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第6节 电能
一、单选题（共15题）
1.如图电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片移到滑动变阻器的b端时，电压表的示数为8伏，10秒内定值电阻R1做功为20焦；当滑片P移到滑动变阻器的中点时，电压表的示数为6伏。下列结果正确的是（??? ）
A.电源电压为14伏
B.滑动变阻器R的最大阻值为8欧C.滑片在b端时，电流表示数为0.75安
D.电路先后两次消耗的总电功率之比为2：3
2.如图所示是一个电吹风的实物连接图，其中发热电阻丝的阻值为50欧，电吹风吹冷风时，测得插头处的电流表为0.2安。当此电吹风吹热风时，正常工作2分钟，消耗的电能是（??? ）
A.5050焦??????B.240焦???????C.116160焦??????D.121440焦
3.如图所示，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L接在离电源很近的AB两点时，灯泡L消耗的功率为25W，若将灯泡L接在离电源较远的CD两点时，灯泡L消耗的功率为16W。则输电导线AC、BD上消耗的功率为（? ）
A.1W??????B.2W?????C.4W?????D.9W
4.一台扩音机的额定电压为110伏，额定功率是100瓦。现电源电压是220伏，如果用电灯泡来降压，应用下列哪种灯泡和扩音机串联最合适（ ???）
A.110伏? 200瓦???????????? B.220伏? 100瓦
C.220伏? 400瓦???????????????D.220伏? 200瓦
5.如图所示，为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，以下说法正确的是（　　）
A.闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同B.先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数保持不变C.先闭合开关S1，再闭合开关S2，通过右容器中电阻丝的电流变小D.闭合开关S1、S2一段时间后，右边U形管内的液面比左边U形管内的液面高
6.太阳能公路由三层组成：最上层为半透明的保护层，保护内部元件的同时也可以让太阳光透过；中间层为太阳能电池，用来产生电力；最底下的一层则用来隔绝土壤的湿气，避其影响到内部的线路。该设计可以将电力储存起来供给照明，同时也可以起加热的作用，避免冬天路面结冰。下列说法错误的是（ ）
A.中间层太阳能电池主要是利用太阳能转化为化学能B.最底层主要是为防止电路短路C.该设计可以起加热的作用，是利用电流的热效应D.冬天路面结冰，人容易摔倒是因为接触面越光滑，摩擦力越小
7.如图所示是一种家用挂烫机，接通电源后水槽中的水被加热，形成的水蒸气通过弯曲导气管从喷头喷出，快速除去服装上的褶皱，使用方便。下列关于挂烫机的说法中不正确的是（?? ）
A.采用三脚插头，是为了防止漏电时发生触电事故B.使用时手应远离喷头的出气口，防止水汽化时放热将手烫伤C.挂烫机消耗的电能主要转化为水槽内部水的内能D.挂烫机所使用的电能属于二次能源
8.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两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内产生的热量Q甲、Q乙，以下关系中正确的是（?? ?）
A.U甲=U乙 ， Q甲=Q乙?????????B.U甲Q乙C.U甲U乙 ， Q甲9.两只灯泡A和B额定电压都是110 V，A的额定功率为60 W，B的额定功率为100 W，为了把它们接在220 V电路上都能正常发光，并要电路中消耗的电功率最小，应采用下面的哪种接法？(? )

A?????????????B

C??????????????D
10.小军和姐姐一起去买电饭煲，当他们选择某一品牌的电饭煲时，发现有800W和1200W两种功率可选，如图是他们针对买哪一款更省电的问题出现的不同意见。请你在相同质量的水升高相同的温度的前提下，下列说法正确的是（　　）
A.不考虑热损失，消耗电能一样多；考虑热损失，800W的消耗电能少B.不考虑热损失，消耗电能一样多；考虑热损失，1200W的消耗电能少C.不考虑热损失，800W的消耗电能少；考虑热损失，1200W的消耗电能少D.不考虑热损失，1200W的消耗电能少；考虑热损失，800W的消耗电能少
11.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但测试中无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值，原因可能是下述的哪种（　　）
A.变阻器总阻值太大???????????????B.电压表量程太大
C.灯泡灯丝断开??????????????? D.电源电压太低
12.如图所示，电源电压和灯L的电阻不变，灯L上标有“6V 3W”字样。当开关S闭合，滑片P移至a端时，电流表的示数为1.0A，灯L正常发光；当开关S断开，滑片P移至b端时，电源电压U和灯L消耗的电功率P为（　　）
A.3V 1.5W??????????????????B.3V 0.75W
C.6V 1.5W??????????????????D.6V 0.75W
13.在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是（?? ）
A.电压表的正、负接线柱接错了???????B.电压表的量程选择不合适C.电压表坏了???????????????D.电压表与滑动变阻器并联
14.如图所示，将一个标有“2W5V”的小灯泡L与一个阻值为5Ω的电阻R串联后接到电压为6V的电源上，小灯泡恰能正常发光。则通电1min时电阻R产生的热量是（?? ）
A.48J?????????????B.120J
C.144J???????????? D.无法判断
15.某理物兴趣小组的同学用几个完全相同的灯泡，设计如图甲、乙、丙三种电路，电源电压相同且恒定不变，电路消耗的总功率大小关系是( ???)
A.????????????????????B.
C. ???????????????????D.
二、填空题（共10题）
16.USB电热水杯垫是一种新型时尚的产品，由于其设计精美、外观新颖、使用方便而倍受办公室人员的青睐(如图所示)。使用时把它接在电脑的USB电源上，打开加热开关，常温下可将咖啡、茶、牛奶等饮料保持45℃～60 ℃温度。电脑上的USB为它提供5V电压，加热时工作电流为500 mA，则此时它的功率为________W，工作10min消耗的电能为________J；若把它接在另一个电源上，它的功率变成1.6W，则该电源的电压为________V。
17.如图是高、中、低“三档”电热器（R1＞R2）的工作电路，如果将电热器调至高温档工作，应该闭合________开关；如果调至中温档工作，已知电源电压为U，通电时间为t，则它产生的热量的表达式：________。
18.如图所示电路，已知R1为40Ω，在闭合开关S的情况下，断开开关S1时电压表的读数是2.0V；闭合开关S1时电压表的读数是8.0V，通过R1的电流为?________A，通电1分钟，R1上产生的热量为?________J；电阻R2为?________Ω。
19.如图所示，电阻R与小灯泡连接在电路中，当闭合开关S1、S2时，电阻R被________, 此时灯泡的电功率为9W。S1闭合S2断开时，灯泡的电功率为1W（不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化），则此时电阻R消耗的电功率为________W。
20.将R1=12Ω、R2=6Ω两电阻串联在某一电源上，R1、R2消耗的功率之比P1：P2=________，此时电路消耗的总功率为P；再将它们并联后接入同一电源上，电路的总电阻R′=________，此时电路消耗的总功率为P′；则P：P′=________。
21.如图装置，在两相同烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙，闭合开关，经过一段时间t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲_______（选填“大于”或“小于”）乙玻璃管液面上升高度h乙， 断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关，则甲玻璃管液面上升高度h甲加所需时间t2________（选填“大于”或“小于”）t1 。
22.如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J。若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要________小时，小明觉得充电时间太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这样可以实现快速充电，于是他请教了科学老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿命的最大杀手是电板发热，小明恍然大悟，请你解释其中的原因________。
23.甲车两侧远光灯的规格均为“12V 60W”，供电的蓄电池电压为12V，最大容量为60Ah。某天晚上，该车熄火时忘记关闭远光灯，则车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作______h。第二天由于蓄电池的电能耗尽，甲车无法启动，需要借用乙车的蓄电池“搭电”启动，如图所示。“搭电”时，先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的________极相连，再将另两个电极用电线连通（如果误接，蓄电池会被短路）。
24.如图所示，电源电压为16V，且保持不变，当只闭合开关S1时，电流表A的示数是0.8A，开关S1、S2同时闭合时，电流表的示数为1.2A，则通电10秒R1产生的热量是________?J；当开关S1、S2同时闭合时，R2消耗的电功率是________?W。
25.某导体两端电压6伏，10秒内通过该横截面的电荷量为2库，这段时间内电流做的功为________?焦，通过它的电流为________?安。当该导体两端电压变为12伏时，它的电阻为________?欧。
三、解答题（共5题）
26.在我们使用电器的时候，按一下遥控器的待机键，电器即进入等待开机的状态，即为待机模式。有的电器虽然没有待机按钮，可如果没有切断电源，也相当于处在待机状态。下表是常用家用电器在220V电压下的工作功率和待机功率。
?电器种类
?空调
?电视机
?机顶盒
?洗衣机
?工作功率（瓦）
2600
150
15.4
500
?待机功率（瓦）
?1.1
?0.2
?15.2
?0.03
请回答：
(1)在家庭电路中，机顶盒和电视机________（选填“串”或“并”）联在火线和零线上。
(2)根据表中数据，电视机的工作电流为________安。（精确到0.01安）
(3)若机顶盒每天处于待机状态的时间为20小时，计算1个月（以30天计）机顶盒在待机状态下消耗的电能。
27.小科家浴室内有台储水式电热水器，其说明书部分参数如下表。请回答下列问题：
(1)加热棒阻值不变，当二根加热棒同时工作时，它们的连接方式是________联的。
(2)该电热水器以2.0KW的功率工作75min，消耗的电能为多少？此时通过它的电流为多大？（计算结果精确到0.1A）
(3)当电热水器装满水时，电热水器受到的总重力是多少？
(4)如图甲、乙所示分别是该电热水器水平安装时的正面和侧面示意图，其中A点是电热水器装满水时的重心位置，图中h=d=248mm。装满水时，若忽略进、出水管对电热水器的作用力，则墙面对悬挂架的支持力为多大？
(5)小科洗热水澡后发现：与进水管相连的金属进水阀表面布满了小水珠（如图丙）而与出水管相连的金属出水阀表面仍保持干燥。请你分析产生上述两种现象的原因。
28.某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12伏，R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻RF放置于水箱底部（如图乙），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2=220伏；圆柱体水箱底面积S=0.4米2。当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流Ia=0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1=1安；当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2=2安。
水位（米）
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
压敏电阻RF阻值（欧）
300
200
125
90
70
65
62
60
59
(1)当水箱内水位达到2米时，控制电路中压敏电阻RF的功率为________瓦。
(2)当水箱内水位下降到1米时，通过电磁铁线圈的电流Ib为多少安？
(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001米3；注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005米3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。
29.如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。由此请你回答：
(1)在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为________（填写表达式）。
(2)在电动机转动时，电流所做的功________电流在电路中产生的热量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
(3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过后知识给以解释。
30.近年来，衢州城乡积极推进屋顶光伏电站工程，为家用电器提供能量。图甲为某型号面包机，图乙为光伏电站模式图。回答下列问题：
表一 面包机部分参数
额定功率
600W
加热功率
500W
搅拌功率
100W
额定电压
220V
制作容量
900g
(1)制作面包过程中，面包机先对原料进行搅拌，搅拌好后，再自动进行加热。根据以上信息可知，面包机内的电动机和电热丝的连接方式是________。
(2)计算面包机正常搅拌时的电流。
(3)用表二配料制作的面包，由于味道好，有人经常用它替代中餐和晚餐。从人体所需的七大营养素分析，该面包配料中还缺少的营养素是________(写出一种即可)。表二 面包配料
水和鸡蛋
260ml
面粉
3.5杯
糖/盐
0.3杯/0.5小勺
奶粉
2大勺
干酵母
1.5小勺
黄油
3大勺
(4)若小柯家屋顶太阳能电池板的光照面积为20m2， 1m2面积上平均1分钟接收太阳能4.8×104J，太阳能电池板的光电转化效率为20%。计算小柯家太阳能电池板的输出功率。
(5)为获得更多的太阳能，衢州地区在屋顶铺设太阳能电池板时，一般情况下应将它朝向________(选填：“东”、“南”、“西”、“北”)面。
参考答案
一、单选题
1.D 2.D 3.C 4.C 5.C 6.A 7.B 8.C 9.C 10.B
11.D 12.D 13.D 14.A 15.B
二、填空题
16.2.5 1500 4
17.S、S1、S2 18.0.2 96 120
19.短路 2
20.2:1 4Ω 2:9
21.大于 大于
22.3 由于电流热效应，充电电流越大，单位时间电池产生的热越多
23.6 正
24.128 6.4
25.12 0.2 30
三、解答题
26.（1）并 （2）0.68（3）机顶盒在待机状态下消耗的电能为：W=P't=0.0152kW×20h×30=9.12kW?h
27.（1）并 （2）工作时间t=75min=1.25h，消耗的电能为：W=Pt=2.0kW×1.25h=2.5kW?h；通过它的电流为：I= = =9.1A；（3）装满水时V水=65L=0.065m3电热水器内水的质量为：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.065m3=65kg；电热水器受到的总重力是：G=（m水+m容）g=（23kg+65kg）×10N/kg=880N；（4）由图知，假设墙面对悬挂架的支持力为F，
根据杠杆的平衡条件有：Fh=Gd F×0.248m=880N×0.248m 解得F=880N；（5）与进水管相连的金属进水阀温度低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，而出水管相连的金属出水阀温度高，水蒸气不能遇冷，不能液化故没有小水珠。
28.（1）0.6
（2）当水箱中水位为2米时，控制电路电流Ia=0.1安，RF1=60欧，此时 =120欧，则R0=R总1?RF1=120欧?60欧=60欧
当水箱中水位为1米时，RF2=90欧，R总2= RF2+ R0=90欧+60欧=150欧答：电流Ib为0.08安。（3）注水系统从水位1米开始注水到2米，注水总体积V总=0.4米2×（2米?1米）=0.4米3， 需要时间为t1， 根据题意：
?
水位从2米下降至1米，需要的时间t2= =400秒
注水系统与喷淋系统同时工作时，工作电路电流做功W=U2I2t1=220伏×2安×100秒=4.4×104焦
喷淋系统单独工作时，工作电路做功W′=U2I1t2=220伏×1安×400秒=8.8×104焦
W总= W+ W′=4.4×104焦+8.8×104焦=1.32×105焦
答：工作电路消耗的电能是1.32×105焦。
29.（1） （2）大于（3）不正确，不转时W总功=Q电路? UI1t=I12(R+r)t?? 转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t?? 故I2< I1， 灯泡变暗
30.（1）并联（2）根据公式P=UI?? I= ?=0.45A（3）膳食纤维(粗纤维、纤维素)或维生素（4）每平方米太阳能电池板的输入功率为：P1= ? 每平方米太阳能电池板的输出功率为：P2= P1×20%=800W×20%=160W? 小柯家太阳能电池板的输出功率为：P3= P2×20=160W×20=3.2KW（5）南

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