59讲 电学专有讲义（含答案） 2024年初中物理自主招生讲义68讲

59讲电学专有讲义（含答案）2024年初中物理自主招生讲义68讲初中物理自主招生讲义591．电功的实质【知识点的认识】（1）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程．（2）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现．【解题方法点拨】电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功．【命题方向】第一类常考题：电流做功之间能的转化下列关于用电器作用的说法中，错误的是（）A．电灯是将电能转化为光能的装置B．电动机将电能转化为机械能C．电吹风将电能转化为热能D．电熨斗将电能转化为热能分析：做功总是伴随着能量的转化，电功也不例外．用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程．解：A、电灯工作时，消耗了电能，得到了内能和光能，因此是将电能转化为光能和内能的装置，故A正确；B、电动机工作时，消耗了电能，得到了机械能，因此将电能转化为机械能，故B正确；C、电吹风工作时，消耗了电能，得到了机械能，因此将电能转化为机械能，故C错误；D、电熨斗工作时，消耗了电能，得到了热能，因此是将电能转化为热能，故D正确．故选C．点评：本题主要考查学生对：电流做功的实质的了解和掌握，是一道基础题．第二类常考题：电功的实质一台洗衣机工作1h，电流做功3.6×106J，这台洗衣机消耗电能是3.6×106J．分析：电流做功的过程，实质上是消耗电能转化为其它形式的能的过程，电流做多少功，就有多少电能转化为其它形式的能．解：∵电流做功3.6×106J，∴洗衣机消耗的电能是3.6×106J．故答案为：3.6×106．点评：本题考查电流做功的实质，属于基础题目．一．电功的实质（共2小题）1．下列各设备中，将机械能转化为电能的是（）A．电炉 B．电磁炉 C．电饭锅 D．发电机（多选）2．下列实验仪器工作时，把电能转化为机械能的是（）A．电流表 B．电压表 C．发电机 D．电动机2．电功与电能的计算【知识点的认识】电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。计算公式：W＝UIt＝UQ＝Pt（适用于所有电路）对于纯电阻电路可推导出：W＝I2Rt＝①串联电路中常用公式：W＝I2Rt。②并联电路中常用公式：W＝W1：W2＝R2：R1③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W＝W1+W2+…Wn【解题方法点拨】（1）当U、I、t均已知时，利用W＝UIt来计算电功较为方便。（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W＝I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算。（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W＝Pt来进行比较计算较为方便。【命题方向】电功的计算是电学部分综合性最强的试题，大多作为拉开分数差距的压轴题。主要考察用电器的实际功率和额定功率的计算、利用电能表测用电器的实际功率和实际电压等。例：在图中，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大，当S闭合后，在相同时间内，下列叙述正确的是（）A．电流通过A、B所做的功是WA＞WBB．电流通过A、B所做的功是WA＜WBC．电流通过A、B所做的功是WA＝WBD．无法比较电流通过A、B时做功的大小分析：先根据影响电阻大小的因素判断电阻的大小，已知A、B串联；再利用公式W＝I2Rt比较电流做功的大小。解：导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大，说明B的电阻大于A的电阻；串联时电流相等，根据公式W＝I2Rt可知，在相同时间内，电阻越大，电流做的功越多；所以电流通过A、B所做的功是WA＜WB。故选B。点评：本题考查电流做功大小的比较，关键是电流做功公式的应用，重点记住影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度；还要记住串联电路电流的规律。二．电功与电能的计算（共17小题）3．功率为10W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近（）A．8×108kW•h B．8×1010kW•h C．8×1011kW•h D．8×1013kW•h4．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行。一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系见图，此空调器运行1小时用电（）A．1.0度 B．1.5度 C．2.0度 D．2.5度5．2004年6月10日，联合国大会召开第58次会议，会议鼓掌通过了2005年为“国际物理年”的决议。高邮中学的“STS”小组以实际行动庆祝“国际物理年”，对开发和利用水资源进行研究，同学们认为在放自来水时，水的机械能没有得到利用而白白浪费。于是他们在老师的指导下经过研制，在水龙头处安装了一只小型水轮发电机，当放水时水的机械能转化为电能。设小型水轮发电机的效率为40%，水塔内的水面高于水龙头10米，且保持不变。当水龙头放出1吨水时，小型水轮发电机所产生的电能为（）A．4000焦 B．98000焦 C．58800焦 D．39200焦6．如表分别是一台电冰箱和一台电风扇的铭牌，在24h内正常使用电冰箱和连续运转电扇消耗的电能（）BC﹣65B电冰箱额定电压220V工作频率50Hz额定功率70W耗电量0.50（kw•h）/24hFS﹣69电扇规格400mm额定电压220V工作频率50Hz额定功率65WA．电冰箱多 B．电风扇多 C．一样多 D．无法确定7．如图甲，电磁继电器和热敏电阻R1等组成了温度控制箱电路，R1处于温箱内，电源电压U＝6V，继电器线圈的电阻可不计，图乙为热敏电阻的R1﹣t图象，且已知在50～150℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1•t＝K（常数）；当线圈中的电流达到40mA时，继电器的衔铁被吸合，下触点闭合，此时箱内温度为80℃，当线圈中的电流为30mA时，电磁继电器的衔铁释放，上触电闭合，此时箱内温度为60℃，这样就可以时控制箱内温度在60℃～80℃范围内变化。图中的“交流电源”是控制箱加热器的电源，它的额定功率是1500W。（1）80℃时，热敏电阻R1的阻值是Ω；（2）根据统计，正常情况下，温度控制箱内的加热器，每天加热50次，每次加热10min，恒温箱每天消耗电能kW•h。8．人类已进入智能化时代。小明家安装了空调智能控制系统，空调自动开启条件是：家中有人且室温等于或高于26℃．S1和S2是控制空调开启的两个智能开关，当家中有人时S1自动闭合，家中没有人时S1自动断开；当室温等于或高于26℃时S2自动闭合，室温低于26℃时S2自动断开，则控制空调开启的电路示意图是图甲和图乙中的。已知小明家某天室内温度变化情况如图丙所示，当天8h﹣12h和14h﹣18h家中没有人，空调的额定电压是220V，额定功率是1kW，则这台空调当天消耗的电能是kW•h。9．双十中学的走廊灯原来是40W的日光灯，现全换为10W的节能灯，若平均每盏灯每天工作3小时，全校100盏灯一个月（30天）可以节约度电，请你再提出一种节电的做法。10．“地球一小时”由世界自然基金会于2007年发起，号召全球的政府、企业和个人在三月的最后一个周六晚上自愿关灯一小时，倡导与宣传节能减排行动，以共同应对全球气候变化。北京的鸟巢、水立方和玲珑塔在3月28日晚上八点半关灯一小时，在美丽的黑暗中展示它们对节能减排、应对全球气候变化无声的支持。假设鸟巢中安装了6000支80W的大功率节能灯，那么此次活动将节约kW•h的电能。11．潮汐能是由于地球和月球、太阳相互作用产生的能量，一日两次，日称潮，夜称汐，世界上潮汐能蕴藏量约为10亿千瓦，我国约有1.1亿千瓦。我国东南沿海某海湾测量面积为1.0×107m2，涨潮时水深20m，此时关上水堤闸门，可使水位保持20m不变，退潮时，堤外水位降至18m，假如利用此水堤建潮汐水力发电站，水的势能变为电能的效率是10%．每天有两次涨潮，问该电站一天能发的电能是J．（g取10N/kg）12．如图是一种电动自行车，它的技术参数如下：•电动机36V，180W•密封免维护酸铅蓄电池（12V，12Ah※）×3•额定载重75kg，最高时速20km/h•在正常行驶（速度为15km/h）的情况下，能行驶60km•行驶100km充电电能消耗1.2kW•h根据以上参数回答下列问题：（1）为了使电动机正常工作，3个蓄电池应采用连接方式。（2）电动自行车在正常行驶（15km/h）的情况下行驶60km，用时为。（3）电动自行车在以最高时速（20km/h）行驶时，所受阻力为。（4）电动自行车100km充电电能消耗1.2kW•h，在正常行驶（15km/h）的情况下行驶60km充电电能消耗是，设此时所受阻力为25N，则行驶60km克服阻力做功是。（5）Ah是电量单位，1Ah＝C。13．一种学生设计的电热座椅主要由座垫和脚踏组成，其电路示意图如图所示：座垫内的电热丝R1＝260Ω、R2＝150Ω，脚踏内的电热丝R3＝400Ω．闭合开关S1，开关S2接可以使脚踏处于“低温挡”：开关S2接可以使脚踏处于“高温挡”（忽略温度变化对电阻的影响），脚踏处于中温挡时，电热座椅在通电5min所消耗的电能J。14．无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它相比传统自行车具有很多优点，如：省力、耐用、安静、结构简单等，因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。如图所示为一种在售的无链条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量，也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达0.2kW•h/kg，能量密度是指存储能量与电池质量的比值。下表是该无链条电动自行车的主要技术参数（表中电池容量＝放电电流×放电时间，例如，1A•h是指以1A的电流能连续工作1h）：（g取10N/kg）整车整车质量40kg最大车速26km/h最大噪声≤30dB锂电池电压40V容量10A•h电动机额定功率180W（1）电动车行驶时极为安静是从（选填“声源处”或“传播途径中”）减弱噪声的，与汽车相比，电动车启动较快的原因之一是因为其质量小，具有的较小；（2）图中这款车的锂电池最多所能储存的电能约为J，锂电池的质量为kg，测试时若质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上最多可连续匀速行驶2.7×104m，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍，则电动机的效率为%。若骑行者同时踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续匀速行驶3.6×104m，则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为。15．我省不少农村楼房顶上装有如图甲所示的水箱，注满时，水箱内的水面离地面平均高度为10m。图乙是这种水箱的结构及工作示意图，其中A、B是由密度为2.5×103千克/米3的材料制成的圆柱体，它们的体积均为500cm3，位于水箱顶部的传感开关是一种特殊的“拉线开关”，其电阻随拉力变化及电路的工作状态如表。（g取10牛/千克）传感开关受到的拉力/牛2515传感开关的电阻/欧55000电动水泵的工作状态通电转动断电停转（1）为了增加安全性，压力传感开关通常是通过一只电磁继电器控制电动水泵，请用笔画线代替导线，按照题意将图乙中电动水泵电路连接完整。（2）当电动水泵断电停转时，圆柱体排开水的体积是多大？（压力传感开关下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计）（3）当电动水泵处于通电转动状态时，电磁铁所在电路的电流大约是0.8A，求电磁铁线圈的电阻。（4）电动水泵的规格为“220伏500瓦”，水箱一次注水需要10分钟，每次注水量为1.5吨.某户人家1个月用水量为15吨，这户人家每月用水需要消耗多少电能？16．黑夜中看不见开关位置，为此小明设计了如图所的电路。当单刀双掷开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置（S只能摆这两种状态）。他利用一个“10V1W”的小灯泡和一段1.0×104Ω/m的电阻丝安装指示灯。（1）为使指示灯正常发光，请在图示方框内完成指示灯和电阻丝的连接电路。（2）按上述设计，电阻丝需截用多长一段？（3）若照明灯一天（24小时）使用6小时，则整个电路一天总共耗电多少度？17．小柯为了解不同照明灯的性价比，制作了如图1所示的装置。在正对观察孔的纸箱内平放一张写有“E”字的卡片，移动照明灯，使从观察孔恰能看清“E”字，测出灯与箱之间的距离，以比较灯的照明效果。实验后，他又查阅了相关资料，数据如下表：实验次数灯泡类型功率/W灯与纸箱之间的距离/cm1白炽灯60902白炽灯25603节能灯1190（1）分析实验数据，你可以发现白炽灯的照明效果与灯的功率和照明的距离有关。比较节能灯与白炽灯，在保证照明效果相同情况下，节能灯有什么优点？（2）白炽灯工作时的能量转化情况如图2，试推测节能灯工作时的能量转化情况，仿照右图画出节能灯工作时的能量转化图。（3）小柯了解到白炽灯的发光效率大约只有8%，请计算一下60W的白炽灯如一年正常工作2000h会白白浪费掉多少度的电能。18．常见的电动自行车，使用前要先对车上的蓄电池充电，骑行时蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。下表是这种品牌电动自行车的一些主要技术参数。最高车速≤30km/h一次充电连续行驶里程50km铅酸蓄电池36V/10Ah充电时间8h一次充电耗电量0.6kW•h电动机效率80%整车质量40kg最大骑行噪声≤62dB（1）该电动自行车的充电器效率是多大？（2）若质量是60kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.03倍，取g＝10N/kg．求：电动机对自行车做功的功率和通过电动机线圈的电流。19．盼盼同学家买了一辆电动自行车，它行驶的动力是靠蓄电池提供的。当它的工作电压为35V，工作电流为6A时。试求：（1）如果蓄电池的持续放电时间为3h，则该车以5m/s的速度匀速行驶的最大行程是多少km？在这一过程中，蓄电池给电动车提供了多少电能？（2）电动车蓄电池的电功率一部分转化为无用功率，另一部分转化为车行驶的有用功率，其效率为80%．当电动车以6m/s的速度匀速行驶时，它所受到的阻力是多少？3．电能表【知识点的认识】（1）参数的理解：220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；10（20）A：表示该电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A；50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；600revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过600圈．（2）电能的求法：①测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；②测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能．【解题方法点拨】（1）要熟记电能表上各参数的详细含义．（2）利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW•h，记住单位之间换算关系：1kW•h＝3.6×106J．【命题方向】电能的单位及换算、电能表的读数及其所有参数的含义、电能的求法是学习考查的重点，学习时要注意与日常生活结合起来，特别是电能表的读数是中考命题的热点，常与生活中缴纳电费的问题结合在一起进行计算．三．电能表（共4小题）20．电能表是测量用电器消耗电能的仪表，小华想验证他家电能表表盘上标注的每千瓦时的转数是否准确，于是，他将标有“220V3A”的用电器单独接入电路中，当该用电器正常工作5min后，电能表的转盘正好转了110r则该电能表每千瓦时的实际转数应是（）A．2400r B．2000r C．1500r D．1200r21．贾铭同学打算利用电能表来测量电视机实际消耗的电功率。他断开电能表连接的所有其他用电器，只把电视机打开，在t秒内测得电能表的盘转数为N．如果电能表铭牌上标明每千瓦时的盘转数为n，电视机的电功率为瓦。22．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下表所示。在家庭电路中只有电冰箱在标定电压下工作，一天实际工作h；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1500转，则该电冰箱每天启动次，每工作一次电能表转盘转转。容积（L）175功率（W）150耗电量（kW•h/24h）0.9额定电压（V）22023．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右表所示。在家庭电路中只有电冰箱在标定耗电量下工作时，一天实际工作h；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1500转，则该电冰箱每天启动次，每工作一次电能表转盘转转。4．电功率的计算【知识点的认识】（1）定义式：P＝UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A（2）导出式：P＝I2R，P＝．这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。【解题方法点拨】（1）分析比较用电器的电功率：首先考虑公式P＝UI分析，如果不好使，可以考虑：①对于串联电路，因为电流到处相等，用P＝I2R较为利便；串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：＝＝（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用P＝较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：＝＝（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）（2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P＝I2R计算，也都可以用P＝计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。【命题方向】第一类常考题：电功率计算公式的简单运用标有“6V3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与一只阻值为8Ω的电阻并联接在电压为4V的电路中，则整个电路消耗的功率为（）A．3WB．3.3WC．3.6WD．5W分析：从图象上可以看出当电源电压为4V时，通过灯泡的电流为I1＝0.4A，根据公式I＝可求通过电阻的电流，进一步求出总电流，根据公式P＝UI可求整个电路消耗的功率。解：通过电阻的电流I2＝＝＝0.5A，电路总电流I＝I1+I2＝0.4A+0.5A＝0.9A，则整个电路消耗的功率为P＝UI＝4V×0.9A＝3.6W。故选C。点评：本题考查并联电流和电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是并联电路电流的规律，还要学会从题目所给信息中找到有用的数据。第二类常考题：变形公式的综合应用如图所示，R1＝20欧，R2＝40欧，电源电压保持不变。（1）当S1、S2都闭合时，电流表A1的示数是0.6安，小灯泡L恰好正常发光，求电源电压和小灯泡的额定电压；（2）当S1、S2都断开时，电流表A2的示数是0.2安，求小灯泡的实际功率；（3）小灯泡的额定功率是多少？分析：（1）当当S1、S2都闭合时，R1和灯泡L并联，R2被短路。电流表A1的测R1的电流。由电流表A1的示数是0.6安，R1＝20欧可算出电源电压。小灯泡L恰好正常发光，电源电压和小灯泡的额定电压相等。（2）当S1、S2都断开时，R2与L串联，R1被断路。由R2＝40欧，电流表A2的示数是0.2安，可算出R2的电压，由电源电压减去R2的电压，可算出灯泡实际电压，由电压和电流可由公式P＝UI算出灯泡功率。由R＝可算出灯泡电阻。（3）小灯泡的额定电压已算出，再由电阻通过P＝算出额定功率。解：（1）当S1、S2都闭合时，R1与L并联，R2被短路U＝U额＝U1＝I1•R1＝0.6A×20Ω＝12V（2）当S1、S2都断开时，R2与L串联，R1被断路IL＝I2＝0.2AUL＝U﹣U2＝U﹣I2•R2＝12V﹣0.2A×40Ω＝4VRL＝＝＝20Ω P实＝U实•IL＝4V×0.2A＝0.8W（3）P额＝＝＝7.2W答：（1）电源电压12V，小灯泡的额定电压12V；（2）小灯泡的实际功率0.8W；（3）小灯泡的额定功率7.2W。点评：本题综合性较强，考查的内容较多。会辨别串、并联，会用欧姆定律计算，会用电功率公式计算，知道串、并联电路的电压规律，电流规律。需要注意的是：P＝I2R和P＝这两个公式在电功率计算题里要经常用到。四．电功率的计算（共37小题）24．如图甲所示，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a点滑到b点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是（）A．电流表示数为3A时滑片在b点 B．滑片在a点时，10s内电阻R消耗的电能为90J C．图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线 D．滑片从a点滑到b点的过程中，电路消耗的总功率最大值为22.5W25．将两个定值电阻R1、R2并联接在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P，R2消耗的功率为3P。当把它们串联在电压为4U的电源两端时，下列说法正确的是（）A．R1两端的电压为U B．通过R1的电流为 C．通过R2的电流为 D．两个电阻消耗的总功率为15P26．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。下列说法不正确的是（）A．开关旋至“3”挡，开启化霜功能 B．开启化霜功能，电路总电阻为5Ω C．化霜与防雾电路的总功率之差为15W D．从防雾到除露，电路总电流变化1A27．如图所示电路，电源电压6V保持不变，定值电阻的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，当开关闭合，滑片由b端向a端移动的过程中，以下说法正确的是（）A．电压表示数最小值是4V B．电流表示数最大值是0.2A C．电路总功率不会小于1.2W D．定值电阻消耗的最小功率是1.2W28．如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为U，乙电路两端的电压为2U。调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是（）A．P1＝P2 B．P甲＞P乙 C．P甲＜P乙 D．由于变阻器R1和R2阻值未知，无法判断各功率之间的关系29．在如图所示的电路中，电阻R1标有“6Ω1A”，R2标有“3Ω1.6A”，电流表A1、A2的量程均为0～3A，电压表量程0～15V，在a、b间接入电压可调的电源。闭合开关S后，为保证R1、R2均不损坏，则R1消耗的最大功率及允许通过电流表A1的电流分别为（）A．6.0W1.0A B．2.16W1.8A C．3.84W2.4A D．6.0W3.0A30．定值电阻R1、R2和滑动变阻器R3接入如图电路中，电源电压不变。当开关S1闭合，S2断开，滑片P位于a点时，电压表V1和V2的示数之比U1：U2＝2：1．电流表的示数I1＝1A；滑片P位于最右端时，电压表V1和V2的示数之比U1′：U2’＝2：5．当开关S1断开，S2闭合，两个电压表V1和V2的示数之比U1”：U2”＝3：1．当通过开关的闭合与断开及调节滑动变阻器的滑片，可使电路消耗的功率最小为4.5W，则下列说法正确的是（）A．电源的电压为10V B．滑动变阻器的最大阻值是20Ω C．当开关S1断开，S2闭合，R1消耗的电功率为4W D．当开关S1闭合，S2断开，R1消耗的最大功率为4.5W（多选）31．如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从一端移动到另一端，定值电阻R0的电功率P与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列说法正确的是（）A．定值电阻的阻值是10Ω B．整个电路消耗的最大功率为7.2W C．滑动变阻器的最大功率为1.6W D．滑动变阻器的最大功率为1.8W（多选）32．将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路，测出相应电阻两端的电压U和通过的电流I，把测得的数据在坐标系中描点，如图所示。根据图中信息判断，下列说法正确的是（）A．阻值最大的电阻是a B．阻值最大的电阻是b C．b消耗的电功率是d消耗的电功率的4倍 D．a消耗的电功率与c消耗的电功率不相等（多选）33．如图所示，电源两端电压保持12V不变，小灯泡L上标有“6V3W”字样，滑动变阻器最大电阻值R＝48Ω。不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（）A．S闭合后，使电压表的示数减少1V，小灯泡L两端的电压就增加1V B．S闭合后，小灯泡L的最小实际电功率为0.48W C．滑动变阻器接入电路的阻值是12Ω时，小灯泡L正常发光 D．滑片移到正中间时通电6秒，小灯泡消耗的电能是8J（多选）34．如图甲所示的，电源电压不变，L是标有“4V”字样的灯泡。定值电阻R0的阻值为60Ω，两个电流表的量程均为0～0.6A，电压表的量程为0～15V。图乙是小灯泡L的电流随其电压变化的图像。当S闭合，S1、S2断开，将滑片P移到变阻器R的中点时，小灯泡L恰好正常发光，电压表示数为5V。下列说法正确的是（）A．电源电压为5V B．变阻器R的最大阻值为10Ω C．移动滑片P，当灯泡L的功率为1W时，变阻器R接入的阻值为16.25Ω D．当S、S1、S2都闭合，为保证电路安全，变阻器R消耗的最大功率为4.05W（多选）35．如图电路中有两只灯泡L1“6V3W”和L2“8V2W”，下列说法正确的是（）（灯泡电阻不随温度变化）A．同时闭合开关S1和S3，则电路会出现短路 B．只闭合开关S1，为保证两灯不损坏，电源的最大电压为14V C．同时闭合开关S2和S3，如果电源电压为6V，两只灯泡的总功率小于5W D．同时闭合开关S1和S2，则L1被短接，只有L2接入电路（多选）36．表中提供的是成都七中使用的一台数学投影仪的有关数据，小明根据其中的数据作出了以下判断，正确的是（）电源工作电压220V电源频率50Hz光源电压24V光源电流10.0A鼓风机电压220V鼓风机电流0.1AA．光源和鼓风机是串联在电路中的 B．这台投影仪的耗电总功率是240W C．如果投影仪的光源采用串联电阻降压的话，所串联的电阻的阻值为19.6Ω，该电阻消耗的功率为1960W D．这台投影仪的光源采用上述串联电阻降压的方法不可行，因为实际使用中很难有效的解决散热问题，因此容易烧毁投影仪（多选）37．将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40W．如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为6.4W，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，则此时灯泡的电功率可能为（）A．33.6W B．25.6W C．1.6W D．0.9W（多选）38．如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为其两端点）．闭合开关S，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；当滑片P移动至某一位置时，电流表示数为0.3A，R2消耗的电功率为1.8W．则当滑片P从a移到b的过程中（）A．电流表示数变化了0.5A B．电压表示数变化了10V C．R1消耗的电功率变化了5W D．电路消耗的总功率变化了6W39．如图所示，电源电压保持不变。R1＜R2＜R3，当开关S接1点时，R2消耗的电功率P2；当开关S接2点时，R3消耗的电功率P3；则P2P3（填“＞”“＝”“＜”）。40．如图所示，电源电压不变，当开关S1、S2同时闭合时，电流表的示数是0.3A，电压表的示数是6V；若两表互换位置，当开关S1断开、S2闭合时，电流表的示数是0.2A。则R1的阻值是Ω；两表互换位置前后R2消耗的电功率之差为W。41．如图甲，滑动变阻器标有“20Ω20A”，闭合开关，滑动变阻器的滑片从最右端滑至某一位置时，小灯泡正常发光，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙，电源电压为V，小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为Ω，小灯泡的额定功率为W。42．一电热器单独接在电源两端，消耗的电功率为81W，与一定值电阻串联接入该电源两端，定值电阻消耗的电功率为8W。则串联时，该电热器消耗的电功率为。（电源电压不变，电热器的阻值大于定值电阻的阻值）43．小明同学用如图所示的实验电路进行如下操作：闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端c点移动到最左端a点的过程中，记录了滑片P分别置于a、b、c三点时电表的示数（见下表），已知小灯泡L的额定电压为6V。则：滑片P的位置/电表的示数a点b点c点V1表（V）62.51.5V2表（V）03.54.5A表（A）0.60.250.15（1）滑动变阻器的最大值Ω；（2）滑动变阻器消耗的最大电功率是W。44．如图所示，R为阻值为25Ω的滑动变阻器，电源电压为6V，定值电阻R0为10Ω．则当滑动变阻器的阻值为Ω时，其消耗的功率最大，最大功率为。当R＝5Ω和R＝Ω时滑动变阻器消耗的功率相同，为。45．将电阻R1＝4Ω和R2＝12Ω的电阻并联接在电源两极上，电阻R1消耗的功率为2.25W，则电路的总电阻为，电路中消耗的总功率为。46．某兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行实验探究，电源为电压可调的学生电源，小灯泡L标有“6V3W”字样。小组根据记录的电流表和电压表的示数变化，描绘出如图乙所示的I﹣U关系图。当电压表的示数为6V时，通过R的电流为A，调节电源电压，当电路消耗的总功率为1.65W时，小灯泡的实际功率为W。47．图中电阻R1与阻值为0～10欧的滑动变阻器R2串联后接在电压为4伏的电源上。当滑动片P在A位置时，闭合电键K，伏特表的示数是2伏（A、B是滑动变阻器的两端）。那么调节滑动变阻器，电路中安培表的示数最大值是，当滑动片P到某一位置时，电阻R1的实际功率为0.9瓦，那么这时变阻器接入电路部分的阻值是。48．物理兴趣小组开展科技竞赛活动，设计了汽车超速报警的电路，如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻，Rc为可变电阻，当电压表的示数达到某一数值时会提醒驾驶员车速过快，需要减速。现警示速度设置为120km/h。当车速从0加速到120km/h的过程中，Rc消耗的电功率随电流变化的图像如图乙所示；图丙是Rc的阻值与车速关系的图像。求：（1）当车速为120km/h时，求电流、电压表的示数和Rc的阻值？（2）求电源电压与R的阻值？（3）若需要把警示速度改为100km/h，则需要把R换成多大的定值电阻？（保留两位小数）49．为了探究电阻发热功率的极值问题，某学生用到电源电压恒为4V，灯泡电阻R1＝20Ω，电路如图所示，滑动变阻器的最大阻值为R＝40Ω，不考虑温度对电阻的影响，不计导线的电阻，电路始终安全。（1）滑动变阻器阻值为多少时，灯泡消耗功率最大，且最大功率P1是多少？（2）滑动变阻器阻值为多少时，滑动变阻器消耗的功率最大，且最大功率是多少？（请写出推导过程）50．青岛实验高中每周二下午会开设很多丰富多彩的校本课，有趣的电就是其中之一，学生可以在课上探究一些生活中碰到的实际问题。小灯泡作为中学最常使用的电学元件之一，通常认为其电阻不随温度而发生变化，但在实际应用中其电阻并非定值。小雨同学在校本课上设计一个测量某种型号小灯泡I﹣U图像的电路，如图甲。电源电压恒为6V，滑动变阻器最大电阻60Ω。（1）当开关S1、S2均闭合，滑片处于a端时，求电流表A1的示数；（2）当开关S1闭合，S2断开，滑片离a端处时，电流表A2的示数0.2A，求此时小灯泡的电阻；（3）在开关S1闭合、S2断开的情况下，某同学描绘出小灯泡I﹣U图象如图乙。求图中C点对应的电路中滑动变阻器接入电路的阻值大小和滑动变阻器消耗的功率。51．如图所示，小灯泡L标有“6V3W”字样（假如灯泡电阻不受温度影响），电源电压为6V保持不变。求：（1）小灯泡的电阻为多大？（2）当只闭合S1，滑片P位于b处时，小灯泡的实际功率为0.75W，滑动变阻器的最大阻值为多大？（3）当S1、S2闭合，滑片P位于中点c处时，电流表的示数及小灯泡的实际电功率各为多大？52．如图所示，电路中电源电压不变，滑动变阻器的最大值为R0。开始时，开关S1、S2都断开，现将滑动变阻器的滑片P滑到最右端a点，闭合开关S1，电压表的示数为U，电流表的示数为I1＝0.1A；此后断开开关S1，将滑动变阻器的滑片P滑动到中点b点，只闭合开关S2，电压表的示数仍然为U，电流表的示数为I2，R2消耗的功率P2＝0.6W，求：（1）电流表示数I2。（2）电阻R2的阻值。（3）若电源电压为6V，滑动变阻器的最大值R0是多少。53．电动机是将电能转化成机械能的机器，但由于线圈内部有电阻，所以同时还有一部分电能转化成内能。如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r＝0.4Ω，电路中另一电阻R＝10Ω，直流电压U＝160V，电压表示数UV＝110V。试求：（1）通过电动机的电流；（2）输入电动机的电功率；（3）电动机线圈的发热功率；（4）若电动机以v＝0.9m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。（g取10N/kg）54．如图1所示，已知小灯泡L上标有“6V3W”字样，R0＝20Ω，滑动变阻器R的最大阻值为100Ω。（设灯丝电阻不随温度变化）求：（1）小灯泡的电阻；（2）只闭合S1，移动滑动变阻器滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示；当滑片置于某点a时，电压表示数Ua＝8V．求此时电流表示数及电源电压；（3）已知电压表量程为0～15V，在电压表示数不超过量程，灯泡两端电压不超过额定值的情况下，只闭合S2时，求滑动变阻器连入电路的阻值范围。55．如图是一个电热器的工作原理图，电热器内有两段电热丝，R1＝40Ω、R2＝80Ω。旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0、1、2、..共10个金属触点；开关旋钮可以绕中心轴转动，旋钮的两端各有一个金属滑片，可以将相邻的触点连通。如旋钮上的箭头指向D时，金属滑片将2、3触点接通，同时另一端将7、8触点接通。用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求。将此电热器接入家庭电路中，请分别指出每个挡位旋转开关箭头指向的位置，并计算出该挡位电热器正常工作时的功率。56．（1）在虚线框内填上合适器材，测额定电压均为6伏的L1、L2灯泡的额定功率，要求电路不能重组。（2）根据L1、L2的U﹣I的图像求出L2的额定功率为；（3）将L1、L2串联在电源电压为6伏的电路中，求此时灯L2的实际功率为。57．据有关媒体报道：“阳光动力2号”太阳能飞机于2015年3月9日从阿联酋首都阿布扎比起飞，展开为期近5个月的环球之旅，在中国重庆。南京等地停留，最后返回出发点。总飞行天数25天，总里程达35000km。本次环球之旅的意义是向世人展示创新和环保理念，推广清洁能源。在白天飞行时，飞机“汲取”太阳能并转化为电能，还能将多余的太阳能电力储备到高性能蓄电池中供夜间飞行，实现不用一滴燃油昼夜飞行。整架飞机的动力来源于机翼上安装的17248块超薄。高效太阳能电池板，面积达到260平方米，太阳光照射到太阳能电池板单位面积上的辐射功率为1.0×103W/m2，”阳光动力2号”使用的太阳能电池板属于第一代单晶硅薄膜太阳能电池，它将太阳能转化为电能的效率较高，达到25%，飞机的飞行速度平均为108km/h。求：（1）正常工作时，太阳能电池的电功率为多少？（2）如果飞机在空中沿水平方向匀速飞行时受到的空气阻力为1500N，则飞机克服空气阻力做功的平均功率为多少？（3）已知飞机上电动机的效率是90%，不计其它能量损耗。若飞机每天接受光照的时间为10h，则飞机每天光照时能储备多少电能供夜间飞行？（4）若太阳辐射的总功率为3.9×1026瓦，且太阳光在穿过太空及地球大气层到达太阳能电池板的途中有28%的能量损耗，还知道半径为R的球面面积为S＝4πR2．请根据这些资料计算太阳到地球的距离。58．小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘。为此他购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材，对原有的窗帘盒进行改造。（1）如图甲所示，小明在窗帘盒（上方的双虚线框）内安装了电动装置，电动装置通过拉绳拉着窗帘一起运动。改变通过微型电动机的电流方向，就可改变其转轴转动的方向，从而将窗帘打开或关闭。利用双刀双掷开关，可以实现电源对电动机供电电流方向的改变。请你在图甲右侧的虚线框内，完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接。（2）电动机的转速一般很高，需要安装减速装置，如图乙所示。请说明减速装置的减速原理。（3）下表是所使用的微型电动机的部分数据。表格中，额定功率是“电动机在额定电压和额定电流下工作时的输出功率”，堵转电流是“在额定电压下，让电动机的转轴同定不动时的电流”。型号工作电压范围U/V额定电压U额/V额定电流I额/A额定功率（输出）P输/W额定转速n/r•min﹣1堵转电流I堵/ARS﹣360SH﹣142808.0﹣30﹣0120.342.1550001.36请根据表中的有关数据计算：①以额定功率运行时，该电动机的效率为多少？②电动机的额外功率主要由热损耗和机械损耗造成，请分别求出以额定功率运行时，该电动机的热损耗功率和机械损耗功率？③在图甲中，减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置。已知每半边的窗帘滑轨长度为1.5m，要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开。拉动半边窗帘时，挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N．则安装电动窗帘时，对传动装置的机械效率有何要求？59．如图甲所示，电源电压恒定，R1是一个定值电阻，R2是滑动变阻器，小灯泡L的额定电压为6V，图乙是通过小灯泡L的电流随两端电压变化的曲线。当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P滑至最左端时，小灯泡L恰好正常发光；滑动变阻器的滑片P滑至最右端时，电压表的示数为5V．当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑至最左端时，电流表的示数为0.8A，R1消耗的功率为P1；求：（1）小灯泡的额定功率PL；（2）滑动变阻器的最大阻值R2；（3）定值电阻R1，消耗的功率P1。60．如图甲所示，灯泡的额定电压为3.8V，电源电压恒为6V．若从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据，测得灯泡的U﹣I图象如图乙所示，针对该实验过程，有如下结论：①灯泡的额定功率为1.9W；②灯泡正常工作时的电阻5Ω；③电路中消耗的最小总功率为1.2W；④滑动变阻器的最大阻值为25Ω．正确结论个数有（）A．1个 B．2个 C．3个 D．4个

2023年02月19日物理老师的初中物理组卷答案与解析一．电功的实质（共2小题）1．下列各设备中，将机械能转化为电能的是（）A．电炉 B．电磁炉 C．电饭锅 D．发电机答案与解析：电炉、电饭锅都是用电设备，将电能转化为热能；电磁炉通电后，在底盘和平底锅的金属中产生强大的磁场涡流，其结果是产生高温。所以能量转化是：电能﹣﹣﹣﹣磁场能﹣﹣﹣﹣﹣内能。发电机是机械能转化为电能。故选：D。（多选）2．下列实验仪器工作时，把电能转化为机械能的是（）A．电流表 B．电压表 C．发电机 D．电动机答案与解析：A、电流表是测量电流的装置，它消耗的电能很少，它将消耗的电能转化为电流表指针转动的动能，符合题意；B、电压表是测量电压的装置，它消耗的电能很少，它将消耗的电能转化为电压表指针转动的动能，符合题意；C、发电机是产生电能的装置，它是利用电磁感应现象，将机械能转化为电能的装置，不符合题意；D、电动机是消耗电能的装置，它将电能转化为电动机转动的动能，符合题意。故选：ABD。二．电功与电能的计算（共17小题）3．功率为10W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近（）A．8×108kW•h B．8×1010kW•h C．8×1011kW•h D．8×1013kW•h答案与解析：全国一年节省的电能最接近W＝Pt＝2（0.06kW﹣0.01kW）×5.5×108×4h×365＝8.03×1010kW•h。故选：B。4．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行。一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系见图，此空调器运行1小时用电（）A．1.0度 B．1.5度 C．2.0度 D．2.5度答案与解析：由图可知：1h内制冷时间：t1＝40min＝h，t2＝20min＝h，则空调消耗的电能：W＝P1t1+P2t2＝2kW×h+0.5kW×h＝1.5kW•h＝1.5度。故选：B。5．2004年6月10日，联合国大会召开第58次会议，会议鼓掌通过了2005年为“国际物理年”的决议。高邮中学的“STS”小组以实际行动庆祝“国际物理年”，对开发和利用水资源进行研究，同学们认为在放自来水时，水的机械能没有得到利用而白白浪费。于是他们在老师的指导下经过研制，在水龙头处安装了一只小型水轮发电机，当放水时水的机械能转化为电能。设小型水轮发电机的效率为40%，水塔内的水面高于水龙头10米，且保持不变。当水龙头放出1吨水时，小型水轮发电机所产生的电能为（）A．4000焦 B．98000焦 C．58800焦 D．39200焦答案与解析：G＝mg＝1000kg×9.8N/kg＝9800NW＝Gh＝9800N×10m＝9.8×104JW电＝ηW＝40%×9.8×104J＝39200J故选：D。6．如表分别是一台电冰箱和一台电风扇的铭牌，在24h内正常使用电冰箱和连续运转电扇消耗的电能（）BC﹣65B电冰箱额定电压220V工作频率50Hz额定功率70W耗电量0.50（kw•h）/24hFS﹣69电扇规格400mm额定电压220V工作频率50Hz额定功率65WA．电冰箱多 B．电风扇多 C．一样多 D．无法确定答案与解析：电风扇耗电：W1＝Pt＝0.065kW×24h＝1.56kW•h，电冰箱耗电：W2＝0.5kW•h/24h×24h＝0.5kW•h，因为W1＞W2，所以电风扇耗电多，故选：B。7．如图甲，电磁继电器和热敏电阻R1等组成了温度控制箱电路，R1处于温箱内，电源电压U＝6V，继电器线圈的电阻可不计，图乙为热敏电阻的R1﹣t图象，且已知在50～150℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1•t＝K（常数）；当线圈中的电流达到40mA时，继电器的衔铁被吸合，下触点闭合，此时箱内温度为80℃，当线圈中的电流为30mA时，电磁继电器的衔铁释放，上触电闭合，此时箱内温度为60℃，这样就可以时控制箱内温度在60℃～80℃范围内变化。图中的“交流电源”是控制箱加热器的电源，它的额定功率是1500W。（1）80℃时，热敏电阻R1的阻值是150Ω；（2）根据统计，正常情况下，温度控制箱内的加热器，每天加热50次，每次加热10min，恒温箱每天消耗电能12.5kW•h。答案与解析：（1）当恒温箱保持恒温80℃时，热敏电阻：R1＝＝＝150Ω；（2）已知：P＝1500W＝1.5kW，t＝50×10min＝50×h，则每天消耗的电能：W＝Pt＝1.5kW×50×h＝12.5kW•h；故答案为：150；12.5。8．人类已进入智能化时代。小明家安装了空调智能控制系统，空调自动开启条件是：家中有人且室温等于或高于26℃．S1和S2是控制空调开启的两个智能开关，当家中有人时S1自动闭合，家中没有人时S1自动断开；当室温等于或高于26℃时S2自动闭合，室温低于26℃时S2自动断开，则控制空调开启的电路示意图是图甲和图乙中的甲。已知小明家某天室内温度变化情况如图丙所示，当天8h﹣12h和14h﹣18h家中没有人，空调的额定电压是220V，额定功率是1kW，则这台空调当天消耗的电能是5kW•h。答案与解析：（1）由题意知，当家中有人S1闭合，且室温等于或高于26℃时S2闭合，空调才会开启，即两个开关都闭合时空调开启，只要有一个开关断开空调都不会自动开启，则两开关应串联在电路中，故图甲符合要求；（2）由题知，当天8h﹣12h和14h﹣18h家中没有人，结合当天室内温度变化情况，可得当天空调工作时间：t＝（14h﹣12h）+（21h﹣18h）＝5h，由P＝可得，这台空调当天消耗的电能：W＝Pt＝1kW×5h＝5kW•h。故答案为：甲；5。9．双十中学的走廊灯原来是40W的日光灯，现全换为10W的节能灯，若平均每盏灯每天工作3小时，全校100盏灯一个月（30天）可以节约270度电，请你再提出一种节电的做法采用声光控制开关控制节能灯。答案与解析：（1）一只灯一小时节约电能：△W＝（P1﹣P2）t＝（0.04kW﹣0.01kW）×1h＝0.03kW•h，100只每天使用3小时，30天可以节电：W＝100×3×30×0.03kW•h＝270kW•h＝270度；（2）走廊里的节能灯可以采用声控开关和光控开关来控制，有人经过时节能灯发光，没有人经过时节能灯不亮，达到节约电能的目的。故答案为：270；采用声光控制开关控制节能灯（答案合理即可）。10．“地球一小时”由世界自然基金会于2007年发起，号召全球的政府、企业和个人在三月的最后一个周六晚上自愿关灯一小时，倡导与宣传节能减排行动，以共同应对全球气候变化。北京的鸟巢、水立方和玲珑塔在3月28日晚上八点半关灯一小时，在美丽的黑暗中展示它们对节能减排、应对全球气候变化无声的支持。假设鸟巢中安装了6000支80W的大功率节能灯，那么此次活动将节约480kW•h的电能。答案与解析：t＝1h，鸟巢节能灯的总功率：P＝80W×6000＝480000W＝480kW，可节约用电：W＝Pt＝480kW×1h＝480kW•h。故答案为：480。11．潮汐能是由于地球和月球、太阳相互作用产生的能量，一日两次，日称潮，夜称汐，世界上潮汐能蕴藏量约为10亿千瓦，我国约有1.1亿千瓦。我国东南沿海某海湾测量面积为1.0×107m2，涨潮时水深20m，此时关上水堤闸门，可使水位保持20m不变，退潮时，堤外水位降至18m，假如利用此水堤建潮汐水力发电站，水的势能变为电能的效率是10%．每天有两次涨潮，问该电站一天能发的电能是4×1010J．（g取10N/kg）答案与解析：△h为退潮时水减少的深度，S为海湾的面积，一次海湾内水减少的重力G＝mg＝ρVg＝ρS△hg＝1000kg/m3×1.0×107m2×（20m﹣18m）×10N/kg＝2×1011N，，其重心实际只下降△h＝（20m﹣18m）＝1m，一天产生的水的势能W＝2G△h＝2×2×1011N×1m）＝4×1011J，水的势能变为电能W电＝ηW＝10%×4×1011J＝4×1010J。故答案为：4×1010。12．如图是一种电动自行车，它的技术参数如下：•电动机36V，180W•密封免维护酸铅蓄电池（12V，12Ah※）×3•额定载重75kg，最高时速20km/h•在正常行驶（速度为15km/h）的情况下，能行驶60km•行驶100km充电电能消耗1.2kW•h根据以上参数回答下列问题：（1）为了使电动机正常工作，3个蓄电池应采用串联连接方式。（2）电动自行车在正常行驶（15km/h）的情况下行驶60km，用时为4h。（3）电动自行车在以最高时速（20km/h）行驶时，所受阻力为40.5N。（4）电动自行车100km充电电能消耗1.2kW•h，在正常行驶（15km/h）的情况下行驶60km充电电能消耗是0.72kW•h，设此时所受阻力为25N，则行驶60km克服阻力做功是2.592×106J。（5）Ah是电量单位，1Ah＝3600C。答案与解析：（1）为使电动机正常工作，3个蓄电池应采用串联连接方式。（2）速度v＝15km/h，路程s＝60km，∵v＝，∴行驶时间t＝＝4h。（3）电动自行车在以最高时速（20km/h＝20×m/s＝m/s）行驶时，所受阻力：f＝F＝＝＝40.5N；（4）在正常行驶（15km/h＝15×m/s＝m/s）的情况下，电动自行车受到的牵引力：F＝＝＝43.2N，则在正常行驶（15km/h）的情况下行驶60km充电电能消耗：W＝×60km＝0.72kW•h；行驶60km克服阻力做功：W′＝f′s＝43.2N×60000m＝2.592×106J。（5）1Ah＝1A×3600s＝3600C。故答案为：（1）串联；（2）4h；（3）40.5N；（4）0.72kW•h；2.592×106J；（5）3600。13．一种学生设计的电热座椅主要由座垫和脚踏组成，其电路示意图如图所示：座垫内的电热丝R1＝260Ω、R2＝150Ω，脚踏内的电热丝R3＝400Ω．闭合开关S1，开关S2接b可以使脚踏处于“低温挡”：开关S2接a可以使脚踏处于“高温挡”（忽略温度变化对电阻的影响），脚踏处于中温挡时，电热座椅在通电5min所消耗的电能26400J。答案与解析：（1）①S2接a触点时，电路为R3的简单电路；②S2接b触点时，R3与R1串联在电路中；③S2接c触点时，R3与较小的电阻R2串联在电路中；由电阻的串联规律，②中电路的电阻最大，①中电路的电阻最小，由P＝，可知，S2接b触点时为可以使脚踏处于“低温挡”；开关S2接a可以使脚踏处于“高温挡”；（2）S2接c触点时，R3与较小的电阻R2串联在电路中，由串联电阻的规律：R串＝R3+R2＝400Ω+150Ω＝550Ω；电热座椅在通电5min所消耗的电能：W＝t＝×5×60s＝26400J。故答案为：b；a；26400。14．无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它相比传统自行车具有很多优点，如：省力、耐用、安静、结构简单等，因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。如图所示为一种在售的无链条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量，也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达0.2kW•h/kg，能量密度是指存储能量与电池质量的比值。下表是该无链条电动自行车的主要技术参数（表中电池容量＝放电电流×放电时间，例如，1A•h是指以1A的电流能连续工作1h）：（g取10N/kg）整车整车质量40kg最大车速26km/h最大噪声≤30dB锂电池电压40V容量10A•h电动机额定功率180W（1）电动车行驶时极为安静是从声源处（选填“声源处”或“传播途径中”）减弱噪声的，与汽车相比，电动车启动较快的原因之一是因为其质量小，具有的惯性较小；（2）图中这款车的锂电池最多所能储存的电能约为1.44×106J，锂电池的质量为2kg，测试时若质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上最多可连续匀速行驶2.7×104m，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍，则电动机的效率为75%。若骑行者同时踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续匀速行驶3.6×104m，则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为1：3。答案与解析：（1）该电动自行车行驶时本身发出的声音极为安静，故是在声源处减弱噪声的；惯性是物质本身的一种属性，惯性的大小只与物体的质量有关，电动车与汽车相比，电动车质量小，具有的惯性小，所以启动较快。（2）由题中图表可知，这款车的锂电池最多所能储存的电能为：W＝UIt＝40V×10A•h＝400Wh＝400W×3600s＝1.44×106J，锂电池的质量m＝＝＝2kg，由于电动车在平直路面上可持续匀速行驶，则F＝f＝0.04F'＝0.04（G车+G人）＝0.04（m车g+m人g）＝0.04（40kg×10N/kg+60kg×10N/kg）＝40N，W1＝Fs1＝40N×2.7×104m＝1.08×106J，那么电动机的效率：η＝×100%＝×100%＝75%，混合动力驱动时提供的能量：W2＝Fs2＝40×3.6×104m＝1.44×106J，“混合动力驱动”时人所提供的能量：W3＝W2﹣W1＝1.44×106J﹣1.08×106J＝0.36×106J，“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比：＝＝＝1：3。故答案为：（1）声源处；惯性。（2）1.44×106；2；75；1：3。15．我省不少农村楼房顶上装有如图甲所示的水箱，注满时，水箱内的水面离地面平均高度为10m。图乙是这种水箱的结构及工作示意图，其中A、B是由密度为2.5×103千克/米3的材料制成的圆柱体，它们的体积均为500cm3，位于水箱顶部的传感开关是一种特殊的“拉线开关”，其电阻随拉力变化及电路的工作状态如表。（g取10牛/千克）传感开关受到的拉力/牛2515传感开关的电阻/欧55000电动水泵的工作状态通电转动断电停转（1）为了增加安全性，压力传感开关通常是通过一只电磁继电器控制电动水泵，请用笔画线代替导线，按照题意将图乙中电动水泵电路连接完整。（2）当电动水泵断电停转时，圆柱体排开水的体积是多大？（压力传感开关下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计）（3）当电动水泵处于通电转动状态时，电磁铁所在电路的电流大约是0.8A，求电磁铁线圈的电阻。（4）电动水泵的规格为“220伏500瓦”，水箱一次注水需要10分钟，每次注水量为1.5吨.某户人家1个月用水量为15吨，这户人家每月用水需要消耗多少电能？答案与解析：（1）如下图所示：（2）由ρ＝可得，A、B的总质量：m总＝ρV总＝2.5×103kg/m3×2×500×10﹣6m3＝2.5kg，A、B的总重力：G＝m总g＝2.5kg×10N/kg＝25N；当电动水泵停止向水箱中注水时水箱中的水位最高，由表格可知此时圆柱体受到的浮力为：F浮＝G﹣F＝25N﹣15N＝10N，由F浮＝ρ水gV排得，V排＝＝＝1.0×10﹣3m3＝1000cm3；（3）当电动水泵处于通电转动状态时，由欧姆定律可知该电路总电阻为：R＝＝＝7.5Ω，由表格数据可知，当电动水泵处于通电转动状态时，传感开关的电阻R传感＝5Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电磁铁线圈的电阻为：R线圈＝R﹣R传感器＝7.5Ω﹣5Ω＝2.5Ω；（4）这户人家每月用水需要注水的次数：n＝＝10，即10次，一个月电动机工作的时间：t＝10×10min＝100min＝6000s，由P＝可得，这户人家每月用水需要消耗的电能：W＝Pt＝500W×6000s＝3×106J。答：（1）如上图；（2）当电动水泵断电停转时，圆柱体排开水的体积是1000cm3；（3）电磁铁线圈的电阻为2.5Ω；（4）这户人家每月用水需要消耗的电能3×106J。16．黑夜中看不见开关位置，为此小明设计了如图所的电路。当单刀双掷开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置（S只能摆这两种状态）。他利用一个“10V1W”的小灯泡和一段1.0×104Ω/m的电阻丝安装指示灯。（1）为使指示灯正常发光，请在图示方框内完成指示灯和电阻丝的连接电路。（2）按上述设计，电阻丝需截用多长一段？（3）若照明灯一天（24小时）使用6小时，则整个电路一天总共耗电多少度？答案与解析：（1）指示灯的额定电压是10V，所以需要将电阻与灯泡串联进行分压才可以；（2）由题意可知电阻需要分担的电压是220V﹣10V＝210V，串联电路中的电流I＝＝＝0.1A，故电阻丝的电阻R＝＝＝2100Ω，所以需要电阻丝的长度L＝＝0.21m；答：电阻丝需截0.21m；（3）当照明灯亮时，消耗的电能：W1＝P1t＝0.1kW×6h＝0.6kW•h；当指示灯亮时，W2＝P2t＝UIt＝220V×0.1A×18h＝0.022kW•18h＝0.396kW•h；因此，整个电路工作一天消耗的电能：W＝W1+W2＝0.6kW•h+0.396kW•h＝0.996kW•h，即0.996度。答：整个电路一天总共耗电0.996度。17．小柯为了解不同照明灯的性价比，制作了如图1所示的装置。在正对观察孔的纸箱内平放一张写有“E”字的卡片，移动照明灯，使从观察孔恰能看清“E”字，测出灯与箱之间的距离，以比较灯的照明效果。实验后，他又查阅了相关资料，数据如下表：实验次数灯泡类型功率/W灯与纸箱之间的距离/cm1白炽灯60902白炽灯25603节能灯1190（1）分析实验数据，你可以发现白炽灯的照明效果与灯的功率和照明的距离有关。比较节能灯与白炽灯，在保证照明效果相同情况下，节能灯有什么优点？（2）白炽灯工作时的能量转化情况如图2，试推测节能灯工作时的能量转化情况，仿照右图画出节能灯工作时的能量转化图。（3）小柯了解到白炽灯的发光效率大约只有8%，请计算一下60W的白炽灯如一年正常工作2000h会白白浪费掉多少度的电能。答案与解析：（1）分析1和3两次实验可知，在保证照明效果相同情况下，节能灯消耗的电功率小，所以节能灯有节省电能的效果；（2）节能灯可以直接把电能转化为光能，故节能灯工作时的能量转化图如下图所示：（3）白炽灯一年消耗的电能：W＝Pt＝0.06kW×2000h＝120kW•h，浪费的电能：W′＝（1﹣η）W＝（1﹣8%）×120kW•h＝110.4kW•h。答：（1）节能灯有节省电能的效果；（2）如上图所示；（3）60W白炽灯一年正常工作2000h会白白浪费掉110.4度的电能18．常见的电动自行车，使用前要先对车上的蓄电池充电，骑行时蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。下表是这种品牌电动自行车的一些主要技术参数。最高车速≤30km/h一次充电连续行驶里程50km铅酸蓄电池36V/10Ah充电时间8h一次充电耗电量0.6kW•h电动机效率80%整车质量40kg最大骑行噪声≤62dB（1）该电动自行车的充电器效率是多大？（2）若质量是60kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.03倍，取g＝10N/kg．求：电动机对自行车做功的功率和通过电动机线圈的电流。答案与解析：（1）电池储存的最大电能：W1＝UIt＝0.036kV×10A×1h＝0.36kW•h；一次充电耗电能：W2＝0.6kW•h；充电器效率是η＝×100%＝×100%＝60%；（2）因为电动自行车匀速行驶，所以F＝f＝0.03G＝0.03×（m1+m2）g＝0.03×（60kg+40kg）×10N/kg＝30N，电动机对自行车做的功的功率：P有＝＝＝Fv＝30N×6m/s＝180W，根据η＝＝＝可得：P总＝＝＝225W，根据P＝UI可得，通过线圈的电流：I＝＝＝6.25A。答：（1）电动自行车的充电器效率是60%；（2）电动机对自行车做功的功率为180W；通过电动机线圈的电流为6.25A。19．盼盼同学家买了一辆电动自行车，它行驶的动力是靠蓄电池提供的。当它的工作电压为35V，工作电流为6A时。试求：（1）如果蓄电池的持续放电时间为3h，则该车以5m/s的速度匀速行驶的最大行程是多少km？在这一过程中，蓄电池给电动车提供了多少电能？（2）电动车蓄电池的电功率一部分转化为无用功率，另一部分转化为车行驶的有用功率，其效率为80%．当电动车以6m/s的速度匀速行驶时，它所受到的阻力是多少？答案与解析：（1）电动车持续行驶的时间为3h，则电动车匀速行驶的最大行程为：s＝vt＝5m/s×3×3600s＝54000m＝54km；蓄电池提供的电能W＝UIt＝35V×6A×3×3600s＝2.268×106J；（2）电动车的总功率P＝UI＝35V×6A＝210W；则输出的有用功率P有＝P×80%＝210W×80%＝168W；则根据P＝＝＝Fv；可得：牵引力F＝＝＝28N；因电动车做匀速运动，故摩擦力f＝F＝28N；答：（1）最大行程为54km；蓄电池给电动车提供的电能为2.268×106J；（2）它所受到的阻力为28N；三．电能表（共4小题）20．电能表是测量用电器消耗电能的仪表，小华想验证他家电能表表盘上标注的每千瓦时的转数是否准确，于是，他将标有“220V3A”的用电器单独接入电路中，当该用电器正常工作5min后，电能表的转盘正好转了110r则该电能表每千瓦时的实际转数应是（）A．2400r B．2000r C．1500r D．1200r答案与解析：5min用电器消耗的电能为：W＝Pt＝UIt＝220V×3A×5×60s＝1.98×105J＝0.055kW•h，∴＝＝2000r/kw•h则电能表每kw•h的实际转数为2000r。故选：B。21．贾铭同学打算利用电能表来测量电视机实际消耗的电功率。他断开电能表连接的所有其他用电器，只把电视机打开，在t秒内测得电能表的盘转数为N．如果电能表铭牌上标明每千瓦时的盘转数为n，电视机的电功率为瓦。答案与解析：电视机消耗的电能为：W＝＝kW•h＝×3.6×106J，电视机的功率：P＝＝×3.6×106W，故答案为：×3.6×106W。22．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下表所示。在家庭电路中只有电冰箱在标定电压下工作，一天实际工作6h；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1500转，则该电冰箱每天启动30次，每工作一次电能表转盘转45转。容积（L）175功率（W）150耗电量（kW•h/24h）0.9额定电压（V）220答案与解析：由图表知，W＝0.9kW•h，P＝0.15kW，工作时间：t＝；电冰箱每次从启动到停止工作的时间：t′＝12min＝；电冰箱每天启动次数：n＝＝30；电冰箱每次从启动到停止工作耗电量为：W′＝＝0.03kW•h，电冰箱每工作一次电能表转盘转的圈数：0.03kW•h×＝45转。故答案为：6；30；45。23．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右表所示。在家庭电路中只有电冰箱在标定耗电量下工作时，一天实际工作6h；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1500转，则该电冰箱每天启动30次，每工作一次电能表转盘转45转。答案与解析：电冰箱实际工作时间t1＝＝＝6h电冰箱每天启动次数n＝6h÷h＝30（次）w2＝Pt2＝0.15kW×h＝0.03kW•h。每工作一次电能表转盘转的圈数n＝1500r/kW•h×0.03kW•h＝45r。故答案为：6；30；45。四．电功率的计算（共37小题）24．如图甲所示，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a点滑到b点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是（）A．电流表示数为3A时滑片在b点 B．滑片在a点时，10s内电阻R消耗的电能为90J C．图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线 D．滑片从a点滑到b点的过程中，电路消耗的总功率最大值为22.5W答案与解析：由图甲知，R、R1、R2串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2两端电压，电流表测电路中电流。（1）滑片P从b点滑到a点的过程