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苏科版九年级下册
第十五章《电功和电热》
15.1 电能表与电功
【知识梳理】
一、电能
1．电能：电流具有的能量（类比机械能、内能，都是能量，都能对外做功，产生能量的转化）
2．电能的来源：发电厂、电池等将不同形式的能转化成电能
水力发电 火力发电 风力发电
太阳能发电 电池 地热发电
3．电能的利用：各类用电器将电能转化成其他形式的能
电能转化成光能 电能转化成动能 电能转化成内能
4．（1）电能的单位：国际单位：焦耳（J）；
（2）生活中的电能单位：千瓦时（kW·h），俗称“度”。
（3）单位换算：1kW·h=3.6×106J。
二、电能表
1．电能表：电能表是测量用户用电器在某一段时间内消耗电能的仪器。常见的电能表如下图。感应式电能表 电子式电能表
2．感应式电能表参数
（1）220V：表示该电能表在220V的电路中使用；
（2）10A：表示这个电能表的标定电流为10A；
（3）(20A)：表示通过电能表的电流在短时间应用时允许大些，但不能超过20A；
（4）50Hz：表示这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；
（5）3000r/kW·h：表示电能表的转盘转过3000转时，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h。
3．电子式电能表参数
1600imp/(kW·h)：表示电能表上的指示灯闪烁1600次，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h。
其余参数含义与感应式电能表相同。
4．电能表的读数
（1）电能表中最后一个框内读数为小数位，如上图中读数为：5546.7kW·h
（2）读数方法：电能表上显示的数字是从该电能表开始启用就记录的累计值，要求一段时间内消耗的电
能，需读出这段时间开始和结束的电能表读数，再求出两次电能表读数之差，即为该段时间消耗的电能。
5．电能表的计算
公式：n：电能表转盘实际转过的圈数或指示灯闪烁的次数。
N：电路每消耗1kW·h，电能表转过的圈数或指示灯闪烁的次数。
三、电功
1．定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
2．实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就
有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。
3．电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
4．实验：探究电流做功多少与哪些因素有关
（1）探究电流做功与电压的关系。实验电路图如图所示：
①实验方法：
控制变量法：控制通过灯泡的电流和通电时间相同
转换法：将电流做功的多少转化为灯泡的亮度
②实验步骤：将两个不同规格的灯泡串联，使得通过两个灯泡的电流相等，通过调节滑动变阻器，使得两
个灯泡发光明显，读取两个灯泡两端的电压大小，比较两个灯泡的亮度
③结论：电流大小、通电时间相同时，电路两端的电压越大，电流做的功越多。
（2）探究电流做功与电压的关系。实验电路图如图所示：
①实验方法：
控制变量法：控制灯泡两端的电压和通电时间相同
转换法：将电流做功的多少转化为灯泡的亮度
②实验步骤：将两个不同规格的灯泡并联，使得两个灯泡两端的电压相等，通过调节滑动变阻器，使得两
个灯泡发光明显，读取通过两个灯泡的电流大小，比较两个灯泡的亮度
③结论：电压大小、通电时间相同时，通过电路的电流越大，电流做的功越多。
5．经研究发现：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘
积。
6．计算公式：
（1）定义式： （适用于所有电路）
公式中的单位：I→安（A）；U→伏（V）；t→秒（s）；W→焦（J）。（2）对于纯电阻电路结合欧姆定律可推导出：
注意：①纯电阻是指只将电能转化为内能的电阻或用电器。如电灯、电烙铁、电饼铛、电热毯等用电器，
欧姆定律适用。
②非纯电阻是指将电能转化为内能和其他形式的能的用电器。如电风扇、电动机，欧姆定律不适用。
【易错点】
电池容量的单位为mA·h，由单位可以看出，该单位由电流和时间单位相乘得到，它体现了电池供电的能
力。例如某电池容量为5000mA·h，可将电池容量拆分为电流与时间相乘的形式，比如500mA×10h，含义
为以500mA的电流输出，可供电10h，也可拆分为125mA×40h，含义为以125mA的电流输出，可供电
40h。而电流和时间的拆分是任意的，因此就可以根据电池的输出电流估算其可供电的时间。当我们要求
电池储存的电能时，只要已知电池的电压，就可利用W=UIt计算出储存的电能。例如某手机电池，3.7V，
5000mA·h，其储存的电能为3.7V×5000mAh=3.7V×5000mA×1h=3.7V×5A×3600s=66600J。
【规律总结】
1．串联电路中常用公式： 可推导出：
2．并联电路中常用公式： 可推导出：
3．无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功。常用公式：
【典例分析】
1．（2021·江苏盐城·九年级期中）下列用电器工作时，消耗的电能主要转化为机械能的是（ ）
A．计算器 B．电视机 C．日光灯 D．电风扇
【答案】D
【详解】A．计算器在工作时，消耗的电能主要转化为光能，故A不符合题意；
B．电视机在工作时，消耗的电能主要转化为光能、声能，故B不符合题意；
C．日光灯在工作时，消耗的电能主要转化为光能，故C不符合题意；
D．电风扇在工作时，消耗的电能主要转化为机械能，故D符合题意。
故选D。
2．（2021·湖北孝感·九年级月考）如图所示为单相电子式电能表，下列说法正确的是（ ）
A．允许通过的最大电流为10A B．指示灯闪2500次表示用电器消耗电能1J
C．此时的示数为 D．主要用来测量用电器一段时间消耗的电能【答案】D
【详解】A．由10（20）A可知，10A为标定电流，允许通过的最大电流是20A，故A错误；
B． 表示电路中的用电器消耗 电能，电能表的指示灯闪烁2500次，所以指示
灯闪烁2500次表示用电器消耗电能 ，故B错误；
C．电能表显示表盘上最后一位是 ，所以此时的示数是 ，故C错误；
D．电能表是测量电路中用电器消耗的电能的仪表，主要用来测量用电器一段时间消耗的电能，故D正确。
故选D。
3.（2021·江苏无锡·九年级期末）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器的滑片P从a端移
到b端，电压表示数随滑动变阻器R 阻值变化的图像如图乙所示，则电源电压为_____V，定值电阻R 的
2 1
阻值为_____Ω，滑片P在b端时，通电5s电流对R 做的功为_____J。
1
【答案】 6 10 0.5
【详解】由图甲所示电路图可知，定值电阻R 与滑动变阻器R 串联，电压表测定值电阻R 两端电压。
1 2 1
[1]由图甲所示电路可知，滑片在a端时，只有定值电阻接入电路，电压表测电源两端电压，此时电压表示
数最大，由图乙可知，电源电压
[2]当电压表的示数为2V时，R 的阻值为20Ω，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以此时滑动变
2
阻器两端的电压
因串联电路中各处的电流相等，则电流
由 可得，定值电阻R 的阻值
1
[3]当滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器两端的电压最大，电压表的示数最小为1V，则电阻R 所
1
做的功4．（2021·山东威海·九年级期中）如图电源电压恒定，闭合S。当S闭合、甲、乙两表为电压表时，两表
0
示数之比U ∶U ＝7∶5；当S断开、甲、乙两表为电流表时，两表示数之比I ∶I ＝______，此时电
甲 乙 甲 乙
流通过R、R 做功之比W∶W＝______。
1 2 1 2
【答案】 2∶7 5∶2
【详解】[1]闭合S，当S闭合、甲、乙两表为电压表时，电阻R、R 串联，甲电压表测总电压为
0 1 2
U ＝U+U
甲 1 2
乙电压表测R 两端的电压为
2
U ＝U
乙 2
则
U ∶U ＝(U+U)∶U＝7∶5
甲 乙 1 2 2
所以可知
U∶U＝2∶5
1 2
由 可知，电阻R、R 的阻值之比为
1 2
R∶R＝ ∶ ＝U∶U＝2∶5
1 2 1 2
当S断开、甲、乙两表为电流表时，R、R 并联，甲电流表测量通过R 的电流即I ＝I′，乙电流表测量干
1 2 2 甲 2
路的电流即
I ＝I′+I′
乙 1 2
根据并联电路的电压通电以及欧姆定律可知
I′∶I′＝ ∶ ＝R∶R＝5∶2
1 2 2 1
则甲、乙电流表的示数之比为
I ∶I ＝I′∶(I′+I′)＝2∶7
甲 乙 2 1 2
[2]此时电流通过R、R 做功之比为
1 2
W∶W＝U′I′t∶U′I′t＝I′∶I′＝5∶2
1 2 1 1 2 2 1 2
5．（2022·江苏无锡·九年级期末）某手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mA•h，则它充满电后
存储的电能为 ___________J，该手机的待机电流为15mA，则该手机最长待机时间为 ___________h。在
充电过程中，将 ___________能转化为 ___________能储存。
【答案】 39960 200 电 化学【详解】[1]电池电压为
电池容量为
电池充满电后存储的电能为
[2]手机的待机电流为
手机最长待机时间为
[3][4]电池充电时，相当于用电器，消耗电能，将电能转化为化学能储存起来。
【夺冠训练】
一、单选题
1．（2021·宁夏吴忠·九年级期中）下列说法中正确的是（ ）
A．电饭锅工作时，将内能转化为电能 B．电风扇工作时，将机械能转化为电能
C．干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能 D．给干电池充电时，将电能转化为化学能
【答案】D
【详解】A．电饭锅工作时，将电能转化为内能，故A错误；
B．电风扇工作时，将电能转化为机械能，故B错误；
C．干电池给灯泡供电时，将化学能转化为电能，故C错误；
D．给干电池充电时，将电能转化为化学能，故D正确。
故选D。
2．（2022·山东济南·中考二模）如图所示，为小乐同学老家用的机械式电能表的示意图，下列说法不正确
的是（ ）
A．如图中时刻所示，电能表的读数为8633.5kW•h
B．家中干路中的总电流为20A时，该电能表可以工作
C．每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3600圈
D．这种电能表，读数数字的单位是kW•h【答案】B
【详解】A．电能表读数时，数字方框中最后一位是小数，单位是kW•h，由图可知，此时电能表的读数为
8633.5kW•h，故A正确，不符合题意；
B．电能表上的“10A”表示电能表允许通过的最大电流为10A，家中干路中的总电流为20A时，超过了最
大电流，该电能表不能工作，故B不正确，符合题意；
C．3600r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3600圈，故C正确，不符合
题意；
D．电能表读数的单位是kW•h，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．（2021·江苏盐城·九年级期中）在“探究电功与哪些因素有关”的实验中，小惠连接了如图所示的电路，
以下说法中错误的是（ ）
A．此电路探究的是电功与电压的关系
B．移动滑动变阻器的滑片从而改变电流，可以进一步探究电功与电流的关系
C．实验中，通过灯泡的亮度反映电功的大小
D．滑动变阻器在电路中起到保护电路的作用
【答案】B
【详解】由电路图可知，两灯泡与滑动变阻器串联，两电压表分别测两灯泡两端的电压。
A．因串联电路中各处的电流和通电时间相等，根据W＝UIt可知，此电路可以探究电功与电压的关系，故
A正确，不符合题意；
B．探究电功与电流的关系时，应控制电压和通电时间相同，移动滑动变阻器的滑片时，通过灯泡的电流
和灯泡两端的电压均改变，所以不能探究电功与电流的关系，故B错误，符合题意；
C．灯泡越亮、实际功率越大，在相同时间里消耗的电能越多，电流做功越多，所以我们可以通过灯泡的
亮度来比较相同时间内电流做功的多少，故C正确，不符合题意；
D．滑动变阻器在电路中起到保护电路的作用，故D正确，不符合题意。
故选B。
4．（2021·辽宁新宾·九年级月考）R=5Ω、R=10Ω，将R、R 串联后接在3V的电源上，通电1min。通过
1 2 1 2
R 的电流为I，R 消耗的电能为W；通过R 的电流为I，R 消耗的电能为W。则I：I 和W：W，下列
1 1 1 1 2 2 2 2 1 2 1 2
选项正确的是（ ）
A．1：2 1：2 B．2：1 2：1 C．1：1 2：1 D．1：1 1：2
【答案】D
【详解】将R、R 串联后接在3V的电源上，串联电路中各处的电流相等，通过两个电阻的电流
1 2I:I=1:1；
1 2
通电1min，两个电阻消耗电能之比
W:W= I2Rt: I2Rt= R : R =5Ω:10Ω=1:2，
1 2 1 1 2 2 1 2
故选D。
5．（2020·山西吕梁·九年级期末）电流通过一用电器（如旋转灯），在1s内产生的内能是150J，光能是
100J，机械能是50J，则电流做功为（ ）
A．100J B．150J C．250J D．300J
【答案】D
【详解】在这里是电能转化成内能光能和机械能，从能量守恒角度来看电流做的功等于产生的“内能
150J、光能100J、机械能50J”之和，所以电流做功为300J，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
二、填空题
6．（2020·黑龙江哈尔滨·九年级期末）小聪家的电能表表盘如图，关闭家中其它的用电器，让电热水壶单
独烧水，一段时间后，电能表的转盘转了600r，则这段时间内电水壶所消耗的电能为______kW·h，此时电
能表计数器上的示数为__________。
【答案】 0.2 760.4
【详解】[1]已知一段时间后，电能表的转盘转了600r，则电热水壶这段时间内消耗的电能
[2]电能表示数最后一位为小数，所以示数为760.2kW·h，此时电能表的示数为
760.2kW·h+0.2kW·h=760.4kW·h
7．（2021·江苏无锡·九年级月考）（202年九年级）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，实验中通过观察______来反映电流做功的多少；认为不应该选择图甲电
路，原因是当改变灯泡两端电压时，________；为研究电流做功与电压的关系，应该选择图___________
（选填“甲”、“乙”或“丙”）所示的电路。
【答案】 灯泡亮暗程度 电流的大小也发生改变 丙【详解】[1]时间相同时，电流做功越多，电功率越大，电路中灯泡越亮，因此可以用电路中灯泡的亮暗程
度反映电流做功的多少。
[2]由图甲得，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量灯泡电压，滑动变阻器的滑片移
动时，灯泡的电压和电流同时发生改变，没有控制变量，因此“探究影响电流做功多少的因素”，不应该
选择图甲电路。
[3]为研究电流做功与电压的关系，要控制电流相同。图丙中，两灯泡串联，电流相等，因此应该选择图丙
进行实验。
8．（2022·安徽铜陵·九年级期末）如图甲所示，电压U＝12V，灯泡L正常发光时的阻值为6Ω，其电流与
电压的关系如图乙所示，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω，则灯泡正常发光时，滑动变阻器在10s内消耗
的电能为 _____J。
【答案】45
【详解】由题意可知，灯泡L正常发光时的阻值为6Ω，由图乙可知，当灯泡两端的电压为9V时，通过灯
的电流为1.5A，说明灯泡L正常发光时的两端电压为9V，由电路图可知，滑动变阻器和灯串联，当灯泡
正常发光时，通过滑动变阻器R的电流为
I =I =1.5A
R L
所以当灯泡正常发光时，滑动变阻器在10s内消耗的电能为
W =U I t=(12V-9V)×1.5A×10s=45J
R R R
9．（2022·安徽淮北·九年级期末）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P
从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表的示数随电流表的示数变化的图像如图乙所示。当滑动变阻
器的电阻丝接入电路的长度为总长度的 时，通电10s，该电路消耗的电能为 _____J。
【答案】36
【详解】由电路图知，滑动变阻器R和电阻R 串联，电压表V 测R 两端的电压，V 测R两端的电压，电
0 1 0 2流表测电路中电流。当滑动变阻器的滑片P从b点向左滑到某点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻
变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R 两端的电压变
0
大，所以图乙中5V~3V是表示电压表V 的示数随电流表示数变化的图线，1V~3V是表示电压表V 的示数
2 1
随电流表示数变化的图线。由电路图知，P在b点时，电路中电阻最大，电流最小，由图像可以看出，滑
片P在b点时电流I＝0.5A，U＝1V、U＝5V，所以电源电压为
b 1 2
U＝U+U＝1V+5V＝6V
1 2
由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值为
电阻R 的阻值为
0
当滑动变阻器的电阻丝接入电路的长度为总长度的 时，滑动变阻器接入电路的电阻为
串联电路总电阻等于各分电阻之和，此时通过电路的电流为
通电10s，电路消耗的电能为
W＝UIt＝6V×0.6A×10s＝36J
10．（2021·河南新乡·九年级月考）现有两个电阻 ，并联在同一电路中，在相同时间内电流做的功
______ ；若串联在同一电路中，电流做的功 ______ 。（填“ ”“ ”或“ ”）
【答案】 < >
【详解】[1]两个电阻（R ＞R ）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
A B
得，W＜W。
1 2
[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R ＞R ，由W=I2Rt知，W＞W。
A B 1 2
11．（2021·甘肃平凉·九年级期中）华为公司推出首款5G折叠屏MateX手机，手机的锂电池上面标有电
压为3.7V，容量为4500mA•h，则它充满电后存储的电能为 ___________J，若该手机的使用时电流为
900mA，则该手机最长使用时间为 ___________h。
【答案】 5.994×104 5
【详解】[1]电池充满电后储存的电能
W=UIt=3.7V×4500×10-3A×3600s=5.994×104J
[2]该手机最长使用时间为三、实验题
12．（2021·江苏泰州·九年级月考）（202年九年级）在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时，如图
是进行该探究的电路之一。
（1）可以根据_____比较相同时间内电流做功的多少；
（2）由如图所示电路，可探究电流做功多少与______的关系；
（3）小明正确操作，验证了实验的结论，支持该结论的实验现象是______；
（4）另一组的同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确，
请你找出实验中两个操作不当之处：
① _____________________ ；② ___________________ 。
【答案】 灯泡的亮暗程度 电压 电压表示数大的灯泡更亮 连接电路
时开关未断开 滑动变阻器未置于阻值最大处
【详解】（1）[1]灯泡将电能转化为光能和热能，故可以根据灯泡的亮暗程度来比较相同时间内电流做功
的多少。
（2）[2]由电路图可知，两灯泡串联，流过灯泡的电流与通电时间均相等，故可探究电流做功多少与电压
的关系。
（3）[3]因灯泡两端的实际电压越大，灯泡的实际功率越大，故可知支持该结论的实验现象是电压表示数
大的灯泡更亮。
（4）[4][5]为了保护电路，在连接导线时，开关应断开，将滑动变阻器的阻值调到阻值最大处，由题意可
知，连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，故实验中的两个操作不当之处为：1.
连接电路时开关未断开；2.滑动变阻器未调到阻值最大处。
