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第十七章　电流做功与电功率
第一节　电流做功
认识电流做功
1.【跨学科实践·日常生活】(2026河南新乡月考) 下列几种家用电器工作时，主要将电能转化为内能的是（　　）
A. 电风扇　　B. 电视机　　C. 电饭锅　　D. 洗衣机
2.(2026陕西商洛月考) 如图所示，A、B 是由同种材料制成的导体，A 和 B 等长，但 A 比 B 的横截面积大，当开关闭合后，在相同时间内，下列说法中正确的是（　　）
A. 电流通过 A、B 所做的功的大小关系是 WA > WB
B. 电流通过 A、B 所做的功的大小关系是 WA < WB
C. 电流通过 A、B 所做的功的大小关系是 WA = WB
D. 无法比较电流通过 A、B 所做的功的大小
3.(2025山东滨州中考) 如图所示，电源电压为 6 V 且恒定不变，R1 是定值电阻，其阻值为 20 Ω。闭合开关 S 后，电流表 A2 的示数为 0.2 A，则电流表 A1 的示数为________A，电阻 R2 的阻值为__________Ω，整个电路 1 min 消耗的电能为___________J。
4.【跨学科实践·日常生活】(2026福建福州月考) 如图所示，某品牌扫地机器人的电池输出电压为 14 V，电池容量为 3 000 mA·h，其正常工作时的电流恒为 1.5 A。则该扫地机器人理论上可连续正常工作的最长时间为_____h。若该扫地机器人以正常工作电流连续工作了 5 min，则在此过程中，它消耗的电能为_____________J。
测算电费
5.(2026吉林长春期中) 如图所示是小英家上月初和上月末电能表的示数。她家上个月消耗的电能为（　　）
A. 101.1 kW·h　　B. 101.1 kW/h
C. 1 011 kW·h　　D. 101.1 J
6.(2026重庆铜梁期中) 如图所示是小霞家电能表的部分参数及 12 月初的示数，关于该电能表的说法中正确的是（　　）
A. 利用电能表可以直接读出应交的电费
B. 当前电能表的示数为 15 377 kW·h
C. 此电能表转盘每小时转 2 500 r
D. 此电能表正常工作时的电压为 220 V
7.(2026北京十三中月考，★☆☆) 当开关 S 闭合时，两灯并联，干路中的电流是 2 A，灯泡 L1 的电阻是 10 Ω，L2 的电阻是 40 Ω。通电 10 min，L1 消耗的电能和 L2 消耗的电能之比是（假设灯丝电阻不随温度的变化而改变）（　　）
A. 1∶4　　B. 4∶1　　C. 1∶1　　D. 5∶1
8.(2026北京石景山月考，★★☆) 电阻 R1 和 R2 的 I-U 关系图像如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A. R1 与 R2 阻值之比为 2∶1
B. 将 R1 和 R2 并联在电压为 2.5 V 的电路中，通过它们的总电流为 0.6 A
C. 将 R1 和 R2 并联在电路中，相同时间内 R1 和 R2 消耗的电能之比为 2∶1
D. 将 R1 和 R2 串联在电路中，相同时间内 R1 和 R2 消耗的电能之比为 2∶1
9.【核心素养·科学思维】(2026河北石家庄月考，★★☆) 如图所示的电路中，电源电压不变，可通过更换电表并改变开关状态，实现下列两种情境。情境一：甲、乙都是电流表，当 S1 闭合，S2 断开，发现甲、乙两表读数之比为 I甲∶I乙 = 2∶3。情境二：甲、乙都是电压表，S1、S2 都闭合。则下列判断中正确的是（　　）
A. 通过情境一可知，两个电阻阻值之比 R1∶R2 = 1∶2
B. 情境二中，通过两电阻的电流之比 I1∶I2 = 1∶2
C. 情境二中，甲、乙两表示数之比为 U甲∶U乙 = 3∶2
D. 前后两种情境下，相同时间内电路消耗的电能之比 W前∶W后 = 9∶2
10.(2026重庆巴蜀中学月考，★★☆) 已知小灯泡 L 和定值电阻 R1 的 I-U 图像如图甲所示。用小灯泡 L 和 R1 以及其他元件组成了图乙所示的电路，其中电源电压不变，只闭合 S1、S2 时，电压表示数是 1 V；只闭合 S2、S3 时，电压表示数是 2 V。则电源电压 U = ______V。如果将电阻 R2 与小灯泡串联在 8 V 的电源上，此时小灯泡工作 10 s 消耗的电能为__________J。
11.(2025海南模拟，★★☆) 如图所示，电源电压不变，电阻 R2 = 4 Ω，闭合开关，小亮在实验过程中记录了三只电表的示数，分别为 1、4、5，但漏记了单位。则电源电压为______V；通电 10 s，电阻 R1 消耗电能___________J。
12.【核心素养·科学思维】(2026河南郑州五十七中月考) 体重超标已影响部分学生的身心健康，为监测体重，某科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻 R0 = 15 Ω，R 为力敏电阻，其阻值与所受压力的关系如图乙所示，不考虑脚踏板重力。闭合开关，当体重计空载时，电压表的示数为 3 V。求：
(1) 电源电压；
(2) 当体重为 600 N 的同学站在体重计上时，1 min 内 R0 消耗的电能。
参考答案与解析
1. C。　解析：电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，故 A 错误；电视机工作时，主要将电能转化为声能和光能，故 B 错误；电饭锅工作时，主要将电能转化为内能，故 C 正确；洗衣机工作时，主要将电能转化为机械能，故 D 错误。
2. B。　解析：导体 A、B 的材料和长度相同，但 A 比 B 的横截面积大，由导体电阻大小的影响因素可知，导体 A 的电阻小于导体 B 的电阻；图中导体 A 与 B 串联，通过两导体的电流相等，由串联电路的分压特点可知，导体 A 两端的电压小于导体 B 两端的电压；由 W = UIt 可知，相同时间内，电流通过导体 B 做的功较多，即 WA < WB。故选 B。
3. 0.5；30；180。　解析：由题图可知，闭合开关后，R1 与 R2 并联，电流表 A1 测量干路中的电流，电流表 A2 测量通过 R2 的电流；由欧姆定律可知，通过 R1 的电流
I1 = = = 0.3 A；由并联电路的电流特点可知，电流表 A1 的示数 I = I1 + I2 = 0.3 A + 0.2 A = 0.5 A；由欧姆定律可知，
R2 = = = 30 Ω；整个电路 1 min 消耗的电能 W = UIt = 6 V × 0.5 A × 60 s = 180 J。
4. 2；6 300。　解析：电池容量为 3 000 mA·h = 3 A·h，正常工作时的电流恒为 1.5 A，扫地机器人理论上可连续正常工作的最长时间
t = = = 2 h；该扫地机器人的电池输出电压为 14 V，正常工作时的电流恒为 1.5 A，以正常工作电流连续工作 5 min 消耗的电能
W = UI t′ = 14 V × 1.5 A × 5×60 s = 6 300 J。
5. A。　解析：小英家上个月消耗的电能为 5 647.8 kW·h - 5 546.7 kW·h = 101.1 kW·h，故 A 正确。
6. D。　解析：电能表是测量用电器消耗电能多少的仪器，根据月末的示数减去月初的示数算出本月消耗的电能，再根据电价才能计算应交的电费，故 A 错误；当前电能表的示数为 1 537.7 kW·h，故 B 错误；"2 500 r/(kW·h)"表示电路中每消耗 1 kW·h 电能，电能表的转盘转过 2 500 r，故 C 错误；图中电能表上标有"220 V"，说明电能表正常工作时的电压是 220 V，故 D 正确。
7. B。　解析：当开关 S 闭合时，两灯并联，两灯两端的电压相等且等于电源电压，由并联电路的分流特点可知，I1∶I2 = R2∶R1 = 4∶1；通电 10 min，L1 消耗的电能和 L2 消耗的电能之比
W1∶W2 = I1∶I2 = 4∶1，故 B 正确。
8. C。　解析：由题图可知，当 R1、R2 两端的电压均为 3 V 时，通过 R1、R2 的电流分别为 0.6 A、0.3 A，由 I = 可知，
R1 = = = 5 Ω，R2 = = = 10 Ω；R1、R2 的阻值之比 R1∶R2 = 5 Ω∶10 Ω = 1∶2，故 A 错误；由并联电路的电压特点知，当 R1 两端的电压为 2.5 V 时，通过 R1 的电流为 0.5 A，当 R2 两端的电压为 2.5 V 时，通过 R2 的电流
I2′ = = = 0.25 A，通过它们的总电流 I总 = I1′ + I2′ = 0.5 A + 0.25 A = 0.75 A，故 B 错误；
W1∶W2 = = 10 Ω∶5 Ω = 2∶1，故 C 正确；由 W = UIt = I Rt 可知，将 R1 和 R2 串联在电路中，通过两电阻的电流相同，相同时间内 R1 和 R2 消耗的电能之比
W1∶W2 = R1∶R2 = 5 Ω∶10 Ω = 1∶2，故 D 错误。
9. D。　解析：情境一中，甲、乙都是电流表，当 S1 闭合，S2 断开时，R1、R2 并联，电流表甲测量通过 R2 的电流，电流表乙测量干路的电流；甲、乙两表读数之比为 I甲∶I乙 = 2∶3，即 = ，则 = = ；根据并联电路的电压特点可知，R1、R2 两端的电压相等，由欧姆定律可知，R1、R2 的电阻之比
R1∶R2 = I2∶I1 = = 2∶1，故 A 错误；情境二中，甲、乙都是电压表，S1、S2 都闭合，此时 R1、R2 串联，电压表甲测量电源电压，电压表乙测量 R2 两端的电压；根据串联电路的电流特点可知，通过 R1、R2 的电流相等，即通过两电阻的电流之比为 I1∶I2 = 1∶1，故 B 错误；
情境二中，R1、R2 两端的电压之比 U1∶U2 = I1R1∶I2R2 = R1∶R2 = 2∶1；根据串联电路的电压特点可知，甲、乙两电压表的示数之比为 U甲∶U乙 = (U1 + U2)∶U2 = 3∶1，故 C 错误；
假设 R2 的阻值为 R，则 R1 的阻值为 2R，R1、R2 并联时的总电阻 R并 = = = R；R1、R2 串联时的总电阻 R串 = R1 + R2 = 2R + R = 3R；前后两种情境下，相同时间内电路消耗的电能之比
W前∶W后 = R串∶R并 = 3R∶R = 9∶2，故 D 正确。
10. 5；32。　解析：由题图甲可知，R1 = = = 10 Ω；只闭合 S1、S2 时，R1 与 L 串联，电压表测量 L 两端的电压，此时电压表示数为 UL = 1 V，根据图甲可知，此时通过灯泡的电流为 0.4 A，根据串联电路中电流处处相等可知，电路中的电流为 0.4 A，此时 R1 两端的电压为 4 V，则电源电压
U = UL + U1 = 1 V + 4 V = 5 V；当只闭合 S2、S3 时，电阻 R2 与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电压表示数为 UL′ = 2 V，从图甲可知，此时电路中的电流为 I2 = 0.6 A；根据串联电路的电压特点可知，电阻 R2 两端电压 U2 = U - UL′ = 5 V - 2 V = 3 V，
R2 = = = 5 Ω；如果将电阻 R2 与小灯泡串联在 8 V 的电源上，因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，电源电压 U′ = I R2 + UL″，即 8 V = I × 5 Ω + UL″；由图甲可知，当 I = 0.8 A，UL″ = 4 V 时满足要求；此时小灯泡工作 10 s 消耗的电能
W = UL″ I t = 4 V × 0.8 A × 10 s = 32 J。
11. 4；160。　解析：闭合开关，图中 R1、R2 并联，电流表 A2 测干路电流，A1 测通过 R2 的电流，电压表测电源电压；由题意可知，R2 = 4 Ω，三只电表的数值分别为 1、4、5。
(1) 假设电流表 A1 示数是 I2 = 1 A，R2 的电阻是 4 Ω，则 R2 两端的电压为 U2 = I2R2 = 1 A × 4 Ω = 4 V，即电压表的示数为 4 V，则此时 A2 示数即干路电流 I = 5 A，通过 R1 的电流 I1 = I - I2 = 5 A - 1 A = 4 A，电阻 R1 的阻值
R1 = = = 1 Ω，符合题意，假设正确；
(2) 假设电流表 A1 示数是 I2 = 4 A，因并联电路中各支路两端的电压相等且等于电源电压，电源电压为 U = U2 = I2R2 = 4 A × 4 Ω = 16 V，即电压表的示数为 16 V，此种情况不符合题意；
(3) 假设电流表 A1 示数是 I2 = 5 A，因并联电路中各支路两端的电压相等且等于电源电压，电源电压 U = U2 = I2R2 = 5 A × 4 Ω = 20 V，即电压表的示数为 20 V，此种情况不符合题意；
综上可知，电源电压为 4 V，电阻 R1 的阻值为 1 Ω，通电 10 s，电阻 R1 消耗的电能 W = UI1t = 4 V × 4 A × 10 s = 160 J。
12. (1) 闭合开关，定值电阻和力敏电阻串联，电压表测量定值电阻两端的电压。当体重计空载时，电压表的示数为 3 V，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流
I = = = 0.2 A；由图乙可知，此时力敏电阻的阻值 R空 = 45 Ω，根据串联电路中电阻的特点可知，电路中的总电阻
R总 = R空 + R0 = 45 Ω + 15 Ω = 60 Ω；根据欧姆定律可知，电源电压为
U = I R总 = 0.2 A × 60 Ω = 12 V。
　　(2) 由图乙可知，当体重为 600 N 的同学站在体重计上时，力敏电阻的阻值 R = 15 Ω，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流
I′ = = = 0.4 A；由欧姆定律可知，此时 R0 两端的电压
U0 = I′R0 = 0.4 A × 15 Ω = 6 V；根据 W = UIt 可知，1 min 内 R0 消耗的电能为
W = U0I′t = 6 V × 0.4 A × 60 s = 144 J。

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