D．2500imp/( )表示每消耗电能，即，电能表的指示灯闪烁2500次，故D项正确。
【点睛】本题考查了电能表参数的理解、电能表的读数和用途，熟记相关参数的物理含义即可正确解题，难度不大。
4．（2023·山东·校联考模拟预测）下列说法中正确的是（ ）
A．电流做功越多，消耗电能越多B．电流做功越多，消耗电能越少
C．电流做功多少与消耗电能多少无关D．以上说法都不正确
【答案】A
【解析】功是能量转化的量度，做功越多，转化的能量越多；电流做功把电能转化为其它形式的能量，电流做功越多，消耗的电能越多；故A正确，BCD错误。
故选A。
二、填空题
5．（2023·全国·九年级校联考专题练习）如图所示的电路，电阻R1=10Ω，电源电压为5V，当开关S闭合时电流表的示数是0.75A，则电阻R2的阻值是___________Ω；通电5分钟，电流通过R2所做的功为___________J。
【答案】 20 375
【解析】[1]由图知，当开关S闭合时，两电阻并联，电流表测总电流，由题知，电源电压U=5V，电阻，总电流；则流过电阻R1的电流
由并联电路的特点可知，流过电阻R2的电流
由公式得R2的阻值
[2]通电5分钟，电流通过R2所做的功
6．（2023春·九年级校联考课时练习）某款手机电池的工作电压为4V，容量为5000mA·h。它充满电后，大约储存了 _____J的电能，在给该手机充电过程中，将电能转化为 _____能储存起来。
【答案】 7.2×104 化学
【解析】[1]电池充满电后储存的电能为
[2]电池在充电过程中，消耗了电能，获得了化学能，主要将电能转化为化学能。
7．（2023秋·天津·九年级校考期末）如图，电能表读数是__________kW•h；若该电能表转了300转，则用电器消耗了__________J的电能。
【答案】 201.8
【解析】[1]电能表最后一位是小数，故读数为201.8kW·h。
[2]若该电能表转了300转，则用电器消耗了电能为
8．（2023·安徽·模拟预测）如图是某用电器工作时电功率与时间的关系图像，则图中阴影部分面积表示的物理量是_______。
【答案】电功
【解析】由电功率与时间的关系图像可知，阴影部分面积表示电功率与时间的乘积，由于
W=Pt
则其表示的物理量是电功。
三、实验题
9．（2023春·九年级校联考课时练习）为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和___________，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，___________越大，电流做功越多；
（2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目标，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。___________ ；
（3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取___________的办法进行实验，测量多组不同数据。
【答案】 电压表的示数 电压 改变电源电压
【解析】（1）[1][2]通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度，上升高的电流做功多，同时观察电压表的示数，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，电压越大，电流做功越多。
（2）[3]探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系，要保持电压相同，要将两电阻并联，如图所示：
（3）[4]学生电源能改变提供的电压值，若不添加新器材，可以通过学生电源改变电源电压，从而多做几次实验。
10．（2023春·九年级校联考课时练习）在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路。
（1）根据______，我们可以比较相同时间内电流做功的多少；
（2）经过讨论，小明认为不可以选择图甲电路，原因是______；
（3）为了研究电功与电流的关系，小丽认为应该选择图乙所示的电路，小勇认为该电路有不足之处，他的理由是______；
（4）利用丙电路是为了探究电功与 ______的关系，当闭合开关后，小华发现两灯都不亮，电压表V1有示数，电压表V2无示数，你认为电路发生的故障是______。排除故障后，同学们正确操作，根据______现象得出了结论。该结论是______。
【答案】 灯泡的亮度 无法控制电流或者电压不变 只能测得一组数据，结论具有偶然性 电压 L1处断路 电压越大，灯泡越亮 电流和通电时间一定时，电压越大，电流所做的功越多
【解析】（1）[1]实验中，电流做功多少的研究对象是小灯泡，由电功公式
W=UIt=Pt
可得，小灯泡越亮，则小灯泡的实际功率越大，在相同的时间内，电流通过小灯泡做的功越多，因此可以观察小灯泡的亮度来比较相同时间内小灯泡中电流做功的多少。
（2）[2]电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关。图甲电路中，滑动变阻器的滑片移动时，灯泡两端的电压和通过的电流同时发生变化，在研究电流做功与其中的一个物理量之间的关系时，无法控制另一个物理量不变，因此图甲无法利用控制变量法探究电流做功与电压、电流的关系。
（3）[3]图乙电路中干路上缺少滑动变阻器，实验中不能测量出多组数据，测量一组实验数据总结得出的结论具有偶然性。
（4）[4]图丙中两只灯泡串联，控制了电流和通电时间相同，两灯泡规格不同时分得的电压不同，故能探究电流做功与电压的关系。
[5]图丙中电路为串联电路，闭合开关后，两灯都不亮，初步判断电路为断路故障。电压表V1有示数，则电压表V1的正负接线柱到电源的正负极是通路，断路的位置在电压表并联的部分；电压表V2无示数，说明电压表V2的正负接线柱到电源的正负极有断路故障，综合分析可知，电路发生的故障应是L1处断路。
[6][7]实验中，可以根据电压越大，灯泡越亮的现象得出结论。通过两灯的电流和通电时间相同，电压较大的灯泡，发光较亮，表明相同时间内，它将较多的电能转化为光能，电流经过它做的功较多，所以可得出结论：电流和通电时间一定时，电压越大，电流所做的功越多。
四、计算题
11．（2023·全国·九年级专题练习）如图所示的电路中电源电压保持不变，R1＝R2＝R3＝20Ω，当S1、S2都断开，电流表示数是0.3A，求：
（1）电源电压；
（2）S1、S2都闭合时，电流表的示数及通电1min电路消耗的总电能。
【答案】（1）12V；（2）1.2A， 864J
【解析】解：（1）当S1、S2都断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由可得，电源的电压为
（2）当S1、S2都闭合时，R1与R3并联，R2短路，电流表测干路电流，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路中的总电阻
则干路电流表的示数
通电1min电路消耗的总电能
答：（1）电源电压为12V；
（2）S1、S2都闭合时，通电1min电路消耗的总电能864J。
12．（2023·全国·九年级专题练习）一个小灯泡的两端加2.5V电压时电流是0.3A，它在这种情况下通电2min，电流做了多少功？消耗的电能是多少？
【答案】90J；90J
【解析】解：根据可知电流做的功为
因为灯泡消耗的电能与电流通过灯泡做的功相等，故消耗的电能也为90J。
答：在这种情况下通电2min，通过小灯泡的电流做功90J，消耗电能90J。
一、单选题
1．（2023·全国·九年级专题练习）电阻R1和R2两端电压之比为1∶2，通过电流之比为2∶3，通电时间之比为2∶5，则两电阻消耗电能之比为（ ）
A．1∶3B．2∶15C．15∶2D．1∶15
【答案】B
【解析】已知电阻R1和R2两端电压之比为1∶2，通过电流之比为2∶3，通电时间之比为2∶5，则两电阻消耗电能之比
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．（2023春·九年级校联考课时练习）在“探究电功与哪些因素有关”的实验中，小惠连接了如图所示的电路，以下说法中错误的是（ ）
A．此电路探究的是电功与电压的关系
B．移动滑动变阻器的滑片从而改变电流，可以进一步探究电功与电流的关系
C．实验中，通过灯泡的亮度反映电功的大小
D．滑动变阻器在电路中起到保护电路的作用
【答案】B
【解析】由电路图可知，两灯泡与滑动变阻器串联，两电压表分别测两灯泡两端的电压。
A．因串联电路中各处的电流和通电时间相等，根据W＝UIt可知，此电路可以探究电功与电压的关系，故A正确，不符合题意；
B．探究电功与电流的关系时，应控制电压和通电时间相同，移动滑动变阻器的滑片时，通过灯泡的电流和灯泡两端的电压均改变，所以不能探究电功与电流的关系，故B错误，符合题意；
C．灯泡越亮、实际功率越大，在相同时间里消耗的电能越多，电流做功越多，所以我们可以通过灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少，故C正确，不符合题意；
D．滑动变阻器在电路中起到保护电路的作用，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．（2023春·九年级校联考课时练习）电能表可用来直接测量下列哪个物理量（ ）
A．用电器消耗的电能B．电路中电流的强弱
C．用电器消耗电能的时间D．用电器两端的电压
【答案】A
【解析】A．电能表的用途是测量消耗的电能或电功，故A符合题意；
B．电流表测电路中电流的强弱，故B不符合题意；
C．手表或秒表测用电器消耗电能的时间，故C不符合题意；
D．电压表测用电器两端的电压，故D不符合题意。
故选A。
4．（2023秋·湖南郴州·九年级校考期末）从如图所示的电能表中，可以获得的正确信息是（ ）
A．电能表的读数为
B．电能表只能在220V电压下正常工作
C．电能表测量的是电路中的电功率
D．电能表转盘转过2500转消耗的电功率为1 kW
【答案】B
【解析】A．电能表上最后一位数字是小数位，当前电能表的读数为，故A错误；
B．“220V”表示电能表只能在220V电压下正常工作，故B正确；
C．电能表测量的是电路中用电器消耗的电能，不是电功率，故C错误；
D．，表示电能表的转盘每转2500转，电路中用电器消耗的电能，故D错误。
故选B。
二、填空题
5．（2023·全国·九年级专题练习）如图所示是张强家电能表上标的参数，那么他家的电能表在4 min内转60圈，则用电器消耗的电能是___________J。
【答案】
【解析】用电器消耗的电能是
6．（2023秋·陕西汉中·九年级统考期末）如图所示为人们所喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点，只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了。车钥匙的作用相当于电路中的______，给电动车充电时，蓄电池相当于电路中的______，将电能转化为______储存起来。
【答案】 开关 用电器 化学能
【解析】[1]电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，所以这车钥匙其实就是一个开关，车钥匙的作用相当于电路中的开关。
[2][3]给电动车充电时，是将电能转化为化学能，此时蓄电池相当于电路中的用电器，将电能转化为化学能储存起来。
7．（2023春·九年级校联考课时练习）我们在连接电路时，开关应_______，通常电路的连接方式有两种，串联和并联，马路上的路灯同时亮，同时灭，它们的连接方式是_______，简单电路由电源，开关，导线和用电器组成，我们给充电宝充电时，充电宝相当于_______。
【答案】 断开 并联 用电器
【解析】[1]为了保护电路，在连接电路时，开关应断开。
[2]马路上的路灯工作时互不影响，采用并联，同时亮，同时灭，是因为它们共用一个开关。
[3]我们给充电宝充电时，充电宝相当于用电器，消耗电能。
8．（2023春·九年级校联考课时练习）电功公式：
①W=___________；导出式：，，。
②W=___________（纯电阻）；导出式： ， ，
③ ___________（纯电阻）；， ， ， 。
公式中的物理量：W—电能—焦耳（J）；U—电压—伏特（V）；I—电流—安培（A）；t—时间—秒（s）；R—电阻—欧姆（Ω）。
【答案】 UIt I2Rt
【解析】[1]电功的基本公式为
适用于所有电路。
[2][3]纯电阻电路中，由
，
因此可以推导出
实验题
9．（2023秋·甘肃兰州·九年级校考期末）小莎利用如图所示的实验装置，探究电流做功多少跟什么因素有关。通过电动机将质量一定的重物提升一段距离来反映电流做功的多少，闭合开关，电动机将重物提升的高度越大，表明电流做的功越多。电路中的电源两端的电压可调，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量通过电动机的电流，现将测得的实验数据记录在下表中。
（1）闭合开关后，电动机将重物提升的过程，是将_______能转化为重物的机械能的过程；
（2）比较实验次数1和2，可以归纳出的结论是：电流做功的多少与_______有关；
（3）比较实验次数1、3和4，可以归纳出的结论是：在通电时间一定时，电流与电压的乘积越大，电流通过电动机所做的功越_______。
【答案】 电 通电时间 多
【解析】（1）[1]电流通过电动机时，消耗了电能，而电动机又提升了重物，所以是电能转化为了机械能。
（2）[2]由表中实验序号为1、2的实验数据可知，在电流与电压相等时，通电时间越长，重物上升的高度越大，电流做功越多，由此可得：在电压与电流一定时，通电时间越长，电流做功越多，即电流做功的多少与通电时间有关。
（3）[3]由表中实验序号为1、3和4的实验数据可知，通电时间相同而电压与电流不同，电压与电流的乘积越大，重物上升的高度越高，电流做功越多，由此可得：在通电时间一定的情况下，电流做功与电流和电压的乘积有关，电流与电压乘积越大，电流做功越多。
10．（2023·山东济宁·统考中考真题）电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系，选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油，两电阻丝阻值不同（）。
（1）将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制______和______相等；
（2）通电一段时间后，通过观察______来比较电流做功多少；
（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝______（选填“”或“”）做的功多；
（4）若两端的电压为3V，电路中的电流为0.4A，则10s内电流通过做的功为______J。
【答案】 电流 时间 温度计的示数 12
【解析】（1）[1][2]如图所示，探究电功跟电压、电流和时间关系时，将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制通过的电流和经过的时间相等。
（2）[3] 通电一段时间后，通过观察温度计的示数计算出两个玻璃瓶中煤油温度的变化量，温度升高越多，说明煤油吸热越多，即可说明电流做功越多。
（3）[4] 通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝做功较多，因为，根据串联电路分压特点可知，电阻越大两端电压越大，即两端的电压较大；根据可知，在电流和时间相等时，电压越大电功越大。
（4）[5]根据题意可知，10s内电流通过做的功为
四、计算题
11．（2023春·九年级校联考课时练习）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”，电源电压为8V。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.4A，求R1的阻值；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，R3的阻值为50Ω，求电压表的示数及10秒内电路消耗的总电能；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
【答案】（1）20Ω；（2）6.4J；（3）40~100Ω
【解析】解：（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电路中只有R1，根据欧姆定律可得，R1的阻值为
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，R2与R3串联，电压表测R2两端的电压，滑动变阻器滑片置于中点位置时，则R2连入电路的阻值为，则电路中的电流为
电压表的示数为
10秒内电路消耗的电能为
（3）闭合开关S1、S2和S3，R3被短路，R1与R2并联，电压表的量程大于电源电压，所以无论变阻器连入多大阻值，电压表都是安全的；电流表的量程为0~0.6A，所以干路中允许的最大电流为0.6A，根据并联电路各支路互不影响可知，通过R1的电流仍为0.4A，通过R2的电流为
所以滑动变阻器的最小阻值为
变阻器的阻值只要大于此值，电流表就是安全的，则滑动变阻器的阻值取值范围为40~100Ω。
答：（1）R1的阻值为20Ω；
（2）电压表的示数为4V，10秒内电路消耗的总电能为6.4J；
（3）滑动变阻器R2的阻值取值范围为40~100Ω。
12．（2023春·九年级校联考课时练习）现在市场上流行如图所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）电热丝R2的阻值；
（2）这个电饭锅在0~20min内把质量为2.2kg的米饭由45℃加热到100℃，试计算米饭吸收的热量；[c米饭=4.2×103J/(kg⋅℃)]
（3）求电饭锅在这段时间内加热的效率。
【答案】（1）73.3Ω；（2）5.082×105J；（3）70%
【解析】解：（1）开关S闭合时，电路为R2的简单电路，此时电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的电流I=3A，由 可知，R2的阻值
（2）米饭吸收的热量
Q吸=c米饭m(t2-t1)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2.2kg×(100℃-45℃)=5.082×105J
（3）开关S断开时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的电流I′=2A，由图像可知，在0~15min内，I=3A时的工作时间
t=10min+5min=15min=900s
I′＝2A时的工作时间
t′=5min=300s
电饭锅在0~20min内消耗的电能
W=UIt+UI′t′=220V×3A×900s+220V×2A×300s=7.26×105J
电饭锅在这段时间内加热的效率
答：（1）电热丝R2的阻值为73.3Ω；
（2）米饭吸收的热量为5.082×105J；
（3）电饭锅在这段时间内加热的效率为70%。
次数
电流表示数I/A
电压表示数U/V
通电时间t/s
重物上升高度h/m
1
0.12
4
10
0.06
2
0.12
4
20
0.12
3
0.14
6
10
0.09
4
0.16
10
10
0.17
次数
电流表示数I/A
电压表示数U/V
通电时间t/s
重物上升高度h/m
1
0.12
4
10
0.06
2
0.12
4
20
0.12
3
0.14
6
10
0.09
4
0.16
10
10
0.17
一、单选题
1．（2023·全国·九年级校联考专题练习）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
2．（2023·上海·九年级校联考假期作业）在国际单位制中，压强的单位是（ ）
A．瓦特(W)B．帕斯卡(Pa)
C．牛顿(N)D．焦耳(J)
3．（2023·全国·九年级校联考专题练习）如图所示为单相电子式电能表，关于该电能表下列说法正确的是（ ）
A．允许通过的最大电流为10A
B．主要用来测量用电器的电功率
C．此时的示数为13148kW·h
D．指示灯闪2500次表示消耗电能3.6×106J
4．（2023·山东·校联考模拟预测）下列说法中正确的是（ ）
A．电流做功越多，消耗电能越多B．电流做功越多，消耗电能越少
C．电流做功多少与消耗电能多少无关D．以上说法都不正确
二、填空题
5．（2023·全国·九年级校联考专题练习）如图所示的电路，电阻R1=10Ω，电源电压为5V，当开关S闭合时电流表的示数是0.75A，则电阻R2的阻值是___________Ω；通电5分钟，电流通过R2所做的功为___________J。
6．（2023春·九年级校联考课时练习）某款手机电池的工作电压为4V，容量为5000mA·h。它充满电后，大约储存了 _____J的电能，在给该手机充电过程中，将电能转化为 _____能储存起来。
7．（2023秋·天津·九年级校考期末）如图，电能表读数是__________kW•h；若该电能表转了300转，则用电器消耗了__________J的电能。
8．（2023·安徽·模拟预测）如图是某用电器工作时电功率与时间的关系图像，则图中阴影部分面积表示的物理量是_______。
三、实验题
9．（2023春·九年级校联考课时练习）为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和___________，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，___________越大，电流做功越多；
（2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目标，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。___________ ；
（3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取___________的办法进行实验，测量多组不同数据。
10．（2023春·九年级校联考课时练习）在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路。
（1）根据______，我们可以比较相同时间内电流做功的多少；
（2）经过讨论，小明认为不可以选择图甲电路，原因是______；
（3）为了研究电功与电流的关系，小丽认为应该选择图乙所示的电路，小勇认为该电路有不足之处，他的理由是______；
（4）利用丙电路是为了探究电功与 ______的关系，当闭合开关后，小华发现两灯都不亮，电压表V1有示数，电压表V2无示数，你认为电路发生的故障是______。排除故障后，同学们正确操作，根据______现象得出了结论。该结论是______。
四、计算题
11．（2023·全国·九年级专题练习）如图所示的电路中电源电压保持不变，R1＝R2＝R3＝20Ω，当S1、S2都断开，电流表示数是0.3A，求：
（1）电源电压；
（2）S1、S2都闭合时，电流表的示数及通电1min电路消耗的总电能。
12．（2023·全国·九年级专题练习）一个小灯泡的两端加2.5V电压时电流是0.3A，它在这种情况下通电2min，电流做了多少功？消耗的电能是多少？
一、单选题
1．（2023·全国·九年级专题练习）电阻R1和R2两端电压之比为1∶2，通过电流之比为2∶3，通电时间之比为2∶5，则两电阻消耗电能之比为（ ）
A．1∶3B．2∶15C．15∶2D．1∶15
2．（2023春·九年级校联考课时练习）在“探究电功与哪些因素有关”的实验中，小惠连接了如图所示的电路，以下说法中错误的是（ ）
A．此电路探究的是电功与电压的关系
B．移动滑动变阻器的滑片从而改变电流，可以进一步探究电功与电流的关系
C．实验中，通过灯泡的亮度反映电功的大小
D．滑动变阻器在电路中起到保护电路的作用
3．（2023春·九年级校联考课时练习）电能表可用来直接测量下列哪个物理量（ ）
A．用电器消耗的电能B．电路中电流的强弱
C．用电器消耗电能的时间D．用电器两端的电压
4．（2023秋·湖南郴州·九年级校考期末）从如图所示的电能表中，可以获得的正确信息是（ ）
A．电能表的读数为
B．电能表只能在220V电压下正常工作
C．电能表测量的是电路中的电功率
D．电能表转盘转过2500转消耗的电功率为1 kW
二、填空题
5．（2023·全国·九年级专题练习）如图所示是张强家电能表上标的参数，那么他家的电能表在4 min内转60圈，则用电器消耗的电能是___________J。
6．（2023秋·陕西汉中·九年级统考期末）如图所示为人们所喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点，只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了。车钥匙的作用相当于电路中的______，给电动车充电时，蓄电池相当于电路中的______，将电能转化为______储存起来。
7．（2023春·九年级校联考课时练习）我们在连接电路时，开关应_______，通常电路的连接方式有两种，串联和并联，马路上的路灯同时亮，同时灭，它们的连接方式是_______，简单电路由电源，开关，导线和用电器组成，我们给充电宝充电时，充电宝相当于_______。
8．（2023春·九年级校联考课时练习）电功公式：
①W=___________；导出式：，，。
②W=___________（纯电阻）；导出式： ， ，
③ ___________（纯电阻）；， ， ， 。
公式中的物理量：W—电能—焦耳（J）；U—电压—伏特（V）；I—电流—安培（A）；t—时间—秒（s）；R—电阻—欧姆（Ω）。
实验题
9．（2023秋·甘肃兰州·九年级校考期末）小莎利用如图所示的实验装置，探究电流做功多少跟什么因素有关。通过电动机将质量一定的重物提升一段距离来反映电流做功的多少，闭合开关，电动机将重物提升的高度越大，表明电流做的功越多。电路中的电源两端的电压可调，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量通过电动机的电流，现将测得的实验数据记录在下表中。
（1）闭合开关后，电动机将重物提升的过程，是将_______能转化为重物的机械能的过程；
（2）比较实验次数1和2，可以归纳出的结论是：电流做功的多少与_______有关；
（3）比较实验次数1、3和4，可以归纳出的结论是：在通电时间一定时，电流与电压的乘积越大，电流通过电动机所做的功越_______。
10．（2023·山东济宁·统考中考真题）电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系，选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油，两电阻丝阻值不同（）。
（1）将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制______和______相等；
（2）通电一段时间后，通过观察______来比较电流做功多少；
（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝______（选填“”或“”）做的功多；
（4）若两端的电压为3V，电路中的电流为0.4A，则10s内电流通过做的功为______J。
四、计算题
11．（2023春·九年级校联考课时练习）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”，电源电压为8V。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.4A，求R1的阻值；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，R3的阻值为50Ω，求电压表的示数及10秒内电路消耗的总电能；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
12．（2023春·九年级校联考课时练习）现在市场上流行如图所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）电热丝R2的阻值；
（2）这个电饭锅在0~20min内把质量为2.2kg的米饭由45℃加热到100℃，试计算米饭吸收的热量；[c米饭=4.2×103J/(kg⋅℃)]
（3）求电饭锅在这段时间内加热的效率。
15.1 电能与电功
一、单选题
1．（2023·全国·九年级校联考专题练习）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
【答案】A
【解析】甲乙两个小灯泡串联，所以通过甲乙灯泡的电流相等，由可知在相同时间内消耗的电能之比等于灯泡两端电压之比，即1:2。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（2023·上海·九年级校联考假期作业）在国际单位制中，压强的单位是（ ）
A．瓦特(W)B．帕斯卡(Pa)
C．牛顿(N)D．焦耳(J)
【答案】B
【解析】在国际单位制中：
A．瓦特是功率的主单位，A不符合题意；
B．帕斯卡是压强的主单位，B符合题意；
C．牛顿是力的主单位，C不符合题意；
D．焦耳是各种能量的主单位，D不符合题意。
故选B。
3．（2023·全国·九年级校联考专题练习）如图所示为单相电子式电能表，关于该电能表下列说法正确的是（ ）
A．允许通过的最大电流为10A
B．主要用来测量用电器的电功率
C．此时的示数为13148kW·h
D．指示灯闪2500次表示消耗电能3.6×106J
【答案】D
【分析】根据对电能表的作用、读数和相关参数的理解即可得出答案。
【解析】A．20A表示该电能表的额定最大电流，即允许在短时间内通过电能表的最大电流，故A项错误；
B．电能表是用来测电功的或者某段时间内消耗的电能，故B项错误；
C．电能表的读数，最后一位是小数，此时时数为1314.8 ，故C项错误；
D．2500imp/( )表示每消耗电能，即，电能表的指示灯闪烁2500次，故D项正确。
【点睛】本题考查了电能表参数的理解、电能表的读数和用途，熟记相关参数的物理含义即可正确解题，难度不大。
4．（2023·山东·校联考模拟预测）下列说法中正确的是（ ）
A．电流做功越多，消耗电能越多B．电流做功越多，消耗电能越少
C．电流做功多少与消耗电能多少无关D．以上说法都不正确
【答案】A
【解析】功是能量转化的量度，做功越多，转化的能量越多；电流做功把电能转化为其它形式的能量，电流做功越多，消耗的电能越多；故A正确，BCD错误。
故选A。
二、填空题
5．（2023·全国·九年级校联考专题练习）如图所示的电路，电阻R1=10Ω，电源电压为5V，当开关S闭合时电流表的示数是0.75A，则电阻R2的阻值是___________Ω；通电5分钟，电流通过R2所做的功为___________J。
【答案】 20 375
【解析】[1]由图知，当开关S闭合时，两电阻并联，电流表测总电流，由题知，电源电压U=5V，电阻，总电流；则流过电阻R1的电流
由并联电路的特点可知，流过电阻R2的电流
由公式得R2的阻值
[2]通电5分钟，电流通过R2所做的功
6．（2023春·九年级校联考课时练习）某款手机电池的工作电压为4V，容量为5000mA·h。它充满电后，大约储存了 _____J的电能，在给该手机充电过程中，将电能转化为 _____能储存起来。
【答案】 7.2×104 化学
【解析】[1]电池充满电后储存的电能为
[2]电池在充电过程中，消耗了电能，获得了化学能，主要将电能转化为化学能。
7．（2023秋·天津·九年级校考期末）如图，电能表读数是__________kW•h；若该电能表转了300转，则用电器消耗了__________J的电能。
【答案】 201.8
【解析】[1]电能表最后一位是小数，故读数为201.8kW·h。
[2]若该电能表转了300转，则用电器消耗了电能为
8．（2023·安徽·模拟预测）如图是某用电器工作时电功率与时间的关系图像，则图中阴影部分面积表示的物理量是_______。
【答案】电功
【解析】由电功率与时间的关系图像可知，阴影部分面积表示电功率与时间的乘积，由于
W=Pt
则其表示的物理量是电功。
三、实验题
9．（2023春·九年级校联考课时练习）为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和___________，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，___________越大，电流做功越多；
（2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目标，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。___________ ；
（3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取___________的办法进行实验，测量多组不同数据。
【答案】 电压表的示数 电压 改变电源电压
【解析】（1）[1][2]通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度，上升高的电流做功多，同时观察电压表的示数，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，电压越大，电流做功越多。
（2）[3]探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系，要保持电压相同，要将两电阻并联，如图所示：
（3）[4]学生电源能改变提供的电压值，若不添加新器材，可以通过学生电源改变电源电压，从而多做几次实验。
10．（2023春·九年级校联考课时练习）在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路。
（1）根据______，我们可以比较相同时间内电流做功的多少；
（2）经过讨论，小明认为不可以选择图甲电路，原因是______；
（3）为了研究电功与电流的关系，小丽认为应该选择图乙所示的电路，小勇认为该电路有不足之处，他的理由是______；
（4）利用丙电路是为了探究电功与 ______的关系，当闭合开关后，小华发现两灯都不亮，电压表V1有示数，电压表V2无示数，你认为电路发生的故障是______。排除故障后，同学们正确操作，根据______现象得出了结论。该结论是______。
【答案】 灯泡的亮度 无法控制电流或者电压不变 只能测得一组数据，结论具有偶然性 电压 L1处断路 电压越大，灯泡越亮 电流和通电时间一定时，电压越大，电流所做的功越多
【解析】（1）[1]实验中，电流做功多少的研究对象是小灯泡，由电功公式
W=UIt=Pt
可得，小灯泡越亮，则小灯泡的实际功率越大，在相同的时间内，电流通过小灯泡做的功越多，因此可以观察小灯泡的亮度来比较相同时间内小灯泡中电流做功的多少。
（2）[2]电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关。图甲电路中，滑动变阻器的滑片移动时，灯泡两端的电压和通过的电流同时发生变化，在研究电流做功与其中的一个物理量之间的关系时，无法控制另一个物理量不变，因此图甲无法利用控制变量法探究电流做功与电压、电流的关系。
（3）[3]图乙电路中干路上缺少滑动变阻器，实验中不能测量出多组数据，测量一组实验数据总结得出的结论具有偶然性。
（4）[4]图丙中两只灯泡串联，控制了电流和通电时间相同，两灯泡规格不同时分得的电压不同，故能探究电流做功与电压的关系。
[5]图丙中电路为串联电路，闭合开关后，两灯都不亮，初步判断电路为断路故障。电压表V1有示数，则电压表V1的正负接线柱到电源的正负极是通路，断路的位置在电压表并联的部分；电压表V2无示数，说明电压表V2的正负接线柱到电源的正负极有断路故障，综合分析可知，电路发生的故障应是L1处断路。
[6][7]实验中，可以根据电压越大，灯泡越亮的现象得出结论。通过两灯的电流和通电时间相同，电压较大的灯泡，发光较亮，表明相同时间内，它将较多的电能转化为光能，电流经过它做的功较多，所以可得出结论：电流和通电时间一定时，电压越大，电流所做的功越多。
四、计算题
11．（2023·全国·九年级专题练习）如图所示的电路中电源电压保持不变，R1＝R2＝R3＝20Ω，当S1、S2都断开，电流表示数是0.3A，求：
（1）电源电压；
（2）S1、S2都闭合时，电流表的示数及通电1min电路消耗的总电能。
【答案】（1）12V；（2）1.2A， 864J
【解析】解：（1）当S1、S2都断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由可得，电源的电压为
（2）当S1、S2都闭合时，R1与R3并联，R2短路，电流表测干路电流，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路中的总电阻
则干路电流表的示数
通电1min电路消耗的总电能
答：（1）电源电压为12V；
（2）S1、S2都闭合时，通电1min电路消耗的总电能864J。
12．（2023·全国·九年级专题练习）一个小灯泡的两端加2.5V电压时电流是0.3A，它在这种情况下通电2min，电流做了多少功？消耗的电能是多少？
【答案】90J；90J
【解析】解：根据可知电流做的功为
因为灯泡消耗的电能与电流通过灯泡做的功相等，故消耗的电能也为90J。
答：在这种情况下通电2min，通过小灯泡的电流做功90J，消耗电能90J。
一、单选题
1．（2023·全国·九年级专题练习）电阻R1和R2两端电压之比为1∶2，通过电流之比为2∶3，通电时间之比为2∶5，则两电阻消耗电能之比为（ ）
A．1∶3B．2∶15C．15∶2D．1∶15
【答案】B
【解析】已知电阻R1和R2两端电压之比为1∶2，通过电流之比为2∶3，通电时间之比为2∶5，则两电阻消耗电能之比
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．（2023春·九年级校联考课时练习）在“探究电功与哪些因素有关”的实验中，小惠连接了如图所示的电路，以下说法中错误的是（ ）
A．此电路探究的是电功与电压的关系
B．移动滑动变阻器的滑片从而改变电流，可以进一步探究电功与电流的关系
C．实验中，通过灯泡的亮度反映电功的大小
D．滑动变阻器在电路中起到保护电路的作用
【答案】B
【解析】由电路图可知，两灯泡与滑动变阻器串联，两电压表分别测两灯泡两端的电压。
A．因串联电路中各处的电流和通电时间相等，根据W＝UIt可知，此电路可以探究电功与电压的关系，故A正确，不符合题意；
B．探究电功与电流的关系时，应控制电压和通电时间相同，移动滑动变阻器的滑片时，通过灯泡的电流和灯泡两端的电压均改变，所以不能探究电功与电流的关系，故B错误，符合题意；
C．灯泡越亮、实际功率越大，在相同时间里消耗的电能越多，电流做功越多，所以我们可以通过灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少，故C正确，不符合题意；
D．滑动变阻器在电路中起到保护电路的作用，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．（2023春·九年级校联考课时练习）电能表可用来直接测量下列哪个物理量（ ）
A．用电器消耗的电能B．电路中电流的强弱
C．用电器消耗电能的时间D．用电器两端的电压
【答案】A
【解析】A．电能表的用途是测量消耗的电能或电功，故A符合题意；
B．电流表测电路中电流的强弱，故B不符合题意；
C．手表或秒表测用电器消耗电能的时间，故C不符合题意；
D．电压表测用电器两端的电压，故D不符合题意。
故选A。
4．（2023秋·湖南郴州·九年级校考期末）从如图所示的电能表中，可以获得的正确信息是（ ）
A．电能表的读数为
B．电能表只能在220V电压下正常工作
C．电能表测量的是电路中的电功率
D．电能表转盘转过2500转消耗的电功率为1 kW
【答案】B
【解析】A．电能表上最后一位数字是小数位，当前电能表的读数为，故A错误；
B．“220V”表示电能表只能在220V电压下正常工作，故B正确；
C．电能表测量的是电路中用电器消耗的电能，不是电功率，故C错误；
D．，表示电能表的转盘每转2500转，电路中用电器消耗的电能，故D错误。
故选B。
二、填空题
5．（2023·全国·九年级专题练习）如图所示是张强家电能表上标的参数，那么他家的电能表在4 min内转60圈，则用电器消耗的电能是___________J。
【答案】
【解析】用电器消耗的电能是
6．（2023秋·陕西汉中·九年级统考期末）如图所示为人们所喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点，只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了。车钥匙的作用相当于电路中的______，给电动车充电时，蓄电池相当于电路中的______，将电能转化为______储存起来。
【答案】 开关 用电器 化学能
【解析】[1]电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，所以这车钥匙其实就是一个开关，车钥匙的作用相当于电路中的开关。
[2][3]给电动车充电时，是将电能转化为化学能，此时蓄电池相当于电路中的用电器，将电能转化为化学能储存起来。
7．（2023春·九年级校联考课时练习）我们在连接电路时，开关应_______，通常电路的连接方式有两种，串联和并联，马路上的路灯同时亮，同时灭，它们的连接方式是_______，简单电路由电源，开关，导线和用电器组成，我们给充电宝充电时，充电宝相当于_______。
【答案】 断开 并联 用电器
【解析】[1]为了保护电路，在连接电路时，开关应断开。
[2]马路上的路灯工作时互不影响，采用并联，同时亮，同时灭，是因为它们共用一个开关。
[3]我们给充电宝充电时，充电宝相当于用电器，消耗电能。
8．（2023春·九年级校联考课时练习）电功公式：
①W=___________；导出式：，，。
②W=___________（纯电阻）；导出式： ， ，
③ ___________（纯电阻）；， ， ， 。
公式中的物理量：W—电能—焦耳（J）；U—电压—伏特（V）；I—电流—安培（A）；t—时间—秒（s）；R—电阻—欧姆（Ω）。
【答案】 UIt I2Rt
【解析】[1]电功的基本公式为
适用于所有电路。
[2][3]纯电阻电路中，由
，
因此可以推导出
实验题
9．（2023秋·甘肃兰州·九年级校考期末）小莎利用如图所示的实验装置，探究电流做功多少跟什么因素有关。通过电动机将质量一定的重物提升一段距离来反映电流做功的多少，闭合开关，电动机将重物提升的高度越大，表明电流做的功越多。电路中的电源两端的电压可调，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量通过电动机的电流，现将测得的实验数据记录在下表中。
（1）闭合开关后，电动机将重物提升的过程，是将_______能转化为重物的机械能的过程；
（2）比较实验次数1和2，可以归纳出的结论是：电流做功的多少与_______有关；
（3）比较实验次数1、3和4，可以归纳出的结论是：在通电时间一定时，电流与电压的乘积越大，电流通过电动机所做的功越_______。
【答案】 电 通电时间 多
【解析】（1）[1]电流通过电动机时，消耗了电能，而电动机又提升了重物，所以是电能转化为了机械能。
（2）[2]由表中实验序号为1、2的实验数据可知，在电流与电压相等时，通电时间越长，重物上升的高度越大，电流做功越多，由此可得：在电压与电流一定时，通电时间越长，电流做功越多，即电流做功的多少与通电时间有关。
（3）[3]由表中实验序号为1、3和4的实验数据可知，通电时间相同而电压与电流不同，电压与电流的乘积越大，重物上升的高度越高，电流做功越多，由此可得：在通电时间一定的情况下，电流做功与电流和电压的乘积有关，电流与电压乘积越大，电流做功越多。
10．（2023·山东济宁·统考中考真题）电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系，选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油，两电阻丝阻值不同（）。
（1）将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制______和______相等；
（2）通电一段时间后，通过观察______来比较电流做功多少；
（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝______（选填“”或“”）做的功多；
（4）若两端的电压为3V，电路中的电流为0.4A，则10s内电流通过做的功为______J。
【答案】 电流 时间 温度计的示数 12
【解析】（1）[1][2]如图所示，探究电功跟电压、电流和时间关系时，将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制通过的电流和经过的时间相等。
（2）[3] 通电一段时间后，通过观察温度计的示数计算出两个玻璃瓶中煤油温度的变化量，温度升高越多，说明煤油吸热越多，即可说明电流做功越多。
（3）[4] 通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝做功较多，因为，根据串联电路分压特点可知，电阻越大两端电压越大，即两端的电压较大；根据可知，在电流和时间相等时，电压越大电功越大。
（4）[5]根据题意可知，10s内电流通过做的功为
四、计算题
11．（2023春·九年级校联考课时练习）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”，电源电压为8V。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.4A，求R1的阻值；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，R3的阻值为50Ω，求电压表的示数及10秒内电路消耗的总电能；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
【答案】（1）20Ω；（2）6.4J；（3）40~100Ω
【解析】解：（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电路中只有R1，根据欧姆定律可得，R1的阻值为
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，R2与R3串联，电压表测R2两端的电压，滑动变阻器滑片置于中点位置时，则R2连入电路的阻值为，则电路中的电流为
电压表的示数为
10秒内电路消耗的电能为
（3）闭合开关S1、S2和S3，R3被短路，R1与R2并联，电压表的量程大于电源电压，所以无论变阻器连入多大阻值，电压表都是安全的；电流表的量程为0~0.6A，所以干路中允许的最大电流为0.6A，根据并联电路各支路互不影响可知，通过R1的电流仍为0.4A，通过R2的电流为
所以滑动变阻器的最小阻值为
变阻器的阻值只要大于此值，电流表就是安全的，则滑动变阻器的阻值取值范围为40~100Ω。
答：（1）R1的阻值为20Ω；
（2）电压表的示数为4V，10秒内电路消耗的总电能为6.4J；
（3）滑动变阻器R2的阻值取值范围为40~100Ω。
12．（2023春·九年级校联考课时练习）现在市场上流行如图所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）电热丝R2的阻值；
（2）这个电饭锅在0~20min内把质量为2.2kg的米饭由45℃加热到100℃，试计算米饭吸收的热量；[c米饭=4.2×103J/(kg⋅℃)]
（3）求电饭锅在这段时间内加热的效率。
【答案】（1）73.3Ω；（2）5.082×105J；（3）70%
【解析】解：（1）开关S闭合时，电路为R2的简单电路，此时电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的电流I=3A，由 可知，R2的阻值
（2）米饭吸收的热量
Q吸=c米饭m(t2-t1)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2.2kg×(100℃-45℃)=5.082×105J
（3）开关S断开时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的电流I′=2A，由图像可知，在0~15min内，I=3A时的工作时间
t=10min+5min=15min=900s
I′＝2A时的工作时间
t′=5min=300s
电饭锅在0~20min内消耗的电能
W=UIt+UI′t′=220V×3A×900s+220V×2A×300s=7.26×105J
电饭锅在这段时间内加热的效率
答：（1）电热丝R2的阻值为73.3Ω；
（2）米饭吸收的热量为5.082×105J；
（3）电饭锅在这段时间内加热的效率为70%。
次数
电流表示数I/A
电压表示数U/V
通电时间t/s
重物上升高度h/m
1
0.12
4
10
0.06
2
0.12
4
20
0.12
3
0.14
6
10
0.09
4
0.16
10
10
0.17
次数
电流表示数I/A
电压表示数U/V
通电时间t/s
重物上升高度h/m
1
0.12
4
10
0.06
2
0.12
4
20
0.12
3
0.14
6
10
0.09
4
0.16
10
10
0.17
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