3.6电能 同步练习（含解析）

电能
一、单选题
1.电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关？兴趣小组设计了如图所示的装置Ⅰ、 Ⅱ，他们将两段阻值不同的电阻丝(R1A. 探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化
B. 探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球乙、丁的体积变化
C. 装置Ⅰ、Ⅱ同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球
D. 装置Ⅰ、Ⅱ同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是甲气球
2.科学研究中常常发现某一问题的两个相关的量(x，y)之间存在一定的关系。下列相关的 量之间符合如图关系的是（ ）
A. 不同物体升高到相同的温度时，吸收的热量(y)与比热容(x)的关系
B. 一定量的稀盐酸中加入锌粒，产生氢气质量(y)与锌粒质量(x)的关系
C. 恒力对物体所做功(y)与物体在力的方向上所通过距离(x)的关系
D. 在单位时间内，电流通过某一导体产生的热量与电流的关系
3.如图所示，将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯L1的功率为4W，在乙图中灯L1的功率为9W。设灯丝电阻不变．下列说法中不正确的是( )
A. 甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2：3 B. L1、L2两灯灯丝电阻之比是2：1
C. 甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3：2 D. 甲图中灯L1、L2的功率之比是2：1
4.现有标注为“6V 2 W”和“12 V 8 W”的两盏电灯 L1 和 L2 ， 把它们与“20Ω 1A” 的滑动变阻器串联后，接在18V的电源上，如图所示，开关闭合后，当滑动变阻器R的滑片P从a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是（忽略温度对电阻的影响）（ ）
A. 两灯都变亮，且L1首先正常发光 B. 因为L2的额定功率大，所以L2比L1更亮
C. 两灯灯丝电阻不同 D. 两灯都变亮，且L2可能先烧毁
5.磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像，若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，从而使金属发热而灼伤病人，重则危及生命。上述说明中，没有涉及的知识是（ ）

A. 铁在磁场里会被磁化 B. 磁能生电 C. 电能可以转化为热能 D. 同名磁极相互排斥
6.以可靠的实验事实为基础,通过推理得出结论的研究方法称为科学推理法。下列结论通过这种方法得出的是（ ）
A. ①电流产生的热量与电阻大小有关 B. ②可燃物燃烧需要温度达到着火点
C. ③叶片的下表面一般气孔数目较多 D. ④牛顿第一定律
7.电熨斗通电后温度很高，而连接电熨斗的导线温度升高却不明显，这是因为（ ）。
A. 导线有绝缘层，能隔热 B. 通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
C. 导线散热快，所以温度低 D. 导线上的电流与电熨斗相同，而导线电阻小，产生的热量也很小
8.下列装置用来防止电热危害的是( ) 。
A. 烘干物品的电烘箱 B. 电脑机箱的铭牌 C. 电视机上的散热窗 D. 电热取暖器内的吹风机
9.有3个用电器，其中-一个是“220V 100W"的电风扇，一一个是“220V 100W“的电视机，另一个是“220V 100W”的低功率电熨斗，都在额定电压下工作相同的时间，这3个用电器产生的热量最多的是( )。
A. 电风扇 B. 电视机 C. 低功率电熨斗 D. 产生热量一样多
10.以下用电器中，工作时主要将电能转化为机械能的是( ) 。
A. 电熨斗 B. 洗衣机 C. 电水壶 D. 电烙铁
11.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
12.某同学在学习电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关时，设计了如下图所示的实验装置，2只平底烧瓶内装有某种液体，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙 ， 下列有关该实验的说法正确的是（ ）
①平底烧瓶内装有某种液体，该液体可以选择食盐溶液
②为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些
③本实验运用了控制变量法和转换法
④通过此实验研究可以得出导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，
跟通电时间成正比
⑥在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成申联电路只是为了控制电流大小相等
A. ②③ B. ①⑤ C. ②④ D. ①④⑤
二、填空题
13.某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R1=2000欧，R2=484欧。
（1）开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式是 。
（2）开关转至bd位置时，该电热器可实现 功能。
三、解答题
14.有一种电子秤的原理如图，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R(电 阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示重力大小的仪表(实质是电流表)。其 中AO长20厘米，BO长5厘米，压力传感器R的阻值与所受压力的关系如下表所示。
压力F/牛 0 50 100 150 200 250 300 …….
电阻R/欧 30 27 24 21 18 15 12 ……..
踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压为6伏。
（1）电子秤开机后，没有秤量物体时压力传感器R消耗的电功率为多少瓦
（2）当重300牛的学生站在踏板上时，通过压力传感器R的电流为多大？(答案保留两位小数)
（3）电子秤的电池使用较长时间后，电源电压会降低，为了保证秤量准确，则踏板触点B应向 方向移动。
四、实验探究题
15.星期天天气很热，小科和小华在开着空调的书房内认真地复习功课。傍晚时分，小科打开灯泡上标有“PZ220-40”字样的台灯时，发现台灯发光较昨天暗了。小科猜想：主要是灯丝的升华造成的，依据是：由于灯丝升华，灯丝的横截面积变小，电阻变大，而台灯两端电压不变，由公式 P= 可知功率变小，因此灯变暗了；小华猜想：主要是电路R的负荷增大造成的，依据是：由于许多家庭开了空调，电路的负荷增大了，总电流变输电线上有电阻，导致台灯两端的电压降低，而灯丝电阻不变，由公式P= 可知功率R变小，因此灯变暗了。
（1）小科为了验证自己的猜想，他在爸爸的指导下用新的相同规格的灯泡替代原来的灯泡，观察到新的灯泡亮度与原来的那只灯泡亮度基本一样，说明小科的猜想是 （填“正确”或“错误”）的。
（2）请你设计一个方案，验证小华的猜想是否正确。
简要做法： ； 如何判断： 。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【分析】根据控制变量法，串并联电路的电压和电流规律及分析即可。
【解答】A.探究电流产生的热量与电流大小的关系时，应控制电阻和通电时间相同，电流不同，Ⅰ图两个电阻串联，电流是相同的，故A错误；
B.探究电流产生的热量与电阻大小的关系时，应控制电流和通电时间相同，电阻不同，而乙和丁的电阻是相同的，故B错误；
CD.使用装置Ⅰ、Ⅱ同时实验时，体积变化最大的说明温度高，产生的热量最多；
在串联电路中，用电器两端的电压之和等于电源电压，并联电路中，各支路两端的电压等于电源电压，故Ⅱ中的每个电阻两端的电压都要高于Ⅰ中的每个电阻两端的电压；在这两个实验中，电流产生的热量Q=I2Rt=t ， 通电时间相同，故Ⅱ中的R1产生的热量最多，故体积变化最大的气球是丙气球，故C正确，D错误。
故选C。

2.【答案】 C
【解析】【分析】分析图象可知，图中两个量（x，y）之间成正比关系，看选项中哪两个量的关系与图象中的相符即可。
【解答】根据图像可知，图象中两个量之间表示的关系是正比关系。
A.根据公式Q=cm△t可知，质量相同的不同物体升高到相同的温度时，吸收的热量（y）与比热（x）的关系成正比，题目没有限制质量相同，故A错误；
B.一定量的稀盐酸中加入锌粒，产生氢气质量（y）与锌粒质量（x）的关系，开始成正比，最后保持不变，故B错误；
C.根据W=Fs可知，恒力对物体所做功与物体在力的方向上所通过距离成正比，故C正确；
D.根据Q=I2Rt可知，当时间和电阻相同时，电流产生的热量与电流的平方成正比，与电流不成正比，故D错误。
故选C。
3.【答案】 C
【解析】【分析】（1）甲图中，两灯串联，乙图中两灯并联，根据公式 可求甲乙两图中灯L1两端的电压之比。
（2）在甲图中，首先根据U总=U1+U2计算出二者的电压之比，再根据“串联电路电压与电阻成正比”计算二者的电阻之比；
（3）根据公式分别计算出串联和并联时的总功率，然后做比即可；
（4）在串联电路中，电功率与电阻成正比，据此分析计算。
【解答】甲图中，灯L1的功率 ，
乙图中，灯L1的功率；
所以 ，
解得： ，故A正确不合题意；
在甲图中，L1和L2串联，
根据U=U1+U2可知：；
则；
在串联电路中，电压与电阻成正比，
即 ， 故B正确不合题意；
在甲图中消耗的总功率 ，
在乙图中消耗的总功率 ，
所以 ，故C错误符合题意；
在甲图中，灯L2两端的电压为U2 ， 两灯串联，
因为U=U1+U2 ，
所以： ，
所以 ，
因为串联电路中电压与电阻成正比，
所以 ，故B正确不合题意。
在甲图中，灯泡L1与L2串联，
因为串联电路中功率与电阻成正比，
所以 ，故D正确不合题意。
故选：D。
4.【答案】 A
【解析】【分析】（1）根据电路电流的大小变化分析灯泡亮度的变化；哪个灯泡的额定电流小，哪个灯泡先正常发光。
（2）灯泡的亮度取决于实际功率的大小，根据“串联电路中功率与电阻成正比”判断；
（3）根据比较灯泡电阻大小；
（4）根据欧姆定律计算出两个灯泡的电压，从而确定哪个灯泡可能被烧坏。
【解答】根据图片可知，当滑片从a向b端移动时，它的阻值减小，则通过灯泡的电流增大，因此两个灯泡都变亮。L1的额定电流为： ， L2的额定电流为： ， 则L1先正常发光，故A正确；
灯泡L1的电阻为： ， 灯泡L2的电阻为： ， 则两个灯泡的电阻相等。故C错误；
在串联电路中，功率与电阻成正比，因为两个灯泡的电阻相同，所以它们的实际功率相同，即亮度相同，故B错误；
如果两个灯泡都不损坏，那么根据“串联电路电压与电阻成正比”可知，它们的电压都是总电压的一半，即都是9V。因为9V>6V，所以灯泡L1先被烧毁，故D错误。
故选A。
5.【答案】 D
【解析】【分析】根据题目描述分析包含的物理原理即可。
【解答】A.根据“强静磁场会吸引铁质物品”可知，铁在磁场里会被磁化，故A正确不合题意；
B.根据“变化磁场会使携带的金属中产生感应电流”可知，磁能生电，故B正确不合题意；
C.根据“从而使金属发热而灼伤病人”可知，电能可以转化为热能，故C正确不合题意；
D.题目中没有涉及磁极之间相互作用规律，故D错误符合题意。
故选D。
6.【答案】 D
【解析】【分析】“理想实验”虽然也叫做“实验”，但它同前面所说的真实的科学实验是有原则区别的，真实的科学实验是一种实践的活动，而“理想实验”则是一种思维的活动；前者是可以将设计通过物化过程而实现的实验，后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”．
【解答】A、①实验是为了验证焦耳定律的影响因素，采用了转换法观察实验，可以直接得出电流的产热与电阻有关；故A错误；
B、②是验证可燃物燃烧的条件，可以直接得出可燃物燃烧需要温度达到着火点；故B错误；
C、③对比两边的气泡数量的多少，可以得出叶片的下表面气孔比上表面气孔多；故C错误；
D、④牛顿第一定律的适用条件是理想状态下的，实验不可能完成，采用的是推理的方式得出实验结论的；故D正确；
故答案为：D。
7.【答案】 D
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt分析即可。
【解答】电熨斗和导线串联，则通电时间和电流大小相等，而导线的电阻远远小于电熨斗，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，则导线产生的热量远远小于电熨斗，所以温度升高到的不明显，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
8.【答案】 C
【解析】【分析】分析各个选项中是利用电热还是防止电热即可。
【解答】烘干物品的电烘箱、电热取暖器内的吹风机，都是利用电热的，故A、D不合题意；
电脑机箱的铭牌，与电热利用和防止无关，故B不合题意；
电视机上的散热窗，防止电热对电器元件造成损伤，故C符合题意。
故选C。
9.【答案】 C
【解析】【分析】根据各个用电器的能量转化过程分析判断。
【解答】根据W=Pt可知，三个用电器的额定功率相等，工作时间相等，则消耗的电能相等。电风扇将电能转化为风能和热能，电视机将电能转化为光能和热能，电熨斗将电能全部转化为热能，则产生热量最大的是电熨斗，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
10.【答案】 B
【解析】【分析】根据各个用电器的能量转化过程分析。
【解答】电熨斗、电水壶和电烙铁，都是将电能转化为热能，故A、C、D不合题意；
洗衣机的主要结构为电动机，将电能转化为机械能和内能，故B符合题意。
故选B。
11.【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。
12.【答案】 A
【解析】【分析】根据对探究焦耳定律的实验过程、现象和结论的认识判断。
【解答】①食盐溶液为导体，在烧瓶内加入食盐溶液后，两根电阻丝被短路，不能正常发热，故①错误；
②根据V=Sh可知，玻璃管内径可以再小一些，那么液柱上升的高一些，则实验现象更明显，故②正确；
③探究导体产生的热量与电阻的关系时，控制电流和时间相同，使用了运用了控制变量法；电流产生的热量看不见，将其转化为液柱的高度变化，则使用了转换法，故③正确；
④通过此实验研究只能得到电阻越大，电流越大，时间越长，电流产生的热量越多，而不能得到定量的结论，故④错误；
⑥在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成申联电路为了控制电流和通电时间大小相等，故⑥错误。
那么正确的是②③。
故选A。
二、填空题
13.【答案】 （1）串联
（2）加热
【解析】【分析】（1）在电路中，如果用电器首尾相连，只有一条通路，那么为串联；如果用电器并排连接在两点间，有多条通路，那么它们为并联；
（2）首先确定串并联关系，然后根据公式比较电功率的大小，从而判断所处的状态。
【解答】（1）当开关转至ac位置时，如下图所示：
两个电阻首尾相连，只有一条通路，则二者为串联。
（2）当开关转至ac位置时，两个电阻串联，此时总电阻R串；
当开关转至db时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2；
则R串>R2；
根据公式得到，电功率P串即前者为保温档，后者为加热档。
因此可实现加热功能。

三、解答题
14.【答案】 （1）没有秤量物体时，压力传感器受到的压力为0，
由表格数据可知压力传感器的电阻R=30Ω，
压力传感器R消耗的电功率：；
（2）当重300牛的学生站在踏板上时，
由杠杆平衡条件得：F×AO=F′×BO，
F×20cm=300N×5cm；
解得：F=75N；
由表格数据可知，当压力增大50N时压力传感器的电阻减小3Ω，
则75N时压力传感器的电阻等于27Ω减去3Ω的一半，
即 ，
此时通过压力传感器R的电流：；
（3）左或A
【解析】【分析】（1）没有秤量物体时，压力传感器受到的压力为0，由表格数据可知压力传感器的电阻，根据 求出R消耗的电功率；
（2）当重300牛的学生站在踏板上时，根据杠杆的平衡条件求出压力传感器受到的压力.由表格数据可知，当压力增大50N时压力传感器的电阻减小3N，据此求出此时对应的电阻，利用欧姆定律求出通过压力传感器R的电流；
（3）电子秤的电池使用较长时间后，电源电压会降低，会造成电路中的电流变小，根据欧姆定律可知，压力传感器的电阻变大，要想减小压力传感器的电阻，应增大压力，根据杠杆的平衡条件判断踏板触点移动的方向。
【解答】（3）电子秤的电池使用较长时间后，电源电压会降低，会造成电路中的电流变小，
根据欧姆定律可知，压力传感器的电阻变大。要想减小压力传感器的电阻，应增大压力，
根据杠杆平衡条件可知，应把踏板触点B向左或A方向移动。

四、实验探究题
15.【答案】 （1）错误
（2）关闭家里的空调等大功率用电器，观察台灯亮度是否变化；若台灯亮度变亮，则小华的猜想是正确的；若台灯亮度不变，则小华的猜想是错误的
【解析】【分析】（1）两只新灯泡还未使用过，它们灯丝的横截面积比正在使用的灯泡大而电阻小。根据 可知，如果小柯的猜想正确，那么这两个灯泡的亮度应该大于使用中的灯泡，而实际亮度却基本相同，这说明小科的看法错误。
（2）根据小华的猜想可知，电路负荷变大，灯泡变暗，如果他的猜想正确，那么电路负荷减小后，灯泡的亮度应该增大，据此设计实验进行验证即可。
(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
【解答】（1）他在爸爸的指导下用新的相同规格的灯泡替代原来的灯泡，观察到新的灯泡亮度与原来的那只灯泡亮度基本一样，说明小科的猜想是错误的。
（2）简要做法：关闭家里的空调等大功率用电器，观察台灯亮度是否变化；
判断方法：若台灯亮度变亮，则小华的猜想是正确的；若台灯亮度不变，则小华的猜想是错误的。