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第三章电能期末复习
一．选择题（共10小题）
1．一度电能为我们做什么？小明收集了家里的一些用电器的功率（如图）。则一度电可供下列电器持续工作时间最长的是（　　）
A．LED灯 B．洗衣机 C．电冰箱 D．电视机
2．把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（　　）
A．6J B．30J C．36J D．60J
3．小明将家里其他用电器关闭，只开启一个用电器，测出1分钟时间内电能表上的转盘转过了50转，该电能表表头如图所示，则小明实验过程中开着的用电器可能是（　　）
A．电饭煲
B．电风扇
C．电视机
D．笔记本电脑
4．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，其原因可能是（　　）
A．变阻器总电阻太大 B．电压表量程太大了
C．电源电压太低 D．灯泡灯丝断开
5．如图，电源电压恒为6V，两灯泡L1和L2的规格分别为“6V 3W”和“6V 6W，假定灯丝电阻不变，按甲、乙方式连接，接通电路后最亮的是（　　）
A．甲图中的L1
B．甲图中的L2
C．乙图中的L1
D．乙图中的L2
6．小科用如图所示电路研究电流产生的热量与哪些因素有关，他将电热丝R1、R2涂上一种红色温变油墨，当温度达到80℃时，该油墨会变成无色，以下选项不正确的是（　　）
A．利用通电后油墨升温变色来观察产热情况属于转换法
B．R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻
C．若要使变色时间提前，应将滑动变阻器滑片P往右移
D．该实验控制的变量是电流和通电时间相同
7．小科利用如图所示装置来研究电热与哪些因素有关。实验初始U形管两侧液面相平，电阻阻值如图所示。下列说法中，不正确的是（　　）
A．该装置可以探究电热与电流的关系
B．通电相同时间后，左侧U形管液面高度差比右侧小
C．容器内选用比热容较小的气体，可使实验现象更明显
D．若通过R2的电流为1A，通电1min，则电流通过R1做功为150J
8．如图所示分别是小科家上月初和上月末电能表的表盘示数，下列选项正确的是（　　）
A．该电能表允许通过的最大电流为20A
B．电能表的表盘转1转，说明电路中消耗了600kW h的电能
C．小科家上月消耗的电能为911kW h
D．电能表的表盘转得越快，电能表所在电路消耗电能越多
9．如图甲是一种钨丝灯泡，乙为该灯铭牌，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：4瓦LED灯＝11瓦节能灯＝40瓦钨丝灯。下面说法正确的是（　　）
A．甲灯泡的实际功率是25瓦
B．钨丝灯长期使用后灯丝会变细，相同电压下灯会变亮
C．相同照明效果的节能灯和钨丝灯，消耗电能一定相等
D．理论上讲，LED灯比钨丝灯节能90%
10．如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（　　）
A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A
D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
二．填空题（共8小题）
11．某网红加热杯垫可以迅速将一杯冷水加热到55℃。
（1）通电后，杯垫温度不断升高，但与杯垫串联的导线却不热，这是因为　 　 （选填“导线中的电流”、“导线的电阻”或“通电时间”）较小引起的。
（2）若不考虑一切热量损失，则该加热杯垫要将一杯200克温度为15℃的冷水加热到55℃需要吸收　 　 J的热量。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
12．12月25日杭绍多式联运血液无人机运输项目启动首飞，架起空中生命通道，为医疗急救赢得宝贵时间。如图是某品牌无人机，由锂电池供电，采用4个电动机带动旋翼转动，如表是部分飞行参数，若空气阻力忽略不计。
指标 参数
质量 1100克
每个电动机 额定电压 10伏
额定电流 5安
电池容量 5000mAh
（1）无人机飞行时，4个电动机正常工作时的总电功率为　 　 。
（2）若无人机正常工作时电量不能低于20%，则该无人机在充满电的情况下能正常飞行　 　 小时。
13．学习了“焦耳定律”的内容后，小科同学想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，开关S接触相邻的两个触点，已知R1＝121Ω。请回答：
（1）为了达到目的，R2该选取阻值为 　 　 （填“121Ω”或“242Ω”）的电热丝。
（2）要使该电加热器处于高温挡工作，则开关S应接触 　 　 两个触点。
（3）开关S接触“1、2”两个触点时，通电5min，电流产生的热量是 　 　 J。
14．班上有一台饮水机，它的工作电路如图所示，S0是温控开关，可以自动控制饮水机的加热或保温状态。当S0闭合时，饮水机处于 　 　 状态（填“加热”或“保温”）；若在保温状态下，饮水机消耗的功率是44W，则R2的阻值是 　 　 Ω。
15．如图是某型号手机电池的铭牌，该手机正常通话时平均电流为100mA，待机时平均电流为10mA。
（1）该手机电池的容量也可以标记为 　 　 mA h。
（2）该手机电池理论上可让手机待机 　 　 。
（3）手机充电时，手机会出现发热现象。这个过程中电能转化为 　 　 。
16．灯泡L1、L2的铭牌分别为“220V 25W”和“220V 100W”，其中的“220V”表示灯泡的 　 　 。将它们并联在220V的电路中，较亮的灯泡是 　 　 。
17．小华利用电能表和手表估测规格为“220V 1100W”的电水壶的实际功率，电能表表盘如图所示。在此电水壶中加水，将其接入电路并工作，数出电能表的指素灯在3min内闪烁80次，则计算可得电路的实际电功率是 　 　 W，实际电功率 　 　 （选填“大于”“等于”或“小于”）电水壶额定功率，造成此现象的原因是 　 　 。
18．华为“Mate60Pro”搭载5000毫安时不可拆卸式电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充达一半以土，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。
电池名称 锂离子电池
电压 3.7V
容量 5000mAh
（1）根据表格中的电池“容量”，该款手机充满电后储存的电能是 　 　 焦。
（2）如图所示的两个充电器，一个标注“输出5V 600mA”，另一个标注“输出5V 4A”，其中有一个是快速充电器。选用快速充电器将电池从零充满至少需要 　 　 分钟。（结果保留一位小数）
（3）有人发现，超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些，从线路安全的角度来分析是因为 　 　 。
三．解答题（共2小题）
19．电饭煲是家中常用的用电器，下表是某台电饭煲的铭牌，其内部电路简化如图所示，其中R1和R2都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响）。
额定电压 220V
额定功率 加热 880W
保温 80W
（1）当S、S0闭合时，电饭煲处于 　 　 （选填“保温”或“加热”）状态；
（2）电饭煲正常工作时，电阻R2的阻值是多少？
（3）断开家中其它用电器，只接通电饭煲且处于加热状态，发现家中标有“220V　10（20）A；2000r/（kW h）”的电能表在12min内转了320圈，求此时电饭煲的实际加热功率是多少瓦？
20．某滚筒洗衣机自带加热功能，其洗衣过程分加热水”、“保温洗涤”、“脱水”三种状态，图乙是其简化电路图，其中电热丝R1、R2的阻值分别为24.2Ω和242Ω。
（1）当开关置于2位置时，R2与电动机并联，此时洗衣机的工作状态是 　 　 （填“加，热水“保温洗涤“或“脱水”）。
（2）该洗衣机脱水过程中消耗的电能主要转化为 　 　 能。
（3）洗衣机处于“加热水”状态（R1与R2并联）正常工作的功率为多少？
第三章电能期末复习
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A A C D C D A D D
一．选择题（共10小题）
1．【分析】由图可知用电器的电功率大小关系，根据P可知持续工作时间最长的用电器。
【解答】解：由图可知，洗衣机的电功率最大，LED灯的电功率最小，由P的变形公式t可知，消耗一度电，LED灯可持续工作的时间最长。
故选：A。
2．【分析】灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P＝UI求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据Q＝W＝UIt求出该电路工作10s定值电阻产生的热量。
【解答】解：灯泡正常发光时的电压UL＝10V，功率PL＝3W，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：IL0.3A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R两端的电压：UR＝U﹣UL＝12V﹣10V＝2V，
该电路工作10s定值电阻产生的热量：Q＝W＝URIt＝2V×0.3A×10s＝6J。
故选：A。
3．【分析】3000r/（kW h）表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表转盘转3000转，据此求出转盘转动50转消耗的电能，根据求出该用电器的电功率，然后即可做出选择。
【解答】解：3000r/（kW h）表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表转盘转3000转，
电能表转盘转动50转消耗的电能：
；
t＝1min＝60s，
该用电器的电功率：
；
电风扇、电视机、笔记本电脑的功率都小于1000W，电饭锅的功率接近1000W，故A符合。
故选：A。
4．【分析】电路连接正确，不是连接故障问题，而是器材的规格问题，从滑动变阻器规格、电源电压等方面考虑。
【解答】解：A、变阻器是可以调节的，而且最小可调节至阻值为零，此时灯泡两端电压等于电源电压，因此该选项不合题意。
B、电压表量程的大小，不会影响灯泡两端的电压，不合题意；
C、如果电源电压太低，即使变阻器阻值最小，也有可能达不到灯泡的额定电压，符合题意；
D、如果灯泡灯丝断开，则灯泡不会发光，故D不符合题意。
故选：C。
5．【分析】灯泡的亮度决定于实际功率大小，
（1）根据串联分压确定串联时的电压，得出实际功率与额定功率的关系；
（2）根据并联电压相等，确定实际功率。
【解答】解：灯泡的亮度决定于实际功率大小，甲图中两个灯泡串联，根据串联分压，每个灯泡的电压都小于6V，实际功率都小于额定功率，
而乙图并联，每个灯泡的电压都等于额定电压6V，都正常发光，两灯泡L1和L2规格分别为“6V 3W”和“6V 6W“，说明L2的实际功率大，故并联时L2最亮。
故选：D。
6．【分析】电流通过导体产生的热量与导体的电阻成正比，与通电时间成正比，与电流的平方成正比。
【解答】解：A、利用通电后油墨升温变色来观察产热情况属于转换法，故A正确；
B、因为串联电路的电流和通电时间相同，R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻，故B正确；
C、若要使变色时间提前，应将滑动变阻器滑片向左移，故C错误；
D、该实验控制的变量是电流和通电时间相同，故D正确。
故选：C。
7．【分析】左边是2个5Ω的电阻并联，它们两端的电压相同，干路电流等于通过两个电阻的电流之和，利用控制变量法分析。
【解答】解：A、左边与右边两电阻大小相同，但通过它们的电流大小不同，因此通过该装置可以探究电热与电流的关系，故A正确；
B、在通电相同时间后，根据Q＝I2Rt，由于左边的电流小于右边的电流，并且两电阻大小相同，通电时间相同，由此可知，左边电阻产生的热量小于右边电阻产生的热量，则左侧U形管液面高度差比右侧小，故B正确；
C、容器内选用比热容较小的气体，相同质量的同种液体在吸收相同热量时，温度上升的多，则两端的高度差更大，实验现象更明显，故C正确；
D、若通过R2的电流为1A，则通过R1的电流为0.5A，则通电1min，电流通过R1做功为：，故D错误。
故答案为：D。
8．【分析】（1）由电能表参数可知该电能表的最大电流；
（2）600r/kW h表示电路每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转600r；
（3）电能表读数时，最后一位是小数，单位是kW h。根据电能表前、后的读数查可得小科家上月消耗的电能；
（4）电功率表示电流做功的快慢。
【解答】解：A、由图可知，该电能表允许通过的最大电流是20A，故A正确；
B、600r/kW h表示电路每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转600r，
即电能表的表盘转600转时，说明电路中消耗了1kW h的电能，故B错误；
C、小科家上月消耗的电能为W＝5637.8kW h﹣5546.7kW h＝91.1kW h，故C错误；
D、电能表的表盘转得越快，电能表所在电路消耗电能越快，故D错误。
故选：A。
9．【分析】（1）实际电压不同，灯泡的实际功率不同；
（2）根据影响电阻大小的因素和电功率公式P分析；
（3）由P分析消耗电能关系；
（4）根据电功的公式分析。
【解答】解：A、灯泡两端的实际电压不同，灯泡的实际功率不同，灯泡正常发光时，功率为25W；故A错误；
B、若白炽灯灯丝因为使用时间过久导致灯丝变细，则灯丝电阻变大，根据P可知，相同电压下实际功率变小，故灯变暗，故B错误；
C、由P可得，W＝Pt，由此可知，时间未知，节能灯和钨丝灯消耗电能无法比较，故C错误；
D、理论上讲，设工作时间为t，LED灯比钨丝灯节约的电能为：90%，故D正确。
故选：D。
10．【分析】（1）当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水；
（2）当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，根据P可以求出此时电功率的大小；
（3）当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，根据P求出此时的电功率大小
（4）比较可知，开关S接触不同位置时的状态。
【解答】解：（1）当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水；
（2）当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，根据P可知，此时的电功率：P1100W；
此时电路的电流：I5A；
（3）当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，此时的电功率：P′2200W+1100W＝3300W；
（4）比较可知，当开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是温水，当开关S接触3、4触点时，水龙头放出的是热水；
根据以上分析可知，ABC错误，D正确。
故选：D。
二．填空题（共8小题）
11．【分析】（1）根据焦耳定律Q＝I2Rt可知：在电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多；
（2）根据Q吸＝cmΔt计算水吸收的热量。
【解答】解：（1）根据焦耳定律，导线和杯垫是串联，电流和通电时间都相等，之所以导线不热是由于导线的电阻极小引起的；
（2）水的质量m＝200g＝0.2kg，
若不考虑一切热量损失，水吸收的热量是：
。
故答案为：（1）导线的电阻；（2）3.36×1 04。
12．【分析】（1）每个电动机的额定电压为10V，额定电流为5A，根据P＝UI得出每个电动机的功率，进而得出4个电动机正常工作时的总电功率；
（2）电池容量为5000mAh，正常工作时电量不能低于20%，意味着可以使用80%的电量，根据 效率公式得出可使用的电量；无人机四个电动机并联，根据并联电路的电流特点得出正常工作时的总电流，根据Q＝It得出该无人机在充满电的情况下能正常飞行时间。
【解答】解：
（1）根据P＝UI可知每个电动机的功率P＝UI＝10V×5A＝50W
4个电动机正常工作时的总电功率为P总＝4P＝4×50W＝200W
（2）电池容量为5000mAh，正常工作时电量不能低于20%，意味着可以使用80%的电量，即可使用的电量为Q＝5000mAh×80%＝4000mAh
因为功率的单位是瓦特，时间的单位是小时，电流的单位是安培，将mAh转换为Ah，Q＝4000mAh＝4Ah
无人机四个电动机并联，正常工作时的总电流为I总＝4I额＝4×5A＝20A
该无人机在充满电的情况下能正常飞行时间。
故答案为：（1）200W；（2）0.2。
13．【分析】（1）由图可知，当开关S接触“0、1”两个触点时，电路断开，当开关S接触“1、2”两个触点时，只有R1工作，当开关S接触“2、3”两个触点时，R1、R2并联，当开关S接触“3、4”两个触点时，只有R2工作，根据P可知，要使电热水器有三个挡位，则电路中接入的电阻要有三个不同的阻值，据此判断R1、R2的阻值关系；
（2）根据Q＝Wt求出开关S接触“1、2”两个触点时，通电5min，电流产生的热量。
【解答】解：（1）由图可知，电路的工作状态有三种，分别是“R1”单独接入、“R1、R2”并联接入、“R2”单独接入，那么如果想要有3种挡位，则需要R1、R2的阻值不同，R1＝121Ω，则R2该选取阻值为242Ω的电热丝；
（2）根据并联电路的特点可知，当R1、R2并联时，电路中的总电阻最小，由P可知，电路中的总功率最大，电加热器处于高温挡工作，由图可知，此时开关S接触“2、3”两个触点；
（3）由图可知，开关S接触“1、2”两个触点时，只有R1工作，则通电5min，电流产生的热量：Q＝Wt5×60s＝1.2×105J。
故答案为：（1）242Ω；（2）2、3；（3）1.2×105。
14．【分析】（1）由图可知，当开关S闭合、S0断开时，只有R2工作，当开关S、S0都闭合时，R1、R2并联；根据并联电路的电阻特点和P可知饮水机加热状态和保温状态的电路连接；
（2）根据保温规律和P可求出R2的阻值。
【解答】解：由图可知，当开关S、S0都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时路中的总电阻最小，由P可知，电功率最大，饮水机处于加热状态；
当开关S闭合、S0断开时，只有R2工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，饮水机处于保温状态；
由P可知，R2的阻值：R21100Ω。
故答案为：加热；1100。
15．【分析】会认识手机的铭牌，关键能找到有用的数据，注意单位。
手机充电时，手机会出现发热现象。这个过程中电能转化为内能。
【解答】解：（1）I1.7A＝1700mA，所以该手机电池的容量也可以标记为1700mA h。
（2）该手机电池理论上可让手机待机时间为t170h。
（3）手机充电时，手机会出现发热现象。这个过程中电能转化为内能。
故答案为：（1）1700；（2）170h；（3）内能。
16．【分析】铭牌标出的是额定电压和额定功率，灯泡的亮度由其实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。
【解答】解：灯泡L1、L2的铭牌分别为“220V 25W”和“220V 100W”，其中的“220V”表示灯泡的额定电压。将它们并联在220V的电路中，实际电压都等于额定电压，都正常发光，因而实际功率等于额定功率，而L2的额定功率大，则实际功率大，较亮的灯泡是L2。
故答案为：额定电压；L2。
17．【分析】800imp/（kW h）表示电路中用电器每消耗1kW h的电能，电能表的指示灯闪烁800次，据此求电能表的指示灯闪烁80次时，电路消耗的电能，再利用P求电路的实际功率；
利用该方法测量用电器的实际功率时，只让该用电器工作，关闭其它用电器。
【解答】解：800imp/（kW h）表示电路中用电器每消耗1kW h的电能，电能表的指示灯闪烁800次，
电能表的指示灯闪烁80次时，电路消耗的电能：
WkW h＝0.1kW h，
电路的电功率：
P2kW＝2000W，
电路的实际电功率大于电水壶额定功率，造成此现象的原因是数电能表指示灯闪烁次数时，没有关闭其它用电器。
故答案为：2000；大于；数电能表指示灯闪烁次数时，没有关闭其它用电器。
18．【分析】（1）已知电池的容量和工作电压，根据W＝UIt即可求出电池充满电储存的电能；
（2）已知充电器输出电压和电流，可以得到输出功率，输出功率越大表示充电越快；已知电池容量、电压和充电效率，可以得到充电器消耗的电能；知道充电器消耗的电能和充电功率，由W＝Pt可得充电时间；
（3）在材料和长度一定时，横截面积越大电阻越小；由焦耳定律知，在电流和通电时间一定时，电阻越小产生热量越少。
【解答】解：
（1）电池充满电储存的电能为：W＝U电池Q＝3.7V×5000×10﹣3A×3600s＝66600J；
（2）两个充电器的充电功率分别为：
P1＝U1I1＝5V×0.6A＝3W，P2＝U2I2＝5V×4A＝20W，
所以第二个的充电速度快，即第二个为快速充电器；
选用快速充电器将电池从零充满至少需的时间：
t3330s＝55.5min；
（4）充电器的充电线有电阻，由焦耳定律知，工作过程中会产生热量；充电线尽可能做得粗一些，目的是减小电阻，使充电过程中产生的热量少一些。
故答案为：（1）66600；（2）55.5；（3）充电线尽可能做得粗一些，目的是减小电阻，使充电过程中产生的热量少一些。
三．解答题（共2小题）
19．【分析】（1）分析S、S0闭合和S闭合、S0断开时的电路组成、电阻大小关系，利用P可知当S、S0闭合时，电饭煲处于的状态，
（2）利用P求R2的阻值；
（2）2000r/（kW h）表示电饭锅每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转2000r，再利用P求电饭锅此时的实际加热功率。
【解答】解：（1）由题意可知，当S、S0闭合时，R1和R2并联，电路总电阻较小，当S闭合、S0断开时，电路中只有R2工作，电路总电阻较大，由可知，当S、S0闭合时，电功率较大，为加热挡，当S闭合、S0断开时，电功率较小，为保温挡；
（2）当S闭合、S0断开时，电功率较小，为保温挡，根据题意可知，P保温＝80W，由知道，电饭煲正常工作时，电阻R2的阻值为：
，
（3）2000r/（kW h）表示电饭煲每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转2000r，则电能表转盘转320r消耗的电能为：
，
由于t＝12min＝0.2h，
电饭锅此时的实际加热功率为：
。
答：（1）加热；
（2）电饭煲正常工作时，电阻R2的阻值为605Ω；
（3）此时电饭煲的实际加热功率是800W。
20．【分析】（1）由电路图可知，开关置于1位置时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，总功率最大，洗衣机处于“加热水”状态，开关置于2位置时，电动机与R2并联，洗衣机处于“保温洗涤”状态，开关置于3位置时，电路中只有电动机工作，洗衣机处于脱水状态；
（2）根据脱水时，只有电动机工作，由此可得出能量的转化；
（3）当洗衣机处于加热状态时，两个电阻并联，根据公式分别计算出它们的电功率，然后相加得到此时的总功率即可。
【解答】解：（1）根据乙图可知，当开关位于1位置时，两个电阻并联，电阻最小，根据可知，此时加热功率最大，应该为加热水状态。
当开关S位于2位置时，电阻R2与电动机并联，此时既发热也洗涤，应该为保温洗涤状态；
当开关S位于3位置时，只有电动机工作，应该为脱水状态。
（2）该洗衣机脱水过程中消耗的电能主要转化为机械能。
（3）洗衣机处于“加热水”状态，R1与R2并联，
根据并联电路的电压特点知，U1＝U2＝U＝220V，
正常工作时，电阻R1电功率；
正常工作时，电阻R1电功率；
电路的总功率P＝P1+P2＝2000W+200W＝2200W。
答：（1）保温洗涤；（2）机械（动）；
（3）洗衣机处于“加热水”状态（R1与R2并联）正常工作的功率为2200W。
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