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人教版九年级全册第1节 电能 电功课后练习题
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这是一份人教版九年级全册第1节 电能 电功课后练习题，共15页。试卷主要包含了下列关于电能的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级同步分层作业18.1 电能 电功
一．选择题（共5小题）
1．下列关于电能的说法正确的是（ ）
A．可以通过电流表把电能直接测量出来
B．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
C．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
D．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
2．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
3．如图所示，导体A、B是由同种材料制成的，A和B等长，但A比B的横截面积大。当开关S闭合后，在相同的时间内，下列叙述正确的是（ ）
A．电流通过A、B所做的功WA＞WB
B．电流通过A、B所做的功WA＜WB
C．电流通过A、B所做的功WA＝WB
D．无法比较电流通过A、B时所做的电功的多少
4．如图所示，电源电压相等，已知R1＞R2＞R3＞R4，开关均闭合后，在相同的时间内，消耗电能最多的电阻是（ ）
A．R1 B．R2 C．R3 D．R4
5．如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1、L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是3：4，则相同时间内两灯消耗的电能之比是（ ）
A．1：2 B．2：1 C．1：3 D．3：2
二．填空题（共5小题）
6．用电器消耗电能的过程实质上是把电能转化为其它形式能的过程。电流通过洗衣机的电动机时把电能转化为 能，电流通过电饭锅把电能转化为 能，电流通过蓄电池充电的过程把电能转化为 能。
7．给手机电池充电的过程，主要是将电能转化为 能，某手机电池容量为4200mA•h，电池电压为3.7V。则充满电后，该手机电池储存的电能为 J。
8．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。
峰谷电价
峰期
1.1元
谷期
0.4元
9．某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示，若本月应交电费45元，且电价为0.5元/度，则上次抄表时电能表的示数为 kW•h。若只接入某用电器工作一段时间，电能表的转盘转过25r，则在这段时间内该用电器消耗了 kW•h的电能。
10．定值电阻R和灯泡L的U﹣I图像如图所示，将该定值电阻R和灯泡L串联接入电路中，如果流过灯泡的电流为0.4A，则通电5min电阻R和灯泡L消耗的总电能为 J.
三．实验探究题（共1小题）
11．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（共2小题）
12．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。
13．如图所示为一个电吹风的电路图，电吹风内部由一根电阻丝R丝＝55Ω、一个电风扇和两个开关组成。当只闭合S2时，可以吹冷风，通过电风扇的电流0.5A；当S1、S2都闭合时，可以吹热风。请解答如下问题：
（1）吹热风时，通过电热丝的电流是多少？
（2）吹热风时，通过电吹风干路中的总电流多大？
（3）吹热风5min，电吹风消耗的电能是多少？
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级同步分层作业18.1 电能 电功
参考答案与试题解析
一．选择题（共5小题）
1．下列关于电能的说法正确的是（ ）
A．可以通过电流表把电能直接测量出来
B．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
C．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
D．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
【分析】A、电流表是测量电路电流的仪表，用电器消耗电能的多少可用电能表测量；
B、电能的常用单位是千瓦时，也就是度；千瓦是电功率的常用单位；
C、对含有电动机的电路而言，消耗的电能大部分转化为机械能，一小分部转化为内能；而对纯电阻（如电烙铁）来说，消耗的电能全部转化为内能；
D、由公式P＝分析。
【解答】解：A、电流表只能测量通过用电器的电流大小，电能表能够测量用电器消耗电能的多少，故A错误；
B、电能的常用单位是“度”，学名是千瓦时，故B错误；
C、对电动机（非纯电阻）而言，消耗的电能W大部分转化为机械能，一小分部转化为内能，故产生的热量Q＜W；
而对纯电阻（如电烙铁）来说，消耗的电能为W，则电能全部转化为内能，即产生的热量Q＝W；
故消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同，故C正确；
D、由公式P＝知，用电器消耗电能较多，若通电时间不确定，功率大小不能确定，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查电流表、电能表的不同作用及电功和电功率的单位的认识，同时考查了电流做功的实质及功率与功的不同。为易错题。
2．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
【分析】（1）电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW•h；
（2）表盘上“220V”表示电能表应该接在220V的电路中使用；
（3）20A表示电能表正常工作时允许通过的最大电流；
（4）“1600imp/（kW•h）”表示用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次。
【解答】解：
A、电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW•h，则图中电能表示数为5637.8kW•h，故A错误；
B、表盘上“220V”表示电能表的正常工作电压为220V，故B错误；
C、20A表示该电能表正常工作时允许通过的最大电流，故C错误；
D、“1600imp/（kW•h）”表示用电器每消耗1kW•h（1度）的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电能表的读数方法、对电能表相关参数的理解，属于基础题目。
3．如图所示，导体A、B是由同种材料制成的，A和B等长，但A比B的横截面积大。当开关S闭合后，在相同的时间内，下列叙述正确的是（ ）
A．电流通过A、B所做的功WA＞WB
B．电流通过A、B所做的功WA＜WB
C．电流通过A、B所做的功WA＝WB
D．无法比较电流通过A、B时所做的电功的多少
【分析】（1）导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，在其他条件相同时，导体的横截面积越大，其电阻越小；
（2）两电阻串联时通过它们的电流相等，根据W＝UIt＝I2Rt可知，相同时间内电阻大的导体电流做的功较多。
【解答】解：由题知，导体A、B的材料、长度相同，但A比B的横截面积大，
由导体电阻的影响因素知，导体A的电阻小于导体B的电阻，
图中导体A与B串联，因串联电路中各处的电流相等，
由W＝UIt＝I2Rt可知，相同时间内，B的电阻大，电流做的功较多，即WA＜WB。
故选：B。
【点评】本题考查了电功的大小比较，利用好串联电路的电流特点和影响电阻大小的因素是关键。
4．如图所示，电源电压相等，已知R1＞R2＞R3＞R4，开关均闭合后，在相同的时间内，消耗电能最多的电阻是（ ）
A．R1 B．R2 C．R3 D．R4
【分析】由公式W＝，分析R1、R2消耗电能比R3、R4少，再分析比较R3、R4消耗的电能。
【解答】解：
左图中R1、R2串联，设R1两端的电压U1，R2两端的电压U2，由串联电路的电压特点可知，U1、U2都小于电源电压U；因为R1、R2的电阻较大，所以由公式W＝可知，相同时间内R1、R2消耗的电能比R3、R4少。
右图中R3、R4并联，并联电路两端的电压相等且为电源电压U，且R3＞R4，由公式W＝可知，相同时间内消耗电能最多的电阻是R4。
故选：D。
【点评】本题考查了串联和并联电路的电压特点、公式W＝的应用，难度适中。
5．如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1、L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是3：4，则相同时间内两灯消耗的电能之比是（ ）
A．1：2 B．2：1 C．1：3 D．3：2
【分析】根据电路的连接，由灯L1、L2都能正常发光可确定两电表都为电压表，判断各表测量的电压，根据串联电路的规律求出灯L1、L2的电压之比；
根据W＝UIt，在通电时间和电流相等的条件下，两灯消耗的电能之比等于电压之比求解。
【解答】解：
由电路图可知，开关S闭合后，如果乙为电流表将会造成电源短路；如果甲为电流表将会造成L2短路、L2不能工作；
因灯L1、L2都能正常发光，所以甲、乙都为电压表，此时灯L1、L2串联，电压表甲测量L2两端电压，电压表乙测量电源电压；
已知甲、乙两个电表的示数之比是3：4，设甲表示数为3k，乙表示数为4k，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，则L1的电压为：U1＝4k﹣3k＝k，
故灯L1、L2两端的电压之比为：＝＝；
根据W＝UIt，在通电时间和电流相等的条件下，两灯消耗的电能之比等于电压之比，结合以上分析可知，相同时间内两灯消耗的电能之比是1：3，只有C正确。
故选：C。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功公式的运用，关键是电压表类型的判断。
二．填空题（共5小题）
6．用电器消耗电能的过程实质上是把电能转化为其它形式能的过程。电流通过洗衣机的电动机时把电能转化为 机械 能，电流通过电饭锅把电能转化为 内 能，电流通过蓄电池充电的过程把电能转化为 化学 能。
【分析】做功总是伴随着能量的转化，用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，结合用电器的用途分析。
【解答】解：电流做功的过程，实际上就是能量转化的过程，将电能转化成其它形式的能：
电流通过洗衣机的电动机时，把电能转化为机械能；
电流通过电饭锅时，消耗电能，把电能转化为内能；
对蓄电池充电时，消耗电能，产生化学能，故是将电能转化为化学能。
故答案为：机械；内；化学。
【点评】知道电流做功的过程就是把电能转化为其他形式的能的过程是解决该题的关键。为基础题。
7．给手机电池充电的过程，主要是将电能转化为 化学 能，某手机电池容量为4200mA•h，电池电压为3.7V。则充满电后，该手机电池储存的电能为 55944 J。
【分析】根据W＝UIt求出电流做的功即为储存的电能；电池在充电时相当于是用电器，电能转化为化学能。
【解答】解：手机电池在充电时相当于是用电器，主要是将电能转化为化学能；
电池充满电后储存的电能为：W＝UIt＝3.7V×4200×10﹣3A×1×3600s＝55944J。
故答案为：化学；55944。
【点评】本题考查了手机电池充满电后储存电能的计算，电池充电过程的能量转化等，关键是明白手机电池容量的含义。
8．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 212.5 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 225 元。
峰谷电价
峰期
1.1元
谷期
0.4元
【分析】电能表的示数：①月末的示数等于月初的示数加上本月消耗的电能，②最后一位是小数，③单位kW•h。
一个月所交的电费等于本月消耗的电能与电费单价的乘积。
【解答】解：9月份消耗的电能W＝3754.8kW•h﹣3542.3kW•h＝212.5kW•h；
200度电是峰时用电，则此时间段的电费为：200kW•h×1.1元/kW•h＝220元；
谷期的电费为：（212.5kW•h﹣200kW•h）×0.4元/kW•h＝5元；
这个月应交电费220元+5元＝225元。
故答案为：212.5；225。
【点评】本题考查了电功的计算以及电能表的读数，注意电能表的最后一位是小数、单位是kW•h。
9．某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示，若本月应交电费45元，且电价为0.5元/度，则上次抄表时电能表的示数为 841.6 kW•h。若只接入某用电器工作一段时间，电能表的转盘转过25r，则在这段时间内该用电器消耗了 0.01 kW•h的电能。
【分析】（1）电能表是用来测电功（消耗电能）的仪表，注意最后一位为小数，单位是kW•h（度）；个人本月应交电费和电价可求得本月消耗的电能，已知电能表本月末抄表时的示数，减去本月消耗的电能即为上次抄表时的示数；
（2）“2500r/（kW•h）”表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的表盘转2500转，据此求电能表的转盘转过25r时该用电器消耗的电能。
【解答】解：
（1）本月应交电费45元，且电价为0.5元/度，则本月消耗的电能：
W＝＝90度＝90kW•h，
电能表本月末抄表时的示数：W2＝931.6kW•h，
上次抄表时的示数：
W1＝W2﹣W＝931.6kW•h﹣90kW•h＝841.6kW•h；
（2）“2500r/（kW•h）”表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的表盘转2500转，
则电能表的转盘转过25r时该用电器消耗的电能：
W′＝＝0.01kW•h。
故答案为：841.6；0.01。
【点评】本题考查了电能表的读数方法、电功计算和电能表参数的理解，要学会电能表的读数和电费的计算，难易程度适中。
10．定值电阻R和灯泡L的U﹣I图像如图所示，将该定值电阻R和灯泡L串联接入电路中，如果流过灯泡的电流为0.4A，则通电5min电阻R和灯泡L消耗的总电能为 360 J.
【分析】已知定值电阻R和灯泡L串联，根据图象读出电流表的示数I＝0.4A时定值电阻两端的电压和灯泡两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源电压，利用W＝UIt得到电阻R和灯泡L消耗的总电能。
【解答】解：已知定值电阻R和灯泡L串联，在串联电路中电流处处相等。
由图象知，流过灯泡的电流为I＝0.4A时，
灯泡两端电压为UL＝1.0V，
定值电阻两端电压为UR＝2.0V，
由串联电路U＝U1+U2得
电源电压为U＝UL+UR＝1.0V+2.0V＝3.0V，
通电t＝5min＝300s电阻R和灯泡L消耗的总电能为
W＝UIt＝3.0V×0.4A×300s＝360J。
故答案为：360。
【点评】此题考查了串联电路特点和电能计算公式的应用，熟悉串联电路电流、电压特点，从图象中确定每个用电器两端电压，是正确解答此题的关键。
三．实验探究题（共1小题）
11．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 灯泡的亮度 ，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 无法利用控制变量法探究电功与电压电流的关系 。
（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 不能多次测量，无法排除实验结论的偶然性 。
（4）利用丙电路是为了探究电功与 电压、 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 L1断路 。排除故障后，同学们正确操作，根据 电压越大，灯泡越亮 现象得出了结论。该结论是 电流一定时，电压越大，电流所做的功越多 。
【分析】（1）灯泡功率不同亮度不同，可以通过观察灯泡的亮度来比较功率大小，进一步比较灯泡做功多少；
（2）电流做功的大小与电压、电流和通电时间三个因素有关，当研究与其中某一个因素的关系时，应控制其余的因素不变；
（3）图乙电路干路上缺少滑动变阻器，无法进行多次测量；
（4）研究电流做功与电压的关系，应控制电流的大小和通电时间相同，通过比较电压的大小，得出电流做功与电压的关系；根据电压表V1、V2的示数判断故障原因；根据实验过程及现象得出结论。
【解答】解：（1）实验中，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）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都在变化，无法控制电流或者电压不变，因此无法利用控制变量法探究电流做功与电压、电流的关系；
（3）图乙电路中干路上缺少滑动变阻器，无法进行多次测量，不能排除实验结论的偶然性；
（4）研究电流做功与电压的关系，就应该控制电路中的电流不变，而两灯泡两端的电压不同，图丙中两只灯泡串联，控制了电流相同，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；电压表V1有示数，电压表外电路为通路，可能L1断路，电压表V2无示数，说明电压表外电路为断路，综合分析认为电路发生的故障是L1断路；实验中电压越大，灯泡越亮，由此得出结论是：电流一定时，电压越大，电流所做的功越多。
故答案为：（1）灯泡的亮度；
（2）无法利用控制变量法探究电功与电压电流的关系；
（3）不能多次测量，无法排除实验结论的偶然性；
（4）电压；L1断路；电压越大，灯泡越亮；电流一定时，电压越大，电流所做的功越多。
【点评】本实验应用了控制变量法，根据控制变量法的思路得出结论；探究电流做功与电压关系时，需控制电流和时间相同；探究电流做功与电流关系时，需控制电压与时间相同。
四．计算题（共2小题）
12．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。
【分析】（1）当S1、S2都断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联规律和欧姆定律求出电源的电压；
（2）当S1、S2都闭合时，R1与R3并联，R2短路，电流表测干路电流，根据电阻的并联规律求出电路中的总电阻，利用欧姆定律求出电流表示数，根据W＝UIt求出通电1min电路消耗的总电能。
【解答】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。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功的计算，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
13．如图所示为一个电吹风的电路图，电吹风内部由一根电阻丝R丝＝55Ω、一个电风扇和两个开关组成。当只闭合S2时，可以吹冷风，通过电风扇的电流0.5A；当S1、S2都闭合时，可以吹热风。请解答如下问题：
（1）吹热风时，通过电热丝的电流是多少？
（2）吹热风时，通过电吹风干路中的总电流多大？
（3）吹热风5min，电吹风消耗的电能是多少？
【分析】（1）利用I＝可以计算出吹热风时，通过电热丝的电流；
（2）根据并联电路的电流特点可求出吹热风时，通过干路的电流；
（3）利用P＝UI计算出吹热风时，电吹风的总功率，然后利用W＝Pt计算出吹热风5min，电吹风消耗的电能。
【解答】解：（1）当S1、S2都闭合时，可以吹热风，此时电热丝R丝与电风扇并联；
此时，电热丝R丝通过的电流：I丝＝＝＝4A；
（2）根据并联电路的电流特点可知，吹热风时，通过电吹风干路中的总电流：I总＝I丝+I扇＝4A+0.5A＝4.5A；
（3）吹热风，电吹风的总功率：P总＝UI总＝220V×4.5A＝990W；
吹热风5min，电吹风消耗的电能：W＝P总t＝990W×5×60s＝2.97×105J。
答：（1）吹热风时，通过电热丝的电流是4A；
（2）吹热风时，通过电吹风干路中的总电流4.5A；
（3）吹热风5min，电吹风消耗的电能是2.97×105J。
【点评】本题考查欧姆定律的应用、电能和电功率的计算，并联电路的电流特点，关键是分析清楚电路的连接方式。
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级同步分层作业18.1 电能 电功
一．选择题（共5小题）
1．下列关于电能的说法正确的是（ ）
A．可以通过电流表把电能直接测量出来
B．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
C．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
D．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
2．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
3．如图所示，导体A、B是由同种材料制成的，A和B等长，但A比B的横截面积大。当开关S闭合后，在相同的时间内，下列叙述正确的是（ ）
A．电流通过A、B所做的功WA＞WB
B．电流通过A、B所做的功WA＜WB
C．电流通过A、B所做的功WA＝WB
D．无法比较电流通过A、B时所做的电功的多少
4．如图所示，电源电压相等，已知R1＞R2＞R3＞R4，开关均闭合后，在相同的时间内，消耗电能最多的电阻是（ ）
A．R1 B．R2 C．R3 D．R4
5．如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1、L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是3：4，则相同时间内两灯消耗的电能之比是（ ）
A．1：2 B．2：1 C．1：3 D．3：2
二．填空题（共5小题）
6．用电器消耗电能的过程实质上是把电能转化为其它形式能的过程。电流通过洗衣机的电动机时把电能转化为 能，电流通过电饭锅把电能转化为 能，电流通过蓄电池充电的过程把电能转化为 能。
7．给手机电池充电的过程，主要是将电能转化为 能，某手机电池容量为4200mA•h，电池电压为3.7V。则充满电后，该手机电池储存的电能为 J。
8．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。
峰谷电价
峰期
1.1元
谷期
0.4元
9．某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示，若本月应交电费45元，且电价为0.5元/度，则上次抄表时电能表的示数为 kW•h。若只接入某用电器工作一段时间，电能表的转盘转过25r，则在这段时间内该用电器消耗了 kW•h的电能。
10．定值电阻R和灯泡L的U﹣I图像如图所示，将该定值电阻R和灯泡L串联接入电路中，如果流过灯泡的电流为0.4A，则通电5min电阻R和灯泡L消耗的总电能为 J.
三．实验探究题（共1小题）
11．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（共2小题）
12．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。
13．如图所示为一个电吹风的电路图，电吹风内部由一根电阻丝R丝＝55Ω、一个电风扇和两个开关组成。当只闭合S2时，可以吹冷风，通过电风扇的电流0.5A；当S1、S2都闭合时，可以吹热风。请解答如下问题：
（1）吹热风时，通过电热丝的电流是多少？
（2）吹热风时，通过电吹风干路中的总电流多大？
（3）吹热风5min，电吹风消耗的电能是多少？
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级同步分层作业18.1 电能 电功
参考答案与试题解析
一．选择题（共5小题）
1．下列关于电能的说法正确的是（ ）
A．可以通过电流表把电能直接测量出来
B．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
C．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
D．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
【分析】A、电流表是测量电路电流的仪表，用电器消耗电能的多少可用电能表测量；
B、电能的常用单位是千瓦时，也就是度；千瓦是电功率的常用单位；
C、对含有电动机的电路而言，消耗的电能大部分转化为机械能，一小分部转化为内能；而对纯电阻（如电烙铁）来说，消耗的电能全部转化为内能；
D、由公式P＝分析。
【解答】解：A、电流表只能测量通过用电器的电流大小，电能表能够测量用电器消耗电能的多少，故A错误；
B、电能的常用单位是“度”，学名是千瓦时，故B错误；
C、对电动机（非纯电阻）而言，消耗的电能W大部分转化为机械能，一小分部转化为内能，故产生的热量Q＜W；
而对纯电阻（如电烙铁）来说，消耗的电能为W，则电能全部转化为内能，即产生的热量Q＝W；
故消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同，故C正确；
D、由公式P＝知，用电器消耗电能较多，若通电时间不确定，功率大小不能确定，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查电流表、电能表的不同作用及电功和电功率的单位的认识，同时考查了电流做功的实质及功率与功的不同。为易错题。
2．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
【分析】（1）电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW•h；
（2）表盘上“220V”表示电能表应该接在220V的电路中使用；
（3）20A表示电能表正常工作时允许通过的最大电流；
（4）“1600imp/（kW•h）”表示用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次。
【解答】解：
A、电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW•h，则图中电能表示数为5637.8kW•h，故A错误；
B、表盘上“220V”表示电能表的正常工作电压为220V，故B错误；
C、20A表示该电能表正常工作时允许通过的最大电流，故C错误；
D、“1600imp/（kW•h）”表示用电器每消耗1kW•h（1度）的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电能表的读数方法、对电能表相关参数的理解，属于基础题目。
3．如图所示，导体A、B是由同种材料制成的，A和B等长，但A比B的横截面积大。当开关S闭合后，在相同的时间内，下列叙述正确的是（ ）
A．电流通过A、B所做的功WA＞WB
B．电流通过A、B所做的功WA＜WB
C．电流通过A、B所做的功WA＝WB
D．无法比较电流通过A、B时所做的电功的多少
【分析】（1）导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，在其他条件相同时，导体的横截面积越大，其电阻越小；
（2）两电阻串联时通过它们的电流相等，根据W＝UIt＝I2Rt可知，相同时间内电阻大的导体电流做的功较多。
【解答】解：由题知，导体A、B的材料、长度相同，但A比B的横截面积大，
由导体电阻的影响因素知，导体A的电阻小于导体B的电阻，
图中导体A与B串联，因串联电路中各处的电流相等，
由W＝UIt＝I2Rt可知，相同时间内，B的电阻大，电流做的功较多，即WA＜WB。
故选：B。
【点评】本题考查了电功的大小比较，利用好串联电路的电流特点和影响电阻大小的因素是关键。
4．如图所示，电源电压相等，已知R1＞R2＞R3＞R4，开关均闭合后，在相同的时间内，消耗电能最多的电阻是（ ）
A．R1 B．R2 C．R3 D．R4
【分析】由公式W＝，分析R1、R2消耗电能比R3、R4少，再分析比较R3、R4消耗的电能。
【解答】解：
左图中R1、R2串联，设R1两端的电压U1，R2两端的电压U2，由串联电路的电压特点可知，U1、U2都小于电源电压U；因为R1、R2的电阻较大，所以由公式W＝可知，相同时间内R1、R2消耗的电能比R3、R4少。
右图中R3、R4并联，并联电路两端的电压相等且为电源电压U，且R3＞R4，由公式W＝可知，相同时间内消耗电能最多的电阻是R4。
故选：D。
【点评】本题考查了串联和并联电路的电压特点、公式W＝的应用，难度适中。
5．如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1、L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是3：4，则相同时间内两灯消耗的电能之比是（ ）
A．1：2 B．2：1 C．1：3 D．3：2
【分析】根据电路的连接，由灯L1、L2都能正常发光可确定两电表都为电压表，判断各表测量的电压，根据串联电路的规律求出灯L1、L2的电压之比；
根据W＝UIt，在通电时间和电流相等的条件下，两灯消耗的电能之比等于电压之比求解。
【解答】解：
由电路图可知，开关S闭合后，如果乙为电流表将会造成电源短路；如果甲为电流表将会造成L2短路、L2不能工作；
因灯L1、L2都能正常发光，所以甲、乙都为电压表，此时灯L1、L2串联，电压表甲测量L2两端电压，电压表乙测量电源电压；
已知甲、乙两个电表的示数之比是3：4，设甲表示数为3k，乙表示数为4k，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，则L1的电压为：U1＝4k﹣3k＝k，
故灯L1、L2两端的电压之比为：＝＝；
根据W＝UIt，在通电时间和电流相等的条件下，两灯消耗的电能之比等于电压之比，结合以上分析可知，相同时间内两灯消耗的电能之比是1：3，只有C正确。
故选：C。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功公式的运用，关键是电压表类型的判断。
二．填空题（共5小题）
6．用电器消耗电能的过程实质上是把电能转化为其它形式能的过程。电流通过洗衣机的电动机时把电能转化为 机械 能，电流通过电饭锅把电能转化为 内 能，电流通过蓄电池充电的过程把电能转化为 化学 能。
【分析】做功总是伴随着能量的转化，用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，结合用电器的用途分析。
【解答】解：电流做功的过程，实际上就是能量转化的过程，将电能转化成其它形式的能：
电流通过洗衣机的电动机时，把电能转化为机械能；
电流通过电饭锅时，消耗电能，把电能转化为内能；
对蓄电池充电时，消耗电能，产生化学能，故是将电能转化为化学能。
故答案为：机械；内；化学。
【点评】知道电流做功的过程就是把电能转化为其他形式的能的过程是解决该题的关键。为基础题。
7．给手机电池充电的过程，主要是将电能转化为 化学 能，某手机电池容量为4200mA•h，电池电压为3.7V。则充满电后，该手机电池储存的电能为 55944 J。
【分析】根据W＝UIt求出电流做的功即为储存的电能；电池在充电时相当于是用电器，电能转化为化学能。
【解答】解：手机电池在充电时相当于是用电器，主要是将电能转化为化学能；
电池充满电后储存的电能为：W＝UIt＝3.7V×4200×10﹣3A×1×3600s＝55944J。
故答案为：化学；55944。
【点评】本题考查了手机电池充满电后储存电能的计算，电池充电过程的能量转化等，关键是明白手机电池容量的含义。
8．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 212.5 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 225 元。
峰谷电价
峰期
1.1元
谷期
0.4元
【分析】电能表的示数：①月末的示数等于月初的示数加上本月消耗的电能，②最后一位是小数，③单位kW•h。
一个月所交的电费等于本月消耗的电能与电费单价的乘积。
【解答】解：9月份消耗的电能W＝3754.8kW•h﹣3542.3kW•h＝212.5kW•h；
200度电是峰时用电，则此时间段的电费为：200kW•h×1.1元/kW•h＝220元；
谷期的电费为：（212.5kW•h﹣200kW•h）×0.4元/kW•h＝5元；
这个月应交电费220元+5元＝225元。
故答案为：212.5；225。
【点评】本题考查了电功的计算以及电能表的读数，注意电能表的最后一位是小数、单位是kW•h。
9．某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示，若本月应交电费45元，且电价为0.5元/度，则上次抄表时电能表的示数为 841.6 kW•h。若只接入某用电器工作一段时间，电能表的转盘转过25r，则在这段时间内该用电器消耗了 0.01 kW•h的电能。
【分析】（1）电能表是用来测电功（消耗电能）的仪表，注意最后一位为小数，单位是kW•h（度）；个人本月应交电费和电价可求得本月消耗的电能，已知电能表本月末抄表时的示数，减去本月消耗的电能即为上次抄表时的示数；
（2）“2500r/（kW•h）”表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的表盘转2500转，据此求电能表的转盘转过25r时该用电器消耗的电能。
【解答】解：
（1）本月应交电费45元，且电价为0.5元/度，则本月消耗的电能：
W＝＝90度＝90kW•h，
电能表本月末抄表时的示数：W2＝931.6kW•h，
上次抄表时的示数：
W1＝W2﹣W＝931.6kW•h﹣90kW•h＝841.6kW•h；
（2）“2500r/（kW•h）”表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的表盘转2500转，
则电能表的转盘转过25r时该用电器消耗的电能：
W′＝＝0.01kW•h。
故答案为：841.6；0.01。
【点评】本题考查了电能表的读数方法、电功计算和电能表参数的理解，要学会电能表的读数和电费的计算，难易程度适中。
10．定值电阻R和灯泡L的U﹣I图像如图所示，将该定值电阻R和灯泡L串联接入电路中，如果流过灯泡的电流为0.4A，则通电5min电阻R和灯泡L消耗的总电能为 360 J.
【分析】已知定值电阻R和灯泡L串联，根据图象读出电流表的示数I＝0.4A时定值电阻两端的电压和灯泡两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源电压，利用W＝UIt得到电阻R和灯泡L消耗的总电能。
【解答】解：已知定值电阻R和灯泡L串联，在串联电路中电流处处相等。
由图象知，流过灯泡的电流为I＝0.4A时，
灯泡两端电压为UL＝1.0V，
定值电阻两端电压为UR＝2.0V，
由串联电路U＝U1+U2得
电源电压为U＝UL+UR＝1.0V+2.0V＝3.0V，
通电t＝5min＝300s电阻R和灯泡L消耗的总电能为
W＝UIt＝3.0V×0.4A×300s＝360J。
故答案为：360。
【点评】此题考查了串联电路特点和电能计算公式的应用，熟悉串联电路电流、电压特点，从图象中确定每个用电器两端电压，是正确解答此题的关键。
三．实验探究题（共1小题）
11．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 灯泡的亮度 ，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 无法利用控制变量法探究电功与电压电流的关系 。
（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 不能多次测量，无法排除实验结论的偶然性 。
（4）利用丙电路是为了探究电功与 电压、 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 L1断路 。排除故障后，同学们正确操作，根据 电压越大，灯泡越亮 现象得出了结论。该结论是 电流一定时，电压越大，电流所做的功越多 。
【分析】（1）灯泡功率不同亮度不同，可以通过观察灯泡的亮度来比较功率大小，进一步比较灯泡做功多少；
（2）电流做功的大小与电压、电流和通电时间三个因素有关，当研究与其中某一个因素的关系时，应控制其余的因素不变；
（3）图乙电路干路上缺少滑动变阻器，无法进行多次测量；
（4）研究电流做功与电压的关系，应控制电流的大小和通电时间相同，通过比较电压的大小，得出电流做功与电压的关系；根据电压表V1、V2的示数判断故障原因；根据实验过程及现象得出结论。
【解答】解：（1）实验中，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）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都在变化，无法控制电流或者电压不变，因此无法利用控制变量法探究电流做功与电压、电流的关系；
（3）图乙电路中干路上缺少滑动变阻器，无法进行多次测量，不能排除实验结论的偶然性；
（4）研究电流做功与电压的关系，就应该控制电路中的电流不变，而两灯泡两端的电压不同，图丙中两只灯泡串联，控制了电流相同，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；电压表V1有示数，电压表外电路为通路，可能L1断路，电压表V2无示数，说明电压表外电路为断路，综合分析认为电路发生的故障是L1断路；实验中电压越大，灯泡越亮，由此得出结论是：电流一定时，电压越大，电流所做的功越多。
故答案为：（1）灯泡的亮度；
（2）无法利用控制变量法探究电功与电压电流的关系；
（3）不能多次测量，无法排除实验结论的偶然性；
（4）电压；L1断路；电压越大，灯泡越亮；电流一定时，电压越大，电流所做的功越多。
【点评】本实验应用了控制变量法，根据控制变量法的思路得出结论；探究电流做功与电压关系时，需控制电流和时间相同；探究电流做功与电流关系时，需控制电压与时间相同。
四．计算题（共2小题）
12．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。
【分析】（1）当S1、S2都断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联规律和欧姆定律求出电源的电压；
（2）当S1、S2都闭合时，R1与R3并联，R2短路，电流表测干路电流，根据电阻的并联规律求出电路中的总电阻，利用欧姆定律求出电流表示数，根据W＝UIt求出通电1min电路消耗的总电能。
【解答】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。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功的计算，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
13．如图所示为一个电吹风的电路图，电吹风内部由一根电阻丝R丝＝55Ω、一个电风扇和两个开关组成。当只闭合S2时，可以吹冷风，通过电风扇的电流0.5A；当S1、S2都闭合时，可以吹热风。请解答如下问题：
（1）吹热风时，通过电热丝的电流是多少？
（2）吹热风时，通过电吹风干路中的总电流多大？
（3）吹热风5min，电吹风消耗的电能是多少？
【分析】（1）利用I＝可以计算出吹热风时，通过电热丝的电流；
（2）根据并联电路的电流特点可求出吹热风时，通过干路的电流；
（3）利用P＝UI计算出吹热风时，电吹风的总功率，然后利用W＝Pt计算出吹热风5min，电吹风消耗的电能。
【解答】解：（1）当S1、S2都闭合时，可以吹热风，此时电热丝R丝与电风扇并联；
此时，电热丝R丝通过的电流：I丝＝＝＝4A；
（2）根据并联电路的电流特点可知，吹热风时，通过电吹风干路中的总电流：I总＝I丝+I扇＝4A+0.5A＝4.5A；
（3）吹热风，电吹风的总功率：P总＝UI总＝220V×4.5A＝990W；
吹热风5min，电吹风消耗的电能：W＝P总t＝990W×5×60s＝2.97×105J。
答：（1）吹热风时，通过电热丝的电流是4A；
（2）吹热风时，通过电吹风干路中的总电流4.5A；
（3）吹热风5min，电吹风消耗的电能是2.97×105J。
【点评】本题考查欧姆定律的应用、电能和电功率的计算，并联电路的电流特点，关键是分析清楚电路的连接方式。
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