2019_2020学年九年级物理全册15.1电能表与电功基础与强化必刷题含解析新版苏科版.docx

15.1电能表与电功

◆要点1 电能表
（1）定义：用来测量电路中消耗电能多少的仪表叫电能表。
（2）种类：常用的电能表电子式和互感式。
（3）电能表的参数：
KWh:电能表示数的单位
220V:额定电压是220V
10A:表示基本电流，它是确定电能表有关特性的电流值
（40）A:是电能表能满足测量准确要求，且能长期正常运行的最大电流值
50Hz:用在频率50Hz的交流电路中
3000r/kw·h:用电器每消耗1度电，电能表转盘转动3000转
（4）电能计量单位:千瓦时（度），符号KW·h；国际电能单位是焦耳（J）
换算关系:1 KW·h=3.6×106J。
（4）电能表测量方法：
①长时间的耗电：电能表前后两次读数之差（最后一位表示小数点后第一位）。
W电=W末－W初
②短时间的耗电：用转盘转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算消耗的电能。W
W电=转数×每转消耗的电能
◆要点2 电功
（1）定义：电流所做的功叫做电功；电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能。
（2）公式：电功大小与加在用电器两端的电压，通过的电流和通电时间有关，即W=UIt。
（3）单位：电功与电能单位相同，都是焦耳（J）。
（4）推导式：W=U2Rt;W=I2Rt。
（5）计算：电路中电能的消耗量等于所有用电器消耗电能之和。
（6）灯泡明暗：相同的时间内，电流对灯泡做的功越多，转换成的光能就越多，灯泡自然就亮。

Δ基础题系列
◆1.关于家庭电路中的电能表，下列说法正确的是（）
A.电能表的作用是测量用电器中通过电流大小的
B.电能表转盘转速越快，用电器消耗的电能越多
C.电能表的作用是测量用电器消耗电能多少的
D.电能表的测量值是以“kW”为单位的
【答案】C
【解析】
AC.电能表的作用是测量用电器消耗电能的多少，故A错误，C正确；
B.表盘转的越快，用电器的功率越大，用电器消耗的电能同时跟电功率和通电时间有关，在通电时间一定时，功率大，消耗电能多，故B错误；
D.电能表的测量值是以“kW·h”为单位的，故D错误。
◆2.小明在家中拍到一张电能表照片,如图,他仔细观察照片后,得到下列结论,你认为正确的是( )

A. 电能表的转速为2500转/度
B. 电能表的最大电流为5A
C. 拍照片时，小明家已消耗的电能为9316 kW⋅h
D. 拍照片时，小明家已消耗的电能为931.6J
【答案】A
【解析】
A. 根据电能表表盘上的数据可知，电能表的转速为2500R/(kW⋅h)故A正确；
B. 电能表持续工作时的最大电流为10A，故B错误；
C. 拍照片时电能表的示数为931.6kW⋅h，也就是说小明家已消耗的电能为931.6kW⋅h，故CD错误。
◆3.下图所示的几种用电器工作时，以电能转化为内能为应用目的是（）

A.电视机 B.电动自行车 C.抽油烟机 D.电烤箱
【答案】D
【解析】本题考查电功的本质；
电动电动车、抽油烟机把电能转化为机械能，电视机把电能转化为内能和光能，电烤箱把电能转化为内能。
◆4. 对于不同电路里的两个用电器，下列说法中正确的是（）
A.用电器中电流越大，通电时间越长，电流做的功就一定越多
B.在相等的时间里，用电器中的电流越大，电流做的功就一定越多
C.通过用电器的电量越多，电流做的功就一定越多
D.消耗的电能越多，电流做的功一定越多
【答案】D
【解析】根据电功的计算公式，电功的大小，和电流、电压、通电时间有关，知道电流和通电时间的大小，无法确定功的多少，所以AB错误；根据公式W=qU可知，电流做的功与电量和用电器两端的电压有关，所以C错误；电流做功的过程是把电能转化成其它形式的能的过程，所以消耗的电能越多电流做功就越多。
◆5.要使某用电器在相同时间内消耗的电能变为原来的2倍，以下措施可行的是（）
A．仅使电压变为原来的2倍 B．电压不变，而使用电器电阻变为原来的一半
C．仅使电流变为原来的2倍 D．同时改变电压为原来的4倍，电阻为原来的2倍
【答案】B
【解析】
A.对于一个确定的用电器，电压变为原来的两倍时，流过它的电流也要变为原来的两倍，由W=UIt可知用电器消耗的电能要变为原来的4倍，故A错误；
B.电压不变，而使用电器电阻变为原来的一半，由电功公式W=U2Rt可知，用电器消耗的电能变为原来的两倍，故B正确；
C.电流变为原来的两倍，由U=IR可知用电器两端的电压变为原来的两倍，由W=UIt可知用电器消耗的电能为原来的4倍，故C错误；
D.同时改变用电器两端的电压为原来的4倍，电阻为原来的2倍，由电功公式W=U2Rt可知，消耗的电能变为原来的8倍，故D错误。
◆6.图中，导体A. B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大，当S闭合后，在相同时间内，电流通过A. B所做的功分别为WA、WB，则（）

A. WA>WB B. WA D. 300J
【答案】D
【解析】：
在这里是电能转化成内能光能和机械能，从能量守恒角度来看电流做的功等于产生的“内能150J、光能100J、机械能50J”之和，所以电流做功为300J.
◆8.如图,对于电能表面板上的一些参数的理解,下列说法错误的是( )

A. 此时电能表的读数为120.7度
B. “220V”是指这个电能表应该在220伏的电路中使用
C. “10(20)A”是指这个电能表使用时正常工作电流为10安或20安
D. “600r/kW⋅h”是指用电器每消耗1千瓦时电能，电能表的转盘转过600转
【答案】C
【解析】：
A. 此时电能表的读数为120.7度，说法正确，不符合题意。
B. “220V”是指这个电能表应该在220伏的电路中使用。说法正确，不符合题意。
C. “10(20)A”是指这个电能表使用时正常工作电流为10安或20安，说法错误，应该是电能表允许通过最大电流是10A，电能表短时间允许通过最大电流是20A，符合题意。
D. “600r/kW⋅h”是指用电器每消耗1千瓦时电能，电能表的转盘转过600转，不符合题意。
◆9.甲、乙两个电阻的U-I图线如图所示，若把两个电阻串联接在同一电路中，下列说法正确的是（）

A.甲的电阻值小于乙的电阻值 B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是2:1
C.甲、乙两个电阻两端电压之比是2:1 D.相同时间内，甲、乙两个电阻消耗的电能之比是是1:4
【答案】C
【解析】
A.由图象可知，通过两电阻的电流与两端的电压成正比，即两电阻是定值电阻，且U甲=U乙=3V时，I甲=0.3A、I乙=0.6A，根据欧姆定律可得，两电阻的阻值分别为：R甲=U甲/I甲=3V/0.3A=10Ω，
R乙=U乙/I乙=3V/0.6A=5Ω，
所以甲的电阻值大于乙的电阻值，故A不正确；
B.把两个电阻串联接在同一电路中时，由于串联电路中各处的电流相等，所以通过甲、乙两个电阻的电流之比是1：1，故B不正确；
C.甲、乙两个电阻两端电压：U甲/U乙=IR甲:IR乙=R甲:R乙=10Ω:5Ω=2:1，故C正确；
D、甲、乙两个电阻的电功率之比：W甲:W乙=I2R甲t： I2R乙t=10Ω：5Ω=2：1，故D不正确。
◆10.电风扇正常工作时，电流做功的结果是：大部分的电能转化为能，还有一小部分的电能转化为能。
【答案】机械；内
【解析】电风扇的核心部件就是一个电动机，电动机是将电能转化为机械能的装置，同时由于电流的热效应，电动机在转动的过程中，必然会发热。所以是电能转化为机械能和内能。
Δ强化题系列
◆11.（2019·呼和浩特）回答下列问题：

（1）一个电能表，表盘上标明“720revs/(kw·h”，它的意思是   。
（2）呼和浩特市教研室某段时间用电，电能表两次示数如图所示，该时间段该地区每度电电费
元，这段时间需要交付电费元？
【答案】
（1）电路每消耗1kw·h的电能，电能表的转盘转720转；
（2）383.64。
【解析】
（1）“720revs/(kw·h”表示电路每消耗1kw·h的电能，电能表的转盘转720转
（2）由图知，某段时间共消耗的电能1951.7 kw·h－1632.0 kw·h=319.7 kw·h：
已知该时间段该地区每度电电费1.2元，
则这段时间需要交付的电费：319.7 kw·h×1.2元/ kw·h=383.64元。
◆12.小明家电能表五月份的示数为4167.0kw·h,六月份的示数如图所示.这一个月中小明家用电_________kw·h,若每度电0.55元,应交电费_________元.小明将电热水壶通电后,在4min内电能表转盘转过40r,消耗的电能是_________J。

【答案】145；79.75；2×106。
【解析】小明家电能表五月份的示数为4167.0kw·h,月底的示数为为4312.0kw·h,
他家本月用电W=4312.0kw·h－4167.0kw·h=145 kw·h ；
小明家本月应交的电费为：0.55元/度×145kw·h=7975元；
电能表转盘转动 消耗的电能为:W=40×1720×3.6×106J=2×105J。
◆13.有一款手机用的锂电池,上面标明电压为3.7V,容量为1000mA·h,给它充电时,是电能转化为　　能,充满电后,大约存储了　　　J的电能。
【答案】化学；13320。
【解析】
电池充电和供电是相反的过程，充电时是把电能转化为化学能，放电时是把化学能转化电能；
手机锂电池充满电后，存储的电能W=UIt=3.7V×1000成10-3A×3600s=13320J：
◆14.两电阻R1=10Ω、R2=20Ω，R1最大允许电流为200mA，R2最大允许电流为300mA，两电阻并联时，电路中总电流强度最大为______A；两电阻串联时，电路中最大电压为______V，此时，若通电1min，电流所做的功是______J.
【答案】0.3；6 ； 72；
【解析】
两电阻两端的最大电压分别为：U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V，
U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V；
则并联时两端电压最大不得超过2V；故此时通过R1的电流为0.2A；通过R2的电流为：2V/20Ω=0.1A；
故干路电流I=0.2A+0.1A=0.3A；
当两电阻串联时，电路中电流不得超过0.2A；故电路中最大电压为0.2A×(10Ω+20Ω)=6V；
1min内电流所做的功W=UIt=6V×0.2A×60s=72J。
◆15.如图所示的电路,电源电压为12V,滑动变阻器RW的最大阻值为20Ω，灯L的电阻为4Ω.在相同的时间内，滑动变阻器的滑片P在a点时通过灯丝的电荷量是滑片P在b点时通过灯丝电荷量的___倍：当滑片P从a点移到b点的过程中，电压表的示数变化范围是___V；P在a点时，10min内电流通过灯L做的功是___J.

【答案】6；0∼10；2.16×104。
【解析】
当滑动变阻器的滑片P在b点时，滑动变阻器最大阻值为0，电路中只有灯泡工作，R=4Ω，
当滑动变阻器的滑片P在a点时，滑动变阻器最大阻值为20Ω，滑动变阻器与灯泡串联在电路中，
那么R总=20Ω+4Ω=24Ω，根据题意则有：
Wa=UIt=I2R总t，Wb=UI1t=I2Rt，那么Wa：Wb=I2R总t：I2Rt=R总：R=24Ω：4Ω=6
当滑动变阻器的滑片P在a点时，电压表读数为0，当滑动变阻器的滑片P在b点时，
根据欧姆定律I=U/R=12V/24Ω=0.5A,那么电压表的度数为U1=I/R滑=0.5A×20Ω=10V，
P在a点时,10min内电流通过灯L做的功是W=U灯I灯t=2.16×104J.
◆16.小宇用如图甲所示电路对一只标有“0.8A”字样的小灯泡L进行了测试,电源电压恒为9V,电阻箱R0的阻值可在0−9999Ω之间调节,根据所测数据作出了灯丝的I−U图象(如图乙所示),根据图象可知小灯泡正常发光时的电阻为___Ω;如果将电阻箱R0的阻值调为10Ω,通电10s电流通过R0所做的功为___J.

【答案】10；36；
【解析】
(1)由图象可知：当灯泡正常发光时电流I=0.8A，灯泡两端电压U=8V，
所以灯泡正常发光时的电阻：R=U/I=8V/0.8A=10Ω；
(2)由甲图L与R0串联，
观察图象,当时通过L电流I′为0.6A时,L两端电压U′=3V，
此时R0两端电压：U0=I′R0=0.6A×10Ω=6V，
满足U′+U0=9V，
所以通电10s电流通过R0所做的功：W=U0I′t=6V×0.6A×10s=36J。
◆17.（2019·苏州）如图所示电路中,电源电压为6V,电阻R1、R2的阻值分别为12Ω和6Ω闭合开关S，则：

(1)电流表的示数是多少?
(2)求电阻R2在1min内消耗的电能；
(3)断开S,将电阻R2拆下,再将最大阻值为30Ω的滑动变阻器R3接入剩余电路中，重新闭合S，移动滑片，记录电流表示数如下表所示。
①表中有1个数据记录错误，该数据是___；
②请根据表中数据判断R1与R3的连接方式并简述理由。
序号
1
2
3
电流(A)
0.12
0.25
0.40
【答案】
(1)电流表的示数是0.5A；
(2)电阻R2在1min内消耗的电能为360J；
(3)①0.12；
②串联；如果并联，滑片移动电流表示数不变。
【解析】
(1)闭合开关S,两只电阻R1、R2并联,电流表测量通过R1的电流。
电流表的示数为I1=U/R1=6V/12Ω=0.5A；
(2)电阻R2在1min内消耗的电能为W2=U2/R2⋅t=(6V)2/6Ω×60s=360J；
(3)假设R1与R3并联,由于R1阻值、两端电压都不变,所以滑片移动对R1支路无影响，也就是电流表示数应该不变；
但已知滑片移动过程中电流表示数变化,所以是R1与滑动变阻器串联；
在第一组数据中，电流表的示数是I=0.12A，
已知电源电压为U=6V，根据I=U/R，所以电路总电阻为R=U/I=6V/0.12A=50Ω，
而滑动变阻器即使全部接入电路,电路总电阻最大为R实=R1+R3=12Ω+30Ω=42Ω<50Ω，所以第一组数据就是错误的。
◆18.电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kw·h)”字样将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表指示灯闪烁了300次，该用电器在上述时间内消耗的电能为_____kw·h，该电能表在工作时本身_____（填“消耗”或“不消耗”）电能。
【答案】0.1；消耗；
【解析】
该用电器在20min内消耗的电能：W=300×13000KW·h=0.1kw·h。
电能表因为要运转，电子式电能表会闪烁因此消耗少量的电能。
◆19.如图所示,电阻R1=10 Ω。若断开S2、闭合S1,电流表的示数I1=0.30 A;若闭合S1、S2,电流表的示数I2=0.50 A。求:

(1)电源两端的电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电流通过电阻R2在2 min内所做的电功。
【答案】(1)3 V　(2)15 Ω　(3)72 J
【解析】
从题图中可看出,只闭合S1时,电阻R1接入电路,根据欧姆定律可求电压值,即电源电压为 3 V;当再闭合开关S2后,两电阻并联,通过电阻R1的电流不变,干路中增大的电流为通过R2的电流,由欧姆定律可求R2的值;由公式W=UIt,可求电流通过电阻R2在2 min内所做的功。
(1)由欧姆定律得U=I1R1=0.30 A×10 Ω=3 V;
(2)通过电阻R2的电流I=I2-I1=0.50 A-0.30A=0.20 A,由欧姆定律公式变形得R2=UI=3V0.2A=15 Ω;
(3)由电功公式得W=UIt=3 V×0.20 A×120 s=72 J。
◆20.李杨同学在家里用电加热器（俗称“热得快”）给暖瓶中1.5kg的水加热10min，水温恰好从20℃升高到100℃．问：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）李杨家的电能表标着“3000r/kW•h”字样，则在这10min内电能表的转盘转了多少圈？[假设只有电加热器工作，它放出的热量全部被水吸收，C水＝4.2×103J/（kg•℃）]．
【答案】
（1）水吸收的热量是5.04×105J；
（2）在这10min内电能表的转盘转420转。
【解析】
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×105J；
（2）加热水消耗的电能： W=Q吸=5.04×105J，
∵电能表标着3000r/kW•h，即每消耗1kW•h的电能，转盘转3000转；
∴在这10min内电能表的转盘转数：
n=5.04×105J/1kw·h×3000r=5.04×105J/3.6×106×3000r=420r。
◆21.在“探究电流做功多少与电压、电流的关系”的活动中,同学们设计了如图所示的甲、乙两个电路。
(1)实验中我们通过比较比较相同时间内电流做功的多少。
(2)利用图甲可以研究电流做功多少与的关系，观察到的现象是。
(3)在如图乙的实验中,为了验证电功与电压的关系,我们应该选择规格(选填“相同”或者“不相同”)的小灯泡。
(4)某同学想利用丙图来研究电流做功与电压的关系，通过调节滑动变阻器的滑片P的位置来改变灯两端的电压，他设计的实验方案中存在什么问题：。
【答案】
(1)灯泡的亮度；
(2)电流大小；电流表的示数越大，灯越亮；
(3)不相同；
(4)灯泡两端电压改变时，通过灯泡的电流也发生了变化，没有利用控制变量的物理方法。
【解析】
(1)灯泡越亮、实际功率越大，在相同时间里消耗的电能越多，电流做功越多。所以我们可以通过灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少；
(2)图甲中两灯并联，两灯两端的电压相等，电流表分别测出灯泡的电流，由W=UIt，可知这是探究电流做功与电流大小的关系；观察到的现象：电流表的示数越大，灯越亮，可以得出结论：在电压和通电时间相同时，电流越大，电流做功越多；
(3)为了验证电功与电压的关系，要让电流和通电时间相同，所以将两灯串联；要让电压不同，需要选择规格不相同的小灯泡实验；
(4)研究电流做功与电压的关系时，应控制电流和通电时间相同，由图丙可知：调节滑动变阻器的滑片P的位置来改变灯两端电压，也改变了灯泡中的电流，所以不能研究电流做功与电压关系。

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