3.6电能 同步练习（含解析）

电能
一、单选题
1.下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A. 电冰箱 B. 电饭锅 C. 电风扇 D. 洗衣机
2.在探究实验中，用两根相同的电阻丝和一个电压不变的电源加热一杯水，则（　　）
A. 将两根电阻丝串联后加热，水温升高最快
B. 将两根电阻丝并联后加热，水温升高最快
C. 只用其中一根电阻丝加热，水温升高最快
D. 因为电源电压一样，所以哪种连接方式加热，水温升高速度都相同
3.小明仔细观察家中的电视机、电风扇、电热毯和节能灯四种电器，发现它们上面都标有“220V 70W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（　　）
A. 电视机 B. 电风扇 C. 电热毯 D. 节能灯
4.电风扇、电烙铁和电动机上都标有“220V 160W”字样，它们都在额定电压下工作相同时间，产生热量多的是（　　）
A. 电风扇 B. 电烙铁 C. 电动机 D. 一样多
5.如果测定标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，那么两个电表的量程最好选用（　　）
A. 电压表选“0﹣15V”，电流表选“0﹣3A” B. 电压表选“0﹣15V”，电流表选“0﹣0.6A”
C. 电压表选“0﹣3V”，电流表选“0﹣3A” D. 电压表选“0﹣3V”，电流表选“0﹣0.6A”
6.将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（　　）
A. 电烙铁产生的热量最少 B. 电风扇将电能主要转化为机械能
C. 三个用电器产生的热量一样多 D. 电视机产生的热量最多，所以电视机后背要设计散热孔
7.下列电器中，不属于电热器的是（　　）
A. 电饭锅 B. 电熨斗 C. 电风扇 D. 电烤炉
8.电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害，下列情况中不属于防止电热危害的是（　　）
A. 电视机的后盖有许多孔 B. 电动机外壳有许多散热片
C. 家电长时间停用，隔一段时间应通电一次 D. 电脑机箱内有小风扇
9.下列用电器工作时主要将电能转化为内能的是（　　）
A. 收音机 B. 电熨斗 C. 电风扇 D. 洗衣机
10.教室中的饮水机在加热过程中，电能主要转化为（　　）
A. 机械能 B. 内能 C. 化学能 D. 光能
11.标有“220V 40W”字样的电风扇、电视机、电烙铁、节能灯正常工作相同时间，产生热量多是（　　）
A. 电风扇 B. 电视机 C. 节能灯 D. 电烙铁
12.电熨斗通电一段时间后，熨斗面很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这是因为（　　）
A. 导线的电阻远小于熨斗的电阻，导线消耗的电能很少 B. 导线的散热比熨斗快
C. 通过导线的电流远小于通过熨斗的电流 D. 导线外有绝缘皮隔热
二、填空题
13.如图甲所示，两个透明容器中封闭着等量的空气，将两个容器中的电阻丝 R1 和R2 串联接到电源两端，将容器外部的电阻丝 R3 和 R2 并联。
（1）图甲的装置是探究电流通过导体产生的热量与________的关系，电阻丝 R3 的作用是使通过电阻丝 R1和R2的电流________。
（2）如图乙所示，某小组在实验中观察到左侧 U 型管中液面很快出现高度差，右侧 U 型管中液面高度差为零，原因是电阻丝________(选填“R1”或“R2”或“R3”)断路。
14.某品牌手机充电宝，上面标有电压为5V，容量为12000mA·h，它充满电后，可以储存的电能是________J；在充电过程中，将电能转化为________能储存。
三、解答题
15.在学习了电磁继电器的知识以后，小知和小临分别为学校教室设计了一个制暖装置，小知的设计理念是“阶段性制暖”，采用温度低时工作，温度达到一定值时停止工作；小红的设计理念是“持续性制暖”，采用温度低时“大功率”工作，温度较高时“小功率”工作。他们的电路设计以及各工作参数分别如图甲和图乙所示(假设在同等条件下工作)，在图甲和图乙中U1=220伏，R1=40欧，R2=200欧，请根据题目信息完成下列问题。
（1）图甲或图乙电路中热敏电阻Rx的阻值随温度的升高而________。
（2）从省电的角度考虑(一天内，制暖装置中开关S闭合的时间为8小时)，请计算分析，你更推荐使用哪位同学的制暖装置？(要求写出计算过程)
（3）若要适当提高室内的温度，可以采取哪些措施？ (答出两点)
四、实验探究题
16.小明要用图所示的实验器材探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。
（1）.请用笔画线代替导线，把电路连接完整。
（2）.电流产生热量的多少不易直接测量.因此在这个实验中是通过 显示电流产生热量的多少。
（3）.在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有 （写出一个即可得分）。
（4）.根据所学知识可知，在相同时间内 瓶内的电阻丝放出的热量较多（选填“甲”或“乙”）。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B
【解析】【解答】解：A、电冰箱靠压缩机工作，主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故A错误；
B、电饭锅主要是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故B正确；
C、电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故C错误；
D、洗衣机主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故D错误．
故选B．
【分析】电流的热效应：电流通过导体要发热，将电能转化为内能，这叫做电流的热效应．根据不同用电器工作时的能量转化可做出判断．
2.【答案】 B
【解析】【解答】解：A、将两根电阻丝串联后加热，根据Q=W=t可知，电源电压不变，通电时间一定，总电阻越大，产生的热量越少，水温升高越慢，故选项说法错误；
B、将两根电阻丝并联后加热，因为电阻越并越小，所以根据Q=W=t可知，电源电压不变，通电时间一定，总电阻越小，产生的热量越多，水温升高越快，故选项说法正确；
C、只用其中一根电阻丝加热，电阻大于两电阻丝并联，由以上分析可知，产生的产生的热量少于并联时，水温升高不是最快的，故选项说法错误；
D、根据Q=W=t可知，虽然电源电压一定，但不同的连接方式，电阻的大小不同，故水温升高速度不同，故选项说法错误．
故选B．
【分析】水温升高的快慢反映了产生电热的多少，而根据焦耳定律可知，电热的多少与电流的大小、电阻的大小和通电时间有关，根据具体的关系，结合选项中的描述可做出判断．
3.【答案】 C
【解析】【解答】解：因为各用电器的额定功率相同，由W=Pt可得，若工作相同时间，消耗的电能相同；
电视机工作时将大部分电能转化为声能、光能；
电风扇工作时消耗电能，大部分转化为机械能；
电热毯工作时将消耗的电能转化为内能；
节能灯工作时将电能大部分转化为光能．
故选C．
【分析】根据电视机、电风扇、白炽灯和节能灯这三种用电器工作时的能量转化情况分析判断．
4.【答案】 B
【解析】【解答】解：电风扇和电动机工作时消耗电能，大部分转化为机械能，少部分转化为内能；电烙铁工作时把电能全转化为内能；
∵它们都在额定电压下工作
∴P=P额 ， 实际功率P相同，
∵W=Pt，
∴工作时间相同时，三个用电器消耗的电能相同，
又∵只有电烙铁把电能全转化内能，
∴电烙铁产生的热量最多．
故选B．
【分析】根据电风扇、电烙铁和电动机这三种用电器工作时的能量转化情况分析判断．
5.【答案】 D
【解析】【解答】解：小灯泡标有2.5V，即额定电压为2.5V，故电压表应选取3V的，可以保证准确；
而小灯泡的电流较小，如选取3A的电流表，则测量误差过大，故应选取0﹣0.6A的．
故选D．
【分析】本题从电表选取的两个原则：安全和准确进行分析．
6.【答案】 B
【解析】【解答】解：
由于U=220V，
则三种用电器的实际功率：P=P额=100W；
因为W=Pt，
所以三种用电器消耗的电能相同；
电视机将一部分电能转化为光能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电烙铁将电能全部转化为内能．
故产生热量最多的是电烙铁；故B正确、ACD错误．
故选B．
【分析】分别接入220V的电路中，三个用电器都正常工作，实际功率相同（等于额定功率）、通电时间相同，根据W=Pt可知消耗的电能相同，通过分析三种用电器使用时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器．
7.【答案】 C
【解析】【解答】解：A．电饭锅是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故A不符合；
B．电熨斗是把电能转化为内能的电器，属于电热器，故B不符合；
C．电风扇是把电能转化为机械能的用电器，不是电热器，故C符合；
D．电熨斗是把电能转化为内能的电器，属于电热器，故D不符合．
故选C．
【分析】电热器是将电能转化为内能的用电器．根据各个选项中用电器的能量转化，分别进行分析．
8.【答案】 C
【解析】【解答】解：A．电视机的机壳上有许多小孔是为把各电器元件产生的热量及时散失掉，不符合题意；
B．电流通过电机产生的热量是有害的，有许多散热片可以用来散热，不符合题意；
C．家电长时间停用，隔一段时间应通电一次防止家电受潮，再次使用时被损坏，符合题意；
D．过多的热量会影响计算机的正常工作，机箱内有风扇，这都是为了散失热量，不合题意．
故选C．
【分析】任何导体中有电流时，导体都要发热，这种现象叫做电流的热效应，是电能转化为内能．
9.【答案】 B
【解析】【解答】解：A、收音机工作时，主要将电能转化为声能，不合题意；
B、电熨斗工作时，主要将电能转化为内能，符合题意；
CD、电风扇和洗衣机主要是依靠电动机工作，将电能转化为机械能，不合题意．
故选B．
【分析】电流做功的过程，实际上就是能量转化的过程，消耗电能转化成其它形式的能．
10.【答案】 B
【解析】【解答】解：饮水机属于电热器，在工作时主要将电能转化为内能，用来给水加热．
故选B．
【分析】电热器在工作时，主要将电能转化为内能，结合选项中的能量可做出判断．
11.【答案】 D
【解析】【解答】解：四个用电器正常工作相同时间，根据电能计算公式：W=Pt可知它们消耗的电能相同；
A、电风扇工作时把消耗的电能主要转化为机械能，产生的热量小于消耗的电能；
B、电视机工作时把消耗的电能主要转化为光能和声能，产生的热量小于消耗的电能；
C、节能灯工作时把消耗的电能主要转化为光能，产生的热量小于消耗的电能；
D、电烙铁工作时把消耗的电能全部转化为内能，产生的热量等于消耗的电能．
故选D．
【分析】（1）用电器的额定功率是40W，表示：用电器正常工作时每秒钟消耗40焦耳的电能；
（2）四个用电器都正常工作，实际功率相同（等于额定功率）、通电时间相同，根据W=Pt可知消耗的电能相同，通过分析三种用电器使用时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器．
12.【答案】 A
【解析】【解答】解：电熨斗在使用时，电熨斗和导线串联，I电熨斗=I导线 ， 通电时间t相同，
∵Q=I2Rt，R电熨斗＞R导线 ，
∴电流产生的热量：
Q电熨斗＞Q导线 ，
从而出现通电一段时间后电熨斗变得很烫、而连接电熨斗的导线却不怎么热的现象；
由以上分析可知，选项BCD错、A正确．
故选A．
【分析】电熨斗和导线串联，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻越大电流产生的热量越多，据此分析判断．
二、填空题
13.【答案】 （1）电流；不同
（2）R2
【解析】【分析】（1）将R3与R2并联后，R1就处在并联电路的干路上，因为干路电流等于支路电流之和，所以通过R1和R2的电流不同，据此分析甲实验的探究目的；
（2）左侧液面出现高度差，说明左边的R1正常工作，电路中存在电流。右边没有出现高度差，只能说明R2的电阻出现问题，即它发生断路。
【解答】（1）图甲的装置是探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，电阻丝 R3 的作用是使通过电阻丝 R1和R2的电流不同。
（2）如图乙所示，某小组在实验中观察到左侧 U 型管中液面很快出现高度差，右侧 U 型管中液面高度差为零，原因是电阻丝R2断路。

14.【答案】 2.16×105；化学
【解析】【分析】（1）根据W=UIt计算充电宝储藏的电能；
（2）根据能量的转化和转移的知识解答。
【解答】（1）充满电后，电池储藏的电能：W=UIt=5V×12A×3600s=2.16×105 J；
（2）在充电过程中，将电能转化为化学能储存。
三、解答题
15.【答案】 （1）减小
（2）解：根据甲图可知，加热电阻R1工作的时间为： ；
R1的功率 ；
8h内消耗的电能为：W甲=P1t1=1.21kW×4h=4.84kW h；
根据乙图可知，加热电阻R1工作15min，加热电阻R2工作：8h-15min= ；
那么R1消耗的电能为：W1=P1t=1.21kW× = ；
R2的功率为： ；、
R2消耗的电能为：W2=P2t=0.242kW× =0.8775kW h；、
那么消耗的总电能为：W乙=W1+W2=0.3025kW h+1.8775kW h=2.178kW h；
因为W甲>W乙。
所以推荐使用小临同学的制暖装置。
（3）①调大变阻器的阻值；②换用电压更小的电源
【解析】【分析】（1）当温度升高时，衔铁被吸下来，接通大电阻R2所在的电路，此时发热功率减小，处于“小功率”状态。则此时通过电磁铁的电流增大，而总电阻减小，根据R总=Rx+R可知，此时热敏电阻Rx的阻值减小；
（2）根据甲图可知，加热15s，停止15s，即工作时间占开关闭合总时间的一半，据此计算出加热时间，然后根据 计算出加热功率，最后根据W甲=P1t1计算消耗的电能；
根据图乙可知，先大功率加热15min，后面都以小功率加热。根据W=Pt分别计算出两个状态下消耗的电能，然后将它们相加计算出消耗的总电能。
最后比较两种方法消耗电能的大小即可。
（3）无论温度高低，电磁铁吸合时需要的磁场强度相同，即通过电磁铁的电流相同，也就是电路的总电阻相同。当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，再根据R总=Rx+R可知，变阻器的阻值要变大。
当温度升高时，如果变阻器的阻值保持不变，那么总电阻减小，根据U=IR可知，要保持电流不变可以减小电源电压。



四、实验探究题
16.【答案】 （1）
（2）温度计示数的变化
（3）煤油质量相同、初温相同或通电时间长短相同等合理给分
（4）甲
【解析】【分析】（1）根据并联电路电压的特点分析解答。
（2）电阻产生热量被煤油吸收，煤油的温度会升高。当煤油的质量和初温相同时，煤油的温度越高，则说明电阻产生的热量越多。
（3）根据Q=cm△t可知，只有煤油的质量和初温相同时，它的温度越高，则吸收的热量越多，据此分析；
（4）首先比较电阻丝的电阻大小，然后根据焦耳定律确定放出热量的多少。
【解答】（1）为了保证电压相等，可以将两段电阻丝并联，如下图所示：
（2）电流产生热量的多少不易直接测量，因此在这个实验中是通过温度计示数的变化显示电流产生热量的多少。
（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有：煤油质量相同、初温相同或通电时间长短相同。
（4）电阻丝的长度和粗细都相同，则铜丝的电阻小于镍铬合金丝的电阻。根据可知，在相同时间内，甲（铜丝）产生的热量较多。