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初中物理沪科版（2024）九年级全册第一节 电流做功巩固练习
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这是一份初中物理沪科版（2024）九年级全册第一节 电流做功巩固练习，共29页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇B． 电水壶
C． 电饭煲D． 电视机
2．下列各组中都属于电功单位的一组是（ ）
A．J，V•AB．J，kW•hC．W，V•AD．W，J
3．关于电功，下列说法不正确的是（ ）
A．电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B．电流做功的过程就是消耗电能的过程
C．用电能表可以测量电流做功的多少
D．电流越大，电流做功就一定越多
4．某充电宝标有“电池能量：74W·h”，某手机电池标有“电池容量：3.7V4000mA·h”，则该充电宝的电池能量是手机电池容量的（ ）
A．2倍B．3倍C．4倍D．5倍
5．下列关于电功的说法中，错误的是（ ）
A．用电器消耗电能的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程
B．用电器消耗的电能越多，电流做的功越多
C．电动机工作时，电流做功将电能转化为机械能
D．电功的单位与电能的单位是不同的
6．小明家上次查看电能表示数为，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992kW•h
B．电能表是测量电功率的仪表
C．这个电能表的测量值是以“J”为单位
D．若只让一个标有“220V，1000W”的电热水器正常工作20min，则电能表的圆盘转1200转
7．有两个电阻R1和R2，R1=9Ω，R2=3Ω，采用下列四种连接方式，分别接到电压为12V的电源上，通电10min，电流做功最少的连接方式是（ ）
A．R1和R2并联B．R1和R2串联C．只接入R1D．只接入R2
8．小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一天他把自己的手机拆开，看到了一块如图所示的锂电池。以下是他做出的判断，其中不正确的是（ ）
A．这块电池能提供的电能大约为2.3×104J
B．图中mAh和Wh都是能量的单位
C．将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元
D．这块电池提供的电能若全部用来驱动电动机，能借助机械将一个中学生提升超过20m高
9．甲、乙、丙三个导体串联在电路中，它们材料相同、均为圆柱体，规格如表所示，通电1min，电流通过甲、乙、丙做的功分别为，则（ ）
A．B．C．D．
10．现有两个定值电阻R1和R2（R1A．W甲>W乙>W丙>W丁B．W乙>W丙>W丁>W甲
C．W甲>W丙>W丁>W乙D．W丙>W丁>W乙>W甲
二、填空题
11．电流所做的功叫______。电功国际单位是______，常用单位有度（千瓦时），1度=1千瓦时=______焦耳。
12．在通电时间相同的情况下，电压越大，电流越大，电流做功越____；如果电压和电流不变，通电时间越长，电流做功就越____．所以电流在某段电路上所做的功，等于这段电路上_____、_____和_____的乘积．写成公式是__________．
13．电流通过电炉工作时是把_______能转化为______能．给蓄电池充电的过程，实际上是把_____能转化为________能的过程，如果在充电过程中消耗了2000焦的电能，则_______能大约增加了______焦，电流做了______焦的功．
14．如图所示，，则通过和的电流之比为______，相同时间内电流通过和做的功之比为______．
15．（1）小明家中一周前、后电能表示数如图甲所示，则他家这段时间内消耗的电能为______。
（2）如图是小明家中电能表照片，其中“220V”表示______；“10A”表示______，小明发现当他家电路中只有一个电冰箱工作时，电能表的表盘3min转了15r，则电冰箱功率为______W（保留一位小数）。
16．如图所示电路，电源电压恒定不变，电阻，．当断开时，电流表的示数为______；当闭合时，1分钟内电流通过做的功为______，电流在1分钟内总共做功______．
17．观察如图所示电能表铭牌，把所缺部分补充完整．
（1）“”表示该电能表的______为，_______为20A．
（2）“”“”表示该电能表应在电压为______、频率为的交流电路中使用．
（3）“”表示用电器每消耗的电能，电能表的转盘转过______圈．
18．如图所示电路图，电源电压恒定。
（1）当开关S1断开，S2、S3闭合时，电流表的读数为0.3A。当开关S1、S2闭合，S3断开时，由于R1、R2中有一个电阻出现故障，电流表的读数为0.6A，电压表的读数为3V。则电源电压为______ 伏，电路中出现的故障是______ 。
（2）若电路正常工作，在1分钟内，电流通过R1做的功最少为_______J。
三、实验题
19．对于“电流做功与哪些因素有关”的问题，刘星同学作了如下猜想：、
猜想A：电流做功可能与电压有关；
猜想B：电流做功可能与电流有关；
猜想C：电流做功可能与通电时间有关。
为了验证自己的猜想，他选择了如图甲所示的装置（除电阻丝阻值不同外，其余条件均相同）及电源、开关、电压表、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路，如图乙所示。
(1)将两电阻丝串联接入电路的目的是为了控制通过电阻丝的______和通电时间相同， 采用的科学探究方法是______；
(2)接通电路前他想：通电一段时间后观察温度计示数的变化，若两只温度计示数变化不同，则说明电流做功与电阻丝两端的______有关。
20．在做“比较灯泡的亮暗”实验时，可以根据灯泡的亮暗程度验证相同时间内电流做功的多少与电压、电流的关系。如图是进行实验的电路之一。
(1)提供标有“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡若干，则应选用的灯泡是______（选填“相同规格”或“不同规格”）的；
(2)利用如图所示电路进行实验，控制了______和时间相同，探究电流做功多少与______的关系，
(3)对于“电流做功多少与通电时间的关系”，是否一定要通过实验探究发现？______ （选填“不一定”或“一定”）。
21．为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和___________，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，___________越大，电流做功越多；
（2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目标，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。___________ ；
（3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取___________的办法进行实验，测量多组不同数据。
22．在探究“电流做功的多少与哪些因素有关”时，同学们猜想：电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关。小浩同学利用所学知识设计并连接了如图甲所示的实验电路。
(1)小浩设计的实验中，利用小灯泡把电能主要转化为______能来显示电流做功的多少；
(2)实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应______（选填“相同”或“不同”）；
(3)小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器，目的之一是为了保护电路，另一个目的是______；
(4)在图甲所示的电路中，两个小灯泡是______（选填“串联”或“并联”）的，这样连接是为了探究电流做功的多少与______的关系；
(5)完成上述探究后，小浩发现上述猜想中有一个猜想无法用图甲所示的电路验证，请你帮助小浩设计一个可以验证猜想的电路，把电路图画在图乙的虚线框内；______
(6)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小浩是否必须通过实验验证？你的看法是_______（选填“不必”或“必须”），你的理由是______。
23．小春猜想电功可能与电压、电流以及通电时间有关，于是他设计了如图所示的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，容器内封闭有等质量的空气，电阻丝R甲=10Ω，R乙=5Ω，实验前A、B两U形管内液面相平：
（1）由于电功不易直接测量，因此在实验中利用电功等于消耗的电能，将电能转化为__________能加热密闭空气，通过U形管中液面高度的变化来显示容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是___________。
（2）他将R甲与R乙串联在恒压电源两端，是为了控制___________相等，探究电功与___________（均选填“电流”或“电压”）的关系。
（3）他将R甲与R乙并联在恒压电源两端，如图观察A、B中液面高度的变化，则电流对___________（选填“R甲”或“R乙”）做功较多。则在导体两端电压和通电时间相同时，电流越___________（选填“大”或“小”），电流对导体做功越多。
24．小莎利用如图所示的实验装置，探究电流做功多少跟什么因素有关。通过电动机将质量一定的重物提升一段距离来反映电流做功的多少，闭合开关，电动机将重物提升的高度越大，表明电流做的功越多。电路中的电源两端的电压可调，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量通过电动机的电流，现将测得的实验数据记录在下表中。
（1）闭合开关后，电动机将重物提升的过程，是将_______能转化为重物的机械能的过程；
（2）比较实验次数1和2，可以归纳出的结论是：电流做功的多少与_______有关；
（3）比较实验次数1、3和4，可以归纳出的结论是：在通电时间一定时，电流与电压的乘积越大，电流通过电动机所做的功越_______。
25．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)经过讨论，认为不应该选择图甲电路，原因是____________。
(2)为研究电流做功与电压的关系，应该选择图___________所示的电路。
(3)利用图内电路研究某问题，当闭合开关后，发现两灯都不亮，电压表V1有示数，电压表V2无示数，则电路发生的故障是___________。
(4)学习电功率知识后，小明想测灯泡的额定功率，将标有“12V 6W”灯泡L1和“6V 4W”灯泡L2按图丙电路连接，再接入电流表。经分析，能测出灯泡_________的额定功率。
四、计算题
26．有一只灯泡接在220V的家庭电路中，发光10h ，消耗了1度电，问：这只灯泡工作时通过它 的电流是多大？
27．如图所示是小芳家的电能表，她家同时使用两个1200W的空调，这个电能表___（选填“会”或“不会”）烧坏；若关闭其中一个空调，另一个空调单独正常工作3min，消耗的电能为_____kW•h，这段时间电能表转盘转了36转，则每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转_____转。
28．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。
29．为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，同时降低居民的用电费用，某市部分地区已使用了分时电能表电费价目表如下：
使用分时电表后，为了节省电费小明将自家用电水壶烧开水安排到用电低谷期，并且观察到只有电水壶烧水时，家里电能表［标有］表盘每分钟转36r.20min烧开一壶水.如果小明家每天烧两壶开水，请你估算仅利用电水壶烧水一项，小明家一个月（30天）节约电费多少元？
30．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。
31．现在市场上流行如图所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）电热丝R2的阻值；
（2）这个电饭锅在0~20min内把质量为2.2kg的米饭由45℃加热到100℃，试计算米饭吸收的热量；[c米饭=4.2×103J/(kg⋅℃)]
（3）求电饭锅在这段时间内加热的效率。
导体
长度/cm
横截面积/cm2
甲
5
1
乙
10
1
丙
5
2
次数
电流表示数I/A
电压表示数U/V
通电时间t/s
重物上升高度h/m
1
0.12
4
10
0.06
2
0.12
4
20
0.12
3
0.14
6
10
0.09
4
0.16
10
10
0.17
原电表计费方法
分时电表计费方法
时间范围
全天
高峰期
低谷期
8.00~21：00
21.00~次日8：00
单位：元/度
0.53
0.55
0.35
16.1 电流做功
一、单选题
1．以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇B． 电水壶
C． 电饭煲D． 电视机
【答案】A
【解析】A．电风扇通电后会转动，把电能转化为机械能。故A符合题意；
BC．电水壶、电饭煲都是利用电流的热效应工作的，主要把电能转化为内能。故BC不符合题意；
D．电视机在工作时消耗电能，输出光信号和声信号，因而是把电能转化为光能和声能。故D不符合题意。
故选A。
2．下列各组中都属于电功单位的一组是（ ）
A．J，V•AB．J，kW•hC．W，V•AD．W，J
【答案】B
【解析】由公式P＝UI可知，V⋅A是电功率的单位，W是电功率的单位，J和kW•h都是电功的单位．故选B.
【点睛】电功、电能有主单位、常用单位，本题考查对电功单位的认识．必要时结合相关公式可做出判断．
3．关于电功，下列说法不正确的是（ ）
A．电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B．电流做功的过程就是消耗电能的过程
C．用电能表可以测量电流做功的多少
D．电流越大，电流做功就一定越多
【答案】D
【解析】A．根据能量守恒定律可知，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故A正确，A不符合题意；
B．电流做功的过程，就是消耗电能的过程，电流做功越多，消耗的电能就越多，故B正确，B不符合题意；
C．电能表是用来测量电流做功的多少的仪器，可以直接用电能表测量电流做功的多少，故C正确，C不符合题意；
D．由可知，电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关，电流越大，故电流做功不一定越多，故D错误，D符合题意。
故选D。
4．某充电宝标有“电池能量：74W·h”，某手机电池标有“电池容量：3.7V4000mA·h”，则该充电宝的电池能量是手机电池容量的（ ）
A．2倍B．3倍C．4倍D．5倍
【答案】D
【解析】手机电池容量：3.7V，4000mA·h，即电池能量为
3.7V×4A·h=14.8W·h
该充电宝的电池能量是手机电池容量
=5倍
故选D。
5．下列关于电功的说法中，错误的是（ ）
A．用电器消耗电能的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程
B．用电器消耗的电能越多，电流做的功越多
C．电动机工作时，电流做功将电能转化为机械能
D．电功的单位与电能的单位是不同的
【答案】D
【解析】A．用电器在使用过程中通过电流做功，将电能转化成其他形式的能，故A正确，不符合题意；
B．用电器在使用过程中通过电流做功，将电能转化成其他形式的能，根据能量守恒定律，用电器消耗的电能越多，电流做的功越多，故B正确，不符合题意；
C．电动机在工作过程中消耗电能，转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．电功的单位是焦耳，电能的单位也是焦耳，故D错误，符合题意．
6．小明家上次查看电能表示数为，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992kW•h
B．电能表是测量电功率的仪表
C．这个电能表的测量值是以“J”为单位
D．若只让一个标有“220V，1000W”的电热水器正常工作20min，则电能表的圆盘转1200转
【答案】D
【解析】A．他家在这段时间内消耗的电能
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．电能表是测量消耗电能的仪表，测量值的单位是kW•h，故C错误；
D．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，只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作20min，其消耗的电能为
则电能表的圆盘转过的圈数
故D正确。
故选D。
7．有两个电阻R1和R2，R1=9Ω，R2=3Ω，采用下列四种连接方式，分别接到电压为12V的电源上，通电10min，电流做功最少的连接方式是（ ）
A．R1和R2并联B．R1和R2串联C．只接入R1D．只接入R2
【答案】B
【解析】根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻，电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知，
当两个电阻串联时总电阻最大，由可知，两电阻串联时，相同时间内电流做功最少，故B正确。
8．小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一天他把自己的手机拆开，看到了一块如图所示的锂电池。以下是他做出的判断，其中不正确的是（ ）
A．这块电池能提供的电能大约为2.3×104J
B．图中mAh和Wh都是能量的单位
C．将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元
D．这块电池提供的电能若全部用来驱动电动机，能借助机械将一个中学生提升超过20m高
【答案】B
【解析】A．这块电池能提供的电能大约为
W＝UIt＝3.7V×1.7A×3600s＝2.2644×104J
和2.3×104J相差不大，故A正确，不符合题意；
B．mA是电流的单位，h是时间的单位，所以mAh是电荷量的单位，不是能的单位，W是功率的单位，h是时间的单位，故Wh是能量的单位，故B错误，符合题意；
C．由A知电池能提供的电能大约为
2.3×104J≈0.006kW•h
根据我国电的价格，将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元，故C正确，不符合题意；
D．中学生的重力约为500N，根据W＝Gh知
故D正确，不符合题意。
故选B。
9．甲、乙、丙三个导体串联在电路中，它们材料相同、均为圆柱体，规格如表所示，通电1min，电流通过甲、乙、丙做的功分别为，则（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】甲乙导体材料和横截面积相同，乙的长度大于甲的长度，乙的电阻大于甲的电阻，甲丙导体材料和长度相同，丙的横截面积大于甲的横截面积，丙的电阻小于甲的电阻，即
R乙＞R甲＞R丙
将它们串联在电路中，电流大小相等，通电1min，根据W=I2Rt可知
W乙＞W甲＞W丙
故选A。
10．现有两个定值电阻R1和R2（R1A．W甲>W乙>W丙>W丁B．W乙>W丙>W丁>W甲
C．W甲>W丙>W丁>W乙D．W丙>W丁>W乙>W甲
【答案】B
【解析】因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且R1R甲>R丁>R丙>R乙
因电源的电压恒为U，且工作时间相等，由可知，四个电路中电流做功大小关系为
W乙>W丙>W丁>W甲
故ACD错误，B正确。
故选B。
二、填空题
11．电流所做的功叫______。电功国际单位是______，常用单位有度（千瓦时），1度=1千瓦时=______焦耳。
【答案】 电功 焦耳 3.6×106
【解析】[1]电功的定义是电流所做的功。
[2]电功的国际单位是焦耳（J）。
[3]1度=1千瓦时= 1000W3600s=3.6×106J
12．在通电时间相同的情况下，电压越大，电流越大，电流做功越____；如果电压和电流不变，通电时间越长，电流做功就越____．所以电流在某段电路上所做的功，等于这段电路上_____、_____和_____的乘积．写成公式是__________．
【答案】 多 多 电压 电流 时间 W=UIt
【解析】根据焦耳定律可知在通电时间相同的情况下，电压越大，电流越大，电流做功越多；电流在某段电路上所做的功，等于这段电路上电压、电流和时间的乘积．写成公式是W=UIt．
13．电流通过电炉工作时是把_______能转化为______能．给蓄电池充电的过程，实际上是把_____能转化为________能的过程，如果在充电过程中消耗了2000焦的电能，则_______能大约增加了______焦，电流做了______焦的功．
【答案】 电 内 电 化学 化学 2000 2000
【解析】[1][2]电炉是利用电流热效应工作的，是将电能转化为内能；
[3][4]蓄电池充电时是将电能转化成化学能储存起来；
[5][6][7]充电过程中电流做功将电能转化为化学能，消耗了2000焦电能，则化学能大约增加了2000焦，即电流做了2000焦的功．
14．如图所示，，则通过和的电流之比为______，相同时间内电流通过和做的功之比为______．
【答案】
【解析】[1]由图可知，两个电阻串联，串联电路中通过各电路元件的电流相等，所以通过和的电流之比为；
[2]由于
，
所以
，
则相同时间内电流通过和做的功之比
．
15．（1）小明家中一周前、后电能表示数如图甲所示，则他家这段时间内消耗的电能为______。
（2）如图是小明家中电能表照片，其中“220V”表示______；“10A”表示______，小明发现当他家电路中只有一个电冰箱工作时，电能表的表盘3min转了15r，则电冰箱功率为______W（保留一位小数）。
【答案】 41.8 电能表在220V的电路中使用 额定最大电流 100
【解析】（1）[1]小明家这周共消耗的电能
W=823.3kW•h-781.5kW•h=41.8kW•h
（2）[2][3]电能表表盘上的参数220V是指该电能表要接在220V的电路中使用；10A是表示允许通过的最大电流为10A。
[4]电能表的表盘3min转了15r，则电冰箱在这段时间内消耗的电能是
由 知道，电冰箱功率
16．如图所示电路，电源电压恒定不变，电阻，．当断开时，电流表的示数为______；当闭合时，1分钟内电流通过做的功为______，电流在1分钟内总共做功______．
【答案】 36 144
【解析】[1]当断开时，只有R1接入电路，则电路中电流为
；
[2]当闭合时，两电阻并联，通过R1的电流不变，通过R2的电流为
，
1分钟内电流通过R2做的功为
；
[3]干路中的电流为
，
电流在1分钟内总共做功为
W总．
17．观察如图所示电能表铭牌，把所缺部分补充完整．
（1）“”表示该电能表的______为，_______为20A．
（2）“”“”表示该电能表应在电压为______、频率为的交流电路中使用．
（3）“”表示用电器每消耗的电能，电能表的转盘转过______圈．
【答案】 标定电流 额定最大电流 220V 600
【解析】(1)[1]“10A”表示该电能表的标定电流；
[2] “20A”表示这个电能表使用时额定最大电流为20A；
(2)[3] “220V”表示电能表应该在220V的电路中使用；
(3)[4] “600r/(kW•h)”表示每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转600r．
18．如图所示电路图，电源电压恒定。
（1）当开关S1断开，S2、S3闭合时，电流表的读数为0.3A。当开关S1、S2闭合，S3断开时，由于R1、R2中有一个电阻出现故障，电流表的读数为0.6A，电压表的读数为3V。则电源电压为______ 伏，电路中出现的故障是______ 。
（2）若电路正常工作，在1分钟内，电流通过R1做的功最少为_______J。
【答案】 3 R1断路 24
【解析】（1）[1][2]当开关S1断开，S2、S3闭合时，R2短路，电路为R1的简单电路，电流表测电路的电流，电流表的读数为0.3A；当开关S1、S2闭合，S3断开时，若电路正常，则两电阻并联，则电路故障不可能是短路，否则会形成电源短路。根据题意，由于R1、R2中有一个电阻出现故障，根据并联电路各支路互不影响，若R2断路，则通过R1的电流应0.3A，已知电流表的读数为0.6A，故不可能是R2断路，则出现故障的只能为R1，此时，电路为R2的简单电路，电压表测电源电压，因电压表的读数为3V，则电源电压为3伏，电路中出现的故障是R1断路。
（2）[3]根据（1），由欧姆定律
根据，当通过R1的电流最小时，电流通过R1做的功最小，故当只闭合S3两电阻串联（电路的电阻最大）时，通过R1的电流最小，由欧姆定律，此时电路的电流为
故电路正常工作，在1分钟内，电流通过R1做的功最少为
三、实验题
19．对于“电流做功与哪些因素有关”的问题，刘星同学作了如下猜想：、
猜想A：电流做功可能与电压有关；
猜想B：电流做功可能与电流有关；
猜想C：电流做功可能与通电时间有关。
为了验证自己的猜想，他选择了如图甲所示的装置（除电阻丝阻值不同外，其余条件均相同）及电源、开关、电压表、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路，如图乙所示。
(1)将两电阻丝串联接入电路的目的是为了控制通过电阻丝的______和通电时间相同， 采用的科学探究方法是______；
(2)接通电路前他想：通电一段时间后观察温度计示数的变化，若两只温度计示数变化不同，则说明电流做功与电阻丝两端的______有关。
【答案】 电流 控制变量 电压
【解析】(1)[1][2]电流做功与电压、电流以及时间有关，两电阻串联控制了通过电阻丝的电流和通电时间相同，实验采用了控制变量法。
(2)[3]两电阻丝串联接入电路即控制通过电阻丝的电流相等，又控制了通电时间相同；由于两电阻丝的阻值不同，由U=IR可知两个电阻两端的电压不同，但瓶内所装液体的质量相等，而电阻丝将电流所做的功全部转化为液体的内能，因此可以观察温度计的示数比较电流所做的功与电阻丝两端电压的关系，可以验证猜想A。
20．在做“比较灯泡的亮暗”实验时，可以根据灯泡的亮暗程度验证相同时间内电流做功的多少与电压、电流的关系。如图是进行实验的电路之一。
(1)提供标有“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡若干，则应选用的灯泡是______（选填“相同规格”或“不同规格”）的；
(2)利用如图所示电路进行实验，控制了______和时间相同，探究电流做功多少与______的关系，
(3)对于“电流做功多少与通电时间的关系”，是否一定要通过实验探究发现？______ （选填“不一定”或“一定”）。
【答案】 不同规格 电流 电压 不一定
【解析】(1)[1]选用“2.5V”和“3.8V”不同规格的灯泡各一个，便于观察灯泡的亮度。
(2)[2]图中两灯泡串联，通过两灯泡的电流相等，电路由一个开关控制，保证通电时间相等。
[3]两灯泡两端电压不相等，因此探究电流做功的多少与电压的关系。
(3)[4]对于“电流做功多少与通电时间的关系”，不必需通过实验探究发现，根据我们的生活经验可知，通电时间越长，家用电器消耗的电能越多。
21．为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和___________，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，___________越大，电流做功越多；
（2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目标，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。___________ ；
（3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取___________的办法进行实验，测量多组不同数据。
【答案】 电压表的示数 电压 改变电源电压
【解析】（1）[1][2]通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度，上升高的电流做功多，同时观察电压表的示数，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，电压越大，电流做功越多。
（2）[3]探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系，要保持电压相同，要将两电阻并联，如图所示：
（3）[4]学生电源能改变提供的电压值，若不添加新器材，可以通过学生电源改变电源电压，从而多做几次实验。
22．在探究“电流做功的多少与哪些因素有关”时，同学们猜想：电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关。小浩同学利用所学知识设计并连接了如图甲所示的实验电路。
(1)小浩设计的实验中，利用小灯泡把电能主要转化为______能来显示电流做功的多少；
(2)实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应______（选填“相同”或“不同”）；
(3)小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器，目的之一是为了保护电路，另一个目的是______；
(4)在图甲所示的电路中，两个小灯泡是______（选填“串联”或“并联”）的，这样连接是为了探究电流做功的多少与______的关系；
(5)完成上述探究后，小浩发现上述猜想中有一个猜想无法用图甲所示的电路验证，请你帮助小浩设计一个可以验证猜想的电路，把电路图画在图乙的虚线框内；______
(6)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小浩是否必须通过实验验证？你的看法是_______（选填“不必”或“必须”），你的理由是______。
【答案】 内 不同 改变灯泡的电压，便于多次实验得出普遍规律 串联 电压 不必 对电路中的同一个灯泡，电压和通过的电流相同，根据生活经验可知，通电时间越长，灯消耗的电能越多
【解析】(1)[1]小浩设计的实验中，利用小灯泡把电能主要转化为内能来显示电流做功的多少。
(2)[2]灯的规格不同时，灯的亮度不同，这样才能比较相同时间内电流做功的多少；故实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应不同。
(3)[3]电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关，研究电流做功的多少与电压关系时，要控制电流和通电时间相同，只改变电压大小，故小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器，目的之一是为了保护电路，另一个目的是改变灯泡的电压，便于多次实验得出普遍规律。
(4)[4][5]在图甲所示的电路中，两个小灯泡是串联的，根据串联电路的规律，通过的电流相等，而两灯的规格不同，分得的电压不同，所以这样连接是为了探究电流做功的多少与电压的关系。
(5)[6]研究电流做的功与电流关系时，要控制电压和通电时间相同，而上述实验中，因灯的规格不同，灯的电压不同，故无法研究电流做的功与电流的关系。根据并联电路电压的规律，可将两灯泡并联，电流表分别测量两支路的电流，并在干路中串联一个滑动变阻器，如下图所示：
(6)[7][8]对电路中的同一个灯泡，电压和通过的电流相同，根据生活经验可知，通电时间越长，灯消耗的电能越多，即电流做的功越多，故对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，不必通过实验验证。
23．小春猜想电功可能与电压、电流以及通电时间有关，于是他设计了如图所示的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，容器内封闭有等质量的空气，电阻丝R甲=10Ω，R乙=5Ω，实验前A、B两U形管内液面相平：
（1）由于电功不易直接测量，因此在实验中利用电功等于消耗的电能，将电能转化为__________能加热密闭空气，通过U形管中液面高度的变化来显示容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是___________。
（2）他将R甲与R乙串联在恒压电源两端，是为了控制___________相等，探究电功与___________（均选填“电流”或“电压”）的关系。
（3）他将R甲与R乙并联在恒压电源两端，如图观察A、B中液面高度的变化，则电流对___________（选填“R甲”或“R乙”）做功较多。则在导体两端电压和通电时间相同时，电流越___________（选填“大”或“小”），电流对导体做功越多。
【答案】 内 转换法 电流 电压 R乙 大
【解析】（1）[1]由于电功不易直接测量，因此在实验中利用电能转化成内能来加热密闭空气。当气体温度升高，压强会变大，U形管两侧的液面高度会发生变化，且温度越高，高度差越明显。
[2]实验中是将不易直接测量的电功，转换为可以直接观测的液面高度差，因此采用的物理研究方法是转换法。
（2）[3][4]串联电路电流处处相等，且串联时电流路径只有一条，可以保证通电时间相同。因此将R甲与R乙串联在恒压电源两端时，是为了控制电流相等，从而探究电功与电压的关系。
（3）[5]将R甲与R乙并联在恒压电源两端，则电压相同，从而探究电功与电流的关系。因为R甲大于R乙，因此流过R乙的电流更大。观察到B中液面高度差更大，说明B中产生的热量更多，即电流做功更多。因此电流对R乙做功更多。
[6]通过实验，可以得出结论：在导体两端电压和通电时间相同时，电流越大，电流对导体做功越多。
24．小莎利用如图所示的实验装置，探究电流做功多少跟什么因素有关。通过电动机将质量一定的重物提升一段距离来反映电流做功的多少，闭合开关，电动机将重物提升的高度越大，表明电流做的功越多。电路中的电源两端的电压可调，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量通过电动机的电流，现将测得的实验数据记录在下表中。
（1）闭合开关后，电动机将重物提升的过程，是将_______能转化为重物的机械能的过程；
（2）比较实验次数1和2，可以归纳出的结论是：电流做功的多少与_______有关；
（3）比较实验次数1、3和4，可以归纳出的结论是：在通电时间一定时，电流与电压的乘积越大，电流通过电动机所做的功越_______。
【答案】 电 通电时间 多
【解析】（1）[1]电流通过电动机时，消耗了电能，而电动机又提升了重物，所以是电能转化为了机械能。
（2）[2]由表中实验序号为1、2的实验数据可知，在电流与电压相等时，通电时间越长，重物上升的高度越大，电流做功越多，由此可得：在电压与电流一定时，通电时间越长，电流做功越多，即电流做功的多少与通电时间有关。
（3）[3]由表中实验序号为1、3和4的实验数据可知，通电时间相同而电压与电流不同，电压与电流的乘积越大，重物上升的高度越高，电流做功越多，由此可得：在通电时间一定的情况下，电流做功与电流和电压的乘积有关，电流与电压乘积越大，电流做功越多。
25．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)经过讨论，认为不应该选择图甲电路，原因是____________。
(2)为研究电流做功与电压的关系，应该选择图___________所示的电路。
(3)利用图内电路研究某问题，当闭合开关后，发现两灯都不亮，电压表V1有示数，电压表V2无示数，则电路发生的故障是___________。
(4)学习电功率知识后，小明想测灯泡的额定功率，将标有“12V 6W”灯泡L1和“6V 4W”灯泡L2按图丙电路连接，再接入电流表。经分析，能测出灯泡_________的额定功率。
【答案】 无法使用控制变量法 丙 L1开路 L1
【解析】(1)[1]甲电路中，滑动变阻器滑片移动时，灯泡两端的电压和电流都在变化，无法控制电流或者电压不变，根据控制变量法的思想，不能研究电流做功与电压和电流的关系，因为电路中电压和电流同时改变，不能单独控制其中一个不变。
(2)[2]研究电流与电压的关系，就应该控制电路中的电流不变，通过比较电压，研究电流做功与电压的关系，图丙中两只灯泡串联，控制了电流相同。
(3)[3]图丙中，闭合开关后电压表V1 有示数，说明V1 →开关→电源→滑动变阻器→灯L2 这部分电路无断路；电压表V2 无示数，说明V2 →灯L1 →开关→电源→滑动变阻器这部分电路有断路，由以上分析知道，电路故障就是灯L1 断路了。
(4)[4]“12V 6W”灯泡L1 额定电流
“6V 4W”灯泡L2 额定电流
因为0.5A＜0.67A以及两灯串联，所以，为保护灯L1 ，电路中的电流不能超过0.5A因此灯泡L1 能正常发光，接入电流表能测量灯L1 的额定功率。
四、计算题
26．有一只灯泡接在220V的家庭电路中，发光10h ，消耗了1度电，问：这只灯泡工作时通过它 的电流是多大？
【答案】0.45A
【分析】本题是利用W=UIt的变形公式求解，解答过程中，要注意统一单位。1kWh=3.6×106J。
【解析】解：由W=UIt可得，
这只灯泡工作时通过它的电流
答：这只灯泡工作时通过它 的电流是0.45A。
27．如图所示是小芳家的电能表，她家同时使用两个1200W的空调，这个电能表___（选填“会”或“不会”）烧坏；若关闭其中一个空调，另一个空调单独正常工作3min，消耗的电能为_____kW•h，这段时间电能表转盘转了36转，则每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转_____转。
【答案】 不会 0.06 600
【解析】[1]由电能表可知，电能表工作在220V，最大电流20A的电路中，即可承受功率为
而两个1200W的空调总功率为2400W，所以电能表不会损坏。
[2]
3min=0.05h
1200W=1.2kW
则消耗电能
[3]设每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转x转，则
解得
x=600r
28．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。
29．为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，同时降低居民的用电费用，某市部分地区已使用了分时电能表电费价目表如下：
使用分时电表后，为了节省电费小明将自家用电水壶烧开水安排到用电低谷期，并且观察到只有电水壶烧水时，家里电能表［标有］表盘每分钟转36r.20min烧开一壶水.如果小明家每天烧两壶开水，请你估算仅利用电水壶烧水一项，小明家一个月（30天）节约电费多少元？
【答案】2.88元
【解析】电水壶每分钟消耗的电能：
则一个月消耗的电能为：
度
节约电费：
元/度元.
答：小明家一个月（30天）节约电费2.88元．
30．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。
【答案】（1）12V；（2）1.2A， 864J
【解析】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，由可得，电源的电压为
（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
则干路电流表的示数
通电1min电路消耗的总电能
答：（1）电源电压为12V；
（2）S1、S2都闭合时，通电1min电路消耗的总电能864J。
31．现在市场上流行如图所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）电热丝R2的阻值；
（2）这个电饭锅在0~20min内把质量为2.2kg的米饭由45℃加热到100℃，试计算米饭吸收的热量；[c米饭=4.2×103J/(kg⋅℃)]
（3）求电饭锅在这段时间内加热的效率。
【答案】（1）73.3Ω；（2）5.082×105J；（3）70%
【解析】解：（1）开关S闭合时，电路为R2的简单电路，此时电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的电流I=3A，由 可知，R2的阻值
（2）米饭吸收的热量
Q吸=c米饭m(t2-t1)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2.2kg×(100℃-45℃)=5.082×105J
（3）开关S断开时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的电流I′=2A，由图像可知，在0~15min内，I=3A时的工作时间
t=10min+5min=15min=900s
I′＝2A时的工作时间
t′=5min=300s
电饭锅在0~20min内消耗的电能
W=UIt+UI′t′=220V×3A×900s+220V×2A×300s=7.26×105J
电饭锅在这段时间内加热的效率
答：（1）电热丝R2的阻值为73.3Ω；
（2）米饭吸收的热量为5.082×105J；
（3）电饭锅在这段时间内加热的效率为70%。
导体
长度/cm
横截面积/cm2
甲
5
1
乙
10
1
丙
5
2
次数
电流表示数I/A
电压表示数U/V
通电时间t/s
重物上升高度h/m
1
0.12
4
10
0.06
2
0.12
4
20
0.12
3
0.14
6
10
0.09
4
0.16
10
10
0.17
原电表计费方法
分时电表计费方法
时间范围
全天
高峰期
低谷期
8.00~21：00
21.00~次日8：00
单位：元/度
0.53
0.55
0.35
1．以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇B． 电水壶
C． 电饭煲D． 电视机
2．下列各组中都属于电功单位的一组是（ ）
A．J，V•AB．J，kW•hC．W，V•AD．W，J
3．关于电功，下列说法不正确的是（ ）
A．电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B．电流做功的过程就是消耗电能的过程
C．用电能表可以测量电流做功的多少
D．电流越大，电流做功就一定越多
4．某充电宝标有“电池能量：74W·h”，某手机电池标有“电池容量：3.7V4000mA·h”，则该充电宝的电池能量是手机电池容量的（ ）
A．2倍B．3倍C．4倍D．5倍
5．下列关于电功的说法中，错误的是（ ）
A．用电器消耗电能的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程
B．用电器消耗的电能越多，电流做的功越多
C．电动机工作时，电流做功将电能转化为机械能
D．电功的单位与电能的单位是不同的
6．小明家上次查看电能表示数为，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992kW•h
B．电能表是测量电功率的仪表
C．这个电能表的测量值是以“J”为单位
D．若只让一个标有“220V，1000W”的电热水器正常工作20min，则电能表的圆盘转1200转
7．有两个电阻R1和R2，R1=9Ω，R2=3Ω，采用下列四种连接方式，分别接到电压为12V的电源上，通电10min，电流做功最少的连接方式是（ ）
A．R1和R2并联B．R1和R2串联C．只接入R1D．只接入R2
8．小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一天他把自己的手机拆开，看到了一块如图所示的锂电池。以下是他做出的判断，其中不正确的是（ ）
A．这块电池能提供的电能大约为2.3×104J
B．图中mAh和Wh都是能量的单位
C．将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元
D．这块电池提供的电能若全部用来驱动电动机，能借助机械将一个中学生提升超过20m高
9．甲、乙、丙三个导体串联在电路中，它们材料相同、均为圆柱体，规格如表所示，通电1min，电流通过甲、乙、丙做的功分别为，则（ ）
A．B．C．D．
10．现有两个定值电阻R1和R2（R1
C．W甲>W丙>W丁>W乙D．W丙>W丁>W乙>W甲
二、填空题
11．电流所做的功叫______。电功国际单位是______，常用单位有度（千瓦时），1度=1千瓦时=______焦耳。
12．在通电时间相同的情况下，电压越大，电流越大，电流做功越____；如果电压和电流不变，通电时间越长，电流做功就越____．所以电流在某段电路上所做的功，等于这段电路上_____、_____和_____的乘积．写成公式是__________．
13．电流通过电炉工作时是把_______能转化为______能．给蓄电池充电的过程，实际上是把_____能转化为________能的过程，如果在充电过程中消耗了2000焦的电能，则_______能大约增加了______焦，电流做了______焦的功．
14．如图所示，，则通过和的电流之比为______，相同时间内电流通过和做的功之比为______．
15．（1）小明家中一周前、后电能表示数如图甲所示，则他家这段时间内消耗的电能为______。
（2）如图是小明家中电能表照片，其中“220V”表示______；“10A”表示______，小明发现当他家电路中只有一个电冰箱工作时，电能表的表盘3min转了15r，则电冰箱功率为______W（保留一位小数）。
16．如图所示电路，电源电压恒定不变，电阻，．当断开时，电流表的示数为______；当闭合时，1分钟内电流通过做的功为______，电流在1分钟内总共做功______．
17．观察如图所示电能表铭牌，把所缺部分补充完整．
（1）“”表示该电能表的______为，_______为20A．
（2）“”“”表示该电能表应在电压为______、频率为的交流电路中使用．
（3）“”表示用电器每消耗的电能，电能表的转盘转过______圈．
18．如图所示电路图，电源电压恒定。
（1）当开关S1断开，S2、S3闭合时，电流表的读数为0.3A。当开关S1、S2闭合，S3断开时，由于R1、R2中有一个电阻出现故障，电流表的读数为0.6A，电压表的读数为3V。则电源电压为______ 伏，电路中出现的故障是______ 。
（2）若电路正常工作，在1分钟内，电流通过R1做的功最少为_______J。
三、实验题
19．对于“电流做功与哪些因素有关”的问题，刘星同学作了如下猜想：、
猜想A：电流做功可能与电压有关；
猜想B：电流做功可能与电流有关；
猜想C：电流做功可能与通电时间有关。
为了验证自己的猜想，他选择了如图甲所示的装置（除电阻丝阻值不同外，其余条件均相同）及电源、开关、电压表、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路，如图乙所示。
(1)将两电阻丝串联接入电路的目的是为了控制通过电阻丝的______和通电时间相同， 采用的科学探究方法是______；
(2)接通电路前他想：通电一段时间后观察温度计示数的变化，若两只温度计示数变化不同，则说明电流做功与电阻丝两端的______有关。
20．在做“比较灯泡的亮暗”实验时，可以根据灯泡的亮暗程度验证相同时间内电流做功的多少与电压、电流的关系。如图是进行实验的电路之一。
(1)提供标有“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡若干，则应选用的灯泡是______（选填“相同规格”或“不同规格”）的；
(2)利用如图所示电路进行实验，控制了______和时间相同，探究电流做功多少与______的关系，
(3)对于“电流做功多少与通电时间的关系”，是否一定要通过实验探究发现？______ （选填“不一定”或“一定”）。
21．为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和___________，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，___________越大，电流做功越多；
（2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目标，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。___________ ；
（3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取___________的办法进行实验，测量多组不同数据。
22．在探究“电流做功的多少与哪些因素有关”时，同学们猜想：电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关。小浩同学利用所学知识设计并连接了如图甲所示的实验电路。
(1)小浩设计的实验中，利用小灯泡把电能主要转化为______能来显示电流做功的多少；
(2)实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应______（选填“相同”或“不同”）；
(3)小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器，目的之一是为了保护电路，另一个目的是______；
(4)在图甲所示的电路中，两个小灯泡是______（选填“串联”或“并联”）的，这样连接是为了探究电流做功的多少与______的关系；
(5)完成上述探究后，小浩发现上述猜想中有一个猜想无法用图甲所示的电路验证，请你帮助小浩设计一个可以验证猜想的电路，把电路图画在图乙的虚线框内；______
(6)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小浩是否必须通过实验验证？你的看法是_______（选填“不必”或“必须”），你的理由是______。
23．小春猜想电功可能与电压、电流以及通电时间有关，于是他设计了如图所示的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，容器内封闭有等质量的空气，电阻丝R甲=10Ω，R乙=5Ω，实验前A、B两U形管内液面相平：
（1）由于电功不易直接测量，因此在实验中利用电功等于消耗的电能，将电能转化为__________能加热密闭空气，通过U形管中液面高度的变化来显示容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是___________。
（2）他将R甲与R乙串联在恒压电源两端，是为了控制___________相等，探究电功与___________（均选填“电流”或“电压”）的关系。
（3）他将R甲与R乙并联在恒压电源两端，如图观察A、B中液面高度的变化，则电流对___________（选填“R甲”或“R乙”）做功较多。则在导体两端电压和通电时间相同时，电流越___________（选填“大”或“小”），电流对导体做功越多。
24．小莎利用如图所示的实验装置，探究电流做功多少跟什么因素有关。通过电动机将质量一定的重物提升一段距离来反映电流做功的多少，闭合开关，电动机将重物提升的高度越大，表明电流做的功越多。电路中的电源两端的电压可调，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量通过电动机的电流，现将测得的实验数据记录在下表中。
（1）闭合开关后，电动机将重物提升的过程，是将_______能转化为重物的机械能的过程；
（2）比较实验次数1和2，可以归纳出的结论是：电流做功的多少与_______有关；
（3）比较实验次数1、3和4，可以归纳出的结论是：在通电时间一定时，电流与电压的乘积越大，电流通过电动机所做的功越_______。
25．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)经过讨论，认为不应该选择图甲电路，原因是____________。
(2)为研究电流做功与电压的关系，应该选择图___________所示的电路。
(3)利用图内电路研究某问题，当闭合开关后，发现两灯都不亮，电压表V1有示数，电压表V2无示数，则电路发生的故障是___________。
(4)学习电功率知识后，小明想测灯泡的额定功率，将标有“12V 6W”灯泡L1和“6V 4W”灯泡L2按图丙电路连接，再接入电流表。经分析，能测出灯泡_________的额定功率。
四、计算题
26．有一只灯泡接在220V的家庭电路中，发光10h ，消耗了1度电，问：这只灯泡工作时通过它 的电流是多大？
27．如图所示是小芳家的电能表，她家同时使用两个1200W的空调，这个电能表___（选填“会”或“不会”）烧坏；若关闭其中一个空调，另一个空调单独正常工作3min，消耗的电能为_____kW•h，这段时间电能表转盘转了36转，则每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转_____转。
28．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。
29．为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，同时降低居民的用电费用，某市部分地区已使用了分时电能表电费价目表如下：
使用分时电表后，为了节省电费小明将自家用电水壶烧开水安排到用电低谷期，并且观察到只有电水壶烧水时，家里电能表［标有］表盘每分钟转36r.20min烧开一壶水.如果小明家每天烧两壶开水，请你估算仅利用电水壶烧水一项，小明家一个月（30天）节约电费多少元？
30．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。
31．现在市场上流行如图所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）电热丝R2的阻值；
（2）这个电饭锅在0~20min内把质量为2.2kg的米饭由45℃加热到100℃，试计算米饭吸收的热量；[c米饭=4.2×103J/(kg⋅℃)]
（3）求电饭锅在这段时间内加热的效率。
导体
长度/cm
横截面积/cm2
甲
5
1
乙
10
1
丙
5
2
次数
电流表示数I/A
电压表示数U/V
通电时间t/s
重物上升高度h/m
1
0.12
4
10
0.06
2
0.12
4
20
0.12
3
0.14
6
10
0.09
4
0.16
10
10
0.17
原电表计费方法
分时电表计费方法
时间范围
全天
高峰期
低谷期
8.00~21：00
21.00~次日8：00
单位：元/度
0.53
0.55
0.35
16.1 电流做功
一、单选题
1．以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇B． 电水壶
C． 电饭煲D． 电视机
【答案】A
【解析】A．电风扇通电后会转动，把电能转化为机械能。故A符合题意；
BC．电水壶、电饭煲都是利用电流的热效应工作的，主要把电能转化为内能。故BC不符合题意；
D．电视机在工作时消耗电能，输出光信号和声信号，因而是把电能转化为光能和声能。故D不符合题意。
故选A。
2．下列各组中都属于电功单位的一组是（ ）
A．J，V•AB．J，kW•hC．W，V•AD．W，J
【答案】B
【解析】由公式P＝UI可知，V⋅A是电功率的单位，W是电功率的单位，J和kW•h都是电功的单位．故选B.
【点睛】电功、电能有主单位、常用单位，本题考查对电功单位的认识．必要时结合相关公式可做出判断．
3．关于电功，下列说法不正确的是（ ）
A．电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B．电流做功的过程就是消耗电能的过程
C．用电能表可以测量电流做功的多少
D．电流越大，电流做功就一定越多
【答案】D
【解析】A．根据能量守恒定律可知，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故A正确，A不符合题意；
B．电流做功的过程，就是消耗电能的过程，电流做功越多，消耗的电能就越多，故B正确，B不符合题意；
C．电能表是用来测量电流做功的多少的仪器，可以直接用电能表测量电流做功的多少，故C正确，C不符合题意；
D．由可知，电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关，电流越大，故电流做功不一定越多，故D错误，D符合题意。
故选D。
4．某充电宝标有“电池能量：74W·h”，某手机电池标有“电池容量：3.7V4000mA·h”，则该充电宝的电池能量是手机电池容量的（ ）
A．2倍B．3倍C．4倍D．5倍
【答案】D
【解析】手机电池容量：3.7V，4000mA·h，即电池能量为
3.7V×4A·h=14.8W·h
该充电宝的电池能量是手机电池容量
=5倍
故选D。
5．下列关于电功的说法中，错误的是（ ）
A．用电器消耗电能的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程
B．用电器消耗的电能越多，电流做的功越多
C．电动机工作时，电流做功将电能转化为机械能
D．电功的单位与电能的单位是不同的
【答案】D
【解析】A．用电器在使用过程中通过电流做功，将电能转化成其他形式的能，故A正确，不符合题意；
B．用电器在使用过程中通过电流做功，将电能转化成其他形式的能，根据能量守恒定律，用电器消耗的电能越多，电流做的功越多，故B正确，不符合题意；
C．电动机在工作过程中消耗电能，转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．电功的单位是焦耳，电能的单位也是焦耳，故D错误，符合题意．
6．小明家上次查看电能表示数为，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992kW•h
B．电能表是测量电功率的仪表
C．这个电能表的测量值是以“J”为单位
D．若只让一个标有“220V，1000W”的电热水器正常工作20min，则电能表的圆盘转1200转
【答案】D
【解析】A．他家在这段时间内消耗的电能
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．电能表是测量消耗电能的仪表，测量值的单位是kW•h，故C错误；
D．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，只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作20min，其消耗的电能为
则电能表的圆盘转过的圈数
故D正确。
故选D。
7．有两个电阻R1和R2，R1=9Ω，R2=3Ω，采用下列四种连接方式，分别接到电压为12V的电源上，通电10min，电流做功最少的连接方式是（ ）
A．R1和R2并联B．R1和R2串联C．只接入R1D．只接入R2
【答案】B
【解析】根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻，电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知，
当两个电阻串联时总电阻最大，由可知，两电阻串联时，相同时间内电流做功最少，故B正确。
8．小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一天他把自己的手机拆开，看到了一块如图所示的锂电池。以下是他做出的判断，其中不正确的是（ ）
A．这块电池能提供的电能大约为2.3×104J
B．图中mAh和Wh都是能量的单位
C．将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元
D．这块电池提供的电能若全部用来驱动电动机，能借助机械将一个中学生提升超过20m高
【答案】B
【解析】A．这块电池能提供的电能大约为
W＝UIt＝3.7V×1.7A×3600s＝2.2644×104J
和2.3×104J相差不大，故A正确，不符合题意；
B．mA是电流的单位，h是时间的单位，所以mAh是电荷量的单位，不是能的单位，W是功率的单位，h是时间的单位，故Wh是能量的单位，故B错误，符合题意；
C．由A知电池能提供的电能大约为
2.3×104J≈0.006kW•h
根据我国电的价格，将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元，故C正确，不符合题意；
D．中学生的重力约为500N，根据W＝Gh知
故D正确，不符合题意。
故选B。
9．甲、乙、丙三个导体串联在电路中，它们材料相同、均为圆柱体，规格如表所示，通电1min，电流通过甲、乙、丙做的功分别为，则（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】甲乙导体材料和横截面积相同，乙的长度大于甲的长度，乙的电阻大于甲的电阻，甲丙导体材料和长度相同，丙的横截面积大于甲的横截面积，丙的电阻小于甲的电阻，即
R乙＞R甲＞R丙
将它们串联在电路中，电流大小相等，通电1min，根据W=I2Rt可知
W乙＞W甲＞W丙
故选A。
10．现有两个定值电阻R1和R2（R1
C．W甲>W丙>W丁>W乙D．W丙>W丁>W乙>W甲
【答案】B
【解析】因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且R1
因电源的电压恒为U，且工作时间相等，由可知，四个电路中电流做功大小关系为
W乙>W丙>W丁>W甲
故ACD错误，B正确。
故选B。
二、填空题
11．电流所做的功叫______。电功国际单位是______，常用单位有度（千瓦时），1度=1千瓦时=______焦耳。
【答案】 电功 焦耳 3.6×106
【解析】[1]电功的定义是电流所做的功。
[2]电功的国际单位是焦耳（J）。
[3]1度=1千瓦时= 1000W3600s=3.6×106J
12．在通电时间相同的情况下，电压越大，电流越大，电流做功越____；如果电压和电流不变，通电时间越长，电流做功就越____．所以电流在某段电路上所做的功，等于这段电路上_____、_____和_____的乘积．写成公式是__________．
【答案】 多 多 电压 电流 时间 W=UIt
【解析】根据焦耳定律可知在通电时间相同的情况下，电压越大，电流越大，电流做功越多；电流在某段电路上所做的功，等于这段电路上电压、电流和时间的乘积．写成公式是W=UIt．
13．电流通过电炉工作时是把_______能转化为______能．给蓄电池充电的过程，实际上是把_____能转化为________能的过程，如果在充电过程中消耗了2000焦的电能，则_______能大约增加了______焦，电流做了______焦的功．
【答案】 电 内 电 化学 化学 2000 2000
【解析】[1][2]电炉是利用电流热效应工作的，是将电能转化为内能；
[3][4]蓄电池充电时是将电能转化成化学能储存起来；
[5][6][7]充电过程中电流做功将电能转化为化学能，消耗了2000焦电能，则化学能大约增加了2000焦，即电流做了2000焦的功．
14．如图所示，，则通过和的电流之比为______，相同时间内电流通过和做的功之比为______．
【答案】
【解析】[1]由图可知，两个电阻串联，串联电路中通过各电路元件的电流相等，所以通过和的电流之比为；
[2]由于
，
所以
，
则相同时间内电流通过和做的功之比
．
15．（1）小明家中一周前、后电能表示数如图甲所示，则他家这段时间内消耗的电能为______。
（2）如图是小明家中电能表照片，其中“220V”表示______；“10A”表示______，小明发现当他家电路中只有一个电冰箱工作时，电能表的表盘3min转了15r，则电冰箱功率为______W（保留一位小数）。
【答案】 41.8 电能表在220V的电路中使用 额定最大电流 100
【解析】（1）[1]小明家这周共消耗的电能
W=823.3kW•h-781.5kW•h=41.8kW•h
（2）[2][3]电能表表盘上的参数220V是指该电能表要接在220V的电路中使用；10A是表示允许通过的最大电流为10A。
[4]电能表的表盘3min转了15r，则电冰箱在这段时间内消耗的电能是
由 知道，电冰箱功率
16．如图所示电路，电源电压恒定不变，电阻，．当断开时，电流表的示数为______；当闭合时，1分钟内电流通过做的功为______，电流在1分钟内总共做功______．
【答案】 36 144
【解析】[1]当断开时，只有R1接入电路，则电路中电流为
；
[2]当闭合时，两电阻并联，通过R1的电流不变，通过R2的电流为
，
1分钟内电流通过R2做的功为
；
[3]干路中的电流为
，
电流在1分钟内总共做功为
W总．
17．观察如图所示电能表铭牌，把所缺部分补充完整．
（1）“”表示该电能表的______为，_______为20A．
（2）“”“”表示该电能表应在电压为______、频率为的交流电路中使用．
（3）“”表示用电器每消耗的电能，电能表的转盘转过______圈．
【答案】 标定电流 额定最大电流 220V 600
【解析】(1)[1]“10A”表示该电能表的标定电流；
[2] “20A”表示这个电能表使用时额定最大电流为20A；
(2)[3] “220V”表示电能表应该在220V的电路中使用；
(3)[4] “600r/(kW•h)”表示每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转600r．
18．如图所示电路图，电源电压恒定。
（1）当开关S1断开，S2、S3闭合时，电流表的读数为0.3A。当开关S1、S2闭合，S3断开时，由于R1、R2中有一个电阻出现故障，电流表的读数为0.6A，电压表的读数为3V。则电源电压为______ 伏，电路中出现的故障是______ 。
（2）若电路正常工作，在1分钟内，电流通过R1做的功最少为_______J。
【答案】 3 R1断路 24
【解析】（1）[1][2]当开关S1断开，S2、S3闭合时，R2短路，电路为R1的简单电路，电流表测电路的电流，电流表的读数为0.3A；当开关S1、S2闭合，S3断开时，若电路正常，则两电阻并联，则电路故障不可能是短路，否则会形成电源短路。根据题意，由于R1、R2中有一个电阻出现故障，根据并联电路各支路互不影响，若R2断路，则通过R1的电流应0.3A，已知电流表的读数为0.6A，故不可能是R2断路，则出现故障的只能为R1，此时，电路为R2的简单电路，电压表测电源电压，因电压表的读数为3V，则电源电压为3伏，电路中出现的故障是R1断路。
（2）[3]根据（1），由欧姆定律
根据，当通过R1的电流最小时，电流通过R1做的功最小，故当只闭合S3两电阻串联（电路的电阻最大）时，通过R1的电流最小，由欧姆定律，此时电路的电流为
故电路正常工作，在1分钟内，电流通过R1做的功最少为
三、实验题
19．对于“电流做功与哪些因素有关”的问题，刘星同学作了如下猜想：、
猜想A：电流做功可能与电压有关；
猜想B：电流做功可能与电流有关；
猜想C：电流做功可能与通电时间有关。
为了验证自己的猜想，他选择了如图甲所示的装置（除电阻丝阻值不同外，其余条件均相同）及电源、开关、电压表、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路，如图乙所示。
(1)将两电阻丝串联接入电路的目的是为了控制通过电阻丝的______和通电时间相同， 采用的科学探究方法是______；
(2)接通电路前他想：通电一段时间后观察温度计示数的变化，若两只温度计示数变化不同，则说明电流做功与电阻丝两端的______有关。
【答案】 电流 控制变量 电压
【解析】(1)[1][2]电流做功与电压、电流以及时间有关，两电阻串联控制了通过电阻丝的电流和通电时间相同，实验采用了控制变量法。
(2)[3]两电阻丝串联接入电路即控制通过电阻丝的电流相等，又控制了通电时间相同；由于两电阻丝的阻值不同，由U=IR可知两个电阻两端的电压不同，但瓶内所装液体的质量相等，而电阻丝将电流所做的功全部转化为液体的内能，因此可以观察温度计的示数比较电流所做的功与电阻丝两端电压的关系，可以验证猜想A。
20．在做“比较灯泡的亮暗”实验时，可以根据灯泡的亮暗程度验证相同时间内电流做功的多少与电压、电流的关系。如图是进行实验的电路之一。
(1)提供标有“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡若干，则应选用的灯泡是______（选填“相同规格”或“不同规格”）的；
(2)利用如图所示电路进行实验，控制了______和时间相同，探究电流做功多少与______的关系，
(3)对于“电流做功多少与通电时间的关系”，是否一定要通过实验探究发现？______ （选填“不一定”或“一定”）。
【答案】 不同规格 电流 电压 不一定
【解析】(1)[1]选用“2.5V”和“3.8V”不同规格的灯泡各一个，便于观察灯泡的亮度。
(2)[2]图中两灯泡串联，通过两灯泡的电流相等，电路由一个开关控制，保证通电时间相等。
[3]两灯泡两端电压不相等，因此探究电流做功的多少与电压的关系。
(3)[4]对于“电流做功多少与通电时间的关系”，不必需通过实验探究发现，根据我们的生活经验可知，通电时间越长，家用电器消耗的电能越多。
21．为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和___________，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，___________越大，电流做功越多；
（2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目标，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。___________ ；
（3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取___________的办法进行实验，测量多组不同数据。
【答案】 电压表的示数 电压 改变电源电压
【解析】（1）[1][2]通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度，上升高的电流做功多，同时观察电压表的示数，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，电压越大，电流做功越多。
（2）[3]探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系，要保持电压相同，要将两电阻并联，如图所示：
（3）[4]学生电源能改变提供的电压值，若不添加新器材，可以通过学生电源改变电源电压，从而多做几次实验。
22．在探究“电流做功的多少与哪些因素有关”时，同学们猜想：电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关。小浩同学利用所学知识设计并连接了如图甲所示的实验电路。
(1)小浩设计的实验中，利用小灯泡把电能主要转化为______能来显示电流做功的多少；
(2)实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应______（选填“相同”或“不同”）；
(3)小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器，目的之一是为了保护电路，另一个目的是______；
(4)在图甲所示的电路中，两个小灯泡是______（选填“串联”或“并联”）的，这样连接是为了探究电流做功的多少与______的关系；
(5)完成上述探究后，小浩发现上述猜想中有一个猜想无法用图甲所示的电路验证，请你帮助小浩设计一个可以验证猜想的电路，把电路图画在图乙的虚线框内；______
(6)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小浩是否必须通过实验验证？你的看法是_______（选填“不必”或“必须”），你的理由是______。
【答案】 内 不同 改变灯泡的电压，便于多次实验得出普遍规律 串联 电压 不必 对电路中的同一个灯泡，电压和通过的电流相同，根据生活经验可知，通电时间越长，灯消耗的电能越多
【解析】(1)[1]小浩设计的实验中，利用小灯泡把电能主要转化为内能来显示电流做功的多少。
(2)[2]灯的规格不同时，灯的亮度不同，这样才能比较相同时间内电流做功的多少；故实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应不同。
(3)[3]电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关，研究电流做功的多少与电压关系时，要控制电流和通电时间相同，只改变电压大小，故小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器，目的之一是为了保护电路，另一个目的是改变灯泡的电压，便于多次实验得出普遍规律。
(4)[4][5]在图甲所示的电路中，两个小灯泡是串联的，根据串联电路的规律，通过的电流相等，而两灯的规格不同，分得的电压不同，所以这样连接是为了探究电流做功的多少与电压的关系。
(5)[6]研究电流做的功与电流关系时，要控制电压和通电时间相同，而上述实验中，因灯的规格不同，灯的电压不同，故无法研究电流做的功与电流的关系。根据并联电路电压的规律，可将两灯泡并联，电流表分别测量两支路的电流，并在干路中串联一个滑动变阻器，如下图所示：
(6)[7][8]对电路中的同一个灯泡，电压和通过的电流相同，根据生活经验可知，通电时间越长，灯消耗的电能越多，即电流做的功越多，故对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，不必通过实验验证。
23．小春猜想电功可能与电压、电流以及通电时间有关，于是他设计了如图所示的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，容器内封闭有等质量的空气，电阻丝R甲=10Ω，R乙=5Ω，实验前A、B两U形管内液面相平：
（1）由于电功不易直接测量，因此在实验中利用电功等于消耗的电能，将电能转化为__________能加热密闭空气，通过U形管中液面高度的变化来显示容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是___________。
（2）他将R甲与R乙串联在恒压电源两端，是为了控制___________相等，探究电功与___________（均选填“电流”或“电压”）的关系。
（3）他将R甲与R乙并联在恒压电源两端，如图观察A、B中液面高度的变化，则电流对___________（选填“R甲”或“R乙”）做功较多。则在导体两端电压和通电时间相同时，电流越___________（选填“大”或“小”），电流对导体做功越多。
【答案】 内 转换法 电流 电压 R乙 大
【解析】（1）[1]由于电功不易直接测量，因此在实验中利用电能转化成内能来加热密闭空气。当气体温度升高，压强会变大，U形管两侧的液面高度会发生变化，且温度越高，高度差越明显。
[2]实验中是将不易直接测量的电功，转换为可以直接观测的液面高度差，因此采用的物理研究方法是转换法。
（2）[3][4]串联电路电流处处相等，且串联时电流路径只有一条，可以保证通电时间相同。因此将R甲与R乙串联在恒压电源两端时，是为了控制电流相等，从而探究电功与电压的关系。
（3）[5]将R甲与R乙并联在恒压电源两端，则电压相同，从而探究电功与电流的关系。因为R甲大于R乙，因此流过R乙的电流更大。观察到B中液面高度差更大，说明B中产生的热量更多，即电流做功更多。因此电流对R乙做功更多。
[6]通过实验，可以得出结论：在导体两端电压和通电时间相同时，电流越大，电流对导体做功越多。
24．小莎利用如图所示的实验装置，探究电流做功多少跟什么因素有关。通过电动机将质量一定的重物提升一段距离来反映电流做功的多少，闭合开关，电动机将重物提升的高度越大，表明电流做的功越多。电路中的电源两端的电压可调，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量通过电动机的电流，现将测得的实验数据记录在下表中。
（1）闭合开关后，电动机将重物提升的过程，是将_______能转化为重物的机械能的过程；
（2）比较实验次数1和2，可以归纳出的结论是：电流做功的多少与_______有关；
（3）比较实验次数1、3和4，可以归纳出的结论是：在通电时间一定时，电流与电压的乘积越大，电流通过电动机所做的功越_______。
【答案】 电 通电时间 多
【解析】（1）[1]电流通过电动机时，消耗了电能，而电动机又提升了重物，所以是电能转化为了机械能。
（2）[2]由表中实验序号为1、2的实验数据可知，在电流与电压相等时，通电时间越长，重物上升的高度越大，电流做功越多，由此可得：在电压与电流一定时，通电时间越长，电流做功越多，即电流做功的多少与通电时间有关。
（3）[3]由表中实验序号为1、3和4的实验数据可知，通电时间相同而电压与电流不同，电压与电流的乘积越大，重物上升的高度越高，电流做功越多，由此可得：在通电时间一定的情况下，电流做功与电流和电压的乘积有关，电流与电压乘积越大，电流做功越多。
25．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)经过讨论，认为不应该选择图甲电路，原因是____________。
(2)为研究电流做功与电压的关系，应该选择图___________所示的电路。
(3)利用图内电路研究某问题，当闭合开关后，发现两灯都不亮，电压表V1有示数，电压表V2无示数，则电路发生的故障是___________。
(4)学习电功率知识后，小明想测灯泡的额定功率，将标有“12V 6W”灯泡L1和“6V 4W”灯泡L2按图丙电路连接，再接入电流表。经分析，能测出灯泡_________的额定功率。
【答案】 无法使用控制变量法 丙 L1开路 L1
【解析】(1)[1]甲电路中，滑动变阻器滑片移动时，灯泡两端的电压和电流都在变化，无法控制电流或者电压不变，根据控制变量法的思想，不能研究电流做功与电压和电流的关系，因为电路中电压和电流同时改变，不能单独控制其中一个不变。
(2)[2]研究电流与电压的关系，就应该控制电路中的电流不变，通过比较电压，研究电流做功与电压的关系，图丙中两只灯泡串联，控制了电流相同。
(3)[3]图丙中，闭合开关后电压表V1 有示数，说明V1 →开关→电源→滑动变阻器→灯L2 这部分电路无断路；电压表V2 无示数，说明V2 →灯L1 →开关→电源→滑动变阻器这部分电路有断路，由以上分析知道，电路故障就是灯L1 断路了。
(4)[4]“12V 6W”灯泡L1 额定电流
“6V 4W”灯泡L2 额定电流
因为0.5A＜0.67A以及两灯串联，所以，为保护灯L1 ，电路中的电流不能超过0.5A因此灯泡L1 能正常发光，接入电流表能测量灯L1 的额定功率。
四、计算题
26．有一只灯泡接在220V的家庭电路中，发光10h ，消耗了1度电，问：这只灯泡工作时通过它 的电流是多大？
【答案】0.45A
【分析】本题是利用W=UIt的变形公式求解，解答过程中，要注意统一单位。1kWh=3.6×106J。
【解析】解：由W=UIt可得，
这只灯泡工作时通过它的电流
答：这只灯泡工作时通过它 的电流是0.45A。
27．如图所示是小芳家的电能表，她家同时使用两个1200W的空调，这个电能表___（选填“会”或“不会”）烧坏；若关闭其中一个空调，另一个空调单独正常工作3min，消耗的电能为_____kW•h，这段时间电能表转盘转了36转，则每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转_____转。
【答案】 不会 0.06 600
【解析】[1]由电能表可知，电能表工作在220V，最大电流20A的电路中，即可承受功率为
而两个1200W的空调总功率为2400W，所以电能表不会损坏。
[2]
3min=0.05h
1200W=1.2kW
则消耗电能
[3]设每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转x转，则
解得
x=600r
28．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。
29．为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，同时降低居民的用电费用，某市部分地区已使用了分时电能表电费价目表如下：
使用分时电表后，为了节省电费小明将自家用电水壶烧开水安排到用电低谷期，并且观察到只有电水壶烧水时，家里电能表［标有］表盘每分钟转36r.20min烧开一壶水.如果小明家每天烧两壶开水，请你估算仅利用电水壶烧水一项，小明家一个月（30天）节约电费多少元？
【答案】2.88元
【解析】电水壶每分钟消耗的电能：
则一个月消耗的电能为：
度
节约电费：
元/度元.
答：小明家一个月（30天）节约电费2.88元．
30．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。
【答案】（1）12V；（2）1.2A， 864J
【解析】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，由可得，电源的电压为
（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
则干路电流表的示数
通电1min电路消耗的总电能
答：（1）电源电压为12V；
（2）S1、S2都闭合时，通电1min电路消耗的总电能864J。
31．现在市场上流行如图所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）电热丝R2的阻值；
（2）这个电饭锅在0~20min内把质量为2.2kg的米饭由45℃加热到100℃，试计算米饭吸收的热量；[c米饭=4.2×103J/(kg⋅℃)]
（3）求电饭锅在这段时间内加热的效率。
【答案】（1）73.3Ω；（2）5.082×105J；（3）70%
【解析】解：（1）开关S闭合时，电路为R2的简单电路，此时电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的电流I=3A，由 可知，R2的阻值
（2）米饭吸收的热量
Q吸=c米饭m(t2-t1)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2.2kg×(100℃-45℃)=5.082×105J
（3）开关S断开时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的电流I′=2A，由图像可知，在0~15min内，I=3A时的工作时间
t=10min+5min=15min=900s
I′＝2A时的工作时间
t′=5min=300s
电饭锅在0~20min内消耗的电能
W=UIt+UI′t′=220V×3A×900s+220V×2A×300s=7.26×105J
电饭锅在这段时间内加热的效率
答：（1）电热丝R2的阻值为73.3Ω；
（2）米饭吸收的热量为5.082×105J；
（3）电饭锅在这段时间内加热的效率为70%。
导体
长度/cm
横截面积/cm2
甲
5
1
乙
10
1
丙
5
2
次数
电流表示数I/A
电压表示数U/V
通电时间t/s
重物上升高度h/m
1
0.12
4
10
0.06
2
0.12
4
20
0.12
3
0.14
6
10
0.09
4
0.16
10
10
0.17
原电表计费方法
分时电表计费方法
时间范围
全天
高峰期
低谷期
8.00~21：00
21.00~次日8：00
单位：元/度
0.53
0.55
0.35
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