专题18.1电能电功

20232024学年度物理九年级全一册同步（拓展）学讲练测大讲义（人教版通用）第十八章电功率专题18.1电能电功学新课标对课节知识点要求【课程标准】结合实例，了解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。【学习目标】1．知道电能及其单位和单位的换算。2．会读家用电能表，会通过电能表计算家用电费，有节约用电意识。3.从能量转化角度认识电能，能分析电能的转化是通过电流做功实现的。4.能利用电功公式进行相关的计算。【重点】电能的概念和电能的计量是重点。【难点】电功的概念是难点。学课节知识点知识点1.电能1.定义：电流所具有的能量称为电能。2.单位：在国际单位制中，电能的单位是焦耳，简称焦，符号是J。电能的另一个单位是千瓦时，又称“度”，符号是kw·h。1kw·h=J，1kw·h=1度。3.测量工具：电能表。（1）读数方法：电能表计数器前后两次读数之差，就是用户在这段时间内消耗的千瓦时，即用电度数。（2）铭牌上通常所表参数的含义：a.“220”是指这个电能表应该在220V的电路中使用；b.“10（20）A”指这个电能表的标定电流为10A，允许通过的最大电流为20A；c.“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；d.“2500revs/（kW•h）”指这个电能表每消耗一千瓦时的电能，转盘转过2500转。知识点2.电功1.定义：电流所做的功叫电功，用符号W表示。2.公式：W=UIt。即电流在一段电路上所做的功，跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比。3.单位：在国际单位制中，电功的单位是焦耳，符号是J。常用的电功单位是“度”也叫“千瓦时”，符号kw·h。注意：公式W=UIt，适用于任何电路，而公式的变形式W=IRt和只适用于纯电阻电路，即将电能全部转化为热能的电路。讲课节知识点的例题解析考点1.电能【例题1】家用电能表读数所用的单位是（）A．千瓦 B．千瓦时 C．库仑 D．伏特【答案】B．【解析】电能表是测量家庭用电器消耗电能总量的仪表，其单位是千瓦时，简称度．A．千瓦是电功率的单位，而电能表是测量电能（或电功）的，故A不合题意；B．电能表是测量家庭用电器消耗电能总量的仪表，其单位是千瓦时（度）．故B符合题意；C．库化是电量的单位，而电能表是测量电能（或电功）的，故C不合题意；D．伏特是电压的单位，电能表是测量电能（或电功）的，故D不合题意．【例题2】（2022广西北部湾）用电器消耗的电能可用电能表计量。如图所示的电能表应接在______V的电路中使用，示数是______kW·h。【答案】2202022.6【解析】由图可知，电能表上的“220V”表示该电能表应该接在220V的电路中使用。由图可知，根据电能表的读数规则，最后一位是小数，单位是kW·h，所以该电能表的示数是2022.6kW·h。【例题3】（2022河南）在图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为______V，电阻R1的阻值为____Ω。通电1min，该电路消耗的总电能为_____J。【答案】630180【解析】由电路图知道，闭合开关S，电阻R1、R2并联，电流表A2、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，所以电流表A2的示数为0.5A，即干路中的电流为I=05A电流表A1的示数为0.2A，即通过电阻R2的电流为I2=II1=0.5A0.2A=0.3A电阻R2两端的电压为U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V因为并联电路各支路两端电压相等，且等于电源电压，所以电源电压为U=U2=6V由欧姆定律知道，电阻R1的阻值为由知道，通电1min，该电路消耗的总电能考点2.电功【例题4】（2022云南）如图所示，电源电压恒定，R1=30Ω，当S闭合，S1断开时，电流表的示数为0.2A；当S、S1都闭合时，电流表的示数为0.5A。求（1）电源电压；（2）R2的阻值；（3）S、S1都闭合时，通电1min电流通过R2做的功。【答案】（1）6V；（2）；（3）108J【解析】（1）当S闭合，S1断开时，只有R1接入电路，此时电流表的示数为0.2A，电源电压为（2）当S、S1都闭合时，R1与R2并联，电流表测量电路总电流，电流表的示数为0.5A，则通过R2的电流为则R2的阻值为（3）当S、S1都闭合时，R1与R2并联，通电1min电流通过R2做的功为强化知识点的达标问题精练1.（2022广西桂林）下列用电器中，主要将电能转化为光能的是（）A.电饭煲 B.电灯 C.洗衣机 D.电风扇【答案】B【解析】A．电饭煲主要将电能转化为内能，故A不符合题意；B．电灯通电时会发光和发热，以发光为主，主要将电能转化为光能，故B符合题意；C．洗衣机主要将电能转化为机械能，故C不符合题意；D．电风扇主要将电能转化为机械能，故D不符合题意。故选B。2.（2022新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为充电，第二天早晨拔掉充电线插头。充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（）A.2V B.3V C.4V D.5V【答案】D【解析】设充电器的充电电压为U，充电时间为t，则由W=UIt可得，充电过程中消耗的电能为W充=UIt=U×2.0A×t因待机时间为充电时间为50倍，则待机时间为50t，故由W=Pt可得，待机过程中消耗的电能为W待=P待50t=0.2W×50t因最终为充满电状态，故可得W充=W待，即U×2.0A×t=0.2W×50t解得充电器的充电电压为U=5V，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。3.（2022广西河池）现代社会生活和生产几乎处处离不开电，用电，实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是（）A.用电器通过电流做功把电能转化为其它形式的能B.发电站把电能转化为其它形式的能C.电功和电能的单位都是瓦特D.电功和电能是同一个物理量【答案】A【解析】A．根据电功的实质可知，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；B．发电站是把其它形式的能转化为电能，故B错误；C．电功和电能的单位都是焦耳，故C错误；D．电流做功的过程，是将电能转化为其它形式能的过程，所以电功不是电能，故D错误。故选A。4.（2022青海省）一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（）A.该电能表应该在220V的电路中使用B.该电能表的额定最大电流为20AC.电能表是计量用电器消耗电能的仪表D.该电能表此时的读数是31.6J【答案】D【解析】A．电能表表盘上220V表示这个电能表应该在220V的电路中使用，故A正确，不符合题意；B．10A（20）表示标定电流为10A，额定最大电流为20A，故B正确，不符合题意；C．电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表，故C正确，不符合题意；D．该电能表此时的读数是31.6kW·h，故D错误，符合题意。故选D。5.小天家电能表本月初的示数为821.6度，本月底的示数如图所示，小天家本月消耗的电能为kW•h。【答案】130【解析】利用电能表两次示数差求出消耗的电能，注意最后一位是小数，单位kW•h。由图可知，电能表本月初的示数W1=821.6kW•h，电能表本月末的示数W2=951.6kW•h，则小天家本月消耗的电能：W=W2﹣W1=951.6kW•h﹣821.6kW•h=130kW•h。6.（2022四川遂宁）傍晚用电高峰时期，小何观察到家中一只标有“220V48.4W”的白炽灯比正常时暗。他发现灯泡内壁发黑，根据所学知识他知道造成该现象的原因是：灯泡长时间使用后，灯丝升华变细，电阻变______，导致功率变小；另外，用电高峰期家中实际电压低于220V，实际功率低于额定功率。他想知道此时家中的实际电压，于是更换了一只同规格的新灯泡，关闭家中其它用电器，让该灯单独工作100s，电能表（如图）转盘转了4转，则家中实际电压为______V。【答案】大200【解析】导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积等有关，相同材料，长度越长、横截面积越小，电阻越大。因此灯泡长时间使用后，灯丝升华变细，即横截面积变小，电阻变大。由图可知，电能表转盘转了4转，消耗的电能为新灯泡的实际功率是灯泡的电阻为实际电压为7.（2022云南）某教室共有20盏“220V40W”的普通照明灯泡，一盏灯泡的电阻为_____Ω；如果改用20盏“20V13W”的LED灯，不仅亮度相当、而且可以省电，若该教室平均每天用电5h，则一天可节约_______度电。【答案】12102.7【解析】一盏灯泡的电阻为20盏“220V40W”的普通照明灯泡照明5h，消耗的电能为改用20盏“20V13W”的LED灯，消耗的电能为则一天可节约电能为8.（2022湖南张家界）如图所示，电能表示数为_______。某兴趣小组利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V10W”节能灯的实际功率。关闭其他用电器，将该节能灯接入家庭电路，分别设计出两种测量方案：方案一：测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n；方案二：测量出电能表转盘转过1圈所用时间t；比较两种方案，最可行的是___________。【答案】2022.8方案二【解析】（1）由图可知，电能表的示数为。（2）方案一中，由可知，节能灯1min消耗的电能表示每消耗的电能，电能表的转盘转3000转，则1min时间内电能表转盘转过的圈数由此可知，因节能灯功率较小，节能灯工作1min电能表转动不到一圈，不易测量，故方案一不可行。方案二中，由可知，电能表转盘转过1圈所用时间时间比较容易测量，故方案二可行。9.（2022湖北恩施州）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）【答案】（1）2.592×106J；（2）260W；（3）9A【解析】（1）根据电能公式可知，动力锂电池可提供的总电能W总=UIt=36V×1A×20×3600s=2.592×106J（2）机器人满载时的总重力为G总=m总g=(120kg＋10kg)×10N/kg=1300N爬绳的速度为v=12m/min=0.2m/s机器人满载匀速爬升的功率（3）爬升12m过程中克服重力所做的功为W1=Gh=1300N×12m=15600J根据可知，机器人消耗的电能为由电能公式W=UIt可知，实际工作的电流10.（2022山东临沂）某品牌浴室多功能取暖器具有灯暖和风暖两种功能，其简化电路如图所示，部分参数如表所示。当取暖器正常工作时，求：（1）灯暖灯丝的电阻；（2）灯暖功能10min消耗的电能；（3）仅使用风暖功能时电路中的电流。额定电压220V灯暖额定电流2.5A风暖吹风机额定电流0.15加热电阻22Ω【答案】（1）88Ω；（2）3.3×105J；（3）10.15A【解析】（1）由参数表知，灯暖灯丝的电阻（2）灯暖功能10min消耗的电能W=UI暖t=220V×2.5A×10×60s=3.3×105J（3）由电路图知，风暖开关闭合时，启动风暖功能，吹风机和加热电阻并联连接。仅使用风暖功能时，通过加热电阻的电流电路中的总电流I风暖=I1+I2=10A+0.15A=10.15A11.（2022山东潍坊）某小区工作人员用图示的无人机给居住在高楼层的居民运送物资。该无人机由锂电池供电，工作时电动机带动旋翼转动，旋翼对下方空气施力的同时获得升力，其有关参数如表格所示。某次运载过程中，无人机和货物总重，以最大上升速度匀速竖直上升，观察地面控制装置，显示无人机电量由100%降至98%。若定义无人机竖直运输效能值为升力所做功与电池消耗电能之比，用字母表示。求本次运送过程中：最大上升速度最大上升速度时空气阻力电池额定电压电池容量（1）所用时间；（2）升力所做的功；（3）竖直运输效能值。【答案】（1）20s；（2）4320J；（3）50%【解析】（1）由得，所用时间（2）匀速时，竖直向上的力等于竖直向下的力，所以无人机升力无人机升力做功（3）无人机消耗电能竖直运输效能值12.（2022辽宁锦州）小明家购买了一台电热水器，铭牌显示：容量是50L，额定电压是220V，额定功率是2000W。[c水=4.2×103J/（kg·℃），ρ水=1.0×103kg/m3]求：（1）该电热水器正常工作时的电阻是多少？（2）某次洗浴时，水箱装满初温为20℃的水，正常工作加热到60℃，若热水器的加热效率是84%，则此次加热消耗多少电能？（3）一天，小明家只有该热水器和额定功率为700W的电饭锅接入电路，它们都正常工作，则标有2000r/（kW·h）的电能表的铝盘4min转了多少转？【答案】（1）24.2Ω；（2）1×107J；（3）360r【解析】（1）由得，电热水器正常工作时的电阻（2）装满水时水的质量水吸收的热量此次加热消耗电能（3）4min电路消耗电能电能表铝盘转的圈数13.（2022四川南充）某电饭煲内部电路简图如图甲，S为总开关，S1为自动控制开关，当S闭合时为煮饭过程，断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲