1、专题专题 26 电能和电功电能和电功 考点一考点一 电能与电能的产生电能与电能的产生 1 （2020 安徽合肥 九年级测试）电能有许多优点以下关于电能优点的叙述中，正确的是 ( ) A消耗少量其他形式的能，可以转化成大量的电能 B消耗少量电能，可以转化成大量其他形式的能 C其它形式的能都可以很方便地转化成电能 D电能对环境无污染，能很方便地转化成其他形式的能 【答案】D 【解析】 A由能量守恒知道，消耗少量其他形式的能，只能转化为少量的电能，而不会转化成大量 的电能，故 A 说法错误，A 不符合题意； B同样，消耗少量的电能，也只能转化为少量的其他形式的能，故 B 说法错误，B 不符合 题意；
2、 C由于能的转化具有方向，需要在一定的条件下才能转化，所以并不是所有的能都可以转 化为电能，故 C 说法错误，C 不符合题意； D电能清洁、无污染，可以通过不同的用电器转化为其他形式的能，故 D 说法正确，符 合题意。 故选。 2 （2020 安徽合肥 九年级测试）下列说法中正确的是（ ） A电能可以转化为很多种其他形式的能，因此电能的应用非常广泛 B电能表上“220V”的含义是电能表应接在 220V 的电路中使用 C电功是表示电流做功多少的物理量 D某段时间内用电器消耗的电能就是电能表上的示数 【答案】ABC 【解析】 A因为电流做功的实质是消耗电能转化为其他形式能的过程，所以电能的应用非常
3、广泛， 故 A 正确； B 电能表上“220V”的含义是电能表的工作电压为 220V， 因此电能表应接在 220V 的电路中 使用，故 B 正确； C电功是表示电流做功多少的物理量，故 C 正确； D某段时间内用电器消耗的电能等于使用结束后的示数减去使用前的示数，故 D 错误。 故选 ABC。 3 （2020 蚌埠市新城区实验学校九年级月考）从能量转化的角度来看，下列说法错误的是 A电风扇工作时主要将电能转化为机械能 B铅蓄电池充电时化学能转化为电能 C发电机工作时主要将机械能转化为电能 D电热水壶工作时电能转化为内能 【答案】B 【解析】 A电风扇工作时，消耗电能，得到机械能，所以将电能转化
4、为机械能；故 A 正确； B铅蓄电池充电的过程，消耗电能，得到化学能，所以将电能转化为化学能；故 B 错误； C发电机发电时，消耗了机械能，得到电能，所以将机械能转化为电能；故 C 正确； D电水壶工作时消耗了电能，使水的温度升高，得到内能，故将电能转化为内能；故 D 正 确。 故选 B。 4 （2020 合肥市第四十五中学九年级期末）以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要 转化为机械能的是( ) A电风扇 B电水壶 C电饭煲 D电视机 【答案】A 【解析】 在常见的家用电器中，电风扇主要把电能转化为机械能；而电水壶、电饭煲主要把电能转化 为内能；电视机主要将电能转化为光能和声能。 故选 A
5、。 5 （2020 安徽九年级专题练习）如图所示是电热吹风机的内部电路原理图，电热吹风机由 一个电动机和一个电热丝并联组成。 电动机中有电流通过时会有风吹出， 电热丝中有电流通 过时会有热量产生。当开关 S1、S2都闭合，二者都正常工作，下列说法不正确的是（ ） A电动机和电热丝在相同时间内产生的热量不同 B电动机和电热丝在相同时间内消耗的电能不同 C电动机和电热丝消耗的电功率相同 D电动机消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能 【答案】C 【解析】 A电动机与电热丝电阻与电流均不同，根据 2 QI Rt 可得，两者在相同时间内产生的热量 不同，故 A 正确，不符合题意； B电动机和电
6、热丝并联，两者电压相同，但电流不同，根据公式WUIt可得两者相同时 间内消耗的电能不同，故 B 正确，不符合题意； C电动机和电热丝两端的电压相同，但电流不同，根据PUI可得，两者电功率不同， 故 C 错误，符合题意； D电动机主要是将电能转化为机械能，少部分电能转化为内能，故 D 正确，不符合题意。 故选 C。 6 （2020 安徽淮南市 九年级期末）物理学中，当_转化为其他形式的能时，我们就说 电流做了电功。 【答案】电能 【解析】 在物理学中，当电能转化为其他形式的能时，我们就说电流做了电功。 7 （2020 安徽九年级期末）每户人家都有电能表，如图是小伟家电能表在 2020 年 10
7、月 1 日和 2020 年 11 月 1 日的示数，则他家在这段时间内用了_度电，即消耗的电能为 _J。 【答案】95 3.42 108 【解析】 1电能表的最后一位是小数， 可以看出2020年10月1日电能表的示数为12519.6， 单位kW h； 2020 年 11 月 1 日电能表的示数为 12614.6，单位 kWh；则他家在这段时间内消耗的电能 12614.6kW h- -12519.6kW h=95kW h=95 度 2因为 1kW h=3.6 6 10 J 所以 95kW h=95 6 3.6 10 J =3.42 8 10 J 8 （2020 淮南市第十四中学九年级月考）某学校
8、在楼道安装了声光感应开关后，每月可节 约电能约 15kW h，合_J 【答案】5.4 107 【解析】 【解析】 每月可节约电能约 15kWh，合： 15kWh=153.6 6 10 J=5.4 7 10 J 9 （2021 安徽阜阳市 九年级期末） 小辉家的汽车尾部上标有“2.0T”的字样， 其中“T”就是“涡 轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的“进气涡轮” 也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更 大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的。这辆汽 车的最低油耗可达 0.2kg/（k
9、Wh） ，已知汽油的热值为 4.6 107J/kg。 （温馨提示：最低油耗 是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量； 0.2kg/ （kWh） 表示获得 1kWh 能量消耗 0.2kg 汽油） 。求： (1)0.2kg 的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？ (2)该汽车发动机的效率最高可达多少？（结果保留整数） 【答案】(1)9.2 106J；(2)39%。 【解析】 (1)0.2kg 的汽油完全燃烧时放出的热量 Q放=mq=0.2kg 4.6 107J/kg=9.2 106J (2)根据题意可知，完全燃烧 0.2kg 汽油获得的能量为 W=1kWh=3.6106J 汽车发动机的效率 6 6 3
10、.6 10 J 100%100%39% 9.2 10 J W Q 放 答：(1)0.2kg 的汽油完全燃烧时放出的热量为 9.2 106J； (2)该汽车发动机的效率最高可达 39%。 10 （2020 安徽）为了保护环境，我们应大力提倡使用清洁能源。现要将 20kg 的水从 20 加热到 50。c水=4.2 103J/（kg ） ，q天然气=4 107J/kg （1）如果使用效率为 80%的电热水器，需要消耗多少千瓦时的电能？ （2）如果使用热效率为 60%的天然气热水器，需要燃烧多少天然气？ 【答案】(1)0.875kW h；(2)0.105m3。 【解析】 (1)水吸收的热量： Q吸=c
11、m(tt0)=4.2 103J/(kg ) 20kg (5020)=2.52 106J， 由 = Q W 吸 =80%得，电热水器消耗的电能： W= Q 吸 = 6 2.52 10 J 80% =3.15 106J0.875kW h； (2)天然气热水器的效率 = Q Q 吸 放 =80%，天然气完全燃烧放出的热量： Q放= Q 吸 = 6 2.52 10 J 60% =4.2 106J， 由 Q放=Vq 得，需要消耗天然气的体积： V= Q q 放 = 6 73 4.2 10 J 4 10 J/m =0.105m3。 答：(1)如果使用效率为 80%的电热水器，需要消耗 0.875 千瓦时的
12、电能； (2)如果使用热效率为 60%的天然气热水器，需要燃烧 0.105m3的天然气。 考点二考点二 电能的计算电能的计算 11（2021 安徽安庆市 九年级期末） 如图所示， 电源电压保持 12V 不变， 小灯泡 L 上标有“6V 3W”字样，滑动变阻器最大电阻值 R=48，闭合开关，若不考虑灯丝电阻随温度的变化， 下列说法正确的是（ ） A要使电压表的示数增大 1V，小灯泡 L 两端的电压就会减小 1V B小灯泡 L 的最小实际电功率为 0.48W C当滑片 P 移到变阻器的中点时，小灯泡 L 正常发光 D当滑片 P 移到最右端时，通电 10s 滑动变阻器消耗的电能是 192J 【答案】
13、B 【解析】 A电压表测量的是小灯泡的电压，因此，要使电压表的示数增大 1V，小灯泡 L 两端的电 压就会增大 1V ，故 A 错误； B小灯泡的电阻为 2 2 L (6V) =12 3W U R P 额 额 当滑动变阻器阻值最大时电流最小，小灯泡的功率最小，则最小电流为 LP 12V 0.2A 1248 U I RR 灯泡的功率为 22 L (0.2A)120.48WPI R 故 B 正确； C当滑片 P 移到变阻器的中点时，灯泡的电压为 L L LP 12 12V4V 1224 R UU RR 灯泡的额定电压为 6V，因此灯泡不能正常发光，故 C 错误 D当滑片 P 移到最右端时，通电 1
14、0s 滑动变阻器消耗的电能是 22 P (0.2A)4810s=19.2JWI R t 故 D 错误； 故选 B。 12 （2021 安徽合肥市 九年级期末）通过两个电阻 R1、R2的电流随电压变化的图像如图所 示。 若将电阻 R1和 R2串联在电路中， 电源电压为 3V 且保持不变， 闭合开关后， 通电 5min， 则电路消耗的总电能为_J。 【答案】45 【解析】 由图象知道，当 U1=U2=6V 时，对应的电流 I1=0.15A，I2=0.3A，由 U I R 知道，两电阻的 阻值分别 1 1 1 6V 40 0.15A U R I 2 2 2 6V 20 0.3A U R I 若将电阻
15、 R1和 R2串联在电源电压为 3V 的电路中，由 U I R 及串联电路的特点知道，电路 的电流 12 3V =0.05A 60 UU I RRR 总 由WUIt知道，通电 5min，则电路消耗的总电能 3V 0.05A 5 60s45JWUIt 13 （2020 安徽九年级月考）美国科学家富兰克林在费城进行了著名的风筝实验，捕捉了闪 电，依据最新资料，平均一次闪电放电时的电压为 7 5 10 V，放电电流为 5 1 10 A，如果 一次放电时间约为0.001s，则一次闪电释放出_J的电能。 【答案】 9 5 10 【解析】 由题意知：平均一次闪电放电时的电压为 7 5 10 V，放电电流为
16、 5 1 10 A，如果一次放电 时间约为0.001s，则一次闪电释放出电能为 759 5 10 V 1 10 A 0.001s=5 10 JWUIt 14 （2020 安徽亳州市 九年级一模）某电动机的额定电压为 220V，其线圈电阻为 1 正常 工作电流为 3A，则其正常工作 1min 所做的机械功为_J。 【答案】39060 【解析】 电动机正常工作 1min 产生的热量 QI2Rt（3A）2160s540J 电动机正常工作 1min 所做的总功 WUIt220V 3A 60s39600J 电动机正常工作 1min 所做的机械功 W机械W电Q39600J540J39060J 15 （20
17、21 合肥市第四十五中学九年级期末）如图所示，电源电压是 12V 保持不变灯泡 L 上标有“12V 1.5A”字样，先将滑动变阻器的滑片 P 滑到 a 端，断开 2 S，闭合 1 S，此时电压 表读数为 8V， （不计温度对灯泡电阻的影响）求： (1)滑动变阻器的最大阻值是多少？ (2)若将 P 滑到 b 端并同时闭合 1 S、 2 S，此时整个电路 100 秒消耗的电能为多少？ 【答案】(1)16；(2)2700J 【解析】 (1)灯的电阻为 L L 12V 8 1.5A U R I 额 额 灯的电压为 L -12V-8V4V R UU U 电路中的电流为 L L 4V 0.5A 8 U I
18、 R 滑动变阻器的最大阻值为 8V 16 0.5A R U R I (2)若将 P 滑到 b 端并同时闭合 1 S、 2 S，此时滑动变阻器全部接入电流且与灯并联，灯正常 发光，此时滑动变阻器的电流为 12V 0.75A 16 R U I R 干路的总电流为 L 1.5A0.75A2.25A R III 总 整个电路 100 秒消耗的电能为 12V 2.25A 100s2700JWUI t 总 答：(1)滑动变阻器的最大阻值是 16。 (2)若将 P 滑到 b 端并同时闭合 1 S、 2 S，此时整个电路 100 秒消耗的电能为 2700J。 16 （2021 安徽合肥市 九年级期末）如图所示
19、为某电饭锅的电路原理图，该电饭锅有加热 和保温两种工作状态，已知电源电压保持 220V 不变，电阻 R1的阻值为 1210，电阻 R2的 阻值为 121。求 (1)电饭锅处于保温状态时的电功率； (2)电饭锅处于加热状态时电路的总电流； (3)电饭锅处于加热状态时通电 15min 消耗的电能。 【答案】(1)40W；(2) 2A ；(3) 3.96 105J 【解析】 (1)由电路图知，开关 S 闭合时，电阻 R1、R2并联，开关 S 断开时，电路中只有 R1，且 R1 R2 故开关 S 断开时，电饭锅处于保温状态，保温功率为 22 1 (220V) 40W 1210 U P R 保温 (2)
20、开关 S 闭合时，电阻 R1、R2并联，由并联电路的电阻关系得加热状态时电路的总电阻为 12 12 1210 121 110 1210121 R R R RR 总 电路的总电流 220V 2A 110 U I R (3)电饭锅处于加热状态时通电 15min 消耗的电能 W=UIt=220V 2A 15 60s=3.96 105J 答：(1)电饭锅处于保温状态时的电功率为 40W； (2)电饭锅处于加热状态时电路的总电流是 2A； (3)电饭锅处于加热状态时通电 15min 消耗的电能是 3.96 105J。 17 （2021 安徽淮北市 九年级期末）某电饭锅简化电路如图甲所示，R1和 R2均为
21、定值电热 丝，S、S1为温控自动开关，使电饭锅处于加热或保温状态，电饭锅的额定电压为 220V。 某次煮饭时，该电饭锅正常工作，总功率随时间变化的图像如图乙所示。求： (1)电饭锅处在加热状态时的电流； (2)本次煮饭中电饭锅在 30min 内消耗的电能； (3)电热丝 2 R的阻值。 【答案】(1)3A；(2)0.275kW h ；(3)220 【解析】 (1)由电路图甲可知，当开关 S 和 S1都闭合时，电阻 1 R与 2 R并联，电路中的电流最大，电 饭锅的电功率最大，处于加热状态，由图乙可知。电饭锅的最大功率 660WP 大 ，则电饭 锅处于加热状态时的电流 660W 3A 220V
22、P I U 大 大 (2)由图乙可知，电饭锅加热时功率 660W0.66kWP 大 保温时 440W0.44kWP 小 加热时间 1 10min+5min=15minh 4 t 大 保温时间 1 5min+10min=15minh 4 t 小 则本次煮饭电饭锅消耗的电能 11 0.66kWh0.44kWh0.275kW h 44 WP tP t 大小大小 (3)当开关 S 闭合、1S断开时， 电饭锅的功率最小， 处于保温状态。 由图乙可知， 440WP 小 ， 即通过 1 R的电流 440W 2A 220V P I U 小 小 当开关 S 和 1 S都闭合， 1 R和 2 R并联时，通过电热丝
23、 2 R的电流 2 3A2A1AIII 小大 电热丝 2 R的阻值 2 2 220 220 1A VU R I 答：(1)电饭锅处在加热状态时的电流是 3A； (2)本次煮饭中电饭锅在 30min 内消耗的电能是 0.275kW h； (3)电热丝 2 R的阻值是 220。 18 （2020 安徽安庆市 九年级期末） 下表为一台电烤箱的铭牌， 其内部简化电路如图所示， R1和 R2均为电热丝。求： (1)电烤箱在高温档正常工作 15min 所消耗的电能？ (2)电烤箱在低温档正常工作时，R2的阻值是多少？ (3)假设在用电高峰时， 家庭电路实际电压为 200V， 电烤箱在高温档的实际功率是多少
24、？ （近 似值保留一位小数） XXX 牌电饭煲 额定电压 220V 额定功率 加热挡 1210W 保温挡 22W 频率 50Hz 【答案】(1)1.1 106J；(2)2160；(3)1000W 【解析】 (1)电烤箱在高温档正常工作 15min 所消耗的电能为 6 1210W 15 60s1.1 10 JWP t 高 (2)R1的阻值是 22 1 (220V) 40 1210W U R P 加热 电烤箱在低温档正常工作时，总电阻为 22 (220V) 2200 22W U R P 总 保温 R2的阻值是 21 2200402160RRR 总 (3)在用电高峰时，家庭电路实际电压为 200V，
25、电烤箱在高温档的实际功率是 2 2 (200V) 1000W 40 U P R 实 实 1 答：(1)电烤箱在高温档正常工作 15min 所消耗的电能为 1.1 106J； (2)R2的阻值是 2160； (3)家庭电路实际电压为 200V，电烤箱在高温档的实际功率是 1000W。 19 （2020 安徽阜阳市 九年级月考）电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角 度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉了。教 室内的电风扇，其主要部件就是一个电动机，当电动机两端加 220V 电压时，通过电动机 线圈的电流为 0.5A，电动机内线圈的电阻是 40 问：
26、(1)该电动机每分钟消耗的电能是多少？ (2)该电动机消耗电能的功率是多少？ (3)若该电动机在 1min 内，产生了 600J 的热量，则其转化为机械能的效率是多少？（保 留一位小数） 【答案】(1)6600J；(2)110W；(3)90.9% 【解析】 (1) 电动机每分钟消耗的电能 220V?0.5A?60s=6600JWUIt (2) 电动机消耗电能的功率 220V 0.5A=110WPUI (3)电动机 1min 内电能转化为的机械能 6600J600J=6000JWWQ 机 电动机转化为机械能的效率 6000J 100%100%=90.9% 6600J W W 机 答：(1)该电动
27、机每分钟消耗的电能是6600J； (2)该电动机消耗电能的功率是110W； (3)该电动机转化为机械能的效率是90.9%。 20 （2020 安徽九年级二模）无人机航拍影像具有高清晰、高实用性的优点。如表是某小型 无人机的部分参数： 参数 名称 最大飞行半 径 km 最大巡航速度 km/h 电池电压 V 电池容量 mAh 电动机额定功 率 W 拍摄速度 帧/秒 数据 5 50 24 2500 20 11000 （电池容量放电电流 放电时间，例如，1mAh 是指以 1mA 的电流能连续工作 1h。帧/秒 是指每秒拍摄的画面数） 。 (1)人们是利用遥控器通过_传输信息操控无人机的， 其有效操控距
28、离至少为_km； (2)小轿车在高速公路上限速 120km/h。 如图甲所示， 交警部门利用无人机进行高速公路通行 情况的实时监测。一辆小轿车在通行 0.5m 的过程中，高速摄像机拍摄帧数为 220 帧，据此 判断小轿车是否超速？_（选填“是”或“否”） ； (3)如图乙，是无人机竖直向上运动的 vt 图象，由图象可知：阴影部分面积所表示的物理 量的值为_； (4)电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备，当它正常工作时，12s 内消耗的电能是 _J。 已知电动机消耗的能量是无人机电池储存最大能量的 50%， 则无人机在空中以额定 功率飞行的时间不能超过_h； (5)为增大小型无人机的巡航时间
29、，制作无人机的材料应具有_小的特点。 【答案】电磁波 5 否 50m 240 1.5 密度 【解析】 (1)1无人机与遥控器之间是通过电磁波来传递信息的。 2因为无人机的飞行半径为 5km，则对它的有效控制距离至少为 5km。 (2)3相机拍摄速度为 11000 帧/秒，拍摄 220 帧用的时间为 220 =0.02 11000/ 帧 秒 帧 秒 车的速度为 0.5m 25m/s90km/h120km/h 0.02s s v t 所以不超速 (3)4阴影部分为一长方形，其高为 10m/s，长为 10s5s=5s 所以，面积为 10m/s 5s=50m (4)5消耗的电能等于电流做的功，为 20
30、W 12s240JWPt 6无人机消耗的最大能量为 5 50%50%24V 2500mA 1h 50%24V 2.5A 3600s 50%1.08 10 JWWUIt 机 消耗这些能量需要的时间为 5 1.08 10 J =5400s1.5h 20W W t P 机 机 (5)7为了增大巡航时间，要求无人机的重量小，在体积相同的条件下，就要求制作无人机 的材料密度比较小一些。 考点三考点三 串并联电路电功的特点串并联电路电功的特点 21（2021 合肥瑶海区 九年级期末） 图所示的电路中， 定值电阻阻值 R1R2。 闭合开关 S 后， 电阻 R1、R2两端的电压分别为 U1、U2，通过电阻 R
31、1、R2的电流分别为 I1、I2，电流通过电 阻 R1、R2做功的功率分别为 P1、P2；在相等的时间内，电流通过电阻 R 1、R2做的功分别为 W1、W2。下列判断中正确的是（ ） AI1=I2 BU1=U2 CP1=P2 DW1=W2 【答案】B 【解析】 AB由图可知，闭合开关 S 后，电阻 R1、R2并联，因并联电路中各支路两端的电压与电源 电压相等，则 U1=U2 由题知 R1R2且电压相等，由 U I R 可知 I1I2 故 A 错误，故 B 正确； C因为 U1=U2，I1I2，所以由 P=UI 可知，它们的电功率关系为 P1P2 故 C 错误； D由 W=Pt 可知，相同时间
32、t 内它们消耗的电能关系为 W1W2 故 D 错误。 故选 B。 22 （2020 合肥市第四十四中学九年级期中）如图，电源电压保持不变，当开关 S 闭合后， 灯 L1、L2都能正常工作，且甲、乙两个电表的示数之比是 3:4，通电 10min 后，下列说法正 确的是（ ） AL1、L2消耗的电能之比是 1:3 BL1、L2消耗的电能之比是 3:1 CL1、L2两端的电压之比 1:3 DL1、L2两端的电压之比 3:4 【答案】AC 【解析】 由电路图知，甲乙两个都是电压表，若甲是电流表，闭合开关 S 后，灯 L1被短路，若乙是 电流表，则电源被短路，且两灯串联在电路中，甲测灯 L2的电压，乙测
33、电源电压。由题意 知，两个电压表的示数之比为 3:4，由串联电路的特点知，L1、L2两灯的电压之比为 1:3， 那么两灯的电阻之比 R1:R2=1:3 据 W=I2Rt 知，通电 10min，两灯消耗的电能之比 1:3。故 BD 错误，AC 正确。 故选 AC。 23 （2020 安徽师大附中九年级月考）现有两个电阻 AB RR，并联在同一电路中，在相同 时间内电流做的功 A W_ B W；若串联在同一电路中，电流做的功 A W_ B W。 （填 “”“”或“”） 【答案】 【解析】 1两个电阻（RARB）并联在同一电路中，根据并联电路的特点，总电压等于支路电压， 由公式 2 U W =t R
34、 得，W1W2。 2若串联在同一电路中，根据串联电路的特点，电流相等，因为 RARB，由 W=I2Rt 知， W1W2。 24 （2020 利辛县第六中学九年级月考）如图所示电路中，当闭合开关后，两个电压表的指 针均为图乙所示， 则电阻R1和R2两端的电压之比为_， 电阻之比为_， 电流之比为_， 通电相同时间 R1和 R2消耗的电能比为_。 【答案】4:1 4:1 1:1 4:1 【解析】 123由电路图知，电阻 R1、R2串联在电路中，电压表 V1测电源电压，V2测电阻 R2的电 压，而两个电压表的示数相同，据串联电路的电压特点知，V1所选的量程应为 015V，其 示数为 6V，V2所选的
35、量程为 03V，其示数为 1.2V。那么电阻 R1两端的电压 U1=U-U2=6V-1.2V=4.8V 则电阻 R1和 R2两端的电压之比为 U1:U2=4.8V:1.2V=4:1 据串联电路的特点有，电阻之比和电流之比分别为 R1:R2=4:1，I1:I2=1:1 4据 W=I2Rt 得，通电相同时间 R1和 R2消耗的电能比为 4:1。 25 （2020 安徽蚌埠市 九年级专题练习）在安全工作条件下，将“2.5V 0.3A”小灯泡 L1和 “3.0V 0.3A”小灯泡 L2串联在电路中工作，则 L1和 L2能消耗的总功率最大值为_W； 若将 L1和 L2并联在另一电源下工作， 则 1min
36、 内 L1和 L2消耗的总电能最大值为_J。 （设 灯丝电阻不变） 【答案】1.65W 82.5J 【解析】 1串联电路电流相同，已知两个小灯泡的额定电流相同，故该串联电路允许的最大电流 max灯 0.3AII 该串联电路电源电压 max12 2.5V3.0V5.5VUUU 则 L1和 L2能消耗的总功率最大值为 maxmaxmax 5.5V0.3A1.65WPUI 2根据并联电路电压规律，两灯构成的并联电路中电源电压 max1 2.5VUU，此时灯 L1正常发光。由欧姆定律 U I R 得灯 L2电阻 2 2 2 3V 10 0.3A U R I 并联电路中流过灯 L2的实际电流 2 2 2
37、 2.5V 0.25A 10 U I R 并联电路总电流 总12 0.3A0.25A0.55AIII 则 1min 内 L1和 L2消耗的总电能最大值 2.5V0.55A160s82.5JWUIt 26 （2020 安徽中考真题）烧开后持续沸腾段时间用于饮用更利于人体健康，为了满足这个 要求，小罗设计了多档位节能电烧水壶，电路原理如图甲。其中开关 S 为防干烧温控开关， 通常情况它是闭合的。定值电阻 R1、R2为加热电阻，且 R1为 48.4，R2阻值为 R1的 2 倍。 通过滑动金属滑轩上的滑块 P，使它在不同的位置接触触点，实现多档位变化（图乙） 。他 测得烧水壶用中功率档给热水保温时，正
38、常工作 24s，将 Ikg 的水从 75加热到 80。已 知 c水=4.2103J/(kg )，不计温度对电阻的影响求： （1）此加热过程中热水所吸收的热量 Q； （2）此加热过程中烧水壶的热效率 （= Q W ，W 为所消耗的电能） ； （3）用电高峰时，他请父母断开家中除烧水壶外的全部用电器，用烧水壶高功率档加热一 段时间后开始计时经过 30s 后水沸腾，再以低功率档持续加热 30s，观察到电能表转盘在这 60s 内转了 27 转（电能表盘如图丙） ，烧水壶工作的际电压 U实是多少？ 【答案】(1)2.1 104J； （2）87.5%； （3）198V 【解析】 (1)用中功率挡给热水保温
39、时，热水吸收的热量 Q=c水m(t-t0)=4.2 103J/(kg ) 1kg (80-75)=2.1 104J (2)此加热过程中，滑块 P 接触触点 4，电路是只有 R1工作的简单电路，则烧水壶消耗的电 能 22 4 1 (220V) 24s2.4 10 J 48.4 U Wt R 烧水壶的热效率 4 4 2.1 10 J 87.5% 2.4 10 J Q W (3)由电能表的参数得，烧水壶在 60s 内消耗的电能 64 1 2727 1kW h3.6 10 J4.86 10 J 20002000 W 当滑块 P 接触触点 1、2 时，烧水壶处于高功率挡，两电阻并联，电路的总电阻 1211 11111 2RRRRR 在高功率挡工作 30s 消耗的电能 2 22 111 11 111 () 2 U WtUtUt RRRR 实 高实实 此为式， 当滑块 P 接触触点 2 时，烧水壶处于低功率挡，电路是电阻 R2工作的简单电路，此时烧水 壶工作 30s 消耗的电能 2 2 11 21 1 2 U WtUt RR 实 低实 此为式， 而 W1=W高+W低 此为式， 解式得 U实=198V 答：(1)此加热过程中热水所吸收的热量 Q 是 2.1 104J； (2)此加热过程中烧水壶的热效率 是 85%； (3)烧水壶工作的际电压 U实是 198V。
