内容正文:
18.1 电能 电功
【课时衔接】
1.(欧姆定律的相关计算)如图电路中,电源电压不变,变阻器最大阻值R2=20 Ω,闭合开关,在移动变阻器滑片P的过程中,电流表的最小示数为0.3 A,而电压表的最大示数与最小示数之比为5∶3,则电阻R1= Ω,电源电压为 V,电路中的最大电流为
A。
2.(比值问题)如图所示的电路中,电源电压保持不变。只闭合开关S1时,R1两端的电压为U1,电压表与的示数之比为5∶2,R1与R0的电阻之比为 ;若只闭合开关S2时,R2两端的电压为U2,电压表与 的示数之比为7∶3,则R1与R2的电阻之比为 ,电压U1与U2之比为 。
【基础通关】
3.(核心素养:物理观念)电能的国际单位是 ,日常生活中常用单位是 ,符号是 ,俗称 。1 kW·h= J。
4.小明家的电子式电能表表盘上标有“2500 imp/(kW·h)”的字样,其含义是 。电能表月初、月末示数如图所示,则小明家该月所消耗的电能为 kW·h,每消耗0.5 kW·h电能,小明家电能表指示灯闪烁 次。
5.(教材变式练)(多选)图中甲、乙分别是某家庭5月初和6月初电能表的示数,则下列说法中正确的是 ( )
A.电能表是计量电功的仪器
B.该家庭在这段时间内总共用电 2000 kW·h
C.1 kW·h 相当于3.6×105 J
D.该电能表转盘每转过600转,电路消耗电能0.5 kW·h
6.下列事例的原理是将电能转化为内能的是 ( )
A.用电饭锅煮饭 B.给手机充电
C.用电风扇吹风 D.摩擦起电
7.如图所示的用电器工作时,主要将电能转化为机械能的是 ( )
【素养提升】
8.(核心素养:科学思维)在某一温度下,通过甲和乙两个电路元件的电流与其两端电压的关系图像如图所示。如果将元件甲、乙串联后接在电压为3 V的电源两端,则元件甲在10 min内消耗的电能为 J。
9.(新素材)太阳能充电宝上表面贴有太阳能电池板,可利用太阳能充电。某款太阳能充电宝锂电池容量为0.1 kW·h,在充足的阳光照射下,太阳能电池板产生5 V的电压、0.25 A的电流为锂电池充电,充电效率为80%,将锂电池从无电状态下充满,太阳能电池板需要输出
J的电能,若每天保持充足阳光照射10 h,需要 天才能将锂电池充满。
10.(素养拓展练)已知带小风扇的玩具电动机两端所加的电压为3 V,通过电动机的电流为0.6 A,通电3 min消耗的电能是 J;如果所消耗电能的70%转变为小风扇转动的机械能,则通电3 min内可获得 J的机械能。
11.一个给手机充电的移动电源(俗称“充电宝”)输入电压为5 V,容量为6000 mAh,则该移动电源充满电后最多储存的电能是 ( )
A.3.0×104 J
B.30 kW·h
C.1.08×105 J
D.1.08×102 kW·h
12.如图所示,电阻R1=20 Ω,R2=60 Ω,两电阻并联,通过R2的电流为0.2 A。求:
(1)电源的电压。
(2)通电1 min,电路消耗的总电能。
1.30 15 0.5
解析:(1)两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电压表测R2两端的电压,当变阻器最大阻值R2=20 Ω时,电路的电阻最大,由欧姆定律可知,电路的最小电流为I小=,即0.3 A=①,由欧姆定律U=IR可知,此时电压表的示数最小,U1小=0.3 A×R1,当P移动到最左端时,为R1的简单电路,此时电压表的最大示数为电源电压U;因电压表的最大示数与最小示数之比为5∶3,故有=②,由①②得:R1=30 Ω,电源电压为U=15 V;(2)当P移动到最左端时,为R1的简单电路,电路的电阻最小,电路最大电流为I大===0.5 A。
2.2∶3 8∶9 14∶15
3.焦耳 千瓦时 kW·h 度 3.6×106
4.电路每消耗1 kW·h的电能,电能表上指示灯闪烁2500次 76 1250
5.AD 6.A 7.C
8.60
9.4.5×105 10
10.324 226.8
11.C
12.解:(1)闭合开关,两电阻并联,通过R2的电流为0.2 A,根据欧姆定律和并联电路的电压特点可知电源电压:
U=I2R2=0.2 A×60 Ω=12 V
(2)根据欧姆定律可知通过R1的电流:
I1===0.6 A
根据并联电路的电流特点可知干路电流:
I=I1+I2=0.6 A+0