3.6电能 同步练习（含解析）

电能
一、单选题
1.某同学绘制了1度电可供他家中的一些额定电压相同的用电器分别在额定功率下、持续工作的时间图，如图所示。关于图中家用电器的比较，下列说法中正确的是（
??）
A.浴霸正常工作的电流最小
B.节能灯正常工作的电压最大
C.电风扇的额定功率比白炽灯的额定功率小
D.节能灯正常工作的电流比白炽灯正常工作的电流小
2.下列用电器中，正常工作相同的时间，消耗电能最多的是（??
）
A.?冰箱
B.?电热水壶
C.?液晶电视
D.?笔记本电脑
3.电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，其原因是(???
)
A.?通过电炉丝的电流大??????B.?通过电炉丝的电流小??????C.?电炉丝的通电时间长??????D.?电炉丝的电阻大
4.小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理图如图所示。其中R1、R2、R3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其电功率可忽略不计。小星设想通过开关的组合，使电加热器能有多挡功率。当只闭合S1时，测得功率为200W；当只闭合S2时，测得功率为100W；小星设计此电热器最大发热功率为800W，则(???
)
A.?当只断开S3时，功率为500W??????????????????????????????B.?此电热器一共可有六挡不同的功率
C.?三个发热电阻的阻值之比为5∶10∶2??????????????????D.?此电热器可能有一挡的功率为400W
5.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5。R1与R2的阻值之比和闭合S后产生的热量之比分别是(???
)
A.?4∶1；1∶4???????????????????????B.?1∶4；4∶1???????????????????????C.?1∶5；5∶1???????????????????????D.?5∶1；1∶5
6.为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，某同学设计了如图所示的装置。将两段阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的小塑料盒中，塑料盒内分别插着相同的温度计，电源电压不变。闭合开关，相同时间内A的温度计温度上升快，则下列说法不正确的是(???
)
A.?相同时间内电阻R1产热量多????????????????????????????B.?电阻R1>R2
C.?R1两端电压大于R2两端的电压????????????????????????D.?该实验为探究电流产生的热量与电流大小是否有关
7.用如图所示装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝R1和R2分别密封在甲乙两只完相同的烧瓶中，且R1，
瓶中装有质量相等、温度相同的煤油。闭合开关，一段时间后，以下说法正确的是（
???）
A.?通过两电阻丝的电流相等，所以两支玻璃管液面一样高
B.?R1电阻小，通过的电流大，所以甲瓶玻璃管液面比乙高
C.?R2产生热量多，所以乙瓶玻璃管液面比甲高
D.?若想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，可以将煤油换成水
8.为了研究电热跟哪些因素有关，小明将阻值不同的电阻丝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。已知电源电压相等且保持不变，R1，
装入烧瓶的煤油质量相等，下列有关此研究的各种表述，正确的是(???
)
A.?因为水的比热大，若将煤油换成水，实验效果更明显
B.?乙装置可探究电热与电阻是否有关
C.?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
D.?比较相同通电时间内a、c温度计示数变化，可探究电流产生热量与电流是否有关
9.某家用电器正常工作时的功率约为2千瓦，它可能是(???
)
A.?电风扇?????????????????????????????????B.?空调?????????????????????????????????C.?电视机?????????????????????????????????D.?电冰箱
10.如图所示的电路，电源电压U不变，R0为定值电阻，滑动变阻器规格为“60Ω1A”，R0的电功率为PR0
，
则当滑片P从右端向左端移动时，PR0与电流表示数IA图像关系正确的是(???
)
A.??????????????????B.??????????????????C.??????????????????D.?
11.如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同烧瓶内置电阻丝，密封有初温和质量相同的煤油，两玻璃管中液面高度相同。通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是(???
)
A.?右侧烧瓶中电阻丝的阻值比左侧烧瓶中电阻丝的阻值大
B.?该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电流大小的关系
C.?通过观察玻璃管中液面高度的变化来判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
D.?若用水替换该装置中的煤油进行实验，由于水的比热容大，相同时间内温度变化更为明显
12.如果电视机，电烙铁和电风扇上都标有“220V，60W”的字样，它们都在额定电压下，工作相同的时间，以下物理量大小相同的是（???
）
A.?产生的热量?????????????????B.?产生的机械能?????????????????C.?通过用电器的电流?????????????????D.?用电器的电阻
二、填空题
13.某电动机在6伏电压下工作，通过它的电流是2安，则该电动机正常工作1分钟将消耗电能________焦。
14.电功率表示________。电灯甲的实际功率是60瓦，表示通过该灯的电流在1秒钟内________，1秒钟内有________焦的电能转化为热能和光能。如果电灯乙的实际功率是40瓦，比较甲乙两
灯，1秒钟内将电能转化为热能与光能较多的是________灯，较亮的是________灯。所以灯泡的亮暗是由________的大小决定的。
三、解答题
15.在远距离输电中，为了减小电流通过输电线造成的发热损失，在输电功率一定的情况下，一种有效的措施是减小输电电流。若某段输电导线的电阻为10欧，将通过它的电流由20安减小到10安，则这段输电导线1分钟内因发热而损失的电能将比原来减少多少千瓦时？
四、实验探究题
16.小金利用图甲的电路制量小灯泡的电功率。小灯泡的额定电压为2.5伏。
[实验过程]
（1）连接电路时，应该保持开关断开，滑动变阻器的滑片置于________(填“A”或“B”)端：
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为2.5伏，此时电流表示数如图乙。则小灯泡的额定功率为________瓦：
（3）调节滑动变阻器，记录多组电压、电流数据，计算小灯泡对应功率，完成实验：
图丙是小金作出的小灯泡I-U图象。关于小灯泡的功率P与通过其电流的平方I2的关系。如图所示的图象中最合理的是________。
（4）[继续探究]小灯泡的亮度是由实际功率决定的，若将标有220V
40W
灯泡L1和标有220V
60W灯泡L2串联后接到家庭照明电路中，灯泡
________更亮。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
D
【解析】【分析】（1）（4）根据图片确定工作时间的长短，再根据计算功率的大小，最后根据P=UI确定工作电流的大小；
（2）根据家庭电路得到电压情况分析；
（3）根据（1）中的方法比较功率的大小。
【解答】根据图片可知，浴霸的工作时间最短，根据可知，它的电功率最大；根据P=UI可知，通过它的电流最大，故A错误；
在家庭电路中，用电器的电压都是220V，故B错误；
电风扇的工作时间小于白炽灯，根据可知，电风扇的额定功率大于白炽灯，故C错误；
节能灯的工作时间大于白炽灯，根据可知，节能灯的额定功率小与白炽灯；根据P=UI可知，节能灯的工作电流小于白炽灯，故D正确。
故选D。
2.【答案】
B
【解析】【分析】根据公式可知，工作相同的时间时，消耗电能最多的，则电功率最大，据此分析判断。
【解答】电冰箱的功率不会超过300W，液晶电视的电功率在100W左右，笔记本电脑的电功率大约在40W左右，而电热水壶的电功率大约在1000W左右，那么电热水壶的电功率最大，在相同时间内消耗的电能最多，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
3.【答案】
D
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt分析即可。
【解答】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，导体的电阻越多，产生的热量越多。电炉丝和导线串联，二者的电流和时间相同，因为电炉丝的电阻远远大于导线，所以它产生的热量多，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
4.【答案】
C
【解析】【分析】（1）当电阻并联时，总功率等于所有电阻功率之和；
（2）将三个电阻相互组合即可；
（3）根据公式计算出电阻后作比；
（4）根据（2）中的分析判断。
【解答】电热器的最大功率应该是三个电阻单独功率之和，因此当开关S3闭合时，电阻R3的功率应该是：P3=800W-100W-200W=500W，故A错误；
设三个电阻分别为①、②、③，那么组合方式为：
a.只有一个电阻：①、②、③，共3种；
b.两个电阻组合：①②、①③、②③，共3种；
c.三个组合：①②③，共1种；
那么应该有：3+3+1=7个档位，故B错误；
根据公式得到，它们的电阻之比：
，
故C正确；
根据B中所述，无论怎么组合，都不能得到400W，故D错误。
故选C。
5.【答案】
A
【解析】【分析】（1）在并联电路中，电流与电阻成反比，即。首先根据并联电路I总=I1+I2计算出通过两个电阻的电流之比，再根据上面的规律计算它们的电阻之比；
（2）电路将电能全部转化为热能，可根据Q=W=UIt计算产生的热量之比。
【解答】（1）当开关S断开时，电流表的示数等于通过R1的电流I1；
当开关S闭合后，电流表的示数等于通过干路的总电流I总。
根据公式I总=I1+I2可知，通过两个电阻的电流之比：I1：I2=1：4。
根据公式得到，它们的电阻之比：；
（2）闭合开关S后产生的热量之比：。
6.【答案】
D
【解析】【分析】（1）根据公式Q=cm△t分析；
（2）根据公式Q=I2Rt分析；
（3）根据串联电路中，电压与电阻成正比分析；
（4）分析实验中哪个因素发生改变即可。
【解答】A.根据公式Q=cm△t可知，金属盒内空气的质量和比热容都相同，这时它们吸收的热量与升高的温度成正比。因为A温度计温度上升的快，所以△tA>△tB
，
那么在相同的时间内R1产生的热量多，故A正确不合题意；
B.根据公式Q=I2Rt可知，当电流和时间相同时，产生的热量与电阻成正比。两个电阻串联，电流和时间相同，因为Q1>Q2
，
所以R1>R2
，
故B正确不合题意；
C.根据串联电路中电压与电阻成正比可知，因为R1>R2
，
所以U1>U2
，
故C正确不合题意；
D.因为在实验中，控制电流和时间相同，而改变的是电阻，所以探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系，故D错误符合题意。
故选D。
7.【答案】
C
【解析】【分析】（1）液面高度与电阻产生的热量大小有关，热量越大，液面高度越大；
（2）根据串联电路的电流规律判断；
（3）根据焦耳定律Q=I2Rt比较即可；
（4）根据公式Q=cm△t可知，质量相同的不同物质吸收相同的热量时，升高的温度与比热容成反比，即升高的温度越大，物质的比热容越小。
【解答】两个电阻丝串联，那么通过它们电流相同。根据公式Q=I2Rt可知，在相同的时间内，因为R1，
所以乙里面的电阻丝产生的热量多，煤油的温度高，玻璃管内的液面更高，故A、B错误，C正确；
若想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，那么就要换用比热容更小的物质，因为水的比热容大于煤油，所以将煤油换成水肯定不行，故D错误。
故选C。
8.【答案】
D
【解析】【分析】（1）根据公式Q=cm△t可知，质量相同的不同物质吸收相同的热量时，比热容越小的升高的温度越大，实验效果越明显；
（2）探究电热与电阻的关系时，必须保证电流和时间相同；
（3）根据公式和Q=I2Rt比较四个温度计的温度变化进行比较即可；
（4）探究电热与电流的关系时，必须保证电阻和时间相同。
【解答】A.因为水的比热大，所以升高的温度小，实验效果不明显，故A错误；
B.在乙中，两个电阻并联，它们的电压相等而电流不等，因此无法探究电热与电阻的大小关系，故B错误；
C.在串联电路中，各处电流都相等，根据公式Q=I2Rt可知，因为
R1所以相同的时间内b装置产生的热量多，即QaR1所以Qd，
那么Qa，
故C错误；
D.a、c两个装置中电阻相同，而通过的电流大小不同，所以可以根据它们的温度计的示数变化探究产生热量的多少与电流的关系，故D正确。
故选D。
9.【答案】
B
【解析】【分析】根据家用电器的功率分析判断。
【解答】A.普通电风扇的功率在100W左右，故A错误；
B.空调的功率大约在2kW左右，故B正确；
C.电视剧的功率大约在60W左右，故C错误；
电冰箱的功率大约在90W~120W左右，故D错误。
故选B。
10.【答案】
B
【解析】【分析】首先根据变阻器的滑片移动方向分析电阻的变化，进而推断出电流的变化，最后根据P=I2R判断定值电阻的功率变化即可。
【解答】根据公式P=I2R可知，当定值电阻的阻值一定时，它的功率与通过它的电流的二次方成正比；在数学上这是一个二次函数，且开口向上，由于常数项为0，所以图像在纵轴上的截距为0，即通过坐标原点，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
11.【答案】
A
【解析】【分析】（1）液面高，说明液体的温度高，即电阻丝产生的热量多；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；
（2）串联电路中各处电流都相等，据此根据控制变量法的要求分析判断；
（3）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；
（4）根据Q=cm△t可知，当吸收热量和质量相同时，比热容越大的物质，升高的温度越小。
【解答】A.通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高，说明右侧烧瓶中的电阻丝产生的热量多。根据Q=I2Rt可知，两个电阻串联电流相等且时间相等，那么右侧烧瓶中电阻丝的阻值比左侧烧瓶中电阻丝的阻值大，故A正确；?
B.探究电流通过导体产生的热量多少与电流大小的关系
，必须控制电阻和通电时间相同，改变电流的大小；由于两个电阻串联时，电流肯定相等，所以实验无法完成，故B错误；
C.通过观察玻璃管中液面高度的变化来判断电流产生热量的多少，这种方法是转换法，故C错误；?
D.若用水替换该装置中的煤油进行实验，由于水的比热容大，相同时间内温度变化小，因此现象会不明显，故D错误。
故选A。
12.【答案】
C
【解析】【分析】（1）根据三种用电器消耗电能进行的能量转化，对产生的热量和机械能大小进行比较；
（2）根据公式P=UI比较通过用电器的电流大小。
（3）对于纯电阻电路，可以根据计算用电器的电阻。
【解答】A.根据W=Pt可知，相同的时间内，三种用电器消耗的电能相同；其中电烙铁将电能全部转化为内能，而电风扇将电能转化为机械能和内能，因此它们产生的热量不相同，故A错误；
B.在三种用电器中，只有电风扇将电能转化为机械能，因此产生的机械能不相等，故B错误；
C.根据公式P=UI可知，当用电器的功率和电压相同时，通过用电器的电流相同，故C正确；
D.只有电视机和电烙铁为纯电阻电路，可以根据公式计算电阻，因此它们的电阻相同；而电风扇为非纯电阻电路，因此它的电阻不能用
，
故D错误。
故选C。
二、填空题
13.【答案】
720
【解析】【分析】根据W=UIt计算消耗的电能。
【解答】该电动机1min消耗的电能为：W=UIt=6V×2A×60s=720J。
14.【答案】
电流在单位时间内做的功；做的功为60焦；60；甲；甲；实际功率
【解析】【分析】（1）根据电功率的定义、意义分析解答；
（2）灯泡的亮度由它的实际功率决定，即实际功率越大，它的亮度越大，据此分析解答。
【解答】（1）电功率表示电流在单位时间内做的功。电灯甲的实际功率是60瓦，表示通过该灯的电流在1秒钟内做的功为60焦，1秒钟内有60焦的电能转化为热能和光能。
（2）如果电灯乙的实际功率是40瓦，比较甲乙两灯，1秒钟内将电能转化为热能与光能较多的是甲灯，较亮的是甲灯。所以灯泡的亮暗是由实际功率的大小决定的。
三、解答题
15.【答案】
发热功率的减小量为：△P=P-P'=I2R-I'2R=（20A）2×10Ω-（10A）2×10Ω=3000W=3kW；
1min发热损失电能的减小量为：△W=△Pt=。
【解析】【分析】根据P=I2R分别计算出电流改变前后的发热功率，然后相减得到减小的发热功率，最后根据△W=△Pt计算损失电能的减小量。
四、实验探究题
16.【答案】
（1）B
（2）0.6
（3）B
（4）L1
【解析】【分析】（1）在闭合开关前，为了防止灯泡等被烧坏，变阻器的滑片必须调到阻值最大的位置；
（2）根据乙图，确定电压表的量程和分度值，并读出示数，最后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据功率的计算式P=I2R，结合灯泡电阻随温度变化的规律判断二者图像的形状。
（4）在串联电路中，功率与电阻成正比；灯泡的实际功率越大，亮度越大，据此分析判断。
【解答】（1）根据甲图可知，滑片在B端时阻值最大，因此：连接电路时，应该保持开关断开，滑动变阻器的滑片置于B端。
（2）根据乙图可知，电流表选择0~0.6A量程，分度值为0.02A，那么示数为0.24A，则小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
（3）根据公式P=I2R可知，如果灯泡的电阻保持不变，那么功率P与I2成正比，即二者变化的图像是一条通过坐标原点的斜线。实际上灯泡的电阻随温度的升高而增大，即灯泡的实际功率比上面计算出的功率要大，因此图像会向上弯曲，则图像中最合理的是B。
（4）根据公式可知，当额定电压相等时，电阻与功率成反比；
因为P1（40W）所以R1>R2；
在串联电路中，功率与电阻成正比，即电阻越大，功率越大；
因为R1>R2；
所以实际功率P1'>P2'；
那么灯泡L1更亮。