3.6 电能 同步练习（含答案）

电能
一、选择题
1．下列有关功和功率的估算与实际最不相符的是(　　)
A．冬天教室空调正常工作时的电功率约4000瓦
B．教室22盏日光灯正常工作时的总功率为880瓦
C．某初中生中考跳绳满分，克服重力做功的功率约80瓦
D．从地上捡起一本九上科学课本至桌面做功10焦
2．小黄家里有一台电风扇，上面标有额定电功率，但它的实际功率总是等于额定电功率吗?于是他将家里其他用电器都关闭，只让电风扇单独工作了144s，如图的电能表转盘转了10转，下列说法正确的是(　　)
A．电能表是测量电路中用电器功率的仪器
B．此电能表示数是3672kWh
C．由数据分析计算得到：电风扇的实际功率是100W
D．此电能表所在电路短时间内可允许的最大电功率为2200kW
3．功率为10W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近（　　）
A．8×108kW·h
B．8×1010kW·h
C．8×1012kW·h
D．8×1014kW·h
4．如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置。两个进明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1A．该实验装置用于探究，电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
5．如图所示，干路上的电流I恒为不变，滑动变阻器规格为“
”，小灯泡L上标有“
”字样。忽略温度对小灯泡阻值的影响，则下列说法正确的是（
）
A．小灯泡L正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻为
B．当滑片P移到最左端时，通过小灯泡的电流为
C．在滑片P向左移动过程中，并联电路两端电压减小
D．在滑片P向左移动过程中，并联电路消耗的总功率增大
6．小明按下图连接电路，已知灯泡的电阻大于。闭合开关，灯泡的功率为，灯泡的功率为。再闭合开关，、的功率分别为、（不计温度对灯泡电阻的影响，电源电压恒定）。下列关系式正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．利用如图所示的电路图，不能完成的实验是（　　）
A．伏安法测电阻
B．研究电流与电压的关系
C．研究电流与电阻的关系
D．研究焦耳定律
8．下列实验操作中，其中一项操作的目的与其他三项不同，该项操作是（
）
A．对试管加热前，先要把试管外壁擦干，再加热
B．用高锰酸钾制取氧气时试管口要略向下倾斜
C．探究杠杆平衡条件时，先调节杠杆两端平衡螺母使杠杆在水平位置平衡
D．测小灯泡电功率时，闭合开关前，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处
9．家用柜式空调正常工作时的电功率约为（　　）
A．2000W
B．200W
C．20W
D．2W
10．如图所示的家庭电路中，接有两盏规格均为“220V
60W”的灯L1、L2，只闭合开关S时L1与L2均发光（忽略温度对灯丝电阻的影响）。若此时用测电笔接触A点，能让测电笔氛管发光的最小电压为70V左右，下列判断正确的是（　　）
A．灯L1、L2的总功率为30W，测电笔氖管会发光
B．灯L1、L2的总功率为30W，测电笔氖管不会发光
C．灯L1、L2的总功率为60W，测电笔氖管会发光
D．灯L1、L2的总功率为60W，测电笔氖管不会发光
11．如图所示电路，电源电压恒为6V，L1标有“6V，7.2W”，L2标有“6V，3.6W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　）
A．仅闭合S1、S3，L1不亮，L2亮
B．仅闭合S2、S3，电流表读数为1.2A
C．仅闭合S1、S2，电路总电阻为15
D．仅闭合S3，电路消耗的总功率为2.4W
12．下图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1>R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（　　）
A．不选择水来做实验，是因为煤油的比热比水小
B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
13．如图是探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关的实验装置，将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中，并封闭等量的空气，通电前两U形管内液面相平接通电源一分钟后，通过R1、R2电流分别为I1、I2则（　　）
A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流的关系
B．通电一段时间后，U形管A中液面的高度差比右侧的大
C．I1=I2，A管中液面的高度差较小
D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的
14．如图甲所示，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．R1的阻值为20
B．R2的最大阻值为30
C．电源电压为8V
D．该电路消耗的最大电功率为3.6W
15．有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，且电源E两端电压保持不变。如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q，则（　　）
A．R1∶R2＝1∶4
B．R1∶R2＝1∶3
C．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为320s
D．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为150s
二、简答题
16．小英家里有一个电吹风，该电吹风的工作原理如图甲所示，电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。
（1）小英将电吹风插头接入家庭电路中，当电吹风吹热风时，电风扇与电热丝的连接方式是并联还是串联；
（2）小英在某次用该电吹风将头发吹干的全过程中，为了知道这次使用电吹风时总共消耗的电能，她把电吹风的实际功率随时间的变化关系用图乙记录了下来，请你帮她算一算，她这次吹干头发的全过程电吹风总共消耗的电能是多少焦耳；
（3）该电吹风的电热丝在工作时电阻值是多少欧姆（保留两位小数）；
（4）该电吹风使用几年后，发现其电热丝变细了，则电热丝的电阻值将如何变化。
17．某同学设计的电饭锅具有煮饭和保温两种功能，电路如图甲所示，图乙为热敏电阻R的R-t图像。闭合开关S1、S2
，触点D与E接触，电饭锅煮饭加热。随着锅内温度升高，热敏电阻R阻值减小，继电器内电流增大。当锅内温度达到103℃时（如图乙中虚线）电磁铁吸合衔铁，使触点D脱开E改与F接触；当锅内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点D再次与E接触。已知电饭锅工作电压为U=220V，R1=44Ω，R2=198Ω，为继电器线圈供电的电池电压U2=6V。
（1）同学要给电路加个保温指示灯，则指示灯应放在图中________（选题A或B）位置。
（2）电饭锅煮饭加热时的电功率为多大？________
（3）当温度达到103℃时，衔铁刚要被吸下，此时通过电磁铁的电流多大？
________
（4）若将电饭锅保温时的温度提高到60℃，请写出一项措施。________
三、探究题
18．在“测量小灯泡的电动率”实验中，待测小灯泡的额定电压为。
（1）当电压表示数是，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是___________；
（2）小科在处理实验数据时，采用描点法，在坐标纸上作出了如图所示的图像，请指出作图过程中存在的错误或不足之处___________；
（3）某实验小组的电流表损坏，于是设计了如图所示的电路测量小灯泡的额定功率，其中定值电阻的阻值为R，实验主要测量步骤如下：
①电路连接完整后，断开，闭合和，调节滑动阻器滑片，使电压表示教为U额；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，断开，闭合和，记录电压表的示数U2；
③小灯泡额定功率的表达式______（用R、U额、U2表示）。
19．在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为，小灯泡的额定电压为，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：当滑片向右移时，接入的电阻阻值变小）。___________。
（2）若连接电路后试触开关，发现电压表指针发生如图乙所示偏转，则出现的故障是___________。
（3）排除故障后，闭合开关，若要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是___________。
（4）若某时实验中电流表示数如图丙，接着要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是___________。
20．某同学用如图所示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，两个透明容器中封闭着等量的空气。
（1）通电后透明容器中电阻丝的内能增大是通过______的方式改变的；
（2）通电一段时间后，图甲的装置中______（填“”或“”）管液面上升得更高；
（3）采用图乙中的实验装置探究“电流产生的热量跟电流是否有关”时，右边透明容器中应该选用阻值为______的电阻丝。
试卷第2页，总3页
参考答案
1．D
【详解】
A．冬天空调工作时的电流大概是20A，家庭电路电压220V，由公式P=UI可得，教室空调正常工作时的电功率约4400W，故A不符合题意；
B．教室里的一盏日光灯正常工作时功率大约40W，教室22盏日光灯正常工作时的总功率为880W，故B不符合题意；
C．初中生的体重大约500N，跳绳的高度在8cm=0.08m，1min跳绳次数120次左右，跳绳的功率约为
P===80W
故C不符合题意；
D．把地上的一本科学书捡起放到课桌上，科学书的重力大约1N，桌子高度大约0.8m，根据公式
W=Gh=1N
0.8J与题干中的10J相差太多，故D符合题意。
故选D。
2．C
【详解】
A．电能表是用来测量电路中用电器消耗电能的仪表，故A错误；
B．此电能表示数是367.2kWh，故B错误；
C．2500r/kW?h表示每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转2500r，电能表转盘转10r时电风扇消耗的电能
W==0.004kW?h=0.004×3.6×106J=1.44×104J
电风扇的实际功率
P===100W
故C正确。
D．此电能表所在电路短时间内可允许的最大电功率
P
故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
根据题意知道，全国一年节省的电能最接近
W=Pt=2×（0.06kW-0.01kW）×5.5×108×4h×365=8.03×1010
kW?h
故选B。
4．C
【详解】
AB．图中两电阻串联，通过的电流和通电时间相等，而电阻不同，故可研究电流产生的热量与电阻的关系，故AB错误；
C．根据Q=Rt，因R1＜R2，故右边容器中电阻丝产生的热量多，由转换法可知，甲管中液面上升比乙慢，故C正确；
D．闭合开关后，要使电流增大，由欧姆定律可知，要减小电路的电阻，故应将滑动变阻器滑片P向右移动，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡L正常发光，所以，电源的电压
U=UL=6V
通过灯泡的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过滑动变阻器的电流
I滑=I-IL=1A-0.5A=0.5A
则滑动变阻器接入电路中的阻值
故A错误；
B．当滑片P移到最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，会造成电源短路，则通过小灯泡的电流为0A，故B错误；
CD．在滑片P向左移动过程中，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，并联部分的总电阻变小，因干路上的电流恒为1A不变，由U=IR可知，并联电路两端电压会减小，由P=UI可知，并联电路消耗的总功率减小，故D错误，C正确。
故选C。
6．A
【详解】
闭合开关，两个灯泡串联，因为是串联电路，所以通过两个灯泡的电流相等，L1的电阻大于L2的电阻，根据P=I2R知，P1＞P2，，，再闭合开关，灯泡L2被短路，只有L1的简单电路，灯泡L2的电功率为零，L1、L2的电压U1、U2的和为电源电压U，灯泡L1的电功率，因为U1＜U，所以P1＜P′1，所以
P′1＞P1＞P2＞P′2
故选A。
7．D
【详解】
A．利用电压表测量电阻两端的电压，电流表测量通过电路的电流，由得到电阻的阻值，故A不符合题意；
B．保持电阻不变，测量通过电路的电流和电阻两端的电压，可以得到电流和电压的关系，故B不符合题意；
C．保持电压不变，改变电路的电阻大小，测量通过电路的电流，可以得到电流和电阻的关系，故C不符合题意；
D．研究焦耳定律，需要电阻丝产生热量，通过温度计示数的高低反应热量的大小，图中的电路不能完成此实验，故D符合题意。
故选D。
8．C
【详解】
A．对试管加热前，先要把试管外壁擦干，再加热，以防试管外壁有水，受热时发生炸裂，从实验安全的角度考虑；
B．用高锰酸钾制取氧时，试管口要略向下倾斜，以防冷凝水倒流，炸裂试管，从实验安全的角度考虑；
C．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，不是从实验安全的角度考虑；
D．测小灯泡电功率时，闭合开关前，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，防止电流过大，烧坏用电器，从实验安全的角度考虑。
故选C。
9．A
【详解】
柜式空调的工作电流约为10A，其功率约为
P=UI=220V×10A=2200W
故选A。
10．A
【详解】
灯泡L1和L2串联，且二者电阻相同，根据串联电路的分压规律知道，
所以，两个灯泡两端的电压相等，都是110V；
因为110V>70V，所以测电笔氖管发光；
由知道
解得，因此两个灯泡的功率相等都是15W，
所以，电路的总功率为
P总=P1+P2=15W+15W=30W
故选A。
11．D
【详解】
A．只闭合S1、S3时，L2被短路，电路为L1的简单电路，所以，L1亮，L2不亮，故A错误；
B．只闭合S2、S3时，电路为L2的简单电路，电流表测电路中的电流；因L2两端的电压和额定电压相等，所以，由可得，电流表的示数
故B错误；
C．仅闭合S1、S2时，两灯泡并联，由可得，两灯泡的电阻分别为
则电路总电阻
故C错误；
D．仅闭合S3时，两灯泡串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路消耗的总功率
故D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度要升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，该电路为串联电路，通过两个电阻的电流和通电时间是相同的，电阻不同，所以该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系，故B正确，不符合题意；
C．通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法为转换法，故C正确，不符合题意；
D．比较水和煤油的比热容大小时，需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体，使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以需要控制两个电阻的阻值相同，故D错误，符合题意。
故选：D。
13．C
【详解】
A．探究电流产生的热量与电流的关系时，必须控制电阻和时间相同，而改变电流，题目中，两个电阻串联，通过电流的时间和大小相等，且两个阻值不等，故A不符合题意；
BC．根据Q=I2Rt可知，当通电时间和电流相等时，电阻越大，产生的热量越多，液面的高度差越大。因为A管的电阻小于B管电阻，所以A管中液面高度差比B管小，故B不符合题意，C符合题意；
D．电阻产生热量，里面的空气吸热体积膨胀，推动液体流动，从而出现高度差，因此该装置是利用U形管里气体的热胀冷缩的性质来反映电阻丝放出热量多少的，故D不符合题意。
故选C。
14．D
【详解】
AC．根据甲图可知，电阻R1与变阻器R2串联，电压表测R2的电压，电流表测总电流。根据乙图可知，当P2=0.8W时，电压表的示数为2V，根据公式I=和U总=U1+U2得到
U总=R1+2V①
当P2=0.5W时，电压表的示数为5V，根据公式I=和U总=U1+U2得到
U总=R1+5V②
①②联立计算得到
U总=6V
R1=10
故A、C错误；
B．当滑片在b端时，变阻器接入的阻值最大，变阻器R2的最大阻值为
R2===50
故B错误；
D．当滑片在a端时，变阻器的阻值为0，只有R1，此时总功率最大，即
P1===3.6W
故D正确。
故选D。
15．B
【详解】
A．根据焦耳定律Q=I2Rt可知，热量与时间成正比，因此R1在60s内产生的热量
Q1=12Q=6Q
那么电阻R2在60s内产生的热量
Q2=Q总-Q1=8Q-6Q=2Q
根据焦耳定律Q=可知，热量与电阻成反比；即
===
故B正确，而A错误；
CD．当R1单独接在电源上时，产生的热量
12Q=120s
将两个电阻串联在电源上时，产生的热量
4Q=
两个式子作比得到
=
解得
t=160s
故C、D错误。
故选B。
16．（1）并；（2）1.02×105J；（3）69.14Ω；（4）电阻变大
【详解】
(1)当电动机和电阻丝同时工作时，会吹出热风，此时开关应在图甲中的1位置，电风扇与电热丝是并联连接。
(2)由图（乙）功率随时间的变化关系图象可知P热=800W
t1=2min=120s，P凉=100W，t2=3min﹣2min=1min=60s
所以
W总=W热+W冷=P热t1+P凉t2=800W×120s+100W×60s=1.02×105J
(3)电热丝的功率
P=P热﹣P凉=800W﹣100W=700W
由P=UI，I=得
R==≈69.14Ω
(4)使用几年后电热丝的材料、长度因素都不变，但只有电热丝变细，横截面积变小，所以电阻变大。
17．B
降低U2
【详解】
（1）保温时R2才接入电路，煮饭时R2被短路，所以指示灯应放在图中的B处；
（2）由题和图示知，闭合开关S1、S2，触点D与E接触为煮饭状态，此时R2被短路，只有R1接入电路中，所以电饭锅煮饭时消耗的电功率
P煮饭==
=1100W
（3）据乙图可知，确定温度为103℃时，热敏电阻R的阻值为125Ω，此时通过电磁铁的电流为
I=
（4）衔铁被吸下来需要的力是一定的，在其他调节不变的情况下，
那么通过电磁铁的电流大小是不变的的；当保温温度从50°到60°时，热敏电阻R的阻值减小，根据公式U=IR可知，这时控制电路的电压U2必须减小。
18．1.3
I-U图像应该为曲线，而不是一条直线
【详解】
（1）[1]由图可知电流表选择的是小量程，分度值是0.02A，电路中的电流为0.52A，所以小灯泡的额定功率是
P=UI=2.5V
（2）[2]灯丝电阻随温度的变化而变化，故I-U图像应该为曲线，而不是一条直线。
（3）[3]由①②可知电阻R两端的电压为
UR=U2-U额
而整个过程中，电路的电流不变，通过小灯泡的电流为
IL=IR=
所以小灯泡额定功率为
19．
电压表正负接线柱接反了
见解析
见解析
【详解】
（1）[1]小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选用小量程与灯并联，通过灯泡的电流
=0.25A
电流表选择0~0.6A的量程，串联在电路中，当滑片向右移时，接入的电阻阻值变小，变阻器CB接线柱连入电路中，如图所示：
（2）[2]连接电路后试触开关，发现电压表指针发生如图乙所示偏转，说明电压表正负接线柱接反了。
（3）[3]
为保护电路，连接电路时，变阻器连入电路电阻应最大，因灯在额定电压下正常发光，排除故障后，闭合开关，若要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是向左移动滑动变阻器的滑片P，直至电压表的示数为2.5V，并记录此时电流表的示数进行计算。
（4）[4]由图丙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.48A，小灯泡的额定电流大约是0.25A，通过灯泡的电流过大，需要减小电路中的电流，滑动变阻器的滑片向左移动。
20．做功
B
5
【详解】
（1）[1]电阻丝通电后温度升高，这是电流做功将电能转化为内能，使电阻丝的内能增大。
（2）[2]图甲中两个电阻丝串联，通过的电流是相等的，右边容器中电阻丝阻值大，则在相同时间内产生的热量多，所以B管内的液面上升得更高。
（3）[3]要探究“电流产生的热量跟电流是否有关”，根据控制变量法可知，应改变通过电阻丝的电流、控制两个电阻丝的阻值相同，所以右边透明容器中电阻丝的阻值应与左边的相等，为5Ω。
答案第1页，总2页
答案第1页，总2页