第12讲 电能 能量守恒-2025年1月浙江省物理学业水平考试冲A计划

第12讲 电能 能量守恒 课 程 标 准 考点 【课程要求】 ◇理解闭合电路欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻。 ◇理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。 ◇能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。 ◇知道不同形式的能量可互相转化，在转化过程中能量总量保持不变，能量转化是有方向性的。 ◇了解可再生能源和不可再生能源的分类，认识能源的过度开发和利用对环境的影响。 【学业要求】 ◇会做“电池电动势和内阻的测量”等实验。能在教师指导下制订实验方案，能选用实验器材进行实验，获取实验数据：会用图像处理实验数据，能根据图像获得结论：能分析实验中存在的误差，并能提出减小误差的方法。能运用学过的物理术语撰写实验报告。 ◇会用闭合电路欧姆定律等分析电路各部分之间电学量的相互关系。 ◇能用电势能和焦耳定律等分析电学中的能量转化问题。 电路中的能量转化 闭合电路欧姆定律 能源与可持续发展 考点一　电动势 1．电源的作用 从能量转化的角度看，电源是通过____________做功把其他形式的能转化为电势能的装置． 2．电动势定义式与单位 在电源内部，非静电力把正电荷从负极送到正极所做的功跟被移送电荷量的比值，即E＝__________________. 单位：伏特，简称伏，符号V,1 V＝1 J/C. 3．电动势的物理意义 反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小，在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极送到正极所做的功． 4．电源内阻 电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源内阻． 1．非静电力 2. [例题1] 关于电源的作用，下列说法中正确的是（　　） A．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷 B．电源的作用能直接释放出电能 C．电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流 D．电源的作用就是使自由电荷运动起来 [例题2] （2021秋•湖州期末）如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（　　） A．1C正电荷通过该电池的过程中，有9J的化学能转化为电能 B．该电池在单位时间内有9J的化学能转化为电能 C．电池短路时，该电池输出的电流为9A D．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为9V [例题3] （2021•浙江学业考试）2021年5月19日华为公司发布无线耳机Free Buds4。Free Buds4共有三块锂离子电池，分别位于左右两只耳机里、以及配套的充电盒里。单只耳塞的电池能量是111mWh，耳塞电池的额定电压为3.7V，充电盒的电池容量为420mAh。下列说法正确的是（　　） A．单只耳塞的电池容量为15mAh B．理论上充满电的充电盒能给两只耳塞最多充7次 C．“111mWh”指的是耳塞电池的能量为111J D．“420mAh”指的是充电盒储存420C电荷量 考点二　焦耳定律 1．对电流做功的理解 电流做功实现了______能向其他形式能的转化．电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量． 2．电功和电功率 (1)电功的定义及公式：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功．W＝qU＝________. (2)电功率的定义及公式：单位时间内电流所做的功．P＝＝________. 3．焦耳定律、热功率 (1)焦耳定律的内容及公式：电流通过导体产生的热量跟电流的________成正比，跟导体的________及通电________成正比，Q＝________. (2)热功率的定义及公式：单位时间内电流通过导体时产生的热量．P热＝＝________. 发展提升 P＝UI、P热＝I2R、P＝的区别、联系和适用范围． (1)一切电路中计算电功率均可使用P＝UI，计算热功率均可使用P热＝I2R. (2)在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即UI＝I2R，可得U＝IR，故P＝P热＝UI＝I2R＝. (3)在非纯电阻电路中，电功率大于热功率，即UI＞I2R，可得U＞IR，故P＝UI≠I2R≠，P热＝I2R≠UI≠. 1．电 2．(1)IUt　(2)IU 3．(1)二次方　电阻　时间　I2Rt　(2)I2R [例题4] （2024春•镇海区校级期末）一台正在打扫房间卫生的扫地机器人，工作电压为20V，工作电流为10A。在它打扫一分钟的时间里，电流做的功为（　　） A．200J B．1200J C．2000J D．12000J [例题5] （2022•浙江学业考试）2022年6月24日中国首辆纯太阳能车“天津号”亮相世界智能大会。该车质量为1020kg，太阳能电池板面积为S，能量转化效率为η，电机将输入功率的90%用于牵引汽车前进，当该车正以72km/h匀速行驶，所受阻力为车重的0.02倍。已知太阳辐射照射到地球表面的单位面积上的功率为P0，太阳能电池能直接满足汽车的上述行驶需求。则汽车匀速行驶时（　　） A．所受阻力大小为204N B．电机的输入功率为4080W C．太阳能电池板接受太阳照射功率为P0Sη D．太阳板电池板接受太阳照射的功率为4533W [例题6] （2022•浙江学业考试）如图所示的“52℃暖手充电宝”集暖手与移动充电两大功能于一体而受热捧，如表中列出了这种产品的几个主要参数：根据上述信息，下列说法正确的是（　　） 产品名称 52℃暖手充电宝 重量 285g 尺寸 74×68.5×33.8（mm） 电池容量 5000mA•h 输入 DC5V/2.5A（最大） 输出 DC5V/2A（最大） 发热温度 52℃ 发热功率 2.0W A．5000mA•h的mA•h是能量单位 B．参数“DC5V”中“DC”指交流电 C．以最大电流给手机充电，充电宝最多能连续工作2个小时 D．该产品仅用作暖手，理论上可持续工作12.5小时 考点三　闭合电路的欧姆定律 1．路端电压U外和内电压U内之和与电源电动势E的关系 ______________. 2．闭合电路欧姆定律 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成________，跟内、外电阻之和成________． (2)公式： ①________________(只适用于纯电阻电路) ②______________(适用于所有电路) 3．路端电压与负载R(外电路电阻)的关系 (1)当外电阻R增大时，I减小，内电压减小，路端电压U增大．当外电路断开时，I＝0，U＝E. (2)当外电阻R减小时，I增大，内电压增大，路端电压U减小．当电源两端短路时，外电阻R＝0，I＝，U＝0. (3)路端电压也可以表示为U＝IR＝＝，也可以得到路端电压随外电阻增大而增大的结论． 1．E＝U外＋U内 2．(1)正比　反比 (2)①I＝　②E＝U外＋Ir [例题7] （2024•浙江学业考试）电源、电阻箱和电压表构成了以下电路，已知电源电动势为3V，电源内电阻为1Ω，若将电阻箱的电阻设置为2Ω，则电阻箱的电压为（　　） A．1.5V B．2V C．3V D．1V [例题8] （2023•浙江学业考试）如图，是小明家的太阳能电池，因户外使用时间较久，厂家标记的参数已模糊不清。为了解相关参数，小明测量了此电池不接负载时两极间电压为22.0V，接上10Ω的电阻时两极间电压为16.1V。则此电池的电动势和内阻分别为（　　） A．22.0V和3.7Ω B．16.1V和3.7Ω C．22.0V和10Ω D．16.1V和10Ω [例题9] 自从无人机这个新事物出现以后，针对其干涉隐私、干扰航空安全等的报道就不断，国内某公司研制了新型的反无人机仪器﹣﹣“未来盾”，据悉该反制系统能够有效实施无人机反制。如表是反制系统“未来盾”的各项参数，则（　　） TY﹣1便携式各项参数 工作电压 DC﹣24V 工作功率 1.5W 一级防御距离 500米 二级防御距离 150米 频段 CH1 2.4G 遥控+图传 +30dBm CH2 GPS 定位+导航 +33dBm 天线增益 2.4G 2.4G GPS GPS 温度范围 ﹣40℃~+85℃ 重量 2.9公斤 电池工作时间 2.5小时 可选配频段 A．反制系统正常工作时的电流为0.0625A B．反制系统的电池电能为3.75kW•h C．反制系统的总电阻为384Ω D．反制系统的电池储存电荷量为56.25C 考点四 能量守恒定律、能量转移或转化的方向性 1．能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．能量转移或转化的方向性 （1）一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的． （2）能量的耗散：其他形式的能转化为内能后不能再重复利用，这种现象叫作能量的耗散． （3）能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 3．应用能量转化与守恒解题的步骤 (1)首先分析研究对象的受力和做功情况，能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。 (2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。 (3)依据ΔE减＝ΔE增列式求解。 [例题10] （2022秋•台州期末）2022年卡塔尔世界杯，中国制造大放异彩，其中卡塔尔首座光伏电站由“中国电建”建设。光伏发电作为清洁电能已广泛应用，如图为某太阳能电池板，每块电池板的面积为2m2。晴天时，电池板每平方米每秒接收到的太阳能为1×103J，电池板的光电转化效率为25%。下列说法正确的是（　　） A．太阳能的利用，说明能量可以创生 B．电池板的光电转化效率25%表示此过程能量不守恒 C．晴天时太阳照射2h，每块电池板产生的电能3.6×106J D．晴天时的一天，一块电池板产生的电能可供10盛60W的白炽灯正常工作约20h [例题11] （2023秋•浙江月考）某地区常年有风，风速基本保持在4m/s，该地区有一风力发电机，其叶片转动可形成半径为10m的圆面，若保持风垂直吹向叶片，空气密度为1.3kg/m3，风的动能转化为电能的效率为20%.现用这台风力发电机给一水泵供电，使水泵从地下10m深处抽水，水泵能将水抽到地面并以2m/s的速度射出，出水口的横截面积为0.1m2，水的密度为1×103kg/m3，水泵及电机组成的抽水系统效率为80%，则下列说法正确的是（　　） A．该风力发电机的发电功率约为12.8kW B．每秒钟水流机械能增加400J C．风力发电机一天的发电量可供该水泵正常工作约3h D．若风速变为8m/s，则该风力发电机的发电功率变为原来的4倍 [例题12] （2023春•宁波期末）杭州湾沿岸有一风力发电机，其叶片转动时可形成半径为20m的圆面，某时间内该地的风速为6.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机将此圆面内10%的空气动能转化为电能，取π＝3，则下列说法错误的是（　　） A．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积7200m3 B．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为155.52kJ C．此风力发电机的发电功率约为15.55kW D．若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来4倍 考点五 能量的分类与应用 1．能源的分类 (1)不可再生能源：煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源．化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源叫作不可再生能源． (2)可再生能源：水能和风能等能源，归根结底来源于太阳能．这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源． 2．能源的开发与应用 近年来，我国在能源开发方面取得了很大的成就：如：太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电． 3．能源的分类方式及能源特点对比 分类方法 分类名称 特点 举例 按形式 或转换 特点分 一次能源 自然形成，未经加工 太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能 二次能源 由一次能源经加工转换而成 焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能 按利用 技术分 常规能源 已大规模正常使用 煤、石油、天然气、水能 新能源 正在开发，或有新的利用方式 太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能 按可否 再生分 可再生 能源 可循环使用 水能、风能、生物质能、地热能 不可再 生能源 短期内无法转换获得 煤、石油、天然气、核燃料 按对环境 的污染情 况分 清洁能源 对环境基本没有污染 太阳能、海洋能、风能、水能 污染能源 会严重污染环境 化石燃料(煤、石油、天然气) [例题13] （2022秋•浙江期中）中央提出了“推进绿色发展、循环发展、低碳发展”的理念，下列有关新能源和能量观的描述中，正确的是（　　） A．外出旅游时，尽可能选择自驾出行 B．核能是高效能源，在使用时要注意防范核泄漏事故 C．水能和风能等能源，这些能源来源于太阳能，是不可再生能源 D．根据能量守恒，担心能源危机是杞人忧天 [例题14] （2022春•宁波期末）随着时代的发展，能源格局面临新的机遇与挑战。下列关于能量和能源说法正确的是（　　） A．由于自然界的能量是守恒的，所以不需要节约能源 B．在利用能源的过程中，能量在数量上逐渐减少 C．能量在转化过程中具有方向性，因此能源是有限的 D．核能是可再生能源，应大力开发和使用 [例题15] （多选）（2019秋•绍兴期末）关于能源的开发和利用，下列观点正确的是（　　） A．能源是有限的，无节制地使用常规能源，是一种盲目的短期行为 B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的 C．能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响 D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的重要途径 考点六 能源与社会发展 1．随着人口迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高，能源短缺和过度使用化石能源带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题． 2．可持续发展 (1)可持续发展的核心：追求发展与资源、环境的平衡：既满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求． (2)需要做好两方面： ①要大力提倡节能； ②发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源． [例题16] （2024春•镇海区校级期末）下列哪些现象属于能量的耗散（　　） A．利用水流发电产生电能 B．利用风力发电产生电能 C．电池的化学能变成电能 D．火炉把屋子烤暖 [例题17] （2023秋•温州期中）第19届亚运会于9月23日晚在杭州盛大开幕。此次亚运会开幕式将实体烟花燃放改成电子烟花表演展示，通过数字技术、光学投影等展现烟花绽放场景，传递出中国绿色低碳环保且负责任的发展中大国形象。以下说法正确的是（　　） A．能量在使用过程中总量保持不变，故无需节约用电，可尽情燃放电子烟花 B．不断开发新能源，发展新技术，是缓解能源危机、加强环境保护的重要手段 C．电子烟花技术将电能全部转化为光能和内能，过程中不存在能量耗散 D．相比于传统烟花，使用电子烟花完全无污染 [例题18] “绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及高效利用能源。关于能源与能量，下列说法正确的是（　　） A．因为能量守恒，所以不要节约能源 B．自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用 C．人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源 D．人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造 1. （2024春•镇海区校级期末）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（　　） A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能 C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能 2. （2024春•镇海区校级期末）如图所示为某一电源的U﹣I图线，由图可知（　　） A．电源电动势为2V B．电源内电阻为13Ω C．电源短路时电流为6A D．电路路端电压为1V时，电路中电流为6A 3. （2024春•宁波期末）最近两年洗地机这一新鲜家电逐渐流行，便利了人们的生活。现有某品牌洗地机，其工作参数如表所示，其工作模式有强效、节能两种，强效模式下，该洗地机以额定功率工作，节能模式下，以额定功率的一半功率工作，两种模式下，其工作电压均相同，其续航时间是按照节能模式工作计算得到的，则下列说法正确的是（　　） 产品名称 某品牌洗地机 产品型号 QX﹣V6A 额定功率 220W 电池容量 5200mAh 续航时间 80min 清水箱容量 800mL 外形尺寸 260*262*1115mm 污水箱容量 720mL A．电池充满电后，储存的总电荷量为187200C B．该洗地机在强效模式下的工作电流为3.9A C．该洗地机内阻约为3.6Ω D．该洗地机的工作电压约为28V 4. （2024•浙江模拟）如图为某品牌电动牙刷，用充电器对牙刷电池充电，10h即可从零电量至充满。已知电池的电动势为2.4V，内阻为0.5Ω，容量为800mAh，电池剩余电量为总电量的20%时就无法正常使用而需要充电。充满电后每天使用两次，每次平均2分钟，可以连续正常使用30天。则（　　） A．充电时通过电池的平均电流为64mA B．正常工作时，电池平均输出功率约为0.72W C．正常工作时，电池每天消耗的电能约为230J D．充满电到无法正常使用过程中，电池内阻消耗的总电能约为460J 5. （2024•宁波模拟）下表是某共享电动汽车的主要参数，根据信息，下列说法正确的是（　　） 空车质量 800kg 电池能量 60kW•h 标准承载 200kg 标准承载下的最大续航 200km 所受阻力与汽车总重比值 0.09 A．工作时，电动汽车的电动机是将机械能转化成电池的化学能 B．标准承载下，该电池在使用时的能量转化效率为66.5% C．标准承载下，电动汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，所消耗电能为3kW•h D．标准承载下，汽车以120km/h速度匀速行驶，汽车电动机输出功率为30kW 6. 如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（　　） A．充电宝输出的电功率为UI+I2r B．充电宝产生的热功率为I2r C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为UIt﹣I2rt 7. （2023春•台州期末）锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极，依靠Li+在电池内部正极和负极之间移动来工作。图示为锂电池的内部结构，某过程中Li+从负极向正极移动。已知某锂电池的电动势为3.6V，则（　　） A．电池处于充电状态 B．移动一个Li+，需要消耗电能3.6J C．通常以“安时”（A•h）或“毫安时”（mA•h）表示电池的能量 D．在充电的过程中，通过化学反应，电池的正极有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池的负极 8. 市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子（如图所示）。在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是（　　） A．太阳能→电能→机械能 B．太阳能→机械能→电能 C．电能→太阳能→机械能 D．机械能→太阳能→电能 9. （2023•慈溪市校级模拟）两个住在相邻宿舍的大学生，为了节约电费，把他们的天花板上的电灯串联了起来，商定双方都安装照明功率为100W的白炽灯泡，电费平分，但两个人各自心怀鬼胎，A学生安装了照明功率为200W的灯泡，B学生安装了照明功率为50W的灯泡，假设每个灯泡的电阻不随着加在其上的电压变化而变化，则下列说法正确的是（　　） A．按照最初的协议，A学生和B学生获得的实际的照明功率均为50W B．实际上，A获得了32W的照明功率 C．实际上，B获得了32W的照明功率 D．相比较之下，A同学在花费相同的电费的情况下，获得了更多的照明功率 10. 取一段额定电压为220V，额定功率大于100W的废灯泡的灯丝约2cm长。灯丝与两节干电池及2.5V小灯泡的电路连接如图所示，闭合开关灯泡发光并且较亮，再用点燃的蜡烛给灯丝加热，则（　　） A．小灯泡和灯丝是并联连接 B．观察到的现象是小灯泡变亮 C．灯丝的电阻率由材料、长度和横截面积决定 D．上述现象说明了温度升高，灯丝的电阻率变大 11. （2022秋•嘉兴期末）如图所示是一种风速测定装置示意图，其中风速表“F”由电压表改装而成，电源电动势不变，内阻不计，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。T形管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连。S闭合后，当风速增大时，活塞上方气压变小，则（　　） A．活塞将下移 B．风速表示数变小 C．电源总功率变大 D．滑动变阻器R1两端的电压变大 12. （2022秋•杭州期末）两根粗细相同、材质不同的金属棒A、B接在一起后接入电路，已知两棒长度之比LA：LB＝2：1，电阻率ρA：ρB＝1：2，如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．A棒两端电压小于B两端电压 B．通过两棒的电流强度不相等 C．两棒电阻相等 D．电流流过两棒产生的热功率不相等 13. （2022秋•杭州期末）利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E＝6V，电源内阻r＝1Ω，电阻R＝3Ω，重物质量m＝0.10kg，当将重物固定时，电压表的示数为5V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V，不计摩擦，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．电动机内部线圈的电阻为1Ω B．稳定匀速提升重物时，流过电动机的电流为2A C．重物匀速上升时的速度为1m/s D．匀速提升重物时电动机的输入功率是2W 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第12讲 电能 能量守恒 课 程 标 准 考点 【课程要求】 ◇理解闭合电路欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻。 ◇理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。 ◇能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。 ◇知道不同形式的能量可互相转化，在转化过程中能量总量保持不变，能量转化是有方向性的。 ◇了解可再生能源和不可再生能源的分类，认识能源的过度开发和利用对环境的影响。 【学业要求】 ◇会做“电池电动势和内阻的测量”等实验。能在教师指导下制订实验方案，能选用实验器材进行实验，获取实验数据：会用图像处理实验数据，能根据图像获得结论：能分析实验中存在的误差，并能提出减小误差的方法。能运用学过的物理术语撰写实验报告。 ◇会用闭合电路欧姆定律等分析电路各部分之间电学量的相互关系。 ◇能用电势能和焦耳定律等分析电学中的能量转化问题。 电路中的能量转化 闭合电路欧姆定律 能源与可持续发展 考点一　电动势 1．电源的作用 从能量转化的角度看，电源是通过____________做功把其他形式的能转化为电势能的装置． 2．电动势定义式与单位 在电源内部，非静电力把正电荷从负极送到正极所做的功跟被移送电荷量的比值，即E＝__________________. 单位：伏特，简称伏，符号V,1 V＝1 J/C. 3．电动势的物理意义 反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小，在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极送到正极所做的功． 4．电源内阻 电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源内阻． 1．非静电力 2. [例题1] 关于电源的作用，下列说法中正确的是（　　） A．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷 B．电源的作用能直接释放出电能 C．电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流 D．电源的作用就是使自由电荷运动起来 【解答】解：A、电源的作用不是为电路持续地提供自由电荷，导体中本身就有自由电荷。故A错误。 B、电源的作用是使导体中产生电场，导体中的自由电荷受到电场力作用发生定向移动，从而使电路中产生持续的电流。电场力做功，消耗电能转化为其他形式的能量，这一过程必须通过电路来完成，而电源不能直接释放出电能。故B错误。 C、电源的作用能使导体中产生电场，保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流。故C正确。 D、自由电荷本身也做无规则的运动，电源的作用使导体中的自由电荷受到电场力作用发生定向移动。故D错误。 故选：C。 [例题2] （2021秋•湖州期末）如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（　　） A．1C正电荷通过该电池的过程中，有9J的化学能转化为电能 B．该电池在单位时间内有9J的化学能转化为电能 C．电池短路时，该电池输出的电流为9A D．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为9V 【解答】解：A、电池将1C的正电荷从负极移至正极的过程中，克服静电力做功9J，故电势能增加9J，即9J化学能转化为电能，故A正确； B、电池的电动势为9V，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为9J，即电能增加9J，9J化学能转化为电能，与时间无关，故B错误； C、不知道该电池的内电阻，所以不能求出电池短路时，该电池输出的电流，故C错误； D、将该电池接入电路后，电池两端的电压：U＝IR，其中R为外电路的电阻，r为电池的内电阻，由公式可知将该电池接入电路后，电池两端的电压小于电池的电动势9V，故D错误。 故选：A。 [例题3] （2021•浙江学业考试）2021年5月19日华为公司发布无线耳机Free Buds4。Free Buds4共有三块锂离子电池，分别位于左右两只耳机里、以及配套的充电盒里。单只耳塞的电池能量是111mWh，耳塞电池的额定电压为3.7V，充电盒的电池容量为420mAh。下列说法正确的是（　　） A．单只耳塞的电池容量为15mAh B．理论上充满电的充电盒能给两只耳塞最多充7次 C．“111mWh”指的是耳塞电池的能量为111J D．“420mAh”指的是充电盒储存420C电荷量 【解答】解：AB、根据公式W＝UIt＝qU，可知单只耳塞的电池容量为：q30mAh，理论上充满电的充电盒能给两只耳塞充电次数为：n7次，故A错误，B正确； C、根据公式W＝Pt，可知“111mWh”指的是耳塞电池的能量为：E＝Pt＝111×10﹣3×3600J＝399.6J，故C错误； D、根据公式q＝It，可知“420mAh”指的是充电盒储存的电荷量为：q″＝It＝420×10﹣3×3600C＝1512C，故D错误。 故选：B。 考点二　焦耳定律 1．对电流做功的理解 电流做功实现了______能向其他形式能的转化．电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量． 2．电功和电功率 (1)电功的定义及公式：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功．W＝qU＝________. (2)电功率的定义及公式：单位时间内电流所做的功．P＝＝________. 3．焦耳定律、热功率 (1)焦耳定律的内容及公式：电流通过导体产生的热量跟电流的________成正比，跟导体的________及通电________成正比，Q＝________. (2)热功率的定义及公式：单位时间内电流通过导体时产生的热量．P热＝＝________. 发展提升 P＝UI、P热＝I2R、P＝的区别、联系和适用范围． (1)一切电路中计算电功率均可使用P＝UI，计算热功率均可使用P热＝I2R. (2)在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即UI＝I2R，可得U＝IR，故P＝P热＝UI＝I2R＝. (3)在非纯电阻电路中，电功率大于热功率，即UI＞I2R，可得U＞IR，故P＝UI≠I2R≠，P热＝I2R≠UI≠. 1．电 2．(1)IUt　(2)IU 3．(1)二次方　电阻　时间　I2Rt　(2)I2R [例题4] （2024春•镇海区校级期末）一台正在打扫房间卫生的扫地机器人，工作电压为20V，工作电流为10A。在它打扫一分钟的时间里，电流做的功为（　　） A．200J B．1200J C．2000J D．12000J 【解答】解：时间t＝1分钟＝60s，则电流在一分钟时间内做功为W＝UIt＝20×10×60J＝12000J，故D正确，ABC错误。 故选：D。 [例题5] （2022•浙江学业考试）2022年6月24日中国首辆纯太阳能车“天津号”亮相世界智能大会。该车质量为1020kg，太阳能电池板面积为S，能量转化效率为η，电机将输入功率的90%用于牵引汽车前进，当该车正以72km/h匀速行驶，所受阻力为车重的0.02倍。已知太阳辐射照射到地球表面的单位面积上的功率为P0，太阳能电池能直接满足汽车的上述行驶需求。则汽车匀速行驶时（　　） A．所受阻力大小为204N B．电机的输入功率为4080W C．太阳能电池板接受太阳照射功率为P0Sη D．太阳板电池板接受太阳照射的功率为4533W 【解答】解：A．根据题意可知，汽车匀速行驶时所受阻力大小为f＝kmg＝0.02×1020×10N＝204N 故A正确； B．电机的输出功率为P出＝fv＝204×20W＝4080W 电机的输入功率为P入，故B错误； C．太阳能电池板接受太阳照射功率为 P＝P0S，故C错误； D．太阳板电池板接受太阳照射的功率为，不等于4533W，故D错误。 故选：A。 [例题6] （2022•浙江学业考试）如图所示的“52℃暖手充电宝”集暖手与移动充电两大功能于一体而受热捧，如表中列出了这种产品的几个主要参数：根据上述信息，下列说法正确的是（　　） 产品名称 52℃暖手充电宝 重量 285g 尺寸 74×68.5×33.8（mm） 电池容量 5000mA•h 输入 DC5V/2.5A（最大） 输出 DC5V/2A（最大） 发热温度 52℃ 发热功率 2.0W A．5000mA•h的mA•h是能量单位 B．参数“DC5V”中“DC”指交流电 C．以最大电流给手机充电，充电宝最多能连续工作2个小时 D．该产品仅用作暖手，理论上可持续工作12.5小时 【解答】解：A、mA•h 是电荷量的单位，故A错误； B、参数“DC 5V”中“DC”指直流电的意思，故B错误； C、由图示信息可知，充电宝的最大输出电流为2A，根据可知，以最大电流给手机充电，充电宝持续工作时间为，故C错误； D、该充电宝储存的电能为W＝qU＝5×5000×10﹣3×3600J＝9.0×104J，由图示信息可知仅用作暖手时的功率为2W，根据W＝Pt可得持续时间为，故D正确。 故选：D。 考点三　闭合电路的欧姆定律 1．路端电压U外和内电压U内之和与电源电动势E的关系 ______________. 2．闭合电路欧姆定律 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成________，跟内、外电阻之和成________． (2)公式： ①________________(只适用于纯电阻电路) ②______________(适用于所有电路) 3．路端电压与负载R(外电路电阻)的关系 (1)当外电阻R增大时，I减小，内电压减小，路端电压U增大．当外电路断开时，I＝0，U＝E. (2)当外电阻R减小时，I增大，内电压增大，路端电压U减小．当电源两端短路时，外电阻R＝0，I＝，U＝0. (3)路端电压也可以表示为U＝IR＝＝，也可以得到路端电压随外电阻增大而增大的结论． 1．E＝U外＋U内 2．(1)正比　反比 (2)①I＝　②E＝U外＋Ir [例题7] （2024•浙江学业考试）电源、电阻箱和电压表构成了以下电路，已知电源电动势为3V，电源内电阻为1Ω，若将电阻箱的电阻设置为2Ω，则电阻箱的电压为（　　） A．1.5V B．2V C．3V D．1V 【解答】解：根据闭合电路欧姆定律，可得电路中的电流为： 根据欧姆定律，可得电阻箱两端的电压为：U＝IR＝1×2V＝2V，故ACD错误，B正确。 故选：B。 [例题8] （2023•浙江学业考试）如图，是小明家的太阳能电池，因户外使用时间较久，厂家标记的参数已模糊不清。为了解相关参数，小明测量了此电池不接负载时两极间电压为22.0V，接上10Ω的电阻时两极间电压为16.1V。则此电池的电动势和内阻分别为（　　） A．22.0V和3.7Ω B．16.1V和3.7Ω C．22.0V和10Ω D．16.1V和10Ω 【解答】解：电池不接负载时两极间电压为22.0V，则电池的电动势为E＝22.0V 接上10Ω的电阻时两极间电压为16.1V，则电路中电流为IA＝1.61A 由闭合电路欧姆定律得 E＝U+Ir 代入数据解得：r≈3.7Ω，故A正确，BCD错误。 故选：A。 [例题9] 自从无人机这个新事物出现以后，针对其干涉隐私、干扰航空安全等的报道就不断，国内某公司研制了新型的反无人机仪器﹣﹣“未来盾”，据悉该反制系统能够有效实施无人机反制。如表是反制系统“未来盾”的各项参数，则（　　） TY﹣1便携式各项参数 工作电压 DC﹣24V 工作功率 1.5W 一级防御距离 500米 二级防御距离 150米 频段 CH1 2.4G 遥控+图传 +30dBm CH2 GPS 定位+导航 +33dBm 天线增益 2.4G 2.4G GPS GPS 温度范围 ﹣40℃~+85℃ 重量 2.9公斤 电池工作时间 2.5小时 可选配频段 A．反制系统正常工作时的电流为0.0625A B．反制系统的电池电能为3.75kW•h C．反制系统的总电阻为384Ω D．反制系统的电池储存电荷量为56.25C 【解答】解：A、由图表可知，该无人机的电压为24V，电功率为1.5，则系统正常工作时的电流为：IA＝0.0625A，故A正确； B、电场储存的电能：W＝Pt＝1.5W×2.5h＝3.75Wh，故B错误； C、该反制系统需要发射无线电波，所以不是纯电阻电路，则不能根据欧姆定律求出总电阻，故C错误； D、该反制系统的电池储存电荷量为：q＝It＝0.0625×2.5×3600C＝562.5C，故D错误。 故选：A。 考点四 能量守恒定律、能量转移或转化的方向性 1．能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．能量转移或转化的方向性 （1）一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的． （2）能量的耗散：其他形式的能转化为内能后不能再重复利用，这种现象叫作能量的耗散． （3）能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 3．应用能量转化与守恒解题的步骤 (1)首先分析研究对象的受力和做功情况，能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。 (2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。 (3)依据ΔE减＝ΔE增列式求解。 [例题10] （2022秋•台州期末）2022年卡塔尔世界杯，中国制造大放异彩，其中卡塔尔首座光伏电站由“中国电建”建设。光伏发电作为清洁电能已广泛应用，如图为某太阳能电池板，每块电池板的面积为2m2。晴天时，电池板每平方米每秒接收到的太阳能为1×103J，电池板的光电转化效率为25%。下列说法正确的是（　　） A．太阳能的利用，说明能量可以创生 B．电池板的光电转化效率25%表示此过程能量不守恒 C．晴天时太阳照射2h，每块电池板产生的电能3.6×106J D．晴天时的一天，一块电池板产生的电能可供10盛60W的白炽灯正常工作约20h 【解答】解：A、根据能量守恒定律，能量既不能凭空消失，也不能凭空产生，故A错误； B、电池板的光电转化效率25%，只是表示太阳能有25%能转化成电能，并不代表能量不守恒，故B错误； C．由题意可知晴天时太阳照射2h，每块电池板的产生的电能： E＝2×103×2×60×60×25%J＝3.6×106J，故C正确； D、晴天时的一天，日照按8h计算，一块电池板产生的电能为：E′＝4E＝4×3.6×106J＝1.44×107J， 能让10盏60W的白炽灯工作的时间：，故D错误。 故选：C。 [例题11] （2023秋•浙江月考）某地区常年有风，风速基本保持在4m/s，该地区有一风力发电机，其叶片转动可形成半径为10m的圆面，若保持风垂直吹向叶片，空气密度为1.3kg/m3，风的动能转化为电能的效率为20%.现用这台风力发电机给一水泵供电，使水泵从地下10m深处抽水，水泵能将水抽到地面并以2m/s的速度射出，出水口的横截面积为0.1m2，水的密度为1×103kg/m3，水泵及电机组成的抽水系统效率为80%，则下列说法正确的是（　　） A．该风力发电机的发电功率约为12.8kW B．每秒钟水流机械能增加400J C．风力发电机一天的发电量可供该水泵正常工作约3h D．若风速变为8m/s，则该风力发电机的发电功率变为原来的4倍 【解答】解：A．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为 依题意，此风力发电机发电的功率为P＝20%Ek＝20%×13062.4W≈2.6kW 故A错误； B．每秒钟水流机械能增加约为 其中m＝ρ水S'v' 解得ΔE＝2.04×104J 故B错误； C．水泵正常工作每秒钟耗电为 风力发电机一天的发电量为 E'＝Pt＝2.6×103×24×60×60J≈2.2×108J 解得 故C正确； D.风力发电机的发电功率为P＝ηEk＝ηπρr2v3， 若风速变为8m/s，则该风力发电机的发电功率变为原来的8倍； 故D错误； 故选：C。 [例题12] （2023春•宁波期末）杭州湾沿岸有一风力发电机，其叶片转动时可形成半径为20m的圆面，某时间内该地的风速为6.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机将此圆面内10%的空气动能转化为电能，取π＝3，则下列说法错误的是（　　） A．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积7200m3 B．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为155.52kJ C．此风力发电机的发电功率约为15.55kW D．若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来4倍 【解答】解：AB、根据圆柱模型，可得单位时间内风力发电机叶片圆面的气流的体积为 故每秒流经涡轮机空气的动能约为 故A正确，B正确； C．依题意，此风力发动机每秒钟产生的电功为空气动能的百分之十，即 W＝Pt＝10%×Ek＝0.1×155.52kJ＝15.55kJ，所以此发电机的电功率为15.55KW，故C正确； D．风力发动机产生的电功率表达式为 若风速变为原来2倍，则电功率将变为8倍，故D错误。 本题选错误的选项。 故选：D。 考点五 能量的分类与应用 1．能源的分类 (1)不可再生能源：煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源．化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源叫作不可再生能源． (2)可再生能源：水能和风能等能源，归根结底来源于太阳能．这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源． 2．能源的开发与应用 近年来，我国在能源开发方面取得了很大的成就：如：太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电． 3．能源的分类方式及能源特点对比 分类方法 分类名称 特点 举例 按形式 或转换 特点分 一次能源 自然形成，未经加工 太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能 二次能源 由一次能源经加工转换而成 焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能 按利用 技术分 常规能源 已大规模正常使用 煤、石油、天然气、水能 新能源 正在开发，或有新的利用方式 太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能 按可否 再生分 可再生 能源 可循环使用 水能、风能、生物质能、地热能 不可再 生能源 短期内无法转换获得 煤、石油、天然气、核燃料 按对环境 的污染情 况分 清洁能源 对环境基本没有污染 太阳能、海洋能、风能、水能 污染能源 会严重污染环境 化石燃料(煤、石油、天然气) [例题13] （2022秋•浙江期中）中央提出了“推进绿色发展、循环发展、低碳发展”的理念，下列有关新能源和能量观的描述中，正确的是（　　） A．外出旅游时，尽可能选择自驾出行 B．核能是高效能源，在使用时要注意防范核泄漏事故 C．水能和风能等能源，这些能源来源于太阳能，是不可再生能源 D．根据能量守恒，担心能源危机是杞人忧天 【解答】解：A.根据“推进绿色发展、循环发展、低碳发展”的理念外出旅游时，尽可能选择公共交通，尽量减小碳排放，故A错误； B.现在使用的核能，是重核裂变产生的，核能的能量密度高，是高效能源，但是在核裂变时，会产生大量的放射性元素，因此在使用时要注意防范核泄漏事故，故B正确； C.水能和风能等能源，这些能源来源于太阳能，是可再生能源，故C错误； D.根据能量守恒可知，能量是守恒的，但是能量的转移和转化具有方向性，存在能量耗散，这些能量不可能重新收集起来加以运用，因此担心能源危机是杞人忧天的说法是错误的，是有害的，我们要提倡节能，故D错误。 故选：B。 [例题14] （2022春•宁波期末）随着时代的发展，能源格局面临新的机遇与挑战。下列关于能量和能源说法正确的是（　　） A．由于自然界的能量是守恒的，所以不需要节约能源 B．在利用能源的过程中，能量在数量上逐渐减少 C．能量在转化过程中具有方向性，因此能源是有限的 D．核能是可再生能源，应大力开发和使用 【解答】解：A、虽然自然界中的能量是守恒的，但在能量的使用过程中，能量的品质会下降，所以需要节约能源，故A错误； B、根据能量守恒定律，在利用能源的过程中，总能量在数量上是不变的，故B错误； C、能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，能源使用后品质降低，不能再作为能源使用，所以能源是有限的，故C正确； D、核能在地球上的储量是一定的，属于不可再生能源，故D错误。 故选：C。 [例题15] （多选）（2019秋•绍兴期末）关于能源的开发和利用，下列观点正确的是（　　） A．能源是有限的，无节制地使用常规能源，是一种盲目的短期行为 B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的 C．能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响 D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的重要途径 【解答】解：A、能源是有限的，比如常规能源，所以无节制地利用常规能源是一种盲目的短期行为，故A正确。 B、能量都转化为不能利用或不易利用的能源，所以这样会减少可利用资源的数量，因此应该节约能源，故B错误。 C、能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响，故C正确。 D、不断开发新能源是缓解能源危机加强环境保护的重要途径也是根本途径，故D正确。 故选：ACD。 考点六 能源与社会发展 1．随着人口迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高，能源短缺和过度使用化石能源带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题． 2．可持续发展 (1)可持续发展的核心：追求发展与资源、环境的平衡：既满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求． (2)需要做好两方面： ①要大力提倡节能； ②发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源． [例题16] （2024春•镇海区校级期末）下列哪些现象属于能量的耗散（　　） A．利用水流发电产生电能 B．利用风力发电产生电能 C．电池的化学能变成电能 D．火炉把屋子烤暖 【解答】解：能量的耗散是指将高品质的能源在利用过程中转化为低品质的能量过程，这些能量中，内能的品质最低，故ABC错误，D正确。 故选：D。 [例题17] （2023秋•温州期中）第19届亚运会于9月23日晚在杭州盛大开幕。此次亚运会开幕式将实体烟花燃放改成电子烟花表演展示，通过数字技术、光学投影等展现烟花绽放场景，传递出中国绿色低碳环保且负责任的发展中大国形象。以下说法正确的是（　　） A．能量在使用过程中总量保持不变，故无需节约用电，可尽情燃放电子烟花 B．不断开发新能源，发展新技术，是缓解能源危机、加强环境保护的重要手段 C．电子烟花技术将电能全部转化为光能和内能，过程中不存在能量耗散 D．相比于传统烟花，使用电子烟花完全无污染 【解答】解：A.能量在使用过程中总量是保持不变的，但是能量的转移和转化是具有方向的，是不可逆的过程，所以仍然需要节约用电，故A错误； B.不断开发新能源，发展新技术才能缓解能源危机，从而减少化石能源依赖有利于保护环境，故B正确； C.电子烟花将电能转化为光能和内能，同时会有声音及热损耗，会伴有能量耗散，故C错误； D.使用电子烟花只是减少了污染，而不是完全没有污染，比如光污染依然存在； 故选：B。 [例题18] “绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及高效利用能源。关于能源与能量，下列说法正确的是（　　） A．因为能量守恒，所以不要节约能源 B．自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用 C．人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源 D．人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造 【解答】解：A、能量是守恒的，但在利用能量的过程中有能量耗散，耗散的能量不可再利用，符合自然界中一切与热现象有关的宏观过程都有方向性，是不可逆的；应节约能源，故A错误； B、自然界中的石油、煤炭等能源是不可再生资源，不能供人们长久使用，而是越用越少，故B错误； C、为使能源可持续利用，解决能源危机，人类应多开发和利用风能、太阳能、核能等新能源，故C正确； D、能量既不会凭空消灭，也不会凭空创生，故D错误。 故选：C。 1. （2024春•镇海区校级期末）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（　　） A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能 C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能 【解答】解：太阳能板在光照时发电，把光能转化为电能，电能供给电动机，电能再转化为机械能，调节百叶窗的开合，故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能，故ABD错误，C正确。 故选：C。 2. （2024春•镇海区校级期末）如图所示为某一电源的U﹣I图线，由图可知（　　） A．电源电动势为2V B．电源内电阻为13Ω C．电源短路时电流为6A D．电路路端电压为1V时，电路中电流为6A 【解答】解：AB、设电源的电动势为E，内阻为r，路端电压为U，根据闭合电路的欧姆定律有U＝E﹣Ir，结合图像知道纵轴截距表示电动势，在E＝2V，图像的斜率绝对值表示电源内阻，则r＝||Ω＝0.2Ω，故A正确，B错误； C、电源的短路电流为I短，故C错误； D、根据U＝E﹣Ir可知，当U＝1V时，电路中的电流I＝5A，故D错误。 故选：A。 3. （2024春•宁波期末）最近两年洗地机这一新鲜家电逐渐流行，便利了人们的生活。现有某品牌洗地机，其工作参数如表所示，其工作模式有强效、节能两种，强效模式下，该洗地机以额定功率工作，节能模式下，以额定功率的一半功率工作，两种模式下，其工作电压均相同，其续航时间是按照节能模式工作计算得到的，则下列说法正确的是（　　） 产品名称 某品牌洗地机 产品型号 QX﹣V6A 额定功率 220W 电池容量 5200mAh 续航时间 80min 清水箱容量 800mL 外形尺寸 260*262*1115mm 污水箱容量 720mL A．电池充满电后，储存的总电荷量为187200C B．该洗地机在强效模式下的工作电流为3.9A C．该洗地机内阻约为3.6Ω D．该洗地机的工作电压约为28V 【解答】解：A.电池充满电后，储存的总电荷量为q＝It＝5200×10﹣3×3600C＝18720C，故A错误； BD.该洗地机在节能模式下的工作电流为，节能模式下，以额定功率的一半功率工作，两种模式下，其工作电压均相同，由P＝UI可知，在强效模式下的工作电流为I'＝2I＝2×3.9A＝7.8A，该洗地机的工作电压约为V≈28V， 故B错误，D正确； C.根据题中条件，无法得出该洗地机内阻，故C错误。 故选：D。 4. （2024•浙江模拟）如图为某品牌电动牙刷，用充电器对牙刷电池充电，10h即可从零电量至充满。已知电池的电动势为2.4V，内阻为0.5Ω，容量为800mAh，电池剩余电量为总电量的20%时就无法正常使用而需要充电。充满电后每天使用两次，每次平均2分钟，可以连续正常使用30天。则（　　） A．充电时通过电池的平均电流为64mA B．正常工作时，电池平均输出功率约为0.72W C．正常工作时，电池每天消耗的电能约为230J D．充满电到无法正常使用过程中，电池内阻消耗的总电能约为460J 【解答】解：A、电池的容量为800mAh，充电10h可以从零电量至充满，则充电的平均电流I180mA，故A错误； B、因为使用到总电量的20%就无法再使用了，则使用过程中消耗的电量为q′＝（1﹣20%）q＝80%×800mAh＝640mAh 总的使用时间为t2＝2×2×30min＝120min＝2h 则使用过程中的平均电流为I2320mA＝0.32A 电池的输出功率为P＝EI2r＝2.4×0.32W﹣0.32×0.32×0.5W≈0.72W，故B正确； C、正常工作时，电池每天的使用时间为t3＝2×2min＝4min＝240s 所以电池每天消耗的电能W＝EI2t3＝2.4×0.32×240J≈184J，故C错误； D、充满电导无法正常使用的过程中，电池内阻消耗的总电能为 W′0.32×0.32×0.5×2×3600J≈369J，故D错误。 故选：B。 5. （2024•宁波模拟）下表是某共享电动汽车的主要参数，根据信息，下列说法正确的是（　　） 空车质量 800kg 电池能量 60kW•h 标准承载 200kg 标准承载下的最大续航 200km 所受阻力与汽车总重比值 0.09 A．工作时，电动汽车的电动机是将机械能转化成电池的化学能 B．标准承载下，该电池在使用时的能量转化效率为66.5% C．标准承载下，电动汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，所消耗电能为3kW•h D．标准承载下，汽车以120km/h速度匀速行驶，汽车电动机输出功率为30kW 【解答】解：A．依题意，正常工作时，电动汽车的电动机是将电能转化成机械能。故A错误； B．依题意，电池充满电时的电能可表示为： E＝60kW•h＝2.16×108J 匀速行驶时的牵引力可表示为： F＝f＝0.09×（800+200）×10N＝900N 牵引力做功可表示为： W＝Fs＝900×200×103J＝1.8×108J 该电池在使用时的能量转化效率可表示为 故B错误； C．标准承载下，电动汽车以v＝72km/h的速度匀速行驶t＝10min，如果电能全部转化为机械能时，可得 W＝Pt＝Fvt＝fvt，代入数据得：W＝3kW•h 但考虑到实际过程中电能不可能全部转化为机械能，所以所消耗电能大于3kW•h。故C错误； D．依题意，标准承载下，汽车以v1＝120km/h速度匀速行驶，汽车电动机输出功率可表示为 P＝Fv1＝fv1，代入数据得：P＝30kW 故D正确。 故选：D。 6. 如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（　　） A．充电宝输出的电功率为UI+I2r B．充电宝产生的热功率为I2r C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为UIt﹣I2rt 【解答】解：A.充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为UI，故A错误； B.充电宝内的电流也是I，但其内阻未知，所以无法判断充电宝产生的热功率，故B错误； C.U是充电宝的输出电压，不是手机电池的内电压，所以不能用计算手机电池产生的焦耳热，手机电池产生的焦耳热应为I2rt，故C错误； D.充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为：UIt﹣I2rt，故D正确。 故选：D。 7. （2023春•台州期末）锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极，依靠Li+在电池内部正极和负极之间移动来工作。图示为锂电池的内部结构，某过程中Li+从负极向正极移动。已知某锂电池的电动势为3.6V，则（　　） A．电池处于充电状态 B．移动一个Li+，需要消耗电能3.6J C．通常以“安时”（A•h）或“毫安时”（mA•h）表示电池的能量 D．在充电的过程中，通过化学反应，电池的正极有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池的负极 【解答】解：A、带正电的Li+从负极向正极移动，在电池内部电流从负极流向正极，则电池处于放电状态，故A错误； B、锂离子的电荷量为e，该锂电池的电动势为E＝3.6V，根据电场力做功的公式W＝qU＝qE得，移动一个锂离子，需要消耗电能是3.6eV，故B错误； C、根据电荷量与电流的关系q＝It可知，“安时”（A•h）或“毫安时”（mA•h）是电池储存电荷量的单位，故C错误； D、在充电的过程中，通过化学反应，电池的正极有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池的负极，故D正确。 故选：D。 8. 市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子（如图所示）。在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是（　　） A．太阳能→电能→机械能 B．太阳能→机械能→电能 C．电能→太阳能→机械能 D．机械能→太阳能→电能 【解答】解：根据题意小电扇在阳光照射下转动，说明最初的能量来源为阳光，即太阳能，然后阳光被一块太阳能板电池吸收，将太阳能转化成电能。电能带动小电动机，实现了小电扇的旋转，是电能向机械能的转化。总的转化过程为：太阳能→电能→机械能。 故选：A。 9. （2023•慈溪市校级模拟）两个住在相邻宿舍的大学生，为了节约电费，把他们的天花板上的电灯串联了起来，商定双方都安装照明功率为100W的白炽灯泡，电费平分，但两个人各自心怀鬼胎，A学生安装了照明功率为200W的灯泡，B学生安装了照明功率为50W的灯泡，假设每个灯泡的电阻不随着加在其上的电压变化而变化，则下列说法正确的是（　　） A．按照最初的协议，A学生和B学生获得的实际的照明功率均为50W B．实际上，A获得了32W的照明功率 C．实际上，B获得了32W的照明功率 D．相比较之下，A同学在花费相同的电费的情况下，获得了更多的照明功率 【解答】解：A．按照最初的协议，A学生和B学生的灯泡串联，根据串联电路的电压分配关系可知各获得的电压，根据 可知，每个灯泡的实际功率变为原来的，即获得的实际的照明功率均为25W，故A错误； BCD．根据 可知，A学生安装的200W的灯泡与B学生的50W的灯泡电阻分别为和 则电流 则AB各获得功率8W； 相比较之下，B同学在花费相同的电费的情况下，获得了更多的照明功率，故C正确，BD错误。 故选：C。 10. 取一段额定电压为220V，额定功率大于100W的废灯泡的灯丝约2cm长。灯丝与两节干电池及2.5V小灯泡的电路连接如图所示，闭合开关灯泡发光并且较亮，再用点燃的蜡烛给灯丝加热，则（　　） A．小灯泡和灯丝是并联连接 B．观察到的现象是小灯泡变亮 C．灯丝的电阻率由材料、长度和横截面积决定 D．上述现象说明了温度升高，灯丝的电阻率变大 【解答】解：A.小灯泡和灯丝是串联连接，故A错误； B.观察到的现象是小灯泡变暗，故B错误； C.灯丝的电阻率由材料温度决定，故C错误； D.述现象说明了温度升高，灯丝的电阻率变大，故D正确； 故选：D。 11. （2022秋•嘉兴期末）如图所示是一种风速测定装置示意图，其中风速表“F”由电压表改装而成，电源电动势不变，内阻不计，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。T形管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连。S闭合后，当风速增大时，活塞上方气压变小，则（　　） A．活塞将下移 B．风速表示数变小 C．电源总功率变大 D．滑动变阻器R1两端的电压变大 【解答】解：A、当风速增大时，活塞上方气压变小，此时活塞内外的压强差变大，活塞将上移，故A错误； B、活塞上移时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，整个电路中的总电阻变小，电路中电流增大，R两端的电压变大，则风速表示数变大，故B错误； C、电路中电流增大，根据P＝EI可知电源总功率变大，故C正确； D、电源的电动势不变，R两端的电压变大，则滑动变阻器R1两端的电压变小，故D错误。 故选：C。 12. （2022秋•杭州期末）两根粗细相同、材质不同的金属棒A、B接在一起后接入电路，已知两棒长度之比LA：LB＝2：1，电阻率ρA：ρB＝1：2，如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．A棒两端电压小于B两端电压 B．通过两棒的电流强度不相等 C．两棒电阻相等 D．电流流过两棒产生的热功率不相等 【解答】解：AC、两棒长度之比LA：LB＝2：1，电阻率ρA：ρB＝1：2，由R可知，RA：RB＝1：1，由U＝IR可知电压相等，故A错误，C正确。 B、同样粗细等长的铜棒和铁棒串联，因此两棒中的电流强度相同，故B错误； D、根据Q＝I2Rt，知两棒产生的热功率相等，故D错误； 故选：C。 13. （2022秋•杭州期末）利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E＝6V，电源内阻r＝1Ω，电阻R＝3Ω，重物质量m＝0.10kg，当将重物固定时，电压表的示数为5V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V，不计摩擦，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．电动机内部线圈的电阻为1Ω B．稳定匀速提升重物时，流过电动机的电流为2A C．重物匀速上升时的速度为1m/s D．匀速提升重物时电动机的输入功率是2W 【解答】解：A、当将重物固定时，电动机没有机械能输出，整个电路是纯电阻电路，根据闭合电路欧姆定律可知电路中内电压为U内＝E﹣U1＝6V﹣5V＝1V，则电路中的电流为IA＝1A，设电动机线圈电阻为rM，又I，代入数据解得rM＝2Ω，故A错误； B、当电动机匀速提升重物时，电路张的内电压为U内′＝E﹣U′＝6V﹣5.5V＝0.5V，则电路中的电流为A＝0.5A，所以稳定匀速提升重物时，通过电动机的电流为0.5A，故B错误； CD、重物匀速上升时，电动机两端的电压为UM＝U'﹣I'R＝5.5V﹣0.5×3V＝4V，电动机的输入功率为：P入＝UMI′＝4×0.5W＝2W。 电动机的机械功率为P机＝UMI′﹣I′2rM＝4×0.5W−0.52×2W＝1.5W，当重物匀速上升时，其电动机的牵引力等于重物的重力，即F＝mg＝0.1×10N＝1N。由P机＝Fv得重物匀速上升的速度为v＝1.5m/s，故D正确，C错误； 故选：D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$