1、第十五章第十五章电能与电功率电能与电功率 一、单项选择题一、单项选择题（每小题 3 分，共 30 分） 1某家用电能表的有关参数如图 1 所示，可知（ ） A该电能表上用电器的总功率不能超过 2.2kW B该电能表上用电器的总功率不能超过 8.8kW C该电能表的转盘每小时最多转 3000r D该电能表的转盘已转了 3021r 2如图 2 所示，电源电压为 12V，当小灯泡正常发光时，电压表的示数为 4V，电流表的示数为 0.5A，则小灯泡的额定功率是（ ） A2W B3W C4W D8W 3甲、乙两只简易型电加热器（俗称“热得快”）及其铭牌如图 3 所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则
2、下列说法中正确的是（ ） A两电加热器均正常工作时，甲消耗的电能较多 B将乙接入 110V 的电路中，它的实际功率为 200W C两电加热器均正常工作时，甲的电阻大于乙的电阻 D两电加热器串联后接在 220V 的电路中，甲的实际功率较大 4某品牌电暖器设有低温和高温两档，与低温档相比，使用高温档时（ ） A电流做功一定快 B电流做的功一定多 C消耗的电能一定多 D转化的内能一定多 5在测量小灯泡的电功率的实验中，把标有“2.5V”的灯泡 L 与滑动变阻器 R 串联起来接在电压是 5V 的电源上，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，测得小灯泡的功率为 0.5W，以下说法中不正确不正确的是（ ） A电
3、流表的读数为 0.5A，变阻器两端电压是 2.5V B滑动变阻器连入电路中的电阻 R12.5 C相等时间内，电流对 L 和 R 所做的功相等 D继续调节滑动变阻器，滑动变阻器的电功率可能小于灯泡电功率 6.如图 4 所示，把标有“12V 12W”的灯 L1和“12V 6W” 的灯 L2串联起来接在电源电压为 12V 的电路中，正确的说法是 （ ） A通过 L1、L2的电流不相等 BL1、L2两灯均不能正常发光，但 L2灯较亮 CL1、L2两灯均不能正常发光，但 L1灯较亮 D把电源电压提高到 24V，L1、L2两灯都能正常发光 7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
4、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 10000mAh 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 8如图 5 甲所示是一种钨丝灯泡，乙是图甲的铭牌，丙是一种节能灯泡，丁是一种 LED灯。理论上讲这三种灯的照明效果是：4W LED11W CFL（节能灯）40W 钨丝灯。下面说法正确的是（ ） A甲灯泡的实际功率是 25 瓦 B若钨丝灯因为某种原因灯丝
5、变短了，相同电压下灯会变暗 C金属丝导电的原因是金属导体内部有大量的可以自由移动的正电荷 D理论上讲，LED 灯比钨丝灯节能 90% 9在图 6 中，通过电阻 R1的电流跟它两端电压的关系如图甲所示，通过电阻 R2的电流跟它两端电压的关系如图乙所示。 根据图象信息可判断下列说法中正确的是（ ） A电阻 R2的阻值随电压的增大而减小 B当 R1和 R2串联时，它们两端的电压一定不等 CR1和 R2并联在电源电压为 4V 的电路中，总电流为 0.5A DR1和 R2串联在电源电压为 9V 的电路中，它们的总功率为 4.5W 10某同学用如图 7 的实验装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，
6、两个透明容器中封闭着等量的空气。下列分析正确的是（ ） A通电后透明容器中电阻丝的内能增大是通过热传递方式改变的 B观察图甲中的 A、B 管，可得出电流通过导体产生的热量多少与电阻有关 C用乙图中的装置探究“电流产生的热量跟电流是否有关”时，右边容器中应选用阻值为10 的电阻丝 D用图乙中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热” 二、填空题二、填空题（每空 1 分，共 20 分） 11一个电能表的表盘上标有“3000r/（kWh）”的字样，它表示每耗电 1kWh，转盘转 圈。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作 3min，电能表转了 150 圈，该家用电器的额定功
7、率是 W， 这个家用电器可能是 （选填“电热水壶”或“电脑”）。 122019 年 11 月，第 28 届中国金鸡百花电影节在度门举行，无人机群组成 3D 金鸡造型惊艳夜空。如图 8，若每架无人机上的 LED 灯功率为 20W，1200 架无人机持续亮灯 5min消耗的电能为 kWhLED 灯比传统白炽灯节电 70mAh，减少了将电能转化为 能的比例。 13如图 9 所示，这是小明新买的干鞋器，其电阻为 2200，正常工作时的电流为 0.1A，把它放入鞋内，通电后就可以起到干燥、杀菌和除臭的作用，这是利用电流的 效应工作的；干鞋器正常工作 10min 产生的热量为 J。 14如图 10 所示电
8、路，灯 L1、L2串联接在 9V 的电源两端，灯 L1标有“6V 6W”，灯 L2标有“6V 3W”， 闭合开关， lminL2消耗的电能是 J （不计温度对灯泡电阻的影响） 。 15如图 11 是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关 S 同时接触两个相邻触点， 实现冷水、 温水、 热水档之间的切换。 当开关同时接触 3、4 触点时，水龙头放出的是 （选填“冷”“温”或“热”）水。若 R23R1，水龙头在热水档正常工作 1min 消耗的电能为 1.2 105J，则它在温水档正常工作时电功率为 W。 16小王有一款可以调节的小台灯，其电路如图 12 甲。电源电
9、压为 24，灯泡 L 的额定电压为 24V，通过灯泡 L 的电流跟其两端电压的关系如图乙。当灯泡正常发光时，台灯的额定功率为 W。调节滑动变阻器 R，使灯泡的实际功率为 1.2W 时，则此时滑动变阻器 R 的实际功率 W。 三、实验探究题三、实验探究题（17 题 8 分，18 题 8 分，19 题 10 分，共 26 分） 17.同学们猜想影响电流做功多少的因素有：用电器两端的电压、通过用电器的电流和 通电时间。如图 13（a）、（b）所示是小明实验小组的实验电路图。 （1）此实验是根据 来比较相同时间内电流做功的多 少，L1、L2两只灯泡的规格应 （选填“相同”或“不同”）； （2）在图（a
10、）电路中，甲、乙两灯串联，主要是为了控制 相同，从而研究电流做功多少与 的关系； （3）在图（b）电路中，观察到 L1灯较 L2灯暗，甲电流表的示数小于乙电流表的示数，由此可以得到的结论是 。 18测量小灯泡额定功率的实验电路如图 14 甲所示，实验器材有：标有“2.5V”字样的待测小灯泡、电压恒为 4.5V 的电源、标有“20 1A”的滑动变阻器、电流表（量程为 00.6A、03A）、电压表（量程为 03V、015V）、开关及导线若干。 （1）为保护电路元件安全，连接电路时开关应 ；闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应调至 （选填“A”或“B”）端。 （2）按图连接好电路后，闭合开关，将滑动
11、变阻器的滑片 P 移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数。经检查，导线连接完好，则电路故障是： 。 （3）向左移动变阻器滑片 P，会看到灯泡变 （选填“暗”或“亮”）一些，这说明灯泡的实际功率与 有关系。 （4）实验中电压表示数如图乙所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片 P向 （选填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为 时为止。 （5）当小灯泡两端的电压为额定电压时，电流表的示数为 0.3A，则小灯泡的额定功率为 W。 19小明利用如图 15 所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲
12、烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。 （1）实验中，烧瓶内的液体选择煤油而不是水，原因是 。 （2） 通电一段时间后， 小明发现 烧瓶中温度计的示数大， 这表明其它条件相同时，导体的电阻越大，产生的热量越 。 （3） 本实验使用了控制变量的科学方法： 通过两段金属丝串联的方式， 控制 及 相同；还使用了转换的科学方法：把导体产生热量的多少转换为 。 （4）小明想把该装置改成探究不同物质的吸热能力的实验装置，那么他应将烧瓶中的煤油换成质量和初温相同的 （选填“同种”或“不同种”）的液体，将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的 相等的镍铬合金丝，并将两个
13、烧瓶中的金属丝做绝缘处理。 四、简答题（四、简答题（4 分）分） 20.商场里，售货员正向顾客推荐微波炉。售货员说，使用微波炉加热食品很省电，花不了多少电费： 顾客说， 用微波炉加热食品时很费电， 他家的微波炉使用时常常 “烧保险 “。请你说明顾客和售货员各是从什么角度来说的？用所学知识解释常常 “烧保险” 的原因。 五五、计算题、计算题（共 14 分） 20（8 分）（2020黔东南州）小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图 16 所示）内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为 220V，额定功率605W问： （1）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入 6kg 初温为 2
14、0的水，加热系统的加热电阻正常工作 15min 将水加热到 40，此加热过程中水吸收的热量是多少？c水4.2 103J/（kg） （2）加热系统加热时的热效率是多少？（结果精确到 0.1%） （3） 当小明家的实际电压是 200V 时， 加热电阻工作的实际功率是多少？（加热电阻阻值不随温度变化而变化） （4）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是 12V（按摩系统将交流电压转换为 12V），工作电流为 4A，其电阻为 0.5，电动机工作中因发热损失的功率是多少？ 21（6 分）如图 17 甲是定值电阻 R1和标有“8V 8W”灯泡 L 的 IU 关系图象。如图乙所示， 电源电压恒定不变， 滑动变阻
15、器的最大阻值为 12。 当开关 S、 S2闭合， 开关 S1断开，将滑动变阻器 R2的滑片 P 滑到 b 端时，灯泡 L 的实际功率为 1W。求： （1）灯泡正常发光 10s，电流通过灯泡产生的热量； （2）电源电压； （3）当开关 S、S1、S2同时闭合。调节滑片 P，求电路消耗的最大功率。 参考答案参考答案 一、单项选择题一、单项选择题 1B 2C 3B 4A 5A 6B 7D 8D 9D 解析解析：根据图乙可知，电阻 R2的阻值随电压的增大而增大的，故 A 错误；当 R1和 R2串联，并且 R1R2时，R1和 R2分得的电压相等，故 B 错误；根据图乙可知，当 R1和 R2两端电压均为
16、4V 时通过的电流分别为 0.4A 和 0.5A，而干路电流等于各支路电流之和，所以总电流：I0.4A+0.5A0.9A，故 C 错误；根据图示可知，当电路电流为 0.5A时，R1和 R2两端电压分别为 4V 和 5V，即电源电压为 9V，则它们的总功率：PUI9V 0.5A4.5W，故 D 正确。 10B 解析解析：电流流过电阻丝时会做功，将电能转化为电阻丝的内能，是通过做功方式改变内能的，故 A 错误；甲图中两电阻丝串联，其阻值是不同的，在通电时间相等、电流相同时，10 的电阻大，B 管液面上升得更高，表明电流通过导体产生的热量多少与电阻的大小有关，故 B 正确；探究“电流产生的热量跟电流
17、是否有关”时，应控制电阻、通电时间相同，而电流不同，故右边透明容器中应该选用阻值为 5 的电阻丝，故 C 错误；图乙中的实验结论为：电流产生热量的多少与电流大小有关，电流越大，其他条件相同时产生的热量越多；电炉丝通过导线连接到电路里，电炉丝和导线串联，电流是相同的，而导线的电阻远远小于电炉丝的电阻，在电流、通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以图乙的结论不能解释这种现象，故 D 错误。故选：B。 二、填空题二、填空题 113000；1000；电热水壶 122；内 13热；1.32104 14180 15热；1500 解析解析：（1）当开关同时接触 2、3 触点时电路为 R1的简单电路，
18、当开关同时接触 3、4 触点时 R1与 R2并联， 因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻， 所以， 当开关同时接触 3、4 触点时，电路的总电阻最小，由 PUI可知，电源的电压一定时，电路的总功率最大，水龙头放出的是热水； （2）当开关同时接触 2、3 触点时，电路为 R1的简单电路，水龙头放出的是温水，则在温水档正常工作时的电功率为： P温， 水龙头在热水档正常工作时， 电路的总功率为：P热2000W，因并联电路中各支路两端的电压相等，且 R23R1，所以，水龙头在热水档的功率为：P热+P温2000W，解得：P温1500W。 169.6；3.6 解析：（1）灯泡 L 的额定电压为 24V，由
19、图乙可知，此时通过灯泡的电流为 0.4A，则灯泡的额定功率：P额U额I额24V0.4A9.6W； （2）当灯泡实际功率为 1.2W 时，观察图乙，当灯泡两端电压为 6V 时，电流 0.2A，由 PUI 可知灯泡实际功率为 1.2W，由串联电路的电压规律可知，此时变阻器分得的电压：U变UUL24V6V18V； 因串联电路中各处的电流相等， 则此时变阻器的实际功率：P变U变I18V0.2A3.6W。 三、实验探究题三、实验探究题 17.（1）灯泡的亮暗程度； 不同 （2）电流（或电流与通电时间）；电压； （3）在电压、通电时间相同时，电流越大，电流做功越多 18（1）断开；B （2）小灯泡断路 （
20、3）亮；灯泡两端的电压 （4）左；2.5V （5）0.75 19（1）煤油的比热容较小，吸收相同热量升高温度较大，实验现象更明显 （2）乙；多 （3）电流；通电时间；煤油升高温度的多少 （4）不同种；电阻 四、简答题四、简答题 20.答：顾客与售货员从不同角度论述微波炉的耗电情况：售货员认为微波炉很省电，是说用微波炉虽然功率大，但加热食物用时很短，消耗的电能并不多，所以不“费电”；顾客是从电功率角度考虑的，微波炉属于大功率用电器，工作时电路中电流很大，会烧断保险丝，相同时间内消耗的电能多，所以顾客认为很“费电”。 五、计算题五、计算题 20解解：（1）水吸收的热量： Q吸c水m（tt0）4.2
21、103J/（kg）6kg（4020）5.04105J； （2）加热时间 t15min900s， 足浴盆加热时消耗的电能： WP额t605W900s5.445105J； 热系统加热时的热效率为： 100%100%92.6%； （3）由 P得，加热电阻的阻值：R80， 当小明家的实际电压是 200V 时，加热电阻工作的实际功率：P实500W； （4）电动机工作中因发热损失的功率：P损I2R（4A）20.58W。 21解解：（1）因为 P，所以灯泡产生的热量为 QLPLt8W10s80J； （2）当开关 S、S2闭合，开关 S1断开，将滑动变阻器 R2的滑片 P 滑到 b 端时，灯泡与整个滑动变阻器串联。 由图象知，灯泡实际功率 P实L1W 时，灯泡两端电压为 U实L2V，I实0.5A， 因为 I，所以滑动变阻器两端电压为 U2I实R20.5A126V， 所以电源电压为 UU实L+U22V+6V8V； （3）当开关 S、S1、S2同时闭合，滑动变阻器滑片位于最左端，灯泡和定值电阻 R1并联。因为 U实LUU额8V，所以灯泡实际功率 P实LP额8W； 定值电阻阻值为 R110，所以 R1功率为 P16.4W； 电路消耗的最大总功率为 P总P实L+P18W+6.4W14.4W