13.1 电能和电功 同步练习（一）（含解析）

《电能和电功》同步练习
基础题
一、单选题：
1.下列不是电功单位的是（　　）
A. V?A?s B. V2?s/Ω C. kW?h D. V?A2
2.小荣家的电能表情况如右图所示，当他家里只有一个用电器工作时，小荣观察了一下，电能表在10min内转了400转，这个用电器可能是（　　）A. 电饭煲 B. 电视机 C. 节能灯 D. 冰箱
3.直接测量消耗电能多少可以用（　　）
A. 电流表 B. 电压表 C. 电能表 D. 电阻箱
4.同为“220V? 40W”的电灯、电风扇、电烙铁都正常工作5min，它们消耗的电能（　　）
A. 电灯最多 B. 电烙铁最多 C. 电风扇最多 D. 一样多
二、填空题：
5.小明家电能表本月初的示数如图所示，本月底的示数为，小明家本月消耗的电能为______kW?h；小明认真观察了几分钟，发现该电能表的转盘转过?1200?转，则这几分钟内他家的用电器消耗电能为______J。
6.在上海地区的家庭中，微波炉正常工作的电压为______伏；微波炉与空调器之间是______连接的；每多使用一个用电器，家庭电器的总电阻将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。若微波炉的待机功率为1瓦，待机一个月（30天），将耗电______千瓦时。
7.小文对电冰箱进行了测试：先将其他所有用电器断开，只将电冰箱单独接入电路，电能表初始示数和两整天之后的示数如图，则该电冰箱两整天耗电______度，若以每度0.5元算，应交电费______元。
8.一天小明家中的IC卡电能表上的金额用完了，电能表便切断了电路。小明的父亲将存有300元的IC卡插入电能表，电路又接通了，此时电能表的示数为，小明家所在地每度电的电费是0.6元，300元电费可用电______kW?h。防止电能表再次切断电路，小明家应在电能表的示数为______前IC卡电能表充值。
能力题
一、单选题：
1.小明全家外出旅游时恰逢抄表日，其电能表示数，家中除了一只10W的鱼缸增氧机外其他用电器都已切断电源，回了后再看电能表的示数，则他们外出旅游时间为（　　）
A. 1400h B. 140h C. 14h D. 0.14h
2.下列说法正确是（　　）
A. 某种电能表铭牌上标有10（20）A字样，表示该电能表的额定最大电流是10AB. 使用试电笔检测火线、零线时，手指不能接触试电笔的金属笔卡C. 电动机的工作原理是通电导线在磁场会受到力的作用D. 某电路中的两个灯泡由一个开关同时控制，则两灯泡一定是串联的
3.如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为110V且保持不变，电路中的电流是5A，质量为50kg的重物在电动机带动下以0.9m/s?的速度匀速上升，不计各处摩擦，则电动机线圈的电阻是（g取10N/kg）（　　）
A. 2Ω B. 22Ω C. 10Ω D. 4Ω
4.关于电功，下列说法不正确的是（　　）
A. 电功是表示电流做功多少的物理量 B. 电流做功越多，消耗的电能就越多C. 用电能表可以直接测量电流做功的多少 D. 电功就是电能，两者是一回事
5.三峡工程举世瞩目，其水电站的年发电量在847亿千瓦时以上，“千瓦时”是下列哪个物理量的单位？（　　）
A. 电功率 B. 电压 C. 电能 D. 电流
6.下列关于用电器作用的说法中，错误的是（　　）
A. 电灯是将电能转化为光能的装置 B. 电动机将电能转化为机械能C. 电吹风将电能转化为热能 D. 电熨斗将电能转化为热能
二、填空题：
7.课外实践活动中，小明仔细观察了家中的电能表，表盘信息如图所示，电能表的示数为______ kW?h。若一段时间内指示灯闪烁了320次，用电器消耗的电能为______ J。该电能表接到电压为380V的电路中______ （填“能”或“不能”）正常工作。8.小明家的电子式电能表上标有“3200imp/（kw?h）。当他家只开某个用电器时，发现在10min内电能表指示灯闪烁了32次，该用电器的功率为______W。若该用电器每天少开1h，则30天可节约电能______kW?h。
9.电能表上标有“3000?r/（kw?h）”字样，接在这个电能表上的用电器消耗2kw?h的电能，电能表上的转盘转过______ r。
提升题
一、单选题：
1.将阻值为10Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流所做的功是2.16×103J，若将阻值为5Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电20min，电流做功的多少是（　　）
A. 2.16×103J B. 1.25×103J C. 6.0×103J D. 8.64×103J
2.晓亮同学观察到他家电能表上标有“600r/kW?h”的字样，他用秒表记录了十分钟内电能表的转盘转过了120转，他家用电器平均每分钟消耗的电能是（　　）
A. 7.2?kW?h B. 0.72?kW?h C. 0.2?kW?h D. 0.02?kW?h
3.如图所示的电路，电源电压恒定，开关S闭合后，灯L1、L2都正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是2：3，则灯L1、L2在相同时间内消耗的电能之比是（　　）A. 1：2 B. 2：1 C. 2：3 D. 3：2
4.如图所示电路，电源电压恒为6V，定值电阻R1为10Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。则（　　）A. 电压表测量的是电阻R1两端的电压B. 当变阻器R2的滑片P向左移动时，电压表的示数变小C. 为了保证电路中各元件安全工作，变阻器R2接入电路的阻值范围是2-10ΩD. 当变阻器R2接入电路中的阻值是8Ω时，通电1min电阻R1产生的热量是53.3J
5.如图所示，先闭合开关S1，再闭合开关S2，相同时间内，电路中消耗的电能将（　　）
A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 无法判断
二、填空题：
6.某品牌手机充电宝，上面标有电压为5V，容量为10000mA?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。
7.在图甲所示的电路中，闭合开关S后，电压表的示数为3V，两个电流表的指针指在图乙所示的同一位置。则电灯L1中的电流I1= ______ A，L1的电阻R1= ______ Ω，电路的总电阻R= ______ Ω；相同时间内电灯L1消耗的电功W1与L2消耗的电功W2之比为______ 。
8.2016年3月20日晚，小明家参与了合肥市“地球一小时”活动，在熄灯一小时的时间里，共节省了0.5kW?h的电能，合______ J。
三、实验探究题：
9.电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。李明同学要通过实验探究电功跟电压的关系，他选用的器材如图所示。其中甲、乙两容器完全相同，电阻丝R1的阻值大于电阻丝R2的阻值。(1)请你用笔画线代替导线，帮他把实验电路连接完整。(2)他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝，其目的是??????????．(3)在这个实验中，李明是通过观察比较???????????来比较电流做功多少的。电流通过电阻丝???????????做的功多(填R1或R2)。(4)由这个实验可以得到的结论是：??????? ????。
答案和解析
基础题
【答案】
1. D 2. A 3. C 4. D
5. 150；1.44×106??
6. 220；并联；变小；0.72??
7. 4.8；2.4??
8. 500；10180??
【解析】
1.【解析】选D。A、由公式W=UIt可知，V?A?s是电功的单位，不合题意；B、W=可知，是电功的单位，不合题意；C、根据W=Pt可知，kW?h是电功的单位，不符合题意；D、由公式V?A2是电功率P×I的单位，不是电功单位，符合题意。故选D。电功、电能有主单位、常用单位和由公式得出的单位，本题考查对电功单位的认识.必要时结合相关公式可做出判断。电能、电功的单位：焦耳（J）-主单位，千瓦时或度（kW?h）-常用单位，瓦?秒（W?s）-由W=Pt得出的单位，伏?安?秒（V?A?s）-由W=UIt得出的单位.
2.【解析】选A。“3000r/kW?h”表示：每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转3000r；转盘转400转，用电器消耗的电能：W=kW?h=kW?h，用电器的功率：P===0.8kW=800W；A、电饭煲的功率在800W左右，故A符合题意；B、电视机的功率在150W左右，故B不符合题意；C、节能灯的功率在20W以内，故C不符合题意；D、冰箱的功率在200W左右，故D不符合题意。
故选A。3000r/kW?h所表示的物理意义：3000r/kW?h表示的是电路中每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求转盘转400r用电器消耗的电能，再利用P=求用电器的电功率，据此选择合适的用电器。
3.【解析】选C。A、电流表是测量电路中电流大小的仪表，它可以和电压表、秒表配合使用，通过W=UIt间接测出消耗的电能，故A不符合题意；B、电压表是测量电路两端电压大小的仪表，它可以和电流表、秒表配合使用，通过W=UIt间接测出消耗的电能，故B不符合题意；C、电能表就是用来直接测量消耗电能多少的，故C符合题意；D、电阻箱是用来调节电路中电阻大小的仪器，不能测量消耗电能多少，故D不符合题意。故选C。4.【解析】选D。三个用电器都正常工作，则电压U=220V，三个用电器的实际功率：P=P额=40W；由P=可得W=Pt，则三种用电器都正常工作5min消耗的电能相同。只有D正确。故选D。用电器分别接入220V的电路中，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分析。在额定电压和额定功率都相同的条件下，都正常工作，工作相同时间后消耗相同的电能，产生的热量有多少之分。
5.【解析】（1）小明家本月用电：W=7475.6kW?h-7325.6kW?h=150kW?h；（2）“3000r/kW?h”表示每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转3000r，电能表的转盘转过1200r消耗的电能：W′=kW?h=0.4kW?h=0.4×3.6×106J=1.44×106J。故答案为：150；1.44×106。（1）利用电能表两次示数差求出消耗的电能，注意最后一位是小数，单位kW?h。（2）3000r/kW?h表示的是电路中每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转3000r．利用电能表转盘转动的转数求用电器消耗的电能。
6.【解析】（1）我国照明电路电压为220伏；故在上海地区的家庭中电热水器正常工作的电压也为220V；（2）电热水器与空调器能够独立工作，是并联的；（3）每多使用一个用电器，相当于横截面积越大，电阻就越小。（4）若微波炉的待机功率为1瓦，待机一个月（30天），将耗电是：W=Pt=0.001kW×（24×30）h=0.72kW?h故答案为：220；并联；变小；0.72。（1）我国照明电路的电压是220V，所以在照明电路中工作的用电器，正常工作电压基本都是220V；（2）照明电路中各用电器之间是并联的，用电器和控制本用电器的开关是串联的；（3）用电器并联相当于增大导体横截面积，故电阻越并越小。
（4）据公式W=Pt计算即可得出答案。记住我国家庭电路的电压；家用电器的额定电压；家庭电路中各用电器的连接方法以及并联电路总电阻的变化。
7.【解析】该电能表初始示数W1=1342.0kW?h，两整天之后的示数W2=1346.8kW?h，该电冰箱两整天耗电：W=W2-W1=1346.8kW?h-1342.0kW?h=4.8kW?h，两整天应缴纳的电费4.8kW?h×0.5元/kW?h=2.8元。故答案为：4.8；2.4。本题首先要清楚电能表参数的意义。电能表的读数方法：注意最后一位是小数，单位kW?h．然后用消耗的电能数值乘以0.5元即可求出两整天应交的电费。
8.【解析】已知每度电的电费是0.6元，则300元电费可用电W==500kW?h；此时电能表的示数为，则为防止电能表再次切断电路，小明家应在电能表的示数为518.0+500=1018.0前为IC卡电能表充值，则电能表的示数为故答案为：500；10180。已知电费的单价，可求300元电费可用电多少；知道电能表的读数方法：①月末的减去月初的示数，②最后一位是小数，③单位kW?h。
能力题
【答案】
1. B 2. C 3. D 4. D 5. C 6. C
7. 3512.0；3.6×105；不能??
8. 60；1.8??
9. 6000??
【解析】
1.【解析】选B。（1）图甲中电能表的示数为2066.0kW?h，图乙中电能表的示数为2067.4kW?h，小明家这段时间消耗的电能W=2067.4kW?h-2066.0kW?h=1.4kW?h；（2）由P=他家外出的时间：t===140h。故选B。（1）读出两次电能表的示数之差即为小明家这段时间消耗的电能；（2）根据P=求出时间。
2.【解析】选C。
A、某种电能表铭牌上标有10（20）A字样，表示该电能表的额定最大电流是20A，故A错误；B、使用试电笔检测火线、零线时，手指接触试电笔笔尾的金属体，笔尖接触导线，故B错误；C、电动机的工作原理是通电导线在磁场会受到力的作用，故C正确；D、某电路中的两个灯泡由一个开关同时控制，则两灯泡可能串联，也可能并联，故D错误。故选C。（1）“10A）表示电能表的标定电流，“20A”表示电能表短时间允许通过的最大电流；（2）根据测电笔的正确使用进行判断；（3）电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的；（4）串联电路中的开关控制整个电路；并联电路中，干路上的开关控制整个电路。
3.【解析】选D。电动机克服重力做功的功率：PG===mgv=50kg×10N/kg×0.9m/s=450W，电动机的功率：PM=UI=110V×5A=550W；，电动机的发热功率：P热=PM-PG=550W-450W=100W；由P=I2R可得：R===4Ω。故选D。已知物体质量和上升速度，利用P=Fv得到电动机克服重力消耗的功率；已知电动机的电压和电流，利用公式P=UI得到功率；由电动机的功率和克服重力的功率得到线圈发热功率；已知发热功率和电流，利用公式R=得到线圈电阻。
4.【解析】选D。A、电流做功多少是用电功表示，故A正确；B、电流做功的过程，是电能转化为其它形式能的过程，电流做功越多，消耗的电能就越多，故B正确；C、电能表是用来测量电流做功的多少的仪器，可以直接用电能表测量电流做功的多少，故C正确；D、电功就是电流做功的多少，电流做功的过程，是电能转化为其它形式能的过程，两者不是一回事，故D错。故选D。电流流过导体时电流做功。电流做功的过程，是电能转化为其它形式能的过程，消耗多少电能转化为多少其它的能，电功大小W=UIt；电能表是用来测量电流做功的多少的仪器。
5.【解析】选C。
A、电功率的单位是瓦特；B、电压的单位是伏特；C、电能的单位有焦耳、千瓦时；D、电流的单位是安培。故选C。“kW”是电功率的单位，“h”是时间的单位；电功率与时间的乘积是电功（消耗的电能）。
6.【解析】选C。
A、电灯工作时，消耗了电能，得到了内能和光能，因此是将电能转化为光能和内能的装置，故A正确；B、电动机工作时，消耗了电能，得到了机械能，因此将电能转化为机械能，故B正确；C、电吹风工作时，消耗了电能，得到了机械能，因此将电能转化为机械能，故C错误；D、电熨斗工作时，消耗了电能，得到了热能，因此是将电能转化为热能，故D正确。故选C。做功总是伴随着能量的转化，电功也不例外。用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程。
7.【解析】电能表的示数为3512.0kW?h；因为电路中每消耗1kW?h的电能，指示灯闪烁3200次；所以当指示灯闪烁320次时，消耗的电能为W==0.1kw?h=3.6×105J；该电能表只允许接在220V的电路中而不能接在380V的电路中。故答案为：3512.0；3.6×l05；不能。电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表；电能表的示数最后一位是小数，单位是kw?h；3200imp/（kW?h）的含义是：电路中每消耗1kW?h的电能，指示灯闪烁3200次；可求闪烁320次消耗的电能；从电能表的表盘上可以看出电能表的额定电压。
8.【解析】该用电器消耗电能W=kw?h×32=0.01kw?h，该用电器的功率为P===0.06kw=60W，30天可节约电能W节=Pt总=0.06kw×1h×30=1.8kw?h。故答案为：60；1.8。已知每消耗1kw?h的电能，电能表指示灯闪烁3200次，可求指示灯闪烁32次消耗的电能，根据公式P=可求该用电器的功率。根据公式W=Pt可求节约的电能。
9.【解析】用电器消耗1千瓦时的电能，电能表的水平转盘转过3000转。电能表上的转盘转过圈数n=3000r/（kw?h）×2kw?h=6000r故答案为：6000。本题首先要清楚“3000r/kW?h”的物理意义：当用电器消耗1千瓦时的电能，电能表的水平转盘转过3000转。
提升题
【答案】
1. D 2. D 3. A 4. C 5. B
6. 1.8×105；化学??
7. 0.2；15；3；1：4??
8. 1.8×106??
9. （1）电路图如下图所示： （2）使R1、R2两端的电压不同;（3）温度计示数的变化; R1;（4）在电流一定、通电时间一定时，电压越高，电流做的功越多??
【解析】
1.【解析】选D。电阻是纯电阻用电器，两电阻接入同一电源的两端时，它们两端的电压相等，通电时间相等，由Q=I2Rt=t可得，两电阻产生的热量之比：Q1：Q2=：=：=1：4，所以，Q2=4Q1=4×2。16×103J=8。64×103J。故选D。电阻是纯电阻用电器，两电阻接触同一电源的两端时，它们两端的电压相等，且通电时间相等，根据Q=I2Rt=t求出两电阻产生的热量之比，进一步得出答案。
2.【解析】选D。600r/kW?h表示用电器消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转过600转，则10min内消耗的电能：W=kW?h=0。2kW?h，他家用电器平均每分钟消耗的电能为0.02kW?h。故选D。“600r/kW?h”的物理意义：当用电器消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转过600转，据此求出十分钟内消耗的电能，然后求出平均每分钟消耗的电能。
3.【解析】选A。如果乙为电流表将会造成电源短路，如果甲为电流表L2将被短路、不能工作，因此甲、乙都为电压表，此时灯L1、L2串联连接，电压表甲测量L2两端电压，电压表乙测量电源电压；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两灯泡两端的电压之比：===，因串联电路中各处的电流相等，所以，由W=UIt可得，两灯泡相同时间内消耗的电能之比：===。故选A。根据电压表并联在电路中、电流表串联在电路中确定甲乙仪表的种类，然后根据串联电路的特点和欧姆定律求出两灯泡的电阻之比。
4.【解析】选C。由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，电压表并联在R2两端测R2两端的电压，故A错误；（1）当变阻器R2的滑片P向左移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I=可知，电路中的电流变小，由U=IR可知，R1两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压变大，即电压表的示数变大，故B错误；（2）因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流0.5A，电流表量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流I大=0.5A，此时变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻：R===12Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，变阻器接入电路中的最小值：R2小=R-R1=12Ω-10Ω=2Ω，当电压表的示数U2大=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，R1两端的电压：U1=U-U2大=6V-3V=3V，电路中的电流：I小==，即=，解得：R2大=10Ω，变阻器R2接入电路的阻值范围是2Ω～10Ω，故C正确；（3）当变阻器R2接入电路中的阻值是8Ω时，电路中的电流：I===A，通电1min电阻R1产生的热量：Q1=I2R1t=（A）2×10Ω×60s≈66.7J，故D错误。故选C。由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）根据滑片移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知R2两端的电压变化；（2）比较滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，此时变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小值；当电压表的示数最大时变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式求出变阻器接入电路中的最大阻值，然后得出变阻器R2接入电路的阻值范围；（3）根据电阻的串联和欧姆定律求出当变阻器R2接入电路中的阻值是8Ω时电路中的电流，根据Q=I2Rt求出通电1min电阻R1产生的热量。
5.【解析】选B。先闭合开关S1时，R1与R2串联在电路中，再闭合开关S2时，R2不工作，R1工作，根据串联电路规律R总=R1+R2，所以R总＞R1，根据电功公式W=UIt=t，电路闭合前后，电压和通电时间相等，闭合前电阻大于闭合后，所以电能增大。故选B。根据题意先闭合开关S1时，R1与R2串联在电路中，再闭合开关S2时，R2不工作，R1工作，根据电功的公式就可求出电能的变化。
6.【解析】（1）该充电宝一次充满电后储存的电能：W=UIt=5V×10000×10-3A×3600s=1.8×105J；（2）在充电过程中，是把电能转化为化学能储存在充电宝中。故答案为：1.8×105；化学。（1）由铭牌可知充电宝的电压和容量，根据W=UIt求出它一次充满后储存的电能；（2）电池充电时把电能转化为化学能，使用时化学能转化为电能。
7.【解析】测量灯泡L1电流的量程是0～0.6A，所以电流表示数为0.2A，也就是电灯L1中的电流I1=0.2A，所以L1的电阻R1===15Ω，测量总电流的量程是0～3A，所以电流表示数为1A，也就是电路总电流I=1A，两灯并联，电源电压等于灯泡L1两端电压，U=U1=3V，所以总电阻R===3Ω，通过灯泡L2的电流I2=I-I1=1A-0.2A=0.8A，两灯泡消耗的电功率之比P1：P2=UI1：UI2=0.2A：0.8A=1：4。故答案：0.2；15；2；1：4。开关闭合后，两灯泡并联，一电流表测量总电流，一电流表测量灯泡L1电流，电压表测量测量灯泡L1两端电压，两个电流表的指针指在图乙所示的同一位置，说明测量总电流的量程是0～3A，测量灯泡L1电流的量程是0～0.6A。已知通过灯泡L1的电流和两端的电压，根据欧姆定律可求灯泡L1电阻。已知总电压和总电流，根据欧姆定律可求总电阻。已知总电流和通过灯泡L1的电流，可求通过灯泡L2的电流，根据公式P=UI可求两只灯泡消耗的电功率之比。
8.【解析】因为1kW?h=3.6×106J，故0.5kW?h=0.5×3.6×106J=1.8×106J。故答案为：1.8×106。根据1kW?h=3.6×106J，计算出其节约的电能。
9.【解析】(1)探究电功跟电压的关系，要采用控制变量法，让通过的电流和通电时间相同，所以将两个电阻丝串联即可，同时将电压表接入电路；(2)在该实验中两个电阻丝串联，保证通过的电流和通电时间相同，还要让两端的电压不同，探究电功跟电压的关系，为此选用两根阻值不同的电阻丝；(3)两个烧瓶中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据W=UIt=I2Rt可知，电阻越大，电流做功越多、电流产生的热量越多；电流做功的多少不能直接观察到，但电流做功多的电阻丝产生的热量多，烧瓶内的煤油吸收热量多、温度升高的快，我们可以采用转换法，通过观察温度计的示数高低比较电流做功的多少，温度计的示数高的、电流做功多；(4)回答结论时，注意控制变量法的使用。