3.6电能同步练习 （Word版含答案）

电能
一、单选题
1.下列电器中，不是利用电流的热效应来工作的是(??
?)。
A.电烙铁
B.电视机
C.电饭锅
D.电熨斗
2.标有“220V
40W"和“36V
40W"的两盏灯都处于正常发光状态，比较它们的亮度，则(
???)。
A.“220V
40W"的灯较亮
B."36V
40W”的灯较亮
C.两盏灯一样亮
D.无法判断哪盏灯较亮
3.小金利用如图装置来研究电热跟哪些因素有关。甲、乙两瓶中煤油的质量与初温都相同，瓶中电阻丝的大小关系为R甲>R乙
，
以下说法正确的是（???
）
A.?该实验用到的研究物理问题方法是：转换法、控制变量法
B.?如果用水来做实验，可以在更短的时间内达到明显的实验效果
C.?甲、乙中的电阻丝通电时间相同，所以甲、乙中的煤油吸收的热量相同
D.?通电后，乙瓶中的液面升高得快
4.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，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大。下列说法正确的是（??
）
A.?该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系
B.?电阻丝的R1阻值比R2大
C.?U形管中液面高度发生变化是因为液体的热胀冷缩造成的
D.?该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电阻大小的关系
5.小明设计了图示装置来探究“电流产热与电阻的关系”。其中
R1＞R2
，
下列说法错误的是（??
）
A.??
甲、乙两瓶中所装煤油的质量一定要相同
B.?用煤油而不是用水，是因为煤油不导电而水易导电
C.?实验中通过比较煤油温度变化来比较电流产热多少
D.?通电一段时间后发现，甲中电阻丝
R1产热较多
6.如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透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R1??)
A.?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
7.小明同学家的电能表照片如图，他仔细观察电能表后，发现在3分钟内电能表转盘转动100转，经仔细分析得到下列结论，其中正确的是（???
）
A.?在3分钟内电流做功0.04焦耳???????????????????????????????B.?在3分钟时间内用电器消耗的总功率为800W
C.?电能表是用来测量电功率的仪器?????????????????????????D.?小明家可以安装功率为2500W的空调
8.如图分别是小马家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上有“220V?
10（20）A?
1600imp/kW·h”等字样，其中“1600imp/kW·h”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次。下列选项中正确的是（???
）
A.?指示灯闪烁的越快，电能表所在电路消耗的电能越多
B.?小马家上月消耗的电能为5847.9kW·h
C.?小马家电能表上的电流不得超过10安
D.?小马家电能表的额定电压为220V
9.如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么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.?该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B.?通电一段时间后，左侧
U
形管中液面的高度差比右侧的大
C.?将左边容器中的电阻丝换成
10Ω
的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D.?该实验装置是利用
U
形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
10.直接测量消耗电能多少可以用(???
)
A.?电能表????????????????????????????????B.?电压表????????????????????????????????C.?电流表????????????????????????????????D.?电阻箱
11.为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，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.?比较相同通电时间内a，c两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关
D.?在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多
12.用两只电流表按图示实验电路探究“电功率与电流的关系”，下列说法不正确的是(???
)
A.?小灯泡电功率的大小是通过灯泡的亮度来判断的
B.?将小灯泡并联是为了控制灯泡两端电压相同
C.?选用的两只小灯泡规格必须相同
D.?将其中一只电流表移接到干路上也可以完成实验
二、填空题
13.某品牌电热水壶的铭牌(部分内容)如表所示。当该电热水壶正常工作时，至少需要________s才能把质量为2.0kg、初温为25℃的水加热到100℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg℃)]
容量
2.0L
额定电压
220V
额定功率
1500W
14.在探究“小灯泡的电功率跟哪些因素有关”的实验中，若要研究小灯泡的电功率跟电流的关系，就要控制小灯泡的________不变；若要研究小灯泡的电功率跟电压的关系，就要控制小灯泡的________不变。
三、解答题
15.某同学家新
买的电热淋浴器的铭牌如右表所示。该同学先给淋浴器装满水，再通电50分钟，观察到淋浴器上温度示数由23℃上升到45℃。
额定电压220V
频率50Hz
输人功率1600W
水箱容积50L
……
（1）在加热过程中，水箱中水吸收的热量是多少焦？[水的比热容为4.2×103焦/(千克·℃)]
（2）电热淋浴器加热过程中消耗的电能是多少焦？
（3）比较前两问的计算结果，你认为它违背能量守恒定律吗？
四、实验探究题
16.在“测量小灯泡的功率”实验中,电源为2节干电池,小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）按图甲方式连接好电路,小敏刚要闭合开关时,同组同学提醒他的操作有一个不妥之处,请你帮他指出:________。
（2）闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,
小敏发现小灯泡始终不发光,电压表示数接近于3V保持不变,电流表示数始终为零,则故障原因可能是
________。
（3）排除故障后,小敏闭合开关进行实验,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为________W。
（4）实验结束后,小组同学对测量结果进行误差分析,考虑到电压表中也有电流通过,该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比
________??(选填“偏大”或“偏小”)。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
B
【解析】【分析】电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应，根据用电器的能量转化过程分析即可。
【解答】电烙铁、电饭锅和电熨斗，都是将电能全部转化为热能，利用电流的热效应，故A、C、D不合题意；
电视机，将电能转化为光能、声能，只有少量电能转化为热能，不是利用电流的热效应，故B符合题意。
故选B。
2.【答案】
C
【解析】【分析】根据电功率的意义分析。
【解答】灯泡的亮度由它的实际功率决定，即功率越大，它的亮度越大。这两盏灯的额定电压不同，但是它们的额定功率相等，则正常发光时，它们的亮度相同，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
3.【答案】
A
【解析】【分析】（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。探究一个因素对物理量的影响时，控制其他因素相同，这种方法叫控制变量法。
（2）根据公式Q=cm△t可知，当物质的质量和吸收的热量相同时，比热容越大，升高的温度越小；
（3）根据Q=I2Rt可知，当通电时间和电流相同时，电阻越大，产生的热量越多；
（4）根据公式Q=cm△t分析判断。
【解答】A.本实验中，用液柱的高低变化反映金属丝产生热量的多少，使用了转换法；探究电阻对产生热量的影响时，控制电流和通电时间相同，使用了控制变量法，故A正确；
B.根据Q=cm△t可知，如果用水来做实验，由于水的比热容大，那么水温升高的很慢，实验效果非常不明显，故B错误；
C.根据Q=I2Rt可知，当电阻丝中电流和通电时间相同时，因为R1>R2
，
所以前者产生的热量大于后者，甲、乙中煤油吸收的热量不等，故C错误；
D.通电后，甲中的电阻丝产生的热量多，根据Q=cm△t可知，甲中的液面升高的快，故D错误。
故选A。
4.【答案】
D
【解析】【分析】电阻丝对容器里的空气加热，空气温度升高体积膨胀，压强增大，于是与其连接的一侧的U形管液面下的高度差越大，据此分析判断。
【解答】A.探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系时，需要改变电流大小，而控制电阻和通电时间相同；题目中两个电阻串联，通过它们的电流相等，故A错误；
B.右侧U形管液面高度差大，那么右边的R2产生的热量多；根据Q=I2Rt可知，在电流和时间相同的条件下，电阻丝的R2阻值比R1大，故B错误；?
C.U形管中液面高度发生变化是因为空气的热胀冷缩造成的，故C错误；?
D.电阻串联，通过的电流和时间相同，两个电阻大小不同，因此该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电阻大小的关系，故D正确。
故选D。
5.【答案】
B
【解析】【分析】根据焦耳定律实验的设计思路、实验过程和结论等知识分析判断。
【解答】A.根据公式Q=cm△t可知，当比热容和质量相同时，温度升高的越多，液体吸收的热量越多。为了根据烧瓶内液体温度的升高量确定电阻丝放出热量的多少，必须控制煤油的质量相同，故A正确不合题意；
B.根据公式Q=cm△t可知，当水和煤油质量相同且吸收相同的热量时，煤油的比热容小，因此温度的变化量大，实验现象更明显，故B错误符合题意；
C.实验中通过煤油温度的变化比较电流产生热量的多少，故C正确不合题意；
D.两个电阻丝串联，那么通过它们的电流和时间相同，电阻R1>R2
，
根据Q=I2Rt可知，电阻丝R1产生的热量较多，故D正确不合题意。
故选B。
6.【答案】
C
【解析】【分析】根据焦耳定律实验的设计思想、实验过程和结论分析判断。
【解答】两个电阻丝串联，那么它们的电流和通电时间相等，而电阻不等，根据控制变量法的要求可知，该装置用于探究电流和通电时间相同时，电热与电阻的关系，故A、B错误；
根据公式Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，R1小于R2，那么R1产生的热量小于R2
，
因此甲管中液面上升比乙慢，故C正确；
闭合开关后，要使电流增大，应该减小变阻器的电阻，即将滑动变阻器的滑片P向右移动，故D错误。
故选C。
7.【答案】
B
【解析】【分析】（1）根据公式计算出电流3分钟内做的功；
（2）根据公式计算用电器的功率；
（3）根据电能表的用途判断；
（4）铭牌上的5A为标定电流，而10A为最大电流，根据P=UI计算出电能表承载的最大功率即可。
【解答】A.电流3分钟内做的功
，
故A错误；
B.用电器的总功率：
，
故B正确；
C.电能表是用来测量消耗电能多少的仪表，故C错误；
D.根据铭牌可知，电能表能够承载的最大功率为：P=UI=220V×10A=2200W<2500W，故D错误。
故选B。
8.【答案】
D
【解析】【分析】（1）电功率是表示消耗电流做功快慢的物理量；
（2）每月消耗的电能等于前后两个示数之差；
（3）电能表铭牌上括号内的电流值为最大电流值；
（4）电能表上的电压值为额定电压。
【解答】A.指示灯闪烁的越快，电能表所在电路消耗的电功率越大，即消耗电能越快，故A错误；
B.小明家上月消耗的电能为：5847.9kW·h-5546.7kW·h=301.2kW·h，故B错误；
C.小明家干路中的电流不得超过20A，故C错误；
D.从铭牌可知小马家电能表的额定电压为220V，故D正确。
故选D。
9.【答案】
B
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求分析即可；
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt比较电阻产生热量的多少，哪个电阻产生的热量多，哪侧的液面就高；
（3）根据控制变量法的要求判断；
（4）根据实验原理分析判断。
【解答】A.电阻R1=R2
，
前者在干路上，后者在支路上，根据并联电路的电流规律可知，通过前者的电流大，而通过后者的电流小。根据控制变量法的要求可知，该实验装置是用来探究电流产生热量与电流的关系的，故A错误；
B.根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻相同，而通过电阻R1的电流大，因此R1产生的热量多，那么空气膨胀的多，因此左侧U形管液面的高度差大，故B正确；
C.探究电流产生热量的多少与电阻的关系时，需要控制电流相同而改变电阻，因此在将左边的电阻丝从5Ω变成10Ω后，还需要将右侧上面的电阻拆掉，故C错误；
D.该实验装置是利用封闭容器中空气的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的，故D错误。
故选B。
10.【答案】
A
【解析】【分析】根据测量仪器的用途解答。
【解答】电能表是用来测量用户消耗电能多少的仪器，电压表是测量电压的，电流表是测量电流的，电阻表是测量电阻的，故A符合题意，而B、C、D不合题意。
故选A。
11.【答案】
D
【解析】【分析】（1）烧瓶中的电阻发热，煤油吸热后温度升高，且煤油吸收的热量越多，温度计的示数越高；
（2）根据控制变量法的要求分析；
（3）根据控制变量法的要求分析；
（4）首先比较甲中两个产生热量的大小，再比较乙中两个产生热量的大小，最后通过比较甲和乙中R2的热量大小，最终得到四个烧瓶中产生热量的大小关系。
【解答】A.在此实验中，电流通过导体产生热量的多少是通过温度计示数变化的大小体现出来的，故A正确不合题意；?
B.探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关，必须控制电流和时间相同而改变电阻，甲图中两个电阻阻值不同而且串联，可以达到目的，故B正确不合题意；?
C.探究电流产生的热量与电流是否有关，比较控制电阻和时间相同而改变电流；a、c是同一个电阻阻值相同，c中电流大于a中电流，因此可以得到目的，故C正确不合题意；
D.根据Q=I2Rt可知，a、b中电阻丝串联电流和时间相同，因为R1＜R2
，
所以产生的热量Qa乙图中，两个电阻丝并联，根据可知，因为R1＜R2
，
所以产生的热量Qd将b、d比较，二者电阻相同，但是通过d中的电流大于b中的电流，根据Q=I2Rt可知，产生的热量Qb那么最终产生热量的大小关系为；Qa那么c中温度计所在的烧瓶电阻丝产生的热量多。
故D错误符合题意。
故选D。
12.【答案】
C
【解析】【分析】（1）小灯泡的亮度直接反映了电功率的大小，即越亮，小灯泡的功率越大；
（2）在并联电路中，总电压等于各支路两端电压；
（3）根据公式P=UI分析；
（4）根据并联电路干路电流等于各支路电流之和的规律判断。
【解答】A.小灯泡电功率的大小是通过灯泡的亮度来判断的，故A正确不合题意；?
B.将小灯泡并联是为了控制灯泡两端电压相同，故B正确不合题意；?
C.探究电功率与电流的关系时，必须控制电压相同而改变电流；如果两个灯泡规格相同，那么通过它们的电流相同，它们的亮度相同，就无法完成实验，故C错误符合题意；
D.将其中一只电流表移接到干路上，那么利用两个电流表的示数之差也可以得到另一个灯泡的电流大小，从而达到测量的目的，故D正确不合题意。
故选C。
二、填空题
13.【答案】
420
【解析】【分析】首先根据Q=cm△t计算出水吸收的热量，再根据计算出加热时间。
【解答】水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×2kg×（100℃-25℃）=6.3×105J；
电水壶的加热时间。
14.【答案】
电压；电流
【解析】【分析】小灯泡的电功率与电压和电流大小有关，根据控制变量法的要求解答即可。
【解答】在探究“小灯泡的电功率跟哪些因素有关”的实验中，若要研究小灯泡的电功率跟电流的关系，就要控制小灯泡的电压不变；若要研究小灯泡的电功率跟电压的关系，就要控制小灯泡的电流不变。
三、解答题
15.【答案】
（1）水的质量m=ρV=103kg/m3×50×10-3m3=50kg；
水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃）×50kg×（45℃-23℃）=4.62×106J；
（2）电热淋浴器消耗的电能W=Pt=1600W×（60s×50）=4.8×106J；
（3）不违背。水箱中的水升温过程中要向外散失热量，水箱也要吸收热量，等等，这些热都是电能转化来的。
【解析】【分析】（1）首先根据m=ρV计算出水的质量，再根据Q=cm△t计算水吸收的热量。
（2）根据W=Pt计算电热淋浴器消耗的电能；
（3）能量不会创生，也不会消灭，它只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，这就是能量守恒定律，据此分析解答。
【解答】（1）水的质量m=ρV=103kg/m3×50×10-3m3=50kg；
水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃）×50kg×（45℃-23℃）=4.62×106J；
（2）电热淋浴器消耗的电能W=Pt=1600W×（60s×50）=4.8×106J；
（3）比较前两问的计算结果，我认为它不违背能量守恒定律，理由：水箱中的水升温过程中要向外散失热量，水箱也要吸收热量，这些热都是电能转化来的。
?
四、实验探究题
16.【答案】
（1）滑动变阻器滑片没有处在阻值最大处
（2）小灯泡断路
（3）1.05
（4）偏大
【解析】【分析】（1）在闭合开关前，为了防止电流过大烧毁电表或用电器，通常将变阻器的阻值调到最大；
（2）在测量灯泡功率的实验中，如果灯泡断路，那么电压表串联在电路中。因为它的内阻很大，所以通过电流表的电流几乎为零；因为串联电路中电压与电阻成正比，所以它的电压几乎等于电源电压。
（3）根据图乙确定灯泡的额定电流，再根据公式P=UI计算灯泡的额定功率；
（4）首先根据并联电路的电流特点分析电流表的示数变化，再根据P=UI分析灯泡功率的变化。
(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
【解答】（1）根据图甲可知，变阻器的滑片在最左端时电阻最大，则小敏的操作错误为：滑动变阻器滑片没有处在阻值最大处。
（2）闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,
小敏发现小灯泡始终不发光,电压表示数接近于3V保持不变,电流表示数始终为零,则故障原因可能是小灯泡断路。
（3）根据图乙可知，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则灯泡的额定电流为0.42A，灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.42A=1.05W。
（4）电压表与灯泡并联，根据I总=I灯+I表可知，测得的灯泡的额定电流偏大，根据P=UI可知，测出的额定功率比实际值偏大。