人教版九年级物理全一册通关讲义 第十八章 第1节 电能 电功（双基过关+考点突破）（原卷版+解析版）

第1节电能电功双基过关知识点一、电能：1.电能的产生:各种发电厂和各种电池是人们获取电能的主要途径。(1)发电厂获取电能:其他形式的能机械能→电能。(2)各种电池获取电能:干电池、蓄电池:化学能→电能；太阳能电池:太阳能(或光能)→电能。2.电能的利用(1)人们利用电能时，通过用电器将电能转化为其他形式的能。如:白炽灯将电能主要转化为内能和光能；电动机将电能主要转化为机械能；电饭锅将电能转化为内能。(2)电源与用电器电源是提供电能的,是将其他形式的能转化为电能的装置；而用电器是消耗电能的，是将电能转化为其他形式的能的装置。3.电能的单位及其换算(1)国际单位:焦耳，简称焦，用符号J表示。(2)常用单位:千瓦时，用符号kw·h表示，俗称“度”。(3)换算关系:1kw·h=3.6×106J。基础自测：1．下列分类中，全部是用电器的是（）A．门铃、开关、电灯 B．电视机、电池、发电机C．电动机、发电机、电灯 D．电风扇、电饭锅、电冰箱2．下列用电器工作时，消耗的电能主要转化为机械能的是（）A．计算器 B．电视机 C．日光灯 D．电风扇3．下列几个单位中，不属于电能单位的是（）A．千瓦 B．度 C．千瓦·时 D．焦耳4．给电动车充电时，电动车的蓄电池相当于_____（用电器/电源），从能量转化的角度来看，此时_____能转化为了_____能。5．1千瓦时是功率为1kW的用电器使用________所消耗的电能。知识点二、电能的计量1.电能表的用途：用来计量某用电器在一段时间内消耗的电能。2.电能表的几个重要参数:如图所示。 （1）“kW·h”表示测量的单位是千瓦时(注意:不是焦)；（2）“220V”表示该表应该在220V的交流电路中使用(例如,学生实验就不能用此表来测电能)；（3）“5(10)A”或“5（20）A”表示这个电能表的标定电流为5A，额定最大电流为10A或20A。电流表工作时的电流不应超过额定最大电流；（4）“50Hz”表示这个电能表在频率为50赫兹的交流电路中使用；（5）机械式电能表（左图）“2500R/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能,电能表上的转盘转过2500转；电子式电能表（右图）“3200imp/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能,电能表上的闪烁灯闪烁3200次。3.电能表的读数（如图）（1）测量较大的电能:电能表前后两次读数之差,就是这段时间内消耗的电能(单位:千瓦时),即，如上图中本月消耗的电能为：；（2）测量较小电能:通过记录某段时间内电能表转盘转数,计算出该段时间内消耗的电能,即。如上图中若电能表所在电路工作10min电能表转过了30转，则该电路10min内消耗的电能：。基础自测6．下面哪个器材可以测定家用电器消耗的电能（）A．电流表 B．电能表C．测电笔 D．以上三种都可以7．如图所示电能表的示数为______kW·h。8．电能表的表盘“220V”表示这个电能表的额定电压是___________，应该在220V的电路中使用；“10（20A）”表示这个电能表的标定电流为___________，额定最大电流为___________；“50Hz”表示这个电能表在___________的交流电中使用；“600revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗___________的电能，电能表上的表盘转过___________。9．电能表是测消耗电能的仪表。我县的家庭用电是0.55元/千瓦时，小兰家上月末记录的电能表示数是805.6kW·h，本月末示数如下图所示，本月她家用电消费_______元人民币；电能的国际单位是________（填写汉字）10．如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该电能表的工作电压是_____V，表盘上显示已用电_____kW·h，若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次，该用电器在上述时间内消耗的电能为_____kW·h。知识点三、电功1.电功电能可以转化成其他形式的能量，这个转化过程是电流通过用电器做功来实现的。电流通过用电器所做的功，叫做电功。2.物理意义电流通过某用电器做了多少功，就表明该用电器消耗了多少电能。即两者间具有相等的关系，计算方法也相同。(1)电能是状态量，反映了能够做功的本领；(2)电功是过程量，反映了电能转化或者消耗电能的多少。3.电功的计算(1)影响电功多少的因素:电流做功的多少W与电压U、电流I和通电时间t都有关。(2)公式:,此公式适用于一切情形下电功的计算。4.电功的单位:在国际单位制中,电功的单位是焦耳,简称焦，用符号J表示,1J=1V·A·s。基础自测11．下列是物理课本中出现的物理学家，其中，作为物理课本中电功单位的是（）A．阿基米德 B．牛顿C．瓦特 D．焦耳12．下列情况中，不属于电流做功的是（）A．微波炉加热 B．电机发电 C．洗衣机洗衣 D．蓄电池充电13．电流___________过程，实际上就是___________转化为___________的过程。14．有一块手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量为1100mA·h，它充满电后，能够储存的电能是_______。15．电阻R1和R2的阻值之比为1∶2，若将它们串联在电路中，它们两端的电压之比为_____；若将它们并联在电路中，相同时间内消耗的电能之比为_____。考点突破考点1.电能及测量方法：电能是一种能量，解决电能的转化问题关键是弄清用电器工作时，产生了什么能量，再做解答。而电能的测量是用电能表，要弄清电能表的几个重要参数，特别是机械式电能表上标的“1800r/(kw·h)”表示该电能表的铝盘旋转1800r，消耗1kw·h的电能；而电子式的电能表标“3200imp/kw·h”表示闪烁3200次，消耗1kw·h的电能。例1.（2022·湖南长沙·中考真题）下列用电器与电蚊香加热器工作原理相同的是（）A．电风扇 B．电视机 C．电饭煲 D．电冰箱例2.（2022·湖北湖北·中考真题）小明家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图，下列说法正确的是（）A．该电能表的标定电流为20AB．该电能表应接在50Hz的直流电路中使用C．小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转D．小明家半年内的用电量是6335kW·h例3.（2022·山东菏泽·中考真题）三峡水电站年发电量约为8×1010kW·h，合______J（用科学记数法表示）。已知燃煤发电的效率为40%，标准煤的热值为3×107J/kg，三峡水电站运行一年大约为国家节约______万吨标准煤。例4.（2022·四川攀枝花·中考真题）如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表盘示意图，小李同学家电路干路中的电流不得超过______A，上月消耗的电能为______。年发电量可达的攀枝花银江水电站将于2025年投产发电，投产发电后的银江水电站可满足______户小李同学这样的家庭用电需求。考点2.电功的计算方法：1.利用电功的公式及变形式、、进行计算的时候，要注意物理量必须是同一用电器或同一段电路中在同一时间段内的值。2.要理解电流做功与用电器消耗电能多少的关系。3.利用太阳能为充电宝内部锂电池充电时，消耗太阳能得到电能，并进一步给锂电池充电。充电过程中锂电池相当于用电器，即可以看成是电流通过锂电池做功。因此，计算充满电的时间用的变形式:。例5.（2022·海南·中考真题）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。例6.（2022·重庆·中考真题）如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V0.3A”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）。例7.（2022·湖北恩施·中考真题）如图所示是一款爬绳机器人，它能沿绳子负载爬升，其主要技术参数如下表所示，电池的充电电压和工作电压一致。求：（g取10N/kg，电池容量20Ah相当于在额定电压下，用1A的放电电流工作可连续供电20h）技术参数载重120kg配绳20m爬绳速度12m/min自重10kg额定电压36V电池容量20Ah电池动力锂电池（1）动力锂电池可提供的总电能；（2）机器人满载匀速爬升的功率；（3）上述爬升12m的过程中，机器人消耗电能的80%用于爬升做功，则实际工作的电流多大？（结果保留到整数位）

第1节电能电功双基过关知识点一、电能：1.电能的产生:各种发电厂和各种电池是人们获取电能的主要途径。(1)发电厂获取电能:其他形式的能机械能→电能。(2)各种电池获取电能:干电池、蓄电池:化学能→电能；太阳能电池:太阳能(或光能)→电能。2.电能的利用(1)人们利用电能时，通过用电器将电能转化为其他形式的能。如:白炽灯将电能主要转化为内能和光能；电动机将电能主要转化为机械能；电饭锅将电能转化为内能。(2)电源与用电器电源是提供电能的,是将其他形式的能转化为电能的装置；而用电器是消耗电能的，是将电能转化为其他形式的能的装置。3.电能的单位及其换算(1)国际单位:焦耳，简称焦，用符号J表示。(2)常用单位:千瓦时，用符号kw·h表示，俗称“度”。(3)换算关系:1kw·h=3.6×106J。基础自测：1．下列分类中，全部是用电器的是（）A．门铃、开关、电灯 B．电视机、电池、发电机C．电动机、发电机、电灯 D．电风扇、电饭锅、电冰箱【答案】D【解析】A．开关是电路控制元件，不是用电器，故A不符合题意；B．电池是电源，不是用电器，故B不符合题意；C．发电机是电源，不是用电器，故C不符合题意；D．电风扇、电饭锅、电冰箱都是用电器，故D符合题意；故选D。2．下列用电器工作时，消耗的电能主要转化为机械能的是（）A．计算器 B．电视机 C．日光灯 D．电风扇【答案】D【解析】A．计算器在工作时，消耗的电能主要转化为光能，故A不符合题意；B．电视机在工作时，消耗的电能主要转化为光能、声能，故B不符合题意；C．日光灯在工作时，消耗的电能主要转化为光能，故C不符合题意；D．电风扇在工作时，消耗的电能主要转化为机械能，故D符合题意。故选D。3．下列几个单位中，不属于电能单位的是（）A．千瓦 B．度 C．千瓦·时 D．焦耳【答案】A【解析】千瓦是功率单位，不属于电能单位；度、千瓦·时、焦耳都属于电能单位。故选A。4．给电动车充电时，电动车的蓄电池相当于_____（用电器/电源），从能量转化的角度来看，此时_____能转化为了_____能。【答案】

用电器

电

化学【解析】[1]给汽车蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，所以相当于用电器。[2][3]汽车常用的蓄电池是一种可充电的化学电源，当给它充电时是可以实现电能向化学能的转化。5．1千瓦时是功率为1kW的用电器使用________所消耗的电能。【答案】一个小时【解析】略知识点二、电能的计量1.电能表的用途：用来计量某用电器在一段时间内消耗的电能。2.电能表的几个重要参数:如图所示。 （1）“kW·h”表示测量的单位是千瓦时(注意:不是焦)；（2）“220V”表示该表应该在220V的交流电路中使用(例如,学生实验就不能用此表来测电能)；（3）“5(10)A”或“5（20）A”表示这个电能表的标定电流为5A，额定最大电流为10A或20A。电流表工作时的电流不应超过额定最大电流；（4）“50Hz”表示这个电能表在频率为50赫兹的交流电路中使用；（5）机械式电能表（左图）“2500R/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能,电能表上的转盘转过2500转；电子式电能表（右图）“3200imp/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能,电能表上的闪烁灯闪烁3200次。3.电能表的读数（如图）（1）测量较大的电能:电能表前后两次读数之差,就是这段时间内消耗的电能(单位:千瓦时),即，如上图中本月消耗的电能为：；（2）测量较小电能:通过记录某段时间内电能表转盘转数,计算出该段时间内消耗的电能,即。如上图中若电能表所在电路工作10min电能表转过了30转，则该电路10min内消耗的电能：。基础自测6．下面哪个器材可以测定家用电器消耗的电能（）A．电流表 B．电能表C．测电笔 D．以上三种都可以【答案】B【解析】收取电费时要知道这段时间内家用电器消耗的电能，测定家用电器消耗的电能的仪表是电能表。故选B。7．如图所示电能表的示数为______kW·h。【答案】2508.6【解析】电能表读数时，单位是kW·h，图中小窗内的数字最后一位是小数，所以电能表读数为2508.6kW·h。8．电能表的表盘“220V”表示这个电能表的额定电压是___________，应该在220V的电路中使用；“10（20A）”表示这个电能表的标定电流为___________，额定最大电流为___________；“50Hz”表示这个电能表在___________的交流电中使用；“600revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗___________的电能，电能表上的表盘转过___________。【答案】

220V

10A

20

50

1千瓦时

600转【解析】[1]电能表中表示的220V表示该电能表的额定电压是220V。[2][3]电能表中的“10（20A）”中的10A表示这个电能表的标定电流，20A为电能表的最大额定电流。[4]电能表中50Hz表示这个电能表应在50Hz的交流电中使用。[5][6]“600revs/kW·h”读作600转每千瓦时，表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过600转。9．电能表是测消耗电能的仪表。我县的家庭用电是0.55元/千瓦时，小兰家上月末记录的电能表示数是805.6kW·h，本月末示数如下图所示，本月她家用电消费_______元人民币；电能的国际单位是________（填写汉字）【答案】

22

焦耳【解析】[1]本月末电能表的示数为845.6kW·h；本月她家用电量为845.6kW·h-805.6kW·h=40kW·h本月她家用电消费40kW·h×0.55元/kW·h=22元[2]在国际单位制中，电能的基本单位是焦耳，简称焦。10．如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该电能表的工作电压是_____V，表盘上显示已用电_____kW·h，若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次，该用电器在上述时间内消耗的电能为_____kW·h。【答案】

220

5546.7

0.02【解析】[1]电能表上“220V”，表示电能表的工作电压为220V。[2]该表盘上显示数字为055467，因为最后一位是小数、单位是kW·h，所以显示已用电5546.7kW·h。[3]1600imp/（kW·h）表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，指示灯闪烁32次，则该用电器在上述时间内消耗的电能为知识点三、电功1.电功电能可以转化成其他形式的能量，这个转化过程是电流通过用电器做功来实现的。电流通过用电器所做的功，叫做电功。2.物理意义电流通过某用电器做了多少功，就表明该用电器消耗了多少电能。即两者间具有相等的关系，计算方法也相同。(1)电能是状态量，反映了能够做功的本领；(2)电功是过程量，反映了电能转化或者消耗电能的多少。3.电功的计算(1)影响电功多少的因素:电流做功的多少W与电压U、电流I和通电时间t都有关。(2)公式:,此公式适用于一切情形下电功的计算。4.电功的单位:在国际单位制中,电功的单位是焦耳,简称焦，用符号J表示,1J=1V·A·s。基础自测11．下列是物理课本中出现的物理学家，其中，作为物理课本中电功单位的是（）A．阿基米德 B．牛顿C．瓦特 D．焦耳【答案】D【解析】焦耳在热力学领域取得卓越的成就，其名字被命名为各种能量和功的单位，也是电功的单位，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。12．下列情况中，不属于电流做功的是（）A．微波炉加热 B．电机发电 C．洗衣机洗衣 D．蓄电池充电【答案】B【解析】ACD．电流做功的过程，实际上就是个能量转化的过程，从电能转化成其它形式的能。微波炉加热将电能转化为内能，洗衣机洗衣将电能转化为机械能，蓄电池充电将电能转化为化学能。故ACD均属于电流做功，故ACD不符合题意；B．发电机发电的过程中，是将其它形式的能转化为电能的过程，不属于电流做功，故B符合题意。故选B。13．电流___________过程，实际上就是___________转化为___________的过程。【答案】

做功

电能

其他形式能【解析】[1][2][3]根据能量的转化特点可知，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。14．有一块手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量为1100mA·h，它充满电后，能够储存的电能是_______。【答案】14652J【解析】充满电后存储的电能W＝UIt＝3.7V×1100×10-3A×3600s＝14652J15．电阻R1和R2的阻值之比为1∶2，若将它们串联在电路中，它们两端的电压之比为_____；若将它们并联在电路中，相同时间内消耗的电能之比为_____。【答案】

1∶2

2∶1【解析】[1]因为串联电路电流处处相等，所以将它们串联在电路中时，通过它们的电流相等，由可知，此时它们两端的电压之比[2]因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以将它们并联在电路中，它们两端的电压相等，此时相同时间内两电阻消耗的电能之比考点突破考点1.电能及测量方法：电能是一种能量，解决电能的转化问题关键是弄清用电器工作时，产生了什么能量，再做解答。而电能的测量是用电能表，要弄清电能表的几个重要参数，特别是机械式电能表上标的“1800r/(kw·h)”表示该电能表的铝盘旋转1800r，消耗1kw·h的电能；而电子式的电能表标“3200imp/kw·h”表示闪烁3200次，消耗1kw·h的电能。例1.（2022·湖南长沙·中考真题）下列用电器与电蚊香加热器工作原理相同的是（）A．电风扇 B．电视机 C．电饭煲 D．电冰箱【答案】C【解析】电流做功的过程是电能转化为其它形式能的过程，电蚊香加热器工作时将电能转化为内能；A．电风扇工作时，电能主要转化为机械能，故A不符合题意；B．电视机工作时主要是把电能转化为声能和光能，故B不符合题意；C．电饭煲是利用电流的热效应工作的，把电能转化为内能，故C符合题意；D．电冰箱主要工作部件是压缩机（压缩机实际是一个电动机），正常工作时压缩机主要将电能转化为机械能，故D不符合题意。故选C。例2.（2022·湖北湖北·中考真题）小明家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图，下列说法正确的是（）A．该电能表的标定电流为20AB．该电能表应接在50Hz的直流电路中使用C．小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转D．小明家半年内的用电量是6335kW·h【答案】C【解析】A．由电能表的表盘可知，该电能表的标定电流为10A，最大工作电流为20A，故A错误；B．由表盘上的“”可知，该电能表应接在50Hz交流电路中使用，故B错误；C．由表盘上的“”可知，小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转，故C正确；D．小明家半年内的用电量是，故D错误。故选C。例3.（2022·山东菏泽·中考真题）三峡水电站年发电量约为8×1010kW·h，合______J（用科学记数法表示）。已知燃煤发电的效率为40%，标准煤的热值为3×107J/kg，三峡水电站运行一年大约为国家节约______万吨标准煤。【答案】

2.88×1017

2400【解析】[1]由1kW·h=3.6×106J可知，三峡水电站年发电量约为8×1010kW·h，所以有8×1010kW·h=8×1010×3.6×106J=2.88×1017J[2]已知燃煤发电的效率为40%，则发出2.88×1017J的电量需要完全燃烧煤产生的热量是所需煤的质量是合2400万吨。故三峡水电站运行一年大约为国家节约2400万吨的标准煤。例4.（2022·四川攀枝花·中考真题）如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表盘示意图，小李同学家电路干路中的电流不得超过______A，上月消耗的电能为______。年发电量可达的攀枝花银江水电站将于2025年投产发电，投产发电后的银江水电站可满足______户小李同学这样的家庭用电需求。【答案】

20

125

【解析】[1]10（20A）表示电能表允许通过的最大电流为20A，因此小明家干路中的电流不得超过20A。[2]上月消耗的电能为[3]小李同学家每年消耗的电能为投产发电后的银江水电站可以满足的家庭用电的户数为考点2.电功的计算方法：1.利用电功的公式及变形式、、进行计算的时候，要注意物理量必须是同一用电器或同一段电路中在同一时间段内的值。2.要理解电流做功与用电器消耗电能多少的关系。3.利用太阳能为充电宝内部锂电池充电时，消耗太阳能得到电能，并进一步给锂电池充电。充电过程中锂电池相当于用电器，即可以看成是电流通过锂电池做功。因此，计算充满电的时间用的变形式:。例5.（2022·海南·中考真题）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例6.（2022·重庆·中考真题）如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V0.3A”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