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1、第十八章 第1节 电能 电功 辅导科目物理年 级九年级教材版本人教版讲义类型提升版(适用于考试得分率在60%80%以内的学员)教学目的1.知道电能及其单位和单位的换算。2.知道电能表的作用、读数方法、表上几个参数的意义。3.知道电源和用电器工作过程中的能量转化情况4.知道电功及其计算公式。重、难点重点:1.知道电功及其计算公式。2.知道电源和用电器工作过程中的能量转化情况难点:从电能的各种来源与各种应用来学习电能授课时长建议授课时长2小时教学内容【课程导入】师:用电器的作用是什么?生:把电能转化为我们需要的各种能.师:你能举出一些例子吗?生:电热水壶:把电能转化为内能. 生:电风扇:把电能转化
2、为机械能. 生:给电动车充电:把电能转化为化学能.师:很好。电能的应用非常广泛,我们的生活已离不开电能,各行业的生产,国家的发展也避不开电能的利用。电能转化为其他形式的能,是通过电流做功来实现的.今天我们学习电流做功。【新知讲解】知识点一:电能一、电能:是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力1、 电能的应用各类用电器在生产生活中把电能转化成其他形式的能电灯热和光:电灯使用电流做功产生热和光电风扇动能:电风扇使用电流做功产生动能电视机光能、声能:电视机使用电流做功产生光和声洗衣机动能电炉热能空调冷热变化电脑光能、声能电冰箱冷热变化:电冰箱使用电流做功使温度变化2、 电能的来源从能量转化的角
3、度,电能是由其他形式的能转化而来3、 电能的单位(1)焦耳:电能是电流以各种形式做功的能力,能和功在本质是相同的,能是状态量,功是过程量。所以,功和能的国际单位都是“焦耳”。简称焦,符号是J(2)千瓦时:我们经常说的“度”,就是电能的单位,它的学名叫做千瓦时,符号是kW · h。1度=1千瓦时(kW·h)=3.6×106焦耳(J)4、 电能的计量(1)电能表220V:表示电能表适用的额定电压为220V2(4)A: 电能表能持续工作时的最大电流为2A,短时间内 允许通过的最大电流为4A50Hz:表示电能表在50Hz的交流电中使用3000revs/kW·h(
4、也可写为:3000r/kW·h):表示每消耗1kW·h(度)的电能,转盘转动3000转示数:整数 + 一位小数 读数为:145.5 kW·h(2)电能表的读数及计量方法426781月底:W1= 4267.8 kW·h读数:437442月底:W2= 4274.4 kW·h读数: 2月份用电(消耗电能或电流做功) W= W2 -W1=106.6 kW·h= 106.6 ×3.6 ×106 J例题【例1】如图所示,常见的家用电器,工作时主要将电能转化为机械能的是A 电饭锅B 电熨斗C 电视机D 电风扇【答案】:。【解析】
5、:在常见的家用电器中:、电饭锅把电能转化成内能,不符合题意。、电熨斗把电能转化成内能,不符合题意。、电视机主要是电能转化为声能和光能,不符合题意。、电风扇工作时转动,主要是电能转化成机械能,符合题意。【例2】小明观察单位电能表有“600r/(kW·h)”的字样。他观察电能表的转盘在2min内转动了60转。请你计算这2min内小明单位消耗多少kW·h的电能?合多少J?£练习1、电能可以转化为多种形式的能。下列用电器在使用过程中电能转化的主要形式与电饭煲相同的是A电风扇B教室里的日光灯C电烤箱D电动车【答案】:。【解析】:电饭煲在使用时将电能转化为内能。、电风扇主要将
6、电能转化为机械能,故不合题意;、教室里的日光灯主要将电能转化为光能,故不合题意;、电烤箱在工作时将电能转化为内能,故符合题意;、电动车主要将电能转化为机械能,故不合题意。2、4月初小芳家中的电能表的示数为1923.5,5月初电能表如图所示,本月她家共使用了 度电.她认真观察了几分钟,查出电能表的转盘转过60圈,则这几分钟内她家的用电器消耗的电能是 J.3、王亮同学家的电能表上标有“3200 imp/kW·h”的字样,他发现2 min内电能表内的灯闪烁了128次,那么用电器平均1 min消耗的电能是( )A.7.2 kW·h B.0.72 kW·h C.0.2 kW
7、·h D.0.02 kW·h§知识小结 知识点二:电功(1)定义及单位:电能转化为其他形式能量的过程也可以说电流做功的过程,有多少电能转化为其他形式的能量,就说电流做了多少功。电功的符号是W。电功的单位是“焦耳”,简称“焦”,符号是“J”(2)电功计算公式:W=UIt。说明电流做功的多少与电流的大小、电压的高低、通电时间的长短有关在电流和时间相等的条件下,电功跟电压成正比。电源电压不变,电路中串联不同的用电器,电阻大的两端电压高,所以电阻大的做功多。在电压和时间相等的条件下,电功跟电流成正比。电源电压不变,电路中并联不同的用电器,电阻小的通过的电流大,所以电阻小的
8、做功多。在电压和电流相等的条件下,电功跟时间成正比例题【例1】小明家中一周前、后电能表示数如图所示,小明家所在地区每度电的电费是0.5元,则本周小明家应付电费20元。1度电可使一盏“”的灯正常工作。【答案】:20;50。【解析】:(1)小明家这周共消耗的电能:,他家本周需要付的电费:元元;(2)1度,由可得,供灯正常工作时间:;£练习1、如图所示是小芳家的电能表,她家同时使用两个的空调,这个电能表不会(填“会”或“不会” 烧坏;若关闭其中一个空调,另一个空调单独正常工作,消耗的电能为,这段时间电能表转盘转了36转,则每消耗的电能,电能表转盘转转。【答案】:不会;0.06;600。【解
9、析】:(1)由电能表参数可知,电能表正常工作时的电压为,允许通过的最大电流为,他家同时使用用电器的最大总功率:;同时使用两个的空调,总功率为,故电能表不会被烧坏;(2)由可得,空调单独正常工作消耗的电能:,每消耗的电能,电能表转盘的转数:。§知识小结 【课堂检测】1.( 2019 衡阳市).小明家上次査看电能表示数,本次查看时电能表读数如图所示,则下列说法正确的是( )A. 他家在这段时间内消耗的电能为903kw·hB. 电能表是测量电功率仪表C. 若只让一个标有“220V 1000w”的电热水器正常工作10min,则电能表的圆盘转了600转D. 这个电能表的额定功率为22
10、00W2.(2019乐山市)LED灯具有节能、环保的特点。一个“220V 5W”的LED灯与一个“220V 60W”的白炽灯亮度相当。若一个“220V 60W”的白炽灯每天正常工作4小时,30天消耗的电能是_kW·h,这些电能可供“220V 5W”的LED灯正常工作_小时。3.(2019淄博市)灯泡L的电流随电压变化的图像如图甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,则电源电压是_V;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1A,则R的阻值是_;通电lmin,定值电阻R消耗的电能是_J。4.(2019 镇江市)小明发现家中图示电能表的转
11、盘在40min内转动了3600圈,则他家中用电器实际消耗的电能为_kWh,实际功率为_kW;若该电能表能正常工作的最大电流为10A,则小明家中还能接入额定功率为_W的用电器。5.(2019 浙江省衢州市)空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能,其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时,通常向水箱中加水,使吹出的风比无水时凉爽。下表是某品牌空调扇部分参数。项目参数项目参数额定电压220伏额定功率50瓦空机质量7.5千克单个轮子接触地面面积2厘米2水箱容量0.5升轮子数量4个蒸发量1升/时电源线长度1.2米(1)向水箱的水里再加入一些碎冰,可降低水温,使吹出的风比只有水时更凉爽。加冰可降低水
12、温的原因有_。(2)人在运动大量出汗后,对着空调扇吹,很容易感冒。此时,在脑干调节下,皮肤血管收缩,血流量减少,皮肤温度下降,散热量_,从而维持人体体温恒定。(3)小科阅读参数表发现,该空调扇比较省电。计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能。(4)计算水箱加满水时该空调扇对水平地面的压强。(5)该空调扇底座安装了万向轮,方便移动。但在其他设计上仍存在缺陷,为更方便用户使用,请结合表中参数提出条改进建议:_。6.(2019 浙江省金华市)如图是一款用锂电池供电的平衡台灯,悬挂在中间的木质小球是它的“开关”使用时只需要将上下两个小球靠近,小球就相互吸引,灯管发光。以下为平衡台灯参数:额定电压:5伏
13、额定功率:5瓦光源类型:LED锂电池输出电压:5伏锂电池容量:4800毫安时(注:以4800毫安的电流放电能工作1小时)(1)若A球内置的磁体下端为N极,则B球内置磁体上端为_极;(2)求平衡台灯正常发光时电路中的电流;(3)给该台灯充电时,充电器的输出电压为5伏、电流2安,充电效率为80%,则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间?7.(2019 苏州市)如图所示电路中,电源电压为6V,电阻R1、R2的阻值分别为12和6闭合开关S则:(1)电流表的示数是多少?(2)求电阻R2在1min内消托的电能;(3)断开s,将电阻R2拆下,再将最大阻值为30的滑动变阻器R3接入剩余电路中,重新闭合S,移动
14、滑片,记录电流表示数如下表所示表中有1个数据记录错误,该数据是 ;请根据表中数据判断R1与R3的连接方式并简述理由: 。8.(2019 天津市)某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时,把1kg水从20加热到100用时7min。已知c水/(kg·),求:型号XX额定电压220V额定功率1000W频率50Hz(1)水吸收的热量;(2)电热水壶的热效率。9.(2019 吉林省)某种荧光台灯铭牌上标有“额定功率11W,额定电流0.05A”的字样。当台灯正常发光时,求:(1)台灯两端的电压;(2)10s内台灯消耗的电能10.(2019 浙江省宁波市)近年来越来越多的人喜欢骑单
15、车健身。某公司设计了一款轻便易用的USB发电机,主体部分为一个黑色盒子,内置电池及发电装置,只需将它固定在单车后轮并穿过车链,当踩动车链时,即可产生电能。该产品同时还附设一条USB线,将之固定在车把上,即可为手机等装置充电。请回答下列问题:(1)从能量转化角度分析,USB发电机将 能转化为电能。(2)小科骑该款单车20min行驶了5km,求他的骑行速度。(3)设USB发电机内部电池和手机的初始电量都为0,输出电流与骑车速度之间的关系如下表。若小科以18km/h的速度边骑单车边给手机充电,要将电池容量为1800mAh的手机充电量达50%,至少需要骑车多少时间?骑车速度/kmh1101418222
16、6输出电流/mA220280360450580【答案】1.C【解析】A.因为电能表两次示数差就是消耗的电能,且注意电能表最后一位是小数,所以,由图知道,他家在这段时间内消耗的电能是:W=8633.5kWh-8543.2kWh=90.3kWh,故A错误;B.电能表是测量消耗电能的仪表,不是测量电功率的,故B错误;C.电能表上标有的3600r/(kWh)表示电路中每消耗1kWh的电能,电能表的转盘转过3600r,所以,当只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min,其消耗的电能是: ,电能表的圆盘转过的圈数是:,故C正确;D.由该电能表的铭牌知道,其允许接入用电器的最大功率是:
17、P=UI=220V×10A=2200W;但电能表属于测量仪表,不消耗电能,所以,没有额定功率,故D错误。2. (1). 7.2 ; (2). 1.44×103【解析】若一个“220V 60W”的白炽灯每天正常工作4小时,由 知道, 30天消耗的电能是:W=Pt=60×10-3 kW×4h×30=7.2kWh;这些电能可供“220V 5W”的LED灯正常工作的时间是: 。3. (1). 2 ; (2). 20 ; (3). 12【解析】(1)由小灯泡的I-U图象可知,当灯泡的实际功率为0.5W时,UL=2V,IL=0.25A,由图甲所示电路图可知
18、,只闭合开关S时,只有灯泡接入电路,灯泡两端电压等于电源电压,则电源电压:U=UL=2V;(2)由图甲所示电路图可知,闭合开关S后再闭合开关S1,灯泡与电阻R并联,电流表测干路电流,电流表示数变大,由题知,电流表示数变化了0.1A,则通过电阻R的电流:IR=I=0.1A,由可得,电阻R的阻值:(3) 通电1min,定值电阻R消耗的电能:WR=UIRt=2V×0.1A×1×60s=12J。 4. (1). 1.2 ; (2). 1.8 ; (3). 400。【解析】第一空实际消耗的电能为:;第二空实际功率为: ;第三空电路中接入的最大功率为: 还能接入用电器的额定功
19、率为:2200W-1800W=400W。5.(1)水箱中的冰熔化吸收水的热量,使水的温度降低;冰熔化后,冰水混合物的温度低于原来水的温度,两者之间存在温度差,发生热传递,使水的温度进一步下降使吹出的风比只有水时更凉爽;(2)减少; (3) 0.5kWh; (4)1×105Pa; (5) 加大水箱的容积,避免频繁加水;加长电源线,方便距离远些使用。【解析】(1)冰熔化吸热,使水的温度降低;冰熔化后,冰水混合物的温度低于水的温度,两者之间存在温度差,发生热传递,使水的温度进一步下降;(2)蒸发吸热,冷刺激使皮肤血管收缩血流量减少,皮肤温度下降,散热量减少,从而维持人体体温恒定;(3)有P
20、可得,该空调扇正常工作10小时消耗的电能:WPt50×103kW×10h0.5kWh;(4)水箱中水的质量:mV1.0×103kg/m3×0.5×103m30.5kg,水箱对水平面的压力等于重力,即FG总m总g(0.5kg+7.5kg)×10N/kg80N,水箱对水平面的压强为:p1×105Pa;(5)根据表中数据知水箱的容积较小,需要经常加水;有表格数据知电源线的长度只有1.2米,不能远距离使用;针对以上提出改进措施。6.(1)S;(2)1A;(3)3h。【解析】(1)开关”使用时只需要将上下两个小球靠近,小球就相互吸引,
21、灯管发光,若A球内置的磁体下端为N极,根据异名磁极相互吸引,则B球内置磁体上端为S极;(2)额定功率为:P=5W,额定电压为:U=5V,平衡台灯正常发光时电路中的电流:I=1A;(3)给该台灯充电时,充电器的输出电压为5伏、电流2安,输出电能为:W=UIt=UQ=5V×4.8A×3600s=86400J;=,故W输入=108000J;用完电的台灯充满电至少需要时间:t=10800s=3h。7.(1)0.5A;(2)360J;(3)0.12A;表中第2、3组数据电流值均小于0.5A,有欧姆定律可知,电路总电阻变大,故两电阻应为串联。【解析】本题考查并联电路的特点、焦耳定律、电
22、路的连接方式。(1)由图可知,两电阻是并联,电流表测量的支路R1的电流。根据欧姆定律I=U/R得:I=U/R1=6v/12=0.5A;(2)电阻R2并联在电源两端,U=6v;电阻已知R2=6,根据W=U²t/R2=(6v)²×60s/6=360J;(3)当滑动变阻器和R1串联时,滑动变阻器30全部接入电路时,总电阻应该是最大为42此时根据欧姆定律可以算出电路中的最小电流I=6v/420.14A,故0.12A明显错误;表中第2、3组数据电流值均小于0.5A,有欧姆定律可知,电路总电阻变大,故两电阻应为串联。8.(1);(2)80%.【解析】(1)根据Q=mc(t-t
23、0)=1kg×4.2×103J/(kg·)×(100-20)=;(2)W总=P0t=1000W×7min×60s/min=4.2×105J,W有=Q=,故效率=80%。答:(1)水吸收的热量为:;(2)电热水壶的热效率为:80%。9.(1)台灯两端的电压:(2)10s内台灯消耗的电能:W=Pt=11W×10s=110J。【解析】(1)已知额度功率和额定电流根据公式计算台灯两端的电压;(2)已知台灯的功率和时间根据公式W=Pt计算消耗的电能。10.(1) 机械;(2)15km/h;(3)2.5h。【解析】解:(1)由
24、题意可知,“当踩动车链时,即可产生电能”这一过程中发电机可将机械能转化为电能;(2)他的骑行速度:v15km/h;(3)当车速为18km/h时,查表可知,此时输出的电流为360mA,则要将电池容量为1800mAh的手机充电量达50%,至少需要的骑车时间为:t2.5h。答:(1)机械能;(2)小科骑该款单车的平均速度是15km/h。(3)要使手机充电量达50%,至少需要骑车2.5h。【课堂总结】 【家庭作业】一选择题(共12小题)1(2019春马山县校级月考)某同学家的电能表,计数器上先后两次的示数和,则这段时间内该同学家消耗的电功是()度。A13B3C30D332(2019凤凰县一模)电能可以
25、转化为多种形式的能。下列用电器在使用过程中电能转化的主要形式与电饭煲相同的是()A电风扇B教室里的日光灯C电烤箱D电动车3(2019天桥区二模)小亮家买了两台空调,为保证用电安全,安装时对家中的供电线一同进行了改造,并更换了块新的电能表,电能表可以直接测量()A电功B电功率C电压D电流4(2019浦东新区二模)以下不属于电能的优点是()A便于转化B便于输送C便于分配D便于开采5(2018秋天河区期末)小美利用家中的电能表如图所示,测家用电热水壶的功率,他关闭了家中其它用电器,只有电热水壶工作,记录所测数据,进行计算,下列说法正确的是()A观察并记录电能表转盘转动10圈,记录电热器工作的时间tB
26、只使电热器工作10s,观察并记录电能表转盘转动的圈数NC接在这个电能表上的用电器总功率最大为2200WD记录电能表示数从2385.6跳到2385.7时所用的时间t,误差最小6(2019衡阳)小明家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表读数如图所示,则下列说法正确的是()A他家在这段时间内消耗的电能为903kWhB电能表是测量电功率的仪表C若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min,则电能表的圆盘转了600转D这个电能表的额定功率为2200W7(2019门头沟区二模)如图的家用电器中,利用电能主要转化为机械能的用电器是()A电饭煲B电烙铁C电热水壶D电风扇8(2019通辽
27、)某建筑工地需要架设临时供电线路,实现照明和电加热功能,其简化电路如图所示,供电处电压U不变,从供电处到工地用长导线(有电阻)连接。闭合开关S1、S2时,加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较,下列说法正确的是()A照明灯亮度不变B照明灯亮度变暗C相同时间内长导线上消耗的电能不变D相同时间内整个供电线路消耗的电能减少9(2019宁德一模)电饭锅具有高温档和低温档两个加热功能,其简化电路如图甲所示,R120R2,高温档的功率为2100W,单独接在家庭电路中工作一段时间后,电能表示数如乙图所示,则()A开关S1闭合,S2断开时,处于高温档B高温档的功率是低温档功率的20倍C电饭锅在这
28、段时间内消耗电能是12.5 JD高温档工作20 min,电能表脉冲指示灯闪烁2240imp10(2019昆明模拟)如图所示的实验装置中,将电能转化为内能的装置是()ABCD11(2019万州区校级模拟)炎热的夏季是一年中的用电高峰时期,小南同学观察了家里的电灯、空调等家用电器的工作情况后,怀疑家里电路的供电电压不足,他断开家庭其他用电器,只用额定功率为1000W的电热水壶烧水,观察到电热水壶工作2min时家中电能表(如图)表盘转动40.5圈,小南同学顺利的计算出此时家庭电路的电压为()A185VB198VC200VD220V12(2018秋朝阳区期末)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,
29、灯L1、L2都能正常发光,甲、乙两个电表的示数之比是2:3,则相同时间内两灯消耗的电能之比是()A1:2B2:1C2:3D3:2二填空题(共5小题)13(2019武定县一模)如图所示,是小强家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数,由图可知,他家在该月消耗的电能为 kWh,若当地电费单价为0.5元/kWh,则小明家本月应交电费 元。14(2019恩施州)华为手机的超级快充充电器最大充电电流可达5A现有华为某一型号的电池,容量为4200mAh(其中“mA”为电流的单位“毫安”,“h”为时间的单位“小时”),假设充电器始终以最大充电电流充电,且把电池充满,只需要 min如果将此电池电量全部用完,然
30、后停下家里其它用电器,只给手机充电,充满后发现标有“3000revs/(kWh)”字样的电能表转了63转,则充电消耗的电能为 kWh。15(2019澧县三模)电焊利用电流的热效应将焊条 (填一种物态变化),依靠分子间的引力使金属部件连接在一起。某电焊机输出功率2.5kW,连续工作30min输出的电能为 kWh。16(2019秋莱芜区期中)小明家电能表上个月底表盘数字是,这个月底表盘数字如图所示,可知他家本月用电 度,该家庭电路中允许接的最大电功率为 W。17(2019盘锦模拟)一台电动机线圈电阻是3,接在12V的电源上,通过电动机的电流是0.5A,在2min内转化成的机械能是 J。三实验探究题
31、(共3小题)18(2019江西模拟)实验是学生学好物理的重要手段,也是中学生必备的基本技能之一。请结合使用过的物理仪器解答以下问题:(1)如图甲所示,是灵敏电流计内部结构示意图,它的工作原理是利用通电导体在 中会受到力的作用,使指针发生偏转。此时如果改变线圈中的电流方向,指针的偏转方向 (选填“会”或“不会”)发生改变。(2)将天平放在水平台上,并将归零后,小聪发现指针如图乙所示,此时他应该 ,使天平横梁水平平衡;在用调节好的托盘天平称量空烧杯的质量时,往右盘中加入最小的砝码后,发现指针在分度盘上的位置如图乙所示,接下来的操作应该是 。(3)小聪家一周前、后电能表的示数如图丙所示,他家这周消耗
32、了 kWh的电能。(4)如图丁所示,该电阻箱的示数为 。19(2019西山区二模)在探究“电流做功的多少与哪些因素有关”时,同学们猜想:电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关。小浩同学利用所学知识设计并连接了如图甲所示的实验电路。(1)小浩设计的实验中,利用小灯泡把电能主要转化为 能来显示电流做功的多少。(2)实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应 (选填“相同”或“不同”)。(3)小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器,目的之一是为了保护电路,另一个目的是 。(4)在图甲所示的电路中,两个小灯泡是 (选填“串联”或“并联”)的,这样连接是为了探究电流做功的多少与
33、的关系。(5)完成上述探究后,小浩发现上述猜想中有一个猜想无法用图甲所示的电路验证,请你帮助小浩设计一个可以验证猜想的电路,把电路图画在图乙的虚线框内。(6)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想,小浩是否必须通过实验验证?你的看法是 (选填“不必”或“必须”),你的理由是 。20(2019如皋市校级二模)为了防止鱼虾缺氧而浮头,常在池塘中央放置增氧机。喷水式增氧机由电动泵和浮体组成一个整体漂浮在水面上。如图甲所示为某种喷水式增氧机及工作时的情景,有关参数见乙表。(1)增氧机工作时所受的浮力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)其重力。(2)若只将增氧机单独接入家庭电路正常开机2h,则
34、从环形喷口出水 t,会使3000imp/(kWh)的电能表指示灯闪烁 次。(3)已知增氧机喷水流量与其工作功率成正比,增氧机工作的UI图象如图丙,若将两个此型号的增氧机串联在家庭电路中使用,则喷出50m3的总水量需要 h。四计算题(共2小题)21(2019定海区一模)近年来越来越多的人喜欢骑单车健身。某公司设计了一款轻便易用的USB发电机,主体部分为一个黑色盒子,内置电池及发电装置,只需将它固定在单车后轮并穿过车链,当踩动车链时,即可产生电能。该产品同时还附设一条USB线,将之固定在车把上,即可为手机等装置充电。请回答下列问题:骑车速度/kmh11014182226输出电流/mA2202803
35、60450580(1)该USB发电机内部电池和手机的初始电量都为0,输出电流与骑车速度之间的关系如上表。若某同学以22km/h的速度边骑单车边给手机充电,需将电池容量为1800mAh的手机充电量达50%,至少需要骑车多少时间?(2)如果该款单车及其它设备总质量为10kg,该同学(体重为60kg)在某一段水平路面上骑行时以3m/s的速度匀速行驶5分钟,此时受到的阻力为总重力的0.2倍,该过程中该同学由于骑车需要消耗的化学能至少是多少J?(假设人体消耗化学能转化为机械能的效率为80%)22(2019慈溪市一模)小明家所用电饭煲有“a”、“b”两档开关,其原理图如图所示,R0是电饭锅的发热板,电饭煲
36、工作时开关能自动由“a”档跳到“b”档。当开关接“a”档时,电路消耗的功率是1100W,当开关接“b”档时,电饭锅保温时发热板消耗的功率是1.76W,小明的妈妈每天8:00离开家时连接好电饭煲开关开始煮饭,11:30回到家时断开开关,实际烧煮时间为0.5h,其余时间为保温。求:(1)电阻R0和R的阻值是多大?(2)小明家每天煮饭消耗的总电能是多少?【答案】一选择题(共12小题)1A。【解析】电能表先后两次读数分别为1590.4kWh和1603.4kWh,这段时间内该同学家消耗的电功是:W1603.4kWh1590.4kWh13kWh故A正确。2C。【解析】电饭煲在使用时将电能转化为内能。A、电
37、风扇主要将电能转化为机械能,故A不合题意;B、教室里的日光灯主要将电能转化为光能,故B不合题意;C、电烤箱在工作时将电能转化为内能,故C符合题意;D、电动车主要将电能转化为机械能,故D不合题意。3A。【解析】电能表可以直接测量电功大小。只有A正确。4D。【解析】电的优点主要是:生产、使用方便;便于输送,同时可通过线路方便地进行分配,并可通过各类用电器进行能量的转化,故ABC不符合题意,D符合题意。5A。【解析】A、观察并记录电能表转盘转动10圈,利用“3000r/kWh”求出消耗的电能,记录电热器工作的时间t,利用P求电热器的电功率,该方案可行,故A正确;B、只使电热器工作10s,观察并记录电
38、能表转盘转动的圈数N,理论上可以计算电热水器的电功率,但由于时间太少、转盘转动的圈数太少,会使测得消耗的电能误差较大,测得的电功率误差较大,故B错;C、10(20)A,其中20A是指电能表平时工作允许通过的最大电流,220V是指电能表的工作电压,接在这个电能表上的用电器总功率最大值PUI220V×20A4400W,故C错;D、记录电能表示数从2385.6跳到2385.7时所用的时间t,则消耗的电能为0.1kWh,知道工作时间,可以计算电热器的电功率,但与A方案相比,不能判断误差的大小,故D错。6C。【解析】A、他家在这段时间内消耗的电能W8633.5kWh8543.2kWh90.3k
39、Wh,故A错误;B、电能表是测量消耗电能的仪表,不是测量电功率的,故B错误;C、3600r/(kWh)表示电路中每消耗1kWh的电能,电能表的转盘转过3600r,只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min,其消耗的电能为WPtlkW×hkWh;则电能表的圆盘转过的圈数:NkWh×3600r/(kWh)600r,故C正确。D、根据该电能表的铭牌可知,其允许接入用电器的最大功率PUI220V×10A2200W;但电能表属于测量仪表,不消耗电能,没有额定功率,故D错误。7D。【解析】在常见的家用电器中,电风扇主要把电能转化为机械能;而电热水壶、电饭
40、煲、电烙铁主要把电能转化为内能。8、D。【解析】设长导线的电阻为R0,由图知,AB、闭合开关S1、S2时,灯泡与加热器并联后再与R0串联,设此时灯泡两端电压为UL,断开开关S2时,灯泡与R0串联,设此时灯泡两端电压为UL;由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,所以,断开开关S2时,灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,导线的电阻不变,因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,根据串联电路的分压规律可知,灯泡两端的电压变大,即ULUL,灯泡的电阻可认为不变,由P知,PLPL,即断开开关S2时,灯泡的实际功率变大,所以灯泡变亮;故A、B错误;C、由前面解答可知,断开开关S2时,整个电路的电阻变
41、大,电源电压不变,由欧姆定律知,电路中电流减小,导线的电阻不变,由公式WI2Rt知,单位时间内长导线上消耗的电能减少,故C错误;D、断开开关S2时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由Wt知,单位时间内整个供电线路消耗的电能减少,故D正确。9D。【解析】A开关S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,此时电路的总电阻最大,由PUI可知,电路的总功率最小,电饭锅处于低温档,故A错误;B开关S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电路的总电阻最小,电路的总功率最大,电饭锅处于高温档,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,高温档的功率P高+,则P高:P低(+):(+):21:1,即高温档的功率是低温
42、档功率的21倍,故B错误;C由图乙可知,电饭锅在这段时间内消耗电能是12.5kWh,故C错误;D由P可得,高温档工作20min消耗的电能:WP高t2.1kW×h0.7kWh,电能表脉冲指示灯闪烁3200imp/(kWh)×0.7kWh2240imp,故D正确。10C。【解析】读图可知,A、A装置把通电导体放在磁场中,它会受到力的作用,这是用来研究磁场对电流的作用(或通电导体在磁场中受力)的实验,即电动机的原理实验,是电能转化为机械能,故A不符合题意;B、B装置中,若开关闭合,金属棒左右切割磁感线运动,此时电路中就会产生电流,故是电磁感应实验装置,是机械能转化为电能,故B不符
43、合题意;C、C装置是电饭锅,工作时将电能转化为内能,故C符合题意;D、D装置是电磁铁的原理图,是利用电流的磁效应,不是主要将电能转化为内能,故D不符合题意。11B。【解析】电热水壶工作2min时消耗的电能:W0.027kWh电热壶的实际功率为:P实0.81kW810W,设电热壶两端电压为U实,电热水壶的电阻不变,由P得:R,即,解得U实198V。12A。【解析】由电路图可知,开关S闭合后,如果乙为电流表将会造成电源短路;如果甲为电流表将会造成L2短路、L2不能工作;因灯L1、L2都能正常发光,所以甲、乙都为电压表,此时灯L1、L2串联,电压表甲测量L2两端电压,电压表乙测量电源电压;已知甲、乙
44、两个电表的示数之比是2:3,设甲表示数为2k,乙表示数为3k,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则L1的电压为:U13k2kk,故灯L1、L2两端的电压之比为:,根据WUIt,在通电时间和电流相等的条件下,两灯消耗的电能之比等于电压之比,结合式可知,相同时间内两灯消耗的电能之比是1:2,只有A正确。二填空题(共5小题)1390;45。【解析】由图知,他家在该月消耗的电能:W1377.6kWh1287.6kWh90kWh,则小明家本月应交电费为:90kWh×0.5元/kWh45元。1450.4;0.021。【解析】(1)已知I5A5×103mA,由I可得,t0.84h50.
45、4min,“3000revs/(kWh)”表示电路中的用电器每消耗1kWh的电能,电能表的转盘转3000r,则电能表转盘转动63圈消耗的电能:WkWh0.021kWh。15熔化;1.25。【解析】电流通过焊条做功,消耗电能转化为内能(即产生了热量),使焊条的温度升高,达到熔点而熔化;由P得,电焊机连续工作30min输出的电能:WPt2.5kW×h1.25kWh。16100;1100。【解析】月底电能表示数W21362.5kWh,小明家本月用电:WW2W11362.5kWh1262.5kWh100kWh100度。该家庭电路中允许接的最大电功率PUI220V×5A1100W。1
46、7630。【解析】电流产生的热量:QI2Rt(0.5A)2×3×60s×290J,电动机消耗的电能:WUIt12V×0.5A×60s×2720J,电动机转化成的机械能:W机械WQ720J90J630J;三实验探究题(共3小题)18(1)磁场;会;(2)向左调节平衡螺母;取下最小的砝码,再移动游码,使横梁再次平衡;(3)22;(4)2547。【解析】(1)通电导体在磁场中受到力的作用,灵敏电流计就是利用这一原理工作的;当电流通过线圈时,线圈受到磁场力的作用,带动指针发生偏转;通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关,如果保持
47、磁场方向不变,改变电流方向,线圈受力方向发生变化,指针的偏转方向也会改变。(2)将天平放在水平台上,并将游码归零后,指针右偏,此时他应该向左调节平衡螺母,使天平横梁水平平衡;在用调节好的托盘天平称量空烧杯的质量时,往右盘中加入最小的砝码后,发现指针在分度盘上的位置如图乙所示,说明右盘中砝码的质量偏大,则此时应该取下最小的砝码,再移动游码,使横梁再次平衡。(3)由图丙可知,上周日12:00电能表的读数是1266.5kWh,本周日12:00电能表的读数是1288.5kWh,则这周消耗的电能:W1288.5kWh1266.5kWh22kWh;(4)由图知,×1000的位置对应的数是2,
48、215;100的位置对应的数是5,×10的位置对应的数是4,×1的位置对应的数是7,所以电阻箱的示数是2547。19(1)内;(2)不同;(3)改变灯泡的电压,便于多次实验得出普遍规律;(4)串联;电压;(5)如下图所示;(6)不必;对电路中的同一个灯泡,电压和通过的电流相同,根据生活经验可知,通电时间越长,灯消耗的电能越多。【解析】(1)小浩设计的实验中,利用小灯泡把电能主要转化为内能来显示电流做功的多少。(2)灯的规格不同时,灯的亮度不同,这样才能比较相同时间内电流做功的多少;故实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应不同。(3)电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关,研究电流做功的多少与电压关系时,要控制电流和通电时间相同,只改变电压大小,故小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器,目的之一是为了保护电路,另一个目的是改变灯泡的电压,便于多次实验得出普遍规律;(4)在图甲所示的电路中,两个小灯泡是串联的,根据串联电路
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