第1节 电能 电功 · 练习题（共35题）

A．在国际单位制中，伏特是电压的单位，故A不符合题意； B．在国际单位制中，焦耳是功和能的单位，故B符合题意； C．在国际单位制中，库仑是电荷量的单位，故C不符合题意； D．在国际单位制中，瓦特是功率的单位，故D不符合题意。 故选B。

[1][2]蓄电池充电时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能，储存在电池的内部。 [3][4]蓄电池放电时，消耗化学能，产生电能，将化学能转化为电能。

电能表是测量电路消耗电能的仪表，电能表俗称电表，单位是千瓦时，俗称度；焦耳是电功的国际单位制单位，不是家庭电路消耗电能的单位；伏特是电压的单位；库仑是电量的单位。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。

[1][2]给汽车蓄电池充电时，蓄电池消耗了电能，转化为化学能，所以蓄电池相当于用电器，此过程是将电能转化为化学能存储在蓄电池中。

A．他家在这段时间内消耗的电能 W = 8633.5kW_·h − 8543.2kW_·h = 90.3kW_·h，故 A 错误。 B．电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的仪表，故 B 错误。 C．3600r/(kW_·h) 表示电路中每消耗 1kW_·h 的电能，电能表的转盘转过 3600r。 只让一个标有 “220V‑1000W” 的电热水器正常工作 10min，其消耗的电能为 W = Pt = 1kW × 1/6 h = 1/6 kW_·h 则电能表的圆盘转过的圈数 n = 1/6 kW_·h × 3600r/(kW_·h) = 600r，故 C 正确。 D．由参数知道，这个电能表平时工作允许通过的最大电流为 10A，允许的最大功率 P = UI = 220V × 10A = 2200W，这是电路允许最大总功率，不是电能表的电功，故 D 错误。 故选 C。

3000r/(kW_·h)，表示每消耗 1kW_·h 的电能，电能表转盘转动 3000r。 转盘 3min 内转 15r，灯泡消耗的电能： W = 15r ÷ 3000r/(kW_·h) = 0.005kW_·h。 答：灯泡在这段时间消耗的电能为 0.005kW_·h。

A．该电能表适用于 220V 的电路，故 A 错误。 B．30A 是电能表允许的最大电流，不是正常工作电流，故 B 错误。 C．电能表最后一位是小数位，读数应为 1469.5kW_·h，表示电路消耗电能，不是电能表自身消耗电能，故 C 错误。 D．2000r/(kW_·h) 代表每消耗 1kW_·h 电能，转盘转 2000r。转盘转 30 圈，消耗电能： W = 30r ÷ 2000r/(kW_·h) = 3/200 kW_·h = 3/200 ×3.6×10⁶J =5.4×10⁴J，故 D 正确。 故选 D。

[1] 由电能表铭牌信息可知，该电能表在 220V 的电路中正常使用。 [2] 铭牌参数为 1600imp/(kW_·h)，表示每消耗 1kW_·h 电能，脉冲灯闪烁 1600 次。脉冲灯闪烁 800 次，消耗电能： W = 800 ÷ 1600 kW_·h = 0.5kW_·h = 0.5 度。 [3] 电费单价 0.5 元 / 度，这段时间电费：0.5 元 / 度 × 0.5 度 = 0.25 元。

（1）水吸收的热量： Q_吸=c_水m(t−t₀)=4.2×10³J/(kg_·℃)×50kg×(50℃−20℃)=6.3×10⁶J。 （2）消耗的电能： W = 864.5kW_·h − 862.5kW_·h = 2kW_·h =2×3.6×10⁶J =7.2×10⁶J。 电热水器的热效率： η = Q_吸 / W =(6.3×10⁶J ÷7.2×10⁶J)×100% =87.5%。 答：（1）此过程中水吸收的热量为 6.3×10⁶J； （2）电热水器的热效率为 87.5%。

A．由图可知，当甲、乙两端的电压相同时，通过甲导体的电流较大，根据 R=U/I 可知，甲的电阻较小，故 A 错误。 B．图线是一条过原点的倾斜直线，说明导体中的电流与导体两端的电压成正比，电压是形成电流的原因，不能说电压与电流成正比，故 B 错误。 C．并联电路各支路电压相等，将甲、乙并联接到电压为 3V 的电源上时，两导体两端的电压都为 3V。由图像可知，此时通过甲的电流为 0.6A，通过乙的电流为 0.3A，干路总电流为 0.6A+0.3A=0.9A，故 C 错误。 D．将甲、乙串联接到电压为 3V 的电源上，串联电路电流处处相等，总电压等于各部分电压之和。由图像可知，当电路中电流为 0.2A 时，甲、乙两端总电压为 3V。通电 1min，电路消耗的电能： W=UIt=3V×0.2A×60s=36J，故 D 正确。 故选 D。

[1] 闭合开关 S 后，两个电阻并联，A₁测量干路电流，A₂测量通过 R₁的电流。并联电路干路电流大于支路电流，两只电流表指针位置相同，因此 A₁使用大量程，示数为 2A；A₂使用小量程，示数为 0.4A。通过 R₂的电流：I₂ = I_总 − I₁ =2A−0.4A=1.6A。 [2] 并联电路各支路电压相等，R₁∶R₂ = (U/I₁)∶(U/I₂) = I₂∶I₁ =1.6A∶0.4A =4∶1。 [3] 电源电压为 12V，R₂的阻值：R₂ = U/I₂ =12V ÷1.6A =7.5Ω。 [4] 通电 1min，R₂消耗的电能：W₂=UI₂t=12V×1.6A×60s=1152J。

由图可知，S₁、S₂任意一个断开，整个电路就断路，因此只要断开其中一个紧急制动开关，扶梯就停止工作。 无人乘坐时，S₃断开，电动机与定值电阻 R 串联，总电阻大，电路电流小，电动机转速小，电梯缓慢运行；根据 W=UIt，该状态下电路消耗电能较少，电阻 R 可节约电能。 有人乘坐时，S₃闭合，定值电阻 R 被短路，只有电动机接入电路，电路电阻小，电流大，电动机转速变大，电梯速度增大。 因此 ABC 说法正确，不符合题意；D 说法错误，符合题意。故选 D。

由题意，灯泡 L 正常发光时阻值为 6Ω；结合图乙，灯泡两端电压为 9V 时，电路电流为 1.5A，R_L=U_L/I_L=9V/1.5A=6Ω，因此灯泡正常发光时两端电压为 9V。 滑动变阻器与灯泡串联，串联电路电流相等，通过滑动变阻器的电流 I_R=I_L=1.5A。 滑动变阻器两端电压：U_R=U−U_L=12V−9V=3V。 滑动变阻器 10s 内消耗的电能：W_R=U_RI_Rt=3V×1.5A×10s=45J。

电能表最后一位是小数位；三月底示数为 268.7kW・h，四月底示数为 352.9kW・h。 四月份用电量：\(352.9\mathrm{kW·h}-268.7\mathrm{kW·h}=84.2\mathrm{kW·h}\)。 电能的常用家庭单位是 kW・h，不是 J，因此选 C。

A．充电时蓄电池消耗电能，相当于用电器；对外供电时蓄电池才相当于电源，故 A 错误。 B．新能源汽车行驶时消耗电能，将电能转化为机械能，故 B 正确。 C．单位换算：1kW・h=3.6×10⁶J，15kW·h =15×3.6×10⁶J =5.4×10⁷J，故 C 正确。 D．新能源汽车依旧存在能源消耗，需要规划行程与充电，故 D 错误。 故选 BC。

A．由图像计算定值电阻阻值：R_A=U_A/I_A=6V/0.6A=10Ω；R_B=U_B/I_B=6V/0.3A=20Ω，R_A小于 R_B，A 错误。 B．串联电路电流相等，电压之比 U_A:U_B=R_A:R_B=10Ω:20Ω=1:2，B 错误。 C．两电阻并联在 3V 电源上，电压相等，读图得电流分别为 0.3A、0.15A，电流之比为 2:1，C 错误。 D．串联电流相等，相同时间电功 W=I²Rt，电功之比 W_A:W_B=R_A:R_B=10Ω:20Ω=1:2，D 正确。 故选 D。

A．8 盏护眼灯可同时亮灭，但各灯能够独立工作、互不影响，因此是并联；同时亮灭是因为开关接在干路，A 错误。 B．并联电路各支路互不影响，一盏灯熄灭，其余护眼灯两端电压不变，电阻不变，电流不变，B 错误。 C．家庭电路电压为 220V，护眼灯并联，正常发光时两端电压等于电源电压 220V，C 正确。 D．护眼灯工作主要把电能转化为光能，少部分转化为内能，D 错误。 故选 C。

A．风力发电机是将机械能转化为电能，故A错误； B．太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能，故B错误； C．蓄电池对外供电时相当于电源，将储存的化学能转化为电能，故C正确； D．路灯工作时消耗电能，获取光能，是将电能转化为光能，故D错误。 故选C。

A．电能表允许通过最大电流为 40A，家庭电路干路电流不能超过 40A，A 错误。 B．上月消耗电能：5647.8kW・h −5546.7kW・h =101.1kW・h，B 错误。 C、D．1600imp/(kW・h) 代表每消耗 1kW・h 电能，指示灯闪烁 1600 次；闪烁次数多，表示消耗电能总量多；闪烁快慢才表示耗电快慢。因此 C 错误，D 正确。 故选 D。

根据串联电阻特点，乙电路总电阻最大；根据并联电阻特点，甲电路总电阻最小。已知 R₁＞R₂，四个电路总电阻关系：R_乙＞R_丁＞R_丙＞R_甲。 电源电压恒定为 U，工作时间相等，由电功公式 W=U²t/R 可知：电压与时间一定时，总电阻越小，电流做功越多。 因此电流做功关系：W_甲＞W_丙＞W_丁＞W_乙，C 正确，ABD 错误。 故选 C。

①闭合开关 S，L₁、L₂串联；V₁测电源总电压，V₂测 L₂两端电压。 L₁两端电压 U₁=3V‑1V=2V，串联电流相等，R₁:R₂=U₁:U₂=2V:1V=2:1，故①错误。 ②串联电流相等，时间相同，由 W=UIt，W₁:W₂=U₁:U₂=2:1，故②正确。 ③把 V₂换为电流表，L₂被短路，L₁发光；V₁仍然测电源电压，有示数，故③错误。 ④断开 S，两只电压表换成电流表，L₁、L₂并联；A₁测 L₂支路电流，A₂测干路电流。 R₁:R₂=2:1，并联电压相等，I₁:I₂=R₂:R₁=1:2； I₂为 A₁示数，干路 I=I₁+I₂，A₁:A₂=2:(1+2)=2:3，故④正确。 综上②④正确，选 C。

5000r/kW・h 表示每消耗 1kW・h 电能，转盘转动 5000 圈。 消耗电能：W =(500/5000) kW・h =0.1kW・h =0.1×3.6×10⁶J =3.6×10⁵J。

手指触碰感应区，识别正确指纹后电路接通，感应区相当于电路中的开关。 给手机充电时，电池消耗电能，将电能转化为化学能，此时电池相当于用电器。 计算储存电能：W=UIt=5V×4800×10^-3A×1×3600s=86400J。

由图甲可知，定值电阻 R₁与滑动变阻器 R₂串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路电流。滑片从 a 端滑到 b 点，滑动变阻器接入阻值由最大变为 0。 根据图乙，当变阻器电压为 1V，电流 0.2A；变阻器电压为 2V，电流 0.1A。设电源电压为 U： U=0.2A×R₁+1V，U=0.1A×R₁+2V，解得电源电压 U=3V，R₁=10Ω。 变阻器最大阻值：R_大=U_大/I₁=2V/0.1A=20Ω。 滑片在中点，滑动变阻器接入电阻为 10Ω，总电阻 R_总=R₁+R₂=10Ω+10Ω=20Ω。 电路电流 I₂=U/R_总=3V/20Ω=0.15A。 R₁消耗电能 W=I₂²R₁t=(0.15A)²×10Ω×10s=2.25J。

LED 灯与电动机可以独立工作、互不影响，因此二者是并联。 电池储存电能：W=UIt=15V×6000×10^-3A×3600s=324000J。

闭合开关 S、断开 S₁，电路为灯泡 L 的简单电路。由图像可得，灯泡电压为 2V，电流 I_L=0.5A 时，实际功率 P=UI=2V×0.5A=1W，因此电源电压 U=2V。 再闭合 S₁，灯泡 L 与电阻 R 并联，并联各支路电压相等，R 两端电压等于电源电压 2V；从图像读出此时 I_R=0.2A。 电阻 R 消耗电能：W=UI_Rt=2V×0.2A×60s=24J。

电热水壶正常工作产生热量：Q=W=UIt=220V×5A×7×60s=462000J。 水吸收的热量：Q_吸=80% Q=80%×462000J=369600J。 由 Q_吸=c_水mΔt，理论升高温度 Δt=Q_吸/(c_水m)=369600J/(4.2×10³J/(kg・℃)×1kg)=88℃。 理论末温 t=t₀+Δt=15℃+88℃=103℃。 标准状况下水的沸点为 100℃，水最高温度只能达到 100℃，实际升高温度 Δt'=100℃‑15℃=85℃。

（1）当 S₁闭合，S₂断开时，只有 R₁接入电路。 电源电压：U=U₁=I₁R₁=0.25A×36Ω=9V。 （2）开关 S₁、S₂都闭合，R₁、R₂并联，电流表测干路电流。 通过 R₂的电流：I₂=I‑I₁=1A‑0.25A=0.75A。 并联电路各支路电压相等，U₂=U=9V。 R₂的阻值：R₂=U₂/I₂=9V/0.75A=12Ω。 （3）通电 1min 整个电路电流做功：W=UIt=9V×1A×60s=540J。

（1）由图乙，湿度 60% 时，湿敏电阻 R=15Ω；R₀与 R 串联。 总电阻 R_{总 1}=R₀+R=10Ω+15Ω=25Ω 电路电流 I₁=U/R_{总 1}=6V/25Ω=0.24A。 （2）湿度 40% 时，湿敏电阻 R'=30Ω。 总电阻 R_{总 2}=R₀+R'=10Ω+30Ω=40Ω 电路电流 I₂=U/R_{总 2}=6V/40Ω=0.15A R₀两端电压 U₀=I₂R₀=0.15A×10Ω=1.5V 100s 内 R₀消耗电能 W₀=U₀I₂t=1.5V×0.15A×100s=22.5J。 （3）电流 I₃=0.3A 时， 湿敏电阻两端电压 U_R=U‑I₃R₀=6V‑0.3A×10Ω=3V 湿敏电阻阻值 R''=U_R/I₃=3V/0.3A=10Ω。 对照图乙，此时对应湿度 R_H''=80%，大于 60%，人体感觉不舒服。

（1）只闭合开关 S₁，电路为 R₁简单电路，根据欧姆定律，电源电压 U=I₁R₁=0.4A×20Ω=8V。 （2）只闭合 S₃，R₂与 R₃串联，滑片在中点，R_{2 中}=50Ω，电压表测 R₂两端电压 U₂=4V。 电路电流 I₂=U₂/R_{2 中}=4V/50Ω=0.08A。 R₃两端电压 U₃=U‑U₂=8V‑4V=4V。 R₃=U₃/I₂=4V/0.08A=50Ω。 （3）只闭合 S₂，R₁、R₃串联。 总电阻 R_总=R₁+R₃=20Ω+50Ω=70Ω。 电路消耗电能 W=(U²/(R₁+R₃))t=((8V)²/70Ω)×7×60s=384J。 （4）闭合 S₁、S₂、S₃，R₃被短路，R₁与 R₂并联；电压表测电源电压，电源电压 8V 小于电压表 15V 量程，电压表始终安全。 通过 R₁电流 I₁=0.4A 不变；电流表测干路电流，最大 0.6A。 滑动变阻器允许最大电流 I_变大=I_总大‑I₁=0.6A‑0.4A=0.2A。 滑动变阻器接入最小电阻 R_滑小=U/I_变大=8V/0.2A=40Ω。 滑动变阻器最大可以接入全部 100Ω。 故 R₂取值范围：40Ω～100Ω。