3.6电能（第2课时）同步练习（含解析）

3.6电能（第二课时）
一、选择题
1．关于下列物理量的估测，正确的是（　　）
A．家用空调的额定电功率约为100W
B．家用日光灯的额定电流约为0.2A
C．家用电冰箱的额定功率约为2000W
D．1度电可供“220V；40W”的白炽灯正常工作2.5h
2．两白炽灯上标着“220V 80W”，上标着“220V 40W”现把它们串联后接220V的电路，下列说法正确的是（　　）
A．的功率小于的功率 B．、的总功率大于40W小于80W
C．、功率之比是 D．串联后灯会变得更亮
3．如图所示是东阳市区公共充电插座，扫码付费即可自动充电。给电动自行车充电时，充电器将电压降为电动车蓄电池需要的充电电压，若某充电器的输出电压为48V，输出电流为2.5A。以下描述中符合事实的是（　　）
A．这些插座都是串联的
B．该充电器的输出功率为240w
C．充电时，化学能转化为电能
D．完成扫码付费相当于闭合电路的开关
4．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
5．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．甲灯的实际功率一定是25W
B．两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较大
C．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
D．将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W
6．将“12V 6W ”和“12V 12W ”的两只灯泡L1和 L2， 串联或并联后接在电源两端， 不考虑温度对灯丝电阻的影响，则（　　）
A．若串联在电源电压为24V 时，两灯均正常发光
B．若串联电路中允许通过的最大电流为 1A
C．灯 L1与灯L2并联在一个12V电源，两灯亮度一样
D．若串联两灯后的最大总功率为 9W
7．传统的道路交通信号灯采用白炽灯作为光源，随着现代技术的发展，红绿灯由白炽灯变成了LED灯。图是传统的红绿灯设施，红、黄、绿三只白炽灯泡均标有“220V 22W”字样。下列说法正确的是（　　）
A．当红灯灯泡断路时，黄灯和绿灯也无法发光
B．白天，蓄电箱储能过程中，蓄电箱相当于电路中的电池
C．红绿灯设施正常工作时电流为0.1A
D．红、黄、绿三只灯泡的灯丝若使用超导体材料制作，灯泡的亮度将更亮
8．在探究“小灯泡的电功率的影响因素”的实验中，小实设计如图电路图。下列对该探究实验分析不正确的是（　　）
A．实验目的：探究小灯泡的电功率是否与电压大小有关
B．器材选择：选择规格一模一样的小灯泡
C．控制变量：两灯泡串联连接，经过的电流大小相等
D．变量转换：用小灯泡的亮度反映它们的实际功率
9．在如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当电路中接入“6V 6W”的灯泡，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡恰能正常发光；断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡将变亮
B．电路总功率变大
C．换接的灯泡的亮度大于灯泡
D．换接的灯泡的实际功率为
10．小灯泡L上标有“2.5V”字样，它的电阻随它两端电压变化的图象如图甲所示。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，电源电压为3V，且保持不变。当开关S闭合时，小灯泡L恰好能正常发光，下列说正确的是（　　）
A．电阻R两端的电压为2.5V B．电阻R的功率为0.125W
C．通过小灯泡的电流为0.3A D．开关S断开时，小灯泡L的电阻为0
二、填空题
11．如图所示，电源电压6V恒定，闭合S、断开S1，电流表读数为0.3A。若再闭合S1，发现电流表示数变化0.2A。则R1的阻值为 。R2消耗的功率是 W，此时10s内整个电路消耗的电能是 J。
12．如图是一种手摇发电的手电筒，当手沿箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光。这个手电筒壳体透明，可以清晰地看到里面有线圈，摇动时，可以感受到有一个物块在来回运动，小明猜想这个物块是磁体，依据是：物体运动时，闭合线圈切割磁感线产生 ，线圈相当于电路中的 （填“用电器”或“电源”）。若发电功率为80W，给一个额定电压是5V，电池容量是3200mAh的手机充电，从20%充到70%需要 小时。
13．将标有“24V 12W”的灯泡和“12V 12W”的灯泡并联接入电路中，让其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡的实际功率不超过额定功率，则正常发光的灯泡是 （选填“”或“”）；若将和两灯串联接入电路时，允许加在它们两端的最高电压是 V。（忽略灯丝电阻的变化）
14．实验分别测得通过灯L、定值电阻R的电流与其两端电压的关系如图所示。若将灯L、定值R并联后接入4V的电源，通过干路的电流为 A；若将灯L、定值电阻R串联后接入6V的电源，则灯L的电功率为 W。
15．如图所示，灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样，电源电压6V恒定。闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响L1消耗的实际功率为 W，相同时间两个电路消耗的电能之比为 。
16．如图所示为某手机的充电器，标有“5V，1A”，表示充电电压为5V，最大输出电流为1A。若手机锂电池充满电所储存的电能是，用该充电器充电至少需要 小时才能将这个空的锂电池充满。资料表明，最大输出电流越大，锂电池的充电时间越短：电池发热是影响锂电池使用寿命的主要原因。目前市场上有两种不同的充电器：甲“5V，1A”和乙“5V，2A”，你会选择哪种充电器，并说明理由： 。
17．图甲是某款空气炸锅的铭牌。当炸锅内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热，温控开关自动闭合，电热管加热，其简化电路如图乙，图丙是空气炸锅烘焙薯条时，加热电阻工作的“P—t”图象。求：
（1）空气炸锅消耗的电能主要转化为 能；
（2）正常工作时，干路上的电流大小为多少安。
18．学校消防通道内安装的应急灯的参数如下：“蓄电池规格6V 2400mAh”，“灯泡规格6V 3.6W”，“灯泡数量2个”。“2400mA·h”表示当工作电流为2400毫安，电池能持续供电1小时。当外接电源断开时，应急灯的2个灯泡都自动点亮，此时由蓄电池供电。该应急灯的两灯为 联状态，该应急灯（两灯）能用于应急照明的最长时间为 分钟。
三、探究题
19．图甲是某同学“测量小灯泡电功率”的实物连接图，小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于 端（选填“a”或“b”）；
(2)闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是 ；
(3)小科同学测量了六组且记下对应的电压表 （0.5V、1V、…、3V）和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U图像，由此可算出小灯泡的额定功率是 W；
(4)某同学继续利用图甲所示装置，探究电流与电压的关系是否可行，说明理由 。
20．某同学用如图甲电路测量小灯泡在不同电压下的电功率，所用小灯泡上标有“2V”字样，电源电压为3V， 滑动变阻器的规格为“20Ω， 2A”。连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下（第 4次实验时电流表指针位置如图乙所示）：
实验次数 1 2 3 4 5
电压表示数/V 1.0 1.2 1.5 2 2.5
电流表示数/A 0.17 0.20 0.30 　 0.37
(1)请将实物图连接完整；
(2)该小灯泡的额定功率为 W；'
(3)事实上电路中的电压表中也有微小电流通过，因此实际测得的额定功率比真实的额定功率 （选填“偏大”或“偏小”）；
(4)某同学完成本次实验后，打算继续用该电路研究电流与电压的关系，但另一位同学认为只有甲图的实验装置不能达到实验目的，他的理由是 。
四、解答题
21．小莉在实践活动中设计的模拟调光灯电路，如图所示。她选用的电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V　6W”、滑动变阻器上标有“20Ω　2A”字样。若不考虑灯泡温度对电阻的影响，闭合开关S后，问：
(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少？
(2)当滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表的示数以及电路消耗的总功率是多少？
(3)当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值是多少？
22．用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如下表，不计充电过程中的能量损失。
充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h
普通充电桩 相同 220 30 10
快充充电桩 600 100 ______
(1)一辆电车的质量为1500千克，轮胎与地面的接触面积总和为0.2平方米，停在水平地面上对地面的压强为多少？
(2)用普通充电桩充满电，消耗的电能为多少千瓦时？
(3)用快充充电桩充满电，需要多少小时？
(4)目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。为解决此问题，除用快充充电桩充电外，再提出一种设想。
试卷第1页，共3页
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《3.6电能（第二课时）》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C D D B D C B C B
1．B
【详解】A．家用空调的额定电功率约为1000W，故A错误；
B．家用日光灯的额定功率是40W，由P=UI知道，J家庭电路电压220V，额定电流约为0.2A，故B正确；
C．家用电冰箱的额定功率约为200W，故C错误；
D．由W=Pt知道，1度电可供“220V 40W”的白炽灯正常工作的时间是
故D错误。
故选B。
2．C
【详解】A．两灯泡的电阻分别为，
两灯串联，通过的电流相同，根据可知的功率大于的功率，故A错误；
B．两灯泡串联后接入220V的电路时，电路中的电流为
电路的总功率为
故B错误；
C．两灯串联，通过的电流相同，根据可知、功率之比为
故C正确；
D．实际功率决定亮度，的实际功率大于的实际功率，所以更亮，故D错误。
故选C。
3．D
【详解】A．这些插座可以单独工作，互不影响，因此都是并联的，故A不符合题意；
B．该充电器的输出功率为：，故B不符合题意；
C．充电时，消耗电能，将电能转化为化学能，故C不符合题意；
D．完成扫码付费后，开始给电动自行车充电，控制电路的通断，相当于闭合电路的开关，故D符合题意。
故选D。
4．D
【详解】AB．家庭电路中各用电器是并联的，且额定电压均是220V，图中表示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，据图可知，节能灯的时间最长，根据可知，节能灯正常工作的电流最小，故AB错误；
C．图中消耗相同的电能，电风扇所用的时间小于白炽灯所用的时间，根据可知，电风扇的额定功率比白炽灯的额定功率大，故C错误；
D．据图可知，节能灯的时间比白炽灯用的时间长，根据可知，节能灯正常工作的电流比白炽灯正常工作的电流小，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】A．甲灯的额定功率是25W，但实际电压改变时，其实际功率也随之变化，不一定总是25W，故A错误；
B．根据可知，在电压一定时，电阻与功率成反比，两灯都正常工作时，电压都是220V，而甲的额定功率小，故甲的电阻较大，故B正确；
C．当两灯都正常发光时，它们的实际功率不相等，各自的工作时间不确定，故无法确定谁消耗的电能多，故C错误；
D．由乙灯铭牌上的字样可知，当乙灯接入220V电路中正常工作，其额定功率为100W，根据可知，在电阻不变的情况下，功率与电压的平方成正比，当电压变为110V，即为额定电压的，则实际功率就是额定功率的，所以此时的实际功率为
故D错误。
故选B。
6．D
【详解】根据可知：灯泡L1的电阻为：，灯泡L2的电阻为：，则。
A．灯泡L1和L2串联后接在电源两端，串联电路中电流处处相等，根据串联电路分压原理可知：，已知电源电压为24V，即，所以U1=16V，U2=8V，两灯的电压都不等于其额定电压，所以两灯都不能正常发光，故A错误；
B．根据可知灯泡L1的额定电流为：，灯泡L2的额定电流为：，为了保证电路安全，电路中允许通过的最大电流应为0.5A，故B错误；
C．灯 L1与灯L2并联在一个12V电源，两灯均正常发光，由于L2的额定功率大于L1的额定功率，因此亮度不同，故C错误；
D．因为电路中允许通过的最大电流为0.5A，串联电路的总功率为：，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．红绿灯中红、黄、绿三只白炽灯泡交替发光，互不影响，所以红、黄、绿三只白炽灯泡并联，所以当红灯灯泡断路时，黄灯和绿灯能继续发光，故A错误；
B．蓄电箱储能过程中，消耗电路中电能，转化为化学能，所以蓄电箱相当于电路中的用电器，故B错误；
C．红、黄、绿三只白炽灯泡均标有“220V 22W”字样，红绿灯中红、黄、绿三只白炽灯泡交替发光，所以同一时间只有一只灯泡发光，则红绿灯设施正常工作时电流
故C正确；
D．由于超导体的阻值为0，通电时超导体不能发热，所以红、黄、绿三只灯泡的灯丝若使用超导体材料制作，灯泡将不会发光，故D错误。
故选C。
8．B
【详解】A．研究小灯泡的电功率与电压的关系，要控制电流相等，因串联电路各处的电流相等，故A正确；
B．实验中要选择不同规格的小灯泡，故B错误；
C．在串联电路中，电流处处相等，故C正确；
D．灯泡的亮度是由实际功率决定的，灯泡的实际功率越大，则灯泡越亮，故D正确。
故选B。
9．C
【详解】可知，“6V 6W”的灯泡电阻为：6Ω，“6V 3W”的灯泡电阻为：12Ω。
A．当电路中接入“6V 6W”的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光；若在ab间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，电路的总电阻变大，电流变小，所以灯L不能正常发光，根据P=I2R，灯泡将变暗，故A错误；
B．根据P=UI可知，电源电压不变，电路中电流变小，电路的总功率变小，故B错误；
C．根据P=I2R，两个灯泡串联，电流相同，则电阻大的实际功率大，所以换接的灯泡的亮度大于灯泡，故C正确；
D．当电路中接入“6V 6W”的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光，则电源电压为6V。当两灯串联到电路中时，两灯电压之和为6V，所以换接的灯泡的实际电压小于6V，所以灯泡的实际功率小于，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】A．由乙图可知，小灯泡L和电阻R串联，小灯泡L正常发光时，灯泡两端电压为2.5V，电源电压为3V，由串联分压特点可知，电阻R两端的电压为0.5V，故A错误；
BC．由甲图可知，灯泡两端电压为2.5V时，灯泡的电阻为10Ω，则通过小灯泡的电流
则电路中电流
则电阻R的功率
故B正确，C错误；
D．由于电阻是导体的性质，与导体中是否有电流通过无关，所以开关S断开时，小灯泡L的电阻不为0，故D错误。
故选B。
11． 30Ω 1.8 30
【详解】[1]分析电路图可知，闭合S、断开S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过R2的电流，电流表读数为0.3A，即I2=0.3A，再闭合S1，两电阻并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以通过R2的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电流表变化的示数即为通过R1的电流I1=0.2A，干路电流I=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以R1的阻值
[2]R2消耗的功率P2=UI2=6V×0.3A=1.8W
[3]10s内整个电路消耗的电能W=UIt=6V×0.5A×10s=30J
12． 感应电流 电源 0.1
【详解】[1][2]手摇发电手电筒是利用电磁感应的原理工作，故物体运动时，闭合线圈切割磁感线产生感应电流，线圈运动把机械能转化为电能为电路供电，故相当于电路中的电源。
[3]额定电压是5V，电池容量是3200mAh的手机充电，从20%充到70%时消耗的电能为
需要的时间为
13． L2 30
【详解】[1]已知两灯泡的额定电压分别为24V，12V，由于并联电路中各用电器两端电压相等，为了让其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡的实际功率不超过额定功率，因此可知电源电压为12V，灯泡L2正常发光。
[2]根据灯泡的规格可得两灯泡的电阻分别为：，，额定电流分别为：，，由于串联电路中电流处处相等，因此电路中允许通过的最大电流为0.5A，允许加在它们两端的最高电压是：。
14． 1 0.8
【详解】[1]由图像可知，电压为4V时，通过灯泡L和定值电阻R的电流分别为IL=0.6A，IR=0.4A，由并联电路的电流特点可知，通过干路的电流为
[2]若将它们串联后接入6V的电源，因为串联电路电流处处相等，且串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和，由图像可知，当电流为0.4A时，灯泡L两端的电压为2V，定值电阻R两端的电压为4V，电源电压为
符合题意，故此时电路中的电流为0.4A，灯L的电功率为
15． 3 25︰6
【详解】[1]电源电压6V恒定，甲图中灯泡L1与灯泡L2并联，因此两灯泡两端的电压均等于6V，则L1消耗的实际功率等于额定功率3W；L2消耗的实际功率等于额定功率2W。
[2]甲图的总功率
灯泡L1的电阻为
灯泡L2的电阻为
乙图中灯泡L1与灯泡L2串联，电路中的电流为
乙图中总功率
根据可知，相同时间两个电路消耗的电能之比为
16． 6 甲“5V，1A”
【详解】[1]根据电功可知，充电时间
[2]电池也有内阻，充电时会产生热量，由可知，电池的充电电流越大，单位时间产生的热量越多，电池发热是影响锂电池使用寿命的主要原因，因此应选用甲“5V，1A”充电器。
17． 内 10A
【详解】（1）[1]空气炸锅是利用电热管加热的，消耗电能同时放出热量，所以主要将电能转化为内能。
（2）[2]空气炸锅正常工作时，电热管和电风扇并联且同时工作，由P=UI可得干路电流
18． 并 120
【详解】[1]蓄电池的电压等于灯泡的额定电压，该应急灯的两灯为并联状态。
[2]蓄电池充满电储存的电能
两只灯泡正常发光的总功率
两只灯泡连续发光时间
19．(1)a
(2)向右移动滑动变阻器的滑片使电压示数为2.5伏
(3)1
(4)不行，电灯的灯丝阻值会随温度变化发生明显改变
【详解】（1）根据甲图可知， 闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大的a端。
（2）根据乙图可知，电压表选择量程0-3V，分度值为0.1V，则示数为1.2V，小于灯泡的额定电压。灯泡要正常发光，则电压表的示数增大。根据可知，变阻器的电压要减小。根据串联电路的分压规律可知，变阻器的阻值要减小，即向右移动滑动变阻器的滑片使电压示数为2.5伏。
（3）根据丙图可知，灯泡电压为2.5V时，灯泡的额定电流为0.4A，那么灯泡的额定功率
（4）探究电流与电压的关系需要保持电阻不变，而电灯的灯丝阻值会随温度变化发生明显改变，因此不可行。
20．(1)
(2)0.68
(3)偏大
(4)小灯泡的电阻随温度变化而变化
【详解】（1）根据实验，电路是串联的，电压表与灯泡并联，已知灯泡的额定电压是2V，电压表选择小量程并联在灯泡两端，作图如下图所示：
（2）在额定电压下的功率为额定功率，在额定电压下，乙图中电流表选择的是小量程，分度值是0.02A，读数为0.34A，该小灯泡的额定功率为
（3）由电路图可知，灯泡两端的电压是真实的，而电流表测的是通过灯泡的电流和通过电压表的电流之和，即测的电流偏大，由可知，该电路所测得的额定功率会大于小灯泡的真实额定功率。
（4）要研究电流与电压的关系，要控制电阻不变而改变电阻两端的电压，但是小灯泡电阻会受温度的影响而发生变化，因此不可以。
21．(1)6Ω
(2)4.5V；9W
(3)6Ω
【详解】（1）由电路图知道，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，小灯泡正常发光时的电阻
（2）由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，当滑动变阻器的滑片P在中点时电路中的电流是
电压表的示数（即灯泡两端的电压）是UL′=IRL=0.75A×6Ω=4.5V
电路消耗的总功率是P=UI=12V×0.75A=9W
（3）由于串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，小灯泡正常发光时，变阻器R两端的电压是UR=U﹣UL=12V﹣6V=6V
又因为串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流
即
由此解得滑动变阻器的阻值是R′=6Ω。
22．(1)
(2)66kW·h
(3)1.1小时
(4)多安装一些充电桩，设立电池交换站等
【详解】（1）由 知道，一辆电车停在水平地面上对地面的压强为
（2）用普通充电桩充满电，电功率为
用普通充电桩充满电，消耗的电能为
（3）用快充充电桩充满电，电功率为
由于不计能量损失，两种充电桩充满电消耗电能相同。由公式W=Pt知道，用快充充电桩充满电需要的时间
（4）为解决和缓解普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题，除用快充充电桩充电外，可以多安装一些充电桩，设立电池交换站等。
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