电功率与电能、时间关系
一、选择题（共3小题）
1、1千瓦时（俗称1度）电可以使（ ）
A、80W的电烙铁工作25h B、40W的日光灯工作25h21世纪教育网
C、100W的录音机工作100h D、100W的电水壶工作5h
2、张老师出差时恰逢抄表日，家中电能表的示数为；出差返回时发现家中有一盏60W的台灯亮着，检查其它电器都已切断电源，再查看电能表，示数为；则张老师出差的时间长（ ）
A、2400h B、14.4h
C、0.24h D、240h
3、以下说法正确的是（ ）
A、焦耳定律反映了电能转化为内能的规律
B、电热器、变阻器都是根据电流的热效应制成的
C、功率大的用电器一定比功率小的用电器做的功多
D、两个灯泡串联使用时，电阻大的灯泡产生的热量多
二、填空题（共4小题）
4、为了节约能源，小明响应政府号召，将家中的空调温度调高1℃，每小时可节约用电0.5kW?h，如果一天使用空调6h，则小明家中每月（以30天计），可以节约用电 _________ kW?h．每1kW?h能让功率为40W的电灯正常工作 _________ h．
5、某日，物业工作人员来小明家收电费，小明观察电能表的情况如图所示．然后从笔记本上查出上月的记录为1858.5kWh．
（1）若按0.5元/kWh计费，小明家本月应缴电费 _________ 元；21世纪教育网
（2）计算可知让“220V 40W“的灯泡正常工作5min，可使这个电表转 _________ 圈．
6、下表所示的是某电冰箱的主要技术参数：
使用环境温度/℃
额定电压/V
额定功率/W
耗电量/（kW?h/24h）
10～38
220
120
1.1
将该冰箱单独接在3000r/kW?h的电能表上正常工作时，电能表转盘每分钟转 _________ 圈．如果该冰箱每次启动只工作15min，那么该冰箱一昼夜约启动 _________ 次．
7、小明家需要购买一个电水壶，商店里有2000W的和1000W的两种规格电水壶．奶奶认为1000W的好，因为功率小省电；小明认为2000W的好，因为功率大烧得快省电．到底谁对谁错呢？请你来帮他们判断和解释一下．你的判断是 _________ （填“奶奶对”或“小明对”）．你的理由是 _________ ．21世纪教育网
三、解答题（共4小题）
8、从2006年开始，我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》，研究可控核聚变技术．该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染，如图所示．
而氘可以从海水中提取，从1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧放出的热量．若这些核能用来发电的效率可以达到50%，所产生的电能可供如图所示的电力机车牵引功率为4800kW的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km？（计算结果保留一位小数）（汽油密度：0.71×103kg/m3；汽油热值：4.6×107J/kg）21世纪教育网
9、“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”是2008年北京奥运的三大主题．其中国家体育馆“鸟巢工程”采用太阳能这一绿色能源．令专业建筑专家惊叹的是，“鸟巢”的设计，不仅是能够获得自然通风，而且4.2×105kg的钢结构靠自身的24根钢柱支撑．
（1）给“鸟巢”工程供电时，若功率为130kW的太阳能发电系统连续正常工作100min，可得到多少焦耳的电能？如果这些电能有42%转化为水的内能，则可以使104kg水温度升高多少摄氏度？[水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）若每根钢柱的横截面积为1.5m2，则平均每根柱子承受的压强为多大？（取g=10N/kg，结果保留三位有效数字）
10、如图是研究电流一定时，导体消耗的电功率与电阻关系的实验装置，将两根不同的电阻丝串联起来接入电路主要是为了控制 _________ 相同，小熊同学通过实验得出：电阻越大，导体消耗的电功率越大．另一位同学指出他的结论不严密，请你将小熊同学的实验结论补充完整 _________ ．
11、如图是小宇家新买的一台快速电水壶，这台电水壶的铭牌如下图．为了测量该电水壶烧水时的实际功率，小宇用所学知识进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装满水，接入家庭电路中，测得壶中水从10℃上升到30℃所用的时间是100s，同时观察到家中如图的电子式电能表耗电指示灯闪烁了160imp．请根据相关信息解答下列问题．〔c水=4.2×103J/（kg?℃）〕
（1）电水壶中水吸收的热量为多少J；
（2）电水壶消耗的电能为多少J；
（3）电水壶烧水时的实际功率为多少W；
（4）电水壶加热的效率；
（5）通过比较实际功率与额定功率大小关系，简要回答造成这种关系的一种可能原因．21cnjy
答案与评分标准
一、选择题（共3小题）21cnjy
1、1千瓦时（俗称1度）电可以使（ ）
A、80W的电烙铁工作25h B、40W的日光灯工作25h
C、100W的录音机工作100h D、100W的电水壶工作5h
考点：物理量的单位及单位换算；电功率与电能、时间的关系。
专题：计算题。
分析：已知消耗的电能和各个用电器的功率，根据公式t=可求各个用电器的工作时间．
解答：解：消耗1千瓦时的电能：
80W的电烙铁可以工作t1===12.5h，故A错误，
40W的日光灯可以工作t2===25h，故B正确，
100W的录音机可以工作t3===10h，故C错误，
100W的电水壶可以工作t4===10h，故D错误．
故选B．
点评：本题考查工作时间的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要注意单位的换算．
2、张老师出差时恰逢抄表日，家中电能表的示数为；出差返回时发现家中有一盏60W的台灯亮着，检查其它电器都已切断电源，再查看电能表，示数为；则张老师出差的时间长（ ）
A、2400h B、14.4h
C、0.24h D、240h
考点：电能表参数的理解与电能的求法；物理量的单位及单位换算；电功率与电能、时间的关系。
专题：计算题；应用题。
分析：前后两次电能表的读数之差就是这段时间消耗的电能；已知灯泡的功率，根据公式t=可求张老师出差的时间．
解答：解：消耗的电能W=2080.4kw?h﹣2066.0kw?h=14.4kw?h；
出差时间t===240h．
故选D．
点评：本题考查时间的计算，关键是公式及其变形的灵活运用；难点是理解电能表的各个参数的物理意义，会对电能表进行读数，解题过程中要注意单位的换算．
3、以下说法正确的是（ ）
A、焦耳定律反映了电能转化为内能的规律
B、电热器、变阻器都是根据电流的热效应制成的
C、功率大的用电器一定比功率小的用电器做的功多
D、两个灯泡串联使用时，电阻大的灯泡产生的热量多
考点：焦耳定律；电功率与电能、时间的关系。
专题：推理法。
分析：A、焦耳定律讲述了电能转化为内能，也就是电流产生热量时的有关规律，其内容：电流通过导体产生的热量与电流平方、导体电阻的大小及通电时间成正比；
B、电热器是利用电流的热效应制成的加热设备，而变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的；
C、W=Pt，功率大的用电器，不知道做功时间，做的功不一定多；
D、根据焦耳定律Q=I2Rt分析判断．
解答：解：A、焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体电阻的大小及通电时间成正比，反应的是电流产生热量时的规律，故A正确；
B、变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的，不是电流的热效应，故B错；
C、功率大的用电器，说明做功快，但不一定做功多，故C错；
D、两个灯泡串联，通过的电流相等，通电时间相等，由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流产生的热量与导体的电阻成正比，故D正确．
故选 A、D．
点评：本题考查了学生对焦耳定律、电流热效应的应用、电功率的了解和掌握，难度不大，但综合性强，属于中考必考题目．
二、填空题（共4小题）21cnjy
4、为了节约能源，小明响应政府号召，将家中的空调温度调高1℃，每小时可节约用电0.5kW?h，如果一天使用空调6h，则小明家中每月（以30天计），可以节约用电 90 kW?h．每1kW?h能让功率为40W的电灯正常工作 25 h．
考点：物理量的单位及单位换算；电功计算公式的应用；电功率与电能、时间的关系。
专题：计算题；应用题。
分析：已知每小时节约的电能和空调一个月使用的时间，根据公式W=Pt可求节约的电能，
已知消耗的电能和灯泡的功率，根据公式t=可求工作的时间．
解答：解：每个月可节约电能W=Pt=0.5kw?h×6h×30=90kw?h，
每1kw?h能让功率为40W的电灯正常工作t1===25h．
故答案为：90；25．
点评：本题考查电能和工作时间的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，容易出错的是一个月用电时间的计算，还要注意计算过程中单位的换算．
5、某日，物业工作人员来小明家收电费，小明观察电能表的情况如图所示．然后从笔记本上查出上月的记录为1858.5kWh．
（1）若按0.5元/kWh计费，小明家本月应缴电费 58 元；
（2）计算可知让“220V 40W“的灯泡正常工作5min，可使这个电表转 10 圈．
考点：电能表参数的理解与电能的求法；物理量的单位及单位换算；电功率与电能、时间的关系。
所以电能表的转盘转动n=3000R/kw?h×kw?h=10R．21cnjy
故答案为：58；10．
点评：本题考查消耗电能和电能表转数的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对电能表参数的物理意义的正确理解；解题过程中要注意单位的换算．
6、下表所示的是某电冰箱的主要技术参数：
使用环境温度/℃
额定电压/V
额定功率/W
耗电量/（kW?h/24h）
10～38
220
120
1.1
将该冰箱单独接在3000r/kW?h的电能表上正常工作时，电能表转盘每分钟转 6 圈．如果该冰箱每次启动只工作15min，那么该冰箱一昼夜约启动 36 次．
考点：电能表参数的理解与电能的求法；物理量的单位及单位换算；电功率与电能、时间的关系。21cnjy
专题：计算题；应用题；信息给予题。
分析：（1）已知电冰箱的额定功率，根据公式W=Pt可求工作一天消耗的电能，已知每消耗1kw?h的电能，转盘转动3000r，可求工作一天转盘转动的圈数，进而求出电能表转盘每分钟旋转的圈数．
（2）已知电冰箱每次从启动到停止工作的时间，根据公式t=求出电冰箱一天实际工作的时间，这个时间与从启动到停止工作的时间相比较，就是电冰箱一昼夜约启动的次数．
解答：解：（1）工作一天消耗的电能W1=Pt1=0.12kw×24h=2.88kw?h，
工作一天转盘转动的圈数n=2.88×3000r=8640r，
所以每分钟转动的圈数为n1=r=6r．
（2）电冰箱实际一天工作时间t==≈9h；
由于电冰箱每次从启动到停止工作的时间都是15min，所以电冰箱的压缩机每天启动次数约为n==36次．
故答案为：6；36．
点评：本题考查消耗电能、时间和转盘转动圈数的计算，要学会从铭牌标示的信息中找出有用的数据，要知道电冰箱不是持续工作的，解题过程中还要注意单位的换算．
7、小明家需要购买一个电水壶，商店里有2000W的和1000W的两种规格电水壶．奶奶认为1000W的好，因为功率小省电；小明认为2000W的好，因为功率大烧得快省电．到底谁对谁错呢？请你来帮他们判断和解释一下．你的判断是 小明对 （填“奶奶对”或“小明对”）．你的理由是 时间越短，消耗的电能越少，越省电 ．
考点：电功率与电能、时间的关系。
专题：应用题；简答题。
分析：水烧开后吸收的热量相同，电水壶功率越大，用的时间越短，散失掉的热量越少，越省电．
解答：解：电水壶烧开水后，水吸收的热量相同，电水壶的功率越大，水达到沸腾的时间越短，散失掉的热量越少，消耗的电能越少，越省电．
故答案为：小明对；时间越短，消耗的电能越少，越省电．
点评：本题考查用电器消耗电能大小的判断，关键知道消耗的电能多少与功率的大小和时间的长短有关．
三、解答题（共4小题）
8、从2006年开始，我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》，研究可控核聚变技术．该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染，如图所示．
而氘可以从海水中提取，从1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧放出的热量．若这些核能用来发电的效率可以达到50%，所产生的电能可供如图所示的电力机车牵引功率为4800kW的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km？（计算结果保留一位小数）（汽油密度：0.71×103kg/m3；汽油热值：4.6×107J/kg）
考点：密度公式的应用；速度公式及其应用；热量的计算；燃料的热值；电功率与电能、时间的关系。21*cnjy*com
汽油完全燃烧放出热量：Q=qm汽油=4.6×107J/kg×213kg=9.798×109J，
产生的电能：W=50%Q=50%×9.798×109J=4.899×109J，
由P=可得产生的电能可供动车组行驶时间：t==≈1020.6s，
动车组行驶速度：v=252km/h=70m/s，
由v=可得动车组行驶路程：s=vt=70m/s×1020.6s=71442m≈71.4km．21*cnjy*com
答：动车组可以匀速行驶71.4km．
点评：解答本题需要用到多个公式，有密度公式、热量公式、电功率公式、速度公式，本题很好的将这些公式串联起来，显示了这些公式之间的联系性．本题考查了学生利用公式处理数据的能力，也考查了学生分析问题的能力．
9、“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”是2008年北京奥运的三大主题．其中国家体育馆“鸟巢工程”采用太阳能这一绿色能源．令专业建筑专家惊叹的是，“鸟巢”的设计，不仅是能够获得自然通风，而且4.2×105kg的钢结构靠自身的24根钢柱支撑．
（1）给“鸟巢”工程供电时，若功率为130kW的太阳能发电系统连续正常工作100min，可得到多少焦耳的电能？如果这些电能有42%转化为水的内能，则可以使104kg水温度升高多少摄氏度？[水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）若每根钢柱的横截面积为1.5m2，则平均每根柱子承受的压强为多大？（取g=10N/kg，结果保留三位有效数字）
考点：压强的大小及其计算；物理量的单位及单位换算；热量的计算；电功率与电能、时间的关系。
专题：计算题；应用题。
分析：（1）已知太阳能发电系统的功率和工作时间，根据公式W=Pt可求得到的电能，已知水的比热容和质量，以及转化的内能，根据公式Q=cm△t可求水升高的温度．
（2）24根钢柱所承受的压力等于钢结构的重力，已知每根钢柱的横截面积，根据公式P=可求平均每根柱子承受的压强．
解答：解：（1）得到的电能W=Pt=130000W×100×60s=7.8×108J，
因为Q=ηW=cm△t，21*cnjy*com
所以升高的温度△t===7.8℃．
答：可得到7.8×108J的电能，可以使104kg水温度升高7.8℃．
（2）24根钢柱所承受的压力等于钢结构的重力，F=G=mg=4.2×105kg×10N/kg=4.2×106N，
平均每根柱子承受的压强P===1.17×105Pa．21*cnjy*com
答：平均每根柱子承受的压强1.17×105Pa．
点评：本题考查电能、热量、升高的温度、压力、压强等的计算以及能量的转化，关键是公式及其变形的灵活运用，还要知道在水平面上压力等于物体自身的重力．
10、如图是研究电流一定时，导体消耗的电功率与电阻关系的实验装置，将两根不同的电阻丝串联起来接入电路主要是为了控制 电流 相同，小熊同学通过实验得出：电阻越大，导体消耗的电功率越大．另一位同学指出他的结论不严密，请你将小熊同学的实验结论补充完整 电流一定时，电阻越大，导体消耗的电功率越大 ．
考点：电功率与电能、时间的关系。21*cnjy*com
专题：实验探究题；控制变量法。
分析：解答本题应掌握：要研究导体消耗的电功率、产生的热量与电阻关系的时候，应控制电流和通电时间一定，也就是控制变量法的应用．
解答：解：将两根不同的电阻丝串联起来接入电路，主要是为了控制电流相同，因为串联电路中各处的电流相同．因本题是在有条件的情况下推出的，故在得出结论的时候，应该注明条件．
故答案为：电流； 电流一定时，电阻越大，导体消耗的电功率越大．
点评：控制变量法为物理学中研究多个量之间的关系时的常用方法，在学习中要注意体会．
11、如图是小宇家新买的一台快速电水壶，这台电水壶的铭牌如下图．为了测量该电水壶烧水时的实际功率，小宇用所学知识进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装满水，接入家庭电路中，测得壶中水从10℃上升到30℃所用的时间是100s，同时观察到家中如图的电子式电能表耗电指示灯闪烁了160imp．请根据相关信息解答下列问题．〔c水=4.2×103J/（kg?℃）〕
（1）电水壶中水吸收的热量为多少J；
（2）电水壶消耗的电能为多少J；
（3）电水壶烧水时的实际功率为多少W；21*cnjy*com
（4）电水壶加热的效率；
（5）通过比较实际功率与额定功率大小关系，简要回答造成这种关系的一种可能原因．
考点：电功与热量的综合计算；密度公式的应用；热量的计算；电功的计算；电功率与电能、时间的关系。
电水壶中水吸收的热量为Q吸=C水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1.8Kg×（30℃﹣10℃）=1.512×105J
答：电水壶中水吸收的热量为1.512×105J．
（2）电水壶消耗的电能为
答：电水壶消耗的电能为1.8×105J．
（3）电水壶烧水时的实际功率为
答：电水壶烧水时的实际功率为1800W
（4）电水壶加热的效率
答：电水壶加热的效率为84%．
（5）已知P额=2000W
所以P实＜P额
实际功率小于额定功率原因可能是实际电压小于220V．
点评：本题考查质量与热量的计算，实际功率与效率的计算．以及密度公式的应用，电功率与电能时间的关系．
