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文档简介
专题03电功电功率TOC\o"1-3"\h\u【题型1电能表】 1【题型2电功及其计算】 3【题型3串并联电路电功特点】 4【题型4电功率计算】 6【题型5串并联电路中电功率特点】 8【题型6动态电路中电功率计算】 11【题型7电功率测量】 15【题型8其他方法测电功率】 16【题型9电路热效应】 18【题型10探究焦耳定律实验】 20【题型10焦耳定律应用】 23【题型11欧姆定律与电功综合】 24【题型12家庭电路组成】 28【题型13家庭电路故障分析】 29【题型14安全用电】 30【题型1电能表】1.小吴家的电能表5月1日的读数如图甲,6月1日的读数如图乙,若电价为0.5元/度,则小吴家5月份应交电费是()A.33.95元 B.27.75元 C.30.62元 D.277.5元【答案】B【详解】由图示电能表可知:5月1日的读数是612.4kW•h,6月1日的读数是667.9kW•h;则5月消耗的电能为W=667.9kW•h﹣612.4kW•h=55.5kW•h需要交纳的电费为0.5元/kW•h×55.5kW•h=27.75元故选B。2.如图所示,是小明家电能表4月底的示数,下列说法正确的是()A.小明家4月份消耗的电能为2508.6kW•hB.电能表的转盘转的越快,说明电路中消耗的电能越多C.若该电能表转盘转360r,表示家庭电路消耗了的电能D.该电能表正常工作时的电流不能超过10A【答案】C【详解】A.小明家电能表4月底的示数为,由于不知道4月初电能表的示数,所以无法计算他家4月份消耗的电能,故A错误;B.电能表转盘转得越快,表示家庭电路的电流做功越快、电功率越大,故B错误;C.表示电路中用电器每消耗的电能,电能表的转盘转过3600r,若该电能表转盘转360r,家庭电路消耗的电能为故C正确;D.由图可知,该电能表正常工作时的电流不能超过20A,故D错误。故选C。3.如图是小伟家上月初和上月末电能表表盘示意图。[已知电费标准为0.6元/(kW·h)]下列说法正确的是()A.电能表是测量电功率的仪器,小伟家家庭电路中的干路电流不得超过10AB.小伟家上个月应缴电费60.6元C.小伟家允许同时工作的用电器的最大电功率为2200WD.指示灯闪烁320次,家庭电路消耗电能0.2J【答案】B【详解】A.10(40)A表示电能表的额定最大电流为40A,即家庭电路中的干路电流不得超过40A,故A错误;B.由题意和图示可知,这个月所消耗的电能W′=5647.7kW·h-5546.7kW·h=101kW·h小伟家上月应缴电费101kW·h×0.6元/(kW·h)=60.6元故B正确;C.电能表允许接的最大电功率为P=UI=220V×40A=8800W故C错误;D.闪烁320次消耗电能故D错误。故选B。【题型2电功及其计算】4.已知一台直流电动机两端的电压为9V,通过电动机的电流为2A,线圈的电阻为,则在1内电动机消耗的电能及产生的热量分别为()A.120J;120J B.1080J;120JC.1080J;1080J D.900J;120J【答案】B【详解】电动机1min消耗的电能为产生的热量为故选B。5.如图所示,A、B是由同种材料制成的导体,二者长度相等,当开关闭合后,在相同时间内,下列叙述正确的是()A.导体A、B的电阻RA>RBB.通过导体A、B的电流IA>IBC.导体A、B两端的电压UA=UBD.电流通过导体A、B所做的功WA<WB【答案】D【详解】A.导体A、B材料相同,长度相等,导体A的横截面积大于导体B的横截面积,则导体A的电阻RA小于导体B电阻RB,即RA<RB,故A错误;B.由图可知A、B串联接入电路,通过导体A的电流等于通过导体B的电流,即IA=IB,故B错误;C.由于IA=IB,RA<RB,根据U=IR可知UA<UB,故C错误;D.由于UA<UB,IA=IB,tA=tB,根据可知电流通过导体A、B所做的功WA<WB,故D正确。故选D。6.下列关于日常生活的说法中,最接近实际的是()A.室温下烧开一壶2L的水所需的热量约为200JB.家用电饭锅的功率约为800WC.家用电冰箱工作20min约消耗1度电D.电子表电池的电压约为220V【答案】B【详解】A.一壶2L的水质量约为m=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg水烧开时末温约为100℃,则所需的热量Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J故A不符合题意;B.家用电饭锅正常工作时的电流约为4A,家用电饭锅的功率约为P=UI=220V×4A=880W接近800W;故B符合题意;C.家用电冰箱具有间歇性工作的特点,功率约为200W,则工作24h约消耗1度电,故C不符合题意;D.电子表电池的电压约为1.5V,故D不符合题意。故选B。【题型3串并联电路电功特点】7.电阻R1=10欧姆,R2=15欧姆,把它们并联接入电路,在同样时间内(
)A.电流在R1上做的功多 B.电流在R2上做的功多C.电流在R1、R2上做的功一样多 D.无法判断【答案】A【详解】电阻R1=10欧姆,R2=15欧姆,由并联电路电压特点知,两电阻两端的电压相等,由知,在相同的时间内电阻越小,电流做的电功越多,所以,电流在R1上做的功多。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。8.如图所示,A、B是材料和长度均相同的两段导体,A比B的横截面积大。当开关闭合后,下列叙述正确的是()A.通过A、B的电流大小:IA>IBB.A、B两端电压大小:UA>UBC.电流对A、B做功大小:WA<WBD.A、B消耗电功率大小:PA>PB【答案】C【详解】A.由于A、B两段导体是串联的,根据串联电路中的电流规律可知通过两段导体的电流相等,即,故A错误;B.根据电阻定律可知,由于两段导体的材料和长度相同,而A比B的横截面积大,故,根据串联电路中的电压规律可知,电阻越大分到的电压就越多,即,故B错误;C.根据可知,由于,,故,故C正确;D.根据可知,由于,故,故D错误。故选C。9.图所示的电路中,定值电阻阻值R1<R2。闭合开关S后,电阻R1、R2两端的电压分别为U1、U2,通过电阻R1、R2的电流分别为I1、I2,电流通过电阻R1、R2做功的功率分别为P1、P2;在相等的时间内,电流通过电阻R1、R2做的功分别为W1、W2。下列判断中正确的是()A.I1=I2 B.U1=U2 C.P1=P2 D.W1=W2【答案】B【详解】AB.由图可知,闭合开关S后,电阻R1、R2并联,因并联电路中各支路两端的电压与电源电压相等,则U1=U2由题知R1<R2且电压相等,由可知I1>I2故A错误,故B正确;C.因为U1=U2,I1>I2,所以由P=UI可知,它们的电功率关系为P1>P2故C错误;D.由W=Pt可知,相同时间t内它们消耗的电能关系为W1>W2故D错误。故选B。【题型4电功率计算】10.如图甲所示电路,电源电压不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图像。闭合S时,电压表的示数为2V,下列判断正确的是(
)A.电源电压为6V B.R的电阻为5ΩC.闭合S时,R消耗的电功率为3.6W D.闭合S时,电路的总功率为6W【答案】C【详解】AB.闭合S时,R与L串联,电压表测L电压,此时电压表示数为2V,根据乙图可知此时电流为0.6A;图中R电压4V时,电流为0.4A,电阻为根据串联电路的特点知,R的电流也是0.6A,R的电压为U=I'R=0.6A×10Ω=6V根据串联电路电压规律知,电源电压为U电=UL+U=2V+6V=8V故AB错误;C.闭合S时,R消耗的电功率为P=UI=6V×0.6A=3.6W故C正确;D.闭合S时,电路的总功率为P=U电I=8V×0.6A=4.8W故D错误。故选C。11.两只不同规格的灯泡串联接入同一电路中,有一只灯泡发出很强的光,而另一只灯泡发出很暗的光,则下列说法正确的是()A.通过发出强光的灯泡的电流较大 B.发出很暗光的灯泡两端的电压较大C.通过两灯的电流一样大 D.两灯两端电压相等【答案】C【详解】AC.两只不同规格的灯泡串联接入同一电路中,所以通过的电流相等,故A错误,C正确;BD.灯的亮度由实际功率决定,发出很强的光的灯实际功率大,根据P=UI,电流相等时,实际功率大的,两端电压大,所以发出很强光的灯两端电压大,故CD错误。故选C。12.如图甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R1的规格为“50Ω
0.5A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图(如图乙所示)。在保证电路安全的情况下,下列计算结果中正确的是()A.电源电压为12V B.的阻值为C.滑动变阻器的阻值变化范围是 D.滑动变阻器的最大功率为0.9W【答案】D【详解】由图甲可知,定值电阻R0和滑动变阻器R1串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器R1两端的电压;AB.由图乙可知,当滑动变阻器的阻值为10Ω时,此时电路中的电流为0.3A,根据串联电路电压规律可得电源电压……①当滑动变阻器的阻值为时,此时电路中的电流为0.1A,根据串联电路电压规律可得电源电压……②由①②解得电源电压,R0的阻值为,故AB错误;C.当电路中的电流最大时,滑动变阻器的阻值最小,电流表的最大测量值为0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,故电路中的最大电流为,已知,则两端的电压为滑动变阻器两端的电压为则滑动变阻器的最小阻值为滑动变阻器的阻值越大,电路中的电流越小,电路越安全,因此滑动变阻器的阻值变化范围为,故C错误;D.滑动变阻器消耗的电功率所以,当时,滑动变阻器消耗的电功率最大,此时电路中的电流为则滑动变阻器消耗电功率的最大值故D正确。故选D。【题型5串并联电路中电功率特点】13.某同学想把两盏“220V
60W”的电灯和一个插座接入家庭电路中,他设计的电路图如图所示,若闭合开关和,下列现象会出现的是(
)A.两盏灯同时烧坏 B.两盏灯正常发光C.只有正常发光 D.在插座上插上一盏“220V
30W”的台灯,台灯能正常发光【答案】B【详解】ABC.根据电路图可知,灯泡L1和L2并联,两盏电灯的规格为“220V
60W”,闭合开关和后,两灯可以正常发光,故B正确,AC错误;D.在插座上插上一盏“220V
30W”的台灯,此时插座上的台灯与灯泡L1串联,而台灯与灯泡L1的额定电压都为220V,根据串联电路的电压规律可知,台灯与灯泡L1的实际电压小于额定电压,所以台灯不能正常发光,故D错误。故选B。14.如图甲所示为一款养生壶的简化电路图,S是温控开关,R1、R2是两个阻值不变的加热电阻。养生壶的高档位额定功率为P1=550W、低档位额定功率为P2=220W。养生壶正常工作时,分别用高档位和低档位给质量为2kg的水加热,水温随时间变化的图像如图乙所示,水的比热容为,则()A.S断开时,养生壶处于高档位工作B.加热电阻R2的阻值为220ΩC.用高档位将水加热6min,水吸收的热量为1.98×105JD.用低档位给水加热时的加热效率约为63.6%【答案】D【详解】A.S断开时,两个电阻串联,S闭合时,电路为R1的简单电路,由可知,S断开时,电路电阻较大,养生壶处于低温档,故A不符合题意;B.低档位额定功率为P2=220W,低档位的总电阻养生壶的高档位额定功率为P1=550W,电阻R1的阻值加热电阻R2的阻值为故B不符合题意;C.用高档位将水加热6min,水温从50℃升高到70℃,水吸收的热量为故C不符合题意;D.用低档位给水加热时的加热10min吸收的热量用低档位给水加热时消耗的电能用低档位给水加热时的加热效率约为故D符合题意。15.如图是家用电吹风简化电路,主要技术参数如下表。下列说法正确的是(
)热风温度50~75℃额定功率热风时:1000W冷风时:120W额定电压220VA.选择开关接BC时吹热风B.选择开关接AB时功率为1000WC.吹热风时通过电路的总电流为0.22AD.吹冷风时每分钟消耗的电能为120J【答案】B【详解】A.由电路图可知,选择开关接BC时,电路中只有电动机工作,此时吹冷风,故A错误;B.由电路图可知,选择开关接AB时,此时电路中电动机与电热丝并联,都工作,因此为热风,由表中数据可知,此时功率为1000W,故B正确;C.由表中数据可知,吹热风时功率为1000W,根据P=UI可知,通过电路的总电流为故C错误;D.由表中数据可知,吹冷风时功率为120W,根据W=Pt可知,每分钟消耗的电能为W=P冷t=120W×60s=7200J故D错误。故选B。【题型6动态电路中电功率计算】16.如图所示,电源电压6V不变,小灯泡标有“6V3W”,滑动变阻器标有“18Ω1A”,电压表所接量程为“0~3V”,电流表所接量程为“0~0.6A”,不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关,为保证电路安全,下列不正确的是()A.电路的最大功率为3WB.滑动变阻器可以接入电路的阻值为0~12ΩC.电路中通过的最小电流为0.2AD.小灯泡的最小功率为0.75W【答案】C【详解】A.由电路图可知,小灯泡和滑动变阻器串联,当滑动变阻器滑片移到最左端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0,电压表被短路,此时电路总电阻最小,电路的总功率最大,又因为小灯泡的额定电压为6V,等于电源电压,所以可知电路的最大功率等于小灯泡的额定功率,为3W,故A正确,不符合题意;BCD.因为电压表测量滑动变阻器两端电压,其量程为“0~3V”,则可知滑动变阻器两端的最大电压为3V,此时滑动变阻器接入电路中的阻值最大,因为小灯泡的额定电压为6V,额定功率为3W,所以可得小灯泡的电阻为当滑动变阻器两端的电压为最大值3V时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,根据串联电路的电压规律可得小灯泡两端的电压为3V,则电路中的电流为这个电流也是电路的最小电流值,此时滑动变阻器的阻值为即滑动变阻器可以接入电路的阻值为0~12Ω,因为此时电路中的电流最小,所以此时小灯泡的功率也最小,为Pmin=IminUL=0.25A×3V=0.75W故B、D正确,不符合题意,C错误,符合题意。故选C。17.如图所示,电源电压为6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω;0.5A”字样;滑动变阻器R2标有“20Ω;1A”字样,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,在不损坏电路元件的情况下,下列做法正确的是()A.电路中电流最大是0.6AB.R1两端电压不能超过3VC.滑动变阻器连入电路的阻值在10~20Ω范围内变化D.电路的总功率在1.8~3W范围内变化【答案】D【详解】A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。因串联电路中各处的电流相等,且R1允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,故电路中的最大电流为0.5A,故A错误;B.根据可知,当R1通过的电流最大,为0.5A时,R1两端的电压最大,为故B错误;C.电路中的最大电流为0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻为因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,故滑动变阻器接入电路中的最小阻值为根据串联分压知识可知,当R2的阻值越大,其两端分的电压越大,根据可知,此时电路中的电流最小,故当电压表的示数3V时,电路中的电流最小,为此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,为则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω,故C错误;D.根据可知,电路消耗的最大功率为电路消耗的最小功率为所以,电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W~3W,故D正确。故选D。18.如图所示的电路,电源电压保持5V不变。小灯泡L标有“4V,1.6W”字样(灯泡电阻不变)1标有字样“15Ω,1A”,定值电阻R2=50Ω,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V。在保证各元件安全工作的情况下()①只闭合开关S和S2,灯泡L的最大功率为1.6W②只闭合开关S和S2,电压表V1的示数范围为2V~3V③只闭合开关S、S1和S3,滑动变阻器的取值范围为5Ω~15Ω④任意闭合开关,整个电路的最大功率与最小功率的比为3∶1A.③④正确 B.①②正确C.②④正确 D.①③正确【答案】C【详解】由可得小灯泡的电阻①只闭合开关S和S2,灯泡L和变阻器R1串联,V1测变阻器两端的电压,V2测灯泡两端的电压,因两个电压表均选用小量程,则电压表V2示数最大为3V时,灯泡L的功率最大,则灯泡L的最大功率故①错误;②只闭合开关S和S2,灯泡L和R1串联,电压表V4测量R1两端电压,电压表V2测量灯泡两端的电压,电压表V2的量程为0~3V,当电压表的示数最大:U2大=3V时,根据串联电路电压规律可知,V1的示数最小为U1小=U﹣U2大=5V﹣3V=2V当变阻器接入阻值最大为15Ω时,电路中的电流最小为U1示数最大为U1大=I小R1大=0.2A×15Ω=3V所以电压表V8的示数范围为2V~3V,故②正确;③只闭合开关S、S1和S3,灯泡L被短路,R1、R2并联,电流表测干路电流,在保证各元件安全工作的情况下,电路中电流最大为0.6A时,滑动变阻器R1接入电路中的电阻最小,此时通过R2的电流为通过R1的电流为I1大=I大﹣I2=0.6A﹣0.1A=0.5AR1接入电路中电阻最小为又因为R1的最大电阻为14Ω,所以滑动变阻器的取值范围为10Ω~15Ω;故③错误;④任意闭合开关,根据P=UI可知,在电源电压一定时,当电路中电流最大时,电功率最大,当电路中电流最小时,电功率最小,当R1、R2并联,调节滑动变阻器R1接入电路中电阻最小,使得电路中最大的电流为0.6A,此时电路中的最大电功率为P大=UI大=5V×0.6A=3W当灯泡L、R1串联且R1接入电路中电阻最大为15Ω时,电路中电阻最大,电流最小,此时电路中的最小电功率为整个电路的最大功率与最小功率的比为P大∶P小=3W∶1W=3∶1故④正确,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。【题型7电功率测量】19.有关“测定小灯泡额定功率”的实验分析正确的是()A.所选择的电源的电压必须等于小灯泡的额定电压B.实验原理是C.要计算三次实验的功率并取平均值D.滑动变阻器的作用之一是保护电路【答案】D【详解】A.测定小灯泡额定功率,灯泡与滑动变阻器串联,灯泡在额定电压下正常发光,故所选择的电源电压必须大于灯泡的额定电压,故A错误;B.测小灯泡额定功率实验原理是P=UI,故B错误;C.灯泡在额定电压下正常发光,不同电压下灯泡的实际功率不同,不能取三次实验的功率的平均值,故C错误;D.滑动变阻器的基本作用是保护电路,实验中,滑动变阻器还可改变灯泡两端的电压,从而测量不同电压下的功率,故D正确。故选D。20.如图是“研究小灯泡电功率”的电路图。灯丝电阻、电源电压不变。电路连接正确后,闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片,下列说法不正确的是()A.电流表示数变小 B.滑动变阻器两端电压变大C.电路的总功率变小 D.灯泡亮度变亮【答案】D【详解】A.由图可知,灯泡与变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路的电流。向右移动滑动变阻器的滑片,变阻器连入电路的电阻变大,由电阻的串联规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律,电路中电流变小,则电流表示数变小,故A正确,不符合题意;B.根据U=IR,因电路中电流变小,故灯泡两端电压变小。由串联电路电压的规律,变阻器的电压变大,故B正确,不符合题意;CD.根据P=UI,电源电压不变,电路电流变小,则电路的总功率变小;灯两端的电压变小,通过灯的电流变小,则灯泡的功率变小,灯泡变暗。故C正确,不符合题意;D错误,符合题意。故选D。21.某小组用“伏安法”测小灯泡额定功率,已知小灯泡额定电压为2.5V。若此实验中只有一只电表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关(单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次)测量小灯泡的额定电功率,则以下判断正确的是()A.两种方案都能B.两种方案都不能C.甲方案能,乙方案不能D.甲方案不能,乙方案能【答案】B【详解】开关分别接“a”、“b”各一次,甲图,无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光,此方案不能测定小灯泡的额定电功率;乙中,R0、小灯泡、变阻器三者串联,S接a时,电压表测定值电阻的电压,当开关接b时测量灯和定值电阻的总电压,不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V,所以此方案不能测出小灯的额定电功率。故B正确,ACD错误。故选B。【题型8其他方法测电功率】22.如图是为测量额定电压为U0的小灯泡额定功率所设计的电路,电源电压U恒定不变,定值电阻R0阻值已知。①闭合开关S,调节变阻器直到电流表示数为;②保持变阻器滑片位置不动,将电流表改接入灯泡所在支路,读出电流表示数为I。则小灯泡的额定功率为()A.U0I B.UI C. D.【答案】A【详解】闭合开关S,此时小灯泡与定值电阻R0并联后再与滑动变阻器串联,由于要让小灯泡正常发光,根据并联电路的电压规律,定值电阻R0两端的电压等于灯泡两端的电压为U0,所以此时电流表的示数为;②将电流表改接入灯泡所在支路,读出电流表示数为I,因变阻器滑片位置没变,灯泡正常发光,则小灯泡的额定功率为故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。23.某小组用“伏安法”测小灯泡额定功率,已知小灯泡额定电压为2.5V。若此实验中只有一只电表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,小组同学们增加一个阻值为25Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关(单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次)测量小灯泡的额定电功率,图甲、图乙是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是()A.两种方案都能B.两种方案都不能C.甲方案能,乙方案不能D.甲方案不能,乙方案能【答案】B【详解】开关分别接"a"、“b"各一次,a图,无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发,此方案不能测定小灯泡的额定电功率;b中,R0、小灯泡、变阻器三者串联,S接a时,电压表测定值电阻的电压,当开关接b时测量灯和定值电阻的总电压,不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V,所以此方案不能测出小灯的额定电功率。故选B。24.在电源电压恒定、R0阻值已知的情况下,只用电流表测量额定电流为I额的小灯泡的电功率。下列四种设计方案能得到灯泡额定功率的是()A. B.C. D.【答案】A【详解】A.图中,灯L与R0并联,电流表A1、A2分别测量通过灯L、R0的电流,调节滑动变阻器的滑片,使电流表A1的示数等于I额,读出此时A2的示数I0,灯L的额定电压灯L的额定功率A设计方案能测量灯泡额定功率,故A符合题意;B.图中,灯L与R0并联,电流表A1测量通过灯L的电流,调节滑动变阻器的滑片,使电流表A1的示数等于I额;无法通过并联电路的特点,计算灯的额定电压,无法计算灯的额定功率,所以B设计方案不能测量灯泡额定功率,故B不符合题意;C.图中,单刀双掷开关,连接b时,调节滑动变阻器的滑片,能使电流表A的示数等于I额;无法测量灯的额定电压,无法计算灯的额定功率,C设计方案不能测量灯泡额定功率,故C不符合题意;D.图中,闭合S、S1,断开S2,灯L与R0并联,电流表A测量通过R0的电流;调节滑动变阻器的滑片,无法测量灯的额定电流,无法计算灯的额定功率,故D不符合题意。故选A。【题型9电路热效应】25.人们应践行节能环保的理念。小伟家使用LED灯照明,如图是小伟家某品牌的普通照明用LED灯的外包装盒。小伟查阅资料得知:盒上文字代表3.5W的LED灯、7W的节能灯、32W的白炽灯,三者的发光亮度相同。下列说法错误的是()A.三种灯泡工作时均将电能全部转化为光能B.盒上3.5W表示的是额定功率C.正常工作相同时间内LED灯消耗的电能最少D.正常工作相同时间内白炽灯放出的热量最多【答案】A【详解】A.LED灯工作时用手触摸几乎不发热,说明LED灯工作时主要是将电能转化为光能;节能灯工作时主要是将电能转化为光能,还有一少部分转化为内能;灯泡工作时灯泡很热,将消耗的电能转化为内能和光能,故A错误,符合题意;B.盒上表示灯泡正常发光时的功率,是额定功率,故B正确,不符合题意;C.由于LED灯的额定功率最小,由可得,则相同时间内LED消耗的电能最少,故C正确,不符合题意;D.由于白炽灯的额定功率最大,根据得正常工作相同时间内白炽灯放出的热量最多,故D正确,不符合题意。故选A。26.当温度降低到一定程度时,某些材料的电阻会突然变为零,这种现象称为超导现象,假如科学家研制出室温下的超导材料,它可以应用在图中的()A.白炽灯的灯丝 B.电饭锅的发热体C.电烤箱的电热丝 D.电动机的线圈【答案】D【详解】A.白炽灯的灯丝必须在白炽状态下才能正常发光,若用超导材料制作灯丝,灯丝电阻为零,无法将电能转化为内能,故A不符合题意;BC.电饭锅的发热体和电烤箱的电热丝都是利用电流的热效应工作的,若用超导材料制作,则电阻为0,电能不能转化为内能,故BC不符合题意;D.电动机的线圈用超导体材料制作,则电动机通电后,产生的热量为零,电能全部转化为机械能,故电动机的线圈可以用超导材料制作,故D符合题意。故选D。27.充油式电暖器是家庭使用的一种取暖设备,这种电暖器体内充有新型导热油,当接通电源后,电热管周围的导热油被加热,然后沿着热管或散片将热量散发出去。具有安全、卫生、无尘、无味、安静的优点。关于它的下列说法中错误的是()A.该电暖器是利用电流的热效应工作的B.散热片越多,该电暖器的电功率越高,可供更大面积的房间使用C.电暖器工作时,电热管、导热油及散热片不断地辐射红外线D.冬天时,可将刚洗的湿衣服放在电暖器的支架上烘干,下班后回家就能穿了【答案】D【详解】A.由题中信息可知,当接通电源后,电热管周围的导热油被加热,然后沿着热管或散片将热量散发出去,说明该电暖片可以将电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故A正确,不符合题意;B.该电暖器的电功率越高,单位时间内产生的热量越多,散热片越多,热量散失的越快,更容易让更大面积的房间内的空气温度升高,故B正确,不符合题意;C.电暖器工作时,电热管、导热油及散热片不断地辐射红外线,以红外线的形式将热量散失出去,故C正确,不符合题意;D.将刚洗的湿衣服放在电暖器的支架上,可能会因为局部温度过高,导致衣服燃烧,甚至引起火灾,故D错误,符合题意。故选D。【题型10探究焦耳定律实验】28.如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么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形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化,下列说法正确的是()A.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的B.将左边容器中的电阻丝由换成,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系C.该装置是为了探究电流产生的热量与电流的关系D.通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的小【答案】C【详解】A.该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反映热的多少,虽然产生热量的多少不能直接观察,但可以通过U形管液面高度差的变化来反映,故A错误;B.将左边容器中的电阻丝换成的电阻丝后,变成了一个的电阻与两个的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即两个的电阻并联,根据并联电路的电流特点知两电阻阻值相等,则支路中电流相等所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,虽然左右电阻不等,但是左右的电流也不相等,所以不是探究电流产生的热量与电阻的关系,故B错误;C.装置中一个的电阻与两个的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即两个的电阻并联,根据并联电路的电流特点知两电阻阻值相等,则支路中电流相等所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,即是研究电流产生的热量与电流的关系,故C正确;D.由可知,左边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快;因此通电一段时间后,玻璃管左侧液面高度差更大,故D错误。故选C。29.为了探究电流产生的热量跟什么因素有关,某同学设计了如图所示的装置。两段阻值不同的电阻丝()密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与相同的气球相连。下列说法正确的是()A.图中R1的功率大于R2的功率B.该装置可探究电流产生的热量与电流大小是否有关C.该实验只用到“转换法”D.相同时间里,B气球比A气球的膨胀程度大【答案】D【详解】A.电阻丝串联,电流和通电时间相同,由可知,图中R1的功率小于R2的功率,故A错误;B.串联电路电流相同,所以该装置不可探究电流产生的热量与电流大小是否有关,但可用于探究电流产生的热量与电阻大小是否有关,故B错误;C.实验中控制电流和通电时间相同,所以还采用了控制变量法,故C错误;D.电阻丝串联,电流和通电时间相同,由可知,R2产生的热量更多,气体受热膨胀的程度更大,所以B气泡比A气球的膨胀程度大,故D正确。故选D。30.如图所示,探究影响电流热效应的因素。密闭的甲、乙两烧瓶中装有质量、初温都相同的煤油,甲、乙瓶中电阻丝电阻的大小关系为R甲<R乙。下列说法中正确的是(
)A.闭合开关,通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲>I乙B.烧瓶内选用等质量比热容更小的绝缘液体,实验现象更明显C.此实验无法探究导体产生的热量跟通电时间的关系D.若要比较水和煤油吸热升温的现象,只需将一只烧瓶内的煤油换成质量、初温都相同的水【答案】B【详解】A.闭合开关,甲、乙瓶中电阻丝串联,由串联电路电流的规律可知通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲=I乙,故A错误;B.烧瓶内选用等质量比热容更小的绝缘液体,当液体质量和吸热一定时,根据可知升高的温度较高,实验现象更明显,故B正确;C.研究导体产生的热量跟通电时间的关系,要控制电流和电阻相同,控制变阻器滑片位置不动,可以任选其中一个电阻为对象,改变通电时间,根据温度的变化来探究导体产生的热量跟通电时间的关系,故C错误;D.若要比较水和煤油吸热升温的现象,要控制相同时间水和煤油吸热相同,根据Q=I2R,要控制两电阻相同,故D错误。故选B。【题型10焦耳定律应用】31.如图所示,是研究电流热效应的部分实验电路,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小,下面关系中正确的是()
A.U甲=U乙,Q甲=Q乙 B.U甲<U乙,Q甲>Q乙C.U甲<U乙,Q甲<Q乙 D.U甲>U乙,Q甲<Q乙【答案】C【详解】由图可知,甲、乙电阻丝串联在电路中,根据串联电路的电流特点可知,通过甲、乙电阻丝的电流相等,根据题意可知,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值,由U=IR可知,甲电阻丝两端的电压小于乙电阻丝两端的电压,即U甲<U乙由焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同时间内,甲电阻丝产生的热量小于乙电阻丝产生的热量,即Q甲<Q乙故选C。32.小市同学在科学课上表演了一个小魔术,用如图所示形状的金属片点燃火柴,他将此金属片接在学生电源上(如图所示),则将火柴放在图中哪个位置上最容易被点燃()A.a点 B.b点 C.c点 D.都一样【答案】C【详解】影响电阻大小的因素是材料、长度和横截面积,当材料和长度一定时,横截面积越小,电阻越大,由图可知,c点横截面积最小,所以电阻最大,a、b、c是串联的,通过的电流相同,根据可知,在相同时间内c点产生的热量多,所以将火柴放置在c点最容易被点燃。故选C。33.电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,而连接电炉的导线却不怎么热,这主要是因为()A.导线的电阻远小于电阻丝的电阻,导线消耗的电能很少B.通电导线的电流小于通过电阻丝的电流C.导线散热比电阻丝快D.导线的绝缘体隔热【答案】A【详解】电炉丝跟铜导线串联,通过它们的电流I和通电时间t相等,因为,,所以产生的热量,故电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,而连接电炉的导线却不怎么热。由于,因此相同时间内导线上消耗的电能小于电炉丝消耗的电能,题中描述的现象与散热快慢、隔热效果无关。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。【题型11欧姆定律与电功综合】34.某品牌智能电热毯能够根据环境温度自动实现多挡位加热,以增强人体舒适度。其等效电路简化图如图甲所示,R1、R2均为加热电阻,R1>R2,S为智能开关,可根据实际需要选择不同电阻接入电路。某段工作过程,加热功率随环境温度变化如图乙所示(横轴t表示环境温度)。下列说法中正确的是()A.环境温度为5℃时,电热毯电功率为44WB.环境温度为35℃时,开关S连接接线柱2和3C.开关S连接接线柱1和2时,工作1h消耗的电能为0.1kW•hD.开关S连接接线柱2和3时,电路总电阻为484Ω【答案】D【详解】A.环境温度为5℃时,观察图乙可知,这时加热功率为100W,功率较大,故A错误;B.环境温度为35℃时,观察图乙可知,这时加热功率为44W,功率较小,根据电功率公式可知,电路的总电阻较大,智能开关S连接接线柱1和2时,只有电阻R1接入电路,智能开关S连接接线柱2和3时,R1和R2并联接入电路,电路的总电阻比智能开关S连接接线柱1和2时的,还要小,由此可知,环境温度为35℃时,应该是智能开关S连接接线柱1和2,故B错误;C.开关S连接接线柱1和2,只有电阻R1接入电路,电路的总电阻较大,加热功率较小,为44W=0.044kW则工作1h产生的热量为故C错误;D.开关S连接接线柱2和3时,加热功率较大,为100W,电源电压为220V,根据电功率公式可知,电路的总电阻为故D正确。故选D。35.为了防止甲醛超标的危害,如图甲所示是我校创新小组的同学们设计的甲醛监测设备的原理图。电源电压恒为3V,R0为10Ω的定值电阻,R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻,其阻值随污染指数变化的情况如图乙所示。用电压表示数反映污染指数,污染指数在50以下为轻度污染,之间为中度污染,100以上为重度污染,以下分析正确的是()A.污染指数越小,电压表示数越大B.电压表示数为1V时,属于重度污染C.污染指数越大,电路中消耗的总功率越小D.污染指数为50时,电压表的示数为2.5V【答案】B【详解】A.由电路图可知,两电阻串联,电压表测定值电阻R0两端的电压;由图像可知,污染指数越小,可变电阻的阻值越大,根据串联电路的分压特点可知,可变电阻分担的电压越大,由串联电路电压的规律可知,定值电阻分担的电压减小,即电压表示数减小,故A错误;B.电压表示数为1V时,则电路中的电流为由串联电路电压的规律可知,可变电阻两端电压根据欧姆定律可得,此时可变电阻的阻值由图乙可知,此时污染指数为150,属于重度污染,故B正确;C.由图像可知,污染指数越大,可变电阻的阻值越小,总电阻变小,根据可知总功率变大,故C错误;D.由图像可知,污染指数为50时,可变电阻连入电路中的阻值为50Ω,此时电路中电流根据欧姆定律可得此时电压表的示数故D错误。故选B。36.家用电热锅有加热和保温两挡,内部电路简化图如图甲所示,S是单刀双掷开关,R1和R2均为阻值不变的电热丝,使用该电热锅在额定电压工作,其消耗的电功率随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为,下列说法中正确的是()A.开关S打到1时电热锅处于保温状态B.电热锅利用电流的磁效应工作C.整个工作过程中消耗电能为5.83×105JD.加热过程使1kg的水温度升高了70℃,则加热效率约为81%【答案】D【详解】A.由图甲可知,当开关S打到1时,只有电阻R1接入电路,当开关打到2时,R1、R2串联,根据串联电路特点可知,串联总电阻大于任何一个分电阻,所以,当开关S打到1时,只有电阻R1接入电路时,电路中的总电阻最小,由可知,电路总功率最大,电热水壶处于加热状态,故A错误;B.电热锅工作时将电能转化为内能,所以电热锅是利用电流的热效应工作的用电器,故B错误;C.由图乙可知,整个工作过程中,加热时间t加热=300s,加热过程消耗的电能保温时间保温过程消耗的电能整个工作过程中消耗电能故C错误;D.电热水壶在加热过程中消耗的电能水吸收的热量为加热效率为故D正确。故选D。【题型12家庭电路组成】37.如图所示,用测电笔检测插座中是否有“电”,下列操作错误的是(
)A.笔尖插入插座 B.笔尖接触火线C.手接触笔尖金属体 D.手接触笔尾金属电极【答案】C【详解】使用试电笔时,手要接触笔尾金属体,手不能接触笔尖金属体,笔尖可以插入插座,笔尖可以接触零线和火线,故C错误,符合题意,ABD正确,不符合题意。故选C。38.如图是家庭电路的部分连接情况,下列说法正确的是(
)A.图中的两根进户线分别为火线和地线B.该家庭同时工作的用电器的总功率不能超过2200WC.当电路中发生漏电时空气开关会起到保护作用D.该家庭一共用电123.4kw·h【答案】D【详解】A.进户线分为火线和零线,故A错误;B.由图值20A为平时工作允许通过的最大电流,该家庭同时工作的用电器的最大总功率故B错误;C.当电路中电流过大时,空气开关会断开,保护电路;漏电发生触电事故时空气开关不会断开,故C错误;D.电能表读数为123.4kW·h,表示该家庭一共用电123.4kW·h,故D正确。故选D。39.下列说法正确的是()A.马路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,它们串联的B.教室里照明用的节能灯,它们是并联连接的C.控制灯泡的开关和灯是并联的D.甲轻质小球与带正电的乙轻质小球相互吸引,则甲一定带负电【答案】B【详解】A.路灯是并联的,晚上同时亮,有一盏灯损坏,其它灯工作不受影响。早晨同时灭是因为干路上有一个总开关来控制的。故A错误;B.教室里照明用的节能灯,其中一盏损坏后,其它的都还能正常工作,故教室里照明用的节能灯是并联,故B正确;C.控制灯泡的开关与灯泡是串联接入电路的,故C错误;D.甲轻质小球与带正电的乙轻质小球相互吸引,由异种电荷相互吸引和带电体具有吸引轻小物体的性质可知,甲可能带负电荷,也可能不带电,故D错误。故选B。【题型13家庭电路故障分析】40.小李做家务时,房间里的电灯突然熄灭。他
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