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初中物理沪科版（2024）九年级全册第十六章 电流做功与电功率第一节 电流做功课时训练
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这是一份初中物理沪科版（2024）九年级全册第十六章 电流做功与电功率第一节 电流做功课时训练，共18页。试卷主要包含了1 电流做功，电功，公式，单位，8 kW·h，4 kW·h，6元，则这个月电费等内容，欢迎下载使用。
素养目标
物理观念
概念
电流做功：用电器工作的过程就是利用电流做功，将电能转化为其他形式能的过程。
规律
电流所做的功与电流、电压和通电时间成正比。
器件
电能表是测量电功的仪表。
科学思维
从能量转化的角度认识电流做功的过程，理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功实现的。
科学态度与责任
了解测算家庭电费的方法，培养科学用电、节约用电的意识。
题型汇总：对电流做功的理解、电功的计算、比较串并联电路的电功的大小、电能表的读数及相关计算。
知识梳理
电流做功
1.电功: 电流所做的功与电压、电流和通电时间成正比。符号:W。
电流做功的实质:把电能转化为其他形式能量,且电流作了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。
2.公式: W =UIt。
U: 电压—单位用 V(伏特)。
I: 电流—单位用 A(安培)。
t: 通电时间—单位用 s(秒)。
W: 电功。
3.单位: 国际制单位:焦耳,简称焦,符号J。
常用单位: 千瓦时(俗称度),符号kW·h。 1kW·h = 3.6×106J = 1度。
测算电费
1.电能表：测量电功的仪表，即记录电路消耗电能的仪表叫做电能表(俗称电度表)，如图所示。
2.电能表的各种参数
（1）“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用。
（2）“10(20)A”表示这个电能表的额定电流为10 A，额定最大电流为20 A，电能表工作的电流不应该超过额定最大电流。
（3）“2500 r/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转过2500 r。
（4）“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。
（5）“kW·h”指单位。
3.电能的计量
为了计量一段时间内消耗的电能，必须记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数，前后两次示数之差，就是这段时间内用电的读数，如：
1月底：
读数：W1＝4267.8 kW·h
2月底：
读数：W2＝4374.4 kW·h
2月份用电W＝ W2—W1＝4374.4 kW·h—4267.8 kW·h ＝106.6 kW·h
如果电费每度0.6元，则这个月电费：106.6×0.6＝63.906(元)。
考点突破
考点一 电功的简单计算
例1:一电灯的电阻值为440Ω，接在电压为220V的家庭电路中。
求: (1)通过该电灯灯丝的电流是多大?
(2)工作30min，该电灯消耗的电能为多少?
已知:R = 440Ω, U =220V ,t = 30min=1800s
求:（1）I =? （2）W =?
【答案】0.5 A 1.98×105J
【解析】解:（1）由欧姆定律得:I = U/R =220V/440Ω=0.5 A
（2）由电功公式得:W=UIt =220V × 0.5A ×1800s =1.98×105J
答：通过该电灯灯丝的电流是0.5A；工作30min,该电灯消耗的电能为1.98×105J。
例2：如图所示，标有“”字样的小灯泡与一个定值电阻和串联，接在电压为的电源上，小灯泡恰能正常工作，且小灯泡此时的电阻是通过计算回答：
（1）小灯泡的额定电流是多少安？
（2）定值电阻的阻值是多少欧？
（3）该电路工作，电流通过定值电阻做的功是多少焦？
【答案】0.2A 10Ω 4J
【解析】由题知，灯泡的额定电压，小灯泡正常工作时的电阻是12.5Ω，
则小灯泡的额定电流：，
由图知，R与灯泡串联，
因串联电路的电流处处相等，所以灯泡正常发光时通过的电流：，
因串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和，
则两端的电压：，
由欧姆定律可得定值电阻的阻值：；
该电路工作电流通过定值电阻做的功：.
答：小灯泡的额定电流是0.2A ；
串联在电路中的定值电阻的阻值是10Ω；
该电路工作电流通过定值电阻做的功是4J。
考点二 电费的测算
例3：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】7.2×104
【解析】根据“3000 r/(kW·h)”计算转动60圈消耗的电能。转动1圈消耗的电能是
eq \f(1,3000) kW·h，转动60圈消耗的电能是eq \f(60,3000) kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。则转动60圈消耗的电能为eq \f(60,3000)×3.6×106 J＝7.2×104 J。
分层提分
题组A 基础过关练
1.某用户电能表在3月底示数为，到4月底示数为，该用户4月份用电( )
A. 352.9KW.h B. 8.2JC. 84.2KW.hD. 842kw.h
2.甲、乙两用电器电功率之比为1:2，通电时间之比为3:4，则消耗的电能之比为( )
A. 1:2B. 3:8 C. 3:4 D. 2:3
3.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
4.两盏电灯并联接在同一电源上。甲灯的电阻为500Ω，乙灯的电阻为1200Ω.在相同的时间内( )
A. 甲灯消耗的电能多B. 乙灯消耗的电能多
C. 甲、乙两灯消耗的电能一样多D. 无法判断
题组B 能力提升练
如图甲所示电路中，电源电压恒为5V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，电流表、电压表连入电路的量程分别为“0∼0.6A”和“0∼3V”，小灯泡上标有“3V”字样，通过小灯泡的电流随其两端的电压变化关系如图乙。下列说法正确的是( )
A. 小灯泡正常发光时的电阻为12Ω
B. 滑片P向b端移动，电压表示数变小
C. 当电流表的示数为0.2A时，小灯泡10S消耗的电能为6J
D. 为保护电路元件，滑动变阻器的取值范围为8~15Ω
6.如图所示，是小强家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数，由图可知，他家在该月消耗的电能为______kW⋅ℎ，若当地电费单价为0.5元/kW⋅ℎ，则小明家本月应交电费______元。
题组C 培优拔尖练
7.为测定热水器消耗的电能，小明关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间后，电能表的示数由图甲示数变为图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为______kW⋅ℎ，若该电能表的转盘在5min内转了60转，则这段时间内，小明家用电器消耗的总电能为______。
8.如图所示的电路中，R1=2Ω，R2=4Ω，当开关S闭合时，电压表的示数为1V。求：
（1）电流表示数是多少？电源电压是多少？
（2）整个电路在10S内消耗的电能是多少？
9.在如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A.求：
(1)电源电压？
(2)电阻R2的阻值？
(3)电路工作10min，整个电路消耗的多少电能？
10.如图所示的电路，电阻R2的阻值是30Ω.当开关S闭合时，电流表A1的示数是0.6A，电流表A的示数是1.0A。
求：(1)电阻R1的阻值；
(2)通电30秒钟，电流通过电阻R2所做的电功W2。
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第十六章 电流做功与电功率
课时16.1 电流做功
素养目标
物理观念
概念
电流做功：用电器工作的过程就是利用电流做功，将电能转化为其他形式能的过程。
规律
电流所做的功与电流、电压和通电时间成正比。
器件
电能表是测量电功的仪表。
科学思维
从能量转化的角度认识电流做功的过程，理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功实现的。
科学态度与责任
了解测算家庭电费的方法，培养科学用电、节约用电的意识。
题型汇总：对电流做功的理解、电功的计算、比较串并联电路的电功的大小、电能表的读数及相关计算。
知识梳理
电流做功
1.电功: 电流所做的功与电压、电流和通电时间成正比。符号:W。
电流做功的实质:把电能转化为其他形式能量,且电流作了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。
2.公式: W =UIt。
U: 电压—单位用 V(伏特)。
I: 电流—单位用 A(安培)。
t: 通电时间—单位用 s(秒)。
W: 电功。
3.单位: 国际制单位:焦耳,简称焦,符号J。
常用单位: 千瓦时(俗称度),符号kW·h。 1kW·h = 3.6×106J = 1度。
测算电费
1.电能表：测量电功的仪表，即记录电路消耗电能的仪表叫做电能表(俗称电度表)，如图所示。
2.电能表的各种参数
（1）“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用。
（2）“10(20)A”表示这个电能表的额定电流为10 A，额定最大电流为20 A，电能表工作的电流不应该超过额定最大电流。
（3）“2500 r/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转过2500 r。
（4）“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。
（5）“kW·h”指单位。
3.电能的计量
为了计量一段时间内消耗的电能，必须记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数，前后两次示数之差，就是这段时间内用电的读数，如：
1月底：
读数：W1＝4267.8 kW·h
2月底：
读数：W2＝4374.4 kW·h
2月份用电W＝ W2—W1＝4374.4 kW·h—4267.8 kW·h ＝106.6 kW·h
如果电费每度0.6元，则这个月电费：106.6×0.6＝63.906(元)。
考点突破
考点一 电功的简单计算
例1:一电灯的电阻值为440Ω，接在电压为220V的家庭电路中。
求: (1)通过该电灯灯丝的电流是多大?
(2)工作30min，该电灯消耗的电能为多少?
已知:R = 440Ω, U =220V ,t = 30min=1800s
求:（1）I =? （2）W =?
【答案】0.5 A 1.98×105J
【解析】解:（1）由欧姆定律得:I = U/R =220V/440Ω=0.5 A
（2）由电功公式得:W=UIt =220V × 0.5A ×1800s =1.98×105J
答：通过该电灯灯丝的电流是0.5A；工作30min,该电灯消耗的电能为1.98×105J。
例2：如图所示，标有“”字样的小灯泡与一个定值电阻和串联，接在电压为的电源上，小灯泡恰能正常工作，且小灯泡此时的电阻是通过计算回答：
（1）小灯泡的额定电流是多少安？
（2）定值电阻的阻值是多少欧？
（3）该电路工作，电流通过定值电阻做的功是多少焦？
【答案】0.2A 10Ω 4J
【解析】由题知，灯泡的额定电压，小灯泡正常工作时的电阻是12.5Ω，
则小灯泡的额定电流：，
由图知，R与灯泡串联，
因串联电路的电流处处相等，所以灯泡正常发光时通过的电流：，
因串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和，
则两端的电压：，
由欧姆定律可得定值电阻的阻值：；
该电路工作电流通过定值电阻做的功：.
答：小灯泡的额定电流是0.2A ；
串联在电路中的定值电阻的阻值是10Ω；
该电路工作电流通过定值电阻做的功是4J。
考点二 电费的测算
例3：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】7.2×104
【解析】根据“3000 r/(kW·h)”计算转动60圈消耗的电能。转动1圈消耗的电能是
eq \f(1,3000) kW·h，转动60圈消耗的电能是eq \f(60,3000) kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。则转动60圈消耗的电能为eq \f(60,3000)×3.6×106 J＝7.2×104 J。
分层提分
题组A 基础过关练
1.某用户电能表在3月底示数为，到4月底示数为，该用户4月份用电( )
A. 352.9KW.h B. 8.2JC. 84.2KW.hD. 842kw.h
【答案】C
【解析】解：电能表读数时，数字方框中最后一位是小数，单位是kW⋅ℎ；
由图可知，4月底的电能表示数为352.9kW⋅ℎ，3月底电能表示数为268.7kW⋅ℎ；
该用户4月份消耗的电能：W=352.9kW⋅ℎ−268.7kW⋅ℎ=84.2kW⋅ℎ。
2.甲、乙两用电器电功率之比为1:2，通电时间之比为3:4，则消耗的电能之比为( )
A. 1:2B. 3:8 C. 3:4 D. 2:3
【答案】B
【解析】甲乙用电器消耗的电能之比为W甲W乙=P甲t甲P乙t乙=12×34=38；
3.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
【答案】C
【解析】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：U1U2=k3k=13；
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。
4.两盏电灯并联接在同一电源上。甲灯的电阻为500Ω，乙灯的电阻为1200Ω.在相同的时间内( )
A. 甲灯消耗的电能多B. 乙灯消耗的电能多
C. 甲、乙两灯消耗的电能一样多D. 无法判断
【答案】A
【解析】解：两盏电灯并联接在同一电源上时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
甲灯的电阻小，工作相同的时间，由W=UIt=U2Rt可知，甲灯消耗的电能多，故A正确、BCD错误。
题组B 能力提升练
如图甲所示电路中，电源电压恒为5V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，电流表、电压表连入电路的量程分别为“0∼0.6A”和“0∼3V”，小灯泡上标有“3V”字样，通过小灯泡的电流随其两端的电压变化关系如图乙。下列说法正确的是( )
A. 小灯泡正常发光时的电阻为12Ω
B. 滑片P向b端移动，电压表示数变小
C. 当电流表的示数为0.2A时，小灯泡10S消耗的电能为6J
D. 为保护电路元件，滑动变阻器的取值范围为8~15Ω
【答案】AD
【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
A.灯泡正常发光时的电压UL=3V，由图乙可知通过灯泡的电流IL=0.25A，由I=UR可得，小灯泡正常发光时的电阻
RL=ULIL=3V0.25A=12Ω
故A正确；
B.滑片P向b移动，接入电路中的电阻变大，因串联电路中电阻越大分得的电压越大，所以滑动变阻器分得的电压变大，即电压表的示数变大，故B错误；
C.当电流表的示数为0.2A时，由图像可知灯泡两端的电压UL′=2V，通电10s小灯泡消耗的电能
WL=UL′It=2V×0.2A×10s=4J
故C错误；
D.因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的额定电流为0.25A，电流表的量程为0∼0.6A，所以，电路中的最大电流I大=0.25A，此时小灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压
U滑=U−UL=5V−3V=2V
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R滑=U滑I大=2V0.25A=8Ω
当滑动变阻器两端的电压最大为U滑大=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时灯泡两端的电压
UL′=U−U滑大=5V−3V=2V
由图像可知，当灯泡两端电压为2V时，电路中的最小电流I小=0.2A，滑动变阻器接入电路中的最大阻值
R滑′=U滑大I小=3V0.2A=15Ω
所以为保护电路元件，滑动变阻器的取值范围为8Ω∼15Ω，故D正确。
故选AD。
6.如图所示，是小强家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数，由图可知，他家在该月消耗的电能为______kW⋅ℎ，若当地电费单价为0.5元/kW⋅ℎ，则小明家本月应交电费______元。
【答案】90 45
【解析】由图知，他家在该月消耗的电能：W=1377.6kW⋅ℎ−1287.6kW⋅ℎ=90kW⋅ℎ，
则小明家本月应交电费为：90kW⋅ℎ×0.5元/kW⋅ℎ=45元。
题组C 培优拔尖练
7.为测定热水器消耗的电能，小明关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间后，电能表的示数由图甲示数变为图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为______kW⋅ℎ，若该电能表的转盘在5min内转了60转，则这段时间内，小明家用电器消耗的总电能为______。
【答案】2.1 0.02kW⋅ℎ
【解析】小明关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间后，电能表的示数由图甲示数变为图乙示数，由甲图可知，电能表的读数是7624.8kW⋅ℎ，由乙图可知，电能表的读数是7626.9kW⋅ℎ，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为：7626.9kW⋅ℎ−7624.8kW⋅ℎ=2.1kW⋅ℎ；
由电能表参数3000r/kW⋅ℎ可知，电能表的转盘转动3000r，消耗1kW⋅ℎ的电能，
则每圈消耗的电能1kW⋅ℎ3000r=13000kW⋅ℎ/r，
60圈消耗的电能为：13000kW⋅ℎ/r×60r=0.02kW⋅ℎ。
故答案为：2.1；0.02kW⋅ℎ。
8.如图所示的电路中，R1=2Ω，R2=4Ω，当开关S闭合时，电压表的示数为1V。求：
(1)电流表示数是多少？电源电压是多少？
(2)整个电路在10S内消耗的电能是多少？
【答案】3V 15J
【解析】闭合开关，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压；
(1)根据欧姆定律和串联电路中电流处处相等，可知电流表示数：I=UR1=1V2Ω=0.5A；
根据欧姆定律可知R2两端的电压：U2=IR2=0.5A×4Ω=2V，
根据串联电路的电压特点可知电源电压：U=U1+U2=1V+2V=3V；
(2)整个电路在10s内消耗的电能：W=UIt=3V×0.5A×10s=15J。
答：(1)电流表示数是0.5A；电源电压是3V；
(2)整个电路在10s内消耗的电能是15J。
9.在如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A.求：
(1)电源电压？
(2)电阻R2的阻值？
(3)电路工作10min，整个电路消耗的多少电能？
【答案】3V 15Ω 900J
【解析】由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=UR可得，电源的电压：
U=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V。
(2)因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=I−I1=0.5A−0.3A=0.2A，
则电阻R2的阻值：R2=UI2=3V0.2A=15Ω。
(3)电路工作时间t=10min=10×60s=600s，
则整个电路消耗的电能：W=UIt=3V×0.5A×600s=900J。
答：(1)电源电压为3V；
(2)电阻R2的阻值为15Ω；
(3)电路工作10min，整个电路消耗的电能为900J。
10.如图所示的电路，电阻R2的阻值是30Ω.当开关S闭合时，电流表A1的示数是0.6A，电流表A的示数是1.0A。
求：(1)电阻R1的阻值；
(2)通电30秒钟，电流通过电阻R2所做的电功W2。
【答案】22Ω 144J
【解析】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流。
(1)因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=I−I1=1.0A−0.6A=0.4A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=UR可得，电源电压：
U=U2=I2R2=0.4A×30Ω=12V，
则电阻R1的阻值：
R1=UI1=12V0.6A=20Ω；
(2)通电30秒钟，电流通过电阻R2所做的电功：
W2=UI2t=12V×0.4A×30s=144J。
答：(1)电阻R1的阻值为20Ω；
(2)通电30秒钟，电流通过电阻R2所做的电功为144J。
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物理观念
概念
电流做功：用电器工作的过程就是利用电流做功，将电能转化为其他形式能的过程。
规律
电流所做的功与电流、电压和通电时间成正比。
器件
电能表是测量电功的仪表。
科学思维
从能量转化的角度认识电流做功的过程，理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功实现的。
科学态度与责任
了解测算家庭电费的方法，培养科学用电、节约用电的意识。
题型汇总：对电流做功的理解、电功的计算、比较串并联电路的电功的大小、电能表的读数及相关计算。
知识梳理
电流做功
1.电功: 电流所做的功与电压、电流和通电时间成正比。符号:W。
电流做功的实质:把电能转化为其他形式能量,且电流作了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。
2.公式: W =UIt。
U: 电压—单位用 V(伏特)。
I: 电流—单位用 A(安培)。
t: 通电时间—单位用 s(秒)。
W: 电功。
3.单位: 国际制单位:焦耳,简称焦,符号J。
常用单位: 千瓦时(俗称度),符号kW·h。 1kW·h = 3.6×106J = 1度。
测算电费
1.电能表：测量电功的仪表，即记录电路消耗电能的仪表叫做电能表(俗称电度表)，如图所示。
2.电能表的各种参数
（1）“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用。
（2）“10(20)A”表示这个电能表的额定电流为10 A，额定最大电流为20 A，电能表工作的电流不应该超过额定最大电流。
（3）“2500 r/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转过2500 r。
（4）“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。
（5）“kW·h”指单位。
3.电能的计量
为了计量一段时间内消耗的电能，必须记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数，前后两次示数之差，就是这段时间内用电的读数，如：
1月底：
读数：W1＝4267.8 kW·h
2月底：
读数：W2＝4374.4 kW·h
2月份用电W＝ W2—W1＝4374.4 kW·h—4267.8 kW·h ＝106.6 kW·h
如果电费每度0.6元，则这个月电费：106.6×0.6＝63.906(元)。
考点突破
考点一 电功的简单计算
例1:一电灯的电阻值为440Ω，接在电压为220V的家庭电路中。
求: (1)通过该电灯灯丝的电流是多大?
(2)工作30min，该电灯消耗的电能为多少?
已知:R = 440Ω, U =220V ,t = 30min=1800s
求:（1）I =? （2）W =?
【答案】0.5 A 1.98×105J
【解析】解:（1）由欧姆定律得:I = U/R =220V/440Ω=0.5 A
（2）由电功公式得:W=UIt =220V × 0.5A ×1800s =1.98×105J
答：通过该电灯灯丝的电流是0.5A；工作30min,该电灯消耗的电能为1.98×105J。
例2：如图所示，标有“”字样的小灯泡与一个定值电阻和串联，接在电压为的电源上，小灯泡恰能正常工作，且小灯泡此时的电阻是通过计算回答：
（1）小灯泡的额定电流是多少安？
（2）定值电阻的阻值是多少欧？
（3）该电路工作，电流通过定值电阻做的功是多少焦？
【答案】0.2A 10Ω 4J
【解析】由题知，灯泡的额定电压，小灯泡正常工作时的电阻是12.5Ω，
则小灯泡的额定电流：，
由图知，R与灯泡串联，
因串联电路的电流处处相等，所以灯泡正常发光时通过的电流：，
因串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和，
则两端的电压：，
由欧姆定律可得定值电阻的阻值：；
该电路工作电流通过定值电阻做的功：.
答：小灯泡的额定电流是0.2A ；
串联在电路中的定值电阻的阻值是10Ω；
该电路工作电流通过定值电阻做的功是4J。
考点二 电费的测算
例3：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】7.2×104
【解析】根据“3000 r/(kW·h)”计算转动60圈消耗的电能。转动1圈消耗的电能是
eq \f(1,3000) kW·h，转动60圈消耗的电能是eq \f(60,3000) kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。则转动60圈消耗的电能为eq \f(60,3000)×3.6×106 J＝7.2×104 J。
分层提分
题组A 基础过关练
1.某用户电能表在3月底示数为，到4月底示数为，该用户4月份用电( )
A. 352.9KW.h B. 8.2JC. 84.2KW.hD. 842kw.h
2.甲、乙两用电器电功率之比为1:2，通电时间之比为3:4，则消耗的电能之比为( )
A. 1:2B. 3:8 C. 3:4 D. 2:3
3.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
4.两盏电灯并联接在同一电源上。甲灯的电阻为500Ω，乙灯的电阻为1200Ω.在相同的时间内( )
A. 甲灯消耗的电能多B. 乙灯消耗的电能多
C. 甲、乙两灯消耗的电能一样多D. 无法判断
题组B 能力提升练
如图甲所示电路中，电源电压恒为5V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，电流表、电压表连入电路的量程分别为“0∼0.6A”和“0∼3V”，小灯泡上标有“3V”字样，通过小灯泡的电流随其两端的电压变化关系如图乙。下列说法正确的是( )
A. 小灯泡正常发光时的电阻为12Ω
B. 滑片P向b端移动，电压表示数变小
C. 当电流表的示数为0.2A时，小灯泡10S消耗的电能为6J
D. 为保护电路元件，滑动变阻器的取值范围为8~15Ω
6.如图所示，是小强家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数，由图可知，他家在该月消耗的电能为______kW⋅ℎ，若当地电费单价为0.5元/kW⋅ℎ，则小明家本月应交电费______元。
题组C 培优拔尖练
7.为测定热水器消耗的电能，小明关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间后，电能表的示数由图甲示数变为图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为______kW⋅ℎ，若该电能表的转盘在5min内转了60转，则这段时间内，小明家用电器消耗的总电能为______。
8.如图所示的电路中，R1=2Ω，R2=4Ω，当开关S闭合时，电压表的示数为1V。求：
（1）电流表示数是多少？电源电压是多少？
（2）整个电路在10S内消耗的电能是多少？
9.在如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A.求：
(1)电源电压？
(2)电阻R2的阻值？
(3)电路工作10min，整个电路消耗的多少电能？
10.如图所示的电路，电阻R2的阻值是30Ω.当开关S闭合时，电流表A1的示数是0.6A，电流表A的示数是1.0A。
求：(1)电阻R1的阻值；
(2)通电30秒钟，电流通过电阻R2所做的电功W2。
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第十六章 电流做功与电功率
课时16.1 电流做功
素养目标
物理观念
概念
电流做功：用电器工作的过程就是利用电流做功，将电能转化为其他形式能的过程。
规律
电流所做的功与电流、电压和通电时间成正比。
器件
电能表是测量电功的仪表。
科学思维
从能量转化的角度认识电流做功的过程，理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功实现的。
科学态度与责任
了解测算家庭电费的方法，培养科学用电、节约用电的意识。
题型汇总：对电流做功的理解、电功的计算、比较串并联电路的电功的大小、电能表的读数及相关计算。
知识梳理
电流做功
1.电功: 电流所做的功与电压、电流和通电时间成正比。符号:W。
电流做功的实质:把电能转化为其他形式能量,且电流作了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。
2.公式: W =UIt。
U: 电压—单位用 V(伏特)。
I: 电流—单位用 A(安培)。
t: 通电时间—单位用 s(秒)。
W: 电功。
3.单位: 国际制单位:焦耳,简称焦,符号J。
常用单位: 千瓦时(俗称度),符号kW·h。 1kW·h = 3.6×106J = 1度。
测算电费
1.电能表：测量电功的仪表，即记录电路消耗电能的仪表叫做电能表(俗称电度表)，如图所示。
2.电能表的各种参数
（1）“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用。
（2）“10(20)A”表示这个电能表的额定电流为10 A，额定最大电流为20 A，电能表工作的电流不应该超过额定最大电流。
（3）“2500 r/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转过2500 r。
（4）“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。
（5）“kW·h”指单位。
3.电能的计量
为了计量一段时间内消耗的电能，必须记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数，前后两次示数之差，就是这段时间内用电的读数，如：
1月底：
读数：W1＝4267.8 kW·h
2月底：
读数：W2＝4374.4 kW·h
2月份用电W＝ W2—W1＝4374.4 kW·h—4267.8 kW·h ＝106.6 kW·h
如果电费每度0.6元，则这个月电费：106.6×0.6＝63.906(元)。
考点突破
考点一 电功的简单计算
例1:一电灯的电阻值为440Ω，接在电压为220V的家庭电路中。
求: (1)通过该电灯灯丝的电流是多大?
(2)工作30min，该电灯消耗的电能为多少?
已知:R = 440Ω, U =220V ,t = 30min=1800s
求:（1）I =? （2）W =?
【答案】0.5 A 1.98×105J
【解析】解:（1）由欧姆定律得:I = U/R =220V/440Ω=0.5 A
（2）由电功公式得:W=UIt =220V × 0.5A ×1800s =1.98×105J
答：通过该电灯灯丝的电流是0.5A；工作30min,该电灯消耗的电能为1.98×105J。
例2：如图所示，标有“”字样的小灯泡与一个定值电阻和串联，接在电压为的电源上，小灯泡恰能正常工作，且小灯泡此时的电阻是通过计算回答：
（1）小灯泡的额定电流是多少安？
（2）定值电阻的阻值是多少欧？
（3）该电路工作，电流通过定值电阻做的功是多少焦？
【答案】0.2A 10Ω 4J
【解析】由题知，灯泡的额定电压，小灯泡正常工作时的电阻是12.5Ω，
则小灯泡的额定电流：，
由图知，R与灯泡串联，
因串联电路的电流处处相等，所以灯泡正常发光时通过的电流：，
因串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和，
则两端的电压：，
由欧姆定律可得定值电阻的阻值：；
该电路工作电流通过定值电阻做的功：.
答：小灯泡的额定电流是0.2A ；
串联在电路中的定值电阻的阻值是10Ω；
该电路工作电流通过定值电阻做的功是4J。
考点二 电费的测算
例3：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】7.2×104
【解析】根据“3000 r/(kW·h)”计算转动60圈消耗的电能。转动1圈消耗的电能是
eq \f(1,3000) kW·h，转动60圈消耗的电能是eq \f(60,3000) kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。则转动60圈消耗的电能为eq \f(60,3000)×3.6×106 J＝7.2×104 J。
分层提分
题组A 基础过关练
1.某用户电能表在3月底示数为，到4月底示数为，该用户4月份用电( )
A. 352.9KW.h B. 8.2JC. 84.2KW.hD. 842kw.h
【答案】C
【解析】解：电能表读数时，数字方框中最后一位是小数，单位是kW⋅ℎ；
由图可知，4月底的电能表示数为352.9kW⋅ℎ，3月底电能表示数为268.7kW⋅ℎ；
该用户4月份消耗的电能：W=352.9kW⋅ℎ−268.7kW⋅ℎ=84.2kW⋅ℎ。
2.甲、乙两用电器电功率之比为1:2，通电时间之比为3:4，则消耗的电能之比为( )
A. 1:2B. 3:8 C. 3:4 D. 2:3
【答案】B
【解析】甲乙用电器消耗的电能之比为W甲W乙=P甲t甲P乙t乙=12×34=38；
3.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
【答案】C
【解析】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：U1U2=k3k=13；
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。
4.两盏电灯并联接在同一电源上。甲灯的电阻为500Ω，乙灯的电阻为1200Ω.在相同的时间内( )
A. 甲灯消耗的电能多B. 乙灯消耗的电能多
C. 甲、乙两灯消耗的电能一样多D. 无法判断
【答案】A
【解析】解：两盏电灯并联接在同一电源上时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
甲灯的电阻小，工作相同的时间，由W=UIt=U2Rt可知，甲灯消耗的电能多，故A正确、BCD错误。
题组B 能力提升练
如图甲所示电路中，电源电压恒为5V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，电流表、电压表连入电路的量程分别为“0∼0.6A”和“0∼3V”，小灯泡上标有“3V”字样，通过小灯泡的电流随其两端的电压变化关系如图乙。下列说法正确的是( )
A. 小灯泡正常发光时的电阻为12Ω
B. 滑片P向b端移动，电压表示数变小
C. 当电流表的示数为0.2A时，小灯泡10S消耗的电能为6J
D. 为保护电路元件，滑动变阻器的取值范围为8~15Ω
【答案】AD
【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
A.灯泡正常发光时的电压UL=3V，由图乙可知通过灯泡的电流IL=0.25A，由I=UR可得，小灯泡正常发光时的电阻
RL=ULIL=3V0.25A=12Ω
故A正确；
B.滑片P向b移动，接入电路中的电阻变大，因串联电路中电阻越大分得的电压越大，所以滑动变阻器分得的电压变大，即电压表的示数变大，故B错误；
C.当电流表的示数为0.2A时，由图像可知灯泡两端的电压UL′=2V，通电10s小灯泡消耗的电能
WL=UL′It=2V×0.2A×10s=4J
故C错误；
D.因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的额定电流为0.25A，电流表的量程为0∼0.6A，所以，电路中的最大电流I大=0.25A，此时小灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压
U滑=U−UL=5V−3V=2V
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R滑=U滑I大=2V0.25A=8Ω
当滑动变阻器两端的电压最大为U滑大=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时灯泡两端的电压
UL′=U−U滑大=5V−3V=2V
由图像可知，当灯泡两端电压为2V时，电路中的最小电流I小=0.2A，滑动变阻器接入电路中的最大阻值
R滑′=U滑大I小=3V0.2A=15Ω
所以为保护电路元件，滑动变阻器的取值范围为8Ω∼15Ω，故D正确。
故选AD。
6.如图所示，是小强家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数，由图可知，他家在该月消耗的电能为______kW⋅ℎ，若当地电费单价为0.5元/kW⋅ℎ，则小明家本月应交电费______元。
【答案】90 45
【解析】由图知，他家在该月消耗的电能：W=1377.6kW⋅ℎ−1287.6kW⋅ℎ=90kW⋅ℎ，
则小明家本月应交电费为：90kW⋅ℎ×0.5元/kW⋅ℎ=45元。
题组C 培优拔尖练
7.为测定热水器消耗的电能，小明关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间后，电能表的示数由图甲示数变为图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为______kW⋅ℎ，若该电能表的转盘在5min内转了60转，则这段时间内，小明家用电器消耗的总电能为______。
【答案】2.1 0.02kW⋅ℎ
【解析】小明关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间后，电能表的示数由图甲示数变为图乙示数，由甲图可知，电能表的读数是7624.8kW⋅ℎ，由乙图可知，电能表的读数是7626.9kW⋅ℎ，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为：7626.9kW⋅ℎ−7624.8kW⋅ℎ=2.1kW⋅ℎ；
由电能表参数3000r/kW⋅ℎ可知，电能表的转盘转动3000r，消耗1kW⋅ℎ的电能，
则每圈消耗的电能1kW⋅ℎ3000r=13000kW⋅ℎ/r，
60圈消耗的电能为：13000kW⋅ℎ/r×60r=0.02kW⋅ℎ。
故答案为：2.1；0.02kW⋅ℎ。
8.如图所示的电路中，R1=2Ω，R2=4Ω，当开关S闭合时，电压表的示数为1V。求：
(1)电流表示数是多少？电源电压是多少？
(2)整个电路在10S内消耗的电能是多少？
【答案】3V 15J
【解析】闭合开关，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压；
(1)根据欧姆定律和串联电路中电流处处相等，可知电流表示数：I=UR1=1V2Ω=0.5A；
根据欧姆定律可知R2两端的电压：U2=IR2=0.5A×4Ω=2V，
根据串联电路的电压特点可知电源电压：U=U1+U2=1V+2V=3V；
(2)整个电路在10s内消耗的电能：W=UIt=3V×0.5A×10s=15J。
答：(1)电流表示数是0.5A；电源电压是3V；
(2)整个电路在10s内消耗的电能是15J。
9.在如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A.求：
(1)电源电压？
(2)电阻R2的阻值？
(3)电路工作10min，整个电路消耗的多少电能？
【答案】3V 15Ω 900J
【解析】由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=UR可得，电源的电压：
U=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V。
(2)因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=I−I1=0.5A−0.3A=0.2A，
则电阻R2的阻值：R2=UI2=3V0.2A=15Ω。
(3)电路工作时间t=10min=10×60s=600s，
则整个电路消耗的电能：W=UIt=3V×0.5A×600s=900J。
答：(1)电源电压为3V；
(2)电阻R2的阻值为15Ω；
(3)电路工作10min，整个电路消耗的电能为900J。
10.如图所示的电路，电阻R2的阻值是30Ω.当开关S闭合时，电流表A1的示数是0.6A，电流表A的示数是1.0A。
求：(1)电阻R1的阻值；
(2)通电30秒钟，电流通过电阻R2所做的电功W2。
【答案】22Ω 144J
【解析】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流。
(1)因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=I−I1=1.0A−0.6A=0.4A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=UR可得，电源电压：
U=U2=I2R2=0.4A×30Ω=12V，
则电阻R1的阻值：
R1=UI1=12V0.6A=20Ω；
(2)通电30秒钟，电流通过电阻R2所做的电功：
W2=UI2t=12V×0.4A×30s=144J。
答：(1)电阻R1的阻值为20Ω；
(2)通电30秒钟，电流通过电阻R2所做的电功为144J。
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