海南省2020年中考物理一轮复习考点通关第12讲电学微专题4电功率、焦耳定律的理解

第十二讲电学微专题微专题4电功率、焦耳定律的理解及简单计算(建议时间：40分钟)基础过关一、选择题1.(2019镇江)下列选项中，利用电流的热效应工作的家用电器是()A.油烟机B.电热毯C.洗衣机D.电风扇2.(2019玉林)下列关于电能的说法正确的是()A.可以通过电流表把电能直接测量出来B.电能的单位是“度”，学名叫做千瓦C.消耗电能越多的用电器，电功率就越大D.消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同3.(2019龙东)甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V3W”和“4V2W”字样，现在把它们按不同方式接在不同电路中(不考虑灯丝电阻的变化)，下列判断错误的是()A.若把它们并联在4V电路中，乙灯正常发光B.若把它们并联在4V电路中，甲灯比乙灯亮C.若把它们串联在10V电路中，两灯都可以正常发光D.若把它们串联在10V电路中，甲灯比乙灯亮4.(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()第4题图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的仪表C.若只让一个标有“220V1000W”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2200W5.(2019深圳)甲图是小灯泡L和电阻R的I－U图像．将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W．下列说法错误的是()第5题图A.只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为4ΩB.再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2AC.再闭合开关S2时，电路总功率为1.4WD.再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为240J二、填空题6.(2019达州)额定功率为2×103W的家用电热水器，正常工作24min消耗的电能为______kW·h，若这些电能的70%被水完全吸收，则能使体积为6L、温度为25℃的水在一个标准大气压下升高________℃.[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]7.为节能环保，LED灯已被广泛使用，如表所示为两只LED白光灯的部分技术指标，由表可知，两灯均正常工作时，________(选填“甲”或“乙”)灯较亮，1度电可供乙灯连续正常工作________h.LED灯甲乙额定电压(V)36220额定功率(W)18108.(2019莱芜)一台直流电动机额定电压为220V，其电阻为1Ω.正常工作时通过的电流为20A，则该电动机的额定功率是________kW，电动机连续正常工作10min，电动机因本身有电阻而发热损失的电能为________J.9.(2019龙东)如图为某同学家电能表的表盘，现在他要用该电能表测量家里电饭煲的实际功率，让该电饭煲单独工作30min，消耗的电能是0.5kW·h，则电能表转盘转________圈，这段时间电饭煲消耗的实际功率是________W.第9题图10.(2019铜仁)如图所示，电路中电源电压不变，已知R1＝2R2，闭合开关S，则通过R1与通过R2的电流之比I1∶I2＝________；R1与R2的电功率之比P1∶P2＝________．第10题图11.(2019天津)如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示．则电阻R1的阻值为______Ω；当变阻器滑片P处于a端时，电阻R1消耗的电功率为________W.甲乙第11题图三、实验题12.(2019昆明改编)如图所示为“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验电路图，其中R1>R2.第12题图实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系(1)电路中电阻丝的连接方式是为了控制______；电阻丝放出热量的多少通过________来进行判断．(2)闭合开关．经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1.用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2，那么Δt1________(选填“大于”“等于”或“小于”)Δt2.实验二：探究电流产生的热量与电流的关系(3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同．实验发现：用电阻丝R1(或R2)加热的煤油，温度升高量Δt1′(或Δt2′)________(选填“大于”“等于”或“小于”)2Δt1(或Δ2t2)．该实验说明电流产生的热量与电流________正比例关系．(4)你认为做这个实验产生误差的主要原因是_____________________________________.四、综合应用题13.(2019莱芜)小华将滑动变阻器和小灯泡串联组成了如图甲所示的调光电路，其电源电压为6V，灯泡的额定电压为2.5V．调节滑动变阻器的滑片，从a端开始向b端移动到某一位置的过程中，测出了多组电流和电压值，并绘制了如图乙所示的图像．求：第13题图(1)滑动变阻器的最大阻值；(2)小灯泡的额定功率；(3)小灯泡正常发光10min所消耗的电能；(4)小华手边还有一只额定电压为1.5V，正常工作时电阻为7.5Ω的灯泡，若将此灯泡替代甲图中的灯泡，请你通过计算说明该灯泡能否在这个电路中正常发光．核心素养提升1.(2019重庆A卷)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现功能切换．如图所示是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为10V，四段电热丝电阻均为10Ω，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大．下列说法正确的是()第1题图A.开关旋至“1”挡，开启化霜功能B.开启防雾功能，电路总电阻为5ΩC.化霜与防雾电路的总功率之差为15WD.从防雾到除露，电路总电流变化为1A

参考答案及解析微专题4电功率、焦耳定律的理解及简单计算基础过关1.B【解析】油烟机、洗衣机、电风扇主要是把电能转化为机械能；电热毯是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的．故选B.2.D【解析】电流表是测电路电流的仪器，而电能表是测电能的仪器，A错误；电能的单位是“度”，学名叫做千瓦时(kW·h)，B错误；由P＝eq\f(W,t)可得，电功率的大小还与通电时间有关，故消耗电能越多，电功率不一定越大，C错误；工作性质不同的用电器即使消耗相同的电能，产生的热量不一定相同，如电风扇与电熨斗，D正确．故选D.3.B【解析】由P＝eq\f(U2,R)得，甲灯泡电阻为12Ω，乙灯泡电阻为8Ω，并联在4V电路中，且根据P＝eq\f(U2,R)得，P实甲＝eq\f(4,3)W<P实乙＝P额乙＝2W，所以乙灯正常发光，并且比甲灯亮，A正确、B错误；串联在10V电路中，恰好两灯都正常发光，而甲灯的功率大所以甲灯更亮，C、D正确；B符合题意．故选B.4.C【解析】这段时间内消耗的电能为W′＝8633.5kW·h－8543.2kW·h＝90.3kW·h，A错误；电能表是测量电功的仪表，B错误；标有“220V1000W”的电热水器正常工作10min消耗电能W2＝Pt＝1kW×eq\f(10,60)h＝eq\f(1,6)kW·h，圆盘转圈数n＝eq\f(1,6)kW·h×3600r/(kW·h)＝600r，C正确；由图可知，接入电路中用电器同时工作的总功率不得超过2200W，不是电能表的额定功率为2200W，D错误．故选C.5.D【解析】闭合S1，灯泡的功率为1W，根据P＝UI，由图甲可知，灯泡两端电压为2V、电流为0.5A，所以灯泡电阻为R＝eq\f(U,I)＝eq\f(2V,0.5A)＝4Ω，A正确；再闭合S2，此时电阻R、小灯泡L并联接入电路，电源电压为2V，所以电阻R两端电压为2V，由甲图可知通过R电流为0.2A，所以电流表示数增大了0.2A，B正确；再闭合S2，电路总功率为P＝UI总＝2V×(0.2A＋0.5A)＝1.4W，C正确；再闭合S2，1min电阻R产生的热量为Q＝UIRt＝2V×0.2A×60s＝24J，D错误．故选D.6.0.875【解析】电热水器正常工作24min消耗的电能W＝Pt＝2kW×eq\f(24,60)h＝0.8kW·h＝2.88×106J，由题意得Q吸＝70%W＝70%×2.88×106J＝2.016×106J，水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×6×10－3m3＝6kg，由Q吸＝cmΔt可得Δt＝eq\f(Q吸,cm)＝eq\f(2.016×106J,4.2×103J/（kg·℃）×6kg)＝80℃，所以温度t＝25℃＋80℃＝105℃，由于标准大气压下水在100℃时沸腾，持续吸热温度不变，故水升高的温度为Δt′＝100℃－25℃＝75℃.7.甲1008.4.42.4×105【解析】电动机的额定功率为P＝UI＝220V×20A＝4400W＝4.4kW；发热损失的电能为Q＝I2Rt＝(20A)2×1Ω×10×60s＝2.4×105J.9.15001000【解析】根据电能表的参数更换后的灯泡3000r/(kW·h)可知，消耗0.5kW·h电能，电能表转盘转1500圈，0.5kW·h＝0.5×3.6×106J＝1.8×106J，所以P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1.8×106J,1800s)＝1000W.10.1∶21∶2【解析】由电路图可知，R1与R2并联且R1∶R2＝2∶1，因并联电路中各支路两端的电压相等，由I＝eq\f(U,R)可得，通过两电阻的电流之比：eq\f(I1,I2)＝eq\f(\f(U,R1),\f(U,R2))＝eq\f(R2,R1)＝eq\f(1,2)；由P＝eq\f(U2,R)可得，它们的电功率之比：eq\f(P1,P2)＝eq\f(\f(U2,R1),\f(U2,R2))＝eq\f(R2,R1)＝eq\f(1,2).11.100.1【解析】由甲图可知当P在a端时，电阻R1与R2串联，滑动变阻器R2接入电路的电阻最大，电路中电流最小，由题中乙图可知，R1两端电压为U1＝1V，通过R1电流为I1＝0.1A，则R1的阻值为R1＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(1V,0.1A)＝10Ω；R1消耗的电功率P1＝U1I1＝1V×0.1A＝0.1W.12.(1)电流相同温度的升高量(2)大于(3)大于不是(4)有热量损失【解析】(1)图中两电阻丝串联，是为了使通过两电阻丝的电流大小相等；通电后电流通过电阻丝做功，产生热量被煤油吸收，使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少；(2)由于R1>R2，由Q＝I2Rt可知，在通电时间和通过的电流相等时，电阻R1产生的热量比R2多，即Q1>Q2，再由Q＝cmΔt的变形公式Δt＝eq\f(Q,cm)得Δt1>Δt2；(3)由焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，导体产生的热量与电流的二次方成正比，当电流变为原来的2倍，产生的热量是原来的4倍，从而升高的温度也是原来的4倍，所以Δt1′>2Δt1(或Δt2′>2Δt2)；该实验说明电流产生的热量与电流不成正比例关系；(4)这个实验产生误差的主要原因是有热量损失．13.解：(1)由题图甲知，R与L串联，滑片在a端时，R接入电路的电阻最大，电路中的电流最小，由题图乙知，滑动变阻器的最大阻值为R＝eq\f(U,I)＝eq\f(4.8V,0.24A)＝20Ω(2)小灯泡正常工作时，滑动变阻器两端电压为UR＝U－UL＝6V－2.5V＝3.5V，由题图乙知，电路中的电流为I′＝0.4A小灯泡额定功率为PL＝ULI′＝2.5V×0.4A＝1W(3)小灯泡正常发光10min消耗的电能为W＝PLt＝1W×10×60s＝600J(4)替换后R与L仍串联，小灯泡正常工作，电路中的电流为I″＝eq\f(UL′,RL)＝eq\f(1.5V,7.5Ω)＝0.2A滑动变阻器需要接入电路的阻值为Rx＝eq\f(Ux,I″)＝eq\f(6V－1.5V,0.2A)＝22.5Ω>20Ω，故更换后的灯泡不能正常发光核心素养提升1.C【解析】当开关旋至“1”挡时，两电阻串联接入电路中，则电路的总电阻R1＝10Ω＋10Ω＝20Ω，电路的总功率P1＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(（10V）2,20Ω)＝5W；开关旋至“2”挡时，只有一个电阻接入电路，则电路的总电阻R2＝10Ω，电路的总功率P2＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(（10V）2,10Ω)＝10W；开关旋至“3”挡时，两电阻并联，则电路的总电阻R3＝eq\f(10,