18.1電能電功

選擇題（共12小題）

1.某同學家的電能表，計數器上先后兩次的示數山戶19m和

141?？诎?則這段時間內該同學家消耗的電功是（）度。

A.13B.3C.30D.33

2.電能可以轉化為多種形式的能。下列用電器在使用過程中電能轉化的主要形式與電飯煲

相同的是（）

A.電風扇B.教室里的日光燈

C.電烤箱D.電動車

3.小亮家買了兩臺空調，為保證用電安全，安裝時對家中的供電線一同進行了改造，并更

換了塊新的電能表，電能表可以直接測量（）

A.電功B.電功率C.電壓D.電流

4.以下不屬于電能的優點是（）

A.便于轉化B.便于輸送C.便于分配D.便于開采

5.小美利用家中的電能表如圖所示，測家用電熱水壺的功率，他關閉了家中其它用電器，

只有電熱水壺工作，記錄所測數據，進行計算，下列說法正確的是（）

A.觀察并記錄電能表轉盤轉動10圈，記錄電熱器工作的時間t

B.只使電熱器工作10s,觀察并記錄電能表轉盤轉動的圈數N

C.接在這個電能表上的用電器總功率最大為2200W

D.記錄電能表示數從2385.6跳到2385.7時所用的時間t,誤差最小

85432

6.小明家上次查看電能表示數為,本次查看時電能表讀數如圖

所示，則下列說法正確的是（)

A.他家在這段時間內消耗的電能為903kW?h

B.電能表是測量電功率的儀表

C.若只讓一個標有“220V1000W”的電熱水器正常工作lOmin,則電能表的圓盤轉了600

轉

D.這個電能表的額定功率為2200W

7.如圖的家用電器中，利用電能主要轉化為機械能的用電器是（）

8.某建筑工地需要架設臨時供電線路，實現照明和電加熱功能，其簡化電路如圖所示，供

電處電壓U不變，從供電處到工地用長導線（有電阻）連接。閉合開關Si、S2時，加熱

器和照明燈同時工作。斷開S2后與斷開S2前相比較，下列說法正確的是（）

供電處工地

A.照明燈亮度不變

B.照明燈亮度變暗

C.相同時間內長導線上消耗的電能不變

D.相同時間內整個供電線路消耗的電能減少

9.電飯鍋具有高溫檔和低溫檔兩個加熱功能，其簡化電路如圖甲所示，R1=20R2,高溫檔

的功率為2100W,單獨接在家庭電路中工作一段時間后，電能表示數如乙圖所示，則

A.開關，閉合，S2斷開時，處于高溫檔

B.高溫檔的功率是低溫檔功率的20倍

C.電飯鍋在這段時間內消耗電能是12.5J

D.高溫檔工作20min,電能表脈沖指示燈閃爍2240imp

10.如圖所示的實驗裝置中，將電能轉化為內能的裝置是（）

Aa.

11.炎熱的夏季是一年中的用電高峰時期，小南同學觀察了家里的電燈、空調等家用電器

的工作情況后，懷疑家里電路的供電電壓不足，他斷開家庭其他用電器，只用額定功率

為1000W的電熱水壺燒水，觀察到電熱水壺工作2min時家中電能表（如圖）表盤轉動

40.5圈，小南同學順利的計算出此時家庭電路的電壓為（）

A.185VB.198VC.200VD.220V

12.如圖所示，電源電壓保持不變，開關S閉合后，燈L、L2都能正常發光，甲、乙兩個

電表的示數之比是2：3,則相同時間內兩燈消耗的電能之比是（）

A.1：2B.2：1C,2：3D.3：2

二.填空題（共5小題）

13.如圖所示，是小強家的電能表以及該表某月初、月末的兩次讀數，由圖可知，他家在

該月消耗的電能為kW-h,若當地電費單價為0.5元/kW?h,則小明家本月應交電

費元。

kW-h

□□□□□

220V10A50Hz

WOORkW-h200(X<1月

14.華為手機的超級快充充電器最大充電電流可達5A.現有華為某一型號的電池，容量為

4200mAh（其中“mA”為電流的單位“毫安”，“h”為時間的單位“小時”），假設充電器

始終以最大充電電流充電，且把電池充滿，只需要min.如果將此電池電量全部

用完，然后停下家里其它用電器，只給手機充電，充滿后發現標有“3000revs/（kW?h）”

字樣的電能表轉了63轉，則充電消耗的電能為kW?ho

15.電焊利用電流的熱效應將焊條（填一種物態變化），依靠分子間的引力使金屬

部件連接在一起。某電焊機輸出功率2.5kW,連續工作30min輸出的電能為kW?h。

16.小明家電能表上個月底表盤數字是國幻國國迄I這個月底表盤數字如圖所示,

可知他家本月用電度，該家庭電路中允許接的最大電功率為W。

kW,

”1316IHM

22OV2戈5浜SOIU

1000v/kWli

17.一臺電動機線圈電阻是3Q,接在12V的電源上，通過電動機的電流是0.5A,在2min

內轉化成的機械能是Jo

三.實驗探究題(共3小題)

18.實驗是學生學好物理的重要手段，也是中學生必備的基本技能之一。請結合使用過的

物理儀器解答以下問題:

tn團回國.固

上冏口中午12:00

臼回回回.國釧

本MHI中午12：0U31

丙

(1)如圖甲所示，是靈敏電流計內部結構示意圖,它的工作原理是利用通電導體在

中會受到力的作用，使指針發生偏轉。此時如果改變線圈中的電流方向，指針的偏轉方

向(選填“會”或“不會”)發生改變。

(2)將天平放在水平臺上，并將歸零后，小聰發現指針如圖乙所示，此時他應該,

使天平橫梁水平平衡；在用調節好的托盤天平稱量空燒杯的質量時，往右盤中加入最小

的祛碼后，發現指針在分度盤上的位置如圖乙所示，接下來的操作應該是O

(3)小聰家一周前、后電能表的示數如圖丙所示，他家這周消耗了kW?h的電能。

(4)如圖丁所示，該電阻箱的示數為

19.在探究“電流做功的多少與哪些因素有關”時，同學們猜想：電流做功的多少可能與

用電器兩端的電壓、通過用電器的電流和通電時間有關。小浩同學利用所學知識設計并

連接了如圖甲所示的實驗電路。

(1)小浩設計的實驗中，利用小燈泡把電能主要轉化為能來顯示電流做功的多

少。

(2)實驗電路中的兩個小燈泡Li和L2的規格應(選填“相同”或“不同

(3)小浩在實驗電路中接入一個滑動變阻器，目的之一是為了保護電路，另一個目的

是?

(4)在圖甲所示的電路中，兩個小燈泡是(選填“串聯”或“并聯”)的，這樣

連接是為了探究電流做功的多少與的關系。

(5)完成上述探究后，小浩發現上述猜想中有一個猜想無法用圖甲所示的電路驗證，請

你幫助小浩設計一個可以驗證猜想的電路，把電路圖畫在圖乙的虛線框內。

(6)對于“電流做功的多少可能與通電時間有關”的猜想，小浩是否必須通過實驗驗證？

20.為了防止魚蝦缺氧而浮頭，常在池塘中央放置增氧機。噴水式增氧機由電動泵和浮體

組成一個整體漂浮在水面上。如圖甲所示為某種噴水式增氧機及工作時的情景，有關參

數見乙表。

(1)增氧機工作時所受的浮力(選填“大于”、“小于”或“等于")其重力。

(2)若只將增氧機單獨接入家庭電路正常開機2h,則從環形噴口出水t,會使

3000imp/(kW?h)的電能表指示燈閃爍次。

功率「W1100

電壓V220

流量《m3/h)25

(3)已知增氧機噴水流量與其工作功率成正比，增氧機工作的U-I圖象如圖丙，若將

兩個此型號的增氧機串聯在家庭電路中使用，則噴出50m③的總水量需要ho

四.計算題(共2小題)

21.近年來越來越多的人喜歡騎單車健身。某公司設計了一款輕便易用的USB發電機，主

體部分為一個黑色盒子，內置電池及發電裝置，只需將它固定在單車后輪并穿過車鏈，

當踩動車鏈時，即可產生電能。該產品同時還附設一條USB線，將之固定在車把上，即

可為手機等裝置充電。請回答下列問題：

騎車速度/km/T1014182226

輸出電流/mA220280360450580

(1)該USB發電機內部電池和手機的初始電量都為0,輸出電流與騎車速度之間的關系

如上表。若某同學以22km/h的速度邊騎單車邊給手機充電，需將電池容量為1800mA?h

的手機充電量達50%,至少需要騎車多少時間？

(2)如果該款單車及其它設備總質量為10kg,該同學(體重為60kg)在某一段水平路

面上騎行時以3m/s的速度勻速行駛5分鐘，此時受到的阻力為總重力的0.2倍，該過程

中該同學由于騎車需要消耗的化學能至少是多少J?(假設人體消耗化學能轉化為機械

能的效率為80%)

22.小明家所用電飯煲有“a”、“b”兩檔開關，其原理圖如圖所示，R0是電飯鍋的發熱板,

電飯煲工作時開關能自動由“a”檔跳到“b”檔。當開關接“a”檔時，電路消耗的功率

是1100W,當開關接“b”檔時，電飯鍋保溫時發熱板消耗的功率是1.76肌小明的媽媽

每天8：00離開家時連接好電飯煲開關開始煮飯，11：30回到家時斷開開關，實際燒煮

時間為0.5h,其余時間為保溫。求：

(1)電阻R。和R的阻值是多大？

(2)小明家每天煮飯消耗的總電能是多少？

-r-czi-

RR?b

丁

-----o220Vo-----

參考答案與試題解析

一.選擇題（共12小題）

1.某同學家的電能表，計數器上先后兩次的示數巨?5?9?°L和

I”T。|3回則這段時間內該同學家消耗的電功是（）度。

A.13B.3C.30D.33

【分析】電能表最后一位為小數，根據電能表先后兩次讀數差值即可求解。

【解答】解：電能表先后兩次讀數分別為1590.4kW?h和1603.4kW?h,這段時間內該同

學家消耗的電功是：

W=1603.4kW?h-1590.4kW?h=13kW?h.故A正確。

故選：Ao

2.電能可以轉化為多種形式的能。下列用電器在使用過程中電能轉化的主要形式與電飯煲

相同的是（）

A.電風扇B.教室里的日光燈

C.電烤箱D.電動車

【分析】電飯煲在使用時將電能轉化為內能。逐一分析選項中用電器的能量轉化，可做

出判斷。

【解答】解：電飯煲在使用時將電能轉化為內能。

A、電風扇主要將電能轉化為機械能，故A不合題意；

B、教室里的日光燈主要將電能轉化為光能，故B不合題意；

C、電烤箱在工作時將電能轉化為內能，故C符合題意；

D、電動車主要將電能轉化為機械能，故D不合題意。

故選：Co

3.小亮家買了兩臺空調，為保證用電安全，安裝時對家中的供電線一同進行了改造，并更

換了塊新的電能表，電能表可以直接測量（）

A.電功B.電功率C.電壓D.電流

【分析】電能表是測量電流做功大小的儀器。

【解答】解：電能表可以直接測量電功大小。只有A正確。

故選：Ao

4.以下不屬于電能的優點是()

A.便于轉化B.便于輸送C.便于分配D.便于開采

【分析】電能的優點是便于輸送，同時可通過線路方便地進行分配，并可通過各類用電

器進行能量的轉化。

【解答】解：

電的優點主要是：生產、使用方便；便于輸送，同時可通過線路方便地進行分配，并可

通過各類用電器進行能量的轉化，故ABC不符合題意，D符合題意。

故選：D。

5.小美利用家中的電能表如圖所示，測家用電熱水壺的功率，他關閉了家中其它用電器，

只有電熱水壺工作，記錄所測數據，進行計算，下列說法正確的是()

A.觀察并記錄電能表轉盤轉動10圈，記錄電熱器工作的時間t

B.只使電熱器工作10s,觀察并記錄電能表轉盤轉動的圈數N

C.接在這個電能表上的用電器總功率最大為2200W

D.記錄電能表示數從2385.6跳到2385.7時所用的時間3誤差最小

【分析】(1)觀察并記錄電能表轉盤轉動10圈，利用“3000r/kW?h”求出消耗的電能，

記錄電熱器工作的時間t,利用P=0或電熱器的電功率；

t

(2)只使電熱器工作10s,觀察并記錄電能表轉盤轉動的圈數N,理論上可以計算電熱

器的電功率，但由于時間太少，會使測得的電功率誤差較大；

(3)10(20)A,其中20A是指電能表平時工作允許通過的最大電流，220V是指電能表

的工作電壓，利用P=UI求接在這個電能表上的用電器總功率最大值；

(4)記錄電能表示數從2385.6跳到2385.7時所用的時間t,可以求出電熱器消耗的電

能，從而求出電熱器的電功率，但與A方案相比，不能判斷誤差的大小。

【解答】解：

A、觀察并記錄電能表轉盤轉動10圈，利用“3000r/kW?h”求出消耗的電能，記錄電熱

器工作的時間t,利用P=8_求電熱器的電功率，該方案可行，故A正確；

t

B、只使電熱器工作10s,觀察并記錄電能表轉盤轉動的圈數N,理論上可以計算電熱水

器的電功率，但由于時間太少、轉盤轉動的圈數太少，會使測得消耗的電能誤差較大，

測得的電功率誤差較大，故B錯；

C.10(20)A,其中20A是指電能表平時工作允許通過的最大電流，220V是指電能表的

工作電壓，接在這個電能表上的用電器總功率最大值P=UI=220VX20A=4400W,故C

錯；

D、記錄電能表示數從2385.6跳到2385.7時所用的時間t,則消耗的電能為0.lkW4i,

知道工作時間，可以計算電熱器的電功率，但與A方案相比，不能判斷誤差的大小，故

D錯。

故選：Ao

8543\~2~\

1

6.小明家上次查看電能表示數為」~~~~~~三,本次查看時電能表讀數如圖

所示，則下列說法正確的是(

A.他家在這段時間內消耗的電能為903kW?h

B.電能表是測量電功率的儀表

C.若只讓一個標有“220V1000W”的電熱水器正常工作lOmin,則電能表的圓盤轉了600

D.這個電能表的額定功率為2200W

【分析】(1)利用電能表兩次示數差求出消耗的電能，注意電能表最后一位是小數；

(2)電能表是測量消耗電能的儀表；

(3)知道電熱水器的額定功率和通電時間，求出只有熱水器正常工作lOmin時消耗的電

能W,進一步求出電能表轉的圈數。

(4)電能表屬于測量儀表，不消耗電能，沒有額定功率。

【解答】解：

A、他家在這段時間內消耗的電能W=8633.5kW4-8543.2kW?h=90.3kW?h,故A錯誤;

B、電能表是測量消耗電能的儀表，不是測量電功率的，故B錯誤；

C、3600r/(kW?h)表示電路中每消耗lkW?h的電能，電能表的轉盤轉過3600r,

只讓一個標有“220V1OOOWW的電熱水器正常工作lOmin,其消耗的電能為W=Pt=lkW

xJLh=liW?h；

66

則電能表的圓盤轉過的圈數：N=14;W?hX36OOr/(kW?h)=600r,故C正確。

6

D、根據該電能表的銘牌可知，其允許接入用電器的最大功率P=UI=220VX10A=2200W；

但電能表屬于測量儀表，不消耗電能，沒有額定功率，故D錯誤。

故選：Co

7.如圖的家用電器中，利用電能主要轉化為機械能的用電器是()

【分析】電流做功的過程實質上是電能轉化為其它形式能的過程，用電器消耗了電能，

獲得了其它形式的能量，就是一個電流做功的過程。

【解答】解：在常見的家用電器中，電風扇主要把電能轉化為機械能；而電熱水壺、電

飯煲、電烙鐵主要把電能轉化為內能。

故選：D。

8.某建筑工地需要架設臨時供電線路，實現照明和電加熱功能，其簡化電路如圖所示，供

電處電壓U不變，從供電處到工地用長導線(有電阻)連接。閉合開關Si、S2時，加熱

器和照明燈同時工作。斷開S2后與斷開S2前相比較，下列說法正確的是()

A.照明燈亮度不變

B.照明燈亮度變暗

C.相同時間內長導線上消耗的電能不變

D.相同時間內整個供電線路消耗的電能減少

【分析】閉合開關Si照明燈工作，再閉合S2時，加熱器也工作，此時照明燈與加熱器并

聯后再與長導線的電阻串聯，根據電阻的并聯可知照明燈與加熱器并聯的總電阻變化，

根據串聯電路的分壓特點可知并聯部分的電壓和導線兩端電壓的變化，根據P=尤可知

R

2

照明燈和導線實際功率的變化，進一步判斷燈泡亮暗的變化，根據W=I?Rt和W=U_?t

R

判斷出單位時間內長導線上消耗電能的變化以及相同時間內整個供電線路消耗的電能的

變化。

【解答】解：設長導線的電阻為Ro,由圖知，

AB、閉合開關Si、S2時，燈泡與加熱器并聯后再與R。串聯，設此時燈泡兩端電壓為5,

斷開開關S2時，燈泡與Ro串聯，設此時燈泡兩端電壓為UJ；

由于并聯電路的總電阻小于任何一個分電阻，

所以，斷開開關&時，燈泡的電阻大于燈泡與加熱器并聯的總電阻，

導線的電阻不變，因燈泡的電阻大于燈泡與加熱器并聯的總電阻，根據串聯電路的分壓

規律可知，燈泡兩端的電壓變大，即UJ>UL,

燈泡的電阻可認為不變，由P=以知，PJ>PL,即斷開開關S2時，燈泡的實際功率變

R

大，所以燈泡變亮；故A、B錯誤；

C、由前面解答可知，斷開開關S2時，整個電路的電阻變大，電源電壓不變，由歐姆定

律知，電路中電流減小，導線的電阻不變，由公式W=I?Rt知，單位時間內長導線上消

耗的電能減少，故C錯誤；

D、斷開開關S2時，整個電路的電阻變大，電源電壓不變，由W=U：-t知，單位時間內

R

整個供電線路消耗的電能減少，故D正確。

故選：D?

9.電飯鍋具有高溫檔和低溫檔兩個加熱功能，其簡化電路如圖甲所示，R1=20R2,高溫檔

的功率為2100W,單獨接在家庭電路中工作一段時間后，電能表示數如乙圖所示，則

kWh

單相電子式載波電能表

220V10(40)A50Hz

3200imp(kW-h)

乙

A.開關協閉合，S2斷開時，處于高溫檔

B.高溫檔的功率是低溫檔功率的20倍

C.電飯鍋在這段時間內消耗電能是12.5J

D.高溫檔工作20min,電能表脈沖指示燈閃爍2240imp

【分析】(1)開關Si閉合，S2斷開時，電路為Ri的簡單電路，此時電路的總電阻最大，

根據P=UI=l￡可知，電源的電壓不變時，電路的總功率最小，據此判斷電飯鍋的檔位;

R

(2)開關Si、S2均閉合時，Ri與R2并聯，電路的總電阻最小，電路的總功率最大，電飯

鍋處于高溫檔，根據并聯電路的特點和P=UI=U)表示出高溫檔的功率，然后得出高溫

R

檔和低溫檔的功率之比，從而得出答案；

(3)電能表示數的單位是kW?h,最后一位是小數；

(4)“3200imp/(kW?h)”表示每消耗lkW?h的電能，指示燈閃爍3200次，根據W=Pt

求出高溫檔工作20min消耗的電能，然后得出電能表脈沖指示燈閃爍的次數。

【解答】解：

A.開關，閉合，S2斷開時，電路為R的簡單電路，此時電路的總電阻最大，

由P=UI=U)可知，電路的總功率最小，電飯鍋處于低溫檔，故A錯誤；

R

B.開關Si、S2均閉合時，R與R2并聯，電路的總電阻最小，

電路的總功率最大，電飯鍋處于高溫檔，

因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，

22

所以，高溫檔的功率P高=衛_+乜_,

R[R2

則P布PL（成+尤）：尤=（」L+尤）：_UL=21：1,

R[R2R[20R2R220R2

即高溫檔的功率是低溫檔功率的21倍，故B錯誤；

C.由圖乙可知，電飯鍋在這段時間內消耗電能是12.5kW?h,故C錯誤；

D.由P=W可得，高溫檔工作20min消耗的電能：

t

W=P1（1=2.lkWxMh=O.7kW?h,

60

電能表脈沖指示燈閃爍3200imp/（kW?h）XO.7kW?h=2240imp,故D正確。

故選：Do

10.如圖所示的實驗裝置中，將電能轉化為內能的裝置是（）

【分析】四幅圖中的實驗裝置都是體現電與磁或電與熱的聯系的，是電學部分知識中較

為相似，同時又不易區分的幾個重要實驗，包括電磁感應實驗、電流的磁效電流的熱效

應、磁場對電流的作用實驗等。

【解答】解：讀圖可知，

A、A裝置把通電導體放在磁場中，它會受到力的作用，這是用來研究磁場對電流的作用

（或通電導體在磁場中受力）的實驗，即電動機的原理實驗，是電能轉化為機械能，故

A不符合題意；

B、B裝置中，若開關閉合，金屬棒左右切割磁感線運動，此時電路中就會產生電流，故

是電磁感應實驗裝置，是機械能轉化為電能，故B不符合題意；

C、C裝置是電飯鍋，工作時將電能轉化為內能，故C符合題意；

D、D裝置是電磁鐵的原理圖，是利用電流的磁效應，不是主要將電能轉化為內能，故D

不符合題意。

故選：Co

11.炎熱的夏季是一年中的用電高峰時期，小南同學觀察了家里的電燈、空調等家用電器

的工作情況后，懷疑家里電路的供電電壓不足，他斷開家庭其他用電器，只用額定功率

為1000W的電熱水壺燒水，觀察到電熱水壺工作2min時家中電能表（如圖）表盤轉動

40.5圈，小南同學順利的計算出此時家庭電路的電壓為（）

A.185VB.198VC.200VD.220V

【分析】已知電能表轉盤的轉速和電熱壺工作時轉動的圈數，可以得到電熱壺消耗的電

能；知電熱壺消耗的電能和通電時間，利用P=更可以得到電熱壺的實際功率；已知電

t

熱壺的額定電壓、額定功率和實際功率，根據不同電壓下電阻一定得到比例式求解實際

電壓。

【解答】解：

電熱水壺工作2min時消耗的電能：W=—典旦—=0.027kW?h

1500r/kW'h

電熱壺的實際功率為：P實=史=0?°乎W?h=o8ikW=810W,

1—h

30

設電熱壺兩端電壓為U實，

電熱水壺的電阻不變，由P=尤得：口=%=空，

RP額P實

即（220V）2=暖

1000W810W1

解得U實=198V。

故選：Bo

12.如圖所示，電源電壓保持不變，開關S閉合后，燈Li、L2都能正常發光，甲、乙兩個

電表的示數之比是2：3,則相同時間內兩燈消耗的電能之比是（）

2：1C.2：3D.3：2

【分析】根據電路的連接，由燈L、L2都能正常發光可確定兩電表都為電壓表，判斷各

表測量的電壓，根據串聯電路的規律求出燈L、L2的電壓之比;

根據W=UIt,在通電時間和電流相等的條件下，兩燈消耗的電能之比等于電壓之比求解。

【解答】解:

由電路圖可知，開關S閉合后，如果乙為電流表將會造成電源短路；如果甲為電流表將

會造成L2短路、L?不能工作;

因燈L、Lz都能正常發光，所以甲、乙都為電壓表，此時燈L、L2串聯，電壓表甲測量

L2兩端電壓，電壓表乙測量電源電壓;

已知甲、乙兩個電表的示數之比是2：3,設甲表示數為2k,乙表示數為3k,

因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，則L的電壓為：UI=3k-2k=k,

故燈Li、L2兩端的電壓之比為:

Ui1

k①,

u22k2

根據W=UIt,在通電時間和電流相等的條件下，兩燈消耗的電能之比等于電壓之比，結

合①式可知，相同時間內兩燈消耗的電能之比是1:2,只有A正確。

故選：Ao

二.填空題（共5小題）

13.如圖所示，是小強家的電能表以及該表某月初、月末的兩次讀數，由圖可知，他家在

該月消耗的電能為90kW?h,若當地電費單價為0.5元/kW?h,則小明家本月應交電費

45_元。

liW-b

□□□□□

220V10A50Hl

3000RkW.h200碑l月

【分析】月末與月初電能表的示數之差就是他家在該月消耗的電能。

【解答】解：

由圖知，他家在該月消耗的電能：W=1377.6kW?h-1287.6kW?h=90kW?h,

則小明家本月應交電費為：90kW?hX0.5元/kW?h=45元。

故答案為：90；45。

14.華為手機的超級快充充電器最大充電電流可達5A.現有華為某一型號的電池，容量為

4200mAh(其中“mA”為電流的單位“毫安”，“h”為時間的單位“小時”)，假設充電器

始終以最大充電電流充電，且把電池充滿，只需要50.4min.如果將此電池電量全部

用完，然后停下家里其它用電器，只給手機充電，充滿后發現標有“3000revs/(kW?h)”

字樣的電能表轉了63轉，則充電消耗的電能為0.021k充h。

【分析】(1)利用1=且的變形公式所需時間；

t

(2)“3000revs/(kW?h)”所表示的物理意義：電路中的用電器每消耗lkW?h的電能，

電能表的轉盤轉3000r；求出轉盤轉60圈消耗的電能。

【解答】解：

(1)已知I=5A=5X103mA,

由1=@可得，t=9=4200mA?h=。.g4h=50.4min,

tI5X1031nA

“3000revs/(kW?h)”表示電路中的用電器每消耗lkW?h的電能，電能表的轉盤轉3000r,

則電能表轉盤轉動63圈消耗的電能：

w=_63_kW.h=0.021kW?ho

3000

故答案為：50.4；0.021o

15.電焊利用電流的熱效應將焊條上色(填一種物態變化)，依靠分子間的引力使金屬

部件連接在一起。某電焊機輸出功率2.5kW,連續工作30min輸出的電能為1.25kW?

ho

【分析】(1)物質從固態變為液態叫熔化，物質從液態變為固杰叫凝固；

(2)利用W=Pt可以計算用電器消耗的電能。

【解答】解：

電流通過焊條做功，消耗電能轉化為內能(即產生了熱量)，使焊條的溫度升高，達到熔

點而熔化；

由P=見得，電焊機連續工作30min輸出的電能：

t

W=Pt=2.5kWxlh=l.25kW?h?

2

故答案為：熔化；1.25。

16.小明家電能表上個月底表盤數字是?日-?國②=5』,這個月底表盤數字如圖所示,

可知他家本月用電100度,該家庭電路中允許接的最大電功率為1100W。

F1M

220V1KS)ASOIUI

|[WOt/kW*J]

【分析】(1)小明家本月用電的計算方法：月末的減去月初的示數，電能表的讀數時注

意最后一位是小數，單位kW?h；

(2)根據P=UI可求得該家庭電路中允許接的最大電功率。

【解答】解：月底電能表示數Wz=1362.5kW?h,

小明家本月用電：W=W2-W!=1362.5kW?h-1262.5kW?h=100kW?h=100度。

該家庭電路中允許接的最大電功率P=UI=220VX5A=1100W。

故答案為：100；1100c

17.一臺電動機線圈電阻是3Q,接在12V的電源上，通過電動機的電流是0.5A,在2min

內轉化成的機械能是630J。

【分析】先由焦耳定律可以求出線圈產生的熱量；再由W=UIt求出電動機消耗的總電能，

最后求出電動機輸出的機械能。

【解答】解：電流產生的熱量：

0=1鈿=(0.5A)2X3QX60sX2=90J,

電動機消耗的電能：

W=UIt=12VX0.5Ax60sx2=720J,

電動機轉化成的機械能：

W機械=W-Q=720J-90J=630J；

故答案為：630o

三.實驗探究題(共3小題)

18.實驗是學生學好物理的重要手段，也是中學生必備的基本技能之一。請結合使用過的

物理儀器解答以下問題:

tn團回國.固

上冏口中午12:00

臼回回回.國釧

本MHI中午12：OU31

丙

(D如圖甲所示，是靈敏電流計內部結構示意圖,它的工作原理是利用通電導體在」

場—中會受到力的作用，使指針發生偏轉。此時如果改變線圈中的電流方向，指針的偏

轉方向會(選填“會”或“不會”)發生改變。

(2)將天平放在水平臺上，并將歸零后，小聰發現指針如圖乙所示，此時他應該向左

調節平衡螺母，使天平橫梁水平平衡；在用調節好的托盤天平稱量空燒杯的質量時，

往右盤中加入最小的祛碼后，發現指針在分度盤上的位置如圖乙所示，接下來的操作應

該是取下最小的硅碼，再移動游碼，使橫梁再次平衡。

(3)小聰家一周前、后電能表的示數如圖丙所示，他家這周消耗了22kW?h的電能。

(4)如圖丁所示，該電阻箱的示數為2547Q。

【分析】(1)通電導體在磁場中受到力的作用；影響通電導體在磁場中受力方向的因素

有：電流的方向和磁場的方向。

(2)測量前天平的調平，在調平前將游碼撥到標尺左端的零刻度線處，哪邊的盤高，平

衡螺母向哪邊移動；稱量物體的質量時，若最小的祛碼不能使天平平衡，則應取出該祛

碼，通過移動游碼來使天平平衡。

(3)一周消耗的電能=本周日電能表的讀數減去上周末的電能表的讀數，注意電能表單

位是kW?h,最后一位是小數位。

(4)電阻箱的讀數方法：用所對的數字乘以下面的倍數，然后把他們相加即可。

【解答】解：

(1)通電導體在磁場中受到力的作用，靈敏電流計就是利用這一原理工作的；當電流通

過線圈時，線圈受到磁場力的作用，帶動指針發生偏轉；

通電導體在磁場中的受力方向與電流方向和磁場方向都有關，如果保持磁場方向不變，

改變電流方向，線圈受力方向發生變化，指針的偏轉方向也會改變。

(2)將天平放在水平臺上，并將游碼歸零后，指針右偏，此時他應該向左調節平衡螺母,

使天平橫梁水平平衡；

在用調節好的托盤天平稱量空燒杯的質量時，往右盤中加入最小的祛碼后，發現指針在

分度盤上的位置如圖乙所示，說明右盤中碳碼的質量偏大，則此時應該取下最小的硅碼,

再移動游碼，使橫梁再次平衡。

(3)由圖丙可知，上周日12：00電能表的讀數是1266.5kW?h,本周日12：00電能表

的讀數是1288.5kW?h,

則這周消耗的電能：W=1288.5kW?h-1266.5kW?h=22kW?h；

(4)由圖知，X1000的位置對應的數是2,X100的位置對應的數是5,X10的位置對

應的數是4,XI的位置對應的數是7,所以電阻箱的示數是2547Q。

故答案為：

(1)磁場；會；

(2)向左調節平衡螺母；取下最小的祛碼，再移動游碼，使橫梁再次平衡；

(3)22；

(4)2547?

19.在探究“電流做功的多少與哪些因素有關”時，同學們猜想：電流做功的多少可能與

用電器兩端的電壓、通過用電器的電流和通電時間有關。小浩同學利用所學知識設計并

連接了如圖甲所示的實驗電路。

(1)小浩設計的實驗中，利用小燈泡把電能主要轉化為』_能來顯示電流做功的多少。

(2)實驗電路中的兩個小燈泡L和L2的規格應不同(選填“相同”或“不同”)。

(3)小浩在實驗電路中接入一個滑動變阻器，目的之一是為了保護電路，另一個目的是

改變燈泡的電壓，便于多次實驗得出普遍規律。

(4)在圖甲所示的電路中，兩個小燈泡是串聯(選填“串聯”或“并聯”)的，這

樣連接是為了探究電流做功的多少與電壓的關系。

(5)完成上述探究后，小浩發現上述猜想中有一個猜想無法用圖甲所示的電路驗證，請

你幫助小浩設計一個可以驗證猜想的電路，把電路圖畫在圖乙的虛線框內。

(6)對于“電流做功的多少可能與通電時間有關”的猜想，小浩是否必須通過實驗驗證？

你的看法是不必(選填“不必”或“必須”)，你的理由是對電路中的同一個燈泡,

電壓和通過的電流相同，根據生活經驗可知，通電時間越長，燈消耗的電能越多。

【分析】(1)燈泡發光時把電能轉化為內能；

(2)燈泡的明暗反映燈泡做功的多少，將不容易覺察出的轉換為形象直觀的叫轉換法；

根據題中要求兩燈的規格不同；

(3)(4)電流做功的多少可能與用電器兩端的電壓、通過用電器的電流和通電時間有關,

研究與其中一個因素的關系時，要控制另外兩個因素不變，據此分析；

(5)因為串聯電路無法確保兩燈泡兩端電壓相等，因此需要使兩個燈泡并聯，并且用電

流表測量支路電流；

(6)對同一個燈泡，通電時間越長，燈消耗的電能越多，即電流做的功越多。

【解答】解：(1)小浩設計的實驗中，利用小燈泡把電能主要轉化為內能來顯示電流做

功的多少。

(2)燈的規格不同時，燈的亮度不同，這樣才能比較相同時間內電流做功的多少；故實

驗電路中的兩個小燈泡L和Lz的規格應不同。

(3)電流做功的多少可能與用電器兩端的電壓、通過用電器的電流和通電時間有關，研

究電流做功的多少與電壓關系時，要控制電流和通電時間相同，只改變電壓大小，故小

浩在實驗電路中接入一個滑動變阻器，目的之一是為了保護電路，另一個目的是改變燈

泡的電壓，便于多次實驗得出普遍規律；

(4)在圖甲所示的電路中，兩個小燈泡是串聯的，根據串聯電路的規律，通過的電流相

等，而兩燈的規格不同，分得的電壓不同，所以這樣連接是為了探究電流做功的多少與

電壓的關系；

(5)研究電流做的功與電流關系時，要控制電壓和通電時間相同，而上述實驗中，因燈

的規格不同，燈的電壓不同，故無法研究電流做的功與電流的關系；根據并聯電路電壓

的規律，可將兩燈泡并聯，電流表分別測量兩支路的電流，并在干路中串聯一個滑動變

阻器；如下圖所示：

（6）對電路中的同一個燈泡，電壓和通過的電流相同，根據生活經驗可知，通電時間越

長，燈消耗的電能越多，即電流做的功越多，故對于“電流做功的多少可能與通電時間

有關”的猜想，不必通過實驗驗證。

故答案為：

（1）內；（2）不同；（3）改變燈泡的電壓，便于多次實驗得出普遍規律；（4）串聯；電

壓；（5）如上圖所示；（6）不必；對電路中的同一個燈泡，電壓和通過的電流相同，根

據生活經驗可知，通電時間越長，燈消耗的電能越多。

20.為了防止魚蝦缺氧而浮頭，常在池塘中央放置增氧機。噴水式增氧機由電動泵和浮體

組成一個整體漂浮在水面上。如圖甲所示為某種噴水式增氧機及工作時的情景，有關參

數見乙表。

（1）增氧機工作時所受的浮力大于（選填“大于”、“小于”或“等于"）其重力。

（2）若只將增氧機單獨接入家庭電路正常開機2h,則從環形噴口出水機t,會使

3000imp/（kW?h）的電能表指示燈閃爍6600次。

（3）已知增氧機噴水流量與其工作功率成正比，增氧機工作的U-I圖象如圖丙，若將

兩個此型號的增氧機串聯在家庭電路中使用，則噴出501n3的總水量需要2.5h。

【分析】（1）根據漂浮條件即可求出判斷工作時所受的浮力與重力的關系；

（2）已知增氧機噴水流量，可以得到2h噴水體積，利用公式m=PV得到噴出水的質量。

已知增氧機額定功率和正常工作時間，利用公式W=Pt得到消耗的電能；根據3000imp/

(kW.h)即可求出指示燈閃爍的次數；

(3)若將兩個此型號的增氧機串聯在家庭電路中使用，根據串聯電路的特點和電功率的

公式求出總功率，由于增氧機噴水流量與其工作功率成正比，據此求出串聯使用時的噴

水流量，根據增氧機噴水流量求出噴水時間。

【解答】解：

(1)噴水式增氧機由電動泵和浮體組成一個整體漂浮在水面上，處于平衡狀態；增氧機

工作時，增氧機對噴出的水有向上的作用力，因力的作用是相互的，所以噴出的水對增

氧機有向下的作用力；根據力的平衡條件可知，增氧機工作時所受的浮力F浮=G^o_+F

向下，所以F泮AG小機，即增氧機工作時所受的浮力大于增氧機的重力；

(2)增氧機2h噴出水的體積為V=2hX25m7h=50m3；

由p=見得，噴出水的質量：

V

m=pV=l.0X103kg/m3X50m3=5X104kg；

由P=更得，增氧機工作2h消耗的電能：

t

W=Pt=l.lkWX2h=2.2kW?h；

已知3000imp/(kW.h),則指示燈閃爍的次數；

n=3000imp/(kW?h)X2.2kW?h=6600imp；

(3)將兩個此型號的增氧機串聯在家庭電路中使用，根據串聯電路的分壓特點可知每個

增氧機兩端的電壓為110V,由圖丙可知此時通過每個增氧機的電流為4A,則總功率為P

*=UI=220VX4A=880W；

已知增氧機噴水流量與其工作功率成正比，

則兩個此型號的增氧機串聯使用的噴水流量為：

3

25g_/hx880W=20m7h,

1100W

所以噴出50m3的總水量需要的時間：

t=._——=25ho

20m3/h

故答案為：(1)大于；(2)50；6600；(3)2.5o

四.計算題（共2小題）

21.近年來越來越多的人喜歡騎單車健身。某公司設計了一款輕便易用的USB發電機，主

體部分為一個黑色盒子，內置電池及發電裝置，只需將它固定在單車后輪并穿過車鏈，

當踩動車鏈時，即可產生電能。該產品同時還附設一條USB線，將之固定在車把上，即

可為手機等裝置充電。請回答下列問題：

騎車速度/km^T1014182226

輸出電流/mA220280360450580

（1）該USB發電機內部電池和手機的初始電量都為0,輸出電流與騎車速度之間的關系

如上表。若某同學以22km/h的速度邊騎單車邊給手機充電，需將電池容量為1800mA?h

的手機充電量達50%,至少需要騎車多少時間？

（2）如果該款單車及其它設備總質量為10kg,該同學（體重為60kg）在某一段水平路

面上騎行時以3m/s的速度勻速行駛5分鐘，此時受到的阻力為總重力的0