苏科版九年级全册电能表与电功第二课时教案设计

这是一份苏科版九年级全册电能表与电功第二课时教案设计，共22页。教案主要包含了知识梳理，易混淆点，探究重点，典例分析，真题操练等内容，欢迎下载使用。

专项十五 电功和电热

1 电能表与电功
第2讲 电功的计算与应用
【知识梳理】
1． 规定电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的_____，电路中的_____和通电_____的_____。
2． 电功公式：__________（适用于__________）；
对于纯电阻电路可推导出：_____
①　 串联电路：_____；
②　 并联电路：_____；
③　 在任何情况下，在一定时间所做的总功__________。
【易混淆点】
1． 电功：电流通过某段电路所做的功叫电功。
2． 电流做功的实质：电流做功过程，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，也就消耗了多少电能。
3． 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。
知识点一：生活中的电功
【探究重点】
注意能量转化以及电功计算式
【典例分析】
1. 电热水壶是人们常用的家用电器。若家庭电路中只有电热水壶工作，标有“”的电能表的指示灯在5min内闪烁了500次，则电热水壶消耗的电能为 J。如果这些能量靠燃烧煤气来提供，至少需要完全燃烧煤气 m3(不考虑热量损失，煤气热值)。
【真题操练】
2. 共享充电宝已逐步进入人们的生活，用共享充电宝给手机充电方便快捷，某天晓晓用共享充电宝为手机充电，手机电压为4V容量为1200mAh，将电池充满电后大约储存 J的电能，充电宝对手机充电时，充电宝电池中的 能转化为 能。

知识点二：电功图像
【探究重点】
注意理解图像的含义
【典例分析】
3. 甲、乙两灯的额定电压均为9V，测得其电流与电压变化的关系图像如图所示。则乙灯正常发光时的电阻是 Ω；若将甲、乙两灯串联接入9V的电路中，通电1min，两灯消耗的总电能为 J。

【真题操练】
4. 如图所示，电路中定值电阻R1和R2并联在电压为6V的电源上，当开关S闭合时，电流表A1的示数为0.6A，电流表A2的示数为0.2A。求：

(1)定值电阻R1的大小；
(2)电路中的总电流Ⅰ总；
(3)通电30s内，电路消耗的总电能。

知识点三：串并联电路电功计算
【探究重点】
串联电路：；
并联电路：；
【典例分析】
5. 如图所示，电源电压恒定，先闭合开关S1、S2，电压表示数为9V，电流表示数为1.5A；然后断开开关S2，电流表的示数减小了0.5A，则此时电压表的示数为 V，R2＝ Ω，此时整个电路1min消耗的电能为 J。

【真题操练】
6. 如图所示电路，电源电压U=6V，R1=2Ω，闭合开关后，电流表度数为1.0A．求

(1)R1两端的电压；
(2)R2在1min内消耗的电能．
知识点四：电功实验
【典例分析】
7. 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、乙两个电路：

(1)实验中我们通过比较 来比较相同时间内电流做功的多少；
(2)图中所选用的灯泡L1和L2的规格应 (选填“相同”或“不同”)；
(3)应该选择图 所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系；
(4)甲电路图中，闭合开关后观察发现，在电压相同的情况下，电流越大，电流做的功越 。

【真题操练】
8. (2021·江苏泰州市·中考真题)小明用电水壶将质量为1.8kg的水加热升温50℃，水吸收的热量为________J。若电水壶工作时功率为2000W，所消耗的电能全部被水吸收，则加热这壶水需要的时间是_______秒。小明家的电能表参数如图所示，若家中只有电水壶单独工作，则这段时间内电能表指示灯闪烁了_______次。［c水=4.2×103J/(kg·℃)］


1. 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0.2 A，则电源电压和元件A在10 s内电流做的功分别是( )

A．2 V，2 J B．3 V，2 J
C．3 V，6 J D．2 V，4 J
2. 一只电能表上标有“220V 10A”和“3000R/kWh”的字样．若该电能表的转盘转过30圈，这段
时间内电路上消耗了 度电，电流做了 J功．
3. 在如图所示的电路中，电源电压为20V且保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标
有“40Ω”字样。电流表、电压表量程选择“0~3A”和“0~15V”。开关S闭合后，电压表V的示数为5V。求：

(1)通过电阻R1的电流；
(2)电路正常工作10s后，电流通过电阻R1做的功；
(3)移动滑动变阻器的滑片P，电源电压和电压表示数的比值最大为5，同时为了保证电路安全，求滑动变阻器可连入电路的最大值和最小值。




4. 如图所示电路中，电源电压保持不变，R1阻值为10Ω，R2阻值为15Ω，只闭合开关S时电流表的
示数为0.6A，求：

(1)电源电压；
(2)闭合开关S和S1电流表的示数；
(3)闭合开关S和S1，通电10min电路消耗的电能。





5. 在如图所示的电路中，电源电压不变，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω。求：
(1)当S1、S3断开，S2闭合时，电流表示数为1 A，电源电压。
(2)当S1、S3闭合，S2断开时，通电1 min，电阻R1消耗的电能。
(3)当S1、S3闭合，S2断开时，整个电路10 s内消耗的电能。








1. 如图所示电路中，电源电压恒定。

(1)当开关断开，、闭合测得电流表读数为。当开关、闭合，断开时，由于电阻、中有一个电阻出现故障，电流表读数为，电压表读数为。则电源电压为 ，电路中出现的故障是 。
(2)若电路正常工作，在内，电流通过电阻做的功最少为 。
2. 在图所示的电路中，电源电压为12伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“1A”字样．电键S闭合后，电压表V的示数为5伏．求：

①通过电阻R1的电流I1．
②电路正常工作10秒后，电流通过电阻R1做的功W1．移动滑动变阻器的滑片P，电源电压和电压表示数的比值最大为3，求电压表示数的最大值和最小值的差值．








3. 小明家新购买的电动自行车，整车质量为40kg。如图所示，小明爸爸以15km/h的速度沿平直的道路匀速骑行9km的过程中，电动机两端的电压恒为60V，通过的电流是6.25A，车轮与地面的总接触面积为200cm2，他的质量是60kg。求此过程中：

(1)骑行时间；
(2)电动车对地面的压强；
(3)电流对电动机做的功。






4. 一根粗细均匀的镍铬合金丝，将其接入电压为6 V的电源上，通过的电流为0.3 A。求：
(1)这根镍铬合金丝的电阻。
(2)通电1 min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，电路中的电流为多大？








1. 如图所示的电路中，定值电阻R1＝10Ω，R2＝40Ω，电压表示数为10V；求：

(1)通过R2的电流；
(2)通电300s，电流通过R1所做的功。





2. 如图所示，电源电压恒定，的阻值为20Ω，的阻值为10Ω。当S闭合，S1、S2断开时，电流表的示数为0.5A．求：

(1)电源电压；
(2)当S闭合，S1、S2断开时，通电10s内电路消耗的总电能；
(3)当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数变化了0.4A，则的阻值是多大？





3. 甲、乙两个家用电热器接入如图所示的家庭电路中，当两开关都闭合时，干路中的电流为4.5 A，通过甲电热器的电流为0.3 A。求：
(1)通过乙电热器的电流。
(2)甲电热器在10秒内电流做的功。



【知识梳理】
3． 规定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。
4． 电功公式：（适用于所有电路）；
对于纯电阻电路可推导出：
④　 串联电路：；
⑤　 并联电路：；
⑥　 在任何情况下，在一定时间所做的总功。
【易混淆点】
4． 电功：电流通过某段电路所做的功叫电功。
5． 电流做功的实质：电流做功过程，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，也就消耗了多少电能。
6． 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。

知识点一：生活中的电功
【探究重点】
注意能量转化以及电功计算式
【典例分析】
9. 电热水壶是人们常用的家用电器。若家庭电路中只有电热水壶工作，标有“”的电能表的指示灯在5min内闪烁了500次，则电热水壶消耗的电能为 J。如果这些能量靠燃烧煤气来提供，至少需要完全燃烧煤气 m3(不考虑热量损失，煤气热值)。
【答案】6×105
【解析】
[1]电热水壶消耗的电能为

[2]由题意知煤气燃烧所放出的热量等于电热水壶消耗的电能，即

则有

则

【真题操练】
10. 共享充电宝已逐步进入人们的生活，用共享充电宝给手机充电方便快捷，某天晓晓用共享充电宝为手机充电，手机电压为4V容量为1200mAh，将电池充满电后大约储存 J的电能，充电宝对手机充电时，充电宝电池中的 能转化为 能。

【答案】17280 化学 电
【解析】
[1]电池的容量为，由可得，手机电池充满电后，储存的电荷量

充电时储存的电能(电流所做的功)

[2]当充电宝与手机相连时，充电宝相当于该电路的电源，给手机提供电能，在这个过程中，充电宝电池中的化学能转化为电能。
知识点二：电功图像
【探究重点】
注意理解图像的含义
【典例分析】
11. 甲、乙两灯的额定电压均为9V，测得其电流与电压变化的关系图像如图所示。则乙灯正常发光时的电阻是 Ω；若将甲、乙两灯串联接入9V的电路中，通电1min，两灯消耗的总电能为 J。

【答案】18 216
【解析】
[1]已知乙灯泡的额定电压为9V，因此根据图象可知，乙灯泡正常发光的电流为0.5A，由I可知，乙灯正常发光时的电阻
R18Ω
[2]因为串联电路电流相等，并且串联电路两端电压等于各部分电压之和，根据图象可知，将甲、乙两灯串联接入9V的电路时，电路中的电流为0.4A。因此通电1min，两灯消耗的总电能
WUIt9V×0.4A×60s216J
【真题操练】
12. 如图所示，电路中定值电阻R1和R2并联在电压为6V的电源上，当开关S闭合时，电流表A1的示数为0.6A，电流表A2的示数为0.2A。求：

(1)定值电阻R1的大小；
(2)电路中的总电流Ⅰ总；
(3)通电30s内，电路消耗的总电能。
【答案】(1)10Ω；(2)0.8；(3)144
【解析】
(1) R1的阻值为

(2)电路中的总电流为

(3)电路消耗的电能等于电流做的功，为

知识点三：串并联电路电功计算
【探究重点】
串联电路：；
并联电路：；
【典例分析】
13. 如图所示，电源电压恒定，先闭合开关S1、S2，电压表示数为9V，电流表示数为1.5A；然后断开开关S2，电流表的示数减小了0.5A，则此时电压表的示数为 V，R2＝ Ω，此时整个电路1min消耗的电能为 J。

【答案】6 3 540
【解析】
[1][2]闭合开关S1、S2，电路中只有电阻R1的简单电路，电压表测R1两端电压，也就是电源电压，即电源电压为9V，电流表测量通过R1的电流，R1的阻值
R1==6Ω
断开开关S2，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，由题意可知，此时电路电流
I=1.5A-0.5A=1A
此时R1两端的电压
U1=IR1=1A×6Ω=6V
则R2两端的电压
U2=U-U1=9V-6V=3V
R2的阻值
R2==3Ω
[3]整个电路1min消耗的电能
W=UIt=9V×1A×60s=540J
【真题操练】
14. 如图所示电路，电源电压U=6V，R1=2Ω，闭合开关后，电流表度数为1.0A．求

(1)R1两端的电压；
(2)R2在1min内消耗的电能．
【答案】(1)2V；(2)240J
【解析】
(1)由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流；由I=可得，R1两端的电压：
U1=IR1=1A×2Ω=2V；
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压：
U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V，
R2在1min内消耗的电能：
W2=U2It=4V×1A×60s=240J．
知识点四：电功实验
【典例分析】
15. 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、乙两个电路：

(1)实验中我们通过比较 来比较相同时间内电流做功的多少；
(2)图中所选用的灯泡L1和L2的规格应 (选填“相同”或“不同”)；
(3)应该选择图 所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系；
(4)甲电路图中，闭合开关后观察发现，在电压相同的情况下，电流越大，电流做的功越 。

【答案】电灯的亮暗 不同 乙 多
【解析】
(1)[1]电灯功率越大，电灯越亮。实验中电灯越亮，说明电灯的功率越大。实验中两电灯通电的时间相同，由

得，功率大的电灯电流做功多。所以可以通过电灯的亮暗来比较相同时间内电流做功的多少。
(2)[2]甲乙两图电路的设计是要分别探究电流、电压的关系，应该选用不同规格的灯泡才能使两灯泡的电流或者电压不同。
(3)[3]要探究电流做功多少与电压大小的关系，要控制两灯泡的电流相同，应选择串联电路，所以要选用乙图。
(4)[4]甲电路图中，闭合开关后观察发现，在电压相同的情况下，电流越大，灯泡越亮，电流做的功多。
【真题操练】
16. (2021·江苏泰州市·中考真题)小明用电水壶将质量为1.8kg的水加热升温50℃，水吸收的热量为________J。若电水壶工作时功率为2000W，所消耗的电能全部被水吸收，则加热这壶水需要的时间是_______秒。小明家的电能表参数如图所示，若家中只有电水壶单独工作，则这段时间内电能表指示灯闪烁了_______次。［c水=4.2×103J/(kg·℃)］

【答案】 189 315
【详解】
[1]水吸收的热量为

[2]加热这壶水需要的时间是

[3]消耗电能为W=0.105kW·h，则这段时间内电能表指示灯闪烁次数


6. 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0.2 A，则电源电压和元件A在10 s内电流做的功分别是( )

A．2 V，2 J B．3 V，2 J
C．3 V，6 J D．2 V，4 J
【答案】B
【解析】 因为两元件串联，所以通过的电流相等。当电路中的电流为0.2 A时，由图甲知，元件A两端的电压为1 V，元件B两端的电压为2 V，所以电源电压为 U＝UA＋UB＝1 V＋2 V＝3 V；元件A在10 s内电流做的功为W＝UAIt＝1 V×0.2 A×10 s＝2 J，故B正确。
7. 一只电能表上标有“220V 10A”和“3000R/kWh”的字样．若该电能表的转盘转过30圈，这段
时间内电路上消耗了 度电，电流做了 J功．
【答案】0.01 3.6×104J
【解析】
“3000r/kW•h”的物理意义：当用电器消耗1千瓦时的电能，电能表的水平转盘转过3000转，所以当它转过30转时，消耗的电能为W=kW⋅h=0.01kW⋅h=3.6×104J，
电流所做的功就等于所消耗的电能，即电流做的功为3.6×104J.
8. 在如图所示的电路中，电源电压为20V且保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标
有“40Ω”字样。电流表、电压表量程选择“0~3A”和“0~15V”。开关S闭合后，电压表V的示数为5V。求：

(1)通过电阻R1的电流；
(2)电路正常工作10s后，电流通过电阻R1做的功；
(3)移动滑动变阻器的滑片P，电源电压和电压表示数的比值最大为5，同时为了保证电路安全，求滑动变阻器可连入电路的最大值和最小值。
【答案】(1) 0.5A；(2)225J；(3)30Ω；2.5Ω
【解析】
(1)根据电路图可知，电压表测量R2两端的电压，又因为R1＝10Ω，所以通过电阻R1的电流

(2)电流做的功

(3)电源电压和电压表示数的比值最大为5，此时应为电压表最小值，即




R2最大时，电压表的示数最大为15V，可知此时R2=30Ω；
所以滑动变阻器R2的阻值变化范围是2.5~30Ω。

9. 如图所示电路中，电源电压保持不变，R1阻值为10Ω，R2阻值为15Ω，只闭合开关S时电流表的
示数为0.6A，求：

(1)电源电压；
(2)闭合开关S和S1电流表的示数；
(3)闭合开关S和S1，通电10min电路消耗的电能。
【答案】(1)6V；(2)1A；(3)
【解析】
(1)当只闭合开关S时，电路是R1的简单电路，由可得电源电压为

(2)当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，通过R2的电流

因并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以电流表的示数

(3)通电10min电路消耗的电能为

答：(1)电源电压为6V；
(2)闭合开关S和S1时电流表的示数为1A；
(3)闭合开关S和S1，通电10min电路消耗的电能为。
10. 在如图所示的电路中，电源电压不变，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω。求：
(1)当S1、S3断开，S2闭合时，电流表示数为1 A，电源电压。
(2)当S1、S3闭合，S2断开时，通电1 min，电阻R1消耗的电能。
(3)当S1、S3闭合，S2断开时，整个电路10 s内消耗的电能。

【答案】见解析
【解析】(1)当S1、S3断开，S2闭合时，两电阻串联，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＝I×(R1＋R2)＝1 A×(3 Ω＋6 Ω)＝9 V；
(2)当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通电1 min电阻R1消耗的电能：
W1＝t＝×60 s＝1 620 J；
(3)当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，
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＝＝＝2 Ω，
电路中消耗的总电能：
W＝t＝×10 s＝405 J。



5. 如图所示电路中，电源电压恒定。

(1)当开关断开，、闭合测得电流表读数为。当开关、闭合，断开时，由于电阻、中有一个电阻出现故障，电流表读数为，电压表读数为。则电源电压为 ，电路中出现的故障是 。
(2)若电路正常工作，在内，电流通过电阻做的功最少为 。
【答案】3 断路 24
【解析】
(1)[1][2]当开关断开，、闭合时，电路为的简单电路，电流表测电路中的电流，即；当开关、闭合，断开时，与并联，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，因电阻、中有一个电阻出现故障时，电流表读数为，电压表读数为，所以，电路出现的故障是断路，否则电压表无示数，则此时电路为某个电阻的简单电路，且两次电流表的示数不相等，所以，电路故障为断路，此时为的简单电路，则通过的电流，由电压表的示数可知电源电压。
(2)[3]由可得，电阻、的阻值分别为


若电路正常工作，则当与串联时电路中电流最小，电阻的功率最小，则在内，电流通过电阻做的功最少；根据串联电路的特点和欧姆定律可得，与串联时电路中电流

则电流通过电阻做的功最少为

6. 在图所示的电路中，电源电压为12伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“1A”字样．电键S闭合后，电压表V的示数为5伏．求：

①通过电阻R1的电流I1．
②电路正常工作10秒后，电流通过电阻R1做的功W1．移动滑动变阻器的滑片P，电源电压和电压表示数的比值最大为3，求电压表示数的最大值和最小值的差值．
【答案】(1)0.5A(2)25J 6V
【解析】
①．根据电路图可知，电压表测量R1两端的电压，又因为R1＝10Ω，所以通过电阻R1的电流为：
I1＝＝＝0.5A；
②．电路正常工作10秒后，电流通过电阻R1做的功为：
W1=U1I1t=5V×0.5A×10s=25J；
电源电压和电压表示数的比值最大为3，即＝3，
此时应为电压表示数U1′最小，为U1′＝4V；
根据串联电路分压规律，电压表示数最大值应是滑动变阻器电压最小时，则要滑动变阻器阻值最小，即电流最大(1A)时．所以由欧姆定律可得：
1A＝＝，
解得：
R2′＝2Ω，
此时R1的电压最大为：
U1″＝I′R1＝1A×10Ω＝10V，
所以电压表示数的最大值和最小值的差值为：
△U= U1″- U1′=10V﹣4V＝6V．
7. 小明家新购买的电动自行车，整车质量为40kg。如图所示，小明爸爸以15km/h的速度沿平直的道路匀速骑行9km的过程中，电动机两端的电压恒为60V，通过的电流是6.25A，车轮与地面的总接触面积为200cm2，他的质量是60kg。求此过程中：

(1)骑行时间；
(2)电动车对地面的压强；
(3)电流对电动机做的功。
【答案】(1)0.5h；(2)5×104Pa；(3) 6.75×105J
【解析】
(1)由得骑行时间

(2)小明爸爸和车的总质量

总重力

车对地面的压力

受力面积

对地面的压强

(3)电流对电动机做的功

8. 一根粗细均匀的镍铬合金丝，将其接入电压为6 V的电源上，通过的电流为0.3 A。求：
(1)这根镍铬合金丝的电阻。
(2)通电1 min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，电路中的电流为多大？
【答案】见解析
【解析】：(1)由欧姆定律可得，这根镍铬合金丝的电阻：
R＝＝＝20 Ω；
(2)通电1 min消耗的电能：
W＝UIt＝6 V×0.3 A×60 s＝108 J；
(3)将这根镍铬合金丝对折后一起接入原电源上，长度变长原来的，横截面积变成原来的2倍，电阻变成原来的，即电阻：R′＝R＝×20 Ω＝5 Ω，
此时电路中的电流：I′＝＝＝1.2


4. 如图所示的电路中，定值电阻R1＝10Ω，R2＝40Ω，电压表示数为10V；求：

(1)通过R2的电流；
(2)通电300s，电流通过R1所做的功。
【答案】(1)；(2)
【解析】
(1)由欧姆定律可得，通过R2的电流

(2)R1两端的电压

通电300s，电流通过R1所做的功

答：(1)通过R2的电流是；
(2)通电300s，电流通过R1所做的功是。

5. 如图所示，电源电压恒定，的阻值为20Ω，的阻值为10Ω。当S闭合，S1、S2断开时，电流表的示数为0.5A．求：

(1)电源电压；
(2)当S闭合，S1、S2断开时，通电10s内电路消耗的总电能；
(3)当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数变化了0.4A，则的阻值是多大？
【答案】(1) 15V；(2) 75J；(3)100Ω
【解析】
(1)当S闭合，S1、S2断开时，、串联，电流表测整个电路的电流，根据欧姆定律可得电源电压

(2)当S闭合，S1、S2断开时，通电10s内电路消耗的总电能为

(3)当S、S1、S2都闭合时，、串联，被短路，电流表测整个电路的电流，则此时干路电流为

通过的电流为

通过的电流为

则的阻值为

6. 甲、乙两个家用电热器接入如图所示的家庭电路中，当两开关都闭合时，干路中的电流为4.5 A，通过甲电热器的电流为0.3 A。求：
(1)通过乙电热器的电流。
(2)甲电热器在10秒内电流做的功。

【答案】见解析
【解析】：由电路图可知，当两开关都闭合时，甲、乙两个家用电热器并联。
(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且干路电流I＝4.5 A，通过甲电热器的电流I甲＝0.3 A，
所以，通过乙电热器的电流：
I乙＝I－I甲＝4.5 A－0.3 A＝4.2 A；
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等，且家庭电路的电压为220 V，
所以，甲电热器在10秒内电流做的功：
W甲＝UI甲t＝220 V×0.3 A×10 s＝660 J