中考物理專題34 對電能和電功的理解及應(yīng)用（解析版）

1、專題34 對電能和電功的理解及應(yīng)用Ø 知識回顧1.功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。2.能量的單位和功的單位相同，都是焦耳，簡稱焦，符號J。3.在國際單位制中，電流的單位是A，電壓的單位是V，時間的單位是S。4.歐姆定律用公式表示為，其變形式有，。Ø 考點剖析知識點一 電能（1） 電能的來源電能的來源能量的轉(zhuǎn)化過程電池干電池化學(xué)能能轉(zhuǎn)化為電能蓄電池燃料的化學(xué)能通過汽輪發(fā)動機轉(zhuǎn)化為電能各種發(fā)電水力發(fā)電通過水輪機將機械能轉(zhuǎn)化為電能火力發(fā)電通過燃料的化學(xué)能通過汽輪機轉(zhuǎn)化為電能風(fēng)力發(fā)電通過風(fēng)力發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能地?zé)岚l(fā)電將地?zé)崮芡ㄟ^發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能太陽能發(fā)電

2、通過太陽能電池板等將太陽能轉(zhuǎn)化為電能核能發(fā)電將核能轉(zhuǎn)化為電能（2） 電能的利用：用電器是消耗電能的裝置，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；電池（電源）是提供電能的裝置，是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。例如發(fā)電機：機械能電能，干電池：化學(xué)能電能。（3） 電能的單位國際單位：焦耳，符號。常用單位：千瓦時，用符號表示，俗稱度。換算單位：1度=1=3.6×106。小知識：能是通過功來定義的，即能夠做功，就具有能量，電流通過導(dǎo)體時能夠?qū)?dǎo)體做功，所以電流具有能。知識點二 電能的計量（1）計量工具：電能表。電能表是計量用電器在一段時間內(nèi)消耗電能多少的儀表。（2）電能表的讀數(shù)。電能表計數(shù)器上顯示的數(shù)字是

3、表從開始計數(shù)到讀數(shù)為止用去的電能。即電能=終止讀數(shù)-起始讀數(shù)，最后一位為小數(shù)位。單位是。（電能表的讀數(shù)練習(xí)）220V這個電表要接在220V的電路中才能正常使用。10（20）A這個電表的標定電流為10A，最大電流為20A。電能表工作時的電流不應(yīng)超過額定最大電流。50HZ這個電表在頻率為50赫茲的交流電中使用。（赫茲的介紹）3000revs/()接在這個電能表上的用電器，每消耗1的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)（imp閃爍）。（求轉(zhuǎn)數(shù)的計算過程及單位的換算）【例題】知識點三 電功（1）電功的概念定義：電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程也可以說是電路做功的過程，有多少能發(fā)生轉(zhuǎn)化就說電流做了多少功，即電

4、功是多少。電功用“”表示。實質(zhì)：電流做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，電流做了多少功，就有多少能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即消耗了多少電能。電流做功的形式：用電器運動、發(fā)光、發(fā)熱、發(fā)聲等。（2） 電流做功多少的影響因素大量實驗現(xiàn)象表明，電流做功的多少跟電壓的高低、電流的大小、通電時間的長短都有關(guān)。加在用電器上的電壓越高、通過的電流越大、通電時間的長短有關(guān)。加在用電器上的電壓越高，通過的電流越大，通電時間越長，電流做功越多。（3） 電功的計算。其中U表示電路兩端的電壓，I表示電路中的電流，t表示通電時間。單位：的單位必須是，推導(dǎo)式：由歐姆定律的計算式及變形式，分別帶入電功的計算公式，可推導(dǎo)出（串聯(lián)型電路

5、）、（并聯(lián)型電路）（適用于純電阻電路）【知識拓展】純電阻電路與非純電阻電路：純電阻電路是電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路；非純電阻電路：電流做功除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為其他形式的能，例如含有電動機的電路就是非純電阻電路。（4） 串、并聯(lián)電路中電功的分配關(guān)系因為功是能量轉(zhuǎn)化的量度，所以從能量的角度來說，無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路中電流做的總功等于各個用電器做功的總和，即。關(guān)系 類型串聯(lián)電路并聯(lián)電路特點電流做的總功等于各部分用電器電流所做的功之和，即。電流做的總功等于各部分用電器電流所做的功之和，即。分配關(guān)系電流通過各用電器所做的功與其電阻成正比，即電流通過各用電器所做的功與其電阻的成反比，即

6、電量的單位：毫安時與安時當電流強度用毫安（mA）作單位，時間用小時（h）做單位，它們兩個相乘就是毫安時（mAh），當然還是電量，根據(jù)公式，由于1A=1000mA，1h=3600s，所以1Ah=3600C；1mAh=10-3A×3600s=3.6C。Ø 對點題組【題組一】 電功與電能1商場中，賣微波爐的售貨員和顧客就微波爐省電還是費電發(fā)生了爭論。售貨員說：微波爐很省電，用它加熱食物花不了多少電費。顧客說：微波爐很費電，他家的微波爐一開就“跳閘”。上述爭論中，顧客混淆的兩個概念是（）A電壓和電流B電功率和電流C電能和電功率D電能和電功【解析】售貨員認為微波爐很省電，是說微波爐的

7、電功率大，但加熱食物用時很短，消耗的電能并不多，所以“微波爐很省電，用它加熱食品花不了多少電費”，即售貨員是從電能角度說的；顧客是從電功率角度考慮的，因為微波爐屬于大功率用電器，工作時電路中電流很大，會跳閘，相同時間內(nèi)消耗的電能多，所以認為很“費電”。故選：C。2下列情況中，不屬于電流做功的是（）A電風(fēng)扇通電轉(zhuǎn)動B發(fā)電機發(fā)電C空調(diào)機制冷D電腦處理數(shù)據(jù)信息【解析】ACD、電流做功的過程，實際上是能量的轉(zhuǎn)化過程，從電能轉(zhuǎn)化成其它形式的能；電風(fēng)扇通電轉(zhuǎn)動將電能轉(zhuǎn)化為機械能，空調(diào)機制冷將電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，電腦處理數(shù)據(jù)信息將電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能，故ACD均屬于電流做功。B、發(fā)電機發(fā)電的過程中，是將

8、其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程，不屬于電流做功。故選：B。3如圖所示是一款迷你暖手寶，它內(nèi)置鋰電池，利用USB接口充電，內(nèi)部發(fā)熱片發(fā)熱。下列說法正確的是（）A暖手寶充電的過程，是電流做功的過程B暖手寶發(fā)熱的過程，是機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的過程C用暖手寶取暖時，手因為含有的熱量增加而感到暖和D無論暖手寶充電還是發(fā)熱的過程，鋰電池在電路中都是電源【解析】A、暖手寶在充電過程中，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在鋰電池中，是電流做功的過程；故A正確；B、暖手寶發(fā)熱的過程，是電流做功的過程，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；故B錯誤；C、用暖手寶取暖時，手吸收熱量，因含有內(nèi)能增加而感到暖和，不能說含有熱量；故C錯誤；D、在電池充電的過

9、程中，是將電能轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能，電池相當于用電器；發(fā)熱的過程中電池是電源，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；故D錯誤。故選：A。4物理興趣小組驗證影響電功大小的因素的實驗時，設(shè)計了如圖所示電路。該電路可以驗證電功與 的關(guān)系，實驗中通過觀察 來比較相同時間內(nèi)電功的大小，實驗中兩個燈泡的規(guī)格應(yīng)該 （相同/不同）。【解析】由電路圖可知，兩燈串聯(lián)，兩電壓表分別測兩燈的電壓；由于串聯(lián)電路中電流處處相等，則由WUIt可知，電壓大的燈泡，相同時間做功也多，燈泡也就亮些，所以，通過觀察燈泡亮度來比較相同時間內(nèi)電功的大小，則該電路可以驗證電功與電壓的關(guān)系；實驗中兩個燈泡串聯(lián)，電流相同，只有燈泡的規(guī)格不同時，燈絲電

10、阻才不同，兩端電壓也不同，才能驗證電功與電壓的關(guān)系。故答案為：電壓；燈泡亮度；不同?！绢}組二】 電功的實質(zhì)5下列事例中主要目的是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（）A用電飯鍋煮飯B給手機充電C用電風(fēng)扇吹風(fēng)D摩擦起電【解析】電流做功的過程，實際上就是能量轉(zhuǎn)化的過程，消耗電能轉(zhuǎn)化成其它形式的能。A、電飯鍋主要是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A正確；B、手機充電是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故B錯誤；C、常見的家用電器中，電風(fēng)扇主要是把電能轉(zhuǎn)化為機械能，故C錯誤；D、摩擦起電屬于機械能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤。故選：A。6電視機可以用遙控器關(guān)機而不用斷開電源，這種功能叫做待機功能。這一功能給人們帶來了方便，但很少有人注意到在待機狀態(tài)下

11、電視機仍然要消耗電能。例如小明家的一臺34寸彩色電視機的待機功率大約是10W，假如他家電視機平均每天開機4h，看完電視后總是用遙控器關(guān)機而不切斷電源。試估算小明家一年（365天）中因這臺電視機待機浪費的電能約為（）A2.6×108JB2.6×107JC3.2×105JD5.3×107J【解析】電視機待機功率P10W0.01kW，則每天待機消耗的電能為W0Pt0.01kW×（24h4h）0.2kWh；每年消耗的電能為W365W0365×0.2kWh73kWh2.6×108J。故選：A。7給手機快速充電的過程，主要是將電能轉(zhuǎn)化為

12、 能，過一會兒，充電器發(fā)燙，這是通過電流 的方式，增大了物體的內(nèi)能?！窘馕觥拷o手機快速充電的過程會消耗電能，主要是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；充電器發(fā)燙，這是因為電流做功，一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故答案為：化學(xué)；做功?！绢}組三】 電功與電能的計算8如圖所示的電路中，電源兩端電壓保持不變，兩個定值電阻的阻值R1R2，閉合開關(guān)S，電阻R1、R2兩端的電壓分別為U1、U2，通過兩個電阻的電流分別為I1、I2，它們的實際電功率分別為P1、P2，相等時間內(nèi)它們消耗的電能分別為W1、W2，下列判斷中正確的是（）AI1 I2 BU1U2 CP1P2 DW1W2 【解析】由圖可知，閉合開關(guān)S后，電阻R1、R2并聯(lián)，因并

13、聯(lián)電路中各支路兩端的電壓與電源電壓相等，則U1U2，故B正確；由題知，R1R2，且電壓相等，由I可知I1I2；故A錯誤；因為U1U2，I1I2，所以由PUI可知，它們的電功率關(guān)系為：P1P2；故C錯誤；由WPt可知，相同時間t內(nèi)它們消耗的電能關(guān)系為：W1W2；故D錯誤。故選：B。9現(xiàn)有兩個定值電阻R1和R2（R1R2），按照如圖所示的四種方式，分別接到電壓恒為U的電源兩端工作相同的時間。則四個電路中電流做功大小關(guān)系正確的是（）AW甲W乙W丙W丁BW甲W丙W丁W乙CW丙W丁W乙W甲DW乙W丁W丙W甲【解析】因串聯(lián)電路中總電阻大于任何一個分電阻、并聯(lián)電路中總電阻小于任何一個分電阻，且R1R2，所以

14、，四個電路中的總電阻關(guān)系為：R甲R丙R丁R乙，因電源的電壓恒為U，且工作時間相等，所以，由WUItt可知，四個電路中電流做功大小關(guān)系為W乙W丁W丙R甲。故選：D。10有兩個電阻R1和R2，R19，R23，采用下列四種連接方式，分別接到電壓為12V的電源上，通電10min，電流做功最少的連接方式是（）AR1和R2并聯(lián)BR1和R2串聯(lián)C只接入R1D只接入R2【解析】根據(jù)電阻越串越大、大于任何一個分電阻，電阻越并越小、小于任何一個分電阻可知，當兩個電阻串聯(lián)時總電阻最大，由Wt可知，兩電阻串聯(lián)時，相同時間內(nèi)電流做功最少。故選：B。11小米新款手機電池容量為4500mAh，電池電壓為4V，標配30W超級

15、快充技術(shù)，它充滿電后，大約儲存的電能為 J使用該手機的超級快充功能，假設(shè)充電效率為90%， 分鐘即可從零充滿?！窘馕觥浚?）充電寶充滿電后儲存的電能：WUIt4V×4500×103A×3600s6.48×104J。（2）根據(jù)可得，消耗的電能為：W充7.2×104J；由P可得，從零充滿需要的時間：t2400s40min。故答案為：6.48×104；40。【題組四】 電功計算公式的應(yīng)用12時下主流華為P40手機，如圖所示，手機內(nèi)置4200mAh電池，支持40W快充和27W無線快充。其中的mAh是物理量 的單位；若手機待機時的電流約為6mA

16、，則這種充滿電的鋰電池待機時間是 h?！窘馕觥縨A為電流單位，h為時間單位，則由QIt可知，mAh為電荷量的單位；根據(jù)I可知，鋰電池待機時間為：t700h。故答案為：電荷量；700。13小涵查閱資料看到中國“華為”公司是當今世界通訊領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，在手機及其它通訊設(shè)備的設(shè)計制造方面掌握了諸多高新科技成果。以手機為例，華為最近推出的“Mate30pro”不僅采用4500mAh超大容量電池，并且采用“超級快充”技術(shù)，極大方便了人們的使用。已知該電池的部分參數(shù)如表所示。電池名稱鋰離子電池電壓3.6V容量4500mAh（1）表格中的電池“容量”，是哪幾個物理量相乘的結(jié)果？（2）如圖所示是華為研發(fā)的兩種

17、充電器，一種標注“輸出5V2A”，另一種標注“輸出5V8A”，其中一種是超級快充技術(shù)。假設(shè)充電效率為90%，那么小涵選用快速充電器將手機電池從零充滿需要多長時間？（3）小涵發(fā)現(xiàn)，超級快充的充電線比普通手機充電線要粗一些，請你從線路安全的角度來分析為什么有這樣的區(qū)別？【解析】（1）已知電池的容量是“4500mAh”，mA是電流的常用單位，h是時間的常用單位，所以“容量”是電流與通電時間的乘積；（2）兩個充電器的充電功率分別為：P1U1I15V×2A10W，P2U2I25V×8A40W，所以第二個的充電速度快；電池充滿電儲存的電能：W儲U電池Q3.6V×4.5A

18、15;3600s58320J，已知充電效率為90%，則消耗的電能：W充64800J；由P可得，選用快速充電器將電池從零充滿需要的時間：t1620s0.45h；（3）充電器的充電線有電阻，由焦耳定律知，工作過程中會產(chǎn)生熱量；充電線盡可能做得粗一些，目的是減小電阻，使充電過程中產(chǎn)生的熱量少一些。答：（1）表格中的電池“容量”是電流與時間的乘積；（2）需要0.45h；（3）充電線較粗可以減小電阻，在充電過程中產(chǎn)生的熱量較少?！绢}組五】 電能表參數(shù)的理解與電能的求法14如圖所示分別是小英家上月初和上月末電能表的示數(shù)。結(jié)合表盤上的信息可知，下列選項中正確的是（）A小英家家庭電路中的干路電流不得超過10A

19、B小英家上個月消耗的電能為1011kWhC電能表上指示燈閃爍320次，表示家庭電路消耗電能0.2JD電能表上指示燈閃爍的次數(shù)越多，說明電路中消耗的電能越多【解析】A、由圖知電能表允許通過的最大電流為40A，因此小英家干路中的電流不得超過40A，故A錯誤；B、小英家上月消耗的電能為：5647.8kWh5546.7kWh101.1kWh，故B錯誤；C、指示燈閃爍320次消耗的電能：WkWh0.2kWh；故C錯誤；D、1600imp/kWh表示每消耗1kWh的電能，指示燈閃爍1600次，電能表上指示燈閃爍的次數(shù)越多，則電路中消耗的電能越多，故D正確。故選：D。15安裝在小高家中的電能表如圖所示，下列

20、說法正確的是（）A小高家已經(jīng)消耗的電能為2508.6JB此電能表轉(zhuǎn)盤每小時最多能轉(zhuǎn)過3600轉(zhuǎn)C此電能表的額定最大電流是20AD此電能表可以安裝在我們學(xué)校的干路上使用【解析】A、電能表示數(shù)的單位是kWh，圖示電能表表示小高家已經(jīng)消耗的電能為2508.6kWh，故A錯誤；B、3600r/（kWh）是指每消耗1kWh的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3600轉(zhuǎn)。并不是表示此電能表轉(zhuǎn)盤每小時最多能轉(zhuǎn)過3600轉(zhuǎn)，故B錯誤；C、20A是指電能表平時工作時允許通過的最大電流，即此電能表的額定最大電流是20A，故C正確；D、20A是指電能表平時工作時允許通過的最大電流，工作電壓為220V，此電能表可以接入用電器的最大

21、電功率P最大UI最大220V×20A4400W，我們學(xué)校的用電器的總電功率遠大于4400W，所以，此電能表不能安裝在我們學(xué)校的干路上使用，故D錯誤。故選：C。16華為手機的超級快充充電器最大充電電流可達5A現(xiàn)有華為某一型號的電池，容量為4000mAh，假設(shè)充電器始終以最大充電電流充電，且把電池充滿，只需要 min充電過程中將電能轉(zhuǎn)化為 能。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(fā)現(xiàn)標有“3000revs/（kWh）”字樣的電能表表盤轉(zhuǎn)了63轉(zhuǎn)，則充電消耗的電能 J?！窘馕觥浚?）已知該充電器最大充電電流I5A5×103mA，電池的容量為400

22、0mAh，由I可得把電池充滿電，所需的時間：t0.8h48min；（2）電池在充電過程中，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在電池中；（3）“3000revs/（kWh）”表示電路中每消耗1kWh的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000r，則電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了63轉(zhuǎn)，則充電消耗的電能：WkWh0.021kWh7.56×104J。故答案為：48；化學(xué)；7.56×104?！绢}組六】 電功的測量17在“探究電功與哪些因素有關(guān)”的實驗中，小惠連接了如圖所示的電路，以下說法中錯誤的是（）A此電路探究的是電功與電壓的關(guān)系B實驗中，通過燈泡的亮度反映電功的大小C滑動變阻器在電路中起到保護電路的作用D移動滑動變阻

23、器的滑片從而改變電流，可以進一步探究電功與電流的關(guān)系【解析】由電路圖可知，兩燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，兩電壓表分別測兩燈泡兩端的電壓。A、因串聯(lián)電路中各處的電流和通電時間相等，所以根據(jù)WUIt可知，此電路可以探究電功與電壓的關(guān)系，故A正確；B、燈泡越亮、實際功率越大，在相同時間里消耗的電能越多，電流做功越多，所以我們可以通過燈泡的亮度來比較相同時間內(nèi)電流做功的多少，故B正確；C、滑動變阻器在電路中起到保護電路的作用，故C正確；D、探究電功與電流的關(guān)系時，應(yīng)控制電壓和通電時間相同，移動滑動變阻器的滑片時，通過燈泡的電流和燈泡兩端的電壓均改變，所以不能探究電功與電流的關(guān)系，故D錯誤。故選：D。18同學(xué)

24、們猜想影響電流做功多少的因素有：用電器兩端的電壓、通過用電器的電流和通電時間。如圖（a）、（b）所示是小明實驗小組的實驗電路圖。（1）此實驗是根據(jù) 來比較相同時間內(nèi)電流做功的多少，L1、L2兩只燈泡的規(guī)格應(yīng) （選填“相同”或“不同”）；（2）在圖（a）電路中，甲、乙兩燈串聯(lián)，主要是為了控制 相同，從而研究電流做功多少與 的關(guān)系；在圖（b）電路中，觀察到L1燈較L2燈暗，甲電流表的示數(shù)小于乙電流表的示數(shù)，由此可以得到的結(jié)論是 ?！窘馕觥浚?）本實驗中，燈泡越亮，電流通過，燈泡做的功越多，因此可以通過觀察比較燈泡的亮暗程度來比較電流做功多少，故L1、L2兩只燈泡的規(guī)格應(yīng)不同；（2）因為甲圖中兩燈泡

25、串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，電流與通電時間相同；因燈的規(guī)格不同，由歐姆定律，而兩燈泡兩端電壓不相等，因此探究電流做功的多少與電壓的關(guān)系；兩燈泡并聯(lián)，兩燈的電壓相同；甲電流表測通過L1的電流，電流表乙測量通過L2的電流；L1燈較L2燈暗，在相同時間內(nèi)，通過L1燈的電流做功小，因甲電流表的示數(shù)小于乙電流表的示數(shù)，故得出的結(jié)論：在電壓、通電時間相同時，電流越大，電流做功越多。故答案為：（1）燈泡的亮暗程度； 不同；（2）電流與通電時間； 電壓；在電壓、通電時間相同時，電流越大，電流做功越多?！绢}組七】 電能的輸送19關(guān)于高壓輸電，若輸送的電功率一定，下列說法中正確的是（）A電壓增大到原來的2倍，輸

26、送的電能增大到原來的2倍B電壓增大到原來的2倍，輸送的電能增大到原來的4倍C電壓增大到原來的2倍，損失的電能減小到原來的D電壓增大到原來的2倍，損失的電能減小到原來的【解析】（1）根據(jù)WPt可知，輸送的電功率一定時，如果通電時間相同，電壓增大到原來的2倍，輸送的電能不變，故A、B錯誤；（2）根據(jù)PUI得，功率一定，輸電電壓提高到原來的2倍，則輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼腎，根據(jù)W損P損t（I）2Rt知，輸電線上損失的電能變?yōu)樵瓉淼?，故C正確，D錯誤。故選：C。20（多選）小明家有額定電壓均為220V的電烤箱、電飯鍋和電視機各一個，按照每度電0.5元的計費標準，將這三個用電器正常工作1小時的用電費用繪制成了如圖所示的柱狀圖。則下列四個選項中，判斷正確的是（）A在這三個用電器中，電流對電烤箱做功最快