内容正文:
专题12 电能 能量守恒定律
考点01:电路中的能量转化
1.(2023·江苏)我们在使用电炉加热食物的时候,往往会发现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不是那么热,导致这种情况的原因是( )
A.电炉丝的电阻小,发热功率低 B.导线的电阻小,发热功率低
C.通过电炉丝的电流大 D.通过导线的电流大
【答案】B
【详解】由于导线的电阻较小,电炉丝的电阻非常大,串联电路中,电流处处相等,根据
电阻越大,发热功率越大,所以出现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不是那么热,B正确,ACD错误。
故选B。
2.(2023·江苏)冬天人们喜欢用电热毯来取暖。现有一个家庭使用电热毯的电阻的阻值是550Ω,正常接在家庭电路中使用的时候,电热毯在10s内产生的热量为( )
A.600J B.720J C.880J D.1 200J
【答案】C
【详解】电热毯为纯电阻电路,根据焦耳定律有
故选C。
3.(2023·江苏)某家庭使用的智能电饭煲,其铭牌如图所示。假如用此电饭煲煮饭时,均在额定功率下工作30min,则该电饭煲煮饭时消耗的电能数量级为( )
豪华微电脑电饭煲
货号:FC307B
型号:MB-FC307B
额定容量:3.0L
稳定电压:220V~/50Hz
额定功率:640W
A.102 B.104 C.106 D.108
【答案】C
【详解】根据题意,由公式可得,该电饭煲煮饭时消耗电能为
故选C。
4.(2023·江苏)某电阻的阻值为5Ω,通过的电流为2A,则它在10s内产生的热量为( )
A.100J B.200J C.10J D.20J
【答案】B
【详解】根据Q=I2Rt,代入数据解得
故选B。
5.(2023·江苏)下面各种电器的工作原理中,主要利用电流的热效应的是( )
A.电风扇 B.微波炉 C.电热水壶 D.电视机
【答案】C
【详解】ABD.电风扇、微波炉、电视机全是非纯电阻用电器,电能没有全部转化成焦耳热,不是主要利用电流热效应工作的,ABD错误。
C.电热水壶是利用电流的热效应工作的,C正确。
故选C。
6.(2021·江苏)将两个电阻串联,在相同时间里它们产生的电热关系有( )
A.阻值大的产生电热多 B.阻值小的产生电热多
C.产生的电热一样多 D.无法判断
【答案】A
【详解】两个电阻串联,则电流大小相等,根据
可知在相同时间里阻值大的产生电热多,故A正确,BCD错误。
故选A。
7.(2021·江苏)一台正在打扫房间卫生的扫地机器人,工作电压为,工作电流为。在它打扫一分钟的时间里,电流做的功为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】它打扫一分钟的时间里,电流做的功为
故选D。
8.(2021·江苏)下列家用电器中把电能主要转化为内能的是( )
A.电风扇 B.电熨斗 C.洗衣机 D.电动玩具车
【答案】B
【详解】ACD.电风扇、洗衣机、电动玩具车内部都有电动机,是非纯电阻电路,电能主要转化成机械能,电熨斗是纯电阻电路,电能转化成内能,故B正确,ACD错误。
故选B。
9.(2021·江苏)如图所示,是某电热水器的铭牌,其正常工作时的电流约为( )
型号
EWH-80B
额定功率
1500W
额定电压
220V
容量
80L
外形尺寸
842×463×415
A.5A B.7A C.10A D.15A
【答案】B
【详解】电热水器的额定电压为U=220V,额定功率为P=1500W,根据P=IU
可知正常工作时电流为
故选B。
10.(2020·江苏)电炉通电以后,电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么热,原因是
A.通过电炉丝的电流大
B.通过导线的电流大
C.电炉丝的电阻小,发热功率小
D.导线的电阻小,发热功率小
【答案】D
【详解】电炉丝和导线串联,两者电流相同,电炉丝的电阻大于导线,由可知,即导线发热功率小于电阻丝,D正确;
故选D。
考点02:闭合电路的欧姆定律
1.(2023·江苏)电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示的电路。已知电源的电动势,内阻。当电阻箱接入电路的阻值时,电压表的示数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据闭合电路欧姆定律可得,解得
故选C。
2.(2022·江苏)如图所示的电路中,电源电动势E为3V、内阻r为1Ω,定值电阻R为5Ω,则当开关闭合时,理想电流表的示数为( )
A.0.5A B.1.0A C.1.5A D.2.0A
【答案】A
【详解】根据闭合电路欧姆定律得
故选A。
3.(2023·江苏)如图所示,若滑动变阻器的滑片P向C端移动时,小灯泡变亮,那么应将N接( )
A.B接线柱 B.C接线柱 C.D接线柱 D.以上都可以
【答案】B
【详解】根据题意可知,小灯泡变亮表明电路中的电流增大,滑动变阻器接入电路中的电阻值减小,长度变短,而滑动变阻器连入电路的电阻由下面的接线柱决定,只有N接C才能满足题意。
故选B。
4.(2023·江苏)某同学在测电源的电动势和内阻时,根据实验记录数据画出如图所示的U-I图像,下列关于这个图像的说法中正确的是( )
A.可得待测电源的电动势,即E=0.40 V
B.由横轴截距得短路电流,即I短 =0.4 A
C.根据,计算出待测电源内阻为3.5 Ω
D.当U=1.20 V时,I′=0.2 A
【答案】D
【详解】A.由公式
可知图像的纵截距即电动势E=1.40 V
故A错误;
B.电源短路时,路端电压U=0,当I=0.4 A时,U=1.00 V,故0.4A不是短路电流,I短≠0.4 A,故B错误;
C.电源的内阻等于图像斜率的绝对值
故C错误;
D.由图像可知,当U=1.20 V时,由几何关系可知 I′=0.2 A,故D正确。
故选D。
5.(2023·江苏)若用E表示电源电动势,U表示路端电压,U内表示内电压,R表示外电路的总电阻,r表示电源的内阻,I表示总电流,则下列各式中正确的是 ( )
A.U=IR B.U=E+IR
C. D.U内=IR
【答案】A
【详解】根据闭合电路欧姆定律,可知,
故选A。
6.(2021·江苏)2021年6月17日“神舟十二号”载人飞船与“天和”核心舱成功对接.“神舟十二号”的电力系统主要由太阳电池翼和储能电池构成,太阳电池翼能将太阳能转化为电能供飞船使用.有一太阳能电池板,测得它的断路电压为800mV,短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是( )
A.0.1V B.0.2V C.0.3V D.0.4V
【答案】D
【详解】电路断路时,路端电压等于电池电动势,所以电动势E=800mV,由闭合电路欧姆定律得短路电流I短=
所以电池内阻r==Ω=20Ω
该电池板与阻值为20Ω的电阻连成闭合电路时,电路中电流I==A=0.02A
所以路端电压U=IR=0.02×20V=0.4V
ABC错误,D项正确。
故选D。
7.(2021·江苏)如图所示,电源的电动势,内阻,定值电阻。电压表为理想电表,闭合开关后,电压表的示数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据闭合电路欧姆定律,故电压表示数
故选C。
8.(2019·江苏)如图所示,电源的内阻 r=2.0Ω,电阻 R=8.0Ω,开关闭合后,电流表示数 I=0.30A。则电源的电动势 E 及 1 分钟内电阻 R 产生的焦耳热 Q 分别为
A.2.4V,0.72J
B.3V,5.4J
C.2.4V,54
D.3V,43.2J
【答案】D
【详解】开关闭合后,根据闭合电路欧姆定律得电源的电动势E=I(R+r)=0.30×(8.0+2.0)V=3.0V
在t=60s时间内,电阻R产生的焦耳热 Q=I2Rt=0.302×8.0×60J=43.2J
故选D。
9.(2023·江苏)某同学在“测电源电动势和内电阻”的实验中根据电压表和电流表测量的数据绘制的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.电源的内阻大小为
B.电源的电动势大小为
C.电压表示数为0时电流示数为
D.电源电动势随电流的增大而减小
【答案】B
【详解】AB.由闭合电路欧姆定律,可得
结合U-I图像,可知电源的电动势大小为图线的纵轴截距,即
电源的内阻大小为图线斜率的绝对值,即
故A错误;B正确;
C.由A选项分析可知,依题意,电压表示数为0时电流示数为
故C错误;
D.电源电动势是电源自身的属性,由电源决定,与电路中通过的电流大小无关。故D错误。
故选B。
10.(2023·江苏)如图所示,电源的电动势、内阻,电阻,当开关S闭合后,电路中的电流是 A。
【答案】0.5
【详解】由闭合回路欧姆定律可得,电路中的电流为
11.(2021·江苏)如图所示电路中,电源电动势,内阻,电阻。不计电压表对电路的影响,请根据以上信息回答问题。
(1)外电路的总电阻为 ,通过电源的电流为 。
(2)图中电压表的读数为 ,电阻消耗的功率是 。
【答案】
【详解】(1)外电路的总电阻为电阻与并联的阻值,即为
根据闭合电路欧姆定律得通过电源的电流
(2)图中电压表的读数为
电阻消耗的功率为
12.(2023·江苏)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像,电源的电动势为 V。
【答案】6.0
【详解】由闭合电路欧姆定律,当时,,即图线与纵轴交点表示断路状态,故电动势
13.(2023·江苏)如图所示的电路中,电源的电动势为5V、内阻为1Ω,定值电阻的阻值为9Ω,电流表和电压表均是理想电表。则开关S闭合后,电流表的示数为 A。
【答案】0.5
【详解】根据闭合电路的欧姆定律可知
电流表的示数为0.5A。
14.(2023·江苏)如图所示电路中,闭合开关S后,增大滑动变阻器R的阻值,则电流表A的读数将 (选填“变大”或“变小”)。
【答案】变小
【详解】增大滑动变阻器R的阻值,整个回路总电阻变大,根据闭合电路的欧姆定律,总电流变小。
15.(2017·江苏)如图所示电路中,闭合开关S后,增大滑动变阻器R的阻值,则电流表A的读数将 (填“变大”或“变小”),电阻R0消耗的功率将 (填“变大”或“变小”)。
【答案】变小 变小
【详解】闭合开关S后,增大滑动变阻器R的阻值,则电路的电阻增大,根据欧姆定律
电流I变小,则电流表A的读数将变小。根据功率公式可得P=I2R0,电流I减小,电阻R0不变,则R0消耗的功率将变小。
考点03:能源与可持续发展
1.(2019·江苏)PM2.5主要来自化石燃料的燃烧以及生活物质、垃圾的焚烧,为了控制污染,要求我们节约及高效利用资源。关于能源和能量,下列说法正确的是( )
A.自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用
B.能量被使用后就消灭了,所以要节约资源
C.人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源
D.能量利用的品质降低说明自然界的能量正在不断减少
【答案】C
【详解】A.煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源,但不能短期内从自然界得到补充,是不可再生能源,选项A错误;
B.能量被使用后转化为其他形式的能,能量并没有消失,选项B错误;
C.太阳能和风能,包括水能等都是可再生能源且为清洁能源,应该大力开发,选项C正确;
D.能量虽然守恒,但有些能量使用以后不可能再被利用,所以要节约资源,但能量是不会减少,也不会被消灭掉的,只是形式发生转变,选项D错误。
故选C。
2.(2021·江苏)2021年8月23日至8月29日是全国节能宣传周,今年的主题是“节能降碳,绿色发展”,下面的发电方式不符合这一主题的是( )
A.火力发电 B.风能发电 C.水能发电 D.太阳能发电
【答案】A
【详解】A.火力发电属于燃烧发电,不符合节能降碳,绿色发展的主题,故A正确;
BCD.风能发电、水能发电和太阳能发电都不属于燃烧发电,符合节能降碳,绿色发展的主题,故BCD错误。
故选A。
3.(2021·江苏)关于能源和能量,下列说法中正确的是( )
A.自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用
B.能量被使用后就消灭了,所以要节约资源
C.人类应多开发与利用太阳能、风能等新资源
D.能量耗散说明自然界的能量正在不断减少
【答案】C
【详解】A.自然界的石油、煤炭等资源属于不可再生资源,不可供人类永久使用,故A错误;
B.能量被使用后并没有被消灭,只是从一个物体转移到另一个物体或者从一种形式转化为另一种形式,故B错误;
C.为了减少对环境的污染及破坏,人类应多开发与利用太阳能、风能等新资源,故C正确;
D.自然界的能量保持不变,能量耗散只是说明能量可被利用的品质降低了,故D错误。
故选C。
4.(2019·江苏)下列家用电器中把电能主要转化为内能的是
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】电风扇、洗衣机、吸尘器都是将电能转化为机械能,电饭锅是将电能转化为内能,故B正确,ACD错误;
故选B。
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专题12 电能 能量守恒定律
考点01:电路中的能量转化
1.(2023·江苏)我们在使用电炉加热食物的时候,往往会发现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不是那么热,导致这种情况的原因是( )
A.电炉丝的电阻小,发热功率低 B.导线的电阻小,发热功率低
C.通过电炉丝的电流大 D.通过导线的电流大
2.(2023·江苏)冬天人们喜欢用电热毯来取暖。现有一个家庭使用电热毯的电阻的阻值是550Ω,正常接在家庭电路中使用的时候,电热毯在10s内产生的热量为( )
A.600J B.720J C.880J D.1 200J
3.(2023·江苏)某家庭使用的智能电饭煲,其铭牌如图所示。假如用此电饭煲煮饭时,均在额定功率下工作30min,则该电饭煲煮饭时消耗的电能数量级为( )
豪华微电脑电饭煲
货号:FC307B
型号:MB-FC307B
额定容量:3.0L
稳定电压:220V~/50Hz
额定功率:640W
A.102 B.104 C.106 D.108
4.(2023·江苏)某电阻的阻值为5Ω,通过的电流为2A,则它在10s内产生的热量为( )
A.100J B.200J C.10J D.20J
5.(2023·江苏)下面各种电器的工作原理中,主要利用电流的热效应的是( )
A.电风扇 B.微波炉 C.电热水壶 D.电视机
6.(2021·江苏)将两个电阻串联,在相同时间里它们产生的电热关系有( )
A.阻值大的产生电热多 B.阻值小的产生电热多
C.产生的电热一样多 D.无法判断
7.(2021·江苏)一台正在打扫房间卫生的扫地机器人,工作电压为,工作电流为。在它打扫一分钟的时间里,电流做的功为( )
A. B. C. D.
8.(2021·江苏)下列家用电器中把电能主要转化为内能的是( )
A.电风扇 B.电熨斗 C.洗衣机 D.电动玩具车
9.(2021·江苏)如图所示,是某电热水器的铭牌,其正常工作时的电流约为( )
型号
EWH-80B
额定功率
1500W
额定电压
220V
容量
80L
外形尺寸
842×463×415
A.5A B.7A C.10A D.15A
10.(2020·江苏)电炉通电以后,电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么热,原因是
A.通过电炉丝的电流大
B.通过导线的电流大
C.电炉丝的电阻小,发热功率小
D.导线的电阻小,发热功率小
考点02:闭合电路的欧姆定律
1.(2023·江苏)电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示的电路。已知电源的电动势,内阻。当电阻箱接入电路的阻值时,电压表的示数为( )
A. B. C. D.
2.(2022·江苏)如图所示的电路中,电源电动势E为3V、内阻r为1Ω,定值电阻R为5Ω,则当开关闭合时,理想电流表的示数为( )
A.0.5A B.1.0A C.1.5A D.2.0A
3.(2023·江苏)如图所示,若滑动变阻器的滑片P向C端移动时,小灯泡变亮,那么应将N接( )
A.B接线柱 B.C接线柱 C.D接线柱 D.以上都可以
4.(2023·江苏)某同学在测电源的电动势和内阻时,根据实验记录数据画出如图所示的U-I图像,下列关于这个图像的说法中正确的是( )
A.可得待测电源的电动势,即E=0.40 V
B.由横轴截距得短路电流,即I短 =0.4 A
C.根据,计算出待测电源内阻为3.5 Ω
D.当U=1.20 V时,I′=0.2 A
5.(2023·江苏)若用E表示电源电动势,U表示路端电压,U内表示内电压,R表示外电路的总电阻,r表示电源的内阻,I表示总电流,则下列各式中正确的是 ( )
A.U=IR B.U=E+IR
C. D.U内=IR
6.(2021·江苏)2021年6月17日“神舟十二号”载人飞船与“天和”核心舱成功对接.“神舟十二号”的电力系统主要由太阳电池翼和储能电池构成,太阳电池翼能将太阳能转化为电能供飞船使用.有一太阳能电池板,测得它的断路电压为800mV,短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是( )
A.0.1V B.0.2V C.0.3V D.0.4V
7.(2021·江苏)如图所示,电源的电动势,内阻,定值电阻。电压表为理想电表,闭合开关后,电压表的示数为( )
A. B. C. D.
8.(2019·江苏)如图所示,电源的内阻 r=2.0Ω,电阻 R=8.0Ω,开关闭合后,电流表示数 I=0.30A。则电源的电动势 E 及 1 分钟内电阻 R 产生的焦耳热 Q 分别为
A.2.4V,0.72J
B.3V,5.4J
C.2.4V,54
D.3V,43.2J
9.(2023·江苏)某同学在“测电源电动势和内电阻”的实验中根据电压表和电流表测量的数据绘制的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.电源的内阻大小为
B.电源的电动势大小为
C.电压表示数为0时电流示数为
D.电源电动势随电流的增大而减小
10.(2023·江苏)如图所示,电源的电动势、内阻,电阻,当开关S闭合后,电路中的电流是 A。
11.(2021·江苏)如图所示电路中,电源电动势,内阻,电阻。不计电压表对电路的影响,请根据以上信息回答问题。
(1)外电路的总电阻为 ,通过电源的电流为 。
(2)图中电压表的读数为 ,电阻消耗的功率是 。
12.(2023·江苏)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像,电源的电动势为 V。
13.(2023·江苏)如图所示的电路中,电源的电动势为5V、内阻为1Ω,定值电阻的阻值为9Ω,电流表和电压表均是理想电表。则开关S闭合后,电流表的示数为 A。
14.(2023·江苏)如图所示电路中,闭合开关S后,增大滑动变阻器R的阻值,则电流表A的读数将 (选填“变大”或“变小”)。
15.(2017·江苏)如图所示电路中,闭合开关S后,增大滑动变阻器R的阻值,则电流表A的读数将 (填“变大”或“变小”),电阻R0消耗的功率将 (填“变大”或“变小”)。
考点03:能源与可持续发展
1.(2019·江苏)PM2.5主要来自化石燃料的燃烧以及生活物质、垃圾的焚烧,为了控制污染,要求我们节约及高效利用资源。关于能源和能量,下列说法正确的是( )
A.自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用
B.能量被使用后就消灭了,所以要节约资源
C.人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源
D.能量利用的品质降低说明自然界的能量正在不断减少
2.(2021·江苏)2021年8月23日至8月29日是全国节能宣传周,今年的主题是“节能降碳,绿色发展”,下面的发电方式不符合这一主题的是( )
A.火力发电 B.风能发电 C.水能发电 D.太阳能发电
3.(2021·江苏)关于能源和能量,下列说法中正确的是( )
A.自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用
B.能量被使用后就消灭了,所以要节约资源
C.人类应多开发与利用太阳能、风能等新资源
D.能量耗散说明自然界的能量正在不断减少
4.(2019·江苏)下列家用电器中把电能主要转化为内能的是
A.B.C.D.
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