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第18.1讲 电能 电功【教材为纲·探题源】-2024年中考物理一轮复习讲义
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知识点1：电能
各种各样的发电厂，如火力、水力、风力发电厂，以及各种各样的电池，它们把不同形式的能转化为电能（electric energy），供人们使用。
电能：每个家庭都用电。我们使用的电主要由电网提供，不同家庭用电的多少不同。同学们一定常听父母说，上个月家里用了多少“度”电。这里说的“度”，就是电能的单位，它的学名叫做千瓦时，符号是kW · h。
在物理学中，常用的能量单位是焦耳。1 千瓦时比1 焦耳大得多。它们之间的关系是
1 kW · h = 1×103 W×3 600 s = 3.6×106 J
电能的计量：用电器在一段时间内消耗的电能，可以通过电能表（也叫电度表）计量出来。用电时，电能表中间的铝质圆盘转动，圆盘上方的数字以千瓦时为单位来显示已经用去的电能。
电能表上显示的数字是表从开始记数到读数为止用去的电能。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度数。例如，家中电能表在月初的示数是3 246.8 kW · h，月底的示数是3 265.4 kW · h，这个月家里用电就是18.6 kW · h 。
【典例探究】安装在小高家中的电能表如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．小高家已经消耗的电能为781.5J
B．此电能表转盘每小时最多能转过720转
C．此电能表平时工作允许通过的最大电流是20A
D．此电能表可以安装在高压动力线路上使用
【答案】C
【解析】A．电能表示数的单位是kW•h，图示电能表表示小高家已经消耗的电能为781.5kW•h，故A错误；
B．720r/kW•h表示此电路中每消耗1kW•h电能，电能表的表盘转动720转，故B错误；
C．20A表示电能表在平时工作时，允许通过的最大电流为20A，故C正确；
D．此电能表的工作电压为220V，高压动力线路电压远高于220V，所以不能在高压动力线路上使用，故D错误。
故选C。
知识点2：电功
电功：电能可以转化成多种其他形式的能量。电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功（electric wrk）是多少。
电功的计算：电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。加在用电器上的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长，电流做功越多。研究表明，当电路两端的电压为U ，电路中的电流为 I ，通电时间为t 时，电功W（或者说消耗的电能）为
W=UIt
【典例探究1】小明家上次查看电能表示数，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．他家在这段时间内消耗的电能为903kw·h
B．电能表是测量电功率的仪表
C．若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，则电能表的圆盘转了600转
D．这个电能表的额定功率为2200W
【答案】Ｃ
【解析】A．因为电能表两次示数差就是消耗的电能，且注意电能表最后一位是小数，所以，由图知道，他家在这段时间内消耗的电能是
W=8633.5kW•h-8543.2kW•h=90.3kW•h
故A错误；
B．电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的，故B错误；
C.．电能表上标有的3600r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过3600r，所以，当只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，其消耗的电能是
电能表的圆盘转过的圈数是
故C正确；
D．由该电能表的铭牌知道，其允许接入用电器的最大功率是：P=UI=220V×10A=2200W；但电能表属于测量仪表，不消耗电能，所以，没有额定功率，故D错误。
故选C。
【典例探究2】李子晗家的电能表11月1日和12月1日的读数如图所示，若电价为0.5元/度，则她家11月份应交电费是（ ）
A．33.95元B．27.75元C．30.62元D．277.5元
【答案】B
【解析】11月1日电能表的示数W1=612.4kW·h，12月1日电能表的示数W2=667.9kW·h，11月份消耗的电能
W=W2−W1=667.9kW·h−612.4kW·h=55.5kW·h=55.5度
则应交的电费
55.5度×0.5元/度=27.75元
【典例探究3】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
答：（1）定值电阻R1的大小为10Ω；
（2）电路中的总电流I总为0.8A；
（3）通电30s内，电路消耗的总电能为144J。
一、单选题
1．（2023·山东日照·统考中考真题）下列测量仪器对应的读数，正确的是（ ）
A．
B． 5min 18s
C．
D．
【答案】C
【解析】A．由图可知，刻度尺的分度值为1mm，物体起始位置对应的刻度值为1.00cm，物体末端对应的刻度值为3.35cm，则被测物体的长度为
故A错误；
B．机械停表小盘的分度值是0.5min，指针在5min和6min之间，偏向6min一侧；大盘的分度值是0.1s，大盘指针在48.0s，因此机械停表读数为5min48.0s。故B错误；
C．图中电压表选择的量程是0~15V，分度值为0.5V，示数为12.5V。故C正确；
D．由电能表表盘上的信息可知，单位为kW·h，数字最后一位表示小数，则其示数为31.6kW·h。故D错误。
故选C。
2．（2023·湖南株洲·统考中考真题）给电动车充电，计算它充满电后储存电能的公式是（ ）
A．W=UItB．W=I2RtC．tD．W=Fs
【答案】A
【解析】给电动车充电，计算它充满电后储存电能的公式是
W=UIt=UQ
即等于电池上标有的电压U与电池的容量Q之积，而W=Fs是计算机械功的公式。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．（2023·湖南湘潭·统考中考真题）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．电能表是用来测量电路消耗电能(电流做功)的仪器，故A错误；
B．电能表最后一位是小数，故电能表的读数为，故B错误；
C．10A表示电能表可以通过的最大电流为10A，故C错误；
D．“220V”表示此电能表应该在220V的电路中使用，故D正确。
故选D。
二、填空题
4．（2023·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）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】[1]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
[2]小明家4月份应缴纳电费
5．（2023·湖北宜昌·统考中考真题）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】[1] 给电动汽车的电池充电时要消耗电能，是将电能转化为化学能储存在电池以备使用。
[2] 充满电后它存储的电能为
6．（2023·上海·统考中考真题）某导体两端的电压为3V时，10s通过导体横截面的电荷量大小为5C，此时通过导体的电流为 A，电流做的功为 J；当导体两端的电压为6V时，它的电阻为 Ω。
【答案】 0.5 15 6
【解析】[1]通过导体的电流为
[2]电流做的功
[3]当导体两端的电压为3V时，电阻为
导体的电阻是导体本身的一种性质，与电压跟电流无关，故导体两端的电压为6V时，电阻还是6Ω。
7．（2023·湖南株洲·统考中考真题）图甲为家用储水式电热水器，容积为60L，功率为2kW，主要由箱体、制热、控制和进出水系统组成，其内部结构如图乙所示。解答下列问题。
（1）电热水器的外壳和内胆之间所用的保温材料，从节能方面看，应具有 （填“绝热”或“导热”）性能。储水腔内出水管的位置比进水管高，因热水密度比冷水小，故储水腔内 （填“热”或“冷”）水在上。在水压作用下，热水通过位置较高的出水管口不断流出；
（2）储水腔储满水时，水的质量为 kg。要将这些水由20℃加热到预设温度70℃，需要吸收的热量为 J；已知水=1.0103kg/m3，c水=4.2103J/（kg·℃），1L=1.010-3m3
（3）制热系统工作0.5h消耗 kW·h的电能。
【答案】 绝热 热 60 1
【解析】（1）[1]为了减少热量散失，电热水器的外壳和内胆之间所用的保温材料，应该具有绝热性能，以减少能量损耗。
[2] 因热水密度比冷水小，出水管的位置比进水管高，所以储水腔内应该是热水在上边。
（2）[3] 储水腔储满水时，水的质量为
[4]这些水需要吸收的热量为
（3）[5] 制热系统工作0.5h消耗的电能为
8．（2023·山东烟台·统考中考真题）如图甲所示，电源电压恒定不变，的阻值为，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合时，电压表示数为，通过小灯泡的电流为 A，电源电压为 V；当只闭合时，电压表示数为，电路在内消耗的电能为 J。
【答案】 0.6 8 384
【解析】[1]如电路图甲所示，当只闭合时，灯泡与R1串联，电压表测灯泡两端电压，电压表示数为，如图乙所示，当小灯泡电压为2V时，通过电路的电流为0.6A。
[2]串联电路中电流处处相等，则电阻R1两端的电压为
根据串联电路中电压规律，电路总电压等于各部分电压之和，故电源电压为
[3] 如电路图甲所示，当只闭合时，灯泡与R2串联，电压表测灯泡两端电压，电压表示数为，如图乙所示，当小灯泡电压为4V时，通过电路的电流为0.8A。电路在内消耗的电能为
9．（2023·湖北武汉·统考中考真题）我国确立了到2025年实现可再生能源年发电量在3.3×1012千瓦时左右的目标，为了实现上述目标，可以大力发展风能发电和水能发电。我国的“奋进号”潮流能发电机组是世界上单台容量最大的潮流能发电机组，它的吊装如图所示，其核心部件是“水下大风车”，将它安装在海底，可以利用海水的潮流能发电。请回答下列问题：
（1）3.3×1012千瓦时= 焦耳。
（2）涨潮或落潮期间，海水冲击位于海底的“水下大风车”，带动潮流能发电机发电，在这个过程中 能转化为 能。
【答案】 机械能 电能
【解析】[1]电能的国际单位是焦耳，简称焦，符号是J，常用的电能单位还有千瓦时，符号为kW•h，在日常生活中也叫做度，并且1kW•h=3.6×106J ，则通过换算可得
[2][3]在利用潮汐发电的过程中，能量的转化情况是海水的机械能传递给发电机，通过发电机转化为电能，即机械能转化为电能。
10．（2023·山东滨州·统考中考真题）如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻的阻值为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，定值电阻在1min内消耗的电能为 J。
【答案】 3 36
【解析】[1]由电路图可知，S闭合，R1、R2并联，电流表Al测电阻R1的支路电流，电流表A测干路电流。因并联电路中各支路两端电压相等且等于电源电压，所以由可得，电源电压为
[2]因并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过电阻R2的电流为
由得，R2的阻值为
根据W=UIt得，R2在1min内消耗的电能为
W=UI2t=3V×0.2A×60s=36J
三、计算题
11．（2023·湖南衡阳·统考中考真题）如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求：
（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流；
（2）R2的阻值；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。
【答案】（1）0.3A；（2）20Ω；（3）72J
【解析】解：（1）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，R1的两端电压等于电源电压，此时电路电流为I1=0.2A；当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测的是干路电流，根据并联电路的电压特点可知，两电阻的两端电压都等于电源电压，此时通过R1的电流等于I1，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流为
（2）根据欧姆定律可得，R2的阻值为
（3）当开关S、S1都闭合时，通过R1的电流等于I1，则通电1min电流通过R1做的功为
答：（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流为0.3A；
（2）R2的阻值为20Ω；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功为72J。
12．（2023·重庆·统考中考真题）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，为，为。求：
（1）只闭合开关时，电流表的示数：
（2）闭合开关、，在内消耗的电能。
【答案】（1）0.3A；（2）72J
【解析】解：（1）只闭合开关时，电路中只有R1工作，电流表的示数
（2）闭合开关、，两电阻并联，在内消耗的电能
答：（1）只闭合开关时，电流表的示数0.3A：
（2）闭合开关、，在内消耗的电能72J。
一、单选题
1．（2023·湖南娄底·统考一模）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A1min内消耗的电能分别是（ ）
A．2.0 V 0.8 JB．4.5 V 0.5 JC．2.5 V 1.0 JD．4.5 V 24J
【答案】D
【解析】由于电路元件A和B串联，所以，
IA＝IB＝0.2A
由图像知道，此时UA＝2.0V，UB＝2.5V；所以，电源的电压是
U＝UA+UB＝2.0V+2.5V＝4.5V
元件A的1min内消耗的电能为
故选D。
2．（2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）电风扇通电后电机带动扇叶转动，使空气流动速度加快，主要用于夏日清凉解暑之用。下列选项符合电风扇能量流向的可能是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】由题可知，电风扇通电后电机带动扇叶转动，是消耗了电能，获得机械能使扇叶能够转动，同时风扇工作一段时间后电动机会发热，说明有一部分电能转化为内能。符合电风扇能量流向的是绝大部分电能转化为机械能，很少一部分电能转化为内能；故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．（2023·山东济南·统考三模）近几年，国产品牌手机快充技术发展迅速，手机充电功率远远领先国外同类型品牌。如图所示是一块手机用的锂电池，关于此电池下列说法正确的是（ ）
A．电池放电时，是将化学能转化为电能
B．给电池充电时，主要将电能转化为内能
C．电池放电时，电池相当于电路的用电器
D．给电池充电时，电池充当的角色是电源
【答案】A
【解析】AC．电池放电时将化学能转化为电能，提供给用电器，电池相当于电路的电源，故A正确，C错误；
BD．给电池充电时，电池消耗电能，将电能转化为化学能，电池相当于电路中的用电器，故BD错误。
故选A。
二、填空题
4．（2023·上海·统考模拟预测）若10秒内通过某导体横截面的电量为4库，导体两端的电压为4伏，则通过该导体的电流为 安，这段时间内电流做功为 焦。如果通过该导体的电流增加0.4安，则该导体两端的电压为 伏。
【答案】 0.4 16 4
【解析】[1]\通过导体的电
[2]电流做功
[3]导体的电阻
导体两端的电压
5．（2023·江苏苏州·苏州市立达中学校校考二模）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 ，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
【解析】[1]由甲图可知，电能表的读数是；由乙图可知，电能表的读数是，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为
[2]由电能表参数可知，电能表的转盘转动3000r，消耗的电能，则转盘每圈转动消耗的电能为
故60圈消耗的电能为
6．（2023·安徽淮南·校考一模）将定值电阻R1＝6Ω、R2＝10Ω连在如图所示的电路中，电源电压恒定不变，只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A，则开关S、S1，都闭合时，电流表示数为 A，10s内整个电路消耗的电能为 J。
【答案】 0.8 24
【解析】[1]如图所示，只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，电流表测通过R2的电流I2＝0.3A，由欧姆定律可得，电源电压为
开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路电压特点有
则通过R1的电流为
因S1闭合前后，通过R2的电流不变，故干路电流为
[2]10秒钟内整个电路消耗的电能为
7．（2023·辽宁沈阳·统考三模）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；当电流时，通电10s电阻箱消耗的电能为 J。
【答案】 6 5
【解析】[1]电阻箱与定值电阻串联，电流表测电路的电流，由图乙可知，当电阻箱的电阻为5Ω和20Ω时，对应的电流大小分别为0.4A和0.2A，根据串联电阻的规律及欧姆定律，因电源电压不变，故有
即
解之
电源电压
U=6V
[2]当电流时，根据欧姆定律，定值电阻的电压为
U0=IR0=0.5A×10Ω=5V
根据串联电路电压的规律，电阻箱的电压为
U箱=U-U0=6V-5V=1V
通电10s电阻箱消耗的电能为
W= U箱It=1V×0.5A×10s=5J
8．（2023·江苏宿迁·统考一模）如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，电流表量程0~0.6A、电压表量程0~3V。在保障电路安全的前提下，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡10s内消耗的电能为 J，再移动滑片P，电流表示数与R2关系如图乙a所示，当断开S1闭合S、S2、S3时，电流表示数与R2的关系如图乙b所示，则I1= A（忽略小灯泡电阻变化）。
【答案】 18 0.45
【解析】[1]如图甲所示电路中，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，电路中只有灯泡L接入电路，此时灯泡正常发光，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，则小灯泡10s内消耗的电能为
[2]由上可知，电路中只有灯泡L接入电路中，此时灯泡正常发光，说明电源电压为
再移动滑片P，小灯泡电阻不变，灯泡L与R2一起串联在电路中，电流表测电路中的电流，此时电压表测量R2两端的电压，其中灯泡电阻为
电流表示数与R2关系如图乙a所示，随着电阻R2增大，电流表示数减小，电压表示数增大，在保障电路安全的前提下，当电压表示数U2最大为3V时，此时利用串联电路电流相等可知
则此时滑动变阻器接入电路的电阻为
当断开S1闭合S、S2、S3时，灯泡L被短路，定值电阻R1与R2并联在电路中，电流表测量干路上的电流，此时当R2电阻为20Ω时，电路中电流最大，在保障电路安全的前提下，此时最大电流为0.6A，其中通过R2电阻的电流为
通过R1的电流为
可以求出定值电阻R1电阻为
如图乙b所示，随着电阻R2增大，电流表示数减小，当滑动变阻器阻值为
此时该支路的电流为
则此时对应干路上的电流
此时图中总电流I1示数为0.45A。
三、计算题
9．（2023·广东汕头·统考二模）2022年11月29日，神舟十五号载人飞船发射成功，与神十四乘组实现首次太空会师。小宇通过查阅资料了解到，飞船在发射前，科技人员要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的模拟检测电路，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1min，整个电路消耗的电能；
（3）若电压表示数为176V，此时舱内的气压值。
【答案】（1）2A；（2）2.64×104J；（3）6×104Pa
【解析】解：（1）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；通过R0的电流为
（2）由图乙可知，舱体内气压为1.0×105Pa时，压敏电阻R的阻值为10Ω，由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻
由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流为
由欧姆定律可知，电源电压为
则工作1min，电路消耗的总电能为
（3）若电压表示数为176V，此时电路中的电流为
由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻
则压敏电阻的阻值
由图乙可知，此时舱内的气压值为
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2.64×104J；
（3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值为6×104Pa。
10．（2023·上海·校联考一模）在如图所示的电路中，电源电压为6伏保持不变，电阻R1的阻值为5欧，电阻R2的阻值为20欧。闭合开关S，求：
（1）电阻R1通电10秒所消耗的电能；
（2）电流表示数I。
【答案】（1）72J；（2）1.5A
【解析】解：（1）由图可知，该电路为电阻R1、R2的并联电路，电流表测该电路的干路电流。根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知，通过电阻R1的电流为
电阻R1通电10秒所消耗的电能
W=U1I1t=6V×1.2A×10s=72J
（2）通过电阻R2的电流为
干路电流即电流表示数为
I=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A
答：（1）电阻R1通电10秒所消耗的电能是72J；
（2）电流表示数是1.5A。
11．（2023·江西九江·统考一模）如图所示电路中，电源电压保持不变，定值电阻R2的阻值是，闭合开关后，电流表示数为，电压表示数为，求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）开关闭合通电后，R2消耗的电能。
【答案】（1）6Ω；（2）30J
【解析】解：（1）由电路图可知，电路为R1、R2的串联电路，电压表测R1两端的电压，电流表测电路电流，电阻R1的阻值为
（2）串联电路中电流相同，开关闭合通电后，R2消耗的电能
答：（1）电阻R1的阻值为6Ω；
（2）开关闭合通电后，R2消耗的电能为30J。
12．（2023·福建·校联考一模）梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%~60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示，R0为1kΩ的定值电阻，电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当电路电流为2mA时：
（1）计算此时R0两端的电压；
（2）若空气湿度不变，求3min内湿敏电阻消耗的电能；
（3）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。
【答案】（1）2V；（2）1.44J；（3）50%，人体感觉舒适
【解析】解：（1）由图甲可知，闭合开关，两电阻串联，电流表测量电路中的电流，电路中的电流
I=2mA=0.002A
R0两端的电压
U=IR0=0.002A×1000Ω=2V
（2）由串联电路电压的规律可知湿敏电阻两端的电压
UR=U-U=6V-2V=4V
3min内湿敏电阻消耗的电能
W=URIt=4V×0.002A×3×60s=1.44J
（3）此时湿敏电阻的阻值
从图乙中可知此时的空气湿度为50%，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%~60%，在人体感觉舒适得范围内，所以人体感觉舒适。
答：（1）此时R0两端的电压是2V；
（2）若空气湿度不变，3min内湿敏电阻消耗的电能是1.44J；
（3）此时的空气湿度是50%，人体感觉舒服。
13．（2023·吉林·统考二模）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.8A和0.3A。求：
（1）电源电压U；
（2）通电20s，电阻R2消耗的电能W。
【答案】（1）6V；（2）60J
【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，干路电流
I=0.8A
通过电阻R1的电流
I1=0.3A
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由 可得，电源的电压
U=I1R1=0.3A×20Ω=6V
（2）通过电阻R2的电流
I2=I-I1=0.8A-0.3A=0.5A
通过20s电阻R2消耗的电能
W=UI2t=6V×0.5A×20s=60J
答：（1）电源电压为6V；
（2）通过20s电阻R2消耗的电能为60J。
知识点1：电能
各种各样的发电厂，如火力、水力、风力发电厂，以及各种各样的电池，它们把不同形式的能转化为电能（electric energy），供人们使用。
电能：每个家庭都用电。我们使用的电主要由电网提供，不同家庭用电的多少不同。同学们一定常听父母说，上个月家里用了多少“度”电。这里说的“度”，就是电能的单位，它的学名叫做千瓦时，符号是kW · h。
在物理学中，常用的能量单位是焦耳。1 千瓦时比1 焦耳大得多。它们之间的关系是
1 kW · h = 1×103 W×3 600 s = 3.6×106 J
电能的计量：用电器在一段时间内消耗的电能，可以通过电能表（也叫电度表）计量出来。用电时，电能表中间的铝质圆盘转动，圆盘上方的数字以千瓦时为单位来显示已经用去的电能。
电能表上显示的数字是表从开始记数到读数为止用去的电能。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度数。例如，家中电能表在月初的示数是3 246.8 kW · h，月底的示数是3 265.4 kW · h，这个月家里用电就是18.6 kW · h 。
【典例探究】安装在小高家中的电能表如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．小高家已经消耗的电能为781.5J
B．此电能表转盘每小时最多能转过720转
C．此电能表平时工作允许通过的最大电流是20A
D．此电能表可以安装在高压动力线路上使用
【答案】C
【解析】A．电能表示数的单位是kW•h，图示电能表表示小高家已经消耗的电能为781.5kW•h，故A错误；
B．720r/kW•h表示此电路中每消耗1kW•h电能，电能表的表盘转动720转，故B错误；
C．20A表示电能表在平时工作时，允许通过的最大电流为20A，故C正确；
D．此电能表的工作电压为220V，高压动力线路电压远高于220V，所以不能在高压动力线路上使用，故D错误。
故选C。
知识点2：电功
电功：电能可以转化成多种其他形式的能量。电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功（electric wrk）是多少。
电功的计算：电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。加在用电器上的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长，电流做功越多。研究表明，当电路两端的电压为U ，电路中的电流为 I ，通电时间为t 时，电功W（或者说消耗的电能）为
W=UIt
【典例探究1】小明家上次查看电能表示数，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．他家在这段时间内消耗的电能为903kw·h
B．电能表是测量电功率的仪表
C．若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，则电能表的圆盘转了600转
D．这个电能表的额定功率为2200W
【答案】Ｃ
【解析】A．因为电能表两次示数差就是消耗的电能，且注意电能表最后一位是小数，所以，由图知道，他家在这段时间内消耗的电能是
W=8633.5kW•h-8543.2kW•h=90.3kW•h
故A错误；
B．电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的，故B错误；
C.．电能表上标有的3600r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过3600r，所以，当只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，其消耗的电能是
电能表的圆盘转过的圈数是
故C正确；
D．由该电能表的铭牌知道，其允许接入用电器的最大功率是：P=UI=220V×10A=2200W；但电能表属于测量仪表，不消耗电能，所以，没有额定功率，故D错误。
故选C。
【典例探究2】李子晗家的电能表11月1日和12月1日的读数如图所示，若电价为0.5元/度，则她家11月份应交电费是（ ）
A．33.95元B．27.75元C．30.62元D．277.5元
【答案】B
【解析】11月1日电能表的示数W1=612.4kW·h，12月1日电能表的示数W2=667.9kW·h，11月份消耗的电能
W=W2−W1=667.9kW·h−612.4kW·h=55.5kW·h=55.5度
则应交的电费
55.5度×0.5元/度=27.75元
【典例探究3】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
答：（1）定值电阻R1的大小为10Ω；
（2）电路中的总电流I总为0.8A；
（3）通电30s内，电路消耗的总电能为144J。
一、单选题
1．（2023·山东日照·统考中考真题）下列测量仪器对应的读数，正确的是（ ）
A．
B． 5min 18s
C．
D．
【答案】C
【解析】A．由图可知，刻度尺的分度值为1mm，物体起始位置对应的刻度值为1.00cm，物体末端对应的刻度值为3.35cm，则被测物体的长度为
故A错误；
B．机械停表小盘的分度值是0.5min，指针在5min和6min之间，偏向6min一侧；大盘的分度值是0.1s，大盘指针在48.0s，因此机械停表读数为5min48.0s。故B错误；
C．图中电压表选择的量程是0~15V，分度值为0.5V，示数为12.5V。故C正确；
D．由电能表表盘上的信息可知，单位为kW·h，数字最后一位表示小数，则其示数为31.6kW·h。故D错误。
故选C。
2．（2023·湖南株洲·统考中考真题）给电动车充电，计算它充满电后储存电能的公式是（ ）
A．W=UItB．W=I2RtC．tD．W=Fs
【答案】A
【解析】给电动车充电，计算它充满电后储存电能的公式是
W=UIt=UQ
即等于电池上标有的电压U与电池的容量Q之积，而W=Fs是计算机械功的公式。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．（2023·湖南湘潭·统考中考真题）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．电能表是用来测量电路消耗电能(电流做功)的仪器，故A错误；
B．电能表最后一位是小数，故电能表的读数为，故B错误；
C．10A表示电能表可以通过的最大电流为10A，故C错误；
D．“220V”表示此电能表应该在220V的电路中使用，故D正确。
故选D。
二、填空题
4．（2023·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）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】[1]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
[2]小明家4月份应缴纳电费
5．（2023·湖北宜昌·统考中考真题）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】[1] 给电动汽车的电池充电时要消耗电能，是将电能转化为化学能储存在电池以备使用。
[2] 充满电后它存储的电能为
6．（2023·上海·统考中考真题）某导体两端的电压为3V时，10s通过导体横截面的电荷量大小为5C，此时通过导体的电流为 A，电流做的功为 J；当导体两端的电压为6V时，它的电阻为 Ω。
【答案】 0.5 15 6
【解析】[1]通过导体的电流为
[2]电流做的功
[3]当导体两端的电压为3V时，电阻为
导体的电阻是导体本身的一种性质，与电压跟电流无关，故导体两端的电压为6V时，电阻还是6Ω。
7．（2023·湖南株洲·统考中考真题）图甲为家用储水式电热水器，容积为60L，功率为2kW，主要由箱体、制热、控制和进出水系统组成，其内部结构如图乙所示。解答下列问题。
（1）电热水器的外壳和内胆之间所用的保温材料，从节能方面看，应具有 （填“绝热”或“导热”）性能。储水腔内出水管的位置比进水管高，因热水密度比冷水小，故储水腔内 （填“热”或“冷”）水在上。在水压作用下，热水通过位置较高的出水管口不断流出；
（2）储水腔储满水时，水的质量为 kg。要将这些水由20℃加热到预设温度70℃，需要吸收的热量为 J；已知水=1.0103kg/m3，c水=4.2103J/（kg·℃），1L=1.010-3m3
（3）制热系统工作0.5h消耗 kW·h的电能。
【答案】 绝热 热 60 1
【解析】（1）[1]为了减少热量散失，电热水器的外壳和内胆之间所用的保温材料，应该具有绝热性能，以减少能量损耗。
[2] 因热水密度比冷水小，出水管的位置比进水管高，所以储水腔内应该是热水在上边。
（2）[3] 储水腔储满水时，水的质量为
[4]这些水需要吸收的热量为
（3）[5] 制热系统工作0.5h消耗的电能为
8．（2023·山东烟台·统考中考真题）如图甲所示，电源电压恒定不变，的阻值为，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合时，电压表示数为，通过小灯泡的电流为 A，电源电压为 V；当只闭合时，电压表示数为，电路在内消耗的电能为 J。
【答案】 0.6 8 384
【解析】[1]如电路图甲所示，当只闭合时，灯泡与R1串联，电压表测灯泡两端电压，电压表示数为，如图乙所示，当小灯泡电压为2V时，通过电路的电流为0.6A。
[2]串联电路中电流处处相等，则电阻R1两端的电压为
根据串联电路中电压规律，电路总电压等于各部分电压之和，故电源电压为
[3] 如电路图甲所示，当只闭合时，灯泡与R2串联，电压表测灯泡两端电压，电压表示数为，如图乙所示，当小灯泡电压为4V时，通过电路的电流为0.8A。电路在内消耗的电能为
9．（2023·湖北武汉·统考中考真题）我国确立了到2025年实现可再生能源年发电量在3.3×1012千瓦时左右的目标，为了实现上述目标，可以大力发展风能发电和水能发电。我国的“奋进号”潮流能发电机组是世界上单台容量最大的潮流能发电机组，它的吊装如图所示，其核心部件是“水下大风车”，将它安装在海底，可以利用海水的潮流能发电。请回答下列问题：
（1）3.3×1012千瓦时= 焦耳。
（2）涨潮或落潮期间，海水冲击位于海底的“水下大风车”，带动潮流能发电机发电，在这个过程中 能转化为 能。
【答案】 机械能 电能
【解析】[1]电能的国际单位是焦耳，简称焦，符号是J，常用的电能单位还有千瓦时，符号为kW•h，在日常生活中也叫做度，并且1kW•h=3.6×106J ，则通过换算可得
[2][3]在利用潮汐发电的过程中，能量的转化情况是海水的机械能传递给发电机，通过发电机转化为电能，即机械能转化为电能。
10．（2023·山东滨州·统考中考真题）如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻的阻值为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，定值电阻在1min内消耗的电能为 J。
【答案】 3 36
【解析】[1]由电路图可知，S闭合，R1、R2并联，电流表Al测电阻R1的支路电流，电流表A测干路电流。因并联电路中各支路两端电压相等且等于电源电压，所以由可得，电源电压为
[2]因并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过电阻R2的电流为
由得，R2的阻值为
根据W=UIt得，R2在1min内消耗的电能为
W=UI2t=3V×0.2A×60s=36J
三、计算题
11．（2023·湖南衡阳·统考中考真题）如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求：
（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流；
（2）R2的阻值；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。
【答案】（1）0.3A；（2）20Ω；（3）72J
【解析】解：（1）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，R1的两端电压等于电源电压，此时电路电流为I1=0.2A；当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测的是干路电流，根据并联电路的电压特点可知，两电阻的两端电压都等于电源电压，此时通过R1的电流等于I1，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流为
（2）根据欧姆定律可得，R2的阻值为
（3）当开关S、S1都闭合时，通过R1的电流等于I1，则通电1min电流通过R1做的功为
答：（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流为0.3A；
（2）R2的阻值为20Ω；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功为72J。
12．（2023·重庆·统考中考真题）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，为，为。求：
（1）只闭合开关时，电流表的示数：
（2）闭合开关、，在内消耗的电能。
【答案】（1）0.3A；（2）72J
【解析】解：（1）只闭合开关时，电路中只有R1工作，电流表的示数
（2）闭合开关、，两电阻并联，在内消耗的电能
答：（1）只闭合开关时，电流表的示数0.3A：
（2）闭合开关、，在内消耗的电能72J。
一、单选题
1．（2023·湖南娄底·统考一模）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A1min内消耗的电能分别是（ ）
A．2.0 V 0.8 JB．4.5 V 0.5 JC．2.5 V 1.0 JD．4.5 V 24J
【答案】D
【解析】由于电路元件A和B串联，所以，
IA＝IB＝0.2A
由图像知道，此时UA＝2.0V，UB＝2.5V；所以，电源的电压是
U＝UA+UB＝2.0V+2.5V＝4.5V
元件A的1min内消耗的电能为
故选D。
2．（2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）电风扇通电后电机带动扇叶转动，使空气流动速度加快，主要用于夏日清凉解暑之用。下列选项符合电风扇能量流向的可能是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】由题可知，电风扇通电后电机带动扇叶转动，是消耗了电能，获得机械能使扇叶能够转动，同时风扇工作一段时间后电动机会发热，说明有一部分电能转化为内能。符合电风扇能量流向的是绝大部分电能转化为机械能，很少一部分电能转化为内能；故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．（2023·山东济南·统考三模）近几年，国产品牌手机快充技术发展迅速，手机充电功率远远领先国外同类型品牌。如图所示是一块手机用的锂电池，关于此电池下列说法正确的是（ ）
A．电池放电时，是将化学能转化为电能
B．给电池充电时，主要将电能转化为内能
C．电池放电时，电池相当于电路的用电器
D．给电池充电时，电池充当的角色是电源
【答案】A
【解析】AC．电池放电时将化学能转化为电能，提供给用电器，电池相当于电路的电源，故A正确，C错误；
BD．给电池充电时，电池消耗电能，将电能转化为化学能，电池相当于电路中的用电器，故BD错误。
故选A。
二、填空题
4．（2023·上海·统考模拟预测）若10秒内通过某导体横截面的电量为4库，导体两端的电压为4伏，则通过该导体的电流为 安，这段时间内电流做功为 焦。如果通过该导体的电流增加0.4安，则该导体两端的电压为 伏。
【答案】 0.4 16 4
【解析】[1]\通过导体的电
[2]电流做功
[3]导体的电阻
导体两端的电压
5．（2023·江苏苏州·苏州市立达中学校校考二模）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 ，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
【解析】[1]由甲图可知，电能表的读数是；由乙图可知，电能表的读数是，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为
[2]由电能表参数可知，电能表的转盘转动3000r，消耗的电能，则转盘每圈转动消耗的电能为
故60圈消耗的电能为
6．（2023·安徽淮南·校考一模）将定值电阻R1＝6Ω、R2＝10Ω连在如图所示的电路中，电源电压恒定不变，只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A，则开关S、S1，都闭合时，电流表示数为 A，10s内整个电路消耗的电能为 J。
【答案】 0.8 24
【解析】[1]如图所示，只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，电流表测通过R2的电流I2＝0.3A，由欧姆定律可得，电源电压为
开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路电压特点有
则通过R1的电流为
因S1闭合前后，通过R2的电流不变，故干路电流为
[2]10秒钟内整个电路消耗的电能为
7．（2023·辽宁沈阳·统考三模）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；当电流时，通电10s电阻箱消耗的电能为 J。
【答案】 6 5
【解析】[1]电阻箱与定值电阻串联，电流表测电路的电流，由图乙可知，当电阻箱的电阻为5Ω和20Ω时，对应的电流大小分别为0.4A和0.2A，根据串联电阻的规律及欧姆定律，因电源电压不变，故有
即
解之
电源电压
U=6V
[2]当电流时，根据欧姆定律，定值电阻的电压为
U0=IR0=0.5A×10Ω=5V
根据串联电路电压的规律，电阻箱的电压为
U箱=U-U0=6V-5V=1V
通电10s电阻箱消耗的电能为
W= U箱It=1V×0.5A×10s=5J
8．（2023·江苏宿迁·统考一模）如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，电流表量程0~0.6A、电压表量程0~3V。在保障电路安全的前提下，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡10s内消耗的电能为 J，再移动滑片P，电流表示数与R2关系如图乙a所示，当断开S1闭合S、S2、S3时，电流表示数与R2的关系如图乙b所示，则I1= A（忽略小灯泡电阻变化）。
【答案】 18 0.45
【解析】[1]如图甲所示电路中，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，电路中只有灯泡L接入电路，此时灯泡正常发光，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，则小灯泡10s内消耗的电能为
[2]由上可知，电路中只有灯泡L接入电路中，此时灯泡正常发光，说明电源电压为
再移动滑片P，小灯泡电阻不变，灯泡L与R2一起串联在电路中，电流表测电路中的电流，此时电压表测量R2两端的电压，其中灯泡电阻为
电流表示数与R2关系如图乙a所示，随着电阻R2增大，电流表示数减小，电压表示数增大，在保障电路安全的前提下，当电压表示数U2最大为3V时，此时利用串联电路电流相等可知
则此时滑动变阻器接入电路的电阻为
当断开S1闭合S、S2、S3时，灯泡L被短路，定值电阻R1与R2并联在电路中，电流表测量干路上的电流，此时当R2电阻为20Ω时，电路中电流最大，在保障电路安全的前提下，此时最大电流为0.6A，其中通过R2电阻的电流为
通过R1的电流为
可以求出定值电阻R1电阻为
如图乙b所示，随着电阻R2增大，电流表示数减小，当滑动变阻器阻值为
此时该支路的电流为
则此时对应干路上的电流
此时图中总电流I1示数为0.45A。
三、计算题
9．（2023·广东汕头·统考二模）2022年11月29日，神舟十五号载人飞船发射成功，与神十四乘组实现首次太空会师。小宇通过查阅资料了解到，飞船在发射前，科技人员要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的模拟检测电路，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1min，整个电路消耗的电能；
（3）若电压表示数为176V，此时舱内的气压值。
【答案】（1）2A；（2）2.64×104J；（3）6×104Pa
【解析】解：（1）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；通过R0的电流为
（2）由图乙可知，舱体内气压为1.0×105Pa时，压敏电阻R的阻值为10Ω，由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻
由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流为
由欧姆定律可知，电源电压为
则工作1min，电路消耗的总电能为
（3）若电压表示数为176V，此时电路中的电流为
由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻
则压敏电阻的阻值
由图乙可知，此时舱内的气压值为
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2.64×104J；
（3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值为6×104Pa。
10．（2023·上海·校联考一模）在如图所示的电路中，电源电压为6伏保持不变，电阻R1的阻值为5欧，电阻R2的阻值为20欧。闭合开关S，求：
（1）电阻R1通电10秒所消耗的电能；
（2）电流表示数I。
【答案】（1）72J；（2）1.5A
【解析】解：（1）由图可知，该电路为电阻R1、R2的并联电路，电流表测该电路的干路电流。根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知，通过电阻R1的电流为
电阻R1通电10秒所消耗的电能
W=U1I1t=6V×1.2A×10s=72J
（2）通过电阻R2的电流为
干路电流即电流表示数为
I=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A
答：（1）电阻R1通电10秒所消耗的电能是72J；
（2）电流表示数是1.5A。
11．（2023·江西九江·统考一模）如图所示电路中，电源电压保持不变，定值电阻R2的阻值是，闭合开关后，电流表示数为，电压表示数为，求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）开关闭合通电后，R2消耗的电能。
【答案】（1）6Ω；（2）30J
【解析】解：（1）由电路图可知，电路为R1、R2的串联电路，电压表测R1两端的电压，电流表测电路电流，电阻R1的阻值为
（2）串联电路中电流相同，开关闭合通电后，R2消耗的电能
答：（1）电阻R1的阻值为6Ω；
（2）开关闭合通电后，R2消耗的电能为30J。
12．（2023·福建·校联考一模）梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%~60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示，R0为1kΩ的定值电阻，电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当电路电流为2mA时：
（1）计算此时R0两端的电压；
（2）若空气湿度不变，求3min内湿敏电阻消耗的电能；
（3）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。
【答案】（1）2V；（2）1.44J；（3）50%，人体感觉舒适
【解析】解：（1）由图甲可知，闭合开关，两电阻串联，电流表测量电路中的电流，电路中的电流
I=2mA=0.002A
R0两端的电压
U=IR0=0.002A×1000Ω=2V
（2）由串联电路电压的规律可知湿敏电阻两端的电压
UR=U-U=6V-2V=4V
3min内湿敏电阻消耗的电能
W=URIt=4V×0.002A×3×60s=1.44J
（3）此时湿敏电阻的阻值
从图乙中可知此时的空气湿度为50%，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%~60%，在人体感觉舒适得范围内，所以人体感觉舒适。
答：（1）此时R0两端的电压是2V；
（2）若空气湿度不变，3min内湿敏电阻消耗的电能是1.44J；
（3）此时的空气湿度是50%，人体感觉舒服。
13．（2023·吉林·统考二模）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.8A和0.3A。求：
（1）电源电压U；
（2）通电20s，电阻R2消耗的电能W。
【答案】（1）6V；（2）60J
【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，干路电流
I=0.8A
通过电阻R1的电流
I1=0.3A
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由 可得，电源的电压
U=I1R1=0.3A×20Ω=6V
（2）通过电阻R2的电流
I2=I-I1=0.8A-0.3A=0.5A
通过20s电阻R2消耗的电能
W=UI2t=6V×0.5A×20s=60J
答：（1）电源电压为6V；
（2）通过20s电阻R2消耗的电能为60J。
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