内容正文:
第18章电功率
一、单选题
1.“从生活走向物理”说明物理与生活息息相关。下列常见物理量最接近生活实际的是( )
A.中学生正常步行一分钟大约走600m
B.做一次眼保健操的时间约为5min
C.人托起一个鸡蛋的力约为10N
D.教室内单盏护眼灯的功率约是1000W
2.如图所示电路中,电阻R1的阻值为5Ω,电源电压为9V。把滑动变阻器R2与电流表(量程为0-0.6A)以某种方式接入电路中,发现电路中的最小电功率为18W。在电路安全的前提下,以下判断正确的有( )
①滑动变阻器R2可能与电阻R1串联
②电流表一定测量R2的电流
③滑动变阻器可调的阻值范围为15~45Ω
④电路的最大功率为21.6W
A.①③ B.②④ C.①②③ D.②③④
3.下列有关物理量的估值最接近实际的是( )
A.一节新干电池的电压约为
B.手机正常工作时的电流约为
C.家用液晶电视正常工作的电功率约为
D.歼-20战机工作时发动机的热效率约为100%
4.2025年,中国特高压及高压供电工程建设进入加速阶段,国家电网和南方电网的投资规模创历史新高。其中,1000kV烟威特高压工程举世瞩目,创造了特高压工程的中国奇迹。其中,“1000kV”所代表的物理量是( )
A.电流 B.电压 C.电功 D.电功率
5.甲、乙两只灯泡,其I-U关系图像如图所示,现将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端电压为2V时( )
A.电路中的电流为0.3A B.甲、乙两只灯的阻值之比为
C.乙灯消耗的功率是0.8W D.通电2min,整个电路消耗的电能是240J
6.下列说法正确的是( )
A.电风扇在使用过程中主要把电能转化为内能
B.内燃机在做功冲程时将机械能转化为内能
C.利用超导材料远距离输电没有电能的损失
D.“地球一小时”提倡关灯一小时是为了增加电能的消耗
7.某灯泡上标有“36V,40W”字样,当通过灯泡灯丝电流为1A时,该灯泡的实际功率为(不考虑灯丝电阻的变化)( )。
A.36W B.40W C.32.4W D.无法确定
8.下列家用电器中,相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是( )
A.电熨斗 B.电风扇 C.电暖气 D.电热水器
二、填空题
9.将标有“”字样的灯泡和标有“”字样的灯泡并联在如图所示的电路中,两个灯泡的电阻都不随温度变化而变化。闭合开关后,灯泡恰好正常发光,则灯泡的实际功率是 W,此时 (选填“灯泡亮些”“灯泡亮些”或“两个灯泡一样亮”)。
10.某品牌电炖锅简化电路如图所示,它有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位。R1、R2是电热丝,R1=242Ω,R2=121Ω。开关S1与b接触,当开关S2闭合时,为 挡位,当开关S2断开时,通电1min,电流产生的热量是 J。
11.如图甲的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光。如图乙是绘制出的电流表与两电压表示数关系的图象。则电源电压为 V,小灯泡的额定电功率为 W。
12.如图所示的电路中,闭合开关后,灯L1比灯L2亮,电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,则两灯的功率之比= 。
13.如图所示为电路元件A和B的图像,若将它们串联接在某电源上,此时通过电路中的电流为0.15A,则电路消耗的总功率为 W。
三、实验题
14.在“探究影响太阳能电池输出功率的因素”实验中,某小组使用太阳能电池板、卤素光源(发光强度不变)、滑动变阻器、电压表、电流表等器材进行了相关测量,实验电路如图所示,
(1)实验中,计算太阳能电池输出功率的公式是 。
(2)小组同学认为影响太阳能电池输出功率的因素有:
A.光照强度 B.光源的入射角度 C.太阳能电池板的连接方式
在探究“光照强度对太阳能电池输出功率的影响”时,应保持 和 不变,改变 ,分别测量对应的电压和电流。
(3)某同学发现,当光源的入射角度逐渐变小时,测得的电压和电流值都有所减小,这说明 。
(4)结合校园实际,若在学校安装太阳能电池板,你认为需要考虑的因素有什么?(写出一条即可)。
15.为估测各用电器的实际功率。
(1)小明打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光。接着找到了他家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过 W;
(2)他以指示灯某一次闪烁开始计时计数,发现1min内电能表指示灯闪烁了50次,根据数据可算出小明家电路中电流做功的功率为 W;
(3)小明感到结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是( )
A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大 B.小明在时间测量中存在一定的误差
C.小明没有关闭其他的用电器 D.小明在计数中存在错误
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁开始计时,计时1min,电能表指示灯还未闪烁,至此仍无法计算节能灯电功率。于是他翻开课本,发现课本中原方案是:测量3min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率;而小明结合实际情况,经过思考提出他的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率。针对此次测量你认为 (选“课本/小明”)的方案更合理。
四、计算题
16.如图甲是我国建造的世界上最大的敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站。通过图乙所示装置,在满足光照条件下,每天可使6000吨熔盐温度上升600℃,高温的熔盐通过蒸汽发生器产生蒸汽推动汽轮机发电。若平均每年有300天满足光照条件,则每年的发电量能达3.9亿度。
(1)已知,6000吨熔盐每天吸收的热量是多少?
(2)这座熔盐发电站的热电转换效率是多少?
(3)一座相同发电能力的火力发电站,其发电效率只有30%,这座熔盐发电站每年的发电量可以节约多少吨煤?如果每吨煤可产生2.5吨二氧化碳,那么每年可减排二氧化碳多少吨?()
17.如图所示的电路中,定值电阻R1的阻值为20Ω,设灯L的电阻不变。当闭合开关S、S1,断开S2,滑片滑到a端时,电流表A的示数;移动滑片到b端,电流表A的示数。当只闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器的滑片P从b端移到中点时,灯L正常发光,电流表A的示数。求:
(1)电源电压;
(2)灯L的额定功率;
(3)R1的最大电功率与灯L的最小电功率的比值。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
学科网(北京)股份有限公司
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
D
C
B
D
C
C
B
1.B
【详解】A.中学生正常步行速度约为1.1m/s,一分钟走的路程s=vt=1.1m/s×60s=66m
故A不符合题意;
B.课间时间约10min,做一次眼保健操的时间比课间时间短,约为5min,故B符合题意;
C.一个鸡蛋的质量约50g,一个鸡蛋的重力约0.5N,所以人托起一个鸡蛋的力约为0.5N,故C不符合题意;
D.教室内护眼灯的电功率较小,与普通灯泡的电功率接近,教室内单盏护眼灯的功率约是30W,故D不符合题意。
故选B。
2.D
【详解】①如图所示电路中,电阻R1的阻值为5Ω,电源电压为9V,此时电路的功率等于R1的功率,
把滑动变阻器R2与电流表(量程为0-0.6A)以某种方式接入电路中,发现电路中的最小电功率为18W。接入R2之后,电路总功率变大,说明R2与R1必须并联。如果R2与R1串联,电路总功率将会变小,故①错误;
②R2与R1并联,电路中的最小电功率为18W时,通过R1的电流
通过R2的电流
电流表量程为0-0.6A,可见,电流表只能测R2的电流,故②正确;
③R2与R1并联,电路中的最小电功率为18W时,R2的阻值最大
当电流表的示数为0.6A时,R2的阻值最小
滑动变阻器可调的阻值范围为15~45Ω,故③正确;
④当电流表的示数为0.6A时,电路中的电流最大
电路总功率最大值,故④正确。
综上所述,正确的有②③④,故ABC错误,D正确。
故选D。
3.C
【详解】A.一节新干电池的电压约为1.5V,而不是3V,故A不符合题意;
B.手机正常工作时的电流约为几百毫安,100A的电流非常大,远远超出手机正常工作的电流范围,故B不符合题意;
C.家用液晶电视正常工作的电功率约为150W,这与实际情况相符,故C符合题意;
D.任何热机的热效率都不可能达到100%,因为在能量转化过程中,不可避免地会有能量损失,歼-20 战机的发动机也不例外,故D不符合题意。
故选C。
4.B
【详解】“1000kV”是电学中常用的物理量,其中 “kV” 是电压单位 “千伏” 的符号。故此物理量代表的是电压,故B符合题意,ACD不符合题意 。
故选B。
5.D
【详解】A.甲灯两端电压为2V时,由图可知,通过甲灯的电流为0.4A,甲、乙两灯串联在电路中,根据串联电路中电流关系可知,电路中的电流也为0.4A,故A错误;
B.甲、乙两灯串联在电路中,所以通过乙灯的电流为0.4A,则此时乙灯两端的电压为3V,根据串联电路的分压规律,甲、乙两只灯的阻值之比等于其两端电压之比,即,故B错误;
C.乙灯消耗的功率,故C错误;
D.由串联电路的电压关系可知,电源电压
通电,则整个电路消耗的电能是,故D正确。
故选D。
6.C
【详解】A.电风扇在使用过程中,消耗电能,主要把电能转化为机械能,故A错误;
B.内燃机在做功冲程时高温高压气体推动活塞做功,将内能转化为机械能,故B错误;
C.超导材料没有电阻,不会产生热量,利用超导材料远距离输电不会产生电能的损失,故C正确;
D.“地球一小时”提倡关灯一小时是为了节约用电,减少电能的消耗,故D错误。
故选C。
7.C
【详解】灯泡电阻,当通过灯泡灯丝电流为1A时,该灯泡的实际功率为,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选 C。
8.B
【详解】电熨斗、电暖气、电热水器,它们统称为电热器,都属于纯电阻用电器,它们工作时所消耗的电能全部都变成内能,它们工作时产生的热量等于它们消耗的电能。而电风扇上有电动机,电动机工作时把消耗的电能有一部分变成机械能,另外有一少部分变成内能。电风扇工作时消耗的电能只有一部分变成内能,电风扇工作时产生的热量远小于它消耗的电能。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9. 1.5 灯泡亮些
【详解】[1]灯泡标有“”字样,灯泡标有“”字样,由得
两灯泡并联,闭合开关后,灯泡恰好正常发光,又因为并联电路中,电源电压与各支路两端电压相等,得,
则此时的实际功率为
[2]闭合开关后,灯泡恰好正常发光,则的实际功率为
此时的实际功率为
实际功率,即灯泡亮些。
10. 高温 2.4×104J
【详解】[1]由图可知,开关S1与b接触,当开关S2闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,电炖锅处于高温挡; 当开关S2断开,S1接a时,R1、R2串联,根据串联电路的特点可知,此时电路的总电阻最大,由可知,总功率最小,电炖锅处于低温挡; 当开关S2断开、S1接b时,只有R2工作,电炖锅处于中温挡。
[2]当开关S1与b接触,开关S2断开时,电路只有电阻R2工作,所以电流产生的热量
11. 8 4
【详解】[1]由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中电流。当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时电路中电流最小;当滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大。因为串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压保持不变,所以两电压表示数之和等于电源电压。由图乙可知,当电流为0.2A时,两电压表示数分别为1V和7V,电源电压。
[2]当滑片向左滑动时,滑动变阻器阻值变小,分得的电压变小,由图乙可知,右侧图像为电流表与电压表V1示数关系,左侧图像为电流表与电压表V2示数关系;滑动变阻器的滑片滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光,此时电路中的电流为,滑动变阻器两端电压为3V,灯泡两端的电压为
故小灯泡的额定电功率为
12.
【详解】由图可知,两灯串联,电压表V2测电源电压,V1测L2两端电压。因为串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,则L2两端电压为,L1两端电压为
因为串联电路电流相等,故
13.1.05
【详解】若将它们串联在某电源上,当电路中的电流为0.15A,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过两元件的电流均为0.15A,由图像可知,两元件两端的电压分别为 ,,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压
电路消耗的总功率为
14.(1)
(2) 光源的入射角度 太阳能电池板的连接方式 光照强度
(3)太阳能的输出功率与入射角度有关,入射角度越小,输出功率越小。
(4)太阳能电池板的倾斜角度
【详解】(1)[1]实验中用到了电压表、电流表等器材进行了电压和电流的测量,所以计算太阳能输出功率的公式为。
(2)[1][2][3]根据控制变量法的应用,在探究“光照强度对太阳能电池输出功率的影响”时,我们要控制光源的入射角度和太阳能电池板的连接方式相同,改变光照强度,测量对应的电压和电流。
(3)光源入射角度变小,意味着光的垂直入射减少,光能利用率降低,且电压和电流减小,输出功率减小,说明太阳能的输出功率与入射角度有关,入射角度越小,输出功率越小。
(4)由于太阳能的输出功率与光源的入射角度有关,所以安装太阳能板时要考虑太阳能电池板的倾斜角度。
15.(1)8800
(2)1000
(3)C
(4)小明
【详解】(1)小明家中的用电器的总功率最大为
(2)消耗的电能为
则电流做功的功率为
(3)A.节能灯的功率大约十几瓦,节能灯的目的是节能,如果功率很大,无法做到节能,故A不符合题意;
B.如果小明在时间测量中存在一定的误差,则计算出的功率相差较小,不会非常大,如果相差非常大,是时间测量上的错误,不能称为误差,故B不符合题意;
C.此时计算出的结果为1000W,相差很大,所以据实际情况分析可知,很可能是由于在测量时小明没有关闭其它的用电器造成的,故C符合题意;
D.如果计数错误,则计算出的功率相差较小,不会非常大,故D不符合题意。
故选C。
(4)据实际情况可知,若是节能灯的功率很小,即使是工作3min,所消耗的电能仍然是很少的,所以也有可能闪烁不了几次,故不好记录;故若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好记录的,所以据此方法计算出节能灯的电功率更合理,故小明的方案更合理。
16.(1)
(2)86.7%
(3),
【详解】(1)熔盐的质量
熔盐每天吸收的热量
(2)每年熔盐吸收的总热量
每年的发电量
热电转换效率
(3)要产生与熔盐发电站相同的电能,火力发电站需要消耗的煤完全燃烧放出的热量
可以节约的煤的质量
每年可减排二氧化碳的质量
17.(1)12V
(2)1.6W
(3)
【详解】(1)当闭合开关S、S1,断开S2,滑片滑到a端时,R1与滑动变阻器R2串联,且R2接入电路的阻值为0,则电源电压
(2)当闭合开关S、S1,断开S2,滑片滑到b端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路总电阻
则滑动变阻器的最大值
当只闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器的滑片P从b端移到中点时,L与滑动变阻器R2串联,且R2接入电路的阻值为
电流表A的示数
滑动变阻器两端的电压
此时灯L正常发光,则灯L正常发光的电压
灯L的额定功率
(3)当闭合开关S、S1,断开S2,滑片滑到a端时,通过R1的电流最大,功率最大,则R1的最大电功率
当S、S1、S2都闭合时,L与R1并联,再与滑动变阻器R2串联,滑动变阻器的滑片P移动b端时,即R2接入电路的阻值最大时,通过L的电流最小,灯L的功率最小,灯泡的电阻
此时电路的总电阻
电路中的电流
滑动变阻器两端的电压
灯泡L两端的电压
灯L的最小电功率
R1的最大电功率与灯L的最小电功率的比值
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
学科网(北京)股份有限公司
$