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初中物理人教版九年级全册第1节 电能 电功优秀课后作业题
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这是一份初中物理人教版九年级全册第1节 电能 电功优秀课后作业题，文件包含分层练习人教版初中物理九年级全册181电能电功原卷版docx、分层练习人教版初中物理九年级全册181电能电功解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共27页， 欢迎下载使用。
学习目标
1.了解电能和我们生活的关系，知道电能的单位。
2.会读家用电能表，会通过电能表计算家庭电费，有节约用电的意识。
3.从能的转化角度认识电能，能结合生活实例思路点拨电能转化是通过电流做功实现的。
4.通过实例理解电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关，能利用电功公式进行相关计算。
02
预习导学
一、电能：
1.来源：电源（其他形式的能→电能）
（1）干电池、蓄电池、锂电池：化学能→电能； （2）水力发电站：机械能→电能；
（3）太阳能发电：光能（太阳能）→电能； （4）核电站：核能→电能；
2.应用：用电器（电能→其他形式的能）
（1）灯泡：电能→内嫩、光能； （2）电风扇：电能→机械能；
（3）电烤箱、开水壶、电磁炉、电饭锅：电能→内能； （4）电视机：电能→光能、声能；
3.符号：W
4.单位：
（1）国际单位：焦耳，简称焦（J）；
（2）常用单位：千瓦时（kW·h），也叫“度”；
（3）换算关系：1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J
5.电能的测量：
（1）仪表：电能表（测量用户消耗的电能多少的仪表）
（2）参数：电能表上“220V”、“10（40）A”、“480R/kwh”等字样：
①表示电能接在220V的电压下使用；
②电能表的标定电流是10A；（长时间正常工作的电流）
③短时间允许通过的最大电流为40A；
④每消耗一度电电能表转盘转480转。
说明：超过40A也并不一定就是要损坏,只是已不安全,并有可能不能准确的计量,当然长期超过40A的确会做电表容易损坏。
6.电能表的读数：
（1）测量较大电功时用刻度盘读数。
①标有红色标记的数字表示小数点后一位。
②前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
如：电能表月初读数： 月底读数：
这个月用电 19.6 度，合 7.056×107 J。
（2）较小电功时，用表盘转数读数。
如：某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是 4.32×104
J。
二、电功：
1.概念：电流通过某段电路所做的功叫电功；
2.实质：电流做功的过程，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，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。
（1）电池充电把 电能 转化为 化学能 ，放电时把 化学能 转化为 电能 ；
（2）电动机把 电能 转化为 机械能 ；
（3）灯泡把 电能 转化为 光能 和 内能 。
4.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。
5.符号：W；
6.公式：W=UIt（适用于所有电路）；。
7.单位：
（1）电功W：焦耳（J）；1J=1V·A·s
（2）公式中物理量的单位：U（电压：伏特V），I（电流：安倍A），t（时间：秒s）
8.公式变形：
（1）W=I2Rt；（常用于串联电路）
（2）；（常用于并联电路）
9.串联电路的电功：
（1）；
（2）W=W1+W2+…+Wn
10.并联电路的电功：
（1）；
（2）W=W1+W2+…+Wn无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功：W=W1+W2+…+Wn
03
探究提升
知识点一：电能和电功
【探究重点】
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量（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。
电流做功的形式：电流通过各种用电器，可以使其运动、发热、发光等，这些都是电流做功的表现。
3．影响电流做功多少的因素：电流所做的功，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）。
【例题精讲】．（2023•徐州）灯泡中有电流时，灯泡发光。关于这个过程中的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡消耗的电能全部转化成了光能
B．因为消耗电能，流过灯泡后的电流变小了
C．电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能
D．光能最终消失了，没有转化成其他形式的能量
【答案】C
【思路点拨】（1）灯泡工作时，将电能转化为光能和部分内能；
（2）灯泡工作过程中，流过灯泡的电流大小不变；
（3）电流做功的过程就是电能转化为其它形式能量的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能量；
（4）能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失。
【解析】A．灯泡消耗的电能转化为光能和内能，故A错误；
B．灯泡工作过程中，消耗的是电能，流过灯泡的电流大小不变，故B错误；
C．用电器消耗电能的过程，实质上是电能转化为其它形式能量的过程。电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能，故C正确；
D．由能量守恒定律可知，光能最终转化成其他形式的能量，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电功的实质、能量的转化和能量守恒定律，难度不大。
【巩固训练】（2023•滨州）如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为 V，定值电阻R2在1min内消耗的电能为 J。
【答案】3；36。
【解析】（1）由图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流，
并联电路各支路两端电压相等，都等于电源电压，由欧姆定律可得电源的电压：
U＝U2＝U1＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V；
（2）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，
1min内电阻R2消耗的电能：W＝UI2t＝3V×0.2A×60s＝36J。
知识点二：电能表
【探究重点】
1.电能表铭牌的意义：“220V”—表示电能表应该在220V的电路中使用，并不是说电能表只能在220V的电路中使用；
2.电能表铭牌上的“10（20A）”表示：这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A（此处20A不是短时间内允许通过最大电流而是额定最大电流）；
3.电能表示数最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
4、利用电能表计算所消耗的电能，通常有两种方法：先根据每 kW·h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能，计算公式为；电能表在一段时间内前后两次示数的差值，也是这段时间内所消耗的电能，计算公式为。
【例题精讲】（2023•宿迁）关于图中小明家的电能表，下列选项正确的是（ ）
A．电能表的示数为2023.6J
B．电能表能正常工作的最大电流是40A
C．电能表是测量电功率的仪表
D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越多
【答案】B
【思路点拨】（1）电能表的读数方法：①最后一位是小数，②单位kW•h；
（2）10（40）A，其中10A是指电能表的标定电流，40A是指该电能表平时工作允许通过的最大电流；
（3）电能表是测量电路在一定时间内消耗电能多少的仪表；
（4）电能表指示灯闪烁的快慢反映了电路消耗电能的快慢。
【解析】A、电能表的示数为2023.6kW•h，故A错误；
B、10（40）A，其中10A是指电能表的标定电流，40A是指该电能表平时工作允许通过的最大电流，故B正确；
C、电能表是测量电路消耗电能多少的仪表，故C错误；
D、电能表指示灯闪烁的快慢反映了电流做功的快慢，所以脉冲指示灯闪的越快，说明电能表所在电路的总功率越大。故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查电能表的作用、电功率的意义，关键是理解电能表各参数的物理意义。
【巩固训练】（2023•湘潭）如图是电能表表盘示意图，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是用来测电功率的仪器
B．此时电能表的读数为61985kW•h
C．这个电能表通过的电流一定为10A
D．这个电能表应该在220V的电路中使用
【答案】D
【解析】A、电能表是用来测电功的仪器，故A错误；
B、此时电能表的读数为6198.5kW•h，故B错误；
C、这个电能表通过的电流不一定为10A，故C错误；
D、这个电能表应该在220V的电路中使用，故D正确。故选：D。
0401
强化训练
1．（2023•本溪二模）如图所示的充电宝容量为10000mA•h，给手机充电时充电电压为5V。下列说法正确的是 （ ）
A．充电宝给手机充电时，充电宝将电能转化为化学能
B．给充电宝充满电，可以存储1.8×105kW•h的电能
C．充电宝上的二极管指示灯是利用半导体材料制作的
D．给充电宝充电时，充电宝相当于电路中的电源
【答案】C
【解析】AD、充电宝给手机充电时，充电宝相当于电源，将化学能转化为电能，给充电宝充电时，充电宝相当于用电器，将电能转化为化学能，故AD错误；
B、充电宝充满电储存的电能：W＝UIt＝5V×10000×10﹣3A×3600s＝1.8×105J＝0.05kW•h，故B错误；
C、充电宝上的二极管指示灯是利用半导体材料制作的，故C正确。故选：C。
2．（2023•涟源市一模）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，这时电流表的示数为0.2A，则电源电压和元件A的1min内消耗的电能分别是（ ）
A．2.0 V 0.8 JB．4.5 V 0.5 J
C．2.5 V 1.0 JD．4.5 V 24J
【答案】D
【解析】由电路图可知，电路元件A和B串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电流表的示数为0.2A时，IA＝IB＝I＝0.2A，
由图象可知，A和B两端的电压分别为：
UA＝2.0V，UB＝2.5V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U＝UA+UB＝2.0V+2.5V＝4.5V；
元件A的1min内消耗的电能W＝UAIt＝2V×0.2A×60s＝24J。故选：D。
3．（2023•西城区校级三模）额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（ ）
A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少
B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大
C．正常工作时，通过电饭锅的电流最大
D．在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多
【答案】B
【解析】由图像知额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时，在相同时间内，电热水壶消耗的电能最多，电烤箱其次，电饭锅消耗的电能最少，根据P＝知电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小；
A、由W＝Pt可知，用电器消耗的电能与电功率和通电时间有关，因不知道通电时间，则无法比较产生热量的多少，故A错误；
B、由上面的思路点拨知，正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大，故B正确；
C、电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时，电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小，根据I＝可知通过电饭锅的电流最小，故C错误；
D、在一个月内，因不知道通电时间，则无法比较消耗的电能的多少，故D错误。故选：B。
4．（2023•泗洪县三模）如图所示为某电能表的表盘，小明利用该电能表检测一只标识为“220V，10W”LED灯的额定功率。他关闭其他所有用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了四种测量方案，你认为最可行的是（ ）
A．测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用时间t
B．测量出通电1小时前后表盘显示的数值之差
C．测量出1min时间内电能表指示灯闪烁的次数
D．测量出电能表指示灯相邻两次闪烁间隔时间t
【答案】D
【解析】A、节能灯的额定功率为P＝10W＝0.01kW，消耗1kW•h电能所用时间为：
t＝＝＝100h，因消耗1kW•h电能所用的时间t较长，不易操作，故A不符合题意；
B、由W＝Pt可知，测量出通电1小时前后表盘显示的数值之差为：W＝0.01kW×1h＝0.01kW•h，因数值较小，很难在电能表中读出，故B不符合题意；
C、节能灯的功率为P＝0.01kW，工作1min＝h消耗的电能为：W＝Pt＝0.01kW×h＝kW•h，
1600imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，
1min电能表指示灯闪烁的次数：n＝1600imp/（kW•h）×kW•h＝＜1，指示灯闪烁次数太少，无法观察，故C不符合题意；
D、节能灯的功率：P＝10W＝0.01kW，
电能表指示灯相邻两次闪烁，节能灯的消耗的电能为：W＝kW•h，
节能灯需要工作的时间：
t＝＝＝h＝225s，
比较容易测量，故D符合题意。故选：D。
5．（2023•怀集县二模）在下列用电器工作的过程中，电能全部转化为内能的是（ ）
A．电风扇B．电热水壶C．电视机D．电冰箱
【答案】B
【解析】
A．电风扇工作时，把电能转化为机械能和内能，故A不符合题意；
B．电热水壶工作时，把电能全部转化为内能，故B符合题意；
C．电视机工作时，电能主要转化为声能、光能和内能，故C不符合题意；
D．电冰箱工作时，将电能转化为压缩机的机械能和内能，故D不符合题意。故选：B。
6．（2023•番禺区校级二模）分别将LED灯L1和小灯泡L2分别接入电路，测得电压电流如图所示，实验中LED灯比小灯泡亮得多。下列说法正确的是（ ）
A．L1所做的功比L2多
B．L1做功比L2做功快
C．L1 每秒钟消耗电能比L2少
D．L1每秒钟消耗电能比L2多
【答案】C
【解析】B、根据P＝UI可知，L1的电功率P1＝U1I1＝2.5V×0.02A＝0.05W，
P2＝U2I2＝1.6V×0.1A＝0.16W＞P1，即L2做功比L1做功快，故B错误；
CD、已知P2＞P1，根据W＝Pt可知，L1每秒钟消耗电能比L2少，故C正确、D错误。
A、已知P2＞P1，但不知道做功时间，故无法判断L1、L2做功的多少，故A错误。
故选：C。
7．（2023•常德模拟）如图所示，导体A、B由同种材料制成，A、B等长，但A比B的横截面积大。开关闭合后，下列叙述中正确的是（ ）
A．在相同时间内，电流通过A、B做的功WA＞WB
B．在相同时间内，电流通过A、B做的功WA＝WB
C．在相同时间内，电流通过A、B做的功WA＜WB
D．无法比较电流通过A、B时所做功的大小
【答案】C
【解析】因其它条件不变时，横截面积越大，导体的电阻越小，反之越大，
所以，材料和长度相同时，A比B的横截面积大，则A比B的电阻小，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过A、B的电流相等，
由W＝UIt＝I2Rt可知，在相同时间内，电流通过A、B做的功WA＜WB，故ABD错误，C正确。故选：C。
8．（2023•蒙阴县一模）如图甲，电源电压保持不变，闭合开关S，变阻器滑片从a端滑到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。以下思路点拨正确的是（ ）
A．电源电压是3V
B．R1的电阻值是20Ω
C．R2的最大电阻值是10Ω
D．当滑片P移到中点时，电阻R1工作10s消耗4J的电能
【答案】A
【解析】AB、两电阻串联，电压表测R1的电压，电流表测电路的电流，
变阻器滑片在a端时，变阻器的最大电阻与R1串联，电路的电流最小，由图乙知I1＝0.1A，对应的电压表示数为1V，由欧姆定律，R1＝＝＝10Ω；B错误；
滑在b端时，为R1的简单电路，电压表示数即电源电压，由图乙知，电源电压U＝3V；A正确；
C、根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器滑片在a端时，R2的最大值：
R2大＝＝＝20Ω，C错误；
D、当滑片P移到中点时，变阻器连入电路的电阻为：R滑＝0.5×20Ω＝10Ω＝R1，由分压原理，两电阻电压相等，根据串联电路电压的规律，R1的电压为：U1′＝＝1.5V，
电阻R1工作10s消耗的电能：W＝t＝×10s＝2.25J，D错误。故选：A。
9．（2023•茂南区校级一模）一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，通过L、R的电流跟其两端电压关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为 Ω；当把这个工具接在电压为2V的电路两端，L、R并联电路的总电流为 A，工作5s，则消耗的总电能为 J。
【答案】10；0.8；8。
【解析】由图可知，定值电阻两端电压是4V时，电流为0.4A，故电阻是：R＝＝＝10Ω。把这个工具接在电压为2V的电路两端，因为小灯泡L和定值电阻R并联，读图可知，通过定值电阻R的电流为0.2A，小灯泡L的电流是0.6A。则并联后的总电流为0.6A+0.2A＝0.8A。消耗的总电能W＝UIt＝2V×0.8A×5s＝8J。
10．（2023•武安市四模）小明一家外出旅游，出门前，家里的电能表的示数如图所示。当他们旅游回来，电能表示数变为2039.3kW•h，则这段时间内由于家里用电器待机而浪费的电能是 kW•h。小明发现旅游时携带的移动充电宝剩余电量为0。充电宝容量为20000mA•h，充电电压为5V，他关闭家中其他用电器，给充电宝充满电，则电能表的转盘转过 r。
【答案】20；100。
【解析】（1）如图所示，出门前，家里的电能表的示数为2019.3kW•h，旅游回来，电能表示数变为2039.3 kW•h，则这段时间内由于家里用电器待机而浪费的电能是：
W＝2039.3kW•h﹣20119.3kW•h＝20kW•h，（2）充电宝容量为20000mA•h，充电电压为5V，他关闭家中其他用电器，给充电宝充满电，需要消耗电能为：W＝UIt＝5V×20000×10﹣3A×1×3600s＝360000J＝0.1kW•h，由图上电能表参数可知，每消耗1kW•h电能转盘转动1000r，则充电消耗电能0.1kW•h转盘转动100r。
11．（2023•获嘉县二模）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，闭合开关，电流表指针几乎不偏转，电压表指针大幅度偏转，则电路的故障可能是滑动变阻器处 。排除故障后，把滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，两电表的示数变化如图乙所示，综合以上信息可知此电路电源的电压为 V；若该电路以最大电功率工作10s，将消耗电能 J。
【答案】开路；6；36。
【解析】由图甲可知，定值电阻R0和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压；
闭合开关，电流表指针几乎不偏转，说明电路发生了开路，电压表指针大幅度偏转，说明电压表两接线柱与电源两端之间没有发生开路，所以发生开路的位置在电压表的两接线柱之间，即滑动变阻器出发生开路；
当滑动变阻器的滑片在a端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0Ω，电路中的总电阻最小，根据欧姆定律可知电路中的电流最大，
由图乙可知，此时电路中的电流：I1＝0.6A，
由I＝可知，电源电压：U＝I1R0＝0.6A×R0……①
当滑动变阻器的滑片在b端时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，电路中的总电阻最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，
由图乙可知，此时电路中的电流：I2＝0.2A，滑动变阻器两端的电压UP＝4V，
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝UP+I2R0＝4V+0.2A×R0……②联立①②两式解得：电源电压U＝6V；
电源电压不变，当电路中的电流最大时，电路中的总功率最大，
该电路以最大电功率工作10s，将消耗的电能：W＝UI1t＝6V×0.6A×10s＝36J。
12．（2023•盐城三模）小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天渐暗时灯自动发光，天渐亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R0为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。则：
（1）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？
（2）若每天工作10h，该两盏灯泡一天需要消耗多少度电？
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值是多少？此时光照强度是多少？
【答案】（1）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是0.4A；
（2）两盏灯泡一天需要消耗的电能0.88度；
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为100Ω，此时光照强度为1.2lx。
【解析】（1）由P＝UI可得，每盏灯泡正常发光时通过的电流：IL＝＝＝0.2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流：I总＝2IL＝2×0.2A＝0.4A；
（2）两盏灯泡一天需要消耗的电能；W＝UIt＝220V×0.4A×10h＝0.088kW×10h＝0.88度；
（3）由表格数据可知，光照强度E和光敏电阻R的阻值的关系为RE＝120Ω•lx不变，
照明系统恰好启动时，控制电路的电流I＝0.02A，
由I＝可得，控制电路的总电阻：R总＝＝＝300Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，光敏电阻R的阻值：R＝R总﹣R0＝300Ω﹣200Ω＝100Ω，
此时光照强度：E＝＝1.2lx。
答：（1）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是0.4A；
（2）两盏灯泡一天需要消耗的电能0.88度；
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为100Ω，此时光照强度为1.2lx。
1.（2022•青岛）下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇吹风B．电灯发光C．电饭锅煮饭D．电解水制氧
【答案】A
【解析】A、电风扇吹风，电能主要转化成机械能，故A正确；
B、电灯发光，电能转化成光能和内能，故B错误；
C、电饭锅煮饭，是电能转化为内能，故C错误；
D、电解水制氧，由电能转化成化学能，故D错误。故选：A。
2．（2022•宜宾）图中，用电器工作时，将电能全部转化为内能的是（ ）
A．电脑B．电热水壶
C．洗衣机D．微波炉
【答案】B
【解析】A．电脑工作时，电能主要转化为声能、光能和内能，故A不符合题意；
B．电水壶是把电能全部转化为内能，故B符合题意；
C．洗衣机工作时主要是把电能转化为机械能，故C不符合题意；
D．微波炉主要是将电能转化为电磁能，故D不符合题意。故选：B。
3．（2022•郴州）老王的手机电池的铭牌上标有“5V 4000mA•h”的字样，手机正常使用时功率为2W。如果他在电池电量剩余30%时，立刻插上30W的充电器，并持续正常使用，直到电量充满。他这次给手机充电的时间是（ ）
A．0.2hB．0.47hC．0.5hD．0.67h
【答案】C
【解析】手机充满电储存的电能为：W＝UIt＝5V×4000×10﹣3A×1h＝20W•h，
需要充的电能W充＝Wη＝W﹣W用＝P1t﹣P2t，
充满需要的时间t＝＝＝0.5h。
故选C。
4．（2023•哈尔滨）小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，则小明家4月份用电 kW•h，若以当地电价0.5元/度计算，小明家4月份应缴纳电费 元。
【答案】240；120。
【解析】4月末的电能表示数为6262.3 kW•h，3月末的电能表示数为6022.3 kW•h，小明家4月份用电W＝6262.3kW⋅h﹣6022.3kW⋅h＝240kW⋅h
小明家4月份应缴纳电费240kW⋅h×0.5元/（kW⋅h）＝120元。
5．（2023•阜新）如图所示是小新家中电能表上的信息，该电能表应接在 V的电路中使用。若小新只让家中2000W的热水器工作15min，消耗的电能为 J，此时电能表的示数变为 kW•h。
【答案】220；1.8×106；6861.1。
【解析】电能表上的“220V”表示该电能表应接在220V的电路中使用；
已知热水器的功率P＝2000W，工作时间t＝15min＝15×60s＝900s，则消耗的电能W＝Pt＝2000W×900s＝1.8×106J＝0.5kW•h；
电能表上的数字最后一位为小数部分，所以此时电能表的示数为6860.6kW•h+0.5kW•h＝6861.1kW•h。
6．（2023•宜昌）某品牌电动汽车的电池容量为130Ah，额定电压为400V，充电时它将电能转化为 能存储起来，充满电后它存储了 kW•h的能量。
【答案】化学；52。
【解析】电动汽车充电时是将电能转化为化学能存储起来。
充满电后储存能量：W＝UIt＝400V×130A×3600s＝1.872×108J＝kW•h＝52kW•h。
7．（2023•烟台）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 A，电源电压为 V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为 J。
【答案】0.6；8；384。
【解析】由图可知，当只闭合S1、S2时，R1、L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流为0.6A；
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，R1两端的电压：U1＝IR1＝0.6A×10Ω＝6V，
根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UL+U1＝2V+6V＝8V；
当只闭合S2、S3时，R2与L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；
根据图乙可知，当小灯泡两端的为4V时，通过小灯泡的电流为0.8A，
根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流为0.8A，
电路在1min内消耗的电能：W＝UI′t＝8V×0.8A×1×60s＝384J。
8．（2022•海南）如图甲电路中，电源电压保持不变。闭合开关后，调节电阻箱的阻值，记录多组数据，得到电流随电阻箱阻值变化的图像如图乙所示，电源电压为 V；当电流I＝0.5A时，通电10s电阻箱消耗的电能为 J。
【答案】见试题解析内容
【解析】（1）由电路图可知，电阻箱R与定值电阻R0串联，
由图乙可知，当通过电阻箱的电流I'＝0.4A时，电阻箱接入电路的阻值R＝5Ω，
由欧姆定律和串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U0'+UR'＝0.4A×R0+0.4A×5Ω……①
当通过电阻箱的电流I''＝0.3A时，电阻箱接入电路的阻值R'＝10Ω，
由欧姆定律和串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U0''+UR''＝0.3A×R0+0.3A×10Ω……②
由①②解得：R0＝10Ω，U＝6V；
（2）当电流I＝0.5A时，定值电阻R0两端的电压：U0＝IR0＝0.5A×10Ω＝5V，
由串联电路的电压特点可知，电阻箱两端的电压：UR＝U﹣U0＝6V﹣5V＝1V，
通电10s电阻箱消耗的电能：WR＝URIt＝1V×0.5A×10s＝5J。
9．（2023•重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为2V，R1的阻值为10Ω，R2的阻值为20Ω，闭合开关S。求：
（1）通过R1的电流；
（2）通电50s，R2消耗的电能。
【答案】（1）通过R1的电流为0.2A；
（2）通电50s，R2消耗的电能为10J。
【解析】（1）由图可知，R1、R2并联，
根据并联电路的电压特点可知，R1、R2两端的电压：U1＝U2＝U＝2V，
通过R1的电流：I1＝＝＝0.2A；
（2）通电50s，R2消耗的电能：W2＝t＝×50s＝10J。
答：（1）通过R1的电流为0.2A；
（2）通电50s，R2消耗的电能为10J。
10．（2023•重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，R1为20Ω，R2为30Ω。求：
（1）只闭合开关S1时，电流表的示数；
（2）闭合开关S1、S2，R2在1min内消耗的电能。
【答案】（1）只闭合开关S1时，电流表示数为0.3A；
（2）闭合开关S1、S2，R2在1min内消耗的电能为72J。
【解析】（1）只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，
则电流表示数I1＝＝＝0.3A；
（2）同时闭合开关S、S1时，R1与R2并联，
闭合开关S1、S2，R2在1min内消耗的电能W2＝UI2t＝t＝×60s＝72J。
答：（1）只闭合开关S1时，电流表示数为0.3A；
（2）闭合开关S1、S2，R2在1min内消耗的电能为72J。
光照强度E/lx
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
光敏电阻R/Ω
120
60
40
30
24
学习目标
1.了解电能和我们生活的关系，知道电能的单位。
2.会读家用电能表，会通过电能表计算家庭电费，有节约用电的意识。
3.从能的转化角度认识电能，能结合生活实例思路点拨电能转化是通过电流做功实现的。
4.通过实例理解电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关，能利用电功公式进行相关计算。
02
预习导学
一、电能：
1.来源：电源（其他形式的能→电能）
（1）干电池、蓄电池、锂电池：化学能→电能； （2）水力发电站：机械能→电能；
（3）太阳能发电：光能（太阳能）→电能； （4）核电站：核能→电能；
2.应用：用电器（电能→其他形式的能）
（1）灯泡：电能→内嫩、光能； （2）电风扇：电能→机械能；
（3）电烤箱、开水壶、电磁炉、电饭锅：电能→内能； （4）电视机：电能→光能、声能；
3.符号：W
4.单位：
（1）国际单位：焦耳，简称焦（J）；
（2）常用单位：千瓦时（kW·h），也叫“度”；
（3）换算关系：1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J
5.电能的测量：
（1）仪表：电能表（测量用户消耗的电能多少的仪表）
（2）参数：电能表上“220V”、“10（40）A”、“480R/kwh”等字样：
①表示电能接在220V的电压下使用；
②电能表的标定电流是10A；（长时间正常工作的电流）
③短时间允许通过的最大电流为40A；
④每消耗一度电电能表转盘转480转。
说明：超过40A也并不一定就是要损坏,只是已不安全,并有可能不能准确的计量,当然长期超过40A的确会做电表容易损坏。
6.电能表的读数：
（1）测量较大电功时用刻度盘读数。
①标有红色标记的数字表示小数点后一位。
②前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
如：电能表月初读数： 月底读数：
这个月用电 19.6 度，合 7.056×107 J。
（2）较小电功时，用表盘转数读数。
如：某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是 4.32×104
J。
二、电功：
1.概念：电流通过某段电路所做的功叫电功；
2.实质：电流做功的过程，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，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。
（1）电池充电把 电能 转化为 化学能 ，放电时把 化学能 转化为 电能 ；
（2）电动机把 电能 转化为 机械能 ；
（3）灯泡把 电能 转化为 光能 和 内能 。
4.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。
5.符号：W；
6.公式：W=UIt（适用于所有电路）；。
7.单位：
（1）电功W：焦耳（J）；1J=1V·A·s
（2）公式中物理量的单位：U（电压：伏特V），I（电流：安倍A），t（时间：秒s）
8.公式变形：
（1）W=I2Rt；（常用于串联电路）
（2）；（常用于并联电路）
9.串联电路的电功：
（1）；
（2）W=W1+W2+…+Wn
10.并联电路的电功：
（1）；
（2）W=W1+W2+…+Wn无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功：W=W1+W2+…+Wn
03
探究提升
知识点一：电能和电功
【探究重点】
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量（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。
电流做功的形式：电流通过各种用电器，可以使其运动、发热、发光等，这些都是电流做功的表现。
3．影响电流做功多少的因素：电流所做的功，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）。
【例题精讲】．（2023•徐州）灯泡中有电流时，灯泡发光。关于这个过程中的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡消耗的电能全部转化成了光能
B．因为消耗电能，流过灯泡后的电流变小了
C．电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能
D．光能最终消失了，没有转化成其他形式的能量
【答案】C
【思路点拨】（1）灯泡工作时，将电能转化为光能和部分内能；
（2）灯泡工作过程中，流过灯泡的电流大小不变；
（3）电流做功的过程就是电能转化为其它形式能量的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能量；
（4）能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失。
【解析】A．灯泡消耗的电能转化为光能和内能，故A错误；
B．灯泡工作过程中，消耗的是电能，流过灯泡的电流大小不变，故B错误；
C．用电器消耗电能的过程，实质上是电能转化为其它形式能量的过程。电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能，故C正确；
D．由能量守恒定律可知，光能最终转化成其他形式的能量，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电功的实质、能量的转化和能量守恒定律，难度不大。
【巩固训练】（2023•滨州）如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为 V，定值电阻R2在1min内消耗的电能为 J。
【答案】3；36。
【解析】（1）由图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流，
并联电路各支路两端电压相等，都等于电源电压，由欧姆定律可得电源的电压：
U＝U2＝U1＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V；
（2）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，
1min内电阻R2消耗的电能：W＝UI2t＝3V×0.2A×60s＝36J。
知识点二：电能表
【探究重点】
1.电能表铭牌的意义：“220V”—表示电能表应该在220V的电路中使用，并不是说电能表只能在220V的电路中使用；
2.电能表铭牌上的“10（20A）”表示：这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A（此处20A不是短时间内允许通过最大电流而是额定最大电流）；
3.电能表示数最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
4、利用电能表计算所消耗的电能，通常有两种方法：先根据每 kW·h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能，计算公式为；电能表在一段时间内前后两次示数的差值，也是这段时间内所消耗的电能，计算公式为。
【例题精讲】（2023•宿迁）关于图中小明家的电能表，下列选项正确的是（ ）
A．电能表的示数为2023.6J
B．电能表能正常工作的最大电流是40A
C．电能表是测量电功率的仪表
D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越多
【答案】B
【思路点拨】（1）电能表的读数方法：①最后一位是小数，②单位kW•h；
（2）10（40）A，其中10A是指电能表的标定电流，40A是指该电能表平时工作允许通过的最大电流；
（3）电能表是测量电路在一定时间内消耗电能多少的仪表；
（4）电能表指示灯闪烁的快慢反映了电路消耗电能的快慢。
【解析】A、电能表的示数为2023.6kW•h，故A错误；
B、10（40）A，其中10A是指电能表的标定电流，40A是指该电能表平时工作允许通过的最大电流，故B正确；
C、电能表是测量电路消耗电能多少的仪表，故C错误；
D、电能表指示灯闪烁的快慢反映了电流做功的快慢，所以脉冲指示灯闪的越快，说明电能表所在电路的总功率越大。故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查电能表的作用、电功率的意义，关键是理解电能表各参数的物理意义。
【巩固训练】（2023•湘潭）如图是电能表表盘示意图，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是用来测电功率的仪器
B．此时电能表的读数为61985kW•h
C．这个电能表通过的电流一定为10A
D．这个电能表应该在220V的电路中使用
【答案】D
【解析】A、电能表是用来测电功的仪器，故A错误；
B、此时电能表的读数为6198.5kW•h，故B错误；
C、这个电能表通过的电流不一定为10A，故C错误；
D、这个电能表应该在220V的电路中使用，故D正确。故选：D。
0401
强化训练
1．（2023•本溪二模）如图所示的充电宝容量为10000mA•h，给手机充电时充电电压为5V。下列说法正确的是 （ ）
A．充电宝给手机充电时，充电宝将电能转化为化学能
B．给充电宝充满电，可以存储1.8×105kW•h的电能
C．充电宝上的二极管指示灯是利用半导体材料制作的
D．给充电宝充电时，充电宝相当于电路中的电源
【答案】C
【解析】AD、充电宝给手机充电时，充电宝相当于电源，将化学能转化为电能，给充电宝充电时，充电宝相当于用电器，将电能转化为化学能，故AD错误；
B、充电宝充满电储存的电能：W＝UIt＝5V×10000×10﹣3A×3600s＝1.8×105J＝0.05kW•h，故B错误；
C、充电宝上的二极管指示灯是利用半导体材料制作的，故C正确。故选：C。
2．（2023•涟源市一模）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，这时电流表的示数为0.2A，则电源电压和元件A的1min内消耗的电能分别是（ ）
A．2.0 V 0.8 JB．4.5 V 0.5 J
C．2.5 V 1.0 JD．4.5 V 24J
【答案】D
【解析】由电路图可知，电路元件A和B串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电流表的示数为0.2A时，IA＝IB＝I＝0.2A，
由图象可知，A和B两端的电压分别为：
UA＝2.0V，UB＝2.5V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U＝UA+UB＝2.0V+2.5V＝4.5V；
元件A的1min内消耗的电能W＝UAIt＝2V×0.2A×60s＝24J。故选：D。
3．（2023•西城区校级三模）额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（ ）
A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少
B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大
C．正常工作时，通过电饭锅的电流最大
D．在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多
【答案】B
【解析】由图像知额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时，在相同时间内，电热水壶消耗的电能最多，电烤箱其次，电饭锅消耗的电能最少，根据P＝知电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小；
A、由W＝Pt可知，用电器消耗的电能与电功率和通电时间有关，因不知道通电时间，则无法比较产生热量的多少，故A错误；
B、由上面的思路点拨知，正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大，故B正确；
C、电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时，电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小，根据I＝可知通过电饭锅的电流最小，故C错误；
D、在一个月内，因不知道通电时间，则无法比较消耗的电能的多少，故D错误。故选：B。
4．（2023•泗洪县三模）如图所示为某电能表的表盘，小明利用该电能表检测一只标识为“220V，10W”LED灯的额定功率。他关闭其他所有用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了四种测量方案，你认为最可行的是（ ）
A．测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用时间t
B．测量出通电1小时前后表盘显示的数值之差
C．测量出1min时间内电能表指示灯闪烁的次数
D．测量出电能表指示灯相邻两次闪烁间隔时间t
【答案】D
【解析】A、节能灯的额定功率为P＝10W＝0.01kW，消耗1kW•h电能所用时间为：
t＝＝＝100h，因消耗1kW•h电能所用的时间t较长，不易操作，故A不符合题意；
B、由W＝Pt可知，测量出通电1小时前后表盘显示的数值之差为：W＝0.01kW×1h＝0.01kW•h，因数值较小，很难在电能表中读出，故B不符合题意；
C、节能灯的功率为P＝0.01kW，工作1min＝h消耗的电能为：W＝Pt＝0.01kW×h＝kW•h，
1600imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，
1min电能表指示灯闪烁的次数：n＝1600imp/（kW•h）×kW•h＝＜1，指示灯闪烁次数太少，无法观察，故C不符合题意；
D、节能灯的功率：P＝10W＝0.01kW，
电能表指示灯相邻两次闪烁，节能灯的消耗的电能为：W＝kW•h，
节能灯需要工作的时间：
t＝＝＝h＝225s，
比较容易测量，故D符合题意。故选：D。
5．（2023•怀集县二模）在下列用电器工作的过程中，电能全部转化为内能的是（ ）
A．电风扇B．电热水壶C．电视机D．电冰箱
【答案】B
【解析】
A．电风扇工作时，把电能转化为机械能和内能，故A不符合题意；
B．电热水壶工作时，把电能全部转化为内能，故B符合题意；
C．电视机工作时，电能主要转化为声能、光能和内能，故C不符合题意；
D．电冰箱工作时，将电能转化为压缩机的机械能和内能，故D不符合题意。故选：B。
6．（2023•番禺区校级二模）分别将LED灯L1和小灯泡L2分别接入电路，测得电压电流如图所示，实验中LED灯比小灯泡亮得多。下列说法正确的是（ ）
A．L1所做的功比L2多
B．L1做功比L2做功快
C．L1 每秒钟消耗电能比L2少
D．L1每秒钟消耗电能比L2多
【答案】C
【解析】B、根据P＝UI可知，L1的电功率P1＝U1I1＝2.5V×0.02A＝0.05W，
P2＝U2I2＝1.6V×0.1A＝0.16W＞P1，即L2做功比L1做功快，故B错误；
CD、已知P2＞P1，根据W＝Pt可知，L1每秒钟消耗电能比L2少，故C正确、D错误。
A、已知P2＞P1，但不知道做功时间，故无法判断L1、L2做功的多少，故A错误。
故选：C。
7．（2023•常德模拟）如图所示，导体A、B由同种材料制成，A、B等长，但A比B的横截面积大。开关闭合后，下列叙述中正确的是（ ）
A．在相同时间内，电流通过A、B做的功WA＞WB
B．在相同时间内，电流通过A、B做的功WA＝WB
C．在相同时间内，电流通过A、B做的功WA＜WB
D．无法比较电流通过A、B时所做功的大小
【答案】C
【解析】因其它条件不变时，横截面积越大，导体的电阻越小，反之越大，
所以，材料和长度相同时，A比B的横截面积大，则A比B的电阻小，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过A、B的电流相等，
由W＝UIt＝I2Rt可知，在相同时间内，电流通过A、B做的功WA＜WB，故ABD错误，C正确。故选：C。
8．（2023•蒙阴县一模）如图甲，电源电压保持不变，闭合开关S，变阻器滑片从a端滑到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。以下思路点拨正确的是（ ）
A．电源电压是3V
B．R1的电阻值是20Ω
C．R2的最大电阻值是10Ω
D．当滑片P移到中点时，电阻R1工作10s消耗4J的电能
【答案】A
【解析】AB、两电阻串联，电压表测R1的电压，电流表测电路的电流，
变阻器滑片在a端时，变阻器的最大电阻与R1串联，电路的电流最小，由图乙知I1＝0.1A，对应的电压表示数为1V，由欧姆定律，R1＝＝＝10Ω；B错误；
滑在b端时，为R1的简单电路，电压表示数即电源电压，由图乙知，电源电压U＝3V；A正确；
C、根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器滑片在a端时，R2的最大值：
R2大＝＝＝20Ω，C错误；
D、当滑片P移到中点时，变阻器连入电路的电阻为：R滑＝0.5×20Ω＝10Ω＝R1，由分压原理，两电阻电压相等，根据串联电路电压的规律，R1的电压为：U1′＝＝1.5V，
电阻R1工作10s消耗的电能：W＝t＝×10s＝2.25J，D错误。故选：A。
9．（2023•茂南区校级一模）一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，通过L、R的电流跟其两端电压关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为 Ω；当把这个工具接在电压为2V的电路两端，L、R并联电路的总电流为 A，工作5s，则消耗的总电能为 J。
【答案】10；0.8；8。
【解析】由图可知，定值电阻两端电压是4V时，电流为0.4A，故电阻是：R＝＝＝10Ω。把这个工具接在电压为2V的电路两端，因为小灯泡L和定值电阻R并联，读图可知，通过定值电阻R的电流为0.2A，小灯泡L的电流是0.6A。则并联后的总电流为0.6A+0.2A＝0.8A。消耗的总电能W＝UIt＝2V×0.8A×5s＝8J。
10．（2023•武安市四模）小明一家外出旅游，出门前，家里的电能表的示数如图所示。当他们旅游回来，电能表示数变为2039.3kW•h，则这段时间内由于家里用电器待机而浪费的电能是 kW•h。小明发现旅游时携带的移动充电宝剩余电量为0。充电宝容量为20000mA•h，充电电压为5V，他关闭家中其他用电器，给充电宝充满电，则电能表的转盘转过 r。
【答案】20；100。
【解析】（1）如图所示，出门前，家里的电能表的示数为2019.3kW•h，旅游回来，电能表示数变为2039.3 kW•h，则这段时间内由于家里用电器待机而浪费的电能是：
W＝2039.3kW•h﹣20119.3kW•h＝20kW•h，（2）充电宝容量为20000mA•h，充电电压为5V，他关闭家中其他用电器，给充电宝充满电，需要消耗电能为：W＝UIt＝5V×20000×10﹣3A×1×3600s＝360000J＝0.1kW•h，由图上电能表参数可知，每消耗1kW•h电能转盘转动1000r，则充电消耗电能0.1kW•h转盘转动100r。
11．（2023•获嘉县二模）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，闭合开关，电流表指针几乎不偏转，电压表指针大幅度偏转，则电路的故障可能是滑动变阻器处 。排除故障后，把滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，两电表的示数变化如图乙所示，综合以上信息可知此电路电源的电压为 V；若该电路以最大电功率工作10s，将消耗电能 J。
【答案】开路；6；36。
【解析】由图甲可知，定值电阻R0和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压；
闭合开关，电流表指针几乎不偏转，说明电路发生了开路，电压表指针大幅度偏转，说明电压表两接线柱与电源两端之间没有发生开路，所以发生开路的位置在电压表的两接线柱之间，即滑动变阻器出发生开路；
当滑动变阻器的滑片在a端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0Ω，电路中的总电阻最小，根据欧姆定律可知电路中的电流最大，
由图乙可知，此时电路中的电流：I1＝0.6A，
由I＝可知，电源电压：U＝I1R0＝0.6A×R0……①
当滑动变阻器的滑片在b端时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，电路中的总电阻最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，
由图乙可知，此时电路中的电流：I2＝0.2A，滑动变阻器两端的电压UP＝4V，
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝UP+I2R0＝4V+0.2A×R0……②联立①②两式解得：电源电压U＝6V；
电源电压不变，当电路中的电流最大时，电路中的总功率最大，
该电路以最大电功率工作10s，将消耗的电能：W＝UI1t＝6V×0.6A×10s＝36J。
12．（2023•盐城三模）小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天渐暗时灯自动发光，天渐亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R0为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。则：
（1）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？
（2）若每天工作10h，该两盏灯泡一天需要消耗多少度电？
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值是多少？此时光照强度是多少？
【答案】（1）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是0.4A；
（2）两盏灯泡一天需要消耗的电能0.88度；
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为100Ω，此时光照强度为1.2lx。
【解析】（1）由P＝UI可得，每盏灯泡正常发光时通过的电流：IL＝＝＝0.2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流：I总＝2IL＝2×0.2A＝0.4A；
（2）两盏灯泡一天需要消耗的电能；W＝UIt＝220V×0.4A×10h＝0.088kW×10h＝0.88度；
（3）由表格数据可知，光照强度E和光敏电阻R的阻值的关系为RE＝120Ω•lx不变，
照明系统恰好启动时，控制电路的电流I＝0.02A，
由I＝可得，控制电路的总电阻：R总＝＝＝300Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，光敏电阻R的阻值：R＝R总﹣R0＝300Ω﹣200Ω＝100Ω，
此时光照强度：E＝＝1.2lx。
答：（1）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是0.4A；
（2）两盏灯泡一天需要消耗的电能0.88度；
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为100Ω，此时光照强度为1.2lx。
1.（2022•青岛）下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇吹风B．电灯发光C．电饭锅煮饭D．电解水制氧
【答案】A
【解析】A、电风扇吹风，电能主要转化成机械能，故A正确；
B、电灯发光，电能转化成光能和内能，故B错误；
C、电饭锅煮饭，是电能转化为内能，故C错误；
D、电解水制氧，由电能转化成化学能，故D错误。故选：A。
2．（2022•宜宾）图中，用电器工作时，将电能全部转化为内能的是（ ）
A．电脑B．电热水壶
C．洗衣机D．微波炉
【答案】B
【解析】A．电脑工作时，电能主要转化为声能、光能和内能，故A不符合题意；
B．电水壶是把电能全部转化为内能，故B符合题意；
C．洗衣机工作时主要是把电能转化为机械能，故C不符合题意；
D．微波炉主要是将电能转化为电磁能，故D不符合题意。故选：B。
3．（2022•郴州）老王的手机电池的铭牌上标有“5V 4000mA•h”的字样，手机正常使用时功率为2W。如果他在电池电量剩余30%时，立刻插上30W的充电器，并持续正常使用，直到电量充满。他这次给手机充电的时间是（ ）
A．0.2hB．0.47hC．0.5hD．0.67h
【答案】C
【解析】手机充满电储存的电能为：W＝UIt＝5V×4000×10﹣3A×1h＝20W•h，
需要充的电能W充＝Wη＝W﹣W用＝P1t﹣P2t，
充满需要的时间t＝＝＝0.5h。
故选C。
4．（2023•哈尔滨）小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，则小明家4月份用电 kW•h，若以当地电价0.5元/度计算，小明家4月份应缴纳电费 元。
【答案】240；120。
【解析】4月末的电能表示数为6262.3 kW•h，3月末的电能表示数为6022.3 kW•h，小明家4月份用电W＝6262.3kW⋅h﹣6022.3kW⋅h＝240kW⋅h
小明家4月份应缴纳电费240kW⋅h×0.5元/（kW⋅h）＝120元。
5．（2023•阜新）如图所示是小新家中电能表上的信息，该电能表应接在 V的电路中使用。若小新只让家中2000W的热水器工作15min，消耗的电能为 J，此时电能表的示数变为 kW•h。
【答案】220；1.8×106；6861.1。
【解析】电能表上的“220V”表示该电能表应接在220V的电路中使用；
已知热水器的功率P＝2000W，工作时间t＝15min＝15×60s＝900s，则消耗的电能W＝Pt＝2000W×900s＝1.8×106J＝0.5kW•h；
电能表上的数字最后一位为小数部分，所以此时电能表的示数为6860.6kW•h+0.5kW•h＝6861.1kW•h。
6．（2023•宜昌）某品牌电动汽车的电池容量为130Ah，额定电压为400V，充电时它将电能转化为 能存储起来，充满电后它存储了 kW•h的能量。
【答案】化学；52。
【解析】电动汽车充电时是将电能转化为化学能存储起来。
充满电后储存能量：W＝UIt＝400V×130A×3600s＝1.872×108J＝kW•h＝52kW•h。
7．（2023•烟台）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 A，电源电压为 V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为 J。
【答案】0.6；8；384。
【解析】由图可知，当只闭合S1、S2时，R1、L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流为0.6A；
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，R1两端的电压：U1＝IR1＝0.6A×10Ω＝6V，
根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UL+U1＝2V+6V＝8V；
当只闭合S2、S3时，R2与L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；
根据图乙可知，当小灯泡两端的为4V时，通过小灯泡的电流为0.8A，
根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流为0.8A，
电路在1min内消耗的电能：W＝UI′t＝8V×0.8A×1×60s＝384J。
8．（2022•海南）如图甲电路中，电源电压保持不变。闭合开关后，调节电阻箱的阻值，记录多组数据，得到电流随电阻箱阻值变化的图像如图乙所示，电源电压为 V；当电流I＝0.5A时，通电10s电阻箱消耗的电能为 J。
【答案】见试题解析内容
【解析】（1）由电路图可知，电阻箱R与定值电阻R0串联，
由图乙可知，当通过电阻箱的电流I'＝0.4A时，电阻箱接入电路的阻值R＝5Ω，
由欧姆定律和串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U0'+UR'＝0.4A×R0+0.4A×5Ω……①
当通过电阻箱的电流I''＝0.3A时，电阻箱接入电路的阻值R'＝10Ω，
由欧姆定律和串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U0''+UR''＝0.3A×R0+0.3A×10Ω……②
由①②解得：R0＝10Ω，U＝6V；
（2）当电流I＝0.5A时，定值电阻R0两端的电压：U0＝IR0＝0.5A×10Ω＝5V，
由串联电路的电压特点可知，电阻箱两端的电压：UR＝U﹣U0＝6V﹣5V＝1V，
通电10s电阻箱消耗的电能：WR＝URIt＝1V×0.5A×10s＝5J。
9．（2023•重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为2V，R1的阻值为10Ω，R2的阻值为20Ω，闭合开关S。求：
（1）通过R1的电流；
（2）通电50s，R2消耗的电能。
【答案】（1）通过R1的电流为0.2A；
（2）通电50s，R2消耗的电能为10J。
【解析】（1）由图可知，R1、R2并联，
根据并联电路的电压特点可知，R1、R2两端的电压：U1＝U2＝U＝2V，
通过R1的电流：I1＝＝＝0.2A；
（2）通电50s，R2消耗的电能：W2＝t＝×50s＝10J。
答：（1）通过R1的电流为0.2A；
（2）通电50s，R2消耗的电能为10J。
10．（2023•重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，R1为20Ω，R2为30Ω。求：
（1）只闭合开关S1时，电流表的示数；
（2）闭合开关S1、S2，R2在1min内消耗的电能。
【答案】（1）只闭合开关S1时，电流表示数为0.3A；
（2）闭合开关S1、S2，R2在1min内消耗的电能为72J。
【解析】（1）只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，
则电流表示数I1＝＝＝0.3A；
（2）同时闭合开关S、S1时，R1与R2并联，
闭合开关S1、S2，R2在1min内消耗的电能W2＝UI2t＝t＝×60s＝72J。
答：（1）只闭合开关S1时，电流表示数为0.3A；
（2）闭合开关S1、S2，R2在1min内消耗的电能为72J。
光照强度E/lx
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
光敏电阻R/Ω
120
60
40
30
24
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