课后强化训练28 电能.docx

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课后强化训练28电能

课后强化训练28　电能

一、选择题

1.清华大学的虞昊教授致力于基于第三代照明技术的LED灯的普及工作。

LED灯的能耗小，造价低廉，使用寿命长。

虞昊自制的LED台灯，用电压为6伏的电源供电，正常工作时电流为300毫安。

则此LED台灯正常工作时的功率为（A）

A.1.8瓦　B.18瓦

C.180瓦　D.1800瓦

【解析】　正常工作时的功率P＝UI＝6伏×0.3安＝1.8瓦。

2．把标有“36V　15W”的甲灯和标有“36V　5W”的乙灯串联后接在电压为36伏的电路中，下列说法正确的是（D）

A.因为甲灯额定功率较大，所以甲灯较亮

B.因为通过它们的电流相等，所以一样亮

C.因为甲灯的电阻较小，所以甲灯较亮

D.因为乙灯实际功率较大，所以乙灯较亮

【解析】　因为甲、乙两灯额定电压相等，而乙灯的额定功率小，所以其电阻大，又因为两灯串联在同一电路中，所以乙灯实际功率大、较亮。

所以D是正确答案。

3.下列用电器的额定功率最接近1000瓦的是（D）

【解析】　电风扇的额定功率为20～60瓦，笔记本电脑的额定功率为20～30瓦，台灯的额定功率为10～100瓦，电饭锅的额定功率为600～1000瓦。

通过比较得知：

电饭锅的额定功率最接近1000瓦。

4．小红家的洗衣机工作0.5小时，电流做功为3.6×106焦，这台洗衣机消耗的电能是（B）

A.1.8×106焦　B.3.6×106焦

C.7.2×106焦　D.14.4焦

【解析】　电流做功的过程，实质上是消耗电能转化为其他形式的能的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。

（第5题）

5．如图所示的电路，闭合开关S，在滑片P向右移动过程中（C）

A.小灯泡变亮

B.电流表示数变大

C.电压表示数变小

D.电路的总功率变大

【解析】　由电路分析，滑动变阻器全部接入电路，灯泡和滑动变阻器组成串联电路，电压表测滑动变阻器右部电压。

由此在滑片右移过程中，电路总电阻不变，电源电压恒定，由I＝

知，电路中电流保持不变，因此B错误；而电灯泡的功率，由于PL＝I2RL，I不变，RL不变，则PL不变，所以A错误；电压表测R的右半段电压，UR＝IR，P右移过程中，电压表所测电压减小，故C正确；电路总功率由于P＝UI，U、I均不变，则P亦不变，故D错误。

（第6题）

6．同学们用如图所示电路探究“电功率与电流的关系”。

以下观点不正确的是（D）

A.实验要选取规格不同的灯泡

B.实验中将两灯并联控制了灯两端电压相同

C.将滑动变阻器串联在干路中可以完成实验

D.将题中并联电路改为串联电路也可以完成实验

【解析】　根据P＝UI可知，电功率大小与电压和电流大小有关。

本题探究电功率与电流的关系，应控制电压不变，所以L1与L2并联，两支路电压相同；为防止测量具有偶然性应多次测量，选择不同规格灯泡且在干路中加入滑动变阻器，用来改变L1与L2两端的电压和通过的电流。

（第7题）

7．根据灯泡铭牌（如图）所给信息判断，下列说法正确的是（D）

A.灯泡适宜在25伏的电路中使用

B.灯泡在电压低于220伏时，就不发光

C.灯泡在任何情况下工作时，电功率都是25瓦

D.灯泡在220伏的电压下工作时，电功率是25瓦

【解析】　“25”表示额定电功率25瓦，故A错误；“220”表示额定电压220伏，额定电压是用电器正常工作时的电压，但是用电器不一定在额定电压下才能工作，故B错误；额定电功率与实际电功率不完全相同，故C错误；在额定电压下的功率即为额定功率，故D正确。

8．将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中，如图所示，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因是（C）

（第8题））

A.灯L1额定功率较大B.灯L2两端电压较大

C.灯L1的电阻较大D.通过灯L1的电流较大

【解析】　依题意可知小灯泡L1、L2串联在电路中，电流相等，灯L1较亮，灯L2较暗，说明灯L1的实际功率大于灯L2的实际功率，根据P＝UI，得U1＞U2；根据U＝IR，又U1＞U2，得R1＞R2；根据P＝

，又R1＞R2，得P1＜P2，故本题答案选C。

（第9题）

9．如图所示是已连接的一部分电路图，R1＝5欧，R2＝20欧，表中的结果与ab间、ac间、bc间的连接情况相符合的是（C）

选项

ab间连接

ac间连接

bc间连接

结果

A

2伏的电源

不接

一只电

流表

电流表的示数为0.08安

B

不接

一根导线

2伏的电源

电路消耗总功率为0.16瓦

C

不接

2伏的电源

不接

R2两端的电压为1.6伏

D

2伏的电源

不接

一只电

压表

电压表示数为2伏

【解析】　A项中R1被短路，电流表测通过R2的电流，则有2伏电压时，其电流应当为0.1安，故A项错误。

B项中R1和R2并联，电流表测干路电流，电路两端所加电压为2伏，根据公式可计算出电路的总功率为1瓦，故B项错误。

C项中R1和R2串联，电流表开路。

在串联电路中，电压与电阻成正比，R2电阻为R1电阻的4倍，其电压也是4倍，总电压为2伏，所以R2两端电压应当为1.6伏，C项正确。

D项中R1开路，电流表测通过R2的电流，电压表被电流表短路，电压表示数为零，故D项错误。

10．小明想设计一种能反映并可调节温度高低的电热毯电路，其原理是：

顺时针转动旋钮型变阻器触片，通过电热丝的电流增大，产热加快，温度升高，反映温度高低的“仪表”（电压表）示数变大。

下列电路图符合设计要求的是（D）

【解析】　A．电压表测电热丝两端电压，变阻器将全部电阻连入电路，转动旋钮型变阻器触片，不改变变阻器连入电路的阻值，故通过电热丝的电流不变，故A错误；B.电压表测电热丝两端电压，变阻器的右边电阻连入电路，顺时针转动旋钮型变阻器触片，变阻器连入电路的阻值变大，根据欧姆定律可知通过电热丝的电流变小，根据Q＝I2Rt可知产热变慢，故B错误；C.电压表测电源电压，示数不变，故C错误；D.电压表与电热丝并联，变阻器的左边电阻连入电路，顺时针转动旋钮型变阻器触片，变阻器连入电路的阻值变小，根据欧姆定律可知通过电热丝的电流变大，根据Q＝I2Rt可知产热变快，故D正确。

11．小宇学习了电路知识后，想利用发光二极管设计一个带有指示灯开关的照明电路，晚间关闭照明灯后，利用二极管发出的光指示开关所在的位置。

他共设计了四个电路，如图所示，其中L为节能灯，规格为“220V　15W”，D为发光二极管，规格为“1.2V　0.002A”，S为单刀双掷开关、R为限流电阻。

下图中能够满足要求的电路是（B）

【解析】　由题意可知，关闭照明灯后发光二极管工作，闭合照明电路时发光二极管不工作，根据发光二极管的规格可知发光二极管应与限流电阻串联，否则二极管会被烧坏。

A.由电路图可知，单刀双掷开关接通发光二极管时会发光，但无论单刀双掷开关怎样闭合，照明灯都不会发光；B.由电路图可知，关闭照明灯后发光二极管能发光，闭合照明电路时发光二极管不工作；C.由电路图可知，关闭照明灯后，发光二极管不亮；D.由电路图可知，闭合照明灯后，发光二极管会因为电路中的电流超过它的额定电流而被烧坏，最后导致白炽灯也不会亮，且关闭照明灯后发光二极管不亮。

故选B。

（第12题）

12．如图所示电路中，电源电压恒定不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P自a向b移动的过程中（B）

A.小灯泡亮度变暗

B.电压表V1的示数变大

C.电压表V2的示数与电流表A的示数之比不变

D.电路消耗的总功率变小

【解析】　由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表V1测灯泡L两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；滑动变阻器的滑片P自a向b移动的过程中，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，I＝

，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大即电压表V1的示数变大，故B正确；P＝UI，电路消耗的总功率变大，故D不正确；灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，故A不正确；由欧姆定律可知，电压表V2的示数与电流表A的示数之比等于滑动变阻器接入电路中电阻的阻值，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小，故C不正确。

13．实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的UI图像如图，则下列图中有关此小灯泡功率P与U2或P与I2的图像可能正确的是（D）

（第13题））　

【解析】　由小灯泡的UI图像可知小灯泡的电阻R随温度升高而增大，则

是减小的，又由P＝I2R＝

可知，P随I2增大而增大且增加得越来越快，而P随U2增大而增大且增加得越来越慢。

二、非选择题

（第14题）

14．如图是一顶太阳能风扇凉帽，凉帽的顶部装有一个太阳能电池板，帽檐装有一个小型电风扇。

电池板在太阳光的照射下，将__太阳__能转化为电能，驱动电风扇工作。

电风扇工作时的电压为1.2伏，电流为50毫安，若电风扇正常工作了1小时，电流做功为__216__焦。

【解析】　电池板在太阳光的照射下可以将太阳能转化为电能，电流做功W＝UIt＝1.2伏×0.05安×3600秒＝216焦。

15．某个小灯泡上标有“6V　6W”字样，其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示。

那么当小灯泡两端的电压为2伏时，小灯泡的电功率为__1__瓦，小灯泡若正常工作1分钟消耗电能为__360__焦。

（第15题））

【解析】　由图可知，当电压为2伏时，电流为0.5安，由P＝UI得，P＝2伏×0.5安＝1瓦。

小灯泡正常工作时电压为6伏，功率为6瓦，则1分钟内消耗的电能W＝Pt＝6瓦×60秒＝360焦。

16．2013年6月，我国空调“能效比”实行新的等级标准，空调制冷“能效比”是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率比。

小明家需要一台制冷量为3200瓦的空调，若选“能效比”为3.2的空调，则制冷消耗的电功率为1000瓦；若选“能效比”为4.0的空调，工作1小时将比原空调节约电能0.2千瓦时。

【解析】　能效比为3.2的空调消耗的电功率P1＝P制冷量/3.2＝3200瓦/3.2＝1000瓦，能效比为4.0的空调消耗的电功率P2＝P制冷量/4＝3200瓦/4＝800瓦，节约的电功率P＝P1－P2＝1000瓦－800瓦＝200瓦＝0.2千瓦，工作1小时节约的电能W＝Pt＝0.2千瓦×1小时＝0.2千瓦时。

17．某元件（阻值不变）标有“6V　6W”字样，它正常工作的电流是1安，它的电阻R是6欧，将该元件与灯L接入电路中，如图甲所示，通过灯L的电流随电压变化的图像如图乙所示，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”。

闭合开关，在保证电路各元件都安全的情况下，灯L消耗的最大电功率可达到1瓦。

（第17题）

【解析】　

（1）根据公式P＝UI，可得元件正常工作的电流I1＝

＝

＝1安。

根据欧姆定律公式，得元件的电阻为R1＝

＝

＝6欧。

（2）由电路图可知，灯泡与元件串联，电压表“0～3V”测元件两端的电压，电流表“0～0.6A”测电路中的电流，故元件两端的电压最高为U2＝3伏，此时电路中的电流I2＝

＝

＝0.5安。

根据图乙可知，当电路中电流为I＝0.5安时，小灯泡两端的电压为U＝2伏，此时小灯泡的功率为P＝UI＝2伏×0.5安＝1瓦。

18．小梦选取了如图所示实验器材，探究电流产生的热量与哪些因素有关。

（第18题甲）

（1）为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，他连接了如图甲所示的电路。

闭合开关，调节滑动变阻器使电流为I1，按下计时器并同时每间隔1分钟记录一次温度计的示数。

他接下来的操作应该是调节滑动变阻器，重复上述操作。

（2）为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，他连接了如图乙所示的电路。

选取两个相同玻璃瓶，装入相同质量煤油并插上温度计的目的是显示电流产生热量的多少。

他这样做的好处是保证电流和通电时间相同。

（第18题乙）

（3）该实验探究过程中应用了控制变量法。

请再举两个应用此方法的实验：

①探究滑动摩擦力与哪些因素有关；②探究压力的作用效果与哪些因素有关。

【解析】　

（1）接下来的操作应该是调节滑动变阻器改变电流，重复以上操作。

（2）选取两个相同玻璃瓶，装入相同质量煤油并插上温度计的目的是显示电流产生热量的多少。

他这样做的好处是可以保证电流和通电时间相同。

（3）该实验探究过程中应用了控制变量法，初中科学中探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关和探究压力的作用效果与哪些因素有关都用了该方法。

（第19题甲）

19．调光台灯上有一个相当于滑动变阻器的旋钮，调节旋钮可改变台灯的亮暗程度。

为了研究亮度变暗时整个电路耗电的变化规律，小张同学设计了如图所示的电路，用标有“3V　1W”的电灯L接在电源电压为4.5伏的电路中进行实验研究，实验数据填入下表：

实验序号

1

2

3

4

5

6

7

8

接入电路的变阻器的

阻值（欧）

1

3

5

7

9

11

13

15

电压表的示数（伏）

0.45

1.14

1.60

1.96

2.25

2.48

2.66

2.81

电流表的示数（安）

0.45

0.38

0.32

0.28

0.25

0.23

0.20

0.19

电路的总功率（瓦）

2.03

1.71

1.44

1.26

1.13

1.04

0.90

0.86

变阻器的功率（瓦）

0.20

0.43

0.51

0.55

0.56

0.57

0.53

0.53

（1）根据表中的数据可知，小张实验时变阻器滑片P的滑动方向是从a移到b（填“从a移到b”或“从b移到a”），电灯L的灯丝电阻为9欧。

（设灯丝的电阻保持不变）

（2）研究发现，当变阻器的电阻调大时，整个电路消耗的电功率在减小（填“增大”或“减小”）。

（3）小张将变阻器消耗的功率随变阻器阻值的变化画成如图乙所示的曲线。

据此你认为下面说法正确的是（C）

（第19题乙））

A.变阻器消耗的电功率随变阻器阻值的增大而增大

B.变阻器消耗的电功率随变阻器阻值的增大而减小

C.变阻器的阻值逐渐增大时，变阻器消耗的电功率先变大后变小

D.变阻器消耗的电功率与变阻器的阻值无关

【解析】　

（1）由图知，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，电压表示数不断变大，说明滑动变阻器的电阻在不断变大，所以滑片P的滑动方向是从a移到b，R＝

＝

＝9欧。

（2）由表中的数据进一步分析可知当变阻器的电阻调大时，整个电路消耗的电功率在不断减小。

（3）从变阻器消耗的功率与变阻器阻值的变化曲线可清楚地看出变阻器的阻值逐渐增大时，变阻器消耗的电功率先变大后变小。

（第20题）

20．LED灯具有节能、环保等特点，如图是额定电压为220伏、额定功率为4.4瓦的LED灯泡，该灯泡的额定电流是0.02安，若它每天正常发光5小时，一个月（30天）消耗的电能是0.66千瓦时，与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约90%的电能，则这个LED灯与功率为44瓦的白炽灯亮度相当。

【解析】　该灯泡的额定电流是I＝

＝

＝0.02安，消耗的电能W＝Pt＝0.0044千瓦×5时×30＝0.66千瓦时。

由P＝

可得，LED消耗的电能为W1＝P1t＝4.4瓦·t，白炽灯消耗的电能为W2＝P2t，因为在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约90%的电能，所以

＝90%，即得白炽灯的功率P2为44瓦。

21．如图所示为某品牌的即热式电热水器，具有热能损耗率低、加热均匀、耐压性能好、寿命长、发热噪音小等特点。

表一为该电热水器的部分技术参数。

（第21题）

　　　　　表一

型号

DSF3165

额定功率

6600瓦

额定电压

220伏

额定频率

50Hz

额定压力

0.6MPa

超温保护

60℃

　　　　　表二

导线横截面积

S（毫米2）

铜芯线允许长期

负载电流I（安）

1

6～8

1.5

8～16

2.5

16～25

4

25～32

6

32～40

（1）该热水器的电阻为__7.3__欧。

（2）该热水器在额定电压下使用20分钟，热水器消耗的电能为多少？

（3）铜芯线允许长期负载电流与导线横截面积的关系见表二，通过计算说明安装电热水器时，至少应选择哪种型号的铜芯导线？

【解析】　

（1）热水器的电阻R＝

＝

≈7.3欧。

（2）W＝Pt＝6600瓦×20×60秒＝7.92×106焦。

（3）I＝

＝

＝30安。

查表二可知，至少应选择导线横截面积为4毫米2的铜芯线。

22．某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示。

表盘上“1600imp/kW·h”表示每用电1千瓦时指示灯闪烁1600次。

根据表盘上的信息，回答下列问题：

（第22题））

（1）该同学家上个月共用电多少千瓦时？

（2）该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少？

（3）若只让一个标有“220伏　484瓦”的电热器工作3分钟，观察到电能表的指示灯闪烁了32次，则该同学家的实际电压是多大？

（设电热器的电阻不变）

【解】　

（1）W＝（12614.6－12519.6）千瓦时＝95千瓦时。

（2）P＝UI＝220伏×10安＝2200瓦。

（3）W＝

×3.6×106焦＝7.2×104焦，

P实＝

＝

＝400瓦，

R＝

＝

＝100欧，

U实＝

＝

＝200伏。

23．小明用自己的零用钱为妈妈购买了一个按摩棒，如图所示。

（第23题））

（1）用A型按摩头振动按摩时，小明妈妈说有些疼痛，除了施力小些外，还可以换上__C__型按摩头。

（2）闭合开关，按摩头振动，指示灯发光，断开开关，按摩头不振动，指示灯熄灭，用手按压按摩头，按摩头的指示灯又发光，这是由于电磁感应现象造成的。

由此可判断，在正常使用时指示灯与带动按摩头的振动器是__并__（填“串”或“并”）联的。

（3）按摩棒的技术参数如表所示，请计算该按摩棒正常使用12分钟消耗的电能。

【解析】　

（1）用A型按摩头振动按摩时，小明妈妈感到疼痛，是因为压力作用效果比较大，为了减小压力作用效果，可以在压力一定时增大受力面积，所以选择C型按摩头。

（2）断开电源，手按压按摩头时，指示灯发光，说明指示灯中有电流通过，机械能转化为电能，这种现象是电磁感应现象。

断开开关，按摩头不振动，指示灯熄灭，用手按压按摩头，按摩棒上的指示灯又发光，说明指示灯和按摩头的振动互不影响，两者是并联的。

（3）t＝12分＝720秒，

W＝Pt＝25瓦×720秒＝1.8×104焦

或W＝Pt＝0.025千瓦×0.2时＝0.005千瓦时。

24．如图甲是某工厂生产流水线产品输送计数装置示意图（俯视图），正方体产品在水平传送带上与传送带以相同速度v＝1米/秒匀速运动，产品的质量m＝0.8千克。

计数器由电流表和电路计数元件组成（电流表和电路计数元件的电阻不计），通过电路中电流的变化计数产品，a为激光源，R1为光敏电阻，R2为保护电阻。

当激光射向R1时，R1的阻值变小，每当产品运动通过a与R1之间时，射向R1的光线会被产品挡住，R1阻值变大。

闭合开关，电路中计数器中电流的示数I随时间t的变化图像如图乙所示。

（g取10牛/千克）

（第24题甲）

（第24题乙）

（1）不计空气阻力，求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小和方向。

（2）求每个产品的棱长L1和产品的间隔L2，每个产品对传送带的压强大小。

（3）已知电源电压U＝3伏，R2＝1千欧，求传送带匀速运输产品过程中1分钟内光敏电阻R1消耗的电能。

【解析】　

（1）∵正方体产品在水平传送带上，

∴传送带对每一个产品的作用力F＝G＝mg＝0.8千克×10牛/千克＝8牛，方向竖直向上。

（2）由速度公式得：

L1＝vt1＝1米/秒×0.1秒＝0.1米，L2＝vt2＝1米/秒×0.2秒＝0.2米。

F压＝G＝mg＝0.8千克×10牛/千克＝8牛，

p＝

＝

＝800帕。

（3）在0～0.2秒内，I＝2×10－3安，U2＝IR2＝2×10－3安×103欧＝2伏，U1＝U－U2＝3伏－2伏＝1伏，W1＝U1It1＝1伏×2×10－3安×0.2秒＝4×10－4焦。

在0.2～0.3秒内，I′＝1×10－3安，U′2＝I′R2＝1×10－3安×103欧＝1伏，U′1＝U－U′2＝3伏－1伏＝2伏，W′1＝U′1I′t2＝2伏×1×10－3安×0.1秒＝2×10－4焦。

在1分钟内，W＝

×（W1＋W′1）＝200×（4×10－4焦＋2×10－4焦）＝0.12焦。

（第25题）

25．如图是临海市一村民建在房顶上的分布式光伏电站，它是浙江首例并网发电的光伏电站。

该电站发的电，满足自家使用后，多余的并入电网。

求：

（1）若某一天该光伏电站的光照时间为4小时，光伏电站的发电功率为5千瓦，则光伏电站在这一天发电多少千瓦时？

（2）若他家电热壶的电阻R＝44欧，额定电压U＝220伏。

电热壶的额定电流为多少安？

电热壶的额定功率为多少瓦？

（3）电热壶（电阻不变）两端的电压降低时，电热壶的功率如何变化？

请说明理由。

【解】　

（1）光伏电站发电W＝Pt＝5千瓦×4时＝20千瓦时。

（2）电热壶的额定电流I额＝

＝

＝5安，

电热壶的额定功率P＝

＝

＝1100瓦或P＝UI＝220伏×5安＝1100瓦。

（3）电阻不变，电压减小，根据P＝

可知电热壶的功率减小。

26．下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。

××牌电烤箱

额定电压

220伏

额定

功率

高温挡

1100瓦

低温挡

440瓦

电源频率

50Hz

（第26题））

（1）电烤箱在高温挡正常工作15分钟所消耗的电能是多少？

（2）电烤箱中R1的阻值是多少？

（3）假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为200伏，电烤箱在高温挡的实际功率是多少？

（计算结果保留到小数点后1位）

【解】　

（1）W高＝P高t＝1100瓦×15×60秒＝9.9×105焦。

（2）当S闭合时，R2被短路，电路中只有R1发热，此时电烤箱高温挡工作，则R1＝

＝

＝44欧。

（3）当实际电压为200伏时，电烤箱在高温挡的实际功率为：

P实＝

＝

＝909.1瓦。