6.1 电能的获得与转化精选练习-2024-2025学年华东师大版九年级上册科学

2024-2025学年华师大版九年级科学电能的获得与转化精选练习 1．如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转，一定是电路断路 B．电动机没有换向器也可实现持续转动 C．对调磁体的磁极，可以增大电动机的转速 D．改变磁场方向，可以改变线圈转动的方向 2．用螺丝钉、电池、导线和纽扣状磁铁，可以做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着纽扣磁铁一极，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在纽扣磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转。下列叙述正确的是（　　） A．该电动机工作时将机械能转化为电能 B．若仅将纽扣磁铁上下翻转，螺丝钉旋转方向不变 C．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉旋转方向不变 D．若换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度会加快 3．下列四个实验，工作原理和如图电动剃须刀工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 4．新能源汽车被越来越多的家庭所接受，这类汽车的动力装置是电动机，下列各图符合其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 5．电流通过导体会将电能转化为热能，这是电流的热效应。下列用电器利用电流热效应工作的是（　　） A．电视机 B．电冰箱 C．平板电脑 D．电饭煲 6．图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（　　） A．利用电磁感应原理工作 B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力 C．将电能转化为机械能 D．增大线圈中的电流可改变转动方向 7．如图所示的是A、B两个灯泡的U﹣I关系图象，现在将A、B两个灯泡并联在电路中，且电路中只有这两个电路元件。当A灯泡两端的电压为4V时，B灯泡在1min内产生的热量是（假设小灯泡消耗电能的90%转化为内能）（　　） A．2.4J B．96J C．129.6J D．144J 8．纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，下面图中能正确反映电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 9．图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（　　） A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下 B．线圈由图示位置转过180°时，电流沿dcba流过线圈 C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下 D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下 10．小明用塑料为连接轴将自己家的两个玩具电机的转轴连接起来，如图，开关S闭合后，灯泡发光，下列说法正确的是（　　） A．电流通过连接轴传输到灯泡，所以灯泡亮了 B．甲相当于发电机，乙相当于电动机 C．增加电池的节数，小灯泡亮度不变 D．将电源正负极对调，灯泡亮度发生改变 11．小宁同学在学习电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关时，设计了如图所示的实验装置，2只平底烧瓶内装有某种液体，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙，下列有关该实验的说法正确的是（　　） ①平底烧瓶内装有某种液体，该液体可以选择食盐溶液 ②为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些 ③本实验运用了控制变量法和转换法 ④通过此实验研究可以得出导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比 ⑤在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成串联电路只是为了控制电流大小相等 A．②③ B．①⑤ C．②④ D．①④⑤ 12．有些家庭的电视机在不观看时没有切断电源，仍然处于待机状态。若电视机待机功率为10W，一天待机20h，则一天内待机消耗的电能为　 　kW•h，30天电视机待机消耗的电能可供一盏25W的电灯正常工作　 　h。 13．小宁实验时发现两个有趣的现象： （1）用导线将手摇发电机、电池和开关串联起来，闭合开关发电机就发生转动。此时，发电机变成了 　 　。 （2）在测量通过某定值电阻的电流时，选择0～3A和0～0.6A两挡量程测出的电流值分别为0.3A和0.28A。从精确测量的要求考虑，小宁应选用的数据是 　 　。 14．如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）直流电动机的工作原理是 　 　。 （2）通过改变 　 　方向，可以改变线圈的转动方向。 （3）为了能够顺利转动，漆包线绕成的矩形线圈可以选择哪些材料？　 　（可多选） A.铜 B.铁 C.铝 D.镍 （4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因 　 　。 15．下图是小明将安装好的直流电动机模型接入电路的情况。 （1）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法 　 　。 （2）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 　 　。 16．如图所示，电源电压不变，R1＝6Ω，R2＝4Ω。 （1）当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A，电路总电阻是　 　Ω，电源电压为　 　V。 （2）当开关S1、S2和S3都闭合时，电流表示数为1.5A，此时通过R1的电流是　 　A，10s内电流通过灯泡L做的功为　 　J。 17．光伏发电技术已走入寻常百姓家，其简化电路如图。 （1）太阳能板只为蓄电池充电时，应闭合控制开关 　 　（填“S1”、“S2”或“S1和S2”），此时蓄电池内的能量转化是 　 　。 （2）某用户的光伏发电板总功率为1800W，若每天有效光照时间为5h，刚好满足该用户一天用电量，则该用户每天的用电量是 　 　kW•h。 18．近十年，我国在电池领域取得了长足的进步，以手机电池为例，某公司不仅研制出5000mAh超大容量电池，还开发了“超级快充“技术，30分钟可把电池充达最大容量的76%，极大方便人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示： 电池名称 锂离子电池 电压 3.6V 容量 5000mAh （1）电池充满电储存的电能为 　 　J。 （2）手机支持最大超级快充为“10V、6A”，假设充电效率为90%，选用“10V、6A”充电器将电池从零至充满需要的时间为 　 　s。 19．光伏发电技术已走入寻常百姓家，其简化电路如图。 （1）当太阳能电池板只为蓄电池充电时，应闭合控制开关 　 　（填“S1”、“S2”或“S1和S2”）； （2）某用户的光伏发电板总功率为1600W，若每天有效光照时间为5h，刚好满足该用户一天用电量，则该用户每天的用电量是 　 　kW•h。 20．图甲为升降机电路的部分原理图，电源电压恒为6V，R0为定值电阻，电压表量程为0～3V，压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。 （1）压敏电阻所受压力为0时，电压表示数为2V，此时电路工作10min电阻R0消耗的电能为 　 　J。 （2）在不改变电表量程的条件下，要增大压敏电阻的承压范围，可以适当 　 　（填“增大”或“减小”）定值电阻R0的阻值。 21．为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品，通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。 样品电阻值/Ω 垃圾类别 小于10 金属 10—30 餐厨 大于30 其他 （1）机器人从某块垃圾上取样检测时，检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。 （2）该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为多少？ （3）机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米，放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功？ 22．如图甲为某家用电饭锅内部电路简化示意图。S是电源开关，S1是自动温控开关，R1、R2是定值电阻，用该电饭锅在220V的电压下煮饭30min过程中，工作电流随时间变化的图像如图乙所示，求： （1）R2的阻值； （2）电饭锅工作30min消耗的电能。 23．图甲为某品牌电炖锅简化电路，控制电路电源电压恒为6伏，R0阻值100欧，热敏电阻R3的阻值随温度变化的关系如图乙所示，电脑控制板相当于开关，按下开关，控制电路接通电源。工作电路加热至热敏电阻R3温度达到100℃时，衔铁被吸下，工作电路转为保温状态。已知该电炖锅工作电路在220伏电压下的加热功率为1000瓦，保温功率为200瓦。电磁继电器线圈电阻忽略不计。请回答： （1）热敏电阻R3阻值随温度升高而 　 　。 （2）控制电路衔铁被吸下的最小电流为 　 　安。 （3）电阻R2的阻值为多少？ （4）若电炖锅加热1小时，保温2小时，共消耗电能为多少千瓦时？ 24．如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求： （1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流。 （2）R2的阻值。 （3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。 25．如图甲所示为新型电饭锅，其简化的部分电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝（R2未画出），S是自动控制开关，自动控制开关向上与触点a，b接通，向下仅与触点c接通；煮饭过程中，通过自动控制开关不断交替改变这样的接通方式，从而使饭得到最佳的口感和营养；如图丙所示为这个电饭锅在某次煮饭全过程中电功率随时间的变化图象。 （1）电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能。 （2）请你用两种不同的方法补全电路（画在答题卡上），并求出其中一种电路的R1和R2的阻值。 26．梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%﹣60%，小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示。R0为1000Ω的定值电阻，电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当指针所指湿度对应电流表示数为2mA时。 （1）求3min内电路消耗的电能。 （2）求电阻R的阻值。 （3）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。 27．图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温挡自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。 完成下列问题： （1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？ （2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？ （3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？ 28．如图所示，电源电压恒定不变，R是定值电阻，电灯L标有“6V 3W”字样。当只闭合S时，电流表的示数为0.6A；再闭合S1时，电流表的示数增大了0.5A。求： （1）电灯L的额定电流。 （2）电源电压。 （3）开关都闭合后，通电5min电路消耗的电能。 29．小金家买了一个家用电吹风，如图甲所示。其简化电路如图乙所示，部分技术参数如表格所示。请回答如下问题： 型号 SHZ2010﹣624 热风温度 50℃﹣75℃ 额定功率 热风挡：1000W 冷风挡：110W 额定电压 220V （1）当选择开关旋至AB处时，电吹风机处于 　 　挡位； （2）当电吹风吹冷风时，电路通过的电流； （3）当电吹风吹热风时，正常工作5min消耗的电能是多少？ 30．为了应对寒冷的天气，图甲是小明做作业时穿的电热靴。每一只靴的加热电路如图乙所示，电源电压恒定为6伏，S₂为可以旋转的挡旋开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），每只电热靴的低温挡功率为6瓦。电阻丝R1、R2规格相同且阻值保持不变，b为电阻丝R1的中点。 （1）由该电热靴工作电路图可知，当金属片拨至 　 　处为高温挡。 （2）电阻丝R1的阻值是多少？ （3）双减背景下，小明同学的作业时间平均每天减少了30分钟，若天气寒冷，他做作业时两只靴子同时打开中温挡，则一天可少消耗多少电能？ 2024-2025学年华师大版九年级科学电能的获得与转化精选练习 参考答案与试题解析 1．如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转，一定是电路断路 B．电动机没有换向器也可实现持续转动 C．对调磁体的磁极，可以增大电动机的转速 D．改变磁场方向，可以改变线圈转动的方向 【答案】D 【分析】（1）电动机不转，可能是断路、电压过低、摩擦力较大或者线圈刚好处于平衡位置。 （2）电动机没有换向器不能实现连续转动。 （3）电动机的转速与电流大小和磁场强弱有关。 （4）电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关。 【解答】解：A、电动机通电后不转，可能是电路断路，故A错误； B、电动机没有换向器不能实现持续转动，故B错误； C、对调磁体的磁极，可以改变电动机的转动方向，不可以增大电动机的转速，故C错误； D、改变磁场方向，可以改变线圈转动的方向，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查的是电动机的基本构造和原理；知道影响电动机转速和转向的因素。 2．用螺丝钉、电池、导线和纽扣状磁铁，可以做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着纽扣磁铁一极，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在纽扣磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转。下列叙述正确的是（　　） A．该电动机工作时将机械能转化为电能 B．若仅将纽扣磁铁上下翻转，螺丝钉旋转方向不变 C．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉旋转方向不变 D．若换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度会加快 【答案】D 【分析】（1）电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动；能量转化为：电能转化为机械能； （2）（3）通电线圈在磁场中转动的方向与导体中电流的方向和磁场的方向有关； （4）通电线圈在磁场中受力大小与电流大小和磁场强度有关。 【解答】解：A、通电导体在磁场中受力转动时，将电能转化为机械能，故A错误； BC、通电导体在磁场中转动的方向与磁场方向和导体中的电流方向有关，改变任何一个条件，导体运动方向改变；改变螺丝钉中的电流方向或磁场方向，螺丝钉会反向转动，故BC错误； D、电动机中通电线圈受力大小与电流大小和磁场强度有关，若换成电压更大的电池，线圈中的电流增大，线圈转动速度加快，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查电动机的原理与能量转换，属于基础题。 3．下列四个实验，工作原理和如图电动剃须刀工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【分析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动。 【解答】解：电动剃须刀工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而运动。 A、图中闭合开关后，导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故A符合题意； B、图为奥斯特实验装置图，说明通电导体周围存在磁场，故B不符合题意； C、图为闭合电路中的部分导体在磁场中切割磁感线产生感应电流的实验，这是电磁感应现象，故C不符合题意； D、图中当人对着动圈式话筒说话时，它会产生随人的声音变化而变化的电流，即：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流，故D不符合题意。 故选：A。 【点评】明确电动剃须刀工作原理与电动机相同，即可作答。 4．新能源汽车被越来越多的家庭所接受，这类汽车的动力装置是电动机，下列各图符合其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【分析】（1）奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，电磁铁就是利用该原理制成的。 （2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象，发电机就是利用该原理制成的； （3）通电导体在磁场中要受到力的作用，电动机就是利用该原理制成的。 【解答】解：电动机是利用通电导体在磁场中受力作用的原理制成的。 A、奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，故A不符合题意； B、图中是电磁铁，是根据电流的磁效应制成的，故B不符合题意； C、闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象，发电机就是利用该原理制成的，故C不符合题意； D、通电导体在磁场中要受到力的作用，电动机就是利用该原理制成的，故D符合题意。 故选：D。 【点评】本题考查的是直流电动机的基本原理，会正确分辨出电流的磁效应、通电导体在磁场中受力作用和电磁感应现象。 5．电流通过导体会将电能转化为热能，这是电流的热效应。下列用电器利用电流热效应工作的是（　　） A．电视机 B．电冰箱 C．平板电脑 D．电饭煲 【答案】D 【分析】电流的热效应就是把电能转化为内能，可从能量转化的角度分析哪一种用电器是利用了电流的热效应。 【解答】解：AC、电视机、平板电脑工作时主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故A、B不符合题意； B、电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能，故C不符合题意； D、电饭煲工作时把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故D符合题意； 故选：D。 【点评】本题主要考查学生对电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化，利用热效应工作的电器特点是把电能主要转化成内能，是一道基础题。 6．图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（　　） A．利用电磁感应原理工作 B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力 C．将电能转化为机械能 D．增大线圈中的电流可改变转动方向 【答案】C 【分析】（1）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动； （2）该线圈之所以能转动，是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的方向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动。 【解答】解：A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故A错误； B．由于线圈中有一端的漆只刮掉半周，会出现电路中无电流状态，当线圈转到该位置处，由于线圈中无电流，所以不会受到磁场力的作用，故B错误； C．电动机消耗电能而转动起来，能量转化为电能转化为机械能，故C正确； D．线圈转动的方向与电流的方向有关，增大线圈中的电流，只会改变线圈受到磁场力的大小，而不会改变受力的方向，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了对磁场对电流的作用的掌握情况，需要掌握相应实验的原理和规律。 7．如图所示的是A、B两个灯泡的U﹣I关系图象，现在将A、B两个灯泡并联在电路中，且电路中只有这两个电路元件。当A灯泡两端的电压为4V时，B灯泡在1min内产生的热量是（假设小灯泡消耗电能的90%转化为内能）（　　） A．2.4J B．96J C．129.6J D．144J 【答案】C 【分析】由题意可知，A、B两个灯泡并联在电路中，根据并联电路的电压特点可知A灯泡两端的电压为4V时B灯泡两端的电压，根据图象读出通过B灯泡的电流，利W＝UIt求出消耗的电能，利用效率公式求出B灯泡在1min内产生的热量。 【解答】解：由题意可知，A、B两个灯泡并联在电路中， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，A灯泡两端的电压为4V时，B灯泡两端的电压也为4V， 由图象可知，通过B灯泡的电流为0.6A， B灯泡在1min内消耗的电能： W＝UBIBt＝4V×0.6A×60s＝144J， B灯泡在1min内产生的热量： Q＝ηW＝90%×144J＝129.6J。 故选：C。 【点评】本题考查了并联电路的电压特点和电功公式、效率公式的应用，关键是根据图象读出电压对应的电流值。 8．纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，下面图中能正确反映电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【分析】电动机的原理是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，分析四个选项的实验目的得出正确选项。 【解答】解：电动机的原理是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的； A、图中没有电源，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针会发生偏转，说明会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故A不符合题意； B、图中是奥斯特实验的装置图，说明了通电导体周围存在磁场，故B不符合题意； C、图为电磁铁的原理图，是探究磁性强弱与线圈匝数的关系，故C不符合题意； D、当闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故D符合题意。 故选：D。 【点评】电动机是将电能转化为机械能的机械，它在工作时要消耗电能，因此解题时观察图形中有无电源是此题的解题关键。 9．图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（　　） A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下 B．线圈由图示位置转过180°时，电流沿dcba流过线圈 C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下 D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下 【答案】D 【分析】通电导体在磁场受力方向与磁场方向和导体中电流方向有关，磁场方向或导体中电流方向改变时，导体受力方向改变，磁场方向和导体中电流方向都改变，导体受力方向不变； 换向器（由两个半环EF和电刷AB组成）它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。 【解答】解：（1）图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，ab边与dc边中电流方向相反，磁场方向不变，所以ab边受到磁场的作用力向上，故A错误； （2）线圈由图示位置转过180°时，ab转到右侧，dc转到左侧，线圈中电流沿abcd流过线圈，故B错误； 磁场方向不变，此时dc边电流方向与图示中dc边电流方向相反，所以dc边受到磁场力方向向上，故C错误； ab边电流方向与图示中ab边电流方向相反，所以ab边受到磁场的作用力向下，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查电动机工作原理，关键知道换向器的作用，通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和导体中电流方向两个因素有关。 10．小明用塑料为连接轴将自己家的两个玩具电机的转轴连接起来，如图，开关S闭合后，灯泡发光，下列说法正确的是（　　） A．电流通过连接轴传输到灯泡，所以灯泡亮了 B．甲相当于发电机，乙相当于电动机 C．增加电池的节数，小灯泡亮度不变 D．将电源正负极对调，灯泡亮度发生改变 【答案】B 【分析】（1）电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的。 （2）发电机是利用电磁感应的原理制成的。 （3）灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。 （4）感应电流的大小与线圈的转动方向无关。 【解答】解： AB、闭合开关，乙中的通电导体在磁场中受力运动，所以乙相当于电动机；通过连接轴，使甲中的线圈转动，甲中的线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，感应电流流经过小灯泡，小灯泡会发光，所以甲相当于发电机，故A错误、B正确； C、增加电池的节数，通过乙的电流变大，乙转动变快，则甲中的线圈切割磁感线的速度变大，产生的感应电流变大，通过小灯泡的电流变大，小灯泡变亮，故C错误； D、将电源正负极对调，通过乙的电流不变，乙的转速不变，甲的转速不变，产生的感应电流大小不变，灯泡亮度不变，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了电动机和发电机的工作原理以及灯泡的亮度变化，熟练掌握基础是解题关键。 11．小宁同学在学习电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关时，设计了如图所示的实验装置，2只平底烧瓶内装有某种液体，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙，下列有关该实验的说法正确的是（　　） ①平底烧瓶内装有某种液体，该液体可以选择食盐溶液 ②为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些 ③本实验运用了控制变量法和转换法 ④通过此实验研究可以得出导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比 ⑤在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成串联电路只是为了控制电流大小相等 A．②③ B．①⑤ C．②④ D．①④⑤ 【答案】A 【分析】（1）转换法是中学物理中把直接测量有困难的量转换成便于测量的量来研究的一种重要的研究方法，也就是借助某些物体的特性来研究看不到或不易观察到物质，形象直观，电流通过导体产生的热的多少跟电阻、电流、通电时间有关，实验采用控制变量法； （2）平底烧瓶内装的液体应该是绝缘体，食盐溶液是导体，煤油是绝缘体，实验平底烧瓶内装的液体应该是煤油； （3）实验装置的电路设计成串联电路只是为了控制电流大小和通电时间相等； （4）利用玻璃管内液柱的高度无法准确计算液体吸收的热量。 【解答】解：（1）借助某些物体的特性来研究看不到或不易观察到物质，形象直观，称为转换法，电流此时的热量无法直接观察，通过观察玻璃管内液体高度的变化来反映，为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些，电流通过导体产生的热的多少跟电阻、电流、通电时间有关，实验采用控制变量法，故②③正确； （2）平底烧瓶内装的液体应该是绝缘体，食盐溶液是导体，煤油是绝缘体，实验平底烧瓶内装的液体应该是煤油，故①错误； 由图可知，两电阻丝串联，则两烧瓶中电流相同，通电时间相同，乙瓶中电阻较大，产生热量越多，乙瓶中的温度计示数升高的快； （3）实验装置的电路设计成串联电路是为了控制电流大小和通电时间相等，故⑤错误； （4）利用玻璃管内液柱的高度无法准确计算液体吸收的热量，所以此实验不能得出导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，故④错误。 故选：A。 【点评】电流通过导体产生的热量多少与电流、电阻和通电时间有关，所以在探究过程中要注意控制变量法和转换法的应用。 12．有些家庭的电视机在不观看时没有切断电源，仍然处于待机状态。若电视机待机功率为10W，一天待机20h，则一天内待机消耗的电能为　0.2　kW•h，30天电视机待机消耗的电能可供一盏25W的电灯正常工作　240　h。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）已知待机功率与待机时间，由W＝Pt可以求出一天内待机消耗的电能； （2）求出30天电视机待机消耗的电能，然后由公式t＝可求出电灯正常工作的时间。 【解答】解：（1）电视机一天内待机消耗的电能W＝Pt＝0.01kW×20h＝0.2kW•h； （2）电视机待机30天消耗的电能W′＝0.2kW•h×30＝6kW•h， 这些电能可供25W电灯正常工作的时间t＝＝＝240h； 故答案为：0.2；240。 【点评】本题考查了求电视机待机消耗的电能及电视机消耗的电能功供灯泡正常工时的使用时间，是一道基础题，熟练掌握功率的变形公式是正确解题的关键；解题时注意单位换算。 13．小宁实验时发现两个有趣的现象： （1）用导线将手摇发电机、电池和开关串联起来，闭合开关发电机就发生转动。此时，发电机变成了 　电动机　。 （2）在测量通过某定值电阻的电流时，选择0～3A和0～0.6A两挡量程测出的电流值分别为0.3A和0.28A。从精确测量的要求考虑，小宁应选用的数据是 　0.28A　。 【答案】（1）电动机；（2）0.28A 【分析】（1）电动机工作时，电能转化为机械能； （2）电流表的量程越小，分度值越小，精确度越高。 【解答】解：（1）用导线将手摇发电机、电池和开关串联起来，闭合开关发电机就发生转动。将电能转化为了机械能，此时发电机变成了电动机。 （2）在测量通过某定值电阻的电流时，选择0～3A和0～0.6A两挡量程测出的电流值分别为0.29A和0.28A。量程越小，精确度越高，从精确测量的要求考虑，小科应选用的数据是0.28A。 故答案为：（1）电动机；（2）0.28A。 【点评】本题考查电动机的能量转化、电流表的使用，属于基础题。 14．如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）直流电动机的工作原理是 　通电线圈在磁场中受力转动　。 （2）通过改变 　电流方向或磁场方向　方向，可以改变线圈的转动方向。 （3）为了能够顺利转动，漆包线绕成的矩形线圈可以选择哪些材料？　AC　（可多选） A.铜 B.铁 C.铝 D.镍 （4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因 　磁场太弱　。 【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）电流方向或磁场方向；（3）AC；（4）磁场太弱。 【分析】（1）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动； （2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此要从这两方面入手考虑； （3）为了能够顺利转动，漆包线绕成的矩形线圈可以选择磁体无法吸引的材料； （4）线圈不连续转动的原因可能是摩擦力太大、磁场太弱。 【解答】解：（1）直流电动机的工作原理是：磁场对电流的作用； （2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向； （3）为了能够顺利转动，漆包线绕成的矩形线圈可以选择磁体无法吸引的材料，如铜，铝等； （4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是磁场太弱。 故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）电流方向或磁场方向；（3）AC；（4）磁场太弱。 【点评】本题考查了简易电动机的转动原因及改变转向的方法。 15．下图是小明将安装好的直流电动机模型接入电路的情况。 （1）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法 　对调电源的正负极或对调磁极　。 （2）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 　减慢　。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用；线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关； （2）电动机转动的快慢与电流大小和磁场强弱有关。 【解答】解： （1）线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动可以改变电流的方向即对调电源的正负极或改变磁场方向，即对调磁极； （2）电动机转动的快慢与电流大小和磁场强弱有关； 合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动是，电阻增大，电流减小，电动机转动得减慢。 故答案为：（1）对调电源的正负极或对调磁极；（2）减慢。 【点评】此题主要考查了电动机的转速与什么因素有关，同时也考查了影响电动机转动方向的因素。 16．如图所示，电源电压不变，R1＝6Ω，R2＝4Ω。 （1）当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A，电路总电阻是　10　Ω，电源电压为　6　V。 （2）当开关S1、S2和S3都闭合时，电流表示数为1.5A，此时通过R1的电流是　1　A，10s内电流通过灯泡L做的功为　30　J。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）先根据开关的闭合和断开可以判定串并联，再根据两电阻串联后的总阻值等于两电阻之和即可求得总电阻，最后根据欧姆定律的变形公式U＝IR即可求解电源电压。 （2）先根据开关的闭合和断开可以判定串并联，再根据欧姆定律I＝即可求得通过R1的电流，根据并联电路中电流的特点即可求得通过灯泡的电流，最后根据W＝UIt即可求得10s内电流通过灯泡L做的功。 【解答】解：（1）当开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2组成串联电路， 则电路中的总电阻＝R1+R2＝6Ω+4Ω＝10Ω； 根据欧姆定律I＝即可得：U＝IR， 则U总＝I总•R总＝0.6A×10Ω＝6V。 （2）当开关S1、S2和S3都闭合时，R2短路，R1与L组成并联电路； 根据欧姆定律I＝可得：I1＝＝＝1A； 则通过L的电流为：IL＝I﹣I1＝1.5A﹣1A＝0.5A； 则WL＝UILt＝6V×0.5A×10s＝30J。 故答案为：（1）10，6．（2）1，30。 【点评】解决本题的关键是要根据开关的状态来判断各个电器是串联还是并联；判定串并后再根据串并电路的特点来解答。 17．光伏发电技术已走入寻常百姓家，其简化电路如图。 （1）太阳能板只为蓄电池充电时，应闭合控制开关 　S1　（填“S1”、“S2”或“S1和S2”），此时蓄电池内的能量转化是 　电能转化为化学能　。 （2）某用户的光伏发电板总功率为1800W，若每天有效光照时间为5h，刚好满足该用户一天用电量，则该用户每天的用电量是 　9　kW•h。 【答案】（1）S1；电能转化为化学能；（2）9。 【分析】（1）太阳能电池板为蓄电池充电时，太阳能电池是电源，蓄电池是用电器，据此分析； （2）已知总功率为1800W和发电时间，根据W＝Pt求出发电量，由题意可知，该用户每天的用电量等于发电板的发电量。 【解答】解：（1）太阳能电池板为蓄电池充电时，太阳能电池是电源，蓄电池是用电器，此时蓄电池内的能量转化是电能转化为化学能，所以应该闭合控制开关S1； （2）光伏发电板总功率为1800W，5h的发电量：W总＝P总t＝1800×10﹣3kW×5h＝9kW•h， 刚好满足该用户一天用电量，所以该用户每天的用电量是9kW•h。 故答案为：（1）S1；电能转化为化学能；（2）9。 【点评】本题考查蓄电池在电路中的作用、电路分析和电功率公式的运用，难度不大。 18．近十年，我国在电池领域取得了长足的进步，以手机电池为例，某公司不仅研制出5000mAh超大容量电池，还开发了“超级快充“技术，30分钟可把电池充达最大容量的76%，极大方便人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示： 电池名称 锂离子电池 电压 3.6V 容量 5000mAh （1）电池充满电储存的电能为 　64800　J。 （2）手机支持最大超级快充为“10V、6A”，假设充电效率为90%，选用“10V、6A”充电器将电池从零至充满需要的时间为 　1200　s。 【答案】64800；1200。 【分析】（1）根据W＝UIt得出电池充满电储存的电能； （2）已知充电效率为η＝90%，根据W耗＝得出充电器消耗的电能，根据P＝U′I′得出充电功率，根据W＝UIt可知选用“10V、6A”充电器将电池从零至充满需要的时间。 【解答】解： （1）电池充满电储存的电能为：W＝UIt＝3.6V×5000×10﹣3A×1×3600s＝64800J； （2）已知充电效率为η＝90%， 充电器消耗的电能为：W耗＝＝＝72000J， 充电功率P＝U′I′＝10V×6A＝60W， 根据W＝UIt可知选用“10V、6A”充电器将电池从零至充满需要的时间t′＝＝＝1200s。 故答案为：64800；1200。 【点评】本题考查电功和电能的计算，是一道基础题。 19．光伏发电技术已走入寻常百姓家，其简化电路如图。 （1）当太阳能电池板只为蓄电池充电时，应闭合控制开关 　S1　（填“S1”、“S2”或“S1和S2”）； （2）某用户的光伏发电板总功率为1600W，若每天有效光照时间为5h，刚好满足该用户一天用电量，则该用户每天的用电量是 　8　kW•h。 【答案】（1）S1；（2）8。 【分析】（1）太阳能电池板为蓄电池充电时，太阳能电池是电源，蓄电池是用电器，据此分析； （2）已知总功率为1600W和发电时间，根据W＝Pt求出发电量，由题意可知，该用户每天的用电量等于发电板的发电量。 【解答】解：（1）太阳能电池板为蓄电池充电时，太阳能电池是电源，蓄电池是用电器，所以应该闭合控制开关S1； （2）光伏发电板总功率为1600W，5h的发电量：W总＝P总t＝1600×10﹣3kW×5h＝8kW•h， 刚好满足该用户一天用电量，所以该用户每天的用电量是8kW•h。 故答案为：（1）S1；（2）8。 【点评】本题考查蓄电池在电路中的作用、电路分析和电功率公式的运用，难度不大。 20．图甲为升降机电路的部分原理图，电源电压恒为6V，R0为定值电阻，电压表量程为0～3V，压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。 （1）压敏电阻所受压力为0时，电压表示数为2V，此时电路工作10min电阻R0消耗的电能为 　24　J。 （2）在不改变电表量程的条件下，要增大压敏电阻的承压范围，可以适当 　减小　（填“增大”或“减小”）定值电阻R0的阻值。 【答案】（1）24；（2）减小。 【分析】（1）由图乙可知压力为0时压敏电阻R1的阻值；根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出通过R0的电流；利用W＝UIt计算出电路工作10min电阻R0消耗的电能； （2）由图乙可知，压敏电阻所受压力越大时，压敏电阻的阻值越小，电路总电阻越小，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化，进一步得出不改变电表的条件下增大压敏电阻承压范围的方法。 【解答】解： （1）由图乙可知，当压敏电阻所受压力为0时，压敏电阻的阻值R1＝200Ω； 由图甲可知，两电阻串联，电压表测定值电阻R0两端的电压， 由题知，压敏电阻所受压力为0时，电压表示数为2V， 根据串联电路的电压规律可知，此时压敏电阻R1两端的电压： U1＝U﹣U0＝6V﹣2V＝4V， 电路中的电流：I＝I0＝I1＝＝＝0.02A； 电路工作10min电阻R0消耗的电能：W0＝U0I0t＝2V×0.02A×10×60s＝24J； （2）由图乙可知，压敏电阻所受压力越大时，压敏电阻的阻值越小，电路总电阻越小，由I＝可知，电源电压不变时，电路总电流越大，定值电阻两端电压越大，要增大压敏电阻的承压范围，而不改变电表量程的条件下，可以适当减小定值电阻阻值。 故答案为：（1）24；（2）减小。 【点评】本题考查了串联电路的特点、电功的计算以及欧姆定律的应用，能从图象中得出有用的信息是关键。 21．为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品，通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。 样品电阻值/Ω 垃圾类别 小于10 金属 10—30 餐厨 大于30 其他 （1）机器人从某块垃圾上取样检测时，检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。 （2）该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为多少？ （3）机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米，放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功？ 【答案】（1）第一个垃圾桶； （2）检测电路消耗的电能为0.015J； （3）所做的总功为0.7J。 【分析】（1）由图可知，定值电阻R和探针串联，电压表测量定值电阻R两端的电压， 根据串联电路的电压特点求出样品两端的电压，根据电压表示数和定值电阻的阻值求出电路中的电流，根据欧姆定律求出样品的电阻，根据表格中的数据判断出垃圾的类别，进而判断出需要放入哪个垃圾桶中； （2）根据W＝UIt求出消耗的电能； （3）根据W＝Gh求出机器人所做的功。 【解答】解：（1）由图可知，定值电阻R和探针串联，电压表测量定值电阻R两端的电压， 样品两端的电压为： U'＝U﹣UV＝1.5V﹣1V＝0.5V； 电路中的电流为： I＝＝＝0.1A； 根据欧姆定律可知，样品的电阻为： R样品＝＝＝5Ω； 根据表格中的数据可知，垃圾的类别为金属，需要放入第一个垃圾桶中； （2）该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为： W＝UIt＝1.5V×0.1A×0.1s＝0.015J； （3）机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后所做的功为： W'＝Gh＝1N×0.7m＝0.7J； 水平移动3米的过程中，力的方向是竖直向上的，移动的距离在水平方向上，所以机器人不做功，故所做的总功为W'＝0.7J。 答：（1）第一个垃圾桶； （2）检测电路消耗的电能为0.015J； （3）所做的总功为0.7J。 【点评】本题考查了欧姆定律的应用、功的计算，明确公式的应用是解题的关键。 22．如图甲为某家用电饭锅内部电路简化示意图。S是电源开关，S1是自动温控开关，R1、R2是定值电阻，用该电饭锅在220V的电压下煮饭30min过程中，工作电流随时间变化的图像如图乙所示，求： （1）R2的阻值； （2）电饭锅工作30min消耗的电能。 【答案】（1）R2的阻值为176Ω； （2）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为9.24×105J。 【分析】（1）由甲图可知，当自动开关S闭合，S1接a时，两电阻串联，此时电路的总电阻最大，电流最小；S1接b时，电路为R1的简单电路，此时电路的总电阻最小，电流最大。 由图乙可知电路的最大电流和最小电流，根据欧姆定律求得R1的阻值和两电阻串联时的总电阻；根据串联电路的电阻规律求得R2的阻值； （3）根据W＝UIt计算电饭锅工作30min消耗的电能 【解答】解：（1）由甲图可知，当自动开关S闭合，S1接a时，两电阻串联，此时电路的总电阻最大，电流最小；S1接b时，电路为R1的简单电路，此时电路的总电阻最小，电流最大。 R1的阻值为：R1＝＝＝44Ω， R1和R2串联的总电阻：R＝＝＝220Ω， R2的阻值为：R2＝R﹣R1＝220Ω﹣44Ω＝176； （3）该电饭锅此次工作30分钟过程中，加热时间为10min，保温时间为20min， 电饭锅工作30分钟消耗的电能为： W总＝UI1t加+UI2t保＝220V×5A×10×60s+220V×1A×20×60s＝9.24×105J； 答：（1）R2的阻值为176Ω； （2）电饭锅工作30分钟消耗的电能为9.24×105J。 【点评】本题考查了欧姆定律的应用和电功的计算以及对用电器挡位的分析问题，有一定的难度。 23．图甲为某品牌电炖锅简化电路，控制电路电源电压恒为6伏，R0阻值100欧，热敏电阻R3的阻值随温度变化的关系如图乙所示，电脑控制板相当于开关，按下开关，控制电路接通电源。工作电路加热至热敏电阻R3温度达到100℃时，衔铁被吸下，工作电路转为保温状态。已知该电炖锅工作电路在220伏电压下的加热功率为1000瓦，保温功率为200瓦。电磁继电器线圈电阻忽略不计。请回答： （1）热敏电阻R3阻值随温度升高而 　减小　。 （2）控制电路衔铁被吸下的最小电流为 　0.04　安。 （3）电阻R2的阻值为多少？ （4）若电炖锅加热1小时，保温2小时，共消耗电能为多少千瓦时？ 【答案】（1）减小；（2）0.04；（3）电阻R2的阻值为193.6Ω；（4）消耗电能为1.4kW•h。 【分析】（1）根据图乙可知热敏电阻R3阻值随温度变化规律； （2）热敏电阻R3温度达到100℃时，衔铁被吸下，由图乙可知此时热敏电阻R3的阻值，根据串联电路电阻规律和欧姆定律可求出此时电路中的电流； （3）在工作电路中，衔铁未被吸下，工作电路转为加热状态，此时为R1的简单电路，根据P＝可求出R1的电阻；衔铁被吸下，工作电路转为保温状态，此时R1与R2串联，根据P＝和串联电路电阻规律可求出电阻R2的阻值； （4）根据W＝Pt求出电炖锅加热1小时和保温2小时，二者之和即为这次共消耗了的电能。 【解答】解：（1）由图乙可知热敏电阻R3阻值随温度升高而减小； （2）热敏电阻R3温度达到100℃时，衔铁被吸下，由图乙可知此时热敏电阻R3的阻值为50Ω， 此时控制电路中的总电阻为：R＝R0+R3＝100Ω+50Ω＝150Ω， 所以控制电路衔铁被吸下的最小电流为：I＝＝＝0.04A； （3）在工作电路中，衔铁未被吸下，工作电路转为加热状态，此时为R1的简单电路， 则R1的电阻为：R1＝＝＝48.4Ω； 衔铁被吸下，工作电路转为保温状态，此时R1与R2串联， 此时电路中的总电阻为：R'＝＝＝242Ω， 所以电阻R2的阻值为：R2＝R'﹣R1＝242Ω﹣48.4Ω＝193.6Ω； （4）电炖锅加热1小时消耗的电能： W1＝P加t1＝1kW×1h＝1kW•h， 电炖锅保温2小时消耗的电能： W2＝P保t2＝0.2kW×2h＝0.4kW•h， 则这次炖煮共消耗了的电能： W＝W1+W2＝1kW•h+0.4kW•h＝1.4kW•h。 故答案为：（1）减小；（2）0.04；（3）电阻R2的阻值为193.6Ω；（4）消耗电能为1.4kW•h。 【点评】本题为电热综合题，考查电功率公式、电功公式及串联电路规律的运用，关键是从题中获取有效的信息。 24．如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求： （1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流。 （2）R2的阻值。 （3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。 【答案】（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流为0.3A； （2）R2的阻值为20Ω； （3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功为72J。 【分析】（1）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路的特点可知，两电阻并联时通过R1的电流，根据并联电路的电流特点求出开关S、S1都闭合时，通过R2的电流； （2）根据并联电路的电压特点可知两电阻并联时两端R2的电压，根据欧姆定律求出R2的阻值； （3）根据W＝UIt求出开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。 【解答】解：（1）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流， 由并联电路的电压特点可知，两电阻并联时R1两端的电压与电路为R1的简单电路时R1两端的电压相等，由欧姆定律可知，两电阻并联时通过R1的电流与电路为R1的简单电路时通过R1的电流相等，即I1＝0.2A， 由并联电路的电流特点可知，开关S、S1都闭合时，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A； （2）由并联电路的电压特点可知，两电阻并联时，两端R2的电压：U2＝U1＝U＝6V， 由欧姆定律可知，R2的阻值：R2＝＝＝20Ω； （3）开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功：W1＝U1I1t＝6V×0.2A×1×60s＝72J。 答：（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流为0.3A； （2）R2的阻值为20Ω； （3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功为72J。 【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律和电功公式的应用，难度不大。 25．如图甲所示为新型电饭锅，其简化的部分电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝（R2未画出），S是自动控制开关，自动控制开关向上与触点a，b接通，向下仅与触点c接通；煮饭过程中，通过自动控制开关不断交替改变这样的接通方式，从而使饭得到最佳的口感和营养；如图丙所示为这个电饭锅在某次煮饭全过程中电功率随时间的变化图象。 （1）电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能。 （2）请你用两种不同的方法补全电路（画在答题卡上），并求出其中一种电路的R1和R2的阻值。 【答案】（1）电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能为0.275kW•h； （2）如图：第一种电路中R1和R2的阻值分别为73.3Ω、36.7Ω，第二种电路中R1和R2的阻值分别为110Ω、220Ω。 【分析】（1）根据W＝Pt可知电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能； （2）可按照两电阻串联和并联两种方式连接电路，据此得出电路图；结合串并联电路的特点及P＝可分别得出两电阻的阻值。 【解答】（1）根据W＝Pt可知电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能W＝W1+W2＝P1t1+P2t2＝kW×0.25h+kW×0.25h＝0.275kW•h； （2）可按照两电阻串联和并联两种方式连接电路，如图： 按第一种计算： 当S与a，b接通，此时R2短路，功率较大为660W， 根据P＝可知R1＝＝≈73.3Ω， 当S与c接通，此时R1和R2串联，功率为440W， 根据P＝可知R总＝＝＝110Ω， 根据电阻串联的特点可知R2＝R总﹣R1＝110Ω﹣73.3Ω＝36.7Ω， 故R1＝73.3Ω，R2＝36.7Ω， 按第二种计算： 当S与c接通，只有R1工作，功率为440W， 根据P＝可知R1＝＝＝110Ω， 当S与a，b接通，R1，R2并联，总功率为660W，可得R2功率P2＝660W﹣440W＝220W， 根据P＝可知R2＝＝＝220Ω， 故R1＝110Ω，R2＝220Ω。 答：（1）电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能为0.275kW•h； （2）如图：第一种电路中R1和R2的阻值分别为73.3Ω、36.7Ω，第二种电路中R1和R2的阻值分别为110Ω、220Ω。 【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的综合应用，有一定难度。 26．梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%﹣60%，小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示。R0为1000Ω的定值电阻，电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当指针所指湿度对应电流表示数为2mA时。 （1）求3min内电路消耗的电能。 （2）求电阻R的阻值。 （3）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。 【答案】（1）3min内电路消耗的电能为2.16J （2）电阻R的阻值为2000Ω； （3）此时的空气湿度为50%，人体感觉舒服。 【分析】（1）由图甲可知，R0、R串联，电流表测量电路中的电流；当指针所指湿度对应电流表示数为2mA时，根据W＝UIt求出3min内电路消耗的电能； （2）根据欧姆定律求出此时电路中的总电阻，根据串联电路的电阻特点求电阻R的阻值； （3）由图乙可知此时的空气湿度；根据题意可知人体感觉是否舒适。 【解答】解：（1）由图甲可知，R0、R串联，电流表测量电路中的电流， 当指针所指湿度对应电流表示数为2mA时，3min内电路消耗的电能：W＝UIt＝6V×2×10﹣3A×3×60s＝2.16J； （2）由I＝可知，电路中的总电阻：R总＝＝＝3000Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，电阻R的阻值：R＝R总﹣R0＝3000Ω﹣1000Ω＝2000Ω； （3）由图乙可知，当湿敏定值的阻值为2000Ω时，空气的湿度为50%， 根据题意可知，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%﹣60%，所以此时的空气湿度人体感觉舒适。 答：（1）3min内电路消耗的电能为2.16J （2）电阻R的阻值为2000Ω； （3）此时的空气湿度为50%，人体感觉舒服。 【点评】本题考查电功的计算、欧姆定律的应用以及串联电路的特点，能从图中获取相关信息是解题的关键。 27．图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温挡自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。 完成下列问题： （1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？ （2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？ （3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？ 【答案】（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为2A； （2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为110Ω、495Ω； （3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗3.6×105J电能。 【分析】（1）已知额定电压和额定功率，应用功率公式P＝UI的变形公式可以求出正常工作电流； （2）由电路图可知，开关S、S1闭合时，电路为R0的简单电路，电加热器处于加热状态，根据P＝UI＝求出R0的阻值；当开关S闭合、S1断开时，R1与R0串联，电加热器处于保温状态，根据P＝UI＝求出电路的总电阻，利用电阻的串联求出电阻R1的阻值； （3）根据P＝求出电热器正常工作30分钟消耗的电能。 【解答】解：（1）加热状态下通过毛巾架的电流为I加热＝＝＝2A； （2）由电路图可知，开关S、S1闭合时，电路为R0的简单电路，电加热器处于加热状态， 所以由P＝UI＝可得，R0的阻值： R0＝＝＝110Ω， 当开关S闭合、S1断开时，R1与R0串联，电加热器处于保温状态， 此时电路的总电阻： R＝＝＝605Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电阻R1的阻值： R1＝R﹣R0＝605Ω﹣110Ω＝495Ω。 （3）由P＝可得，该电热水器正常工作30分钟消耗的电能： W＝Pt＝440W×10×60s+80W×（30﹣10）×60s ＝3.6×105J。 答：（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为2A； （2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为110Ω、495Ω； （3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗3.6×105J电能。 【点评】本题考查了电阻的串联和电功率公式的灵活应用，从图象中获取有用的信息是关键。 28．如图所示，电源电压恒定不变，R是定值电阻，电灯L标有“6V 3W”字样。当只闭合S时，电流表的示数为0.6A；再闭合S1时，电流表的示数增大了0.5A。求： （1）电灯L的额定电流。 （2）电源电压。 （3）开关都闭合后，通电5min电路消耗的电能。 【答案】（1）电灯L的额定电流为0.5A。 （2）电源电压为6V。 （3）开关都闭合后，通电5min电路消耗的电能为1980J。 【分析】（1）由P＝UI可得电灯L的额定电流； （2）当只闭合S时，电路为R的简单电路，电流表测通过R的电流； 再闭合S1时，R与L并联，电流表测干路电流，电流表的示数增大了0.5A，由并联电路的特点可知通过灯泡的电流为0.5A，等于灯泡的额定电流，故灯泡正常发光，根据并联电路的电压特点可知电源电压； （3）开关都闭合后，根据I＝IR+IL得出干路电流，根据W＝UIt得出通电5min电路消耗的电能。 【解答】解：（1）由P＝UI可得，电灯L的额定电流：IL＝＝＝0.5A； （2）当只闭合S时，电路为R的简单电路，电流表测通过R的电流； 再闭合S1时，R与L并联，电流表测干路电流，电流表的示数增大了0.5A，由并联电路的特点可知通过灯泡的电流为0.5A，等于灯泡的额定电流，故灯泡正常发光，根据并联电路的电压特点可知电源电压U＝UL＝6V； （3）开关都闭合后，干路电流I＝IR+IL＝0.6A+0.5A＝1.1A， 通电5min电路消耗的电能W＝UIt＝6V×1.1A×5×60s＝1980J。 答：（1）电灯L的额定电流为0.5A。 （2）电源电压为6V。 （3）开关都闭合后，通电5min电路消耗的电能为1980J。 【点评】本题考查了并联电路的特点、电功率和电能的计算，难度适中。 29．小金家买了一个家用电吹风，如图甲所示。其简化电路如图乙所示，部分技术参数如表格所示。请回答如下问题： 型号 SHZ2010﹣624 热风温度 50℃﹣75℃ 额定功率 热风挡：1000W 冷风挡：110W 额定电压 220V （1）当选择开关旋至AB处时，电吹风机处于 　吹热风　挡位； （2）当电吹风吹冷风时，电路通过的电流； （3）当电吹风吹热风时，正常工作5min消耗的电能是多少？ 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）电吹风处于吹热风状态，则电动机和电热丝应同时工作，此时功率最大； （2）当电吹风吹冷风状态时，只有电动机工作，根据P＝UI可求出电路通过的电流； （3）根据W＝Pt求出电吹风吹热风时，正常工作5min消耗的电能； 【解答】解：（1）读图可知，开关旋至AB处时，电热丝与电动机并联，此时功率最大，电吹风正常工作且处于吹热风状态； （2）由P＝UI得，电吹风吹冷风时，电路通过的电流I＝＝＝0.5A； （3）电吹风吹热风时，正常工作5min消耗的电能W＝P热t＝1000W×5×60s＝3×105J。 答：（1）吹热风； （2）当电吹风吹冷风时，电路通过的电流是0.5A； （3）当电吹风吹热风时，正常工作5min消耗的电能是3×105J。 【点评】本题考查电吹风的工作原理、消耗的电能、工作电流的计算，关键是能够从所提供的信息中找到有用的数据。 30．为了应对寒冷的天气，图甲是小明做作业时穿的电热靴。每一只靴的加热电路如图乙所示，电源电压恒定为6伏，S₂为可以旋转的挡旋开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），每只电热靴的低温挡功率为6瓦。电阻丝R1、R2规格相同且阻值保持不变，b为电阻丝R1的中点。 （1）由该电热靴工作电路图可知，当金属片拨至 　c　处为高温挡。 （2）电阻丝R1的阻值是多少？ （3）双减背景下，小明同学的作业时间平均每天减少了30分钟，若天气寒冷，他做作业时两只靴子同时打开中温挡，则一天可少消耗多少电能？ 【答案】（1）c； （2）电阻丝R1的阻值是3Ω； （3）一天可少消耗28800J电能。 【分析】（1）电源电压一定，由P＝可知，电路总电阻越大，总功率越小，由电路图可知，S1闭合、M接a时，R1与R2串联，当S1闭合、M接b时，R1与R2串联，当S1闭合、M接c时，电路为R2的简单电路，关键串联电路电阻规律判断电路电阻的大小，进一步判断对应的挡位； （2）R1、R2阻值相等，根据P＝可表示低温挡的功率，解方程可得电阻丝R1的阻值； （3）根据P＝计算中温挡的功率，根据W＝Pt计算他做作业时两只靴子同时打开中温挡，一天可少消耗的电能。 【解答】解：（1）电源电压一定，由P＝可知，电路总电阻越大，总功率越小， 串联电路总电阻等于各分电阻之和，由电路图可知，S1闭合、M接a时，R1与R2串联，电路中电阻最大，电热靴处于低温挡； 当S1闭合、M接b时，R1与R2串联，电热靴处于中温挡； 当S1闭合、M接c时，电路为R2的简单电路，电阻最小，电热靴处于高温挡； （2）R1、R2阻值相等，低温挡的功率：P低＝＝，即：＝6W，解得：R1＝3Ω； （3）中温挡的功率：P中＝＝＝8W， 他做作业时两只靴子同时打开中温挡，一天可少消耗的电能：W＝2P中t＝2×8W×30×60s＝28800J。 答：（1）c； （2）电阻丝R1的阻值是3Ω； （3）一天可少消耗28800J电能。 【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用，会判断电热靴不同挡位时电路的连接方式是关键。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$