16.1电流做功-2021-2022学年九年级物理全册课后培优练(沪科版)

16.1电流做功
一、单选题
1．如图是一个能吹冷、热风的电吹风的简化电路。

当它接入家庭电路时，下列分析正确的是（）
A．只闭合开关S1，只有电动机工作，电吹风吹出的是热风
B．只闭合开关S2，只有电热丝工作，电吹风不吹风
C．同时闭合开关S1和S2，电热丝和电动机同时工作，电吹风吹出的是热风
D．电吹风吹出热风的过程中，电能全部转化为内能
【答案】C
【详解】
A．若只闭合开关S1，电热丝所在电路没有接通，只有电动机与电源串联，电热丝不工作，电流只经过电动机，所以电吹风吹出的是冷风，故A错误；
B．若只闭合开关S2，电路处于断路状态，电热丝和电动机都不工作，电吹风不会吹出风，故B错误；
C．若将开关S1和S2都闭合，电动机与电热丝并联后连接在电源上，电流分别经过电
动机和电热丝，它们同时工作，则电吹风吹出的是热风，故C正确；
D．电吹风吹出热风时消耗了电能，风扇会转动而获得了动能，同时电热丝发热而获得了内能，因此电吹风吹出热风的过程中，是电能转化为内能和机械能，故D错误。

故选C。

2．下列用电器利用电流热效应工作的是（）
A．电视机B．洗衣机C．电风扇D．电饭煲
【答案】D
【详解】
A．电视机在工作时，主要将电能转化为光能和声能，故A不符合题意；
BC．电风扇、洗衣机主要是把电能转化为机械能，都不是利用电流的热效应，故BC 不合题意；
D．电饭煲工作时把电能转化为内能，是利用电流的热效应，故D符合题意。

故选D。

3．小明是一个爱动手并且善于思考的同学。

一天他把自己的拆开，看到了一块如图所示的锂电池。

以下是他做出的判断，其中不正确的是（）
A．这块电池能提供的电能大约为2.3×104J
B．图中mAh和Wh都是能量的单位
C．将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元
D．这块电池提供的电能若全部用来驱动电动机，能借助机械将一个中学生提升超过20m 高
【答案】B
【详解】
A．这块电池能提供的电能大约为
W＝UIt＝3.7V×1.7A×3600s＝2.2644×104J
和2.3×104J相差不大，故A正确，不符合题意；
B．mA是电流的单位，h是时间的单位，所以mAh是电荷量的单位，不是能的单位，W是功率的单位，h是时间的单位，故Wh是能量的单位，故B错误，符合题意；
C ．由A 知电池能提供的电能大约为
2.3×104J≈0.006kW•h
根据我国电的价格，将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元，故C 正确，不符合题意；
D ．中学生的重力约为500N ，根据W ＝Gh 知
42.310J 46m 500N
W h G ⨯==＝ 故D 正确，不符合题意。

故选B 。

4．安装在小高家中的电能表如图所示，下列说法正确的是（ ）
A ．小高家已经消耗的电能为781.5J
B ．此电能表转盘每小时最多能转过720转
C ．此电能表的额定最大电流是20A
D ．此电能表可以安装在高压动力线路上
使用
【答案】C
【详解】 A ．电能表示数的单位是kW•h ，图示电能表表示小高家已经消耗的电能为781.5kW•h ，故A 错误；
B ．720R/kW•h 表示此电能表每消耗1kW•h 电能，电能表的表盘转动720转，故B 错误；
C ．20A 表示电能表在平时工作时，允许通过的最大额定电流为20A ，故C 正确；
D ．此电能表的额定电压为220V ，高压动力线路电压远高于220V ，所以不能在高压动力线路上使用，故D 错误。

故选C 。

二、多选题
5．下列说法正确的是（ ）
A ．马路上的路灯同时亮同时熄灭，它们之间是串联的
B ．在串联电路中，开关的位置不会影响其控制作用
C ．家庭中的电能表是测量总电流的仪表
D ．并联的两个电阻，如果一个电阻不变，另一个电阻变大，总电阻会变大
【答案】BD
【详解】
A ．虽然街道两旁的路灯同时亮同时灭，但一灯坏时，其它灯能亮，说明路灯是并联的，故A 错误；
B ．在串联电路中，开关的位置不同，控制作用相同，都能控制整个电路的通断，故B 正确；
C ．家庭中的电能表是测量总电能的仪表，故C 错误；
D ．并联电路总电阻的倒数等于各电阻的倒数之和，其中一个电阻变大，总电阻变大，故D 正确。

故选BD 。

第II 卷（非选择题）
请点击修改第II 卷的文字说明
三、填空题
6．小明家的太阳能集热器中装有40 kg 、35℃的水，经太阳光照射温度升高到45℃，水吸收的热量是______J 。

用电热水器对相同的水也加热到45℃，标有“900r/kW•h ”字样的电能表铝盘转过了1000r （电路中只有热水器工作），热水器消耗的电能是______J 。

热水器消耗的电能比水吸收的热量多，其原因是：______（答出一种即可）。

[c 水＝
4.2×103J/(kg•℃)]。

【答案】1.68×106 4×106 电能没有全部转化成水的内能
【详解】
[1]热水器中的水从35℃升高到45℃吸收的热量为
()()364.210J/kg 40kg 4535 1.6810J Q cm t =∆=⨯⨯⨯=⨯℃℃-℃
[2]设热水器消耗的电能为W ，根据题意得 900r 1000r 1kW h W = 解得
661010kW h 3.610J 410J 99
W ==⨯⨯=⨯ [3]比较计算结果可以看出：热水器消耗的电能比水吸收的热量多，原因是电能没有全部转化成水的内能。

7． 电池通常是锂电池，在使用过程中，它对外放电，这时的能量转化为______能转化为______能；当电量用完后，又要充电，这时能量转化为______能转化为______能。

【答案】化学 电 电 化学
【详解】
[1][2] 电池对外放电时，相当于是电源，是化学能转化为电能。

[3][4]对 电池充电时， 电池相当于是一个用电器，是电能转化为化学能。

8．随着人们生活水平的提高，越来越多的南方家庭采用“水地暖”进行取暖.其原理是:在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温，当供水温度为45℃时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表
（1）若该地暖系统的总水量为2×103kg ，将全部的水从9℃加热至45℃，水至少需要吸收______J 热量（c 水=4.2×103J/（kg·℃）
（2）某家庭木地板的面积为80m 2，散热管材料为聚丁烯，供水温度为45℃，则该供暖系统每小时的散热量为______J 。

（3）若电加热器的热效率为80%，每lkW·h 电能（3.6×106J ）的电价为0.6元，燃气加热器的热效率为30%，每1m³燃气价格为2.0元，（q =3.6×107J/m³）为了提供（1）中的热量，使用燃气需要______元，使用______（电/燃气）加热器更加经济实惠。

【答案】3.024×108 2.592×107 56 燃气
【详解】
（1）[1]水吸收的热量
Q 吸=c 水m (tt 0)=4.2×103J/(kg·℃)×2×103kg×(45℃9℃)=3.024×108J
（2）[2]由题知，散热管材料为聚丁烯、装饰层材料用木地板时，该家庭地面单位面积上的散热功率P =90.0W/m 2，该供暖系统每小时的散热量
Q=PSt =90.0W/m 2×80m 2×3600s=2.592×107J
（3）[3][4]为了提供（1）中的热量，燃气燃烧放出的热量
Q 放=83.02410J =30%Q η⨯吸
燃气=1.008×109J 需要燃气的体积
33971.00810J 28m 3.610J/m Q V q ⨯===⨯放
使用燃气需要
28m3×2.0元/m3=56元使用电加热器消耗的电能
W=
8
3.02410J
=
80%
Q
η
⨯
吸
电
=3.78×108J=105kW·h
需要的电费
105kW·h×0.6元/(kW·h)=63元
使用燃气加热器更加经济实惠。

9．如图所示，是一款家用电能表，其中有几个重要的参数：“220V”、“10（20）A”、“50Hz”、“600revs/(kW•h)”，电能表多种多样，不同的电能表有些参数相同，有些参数就不同。

我国的家用电能表以上四个参数中一定相同的是______、______。

【答案】220V 50Hz
【详解】
[1][2]我国家庭电路的电压为220V，频率为50Hz。

所以我国的家用电能表的工作电压220V和交流电的频率50Hz一定相同；而不同的家庭同时使用的用电器不一定相同，电能表允许干路的最大电流可能不同，故参数“10（20）A”可能不同；不同厂家的电能表的设计可能不同，消耗1kW•h电能，电能表铝盘的转数可能不同，故参数
“600revs/(kW•h)”可能不同。

10．如图所示是一款新型节能装置——空气能热水器，它的制热能效比（制热量和压缩机所耗电能之比）为3∶1。

某同学洗一次澡用水40L则所用水的质量为______kg，这
些水温度由17℃升高到42℃吸收的热量为______J，若这些热量分别由空气能热水器和
效率为70%的电热水器提供，则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比，可节约电能______J。

[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】40 4.2×106 4.6×106
【详解】
[1]某同学洗一次澡用水的体积
V ＝40L ＝40dm 3＝0.04m 3
所用水的质量
m ＝ρV ＝1.0×103kg/m 3×0.04m 3＝40kg
[2]这些水温度由17℃升高到42℃吸收的热量
Q 吸＝c 水m (t ﹣t 0)＝4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(42℃﹣17℃)＝4.2×106J
[3]因空气能热水器的制热能效比为3∶1，所以，由空气能热水器提供这些热量时，消耗的电能
66111 4.210J 1.410J 33
W Q ==⨯⨯=⨯吸 已知电热水器的效率为70%，用电热水器加热时消耗的电能
662 4.210J 610J 70%70%
Q W ⨯===⨯吸 则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比可节约的电能
ΔW ＝W 2﹣W 1＝6×106J ﹣1.4×106J ＝4.6×106J
四、简答题
11．小红陪妈妈去买电热取暖器，售货员介绍说：“这款电热取暖器很省电，连续工作一昼夜耗电不到5度。

”细心的小红仔细观察到电热取暖器上标有“220 V 1000 W”字样，她对售货员的省电说法产生怀疑。

请你通过计算帮助小红判断售货员的说法是否可信。

【答案】不可信。

【详解】
实际消耗的电能W=Pt=1kW×24h=24kW•h=24度，故售货员的说法不可信。

答：售货员的说法不可信。

12．安装照明电路时，如果装保险丝时拧得不紧，往往容易熔断.为什么？
【答案】如果保险丝拧得不紧，保险丝和接线柱的接触电阻就会增大，通电时，保险丝和接线柱的接触部分冰会发热，时间长了就容易熔断.
【详解】
答：如果保险丝拧得不紧，保险丝和接线柱的接触电阻就会增大，由Q=I2Rt可知，通电时，保险丝和接线柱的接触部分会发热，时间长了就容易熔断．
13．某学校有教室20间，每间教室有6盏电灯，通过每盏灯的电流为270mA，如果在干路上接一个允许通过的最大电流为10A的电流表，当所有灯都工作时，这个表能否正常工作？
【答案】当所有灯都工作时，这个表不能正常工作
【详解】
试题分析：根据并联电路干路电流等于各支路电流之和求出干路电流，然后与电流表允许的最大电流比较并得出结论．
解：因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以当所有灯都工作时，干路电流为：0.27A×6×20=32.4A＞10A，故电流表不能正常工作．
答：当所有灯都工作时，这个表不能正常工作．
【点评】本题考查了并联电路的电流规律以及电流表的正确使用，属于基础题．
五、实验题
14．在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路。

（1）根据______，我们可以比较相同时间内电流做功的多少；
（2）经过讨论，小明认为不可以选择图甲电路，原因是______；
（3）为了研究电功与电流的关系，小丽认为应该选择图乙所示的电路，小勇认为该电路有不足之处，他的理由是______；
（4）利用丙电路是为了探究电功与______的关系，当闭合开关后，小华发现两灯都不亮，电压表V1有示数，电压表V2无示数，你认为电路发生的故障是______。

排除故障
后，同学们正确操作，根据______现象得出了结论。

该结论是______。

【答案】灯泡的亮度无法控制电流或者电压不变只能测得一组数据，结论具有偶然性电压L1处断路电压越大，灯泡越亮电流和通电时间一定时，电压越大，电流所做的功越多
【详解】
（1）[1]实验中，电流做功多少的研究对象是小灯泡，由电功公式
W=UIt=Pt
可得，小灯泡越亮，则小灯泡的实际功率越大，在相同的时间内，电流通过小灯泡做的功越多，因此可以观察小灯泡的亮度来比较相同时间内小灯泡中电流做功的多少。

（2）[2]电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关。

图甲电路中，滑动变阻器的滑片移动时，灯泡两端的电压和通过的电流同时发生变化，在研究电流做功与其中的一个物理量之间的关系时，无法控制另一个物理量不变，因此图甲无法利用控制变量法探究电流做功与电压、电流的关系。

（3）[3]图乙电路中干路上缺少滑动变阻器，实验中不能测量出多组数据，测量一组实验数据总结得出的结论具有偶然性。

（4）[4]图丙中两只灯泡串联，控制了电流和通电时间相同，两灯泡规格不同时分得的电压不同，故能探究电流做功与电压的关系。

[5]图丙中电路为串联电路，闭合开关后，两灯都不亮，初步判断电路为断路故障。

电压表V1有示数，则电压表V1的正负接线柱到电源的正负极是通路，断路的位置在电压表并联的部分；电压表V2无示数，说明电压表V2的正负接线柱到电源的正负极有断路故障，综合分析可知，电路发生的故障应是L1处断路。

[6][7]实验中，可以根据电压越大，灯泡越亮的现象得出结论。

通过两灯的电流和通电时间相同，电压较大的灯泡，发光较亮，表明相同时间内，它将较多的电能转化为光能，电流经过它做的功较多，所以可得出结论：电流和通电时间一定时，电压越大，电流所做的功越多。

六、计算题
15．如图所示的电路中，电阻R1的阻值为20Ω，电源电压不变。

当S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数为0.45A；S1断开，S2、S3闭合时，电流表的示数为0.75A。

求：（1）电源电压为多少?
（2）R2的阻值为多少?
（3）S2、S3断开，S1闭合时，通电10s电流通过电阻R1做的功为多少?
【答案】（1）9V ；（2）30Ω；（3）6.48J
【详解】
解：1）当S 1、S 2断开，S 3闭合时，R 2断路，电路为只有R 1的简单电路，电路中电流I 1=0.45A ，由欧姆定律可得电源电压
U =I 1R 1=0.45A×20Ω=9V
（2）当S 1断开，S 2、S 3闭合时，R 1、R 2并联，干路电流为0.75A ，因并联电路中各支路互不影响，因此通过R 1的电流仍为0.45A ，又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R 2的电流
I 2=II 1=0.75A0.45A=0.3A
R 2的阻值为
229V =30Ω0.3A
U R I == （3）S 2、S 3断开，S 1闭合时，R 1、R 2串联，通过电路的电流
129V =0.18A 20+30U I R R ==+ΩΩ
通电10s 电流通过电阻R 1做的功为
W =I 2R 1t =(0.18A)2×20Ω×10s=6.48J
答：（1）电源电压为9V ；
（2）R 2的阻值为30Ω；
（3）S 2、S 3断开，S 1闭合时，通电10s 电流通过电阻R 1做的功为6.48J 。

16．如图所示电路，其中R 1=5Ω，电源电压恒定。

闭合开关S 1时，电流表A 1和A 2的示数分别为1.2A 和0.8A 。

求：
（1）电源电压U 为多少V ？
（2）通电10s ，R 2消耗的电能为多少J ？
【答案】（1）6V ；（2）48J
【详解】
解：（1）由图得，电阻R 1与R 2并联，电流表A 1、A 2分别测量电阻R 1、R 2的电流，电源电压
2111 1.2A?5Ω=6V U U U I R ====
（2）由U I R
= 得，R 2的阻值为 2226V =7.5Ω0.8A
U R I == 通电10s ，R 2消耗的电能为
()2
2226V ×10s=48J 7.5Ω
U W t R == 答：（1）电源电压U 为6V ；
（2）通电10s ，R 2消耗的电能为48J 。