寒假作业09 内能、电能（巩固培优）九年级科学浙教版

限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业09 内能、电能 一、内能 1.克服摩擦做功与物体内能改变的关系 物体温度越高，内能越大；温度越低，内能越小。克服摩擦做功，能使物体的内能增加。 2.做功和热传递是改变内能的两种途径 做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少。实质是能的形式发生了转化。 热传递：物体吸热，内能增加；物体放热，内能减少。实质是内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分减少到低温部分的过程。能的形式未发生转化。 做功和热传递对改变物体的内能是等效的。 3.在热传递过程中用热量来量度内能的变化 低温物体从外界吸收多少热量，内能就增加多少；高温物体向外界放出多少热量，内能就减少多少。 热量的计算： 4.热机 热机是指各种利用内能做功的机械。热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能。 热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 5. 燃料的热值(q)： 1000克某种燃料完全燃烧时放出的热量。 单位：J/kg或J/ 公式： 二、电能 1．电能 （1）电能 电能用W表示，常用单位是千瓦时(kW·h)，也叫作度，能量的国际单位是焦耳(J)． 1度＝1 kW·h＝3.6×106 J. （2）电能表的认识和使用 　通过电能表求用电器消耗的电能时除所要求的用电器外，其余用电器均关闭。 2．电功 (1)电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积，即W＝UIt。 (2)电功的单位为焦耳。 1焦＝__1__伏·安·秒。常用单位还有“度”“千瓦时”。1度＝__1__千瓦时＝3.6×106焦。 (3)电功的测量用电能表，又称千瓦时计，俗称电度表。 【温馨提示】电功的计算公式：W＝Pt，W＝UIt，W＝I2Rt＝t(最后一个公式仅适用于纯电阻电路)。 3.电功率 (1)电功率表示电流做功的快慢。电流在单位时间内做的功叫做电功率。根据电功率定义，电功率计算公式是P＝。 【温馨提示】①用电器功率大，说明用电器消耗电能快，但不一定消耗电能多.②功率定义式P＝是普遍适用的，它不但可用于计算机械功率，也可用于计算电功率或其他功率。 (2)电器消耗的电功率，等于通过这个电器的电流与这个电器两端电压的乘积，即P＝UI。 由欧姆定律，可推出：P＝，P＝I2R。 (3)电功率的单位为：瓦特或千瓦。1瓦＝__1__伏·安。 (4)额定电压：用电器正常工作时的电压。 ①额定功率：用电器在额定电压下消耗的功率。 ②实际电压：用电器在实际工作时其两端的电压． ③实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率。 额定功率和实际功率的关系：只有当实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率。当实际电压大于额定电压时，实际功率大于额定功率，此时用电器容易损坏。当实际电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率，此时用电器不能正常工作，如电灯变暗。 ①用电器额定功率与外加电压和通过的电流无关. ②计算公式：P＝(定义式)，P＝UI(普遍成立)，P＝I2R＝，P实＝I实2R，P实＝(仅适用于纯电阻电路)，由＝可得P实＝P额(适用于用电器的电阻不变时)。 (5)灯的亮度由实际功率决定，实际功率越大，灯越亮。 4.测量小灯泡电功率的实验 原理 P= UI 电路图 滑动变阻器的作用 （1）保护电路 （2）改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，从而实现多次测量 结论 用电器两端电压不同，电功率就不同 小灯泡两端电压越高，功率越大，灯泡越亮 灯丝温度越高，灯丝电阻越大 5．电热器 (1)焦耳定律：电流通过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。这个规律叫做焦耳定律。用公式表示为Q＝I2Rt。 导出公式：Q=W=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt（纯电阻使用） (2)电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有转化为其他形式的能，那么，电热就正好等于电功，即Q＝W＝Pt＝UIt＝t。 串联电路中常用公式：Q＝I2Rt，Q1∶Q2＝R1∶R2. 并联电路中常用公式：Q＝，Q1∶Q2＝R2∶R1. 6.探究电流的热效应 实验探究 探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系 探究电流通过导体时产生的热量跟电流的关系 实验 装置 探究方法 转换法、控制变量法 设计方法 通过液面高度的变化判断电阻产生热量的多少 电阻串联的目的是控制电流和通电时间相同 将等大的电阻串联，然后再将第三个电阻与其中一个并联，目的是改变通过电流的大小 结论 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多 在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越大，产生的热量越多 补充 若该试验用温度计和液体来做实验，应选煤油，因为煤油的比热容较小；两烧瓶中煤油的初温和质量要相同；通过观察温度计的示数来判断电热的多少 【温馨提示】电流通过用电器，将电能转化为热能的现象叫电流的热效应.电流的热效应是电流的普遍现象. 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．有关温度、热量、内能，下列说法正确的是（　　） A．物体吸收热量，内能一定增加，同时温度一定升高 B．一般物体都具有内能，但超低温物体没有内能 C．物体内能减少时，温度不一定降低，但一定是放出了热量 D．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加 2．如图2所示，对于下列实验中所描述的物理过程，说法正确的是（　　） A. B. C. D. A．从滑梯滑下，臀部发热，是通过热传递方式增加臀部的内能 B．试管内的水蒸气推动塞子做功时，水蒸气的内能增加 C．厚玻璃管中的空气被压缩时，管内空气的内能减小 D．给瓶内打气，瓶内的空气推动塞子跳起来时，瓶内空气的内能减小 3．如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有5kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热（不计热损失，气压为标准大气压），得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则下列说法正确的是（　　） A．由丙图知，甲杯中水的比热容小于乙 B．加热相同时间时，两杯水将吸收相等的热量 C．甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为5：2 D．加热时间为9min时，甲、乙容器中水的末温之比为5：4 4．中国海军公布的“鹰击﹣21”高超音速导弹有“航母杀手”之称。如图所示是高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（　　） A．导弹所用的燃料需要具有较大的比热 B．导弹发射时，将燃料燃烧获得的内能转化为化学能 C．导弹与大气剧烈摩擦，通过做功的方式使其表面温度急剧升高 D．导弹从起飞点到攻击点飞行过程中，a点的机械能最大 5．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图甲所示，电热丝R1＝48.4Ω，R2＝435.6Ω。小明为测量该电热壶的实际功率，他把家中的其他用电器都与电源断开，仅让电热壶工作，1min内电能表（如图乙）的转盘转动了24转。下列说法不正确的是（　　） A．电表的度数是2018.5kW•h B．电热壶是利用电流的热效应工作的 C．测量时电热壶的实际加热功率为1000W D．开关S接“2”时，电热壶为“保温”挡位 6．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。定值电阻R1与滑动变阻器R2（规格为“40Ω，2A”）串联在电路中。闭合开关，移动滑片，R2的电功率P与其连入电路的电阻R之间的变化图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） ①电源的电压为24V ②R1的阻值为20Ω ③电路的最大电功率为28.8W ④电路的最小电功率为14.4W A．只有①② B．只有②③ C．只有①④ D．只有①②③ 7．如图所示，导体A、B是由同种材料制成的、A和B等长，但A比B的横截面积大，闭合开关，下列说法正确的是（　　） A．经过导体的电流IA＞IB B．导体两端的电压UA＝UB C．导体的电阻RA＞RB D．电流经过导体做功的功率PA＜PB 8．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，甲灯上标有“220V 25W”字样，乙灯上标有“220V 100W”字样，下列说法中正确的是（　　） A．“220V”表示灯泡工作时，两端的实际电压为220V B．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 C．当两灯并联时，流过甲灯的电流更大 D．当两灯串联时，甲灯单位时间内消耗的电能更多 9．标有“6V 1.5W”的小灯泡，通过它的电流随电压变化的关系如图所示．若把这样的两只灯泡串联接在8V的电源上，则此时每只灯泡的电阻及功率为（　　） A．24Ω 0.67W B．24Ω 0.8W C．20Ω 0.96W D．20Ω 0.8W 10．为了探究“电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置，已知所用蓄电池电压相等且保持不变，R1＜R2，装入烧瓶的煤油质量相等，下列有关此探究活动的各种表述，错误的是（　　） A．在此实验中，电流通过导体产生的热量的多少是通过温度计示数变化的大小体现出来的 B．甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关 C．在相同的通电时间内，c温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多 D．比较相同通电时间内c、d两支温度计示数变化情况，可探究产生热量与电流是否有关 11．如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（　　） A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水 B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联 C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W 12．小科用如图所示电路研究电流产生的热量与哪些因素有关，他将电热丝R1、R2涂上一种红色温变油墨，当温度达到80℃时，该油墨会变成无色，以下选项不正确的是（　　） A．利用通电后油墨升温变色来观察产热情况属于转换法 B．R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻 C．若要使变色时间提前，应将滑动变阻器滑片P往右移 D．该实验控制的变量是电流和通电时间相同 13．用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系的图像如图所示。 （1）根据图像可知，甲液体的比热容_________（填“大于”“小于”或“等于”）乙液体的比热容。 （2）如果体积为500mL、初温为20℃的甲液体吸收6×104焦的热量，甲液体的温度升高了多少_________℃。（气压为1标准大气压，甲的比热容为1.8×103焦/（千克•℃），甲的密度为1.2×103千克/米3，乙的密度为1.0×103千克/米3，除不尽的得数保留一位小数） 14．如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象，第6min时的内能_________第8min时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的_________倍（被加热物质的质量和吸、放热功率不变）。 15．单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氨气的定容比热为3100J/（kg•℃）。如图所示，质量为0.02kg的氨气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氨气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定。当氨气的温度从20℃升高到30℃时，氨气吸收的热量是_________J，撤去力，氨气推动活塞，此时瓶内氨气内能_________（填“增大”或“减小”），这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的_________冲程相同。 16．一只电能表上有“1500r/KW•h”字样。若在1分钟内电能表的转盘转过15转，则在1分钟内电流做功是_________焦，此时用电器的电功率是_________瓦。 17．如图所示，电源电压可调，甲、乙为两只相同的电压表或电流表，其中电流表量程均为0～3A，灯泡L1和L2分别标有“5V 5W”、“10V 20W”的字样，灯丝电阻不变。闭合S1、S2时，两灯均发光，则甲、乙两表示数之比为_________，此时电路最大总功率为P1；同时更换两电表种类，调整开关的状态，在电路安全的情况下，电路最大总功率为P2；则P1：P2＝ _________ 。 18．如图是一款新型无叶电风扇，额定电压220V，额定功率55W，工作时，底座中的电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后进入环形空腔，再从环形空腔上的细缝中高速吹出夹带着周边的空气一起向前流动，导致后方的空气流入风扇的出风口，风量被显著放大，与传统有叶风扇相比具有易清洁、气流稳、安全等特点。 （1）出风框外围的空气被大气压压入环形空腔，风量变大，外围的空气被大气压压入的科学原理是__________________。 （2）电动机将空气从进风口吸入，然后经压缩后进入环形空腔，此过程中进入空腔内空气的内能_________。（选填“变大”“变小”或“不变”） （3）若该风扇的电动机正常工作1分钟，则电动机消耗的电能为_________J。 19．我们给手机充电时，手机充电器将220V的电压降到5V左右，充电器内部会有电流通过，手机充电器插在插座上不给手机充电时，充电器内部也会有微电流通过。 （1）调查发现很多人有不及时拔掉充电器的习惯，如果每天就有的2亿（2×108）个充电器插在插线板上，每个充电器每天平均闲置时间约为20h，平均实际功率约为0.1W，则全国一天因此浪费的电能约为_________kW•h。 （2）通过实验测得给手机充电时充电器的输出电压约为5V，输出功率约为6W，则输出电流与常见家用电器__________________（选填“电视机”、“空调”或“电热灭蚊器”）的正常工作电流最接近。 （3）某款手机电池上面标有电压为5V，容量为5000mAh，现有两个充电器，甲标注“输出5V，600mA”，乙标注“输出5V，4A”，为了快速充电选择哪个充电器？并说出你判断的原因是_____________________________________________。 20．为“测定小灯泡电功率”，小滨连接了如图甲所示的实验电路，已知小灯泡L的额定电压为2.5V，多次实验，获得数据和现象记录在表： 序号 电压U/V 电流I/A 灯泡亮度 1 0.5 0.10 微亮 2 2.5 正常发光 3 3.0 0.34 很亮 （1）小滨发现：“小灯泡的亮度由实际功率决定”，该实验中支持此结论的证据是___________________________。 （2）实验中，变阻器滑片移到某一位置时电压表示数如图乙所示，为测定小灯泡额定功率，应将滑片向_________移动。 （3）第二次实验中，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_________瓦。 （4）小滨发现小灯泡在不同亮度下，两端的电压与电流比值不一样，小灯泡的额定功率为P0，若某次实验小灯泡两端电压U1＝1.25V，则实际功率P1与额定功率P0的数值关系为P0_________4P1（选填“＜”或“＝”或“＞”）。 21．按图甲所示电路测量额定电压为3.8V小灯泡的电功率，实验中电压表和电流表的读数见表。 实验次数 1 2 3 4 电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 电流I/A 0.12 0.18 0.24 （1）将图甲中的线路合理并完整连接起来。 （2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表、电压表都有示数，但灯不发光，原因可能是___________________________ ；第3次实验时电流表的示数如图乙，则电流大小为_________A。 （3）计算额定功率采用如下的方法，方法一：利用实验数据求出灯泡电阻的平均值R，再用公式P额求得结果；方法二：根据实验数据画出图乙的I﹣U曲线，由U额得到I额，用公式P额＝U额I额求得结果。其中有一种方法不合理，请指出不合理的方法并说明原因_____________________________________________________________________。 （4）做第1、2、3、4次实验时，图甲电路中滑动变阻器的滑片应依次向_________（填“左”或“右”）移动。 22．如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题： 型号 额定电压 打浆装置 电热装置 JYP﹣P11S 220V 电机功率 加热功率 保温功率 180W 1000W 242W （1）某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg，打浆完成后浆的初温为40℃，加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收多少热量？[设该豆浆的比热容为4.0×103J/（kg•℃）] （2）电阻R1和R2的阻值分别为多大_________，_________？ （3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作1min所消耗电能为多大？ 23．市面上有一款“降糖神器”——低糖电饭煲，可以煮出低糖米饭，颇受控糖人群的欢迎，其步骤原理如图所示。 （1）淀粉在人体小肠中被分解为_________ ，从而吸收进入血液。 （2）电饭煲加热电路简化如图甲所示，整个加热过程功率变化如图乙所示，试求在加热溶解淀粉过程中流过S2的电流。 （3）用该低糖电饭煲烹饪米饭，加入100克生米和150克水，测得可溶性淀粉溶解了10g，此时所得溶液总质量为160g，试求此溶液中可溶性淀粉的质量分数。 （4）央视新闻针对低糖电饭煲的“降糖功效”设计对照实验：实验组与对照组分别食用150g低糖电饭煲与普通电饭煲烹煮的同品牌大米（米水比相同），通过静脉采血测量两组志愿者餐后固定时间点的血糖值变化，数据结果如丙图所示。结合数据分析，给商家或消费者提出一条合理建议？ 24．某课外科技活动小组设计一种孵化器的电路模型，如图，在一般情况下，只需灯光照明，已知电源电压为20V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“50Ω 1A”字样，电流表A的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，灯泡上标有“12V 4.8W”的字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。当只需要灯光照明时，闭合S、S1，断开S2、S3，灯泡正常发光；温度太低，需要加热时，则闭合S、S3，断开S1、S2，通过调节滑动变阻器滑片达到调节孵化器的发热功率目的。求： （1）小灯泡的电阻是多少？ （2）只闭合S、S1，通电15s，R1消耗的电能是多少？ （3）只闭合S、S3时，在保证电路安全情况下，电路消耗的最大功率与最小功率之比是多少？ 15 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $ 限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业09 内能、电能 一、内能 1.克服摩擦做功与物体内能改变的关系 物体温度越高，内能越大；温度越低，内能越小。克服摩擦做功，能使物体的内能增加。 2.做功和热传递是改变内能的两种途径 做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少。实质是能的形式发生了转化。 热传递：物体吸热，内能增加；物体放热，内能减少。实质是内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分减少到低温部分的过程。能的形式未发生转化。 做功和热传递对改变物体的内能是等效的。 3.在热传递过程中用热量来量度内能的变化 低温物体从外界吸收多少热量，内能就增加多少；高温物体向外界放出多少热量，内能就减少多少。 热量的计算： 4.热机 热机是指各种利用内能做功的机械。热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能。 热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 5. 燃料的热值(q)： 1000克某种燃料完全燃烧时放出的热量。 单位：J/kg或J/ 公式： 二、电能 1．电能 （1）电能 电能用W表示，常用单位是千瓦时(kW·h)，也叫作度，能量的国际单位是焦耳(J)． 1度＝1 kW·h＝3.6×106 J. （2）电能表的认识和使用 　通过电能表求用电器消耗的电能时除所要求的用电器外，其余用电器均关闭。 2．电功 (1)电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积，即W＝UIt。 (2)电功的单位为焦耳。 1焦＝__1__伏·安·秒。常用单位还有“度”“千瓦时”。1度＝__1__千瓦时＝3.6×106焦。 (3)电功的测量用电能表，又称千瓦时计，俗称电度表。 【温馨提示】电功的计算公式：W＝Pt，W＝UIt，W＝I2Rt＝t(最后一个公式仅适用于纯电阻电路)。 3.电功率 (1)电功率表示电流做功的快慢。电流在单位时间内做的功叫做电功率。根据电功率定义，电功率计算公式是P＝。 【温馨提示】①用电器功率大，说明用电器消耗电能快，但不一定消耗电能多.②功率定义式P＝是普遍适用的，它不但可用于计算机械功率，也可用于计算电功率或其他功率。 (2)电器消耗的电功率，等于通过这个电器的电流与这个电器两端电压的乘积，即P＝UI。 由欧姆定律，可推出：P＝，P＝I2R。 (3)电功率的单位为：瓦特或千瓦。1瓦＝__1__伏·安。 (4)额定电压：用电器正常工作时的电压。 ①额定功率：用电器在额定电压下消耗的功率。 ②实际电压：用电器在实际工作时其两端的电压． ③实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率。 额定功率和实际功率的关系：只有当实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率。当实际电压大于额定电压时，实际功率大于额定功率，此时用电器容易损坏。当实际电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率，此时用电器不能正常工作，如电灯变暗。 ①用电器额定功率与外加电压和通过的电流无关. ②计算公式：P＝(定义式)，P＝UI(普遍成立)，P＝I2R＝，P实＝I实2R，P实＝(仅适用于纯电阻电路)，由＝可得P实＝P额(适用于用电器的电阻不变时)。 (5)灯的亮度由实际功率决定，实际功率越大，灯越亮。 4.测量小灯泡电功率的实验 原理 P= UI 电路图 滑动变阻器的作用 （1）保护电路 （2）改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，从而实现多次测量 结论 用电器两端电压不同，电功率就不同 小灯泡两端电压越高，功率越大，灯泡越亮 灯丝温度越高，灯丝电阻越大 5．电热器 (1)焦耳定律：电流通过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。这个规律叫做焦耳定律。用公式表示为Q＝I2Rt。 导出公式：Q=W=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt（纯电阻使用） (2)电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有转化为其他形式的能，那么，电热就正好等于电功，即Q＝W＝Pt＝UIt＝t。 串联电路中常用公式：Q＝I2Rt，Q1∶Q2＝R1∶R2. 并联电路中常用公式：Q＝，Q1∶Q2＝R2∶R1. 6.探究电流的热效应 实验探究 探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系 探究电流通过导体时产生的热量跟电流的关系 实验 装置 探究方法 转换法、控制变量法 设计方法 通过液面高度的变化判断电阻产生热量的多少 电阻串联的目的是控制电流和通电时间相同 将等大的电阻串联，然后再将第三个电阻与其中一个并联，目的是改变通过电流的大小 结论 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多 在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越大，产生的热量越多 补充 若该试验用温度计和液体来做实验，应选煤油，因为煤油的比热容较小；两烧瓶中煤油的初温和质量要相同；通过观察温度计的示数来判断电热的多少 【温馨提示】电流通过用电器，将电能转化为热能的现象叫电流的热效应.电流的热效应是电流的普遍现象. 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．有关温度、热量、内能，下列说法正确的是（　　） A．物体吸收热量，内能一定增加，同时温度一定升高 B．一般物体都具有内能，但超低温物体没有内能 C．物体内能减少时，温度不一定降低，但一定是放出了热量 D．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加 【答案】D 【解析】A、物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高，如晶体的熔化过程，故A错误； B、一切物体在任何情况下都有内能，所以0℃的物体也有内能，故B错误； C、物体内能减少时，可能温度不变，如晶体在凝固过程中放热，内能减小，但温度不变；同时，若物体的内能减小，可能是向外放出了热量，也可能是对外界物体做了功，故C错误； D、物体的温度升高，内部分子的无规则运动加快，其内能一定增加；物体温度升高，可能是外界物体对它做了功，也可能是从外界吸收了热量，故D正确。 2．如图2所示，对于下列实验中所描述的物理过程，说法正确的是（　　） A. B. C. D. A．从滑梯滑下，臀部发热，是通过热传递方式增加臀部的内能 B．试管内的水蒸气推动塞子做功时，水蒸气的内能增加 C．厚玻璃管中的空气被压缩时，管内空气的内能减小 D．给瓶内打气，瓶内的空气推动塞子跳起来时，瓶内空气的内能减小 【答案】D 【解析】做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。 解：A、从滑梯滑下，臀部发热，是通过做功方式增加臀部的内能，故A错误； B、试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，故B错误； C、厚玻璃管内的空气被压缩时，活塞对管内空气做功，管内空气的温度升高、内能增大，故C错误； D、给瓶内打气，瓶内的空气推动塞子跳起来时，瓶内空气的内能转化为塞子的机械能，瓶内空气的内能减小，故D正确。 3．如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有5kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热（不计热损失，气压为标准大气压），得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则下列说法正确的是（　　） A．由丙图知，甲杯中水的比热容小于乙 B．加热相同时间时，两杯水将吸收相等的热量 C．甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为5：2 D．加热时间为9min时，甲、乙容器中水的末温之比为5：4 【答案】D 【解析】（1）比热容是物质本身的一种特性，反映了物体的吸热或放热能力，大小只与物质有关，与其它因素没有关系；（2）不同加热器加热，相同时间放出的热量不同；（3）由图丙可知，水的温度从20℃升高到40℃时，甲的加热时间为2min，乙的加热时间为3min；已知两容器中水的质量和升高的温度（均升高20℃），由于忽略散热损失，由Q放＝Q吸和Q吸＝cmΔt即可求出每分钟放出的热量之比；（4）根据每分钟上升的温度求出加热时间为9min时，甲、乙容器中水的末温之比。 A、水的比热容与质量无关，故甲、乙中水的比热容相同，故A错误； B．不同加热器加热，相同时间放出的热量不同，不计热损失，两杯水将吸收的热量不相等，故B错误； C．由图丙的甲图线可知，加热 2min 时，甲容器中水升高的温度： Δt＝40℃﹣20℃＝20℃； 由图象还可知，水的温度变化随时间的增加而均匀升高， 所以，加热 1min 时，甲容器中水升高的温度： Δt′Δt20℃＝10℃； 此时甲容器中的水每分钟吸收热量： Q吸1＝cm1Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×10℃＝2.1×105J； 由图丙可知，水的温度从20℃升高到40℃时，乙的加热时间为3min；此时乙容器中的水吸收热量： Q乙吸＝cm2Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（40℃﹣20℃）＝1.68×105J， 乙容器中的水每分钟吸收热量为： Q吸2Q乙吸1.68×105J＝5.6×104J； 由于忽略散热损失，所以两加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相同，则： 加热器每分钟放出的热量之比为：Q甲放：Q乙放＝2.1×105J：5.6×104J＝105：28＝15：4；故C错误； D．甲每分钟升高10℃；乙的加热时间为3min升高20℃；故每分钟升高℃； 加热时间为9min时，甲容器中水的末温为：20℃+10℃×9＝110℃，因为标准大气压下水的沸点是100℃，所以甲容器中水的末温实际为100℃， 加热时间为9min时，乙容器中水的末温为：20℃℃×9＝80℃； 所以加热时间为9min时，甲、乙容器中水的末温之比为100℃：80℃＝5：4，故D正确。 4．中国海军公布的“鹰击﹣21”高超音速导弹有“航母杀手”之称。如图所示是高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（　　） A．导弹所用的燃料需要具有较大的比热 B．导弹发射时，将燃料燃烧获得的内能转化为化学能 C．导弹与大气剧烈摩擦，通过做功的方式使其表面温度急剧升高 D．导弹从起飞点到攻击点飞行过程中，a点的机械能最大 【答案】C 【解析】A、导弹飞行时需要大量的能量，因此所用的燃料需要具有较高的热值，故A错误； B、导弹升空，通过燃料燃烧把化学能转化为内能，气体膨胀做功，把内能转化为机械能，故B正确； C、导弹与大气剧烈摩擦产生热量，通过做功的方式使其表面温度急剧升高，故C正确； D、导弹进入大气层过程中需要克服空气摩擦做功，部分机械能转化为内能，因此机械能逐渐变小，故D错误。 5．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图甲所示，电热丝R1＝48.4Ω，R2＝435.6Ω。小明为测量该电热壶的实际功率，他把家中的其他用电器都与电源断开，仅让电热壶工作，1min内电能表（如图乙）的转盘转动了24转。下列说法不正确的是（　　） A．电表的度数是2018.5kW•h B．电热壶是利用电流的热效应工作的 C．测量时电热壶的实际加热功率为1000W D．开关S接“2”时，电热壶为“保温”挡位 【答案】C 【解析】A、由图乙可知，电表的度数是2018.5kW•h，故A正确； B、电热壶工作时将电能转化为内能，所以电热壶是利用电流的热效应工作的，故B正确； C、电能表上1200r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过1200圈， 则电能表的转盘转过24圈，电热壶消耗的电能W0.02kW•h， 则电热壶的实际功率：P1.2kW＝1200W，故C错误； D、由图甲可知，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P可知，电路的总功率最小，电热壶处于保温挡，故D正确。 6．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。定值电阻R1与滑动变阻器R2（规格为“40Ω，2A”）串联在电路中。闭合开关，移动滑片，R2的电功率P与其连入电路的电阻R之间的变化图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） ①电源的电压为24V ②R1的阻值为20Ω ③电路的最大电功率为28.8W ④电路的最小电功率为14.4W A．只有①② B．只有②③ C．只有①④ D．只有①②③ 【答案】D 【解析】由图乙可知，当滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时，滑动变阻器的电功率为6.4W，则电路中的电流为：I0.8A， 则电源电压为：U＝I（R+R0）＝0.8A×（10Ω+R1）， 当滑动变阻器接入电路的阻值为40Ω时，滑动变阻器的电功率为6.4W，电路中的电流为：I'0.4A， 则电源电压为：U＝I'（R'+R0）＝0.8A×（40Ω+R1）， 因为电源电压不变，则：0.8A×（10Ω+R1）＝0.4A×（40Ω+R1）， 解得：R1＝20Ω，U＝24V，故①②正确； 当滑动变阻器接入阻值最小为0时，电路的功率最大，电路的最大电功率为： P大28.8W，故③正确； 滑动变阻器接入阻值最大为40Ω时，电路的功率最小，电路的最小电功率为： P小＝''9.6W，故④错误，故D正确。 7．如图所示，导体A、B是由同种材料制成的、A和B等长，但A比B的横截面积大，闭合开关，下列说法正确的是（　　） A．经过导体的电流IA＞IB B．导体两端的电压UA＝UB C．导体的电阻RA＞RB D．电流经过导体做功的功率PA＜PB 【答案】D 【解析】A、由图知，两导体A、B串联在电路中，由串联电路的电流特点可知IA＝IB，故A错误； C、导体A、B材料和长度相同，A比B的横截面积大，所以A的电阻小于B，即RA＜RB，故C错误， B、通过两电阻的电流相等，RA＜RB，由U＝IR可知，UA＜UB，故B错误； D、通过两电阻的电流和通电时间都相等，UA＜UB，由P＝UI可知，电流经过导体做功的功率的关系是PA＜PB，故D正确。 8．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，甲灯上标有“220V 25W”字样，乙灯上标有“220V 100W”字样，下列说法中正确的是（　　） A．“220V”表示灯泡工作时，两端的实际电压为220V B．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 C．当两灯并联时，流过甲灯的电流更大 D．当两灯串联时，甲灯单位时间内消耗的电能更多 【答案】D 【解析】A、“220V”为灯泡的额定电压，并不一定就是工作电压，故A错误； B、由电流所在的功W＝Pt可知，所在功的大小还有时间有关，故B错误； C、由P＝UI可得，甲灯丝电阻：R甲1936Ω，乙灯丝电阻：R乙484Ω， 当两灯并联，两灯两端的电压相等，由欧姆定律可知，电阻大的甲灯的电流小，故C错误； D、串联电路中电流相等，由W＝I2Rt可知，电阻越大，相同的时间内用电器消耗的电能越大，因为R甲＞R乙，所以甲灯单位时间内消耗的电能更多，故D正确。 9．标有“6V 1.5W”的小灯泡，通过它的电流随电压变化的关系如图所示．若把这样的两只灯泡串联接在8V的电源上，则此时每只灯泡的电阻及功率为（　　） A．24Ω 0.67W B．24Ω 0.8W C．20Ω 0.96W D．20Ω 0.8W 【答案】D 【解析】∵两只灯泡串联且规格相同， ∴它们的电流和电阻都相同，即这两只灯泡两端分得的电压都相同， 因此两只灯泡串联接在8V的电源两端时，每只灯泡两端的电压都为U＝4V； 由图象可知，当U＝4V时，I＝0.2A， ∴小灯泡的电阻为：R20Ω， 小灯泡的实际电功率：P＝UI＝4V×0.2A＝0.8W． 10．为了探究“电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置，已知所用蓄电池电压相等且保持不变，R1＜R2，装入烧瓶的煤油质量相等，下列有关此探究活动的各种表述，错误的是（　　） A．在此实验中，电流通过导体产生的热量的多少是通过温度计示数变化的大小体现出来的 B．甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关 C．在相同的通电时间内，c温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多 D．比较相同通电时间内c、d两支温度计示数变化情况，可探究产生热量与电流是否有关 【答案】D 【解析】A、当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使温度计示数上升，因此可根据温度计示数的大小可知温度升高的多少；故A正确； B、甲中两电阻串联，则两电阻中的电流相等，则可知热量应由电阻有关，根据温度计示数的变化判断吸收热量的多少，则可知热量与电阻大小的关系；故B正确； C、在电源电压和通电时间相同的条件下： 由串并联电路的电压关系可知，串联使用时各电阻两端电压小于电源电压，并联使用时各电阻两端电压等于电源电压，由Q＝I2Rt，I得，Q，可知各电阻并联时产生的热量多； 两电阻并联时，由Q可知，电压相等，R1＜R2，电阻R1产生的热量多，即在相同的通电时间内，c温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多，故C正确； D、由图可知，c、d两支温度计所在的烧瓶内，其电阻值及通过的电流均不相同，故不可探究电流产生的热量与电流是否有关；故D错误，符合题意。 11．如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（　　） A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水 B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联 C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W 【答案】D 【解析】（1）当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水； （2）当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，根据P可知，此时的电功率：P1100W； 此时电路的电流：I5A； （3）当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，此时的电功率：P′2200W+1100W＝3300W； （4）比较可知，当开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是温水，当开关S接触3、4触点时，水龙头放出的是热水； 根据以上分析可知，ABC错误，D正确。 12．小科用如图所示电路研究电流产生的热量与哪些因素有关，他将电热丝R1、R2涂上一种红色温变油墨，当温度达到80℃时，该油墨会变成无色，以下选项不正确的是（　　） A．利用通电后油墨升温变色来观察产热情况属于转换法 B．R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻 C．若要使变色时间提前，应将滑动变阻器滑片P往右移 D．该实验控制的变量是电流和通电时间相同 【答案】C 【解析】A、利用通电后油墨升温变色来观察产热情况属于转换法，故A正确； B、因为串联电路的电流和通电时间相同，R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻，故B正确； C、若要使变色时间提前，应将滑动变阻器滑片向左移，故C错误； D、该实验控制的变量是电流和通电时间相同，故D正确。 13．用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系的图像如图所示。 （1）根据图像可知，甲液体的比热容_________（填“大于”“小于”或“等于”）乙液体的比热容。 （2）如果体积为500mL、初温为20℃的甲液体吸收6×104焦的热量，甲液体的温度升高了多少_________℃。（气压为1标准大气压，甲的比热容为1.8×103焦/（千克•℃），甲的密度为1.2×103千克/米3，乙的密度为1.0×103千克/米3，除不尽的得数保留一位小数） 【答案】（1）小于；（2）55.6。 【解析】（1）由图象知道，在相等时间内，液体甲温度变化量大，即甲液体的温度升高较快；而两个加热器相同、加热时间相等时，则两种液体吸收的热量相等，由Q＝cmΔt 可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，温度升高快的液体比热容小，所以甲的比热容小于乙的比热容。 （2）甲液体的体积V＝500mL＝500cm3＝ 500×10﹣6m3， 由可得甲液体的质量： m＝ρV＝1.2×103kg/m3×500×10﹣6m3＝0.6kg， 由Q＝cmΔt可得甲液体的温度升高值： 。 14．如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象，第6min时的内能_________第8min时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的_________倍（被加热物质的质量和吸、放热功率不变）。 【答案】小于；2。 【解析】（1）晶体熔化过程要吸收热量，内能增加。所以第6min时的内能小于第8min时的内能； （2）根据图中坐标信息可知，该物质在AB段温度升高10℃，被加热4min；在CD段温度升高5℃，被加热4min； 则该物质在AB段吸热与CD段吸热之比为1：1，根据Q＝cmΔt可得， ，所以该物质在CD段的比热容是AB段比热容的2倍。 15．单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氨气的定容比热为3100J/（kg•℃）。如图所示，质量为0.02kg的氨气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氨气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定。当氨气的温度从20℃升高到30℃时，氨气吸收的热量是_________J，撤去力，氨气推动活塞，此时瓶内氨气内能_________（填“增大”或“减小”），这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的_________冲程相同。 【答案】620；减小；做功。 【解析】（1）单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热， 则氦气吸收的热量Q吸＝mcΔt＝0.02kg×3100J/（kg•℃）×（30℃﹣20℃）＝620J； （2）撤去力，氦气推动活塞做功，内能转化为机械能，内能减小，此过程与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。 16．一只电能表上有“1500r/KW•h”字样。若在1分钟内电能表的转盘转过15转，则在1分钟内电流做功是_________焦，此时用电器的电功率是_________瓦。 【答案】3.6×104；600。 【解析】1500r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转1500r，求出转盘转15r电路中消耗的电能。再根据P求出该电能表上用电器的功率。 在1分钟内电能表的转盘转过15转，则在1分钟内电流做功（消耗的电能）： WkW•h＝0.01kW•h＝0.01×3.6×106J＝3.6×104J， 用电器的功率：P600W。 17．如图所示，电源电压可调，甲、乙为两只相同的电压表或电流表，其中电流表量程均为0～3A，灯泡L1和L2分别标有“5V 5W”、“10V 20W”的字样，灯丝电阻不变。闭合S1、S2时，两灯均发光，则甲、乙两表示数之比为_________，此时电路最大总功率为P1；同时更换两电表种类，调整开关的状态，在电路安全的情况下，电路最大总功率为P2；则P1：P2＝ _________ 。 【答案】2：1；1：1。 【解析】根据P可得，两灯的电阻：R15Ω，R25Ω； 由图可知，闭合S1、S2时，两灯均发光，若甲、乙两表均为电流表，会造成电源短路，不符合题意，即此时甲、乙两表均为电压表，两灯串联，电压表甲测电源电压，电压表乙测L2两端的电压，根据串联电路的分压关系可得，两灯的电压之比为U1：U2＝R1：R2＝5Ω：5Ω＝1：1， 根据串联电路的电压规律可得，两电压表的示数之比为 U甲：U乙＝U：U2＝（U1+U2）：U2＝（1+1）：1＝2：1； 根据P＝UI可得两灯的额定电流：I额11A，I额22A， 由于串联电路中各处的电流相等，所以在电路安全的情况下，电路中允许通过的最大电流为I＝I额1＝1A， 电路的最大总功率为P1＝I2R＝（1A）2×（5Ω+5Ω）＝10W； 同时更换两电表种类，即甲、乙均为电流表，只闭合开关S1，两灯并联， 由于并联电路各支路两端的电压相等，所以在电路安全的情况下，电路两端的最大电压为5V，此时灯L1正常发光，其实际功率等于其额定功率，即：P′1＝P额1＝5W， 灯L2的实际功率：P′25W， 电路的最大总功率：P2＝P′1+P′2＝5W+5W＝10W， 则P1：P2＝10W：10W＝1：1。 18．如图是一款新型无叶电风扇，额定电压220V，额定功率55W，工作时，底座中的电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后进入环形空腔，再从环形空腔上的细缝中高速吹出夹带着周边的空气一起向前流动，导致后方的空气流入风扇的出风口，风量被显著放大，与传统有叶风扇相比具有易清洁、气流稳、安全等特点。 （1）出风框外围的空气被大气压压入环形空腔，风量变大，外围的空气被大气压压入的科学原理是__________________。 （2）电动机将空气从进风口吸入，然后经压缩后进入环形空腔，此过程中进入空腔内空气的内能_________。（选填“变大”“变小”或“不变”） （3）若该风扇的电动机正常工作1分钟，则电动机消耗的电能为_________J。 【答案】（1）空气流速大，压强小；（2）变大；（3）3300。 【解析】（1）空气从圆环空腔上的细缝中高速吹出，空气流速大，压强小，其后方空气流速小，压强大，所以更多的空气流入电扇出风口。即运用到流体压强与流速关系的原理。 （2）电动机将空气从进风口吸入，然后经压缩后进入环形空腔，对空气做功，此过程中进入空腔内空气的内能变大； （3）若该风扇的电动机正常工作1分钟，则电动机消耗的电能W＝Pt＝55W×1×60s＝3300J。 19．我们给手机充电时，手机充电器将220V的电压降到5V左右，充电器内部会有电流通过，手机充电器插在插座上不给手机充电时，充电器内部也会有微电流通过。 （1）调查发现很多人有不及时拔掉充电器的习惯，如果每天就有的2亿（2×108）个充电器插在插线板上，每个充电器每天平均闲置时间约为20h，平均实际功率约为0.1W，则全国一天因此浪费的电能约为_________kW•h。 （2）通过实验测得给手机充电时充电器的输出电压约为5V，输出功率约为6W，则输出电流与常见家用电器__________________（选填“电视机”、“空调”或“电热灭蚊器”）的正常工作电流最接近。 （3）某款手机电池上面标有电压为5V，容量为5000mAh，现有两个充电器，甲标注“输出5V，600mA”，乙标注“输出5V，4A”，为了快速充电选择哪个充电器？并说出你判断的原因是_____________________________________________。 【答案】（1）4×105；（2）电视机；（3）乙的充电速度快；因为乙的充电功率大于甲的充电功率。 【解析】（1）全国一天浪费的电能约为W＝Pt＝2×108×0.1×10﹣3kW×20h＝4×105kW•h； （2）由于充电器的输出电流为，在家庭电路中的用电器以1.2A的电流工作，功率为P＝UI＝220V×1.2A＝264W，和家庭电路中的电视机的功率接近； （3）甲、乙两个充电器的充电功率分别为，P2＝U2I2＝5V×4A＝20W＞P1，那么乙的充电功率大于甲的充电功率，所以乙的充电速度快。 20．为“测定小灯泡电功率”，小滨连接了如图甲所示的实验电路，已知小灯泡L的额定电压为2.5V，多次实验，获得数据和现象记录在表： 序号 电压U/V 电流I/A 灯泡亮度 1 0.5 0.10 微亮 2 2.5 正常发光 3 3.0 0.34 很亮 （1）小滨发现：“小灯泡的亮度由实际功率决定”，该实验中支持此结论的证据是___________________________。 （2）实验中，变阻器滑片移到某一位置时电压表示数如图乙所示，为测定小灯泡额定功率，应将滑片向_________移动。 （3）第二次实验中，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_________瓦。 （4）小滨发现小灯泡在不同亮度下，两端的电压与电流比值不一样，小灯泡的额定功率为P0，若某次实验小灯泡两端电压U1＝1.25V，则实际功率P1与额定功率P0的数值关系为P0_________4P1（选填“＜”或“＝”或“＞”）。 【答案】（1）灯泡实际功率越大，亮度越亮；（2）左；（3）0.75；（4）＜。 【解析】（1）根据表中数据分析回答； （2）根据电压表选用量程确定分度值读数，比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向； （3）根据电流表选用量程确定分度值读数，利用P＝UI求出小灯泡额定功率； （4）根据P结合灯丝电阻随温度的升高而增大分析回答。 解：（1）由表中数据可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡实际功率变大，亮度变亮，故可得出小灯泡的亮度由实际功率决定； （2）实验中，变阻器滑片移到某一位置时电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V，为测定小灯泡额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片向左移动； （3）第二次实验中，电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W； （4）若小灯泡的电阻不变，且小灯泡额定电压等于实际电压的2倍时，根据P可知，小灯泡的额定功率P0等于实际功率P1的4倍； 当小灯泡的实际电压等于额定电压的0.5倍时，小灯泡的电阻随温度降低而减小，由P可知，小灯泡的额定功率P0小于实际功率P1的4倍。 21．按图甲所示电路测量额定电压为3.8V小灯泡的电功率，实验中电压表和电流表的读数见表。 实验次数 1 2 3 4 电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 电流I/A 0.12 0.18 0.24 （1）将图甲中的线路合理并完整连接起来。 （2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表、电压表都有示数，但灯不发光，原因可能是___________________________ ；第3次实验时电流表的示数如图乙，则电流大小为_________A。 （3）计算额定功率采用如下的方法，方法一：利用实验数据求出灯泡电阻的平均值R，再用公式P额求得结果；方法二：根据实验数据画出图乙的I﹣U曲线，由U额得到I额，用公式P额＝U额I额求得结果。其中有一种方法不合理，请指出不合理的方法并说明原因_____________________________________________________________________。 （4）做第1、2、3、4次实验时，图甲电路中滑动变阻器的滑片应依次向_________（填“左”或“右”）移动。 【答案】（1）如解析图；（2）滑动变阻器接入电路的阻值过大；0.22；（3）方法一，因为灯丝的电阻会随温度的升高而增大，所以不能用平均值来计算额定功率；（4）左。 【解析】（1）在测小灯泡的电功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端；由图乙可知，电流表选用小测量范围串联在电路中；灯泡额定电压为3.8V，故电压表选用大测量范围并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中，如下图所示： ； （2）闭合开关，发现电流表、电压表都有示数，说明电路是通路，且灯泡没有短路，灯不发光，说明灯泡实际功率太小，即原因可能是滑动变阻器接入电路的阻值过大；第3次实验时电流表的示数如图乙，电流表选用小测量范围，分度值0.02A，其示数为0.22A； （3）灯丝的电阻随温度的升高而增大，不是一定值，因此方法一中用实验数据求出灯泡电阻的平均值R，再用公式P额求得结果不合理； （4）由表中数据可知，第1、2、3、4次实验时，灯泡两端电压增大，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压减小，根据分压原理，滑动变阻器接入电路的阻值变小，故图甲电路中滑动变阻器的滑片应依次向左移动。 22．如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题： 型号 额定电压 打浆装置 电热装置 JYP﹣P11S 220V 电机功率 加热功率 保温功率 180W 1000W 242W （1）某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg，打浆完成后浆的初温为40℃，加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收多少热量？[设该豆浆的比热容为4.0×103J/（kg•℃）] （2）电阻R1和R2的阻值分别为多大_________，_________？ （3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作1min所消耗电能为多大？ 【解析】（1）利用Q吸＝cm（t﹣t0）求加热该浆需要吸收的热量； （2）由图知，当S接a时，电路中只有R1，电阻较小，由P＝UI可知，此时电功率较大，为加热挡；当S接b时，电路中R1、R2串联，电阻较大，由P＝UI可知，此时电功率较小，为保温挡；利用P＝UI求R1、R串；再利用串联电阻的特点求R2； （3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，求出总功率，再利用W＝Pt求正常工作1min所消耗电能。 解：（1）加热该浆需要吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.0×103J/（kg•℃）×1.0kg×（100℃﹣40℃）＝2.4×105J； （2）由图知，当S接a时，电路中只有R1，电阻较小，由P＝UI可知，此时电功率较大，为加热挡； 当S接b时，电路中R1、R2串联，电阻较大，由P＝UI可知，此时电功率较小，为保温挡； 由P＝UI可得R1的阻值：R148.4Ω； 由P＝UI可得串联时的总电阻：R串200Ω， 则R2的阻值：R2＝R串﹣R1＝200Ω﹣48.4Ω＝151.6Ω； （3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，总功率： P总＝180W+1000W＝1180W， 正常工作1min所消耗电能： W＝Pt＝1180W×60s＝70800J。 答：（1）加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收2.4×105J的热量； （2）电阻R1和R2的阻值分别为48.4Ω、151.6Ω； （3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作1min所消耗电能为70800J。 23．市面上有一款“降糖神器”——低糖电饭煲，可以煮出低糖米饭，颇受控糖人群的欢迎，其步骤原理如图所示。 （1）淀粉在人体小肠中被分解为_________ ，从而吸收进入血液。 （2）电饭煲加热电路简化如图甲所示，整个加热过程功率变化如图乙所示，试求在加热溶解淀粉过程中流过S2的电流。 （3）用该低糖电饭煲烹饪米饭，加入100克生米和150克水，测得可溶性淀粉溶解了10g，此时所得溶液总质量为160g，试求此溶液中可溶性淀粉的质量分数。 （4）央视新闻针对低糖电饭煲的“降糖功效”设计对照实验：实验组与对照组分别食用150g低糖电饭煲与普通电饭煲烹煮的同品牌大米（米水比相同），通过静脉采血测量两组志愿者餐后固定时间点的血糖值变化，数据结果如丙图所示。结合数据分析，给商家或消费者提出一条合理建议？ 【答案】（1）葡萄糖；（2）在加热溶解淀粉过程中流过S2的电流为3A；（3）溶液中可溶性淀粉的质量分数6.25%；（4）起点的血糖浓度和最后的血糖浓度差不多，并未有明显的降糖效果；低糖电饭煲煮熟的米饭升血糖速度较慢，但降血糖的速度也较慢；不论是低糖电饭还是普通电饭煲，最高点的值并未有很明显的差别。消费者：理性看待“低”宣传； 商家：科学宣传，避免误导：广告中需明确实验条件（如米水比、米种、样本量）；避免夸大降效果（答案合理即可，重点需要体现对数据的分析）。 【解析】（1）淀粉在小肠中分解为葡萄糖后被吸收； （2）由电路图甲可得为并联电路，根据P可得当R1和R2都工作时功率大，为加热功率，由乙图可知加热功率P热＝660W，则干路电流I3A； （3）已知溶质质量m质＝10g，溶液质量m液＝160g，根据溶质质量质量分数a%100%100%＝6.25%； （4）起点的血糖浓度和最后的血糖浓度差不多，并未有明显的降糖效果；低糖电饭煲煮熟的米饭升血糖速度较慢，但降血糖的速度也较慢；不论是低糖电饭还是普通电饭煲，最高点的值并未有很明显的差别。消费者：理性看待“低”宣传； 商家：科学宣传，避免误导：广告中需明确实验条件（如米水比、米种、样本量）；避免夸大降效果（答案合理即可，重点需要体现对数据的分析）。 24．某课外科技活动小组设计一种孵化器的电路模型，如图，在一般情况下，只需灯光照明，已知电源电压为20V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“50Ω 1A”字样，电流表A的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，灯泡上标有“12V 4.8W”的字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。当只需要灯光照明时，闭合S、S1，断开S2、S3，灯泡正常发光；温度太低，需要加热时，则闭合S、S3，断开S1、S2，通过调节滑动变阻器滑片达到调节孵化器的发热功率目的。求： （1）小灯泡的电阻是多少？ （2）只闭合S、S1，通电15s，R1消耗的电能是多少？ （3）只闭合S、S3时，在保证电路安全情况下，电路消耗的最大功率与最小功率之比是多少？ 【解析】（1）已知灯泡额定电压和额定功率，根据P求出灯泡的电阻； （2）只闭合S、S1，灯泡L与电阻R1串联，灯泡正常发光，根据欧姆定律求出灯泡正常工作的电流，根据串联电路的电压特点求出电阻R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和W＝UIt即可求出R1消耗的电能； （3）只闭合S、S3时，灯泡和滑动变阻器R2串联，电流表A测电路中的电流，电压表测量R2的电压； 由于串联电路中电流处处相等，所以比较灯泡正常工作的电流、滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程判断得出电路中的最大电流； 根据R2的电阻全部接入电路时，根据串联电路的特点和欧姆定律求出R2两端的最大电压，与电压表的量程比较即可判断电路中的电流最小； 最后利用P＝UI求出最大功率与最小功率之比即可。 解：（1）由P可得，小灯泡的电阻： RL30Ω； （2）只闭合S、S1，灯泡L与电阻R1串联，由于灯泡正常发光，则：UL＝UL额＝12V， 此时电路中的电流：I0.4A， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光， 所以，电阻R1两端的电压： U1＝U﹣UL＝20V﹣12V＝8V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，通电15s，R1消耗的电能： W1＝U1It＝8V×0.4A×15s＝48J； （3）只闭合S、S3时，灯泡和滑动变阻器R2串联，电流表A测电路中的电流，电压表测量R2的电压； 由于串联电路中电流处处相等，灯泡正常工作的电流IL额＝0.4A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A、电流表的量程为0～0.6A， 所以为保证电路的安全，电路中的最大电流I最大＝IL额＝0.4A； 当R2的电阻全部接入电路时，总电阻为：R＝RL+R2＝30Ω+50Ω＝80Ω， 此时电流为I0.25A， 则电压表示数为U2＝IR2＝0.25A×50Ω＝12.5V， 已知电压表的量程是为0﹣15V，所以，电路中最小电流：I最小＝I＝0.25A 所以，电路消耗的最大功率与最小功率之比为：P最大：P最小＝UI最大：UI最小＝I最大：I最小＝0.4A：0.25A＝8：5。 答：（1）小灯泡的电阻是30Ω； （2）只闭合S、S1，通电15s，R1消耗的电能是48J； （3）只闭合S、S3时，在保证电路安全情况下，电路消耗的最大功率与最小功率之比是8：5。 15 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $