3.6 电能（一）（解析版）

3.6电能（一）学习目录学习目录目录模块一知己知彼 1模块二知识掌握 2知识点一、电能与电功 2知识点二、电功率 5模块三巩固提高 11知识重点知识重点模块一知己知彼学习目标目标解读1.理解电功的概念，知道电功的单位，列举决定电功大小的因素。2.知道用电器消耗的电能可以用电功来度量。3.了解电能表上各参数的含义，会根据电能表做简单的计算。4.理解电功率的概念，掌握电功率和电功的基本计算。解读1:理解电能表各参数的意义且根据电能表读数的变化计算消耗的电能，常见题型为填空题和解答题，难度较小。解读2:知道电功的概念、单位，列举决定电功大小的因素，用电器消耗的电能可以用电功来度量，能应用电功的公式计算用电器消耗的电能，常见题型为填空题和解答题，难度较大。解读3:知道电功率的概念、单位，从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率，并能选择应用电功率的公式进行简单的计算，常见题型为填空题、计算题和解答题，难度较大。模块二知识掌握知识点一、电能与电功（一）电功(1)定义:电流所做的功叫做电功。(2)实质:电流做功的过程实质上就是电能转化为其他形式能量的过程。电能转化为其他形式能量的多少可以用电功来度量。如电流通过电动机，把电能转化为机械能，说明电流对电动机做了功。(3)单位，电能电功的单位是焦耳，还有千瓦时(kW.h)俗称“度”。焦耳与千瓦时之间的换算关系:1千瓦时=3.6x106焦耳。

（二）电能表(1)电能表的作用:测量用电器在一段时间里消耗的电能的多少。电能表也叫电度表。(2)电能表的参数含义220V：该电能表应该接在220伏的电路上使用。kw.h:电能表上的数字以千瓦时为单位来显示用电器所消耗的电能。1200r/kW.h:接在该电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过1200转。5(10)A:该电能表的额定电流为5安，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过10安。(3)电能表测量电能的方法:①读数法:电能表计数器上显示着数字，计数器前后两次示数之差就是这段时间内用电的度数(消耗电能的多少)，单位是千瓦时(度)。例如:家中电能表在月初的示数是03248，月末的示数是03365，则这个电能表计数器示数中最后一位数月家中用电量为336.5千瓦时-324.8千瓦时=11.7千瓦时，即这个月家中用电量为11.7度。②计算法:由电能表参数Nr/kW.h(N由不同电能表规格而定)，数出某段时间电能表转盘转过的转数n，则这段时间消耗的电能W=n/N千瓦时=n/Nx3.6x106焦耳（2022秋•杭州期末）对于1kW•h的理解，下列说法正确的是（）A．kW•h是电功率的单位 B．只能同时点亮4只250W的灯泡 C．等于3.6×103J D．可供1kW的用电器正常工作lh【解答】解：A、千瓦时（kW•h）是电功的单位，不是电功率的单位，故A错误；B、1kW•h等于1kW的用电器正常工作1h消耗的电能，与同时工作用电器的多少无关，故B错误；C、lkW•h＝1kW×1h＝1000W×3600s＝3.6×106J，故C错误；D、1kW•h等于1kW的用电器正常工作1h消耗的电能，故D正确。故选：D。（2022秋•柯城区期末）如图是家用单相电能表的简易图，以下关于电能表的作用及各参数的解释合理的是（）A．① B．② C．③ D．④【解答】解：①电能表测量消耗电能多少的仪表，故①解释不合理；②电能表读数时要注意最后一位是小数，示数为：7996.6kW•h，故②解释不合理；③kW•h是电功的单位，电功率的单位是瓦特，故③解释不合理；④10A表示电能表标定电流为10A，故④解释合理。故选：D。（2022秋•鹿城区期末）如图所示分别是小白家10月1日和11月1日电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断正确的是（）A．电能表是测量电路消耗电功率的仪表 B．小白家10月份消耗的电能为125焦 C．电能表工作时的电流不应超过标定电流10A D．该表指示灯闪烁每1600次，消耗的电能是1kW•h【解答】解：A．电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误；B．小白家10月份消耗的电能：5713.4kW•h﹣5588.4kW•h＝125kW•h＝4.5×108J，故B错误；C．“10（20）A”表示电能表的标定电流为10A，平时工作允许通过的最大电流为20A，故C错误；D．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，故D正确。故选：D。（2022秋•海曙区校级期中）小明家正在进行新房装修，需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯，他设计了如图甲所示的电路，S1和S2是单刀双掷开关，图乙是已经安装的电能表。为保证安全用电，下列说法正确的是（）A．若用电器消耗5kW•h的电能，电能表的转盘转900转 B．若熔断器的熔丝熔断了，可以用铁丝代替 C．a端应该接零线，b端接火线 D．a端应该接火线，b端接零线【解答】解：A、3000r/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，用电器消耗5kW•h的电能时，电能表转盘的转数：n＝3000r/（kW•h）×5kW•h＝15000r，故A错误；B、熔丝熔断后，不能用铁丝来代替，因为铁丝的电阻率小、熔点高，用铁丝代替保险丝，不能在电流过大时自动切断电路，故B错误；CD、为了安全，开关要接在火线和所控制的电灯之间，则由图可知a端应该接火线，b端接零线，故C错误、D正确。故选：D。知识点二、电功率（一）电功率(1)物理意义:描述电流做功的快慢。(2)定义:电流在单位时间内做的功。用字母P表示。(3)单位:瓦(W)或千瓦(kW)，换算关系为1千瓦=1000瓦。(4)公式:P=W/t，其中W代表电功，t表示时间，其变形式为W=Pt，t=W/P（二）额定电压和额定功率(1)额定电压:用电器正常工作时的电压。用电器铭牌上标有的电压值就是额定电压，常用U额表示。(2)额定功率:用电器在额定电压下消耗的电功率。用电器铭牌上标有的电功率值就是额定功率，常用P额表示。（三）实际电压和实际功率(1)实际电压:用电器实际工作时的电压，它可能与额定电压相等，也可能比额定电压大或小，还可能为零。常用U实表示。(2)实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率，它可能与额定功率相等，也可能比额定功率大或小，当用电器中无电流通过时实际功率为零。常用P实表示。(3)灯泡的亮度取决于其实际功率的大小。无论额定电压如何，额定功率如何，在没有损坏的前提下，只要灯泡的实际功率相等，其发光的亮度就相同。(4)实际功率和额定功率之间的关系:用电器两端的电压电功率用电器工作情况U实=U额P实=P额正常工作U实>U额P实>P额容易损坏U实<U额P实<P额不能正常工作【能力拓展】(1)电功率大消耗的电能不一定多，因为消耗电能的多少由时间和电功率共同决定。(2)电功率是描述电流做功快慢的物理量，即电功率是表示电能转化为其他形式能量快慢的物理量。电功率可以反映用电器通过电流时产生的效果。如:灯泡的电功率大，说明单位时间内电流通过灯泡做的功多，也就是说，单位时间内灯泡消耗的电能多，灯泡的亮度就大。（2023•萧山区模拟）下列用电器的功率最接近500W的是（）A．家用空调 B．21寸彩色电视机 C．电吹风机 D．电子手表【解答】解：电吹风机的功率最接近500W，故C符合题意，ABD不符合题意。故选：C。（2023•瓯海区模拟）现有甲、乙、丙三个灯泡，分别标有“220V25W”、“110V25W”、“36V25W”的字样，当它们都是在各自额定电压下工作时，它们的亮度情况是（）A．甲灯较亮 B．乙灯较亮 C．一样亮 D．丙灯较亮【解答】解：因三灯泡的额定功率相同，当它们工作在额定电压下，实际功率等于额定功率，即三灯泡的实际功率相同，故三灯的亮度相同；故选：C。（2022秋•宁海县期末）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所示，下列说法正确的是（）A．A的电阻值为6.25Ω B．A和B串联，电路中电流为0.4A时，A、B的电功率之比为5：4 C．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为5：4 D．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V【解答】解：A．由图象可知，当通过A的电流IA＝0.4A时，A两端的电压UA＝2.0V，由I=URA=UAIB．A和B串联，电路中电流为0.4A时，因串联电路中各处的电流相等，所以，通过两元件的电流IA＝IB＝0.4A，由图象可知，两元件两端的电压UA＝2.0V，UB＝2.5V，由P＝UI可得，A、B的电功率之比：PA（3）A和B并联在电压为2.5V的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两元件两端的电压UA′＝UB′＝2.5V，由图象可知，通过两元件的电流IA′＝0.5A，IB′＝0.4A，则A、B的电功率之比：PA（4）当A和B串联，两者电阻相同时，它们两端的电压和通过的电流相等，由图象可知，电路中的电流为0.6A，两元件两端的电压均为3V时符合，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U＝UA″+UB″＝3V+3V＝6V，故D错误。故选：C。（2023•杭州模拟）将灯L1（9V9W）和L2（6V6W）串联接入电源电压为15V电路中，闭合开关后，两灯都发光。下列关于L1、L2的说法正确的是（）A．L1实际功率小于额定功率 B．L2实际功率小于额定功率 C．L1、L2实际功率相等 D．L1、L2都能正常发光【解答】解：由P=U2R可知，灯L1的电阻R1=U12P1=(9V将两灯串联在电路中，电路中的总电阻R＝R1+R2＝9Ω+6Ω＝15Ω；电路中的电流I=U根据串联电路的电流特点可知，通过L1、L2的电流I1＝I2＝I＝1A；灯L1的实际功率P1实＝I12R1＝（1A）2×9Ω＝9W，灯L2的实际功率P2实＝I22R2＝（1A）2×6Ω＝6W；所以，灯L1、L2的实际功率都等于其额定功率，所以都能正常发光，故ABC错误，D正确。故选：D。（2023春•宁波月考）如图所示，将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯L1的功率为4W，在乙图中灯L1的功率为16W。设灯丝电阻不变，下列说法中不正确的是（）A．甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是1：2 B．甲、乙两图电路消耗的总功率之比为1：2 C．L1、L2两灯电阻之比为1：1 D．甲、乙两图中灯L2的功率之比为1：4【解答】解：（1）根据P＝UI=U则有：PL串PL1并即甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是1：2，故A正确；因电源电压U不变，在甲图中，L1的电压是电源电压的12，根据串联电路电压的规律，L2的电压是电源电压的1所以，在甲图中，L1两端的电压等于L2两端的电压，即L1、L2两灯电阻之比为1：1，故C正确；（2）根据串联电阻的规律和并联电阻的规律可得，甲中电路的总电阻：R串联＝R1+R2＝2R2，乙中电路的总电阻：R并联=R根据P＝UI=U故甲、乙两图电路消耗的总功率之比为：P甲总（3）甲、乙两图中灯L2的功率之比为：P2串故选：B。（2023•杭州一模）取暖器是人们常用的一种家电，如图所示为某取暖器的等效电路图，它是利用电流热效应工作的。已知该取暖器有高温挡和低温挡，R1、R2是完全相同的两个电阻。只闭合S，通过R2的电流是2A。（1）R2电阻是多少？（2）只闭合S，电路的功率是多少？（3）高温挡正常工作100秒，整个电路消耗的电能是多少？【解答】解：（1）由欧姆定律可知，R2电阻：R2=UI2（2）只闭合S，电路为R2的简单电路，电路的功率：P＝UI＝220V×2A＝440W；（3）由电路图可知，当两只开关都闭合时，R1、R2并联，由并联电路的电阻特点可知，此时电路的总电阻最小，由P＝UI=U由题意可知，两电阻的阻值相同，由并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R=12R2=12×则高温挡正常工作100秒，整个电路消耗的电能：W＝UIt=U2Rt=答：（1）R2电阻是110Ω；（2）只闭合S，电路的功率是440W；（3）高温挡正常工作100秒，整个电路消耗的电能是8.8×104J。模块三巩固提高（2022秋•仙居县期末）对图中电能表的数字和符号理解错误的是（）A．电路中消耗的总电能为207.2kW•h B．电能表正常工作的电压为220V C．电能表的额定电流为20A D．用电器每消耗1度电，电能表的转盘转3000转【解答】解：A、由图可知，电路中消耗的总电能为207.2kW•h，故A正确；B、电能表正常工作的电压为220V，故B正确；C、电能表的额定电流为10A，故C错误；D、用电器每消耗1度电，电能表的转盘转3000转，故D正确。故选：C。（2023•江干区校级二模）如图表示家庭电路的一部分，下列相关说法正确的是（）A．家庭电路火线与零线之间的电压正常值为380V B．电能表上显示的数据是每天每户消耗电功率的多少 C．正常情况下用测电笔在三孔式插座插孔Q、R检测时，氖管都会发光 D．使用测电笔时，图乙的方法错误而图丙的方法正确【解答】解：A、家庭电路火线与零线之间的电压正常值为220V，故A错误；B、电能表的示数是指电能表接入电路后，电路中用电器消耗总电能，故B错误；C、由三孔插座的正确接法可知，三孔式插座的Q孔接零线，则用测电笔检测Q孔时，氖管不发光；R孔接火线，则用测电笔检测R孔时，氖管会发光，故C错误；D、使用测电笔时，应让手与笔尾的金属体接触，故丙的方法正确，故D正确。故选：D。（2023春•宁波月考）a、b、c三盏灯分别标有“110V60W”、“220V60W”、“36V60W”的字样，三盏灯都正常发光，比较它们的亮度（）A．a灯最亮 B．b灯最亮 C．c灯最亮 D．三盏灯一样亮【解答】解：由题可知，三盏灯都正常发光，它们的实际功率都是各自的额定功率。三盏灯的额定功率相同，故实际功率也相同，灯泡亮度由实际功率决定，所以三盏灯一样亮。故选：D。（2022秋•舟山期末）小柯说：微波炉很省电，用它加热食物花不了多少电费。小薛说：微波炉很费电，他家的微波炉一使用空气开关就“跳闸”。上述争论中，混淆的两个概念是（）A．电压和电流内流 B．电能和电功率 C．电能和电压 D．电流和电能【解答】解：售货员认为微波炉很省电，是说微波炉的电功率大，但加热食物用时很短，消耗的电能并不多，所以“微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费”，即售货员是从电能角度说的；顾客是从电功率角度考虑的，因为微波炉属于大功率用电器，工作时电路中电流很大，空气开关会跳闸，相同时间内消耗的电能多，所以认为很“费电”。故选：B。（2022秋•德清县期末）如图是小德连接的电路，开关闭合后，发现灯L2比L1亮。关于该电路分析正确的是（）A．通过L2电流比L1的电流大 B．L2的电阻比L1的电阻小 C．L2两端电压比L1两端电压大 D．L2的额定功率一定比L1的额定功率大【解答】解：A、由图可知，两个灯泡组成串联电路，串联电路中电流处处相等，所以通过两灯电流相等，故A错误；B、灯L2比L1亮，说明灯L2的实际功率比L1的实际功率大，且通过两灯电流相等，由R=PI2可知，L2C、因为通过两灯电流相等，且L2的电阻比L1的电阻大，由U＝IR知，L2两端电压比L1两端电压大，故C正确；D、灯泡亮度由灯泡的实际功率决定，与额定功率无关，L2比L1亮，说明L2的实际功率比L1的实际功率大，但并不能说明L2的额定功率一定比L1的额定功率大，故D错误。故选：C。（2022秋•鹿城区期末）连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到小灯泡L1比L2亮，下列说法中正确的是（）A．灯泡L1的实际功率比L2大 B．灯泡L1对应的电压表示数比L2小 C．灯泡L1、L2规格是相同的 D．可以验证电功率与电流大小的关系【解答】解：A、小灯泡L1比L2亮，说明灯泡L1的实际功率比L2大，故A正确；B、由公式U=PI可知，电流相等时，实际功率大的用电器两端电压较大，在图示电路中，L1与L2串联，根据串联电路中电流处处相等的规律可知通过L1与L2的电流相等，而灯泡L1的实际功率比L2大，因此灯泡L1对应的电压表示数比LC、如果灯泡L1、L2规格是相同的，因为串联在电路中，通过两灯泡的电流相等，那么两灯泡两端的电压、实际功率也会是相同的，但事实上小灯泡L1比L2亮，因此两个灯泡规格不相同，故C错误；D、电路中L1与L2串联，而串联电路中电流处处相等，因此无法验证电功率与电流大小的关系，故D错误。故选：A。（2022秋•西湖区校级期中）甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（）A．当两灯串联在一起时，乙灯较亮 B．当两灯串联在一起时，若甲灯正常发光，乙灯可能因电压过大而损坏 C．当两灯正常工作时间相同时，甲灯消耗的电能比乙灯少 D．当两灯均正常发光时，乙灯灯丝电阻较大【解答】A．由甲、乙图和电功率变形公式R=UB．甲灯的电阻大于乙灯电阻，当两灯串联在一起时，根据串联分压原理，甲灯的电压大于乙灯电压，若甲灯正常发光，乙灯电压低于正常发光电压，不会因电压过大而损坏，故B错误；C．两灯均正常发光时，甲灯的功率小于乙灯功率，当两灯正常工作时间相同时，根据W＝Pt，甲灯消耗的电能比乙灯少，故C正确；D．由以上分析知，当两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较大，故D错误。故选：C。（2021秋•嘉兴期末）在探究电功率与哪些因素有关的活动中，小明设计了如图所示的两种电路，其中能研究电功率与电压关系的电路图是（）A．只有甲 B．只有乙 C．甲和乙都行 D．甲和乙都不行【解答】解：由于影响电功率的因素有：电流、电压，要研究电功率与电压关系时应控制电流不变，由图甲可知，两灯泡并联，它们两端的电压相等，不能研究电功率与电压的关系；由图乙可知，两灯泡串联，通过它们的电流相等，两灯泡的电阻不同时两端的电压不同，能研究电功率与电压的关系；所以，选项B正确、ACD错误。故选：B。（2022秋•上城区期末）如图是四种家用电器的铭牌，下列相关说法正确的是（）54cm彩色电视机工作电压220V工作频率50Hz额定功率85WBC﹣65B电冰箱额定电压220V工作频率50Hz额定功率70W耗电量0.5KW•h/24hFS﹣69电风扇额定电压220V规格400mm工作频率50Hz额定功率65WK﹣33GW空调机额定电压220V工作频率50Hz制冷/制热电流6.2A/6.2AA．彩色电视机在220V电压下工作时的实际功率为85W B．电冰箱连续工作30天需要消耗电能30度 C．使用电风扇比使用空调消耗电能更少 D．空调机制冷和制热两种工作状态下电流做功快慢不同【解答】解：A、彩色电视机在220V电压下正常工作，实际功率等于85W，故A正确；B、电冰箱连续工作30天需要消耗电能为：W＝Pt＝0.5kW•h/24h×30天＝0.5kW•h/天×30天＝15kW•h，故B错误；C、由W＝Pt可知，用电器消耗的电能与功率P和时间t有关，空调功率大，电风扇功率小，但由于不知道空调和电风扇工作时间，所以无法比较消耗电能多少，故C错误；D、正常工作状态下的空调机的制冷和制热时的电压与电流相同，由P＝UI可知，正常工作状态下的空调机的制冷功率等于制热功率，电流做功快慢相同，故D错误。故选：A。（2022秋•台州期末）某科学小组用L1、L2两个小灯泡及其它必要元件，设计了如图甲、乙、丙三个电路，电源电压相同且恒定不变，闭合开关后电路消耗的总功率P甲、P乙、P丙的关系是（）A．P乙＜P甲＜P丙 B．P甲＞P乙＞P丙 C．P甲＝P乙＝P丙 D．P甲＜P丙＝P乙【解答】解：由甲电路图可知，电路为灯泡L1的简单电路，乙电路为两灯泡串联，丙电路为两灯泡并联，根据因串联电路中电阻越串越大、并联电路中电阻越并越小的特点可知：R甲＜R乙，R甲＞R丙，所以，R乙＞R甲＞R丙，由于甲、乙、丙三个电路的电源电压相同且恒定不变，则根据P＝UI=U所以，闭合开关后电路消耗的总功率关系为：P乙＜P甲＜P丙。故选：A。（2022秋•长兴县期末）两个灯泡Ll和L2额定电压均为6V，将两灯串联后接入电路中，接通后发现L2要亮一些，则下列判断正确的是（）A．L1的电阻比L2大 B．串联时L1两端电压比L2大 C．L2的额定功率比L1大 D．若两灯并联，通过L1的电流比L2大【解答】解：AB、灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，灯泡L1、L2串联在电路中，串联电路各处电流相等，接通电路后发现灯L2要亮一些，说明灯泡L2的实际功率较大，根据P＝I2R可知，L1的电阻小于L2的电阻，由U＝IR可知，L2两端电压比L1大，故A、B错误；C、两灯泡的额定电压相同，L1的电阻小于L2的电阻，根据P=U2RD、将两灯并联接入电路，并联电路中各支路电压相等，L1的电阻小于L2的电阻，由I=UR可知通过L1的电流比L故选：D。（2023春•东阳市校级期中）如图甲所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图像，当R两端的电压为0时，R的阻值是10Ω。将电阻R和灯泡L接在图乙所示电路中，闭合S，电流表示数为0.5A，此时小灯泡的实际功率为1W。​【解答】解：（1）根据图象可知，R为定值电阻，由I=UR可得电阻R的阻值：R=U导体的电阻是导体本身的性质，与导体两端电压无关，所以当R两端的电压为0时，R的阻值是10Ω；（2）由电路图可知，电阻R和灯泡L串联，电流表测电路中的电流，串联电路中各处的电流相等，由图象可知，当电流I＝0.5A时，UL＝2V，此时小灯泡的实际功率PL＝ULI＝2V×0.5A＝1W。故答案为：10；1。（2022秋•滨江区期末）在如图所示的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表接入电路的量程为“0～0.6A”，电压表接入电路的量程为“0～15V”，灯泡上标有“6V3W”字样（灯丝电阻变化忽略不计）。滑动变阻器的规格为“20Ω2A”，则灯泡正常发光时的电流为0.5A，此时电路消耗的总功率为4.5W。【解答】解：由灯泡标有的参数可知，灯泡的额定电压：U额＝6V，灯泡的额定电功率：P额＝3W，由电功率计算公式P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流