151电能表与电功（二）电功（原卷版）

15.1电能表与电功（二）——电功1．如图是北京冬奥会上亮相的可爱创可贴体温计，这是一款目前最小、最精准的自动测量并上报体温的可穿戴式智能测温设备，测温精度可达到0.05℃，大小如创可贴一般，该创可贴体温计充满电的时间是1h，充电电压和电流分别是5V、1A，它充满电后大约储存了J的电能。2．如图甲所示，用充电宝给充电过程中，电池相当于（电源/用电器）；图乙所示为用充电线的三个插头同时为三部不同类型的充电，那么这三部的连接方式是；“充电五分钟，通话两小时!”这是现在很多都有的闪充功能。已知某配套的闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，的电池容量是3000mA•h，电池标有电压3.8V。则5min最多可以充入电能J；如果要进一步提升充电速度，可以考虑提升充电器的充电电压或充电电流。若在不改变充电电流的情况下，要在30min内充满该电池，至少需要V的充电电压。3．如图所示的电路中，电源电压为6V保持不变，定值电阻R1＝20Ω。闭合开关S，电流表的示数为0.5A。则通电1min定值电阻R2消耗的电能为J。4．如图所示，电源电压为6V并保持不变，电阻R1的阻值为10Ω。当开关S闭合时，电压表示数为2V。则通电2min电阻R2消耗的电能为J。5．如图所示的电路中，电源电压不变，S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.3A，R2＝20Ω；开关S1、S3闭合，S2断开时，电流表的示数为0.5A。则电源电压U＝V，通过R1的电流I1＝A。当开关S1、S3断开，S2闭合时，电路中2min消耗的电能为J。6．如图所示是通过小灯泡L和电阻R的电流随电压变化的图象。将L和R串联接在电压为4V的电源两端，则此时L的电阻约为Ω（保留一位小数）；若小灯泡正常发光时的电压为3V，将L和R串联接在另一电源两端，此时小灯泡恰能正常发光，则电源电压为V，1min内电流通过灯泡做的功为J。7．如图是定值电阻R1和R2的I﹣U关系图象，由图象可知，R1和R2的大小关系为R1R2（填“＞”、“＝”或“＜”），当R1和R2串联时，R1和R2两端电压之比U1：U2＝；当R1和R2并联时，若通过R1的电流为0.24A，则10s内R2消耗的电能为J。8．如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为A，电源电压为V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为J。9．如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“3V，0.5A”字样。如图乙所示图象中，U表示电压表示数，I表示电流表示数，当闭合开关S，滑片P从b端滑到中点时，电流表的示数变化了0.2A，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则灯泡的电阻是Ω；电源电压是V；P在中点时10s内电流所做的总功是J。10．如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V0.3A”字样，电流表量程0～0.6A、电压表量程0～3V。在保障电路安全的前提下，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡10s内消耗的电能为J，再移动滑片P，电流表示数与R2关系如图乙a所示；当断开S1闭合S、S2、S3时，电流表示数与R2的关系如图乙b所示，则I1＝A（忽略小灯泡电阻变化）。11．关于电功，下列说法不正确的是（）A．电功是表示电流做功多少的物理量 B．电流做功越多，消耗的电能就越多 C．用电能表可以直接测量电流做功的多少 D．电功就是电能，两者是一回事12．关于电功，下列说法正确的是（）A．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能 B．电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能量的多少 C．通过导体的电流越大，电流做的功一定越多 D．电流做了多少功，就相当于有多少形式的电能转化为其他形式的能13．小陈放学回家先后使用了节能灯和微波炉各一段时间，在使用过程中，电流通过节能灯所做的功比通过微波炉所做的功多，由此可以判断（）A．通过节能灯的电流比微波炉大 B．节能灯两端的电压比微波炉大 C．微波炉的电阻比节能灯大 D．节能灯消耗的电能比微波炉大14．如图所示的四种家用电器，其中有一用电器工作时主要能量转化形式与其他用电器不同的是（）A．电熨斗 B．电饭煲 C．电风扇 D．电热水壶15．某智能的锂电池上标有“3.7V，4200mA•h”字样，该搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40min，此时的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（）A．节能灯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电冰箱16．如图电源电压不变，只闭合开关S1，电流表的示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数变化了0.3A，则同时闭合S1、S2后，相同时间内，R1、R2消耗的电能之比是（）A．4：3 B．3：4 C．7：3 D．4：717．将两个定值电阻接在同一电路中，如果它们两端的电压相等，则下列判断正确的是（）A．这两个电阻的阻值一定相等 B．通过这两个电阻的电流一定相等 C．若两个电阻并联，相同时间电流通过它们做功一定相等 D．若两个电阻串联，相同时间电流通过它们做功一定相等18．如图所示，电源电压为6V，定值电阻R＝18Ω，在a、b两点间接入某元件后，闭合开关S。下列说法错误的是（）A．在a、b两点间接入一个电压表时，电压表有示数 B．在a、b两点间接入一个电流表时，电流表有示数 C．在a、b两点间接入导线，电流2s做的功是40J D．在a、b两点间接入一个“1.5V，0.25A”的小灯泡，小灯泡能正常发光19．如图，电源电压保持不变，当开关S闭合后，灯L1、L2都能正常工作，且甲、乙两个电表的示数之比是3：4，则通电10min灯L1、L2消耗的电能之比是（）A．1：3 B．3：1 C．4：3 D．3：420．如图所示，在“比较两个灯泡亮度”的活动中，闭合开关后，调节滑动变阻器，使图a中规格为“2.5V0.3A”的甲灯和规格为“3.8V0.3A”的乙灯发光，下列说法正确的是（）①灯越亮说明在相同时间内电流做功越多②图a可探究电流做功多少与电压大小的关系③图b可探究电流做功多少与电流大小的关系④两图中甲灯均比乙灯亮A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④21．在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙两个电路：（1）本实验通过比较来反映相同时间电流做功的多少。（2）图中所选用的灯泡L1和L2的规格应。（3）应该选择图所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系；两个小灯泡是（选填“串联”或“并联”）的，这样连接是为了控制相等。（4）小明发现，按图甲电路实验时L1比L2亮，同时观察到A1示数比A2大，这说明相同时间内（L1/L2）的电功大，由此可得出的结论是。接着他将这两个灯泡按图乙连接好观察到（L1/L2）更亮。（5）对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小明是否必须通过实验验证？你的看法是（选填“不必”或“必须”），你的依据是。22．在“比较两个灯泡亮暗”的活动中，电路图如图甲、乙。两只小灯泡L1、L2的规格分别为“3.8V0.3A”、“2.5V0.3A”，电源电压恒为6V，滑动变阻器的规格是“20Ω2A”。（1）如图甲所示，调节滑动变阻器，应该通过一定时间内观察比较（选填“电压表示数”或“灯泡亮暗”）来比较电流做功大小。该实验中，（选填“能”或“不能”）通过调节滑动变阻器使两灯都正常发光。（2）如图乙所示，两灯并联的目的是，如果在进行图甲实验中较亮的灯是L1，则该实验中较亮的灯是（选填“L1”或“L2”）。（3）通过上述实验我们可以得到的结论是：在电压和通电时间一定时，电流越大电流做功越多；在电流和通电时间一定时，电压越大电流做功越多。该实验无法支持W＝UIt公式，即无法证实电功与电压成正比、与电流成正比。于是小华设计了如下图实验巧妙的解决了这个问题。实验中三个灯泡规格相同。实验思路：闭合开关S，将L1、L2看成一个整体，所以可以认为L1、L2亮度是L3亮度的2倍，如果电压表示数满足时，则可以说明电功与电压成正比。23．用如图所示的装置探究“电流做功与电压的大小之间的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段材料、横截面积均相同的电阻丝，瓶中温度计显示煤油的温度。（1）实验中电流做功的多少是根据煤油温度变化的大小来判断的，为比较两电阻做功的多少，两瓶煤油的质量应；（2）“水比较容易获得，为什么不用水代替煤油？”对此合理的解释是（填字母）；A.煤油有颜色便于观察B.煤油密度较小C.煤油比热容较小（3）两瓶中电阻联使得通过它们的电流和通电时间相等，甲瓶中的电阻丝较长，电阻较，电压较高；（4）实验发现，甲瓶温度升高较多。表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体两端的电压越高，电流做功越。24．利用图中甲所示的实验装置探究电流做功多少跟什么因素有关。将质量一定的钩码通过细线挂在定滑轮下面，闭合开关，电动机将钩码提升得越高，表明电流做的功越多。电路中的电源电压可调，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量通过电动机的电流，现将测得的实验数据记录在下表中。实验组号电流表示数/A电压表示数/V通电时间/s钩码上升高度/m10.21.510.420.21.520.830.41.510.8420.5（1）电流通过电动机将钩码提升的过程，是将能转化为能的过程。（2）第4组实验中电流表和电压表的示数如图乙所示，请将电表示数填入表中相应位置。（3）比较第1、2组实验，可以归纳出的结论是。（4）比较第组实验和第组实验，可以归纳出的结论是在电压和通电时间相同时，电流越大，电流做功越多。（5）观察表中数据，可以归纳出电流做功的多少与有关。25．如图所示，电源电压不变。当S2、S3闭合，S1断开时，电压表示数为6V。当S1、S3闭合，S2断开时，电流表A和A1的示数分别为0.5A和0.3A，求：（1）电源电压是多少？（2）R1和R2的电阻值？（3）当S1、S3断开，S2闭合时，工作1min电路消耗的电能是多少焦？26．如图甲为某商场安装的扶梯自动计数器简化电路图。已知电源电压U＝12V，R1为光敏电阻，R2＝20Ω。当有光照射时R1＝20Ω；当扶梯上有顾客经过，挡住射向的光R1线时，R1的阻值增大，计数器就计数一次。图乙为某段时间内R2两端的电压Uab随时间t变化的图象。（1）当有光照射时，电路中的电流为多大？（2）当扶梯上有顾客经过时，R1的阻值为多大？（3）这段时间内电路消耗的电能是多少？27．“保护环境，绿色出行”是现代社会提倡的一种环保理念，姑苏城区内随处可见共享电动自行车，通过扫码开锁，使用之后需停在规定的线内，以实现循环共享。表是某型号电动自行车主要技术参数，请完成以下问题：平均阻力整车蓄电池整车质量最高车速电压容量40N40kg≤36km/h48V10A•h（1）某位同学的质量为50kg，当他骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，请计算该同学骑行时轮胎对地面的压强是多大？（2）蓄电池一次充足电可储存的电能是多少焦？（3）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶中克服阻力做功，则蓄电池充满一次电，最多能使该同学使用这种电动自行车，在平直的公路上连续匀速行驶多远？28．闯红灯、压实线都是违反交通规则的驾驶行为，为引导文明驾驶、保障交通安全，某十字路口设有红绿灯及压实线拍照系统。红绿灯内部的发光板上排列着由150个LED灯所组成的发光点阵，该型号的LED灯在不同电压下发出不同颜色的光，从而交替发出红灯、黄灯、绿灯等交通信号，已知该型号LED灯的工作电流是20mA，当两端电压为1.5V时发红光，当两端电压为2V时发黄光，当两端电压为2.5V时发绿光，压实线拍照系统的简化电路如图甲所示，由感应器（电阻忽略不计）、压敏电阻Rx、电阻箱R、滑动变阻器R'、单刀双掷开关等组成，其中电源电压为24V，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如图乙所示。当通过感应器的电流达到或超过10mA时，感应器报警，并触发抓拍设备工作进行拍照取证；当通过感应器的电流达到或超过24mA时，感应器会被损坏。（1）在一次信号周期中，红灯亮30s、黄灯亮5s、绿灯亮30s，则一个信号周期中该盏信号灯共消耗的电能为多少？（2）现要求压