第十六章 电流做功与电功率第一节练习及答案.docx
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第十六章电流做功与电功率第一节练习及答案
2014-2015学年度?
?
?
学校11月月考卷
1.某洗衣机说明书所列数据如表所示,下列说法正确的是()
额定电压
220V
额定频率
50Hz
额定洗衣服、脱水功率
440W
额定洗衣服、脱水容量
3kg
整机质量
30kg
A.洗衣机正常工作2h,需耗电0.88kW·h
B.洗衣机正常工作时,通过的电流为0.5A
C.这台洗衣机所受重力为30N
D.洗衣机接在110V的电路中,实际消耗功率为220W
2.如图是某同学设计的自动体重测试仪的原理图,下列有关它的说法中正确的是()
A.体重测试仪所测体重越大,相同时间内消耗的电能越多
B.体重显示表是用电压表改装成的
C.体重测试仪电路由于缺少开关,始终处于通路
D.体重越大,体重显示表的示数越小
3.关于物理量所对应的物理量单位中,下列说法中不正确的是()
A.电压(U)---伏特(V),电阻(R)---欧姆(Ω)
B.电流(I)---安培(A),电功(W)---焦耳(J)
C.电热(Q)---焦耳(J),电能(W)---焦耳(J)
D.电功率(P)---千瓦时(kw.h),时间(t)---秒(s)
4.将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中,通电时间相同,下列有关说法中,错误的是:
A.三个电器消耗的电能一样多B.电流通过三个电器做功一样多
C.三个电器产生的热量一样多D.电烙铁产生的热量最多
5.人类正面临能源危机,为选用节能交通信号灯,实验室通过实验发现LED灯和白炽灯在正常工作时,光照强度相同,有关数据如表1所示,根据表1数据,判断下列说法正确的是
A.LED灯正常工作时的电流是2A.
B.白炽灯工作时,其消耗的电功率总是大于LED灯
C.每天正常工作10h,使用LED灯比使用白炽灯可节约电能为0.88kW·h,
D.LED灯的电阻值大于白炽灯的电阻值
6.小明同学在家中拍到一张电能表照片,如图,他仔细观察照片后,得到下列结论,你认为正确的是:
A.电能表的额定功率为2500W
B.电能表的标定电流为5A
C.拍照片时,小明家已消耗的电能为9316KW·h
D.拍照片时,小明家已消耗的电能为931.6J
7.加在某导体两端的电压为3V,1min内电流所做的功为180J,则通过这导体的电流是
A.1AB.3AC.60AD.180A
8.关于电流做功,下列说法中正确的是()
A.导体两端的电压越大,通电时间越长,电流做功就越多;
B.通过导体的电流越大,通电时间越长,电流做的功就越多;
C.电流做功是电能转化为其他形式的能的过程;
D.电流做功是电能转化为内能的过程。
9.如图所示,额定电压为110V的A、B两盏电灯,额定功率分别为100W和25W。
把它们接到220V的电路上,欲使它们都能正常发光且电路消耗的电能最少,正确的电路是
10.下列生活实例中不属于节约用电的是()
A.电视机不用时切断电源B.离开教室随手关灯
C.夏天用空调时把温度调得很低D.尽量少开启电冰箱门
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人
得分
二、实验题(题型注释)
评卷人
得分
三、填空题
11.如图所示的电路,电源电压6V且保持不变。
当只闭合开关S1时,电流表的示数为I1;当开关S1、S2均闭合时,电流表的示数为I2,且I1:
I2=1:
3,则R1:
R2=;若开关S1、S2均闭合时,电流表的示数为0.6A,则通电1min的时间内,R1消耗的电能是J。
12.为践行“低碳理念”,现在已广泛使用LED节能灯,它可以直接把电能转化为光能。
现有一盏标有“24V,12W”LED灯,其亮度与“220V,100W”的普通白炽灯相当.
(1)若上述LED灯和白炽灯都正常工作相同时间,两灯消耗的电能之比是.
(2)白炽灯工作时的能量转化情况如图,则该白炽灯的发光效率是;试推测12WLED灯与100W白炽灯照明效果相同的可能原因是。
13.小明家新换了一种电子式电能表,它用一个发光二极管代替普通电能表的转盘,发光二极管闪烁一次表示转盘转动一圈,电子式电能表参数是3200imp/kwh.小明想利用这只电能表和钟表测量新买的微波炉的电功率.
(1)小明的实验方法是:
先关闭家里其它用电器,只让微波炉工作,从电能表红灯闪烁开始记时,当电能表的红灯闪烁320次时,所用的时间为5min,则微波炉的电功率为W.(2分)
(2)当小明用同样的方法测家中电热水器的电功率时,发现电能表红灯闪烁更快,这说明电热水器消耗电能比微波炉一些.
(3)小明在买微波炉时,听到两种说法:
一种说法是微波炉很省电,用它加热食品花不了多少电费,另一种说法是微波炉很费电,微波炉一开就“烧保险”前者是从的角度说的,后者是从的角度说的.
14.电动机在工作过程中将______能转化为_________能,一台电动机接在220V电源上,正常工作的电流为2A,在5s内电流做了___________J的功。
15.一个电动机,当把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4A;若把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作,测得此时流过电动机的电流是1A。
那么该电动机线圈的电阻是______Ω,电动机正常工作1min时的机械能是_______J。
16.物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置来提升重物M,图乙是物体上升过程某段时间内的s-t图线。
已知物体重为1N,闭合开关后,在2.4s~2.8s这段时间内,电流表和电压表的示数分别为0.2A和4V,则2.4s~2.8s这段时间内该装置提升重物做得有用功为__________J,它的效率是。
评卷人
得分
四、计算题
17.额定电压为220V的电热器正常工作时,每5min耗电0.15kw·h.问:
(1)该电热器的额定功率多大?
(3分)
(2)当两端电压降为200V时,要从电热器获得9×
J的热量,需要多长时间?
(设电热器工作时电阻不变)(4分)
18.利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电。
某中学的教学楼顶安装了总功率为25kw的光伏发电系统。
(1)一天的有效光照时间按8h计算,该光伏发电系统一天共发电多少千瓦时?
(2)该光伏发电系统一天的发电量,如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成,需要燃烧多少千克煤?
(煤的热值
)
(3)请写出两条光伏发电的优点。
19.(7分)冬季,因日照时间短,太阳能热水器的水往往达不到所需温度.为此人们研制了太阳能、
电能两用热水器.小红家最近就安装一台这样的两用热水器,如图所示.铭牌如下:
(1)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量?
(2)大鹏将水箱装满水,只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时,需加热器正常工作多长时间?
(设电能全部转化为内能)
(3)在上述
(2)情况下.加热器正常工作实际用了3小时.则此热水器的效率为多少?
(4)仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点?
(写一条即可)
20.一个白炽灯上标有“220V60W”。
(1)它正常工作时的电流为多少?
(2)它正常工作的电阻为多大?
(3)它正常工作10h消耗的电能为多少kw·h?
(结果保留一位小数)
21.如图所示,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为15欧。
闭合电键S后,电流表的示数为1安,通过电阻R2的电流为0.4安。
求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R1的阻值;
(3)通电10秒,电流通过电阻R1所做的功W1。
22.(8分)在如图所示的电路中,已知电阻R1=5Ω,电流表A1的示数为1A,电流表A的示数为1.5A,求:
(1)Rl两端的电压Ul;
(2)通过R2的电流I2;
(3)R2的阻值.
(4)通电20s,整个电路消耗的电能.
23.如图,将电阻R1和阻值为4Ω的R2串联后接入电路,测得通过R1的电流为2A,定值电阻R1的电流随电压变化的图象如图,求
(1)R1的阻值;
(2)通电20s,R1所消耗的电能;
(3)电源的电压;
(4)在图中画出电阻R2的电流随电压的变化图象。
参考答案
1.A
【解析】
试题分析:
A选项,根据
。
B选项,根据
。
C选项,根据
。
D选项,如果是纯电阻电路,电压变成原来的一半,则电功率变成原来的
洗衣机是非纯电阻电阻,但电压减小,电流也应减小,实际功率应小于原来的
也不是原来的
。
考点:
电功率重力
2.A
【解析】
试题分析:
本题电路中电阻R1与变阻器R2是串联的,体重示数计是串联在电路中的,所以体重示数计是由电流表改装而成的。
变阻器R2接入电路的是BC段电阻,滑片B通过杠杆与体重测试台相连。
当体重测试台上放物体时,测试台下沉,滑片B向上运动,电阻R2接入电路的电阻减小,电路中电流变大,由电流改装成的体重示数计读数变大。
根据P=UI,电源电压一定,电流增大,电路总功率增大,相同时间内消耗的电能越多。
由于AB端是绝缘体,当体重测试台上不放物体时,指针指在AB段,电路是相当于断路。
考点:
电路变化的应用
3.D
【解析】
试题分析:
各电学量的单位:
电压(U)---伏特(V);电阻(R)---欧姆(Ω);电流(I)---安培(A);电功(W)---焦耳(J);电热(Q)---焦耳(J);电能(W)---焦耳(J);电功率(P)---瓦(W),时间(t)---秒(s)。
所以错误的是D。
考点:
各电学量的单位
4.C
【解析】
试题分析:
三者的实际功率相同,通电时间相同,根据公式
得,三个电器消耗的电能一样多,A对;电流所做的功等于用电器消耗的电能,所以电流通过三个电器做功一样多,B对;三个用电器中,只有电烙铁把电能全部转化成内能,所以电烙铁产生的热量最多,C错D对。
考点:
电能
5.C
【解析】
试题分析:
已知额定电压与额定功率,由P=UI的变形公式可以求出LED灯正常发光时的电流;由W=Pt可以求出每天节约的电能;灯泡消耗的功率取决于实际功率;由电功率公式的变形公式可以求出灯泡电阻,然后比较它们的大小.
A、∵P=UI,∴LED灯正常工作时的电流I=
=0.5A,故A错误;
C、每天正常工作10h,使用一个LED灯比使用一个白炽灯可节约电能W=(P白炽灯-PLED)t=(0.1kW-0.012kW)×10h=0.88kW•h,故C正确;
B、灯泡工作时的功率取决于灯泡的实际功率,灯泡额定功率大于LED灯的额定功率,但它的实际功率不一定大于LED灯的实际功率,故B错误;
D、灯泡电阻RLED=
=
=48Ω,R白炽灯=
=484Ω,故D错误;
故选C.
考点:
电功和电功率
6.B
【解析】
试题分析:
观察图片可知,该电能表的标定电流为5A,选项B正确,短时允许通过最大电流为10A,拍照片时小明家已消耗的电能为931.6KW·h(表盘中最后一位为十分位),C错;图片中可见单位为KW·h,D错P额=UI=220v×5A=1100W,A错;答案:
B
考点:
电能表参数意义及应用
7.A
【解析】
试题分析:
已知导体两端的电压、通电时间、电流做的功,根据公式W=UIt可求通过导体的电流
通过导体的电流
所以选A
考点:
电功的计算
点评:
本题考查电流的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,解题过程中要注意单位的换算.
8.C
【解析】
试题分析:
电流做功W=UIt,即电流做功与电压、电流及通电时间有关,所以A、B错误;
电流做功中消耗了电能,转化为了其他形式的能,而并不只是内能;
所以C正确,D错误;
所以选C.
考点:
电功
点评:
解答本题应掌握:
电流做功的公式W=UIt,则分析公式可知决定电功的因素;同时掌握电流做功中能量转化的方向.
9.C
【解析】根据公式P=U2/R可知,灯泡A的电阻RA=UA/PA=(110V)2/100W=121Ω,灯泡B的电阻RB=UB/PB=(110V)2/25W==484Ω.
A、图是灯泡A和可变电阻串联,根据串联电路电阻的分压特点可知,要使灯泡A正常工作,则上面可变电阻接入电路的阻值为121Ω,即该支路的总电阻为242Ω,同理下边支路的总电阻为968Ω,由1/R=/R1+1/R2可得,此时并联电路的总电阻为R=193.6Ω;
B、图是灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡A与灯泡B并联后和可变电阻R的阻值相等;由1/R=/R1+1/R2可得,灯泡A和灯泡B并联后的电阻R并=86.8Ω,此时电路的总电阻为R=2R并=2×86.8Ω=173.6Ω;
C、图是灯泡B和可变电阻并联后又和灯泡A串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡B与可变电阻并联后和灯泡A的电阻相等;串联电路,电阻越串越大;灯泡A和灯泡B正常工作时,此时电路的总电阻为R=2RA=2×121Ω=242Ω;
D、图是灯泡A和可变电阻并联后又和灯泡B串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡a与可变电阻R并联后和灯泡b的电阻相等;但并联电路中,电阻越并越小,小于任何一个分电阻,所以此电路中灯泡A和灯泡B不能正常工作,故D不正确;
根据公式P=U2/R可知,电路电阻越大,消耗的功率就越小,比较A、B、C图可知,C图的总电阻大,消耗的功率最小,
故本题选C.
10.C
【解析】夏天用空调时把温度调得很低不属于节约用电,选C
11.1︰2144
【解析】
试题分析:
由题意可知:
只闭合开关S1时,仅R2接入电路,两端电压为U=6V,通过的电流为I1;当开关S1、S2均闭合时,R1、R2并联接入电路,U=U1=U2=6V,通过R2的电流不变,通过干路电流为I2=0.6A,因为I1︰I2=1︰3,由并联分流知
,即R1︰R2=1︰2;通过R1的电流为IR1=2/3I2=2/3×0.6A=0.4A,通电t=1min=60s时间内R1消耗的电能为WR1=U1IR1t=6V×0.4A×60s=144J。
考点:
电路连接状态的分析与计算
12.3:
2510%LED灯发光效率较高
【解析】
试题分析:
两者都正常工作相同时间,消耗的电能之比等于它们的电功率之比,12:
100=3:
25。
发光效率等于光能占电能的比例,所以发光效率
。
发光效果相同,指电能成的光能是一样多的,而两者电功率不同,说明LED灯电能转化为光能的效率高,即发光效率高。
考点:
电能用电器能量转化的效率
13.
(1)1200W
(2)快(3)消耗电能电功率
【解析】
试题分析:
(1)由3200imp/kwh可知:
电能表上的红灯闪烁3200次消耗1kwh的电能,现闪烁320次,则消耗0.1kWh,所以微波炉的功率为P=W/t=0.1×3.6×106J/5×60S=1200W。
(2)电能表闪烁的更快说明电热水器消耗的电能比微波炉更快一些。
(3)微波炉的功率较大,会造成电路电流过大,而烧保险,但是加热食品时间较短,所以根据W=Pt可知它消耗的电能并不多,很省电,故第一种说法是从消耗电能的角度说的,第二种说法是从电功率的角度说的。
考点:
电功、电功率
14.电机械2200J
【解析】
试题分析:
电动机是将电能转化为机械能的装置,电动机正常工作时电流做的功为W=UIt=220V×2A×5S=2200J。
考点:
电动机、电功
15.0.5;90
【解析】
试题分析:
电动机线圈的电阻为:
;
电动机工作1min消耗的电能为:
线圈产生的热量为:
转化成的机械能为:
考点:
非纯电阻电路计算
16.0.2;62.5%
【解析】
试题分析:
在2.4s~2.8s这段时间内,物体上升的高度为0.75m-0.55m=0.2m,所以有用功为:
;在这段时间内电动机所做的总功为
,装置的效率为
。
考点:
功机械效率
17.1800W605.02S
【解析】
试题分析:
(1)用电器正常工作时,5min耗电0.15kw·h的电能,则
W=0.15kw·h=0.15×3.6×106J=5.4×105J
t=5min=5×60S=300S
P额=W/t=5.4×105J/300S=1800W
(2)用电器的电阻R=U额2/P额=220V×220V/1800W≈26.89Ω,
当用电器两端加200V的电压时,实际功率为P实=U实2/R=200V×200V/26.89Ω≈1487.54W
则t=W/P实=9×105J/1487.54W≈605.02S
考点:
电功、电功率
18.
(1)
(2)
(3)见解析
【解析】
试题分析:
(1)光伏发电系统一天共发的电能为:
;
(2)光伏发电系统发电时太阳能转化为的电能为:
,
由
可得,煤完全燃烧时放出的热量为:
,
由Q放=mq可得,燃烧煤的质量为:
;
(3)光伏发电的优点:
清洁无污染;可再生;节约化石能源.
考点:
电功和热量的综合计算;能源和可持续发展.
19.
(1)1.26×107J;
(2)140min;(3)77.8%;(4)节能、环保.
【解析】
试题分析:
(1)太阳能热水器贮满水水的体积:
v=100L=100×10-3m3,
水的质量:
m=ρV=1×103kg/m3×100×10-3m3=100kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J;
(2)若电能全部转化为热能,即Q吸=W电,
∵热水器正常工作,∴P=P额=1500W,
∵P=W电/t,∴加热时间:
t=W电/P=1.26×107J/1500W=8400s=140min;
(3)∵W总=Pt′=1500W×3×3600s=1.62×107J;
∴热水器的效率:
η=Q吸/W总=1.26×107J/1.62×107J≈77.8%;
(4)太阳能热水器直接使用太阳光加热水,不会造成环境污染,而太阳能取之不尽,用之不竭。
考点:
吸热的计算;密度的计算;效率;电功率的计算
20.
(1)
;
(2)
;(3)
【解析】
试题分析:
(1)由
得:
(2)由
得:
(3)
考点:
电功率
21.
(1)6V;
(2)10Ω;(3)36J.
【解析】
试题分析:
(1)∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴根据欧姆定律可得,电源的电压:
U=U2=I2R2=0.4A×15Ω=6V;
(2)∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过R1的电流:
I1=I-I2=1.0A-0.4A=0.6A,
则R1=U/I1=6V/0.6A=10Ω;
(3)通电10秒,电流通过电阻R1所做的功:
W1=U1I1t=6V×0.6A×10s=36J.
考点:
欧姆定律的应用;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电功的计算
22.
(1)Rl两端的电压5V;
(2)通过R2的电流0.5A;(3)R2的阻值为10Ω;(4)通电10s电路消耗的电能为75J.
【解析】
试题分析:
由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流.
(1)根据欧姆定律可得,Rl两端的电压:
Ul=I1R1=1A×5Ω=5V;
(2)∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,∴通过R2的电流:
I2=I-I1=1.5A-1A=0.5A,
(3)∵并联电路中各支路两端的电压相等.∴R2的阻值:
R2=U2/I2=U1/I2=5V/0.5A=10Ω;
(4)整个电路消耗的电能用总电压乘以总电流再乘以通电时间。
通电20s电路消耗的电能:
W=UIt=U1It=5V×1.5A×20s=150J.
考点:
欧姆定律的应用;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电功的计算.
23.
(1)2Ω;
(2)160J;(3)12V;(4)图线如下图:
【解析】
试题分析:
(1)由图像可知,当电流为2A时,R1两端电压为4V,则
(2)
(3)
考点:
欧姆定律
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