3.6 电能(1)
1．下列用电器工作时，将电能全部转化为内能的是(B)
A. 电风扇 B. 电水壶
C. 电视机 D. 电动机
2．家用电能表抄见数所用的单位是(B)
A. 千瓦 B. 千瓦时
C. 库仑 D. 伏特
3．常用于测量家用电器在一段时间内消耗多少电能的仪器是(C)
A. 电流表 B. 电压表
C. 电能表 D. 验电器
4．小明用两个不同的白炽灯做“探究串联电路的电流特点”实验时，发现一个灯泡较亮而另一个灯泡较暗，则较亮的灯泡(D)
A. 电阻小 B. 灯丝粗
C. 电流大 D. 实际功率大
5．小明利用电能表测量某个家用电器的电功率，当电路中只有这个用电器连续工作时，测得1小时内消耗的电能为1.2千瓦时，那么这个电器可能是(C)
A. 液晶电视机 B. 台式计算机
C. 家用空调 D. 电冰箱
6．小明家记录5月初电能表示数为1432.7千瓦时，电能表的部分参数及6月初的示数如图所示，下列说法正确的是(C)
(第6题)
A. 电能表是测量用电器电功率的仪表
B. 此电能表适用于电流方向1秒钟改变50次的交流电路
C. 小明家5月初至6月初消耗的电能是105千瓦时
D. 若电能表转盘在10分钟内转过250转，则用电器的总功率为1千瓦
7．某家庭电能表如图所示，若该家庭单独让空调工作，测得1分钟内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为__0.02__千瓦时，空调的电功率是__1200__瓦。
,(第7题)) ,(第8题))
8．小明家电能表本月初的示数为，本月底的示数如图所示，小明家本月消耗的电能为__130__千瓦时。如果按0.5元/千瓦时的电价计费，小明家本月应付电费__65__元。该电能表的参数表明，小明家能同时使用的用电器总功率不得超过__2200__瓦。
(第9题)
9．太阳能是人类取之不尽、用之不竭、清洁的可再生能源。如图所示的“阳光动力2号”飞机运行中的全部能耗都是利用太阳能电池板为其提供的。为确保“阳光动力2号”飞机着陆时的能见度，飞机上安装了16盏LED着陆灯，每盏着陆灯的功率只有10瓦(其光照强度相当于200瓦的白炽灯)。如果着陆过程需要10分钟，则每盏LED着陆灯着陆过程中消耗的电功是__6000__焦。
10．家庭中使用的电灯、电冰箱等用电器的正常工作电压为__220__伏；某小区居民在参加“地球一小时”活动中，自觉将总功率为2000千瓦的用电器停止工作1小时，可节约用电__2000__千瓦时。
11．小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，按照每度电0.5元的计费标准，将这三个用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。则下列四个选项中，判断正确的是(C)
,(第11题))
A. 在这三个用电器中，电烤箱正常工作时的电压最高
B. 在这三个用电器中，电视机正常工作时的电压最低
C. 正常工作时，通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流
D. 在一个月内，小玲家电烤箱的用电费用一定比电饭锅的用电费用多
【解析】 这三个用电器正常工作时的电压等于额定电压，由于电烤箱、电饭锅和电视机的额定电压相同，所以这三个用电器正常工作时的电压一样大，故A、B错误；由柱状图可知，这三个用电器正常工作1小时所用电费从高到低依次是电烤箱、电饭锅、电视机，而单价是一定的，所以它们消耗的电能W电烤箱＞W电饭锅＞W电视机，可知这三个用电器的电功率P电烤箱＞P电饭锅＞P电视机，由P＝UI得，通过这三个用电器的电流I电烤箱＞I电饭锅＞I电视机，故C正确；虽然P电烤箱＞P电饭锅，由于不知道一个月内电烤箱和电饭锅的实际工作时间，所以，根据W＝Pt无法判断电烤箱和电饭锅消耗的电能，所以无法比较电费的多少，故D错误。
12．节能灯具有宽工作电压、长寿命、无噪音、无频闪、比普通白炽灯泡省电80%等优点，有资料显示，全国推广使用12亿只节能灯(2009年已达到)，一年的节电量相当于三峡电站的年发电量。小明的卧室里装有“220 V 11 W”的节能灯一盏。
(1)此节能灯每天工作4小时，一个月(30天)耗电多少千瓦时？
(2)小明家的电能表上标有“600 revs/kW·h”的字样，节能灯消耗的电能可以使电能表的转盘转过多少转？
【解】 (1)此节能灯每天工作4小时，一个月(30天)工作的总时间t＝4小时×30＝120小时，
则消耗的电能W＝Pt＝0.011千瓦×120小时＝1.32千瓦时。
(2)n＝W·n0＝1.32千瓦时×＝792转。
13．为了解不同照明灯的性价比，小柯制作了如图甲所示的装置，在正对观察孔的纸箱内平放一张写有“E”字的卡片，移动照明灯，使从观察孔恰能看清“E”字，测出灯与箱之间的距离，以比较灯的照明效果；实验后，他又查阅了相关资料。数据如表所示：
实验次数
灯泡类型
功率/瓦
灯与纸箱之间的距离/厘米
灯泡寿命/小时
单价/元
1
白炽灯
60
90
1000
2
2
白炽灯
25
60
1000
2
3
节能灯
11
90
3000
30
(第13题)
(1)分析实验数据，你可以发现灯的照明效果与灯本身的类型和功率有关。
(2)白炽灯工作时的能量转化情况如图乙所示，试推测60瓦白炽灯与11瓦节能灯照明效果相同的可能原因：白炽灯所消耗的电能大部分转化为内能。
(3)若当地的电价为0.56元/度，请通过计算判断家庭长期(按3000小时计)使用哪种灯更经济？(1度＝1千瓦时)
【解】 W1＝P1t＝0.06千瓦×3000小时
＝180千瓦时，
白炽灯的费用：180千瓦时×0.56元/千瓦时＋2元×3＝106.8元。
W2＝P2t＝0.011千瓦×3000小时＝33千瓦时，
节能灯的费用：33千瓦时×0.56元/千瓦时＋30元＝48.48元。
所以，使用节能灯更经济。
课件10张PPT。3.6 电能(1)反思3.6 电能(2)
1．智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁地使用会导致它的电能消耗很快，当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，此时手机(C)
A. 增大了电池电压 B. 增加了总功率
C. 减小了总功率 D. 降低了散热能力
2．将灯L1接在电压为6伏的电路中，功率为6瓦。若保持电路电压不变，再在电路中连入L2，使电路的总功率是9瓦，在下列四个电路中，连接正确的是(B)
3．如图所示，曲线A、B分别是白炽灯L1(220 V 100 W)、L2(220 V 60 W)实际测得的伏安特性图像。现将L1、L2两灯串联在220伏的电源上，根据图像可得L1、L2的实际功率之比约为(D)
,(第3题))
A. 5∶3 B. 8∶3
C. 3∶5 D. 3∶8
4．电冰箱使用时外壳一定要__接地__，以保证安全，夏天，为了节能，可将冰箱的设置温度适当调__高__(填“高”或“低”)。有一台标有“220 V 150 W”字样的冰箱，测得其一天消耗的电能为1.2千瓦时。假设冰箱在压缩机停止工作时不消耗电能，估算该冰箱压缩机在一天内工作的总时间为__8__小时。
5．某品牌手机充电宝，铭牌上面标有电压为5伏，容量为12000毫安·时，它充满电后，可以储存的电能是2.16×105焦，在充电过程中，将电能转化为__化学__能储存在充电宝中。
6．将一只标有“PZ220－40”的灯泡接在220伏的电路上工作时，通过灯泡的电流为0.182安，改接在110伏的电路上，实际功率为10瓦，额定功率为40瓦。(设灯泡电阻不变)
7．如图所示是某市一交通道路上使用的风光互补LED路灯外形图和电路原理图，该电路中两只LED灯是并联的，灯上标有“24 V 60 W”字样。则两个LED灯正常发光时，通过光控开关S的电流为__5__安；如果用这种路灯替换发光亮度相同的420瓦的传统路灯，那么500套风光互补路灯每天工作10小时可节约电能5.4×109焦。
8．某小组同学探究灯泡发光时的亮度与哪些因素有关。他们将9只不同规格的灯泡分别接入电路，使它们都正常发光，并用电压表和电流表分别测得灯泡正常发光时的电压和电流。该小组的同学仔细观察灯泡的亮暗程度，把9只灯泡分成三组，同组的亮暗程度相同，且第一组最亮，第二组次之，第三组最暗，实验中记录的有关数据分别如表一、表二、表三所示。
表一(第一组)
实验序号
电压/伏
电流/安
1
6
2.00
2
12
1.00
3
24
0.50
表二(第二组)
实验序号
电压/伏
电流/安
4
6
1.00
5
12
0.50
6
24
0.25
表三(第三组)
实验序号
电压/伏
电流/安
7
3
1.00
8
6
0.50
9
12
0.25
(1)分析比较实验1与4、2与5、3与6的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是当灯泡两端电压相等时，通过灯泡的电流越大，灯泡越亮。
(2)分析比较实验4与7、5与8、6与9的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是当通过灯泡的电流相等时，灯泡两端的电压越大，灯泡越亮。
(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，归纳得出结论：
①灯泡两端的电压与通过灯泡的电流的乘积相等，灯泡的亮度相同。
②灯泡两端的电压与通过灯泡的电流的乘积越大，灯泡越亮。
(第9题)
9．如图所示，将标有“6V 3W”字样的灯泡L1和标有“6V 6W”字样的灯泡L2串联在电路中，使其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡的实际功率不超过其额定功率，不考虑温度对电阻的影响。求：
(1)灯泡L1正常工作时的电流。
(2)灯泡L2的电阻。
(3)电源电压。
(4)此电路工作2分钟消耗的电能。
【解】 (1)灯泡L1正常工作时的电流I1＝＝＝0.5安。
(2)灯泡L2的电阻R2＝＝＝6欧。
(3)灯泡L2的额定电流I2＝＝＝1安，
故串联电路中的电流I＝0.5安，
R1＝＝＝12欧，
R总＝R1＋R2＝12欧＋6欧＝18欧，
U＝IR总＝0.5安×18欧＝9伏。
(4)此电路工作2分钟消耗的电能W＝UIt＝9伏×0.5安×120秒＝540焦。
10．小夏将n个“3 V 0.3 W”的小灯泡，按照甲、乙两种连接方式分别接入电压为U的电路中(如图所示)，通过分别调节滑动变阻器R1和R2，使所有灯泡均正常发光，则甲、乙两电路中的总电流与总功率的关系正确的是(C)
A. I甲＝I乙
B. I甲＝I乙
C. P甲＝nP乙
D. P甲＝n2P乙
【解析】 P甲＝UI甲＝U·nI灯＝nUI灯，P乙＝UI灯，P甲＝nUI灯＝nP乙。
11．某市出入境检验检疫局查获一批进口不合格电烤箱，电路存在安全隐患，检验人员在实验室按照规范重新连接电烤箱电路，并将相关参数填入铭牌。
如图甲所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至低挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热。
,(第11题))
(1)请以笔画线代替导线完成电路连接。
(2)测量时，实验室内的电压为220伏，且电路中只有电烤箱工作，当电烤箱处于高挡位置时，观察到实验室的电子式电能表(如图乙所示)的指示灯在5分钟内闪烁了132次。此过程中，电烤箱消耗电能1.32×105焦，单根电阻丝的阻值为__110__欧。
(3)填写铭牌：
额定电压
220伏
低挡功率
220瓦
高挡功率
440瓦
导学号：64174009
【解析】 (1)当开关S转动至低挡位置，两根电阻丝都发热，且处于低功率状态，则说明两电阻串联；当开关S转动至高挡位置，仅有一根电阻丝发热，电路电阻最小，则另一根电阻丝被短路。由安全用电知识可知，开关接在火线和电阻丝之间，金属外壳接地线，如解图所示。
,(第11题解))
(2)电能表的指示灯闪烁132次，电阻丝消耗的电能W＝千瓦时＝1.32×105焦。
电烤箱的工作时间t＝5分钟＝300秒，W＝t，电阻丝的阻值R＝t＝×300秒＝110欧。
(3)当电烤箱处于低温挡时，两电阻丝串联，电路总电阻R总＝R＋R＝110欧＋110欧＝220欧，
则电烤箱处于低温挡时的电功率P低＝＝＝220瓦；
当电烤箱处于高温挡时，仅有一根电阻丝发热，
则电烤箱处于高温挡时的电功率P高＝＝＝440瓦。
12．小满了解到从2012年10月1日起我国禁止进口和销售100瓦及以上普通照明白炽灯，推广使用节能灯，于是买来“220 V 20 W”的节能灯，与“220 V 100 W”白炽灯做了对比实验，发现两灯发光效果相当。
(1)试计算换用这只节能灯和使用原来的白炽灯相比，一年工作2000小时节约的电能。
(2)若实际电压为200伏，求该节能灯的实际功率。(设节能灯的电阻不变，结果保留整数)
【解】 (1)P＝100瓦－20瓦＝80瓦＝8×10－2千瓦，
W＝Pt＝8×10－2千瓦×2000小时＝160千瓦时。
(2)该节能灯的电阻R＝＝＝2420欧，P实＝＝≈17瓦。
13．某种印有“220 V 40 W”的白炽灯泡，其灯丝电流随电压变化图像如图所示。
,(第13题))
(1)这种白炽灯正常工作时，灯丝的电阻是多少？
(2)取两只该规格的白炽灯串联起来，接到220伏的电源上，两灯总的实际电功率是多少？两灯工作2小时共消耗多少度电？
(3)取一只该规格的白炽灯接到12伏学生电源上，电路连接及灯泡均完好，闭合开关后白炽灯并不发光，请你判断此时白炽灯是否消耗电能？如果消耗，请说明能量转化的情况；如果不消耗，请说明理由。
【解】 (1)由P＝UI＝可得，白炽灯正常工作时灯丝的电阻R＝＝＝1210欧。(2)串联后白炽灯两端的电压U′＝＝＝110伏，由图像可知，电路中的电流I＝0.14安，则两灯总的实际电功率P＝UI＝220伏×0.14安＝30.8瓦＝0.0308千瓦，由P＝可得，两灯工作2小时共消耗的电能W＝Pt＝0.0308千瓦×2小时＝0.0616千瓦时＝0.0616度。(3)白炽灯接到12伏学生电源上时，电路是通路，根据W＝UIt可知，白炽灯消耗电能，消耗的电能转化为内能。
课件11张PPT。3.6 电能(2)反思反思3.6 电能(3)
1．下列电器中，利用电流热效应工作的是(C)
A. 抽油烟机 B. 电视机
C. 电饭锅 D. 电风扇
2．计算电流通过电风扇时产生的热量，下列公式选用正确的是(C)
A. UIt B. t
C. I2Rt D. 前面三个都可以
3．有下列家用电器：①普通灯泡；②电风扇；③电烙铁，它们铭牌上的字样均为“220 V 40 W”，正常工作相同时间，则
(1)消耗电能的情况是(D)
(2)产生的热量为(C)
A. 普通灯泡最多 B. 电风扇最多
C. 电烙铁最多 D. 一样多
4．已知通过一根电阻丝(电阻不随温度变化)的电流为2安，通电1分钟产生了2.64×104焦的热量，则它的电阻是(C)
A. 66欧 B. 6600欧
C. 110欧 D. 220欧
(第5题)
5．如图所示为探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大。下列说法正确的是(C)
A. 左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大
B. 该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系
C. 该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟电阻大小的关系
D. U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的
6．1820年，丹麦物理学家奥斯特在课堂上做实验时发现了电流的磁效应。电流也具有热效应，20年后的1840年，英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，家用电风扇工作时，电动机同时也要发热，一台标明“220V 44W”的电风扇正常工作10分钟，电流产生的热量为__48__焦(已知电动机线圈电阻为2欧)。
7．如图所示，在两个相同的烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙。闭合开关，经过一段时间t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲__大于__(填“大于”或“小于”，下同)乙玻璃管液面上升高度h乙。断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关，则甲玻璃管液面上升高度h甲所需时间t2__大于__t1。
,(第7题))
(第8题)
8．小明和姐姐一起去买电水壶，当他们选择某一品牌的电水壶时，发现有800瓦和1200瓦两种功能可选，如图是他们对买哪一款更省电的问题出现的不同意见。请你在相同质量的水升高相同的温度的前提下，帮他们分析：
(1)不考虑热散失，__一样__(填“800瓦”“1200瓦”或“一样”)省电，理由是电能全部转化为内能被水吸收，水吸收的热量相同，所以省电情况一样。
(2)考虑热散失，1200瓦(填“800瓦”“1200瓦”或“一样”)省电，理由是水吸热相同，根据W＝Pt，功率大的加热时间短，热散失少，所以更省电。
9．如图甲所示是某型号电水壶的铭牌，如图乙所示是电水壶的电路图，R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，随温度变化闭合或断开，从而实现了自动切换保温和加热两种状态。若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计，则：
(1)温控器S闭合时，电水壶处于__加热__状态；要把满壶水从25 ℃加热至沸腾(标准大气压)需要吸收多少热量？
(2)电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？
(3)当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是0.2安，此时电阻R0的电功率是多少？
【解】 (1)S闭合，R0短路，R两端电压为220伏，电路中电流最大，电水壶处于加热状态。
Q吸＝c水m水Δt升＝c水ρ水V水Δt升
＝4.2×103焦/(千克·℃)×1.0×103千克/米3×2×10－3米3×(100 ℃－25 ℃)＝6.3×105焦。
(2)R＝＝＝44欧。
(3)UR＝IR＝0.2安×44欧＝8.8伏，
UR0＝U－UR＝220伏－8.8伏＝211.2伏，
PR0＝UR0I＝211.2伏×0.2安＝42.24瓦。
(第10题)
10．一台电风扇通电后电流I随时间t变化的图像如图所示，电流稳定后正常工作，设它正常工作一段时间线圈产生的热量为Q1。后因机械故障叶片停止了转动，仍通电相同时间，线圈产生的热量为Q2。忽略温度对电阻的影响，则(C)
A. Q1＝Q2
B. Q1＞Q2
C. Q1＜Q2
D. 条件不足，无法比较Q1和Q2的大小
【解析】 根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，两次的电阻和时间一样，但在停止转动后电流增大，所以产生的热量增多。
11．小明给爷爷网购了一台电热足浴盆，其铭牌部分参数如图甲。
,(第11题))
(1)他为爷爷往足浴盆里加入初温为22 ℃的水，使之达到最大允许注水量，开始正常加热，控制面板如图乙所示，当温度达到显示温度时，完成加热。求此过程中水所吸收的热量。[c水＝4.2×103焦/(千克·℃)]
(2)此次加热过程耗时10分钟，求此过程足浴盆的电热效率。
(3)求此次加热时足浴盆的工作电流和加热电阻阻值。(精确到0.1)
(4)加热后，爷爷换成300瓦挡位，泡脚20分钟，问此次加热和泡脚总共消耗多少电能？
【解】 (1)水吸收的热量Q＝cm(t－t0)＝4.2×103焦/(千克·℃)×5千克×(42 ℃－22 ℃)＝4.2×105焦。
(2)由图乙指示灯可知，加热时足浴盆的功率P＝800瓦，则足浴盆加热10分钟消耗电能W＝Pt＝800瓦×10×60秒＝4.8×105焦，
足浴盆的电热效率η＝×100%＝×100%＝87.5%。
(3)工作电流I＝＝≈3.6安，
加热电阻的阻值R＝＝＝60.5欧。
(4)加热后，爷爷换成300瓦挡位，泡脚20分钟，则泡脚时足浴盆消耗的电能W′＝P′t′＝300瓦×20×60秒＝3.6×105焦，
加热和泡脚消耗的总电能W总＝W＋W′＝
4．8×105焦＋3.6×105焦＝8.4×105焦。
12．如图甲所示为某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有a、b、c、d四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为500瓦，求：
,甲) ,乙)
(第12题)
(1)电热水壶调至中温挡正常加热，将2千克温度为30 ℃的水烧开(标准大气压下)需要20分钟，水所吸收的热量及电热水壶的效率。
(2)电热水壶高温挡的额定功率。
(3)若某次电热水壶用高温挡加热0.1小时，耗电0.09千瓦时，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作。导学号：64174012
【解】 (1)标准大气压下水的沸点为100 ℃，则水吸收的热量Q吸＝ cm(t－t0)＝4.2×103焦/(千克·℃)×2千克×(100 ℃－30 ℃)＝5.88×105焦，消耗的电能W＝P中t′＝500瓦×20×60秒＝6×105焦，
电热水壶的效率η＝×100%＝×100%＝98%。
(2)R1、R2为阻值相同的电热丝，要让电壶处于高温挡，其电阻应当最小。图乙所示连接方式中，图a连接为开路，Pa＝0；Rb＝2R，Pb＝＝；Rc＝R，Pc＝＝；Rd＝0.5R，Pd＝＝＝。所以图d连接为高温挡，图c连接为中温挡，图b连接为低温档，则电热水壶高温挡的额定功率P高＝2P中＝2×500瓦＝1000瓦。
(3)电热水壶的实际功率P实＝＝＝0.9千瓦＝900瓦＜1000瓦，此时电热水壶不是正常工作。
课件6张PPT。3.6 电能(3)反思
