内容正文:
一、电功
目录
题型分组练 2
题型01 电能的概念 2
题型02 电能表 2
题型03 电功的概念 3
题型04 探究影响电功大小的因素 4
题型05 电功的公式及应用 5
创新拓展练 6
新题速递 8
题型分组练
题型01 电能的概念
1.用下述哪个物理量表示用电器消耗电能的多少?( )
A.电能 B.电阻 C.电压 D.电流
2. 下列物理量中,以科学家焦耳的名字作为单位的是( )
A.电流 B.电压 C.电阻 D.电功
3. 一年一度的春节联欢晚会是无数家庭新春夜的文化盛宴,2025春晚精彩纷呈,融合传统与科技,隐藏着许多有趣的物理知识。其中机器人扭秧歌的节目,简直让人眼前一亮!《秧BOT》中机器人快速奔跑运动时,电机驱动机器人,主要是将电能转化为( )
A.化学能 B.机械能 C.内能 D.光能
4.下列对能量转化的描述不正确的是( )
A.蓄电池充电:电能→化学能
B.电热水器烧水:电能→内能
C.电动机工作是机械能转化为电能
D.内燃机工作:化学能→内能→机械能
5.电能的发展促进了社会的进步,请你写出电能的两个单位: ;两者的换算关系为: 。
题型02 电能表
6. 如图所示,是小明家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数,由图可知,他家在该月消耗的电能为 kW•h, 如每度电0.5元,则小明家该月需付电费 元。
7. 如图所示是某家用电子式电能表的表盘,该电能表的工作电压是 V,表盘上显示已用电 kW·h,若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了32次,该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW·h。
8. 小明同学在家中拍到一张电能表照片,如图,他仔细观察照片后,得到下列结论,你认为正确的是( )
A.电能表的额定功率为2500W
B.电能表的允许的最大电流为5A
C.拍照片时,小明家已消耗的电能为9316kW·h
D.当转盘转过25圈,消耗电能3.6×104J
9. 如图是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗电能越快
C.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越多
D.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2kW
题型03 电功的概念
10. 电能转化为其他形式能的过程是 的过程,电流做了多少功,就消耗了多少_______,也就是有多少电能转化为其他形式的能。电功的计算公式W= ;电功的国际单位是 (J),常用单位是_________。
11. 某智能手机的锂电池上标有“3.7V 4200mA·h”字样。手机在充电过程中,手机电池相当于电路中的 (填“电源”或“用电器”), 充满电后电池储存的电能多少可用公式W= 计算。细心的小明发现电动汽车的充电线比手机的充电线要粗得多,这是因为材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越 。
12. 关于电功的认识,正确的是( )
A.电流通过导体所做功的多少取决于导体两端的电压、通过导体的电流和导体的电阻大小
B.电流做功的过程,实际上是把电能转化为机械能的过程
C.电功与做功时间长短无关
D.有多少电能发生了转化就说明电流做了多少功
题型04 探究影响电功大小的因素
13. 在“探究电功与哪些因素有关”的实验中,小华连接了如图所示的电路,以下说法中正确的是( )
A.该实验要选用两个规格相同的小灯泡
B.此电路探究的是电功与电压的关系
C.实验中,通过电压表的示数反映电功的大小
D.移动滑动变阻器的滑片从而改变电流,可以进一步探究电功与电流的关系
14. 在“探究影响电流做功多少的因素”活动中:
(1)实验中,通过比较 ,我们可以比较相同时间内电流做功的多少;
(2)同学们设计了甲、乙两个电路,图甲电路是为了研究电流做功与电压的关系,两灯L1和L2的规格应 (选填“相同”或“不相同”)。实验结论为 ;
(3)经过讨论,认为图乙电路存在一个缺陷,请你说说问题可能在哪里? 。
15. 在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时,如图是进行该探究的电路之一、
(1)可以根据 比较相同时间内电流做功的多少;
(2)由图示电路,可探究电流做功多少与 的关系;如图实验成功可得结论: ;
(3)小明根据电路图正确操作,验证了实验结论,在实验过程中可能出现的实验现象是 ;
A.电压越大的灯越亮 B.电压越大的灯越暗
C.电阻越大的灯越暗 D.滑动变阻器向某一方向滑动,一个灯变亮,一个灯变暗
(4)另一组的同学连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处:① ;② 。
16. 在探究“电流做功与哪些因素有关”的实验中,小明用小电动机通过细线将钩码吊起,如图所示。该实验中,可以根据 比较电流做功的多少。在某此实验时,电动机在5s内将重为10N的钩码匀速提升了0.4m,观察到此时电流表示数为0.2A,电压表示数为6V,在此过程中,电流做的功W1是 J;小电动机克服钩码重力所做的功W2是 J。W1与W2的大小关系是W1 W2(选填“>”、“=”或“<”)。
题型05 电功的公式及应用
17.某智能手机的锂电池上标有“3.7V 4200mA⋅h”字样,该手机搭配了超级快充功能,快充时保持充电电压3.7V不变,增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能,需要充电40min,此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近( )
A.节能灯 B.电风扇 C.电饭锅 D.电冰箱
18. 在图所示的电路中,电源两端电压为3V 且保持不变,电阻R1的阻值为5Ω。当开关S闭合后,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电压表的示数U1。
(2)电阻R2的阻值。
(3)电流在30s内通过电阻R2所做的功W2。
19.如图所示,电源电压不变,定值电阻R1阻值为10Ω,定值电阻R2阻值为20Ω。当开关S闭合后,电流表示数为1.2A。求:
(1)R1两端的电压;
(2)在20 s时间内,电流通过R2做的电功。
20. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端,电压表示数随滑动变阻器R2阻值变化的图像如图乙所示,则电源电压为 V,定值电阻R1的阻值为 Ω,滑片P在b端时,通电5s电流对R1做的功为 J。
创新拓展练
21. 如图是小英家的电能表表盘示意图,她断开其它用电器,只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min,发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电流的仪表 B.电能表允许通过的最大电流是10A
C.电能表表盘示数为10226kW•h D.电饭煲正常工作10min,消耗电能
22. 如图甲所示,用移动电源给手机充电过程中,手机电池相当于 (电源/用电器);图乙所示的手机充电线有三个插头,当用它同时为三部不同类型的手机充电,那么这三部手机的连接方式是 ;“充电五分钟,通话两小时!”这是现在很多手机都有的闪充功能。已知某手机配套的闪充充电器的充电电压为5V,充电电流为4A,手机的电池容量为3000mA⋅h,手机电池标有电压4V,则5min最多可以充入的电能为 J;如果要进一步提升充电速度,可以考虑提升充电器的充电电压或充电电流。若在不改变充电电流的情况下,要在30min内充满该手机电池,至少需要 V的充电电压。
23. 用两种不同的充电桩对同一辆纯电动汽车充电,相关数据如下表所示,不计充电过程中的能量损失。
充电桩
电池初始状态
充电电压/V
充电电流/A
充满电的时间/h
普通充电桩
相同
220
30
10
快充充电桩
300
200
用普通充电桩充满电,消耗的电能为 kW·h;如果用快充充电桩充满电,需要 h。
24. 如图所示,电源电压不变,电阻R1的阻值为10,当断开开关S2和S3,闭合开关S1时,电流表的示数为0.6A;当断开开关S3,闭合开关S1、S2时,电流表的示数为0.9A。求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值;
(3)当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,求1min内整个电路电流做的功。
25. 电功大小与电流、电压、通电时间都有关。用如图所示装置探究电功大小的影响因素,请回答以下问题:
(1)该装置可用来探究电功与 (选填“电压”或“电流”)的关系。因为两灯泡串联,控制了 相等这一条件。
(2)根据 ,我们可以比较相同时间内电流做功的多少。在实验中,两灯泡规格应 (选填“相同”或“不相同”)。
(3)实验中发现L1更亮且电压表V1示数更大,这说明在电流相同,通电时间相同时, 越大,电流做的功也就越多。
新题快递
26. 图是小明家上月月初和月末的电能表表盘示意图,表盘上“1600 imp/(kW·h)”表示用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的指示灯闪烁1600次.断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2 min,指示灯闪烁32次。下列选项正确的是( )
A.小明家干路中的电流不得超过10 A
B.小明家上月消耗的电能为911 kW·h
C.小明家使用的电饭锅消耗的电能为0.02 kW·h,合7.2×104 J
D.指示灯每小时闪烁1600次
27. 小红家新购了一辆电动汽车,下表为汽车的部分参数,其中电池容量指电池存储的最大电能,电池能量密度指电池存储的最大电能与电池的质量之比。
电池类型
电池容量/(kW·h)
电池能量密度/
(W·h·kg⁻¹)
快充电压/V
磷酸铁锂电池
80
160
800
(1)若该车以30m/s的速度做匀速直线运动,受到的阻力为400N,则受到的牵引力为 N,运动5min牵引力做的功为 J。
(2)该车的电池质量为 kg,充电时,它相当于电路中的 。使用快充功能充电0.5h电池存储的电能从电池容量的10%上升至80%,假设充电桩输出的电能全部转化为电池存储的电能,充电电流为 A。
28.如图所示是小丽设计的一个简易电子身高测量仪的示意图,电源电压为6V,定值电阻R0=20Ω,R是一只竖直固定放置的粗细均匀的硬电阻棒。其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比。电压表的示数与身高的关系如下表所示。
身高h/cm
160
165
170
175
180
电压表示数U/V
0
2
3
3.6
4
(1)电路的最大电流是多少A?
(2)当测量身高165cm时,滑动变阻器接入电路的电阻值多少?
(3)当身高为180cm时,10s内R0消耗的电能是多少J?
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
一、电功
目录
题型分组练 2
题型01 电能的概念 2
题型02 电能表 3
题型03 电功的概念 5
题型04 探究影响电功大小的因素 6
题型05 电功的公式及应用 9
创新拓展练 11
新题速递 14
题型分组练
题型01 电能的概念
1.用下述哪个物理量表示用电器消耗电能的多少?( )
A.电能 B.电阻 C.电压 D.电流
【答案】A
【详解】A.电能是表示用电器消耗电能多少的物理量,故A符合题意;
B.电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,故B不符合题意;
C.电压是表示导体电压大小的物理量,故C不符合题意;
D.电流是表示电流强弱(单位时间通过导体横截面积电量多少)的物理量,故D不符合题意。
故选A。
2. 下列物理量中,以科学家焦耳的名字作为单位的是( )
A.电流 B.电压 C.电阻 D.电功
【答案】D
【详解】A.电流的国际单位是安培(A),以法国物理学家安培的名字命名的,A不符题意;
B.电压的国际单位是伏特(V),以意大利物理学家伏特的名字命名的,故B不符题意;
C.电阻的国际单位是欧姆(Ω),以德国物理学家欧姆的名字命名的,故C不符题意;
D.电功的国际单位是焦耳(J),是以英国物理学家焦耳的名字命名的,故D符合题意。
故选D。
3. 一年一度的春节联欢晚会是无数家庭新春夜的文化盛宴,2025春晚精彩纷呈,融合传统与科技,隐藏着许多有趣的物理知识。其中机器人扭秧歌的节目,简直让人眼前一亮!《秧BOT》中机器人快速奔跑运动时,电机驱动机器人,主要是将电能转化为( )
A.化学能 B.机械能 C.内能 D.光能
【答案】B
【详解】机器人快速奔跑运动时,电机驱动机器人,电机消耗电能,获得机械能,因此其主要是将电能转化为机械能,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
4.下列对能量转化的描述不正确的是( )
A.蓄电池充电:电能→化学能
B.电热水器烧水:电能→内能
C.电动机工作是机械能转化为电能
D.内燃机工作:化学能→内能→机械能
【答案】C
【详解】A.给蓄电池充电时,蓄电池相当于用电器,将电能转化为化学能储存起来,故A正确,不符合题意;
B.电热水器烧水时,消耗电能,使水的内能增大,即是将电能转化为内能的过程,故B正确,不符合题意;
C.电动机工作过程中,消耗电能,获得机械能,故C错误,符合题意;
D.内燃机工作时,燃料燃烧将化学能转化为内能,内能再转化为机械能,故D正确,不符合题意。
故选C。
5.电能的发展促进了社会的进步,请你写出电能的两个单位: ;两者的换算关系为: 。
【答案】焦(J),千瓦时(kW·h),1kW·h=3.6×106J。
【详解】国际单位制中,电能的单位是J(焦耳),常用单位有kW·h(千瓦时),俗称“度”。两者的关系为:1kW·h=3.6×106J。
题型02 电能表
6. 如图所示,是小明家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数,由图可知,他家在该月消耗的电能为 kW•h, 如每度电0.5元,则小明家该月需付电费 元。
【答案】 90 45
【详解】电能表的读数方法:月末的减去月初的示数,最后一位是小数,由图可知他家在该月消耗的电能为:1377.6kW•h-1287.6 kW•h =90 kW•h;
他家需付电费为:0.5元/kW•h ×90 kW•h=45元。
7. 如图所示是某家用电子式电能表的表盘,该电能表的工作电压是 V,表盘上显示已用电 kW·h,若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了32次,该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW·h。
【答案】 220 5546.7 0.02
【详解】[1]电能表上“220V”,表示电能表的工作电压为220V。
[2]该表盘上显示数字为055467,因为最后一位是小数、单位是kW·h,所以显示已用电5546.7kW·h。
[3]1600imp/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能,指示灯闪烁1600次,指示灯闪烁32次,则该用电器在上述时间内消耗的电能为
8. 小明同学在家中拍到一张电能表照片,如图,他仔细观察照片后,得到下列结论,你认为正确的是( )
A.电能表的额定功率为2500W
B.电能表的允许的最大电流为5A
C.拍照片时,小明家已消耗的电能为9316kW·h
D.当转盘转过25圈,消耗电能3.6×104J
【答案】D
【详解】A.电能表工作时不消耗电能,没有额定功率,故A错误;
B.电能表的标定电流为5 A,10 A是电能表允许通过的最大电流,故B错误;
C.电能表的读为931.6kW·h,故C错误;
D.当转盘转过25圈,消耗电能为
故D正确。故选D。
9. 如图是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗电能越快
C.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越多
D.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2kW
【答案】C
【详解】A.由图知电能表允许通过的最大电流为40A,因此小英家干路中的电流不得超过40A,故A错误;
BC.1600imp/kW·h表示每消耗1kW·h的电能,指示灯闪烁1600次,电能表上指示灯闪烁的次数越多,则电路中消耗的电能越多,故C正确,B错误;
D.电能表上指示灯闪烁320次,消耗的电能为
故D错误。故选C。
题型03 电功的概念
10. 电能转化为其他形式能的过程是 的过程,电流做了多少功,就消耗了多少_______,也就是有多少电能转化为其他形式的能。电功的计算公式W= ;电功的国际单位是 (J),常用单位是_________。
【答案】 电流做功 电能 UIt 焦耳 千瓦时(kW·h)
【详解】用电器工作时要消耗电能,用电器消耗电能的过程其实就是电流做功的过程,用电器消耗电能的过程中将电能转化为其他形式的能,所以电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。
电流做功的多少与电路两端的电压、流过电路的电流和通电时间有关,用公式表示为W=UIt
电功的国际单位是焦耳(J),常用单位是千瓦时(kW·h)。
11. 某智能手机的锂电池上标有“3.7V 4200mA·h”字样。手机在充电过程中,手机电池相当于电路中的 (填“电源”或“用电器”), 充满电后电池储存的电能多少可用公式W= 计算。细心的小明发现电动汽车的充电线比手机的充电线要粗得多,这是因为材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越 。
【答案】 用电器 UIt 小
【详解】[1]手机在充电过程中,手机消耗电能,故手机电池相当于电路中的用电器。
[2]充满电后电池储存的电能,可以根据W=UIt计算存在的电能。
[3]根据电阻影响因素可知,材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小。
12. 关于电功的认识,正确的是( )
A.电流通过导体所做功的多少取决于导体两端的电压、通过导体的电流和导体的电阻大小
B.电流做功的过程,实际上是把电能转化为机械能的过程
C.电功与做功时间长短无关
D.有多少电能发生了转化就说明电流做了多少功
【答案】D
【详解】AC.由电功的公式W=UIt可知:电流通过导体所做功的多少取决于导体两端的电压、通过导体的电流和通电时间的长短,故AC错误;
BD.电流做功的过程,实际上是把电能转化为其他形式的能量的过程,有多少电能发生了转化就说明电流做了多少功,故B错误,D正确。故选D。
题型04 探究影响电功大小的因素
13. 在“探究电功与哪些因素有关”的实验中,小华连接了如图所示的电路,以下说法中正确的是( )
A.该实验要选用两个规格相同的小灯泡
B.此电路探究的是电功与电压的关系
C.实验中,通过电压表的示数反映电功的大小
D.移动滑动变阻器的滑片从而改变电流,可以进一步探究电功与电流的关系
【答案】B
【详解】由电路图可知,两灯泡与滑动变阻器串联,两电压表分别测两灯泡两端的电压;
A.两灯泡串联,因此通过两灯泡的电流相等,如果两灯泡的规格相同,那么两灯泡的两端电压相等,所用时间相同,这对研究的问题无意义。因此要探究电功与电压关系,必须改变电压,应选用不同规格的灯泡进行实验,可以控制灯泡的两端电压不同,便于问题的研究,故A错误;
B.因串联电路中各处的电流和通电时间相等,所以根据W=UIt可知,此电路可以探究电功与电压的关系,故B正确;
C.电压发生变化时,电路中电流也会发生变化,电压表示数不能反映电功的大小,故C错误;
D.实验时,要移动滑动变阻器是为了改变小灯泡的电流,同一个灯泡电流改变时,电压也会改变,不能控制电压相同,不能探究电功与电流的关系,故D错误。
故选B。
14. 在“探究影响电流做功多少的因素”活动中:
(1)实验中,通过比较 ,我们可以比较相同时间内电流做功的多少;
(2)同学们设计了甲、乙两个电路,图甲电路是为了研究电流做功与电压的关系,两灯L1和L2的规格应 (选填“相同”或“不相同”)。实验结论为 ;
(3)经过讨论,认为图乙电路存在一个缺陷,请你说说问题可能在哪里? 。
【答案】灯泡的亮度 不同 电流和通电时间相同时,电压越大电流所做的功越多 见解析
【详解】(1)灯泡越亮功率越大,在相同时间里消耗的电能越多,电流做功越多。所以我们可以通过灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少,应用了转换法。
(2)研究电流做功与电压的关系时,就应该控制电路中的电流和通电时间相同,而两灯泡两端的电压不同;研究电流做功与电流的关系时,就应该控制两灯泡两端的电压和通电时间相同,而通过两灯泡的电流不同,由甲图知道,电路中两只灯泡串联,控制了电流和通电时间相同,两灯泡规格不同时分得的电压不同,故能探究电流做功与电压的关系。实验中电压表示数越大,灯泡越亮,由此得出结论是:电流和通电时间一定时,电压越大,电流所做的功越多。
(3)由于干路上缺少滑动变阻器,无法进行多次测量,不能排除实验结论的偶然性。
15. 在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时,如图是进行该探究的电路之一、
(1)可以根据 比较相同时间内电流做功的多少;
(2)由图示电路,可探究电流做功多少与 的关系;如图实验成功可得结论: ;
(3)小明根据电路图正确操作,验证了实验结论,在实验过程中可能出现的实验现象是 ;
A.电压越大的灯越亮 B.电压越大的灯越暗
C.电阻越大的灯越暗 D.滑动变阻器向某一方向滑动,一个灯变亮,一个灯变暗
(4)另一组的同学连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处:① ;② 。
【答案】 灯泡的亮度 电压 在导体的电流和通电时间相同时,导体两端电压越大,电流做的功越多 A 连接电路开关未断开 滑动变阻器的滑片没有放在阻值最大处
【详解】(1)灯泡将电能转化为光能和热能,故可以根据灯泡的亮暗程度来比较相同时间内电流做功的多少。
(2)由电路图知道,两灯泡串联,流过灯泡的电流与通电时间均相等,故可探究电流做功多少与电压的关系。
根据电压大的灯比较亮,可以得出:在导体的电流和通电时间相同时,导体两端电压越大,电流做的功越多。
(3)因灯泡两端的实际电压越大,灯泡的实际功率越大,故可知支持该结论的实验现象是电压表示数大的灯泡更亮,滑动变阻器向某一方向滑动,电流同时变大或变小,因而电功率同时变大或变小,不可能一个灯变亮,一个灯变暗,故A正确,BCD错误。故选A。
(4)为了保护电路,在连接导线时,开关应断开,将滑动变阻器的阻值调到阻值最大处,由题意知道,连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,故实验中的两个操作不当之处为:①连接电路时开关未断开;②滑动变阻器未调到阻值最大处。
16. 在探究“电流做功与哪些因素有关”的实验中,小明用小电动机通过细线将钩码吊起,如图所示。该实验中,可以根据 比较电流做功的多少。在某此实验时,电动机在5s内将重为10N的钩码匀速提升了0.4m,观察到此时电流表示数为0.2A,电压表示数为6V,在此过程中,电流做的功W1是 J;小电动机克服钩码重力所做的功W2是 J。W1与W2的大小关系是W1 W2(选填“>”“=”“<”)。
【答案】 电动机将钩码提升的高度大小 6 4 >
【详解】电动机工作时主要是将内能转化为机械能,对钩码做功,故可以根据钩码被提升的高度的多少来比较电流做功多少。
电流做的功为W1=UIt=6V×0.2A×5s=6J
小电动机克服钩码重力所做的功为W2=Gh=10N×0.4m=4J
故W1>W2。
题型05 电功的公式及应用
17.某智能手机的锂电池上标有“3.7V 4200mA⋅h”字样,该手机搭配了超级快充功能,快充时保持充电电压3.7V不变,增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能,需要充电40min,此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近( )
A.节能灯 B.电风扇 C.电饭锅 D.电冰箱
【答案】C
【详解】此时手机的快充电流
A.节能灯正常工作时的电流约0.1A,故A不符合题意;
BD.电风扇、电冰箱正常工作时的电流约1A,故BD不符合题意;
C.电饭锅正常工作时的电流约5A,故C符合题意。故选C。
18. 在图所示的电路中,电源两端电压为3V 且保持不变,电阻R1的阻值为5Ω。当开关S闭合后,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电压表的示数U1。
(2)电阻R2的阻值。
(3)电流在30s内通过电阻R2所做的功W2。
【答案】(1)1V;(2)10Ω;(3)12J
【详解】(1)由图得,R1、R2串联,电压表测量R1的电压,电流表测量电路电流。由欧姆定律得,电压表的示数为U1=IR1=0.2A×5Ω=1V
(2)由串联电路电压特点得,R2的电压为
由欧姆定律得,电阻R2的阻值
(3)电流在30s内通过电阻R2所做的功
19.如图所示,电源电压不变,定值电阻R1阻值为10Ω,定值电阻R2阻值为20Ω。当开关S闭合后,电流表示数为1.2A。求:
(1)R1两端的电压;
(2)在20 s时间内,电流通过R2做的电功。
【答案】(1)12V;(2)144J
【详解】(1)由电路图可知,电路为并联电路,电流表测量R1所在支路的电流。R1两端的电压
(2)由并联电路电压特点可知,R1两端的电压与R2两端的电压相等,在20 s时间内,电流通过R2做的电功
答:(1)R1两端的电压为12V;(2)电流通过R2做的电功为144J。
20. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端,电压表示数随滑动变阻器R2阻值变化的图像如图乙所示,则电源电压为 V,定值电阻R1的阻值为 Ω,滑片P在b端时,通电5s电流对R1做的功为 J。
【答案】 6 10 0.5
【详解】由图甲电路图知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压。
由图甲所示电路知,滑片在a端时,只有定值电阻接入电路,电压表测电源两端电压,此时电压表示数最大,由图乙可知,电源电压
当电压表的示数为2V时,R2的阻值为20Ω,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时滑动变阻器两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,则电流
定值电阻R1的阻值
当滑动变阻器的滑片P在b端时,滑动变阻器两端的电压最大,电压表的示数最小为1V,则电阻R1所做的功
创新拓展练
21. 如图是小英家的电能表表盘示意图,她断开其它用电器,只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min,发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电流的仪表 B.电能表允许通过的最大电流是10A
C.电能表表盘示数为10226kW•h D.电饭煲正常工作10min,消耗电能
【答案】D
【详解】A.电能表是用来测量电功(即消耗电能)的仪表,而不是测量电流的仪表。故A错误;
B.电能表上的“10(20)A”表示电能表允许通过的最大电流是20A,而不是10A,这里的10A可能是指标定电流或基本电流,但不影响最大电流的判断,故B错误;
C.电能表表盘上的示数表示的是已经消耗的电能,其单位为kW⋅h;电能表上的数字最后一位是小数点后的数字(即十分位),因此电能表表盘示数应读为1022.6kW⋅h,而不是10226kW⋅h,故C错误;
D.电饭煲单独接入电路中正常工作1min,电能表转盘转过10r。而电能表上的“600r/(kW⋅h)”表示的是电路中每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转600转。因此,电饭煲1min内消耗的电能
由于电饭煲是正常工作,所以其功率保持不变。那么,电饭煲10min内消耗的电能就是1min内消耗电能的10倍,即:
故D正确。故选D。
22. 如图甲所示,用移动电源给手机充电过程中,手机电池相当于 (电源/用电器);图乙所示的手机充电线有三个插头,当用它同时为三部不同类型的手机充电,那么这三部手机的连接方式是 ;“充电五分钟,通话两小时!”这是现在很多手机都有的闪充功能。已知某手机配套的闪充充电器的充电电压为5V,充电电流为4A,手机的电池容量为3000mA⋅h,手机电池标有电压4V,则5min最多可以充入的电能为 J;如果要进一步提升充电速度,可以考虑提升充电器的充电电压或充电电流。若在不改变充电电流的情况下,要在30min内充满该手机电池,至少需要 V的充电电压。
【答案】 用电器 并联 6000 6
【详解】[1]在给手机电池充电的过程中,手机电池消耗电能,此时手机电池相当于用电器。
[2]手机充电线的三个插头可用于为三部不同类型的手机充电,这三部手机进行充电时互不影响,如果三部手机同时充电,那么这三部手机的连接方式是并联。
[3]闪充充电器的充电电压为5V,充电电流为4A,则5min最多可以充入电能
[4]手机的电池容量是3000mA⋅h,手机电池标有电压4V,则手机电池充满电时储存的电能
在不改变充电电流的情况下,要在30min内充满该手机电池,充电电压至少为
23. 用两种不同的充电桩对同一辆纯电动汽车充电,相关数据如下表所示,不计充电过程中的能量损失。
充电桩
电池初始状态
充电电压/V
充电电流/A
充满电的时间/h
普通充电桩
相同
220
30
10
快充充电桩
300
200
用普通充电桩充满电,消耗的电能为 kW·h;如果用快充充电桩充满电,需要 h。
【答案】 66 1.1
【详解】用普通充电桩充满电,消耗的电能为
电车用快充充电桩充满电和用普通充电桩充满电消耗的电能相同,如果用快充充电桩充满电,需要时间为
24. 如图所示,电源电压不变,电阻R1的阻值为10,当断开开关S2和S3,闭合开关S1时,电流表的示数为0.6A;当断开开关S3,闭合开关S1、S2时,电流表的示数为0.9A。求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值;
(3)当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,求1min内整个电路电流做的功。
【答案】(1)6V;(2);(3)72J
【详解】(1)当断开开关S2和S3,闭合开关S1时,R1单独工作,电流表测电路电流。则电源电压为
(2)当断开开关S3,闭合开关S1、S2时,R1、R2并联,电流表测干路电流。根据并联电流规律,通过R2电流为
则电阻R2的阻值为
(3)当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,R1、R2串联,1min内整个电路电流做的功为
25. 电功大小与电流、电压、通电时间都有关。用如图所示装置探究电功大小的影响因素,请回答以下问题:
(1)该装置可用来探究电功与 (选填“电压”或“电流”)的关系。因为两灯泡串联,控制了 相等这一条件。
(2)根据 ,我们可以比较相同时间内电流做功的多少。在实验中,两灯泡规格应 (选填“相同”或“不相同”)。
(3)实验中发现L1更亮且电压表V1示数更大,这说明在电流相同,通电时间相同时, 越大,电流做的功也就越多。
【答案】 电压 电流 灯泡亮度 不相同 电阻
【详解】(1)通过公式W=UIt分析得出电功与电压、电流和时间有关。电路中,两灯串联电流相同,通电时间相同,电压不同,根据控制变量法的思路,是为研究电流做功与电压的关系。
(2)由图示电路图可知,两灯泡串联,通过它们的电流与通电时间相等,要“探究影响电流做功多少的因素”电路中两灯泡的规格应不同。实验时,可以根据灯泡亮度比较相同时间内电流做功的多少。
(3)结合W=Q=I2Rt可知,电流相同,通电时间相同时,电阻越大,电流做的功也就越多。
新题快递
26. 图是小明家上月月初和月末的电能表表盘示意图,表盘上“1600 imp/(kW·h)”表示用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的指示灯闪烁1600次.断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2 min,指示灯闪烁32次。下列选项正确的是( )
A.小明家干路中的电流不得超过10 A
B.小明家上月消耗的电能为911 kW·h
C.小明家使用的电饭锅消耗的电能为0.02 kW·h,合7.2×104 J
D.指示灯每小时闪烁1600次
【答案】C
【详解】A. “10(20)A”是表示该电能表平时允许干路通过的最大电流为10 A,在短时间内允许通过的最大电流为20 A,故A错误;
B. 上月月初电能表示数为5546.7 kW·h,月末电能表示数为5637.8kW·h,小明家上月消耗的电能为5637.8kW·h-5546.7 kW·h=91.1 kW·h,故B错误;
C. 表盘上“1600 imp/(kW·h)”表示用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的指示灯闪烁1600次,每消耗0.000625 kW·h,指示灯闪烁1次,只让电饭锅单独工作2 min,即120s,指示灯闪烁32次,消耗电能0.000625 kW·h∙32=0.02 kW·h,1 kW·h=3.6×106J,所以0.02 kW·h=0.02×3.6×106J=7.2×104J,故C正确;
D. 表盘上“1600 imp/(kW·h)”表示用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的指示灯闪烁1600次,并不指指示灯每小时闪烁1600次,故D错误。
故选C.
27. 小红家新购了一辆电动汽车,下表为汽车的部分参数,其中电池容量指电池存储的最大电能,电池能量密度指电池存储的最大电能与电池的质量之比。
电池类型
电池容量/(kW·h)
电池能量密度/
(W·h·kg⁻¹)
快充电压/V
磷酸铁锂电池
80
160
800
(1)若该车以30m/s的速度做匀速直线运动,受到的阻力为400N,则受到的牵引力为 N,运动5min牵引力做的功为 J。
(2)该车的电池质量为 kg,充电时,它相当于电路中的 。使用快充功能充电0.5h电池存储的电能从电池容量的10%上升至80%,假设充电桩输出的电能全部转化为电池存储的电能,充电电流为 A。
【答案】(1)400,3.6×106;(2)500 用电器 140
【详解】(1)因为汽车做匀速直线运动,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,已知阻力为400N,所以牵引力F=f=400N
汽车运动的速度v=30m/s,运动时间
运动的路程
牵引力做的功
(2)电池容量
电池能量密度为
根据电池能量密度的定义,电池质量
充电时,电池消耗电能,相当于电路中的用电器。
电池存储的电能从10%上升至80%,则充电的电能
快充电压U=800V,充电时间
由W=UIt可知,充电电流
28.如图所示是小丽设计的一个简易电子身高测量仪的示意图,电源电压为6V,定值电阻R0=20Ω,R是一只竖直固定放置的粗细均匀的硬电阻棒。其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比。电压表的示数与身高的关系如下表所示。
身高h/cm
160
165
170
175
180
电压表示数U/V
0
2
3
3.6
4
(1)电路的最大电流是多少A?
(2)当测量身高165cm时,滑动变阻器接入电路的电阻值多少?
(3)当身高为180cm时,10s内R0消耗的电能是多少J?
【答案】(1)0.3A;(2)10Ω;(3)2J
【详解】(1)由图可知,该电路为R和R0的串联电路,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器接入电路阻值为0Ω时,电路中只有R0,电路总电阻最小,则电路的最大电流为
(2)由表中数据可知,当测量身高165cm时,即滑动变阻器R两端的电压为2V,由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压为
则电路中的电流为
则滑动变阻器接入电路的阻值为
(3)由表中数据可知,当测量身高180cm时,即滑动变阻器R两端的电压为4V,由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压为
10s内R0消耗的电能
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$