内容正文:
电能电功率、核能分考点专练
考点一:电能电功率概念
电能:电流做多少功(跑多远)
电功率:电流做功快慢(跑多快)
1.小舟说:微波炉很省电,用它加热食物花不了多少电费、小宁说:微波炉很费电,他家的微波炉一使用空气开关就“跳闸”。上述争论中,混淆的两个概念是( )
A.电压和电流 B.电能和电功率 C.电能和电压 D.电阻和电能
2.下列关于电功和电功率的叙述中,正确的是( )
A.电功率越大,电流做的功越多
B.电流做的功越多,电功率越大
C.电流做功的时间越短,电功率越大
D.电流在一定时间内做功越多,电功率越大
考点二:电能表读数
一:单位换算 1 kWh =
公式 W = P t
单位 ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
二、公式默写
P= W=
P= W=
P= W=
P= W=
P= W=
3.为了测量家中暖风机的功率,小金关闭了家里的其他用电器只让暖风机正常工作,发现电能表的转盘在1分钟内转过50圈,电能表的铭牌和暖风机工作前电能表上的示数如图所示。则该暖风机的电功率为________ kW,2小时后电能表的示数为______kWh。
4.某同学检测一块旧电能表是否能正常使用,他在电压恒定为220V的家庭电路中只接入一个标有“220V,400W”的用电器。
(1)如图是测量电能表的示数为_______kW·h。
(2)若电能表指示准确,使用该用电器正常工作3分钟,表盘应转过__________转。
(3)该用电器正常工作5小时后,电能表示数为,此时电能表示数与计算结果相比较,应是__________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
考点三:灯泡规格(假设灯丝电阻不随温度变化而变化。灯泡亮度是由 决定的)
5.下列4个灯泡正常发光时,灯丝中电流最大的是( )
A.“220V 25W” B.“220V 60W”
C.“36V 40W” D.“110V 100W”
6.将灯L1(9V、9W)和灯L2(6V、6W)串联接入电源电压为15V的电路中,不考虑灯泡电阻的变化,闭合开关后,两灯都发光,下列说法正确的是( )
7.如图所示,灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样,电源电压6V恒定不变。闭合开关S,忽略温度对灯丝电阻的影响,则甲、乙两电路中流过L1的电流I1:I1'=___________,L2消耗的实际功率P2________P2'(选填“>”、“=”或“<”)。
8.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.两灯串联在220伏的电路中,甲灯比乙灯亮
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110伏电路中,它的实际功率为50瓦
9.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,假设灯丝电阻不受温度影响。
(1)当两灯均正常发光时,相同时间内灯泡__________(填“甲”或“乙”)消耗的电能更多。
(2)某家庭电能表上标有“3000r/kW·h”字样。当电路中只有乙灯泡工作时,观察到4分钟内电能表转盘转了18圈。此时乙灯泡的实际功率为____________W。
10.甲、乙两灯的规格分别为“6V3W”和“6V6W”,忽略灯丝电阻受温度的影响,下列说法正确的是( )
A.两灯串联在6V的电路中,乙灯比甲灯亮
B.两灯并联在6V的电路中,甲灯比乙灯亮
C.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入3V的电路中,它的实际功率为1.5W
考点四:图像(串联等I,并联等U)
11.如下图所示是电阻甲和乙的U-I图像,若将甲、乙串联在某一电路中,当电流为0.1A时,电源电压为________V;若将甲、乙并联在电源电压为1.5V的电路中,电路消耗的总功率为________W。
12.如上图所示,是电路元件甲和标有“2.5V 1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图像。若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,乙的实际功率是______W,电路工作10分钟消耗的电能是______J;若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中,电路中的电流为______A,甲的实际功率是______W。
考点五:测定小灯泡电功率( P额 = U额 × I额 )
13.为测定小灯泡的额定功率,小柯利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”的小灯泡等器材,按图甲方式连接电路进行实验。
(1)闭合开关,小柯将滑动变阻器的滑片移到某一位置后,观察到电压表示数为2.2V,为了使小灯泡正常发光,需将滑动变阻器的滑片向_____________(选填“A”或“B”)端移动。
(2)根据图乙可知,该小灯泡的额定功率为__________W。
(3)小柯做完实验,断开开关,整理器材时发现电压表指针如图丙所示,则小柯计算得到的小灯泡额定功率相比于真实值______________(选填“偏大”“相等”或“偏小”)。
14.小科同学做“测定小灯泡电功率”的实验,设计的电路图如图1所示,电源电压是3 V,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)用笔画线代替导线,连接完整如图1所示的实物电路________。
(2)将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处,闭合开关,随后移动滑片P到某处时,电压表示数如图2所示,若小科想测量小灯泡的额定功率,应________(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值。
(3)多次测量,根据记录的数据,得到通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图3,根据图像提供的信息,小灯泡的额定功率为______________W。
(4)由于电压表的实际内阻并非无穷大,工作时有微弱的电流通过。实验中灯泡两端电压达到额定电压时,小灯泡额定功率的测量值______________真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
15.榕榕所在兴趣小组用如图所示的器材测量小灯泡的电功率,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图3所示。
(1)请用笔画线表示导线,将图1所示电路连接完整________________。
(2)正确连接电路后,榕榕闭合开关发现小灯泡很亮。请指出造成该异常现象的不规范操作是___________________。
(3)闭合开关后,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图2所示,小灯泡的额定功率为__________。
(4)榕榕完成本次实验后,打算继续用该电路研究电流与电压的关系,但另一位同学认为只用图1的实验装置不能达到实验目的,理由是________________________________________________________________。
16.小科做测定“小灯泡额定功率”实验时,所用器材有电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,滑动变阻器、电表、开关和导线。
(1)如图甲,若变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变亮,则导线M应与滑动变阻器的___________(填图中字母)接线柱连接。
(2)闭合开关,小科发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,故障原因可能是_____。
A.灯泡断路 B.灯泡短路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)小科测得小灯泡在不同电压下的电流,在图乙中画出图线a,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率____________W。
(4)根据曲线a小科发现小灯泡灯丝的阻值会随着温度的变化而变化,但不能直观判断“小灯泡电阻是随着温度的升高而变大还是变小”。老师建议他在图乙中再画出定值电阻曲线b,只要比较图乙中的A、B、C三点,就能比较出灯丝电阻随温度变化的情况。请简要说明小科的比较过程:_______________________________________。
17.某灯泡上标有“2.*V;0.5A”的字样,其中额定电压值不完整,应在2.0~2.9V之间。现有下列器材:一只电压恒定为5V的电源、一只电流表、一只阻值为的定值电阻R0、一只标有“;2A”的滑动变阻器R、开关和导线若干。小乐设计了如图甲所示电路来测量小灯泡的额定电功率。
(1)连接电路时,开关应处于________________(选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)正确连接好电路,滑动变阻器滑片P移至最左端,只闭合S和S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为________________A,小灯泡正常工作。
(3)保持滑动变阻器的滑片P不动,____________________________________________(补充具体操作),此时电流表示数如图乙所示;计算得出灯泡的额定功率为____________W。
考点六:焦耳定律(电流的热效应)( Q = I2 R t ,实验中注意控制单一变量)
18.如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是( )
A.甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B.甲实验通电一段时间后,左边容器内空气吸收的热量更多
C.乙实验要保持两个电阻丝两端电压相等
D.乙实验中通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同
19.小科用如图的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”,相同的两个透明容器中密封着等量、等温的空气。
(1)本实验是通过观察__________________的变化来反映电流产生热量的多少;
(2)图甲中的A、B两管,在通电时间相等时,B管液面上升得更高,说明电流通过导体产生热量的多少与______有关;
(3)用乙图中的装置探究“电流产生热量的多少与电流大小是否有关”时,右边容器中应选用阻值为____________的电阻丝。
20.如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,回答下列问题:
(1)通电后透明容器中空气的内能增大是通过________________的方式改变的,图乙所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量多少跟________________大小的关系;
(2)如果实验乙通过容器①电阻丝电流是2A,则容器②内电阻丝在1min内产生的热量是________________ J。
21.小柯利用如图所示的电阻和三个封闭有等量空气的透明容器完成“焦耳定律”的探究实验(部分装置未画出)。
(1)容器内选用空气作为介质进行实验,优点是_________________________________________________________。
(2)比较___________________两个装置可探究电流通过导体时产生的热量与电流的关系。
(3)比较甲乙装置可得到结论:相同时间内_____________________________________________________________。
(4)仅用R5=20欧替代R4,装置丙中U形管高度差会变___________________。
考点七:多档位用电器电能、电功率计算
(1)串联电路的多档问题
①短路式:两个电阻串联,把开关与其中一个电阻并联,如下图所示。
当闭合开关时,有一个电阻短路,只有一个电阻工作,此时为高温档;
当断开开关时,两电阻串联,电阻大一些,电热器的功率小一些,此时为低温档。
②单刀双掷式:主要工作电阻放在干路上,一条支路用导线,一条支路连接附加电阻。
当开关掷向附加电阻的支路时,两电阻串联,为低温档;
当开关掷向导线支路时,只有主要工作电阻工作,此时为高温档。
(2)并联电路的多档问题
22.炫彩DIY拼豆深受小朋友喜爱,需要用到拼豆的成型专用熨斗,核心工作原理是利用电流的热效应,将电能转化为内能,通过发热板传递热量,使拼豆表面融化后粘连成型。图甲是某款专用熨斗,其内部简化电路如图乙所示,电源电压恒为220V,、为定值发热电阻丝,图丙是熨斗工作时电功率与时间的关系图像(为加热熔化阶段,为保温塑形阶段)。请结合上述原理和信息,完成下列问题:
(1)炫彩DIY拼豆从固态变为液态的物态变化是____________,该过程需要____________(选填“吸热”或“放热”)。
(2)由图像可知,熨斗加热熔化阶段的电功率为440W,求该阶段电路中的电流。
(3)求熨斗在本次工作45s时间内消耗的总电能。
23.如图1是一种手持的立体绘画工具3D打印笔,通电后,电阻丝发热使笔内打印材料变为熔融物,笔内电机驱动,挤出熔融物,利用打印材料快速固化特性,可以在空中“画”出3D实物。如图2为打印笔内部加热电路,R1和R2是规格相同的PTC发热电阻,电阻大小为880Ω。当使用熔点120℃的镓基合金作为打印材料时,要使用低温档进行加热。
请回答:
(1)3D打印笔的工作原理是利用电流的______________________________。
(2)使用低温档时通过的电流是多少。
(3)打印笔在高温档下打印10分钟需要消耗电能多少焦耳。
24.科学社团制作了图甲所示的“电热恒温孵化箱”,通过旋转开关S实现“停档”“低温”“中温”和“高温”四个档位的切换,简化电路如图乙所示。已知电源电压恒为12V,R1=2R2,“中温”档的电功率为7.2W。请回答下列问题:
(1)当开关S接触“2和3”时,孵化箱处于________档(填“低温”“中温”和“高温”);
(2)求电热丝R2的阻值;
(3)求孵化箱在“高温”档正常工作10min消耗的电能;
(4)测试中发现,孵化箱无法自动维持设定温度。为了解决这个问题,社团决定在电路某处接入一个“温控开关”,当箱内温度达到设定值时自动断开,低于设定值时自动闭合。“温控开关”应该接在电路________(填“a”“b”或“c”)点处。
25.小科家购买了一只电中药壶,其铭牌如图甲所示,内部电路简化如图乙。R1、R2为发热电阻,S为旋转开关,a、b、c、d为触点,通过旋转可切换“关”“低温挡”“高温挡”。正常工作时先使用高温挡将中药煮沸,再转用低温挡慢熬。
图甲
(1)低温挡加热时,开关S应旋转至触点 ___________(选填“ab”、“bc”或“cd”)。
(2)求发热电阻R2的阻值。
(3)某次煎药总用时1.5小时,电功率与加热时间关系如图丙所示,本次煎药共消耗多少电能?
26.如图甲是某品牌电压力锅,图乙所示是它的简化电路图。R1、R2是定值电阻,闭合开关S1,开关S2与触点b接通,电压力锅处于加热状态,此时电压力锅的功率P1=1000w,通过R1的电流为I1,当锅内的气压达到设定值时,S2自动与触点b断开并与触电a接通,S1仍闭合.电压力锅处于保压状态,此时电压力锅的功率为P2,通过R2的电流为I2,图2是表示做好某次饭的过程中,电压力锅从加热到保压消耗的电功率与时间的关系,已知I 1 = 5 I 2求:
(1)电压力锅处于加热状态时,通过电阻R1的电流______。
(2)电压力锅处于保压状态时的功率P2______。
(3)用电高峰期,电路的实际电压为210V,电压力锅做好同样一次饭,处于加热过程实际需要的时间______。(不考虑能量损失)
27.滥用远光灯失德又违法。夜间行车正确使用远光灯,可以起到扩大观察视野的作用。但对面有车或行人时,远光灯容易扰乱路人以及对面车辆驾驶员的视线而存在安全隐患。如图甲所示是某汽车大灯的灯泡示意图,A和B是灯泡内的2条灯丝,S为扇形旋钮开关。当切换到近光灯挡位时大灯只有一条灯丝通电工作,切换到远光灯挡位时大灯的两条灯丝同时通电工作。
(1)当切换到远光灯时,开关S与触点______(选填“1和2”“2和3”或“3和4”)接触;
(2)司机某次用车10分钟,车灯的功率与时间的关系如图乙所示,已知电源电压保持12V不变,则灯丝A的电阻为多少?(不考虑温度变化对电阻的影响)
(3)请计算10分钟内大灯消耗的电能为多少?
28.如图甲所示的电饭锅,额定电压为220伏。从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级,简化电路图如图乙所示,加热功率有高温、中温、低温三档。加热的三档均由自动开关S1、S2进行调节,其中R1和 R2均为发热电阻,且阻值不随着温度的变化而改变,它在煮饭状态下,仅高温和中温档进行交替加热,其功率和时间的关系如图乙。
(1)当电路中开关S1接a端,开关S2闭合时,电饭锅的加热功率处于_______档(选填“高温”、“中温”、“低温”);
(2)请你计算该电饭锅的发热电阻R1的电阻值(写出计算过程);
(3)小艺上网查询了解,国家标准中规定电饭锅在煮饭时,三级能效的热效率值范围为 (热效率是指装置的有效输出能量与输入能量的比值)。他用学过的知识对电饭锅进行测试:在煮饭状态下,将温度为: 20℃ 质量为 2千克的汤料加热到63℃,电饭锅正常工作用时8分钟。已知汤料的主要成分为水,比热约为4200J/(kg⋅℃),,为判断该电饭锅是否符合三级能效,请你帮助小艺算出该电饭锅的热效率值是_______。(计算结果保留到1%)
29.某品牌智能洗碗机具有洗净度高、可设定洗涤温度、方便安全等优点,其简化等效电路如图所示,此时处于空挡位置。闭合开关S,旋钮绕P转动,档位自动旋至1挡,此时R1、R2同时工作,洗碗机处于加热状态。当水加热到一定温度时档位自动旋至2挡,R2和电动机同时工作,洗碗机处于恒温洗涤状态,通过电动机将温水喷洒在餐具表面。R1和R2均为电热丝,其阻值不受温度影响,R1=22Ω,洗碗机的主要参数如下表所示。
(1)档位旋至1挡时,R1、R2________________。(填“串联”或“并联”)
(2)R2阻值是多少?
(3)洗碗机水箱内注满水,在额定电压下连续加热420s,水温由10℃上升到40℃,此过程中洗碗机的加热效率是多少?(水的比热约为4200J/(kg⋅℃))
30.2025年12月1日,甘肃—浙江±800千伏特高压直流输电工程的浙江段线路基础工程全面竣工。该工程采用“双八百”(±800千伏输电电压、800万千瓦输电功率)特高压直流输电技术,每年可将超360亿千瓦时的西北风电、光伏等清洁电力输送至浙江,有力支撑浙江绿色低碳转型和能源安全。
(1)图1中,风力发电机组工作时将机械能转化为_______________能。
(2)如图2所示,若太阳能电池板的面积为2m2,光电能量转化效率为20%,则在1000w/m2的光照强度下,这块太阳能电池板每小时可以输出的电能为________。
(3)如图1所示,单个风电机组功率可达107w,这样一个风电机组在此功率下稳定工作15分钟,产生的电能相当于多少千克焦炭完全燃烧放出的热量?________(已知焦炭的热值为)。
考点八:核能
核裂变:核电站、原子弹
核聚变:太阳(人造太阳)、氢弹
31.2025年10月1日,我国首部紧凑型聚变实验装置BEST完成底部安装,标志着我国在实现核能发电的道路上又迈出重要一步。
(1)如图为核聚变示意图的是____________(填“甲”或“乙”)。
(2)上图模型中白色“○”代表____________(填“质子”或“中子”)。
32.如图甲是中国“人造太阳”东方超环在2025年实现了1亿摄氏度、1066秒稳定运行,其反应原理与太阳类似,通过________(选填“核裂变”或“核聚变”)释放巨大核能,其过程可用________(选填“乙”或“丙”)所示的核反应表示。相比之下,另一种核能发电技术,反应后的废料往往具有________性,需要严格密封等安全处置。
33.如图甲所示为核电站发电流程图,请回答下列问题:
(1)核电站发电过程中其能量的转化为:核能→_____________→机械能→电能。
(2)为了形象地描述核能的获得,某同学画了两张利用核能的原理图:图乙和图丙。请判断核电站的“核反应堆”利用了哪个原理。_____________(填“乙”或“丙”)。
34.如图所示是我国具有完全自主知识产权的全球首座第四代核电站—高温气冷堆核电站发电的流程图,核电站中的核反应堆是通过可控的_____________(选填“核聚变”或“核裂变”)释放核能的设备,核反应堆的“水冷却系统”是通过_____________(选填“做功”或“热传递”)的方式改变内能的。
参考答案
1.B
【详解】小舟说微波炉很省电,是说微波炉的电功率大,但加热食物用时很短,消耗的电能并不多,所以“微波炉很省电,用它加热食品花不了多少电费”,即小舟是从电能角度说的;小宁是从电功率角度考虑的,因为微波炉属于大功率用电器,工作时电路中电流很大,空气开关会跳闸,相同时间内消耗的电能多,所以认为很“费电”。故ACD不符合题意,故B符合题意。
故选B。
2.D
【详解】A.电功是用电器中电流所做的功,消耗多少电能就做多少功,在不确定做功时间的情况下,电功率越大,电流做的功不一定越多,故A错误;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,与做功时间有关,在不确定做功时间的情况下,电流做的功越多,电功率不一定越大,故B错误;
C.电功率是表示电流做功快慢的物理量,在不确定做功多少的情况下,电流做功的时间越短,电功率不一定越大,故C错误;
D.电功率是表示电流做功快慢的物理量,定义是单位时间内电流做功的多少;由电功率的定义可知,电流在一定时间内做功越多,电功率越大,故D正确。
故选D。
3. 1 1033.2
【详解】[1]1分钟暖风机消耗电能为
则暖风机功率为
[2]2小时暖风机消耗电能为
W2=Pt2=1kW×2h=2kW·h
则电能表示数变为1033.2kW·h。
4.(1)760.2
(2)60
(3)偏大
【详解】(1)电能表中最后一位是小数,则电能表的示数为760.2kW·h。
(2)该用电器正常工作3分钟,消耗的电能为
表盘转过的转数为
(3)该用电器正常工作5小时后,消耗的电能为
电能表的示数应为
而当前示数为,因此此时电能表示数与计算结果相比较,应是偏大。
5.C
【详解】根据公式判断:
A.“220V 25W”的灯泡电流为
B.“220V 60W” 的灯泡电流为
C.“36V 40W” 的灯泡电流为
D.“110V 100W” 的灯泡电流为
因此C正确,ABD错误。
6.D
【详解】B.两灯泡串联接在电路中,串联电路中电流处处相等,所以通过L1、L2的电流相同,故B错误;
C.由可得,灯L1的电阻为
灯L2的电阻为
两灯泡串联,电路的总电阻为
电源电压,则电路中的电流为
两灯泡串联在电路中,通过两灯的电流相同,由可知,两灯的电阻不同,所以两灯L1、L2的实际功率不相等,故C错误;
A.由可知,两灯工作时间相同,两灯的实际功率不相等,所以两灯L1、L2消耗的电能不相同,故A错误;
D.由选项C可知,两灯泡串联在电路中,通过两灯的电流,两灯的电阻,,则L1、L2两端的电压分别为
两灯泡两端的电压均等于其额定电压,因此两灯L1、L2都能正常发光,故D正确。
故选D。
7. 2:5 <
【详解】[1][2]L1电阻为
L2电阻为
甲图两灯串联,电流为
乙图两灯并联,灯正常发光,L1电流为
电流比为
甲图L2电压小于6V,乙图等于6V,根据,消耗的实际功率<。
8.A
【详解】AB.甲的电阻为
乙的电阻为
串联电路电流处处相等,由可知,甲的电阻大,所以实际功率大,甲灯更亮,故A正确,B错误;
C.电能,其大小与电功率及通电时间有关,未标注时间关系,所以不能确定哪盏灯消耗点的电能更多,故C错误;
D.电压为额定电压的一半,不考虑灯泡的电阻会随着温度的变化而变化,电功率为
故D错误。
故选A。
9.(1)乙
(2)90
【详解】(1)两灯正常发光时,实际功率等于各自的额定功率:甲灯额定功率为25W,乙灯额定功率为100W,根据电能公式,在相同时间内,功率越大,消耗的电能越多,因此乙灯泡消耗的电能更多。
(2)转盘转18圈时,乙灯消耗的电能
工作时间
可得实际功率为
10.D
【详解】根据甲乙两灯泡的规格可得两灯泡的电阻分别为,
A.两灯串联在的电路中,根据串联电路电流处处相等,由可知,在电流相同的情况下,电阻越大,实际功率越大。因为R甲大于R乙,所以甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率,即甲灯比乙灯亮,故A错误;
B.两灯并联在的电路中,此时两灯两端的电压都等于额定电压,两灯都正常发光。两灯泡的实际电功率都等于额定电功率,甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率,所以乙灯比甲灯亮,故B错误;
C.两灯均正常发光时,实际功率等于额定功率,消耗电能的多少不仅与功率有关,还与时间有关,由于不确定两灯正常发光的时间,所以无法比较两灯消耗电能的多少,故C错误;
D.将乙灯接入的电路中,根据,此时乙灯的实际功率,故D正确。
故选D。
11. 2 0.6
【详解】若将甲、乙串联在某一电路中,串联电路中电流处处相等,由图像可知,当电流为0.1A时,甲两端电压为,乙两端的电压为,由串联电路电压特点可知,电源电压为
若将甲、乙并联在电源电压为1.5V的电路中,并联电路中,各支路电压相等,都等于电源电压,即1.5V,由图像可知,当电压为1.5V时,通过甲的电流为,通过乙的电流为,由并联电路电流特点可知,电路中总电流为
电路消耗的电功率为
12. 0.4 720 0.2 0.2
【详解】[1][2]若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,则甲和乙电压相等,均为2V。由图可知,当电压为2V时,乙的电流为0.2A,甲的电流为0.4A,则乙的实际功率为
根据并联电流规律,干路电流为
则电路工作10分钟消耗的电能为
[3][4]若把甲和乙串联在电路中,则电流相等。由图可知,当电路中的电流为0.2A时,甲的电压为1V,乙的电压为2V,根据串联电压规律,则电源电压恰好为
符合题意。则甲的实际功率
13.(1)A
(2)0.625
(3)偏小
【详解】(1)电压表示数2.2V小于小灯泡的额定电压2.5V,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,使电路电流增大、小灯泡两端电压升高。根据图甲的接线方式,应将滑片向A端移动。
(2)由图乙可知,小灯泡两端电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,其额定功率为
(3)由图丙可知,断开开关后电压表指针未准确指在零刻度处,而是偏向正刻度一侧,说明实验时电压表读数偏大。调至示数2.5V时,小灯泡的实际电压低于额定电压,通过的电流小于额定电流,用此时电流计算出的额定功率因此偏小。
14.(1)
(2)减小
(3)0.5
(4)大于
【详解】(1)在做“测定小灯泡电功率”的实验中电流表串联在电路中测量流过灯泡的电流,电压表并联在灯泡两端测量灯泡两端的电压,结合电源为2节干电池可知电压表选用0~3V量程即可,据此完成电路连接。
(2)由图2可知,电压表选择的量程是0∼3V,分度值为0.1V,所以示数为1.8V。小灯泡的额定电压为2.5V。当前电压1.8V小于额定电压2.5V。要使小灯泡两端的电压增大到2.5V,根据串联电路的分压原理,需要减小滑动变阻器两端的电压,由串联分压可知减小滑动变阻器接入电路的电阻。
(3)小灯泡的额定电压是2.5V,由图3可知,对应的电流是0.2A,小灯泡的额定功率为
(4)电压表测量的是小灯泡两端的电压U测,这个值是准确的。电流表测量的是干路电流,即通过小灯泡的电流IL和通过电压表的电流IV之和,所以电流表的示数
由于电压表内阻不是无穷大,所以会有电流IV流过,即IV>0。因此,电流表的测量值I测大于通过小灯泡的真实电流IL。功率的测量值,功率的真实值。因为I测>IL,所以P测>P真,即测量值大于真实值。
15.(1)
(2)滑动变阻器滑片没在阻值最大处
(3)0.75W
(4)灯泡灯丝的阻值随温度的变化而变化
【详解】(1)电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选择0~3V的量程,电压表和灯泡并联。
(2)正确连接电路后,闭合开关发现小灯泡很亮,通过灯的电流过大,可能是没有将变阻器的滑片移动到阻值最大处。
(3)调整后闭合开关,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,小灯泡正常发光,电流表示数如图2所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,此时小灯泡的电功率为
(4)如果要利用图1装置研究电流与电压的关系,要控制电阻的大小不变,根据图3信息,灯的电阻随温度的变化而变化,所以只用图1的实验装置不能达到实验目的。
16.(1)B
(2)A
(3)0.75
(4)b是定值电阻的图线,故A、B点电阻相同,C与A点的电压相同,由图知,C比A电流大,由欧姆定律可知,C比A电阻小,即C比B电阻小,即小灯泡的电阻随温度的变大而变大
【详解】(1)如图甲,若变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变亮,说明电路中的电流增大,变阻器电阻减小,滑动变阻器应接入右下接线柱,则导线M应与滑动变阻器的B接线柱连接。
(2)闭合开关,小科发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能存在断路,电压表有示数,说明电压表两端与电源相通,则故障原因可能是灯泡断路,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)由图乙中图线a可知,灯泡额定电压为2.5V时,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
(4)略
17.(1)断开
(2)0.5
(3) 只闭合S和S2 1.25
【详解】(1)连接电路时,为保护电路元件,开关应处于断开状态。
(2)只闭合S和S1时,滑动变阻器与灯泡串联,此时电路中的电流大小等于电流表示数。因为灯泡的规格为“2.*V;0.5A”,所以灯泡正常工作时通过的电流IL为0.5A,所以使电流表的示数为0.5A时,灯泡正常工作。
(3)[1]若电流表接入电路的测量范围为0~3A,此时电流表的分度值为0.1A,指针指在1A的位置,电流表的示数为1A,即干路电流
此时电路中电流比小灯泡正常工作时的电流更大,则此时电路中总电阻变小,所以此时三个开关均闭合,因为灯泡正常工作时的电流为0.5A,为了用电器不被损坏,则通过灯泡的电流
则通过定值电阻的电流
根据可知,此时定值电阻两端电压
因为电源电压恒为5V,小于定值电阻两端电压,不符合串并联电路电压规律,所以电流表接入电路的测量范围不能为0~3A,所以电流表接入电路中的测量范围为0~0.6A。
如图乙所示,电流表接入电路中的测量范围为0~0.6A时,电流表的分度值为0.02A,指针指在0.2A的位置,此时电路中的电流为0.2A,此时电路中的电流比灯泡正常发光时的电流小,则此时电路中电阻变大,故此时开关S1需断开,S2需闭合,即只闭合S和S1。
[2]当开关S1断开,S2闭合时。定值电阻与滑动变阻器串联,此时定值电阻两端电压
此时滑动变阻器两端电压
滑动变阻器接入电路中的电阻
当只闭合S和S1时,灯泡正常发光,此时滑动变阻器两端电压
此时灯泡正常发光时的电压
灯泡的额定功率
18.B
【详解】AB.装置甲中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,I1=I2所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,即是研究电流产生的热量与电流的关系,由可知,左边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快,因此通电一段时间后,玻璃管左侧液面高度差更大,故A错误,B正确;
CD.在乙装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过他们的电流I与通电时间t相同,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,由可知,两个电阻丝两端电压不相等,该实验是探究电流产生的热量与电阻大小的关系;故由可知,右边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快,这表明:在相同时间内,电流相同的情况下电阻越大电流通过导体时产生的热量越多,故CD错误。
故选B。
19. U形管中液面高度差 电阻 5Ω
【详解】(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,根据转换法,可以通过U形管两侧液面高度差的变化来反映。
(2)[2]图甲中容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过它们的电流与通电时间相同,右侧容器内电阻较大,B管液面上升得更高,说明右侧容器内电阻产生的热量较多,说明电流通过导体产生热量的多少与电阻有关。
(3)[3]探究电流产生热量跟电流关系时,根据控制变量法,应控制通电时间和电阻不变,因此,乙图中右边容器等于左边容器中的阻值,大小为5Ω。
20. 热传递 电流 300
【详解】(1)[1]容器中气体的内能增大是通过电阻丝将热量传递给气体的,故气体内能增大是通过热传递的方式改变的。
[2]图乙中,右侧容器中的电阻与外面电阻并联,再与左侧容器中的电阻串联,通过两个容器中的电阻的电流不同,而电阻大小和通电时间相同,因此是用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系。
(2)[3]已知实验乙通过容器①电阻丝电流是2A,容器2内的的电阻和另一个的电阻并联电阻干路电流等于支路电流之和,又因为两个支路电阻相同,并联电路电压相同,根据欧姆定律可知两支路电流相同,可知容器②通过电阻的电流为1A,根据可知,电阻丝在1min内产生的热量是
21.(1)空气膨胀更明显
(2)乙、丙
(3)通过导体的电流一定时,导体电阻越大,电流产生的热量越多
(4)大
【详解】(1)相同热量下空气的体积变化更显著,能让U形管的液面高度差变化更快、更明显,便于实验观察。
(2)探究电热与电流的关系时,需要控制导体电阻、通电时间相同,改变电流大小。乙和丙的容器内电阻都是10Ω,且丙容器外并联了R4分流,使得通过R2、R3的电流不同,符合实验控制变量的要求。
(3)甲乙装置中R1=5Ω、R2=10Ω,二者串联,所以电流和通电时间完全相同,电阻更大的乙对应U形管液面差更大,可以得出相同时间内,通过导体的电流一定时,导体电阻越大,电流产生的热量越多。
(4)原本R3和R4都是10Ω,替换为20Ω的R5后,丙容器外并联支路的总电阻变大,整个电路的总电阻随之变大,干路电流变小;但并联部分的分压会变大,也就是R3两端的电压变大,由焦耳定律公式可知通过R3的电流会变大,相同时间内R3产生的热量变多,因此丙的U形管高度差变大。
22.(1) 熔化 吸热
(2)2A
(3)15800J
【详解】(1)炫彩DIY拼豆,物质从固态变为液态,属于熔化现象,熔化吸热。
(2)由图像可知,熨斗加热熔化阶段的电功率为440W,该阶段电路中的电流
(3)熨斗在本次工作45s时间内消耗的总电能
23.(1)电流热效应
(2)
(3)66000J
【详解】(1)通电后,电阻丝发热使笔内打印材料变为熔融物,符合电流的热效应原理。
(2)当S1闭合,S2断开时,只有工作是低温档,根据公式
(3)高温档打印10分钟后,消耗电能为66000J
24.(1)高温
(2)
(3)6480J
(4)c
【详解】(1)当开关S接触“2和3”时,电路中R1与R2并联,此时总电阻
比任何一个单独的电阻都小,所以总电功率会变得最大,达到“高温”的效果,孵化箱处于高温档。
(2)由题得,当开关S接触“1和2”时,孵化箱处于中温档,此时电路中只有R2工作,则电热丝R2的阻值
(3)由题得,当开关S接触“2和3”时,孵化箱处于高温档,此时R1和R2并联,电热丝R1的阻值
电热丝R1的电功率
电热丝R2的电功率
“高温”档的电功率
“高温”档正常工作10min消耗的电能
(4)因为“温控开关”当箱内温度达到设定值时自动断开,低于设定值时自动闭合,要实现自动维持设定温度,需要在电路中控制整个电路的通断,所以“温控开关”应该接在干路中,即c点处。
25.(1)bc
(2)363Ω
(3)0.3kW·h
【详解】(1)由图乙可知,开关S应旋转至触点“bc”,两电阻串联,电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,处于低温挡。
(2)由图乙可知,开关S应旋转至触点“cd”,只有R1接入电路,R2短路,电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,处于高温挡,发热电阻R1的阻值
低挡加热时,电路的总阻值
根据串联电路电阻的规律可知,发热电阻R2的阻值
(3)某次煎药总用时1.5小时,由图丙可知,高温挡工作时间为0.5h,低温挡工作时间为
低温挡消耗的电能
高温挡消耗的电能
本次煎药共消耗的电能
26. 4.5A 200W
【详解】(1)[1]闭合开关S1,开关S2与触点b接通时,电路为R1的简单电路,电压力锅处于加热状态,
通过电阻R1的电流
(2)[2]当锅内的气压达到设定值时,S2自动与触点b断开并与触电a接通,此时电路为R2的简单电路,电压力锅处于保压状态,由I1=5I2可得,此时电路中的电流
则保压状态时的功率
(3)[3]由图丙可知,加热时间t=10min=600s,不考虑能量损失,做好同样一次饭在加热状态下消耗的电能相等,即
W=W实
可得
解得
27.(1)3和4
(2)
(3)
【详解】(1)由甲图可知,当开关S与触点“3和4”接触时,电路为两电阻丝并联,此时电路中的总电阻最小,由可知,电功率最大,此时切换到远光灯。
(2)由甲图可知,当开关S与触点“2和3”接触时,电路为电阻丝B单独接入电路,此时电路中的总电阻最大,由可知,电功率最小,此时为近光照明状态,据乙图可知,近光灯时的电功率为40W,远光灯的电功率为100W,则灯丝A的电功率为
灯丝A的电阻为
(3)10分钟内大灯消耗的电能为
28.(1)高温
(2)
(3)78%
【详解】(1)由图乙知,当开关S1接a端、S2闭合时,R1与R2并联;当S1接b端、S2闭合时,电路中只有R2工作;当S2断开、S1接b端时,R1与R2串联。根据,并联时电阻最小,功率最大,所以此时电饭锅的加热功率处于高温档。
(2)当S1接b端、S2闭合时,电路中只有R2,此时为中温档,功率。当开关S1接a端、S2闭合时,R1与R2并联,为高温档,功率,则R1的功率
根据,可得
(3)汤料吸收的热量
由图丙知,工作8分钟,其中高温档工作时间,中温档工作时间
电饭锅消耗的电能
热效率
因为,所以该电饭锅符合三级能效。
29.(1)并联
(2)
242Ω
(3)
75%
【详解】(1)档位旋至1挡时,两个电阻并列连接在电源两端,R1、R2并联。
(2)R1工作时的电功率
R2工作时的电功率
R2的电阻为
(3)水的质量
水吸收的热量
电流做功
洗碗机的加热效率
30.(1)电 (2) (3)
【详解】(1)风力发电机组工作时,风带动叶片转动,机械能转化为电能。
(2)太阳能电池板每小时接收的太阳能为
根据光电能量转化效率可得每小时输出的电能为
(3)风电机组的工作时间为15分钟,即900 s。
风电机组在此功率下产生的电能为
由燃料完全燃烧放热公式可得焦炭的质量为
31.(1)甲 (2)中子
【详解】(1)核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,核裂变是一个较重的原子核分裂成几个较轻的原子核; 甲图是轻原子核聚合,属于核聚变;乙图是重原子核分裂,属于核裂变;如图为核聚变示意图的是甲。
(2)在甲图中,氘核和氚核在超高温下结合成新的原子核——氦核,同时释放出一个中子;在乙图中,用中子轰击铀235,使其发生裂变,同时释放出三个中子;因此在核反应模型里,白色的“○”代表中子。
32. 核聚变 丙 放射
【详解】“人造太阳” 模拟太阳的能量产生方式,太阳内部发生核聚变(轻原子核聚合为重原子核);乙图:中子轰击铀 - 235,属于核裂变;丙图:氘、氚两个轻核结合成氦核,属于核聚变,所以选丙;核能发电站利用核裂变,核裂变产生的核废料具有放射性,必须妥善封存处理,防止辐射污染。
33.(1)内能 (2)乙
【详解】(1)核能发电是通过核能→内能→机械能→电能的转化途径为人类服务。
(2)“核反应堆”是通过可控的核裂变反应释放核能的设备,图中的乙为核裂变,图丙为核聚变,故图乙符合题意。
34. 核裂变 热传递
【详解】[1]获得核能的两种途径:核裂变和核聚变,核电站中的核反应堆是通过可控的核裂变反应释放核能。
[2]核反应堆内温度较高,水吸收反应堆放出的热量,内能增大,这是通过热传递的方式改变内能的。
答案第1页(共2页)
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