初中物理人教版（2024）九年级全册第1节 电能 电功巩固练习

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册第1节 电能 电功巩固练习，共21页。试卷主要包含了电能和电功，电能表，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、电能和电功
1、表示符号：W
2、国际单位：焦耳（J），常用单位：千瓦时（kw•h），千瓦时也叫度，
3、二者关系：
（1）电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，也是用电器消耗电能的过程。
（2）电功就是电能转化为其他形式能的多少的量度。
4、计算公式
（1）原始公式：W=UIt（适用于所有电路）
（2）推导公式：①；②（适用于纯电阻电路）
二、电能表
1、概念：测量用电器一段时间内消耗电能多少的仪表。
2、读数：电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
注意：最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
3、重要参数：
（1）“220V”表示电能表应该在220V的电路中使用；
（2）“10（20）A”表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，电能表在短时间内最大电流不超过20A；
（3）“2500 r / kW•h”表示电能表的每消耗1kw•h的电能，转盘转过2500转。
必刷易错题型
一、选择题
1．（2022•鞍山模拟）关于电能和电功，下列说法正确的是（ ）
A．家用电器每消耗1度电，产生的热量就是3.6×106 J
B．用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功
C．电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程
D．通过导体的电流越大，电流做的功就越多
2．（2021•泰州期末）下列家用电器在工作中，将电能转化为机械能的是（ ）
A．电饭锅B．电风扇
C．电视机D．电热水壶
3．（2022•广安模拟）电业局为每一户居民安装了一个仪表，用该仪表来测量居民家中每个月消耗的电能，从而计算出该交多少电费。该仪表的中文标准名称及国际通用读数单位是（ ）
A．电能表﹣kW•hB．电压表﹣V
C．电流表﹣AD．电表﹣度
4．（2021•邵阳期末）如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/（kW•h）”表示每消耗1kW•h的电能指示灯闪烁1600次，断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次。下列选项正确的是（ ）
A．小明家干路中的电流不得超过10A
B．小明家上月消耗的电能为911kW•h
C．小明家使用的电饭锅消耗的电能为0.02kW•h，合7.2×104J
D．指示灯每小时闪烁1600次
5．（2022•衡水模拟）如图所示，导体A和B等长，但A比B的横截面积大，当S闭合后，测量发现A和B电压相等。在相同时间下，下列叙述正确的是（ ）
A．A和B的材料相同，电流通过A、B所做的功相同
B．A和B的材料相同，电流通过A、B所做的功不相同
C．A和B的材料不相同，电流通过A、B所做的功相同
D．A和B的材料不相同，电流通过A、B所做的功不相同
6．（2022•南京期中）手机用的电池，上面标明电压为3.7V，容量为4000mAh，充满电后，大约存储的电能是（ ）
A．14.8JB．1.48×104JC．5.33×104JD．53.3kW•h
7．（2022•惠州模拟）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．
8．（2022•青岛模拟）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
9．（2021•信阳期末）小明将由镍铬合金丝制成的a、b、c三段导体串联接入电路，规格如表所示。通电相同时间，电流通过a、b、c三段导体所做的功分别为Wa、Wb、Wc，则（ ）
A．Wb＞Wa＞WcB．Wa＝Wb＝WcC．Wa＞Wb＞WcD．Wc＞Wa＞Wb
10．（2022•青海模拟）如图所示电路中，电源电压不变，只闭合开关S1，电流表的示数为0.3A，再闭合开关
S2，电流表示数变化了0.4A，则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是（ ）
A．3：4B．4：3C．7：3D．4：7
11．（2022•永州模拟）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，如图乙所示，闭合开关S，这时电路中的电流为0.1A，则电源电压和元件B在20s内电流做的功分别是（ ）
A．2V，3JB．3V，2JC．2V，1.5JD．1.5V，3J
12．（2021•成都期末）一个电阻器的电阻为R，当它两端的电压为U，通电时间为t，则消耗的电能为W，若要使它消耗的电能为，下面采用的方法正确的是（ ）
A．电阻R不变，电压减半，通电时间t减半
B．电阻R不变，电压不变，通电时间t减半
C．电阻R不变，电压减半，通电时间t不变
D．电阻为，电压增大为原来的2倍，通电时间t不变
二、填空题
13．（2022•邵阳模拟）李芳家的电子式电能表表盘上标有““3000imp/（kW•h）”的字样，其含义是电路每消耗lkW•h的电能，电能表上指示灯闪烁3000次。她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让一个用电器工作3min，发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW•h。
14．（2022•郑州模拟）中国民用航空局规定，旅客乘机携带的充电宝规格不超过 160W•h，这里的“160W•h”合 度。某种充电宝标注有“20000mA•h”字样，这里的“mA•h”是 的单位。
15．（2022•昆明模拟）电灯正常工作时会发热发光，这是电流 使电能转化为内能和光能。如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1，电流做的功为W，转化的内能为E2，转化的光能为E3，那么E1、E2和E3三者的等量关系是 ，功与能的关系是W＝ 。
16．（2022•合肥模拟）当天空中空气的湿度很大，两块云之间的电压很高时，原先不导电的空气就会变成导体，强大的电流可在瞬间通过天空，形成闪电。某次闪电的放电电流约1×104A，电压约1.8×108V，放电时间约0.01s，则这次闪电释放的电能约 J，合 kW•h。
17．（2020•犍为县模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S，电流表的示数为0.1A；再闭合开关S1，电流表的示数为0.5A．则R1：R2＝ ；当闭合S、S1后，在相同的时间内，电流通过电阻R1、R2所做电功之比 。
18．（2022•西安模拟）华为手机的超级快充充电器最大充电电流可达5A．现有华为某一型号的电池，容量为4000mA•h，假设充电器始终以最大充电电流充电，且把电池充满，只需要 min．充电过程中将电能转化为 能。如果将此电池电量全部用完，然后停下家里其它用电器，只给手机充电，充满后发现标有“3000revs/（kW•h）”字样的电能表表盘转了63转，则充电消耗的电能 J。
三、实验探究题
19．（2022•泰州模拟）在“比较两个灯泡亮暗”的活动中，电路图如图甲、乙。两只小灯泡L1、L2的规格分别为“3.8V 0.3A”、“2.5V 0.3A”，电源电压恒为6V，滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”。
（1）如图甲所示，调节滑动变阻器，应该通过一定时间内观察比较 （选填“电压表示数”或“灯泡亮暗”）来比较电流做功大小。该实验中， （选填“能”或“不能”）通过调节滑动变阻器使两灯都正常发光。
（2）如图乙所示，两灯并联的目的是 ，如果在进行图甲实验中较亮的灯是L1，则该实验中较亮的灯是 （选填“L1”或“L2”）。
（3）通过上述实验我们可以得到的结论是：在电压和通电时间一定时，电流越大电流做功越多；在电流和通电时间一定时，电压越大电流做功越多。该实验无法支持W＝UIt公式，即无法证实电功与电压成正比、与电流成正比。于是小华设计了如下图实验巧妙的解决了这个问题。实验中三个灯泡规格相同。实验思路：闭合开关S，将L1、L2看成一个整体，所以可以认为L1、L2亮度是L3亮度的2倍，如果电压表示数满足 时，则可以说明电功与电压成正比。
20．（2022•昆明模拟）在探究“电流做功的多少与哪些因素有关”时，同学们猜想：电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关。小浩同学利用所学知识设计并连接了如图甲所示的实验电路。
（1）小浩设计的实验中，利用小灯泡把电能主要转化为 能来显示电流做功的多少。
（2）实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应 （选填“相同”或“不同”）。
（3）小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器，目的之一是为了保护电路，另一个目的是 。
（4）在图甲所示的电路中，两个小灯泡是 （选填“串联”或“并联”）的，这样连接是为了探究电流做功的多少与 的关系。
（5）完成上述探究后，小浩发现上述猜想中有一个猜想无法用图甲所示的电路验证，请你帮助小浩设计一个可以验证猜想的电路，把电路图画在图乙的虚线框内。
（6）对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小浩是否必须通过实验验证？你的看法是 （选填“不必”或“必须”），你的理由是 。
四、计算题
21．（2021•洛阳期末）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。
22．（2022•盐城中考）2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小字通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为100Ω的定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，电压表示数为200V，舱体内气压为1.0×105Pa。求：
（1）舱体不漏气时，通过R0的电流；
（2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的总电能；
（3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
a
镍铬合金
0.5
0.5
b
镍铬合金
1
0.5
c
镍铬合金
0.5
1
18.1 电能 电功 同步易错题集
高频考点梳理
一、电能和电功
1、表示符号：W
2、国际单位：焦耳（J），常用单位：千瓦时（kw•h），千瓦时也叫度，
3、二者关系：
（1）电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，也是用电器消耗电能的过程。
（2）电功就是电能转化为其他形式能的多少的量度。
4、计算公式
（1）原始公式：W=UIt（适用于所有电路）
（2）推导公式：①；②（适用于纯电阻电路）
二、电能表
1、概念：测量用电器一段时间内消耗电能多少的仪表。
2、读数：电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
注意：最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
3、重要参数：
（1）“220V”表示电能表应该在220V的电路中使用；
（2）“10（20）A”表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，电能表在短时间内最大电流不超过20A；
（3）“2500 r / kW•h”表示电能表的每消耗1kw•h的电能，转盘转过2500转。
必刷易错题型
一、选择题
1．（2022•鞍山模拟）关于电能和电功，下列说法正确的是（ ）
A．家用电器每消耗1度电，产生的热量就是3.6×106 J
B．用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功
C．电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程
D．通过导体的电流越大，电流做的功就越多
解：
A、用电器消耗1度电即3.6×106J，若是纯电阻电路，产生的热量等于3.6×106J，若是非纯电阻电路产生的热量小于3.6×106J，故A错误；
B、电流做功的过程就是消耗电能的过程，所以用电器消耗的电能等于电流通过用电器所做的功，故B正确；
C、电流做功的过程实质就是电能转化为其他形式能的过程，故C错误；
D、根据W＝UIt知，在电压和通电时间一定时，通过导体的电流越大，电流做的功就越多，故D错误。
答案：B。
2．（2021•泰州期末）下列家用电器在工作中，将电能转化为机械能的是（ ）
A．电饭锅B．电风扇
C．电视机D．电热水壶
解：
A．电饭煲工作时只要把电能转化为内能，故A错误；
B．电风扇工作时只要把电能转化为机械能，故B正确；
C．电视机工作时主要把电能转化为光能和声能，少部分电能转化为内能，故C错误；
D．电热水壶工作时主要把电能转化为内能，故D错误。
答案：B。
3．（2022•广安模拟）电业局为每一户居民安装了一个仪表，用该仪表来测量居民家中每个月消耗的电能，从而计算出该交多少电费。该仪表的中文标准名称及国际通用读数单位是（ ）
A．电能表﹣kW•hB．电压表﹣V
C．电流表﹣AD．电表﹣度
解：电能表（俗称电度表）是用来测用户消耗电能多少的仪表，国际单位是千瓦时（kW•h），俗称“度”；
电流表是测量电路中电流大小的仪表，国际单位是安培（A）；
电压表是测量电路两端电压大小的仪表，国际单位是伏特（V）；故A符合题意，BCD不符合题意。
答案：A。
4．（2021•邵阳期末）如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/（kW•h）”表示每消耗1kW•h的电能指示灯闪烁1600次，断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次。下列选项正确的是（ ）
A．小明家干路中的电流不得超过10A
B．小明家上月消耗的电能为911kW•h
C．小明家使用的电饭锅消耗的电能为0.02kW•h，合7.2×104J
D．指示灯每小时闪烁1600次
解：A、因为电能表允许通过的最大电流为20A，因此小明家干路中的电流不得超过20A，故A错误；
B、小明家上月消耗的电能为：W＝5637.8kW•h﹣5546.7kW•h＝91.1kW•h，故B错误；
C、表盘上1600imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，指示灯闪烁32次时用电器消耗的电能：W’＝kW•h＝0.02kW•h＝0.02×3.6×106J＝7.2×104J，故C正确；
D、1600r/（kW•h）是指用电器每消耗1kW•h电能，指示灯闪烁1600次，不是每小时，故D错误。
答案：C。
5．（2022•衡水模拟）如图所示，导体A和B等长，但A比B的横截面积大，当S闭合后，测量发现A和B电压相等。在相同时间下，下列叙述正确的是（ ）
A．A和B的材料相同，电流通过A、B所做的功相同
B．A和B的材料相同，电流通过A、B所做的功不相同
C．A和B的材料不相同，电流通过A、B所做的功相同
D．A和B的材料不相同，电流通过A、B所做的功不相同
解：A与B的电压相等 又因为串联电路中电流相等 所以RA＝RB 但A与B的横截面积不等；
所以A和B材料不同，故AB错误；
根据W＝UIt，由于电流、电压、通电时间均相等，所以电流通过A B所做的功相同；
故C正确、D不正确。
答案：C。
6．（2022•南京期中）手机用的电池，上面标明电压为3.7V，容量为4000mAh，充满电后，大约存储的电能是（ ）
A．14.8JB．1.48×104JC．5.33×104JD．53.3kW•h
解：手机充满电存储的电能W＝UIt＝3.7V×4A×3600s＝5.328×104J≈5.33×104J，故C正确，ABD错误。
答案：C。
7．（2022•惠州模拟）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．
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。
答案：C。
8．（2022•青岛模拟）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
解：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＝＝××＝。
答案：B。
9．（2021•信阳期末）小明将由镍铬合金丝制成的a、b、c三段导体串联接入电路，规格如表所示。通电相同时间，电流通过a、b、c三段导体所做的功分别为Wa、Wb、Wc，则（ ）
A．Wb＞Wa＞WcB．Wa＝Wb＝WcC．Wa＞Wb＞WcD．Wc＞Wa＞Wb
解：甲、乙、丙三个导体材料相同，由表中数据知，a和b横截面积相等，b比a长度大，所以Rb＞Ra，
a和c长度相等，a的横截面积小于c，所以Ra＞Rc，
所以三个导体的大小关系为：Rb＞Ra＞Rc；
a、b、c三个导体串联在电路中，所以通过它们的电流相等，通电都为1min，
根据W＝UIt＝I2Rt可知，导体的电阻越大，电流通过导体所做的功越大，即：Wb＞Wa＞Wc。
答案：A。
10．（2022•青海模拟）如图所示电路中，电源电压不变，只闭合开关S1，电流表的示数为0.3A，再闭合开关
S2，电流表示数变化了0.4A，则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是（ ）
A．3：4B．4：3C．7：3D．4：7
解：
由图知，只闭合S1时，R1单独接入电路，电流表测R1的电流，则I1＝0.3A；
再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流，
两只开关都闭合时，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然为I1＝0.3A，
电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2的电流为I2＝0.4A，
而并联电路各支路两端的电压相等，即U1＝U2，
所以，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为：
＝＝＝＝。
答案：A。
11．（2022•永州模拟）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，如图乙所示，闭合开关S，这时电路中的电流为0.1A，则电源电压和元件B在20s内电流做的功分别是（ ）
A．2V，3JB．3V，2JC．2V，1.5JD．1.5V，3J
解：因为两元件串联，所以通过的电流相等，
当电路中的电流为0.1A时，由图甲可知，A两端的电压为0.5V，B两端的电压为1.5V；
根据串联电路电压特点可知，电源电压：
U＝UA+UB＝0.5V+1.5V＝2V；
元件B在20s内电流做的功：
W＝UBIt＝1.5V×0.1A×20s＝3J，故A正确，BCD错误。
答案：A。
12．（2021•成都期末）一个电阻器的电阻为R，当它两端的电压为U，通电时间为t，则消耗的电能为W，若要使它消耗的电能为，下面采用的方法正确的是（ ）
A．电阻R不变，电压减半，通电时间t减半
B．电阻R不变，电压不变，通电时间t减半
C．电阻R不变，电压减半，通电时间t不变
D．电阻为，电压增大为原来的2倍，通电时间t不变
解：A、当电阻R不变，电压减半为，通电时间减半为时，消耗电能W1＝•＝•＝W；不合题意；
B、当电阻R不变，电压U不变，通电时间减半为时，消耗电能W2＝•＝W；不合题意；
C、当电阻R不变，电压减半为，通电时间t不变时，消耗电能W3＝•t＝•t＝W；符合题意；
D、当电阻为，电压增大为原来的2倍为2U，通电时间t不变时，消耗电能W4＝•t＝•t＝8W；不合题意。
答案：C。
二、填空题
13．（2022•邵阳模拟）李芳家的电子式电能表表盘上标有““3000imp/（kW•h）”的字样，其含义是电路每消耗lkW•h的电能，电能表上指示灯闪烁3000次。她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让一个用电器工作3min，发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 0.02 kW•h。
解：由电能表的盘上标有“3000imp/（kW•h）”。可知电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次；
指示灯闪烁60次消耗的电能：
W＝kW•h＝0.02kW•h。
答案：0.02。
14．（2022•郑州模拟）中国民用航空局规定，旅客乘机携带的充电宝规格不超过 160W•h，这里的“160W•h”合 0.16 度。某种充电宝标注有“20000mA•h”字样，这里的“mA•h”是 电量 的单位。
解：因为1度＝1kW•h＝1000W•h，1kW＝1000W，
则160W•h＝0.16kW•h＝0.16度。
mA是电流的单位，h是时间的单位，由公式Q＝It可知，
“mA•h”是电量的单位。
答案：0.16；电量。
15．（2022•昆明模拟）电灯正常工作时会发热发光，这是电流 做功 使电能转化为内能和光能。如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1，电流做的功为W，转化的内能为E2，转化的光能为E3，那么E1、E2和E3三者的等量关系是 E1＝E2+E3 ，功与能的关系是W＝ E1 。
解：
电灯正常工作时，电流做功，消耗电能转化为内能和光能，使得电灯发热、发光；
电流做了多少功，就有多少电能转化为多少其它形式的能。
所以如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1，转化的内能为E2，转化的光能为E3，则E1、E2和E3三者的等量关系是E1＝E2+E3；
电流做的功为W，消耗的电能为E1，数值相同，功与能的关系是W＝E1。
答案：做功；E1＝E2+E3；E1。
16．（2022•合肥模拟）当天空中空气的湿度很大，两块云之间的电压很高时，原先不导电的空气就会变成导体，强大的电流可在瞬间通过天空，形成闪电。某次闪电的放电电流约1×104A，电压约1.8×108V，放电时间约0.01s，则这次闪电释放的电能约 1.8×1010 J，合 5000 kW•h。
解：
U＝1.8×108V，I＝1×104A，t＝0.01s，
释放的电能为：W＝UIt＝1.8×108V×1×104A×0.01s＝1.8×1010J。
1.8×1010J＝kW•h＝5000kW•h。
答案：1.8×1010；5000。
17．（2020•犍为县模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S，电流表的示数为0.1A；再闭合开关S1，电流表的示数为0.5A．则R1：R2＝ 4：1 ；当闭合S、S1后，在相同的时间内，电流通过电阻R1、R2所做电功之比 1：4 。
解：当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电流表的示数为通过R1的电流，即I1＝0.1A；
当再闭合开关S1时，两电阻并联，电流表测干路电流，
因为并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，闭合开关S1时，通过R1的电流不变，
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R2的电流：
I2＝0.5A﹣0.1A＝0.4A，
因为并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I＝可得：
＝＝＝＝，
由W＝UIt可得，闭合S、S1后，R1与R2的电功之比：
＝＝＝。
答案：4：1； 1：4。
18．（2022•西安模拟）华为手机的超级快充充电器最大充电电流可达5A．现有华为某一型号的电池，容量为4000mA•h，假设充电器始终以最大充电电流充电，且把电池充满，只需要 48 min．充电过程中将电能转化为 化学 能。如果将此电池电量全部用完，然后停下家里其它用电器，只给手机充电，充满后发现标有“3000revs/（kW•h）”字样的电能表表盘转了63转，则充电消耗的电能 7.56×104 J。
解：
（1）已知该充电器最大充电电流I＝5A＝5×103mA，电池的容量为4000mAh，
由I＝可得把电池充满电，所需的时间：t＝＝＝0.8h＝48min；
（2）电池在充电过程中，将电能转化为化学能储存在电池中；
（3）“3000revs/（kW•h）”表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过3000r，
则电能表转盘转了63转，则充电消耗的电能：W＝kW•h＝0.021kW•h＝7.56×104J。
答案：48；化学；7.56×104。
三、实验探究题
19．（2022•泰州模拟）在“比较两个灯泡亮暗”的活动中，电路图如图甲、乙。两只小灯泡L1、L2的规格分别为“3.8V 0.3A”、“2.5V 0.3A”，电源电压恒为6V，滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”。
（1）如图甲所示，调节滑动变阻器，应该通过一定时间内观察比较 灯泡亮暗 （选填“电压表示数”或“灯泡亮暗”）来比较电流做功大小。该实验中， 不能 （选填“能”或“不能”）通过调节滑动变阻器使两灯都正常发光。
（2）如图乙所示，两灯并联的目的是 控制两灯的电压相同，且两灯同时发光 ，如果在进行图甲实验中较亮的灯是L1，则该实验中较亮的灯是 L2 （选填“L1”或“L2”）。
（3）通过上述实验我们可以得到的结论是：在电压和通电时间一定时，电流越大电流做功越多；在电流和通电时间一定时，电压越大电流做功越多。该实验无法支持W＝UIt公式，即无法证实电功与电压成正比、与电流成正比。于是小华设计了如下图实验巧妙的解决了这个问题。实验中三个灯泡规格相同。实验思路：闭合开关S，将L1、L2看成一个整体，所以可以认为L1、L2亮度是L3亮度的2倍，如果电压表示数满足 U1＝2U2 时，则可以说明电功与电压成正比。
解：
（1）①在本实验中，灯泡越亮，灯泡的实际功率越大，在相等时间内电流做功越多，故调节滑动变阻器，应该观察比较灯泡亮暗来比较电流做功大小；
②由已知条件，两灯的额定电流相同，额定电压不同，若使两灯串联且正常发光，串联电路两端电压为：U＝U1+U2＝3.8V+2.5V＝6.3V，大于电源电压6V，故该实验中，不能通过调节滑动变阻器使两灯都正常发光；
（2）①并联电路各支路电压相等，如图乙所示，两灯并联且开关接在干路上是为了控制两灯的电压相同用，且两灯同时发光；
②两灯并联，两电流表分别测两灯电流，根据P＝UI，在电压相等的条件下，电流越大，灯的功率越大，灯越亮，故正确操作后验证了实验的结论，支持该结论的实验现象是通过灯的电流越大，灯越亮；
在图甲中，根据P＝I2R，因通过两灯的电流相等，较亮的灯是L1，可知灯L1的电阻较大；乙图中，两灯并联（两灯电压相同），根据P＝，L1的功率较小，即L2的功率较大，则该实验中较亮的灯是L2；
（3）L1、L2亮度是L3亮度的2倍，且灯泡的亮度由实际功率决定，故P1+P2＝2P3，
三个灯泡串联，且通电时间相同，则：W1+W2＝2W3，
三个灯泡规格相同，串联时，电阻相同，
则：R1+R2＝2R3，
根据串联分压特点可知：+＝2。
从图中可知，电压表V1测量L1、L2两端的电压为U1，V2测量L2两端的电压为U2，
则当U1＝2U2时，＝＝，可以说明电功与电压成正比。
答案：（1）灯泡亮暗；不能；（2）控制两灯的电压相同，且两灯同时发光；L2；（3）U1＝2U2。
20．（2022•昆明模拟）在探究“电流做功的多少与哪些因素有关”时，同学们猜想：电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关。小浩同学利用所学知识设计并连接了如图甲所示的实验电路。
（1）小浩设计的实验中，利用小灯泡把电能主要转化为 内 能来显示电流做功的多少。
（2）实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应 不同 （选填“相同”或“不同”）。
（3）小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器，目的之一是为了保护电路，另一个目的是 改变灯泡的电压，便于多次实验得出普遍规律 。
（4）在图甲所示的电路中，两个小灯泡是 串联 （选填“串联”或“并联”）的，这样连接是为了探究电流做功的多少与 电压 的关系。
（5）完成上述探究后，小浩发现上述猜想中有一个猜想无法用图甲所示的电路验证，请你帮助小浩设计一个可以验证猜想的电路，把电路图画在图乙的虚线框内。
（6）对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小浩是否必须通过实验验证？你的看法是 不必 （选填“不必”或“必须”），你的理由是 对电路中的同一个灯泡，电压和通过的电流相同，根据生活经验可知，通电时间越长，灯消耗的电能越多 。
解：（1）小浩设计的实验中，利用小灯泡把电能主要转化为内能来显示电流做功的多少。
（2）灯的规格不同时，灯的亮度不同，这样才能比较相同时间内电流做功的多少；故实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应不同。
（3）电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关，研究电流做功的多少与电压关系时，要控制电流和通电时间相同，只改变电压大小，故小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器，目的之一是为了保护电路，另一个目的是改变灯泡的电压，便于多次实验得出普遍规律；
（4）在图甲所示的电路中，两个小灯泡是串联的，根据串联电路的规律，通过的电流相等，而两灯的规格不同，分得的电压不同，所以这样连接是为了探究电流做功的多少与电压的关系；
（5）研究电流做的功与电流关系时，要控制电压和通电时间相同，而上述实验中，因灯的规格不同，灯的电压不同，故无法研究电流做的功与电流的关系；根据并联电路电压的规律，可将两灯泡并联，电流表分别测量两支路的电流，并在干路中串联一个滑动变阻器；如下图所示：
（6）对电路中的同一个灯泡，电压和通过的电流相同，根据生活经验可知，通电时间越长，灯消耗的电能越多，即电流做的功越多，故对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，不必通过实验验证。
答案：
（1）内；（2）不同；（3）改变灯泡的电压，便于多次实验得出普遍规律；（4）串联；电压；（5）如上图所示；（6）不必；对电路中的同一个灯泡，电压和通过的电流相同，根据生活经验可知，通电时间越长，灯消耗的电能越多。
四、计算题
21．（2021•洛阳期末）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。
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I＝可得，电源的电压：U＝IR＝I（R1+R2）＝0.3A×（20Ω+20Ω）＝12V；
（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：R′＝＝＝10Ω，
则干路电流表的示数：I′＝＝＝1.2A；
通电1min电路消耗的总电能：W＝UI′t＝12V×1.2A×60s＝864J。
答：（1）电源电压为12V；
（2）S1、S2都闭合时，电流表示数是1.2A；
通电1min电路消耗的总电能864J。
22．（2022•盐城中考）2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小字通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为100Ω的定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，电压表示数为200V，舱体内气压为1.0×105Pa。求：
（1）舱体不漏气时，通过R0的电流；
（2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的总电能；
（3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值。
解：由图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电压表测R0两端的电压；
（1）通过R0的电流：I0＝＝＝2A；
（2）由图乙可知，舱体内气压为1.0×105Pa时，压敏电阻R的阻值R＝10Ω，
由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻：R总＝R+R0＝10Ω+100Ω＝110Ω，
由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流：I＝I0＝2A；
由欧姆定律可知，电源电压：U＝IR总＝2A×110Ω＝220V，
则工作10min，电路消耗的总电能：W＝UIt＝220V×2A×10×60s＝2.64×105J；
（3）此时电路中的电流：I'＝I0'＝＝＝1.76A，
由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总'＝＝＝125Ω，
则压敏电阻的阻值：R'＝R总'﹣R0＝125Ω﹣100Ω＝25Ω，
由图乙可知，此时舱内的气压值为0.6×105Pa＝6×104Pa。
答：（1）舱体不漏气时，通过R0的电流为2A；
（2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的总电能为2.64×105J；
（3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值为6×104Pa。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
a
镍铬合金
0.5
0.5
b
镍铬合金
1
0.5
c
镍铬合金
0.5
1