安徽专用备战2021中考物理精鸭点专项突破题集专题26电能和电功含解析

专题26电能和电功

考点一电能与电能的产生

1．（2020·安徽合肥·九年级测试）电能有许多优点．以下关于电能优点的叙述中，正确的是(   )

A．消耗少量其他形式的能，可以转化成大量的电能

B．消耗少量电能，可以转化成大量其他形式的能

C．其它形式的能都可以很方便地转化成电能

D．电能对环境无污染，能很方便地转化成其他形式的能

【答案】D

【解析】

A．由能量守恒知道，消耗少量其他形式的能，只能转化为少量的电能，而不会转化成大量的电能，故A说法错误，A不符合题意；

B．同样，消耗少量的电能，也只能转化为少量的其他形式的能，故B说法错误，B不符合题意；

C．由于能的转化具有方向，需要在一定的条件下才能转化，所以并不是所有的能都可以转化为电能，故C说法错误，C不符合题意；

D．电能清洁、无污染，可以通过不同的用电器转化为其他形式的能，故D说法正确，Ｄ符合题意。

故选Ｄ。

2．（2020·安徽合肥·九年级测试）下列说法中正确的是（）

A．电能可以转化为很多种其他形式的能，因此电能的应用非常广泛

B．电能表上“220V”的含义是电能表应接在220V的电路中使用

C．电功是表示电流做功多少的物理量

D．某段时间内用电器消耗的电能就是电能表上的示数

【答案】ABC

【解析】

A．因为电流做功的实质是消耗电能转化为其他形式能的过程，所以电能的应用非常广泛，故A正确；

B．电能表上“220V”的含义是电能表的工作电压为220V，因此电能表应接在220V的电路中使用，故B正确；

C．电功是表示电流做功多少的物理量，故C正确；

D．某段时间内用电器消耗的电能等于使用结束后的示数减去使用前的示数，故D错误。

故选ABC。

3．（2020·蚌埠市新城区实验学校九年级月考）从能量转化的角度来看，下列说法错误的是

A．电风扇工作时主要将电能转化为机械能

B．铅蓄电池充电时化学能转化为电能

C．发电机工作时主要将机械能转化为电能

D．电热水壶工作时电能转化为内能

【答案】B

【解析】

A．电风扇工作时，消耗电能，得到机械能，所以将电能转化为机械能；故A正确；

B．铅蓄电池充电的过程，消耗电能，得到化学能，所以将电能转化为化学能；故B错误；

C．发电机发电时，消耗了机械能，得到电能，所以将机械能转化为电能；故C正确；

D．电水壶工作时消耗了电能，使水的温度升高，得到内能，故将电能转化为内能；故D正确。

故选B。

4．（2020·合肥市第四十五中学九年级期末）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】

在常见的家用电器中，电风扇主要把电能转化为机械能；而电水壶、电饭煲主要把电能转化为内能；电视机主要将电能转化为光能和声能。

故选A。

5．（2020·安徽九年级专题练习）如图所示是电热吹风机的内部电路原理图，电热吹风机由一个电动机和一个电热丝并联组成。电动机中有电流通过时会有风吹出，电热丝中有电流通过时会有热量产生。当开关S1、S2都闭合，二者都正常工作，下列说法不正确的是（　　）

A．电动机和电热丝在相同时间内产生的热量不同

B．电动机和电热丝在相同时间内消耗的电能不同

C．电动机和电热丝消耗的电功率相同

D．电动机消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能

【答案】C

【解析】

A．电动机与电热丝电阻与电流均不同，根据可得，两者在相同时间内产生的热量不同，故A正确，不符合题意；

B．电动机和电热丝并联，两者电压相同，但电流不同，根据公式可得两者相同时间内消耗的电能不同，故B正确，不符合题意；

C．电动机和电热丝两端的电压相同，但电流不同，根据可得，两者电功率不同，故C错误，符合题意；

D．电动机主要是将电能转化为机械能，少部分电能转化为内能，故D正确，不符合题意。

故选C。

6．（2020·安徽淮南市·九年级期末）物理学中，当______转化为其他形式的能时，我们就说电流做了电功。

【答案】电能

【解析】

在物理学中，当电能转化为其他形式的能时，我们就说电流做了电功。

7．（2020·安徽九年级期末）每户人家都有电能表，如图是小伟家电能表在2020年10月1日和2020年11月1日的示数，则他家在这段时间内用了________度电，即消耗的电能为________J。

【答案】95    3.42×108

【解析】

[1]电能表的最后一位是小数，可以看出2020年10月1日电能表的示数为12519.6，单位kW·h；2020年11月1日电能表的示数为12614.6，单位kW∙h；则他家在这段时间内消耗的电能

12614.6kW·h12519.6kW·h=95kW·h=95度

[2]因为

1kW·h=3.6J

所以

95kW·h=95=3.42J

8．（2020·淮南市第十四中学九年级月考）某学校在楼道安装了声光感应开关后，每月可节约电能约15kW·h，合_______J．

【答案】5.4×107

【解析】

【解析】

每月可节约电能约15kW•h，合：

15kW•h=153.6J=5.4J

9．（2021·安徽阜阳市·九年级期末）小辉家的汽车尾部上标有“2.0T”的字样，其中“T”就是“涡轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的。这辆汽车的最低油耗可达0.2kg/（kW•h），已知汽油的热值为4.6×107J/kg。（温馨提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2kg/（kW•h）表示获得1kW•h能量消耗0.2kg汽油）。求：

(1)0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？

(2)该汽车发动机的效率最高可达多少？（结果保留整数）

【答案】(1)9.2×106J；(2)39%。

【解析】

(1)0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量

Q放=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J

(2)根据题意可知，完全燃烧0.2kg汽油获得的能量为

W=1kW•h=3.6×106J

汽车发动机的效率

答：(1)0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为9.2×106J；

(2)该汽车发动机的效率最高可达39%。

10．（2020·安徽）为了保护环境，我们应大力提倡使用清洁能源。现要将20kg的水从20℃加热到50℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃），q天然气=4×107J/kg]

（1）如果使用效率为80%的电热水器，需要消耗多少千瓦时的电能？

（2）如果使用热效率为60%的天然气热水器，需要燃烧多少天然气？

【答案】(1)0.875kW·h；(2)0.105m3。

【解析】

(1)水吸收的热量：

Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×20kg×(50℃−20℃)=2.52×106J，

由η==80%得，电热水器消耗的电能：

W===3.15×106J≈0.875kW⋅h；

(2)天然气热水器的效率η==80%，天然气完全燃烧放出的热量：

Q放===4.2×106J，

由Q放=Vq得，需要消耗天然气的体积：

V===0.105m3。

答：(1)如果使用效率为80%的电热水器，需要消耗0.875千瓦时的电能；

(2)如果使用热效率为60%的天然气热水器，需要燃烧0.105m3的天然气。

考点二电能的计算

11．（2021·安徽安庆市·九年级期末）如图所示，电源电压保持12V不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，滑动变阻器最大电阻值R=48Ω，闭合开关，若不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（　　）

A．要使电压表的示数增大1V，小灯泡L两端的电压就会减小1V

B．小灯泡L的最小实际电功率为0.48W

C．当滑片P移到变阻器的中点时，小灯泡L正常发光

D．当滑片P移到最右端时，通电10s滑动变阻器消耗的电能是192J

【答案】B

【解析】

A．电压表测量的是小灯泡的电压，因此，要使电压表的示数增大1V，小灯泡L两端的电压就会增大1V ，故A错误；

B．小灯泡的电阻为

当滑动变阻器阻值最大时电流最小，小灯泡的功率最小，则最小电流为

灯泡的功率为

故B正确；

C．当滑片P移到变阻器的中点时，灯泡的电压为

灯泡的额定电压为6V，因此灯泡不能正常发光，故C错误

D．当滑片P移到最右端时，通电10s滑动变阻器消耗的电能是

故D错误；

故选B。

12．（2021·安徽合肥市·九年级期末）通过两个电阻R1、R2的电流随电压变化的图像如图所示。若将电阻R1和R2串联在电路中，电源电压为3V且保持不变，闭合开关后，通电5min，则电路消耗的总电能为______J。

【答案】45

【解析】

由图象知道，当U1=U2=6V时，对应的电流I1=0.15A，I2=0.3A，由知道，两电阻的阻值分别

若将电阻R1和R2串联在电源电压为3V的电路中，由及串联电路的特点知道，电路的电流

由知道，通电5min，则电路消耗的总电能

13．（2020·安徽九年级月考）美国科学家富兰克林在费城进行了著名的风筝实验，捕捉了闪电，依据最新资料，平均一次闪电放电时的电压为，放电电流为，如果一次放电时间约为，则一次闪电释放出___________的电能。

【答案】

【解析】

由题意知：平均一次闪电放电时的电压为，放电电流为，如果一次放电时间约为，则一次闪电释放出电能为

14．（2020·安徽亳州市·九年级一模）某电动机的额定电压为220V，其线圈电阻为1Ω正常工作电流为3A，则其正常工作1min所做的机械功为_____J。

【答案】39060

【解析】

电动机正常工作1min产生的热量

Q＝I2Rt＝（3A）2×1Ω×60s＝540J

电动机正常工作1min所做的总功

W＝UIt＝220V×3A×60s＝39600J

电动机正常工作1min所做的机械功

W机械＝W电﹣Q＝39600J﹣540J＝39060J

15．（2021·合肥市第四十五中学九年级期末）如图所示，电源电压是12V保持不变灯泡L上标有“12V 1.5A”字样，先将滑动变阻器的滑片P滑到a端，断开，闭合，此时电压表读数为8V，（不计温度对灯泡电阻的影响）求：

(1)滑动变阻器的最大阻值是多少？

(2)若将P滑到b端并同时闭合、，此时整个电路100秒消耗的电能为多少？

【答案】(1)16Ω；(2)2700J

【解析】

(1)灯的电阻为

灯的电压为

电路中的电流为

滑动变阻器的最大阻值为

(2)若将P滑到b端并同时闭合、，此时滑动变阻器全部接入电流且与灯并联，灯正常发光，此时滑动变阻器的电流为

干路的总电流为

整个电路100秒消耗的电能为

答：(1)滑动变阻器的最大阻值是16Ω。

(2)若将P滑到b端并同时闭合、，此时整个电路100秒消耗的电能为2700J。

16．（2021·安徽合肥市·九年级期末）如图所示为某电饭锅的电路原理图，该电饭锅有加热和保温两种工作状态，已知电源电压保持220V不变，电阻R1的阻值为1210Ω，电阻R2的阻值为121Ω。求

(1)电饭锅处于保温状态时的电功率；

(2)电饭锅处于加热状态时电路的总电流；

(3)电饭锅处于加热状态时通电15min消耗的电能。

【答案】(1)40W；(2) 2A ；(3) 3.96×105J

【解析】

(1)由电路图知，开关S闭合时，电阻R1、R2并联，开关S断开时，电路中只有R1，且

R1> R2

故开关S断开时，电饭锅处于保温状态，保温功率为

(2)开关S闭合时，电阻R1、R2并联，由并联电路的电阻关系得加热状态时电路的总电阻为

电路的总电流

(3)电饭锅处于加热状态时通电15min消耗的电能

W=UIt=220V×2A×15×60s=3.96×105J

答：(1)电饭锅处于保温状态时的电功率为40W；

(2)电饭锅处于加热状态时电路的总电流是2A；

(3)电饭锅处于加热状态时通电15min消耗的电能是3.96×105J。

17．（2021·安徽淮北市·九年级期末）某电饭锅简化电路如图甲所示，R1和R2均为定值电热丝，S、S1为温控自动开关，使电饭锅处于加热或保温状态，电饭锅的额定电压为220V。某次煮饭时，该电饭锅正常工作，总功率随时间变化的图像如图乙所示。求：

(1)电饭锅处在加热状态时的电流；

(2)本次煮饭中电饭锅在30min内消耗的电能；

(3)电热丝的阻值。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)由电路图甲可知，当开关S和S1都闭合时，电阻与并联，电路中的电流最大，电饭锅的电功率最大，处于加热状态，由图乙可知。电饭锅的最大功率，则电饭锅处于加热状态时的电流

(2)由图乙可知，电饭锅加热时功率

保温时

加热时间

保温时间

则本次煮饭电饭锅消耗的电能

(3)当开关S闭合、断开时，电饭锅的功率最小，处于保温状态。由图乙可知，，即通过的电流

当开关S和都闭合，和并联时，通过电热丝的电流

电热丝的阻值

答：(1)电饭锅处在加热状态时的电流是3A；

(2)本次煮饭中电饭锅在30min内消耗的电能是0.275kW·h；

(3)电热丝的阻值是220Ω。

18．（2020·安徽安庆市·九年级期末）下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：

(1)电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能？

(2)电烤箱在低温档正常工作时，R2的阻值是多少？

(3)假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为200V，电烤箱在高温档的实际功率是多少？（近似值保留一位小数）

【答案】(1)1.1×106J；(2)2160Ω；(3)1000W

【解析】

(1)电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能为

(2)R1的阻值是

电烤箱在低温档正常工作时，总电阻为

R2的阻值是

(3)在用电高峰时，家庭电路实际电压为200V，电烤箱在高温档的实际功率是

答：(1)电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能为1.1×106J；

(2)R2的阻值是2160Ω；

(3)家庭电路实际电压为200V，电烤箱在高温档的实际功率是1000W。

19．（2020·安徽阜阳市·九年级月考）电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉了。教室内的电风扇，其主要部件就是一个电动机，当电动机两端加 220V 电压时，通过电动机线圈的电流为 0.5A，电动机内线圈的电阻是40Ω 问：

(1)该电动机每分钟消耗的电能是多少？

(2)该电动机消耗电能的功率是多少？

(3)若该电动机在 1min 内，产生了 600J 的热量，则其转化为机械能的效率是多少？（保留一位小数）

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1) 电动机每分钟消耗的电能

(2) 电动机消耗电能的功率

(3)电动机1min内电能转化为的机械能

电动机转化为机械能的效率

答：(1)该电动机每分钟消耗的电能是；

(2)该电动机消耗电能的功率是；

(3)该电动机转化为机械能的效率是。

20．（2020·安徽九年级二模）无人机航拍影像具有高清晰、高实用性的优点。如表是某小型无人机的部分参数：

（电池容量＝放电电流×放电时间，例如，1mAh是指以1mA的电流能连续工作1h。帧/秒是指每秒拍摄的画面数）。

(1)人们是利用遥控器通过______传输信息操控无人机的，其有效操控距离至少为______km；

(2)小轿车在高速公路上限速120km/h。如图甲所示，交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。一辆小轿车在通行0.5m的过程中，高速摄像机拍摄帧数为220帧，据此判断小轿车是否超速？______（选填“是”或“否”）；

(3)如图乙，是无人机竖直向上运动的v﹣t图象，由图象可知：阴影部分面积所表示的物理量的值为______；

(4)电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备，当它正常工作时，12s内消耗的电能是_____J。已知电动机消耗的能量是无人机电池储存最大能量的50%，则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过______h；

(5)为增大小型无人机的巡航时间，制作无人机的材料应具有______小的特点。

【答案】电磁波    5    否    50m    240    1.5    密度

【解析】

(1)[1]无人机与遥控器之间是通过电磁波来传递信息的。

[2]因为无人机的飞行半径为5km，则对它的有效控制距离至少为5km。

(2)[3]相机拍摄速度为11000帧/秒，拍摄220帧用的时间为

车的速度为

所以不超速

(3)[4]阴影部分为一长方形，其高为10m/s，长为

10s－5s=5s

所以，面积为

(4)[5]消耗的电能等于电流做的功，为

[6]无人机消耗的最大能量为

消耗这些能量需要的时间为

(5)[7]为了增大巡航时间，要求无人机的重量小，在体积相同的条件下，就要求制作无人机的材料密度比较小一些。

考点三串并联电路电功的特点

21．（2021·合肥瑶海区·九年级期末）图所示的电路中，定值电阻阻值R1<R2。闭合开关S后，电阻R1、R2两端的电压分别为U1、U2，通过电阻R1、R2的电流分别为I1、I2，电流通过电阻R1、R2做功的功率分别为P1、P2；在相等的时间内，电流通过电阻R1、R2做的功分别为W1、W2。下列判断中正确的是（　　）

A．I1=I2 B．U1=U2 C．P1=P2 D．W1=W2

【答案】B

【解析】

AB．由图可知，闭合开关S后，电阻R1、R2并联，因并联电路中各支路两端的电压与电源电压相等，则

U1=U2

由题知R1<R2且电压相等，由可知

I1＞I2

故A错误，故B正确；

C．因为U1=U2，I1＞I2，所以由P=UI可知，它们的电功率关系为

P1＞P2

故C错误；

D．由W=Pt可知，相同时间t内它们消耗的电能关系为

W1＞W2

故D错误。

故选B。

22．（2020·合肥市第四十四中学九年级期中）如图，电源电压保持不变，当开关S闭合后，灯L1、L2都能正常工作，且甲、乙两个电表的示数之比是3:4，通电10min后，下列说法正确的是（　　）

A．L1、L2消耗的电能之比是1:3 B．L1、L2消耗的电能之比是3:1

C．L1、L2两端的电压之比1:3 D．L1、L2两端的电压之比3:4

【答案】AC

【解析】

由电路图知，甲乙两个都是电压表，若甲是电流表，闭合开关S后，灯L1被短路，若乙是电流表，则电源被短路，且两灯串联在电路中，甲测灯L2的电压，乙测电源电压。由题意知，两个电压表的示数之比为3:4，由串联电路的特点知，L1、L2两灯的电压之比为1:3，那么两灯的电阻之比

R1:R2=1:3

据W=I2Rt知，通电10min，两灯消耗的电能之比1:3。故BD错误，AC正确。

故选AC。

23．（2020·安徽师大附中九年级月考）现有两个电阻，并联在同一电路中，在相同时间内电流做的功______；若串联在同一电路中，电流做的功______。（填“”“”或“”）

【答案】<>

【解析】

[1]两个电阻（RA＞RB）并联在同一电路中，根据并联电路的特点，总电压等于支路电压，由公式得，W1＜W2。

[2]若串联在同一电路中，根据串联电路的特点，电流相等，因为RA＞RB，由W=I2Rt知，W1＞W2。

24．（2020·利辛县第六中学九年级月考）如图所示电路中，当闭合开关后，两个电压表的指针均为图乙所示，则电阻R1和R2两端的电压之比为____，电阻之比为____，电流之比为____，通电相同时间R1和R2消耗的电能比为____。

【答案】4:1    4:1    1:1    4:1   

【解析】

[1][2][3]由电路图知，电阻R1、R2串联在电路中，电压表V1测电源电压，V2测电阻R2的电压，而两个电压表的示数相同，据串联电路的电压特点知，V1所选的量程应为0~15V，其示数为6V，V2所选的量程为0~3V，其示数为1.2V。那么电阻R1两端的电压

U1=U-U2=6V-1.2V=4.8V

则电阻R1和R2两端的电压之比为

U1:U2=4.8V:1.2V=4:1

据串联电路的特点有，电阻之比和电流之比分别为

R1:R2=4:1，I1:I2=1:1

[4]据W=I2Rt得，通电相同时间R1和R2消耗的电能比为4:1。

25．（2020·安徽蚌埠市·九年级专题练习）在安全工作条件下，将“2.5V  0.3A”小灯泡L1和“3.0V  0.3A”小灯泡L2串联在电路中工作，则L1和L2能消耗的总功率最大值为_____W；若将L1和L2并联在另一电源下工作，则1min内L1和L2消耗的总电能最大值为_____J。（设灯丝电阻不变）

【答案】1.65W    82.5J   

【解析】

[1]串联电路电流相同，已知两个小灯泡的额定电流相同，故该串联电路允许的最大电流

该串联电路电源电压

则L1和L2能消耗的总功率最大值为

[2]根据并联电路电压规律，两灯构成的并联电路中电源电压，此时灯L1正常发光。由欧姆定律

得灯L2电阻

并联电路中流过灯L2的实际电流

并联电路总电流

则1min内L1和L2消耗的总电能最大值

26．（2020·安徽中考真题）烧开后持续沸腾段时间用于饮用更利于人体健康，为了满足这个要求，小罗设计了多档位节能电烧水壶，电路原理如图甲。其中开关S为防干烧温控开关，通常情况它是闭合的。定值电阻R1、R2为加热电阻，且R1为48.4Ω，R2阻值为R1的2倍。通过滑动金属滑轩上的滑块P，使它在不同的位置接触触点，实现多档位变化（图乙）。他测得烧水壶用中功率档给热水保温时，正常工作24s，将Ikg的水从75℃加热到80℃。[已知c水=4.2103J/(kg⋅℃)，不计温度对电阻的影响]求：

（1）此加热过程中热水所吸收的热量Q；

（2）此加热过程中烧水壶的热效率η（η=，W为所消耗的电能）；

（3）用电高峰时，他请父母断开家中除烧水壶外的全部用电器，用烧水壶高功率档加热一段时间后开始计时经过30s后水沸腾，再以低功率档持续加热30s，观察到电能表转盘在这60s内转了27转（电能表盘如图丙），烧水壶工作的际电压U实是多少？

【答案】(1)2.1×104J；（2）87.5%；（3）198V

【解析】

(1)用中功率挡给热水保温时，热水吸收的热量

Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(80℃-75℃)=2.1×104J

(2)此加热过程中，滑块P接触触点4，电路是只有R1工作的简单电路，则烧水壶消耗的电能

烧水壶的热效率

(3)由电能表的参数得，烧水壶在60s内消耗的电能

当滑块P接触触点1、2时，烧水壶处于高功率挡，两电阻并联，电路的总电阻

在高功率挡工作30s消耗的电能

此为①式，

当滑块P接触触点2时，烧水壶处于低功率挡，电路是电阻R2工作的简单电路，此时烧水壶工作30s消耗的电能

此为②式，

而

W1=W高+W低

此为③式，

解①②③式得

U实=198V

答：(1)此加热过程中热水所吸收的热量Q是2.1×104J；

(2)此加热过程中烧水壶的热效率η是85%；

(3)烧水壶工作的际电压U实是198V。