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文档简介
电能电功
1.电能
(1)产生过程:其他形式的能转化为电能。
(2)利用:通过用电器将电能转化成其他形式的能。
(3)单位:国际单位是焦耳(J),常用单位是千瓦时(kW·h)。
(4)计量:用电能表来计量,计算方法是把计数器上前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度
数。在表盘上的参数,只是用电量的累计度数。
2.电功
(1)定义:有多少电能发生了转化或者消耗了多少电能我们就说电流做了多少功。即:电流做了多
少功,我们就说消耗了多少电能。
(2)计算:
a.基本公式:研究表明,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。表达式:W=UIt。
2
t2
b.推导公式(只用于纯电阻电路):WU,WRt。
RI
【典型例题】
类型一、电功率的概念
1.(多选)下列说法中,正确的是()
A.电功率是表示电流做功多少的物理量
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量
C.用电器的电功率越大,做功越多
D.相同时间内,功率大的用电器耗电一定多
【思路点拨】电功率是表示电流做功快慢的物理量,不是表示电流做功多少的物理量,做功的多少
不仅与功率有关还与做功时间的多少有关,是由两个量共同决定的
【答案】BD
【解析】单位时间内电流做功的多少叫电功率,是表示电流做功快慢的物理量,电功率大说明做功
快,但不一定多,由此可知A错,B对,C错;从公式W=Pt上看,相同时间内,消耗功率大的用电
器耗电定多,D对。
类型二、电功率的计算
2.如图1所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12V。闭合开关S后,当滑片P从最右端
滑到最左端的过程中,小灯泡的I-U关系图象如图2所示。则小灯泡的额定功率为
W,电源电压为V,滑动变阻器的最大阻值为Ω。
【思路点拨】本题对同学的审题、识图能力要求较高,另外需要注意小灯泡的电阻是可变的,所以
在解滑动变阻器电阻时找准对应点,算出此时小灯泡的电阻是解题的关键
【答案】24;12;9
【解析】由图象知,在灯泡两端电压为U额=12V时,通过的电流为I额=2A所以灯泡的额定功率为P额
=U额I额=12V×2A=24W;当滑片位于最左端时,滑动变阻器阻值为0,此时灯泡两端电压等于电源电
压
所以电源电压为U=U额=12V;当滑片在最右端时,滑动变阻器全部接入电路,由图象知,此时灯泡两
端电压为UL=3V,电路电流为I=1A,所以滑动变阻器两端电压为:UR=U-UL=12V-3V=9V,滑动变阻器
U9V
的最大阻值为:RR9。
I1A
类型三、测量小灯泡的电功率
3.学习小组在测定“小灯泡的电功率”的实验中,电源由三节新干电池串联组成,小灯泡额定电压
为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图1甲中的实物电路连接完整。
(2)某次实验时,电压表示数如图1乙所示,此时灯泡两端的电压为V;如果要使灯泡正常
发光,应该向(选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片。
(3)小菁同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图1丙所示的I-U
图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定电功率是W。
(4)某同学实验中电流表和电压表指针偏转情况如图2所示,则出现的问题是。
(5)在实验中,小章同学发现当小灯泡两端电压减小时,它的亮度随之减弱,测量的小灯泡电阻也
相应减小,造成这一变化的合理解释是。
A.导体电阻与导体两端的电压有关;
B.根据欧姆定律,电流一定时,导体的电阻与电压成正比;
C.电压减小时,通过小灯泡的电流不变,电阻变小;
D.电压减小时,小灯泡亮度变暗,温度变低,电阻变小。
【答案】(1)电路图如图所示:(从电压表负接线柱到电流表0.6A档也可)
(2)2.2;B(3)0.5(4)电流表的量程选择过大(5)D
【解析】(1)已知灯泡额定电压为2.5V,灯丝电阻约10Ω,所以正常发光时通过灯泡的电流为
U2.5V
I0.25A,因此电流表量程是0~0.6A,电流表应该和被测灯泡串联;
R10A
(2)由图乙知,电压表量程是3V,最小分度值是0.1V,电压表示数是2.2V,电压表示数小于灯泡
额定电压,要使灯泡正常发光,应向B端移动滑动变阻器滑片,增大灯泡两端的电压,直到电压表
示数等于灯泡额定电压2.5V为止;
(3)由图丙所示I-U图象可知,灯泡额定电压U=2.5V,所对应的电流I=0.2A,则灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)由图可知,电流表的指针偏转太小、量程选择太大,应改用小量程的电流表;
(5)温度影响导体电阻阻值的大小,对大多数导体来说,温度越高,电阻越大;当小灯泡两端电压
减小时,它的亮度随之减弱,实际电功率减小,温度降低,所以测量的小灯泡电阻也相应减小。
一.选择题(共21小题)
1.商场中,卖微波炉的售货员和顾客就微波炉省电还是费电发生了争论。售货员说:微波炉很省电,
用它加热食物花不了多少电费。顾客说:微波炉很费电,他家的微波炉一开就“跳闸”。上述争
论中,顾客混淆的两个概念是()
A.电压和电流B.电功率和电流
C.电能和电功率D.电能和电功
【分析】根据公式W=Pt可以解释售货员所说的微波炉很省电;根据I=可以解释顾客说的微
波炉功率大,微波炉一开就跳闸。
【解答】解:
售货员认为微波炉很省电,是说微波炉的电功率大,但加热食物用时很短,消耗的电能并不多,
所以“微波炉很省电,用它加热食品花不了多少电费”,即售货员是从电能角度说的;
顾客是从电功率角度考虑的,因为微波炉属于大功率用电器,工作时电路中电流很大,会跳闸,
相同时间内消耗的电能多,所以认为很“费电”。
故选:C。
【点评】本题通过实际生活中的一个场景来考查学生对电能和电功率的理解情况,是一道理论与
实践相结合的题目。
2.下列用电器正常工作10秒钟消耗电能最少的是()
A.空调B.电视机
C.洗衣机D.手电筒的小灯泡
【分析】根据生活常识及生活经验判断各用电器的功率大小,由W=Pt可知,工作相同时间,用
电器功率越大,消耗的电能越多。
【解答】解:手电筒的小灯泡的功率约1.0W,空调功率约为1000W;电视机的功率约为130W;
洗衣机的额定功率约为300W;
由此可见,手电筒小灯泡的功率最小,由W=Pt可知,用电器正常工作相同时间消耗电能最少的
是小灯泡。
故选:D。
【点评】本题要求判断在相等时间内哪个用电器消耗的电能多,根据生活经验估计出各用电器的
电功率大小是正确解题的关键。
3.关于电能和电功,下列说法正确的是()
A.家用电器每消耗1度电,产生的热量就是3.6×106J
B.用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功
C.电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程
D.通过导体的电流越大,电流做的功就越多
【分析】(1)1kW•h=3.6×106J;
(2)电流做功的过程实质就是电能转化为其他形式能的过程,用电器消耗多少电能就说电流通
过用电器做了多少功;
(3)根据W=UIt分析解答。
【解答】解:
A、用电器消耗1度电即3.6×106J,若是纯电阻电路,产生的热量等于3.6×106J,若是非纯电阻
电路产生的热量小于3.6×106J,故A错误;
B、电流做功的过程就是消耗电能的过程,所以用电器消耗的电能等于电流通过用电器所做的功,
故B正确;
C、电流做功的过程实质就是电能转化为其他形式能的过程,故C错误;
D、根据W=UIt知,在电压和通电时间一定时,通过导体的电流越大,电流做的功就越多,故D
错误。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对电功和电能、电功实质的理解与掌握,是一道基础题目。
4.如图所示是一款迷你暖手宝,它内置锂电池,利用USB接口充电,内部发热片发热。下列说法
正确的是()
A.暖手宝充电的过程,是电流做功的过程
B.暖手宝发热的过程,是机械能转化成内能的过程
C.用暖手宝取暖时,手因为含有的热量增加而感到暖和
D.无论暖手宝充电还是发热的过程,锂电池在电路中都是电源
【分析】(1)电流做功的过程,实质就是将电能转化为其它形式能的过程。
(2)电流做功的实质是消耗电能转化为其他形式的能的过程。
(3)热量是指热传递过程中传递能量的多少,是过程量。
(4)电池在放电过程中是电源,化学能转化成电能,而在充电过程中是用电器,将电能转化为
化学能。
【解答】解:
A、暖手宝在充电过程中,将电能转化为化学能储存在锂电池中,是电流做功的过程;故A正确;
B、暖手宝发热的过程,是电流做功的过程,将电能转化为内能;故B错误;
C、用暖手宝取暖时,手吸收热量,因含有内能增加而感到暖和,不能说含有热量;故C错误;
D、在电池充电的过程中,是将电能转化成了化学能,电池相当于用电器;发热的过程中电池是
电源,将化学能转化为电能,再转化为内能;故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了电流做功的实质、充电宝充电过程中的能量转化、电源能量转化等知识,明
确电源充放电时能量转化的不同是解题的关键。
5.下列事例中主要目的是将电能转化为内能的是()
A.用电饭锅煮饭B.给手机充电
C.用电风扇吹风D.摩擦起电
【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,分析每个用电器的能量转化得出答案。
【解答】解:电流做功的过程,实际上就是能量转化的过程,消耗电能转化成其它形式的能。
A、电饭锅主要是把电能转化为内能,故A正确;
B、手机充电是电能转化为化学能,故B错误;
C、常见的家用电器中,电风扇主要是把电能转化为机械能,故C错误;
D、摩擦起电属于机械能转化为电能,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了用电器中的能量转化。注意电风扇的主要部件是电动机,把电能转化为机械
能。
6.如图所示的用电器工作时,消耗的电能主要转化为机械能的是()
A.计算器B.电风扇
C.电暖气D.电视机
【分析】电流做功的过程就是电能转化为各种形式的能的过程。
【解答】解:A、计算器在工作时,消耗的电能主要转化为光能,故A不正确;
B、电风扇在工作时,消耗的电能主要转化为机械能,故B正确;
C、电暖气在工作时,消耗的电能主要转化为内能,故C不正确;
D、电视机在工作时,消耗的电能主要转化为光能,故D不正确。
故选:B。
【点评】本题考查生活中电器工作时的能的转化,基础性强。
7.“无人机”(多功能飞行器)可通过无线电进行操控,其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的
前景。如图为某品牌“无人机”,由锂电池供电,采用4个电机带动旋翼转动,对下方空气施力
的同时获得升力(空气浮力不计)。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能,其携带的
摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器上的显示器。下表是该无人机的部分参数,g
取10N/kg,下列说法错误的是()
无人机质量(含摄像机)1.5kg电动机额定电压10V
最大上升速度6m/s电动机正常工作电流5A
最大上升速度时受到的空气阻力9N电动机的能量转化效率95%
A.无人机的重力为15N
B.无人机摄像机镜头采用凸透镜
C.无人机以最大速度上升时旋翼对空气施加9N的力
D.无人机正常飞行1小时电动机消耗电能0.2kW•h
【分析】(1)知道无人机的质量,利用G=mg求其重力;
(2)照相机、摄像头的镜头采用的都是凸透镜,成倒立缩小的实像;
(3)无人机以最大速度上升时,无人机受到竖直向下的重力加上空气的竖直向下的阻力等于空
气对旋翼的竖直向上作用力,据此求出空气对旋翼的竖直向上作用力,由于力的作用是相互的,
可求旋翼对空气施加的力;
(4)利用W=UIt求出一个电机消耗的电能,进而求出无人机(四个电机)正常飞行1小时电动
机消耗电能。
【解答】解:
A、无人机的重力:G=mg=1.5kg×10N/kg=15N,故A正确;
B、无人机摄像机的镜头采用的是凸透镜,成倒立缩小的实像,故B正确;
C、无人机以最大速度上升时,无人机受到竖直向下的重力G、空气的竖直向下的阻力f、空气对
旋翼的竖直向上作用力F,则G+f=F,
空气对旋翼的竖直向上作用力:F=G+f=15N+9N=24N,
由于力的作用是相互的,
旋翼对空气施加的力F′=F=24N,故C错误;
D、一个电机消耗的电能W=UIt=10V×5A×3600s=180000J,
无人机正常飞行1小时电动机消耗电能:
5
W总=4W=4×180000J=7.2×10J=0.2kW•h,故D正确。
故选:C。
【点评】本题为学科综合题,考查了重力的计算、凸透镜成像的应用、力的平衡知识的应用以及
电能的计算,易错点在C选项的判断,对无人机做出准确的受力分析是关键。
8.现有两个定值电阻R1和R2(R1>R2),按照如图所示的四种方式,分别接到电压恒为U的电源
两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是()
A.W甲>W乙>W丙>W丁B.W甲>W丙>W丁>W乙
C.W丙>W丁>W乙>W甲D.W乙>W丁>W丙>W甲
【分析】根据电阻的串联和并联以及R1>R2比较四个电路的总电阻关系,电源的电压一定,根
据W=UIt=t比较四个电路中电流做功大小关系。
【解答】解:
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,且R1>R2,
所以,四个电路中的总电阻关系为:R甲>R丙>R丁>R乙,
因电源的电压恒为U,且工作时间相等,
所以,由W=UIt=t可知,四个电路中电流做功大小关系为W乙>W丁>W丙>R甲。
故选:D。
【点评】本题考查了电阻的串联和并联以及电功公式的应用,是一道较为简单的应用题。
9.电冰箱在设计电路时,当冷冻室温度高于设定温度时,压缩机会以输入总功率正常工作,当冷冻
室温度低于设定温度时,则压缩机停止运作,一般家庭电冰箱每运行12h,压缩机工作2.5h,如
表格所示是某小型号电冰箱的铭牌,根据铭牌内容,则下列选项错误的是()
xxxx电冰箱
额定电压220V工作频率50Hz重量54kg
输入总功率100W耗电量0.62kW•h/24h制冷剂R600a52g
额定输入电0.45A冷冻能力1kg/24h总有效容积217L
流
A.该冰箱正常工作电压是220V
B.一般家庭该电冰箱每经过24h,消耗电能0.62kW•h
C.电冰箱除了压缩机工作消耗电能,还有其他部件消耗电能
D.该电冰箱停止工作一天,一定节省电能2.4kW•h
【分析】(1)电冰箱正常工作时的电压即额定电压;
(2)(4)由表中信息知,电冰箱的耗电量是0.62kW•h/24h,据此分析;
(3)电冰箱中除了压缩机外还有其他配件,如照明灯等。
【解答】解:A、由表中信息知电冰箱正常工作时的电压是220V,故A正确;
B、由表中信息知,电冰箱的耗电量是0.62kW•h/24h;即电冰箱每经过24h,消耗电能0.62kW・h,
故B正确;
C、电冰箱中除了压缩机外还有其他配件,它们也是需要耗电的,故C正确;
D、由表中信息知,电冰箱的耗电量是0.62kW•h/24h,所以电冰箱停止工作一天,一定节省电能
0.62kW・h,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了对用电器名牌上相关物理量的理解,关键从表格中找出有用的信息,难度不
大。
10.有两个电阻R1和R2,R1=9,R2=3,采用下列四种连接方式,分别接到电压为12V的电源
上,通电10min,电流做功最少Ω的连接方Ω式是()
A.R1和R2并联B.R1和R2串联C.只接入R1D.只接入R2
【分析】由题意可知,电源的电压不变,根据W=t可知电阻最大时,在相同时间内电流做功
越少,根据电阻的串联特点和并联特点判断电路的电阻关系即可得出答案。
【解答】解:根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻,电阻越并越小、小于任何一个分电阻可
知,
当两个电阻串联时总电阻最大,
由W=t可知,两电阻串联时,相同时间内电流做功最少。
故选:B。
【点评】本题考查了电功公式的应用,知道串并联电阻的特点判断出两电阻串联时总电阻最大是
正确解题的关键。
11.下表是一款智能音箱的部分参数,该智能音箱可通过语音指令直接控制影音播放,还能做你的
工作秘书、天气预报员、百科解答员等,该智能音箱的电池充满电且不再外接电源的情况下,下
列有关说法正确的是()
功率≥5W
标准电压3.7V
电池容量10000mA•h
A.电池储存的电能为50Wh
B.电池储存的电能为6.66×105J
C.该智能音箱工作时间理论上最长可达10h
D.该智能音箱工作时间理论上最长可达7.4h
【分析】(1)知道电池的容量和工作电压,根据W=UIt求出充满电后电池所储存的电能;
(2)知道智能音箱工作的最小功率和电池储存的电能,根据P=求出理论上工作的最长时间。
【解答】解:
(1)由表格数据可知,电池容量为10000mA•h,标准电压U=3.7V,
则充满电后,电池所储存的电能:
﹣
W=UIt=3.7V×10000×103A×3600s=1.332×105J,故A、B错误;
(2)由表格数据可知,智能音箱工作的最小功率为5W,
由P=可得,该智能音箱工作的最长时间:
t′===26640s=7.4h,故C错误、D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电功公式的灵活应用,从表格中获取有用的信息是关键。
12.下列各用电器均标有“220V60W”字样,它们正常工作相同的时间,消耗的电能()
A.电视机最多B.电风扇最多C.电热毯最多D.一样多
【分析】根据公式W=Pt可知,电流做功的多少(即消耗电能的多少)可以通过用电器的功率和
做功时间来进行计算,明确电功率和时间,即可做出相应的判断。
【解答】解:用电器的铭牌上均标有“220V60W”的字样,
当它们接在家庭电路中正常工作时,它们的实际功率都等于额定功率,即P实=P额=60W,
它们正常工作相同的时间,根据公式W=Pt可知,三个用电器消耗的电能也是相同的。
故选:D。
【点评】本题主要是比较用电器消耗电能的多少,熟练应用相关公式即可正确解题,属于基础性
题目,难度不大。
13.如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正
确的是()
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.小英家上个月消耗的电能为1011kW•h
C.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2J
D.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越多
【分析】从电能表表盘可得到的信息:
电能表指示灯闪烁的次数反映了电路消耗电能的多少;
①
电能表读数时,最后一位是小数,单位kW•h;
②
根据10(40)A的含义判断;
③
1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁1600次,据此求出指示灯闪烁320次
④消耗的电能。
【解答】解:
A、由图知电能表允许通过的最大电流为40A,因此小英家干路中的电流不得超过40A,故A错
误;
B、小英家上月消耗的电能为:5647.8kW•h﹣5546.7kW•h=101.1kW•h,故B错误;
C、指示灯闪烁320次消耗的电能:W=kW•h=0.2kW•h;故C错误;
D、1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁1600次,电能表上指示灯闪烁的次数
越多,则电路中消耗的电能越多,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查对电能表参数的理解,关键是要明白各参数的物理意义,还要能读出电能表的
示数和计算出当月消耗的电能。
14.如图所示,是小黄家的电能表,关于电能表及相关数据下列说法正确的是()
A.“kW•h”是电功率的单位
B.“720revs/kW•h“表示接在此表上的用电器消耗的电功率为1kW•h时电能表上的转盘转过720
转
C.电能表示数是781.5kW•h,可以换算成2.8134×108J
D.1kW•h的电能可以使额定功率为200W的电脑独立工作约5h
【分析】(1)电能表是测量用电器在一定时间内消耗电能多少的仪表。电能表表盘上显示的数字
是已消耗的电能,单位是kW•h;
(2)“720revs/(kW•h)”表示每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转720转;
(3)根据1kW•h=3.6×106J进行换算即可;
(4)知道消耗的电能和电功率,根据t=求出工作时间。
【解答】解:A、“kW•h”,即度,是电功的单位,故A错误;
B、“720revs/(kW•h)”表示每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转720转,故B错误;
C、781.5kW•h=781.5×3.6×106J=2.8134×109J,故C错误;
D、电脑的额定功率P=200W=0.2kW,电能W=1kW•h,
由P=得,电脑正常工作的时间:t===5h,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查对电能表参数的理解,关键是理解电能表各参数的物理意义,属于常考题,难
度不大。
15.如图所示是基本测量工具的测量结果,其中记录错误的是()
A.弹簧测力计的示数为0.4N
B.物体A的长度为1.80cm
C.电能表的示数为2019.4kW•h
D.温度计示数为17℃
【分析】(1)弹簧测力计读数时,先明确弹簧测力计的量程、分度值,再根据指针位置读数;
(2)刻度尺的分度值为相邻刻度线表示的长度;起始端从0开始,读出末端刻度值,可得物体
的长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
(3)电能表读数时注意:最后一位是小数,单位为kW•h;
(4)使用温度计测量温度时,首先要明确温度计的量程、分度值,再根据液面位置读数,读数
时视线与液柱最高处相平,并注意区分零上或零下。
【解答】解:
A、图中弹簧测力计的量程为0~5N,1N分为5份,其分度值为0.2N,指针在0N下面第2个小
格处,则弹簧测力计的示数为0.4N,故A正确;
B、图中刻度尺的分度值为0.1cm=1mm,起始端从0开始,则物体A的长度为1.80cm,故B正
确;
C、电能表读数时最后一位是小数、单位为kW•h,则图示电能表的示数为2019.4kW•h,故C正
确;
D、图中温度计的10℃之间有10个小格,则此温度计的分度值为1℃;液柱最高处在0℃以下,
说明温度低于0℃,其示数为﹣3℃,故D错误。
故选:D。
【点评】读取有刻度的测量工具的示数时,基本方法是一致的,都要先明确测量工具的量程和分
度值,确定零刻度线的位置,视线与刻度线垂直。读电能表的示数时注意最后一位是小数,单位
kW•h。
16.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
【分析】电能表是测量电流做功大小的仪器。
【解答】解:电能表可以直接测量电功大小。只有A正确。
故选:A。
【点评】本题考查电能表的作用,为基础题。
17.下列家庭电路中的物理量,可用电能表测量的是()
A.电功率B.电功C.电阻D.电压
【分析】电能表是测量电流做功多少的仪表。
【解答】解:电能表是测量电流做功(电功)多少的仪表,故可用电流表测量的是电功,电能表
不能测量电功率、电阻和电压,故ACD错误,只有B正确。
故选:B。
【点评】本题考查电能表的作用,为基础题。
18.下列仪器是用来测量电功的是()
A.电流表B.电压表C.电能表D.秒表
【分析】根据不同测量仪器测量的物理量分析。
【解答】解:A、电流表测量电流大小,不符合题意;
B、电压表测量电压的大小,不符合题意;
C、电能表用来测量电流做功的多少,即测量电功的大小,符合题意,
D、秒表是测量时间的工具,不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查不同仪器测量的物理量,为基础题。
19.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
【分析】电能的优点是便于输送,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。
【解答】解:
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。
故选:D。
【点评】本题考查了电能的特点,是一道基础性题目。
20.远距离输电采用高电压,这是因为在输送功率一定时,提高输送电压,可以()
A.减小输电导线中的电流B.增大消耗的功率
C.增大输电导线的电流D.减小输电线上的电阻
【分析】根据电功率P=UI可以知道,在功率一定时,电压越高,电流就越小,又根据P=I2R
可知,在电阻一定时,输电的电流越小,导线消耗的电功率越低。
【解答】解:
根据P=UI,在输送功率一定时,提高输送电压U,可减小输电导线中的电流,再根据P=I2R可
知,在电阻不变的情况下,导线中的电流越小,导线消耗的电功率变小。因此通过前面的分析可
知:A选项正确。
故选:A。
2
【点评】解决本题的关键知道输送功率、输送电压、电流的关系,知道P损=IR,输送电压升高,
输送电流减小,则损失功率减小。
21.对于远距离输电,下列说法正确的是()
A.远距离输电输送的是直流电
B.高压输电可以减少电能损失
C.高压线路上的电压可以随意升高
D.输电线上的电阻越大,则电能损失越小
2
【分析】根据P=UI知,输送电功率一定,输电电压越大,输电电流越小,根据P损=IR可判断
输电线上电能的损失。在高压输电中,电压是不可以随意升高的,要综合考虑各种因素,比如感
抗、容抗等。
【解答】解:A、远距离输电来自发电站,是交流发电机发出的,所以远距离输电输送的是交流
电,故A错误;
2
B、根据P=UI知,高压输电电压高,电流小,根据P损=IR可知,高压输电可以减少电能损
失,故B正确。
C、高压输电必须综合考虑各种因素,电压不可以随意升高。故C错误;
2
D、根据P损=IR可知,输电线上的电阻越大,则电能损失越大,故D错误。
故选:B。
【点评】解决本题的关键知道根据P=UI知,输送电功率一定,输电电压越大,输电电流越小,
2
根据P损=IR可判断输电线上电能的损失。
二.填空题(共13小题)
22.“千瓦时”是生活中常用的用来计量消耗的电能(选填“电能”或“电功率”)的单位,1kW
•h=3.6×106J。
【分析】电能表是测量消耗电能多少的仪表;在表盘上对应的电能单位是kW•h据此可知“千瓦
时”是谁的物理量。
【解答】解:电能表是测量消耗电能多少的仪表,其单位为kW•h,因此“千瓦时”是生活中常
用的用来计量消耗的电能的单位;
1kW•h=1000W×3600s=3.6×106J。
故答案为:电能;3.6×106。
【点评】本题考查电能单位在生活中的应用,属于基础题。
23.用如图所示的电路,研究电流做功与电流大小的关系。实验中,控制两灯的电压相同,通电一
定时间后观察到电流表A1的示数比A2的示数大,电灯L1比L2亮,说明在电压、通电时
间相同的情况下,电流越大,电流做的功越多。
【分析】灯泡亮度由灯泡实际功率决定,灯泡越亮,灯泡的实际功率越大,由W=Pt分析答题。
【解答】解:电灯L1比L2亮,说明电灯L1比L2的实际功率大,由W=Pt可知,在相等时间t
内,电灯L1比L2做功多,
两灯并联,电压U相等,电流表A1的示数比A2的示数大,通过电灯L1的电流比通过L2的电流
大,由此可知:
在电压、通电时间相同的情况下,电流越大,电流做的功越多。
故答案为:电压;通电时间;电流。
【点评】知道题意、应用并联电路特点、电功公式即可正确解题。
24.如图所示,用电动机提升重物时,电动机将电能大部分转化为机械能,当该重物上升到一
定高度时,电动机的转子突然被卡住,此时电能全部转化为内能,因此这种情况下电动机容
易被烧坏。
【分析】(1)电动机工作时将电能转化为机械能和内能;
(2)当电动机被卡住时,电动机可视为纯电阻,从能量转化的角度分析电动机容易烧坏的原因。
【解答】解:
(1)用电动机提升重物时,电动机将电能大部分转化为机械能和小部分内能;
(2)电动机被卡住时,电动机可看成是纯电阻电路,通过电动机的电流过大,将电能全部转化
为内能,所以电动机温度过高,所以容易烧坏。
故答案为:机械;内。
【点评】本题考查了电能的转化,关键是知道电动机正常工作时是非纯电阻电路,当电动机不转
时,是纯电阻电路。
25.电能可以使电灯发光,同时产生内能散失在空气中,但这些内能却无法自动转化为电能。该现
象说明能量的转化具有方向性。“220V40W”的白炽灯泡,两端加10V的电压时,测得通过
的电流是0.1A,比较阻值的变化,可以说明灯丝的电阻随温度减小。
【分析】能量在转化的过程中具有方向性,很多能量转化的实例都说明了这一点;
①
分别计算白炽灯泡在正常发光和10V电压下的电阻,比较温度不同时电阻的关系,判断出电
②阻的大小与温度的关系。
【解答】解:
通电使电灯发光时,电能转化为光能和内能,一部分内能散失在空气中无法自动转化为电能,
①与之类似的这些事例说明,能量的转化具有方向性;
由P=可得,灯泡正常发光时的电阻:R额===1210;
②Ω
当U=10V时,I=0.1A,
由I=可得此时灯泡的电阻为:R===100,
Ω
灯泡正常发光时温度非常高,电阻为1210,而电压低时温度低,其电阻为100,说明灯丝的电
阻随温度的降低而减小。ΩΩ
故答案为:方向性;温度。
【点评】此题考查了能量转化的方向性以及电阻与温度的关系,熟悉基本规律和欧姆定律、电功
率有关计算公式是解答的关键。
26.纵观今年的全国各地的政府工作报告,从地方两会到全国两会的报告中都可以发现“夜经济”
被列入各地2020年的经济发展规划中。不少代表委员表示:做好“夜经济”的可持续性发展、
繁荣应是地方政府的一道“能力测试题”。而在今年的全国两会上,还有不少人大代表提出要激
活“地摊经济”。瞬间引起了社会各界的广泛讨论,“摆摊”这一词也成为热搜词。小刚同学为了
体验生活,决定利用假期跟随父母一起去“摆摊”,为了解决夜间照明问题,在网上购买了一个
太阳能灯,此灯白天利用面积为200cm2,发电效率为25%,光伏电板接收太阳光发电储存电能,
晚上需要供给功率为7W的小灯泡照明使用5h,灯泡消耗电能为1.25×105J,小刚又通过查
资料得知,晴天时太阳能辐射到地表的平均功率约为1400W/m2,那么在晴天时光伏电板在阳光
下至少照射需要10h,才能满足晚上的照明需求。
【分析】(1)根据W=Pt求出通电5h小灯泡消耗的电能。
(2)要满足晚上的照明需求,根据W=PSt求出需要的照射时间。
η
【解答】解:(1)小灯泡照明时间t=5h=1.8×104s,则灯泡消耗的电能为:
W=Pt=7W×1.8×104s=1.25×105J;
(2)要满足晚上的照明需求,则W=1.25×105J;
根据W=PSt可得:
η
需要照射时间t′==≈35714s≈10h。
故答案为:1.25×105;10。
【点评】本题考查了学生对于太阳能吸热的问题,理解功率和效率的计算。
27.小米新款手机电池容量为4500mA•h,电池电压为4V,标配30W超级快充技术,它充满电后,
大约储存的电能为6.48×104J.使用该手机的超级快充功能,假设充电效率为90%,40分
钟即可从零充满。
【分析】(1)充电宝充电的过程中电能转化为化学能,对外供电的过程中化学能转化为电能。
(2)已知充电效率为=90%,则消耗的电能为W充=;再由公式P=可得选用快速充电器
将电池从零充满需要的η时间。
【解答】解:(1)充电宝充满电后储存的电能:
﹣
W=UIt=4V×4500×103A×3600s=6.48×104J。
(2)根据=可得,消耗的电能为:
η
4
W充===7.2×10J;
由P=可得,从零充满需要的时间:
t===2400s=40min。
故答案为:6.48×104;40。
【点评】此题主要考查功、电功率的公式的应用等,常见题目。
28.由于科技进步,部分民航公司允许乘客在飞机正常飞行时间适当使用笔记本电脑,但是为了安
全,旅客只可以随身携带0.16kW•h以下的可充电设备。请回答下列问题:
(1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量约为2000mA•h,输出电压约12V,充满电后,若工作时
的平均电流为1.0A,可连续工作2h的时间。
(2)该旅客可以(选填“可以”或“不可以”)将此笔记本电脑带上民航飞机。
(3)笔记本电脑工作时会发热。如图所示,是该笔记本电脑的调温原理图,当升温到一定值时,
温控开关S1自动闭合,风扇启动,加快散热从而保护电脑。
【分析】(1)知道笔记本电脑电池容量和工作时的平均电流,根据I=求出笔记本电脑可连续
工作的时间;
(2)根据W=UIt求出充满电后笔记本电脑储存的电能,然后与民航局规定比较得出答案;
(3)电风扇工作时与之串联的开关应闭合,据此结合电路图得出答案。
【解答】解:
(1)笔记本电脑电池容量Q=2000mA•h=2A•h,工作时的平均电流I=1.0A,
由I=可得,笔记本电脑可连续工作的时间:
t===2h;
(2)笔记本电脑电池充满电后能量:
W=UIt=12V×2A×1h=24W•h=0.024kW•h,
因为0.024kW•h<0.16kW•h,所以该旅客可以将此笔记本电脑带上民航飞机;
(3)由电路图可知,当笔记本电脑升温到一定值时,要启动风扇加快散热,应让温控开关S1自
动闭合。
故答案为:(1)2;(2)可以;(3)S1。
【点评】本题考查了电流定义式和电功公式的应用等,知道开关在电路中的作用和正确的进行单
位换算是关键。
29.小明家中有一台冷暖空调和一台电风扇,它们的铭牌分别如图甲、乙所示。在暑假期间,若小
明平均每天使用空调正常制冷5h,空调每天所消耗的电能可使他家的电风扇正常工作122h。
【分析】已知两用电器的功率,先算出使用空调正常制冷5h消耗的电能,再计算电风扇正常工
作的时间。
【解答】解:由P=可得,空调正常制冷5h消耗的电能:
W=Pt=1.22kW×5h=6.1kW•h,
可使电风扇正常工作:
t′===122h。
故答案为:122。
【点评】本题考查电功的计算,关键是计算出消耗的电能。
30.居家学习期间,小明利用家中物品开展实践活动。图甲是他自制的调光小台灯,物体a应选择
铅笔芯(填“铅笔芯”或“塑料细棒”)。闭合开关,向左移动夹子,小灯泡变亮,说明电阻的
大小与导体的长度有关。他断开家中其他用电器,记下电能表的示数如图乙所示,只让额定
功率是220V1000W的电热水器正常工作30min,电能表的读数变为1363.0kW•h。
【分析】(1)容易导电的物体叫导体;
(2)电阻是导体本身的一种属性,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关;
(3)知道电热水器的额定功率和正常工作时间,利用W=Pt求只有电热水器正常工作30min消
耗的电能,可得后来电能表的示数.
【解答】解:因为铅笔芯是导体,塑料棒是绝缘体,所以物体a应选择将铅笔芯连入电路,灯泡
能发光;
闭合开关,向左移动夹子,小灯泡变亮,铅笔芯接入电路的长度变短、连入的电阻变小,电路电
流变大,说明电阻大小与导体长度有关;
只让一个标有“220V1000W”的电热水器正常工作30min,消耗的电能:W=Pt=1kW×h=
0.5kW•h;
电能表的示数变为:1362.5kW•h+0.5kW•h=1363.0kW•h,
故答案为:铅笔芯;长度;1363.0.
【点评】本题考查了电能表的读数、消耗电能的计算,关键是电能表参数含义的理解与掌握。
31.如图所示是某家用电子式电能表的表盘,该电能表的标定电流是10A,表盘上显示已用电
5546.7kW•h.若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了32次,
该用电器在上述时间内消耗的电能为0.02kW•h。
【分析】10(20)A中的10A表示电能表的标定电流;电能表上最后一位是小数、单位是kW•h,
据此读数,即为已用电能;1600imp/(kW•h)表示每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁1600次,
据此可求闪烁32次消耗的电能;
【解答】解:
(1)“10(20)A”中,表示电能表的标定电流为10A;
该表盘上显示数字为55467,因为最后一位是小数、单位是kW•h,所以显示已用电5546.7kW•h;
(2)1600imp/(kW•h)表示每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁1600次,
指示灯闪烁32次,则该用电器在上述时间内消耗的电能:W=kW•h=0.02kW•h。
故答案为:10;5546.7;0.02。
【点评】本题考查了电能表的读数,消耗电能的计算,明确电能表相关参数的意义是关键。
32.小刚进行如图所示“电流做功多少跟什么因素有关”实验探究。电动机提升重物的过程,将电
能转化为机械能。若电流做功多少用“W”表示,公式:W=UIt。闭合开关S后,观察
得电压表示数3V和电流表的示数0.4A,时间5s内电流做功6J。
【分析】这是考查电功的影响因素的实验题,本实验中,电流做功过程是将电能转化为机械能的
过程。影响电功的因素有:电压、电流、通电时间。公式为W=UIt,据此可计算做功的多少。
【解答】解:由图可知:电流通过电动机做功,最终将重物提升,这一过程将电能转化为机械能。
电流做功多少与电压、电流、通电时间有关,所以公式为W=UIt;
电流做的功:W=UIt=3V×0.4A×5s=6J。
故答案为:电;机械;UIt;6。
【点评】本题考查了电功的测量实验,注意实验中的能量转化,熟知电功的计算公式,并能运用
其进行简单的计算,是解答的关键。
33.国家电网输送电能时采用1000千伏特高压交流输电线路输送,可以减少输电线上的电能损耗,
这是因为由P=UI可知,在输出功率一定的情况下,提高输出电压,可以减少导线中的电流;
由Q=I2Rt可知,在R、t相同时,电流越小,电流通过导线产生的热量越小。
【分析】远距离输电过程中,电能耗损主要是由于电流的热效应而造成的,利用焦耳定律公式Q
=I2Rt分析减小远距离输电电能损失的措施。
【解答】解:
由P=UI可知,在输出功率一定的情况下,提高输出电压,可以减少导线中的电流;由Q=I2Rt
可知,在R、t相同时,电流越小,电流通过导线产生的热量越小。
故答案为:由P=UI可知,在输出功率一定的情况下,提高输出电压,可以减少导线中的电流;
由Q=I2Rt可知,在R、t相同时,电流越小,电流通过导线产生的热量越小。
【点评】用高压输电不仅可以减少线路中电能的损耗,同时降低热损耗和材料成本,都是在输电
过程中节约了能源,这是一种非常有效的做法。
34.三峡发电站发电是把机械能转化为电能,从发电站到用电地区要实现远距离的电能输送,
为了减少能量损失,在目前的技术水平下,一般采用高压输电(选填“高压”或“低压”)。
【分析】(1)水力发电机发电过程中是由高处的水流下来时水冲击水轮机的叶轮,水轮机的叶轮
去带动发电机发电的;
(2)输电时主要考虑电能损失,电能的耗损主要指的是电流的热效应而产生的,根据计算公式Q
=I2Rt,在输电功率不变,输电线的电阻不变的情况下,要减小输电线路上的电能损失,必须通
过增大电压的办法来减小电流,从而减少电能的耗损。
【解答】解:
(1)水力发电工作时,水从上游流下来冲击水轮机的叶轮,是水的机械能转移到叶轮上;然后
水轮机的叶轮,带动发电机发电,将叶轮上的机械能转化成电能。所以发电过程中把机械能转化
为电能;
(2)在远距离输送电能时输电线路上的电能损失主要指的是电流的热效应而产生的,根据Q=
I2Rt可知,在电阻不变的情况下,电流越小,输电线上的电能损失就越小,根据电功率的计算公
式P=UI可知,在电功率一定时,要减小电流就要增大电压。
故答案为:机械;高压。
【点评】本题考查了发电机的工作过程中能量的转化和对高压输电的理解,属于基础性题目。
声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布
日期:2020/11/2923:28:02;用户:初中物理;邮箱:chaoyin104@;学号:37127340
电功率
1.电功率及其测量
(1)定义:电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量。
(2)单位:瓦特,简称瓦,用符号W表示。1kW=1000W。
(3)计算公式:电功率等于电功与时间之比,即P=W/t,P=UI。
22
2
推导公式:PR,PU,RU。(纯电阻电路可以任选公式,非纯电阻电路只能用基本公
IRP
式。其中,对非纯电阻电路,可以用PI2R来计算用电器的发热功率)
(4)测量电功率:用电功表,通过测量出用电器两端的电压和通过用电器的电流,用P=UI来计算。
(5)1kWh=3.6106J。
2.额定电压额定功率
(1)用电器上标明的电压(或功率)叫做额定电压(或额定功率),用U额(或P额)表示。
(2)用电器上实际工作时的电压(或功率)叫做实际电压(或实际功率),用U实(或P实)表示。
(3)当U额=U实,P额=P实时,用电器才能正常工作。当U额>U实,P额>P实时,用电器不能
正常工作。当U额<U实,P额<P实时,用电器容易损坏。
(4)一个用电器消耗电能的快慢取决于它实际功率的大小
一.选择题(共16小题)
1.智能手机耗电达到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的
供电时间,其原因可能是()
A.减小了电池的输出电流B.增大了电池的输出电压
C.减小了电子线路的电阻D.增大了电池的输出功率
【分析】(1)由公式W=Pt知,手机“省电模式”,是在手机电池储存电能一定的前提下,通过
减小输出功率延长使用时间的;手机工作的电压不变,由P=UI分析电池的输出电流如何变化;
(2)导体的电阻只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电
流无关。
【解答】解:智能手机耗电达到一定量时,剩余的电能也是定量,
由W=Pt可知,要延长手机的工作时间,需要减小电池的输出功率,而手机工作的电压是不变的,
由P=UI可知,在省电模式下,应减小电池的输出电流,故A正确,BD错误;
因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以电子线路的电阻不变,
故C错误。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对电功公式和电功率公式、影响电阻大小因素的应用,要注意手机工作
时的电压不变。
2.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.消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同
D.消耗电能越多的用电器,电功率就越大
【分析】A、电流表是测量电路电流的仪表,用电器消耗电能的多少可用电能表测量;
B、电能的常用单位是千瓦时,也就是度;千瓦是电功率的常用单位;
C、对含有电动机的电路而言,消耗的电能大部分转化为机械能,一小分部转化为内能;而对纯
电阻(如电铬铁)来说,消耗的电能全部转化为内能;
D、由公式P=分析。
【解答】解:A、电流表只能测量通过用电器的电流大小,电能表能够测量用电器消耗电能的多
少,故A错误;
B、电能的常用单位是“度”,学名是千瓦时,故B错误;
C、对电动机(非纯电阻)而言,消耗的电能W大部分转化为机械能,一小分部转化为内能,故
产生的热量Q<W;
而对纯电阻(如电铬铁)来说,消耗的电能为W,则电能全部转化
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