2019秋浙教版九年级科学上册同步测试：第三章 第6节 电能（试题和答案没有分开）

第6节　电能(1)[学生用书A44]

1．下列关于用电器工作时主要能量转化的说法错误的是(　A　)
A．洗衣机：电能转化为内能
B．石英钟：电能转化为机械能
C．电灯：电能转化为内能和光能
D．电取暖器：电能转化为内能
2．如图所示的家用电器中，其正常工作时的功率最接近1000W的是(　D　)

　　　　　 A　　　　　　　　　　 B

　　　　　 C　　　　　　　　　　 D
3．[2018·毕节]现有L1“6V　3W”和L2“6V　9W”两只小灯泡，若将两灯串联接入电源电压为12V的电路中，假设灯泡电阻不变。下列说法正确的是(　C　)
A．两灯均能正常发光
B．两灯的额定电流相同
C．灯L1可能被烧毁
D．灯L2可能被烧毁
4．[2018·北京]有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为1200W。两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是(　B　)
A．甲电热水壶两端的电压较高
B．电流通过甲电热水壶做功较快
C．通过两个电热水壶的电流相等
D．相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多
5. [2018·泸州]小明家有额定电压相同的微波炉和电视机各一台，按照每度电0.55元的计费标准，将这两个用电器正常工作1h所用的电费绘制成了如图所示的柱状图。对小明家的这两个用电器，下列判断正确的是(　C　)

　图3－6－1
A．微波炉正常工作时的电压大于电视机正常工作时的电压
B．微波炉正常工作时的电流等于电视机正常工作时的电流
C．微波炉正常工作时的电功率大于电视机正常工作时的电功率
D．每月在微波炉上用的电费一定比在电视机上用的电费多
6．[2018·海南]如图所示，A、B为两盏白炽灯，A灯型号是“110V　25W”，B灯型号是“110V　100W”，R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上，下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是(　C　)

　　　　 　A　　　　　　　　 　　B

　　　　　 C　　　　　　　　 　　D
7．[2018·临沂改编]在国家“光伏扶贫”项目中，小明家安装了太阳能发电系统，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中__太阳__能转化为__电__能。
8．[2018·青岛]某电视机的额定功率是110W，1kW·h的电能可供它正常工作的时间是__9.1h__(保留一位小数)。
9．[2018·昆明]电灯正常工作时会发热发光，这是电流__做功__使电能转化为内能和光能。如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1，电流做的功为W，转化的内能为E2，转化的光能为E3，那么E1、E2和E3三者的等量关系是__E1＝E2＋E3__，功与能的关系是W＝__E1__。
10．[2018·福建]如图是四种家用电器各自消耗1度电可持续正常工作的时间柱状图，其中额定功率最大的电器是__电视机__，节能灯正常工作5h消耗的电能是__0.1__kW·h。

　图3－6－2
11．[2018·德州]小刚早上8：00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示，然后关闭家中其他用电器，只让电冰箱工作。下午18：00回家后再次查看电能表，显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为__0.5__kW·h，电冰箱的实际电功率为__50__W。

　图3－6－3
12．[2018·东营]科技小组用标有“1600imp/(kW·h)”(表示每消耗1kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次)的电能表测量电视机的功率；他们把电视机单独接入电路且使其正常工作6min，指示灯闪烁16次，该电视机的功率为__0.1__kW。

13．家用吹风机的工作原理如图甲所示，该吹风机既可吹热风也可吹冷风。某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间变化的图像如图乙所示，则在该次吹干头发的过程中电吹风消耗的总电能是(　D　)

图3－6－4
A．7040J B．12320J
C．21120J D．13200J
14．[2018·嘉兴舟山]在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如图所示的三个电路图：

图3－6－5
(1)你认为图__乙__电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是__图乙是串联电路，电流相等__。
(2)小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是__电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮__。
15．电视机可以用遥控器关机而不用断开电源，这种功能叫做待机功能。这一功能虽给人们带来了方便，但在待机状态下电视机仍然要消耗电能却鲜为人知。例如小明家的一台34英寸彩色电视机的待机功率大约是10W，假如他家电视机平均每天开机4h，看完电视后总是用遥控器关机而不切断电源。则：
(1)小明家一年(365天)中因这台电视机待机浪费的电能是多少千瓦时？
(2)请你设计一种测电视机待机功率的方法。
(3)请你就电视机待机功能的正确使用方法提出一条建议。
【答案】 (1)一年电视机总待机时间t＝(24－4)h×365 ＝7300h，一年因电视机待机浪费的电能W＝Pt＝0.01kW×7300h＝73kW·h。
(2)利用秒表和电能表，关闭其他所有用电器，只让待测电视机处于待机状态，测出在一段时间t 内消耗的电能，再根据P＝W/t的关系计算出电视机的待机功率。
(3)长时间不看电视时应采用关机切断电源的方法，而不要采用待机的方法(合理即可)。

16．[2018·广州]测得某白炽灯在不同电压下的电功率如表：
数据序号 灯两端电压U(V) 灯泡的电功率P(W)
1 220 40
2 110 12.1
(1)灯两端电压为220V时，灯的电阻为多少？
(2)灯两端电压为110V时，通过灯的电流为多少？通电100s灯消耗的电能是多少？
【答案】 (1)由P＝UI＝得，R＝＝＝1210Ω。
(2)由P＝UI得，I＝＝＝0.11A。
由P＝得，W＝Pt＝12.1W×100s＝1.21×103J。


第6节　电能(2)[学生用书B44]

1．电路中，正在使用的两盏白炽灯，若甲灯比乙灯亮，则(　D　)
A．甲灯灯丝的电阻一定比乙灯灯丝的电阻大
B．甲灯两端的电压一定比乙灯两端的电压大
C．通过甲灯的电流一定比通过乙灯的电流大
D．甲灯的实际功率一定比乙灯的实际功率大
2．清华大学的虞昊教授致力于第三代照明技术——LED灯的普及工作。LED灯的能耗小，造价低廉，使用寿命长。虞昊自制的LED台灯，用电压为6V的电源供电，正常工作电流为300mA。那么，此LED台灯正常工作时的功率为(　A　)
A．1.8W B．18W
C．180W D．1800W
3．如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向上滑动时，观察到的现象是(　C　)

　图3－6－6
A．灯泡变暗，电压表示数变大
B．灯泡变亮，电压表示数不变
C．电路消耗的总功率变小，电压表示数不变
D．电路消耗的总功率变大，电压表示数变大
4．[2018·淄博]如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1，灯泡L发光，电压表有示数；再闭合开关S2，电路中出现的情况是(　D　)

　图3－6－7
A．电压表的示数变小
B．电路的总电阻不变
C．灯泡L的亮度不变
D．电路的总功率变大
5．灯泡L上标有“2.5V”的字样，它的电阻随它两端电压的变化关系如图所示，下列说法中正确的是(　B　)

　图3－6－8
A．灯泡L的额定电流是0.2A
B．灯泡L正常发光时的电阻是10Ω
C．灯泡L的额定功率是6.25W
D．灯泡L的电阻随电压的增大而减小
6．有两盏普通照明灯泡，甲灯标有“PZ220—40”，乙灯标有“PZ220—100”，关于甲、乙两盏灯，下列说法正确的是(　D　)
A．甲灯的实际功率一定是40W
B．将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W
C．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
D．两灯均正常发光时，乙灯一定比甲灯亮
7．手机、数码相机等常用充电电池作为电源，如图所示是某手机电池铭牌，观察可知该电池的输出电压是3.8V。它充满电后所储存的电能是__25992__J。


图3－6－9
8．USB电热水杯垫是一种新型时尚的产品，由于其设计精美、外观新颖、使用方便而备受办公室人员的青睐(如图所示)。使用时把它接在电脑的USB电源上，打开加热开关，常温下可将咖啡、茶、牛奶等饮料保持45～60℃温度。电脑上的USB为它提供5V电压，加热时工作电流为500mA，则此时它的功率为__2.5__W，工作10min消耗的电能为__1500__J；若把它接在另一个电源上，它的功率变成1.6W，则该电源的电压为__4__V。

　图3－6－10

9．[2018·德州]如图是检测酒精浓度的测试仪原理图，图中电源电压恒定为8V，R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时，R2＝60Ω，此时电压表示数为2V。以下说法错误的是(　C　)

　图3－6－11
A．若酒精气体浓度越大，电压表和电流表示数都越大
B．定值电阻R1的阻值为20Ω
C．酒精浓度为0时，电路消耗的总功率为0.6W
D．若电流表示数达到0.2A时，表示酒驾，此时R2消耗的电功率为0.8W
10．两个额定电压相同的小灯泡，串联起来接到电源上，亮度不同。对两个灯泡的额定功率比较大小时，做以下分析，其中最合理的顺序是(　D　)
①从关系式P＝I2R可以知道
②比较亮的灯泡的电阻较大
③在相同电压下工作时，灯泡的电功率和它的电阻成反比
④从关系式P＝U2/R可以知道
⑤串联时流过两个灯泡的电流相同
⑥所以，串联时较暗的那个灯泡的额定功率较大
A．②①③④⑤⑥
B．⑥②①③④⑤
C．①③④②⑥⑤
D．⑤①②④③⑥
11．[2018·临沂]如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L的电阻为10Ω且保持不变。闭合开关S后，滑片P由b端向a端滑动的过程中，下列判断正确的是(　D　)

　图3－6－12
A．灯泡L亮度变暗
B．电压表示数变大，电流表示数变小
C．电压表与电流表示数的比值变小
D．灯泡L的最大功率为0.9W
12．[2018·宁波]如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。

图3－6－13
(1)图乙中__dc__(选填“dc”或“ec”)表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像。
(2)该过程中电路消耗的总功率最大值为__36__W。
【解析】 由图甲可知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流。(1)滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R2两端的电压变大，且此过程中电流表示数变大，所以图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像，ec是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像。(2)由图乙可知，电源电压为U＝U1＋U2＝12V，当电路中电流取最大值3A时，电路消耗的总功率为最大值P＝12V×3A＝36W。

13．小明家安装了电热水龙头如图甲，其简化电路如图乙，R1、R2为电热丝，通过调节旋钮可使扇形开关S同时接触两个相邻的触点，从而实现冷水、温水、热水挡之间的切换。某次使用电热水龙头的过程中，水龙头的功率随时间的变化关系如图丙所示。当开关同时接触3、4触点时，水龙头放出的是__热水__(选填“冷水”“温水”或“热水”)。电热丝R1工作时的电阻为__55Ω__。该次使用过程中水龙头消耗的总电能为__3.52×104J__。


图3－6－14
14．如图所示是某种型号电饭煲的简化电路。当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W(不考虑温度对电阻值的影响)。则：

　图3－6－15
(1)电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少千瓦时？
(2)R0的电阻为多少欧？
(3)当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？请说明原因。
【答案】 (1)消耗的电能W＝Pt＝1.1kW×0.1h＝0.11kW·h。
(2)电阻R0＝eq \f(U,P加热)＝＝44Ω。
(3)当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将变小。因为当S断开时，电阻R0与电阻R串联，由欧姆定律可知，电饭煲的工作电流减小；根据P＝UI可知，此时电饭煲的电功率也减小。


第6节　电能(3)[学生用书A46]

1．在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察(　C　)
A．灯泡的发光情况
B．变阻器滑片的位置
C．电压表的示数
D．电流表的示数
2．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，下列说法错误的是(　B　)

　图3－6－16
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
D．小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
3．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接入电路的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是(　D　)
A．电压表的正、负接线柱接反了
B．电压表的量程选择不合适
C．电压表坏了
D．电压表与滑动变阻器并联
4．如图所示，电源电压为6V，一只标有“3V　3W”的小灯泡与一个最大阻值为9Ω的滑动变阻器串联，在保证电路安全工作的前提下，电路消耗的最大功率和滑动变阻器两端的最大电压分别为(　A　)

　图3－6－17
A．6W　4.5V B．4.5W　6V
C．6W　6V D．9W　4.5V
5．小灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7～12W之间，小佳按图甲所示的电路测定小灯泡的功率，所用电流表的量程有0～0.6A、0～3A两挡，电压表的量程有0～3V、0～15V两挡，将它们连入电路时，小佳做了正确选择与操作，变阻器滑到某处时两电表示数如图乙、丙所示，则(　B　)

图3－6－18
A．小灯泡额定功率为7.5W
B．在5V电压下小灯泡的功率为7.5W
C．在1V电压下小灯泡的功率为7.5W
D．在5V电压下小灯泡的功率为1.5W

6．小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率。电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A。滑动变阻器的规格为“20Ω　1A”，灯泡标有“2.5V　1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法中正确的是(　D　)

　图3－6－19
A．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0～20Ω
B．电流表示数的变化范围是0～1A
C．灯泡的最小功率是1.25W
D．该电路的最大功率是2.25W
7．[2018·东营]在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡(额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室只有：R1(10Ω　1A)、R2(50Ω　0.2A)、R3(100Ω　0.5A)三种规格的滑动变阻器可供选择。
(1)请在虚线框内画出实验电路图。
【答案】 (1)如答图所示。

第7(1)题答图
(2)通过估算，滑动变阻器应选择__R3__(选填“R1”“R2”或“R3”)。
(3)同学们检查器材完好，按电路图连接电路，当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图甲所示，造成这种现象的原因是__电流表标有“＋”“－”号的接线柱接反__。

图3－6－20
(4)同学们纠正了错误，正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，请分析出现这种现象的原因是__小灯泡实际功率太小，不足以让小灯泡发光__。为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是__调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为2.5V__，读出并记录电流表的示数。
(5)当小灯泡正常发光时，电流表的示数(如图乙所示)为__0.26A__，则小灯泡的额定功率为__0.65W__。
8．用伏安法测量额定电压为2V的小灯泡的额定功率，实验时按图甲连接电路，电源电压恒为3V，移动滑动变阻器滑片，读出电压表和电流表示数，绘制成的I－U图像如图乙所示。

图3－6－21
(1)根据图乙中数据，计算小灯泡的额定功率。
(2)当小灯泡正常工作时，滑动变阻器接入电路的电阻为多大？
【答案】 (1)由图乙可知，U额＝2V时，I额＝0.5A，所以小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝2.0V×0.5A＝1W。
(2)U滑＝U总－U额＝3V－2V＝1V，滑动变阻器接入电路的电阻R滑＝＝＝2Ω。

9．为测量规格“6.3V　0.15A”小灯泡的额定功率，提供的实验器材有：蓄电池(输出电压约10V)、滑动变阻器(有“10Ω　2A”“50Ω　1.5A”两种规格)、电流表、电压表各一只。

图3－6－22　　　
(1)图甲是小张测量时的电路图和所连接的部分实物连线图，请你根据电路图补全实物连线图。
(2)实验中，小徐同学选择了规格为“10Ω　2A”的滑动变阻器，你预计会出现什么现象？说明理由：__小灯泡烧坏(或不正常发光)。因为滑动变阻器与小灯泡串联，两者电压之比等于电阻之比，R滑≤10Ω，滑动变阻器的阻值太小，所以滑动变阻器分担的电压过少，小灯泡的实际电压大于额定电压__。
(3)在某次测量中，电流表、电压表读数如图乙所示，则电流表读数为__0.08A__，电压表读数为__2.5V__，此时应使滑动变阻器的阻值__变小__(选填“变大”“变小”或“不变”)，才能测量小灯泡的额定功率。
【答案】 (1)如答图所示。

第9(1)题答图
10．在测量小灯泡额定电功率时，电压表出现了故障不能使用，小明向老师借了一只定值电阻R0，设计了如图所示的电路，按下面的顺序测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率：

　图3－6－23
(1)测量时，先闭合开关__S和S1__，调节滑动变阻器，当电流表的示数为____时，小灯泡正常工作。
(2)断开所有开关后，保持滑片P的位置不动，再将开关__S和S2__闭合，读出电流表的示数为0.65A，则通过小灯泡的电流为__0.65A－__。
(3)算出小灯泡的额定功率P额＝__2.5V×__。
【解析】 要求小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压，测量出小灯泡在额定电压下工作时的电流即可，而没有电压表，只有定值电阻和电流表，可以根据并联电路的电压规律得到小灯泡两端的电压。(1)图中电路，闭合开关S和S1，小灯泡与电阻R0并联，电流表测量通过电阻R0的电流，根据并联电路电压规律，小灯泡正常发光时，电阻两端的电压等于灯泡的额定电压2.5V，此时电流表的示数应为I0＝。(2)要测通过灯泡的电流，在不改变电路连接的情况下，则应闭合S、S2，断开S1，此时电流表测干路电流，则灯泡的电流I额＝I－I0＝0.65A－。(3)根据功率公式P额＝U额I额＝2.5V×。


第6节　电能(4)[学生用书B46]

1．[2018·潍坊]最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是(　B　)
A．欧姆 B．焦耳
C．奥斯特 D．法拉第
2．[2018·乐山]下列家用电器中，将电流热效应作为工作原理的是(　C　)
A．电风扇 B．洗衣机
C．电热水壶 D．电视机
3．[2018·邵阳]将规格都是“220V　180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是(　C　)
A．电冰箱产生的热量最多
B．电脑产生的热量最多
C．电热毯产生的热量最多
D．三者产生的热量一样多
4．[2018·深圳]如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是(　D　)

　图3－6－24
A．通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
5．已知通过一根电阻丝(电阻不随温度变化)的电流为2A，通电1min产生了2.64×104J的热量，则它的电阻是(　C　)
A．66Ω B．6600Ω
C．110Ω D．220Ω
6．[2017·鞍山二模]一些金属或合金当达到某一温度时，电阻会变为零，这种现象称为“超导”，能够发生超导现象的物质叫超导体。请你想想下列哪个事例不是利用超导体的(　D　)
A．可用于输电线路降低输电损耗
B．研制成磁悬浮列车
C．装配成功率大、高效率的发电设备和电动机
D．制成大功率的电炉
7．[2018·攀枝花]额定功率均为“220V　500W”的电吹风和电熨斗，都在额定电压下工作2min，__电熨斗__产生的热量多，产生的热量为__60000__J。
8．[2017·湖州]如图装置，在两相同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__(选填“大于”或“小于”)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(选填“大于”或“小于”)。

图3－6－25
9．[2018·嘉兴舟山]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__电流通过导体会产生热量__。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__B__。

A　　　　 B　　　　 　C　　　　 D
【答案】 (1)笔记本电脑电池容量3000mAh，平均电流I＝1.5A＝1500mA，可连续工作时间t＝＝2h。
(2)笔记本电脑电池充满电后的能量W＝UIt＝15V×3A×3600s＝162000J＝0.045kW·h，因为0.045kW·h＜0.16kW·h，所以该旅客能将此笔记本电脑带上民航飞机。
【解析】 (3)由电流的热效应可知，电流通过导体会产生热量，所以电脑工作时会发热。由题可知，当升温到一定值时，温控开关S1自动闭合，风扇才启动，所以风扇与其他工作系统互不影响，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。

10．如图是探究电流产生热量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，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是(　B　)

　　　　 　甲　　　　　　　　　　 　乙
图3－6－26
A．甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
D．乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小
11.电吹风是现代家庭常用的一种电器，如图所示为额定电压为220V的某电吹风电路。其中电热丝R通电后可以发热，电动机M通电后可以送风，已知电动机的额定功率为120W。

　图3－6－27
(1)要送冷风，开关应该放在图中的__B__位置(选填“A”“B”或“C”)。
(2)送热风时，电路消耗的总功率为560W，则电热丝R的阻值应为__110__Ω。
12.为了探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关，设计了如图所示实验，三只完全相同的烧瓶中盛有等质量的煤油。已知电阻丝R甲>R乙，R乙＝R丙。

　图3－6－28
(1)为了探究产生的热量与电阻的关系，应选择的电阻丝为__甲和乙__。
(2)为了探究产生的热量与电流的关系，应选择的电阻丝为__乙和丙__。
(3)该实验的探究中，我们采用了__控制变量__的方法。
13．[2018·盐城]在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低挡”“高挡”之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系图像如图乙所示。求：
(1)30min内电路消耗的总电能。
(2)饮水机工作时，通过电阻R1的电流。
(3)电阻R2的阻值。

图3－6－29
【答案】 (1)W1＝P1t1＝660W×10×60s＝3.96×105J，
W2＝P2t2＝220W×20×60s＝2.64×105J，
W总＝W1＋W2＝3.96×105J＋2.64×105J＝6.6×105J。
(2)由题分析可知，当P＝220W时，只有电阻R1接入电路。通过电阻R1的电流I＝＝＝1A。
(3)R2接入电路时其功率P＝660W－220W＝440W，由P＝UI、I＝得，P＝，R2＝＝＝110Ω。

14．[2018·龙东]如图所示，是人们日常生活和工作中经常使用的一种插线板。现在市场上有一些劣质插线板，经质监部门检查发现，部分劣质插线板电源线芯线比合格产品细。请根据焦耳定律解释使用这种插线板存在的安全隐患。

图3－6－30
【答案】 电源线芯线细，电阻大，根据公式Q＝I2Rt可知，当I和t一定时，电阻越大，产生热量多，易发生火灾。
15．一电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，且电动机正常工作。
(1)在求电动机正常工作1min所消耗的电能时，有以下两种不同的解法。
小明解：W＝UIt＝2V×0.8A×60s＝96J。
小华解：W＝I2Rt＝(0.8A)2×1Ω×60s＝38.4J。
你认为哪位同学的解法对？请做出判断，并说明理由。
(2)求电动机正常工作1min所转化的机械能。
【答案】 (1)小明的解法对，因为电动机所在电路为非纯电阻电路，即电动机工作时电能会转化为机械能和内能(或电动机的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律)，所以电动机消耗的电能必须根据W＝UIt进行计算；电流产生的热量可根据Q＝I2Rt进行计算，并且W＞Q。
(2)根据小明的解法可知，电动机1min内消耗的电能W＝96J，根据小华的解法可知1min内这台电动机产生的热量Q＝38.4J，所以1min内这台电动机所转化的机械能W′＝W－Q＝96J－38.4J＝57.6J。


专题五　有关电学的实验探究与计算[学生用书A48]
类型之一　掌握电功、电功率的分析计算
1．[2018·衢州]小柯家新添了一台变频空调，部分参数如表所示。当室温和空调的设定温度相差较大时，变频空调一开机，即以最大功率工作，使室温迅速达到设定温度；当室温达到设定温度后，空调的制冷(热)功率随之减小，以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能，可以辅助制热，以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。
型号 ×××
功能 冷暖(辅助电加热)
制冷功率P冷(W) 变化范围180～1600
制热功率P热(W) 变化范围200～1900
电辅热功率P辅热(W) 1000
电源电压(V) 220
(1)空调接入家庭电路后，与其他用电器__并__联。
(2)假设该空调开机后以最大制冷功率工作0.5h，使室温降至设定温度。然后，空调又以某一恒定的功率工作了2.5h，全过程空调消耗的电能为1.9kW·h，求：
①前0.5h空调消耗的电能。
②后2.5h通过空调的电流。
【答案】 (2)①由表格数据可知，最大制冷功率为1600W，所以前0.5h消耗的电能W1＝P最大制冷t1＝1.6kW×0.5h＝0.8kW·h。
②全过程空调消耗的电能为1.9kW·h，所以后2.5h消耗电能W2＝W－W1＝1.9kW·h－0.8kW·h＝1.1kW·h，
功率P2＝＝＝0.44kW＝440W，
由P＝UI，I＝可得，后2.5h通过空调的电流I2＝＝＝2A。
2．随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。某款扫地机器人及铭牌上的部分参数如图、表。请回答下列有关问题：

图1

(1)机器人吸尘的工作原理是通过电机转动使内部压强__减小(或降低)__，从而使杂物进入吸尘器。
(2)电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA时，电池能持续供电1h。若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间？
(3)机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。若返回过程中受到的阻力为20N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米？(剩余电池容量的40%用于克服阻力做功)
【答案】 (2)电池的容量W＝UIt＝15V×2A×3600s＝1.08×105J，
则可供机器人持续正常工作的时间t＝＝＝3600s＝1h。
(3)克服摩擦力做功W＝UIt＝15V×2A×3600s×10%×40%＝4320J，则离充电座最远s＝＝＝216m。
类型之二　测定小灯泡的功率
3. [2018·金华丽水]小科想知道标有“3.8V”字样的小灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6V恒定不变，滑动变阻器规格为“50Ω　1A”。

　图2
(1)请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。
(2)正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，小科观察到两电表的示数情况是__电压表有示数，电流表无示数(或电压表示数为6V，电流表示数为0)__，由此判断故障是小灯泡断路。
(3)排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据见表：
实验次数 1 2 3 4 5
发光情况 很暗 较暗 较亮 亮 很亮
电压U(V) 1 2 3 3.8 4.5
电流I(A) 0.2 0.22 0.25 0.30 0.34
由表中数据可得，小灯泡的额定功率是__1.14__W。
(4)小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于5Ω，小科的理由是__小灯泡的电阻随温度的升高而增大，实验中很暗时灯丝电阻为5Ω，没有通电时，温度更低，所以电阻会更小__。
【答案】 (1)如答图所示。

第3(1)题答图
4．[2018·南京]两只铭牌模糊的小灯泡L1、L2，仅能看清分别标有“0.3A”和“0.5A”字样。

图3
(1)图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图。
①图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正。
②闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于__B__(选填“A”或“B”)端。
③闭合开关，电流表示数为0.1A，移动滑片P，通过观察__电流__表的示数来判断小灯泡是否正常发光，小灯泡正常发光时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡L1的额定功率为__0.75__W。
(2)小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率，请在虚线框内补上小灯泡、电压表和定值电阻R(阻值已知)这三个元件的符号，使电路完整，实验操作方便。
【答案】 (1)①如答图所示。


第4(1)题答图
(2)如答图所示。

第4(2)题答图
类型之三　关于焦耳定律的理解和应用
5. [2018·枣庄]如图所示，是某种电热器的电路图，电源电压220V，R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、中、低三个挡位的转换，电热器在低温挡工作时的电功率是__2200__W，在高温挡工作1min产生的热量是__3.96×105__J。

　图4
6．[2018·怀化]探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。

图5
如图甲和乙所示，两个透明容器中密闭着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)在图甲中，通过两电热丝的电流__相等__；该实验是探究电流通过导体时产生的热量与导体__电阻__的关系。
(2)图乙是探究电流通过导体时产生的热量与导体__电流__的关系。
(3)在该实验中，我们是通过观察U形管中液面的__高度差__来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的__电阻__成正比，跟__通电时间__成正比。这个规律叫做焦耳定律，其表达式为__Q＝I2Rt__。
7．如图所示，电源电压为12V且保持不变，小灯泡L的规格为“6V　3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0～3A。

图6
(1)当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？在10min内电流通过R1所产生的热量是多少？
(2)当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？R2消耗的最大电功率是多少？
【答案】 (1)当开关S1、S2都断开时，R1与小灯泡L串联；小灯泡L恰能正常发光，则说明灯泡两端电压为额定电压6V，
电路中电流I＝＝＝0.5A，
R1两端电压U1＝U－UL＝12V－6V＝6V，
R1阻值R1＝＝＝12Ω，
则R1所产生的热量Q1＝I2R1t＝(0.5A)2×12Ω×10×60s＝1800J。
(2)当开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，L被短路，电流表测干路电流，
电流表的量程为0～3A，要使电流表安全使用，即干路电流最大为3A。
通过R1的电流I1＝＝＝1A，
通过R2的最大电流I2＝I－I1＝3A－1A＝2A，
R2的最小值R2＝＝＝6Ω，
R2消耗的最大电功率P2＝UI2＝12V×2A＝24W。
8．如图甲所示的电加热恒温箱电路图，由控制电路和加热电路两部分构成，其中控制电路由U1＝6V的电源、电磁继电器(线圈电阻忽略不计)、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串接而成。加热电路由U2＝220V的电源和R0＝48.4Ω的电热丝串接而成。恒温箱内包含了图中虚线框内的电热丝R0和热敏电阻R1，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图像。当控制电路中的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，加热电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作。根据以上信息回答下列问题：

图7
(1)当恒温箱中温度保持在60℃时，在图乙中读出对应的热敏电阻的阻值为__70__Ω。
(2)加热电路正常工作1min，电流通过电热丝R0做的功是多少？
(3)通过调节控制电路中滑动变阻器R2接入电路的电阻，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度。如果滑动变阻器R2的最大电阻为90Ω，该恒温箱能够设定的温度范围是多少？
【答案】 (2)电流通过电热丝R0做的功W＝t＝×1×60s＝6×104J。
(3)由题意可知，当I＝0.05A时，控制电路中的电阻R＝＝＝120Ω，当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，热敏电阻的阻值R1＝120Ω，由图乙可知，此时对应的温度为30℃；当滑动变阻器接入电路的电阻为90Ω时，热敏电阻的阻值R1＝R－R2＝120Ω－90Ω＝30Ω，此时对应的温度为130℃。所以该恒温箱能够设定的温度范围是30～130℃。