沪科版物理八年级第十六章电流做功与电功率 第一节 电流做功
同步练习
1.生活中电能的利用无处不在,下列应用中,把电能转化为内能的是( )
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
3.两个定值电阻R1、R2分别接入各自的电源使用时,通过各个电阻的电流I1=I2,如图所示,已知R1=2R2,当通电时间相等时每个电阻消耗电能W1、W2,则( )
A.W1=2W2 B.W1=4W2
C.W1=W2 D.W1<W2
4.如图所示为某型号电能表的表盘,关于这个电能表,下列说法不正确的是( )
A.它是测量电功率的仪表
B.它当前的示数为2508.6kW?h
C.在使用这个电能表的家庭电路中,每消耗lkW?h的电能,电能表的转盘转360转
D.在使用这个电能表的家庭电路中,同时使用的用电器总功率不应超过4400W
5.电流做功的实质:电流做功的过程是把 能转化为 能,电流做了多少功就会消耗多少电能,也就会转化为多少其他形式的能。
6.某用户在3月底抄表时,电能表的示数如图(甲)所示,4月底抄表时,电能表的示数如图(乙)所示,则该用户4月份用电 kW?h.若每度电交纳电费0.5元,小明家本月应交纳电费 元。
7.LED灯具有节能、环保等特点。若一个额定电压为220V、额定功率为4.4W的LED灯,每天正常发光5h,它一个月(30天)消耗的电能是 kW?h。
8.电动机在6伏的电压下,电流1分钟做功180焦,通过电动机的电流是 安。
9.如图所示为某品牌四旋翼无人机,该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能,下表是该无人的部分参数:
整机质量
2kg
电池额定电压
15V
最大上升速度
6m/s
电动机工作电压
12V
最大下降速度
2m/s
悬停时每个电动机功率
50W
最大水平速度
16m/s
电动机数量
4
在某次火灾中,该无人机参与火情的勘测,它先以最大速度匀速直线上升,且达到60m高处时,再以最大速度水平匀速直线飞行到达1.6km远处的火场上空。若无人机整个过程四个电动机同时工作,电动机将电能转化为机械能的效率为90%,假设无人机以最大速度匀速直线上升时,受到的阻力大小为10N,通过计算回答下列问题:(g取10N/kg)
(1)无人机从起飞到火场上空,这一过程共耗时多少秒?
(2)无人机到达火场上空后,悬停观测10分钟,则10分钟内电动机消耗多少电能?
(3)无人机以最大速度匀速直线上升60m,这个过程中消耗多少电能?
10.家庭使用的可调的台灯是由一个小灯、一个滑动变阻器和开关连接成的,若小灯上标有“220伏,0.44安”,滑动变阻器的阻值变化范围是0~1000欧,你选择哪个电路,请从节约能源的角度加以说明。
11.小明家的电能表标有“3000revs/KW?h“,小红家的电能表标有“2000revs/KW?h”。所测量的1小时内,两电能表均转过6000转。下列相关描述正确的是( )
A.时间相同,所以两电能表消耗的电能一样多
B.在该时间段内,小红家用电器消耗的电能多于小明家用电器消耗的电能
C.在该时间段内,小明家的电能表转的更快
D.在任何时候,小明家的电能表都比小红家的电能表转的更快
12.用电热水壶烧水,若不考虑能量损失。当它两端电压为U时,用16min可烧开一壶水,若它两端电压为0.8U时,烧开同样一壶水所用的时间为( )
A.10min B.25min C.30min D.40min
13.一用电器标有“6V 3W”的字样,用电流表测得此时通过它的电流是300mA,则1min内该用电器实际消耗的电能是( )
A.180 J B.108 J C.1.8 J D.64.8 J
14.在如图所示电路中,当闭合开关后,两电阻均发热且两个电压表指针都向右偏转相同角度,则电阻R1和R2在相同时间内消耗的电能之比为( )
A.1:1 B.1:4
C.4:1 D.4:5
15.一电能表上标有“1200R/kWh”字样,它表示每耗电1千瓦时转盘转动 转,若转盘转动300圈,则消耗了 度电。
16.家用电器通常是 (选填“串联”或“并联”)在家庭电路中;空调和电灯的导线都是铜线,但规格不同,这主要是因为 (选填“长度”或“横截面积”)对导线电阻的影响;一个“220V 8W”的节能灯正常发光时,1kw?h的电能可使该灯正常工作 h。
17.小明家有一个“220V 1500W”的电热水器,将其单独连接在电路中,发现电能表(如图所示)上的铝盘12ls内转了125转,电热水器消耗了 J的电能,他家的实际电压为 V.如果小明家上月末电能表的示数为08888.本月末电能表的示数如图所示,则本月用电量为 kW?h.(电热水器内电阻丝的阻值不变)
18.如图是学校消防通道内应安装的应急灯。当外接电源断电时,应急灯的2个灯泡都自动点亮,此时由蓄电池供电。应急灯主要参数见表。“2400mAh”是指当工作电流为2400毫安,电池能持续供电1小时。该应急灯能用于应急照明的时间最长是 分钟。
蓄电池规格
6V2400mAh
灯泡规格
6V3.6W
灯泡数量
2
19.电烤箱是一种厨房电器,一般为封闭或半封闭结构,可以用来加工一些面食,如面包,pizza,也可以做蛋挞、小饼干之类的点心。某品牌的电烤箱的额定功率为1000W,额定电压为220V,则它内部的定值电阻的阻值为 Ω,该电烤箱正常工作2h消耗的电能为 J。
20.如图所示,电源电压为15V,小灯泡L上标有“12V 12W”字样,此时小灯泡正常发光,求:
(1)小灯泡的阻值;
(2)电阻R的阻值;
(3)电阻R在通电1min内消耗的电能。
(4)小灯泡正常发光1min电流所做的功。
21.笔记本电脑已进入寻常百姓家庭,岀差旅游时常随身携带。出于安全考虑,民航局规定,乘客可随身携带0.16kW?h以下的可充电设备。目前,部分航空公司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。请回答下列问题:
(1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量3000mAh,输出电压15V,充满电后,若工作时的平均电流为1.5A,可连续工作多少时间?
(2)请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。
(3)使用发现,电脑工作时会发热,原因是 。当升温到一定值时,温控开关S1自动闭合,风扇启动,加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2,风扇M和其他工作系统同时停止工作。根据上述特点,下列可能符合散热控温特点的原理图是如图所示中的 。
22.如图所示是一个家用电能表面板的示意图,对于电能表相关知识的理解,下列说法正确的是( )
A.此表是测量电功率的仪器
B.某段时间内转盘转过72转表示电能表消耗了0.1kW?h的电能
C.“5 (20)A”中“5A”表示基本电流
D.此时电能表的读数为368.2J
23.如图所示电路中,电源电压不变,只闭合开关S1,电流表的示数为0.3A,再闭合开关
S2,电流表示数变化了0.4A,则同时闭合S1、S2后,相同时间内R1、R2消耗的电能之比是( )
A.3:4 B.4:3
C.7:3 D.4:7
24.一台电冰箱标有“220V,110W”的字样,每天启动时间累积10h,在一个月(30天)内,电流对它做功( )
A.33kW?h B.3.3×104J
C.3.3×103kW?h D.1.188×104kW?h
25.如图是直流电动机提升重物的示意图,电源电压为U=110V且保持不变,电路中的电流是I=5A,质量为m=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。则每秒钟电机消耗的电能W电、每秒钟电机对重物做得功W物和电机线圈的电阻R都正确的是(g取10N/kg)( )
A.W电=550J W物=450J R=2Ω
B.W电=550J W物=450J R=4Ω
C.W电=450J W物=450J R=4Ω
D.W电=450J W物=550J R=8Ω
26.如图所示,图甲是标有“3.8V1.2W”的小灯泡L的电流随着它两端电压的变化关系图象,将此灯泡接入图乙所示的电路中,闭合开关S后,小灯泡的实际功率为0.5W将变阻器滑片P移至变阻器中点,再闭合开关S1后,电流表示数变化了0.16A,则此时变阻器R接入电路的阻值为 Ω;在开关S、S1均闭合情况下,当滑片P在最右端时,通电1min电路消耗的电能 J。
27.电冰箱是间断式工作的(即工作一段时间停止一段时间,再工作再停止,如此循环)。某电冰箱铭牌有关参数如表所示,若电冰箱每次从启动到停止工作的时间都为12min,每消耗1kW?h电能,电能表转盘转1500r,则该电冰箱每天启动 次,每次从启动到停止工作电能表转盘转
r.
容积(L)
175
功率(W)
150
耗电量(kW?h/24h)
0.96
额定电压(V)
220
28.如图是小科家的电子式电能表,有一天他洗澡,关闭了家里其它用电器,只让家里标有“2000W”的电热淋浴器正常工作,发现电能表指示灯闪烁了600imp时,消耗的电能是 kW?h,水的内能增加是主要通过 (选填“传导”或“对流”或“辐射”)来实现;为安全用电,使用大功率用电器必须使用如图插头线,因为图中长插片P和用电器的 相连,可避免触电事故发生。
29.小明家的电能表4月底的读数为824.6kW?h,5月底读数如图所示,则他家5月份用电 kW?h,他家用电器同时工作时总电流不能超过 A,总功率不能超过 W.耗电指示灯闪烁50次,则表示电路中的用电器消耗了 J的电能。
30.如图所示,某同学家今年的两次抄表情况,他们这一个月用电 kw?h.他们家新购进一套用电设备,为测试该设备电功率大小,仅让该用电器工作10min,表盘转过100r,此用电设备的功率大约为 W。
31.为了减少雾霾天气,电动机车作为新能源汽车的主力军将大力发展并逐步代替现在的燃油汽车。如图所示某厂商研制的一种电动汽车,它的外形与普通小汽车相似,在纯电状态下可行驶80km.它的电动机效率为80%,电池为磷酸铁锂电池,电池电压100V,容量150A?h。
(1)霾是空中人眼无法分辨的微粒,平均直径大约在2微米左右,2微米相当于 m,其浮在空中受到 (填“平衡”或“非平衡”)力作用而做无规则运动,很难自然沉降到地面,人吸入后会进入血液对人体形成危害;
(2)燃油汽车的发动机工作时, 冲程将内能转化为机械能;
(3)汽车静止停在水平地面上时,地面对汽车的支持力与汽车受到的重力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”),在匀速行驶时汽车对路面的压力比静止时 (选填“增大”、“减小”或“相同”);
(4)它在充满电后电池存储的电能为 J.在纯电最大行驶里程状态下,车子行驶时所受的平均阻力为 N。
32.如图甲所示为某实验室的自动恒温箱,箱内简化后的电路图如图乙所示。控制电路中电源电压为12V,定值电阻R1的阻值为5kΩ,R2为恒温箱内的热敏电阻,丙图是R2阻值随温度变化的图象。电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间,它可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开关S的通断。当UAB小于2V时,鉴别器将使加热电路中开关S闭合,使加热电路的电热丝通电而发热,从而使箱内温度升高;当UAB大于3V时,鉴别器将使开关S断开,停止加热。分析电路时,可将电压鉴别器内部视为断路。求:
(1)若恒温箱中电热丝电阻为60.5Ω,一天实际工作时间为8h,加热电路一天消耗的电能是多少?
(2)该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围?
(3)若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃,在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下,可采取怎样的措施?
33.在“探究影响电流做功多少的因素”活动中,同学们根据猜想“相同时间内电流做的功可能跟导体两端的电压和通过导体的电流有关”,设计了如图甲、乙、丙三个电路,
(1)经过讨论,认为不应该选择图甲电路,原因是 。
(2)相同时间内电流做功的多少的通过 体现的,这种研究方法是 。
(3)实验还要求灯泡L1和L2 的 不同。
(4)为研究电流做功与电压的关系,应该选择图 所示的电路。
34.如图所示的电路,R0=4Ω,电源电压为6V,当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,A表的示数为0.5A。
(1)求Rx的阻值。
(2)若断开开关S2,闭合开关S1、S3时,求A表的示数。
(3)只闭合S2时,求1分钟电流在R0上所做的功。
(4)闭合S1、S3断开S2时,求1分钟电流在R0上所做的功?1分钟内电路消耗的电能为多少千瓦时?
35.彭水供电公司从2012年开始启用电子式电能表,某同学发现这种电能表没有了转盘,但有红色指示灯不断闪烁。他家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示。表盘上标有“220V 20A 50Hz”和“1600imp/kw?h”,其中“1600imp/kw?h”表示每用电1kw?h指示灯闪烁1600次。根据表盘上的信息,回答下列问题:
(1)该同学家上个月共用电多少kw?h?
(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少?
(3)若只让一个标有“220V 484W”的电热器工作3min,观察到电能表的指示灯闪烁了32次,则该同学家的实际电压是多大?(设电热器的电阻不变)
沪科版物理八年级第十六章电流做功与电功率 第一节电流做功同步练习
参考答案与试题解析
2.【分析】“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。
【解答】解: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。
【点评】本题考查了学生对电能表参数“600r/kW?h”的掌握和运用,是一道基础题目。
3.【分析】知道两个电阻通过的电流相等,利用欧姆定律可知,R1和R2两端电压的电压关系,再利用W=UIt得出电流做功关系。
【解答】解:
由题知,两个电阻通过的电流相等,I1=I2,根据欧姆定律可知,R1两端电压是R2两端电压的2倍,即U1=2U2,而通电时间相等,根据W=UIt可知电流做功:W1=2W2。
故选:A。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功公式应用,属于基础题目。
4.【分析】(1)电能表是测量用电器在一定时间内消耗电能多少的仪表。
(2)电能表是读数方法:最后一位是小数,单位是kW?h。
(3)360r/kW?h,表示每消耗1kW?h的电能,电能表的转盘转360转;
(4)从电能表的表盘上可以看出,电能表的工作电压为220V,标定电流为10A,平时工作允许通过的最大电流为20A;根据公式P=UI可求使用的用电器最大总功率。
【解答】解:
A、电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,不能直接测量电功率,故A错误;
B、由图知,当前电能表的读数为2508.6kW?h,故B正确;
C、表盘上标有360r/kW?h,表示每消耗1kW?h的电能,电能表的转盘转360转,故C正确;
D、由图知,电能表的工作电压为220V,平时工作允许通过的最大电流为20A,则电路中使用的用电器最大总功率:P=UI=220V×20A=4400W,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了对电能表相关参数的理解,属于基础题目。
5.【分析】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。
【解答】解:电流做功的过程是电能转化为其它形式能的过程,电流做了多少功,就会消耗多少电能,也就会转化为多少其他形式的能。
故答案为:电;其他形式。
【点评】自然界的能量不会消失,也不会创生,一种形式的能减少,必然另一种形式的能增加,一个物体能量减少,必然另一个物体能量增加。并且减少的量和增加的量相等。
6.【分析】从电能表上可以读出3月底、4月底的示数,4月底的示数减去3月底的示数就是4月份消耗的电能;已知电费的单价,可求一个月的电费。
【解答】解:
由图甲、乙可知,该用户4月份用电:
W=379.7kW?h﹣328.5kW?h=51.2kW?h,
这个月应交纳的电费:
0.5元/kW?h×51.2W?h=25.6元。
故答案为:51.2;25.6。
【点评】本题考查家用电能表的读数、家庭用电以及电费的计算,注意示数单位是kW?h(度),最后一位是小数点后一位。
7.【分析】已知LED灯额定功率、每天正常工作时间,利用公式W=Pt得到一个月消耗的电能。
【解答】解:因为P=,
所以LED灯一个月消耗的电能:
W=Pt=0.0044W×30×5h=0.66kW?h。
故答案为:0.66。
【点评】此题考查了电功率变形公式的应用,计算过程简单,是一道基础题。
8.【分析】已知电压、工作时间和功,由W=UIt计算电流即可。
【解答】解:
由题知,电动机在6V的电压下,电流1分钟做功180J,
由W=UIt可得通过电动机的电流:
I===0.5A。
故答案为:0.5。
【点评】本题考查了电功计算公式的应用,计算中要注意物理量单位要统一,属于一道基础题。
9.【分析】(1)利用s=vt求出匀速上升需要时间、水平匀速直线飞行时间,进而求出起飞到到达火场需要时间;
(2)求出悬停时电动机总功率(4个电动机),利用W=Pt求悬停时消耗电能;
(3)无人机上升过程的升力等于重力加上阻力,利用W=Fs求升力做的有用功,利用η==90%求消耗的电能。
【解答】解:
(1)由v=得,
匀速上升需要的时间:t1===10s;
水平匀速直线飞行的时间:t2===100s,
无人机从起飞到火场上空,这一过程共耗时:
t=t1+t2=10s+100s=110s;
(2)悬停时电动机总功率:P=50W×4=200W,
悬停时消耗电能:W=Pt=200W×10×60s=1.2×105J;
(3)无人机匀速上升过程的升力:F=G+f=mg+f=2kg×10N/kg+10N=30N,
做的有用功:W有用=Fh=30N×60m=1800J,
由η==90%可得消耗的电能:
W电===2000J。
答:(1)无人机从起飞到火场上空,这一过程共耗时110s;
(2)无人机到达火场上空后,悬停观测10分钟,则10分钟内电动机消耗1.2×105J;
(3)无人机以最大速度匀速直线上升60m,这个过程中消耗2000J的电能。
【点评】本题为学科综合题,考查了速度公式、电功率公式、功的公式、效率公式的应用,要求认真审题,从中获取相关信息!
10.【分析】根据电路图可知,(a)图中灯泡与滑动变阻器串联,(b)图中灯泡与滑片左边的电阻并联,分析灯泡都正常发光时,电路中电流的大小,根据W=UIt可知那种电路更加节能。
【解答】答:由(a)图可知,灯泡与滑动变阻器串联,当灯泡最亮时,滑动变阻器接入电路的阻值为零;
而(b)图中,当灯泡最亮时,滑动变阻器与灯泡并联,滑动变阻器中也有电流通过,因此当灯泡亮度最大时,(b)图中,干路电流大于(a)图中电路的电流,由W=UIt可知,相同时间内,(a)电路节约电能。
【点评】本题考查电功计算公式的应用,关键是分析在相同情况下,电路中电流的大小关系。
11.【分析】电能表是测量电路中消耗的电能,根据电能表参数的含义进行解答。
【解答】解:AB、电能表转过6000转;则小明家电能表消耗的电能W1==2kWh,小红家电能表消耗的电能W2==3kWh,所以小红电能表消耗的电能多于小明电能表消耗的电能,故A错误;B正确;
C、由于1小时内,两电能表均转过6000转,所以电能表转的一样快,故C错误;
D、电能表是测量电路中消耗的电能,电能表转的更快表示电流的功率大,由于小明家的电功率不一定大,所以小明家的电能表比小红家的电能表的转速不一定更快,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了功率的计算公式、单位换算以及电能表参数含义的理解与掌握,是一道基础题目。
12.【分析】电热水壶的原理是将电能转化为内能,在两端电压为U将水烧开和在0.8U的电压下烧开一壶水消耗的电能相等,根据W=UIt=得出等式,据此求出在0.8U的电压下烧开一壶水需要的时间。
【解答】解:烧开同样一壶水消耗的电能相等,设电热水壶的电阻为R,
由W=UIt=可得:
=,
解得:
t′==×16min=25min。
故选:B。
【点评】本题考查了电功公式W=UIt=的应用,注意隐含条件:电热水壶的电阻不变。
13.【分析】本题没有给出灯正常发光的条件,所以“3W”不能用,但可以通过铭牌求灯丝电阻,利用W=I2Rt求解。
【解答】解:由P=可得,用电器的电阻:
R===12Ω;
1min内该用电器实际消耗的电能:
W=UIt=I2Rt=(0.3A)2×12Ω×60s=64.8J;
故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了求电阻消耗的电能,应用焦耳定律即可正确解题。
14.【分析】由电路图可知,当闭合开关后,两电阻串联,V1测R2两端的电压,电压表V2测电源电压;
根据串联电路的电压特点和两个电压表指针偏转角度相同可知它们的量程,指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍,根据串联电路的电压特点求出两电阻两端的电压之比,利用公式W=UIt比较消耗电能之比。
【解答】解:由电路图可知,当闭合开关后,两电阻串联,V1测R2两端的电压,电压表V2测电源电压。
因串联电路的总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针偏转角度相同,
所以,电压表V2的示数是电压表V1示数的5倍,即U=5U2,
则电阻R1和R2两端的电压之比:===;
因为R1、R2串联,所以通过的电流相同,已知通电时间相同,
所以===。
故选:C。
【点评】本题考查了电压表的读数、串联电路的电压特点和电能计算公式的应用,关键是知道指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍。
15.【分析】1200R/kW?h所表示的物理意义:电路中每消耗1kW?h的电能,电能表的转盘转1200R,据此求出电能表转盘转动300圈时消耗的电能。
【解答】解:1200R/kW?h表示每消耗1kW?h的电能,电能表的转盘转1200R,
则转盘每转一圈消耗的电能为kW?h,
当电能表转盘转动300圈时消耗的电能:
W=kW?h×300=0.25kW?h=0.25度。
故答案为:1200;0.25。
【点评】本题考查了电能表参数的含义的了解与掌握,要注意1kW?h=1度。
16.【分析】(1)并联电路工作时互不影响,家用电器是并联接入电路的;
(2)电阻是导体本身的一种性质,它由导体的材料、长度、横截面积和温度决定;
(3)根据“220V 8W”的含义,利用P=的变形公式求灯正常工作的时间。
【解答】解:家用电器工作时互不影响,是并联接入电路的;
空调和电灯的导线虽然都是铜线,但规格明显不同,且空调线的横截面积大、电阻小,这主要是因为横截面积对导线电阻的影响。
标有“220V 8W”的节能灯,表示灯的额定电压为220V,额定功率为8W,
根据P=可得,1kW?h的电能可供节能灯正常发光的时间:
t===125h;
故答案为:并联;横截面积;125。
【点评】此题考查了家庭电路的连接方式、电阻大小影响因素,但难度不大。
17.【分析】从表盘中可得,电能表转3000转消耗的电能为1kW?h,从而可以计算出电能表的铝盘转125转消耗的电能,根据P=求出电热水器的电阻,利用W=t求出他家的实际电压。
电能表是测量电路一段时间内消耗的电能的仪表,上面有五个数字窗口,最后一位是小数位,单位是kW?h.月底示数与月初示数之差就是当月消耗的电能。
【解答】解:因电能表转3000转消耗的电能为1kW?h,
所以,电能表的铝盘转125转消耗的电能:
W==kW?=×3.6×106J=1.5×105J,
由P=可得,电热水器的电阻:
R===Ω,
由W=t可得,他家的实际电压:
U实===200V。
电能表表盘的最后一位是小数,已知小明家上月末电能表的示数为0888.8kW?h,
本月末电能表的示数为0931.6kW?h,
则本月用电量:0931.6kW?h﹣0888.8kW?h=42.8kW?h;
故答案为:1.5×105;200;42.8。
【点评】本题考查了电功的实质和电功的计算和电功公式的灵活运用,关键是电能表参数含义的掌握与应用。
18.【分析】已知蓄电池规格,可以得到蓄电池充满电后储存的电能;已知蓄电池储存的电能和灯泡的额定功率,利用P=求灯泡照明时间。
【解答】解:
蓄电池充满电储存的电能:
W=UIt=6V×2.4A×3600s=51840J,
两只灯泡正常发光的总功率:
P=2×3.6W=7.2W,
由P=得两只灯泡连续发光时间:
t===7200s=120min。
故答案为:120。
【点评】本题考查了电功公式、电功率公式的应用,明确“2400mA?h”的含义是关键。
19.【分析】已知电压与功率,由电功率的变形公式R=求出电阻阻值;由W=Pt可求消耗的电能。
【解答】解:(1)某品牌的电烤箱的额定功率为1000W,额定电压为220V,
由P=可得,它内部的定值电阻的阻值:
R===48.4Ω;
(2)该电烤箱正常工作2h消耗的电能为:
W=Pt=1kW×2h=2kW?h=2×3.6×106J=7.2×106J;
故答案为:48.4;7.2×106。
【点评】本题主要考查电功率、电功的计算,是一道综合题。
20.【分析】(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=UI=求出小灯泡的阻值;
(2)根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据串联电路的电压特点求出R两端的电压,利用欧姆定律求出电阻R的阻值;
(3)根据W=UIt求出电阻R在通电1min内消耗的电能;
(4)根据W=Pt求出小灯泡正常发光1min电流所做的功。
【解答】解:(1)由P=UI=可得,小灯泡正常发光时的电阻:
RL===12Ω;
(2)因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I=IL===1A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R两端的电压:
UR=U﹣UL=15V﹣12V=3V,
则电阻R的阻值:
R===3Ω;
(3)电阻R在通电1min内消耗的电能:
WR=URIt=3V×1A×60s=180J;
(4)由P=可得,小灯泡正常发光1min电流所做的功:
WL=PLt=12W×60s=720J。
答:(1)小灯泡的阻值为12Ω;
(2)电阻R的阻值为3Ω;
(3)电阻R在通电1min内消耗的电能为180J;
(4)小灯泡正常发光1min电流所做的功为720J。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用,要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。
21.【分析】(1)根据电池容量和工作时的电流计算可持续工作的时间;
(2)由W=UIt计算电池容量,根据民航局规定判断即可;
(3)电流通过导体时会产生热量的现象叫电流的热效应;
由题根据开关S1只控制风扇,开关S2控制风扇和工作系统,由此分析解答。
【解答】解:
(1)笔记本电脑电池容量:3000mAh,平均电流为Ⅰ=1.5A=1500mA,
工作时间:t==2h;
(2)笔记本电脑电池充满电后能量:
W=UIt=15V×3A×3600s=162000J=0.045kW?h,
因为0.045kW?h<0.16kW?h,所以该笔记本电脑能带上民航飞机。
(3)由电流的热效应知,电流通过导体会产生热量,所以电脑工作时会发热;
由题知,当升温到一定值时,温控开关S1自动闭合,风扇才启动,所以风扇与其它工作系统互不影响,即是并联的,所以S1只控制风扇,开关S2在干路上控制风扇和工作系统,故B符合题意。
故答案为:(1)笔记本电脑可连续工作2小时;
(2)该旅客能将此笔记本电脑带上民航飞机;
(3)电流通过导体会产生热量;B。
【点评】本题考查了电能的计算以及电路的设计,掌握并联和串联电路特点以及开关作用是设计电路时必须掌握的。
22.【分析】(1)电能表是测量所连接电路中用电器消耗电能的仪表,单位是kW?h(度),最后一位是小数位;
(2)电能表上的电流规格“5(20)A”中,“5A”表示基本电流,它是确定电能表有关特性的电流值;“20A”是电能表能满足测量准确要求,且能长期正常运行的最大电流值;
(3)720r/kW?h是指每消耗1kW?h的电能,电能表的转盘转720转。
【解答】解:
A、图示电表为电能表,是测量家庭电路中用电器消耗电能(电功)的仪表,不是测量电功率,故A错误;
B、电能表表盘转72转,则电路中消耗的电能:W==0.1kW?h;不是电能表消耗的电能,故B错误。
C、“5(20)A”中,“5A”表示基本电流(标定电流),它是确定电能表有关特性的电流值;故C正确;
D、由图知,此时电能表的示数为368.2kW?h,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了学生对电能表表盘上相关参数的认识,对于“5 (20)A”,不同版本的教材,说法不一,大体上有两种,一是本题所说,二是5A是指电能表的标定电流,20A表示电能表允许通过的最大电流。要计算电能表所接用电器的最大功率需要用括号内的电流值。
23.【分析】当只闭合S1时,R1单独接入电路;再闭合S2时,R1、R2并联。
已知电流表前后两次示数关系,可以得到通过两只电阻的电流,利用公式W=UIt比较消耗的电能。
【解答】解:
由图知,只闭合S1时,R1单独接入电路,电流表测R1的电流,则I1=0.3A;
再闭合S2时,R1、R2并联,电流表测干路中的电流,
两只开关都闭合时,由于并联电路中各电阻互不影响,所以通过R1的电流仍然为I1=0.3A,
电流表示数变化了0.4A,则说明通过R2的电流为I2=0.4A,
而并联电路各支路两端的电压相等,即U1=U2,
所以,在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为:
====。
故选:A。
【点评】此题考查了并联电路的特点和电能计算公式的应用,得到两个支路电流大小是解答此题的关键。
24.【分析】已知功率和时间,根据W=Pt计算得出。
【解答】解:电流做功:W=Pt=0.11kW×10h×30=33kW?h;
故选:A。
【点评】计算本题时要注意冰箱的额定功率是110W,在计算时注意单位换算。
25.【分析】(1)由速度公式可求得重物上升的高度,则由W=mgh可求得电动机克服重力所做的功;
(2)电流通过直流电动机做功,消耗电能转化为机械能和内能,则由W=UIt求得电能,则由电能减去增加的机械能即可求转化为的热量;
(3)热量来源于线圈电阻上电流所做的功,则由Q=I2Rt可求得电阻。
【解答】解:(1)物体上升的高度h=vt=0.9m/s×s=0.9m;
则物体克服重力所做的功WG=mgh=50kg×10N/kg×0.9m=450J;
(2)消耗的电能W电=UIt=110V×5A×1s=550J;
则产生的热量Q=W电﹣WG=550J﹣450J=100J;
(3)由Q=I2Rt可得:
R===4Ω;
故选:B。
【点评】本题解题的关键在于明确能量的转化的方向,知道消耗的电能转化为了机械能和热量,则可求得热量;同时明确热量是由于线圈内阻发热产生的。
26.【分析】(1)由小灯泡中的电流随它两端电压变化的图象可知,当UL=2V时,IL=0.25A,此时灯的电功率为0.5W,由此可知电源电压U;
当再闭合开关S1后,因为灯与电阻并联,电流表示数变化值就是此时通过电阻R的电流IR,利用欧姆定律求R的大小;
(2)在开关S、S1均闭合情况下,当滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据I=求出通过滑动变阻器的电流,然后求出干路电流,利用W=UIt即可求出电路消耗的电能。
【解答】解:
(1)将此灯泡接入图乙所示的电路中,闭合开关S后,电路为灯泡的简单电路,
由小灯泡的I﹣U图象可知,当小灯泡的实际功率为0.5W时,UL=2V,IL=0.25A,
则电源的电压U=UL=2V,
当再闭合开关S1后,灯与电阻并联,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,开关S1闭合前后通过灯泡的电流不变,
则通过变阻器的电流:
IR=△I=0.16A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,变阻器接入电路中的阻值:
R中===12.5Ω;
(2)在开关S、S1均闭合情况下,当滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
则滑动变阻器的最大阻值:R滑=2R中=2×12.5Ω=25Ω;
此时通过滑动变阻器的电流:I滑===0.08A,
干路电流:I=IL+I滑=0.25A+0.08A=0.33A,
通电1min电路消耗的电能:W=UIt=2V×0.33A×60s=39.6J。
故答案为:12.5;39.6。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功公式的灵活应用,关键是根据图象得出灯泡实际功率为0.5W时对应的电压和电流值。
27.【分析】从表格可知,电冰箱一天的耗电量为W=0.96kW?h,电功率为P=150W=0.15kW,
知道电冰箱每次从启动到停止工作的时间,可利用公式W=Pt计算出电冰箱每工作一次消耗的电能;知道一天耗电量,可求启动次数;再依据电能表的转动参数可求出电能表每工作一次转盘转过的圈数。
【解答】解:电冰箱的电功率为P=150W=0.15kW,
电冰箱每次从启动到停止工作的时间为:t′=12min=h,
电冰箱每工作一次消耗的电能为:W′=Pt′=0.15kW×h=0.03kW?h,
从表格可知,电冰箱一天的耗电量为W=0.96kW?h,
则该电冰箱每天启动的次数:
n==32次;
而每消耗1kW?h电能,电能表转盘转1500r,
所以,电冰箱每工作一次电能表转盘转的圈数:n=0.03kW?h×1500r/kW?h=45转;
故答案为:32;45。
【点评】解决此类题目要结合冰箱的实际工作特点及电功的计算公式进行分析求解,本题的解题关键是能否从图表中找到有用的解题信息电功率和耗电量的大小。在计算过程中要注意单位的换算。
28.【分析】(1)3000imp/kW?h表示的是电路中每消耗1kW?h的电能,电能表指示灯闪烁3000次,或者表示电能表指示灯每闪烁1次,电路中消耗kW?h的电能;据此求电能表指示灯闪烁了600imp时消耗的电能;
(2)热传递的方式有传导、对流、辐射三种方式,烧水时加热水、暖气加热空气都是利用的对流;
(3)使用大功率用电器时,其外壳必须接地,这样用电器的金属外壳和大地相连,这样漏电时可避免触电事故发生。
【解答】解:
(1)3000imp/kW?h表示电能表指示灯每闪烁1次,电路中消耗kW?h的电能,
所以,电能表指示灯闪烁了 600imp时消耗的电能:
W=600×kW?h=0.2kW?h;
(2)加热水时,从底部加热,热水上升、冷水下降,形成对流,水的内能增加是主要通过对流来实现;
(3)为安全用电,使用大功率用电器时,其外壳必须接地,必须使用如图插头线,因为图中长插片P和用电器的金属外壳相连,也就和大地相连,可避免触电事故发生。
故答案为:0.2;对流;金属外壳。
【点评】本题考查了电能的计算、内能改变的方法以及三脚插头的连接,属于基础题目。
29.【分析】(1)电能表的读数:电能表的最后一位数是小数,单位kW?h;月末与月初的示数差即为本月消耗的电能;
(2)已知电能表的额定电压和标定电流,根据公式P=UI可求电路的最大功率。
(3)根据每消耗1kW?h的电能,指示灯闪烁2500次,可求指示灯闪烁了50次消耗的电能。
【解答】解:
(1)由题知,电能表4月底的读数为824.6kW?h,由图知5月底读数为932.6kW?h,
则他家5月份用电:W=932.6kW?h﹣824.6kW?h=108kW?h;
(2)由图示电能表可知,电能表正常工作时的电压是220V,允许通过的最大电流是60A,则电能表允许接入用电器的最大总功率:
P=UI=220V×60A=13200W;
(3)图中2500imp/(kW?h),其含义是:电路中每消耗1kW?h的电能,指示灯闪烁2500次。
所以当指示灯闪烁50次时,用电器消耗的电能为:
W==0.02kW?h=7.2×104J。
故答案为:108;60;13200;7.2×104。
【点评】本题考查对电能表各参数的理解以及电功率和电能的计算,关键是对电能表各参数的正确理解以及公式及其变形的灵活运用,还要知道各物理量单位的换算。
30.【分析】(1)电能表的读数方法:月末的减去月初的示数;最后一位是小数;单位kW?h;
(2)先利用表盘上的参数2500r/kW?h,求出消耗的电能,再用公式P=求出该设备的功率;
【解答】解:
(1)他家一个月用电:
W=5432.1kW?h﹣5342.1kW?h=90kW?h;
(2)t=10min=h,
用电设备消耗的电能W=kW?h=0.04kW?h,
用电设备的功率P===0.24kW=240W。
故答案为:90;240。
【点评】本题考查的是电能、电功率的计算,易错点是电能的计算,关键是要理解电能表参数的物理意义。(2500r/kW?h表示每消耗1kW?h的电能电能表表盘转2500r.)
31.【分析】(1)1米=106微米,先把2微米换算为2×10﹣6米;受平衡力作用时物体处于匀速直线运动状态或静止状态;
(2)在内燃机的四个冲程中做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;
(3)①一对平衡力必须是大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上;
②根据流体压强与流速的关系可对压力与重力的大小做出分析;
(4)①知道电池电压U和电池的容量Q,利用电功公式W=UIt计算该电池充一次电所消耗的电能;
②根据电动机效率为80%,在纯电状态下可行驶50公里,可求得F。
【解答】解:(1)1m=106μm,2μm=2×10﹣6m;
微粒做无规则运动,故所受的力是非平衡力。
(2)发动机工作时,做功冲程将内能转化为机械能;
(3)汽车静止在路面上时,地面对汽车的支持力与汽车受到的重力,大小相等、方向相反、作用在同一物体,所以是一对平衡力;
小汽车高速行驶时,车身上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大,产生向上的升力,所以汽车对路面的压力小于汽车的重力;
(4)该电池充一次电所消耗的电能:W=UIt=UQ=100V×150A×3600s=5.4×107J;
因为电动机效率为80%,
所以W有=80%×5.4×107J=4.32×107J;
因为W有=Fs,s=80km=8×104m,
所以F===540N。
因为车子匀速运动,阻力等于牵引力,所以f=F=5.3×103N。
故答案为:(1)2×10﹣6;非平衡;(2)做功;(3)平衡力;减小;(4)5.4×107; 540。
【点评】本题以高性能电动汽车为背景,考查了单位换算、平衡力的判断、汽油机四冲程中的能量转化、电能的计算、效率的计算,知识点多、综合性强,要求灵活运用所学知识,属于难题
32.【分析】(1)根据W=UIt=求出消耗的电能;
(2)已知电压鉴别器的控压范围及电源电压,控压得到两种情况下热敏电阻的阻值,根据图象确定恒温箱中温度的变化范围;
(3)根据恒温箱内最高温度首先确定热敏电阻的阻值,然后利用欧姆定律得到使开关断开需要的电路电流;最后得到R1的阻值,从而确定采取的措施。
【解答】解:
(1)恒温箱8h消耗的电能为:
W=UIt=t=×8×3600s=2.304×107J=6.4kW?h;
(2)当U1=2V时,U2=U﹣U1=12V﹣2V=10V,
因为 ==,
所以R2=?R1=×5kΩ=25kΩ,
由图象知,t=20℃;
当U1′=3V时,U2=U﹣U1′=12V﹣3V=9V,
因为==,
所以R2′=?R1=×5kΩ=15kΩ,由图象知,t′=35℃;
即该恒温箱的温度将保持在20℃~35℃之间;
(3)由图象知,当恒温箱内温度为45℃时,热敏电阻阻值为10kΩ,
UAB=3V时,加热开关断开,通过热敏电阻的电流:
I高==9×10﹣4A;
此时R1的阻值变为:
R1′=≈3.3×103Ω=3.3kΩ。
所以若升高恒温箱内的最高温度,在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下,可以减小定值电阻R1的阻值。
答:
(1)若恒温箱中电热丝电阻为60.5Ω,一天实际工作时间为8h,加热电路一天消耗的电能是6.4kw﹒h;
(2)该恒温箱内的温度将保持在20℃~35℃的范围;
(3)若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃,可以减小定值电阻R1的阻值。
【点评】此题是一道联系实际的电学应用题,考查了串联电路的特点、欧姆定律计算公式及其变形公式的掌握和应用,读懂题目信息,充分利用串联电路特点,是解答此题的关键。
33.【分析】(1)电流做功的大小与电压、电流和通电时间三个因素有关,当研究与其中某一个因素的关系时,应控制其余的因素不变;
(2)灯泡亮度由实际功率决定。灯泡越亮功率越大,在相同时间里消耗的电能越多,电流做功越多;
(3)实验中要求两灯泡灯丝的电阻不同;
(4)研究电流做功与电压的关系,应控制电流的大小和通电时间相同,通过比较电压的大小,得出电流做功与电压的关系。
【解答】解:(1)甲电路中,滑动变阻器滑片移动时,灯泡两端的电压和电流都在变化,无法控制电流或者电压不变,
根据控制变量法的思想,不能研究电流做功与电压和电流的关系;
(2)由W=UIt可知,相同时间内电流做功的多少的通过灯泡的亮度体现的,这种研究方法是转换法;
(3)要探究电流做功的多少与那些因素有关,实验还要求灯丝L1和L2电阻不同;
(4)研究电流与电压的关系,就应该控制电路中的电流不变,通过比较电压,研究电流做功与电压的关系,图丙中两只灯泡串联,控制了电流相同。
故答案为:
(1)不能控制变量;
(2)灯泡的亮度;转换法;
(3)电阻;
(4)丙。
【点评】本题是一道实验探究题,侧重考查了控制变量法与转换法的具体应用,知道根据灯泡的亮度比较相同时间内电流做功的多少是关键。
34.【分析】(1)当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,R0与Rx串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出Rx的阻值;
(2)当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,R0与Rx并联,电流表测干路电流,根据电阻的并联求出电路中的总电阻,利用欧姆定律求出电流表的示数;
(3)根据W=UIt=I2Rt求出只闭合S2时1分钟电流在R0上所做的功;
(4)闭合S1、S3断开S2时,根据W=UIt=t求出1分钟电流在R0上所做的功,根据W=UIt求出1分钟内电路消耗的电能。
【解答】解:(1)当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,R0与Rx串联,电流表测电路中的电流,
由I=可得,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,Rx的阻值:
Rx=R﹣R0=12Ω﹣4Ω=8Ω;
(2)当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,R0与Rx并联,电流表测干路电流,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:
R′===Ω,
电流表A的示数:
I′===2.25A;
(3)只闭合S2时1分钟电流在R0上所做的功:
W0=I2R0t=(0.5A)2×4Ω×60s=60J;
(4)闭合S1、S3断开S2时,1分钟电流在R0上所做的功:
W0′=t=×60s=540J,
1分钟内电路消耗的电能:
W=UI′t=6V×2.25A×60s=810J=2.25×10﹣4kW?h。
答:(1)Rx的阻值为8Ω;
(2)若断开开关S2,闭合开关S1、S3时,A表的示数为2.25A;
(3)只闭合S2时,1分钟电流在R0上所做的功为60J;
(4)闭合S1、S3断开S2时,1分钟电流在R0上所做的功为540J,1分钟内电路消耗的电能为2.25×10﹣4kW?h。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功公式的灵活运用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
35.【分析】(1)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。
(2)“220V”表示这个电能表的额定电压,“10A”表示电能表的标定电流,从而可利用公式P=UI计算电能表正常工作时的最大功率。
(3)“1600imp/kW?h”表示每用电1kW?h指示灯闪烁1600次,可求出指示灯闪烁32次消耗的电能,知道工作时间,可利用公式P=计算出电热器的实际功率,又知道电热器的额定电压和额定功率,可利用公式R=计算出电热器的电阻,最后再利用公式P=计算出该同学家的实际电压。
【解答】解:(1)本月消耗的电能:W=12614.6kW?h﹣12519.6kW?h=95kW?h。
(2)因为“220V”表示这个电能表的额定电压,“10A”表示电能表的标定电流,所以电能表正常工作时的最大功率为:P=UI=220V×10A=2200W。
(3)因为电能表的指示灯闪烁了32次,所以电热器消耗的电能为:
W=kW?h=0.02kW?h=7.2×104J,
而t=3min=180s