课件47张PPT。阶段检测10 电功、电功率、能量守恒与转化
一、选择题(每题2分，共30分)
1．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是 ( )
A．①②③④ B．②③④①
C．②①③④ D．①③④②C2．实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是 ( )
A．玻璃管口冒出“白气”是汽化成的水蒸气
B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能
C．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的
D．小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能第2题图D3．电能的利用给人们的生产、生活带来了很多方便，但如果使用不当也会给人们带来危害。关于家庭电路的下列说法中错误的是 ( )
A．更换灯泡或维修电路时要先断开电源
B．使用测电笔时，能用手接触到笔尾的金属体
C．增加大功率用电器时，只需换上足够粗的熔丝
即可
D．电路中电流过大的原因之一是使用的电器总功
率过大C4．如图是“探究电流产生的热量跟哪些因素有关”的电路图。则下列说法不正确的是 ( )
A．电路采用串联，是为了控制电流和通电时间相同
B．用煤油而不是水，是因为煤油的比热容小
C．该实验不能探究电流产生的热量跟电流的关系
D．该实验是通过比较升高的温度来得出结论的第4题图C5．在一次电学实验探究中，小明将“2.5V 0.5W”和“2.5V 0.75W”的两盏灯串联接在电压为2.5V的电路中，如图所示。闭合开关，小明观察到两盏灯都比正常发光时暗，这是因为每盏灯的 ( )
A．额定电压都减小了
B．额定功率都减小了
C．额定电压都小于它的实际电压
D．实际功率都小于它的额定功率第5题图D6．随着人民生活水平的提高，居民家里用电器的种类和数目在不断增加，给我们生活带来方便的同时也带来安全隐患。下列做法正确的是 ( )
A．控制灯泡的开关应接在灯泡和零线之间
B．家里尽量不要同时使用多个大功率用电器
C．使用测电笔时，手指不能碰到笔尾的金属体
D．增加大功率用电器，只需换上足够粗的保险丝B7．小灯泡L1和L2分别标有“2.5V 0.3A”、“3.8V 0.3A”，将L1和L2分别采用如图甲、乙所示的方式连接，闭合开关S后，L1和L2都能发光，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是 ( )
A．L1的电阻大于L2的电阻
B．甲图中通过L1的电流大于通过L2的电流
C．乙图中L1、L2两端的实际电压相等
D．甲、乙两图中L1的实际功率均小于L2的实际功率第7题图B8．如图是一个天然气泄漏检测电路的原理图。电源电压恒定不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻(其阻值随天然气浓度的增大而减小)，则下列说法不正确的是 ( )
A．天然气浓度增大，电压表示数变大
B．天然气浓度减小，电流表示数变小
C．天然气浓度增大，电路消耗的总电功率变小
D．天然气浓度减小，电压表与电流表示数的比值
不变第8题图C9．为了研究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”，小秋设计如图所示的实验：先在一块电路板上插上四根相同的竹筷，然后在相对的两根竹筷间分别连上阻值不同的电阻丝AB和CD(RAB＜RCD)，最后和开关、蓄电池组成一电路。实验时，小秋将一块长方体泡沫块水平放在两根电阻丝上，闭合开关，发现搁在CD上的泡沫块先被切断。下列说法正确的是( )
A．本实验研究的是电热Q与电流I的关系
B．本实验研究的是电热Q与电阻R的关系
C．实验中两根电阻丝产生的热量是QAB＞QCD
D．将泡沫块换成薄冰块也可以完成该实验第9题图B10．有一款有高、低温两档的蒸汽电熨斗，其电路原理图如图所示，R1、R2为电热丝，其中R2＝300Ω。电熨斗处于低温档时，正常工作的功率为1100W。若将该款电熨斗进行改造使其正常工作时高温档的功率为1000W，要求只改变其中一个电热丝的阻值，则下列作法中合理的是 ( )
A．减小R1的阻值 B．增大R1的阻值
C．减小R2的阻值 D．增大R2的阻值B★11.图1所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压为3V且保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图2所示，下列判断错误的是( )
A．R1的电阻为5Ω
B．滑动变阻器的最大电阻为10Ω
C．电路消耗的最大总功率为1.8W
D．电路消耗的最小总功率为1W
第11题图D【解析】由图1可知，R1、R2串联，电压表V测R2两端的电压，闭合开关S后，滑片P从b端移到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系如图2，则当滑片P在a端时，电压表示数为0，电流Ia＝0.6A，所以R1＝U/Ia＝5Ω，A正确。当滑片P在b端时，电压表示数为Ub＝2V，电流Ib＝0.2A，所以R2＝U2/I2＝10Ω，故B正确。C.电源电压一定，电流越大，电路消耗的总功率越大，所以电路的最大总功率Pmax＝UI＝3V×0.6A＝1.8W，C正确。D.当电路中电流最小时，电路消耗的总功率最小，Pmin＝UImin＝3V×0.2A＝0.6W，故D错误，符合题意。★12.如图，电源电压恒定，忽略温度对灯丝的影响。当在a、b间接入“6V 9W”的灯泡L1时，闭合开关，灯L1恰能正常发光；断开开关，在a、b间更换一个“8V 16W”的灯L2后，再闭合开关。下列说法正确的是 ( )
A．电阻R的功率变小 B．电阻R两端电压变大
C．灯泡L2可能被烧坏 D．灯泡L1、L2亮度相同
第12题图D【解析】在纯电阻电路中，两灯泡电阻相等，所以两电路中电流不变，电阻R功率不变，R两端电压不变，由题意知灯泡L1两端电压为6V，则灯泡L2两端电压也为6V，小于额定电压8V，灯泡L2不会被烧坏。灯泡L1、L2实际功率相同，所以亮度相同。★13.如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝。不同的连接方式其发热功率不同，下列说法不正确的是 ( )
A．甲的发热功率与丙的发热功率相等
B．丁的发热功率是丙的发热功率的2倍
C．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍
D．丁的发热功率是乙的发热功率的4倍
第13题图A【解析】由题知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1＝R2＝R，分析各连接方式可知：甲图为开路，P甲＝0，乙图中两电阻串联，R乙＝2R，P乙＝U2/R乙=U2/2R,丙图中只有电阻R1工作，R丙＝R，P丙＝U2/R丙=U2/R，丁图中两电阻并联，R丁＝1/2R，P丁＝
可见，甲的发热功率与丙的发热功率不相等，故A错；丁的发热功率是丙的发热功率的2倍，故B正确；丙的发热功率是乙的发热功率的2倍，故C正确；丁的发热功率是乙的发热功率的4倍，故D正确。14．图示电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，R0为定值电阻，移动滑动变阻器R的滑片，则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中，可能正确的是 ( )第14题图C★15.小明同学利用压敏电阻设计出判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个光滑绝缘小球，小车始终在平直的轨道上向右运动。压敏电阻R的阻值随所受的压力增大而减小。小车在整个运动的过程中，电流表的示数随时间的变化情况如图乙所示。已知电源电压为6V，电阻R0为5Ω，小车在0～10s内做匀速直线运动，速度为0.5m/s。则在下列说法中错误的是( )
A．小车在0～8s内通过的路程是4m
B．小车在10～20s内的运动状态发生了变化
C．小车做匀速直线运动时，压敏电阻R的阻值是10Ω
D．小车在0～20s内，当电路中电流最大时压敏电阻所消耗的功率是4WD第15题图【解析】由于小车在0～10s内做匀速直线运动，由v＝s/t得，小车在0～8s内通过的路程：s＝vt＝0.5m/s×8s＝4m，故A正确；在10～20s内，电流I均匀变大，说明压敏电阻R的阻值变小，压力变大，小车做加速运动，即小车的运动状态发生了变化，故B正确；小车做匀速直线运动时，电路中的电流I＝0.4A，由I＝U/R得，电路总电阻：R总＝U/I＝6V/0.4A＝15Ω，则压敏电阻R的阻值：R＝R总－R0＝15Ω－5Ω＝10Ω，故C正确；小车在0～20s内，电路中最大电流I最大＝1.0A，由I＝U/R得，电阻R0两端的电压：U0＝I最大R0＝1.0A×5Ω＝5V，压敏电阻R两端的电压：U压敏＝U－U0＝6V－5V＝1V，则压敏电阻所消耗的功率：P＝U压敏I最大＝1V×1.0A＝1W，故D错误，故选D。二、填空题(除注明外，每空1.5分，共36分)16．如图是我国西部某地区风力发电的外景。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。若此地平均风速为15m/s，1台这样的风车10min获得的风能是 J；若某时间内风速为12m/s，一台风车工作1h所产生的电能供18只“220V－100W”灯泡正常工作8h，则这台风车发电效率为 。第16题图7.2×10715%17．某家庭照明灯的一种按键开关上有一个指示灯(图甲)，它与照明灯连接的电路如图乙所示。在实际使用中发现：当开关S闭合时，只有照明灯发光；开关S断开时，照明灯熄灭，指示灯会发出微弱光(便于夜间显示开关的位置)。则图中 灯是照明灯；要满足上述要求，甲灯的电阻 (填“远大于”或“远小于”)乙灯的电阻。第17题图甲远小于18．重力灯是英国里弗斯设计的一款概念环保灯，它是通过一定的装置将重力势能转化为电能的设备。如图所示，已知沙袋重力为200N，用滑轮系统将它提升到2m高处，然后放手让沙袋下降到地面，此过程中重力所做的功是________J，利用滑轮系统的目的是________________________。已知重力灯功率为0.5W，重力势能转化为电能效率为50%，则每举高一次该沙袋使重力灯正常照明________s。第18题图400省力或改变力的方向400★19.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，专业人员对某品牌电动自行车进行了测试，让电动自行车在平直的路面上从静止开始运动，获得速度随时间变化的图像如图甲所示，牵引力随时间变化的图像如图乙所示，已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图像可知，8～14s电动自行车受到的摩擦力为____N，匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为____%。第19题图3075【解析】由甲图像可知，电动自行车的运动特点是先加速、后匀速。由乙图像可知，在8～14s牵引力大小F＝30N，因为在8～14s匀速运动，牵引力与摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力f＝F＝30N；由甲图像可知，电动自行车匀速行驶时速度v＝6m/s，则克服摩擦力做功的功率为P有用＝fv＝30N×6m/s＝180W；电动机输入总功率为P总＝UI＝48V×5A＝240W，所以效率20．生活处处有物理，小明对家中的电饭煲进行研究。他关闭了家里其他用电器，只让电饭煲工作，观察了电能表(上面标有“3000r/kW·h”)，请你帮助小明解决下列问题。
(1)电饭煲在加热状态时，开关S应与触点____(填“1”或“2”)连接；
(2)他发现正常加热了6min电饭煲就转为保温状态，在这6min内电能表转盘刚好转了300转，则该电饭煲的加热功率是 W。第20题图21000★21.一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为 Ω；当把这个工具接在电压为2V的电路两端，L、R并联的总功率是 W。
第21题图101.6【解析】由图像可知，当灯泡与R两端的电压为2V时，通过R的电流为0.2A，通过L的电流为0.6A。定值电阻的阻值：R＝U/IR＝10Ω；L、R并联在2V电路两端时，干路电流：I＝IR＋IL＝0.2A＋0.6A＝0.8A，消耗的总功率：P＝UI＝2V×0.8A＝1.6W。22．太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚LED路灯照明。若在一段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107J。这与完全燃烧________kg的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供一只“24V 60W”的LED灯正常工作30h，那么路灯正常工作时的电流为________A，该太阳能路灯的能量转化率是________%。(煤的热值为3.0×107J/kg)第22题图0.92.524★23．某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于________(填“保温”或“加热”)状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，则图中阴影部分面积表示的物理量是________，其大小为________________________。第23题图加热电功4.8×105J或0.13kW·h【解析】由甲可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联，电源电压一定，由P＝U2/R可知开关接触点1时，电路的电阻较小，功率较大，所以此时电饭煲处于加热状态；由乙图像知，横坐标表示工作时间，纵坐标表示电饭煲的电功率，阴影部分面积S＝Pt＝W，即：阴影部分表示的是电饭煲消耗的电功；由图知，P加热＝0.8kW，加热时间t加热＝10min＝1/6h，所以W加热＝P加热t加热＝0.8kW×1/6h＝2/15kW·h＝4.8×105J。★24.通过甲、乙两个电阻的电流I随其两端电压U变化的情况如图所示。由图可知，电阻值比较大的是____。把它们并联在电路中，当甲消耗的电功率为0.4W时，乙消耗的电功率为 W。
第24题图乙0.16【解析】由图像可知，当U甲＝4V时，通过的电流为I甲＝0.5A；当U乙＝6V时，通过的电流为I乙＝0.3A，根据欧姆定律可得，两电阻的阻值分别为：R甲＝U甲/I甲＝8Ω，R乙＝U乙/I乙＝20Ω，∴R甲＜R乙；∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴根据P＝U2/R可知，甲乙两电阻消耗的电功率之比：
，∴当甲消耗的电功率为0.4W时，
乙消耗的电功率：P乙＝P甲/2.5=0.16W。★25. (3分)如图甲所示，电源电压一定，闭合开关
S，滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中，
电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关
系如图乙所示。已知定值电阻R0＝20Ω。则电源电压
U＝____V，图乙中坐标值I1＝____A。当电流表示数
I＝0.4A时，R0与R消耗的电功率之比为 。第25题图120.22∶1【解析】由图乙知，电流最大为0.6A，由题意知，此时变阻器的阻值为零，则U＝U0＝IR0＝0.6A×20Ω＝12V；由图乙知，I1对应的变阻器阻值为40Ω，则此时电路中的电流：I1＝U/(R0＋R滑)＝12V/(20Ω＋40Ω)＝0.2A；当I＝0.4A时，电路中的总电阻R总＝U/I＝12V/0.4A＝30Ω；则R′滑＝30Ω－20Ω＝10Ω；由P＝UI＝I2R可知，P0∶P＝I2R0/I2R′滑＝R0/R′滑＝20Ω/10Ω＝2∶1。三、实验探究题(每空2分，共20分)26．要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组(电压为3V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。第26题图(1)小华所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。(2)改正电路后，移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值最大。闭合开关，此时电压表示数为1V，电流表示数为0.2A，则滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
(3)移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，其值为________A，小灯泡的额定功率为________W。
(4)小华在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭。经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡仍不发光，可判断电路故障是____________________。100.260.65小灯泡被烧坏了★27.小明用如图甲所示的电路，探究电源暗箱(图中虚线框所示)中电阻R0的阻值。
(1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于____(填“a”或“b”)端。第27题图b(2)当电压表的示数为15V的时候，电流表的示数
为2.5A，则此时滑动变阻器连入电路中的电阻
R＝____Ω，其消耗的功率P＝ W。
(3)根据实验所测的几组数据，小明在方格纸上画出了滑动变阻器消耗的功率P随其连入电路中的阻值R的变化图线，由图乙可知：当滑动变阻器消耗的功率P最大时，电路中电流为____A，此时滑动变阻器的电阻R____(填“＜”、“＝”或“＞”)电源暗箱中的电阻R0。637.52＝【解析】(1)电路中连入滑动变阻器的作用之一是起保护作用，闭合开关前连入电阻要最大，所以滑片P应置于b端；(2)由I＝U/R得电阻：R＝UR/I＝6Ω；功率P＝URI＝15V×2.5A＝37.5W；(3)由P－R图像可知，电功率最大时的连入阻值R′＝10Ω，由P最大＝I′2R′可得：电流I′＝ ；由于滑动变阻器的电阻R与电源暗箱中的电阻R0串联。则变阻器的功率P＝I′2R′＝
，所以，当R＝R0时，变阻器的功率最大。四、解答题(每题7分，共14分)★28．随着高层建筑的大量兴建，人们经常要与电梯打交道，如图甲所示是某种升降电梯的简化模型，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成，其中轿厢的质量为780kg。电梯某次搭载一位质量为70kg的乘客上楼，轿厢启动上升的路程与时间关系(s－t)如图乙所示，电动机的输出功率与时间关系(P－t)如图丙所示，电动机的工作效率为80%，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，求：(g取10N/kg)
(1)当该乘客站立在静止的轿厢内时，双脚的受力面积为500cm2，则乘客对轿厢的压强为多少帕？
(2)电动机的电梯启动上升12s内，消耗的电能是多少焦？(已知电动机对轿厢所做的功等于其P－t图像与时间轴所围成的阴影部分面积大小)
(3)电梯配重的质量为多少千克？
【答案】(1)14000Pa (2)58750J (3)650kg【解析】(1)对轿厢的压力F＝G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，对轿厢的压强p＝F/S＝700N/500×10－4m2＝14000Pa；(2)前2s做的功W1＝1/2×2s×7000W＝7000J，后10s做的功W2＝Pt＝4000W×10s＝40000J，12s内做的总功W＝W1＋W2＝7000J＋40000J＝47000J，消耗的电能W′＝W/80%＝47000J/80%＝58750J；(3)后10s的速度v＝s/t＝20m/10s＝2m/s，由P＝W/t＝Fs/t＝Fv得：电动机对轿厢的拉力：F拉＝P/v＝4000W/2m/s＝2000N，轿厢和乘客的总重力：G总＝m总g＝(780kg＋70kg)×10N/kg＝8500N，配重的重力：G配＝G总－F拉＝8500N－2000N＝6500N，配重的质量：m配＝G配/g＝6500N/10N/kg＝650kg。29．(2017·泰安)小明同学设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6V，R0为定值电阻，指示灯规格均为“6V 3W”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电压与电流的变化规律如表所示：(1)若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点________接通(填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”)。
(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变化规律如图乙所示，已知当右转指示灯微弱发光时，右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1∶4，求定值电阻R0的阻值。
(3)右转指示灯交替闪烁工作15s时，求指示灯和R0消耗的电能分别是多少？3和4【答案】(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，当指示灯微弱发光时，右转指示灯与R0串联接入电路中，电流相同，右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1∶4，根据P＝UI可知：右转指示灯的电压与定值电阻R0的电压之比为：UL∶U0＝PL/I:P0/I＝PL∶P0＝1∶4，在串联电路中电源电压等于各部分电压之和，U＝UL＋U0＝6V，则：UL＝1.2V，U0＝4.8V；由表格可知，当灯泡两端电压为1.2V时，灯泡的电流为0.12A，由欧姆定律可知R0的阻值为：R0＝U0/I＝40Ω； (3)由图乙可知，右转指示灯交替闪烁工作15s内，亮、暗发光的时间分别为t1＝5s、t2＝10s；消耗的电能分别是：W1＝Pt1＝3W×5s＝15J；W2＝ULIt2＝1.2V×0.12A×10s＝1.44J；灯消耗的总电能为：W＝W1＋W2＝15J＋1.44J＝16.44J；灯泡正常发光时，R0不工作，灯泡发光较暗时，R0工作，故15s内R0工作的时间为t＝10s，则R0消耗的电能为：W0＝U0It＝4.8V×0.12A×10s＝5.76J。阶段检测10 电功、电功率、能量守恒与转化
一、选择题(每题2分，共30分)
1．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是( )
第1题图
A．①②③④ B．②③④① C．②①③④ D．①③④②
2．实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是( )
第2题图
A．玻璃管口冒出“白气”是汽化成的水蒸气
B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能
C．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的
D．小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能
3．电能的利用给人们的生产、生活带来了很多方便，但如果使用不当也会给人们带来危害。关于家庭电路的下列说法中错误的是( )
A．更换灯泡或维修电路时要先断开电源
B．使用测电笔时，能用手接触到笔尾的金属体
C．增加大功率用电器时，只需换上足够粗的熔丝即可
D．电路中电流过大的原因之一是使用的电器总功率过大
如图是“探究电流产生的热量跟哪些因素有关”的电路图。则下列说法不正确的是( )
第4题图
A．电路采用串联，是为了控制电流和通电时间相同
B．用煤油而不是水，是因为煤油的比热容小
C．该实验不能探究电流产生的热量跟电流的关系
D．该实验是通过比较升高的温度来得出结论的
在一次电学实验探究中，小明将“2.5V 0.5W”和“2.5V 0.75W”的两盏灯串联接在电压为2.5V的电路中，如图所示。闭合开关，小明观察到两盏灯都比正常发光时暗，这是因为每盏灯的( )
第5题图
A．额定电压都减小了 B．额定功率都减小了
C．额定电压都小于它们的实际电压 D．实际功率都小于它们的额定功率
6．随着人民生活水平的提高，居民家里用电器的种类和数目在不断增加，给我们生活带来方便的同时也带来安全隐患。下列做法正确的是( )
A．控制灯泡的开关应接在灯泡和零线之间
B．家里尽量不要同时使用多个大功率用电器
C．使用测电笔时，手指不能碰到笔尾的金属体
D．增加大功率用电器，只需换上足够粗的保险丝
7．小灯泡L1和L2分别标有“2.5V 0.3A”、“3.8V 0.3A”，将L1和L2分别采用如图甲、乙所示的方式连接，闭合开关S后，L1和L2都能发光，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是( )
A．L1的电阻大于L2的电阻
B．甲图中通过L1的电流大于通过L2的电流
C．乙图中L1、L2两端的实际电压相等
D．甲、乙两图中L1的实际功率均小于L2的实际功率
第7题图
如图是一个天然气泄漏检测电路的原理图。电源电压恒定不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻(其阻值随天然气浓度的增大而减小)，则下列说法不正确的是( )
第8题图
A．天然气浓度增大，电压表示数变大
B．天然气浓度减小，电流表示数变小
C．天然气浓度增大，电路消耗的总电功率变小
D．天然气浓度减小，电压表与电流表示数的比值不变
为了研究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”，小秋设计如图所示的实验：先在一块电路板上插上四根相同的竹筷，然后在相对的两根竹筷间分别连上阻值不同的电阻丝AB和CD(RAB＜RCD)，最后和开关、蓄电池组成一电路。实验时，小秋将一块长方体泡沫块水平放在两根电阻丝上，闭合开关，发现搁在CD上的泡沫块先被切断。下列说法正确的是( )
第9题图
本实验研究的是电热Q与电流I的关系
B．本实验研究的是电热Q与电阻R的关系
C．实验中两根电阻丝产生的热量是QAB＞QCD
D．将泡沫块换成薄冰块也可以完成该实验
有一款有高、低温两档的蒸汽电熨斗，其电路原理图如图所示，R1、R2为电热丝，其中R2＝300Ω。电熨斗处于低温档时，正常工作的功率为1100W。若将该款电熨斗进行改造使其正常工作时高温档的功率为1000W，要求只改变其中一个电热丝的阻值，则下列作法中合理的是( )
第10题图
A．减小R1的阻值 B．增大R1的阻值
C．减小R2的阻值 D．增大R2的阻值
图1所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压为3V且保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图2所示，下列判断错误的是( )
第11题图
A．R1的电阻为5Ω
B．滑动变阻器的最大电阻为10Ω
C．电路消耗的最大总功率为1.8W
D．电路消耗的最小总功率为1W
如图，电源电压恒定，忽略温度对灯丝的影响。当在a、b间接入“6V 9W”的灯泡L1时，闭合开关，灯L1恰能正常发光；断开开关，在a、b间更换一个“8V 16W”的灯L2后，再闭合开关。下列说法正确的是( )
第12题图
A．电阻R的功率变小 B．电阻R两端电压变大
C．灯泡L2可能被烧坏 D．灯泡L1、L2亮度相同
如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝。不同的连接方式其发热功率不同，下列说法不正确的是( )
第13题图
A．甲的发热功率与丙的发热功率相等 B．丁的发热功率是丙的发热功率的2倍
C．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍 D．丁的发热功率是乙的发热功率的4倍
14．图示电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，R0为定值电阻，移动滑动变阻器R的滑片，则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中，可能正确的是( )
第14题图
小明同学利用压敏电阻设计出判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个光滑绝缘小球，小车始终在平直的轨道上向右运动。压敏电阻R的阻值随所受的压力增大而减小。小车在整个运动的过程中，电流表的示数随时间的变化情况如图乙所示。已知电源电压为6V，电阻R0为5Ω，小车在0～10s内做匀速直线运动，速度为0.5m/s。则在下列说法中错误的是( )
第15题图
A．小车在0～8s内通过的路程是4m
B．小车在10～20s内的运动状态发生了变化
C．小车做匀速直线运动时，压敏电阻R的阻值是10Ω
D．小车在0～20s内，当电路中电流最大时压敏电阻所消耗的功率是4W
二、填空题(每空1.5分，共36分)
16．如图是我国西部某地区风力发电的外景。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。若此地平均风速为15m/s，1台这样的风车10min获得的风能是________________J；若某时间内风速为12m/s，一台风车工作1h所产生的电能供18只“220V－100W”灯泡正常工作8h，则这台风车发电效率为________________。
第16题图
平均风速(m/s)
5
10
15
20
25
30
1s内获得的能量(×104J)
4
8
12
16
20
24
17．某家庭照明灯的一种按键开关上有一个指示灯(图甲)，它与照明灯连接的电路如图乙所示。在实际使用中发现：当开关S闭合时，只有照明灯发光；开关S断开时，照明灯熄灭，指示灯会发出微弱光(便于夜间显示开关的位置)。则图中________________灯是照明灯；要满足上述要求，甲灯的电阻________________(填“远大于”或“远小于”)乙灯的电阻。
18．重力灯是英国里弗斯设计的一款概念环保灯，它是通过一定的装置将重力势能转化为电能的设备。如图所示，已知沙袋重力为200N，用滑轮系统将它提升到2m高处，然后放手让沙袋下降到地面，此过程中重力所做的功是____________________J，利用滑轮系统的目的是____________________。已知重力灯功率为0.5W，重力势能转化为电能效率为50%，则每举高一次该沙袋使重力灯正常照明____________________s。
第18题图
电动自行车已成为大众化的一种交通工具，专业人员对某品牌电动自行车进行了测试，让电动自行车在平直的路面上从静止开始运动，获得速度随时间变化的图像如图甲所示，牵引力随时间变化的图像如图乙所示，已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图像可知，8～14s电动自行车受到的摩擦力为________________N，匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为________________%。
第19题图
20．生活处处有物理，小明对家中的电饭煲进行研究。他关闭了家里其他用电器，只让电饭煲工作，观察了电能表(上面标有“3000r/kW·h”)，请你帮助小明解决下列问题。
(1)电饭煲在加热状态时，开关S应与触点________________(填“1”或“2”)连接。
(2)他发现正常加热了6min电饭煲就转为保温状态，在这6min内电能表转盘刚好转了300转，则该电饭煲的加热功率是________________W。
第20题图
一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为________________Ω；当把这个工具接在电压为2V的电路两端，L、R并联的总功率是________________W。
第21题图
太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚LED路灯照明。若在一段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107J。这与完全燃烧____________________kg的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供一只“24V 60W”的LED灯正常工作30h，那么路灯正常工作时的电流为____________________A，该太阳能路灯的能量转化率是____________________%。(煤的热值为3.0×107J/kg)
第22题图
某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于____________________(填“保温”或“加热”)状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，则图中阴影部分面积表示的物理量是____________________，其大小为____________________。
第23题图
通过甲、乙两个电阻的电流I随其两端电压U变化的情况如图所示。由图可知，电阻值比较大的是________________。把它们并联在电路中，当甲消耗的电功率为0.4W时，乙消耗的电功率为________________W。
第24题图
如图甲所示，电源电压一定，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中，电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图乙所示。已知定值电阻R0＝20Ω。则电源电压U＝________________V，图乙中坐标值I1＝________________A。当电流表示数I＝0.4A时，R0与R消耗的电功率之比为________________。
第25题图
三、实验探究题(每空2分，共20分)
26．要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组(电压为3V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)小华所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)改正电路后，移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值最大。闭合开关，此时电压表示数为1V，电流表示数为0.2A，则滑动变阻器的最大阻值为____________________Ω。
(3)移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，其值为________A，小灯泡的额定功率为________W。
(4)小华在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭。经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡仍不发光，可判断电路故障是____________________。
第26题图
小明用如图甲所示的电路，探究电源暗箱(图中虚线框所示)中电阻R0的阻值。
第27题图
(1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端。
(2)当电压表的示数为15V的时候，电流表的示数为2.5A，则此时滑动变阻器连入电路中的电阻R＝________Ω，其消耗的功率P＝________W。
(3)根据实验所测的几组数据，小明在方格纸上画出了滑动变阻器消耗的功率P随其连入电路中的阻值R的变化图线，由图乙可知：当滑动变阻器消耗的功率P最大时，电路中电流为________A，此时滑动变阻器的电阻R________(填“＜”、“＝”或“＞”)电源暗箱中的电阻R0。
四、解答题(每题7分，共14分)
随着高层建筑的大量兴建，人们经常要与电梯打交道，如图甲所示是某种升降电梯的简化模型，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成，其中轿厢的质量为780kg。电梯某次搭载一位质量为70kg的乘客上楼，轿厢启动上升的路程与时间关系(s－t)如图乙所示，电动机的输出功率与时间关系(P－t)如图丙所示，电动机的工作效率为80%，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，求：(g取10N/kg)
(1)当该乘客站立在静止的轿厢内时，双脚的受力面积为500cm2，则乘客对轿厢的压强为多少帕？
(2)电动机的电梯启动上升12s内，消耗的电能是多少焦？(已知电动机对轿厢所做的功等于其P－t图像与时间轴所围成的阴影部分面积大小)
(3)电梯配重的质量为多少千克？
第28题图
29．(2017·泰安)小明同学设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6V，R0为定值电阻，指示灯规格均为“6V 3W”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电压与电流的变化规律如表所示：
电压/V
…
0.5
1.2
2.0
3.0
4.0
5.0
5.5
…
电流/A
…
0.08
0.12
0.18
0.26
0.34
0.42
0.46
…
(1)若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点____________________接通(填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”)。
(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变化规律如图乙所示，已知当右转指示灯微弱发光时，右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1∶4，求定值电阻R0的阻值。
(3)右转指示灯交替闪烁工作15s时，求指示灯和R0消耗的电能分别是多少？
第29题图
参考答案
阶段检测10 电功、电功率、能量守恒与转化
一、选择题
1．C 2.D 3.C 4.C 5.D 6.B 7.B 8.C
9．B 10.B 11.D 12.D 13.A 14.C 15.D
二、填空题
16．7.2×107 15%
17．甲 远小于
18．400 省力或改变力的方向 400
19．30 75
20．(1)2 (2)1000
21．10 1.6
22．0.9 2.5 24
23．加热 电功 4.8×105J或0.13kW·h
24．乙 0.16
25．12 0.2 2∶1
三、实验探究题
26．(1)
(2)10 (3)0.26 0.65 (4)小灯泡被烧坏了
27．(1)b (2)6 37.5 (3)2 ＝
四、解答题
28．(1)14000Pa (2)58750J (3)650kg
29．(1)3和4 (2)当转向开关与触点“2和3”接通时，当指示灯微弱发光时，右转指示灯与R0串联接入电路中，电流相同，右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1∶4，根据P＝UI可知：右转指示灯的电压与定值电阻R0的电压之比为：UL∶U0＝∶＝PL∶P0＝1∶4，在串联电路中电源电压等于各部分电压之和，U＝UL＋U0＝6V，则：UL＝1.2V，U0＝4.8V；由表格可知，当灯泡两端电压为1.2V时，灯泡的电流为0.12A，由欧姆定律可知R0的阻值为：R0＝＝＝40Ω； (3)由图乙可知，右转指示灯交替闪烁工作15s内，亮、暗发光的时间分别为t1＝5s、t2＝10s；消耗的电能分别是：W1＝Pt1＝3W×5s＝15J；W2＝ULIt2＝1.2V×0.12A×10s＝1.44J；灯消耗的总电能为：W＝W1＋W2＝15J＋1.44J＝16.44J；灯泡正常发光时，R0不工作，灯泡发光较暗时，R0工作，故15s内R0工作的时间为t＝10s，则R0消耗的电能为：W0＝U0It＝4.8V×0.12A×10s＝5.76J。
