59講 電學(xué)專有講義（含答案） 2024年初中物理自主招生講義68講

59講電學(xué)專有講義（含答案）2024年初中物理自主招生講義68講初中物理自主招生講義591．電功的實(shí)質(zhì)【知識點(diǎn)的認(rèn)識】（1）實(shí)質(zhì)：電流做功的過程，實(shí)際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（消耗電能）的過程；電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．電功是一個過程量，電流做功的過程就是消耗電能的過程．（2）電流做功的形式：電流通過各種用電器使其轉(zhuǎn)動、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)．【解題方法點(diǎn)撥】電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程是電流做功的過程，有多少電能發(fā)生了轉(zhuǎn)化就說電流做了多少功．【命題方向】第一類?？碱}：電流做功之間能的轉(zhuǎn)化下列關(guān)于用電器作用的說法中，錯誤的是（）A．電燈是將電能轉(zhuǎn)化為光能的裝置B．電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．電吹風(fēng)將電能轉(zhuǎn)化為熱能D．電熨斗將電能轉(zhuǎn)化為熱能分析：做功總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，電功也不例外．用電器消耗了電能，獲得了其它形式的能量，就是一個電流做功的過程．解：A、電燈工作時，消耗了電能，得到了內(nèi)能和光能，因此是將電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能的裝置，故A正確；B、電動機(jī)工作時，消耗了電能，得到了機(jī)械能，因此將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B正確；C、電吹風(fēng)工作時，消耗了電能，得到了機(jī)械能，因此將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯誤；D、電熨斗工作時，消耗了電能，得到了熱能，因此是將電能轉(zhuǎn)化為熱能，故D正確．故選C．點(diǎn)評：本題主要考查學(xué)生對：電流做功的實(shí)質(zhì)的了解和掌握，是一道基礎(chǔ)題．第二類?？碱}：電功的實(shí)質(zhì)一臺洗衣機(jī)工作1h，電流做功3.6×106J，這臺洗衣機(jī)消耗電能是3.6×106J．分析：電流做功的過程，實(shí)質(zhì)上是消耗電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過程，電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能．解：∵電流做功3.6×106J，∴洗衣機(jī)消耗的電能是3.6×106J．故答案為：3.6×106．點(diǎn)評：本題考查電流做功的實(shí)質(zhì)，屬于基礎(chǔ)題目．一．電功的實(shí)質(zhì)（共2小題）1．下列各設(shè)備中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的是（）A．電爐 B．電磁爐 C．電飯鍋 D．發(fā)電機(jī)（多選）2．下列實(shí)驗(yàn)儀器工作時，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（）A．電流表 B．電壓表 C．發(fā)電機(jī) D．電動機(jī)2．電功與電能的計(jì)算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的電壓，電路中的電流和通電時間的乘積。計(jì)算公式：W＝UIt＝UQ＝Pt（適用于所有電路）對于純電阻電路可推導(dǎo)出：W＝I2Rt＝①串聯(lián)電路中常用公式：W＝I2Rt。②并聯(lián)電路中常用公式：W＝W1：W2＝R2：R1③無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計(jì)算在一定時間所做的總功，常用公式W＝W1+W2+…Wn【解題方法點(diǎn)撥】（1）當(dāng)U、I、t均已知時，利用W＝UIt來計(jì)算電功較為方便。（2）在串聯(lián)電路中，通過各用電器的電流強(qiáng)度相等，且串聯(lián)電路各用電器通電時間相等，經(jīng)常用W＝I2Rt來取W1：W2比值，并進(jìn)一步進(jìn)行其他運(yùn)算。（3）在并聯(lián)電路中，各用電器兩端電壓相等，且各用電器通電時間相等，使用W＝Pt來進(jìn)行比較計(jì)算較為方便。【命題方向】電功的計(jì)算是電學(xué)部分綜合性最強(qiáng)的試題，大多作為拉開分?jǐn)?shù)差距的壓軸題。主要考察用電器的實(shí)際功率和額定功率的計(jì)算、利用電能表測用電器的實(shí)際功率和實(shí)際電壓等。例：在圖中，導(dǎo)體A、B是由同種材料做成的，A和B等長，但A比B的橫截面積大，當(dāng)S閉合后，在相同時間內(nèi)，下列敘述正確的是（）A．電流通過A、B所做的功是WA＞W(wǎng)BB．電流通過A、B所做的功是WA＜WBC．電流通過A、B所做的功是WA＝WBD．無法比較電流通過A、B時做功的大小分析：先根據(jù)影響電阻大小的因素判斷電阻的大小，已知A、B串聯(lián)；再利用公式W＝I2Rt比較電流做功的大小。解：導(dǎo)體A、B是由同種材料做成的，A和B等長，但A比B的橫截面積大，說明B的電阻大于A的電阻；串聯(lián)時電流相等，根據(jù)公式W＝I2Rt可知，在相同時間內(nèi)，電阻越大，電流做的功越多；所以電流通過A、B所做的功是WA＜WB。故選B。點(diǎn)評：本題考查電流做功大小的比較，關(guān)鍵是電流做功公式的應(yīng)用，重點(diǎn)記住影響電阻大小的因素是導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度；還要記住串聯(lián)電路電流的規(guī)律。二．電功與電能的計(jì)算（共17小題）3．功率為10W的發(fā)光二極管（LED燈）的亮度與功率為60W的白熾燈相當(dāng)。根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰。假設(shè)每戶家庭有2只60W的白熾燈，均用10W的LED燈替代，估算出全國一年節(jié)省的電能最接近（）A．8×108kW?h B．8×1010kW?h C．8×1011kW?h D．8×1013kW?h4．夏天空調(diào)器正常工作時，制冷狀態(tài)與送風(fēng)狀態(tài)交替運(yùn)行。一空調(diào)器在不同工作狀態(tài)下電功率隨時間變化的關(guān)系見圖，此空調(diào)器運(yùn)行1小時用電（）A．1.0度 B．1.5度 C．2.0度 D．2.5度5．2004年6月10日，聯(lián)合國大會召開第58次會議，會議鼓掌通過了2005年為“國際物理年”的決議。高郵中學(xué)的“STS”小組以實(shí)際行動慶祝“國際物理年”，對開發(fā)和利用水資源進(jìn)行研究，同學(xué)們認(rèn)為在放自來水時，水的機(jī)械能沒有得到利用而白白浪費(fèi)。于是他們在老師的指導(dǎo)下經(jīng)過研制，在水龍頭處安裝了一只小型水輪發(fā)電機(jī)，當(dāng)放水時水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)小型水輪發(fā)電機(jī)的效率為40%，水塔內(nèi)的水面高于水龍頭10米，且保持不變。當(dāng)水龍頭放出1噸水時，小型水輪發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能為（）A．4000焦 B．98000焦 C．58800焦 D．39200焦6．如表分別是一臺電冰箱和一臺電風(fēng)扇的銘牌，在24h內(nèi)正常使用電冰箱和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電扇消耗的電能（）BC﹣65B電冰箱額定電壓220V工作頻率50Hz額定功率70W耗電量0.50（kw?h）/24hFS﹣69電扇規(guī)格400mm額定電壓220V工作頻率50Hz額定功率65WA．電冰箱多 B．電風(fēng)扇多 C．一樣多 D．無法確定7．如圖甲，電磁繼電器和熱敏電阻R1等組成了溫度控制箱電路，R1處于溫箱內(nèi)，電源電壓U＝6V，繼電器線圈的電阻可不計(jì)，圖乙為熱敏電阻的R1﹣t圖象，且已知在50～150℃范圍內(nèi)，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化規(guī)律是：R1?t＝K（常數(shù)）；當(dāng)線圈中的電流達(dá)到40mA時，繼電器的銜鐵被吸合，下觸點(diǎn)閉合，此時箱內(nèi)溫度為80℃，當(dāng)線圈中的電流為30mA時，電磁繼電器的銜鐵釋放，上觸電閉合，此時箱內(nèi)溫度為60℃，這樣就可以時控制箱內(nèi)溫度在60℃～80℃范圍內(nèi)變化。圖中的“交流電源”是控制箱加熱器的電源，它的額定功率是1500W。（1）80℃時，熱敏電阻R1的阻值是Ω；（2）根據(jù)統(tǒng)計(jì)，正常情況下，溫度控制箱內(nèi)的加熱器，每天加熱50次，每次加熱10min，恒溫箱每天消耗電能kW?h。8．人類已進(jìn)入智能化時代。小明家安裝了空調(diào)智能控制系統(tǒng)，空調(diào)自動開啟條件是：家中有人且室溫等于或高于26℃．S1和S2是控制空調(diào)開啟的兩個智能開關(guān)，當(dāng)家中有人時S1自動閉合，家中沒有人時S1自動斷開；當(dāng)室溫等于或高于26℃時S2自動閉合，室溫低于26℃時S2自動斷開，則控制空調(diào)開啟的電路示意圖是圖甲和圖乙中的。已知小明家某天室內(nèi)溫度變化情況如圖丙所示，當(dāng)天8h﹣12h和14h﹣18h家中沒有人，空調(diào)的額定電壓是220V，額定功率是1kW，則這臺空調(diào)當(dāng)天消耗的電能是kW?h。9．雙十中學(xué)的走廊燈原來是40W的日光燈，現(xiàn)全換為10W的節(jié)能燈，若平均每盞燈每天工作3小時，全校100盞燈一個月（30天）可以節(jié)約度電，請你再提出一種節(jié)電的做法。10．“地球一小時”由世界自然基金會于2007年發(fā)起，號召全球的政府、企業(yè)和個人在三月的最后一個周六晚上自愿關(guān)燈一小時，倡導(dǎo)與宣傳節(jié)能減排行動，以共同應(yīng)對全球氣候變化。北京的鳥巢、水立方和玲瓏塔在3月28日晚上八點(diǎn)半關(guān)燈一小時，在美麗的黑暗中展示它們對節(jié)能減排、應(yīng)對全球氣候變化無聲的支持。假設(shè)鳥巢中安裝了6000支80W的大功率節(jié)能燈，那么此次活動將節(jié)約kW?h的電能。11．潮汐能是由于地球和月球、太陽相互作用產(chǎn)生的能量，一日兩次，日稱潮，夜稱汐，世界上潮汐能蘊(yùn)藏量約為10億千瓦，我國約有1.1億千瓦。我國東南沿海某海灣測量面積為1.0×107m2，漲潮時水深20m，此時關(guān)上水堤閘門，可使水位保持20m不變，退潮時，堤外水位降至18m，假如利用此水堤建潮汐水力發(fā)電站，水的勢能變?yōu)殡娔艿男适?0%．每天有兩次漲潮，問該電站一天能發(fā)的電能是J．（g取10N/kg）12．如圖是一種電動自行車，它的技術(shù)參數(shù)如下：?電動機(jī)36V，180W?密封免維護(hù)酸鉛蓄電池（12V，12Ah※）×3?額定載重75kg，最高時速20km/h?在正常行駛（速度為15km/h）的情況下，能行駛60km?行駛100km充電電能消耗1.2kW?h根據(jù)以上參數(shù)回答下列問題：（1）為了使電動機(jī)正常工作，3個蓄電池應(yīng)采用連接方式。（2）電動自行車在正常行駛（15km/h）的情況下行駛60km，用時為。（3）電動自行車在以最高時速（20km/h）行駛時，所受阻力為。（4）電動自行車100km充電電能消耗1.2kW?h，在正常行駛（15km/h）的情況下行駛60km充電電能消耗是，設(shè)此時所受阻力為25N，則行駛60km克服阻力做功是。（5）Ah是電量單位，1Ah＝C。13．一種學(xué)生設(shè)計(jì)的電熱座椅主要由座墊和腳踏組成，其電路示意圖如圖所示：座墊內(nèi)的電熱絲R1＝260Ω、R2＝150Ω，腳踏內(nèi)的電熱絲R3＝400Ω．閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2接可以使腳踏處于“低溫?fù)酢保洪_關(guān)S2接可以使腳踏處于“高溫?fù)酢保ê雎詼囟茸兓瘜﹄娮璧挠绊懀?，腳踏處于中溫?fù)鯐r，電熱座椅在通電5min所消耗的電能J。14．無鏈條電動自行車，被稱為“沒有鏈條的混合動力電動自行車”。它相比傳統(tǒng)自行車具有很多優(yōu)點(diǎn)，如：省力、耐用、安靜、結(jié)構(gòu)簡單等，因此，無鏈條電動自行車是城市中一種理想的交通工具。如圖所示為一種在售的無鏈條電動自行車。它結(jié)合了電子動力和人體動力，此車既可以通過給鋰電池充電獲得能量，也可以通過騎行者踩腳踏板獲得能量。騎行者踩腳踏板的動能可轉(zhuǎn)化為電能，存儲在自行車框架中的鋰電池內(nèi)，之后通過電動機(jī)驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)化成動能，以此驅(qū)動自行車前進(jìn)。因此使騎行者騎得更省力，同時也能減少對環(huán)境的污染。為了保證電動車的續(xù)航能力，該車采用了能量密度大的鋰電池，其能量密度達(dá)0.2kW?h/kg，能量密度是指存儲能量與電池質(zhì)量的比值。下表是該無鏈條電動自行車的主要技術(shù)參數(shù)（表中電池容量＝放電電流×放電時間，例如，1A?h是指以1A的電流能連續(xù)工作1h）：（g取10N/kg）整車整車質(zhì)量40kg最大車速26km/h最大噪聲≤30dB鋰電池電壓40V容量10A?h電動機(jī)額定功率180W（1）電動車行駛時極為安靜是從（選填“聲源處”或“傳播途徑中”）減弱噪聲的，與汽車相比，電動車啟動較快的原因之一是因?yàn)槠滟|(zhì)量小，具有的較??；（2）圖中這款車的鋰電池最多所能儲存的電能約為J，鋰電池的質(zhì)量為kg，測試時若質(zhì)量為60kg的騎行者不踩腳踏板，僅靠鋰電池驅(qū)動，在平直路面上最多可連續(xù)勻速行駛2.7×104m，已知行駛時的阻力為車對地面壓力的0.04倍，則電動機(jī)的效率為%。若騎行者同時踩腳踏板輔助鋰電池給車提供能量，這種“混合動力驅(qū)動”可使車連續(xù)勻速行駛3.6×104m，則“混合動力驅(qū)動”時人所提供的能量與“電力驅(qū)動”時鋰電池提供的能量之比為。15．我省不少農(nóng)村樓房頂上裝有如圖甲所示的水箱，注滿時，水箱內(nèi)的水面離地面平均高度為10m。圖乙是這種水箱的結(jié)構(gòu)及工作示意圖，其中A、B是由密度為2.5×103千克/米3的材料制成的圓柱體，它們的體積均為500cm3，位于水箱頂部的傳感開關(guān)是一種特殊的“拉線開關(guān)”，其電阻隨拉力變化及電路的工作狀態(tài)如表。（g取10牛/千克）傳感開關(guān)受到的拉力/牛2515傳感開關(guān)的電阻/歐55000電動水泵的工作狀態(tài)通電轉(zhuǎn)動斷電停轉(zhuǎn)（1）為了增加安全性，壓力傳感開關(guān)通常是通過一只電磁繼電器控制電動水泵，請用筆畫線代替導(dǎo)線，按照題意將圖乙中電動水泵電路連接完整。（2）當(dāng)電動水泵斷電停轉(zhuǎn)時，圓柱體排開水的體積是多大？（壓力傳感開關(guān)下的細(xì)繩和A、B間的細(xì)繩質(zhì)量與體積均忽略不計(jì)）（3）當(dāng)電動水泵處于通電轉(zhuǎn)動狀態(tài)時，電磁鐵所在電路的電流大約是0.8A，求電磁鐵線圈的電阻。（4）電動水泵的規(guī)格為“220伏500瓦”，水箱一次注水需要10分鐘，每次注水量為1.5噸.某戶人家1個月用水量為15噸，這戶人家每月用水需要消耗多少電能？16．黑夜中看不見開關(guān)位置，為此小明設(shè)計(jì)了如圖所的電路。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S合向b時，照明燈亮、指示燈滅，避免指示燈費(fèi)電；S合向a時，照明燈滅、指示燈亮，顯示開關(guān)位置（S只能擺這兩種狀態(tài)）。他利用一個“10V1W”的小燈泡和一段1.0×104Ω/m的電阻絲安裝指示燈。（1）為使指示燈正常發(fā)光，請?jiān)趫D示方框內(nèi)完成指示燈和電阻絲的連接電路。（2）按上述設(shè)計(jì)，電阻絲需截用多長一段？（3）若照明燈一天（24小時）使用6小時，則整個電路一天總共耗電多少度？17．小柯為了解不同照明燈的性價比，制作了如圖1所示的裝置。在正對觀察孔的紙箱內(nèi)平放一張寫有“E”字的卡片，移動照明燈，使從觀察孔恰能看清“E”字，測出燈與箱之間的距離，以比較燈的照明效果。實(shí)驗(yàn)后，他又查閱了相關(guān)資料，數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)燈泡類型功率/W燈與紙箱之間的距離/cm1白熾燈60902白熾燈25603節(jié)能燈1190（1）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你可以發(fā)現(xiàn)白熾燈的照明效果與燈的功率和照明的距離有關(guān)。比較節(jié)能燈與白熾燈，在保證照明效果相同情況下，節(jié)能燈有什么優(yōu)點(diǎn)？（2）白熾燈工作時的能量轉(zhuǎn)化情況如圖2，試推測節(jié)能燈工作時的能量轉(zhuǎn)化情況，仿照右圖畫出節(jié)能燈工作時的能量轉(zhuǎn)化圖。（3）小柯了解到白熾燈的發(fā)光效率大約只有8%，請計(jì)算一下60W的白熾燈如一年正常工作2000h會白白浪費(fèi)掉多少度的電能。18．常見的電動自行車，使用前要先對車上的蓄電池充電，騎行時蓄電池對車上的電動機(jī)供電，電動機(jī)為車提供動力。下表是這種品牌電動自行車的一些主要技術(shù)參數(shù)。最高車速≤30km/h一次充電連續(xù)行駛里程50km鉛酸蓄電池36V/10Ah充電時間8h一次充電耗電量0.6kW?h電動機(jī)效率80%整車質(zhì)量40kg最大騎行噪聲≤62dB（1）該電動自行車的充電器效率是多大？（2）若質(zhì)量是60kg的人騎電動自行車在水平路面上以6m/s的速度勻速行駛時，受到的阻力是人與車總重的0.03倍，取g＝10N/kg．求：電動機(jī)對自行車做功的功率和通過電動機(jī)線圈的電流。19．盼盼同學(xué)家買了一輛電動自行車，它行駛的動力是靠蓄電池提供的。當(dāng)它的工作電壓為35V，工作電流為6A時。試求：（1）如果蓄電池的持續(xù)放電時間為3h，則該車以5m/s的速度勻速行駛的最大行程是多少km？在這一過程中，蓄電池給電動車提供了多少電能？（2）電動車蓄電池的電功率一部分轉(zhuǎn)化為無用功率，另一部分轉(zhuǎn)化為車行駛的有用功率，其效率為80%．當(dāng)電動車以6m/s的速度勻速行駛時，它所受到的阻力是多少？3．電能表【知識點(diǎn)的認(rèn)識】（1）參數(shù)的理解：220V：表示電能表應(yīng)該在220V的電路中使用；10（20）A：表示該電能表的標(biāo)定電流是10A，額定最大電流是20A；50Hz：表示電能表在50Hz的交流電路中使用；600revs/kW?h：表示接在這個電能表上的用電器每消耗1kW?h的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600圈．（2）電能的求法：①測量較大電能時用刻度盤讀數(shù)：最后一位是小數(shù)位；兩次讀數(shù)之差就是這段時間內(nèi)消耗的電能，單位是度（千瓦時）；②測量較小電能時用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)讀數(shù)：通過記錄某段時間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)，結(jié)合電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)表示的電能計(jì)算出該段時間內(nèi)消耗的電能．【解題方法點(diǎn)撥】（1）要熟記電能表上各參數(shù)的詳細(xì)含義．（2）利用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)來計(jì)算電能時，得到的單位是kW?h，記住單位之間換算關(guān)系：1kW?h＝3.6×106J．【命題方向】電能的單位及換算、電能表的讀數(shù)及其所有參數(shù)的含義、電能的求法是學(xué)習(xí)考查的重點(diǎn)，學(xué)習(xí)時要注意與日常生活結(jié)合起來，特別是電能表的讀數(shù)是中考命題的熱點(diǎn)，常與生活中繳納電費(fèi)的問題結(jié)合在一起進(jìn)行計(jì)算．三．電能表（共4小題）20．電能表是測量用電器消耗電能的儀表，小華想驗(yàn)證他家電能表表盤上標(biāo)注的每千瓦時的轉(zhuǎn)數(shù)是否準(zhǔn)確，于是，他將標(biāo)有“220V3A”的用電器單獨(dú)接入電路中，當(dāng)該用電器正常工作5min后，電能表的轉(zhuǎn)盤正好轉(zhuǎn)了110r則該電能表每千瓦時的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)是（）A．2400r B．2000r C．1500r D．1200r21．賈銘同學(xué)打算利用電能表來測量電視機(jī)實(shí)際消耗的電功率。他斷開電能表連接的所有其他用電器，只把電視機(jī)打開，在t秒內(nèi)測得電能表的盤轉(zhuǎn)數(shù)為N．如果電能表銘牌上標(biāo)明每千瓦時的盤轉(zhuǎn)數(shù)為n，電視機(jī)的電功率為瓦。22．電冰箱是間斷式工作的（即工作一段時間停止一段時間，再工作再停止，如此循環(huán)）．某電冰箱銘牌有關(guān)參數(shù)如下表所示。在家庭電路中只有電冰箱在標(biāo)定電壓下工作，一天實(shí)際工作h；若電冰箱每次從啟動到停止工作的時間都為12min，每消耗1kw?h電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)，則該電冰箱每天啟動次，每工作一次電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。容積（L）175功率（W）150耗電量（kW?h/24h）0.9額定電壓（V）22023．電冰箱是間斷式工作的（即工作一段時間停止一段時間；再工作再停止，如此循環(huán)）．某電冰箱銘牌有關(guān)參數(shù)如右表所示。在家庭電路中只有電冰箱在標(biāo)定耗電量下工作時，一天實(shí)際工作h；若電冰箱每次從啟動到停止工作的時間都為12min，每消耗1kW?h電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)，則該電冰箱每天啟動次，每工作一次電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。4．電功率的計(jì)算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】（1）定義式：P＝UI．即電功率等于用電器兩端的電壓和通過它的電流的乘積，該公式是電功率的普適公式，適用于所有的用電器。P表示電功率，單位是W；U表示某段電路兩端的電壓，單位是V；I表示通過這段電路的電流，單位是A（2）導(dǎo)出式：P＝I2R，P＝．這兩個公式只適用于純電阻電路，即能將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器，如電爐子、電飯煲就屬于純電阻電路。【解題方法點(diǎn)撥】（1）分析比較用電器的電功率：首先考慮公式P＝UI分析，如果不好使，可以考慮：①對于串聯(lián)電路，因?yàn)殡娏鞯教幭嗟?，用P＝I2R較為利便；串聯(lián)電路中電功率與電壓、電阻的關(guān)系：串聯(lián)電路：＝＝（電功率之比等于它們所對應(yīng)的電壓、電阻之比）②對于并聯(lián)電路，因?yàn)楦鞑⒙?lián)電路兩端電壓相等，用P＝較為利便。并聯(lián)電路中電功率與電流、電阻的關(guān)系：＝＝（電功率之比等于它們所對應(yīng)的電流之比、等于它們所對應(yīng)電阻的反比）（2）計(jì)算用電器的電功率：計(jì)算每個用電器的電功率，無論串聯(lián)、并聯(lián)電路，都可以用P＝I2R計(jì)算，也都可以用P＝計(jì)算。選用哪個公式就看題目已知的是哪些量?！久}方向】第一類?？碱}：電功率計(jì)算公式的簡單運(yùn)用標(biāo)有“6V3W”的小燈泡，通過它的電流與電壓的關(guān)系如圖所示。若把它與一只阻值為8Ω的電阻并聯(lián)接在電壓為4V的電路中，則整個電路消耗的功率為（）A．3WB．3.3WC．3.6WD．5W分析：從圖象上可以看出當(dāng)電源電壓為4V時，通過燈泡的電流為I1＝0.4A，根據(jù)公式I＝可求通過電阻的電流，進(jìn)一步求出總電流，根據(jù)公式P＝UI可求整個電路消耗的功率。解：通過電阻的電流I2＝＝＝0.5A，電路總電流I＝I1+I2＝0.4A+0.5A＝0.9A，則整個電路消耗的功率為P＝UI＝4V×0.9A＝3.6W。故選C。點(diǎn)評：本題考查并聯(lián)電流和電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，重點(diǎn)是并聯(lián)電路電流的規(guī)律，還要學(xué)會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)。第二類?？碱}：變形公式的綜合應(yīng)用如圖所示，R1＝20歐，R2＝40歐，電源電壓保持不變。（1）當(dāng)S1、S2都閉合時，電流表A1的示數(shù)是0.6安，小燈泡L恰好正常發(fā)光，求電源電壓和小燈泡的額定電壓；（2）當(dāng)S1、S2都斷開時，電流表A2的示數(shù)是0.2安，求小燈泡的實(shí)際功率；（3）小燈泡的額定功率是多少？分析：（1）當(dāng)當(dāng)S1、S2都閉合時，R1和燈泡L并聯(lián)，R2被短路。電流表A1的測R1的電流。由電流表A1的示數(shù)是0.6安，R1＝20歐可算出電源電壓。小燈泡L恰好正常發(fā)光，電源電壓和小燈泡的額定電壓相等。（2）當(dāng)S1、S2都斷開時，R2與L串聯(lián)，R1被斷路。由R2＝40歐，電流表A2的示數(shù)是0.2安，可算出R2的電壓，由電源電壓減去R2的電壓，可算出燈泡實(shí)際電壓，由電壓和電流可由公式P＝UI算出燈泡功率。由R＝可算出燈泡電阻。（3）小燈泡的額定電壓已算出，再由電阻通過P＝算出額定功率。解：（1）當(dāng)S1、S2都閉合時，R1與L并聯(lián)，R2被短路U＝U額＝U1＝I1?R1＝0.6A×20Ω＝12V（2）當(dāng)S1、S2都斷開時，R2與L串聯(lián)，R1被斷路IL＝I2＝0.2AUL＝U﹣U2＝U﹣I2?R2＝12V﹣0.2A×40Ω＝4VRL＝＝＝20Ω P實(shí)＝U實(shí)?IL＝4V×0.2A＝0.8W（3）P額＝＝＝7.2W答：（1）電源電壓12V，小燈泡的額定電壓12V；（2）小燈泡的實(shí)際功率0.8W；（3）小燈泡的額定功率7.2W。點(diǎn)評：本題綜合性較強(qiáng)，考查的內(nèi)容較多。會辨別串、并聯(lián)，會用歐姆定律計(jì)算，會用電功率公式計(jì)算，知道串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律，電流規(guī)律。需要注意的是：P＝I2R和P＝這兩個公式在電功率計(jì)算題里要經(jīng)常用到。四．電功率的計(jì)算（共37小題）24．如圖甲所示，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片P從a點(diǎn)滑到b點(diǎn)的過程中，兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線如圖乙所示。下列敘述正確的是（）A．電流表示數(shù)為3A時滑片在b點(diǎn) B．滑片在a點(diǎn)時，10s內(nèi)電阻R消耗的電能為90J C．圖乙中dc是表示電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線 D．滑片從a點(diǎn)滑到b點(diǎn)的過程中，電路消耗的總功率最大值為22.5W25．將兩個定值電阻R1、R2并聯(lián)接在電壓為U的電源兩端，R1消耗的功率為P，R2消耗的功率為3P。當(dāng)把它們串聯(lián)在電壓為4U的電源兩端時，下列說法正確的是（）A．R1兩端的電壓為U B．通過R1的電流為 C．通過R2的電流為 D．兩個電阻消耗的總功率為15P26．具有防霧、除露、化霜功能的汽車智能后視鏡能保障行車安全，車主可通過旋鈕開關(guān)實(shí)現(xiàn)功能切換。如圖所示是模擬加熱原理圖，其中測試電源的電壓為10V，四段電熱絲電阻均為10Ω，防霧、除露、化霜所需加熱功率依次增大。下列說法不正確的是（）A．開關(guān)旋至“3”擋，開啟化霜功能 B．開啟化霜功能，電路總電阻為5Ω C．化霜與防霧電路的總功率之差為15W D．從防霧到除露，電路總電流變化1A27．如圖所示電路，電源電壓6V保持不變，定值電阻的阻值為10Ω，滑動變阻器的最大阻值為20Ω，當(dāng)開關(guān)閉合，滑片由b端向a端移動的過程中，以下說法正確的是（）A．電壓表示數(shù)最小值是4V B．電流表示數(shù)最大值是0.2A C．電路總功率不會小于1.2W D．定值電阻消耗的最小功率是1.2W28．如圖所示，把兩個相同的燈泡分別接在甲、乙電路中，甲電路兩端的電壓為U，乙電路兩端的電壓為2U。調(diào)節(jié)變阻器R1和R2使兩燈都正常發(fā)光，此時變阻器消耗的功率分別為P1和P2，兩電路中消耗的總功率分別為P甲和P乙，則下列關(guān)系中正確的是（）A．P1＝P2 B．P甲＞P乙 C．P甲＜P乙 D．由于變阻器R1和R2阻值未知，無法判斷各功率之間的關(guān)系29．在如圖所示的電路中，電阻R1標(biāo)有“6Ω1A”，R2標(biāo)有“3Ω1.6A”，電流表A1、A2的量程均為0～3A，電壓表量程0～15V，在a、b間接入電壓可調(diào)的電源。閉合開關(guān)S后，為保證R1、R2均不損壞，則R1消耗的最大功率及允許通過電流表A1的電流分別為（）A．6.0W1.0A B．2.16W1.8A C．3.84W2.4A D．6.0W3.0A30．定值電阻R1、R2和滑動變阻器R3接入如圖電路中，電源電壓不變。當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑片P位于a點(diǎn)時，電壓表V1和V2的示數(shù)之比U1：U2＝2：1．電流表的示數(shù)I1＝1A；滑片P位于最右端時，電壓表V1和V2的示數(shù)之比U1′：U2’＝2：5．當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2閉合，兩個電壓表V1和V2的示數(shù)之比U1”：U2”＝3：1．當(dāng)通過開關(guān)的閉合與斷開及調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，可使電路消耗的功率最小為4.5W，則下列說法正確的是（）A．電源的電壓為10V B．滑動變阻器的最大阻值是20Ω C．當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2閉合，R1消耗的電功率為4W D．當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，R1消耗的最大功率為4.5W（多選）31．如圖甲所示的電路中，R0為定值電阻，R1為滑動變阻器，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S后，滑動變阻器的滑片P從一端移動到另一端，定值電阻R0的電功率P與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A．定值電阻的阻值是10Ω B．整個電路消耗的最大功率為7.2W C．滑動變阻器的最大功率為1.6W D．滑動變阻器的最大功率為1.8W（多選）32．將四個定值電阻a、b、c、d分別接入電路，測出相應(yīng)電阻兩端的電壓U和通過的電流I，把測得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，如圖所示。根據(jù)圖中信息判斷，下列說法正確的是（）A．阻值最大的電阻是a B．阻值最大的電阻是b C．b消耗的電功率是d消耗的電功率的4倍 D．a(chǎn)消耗的電功率與c消耗的電功率不相等（多選）33．如圖所示，電源兩端電壓保持12V不變，小燈泡L上標(biāo)有“6V3W”字樣，滑動變阻器最大電阻值R＝48Ω。不考慮燈絲電阻隨溫度的變化，下列說法正確的是（）A．S閉合后，使電壓表的示數(shù)減少1V，小燈泡L兩端的電壓就增加1V B．S閉合后，小燈泡L的最小實(shí)際電功率為0.48W C．滑動變阻器接入電路的阻值是12Ω時，小燈泡L正常發(fā)光 D．滑片移到正中間時通電6秒，小燈泡消耗的電能是8J（多選）34．如圖甲所示的，電源電壓不變，L是標(biāo)有“4V”字樣的燈泡。定值電阻R0的阻值為60Ω，兩個電流表的量程均為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V。圖乙是小燈泡L的電流隨其電壓變化的圖像。當(dāng)S閉合，S1、S2斷開，將滑片P移到變阻器R的中點(diǎn)時，小燈泡L恰好正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為5V。下列說法正確的是（）A．電源電壓為5V B．變阻器R的最大阻值為10Ω C．移動滑片P，當(dāng)燈泡L的功率為1W時，變阻器R接入的阻值為16.25Ω D．當(dāng)S、S1、S2都閉合，為保證電路安全，變阻器R消耗的最大功率為4.05W（多選）35．如圖電路中有兩只燈泡L1“6V3W”和L2“8V2W”，下列說法正確的是（）（燈泡電阻不隨溫度變化）A．同時閉合開關(guān)S1和S3，則電路會出現(xiàn)短路 B．只閉合開關(guān)S1，為保證兩燈不損壞，電源的最大電壓為14V C．同時閉合開關(guān)S2和S3，如果電源電壓為6V，兩只燈泡的總功率小于5W D．同時閉合開關(guān)S1和S2，則L1被短接，只有L2接入電路（多選）36．表中提供的是成都七中使用的一臺數(shù)學(xué)投影儀的有關(guān)數(shù)據(jù)，小明根據(jù)其中的數(shù)據(jù)作出了以下判斷，正確的是（）電源工作電壓220V電源頻率50Hz光源電壓24V光源電流10.0A鼓風(fēng)機(jī)電壓220V鼓風(fēng)機(jī)電流0.1AA．光源和鼓風(fēng)機(jī)是串聯(lián)在電路中的 B．這臺投影儀的耗電總功率是240W C．如果投影儀的光源采用串聯(lián)電阻降壓的話，所串聯(lián)的電阻的阻值為19.6Ω，該電阻消耗的功率為1960W D．這臺投影儀的光源采用上述串聯(lián)電阻降壓的方法不可行，因?yàn)閷?shí)際使用中很難有效的解決散熱問題，因此容易燒毀投影儀（多選）37．將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，燈泡的電功率為40W．如果將燈泡和某電阻R串聯(lián)后再接到上述電源的兩端，電阻的電功率為6.4W，不考慮燈泡的電阻隨溫度而發(fā)生變化，則此時燈泡的電功率可能為（）A．33.6W B．25.6W C．1.6W D．0.9W（多選）38．如圖所示電路中，電源電壓不變，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器（a、b為其兩端點(diǎn)）．閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P在某一端點(diǎn)時，電流表示數(shù)為0.1A，R2消耗的電功率為1W；當(dāng)滑片P移動至某一位置時，電流表示數(shù)為0.3A，R2消耗的電功率為1.8W．則當(dāng)滑片P從a移到b的過程中（）A．電流表示數(shù)變化了0.5A B．電壓表示數(shù)變化了10V C．R1消耗的電功率變化了5W D．電路消耗的總功率變化了6W39．如圖所示，電源電壓保持不變。R1＜R2＜R3，當(dāng)開關(guān)S接1點(diǎn)時，R2消耗的電功率P2；當(dāng)開關(guān)S接2點(diǎn)時，R3消耗的電功率P3；則P2P3（填“＞”“＝”“＜”）。40．如圖所示，電源電壓不變，當(dāng)開關(guān)S1、S2同時閉合時，電流表的示數(shù)是0.3A，電壓表的示數(shù)是6V；若兩表互換位置，當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時，電流表的示數(shù)是0.2A。則R1的阻值是Ω；兩表互換位置前后R2消耗的電功率之差為W。41．如圖甲，滑動變阻器標(biāo)有“20Ω20A”，閉合開關(guān)，滑動變阻器的滑片從最右端滑至某一位置時，小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)與兩電壓表示數(shù)的關(guān)系圖像如圖乙，電源電壓為V，小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器連入電路的電阻為Ω，小燈泡的額定功率為W。42．一電熱器單獨(dú)接在電源兩端，消耗的電功率為81W，與一定值電阻串聯(lián)接入該電源兩端，定值電阻消耗的電功率為8W。則串聯(lián)時，該電熱器消耗的電功率為。（電源電壓不變，電熱器的阻值大于定值電阻的阻值）43．小明同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行如下操作：閉合開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片P從最右端c點(diǎn)移動到最左端a點(diǎn)的過程中，記錄了滑片P分別置于a、b、c三點(diǎn)時電表的示數(shù)（見下表），已知小燈泡L的額定電壓為6V。則：滑片P的位置/電表的示數(shù)a點(diǎn)b點(diǎn)c點(diǎn)V1表（V）62.51.5V2表（V）03.54.5A表（A）0.60.250.15（1）滑動變阻器的最大值Ω；（2）滑動變阻器消耗的最大電功率是W。44．如圖所示，R為阻值為25Ω的滑動變阻器，電源電壓為6V，定值電阻R0為10Ω．則當(dāng)滑動變阻器的阻值為Ω時，其消耗的功率最大，最大功率為。當(dāng)R＝5Ω和R＝Ω時滑動變阻器消耗的功率相同，為。45．將電阻R1＝4Ω和R2＝12Ω的電阻并聯(lián)接在電源兩極上，電阻R1消耗的功率為2.25W，則電路的總電阻為，電路中消耗的總功率為。46．某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，電源為電壓可調(diào)的學(xué)生電源，小燈泡L標(biāo)有“6V3W”字樣。小組根據(jù)記錄的電流表和電壓表的示數(shù)變化，描繪出如圖乙所示的I﹣U關(guān)系圖。當(dāng)電壓表的示數(shù)為6V時，通過R的電流為A，調(diào)節(jié)電源電壓，當(dāng)電路消耗的總功率為1.65W時，小燈泡的實(shí)際功率為W。47．圖中電阻R1與阻值為0～10歐的滑動變阻器R2串聯(lián)后接在電壓為4伏的電源上。當(dāng)滑動片P在A位置時，閉合電鍵K，伏特表的示數(shù)是2伏（A、B是滑動變阻器的兩端）。那么調(diào)節(jié)滑動變阻器，電路中安培表的示數(shù)最大值是，當(dāng)滑動片P到某一位置時，電阻R1的實(shí)際功率為0.9瓦，那么這時變阻器接入電路部分的阻值是。48．物理興趣小組開展科技競賽活動，設(shè)計(jì)了汽車超速報警的電路，如圖甲所示，電源電壓保持不變，R為定值電阻，Rc為可變電阻，當(dāng)電壓表的示數(shù)達(dá)到某一數(shù)值時會提醒駕駛員車速過快，需要減速。現(xiàn)警示速度設(shè)置為120km/h。當(dāng)車速從0加速到120km/h的過程中，Rc消耗的電功率隨電流變化的圖像如圖乙所示；圖丙是Rc的阻值與車速關(guān)系的圖像。求：（1）當(dāng)車速為120km/h時，求電流、電壓表的示數(shù)和Rc的阻值？（2）求電源電壓與R的阻值？（3）若需要把警示速度改為100km/h，則需要把R換成多大的定值電阻？（保留兩位小數(shù)）49．為了探究電阻發(fā)熱功率的極值問題，某學(xué)生用到電源電壓恒為4V，燈泡電阻R1＝20Ω，電路如圖所示，滑動變阻器的最大阻值為R＝40Ω，不考慮溫度對電阻的影響，不計(jì)導(dǎo)線的電阻，電路始終安全。（1）滑動變阻器阻值為多少時，燈泡消耗功率最大，且最大功率P1是多少？（2）滑動變阻器阻值為多少時，滑動變阻器消耗的功率最大，且最大功率是多少？（請寫出推導(dǎo)過程）50．青島實(shí)驗(yàn)高中每周二下午會開設(shè)很多豐富多彩的校本課，有趣的電就是其中之一，學(xué)生可以在課上探究一些生活中碰到的實(shí)際問題。小燈泡作為中學(xué)最常使用的電學(xué)元件之一，通常認(rèn)為其電阻不隨溫度而發(fā)生變化，但在實(shí)際應(yīng)用中其電阻并非定值。小雨同學(xué)在校本課上設(shè)計(jì)一個測量某種型號小燈泡I﹣U圖像的電路，如圖甲。電源電壓恒為6V，滑動變阻器最大電阻60Ω。（1）當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合，滑片處于a端時，求電流表A1的示數(shù)；（2）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑片離a端處時，電流表A2的示數(shù)0.2A，求此時小燈泡的電阻；（3）在開關(guān)S1閉合、S2斷開的情況下，某同學(xué)描繪出小燈泡I﹣U圖象如圖乙。求圖中C點(diǎn)對應(yīng)的電路中滑動變阻器接入電路的阻值大小和滑動變阻器消耗的功率。51．如圖所示，小燈泡L標(biāo)有“6V3W”字樣（假如燈泡電阻不受溫度影響），電源電壓為6V保持不變。求：（1）小燈泡的電阻為多大？（2）當(dāng)只閉合S1，滑片P位于b處時，小燈泡的實(shí)際功率為0.75W，滑動變阻器的最大阻值為多大？（3）當(dāng)S1、S2閉合，滑片P位于中點(diǎn)c處時，電流表的示數(shù)及小燈泡的實(shí)際電功率各為多大？52．如圖所示，電路中電源電壓不變，滑動變阻器的最大值為R0。開始時，開關(guān)S1、S2都斷開，現(xiàn)將滑動變阻器的滑片P滑到最右端a點(diǎn)，閉合開關(guān)S1，電壓表的示數(shù)為U，電流表的示數(shù)為I1＝0.1A；此后斷開開關(guān)S1，將滑動變阻器的滑片P滑動到中點(diǎn)b點(diǎn)，只閉合開關(guān)S2，電壓表的示數(shù)仍然為U，電流表的示數(shù)為I2，R2消耗的功率P2＝0.6W，求：（1）電流表示數(shù)I2。（2）電阻R2的阻值。（3）若電源電壓為6V，滑動變阻器的最大值R0是多少。53．電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，但由于線圈內(nèi)部有電阻，所以同時還有一部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。如圖所示是一提升重物用的直流電動機(jī)工作時的電路圖。電動機(jī)內(nèi)電阻r＝0.4Ω，電路中另一電阻R＝10Ω，直流電壓U＝160V，電壓表示數(shù)UV＝110V。試求：（1）通過電動機(jī)的電流；（2）輸入電動機(jī)的電功率；（3）電動機(jī)線圈的發(fā)熱功率；（4）若電動機(jī)以v＝0.9m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量。（g取10N/kg）54．如圖1所示，已知小燈泡L上標(biāo)有“6V3W”字樣，R0＝20Ω，滑動變阻器R的最大阻值為100Ω。（設(shè)燈絲電阻不隨溫度變化）求：（1）小燈泡的電阻；（2）只閉合S1，移動滑動變阻器滑片P，變阻器兩端電壓與其連入電路的電阻關(guān)系如圖2所示；當(dāng)滑片置于某點(diǎn)a時，電壓表示數(shù)Ua＝8V．求此時電流表示數(shù)及電源電壓；（3）已知電壓表量程為0～15V，在電壓表示數(shù)不超過量程，燈泡兩端電壓不超過額定值的情況下，只閉合S2時，求滑動變阻器連入電路的阻值范圍。55．如圖是一個電熱器的工作原理圖，電熱器內(nèi)有兩段電熱絲，R1＝40Ω、R2＝80Ω。旋轉(zhuǎn)開關(guān)內(nèi)有一塊絕緣圓盤，在圓盤的邊緣依次有0、1、2、..共10個金屬觸點(diǎn)；開關(guān)旋鈕可以繞中心軸轉(zhuǎn)動，旋鈕的兩端各有一個金屬滑片，可以將相鄰的觸點(diǎn)連通。如旋鈕上的箭頭指向D時，金屬滑片將2、3觸點(diǎn)接通，同時另一端將7、8觸點(diǎn)接通。用這個旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)電熱器有多擋位工作的要求。將此電熱器接入家庭電路中，請分別指出每個擋位旋轉(zhuǎn)開關(guān)箭頭指向的位置，并計(jì)算出該擋位電熱器正常工作時的功率。56．（1）在虛線框內(nèi)填上合適器材，測額定電壓均為6伏的L1、L2燈泡的額定功率，要求電路不能重組。（2）根據(jù)L1、L2的U﹣I的圖像求出L2的額定功率為；（3）將L1、L2串聯(lián)在電源電壓為6伏的電路中，求此時燈L2的實(shí)際功率為。57．據(jù)有關(guān)媒體報道：“陽光動力2號”太陽能飛機(jī)于2015年3月9日從阿聯(lián)酋首都阿布扎比起飛，展開為期近5個月的環(huán)球之旅，在中國重慶。南京等地停留，最后返回出發(fā)點(diǎn)?？傦w行天數(shù)25天，總里程達(dá)35000km。本次環(huán)球之旅的意義是向世人展示創(chuàng)新和環(huán)保理念，推廣清潔能源。在白天飛行時，飛機(jī)“汲取”太陽能并轉(zhuǎn)化為電能，還能將多余的太陽能電力儲備到高性能蓄電池中供夜間飛行，實(shí)現(xiàn)不用一滴燃油晝夜飛行。整架飛機(jī)的動力來源于機(jī)翼上安裝的17248塊超薄。高效太陽能電池板，面積達(dá)到260平方米，太陽光照射到太陽能電池板單位面積上的輻射功率為1.0×103W/m2，”陽光動力2號”使用的太陽能電池板屬于第一代單晶硅薄膜太陽能電池，它將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率較高，達(dá)到25%，飛機(jī)的飛行速度平均為108km/h。求：（1）正常工作時，太陽能電池的電功率為多少？（2）如果飛機(jī)在空中沿水平方向勻速飛行時受到的空氣阻力為1500N，則飛機(jī)克服空氣阻力做功的平均功率為多少？（3）已知飛機(jī)上電動機(jī)的效率是90%，不計(jì)其它能量損耗。若飛機(jī)每天接受光照的時間為10h，則飛機(jī)每天光照時能儲備多少電能供夜間飛行？（4）若太陽輻射的總功率為3.9×1026瓦，且太陽光在穿過太空及地球大氣層到達(dá)太陽能電池板的途中有28%的能量損耗，還知道半徑為R的球面面積為S＝4πR2．請根據(jù)這些資料計(jì)算太陽到地球的距離。58．小明自己設(shè)計(jì)并動手將房間里的窗簾改成電動窗簾。為此他購置了微型電動機(jī)及減速裝置、電源、雙刀雙擲開關(guān)、滑輪、皮帶、拉繩等器材，對原有的窗簾盒進(jìn)行改造。（1）如圖甲所示，小明在窗簾盒（上方的雙虛線框）內(nèi)安裝了電動裝置，電動裝置通過拉繩拉著窗簾一起運(yùn)動。改變通過微型電動機(jī)的電流方向，就可改變其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的方向，從而將窗簾打開或關(guān)閉。利用雙刀雙擲開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)電源對電動機(jī)供電電流方向的改變。請你在圖甲右側(cè)的虛線框內(nèi)，完成電源、雙刀雙擲開關(guān)和接線柱間的電路連接。（2）電動機(jī)的轉(zhuǎn)速一般很高，需要安裝減速裝置，如圖乙所示。請說明減速裝置的減速原理。（3）下表是所使用的微型電動機(jī)的部分?jǐn)?shù)據(jù)。表格中，額定功率是“電動機(jī)在額定電壓和額定電流下工作時的輸出功率”，堵轉(zhuǎn)電流是“在額定電壓下，讓電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸同定不動時的電流”。型號工作電壓范圍U/V額定電壓U額/V額定電流I額/A額定功率（輸出）P輸/W額定轉(zhuǎn)速n/r?min﹣1堵轉(zhuǎn)電流I堵/ARS﹣360SH﹣142808.0﹣30﹣0120.342.1550001.36請根據(jù)表中的有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算：①以額定功率運(yùn)行時，該電動機(jī)的效率為多少？②電動機(jī)的額外功率主要由熱損耗和機(jī)械損耗造成，請分別求出以額定功率運(yùn)行時，該電動機(jī)的熱損耗功率和機(jī)械損耗功率？③在圖甲中，減速裝置、飛輪、皮帶、滑輪、拉繩共同構(gòu)成了傳動裝置。已知每半邊的窗簾滑軌長度為1.5m，要求自動窗簾能夠在6s內(nèi)從完全關(guān)閉到完全打開。拉動半邊窗簾時，掛鉤和滑軌間的平均摩擦力為2N．則安裝電動窗簾時，對傳動裝置的機(jī)械效率有何要求？59．如圖甲所示，電源電壓恒定，R1是一個定值電阻，R2是滑動變阻器，小燈泡L的額定電壓為6V，圖乙是通過小燈泡L的電流隨兩端電壓變化的曲線。當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑動變阻器的滑片P滑至最左端時，小燈泡L恰好正常發(fā)光；滑動變阻器的滑片P滑至最右端時，電壓表的示數(shù)為5V．當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合，滑動變阻器的滑片P滑至最左端時，電流表的示數(shù)為0.8A，R1消耗的功率為P1；求：（1）小燈泡的額定功率PL；（2）滑動變阻器的最大阻值R2；（3）定值電阻R1，消耗的功率P1。60．如圖甲所示，燈泡的額定電壓為3.8V，電源電壓恒為6V．若從滑動變阻器接入電路中的阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù)，測得燈泡的U﹣I圖象如圖乙所示，針對該實(shí)驗(yàn)過程，有如下結(jié)論：①燈泡的額定功率為1.9W；②燈泡正常工作時的電阻5Ω；③電路中消耗的最小總功率為1.2W；④滑動變阻器的最大阻值為25Ω．正確結(jié)論個數(shù)有（）A．1個 B．2個 C．3個 D．4個

2023年02月19日物理老師的初中物理組卷答案與解析一．電功的實(shí)質(zhì)（共2小題）1．下列各設(shè)備中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的是（）A．電爐 B．電磁爐 C．電飯鍋 D．發(fā)電機(jī)答案與解析：電爐、電飯鍋都是用電設(shè)備，將電能轉(zhuǎn)化為熱能；電磁爐通電后，在底盤和平底鍋的金屬中產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場渦流，其結(jié)果是產(chǎn)生高溫。所以能量轉(zhuǎn)化是：電能﹣﹣﹣﹣磁場能﹣﹣﹣﹣﹣內(nèi)能。發(fā)電機(jī)是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。故選：D。（多選）2．下列實(shí)驗(yàn)儀器工作時，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（）A．電流表 B．電壓表 C．發(fā)電機(jī) D．電動機(jī)答案與解析：A、電流表是測量電流的裝置，它消耗的電能很少，它將消耗的電能轉(zhuǎn)化為電流表指針轉(zhuǎn)動的動能，符合題意；B、電壓表是測量電壓的裝置，它消耗的電能很少，它將消耗的電能轉(zhuǎn)化為電壓表指針轉(zhuǎn)動的動能，符合題意；C、發(fā)電機(jī)是產(chǎn)生電能的裝置，它是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，不符合題意；D、電動機(jī)是消耗電能的裝置，它將電能轉(zhuǎn)化為電動機(jī)轉(zhuǎn)動的動能，符合題意。故選：ABD。二．電功與電能的計(jì)算（共17小題）3．功率為10W的發(fā)光二極管（LED燈）的亮度與功率為60W的白熾燈相當(dāng)。根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰。假設(shè)每戶家庭有2只60W的白熾燈，均用10W的LED燈替代，估算出全國一年節(jié)省的電能最接近（）A．8×108kW?h B．8×1010kW?h C．8×1011kW?h D．8×1013kW?h答案與解析：全國一年節(jié)省的電能最接近W＝Pt＝2（0.06kW﹣0.01kW）×5.5×108×4h×365＝8.03×1010kW?h。故選：B。4．夏天空調(diào)器正常工作時，制冷狀態(tài)與送風(fēng)狀態(tài)交替運(yùn)行。一空調(diào)器在不同工作狀態(tài)下電功率隨時間變化的關(guān)系見圖，此空調(diào)器運(yùn)行1小時用電（）A．1.0度 B．1.5度 C．2.0度 D．2.5度答案與解析：由圖可知：1h內(nèi)制冷時間：t1＝40min＝h，t2＝20min＝h，則空調(diào)消耗的電能：W＝P1t1+P2t2＝2kW×h+0.5kW×h＝1.5kW?h＝1.5度。故選：B。5．2004年6月10日，聯(lián)合國大會召開第58次會議，會議鼓掌通過了2005年為“國際物理年”的決議。高郵中學(xué)的“STS”小組以實(shí)際行動慶?！皣H物理年”，對開發(fā)和利用水資源進(jìn)行研究，同學(xué)們認(rèn)為在放自來水時，水的機(jī)械能沒有得到利用而白白浪費(fèi)。于是他們在老師的指導(dǎo)下經(jīng)過研制，在水龍頭處安裝了一只小型水輪發(fā)電機(jī)，當(dāng)放水時水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)小型水輪發(fā)電機(jī)的效率為40%，水塔內(nèi)的水面高于水龍頭10米，且保持不變。當(dāng)水龍頭放出1噸水時，小型水輪發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能為（）A．4000焦 B．98000焦 C．58800焦 D．39200焦答案與解析：G＝mg＝1000kg×9.8N/kg＝9800NW＝Gh＝9800N×10m＝9.8×104JW電＝ηW＝40%×9.8×104J＝39200J故選：D。6．如表分別是一臺電冰箱和一臺電風(fēng)扇的銘牌，在24h內(nèi)正常使用電冰箱和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電扇消耗的電能（）BC﹣65B電冰箱額定電壓220V工作頻率50Hz額定功率70W耗電量0.50（kw?h）/24hFS﹣69電扇規(guī)格400mm額定電壓220V工作頻率50Hz額定功率65WA．電冰箱多 B．電風(fēng)扇多 C．一樣多 D．無法確定答案與解析：電風(fēng)扇耗電：W1＝Pt＝0.065kW×24h＝1.56kW?h，電冰箱耗電：W2＝0.5kW?h/24h×24h＝0.5kW?h，因?yàn)閃1＞W(wǎng)2，所以電風(fēng)扇耗電多，故選：B。7．如圖甲，電磁繼電器和熱敏電阻R1等組成了溫度控制箱電路，R1處于溫箱內(nèi)，電源電壓U＝6V，繼電器線圈的電阻可不計(jì)，圖乙為熱敏電阻的R1﹣t圖象，且已知在50～150℃范圍內(nèi)，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化規(guī)律是：R1?t＝K（常數(shù)）；當(dāng)線圈中的電流達(dá)到40mA時，繼電器的銜鐵被吸合，下觸點(diǎn)閉合，此時箱內(nèi)溫度為80℃，當(dāng)線圈中的電流為30mA時，電磁繼電器的銜鐵釋放，上觸電閉合，此時箱內(nèi)溫度為60℃，這樣就可以時控制箱內(nèi)溫度在60℃～80℃范圍內(nèi)變化。圖中的“交流電源”是控制箱加熱器的電源，它的額定功率是1500W。（1）80℃時，熱敏電阻R1的阻值是150Ω；（2）根據(jù)統(tǒng)計(jì)，正常情況下，溫度控制箱內(nèi)的加熱器，每天加熱50次，每次加熱10min，恒溫箱每天消耗電能12.5kW?h。答案與解析：（1）當(dāng)恒溫箱保持恒溫80℃時，熱敏電阻：R1＝＝＝150Ω；（2）已知：P＝1500W＝1.5kW，t＝50×10min＝50×h，則每天消耗的電能：W＝Pt＝1.5kW×50×h＝12.5kW?h；故答案為：150；12.5。8．人類已進(jìn)入智能化時代。小明家安裝了空調(diào)智能控制系統(tǒng)，空調(diào)自動開啟條件是：家中有人且室溫等于或高于26℃．S1和S2是控制空調(diào)開啟的兩個智能開關(guān)，當(dāng)家中有人時S1自動閉合，家中沒有人時S1自動斷開；當(dāng)室溫等于或高于26℃時S2自動閉合，室溫低于26℃時S2自動斷開，則控制空調(diào)開啟的電路示意圖是圖甲和圖乙中的甲。已知小明家某天室內(nèi)溫度變化情況如圖丙所示，當(dāng)天8h﹣12h和14h﹣18h家中沒有人，空調(diào)的額定電壓是220V，額定功率是1kW，則這臺空調(diào)當(dāng)天消耗的電能是5kW?h。答案與解析：（1）由題意知，當(dāng)家中有人S1閉合，且室溫等于或高于26℃時S2閉合，空調(diào)才會開啟，即兩個開關(guān)都閉合時空調(diào)開啟，只要有一個開關(guān)斷開空調(diào)都不會自動開啟，則兩開關(guān)應(yīng)串聯(lián)在電路中，故圖甲符合要求；（2）由題知，當(dāng)天8h﹣12h和14h﹣18h家中沒有人，結(jié)合當(dāng)天室內(nèi)溫度變化情況，可得當(dāng)天空調(diào)工作時間：t＝（14h﹣12h）+（21h﹣18h）＝5h，由P＝可得，這臺空調(diào)當(dāng)天消耗的電能：W＝Pt＝1kW×5h＝5kW?h。故答案為：甲；5。9．雙十中學(xué)的走廊燈原來是40W的日光燈，現(xiàn)全換為10W的節(jié)能燈，若平均每盞燈每天工作3小時，全校100盞燈一個月（30天）可以節(jié)約270度電，請你再提出一種節(jié)電的做法采用聲光控制開關(guān)控制節(jié)能燈。答案與解析：（1）一只燈一小時節(jié)約電能：△W＝（P1﹣P2）t＝（0.04kW﹣0.01kW）×1h＝0.03kW?h，100只每天使用3小時，30天可以節(jié)電：W＝100×3×30×0.03kW?h＝270kW?h＝270度；（2）走廊里的節(jié)能燈可以采用聲控開關(guān)和光控開關(guān)來控制，有人經(jīng)過時節(jié)能燈發(fā)光，沒有人經(jīng)過時節(jié)能燈不亮，達(dá)到節(jié)約電能的目的。故答案為：270；采用聲光控制開關(guān)控制節(jié)能燈（答案合理即可）。10．“地球一小時”由世界自然基金會于2007年發(fā)起，號召全球的政府、企業(yè)和個人在三月的最后一個周六晚上自愿關(guān)燈一小時，倡導(dǎo)與宣傳節(jié)能減排行動，以共同應(yīng)對全球氣候變化。北京的鳥巢、水立方和玲瓏塔在3月28日晚上八點(diǎn)半關(guān)燈一小時，在美麗的黑暗中展示它們對節(jié)能減排、應(yīng)對全球氣候變化無聲的支持。假設(shè)鳥巢中安裝了6000支80W的大功率節(jié)能燈，那么此次活動將節(jié)約480kW?h的電能。答案與解析：t＝1h，鳥巢節(jié)能燈的總功率：P＝80W×6000＝480000W＝480kW，可節(jié)約用電：W＝Pt＝480kW×1h＝480kW?h。故答案為：480。11．潮汐能是由于地球和月球、太陽相互作用產(chǎn)生的能量，一日兩次，日稱潮，夜稱汐，世界上潮汐能蘊(yùn)藏量約為10億千瓦，我國約有1.1億千瓦。我國東南沿海某海灣測量面積為1.0×107m2，漲潮時水深20m，此時關(guān)上水堤閘門，可使水位保持20m不變，退潮時，堤外水位降至18m，假如利用此水堤建潮汐水力發(fā)電站，水的勢能變?yōu)殡娔艿男适?0%．每天有兩次漲潮，問該電站一天能發(fā)的電能是4×1010J．（g取10N/kg）答案與解析：△h為退潮時水減少的深度，S為海灣的面積，一次海灣內(nèi)水減少的重力G＝mg＝ρVg＝ρS△hg＝1000kg/m3×1.0×107m2×（20m﹣18m）×10N/kg＝2×1011N，，其重心實(shí)際只下降△h＝（20m﹣18m）＝1m，一天產(chǎn)生的水的勢能W＝2G△h＝2×2×1011N×1m）＝4×1011J，水的勢能變?yōu)殡娔躓電＝ηW＝10%×4×1011J＝4×1010J。故答案為：4×1010。12．如圖是一種電動自行車，它的技術(shù)參數(shù)如下：?電動機(jī)36V，180W?密封免維護(hù)酸鉛蓄電池（12V，12Ah※）×3?額定載重75kg，最高時速20km/h?在正常行駛（速度為15km/h）的情況下，能行駛60km?行駛100km充電電能消耗1.2kW?h根據(jù)以上參數(shù)回答下列問題：（1）為了使電動機(jī)正常工作，3個蓄電池應(yīng)采用串聯(lián)連接方式。（2）電動自行車在正常行駛（15km/h）的情況下行駛60km，用時為4h。（3）電動自行車在以最高時速（20km/h）行駛時，所受阻力為40.5N。（4）電動自行車100km充電電能消耗1.2kW?h，在正常行駛（15km/h）的情況下行駛60km充電電能消耗是0.72kW?h，設(shè)此時所受阻力為25N，則行駛60km克服阻力做功是2.592×106J。（5）Ah是電量單位，1Ah＝3600C。答案與解析：（1）為使電動機(jī)正常工作，3個蓄電池應(yīng)采用串聯(lián)連接方式。（2）速度v＝15km/h，路程s＝60km，∵v＝，∴行駛時間t＝＝4h。（3）電動自行車在以最高時速（20km/h＝20×m/s＝m/s）行駛時，所受阻力：f＝F＝＝＝40.5N；（4）在正常行駛（15km/h＝15×m/s＝m/s）的情況下，電動自行車受到的牽引力：F＝＝＝43.2N，則在正常行駛（15km/h）的情況下行駛60km充電電能消耗：W＝×60km＝0.72kW?h；行駛60km克服阻力做功：W′＝f′s＝43.2N×60000m＝2.592×106J。（5）1Ah＝1A×3600s＝3600C。故答案為：（1）串聯(lián)；（2）4h；（3）40.5N；（4）0.72kW?h；2.592×106J；（5）3600。13．一種學(xué)生設(shè)計(jì)的電熱座椅主要由座墊和腳踏組成，其電路示意圖如圖所示：座墊內(nèi)的電熱絲R1＝260Ω、R2＝150Ω，腳踏內(nèi)的電熱絲R3＝400Ω．閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2接b可以使腳踏處于“低溫?fù)酢保洪_關(guān)S2接a可以使腳踏處于“高溫?fù)酢保ê雎詼囟茸兓瘜﹄娮璧挠绊懀?，腳踏處于中溫?fù)鯐r，電熱座椅在通電5min所消耗的電能26400J。答案與解析：（1）①S2接a觸點(diǎn)時，電路為R3的簡單電路；②S2接b觸點(diǎn)時，R3與R1串聯(lián)在電路中；③S2接c觸點(diǎn)時，R3與較小的電阻R2串聯(lián)在電路中；由電阻的串聯(lián)規(guī)律，②中電路的電阻最大，①中電路的電阻最小，由P＝，可知，S2接b觸點(diǎn)時為可以使腳踏處于“低溫?fù)酢?；開關(guān)S2接a可以使腳踏處于“高溫?fù)酢?；?）S2接c觸點(diǎn)時，R3與較小的電阻R2串聯(lián)在電路中，由串聯(lián)電阻的規(guī)律：R串＝R3+R2＝400Ω+150Ω＝550Ω；電熱座椅在通電5min所消耗的電能：W＝t＝×5×60s＝26400J。故答案為：b；a；26400。14．無鏈條電動自行車，被稱為“沒有鏈條的混合動力電動自行車”。它相比傳統(tǒng)自行車具有很多優(yōu)點(diǎn)，如：省力、耐用、安靜、結(jié)構(gòu)簡單等，因此，無鏈條電動自行車是城市中一種理想的交通工具。如圖所示為一種在售的無鏈條電動自行車。它結(jié)合了電子動力和人體動力，此車既可以通過給鋰電池充電獲得能量，也可以通過騎行者踩腳踏板獲得能量。騎行者踩腳踏板的動能可轉(zhuǎn)化為電能，存儲在自行車框架中的鋰電池內(nèi)，之后通過電動機(jī)驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)化成動能，以此驅(qū)動自行車前進(jìn)。因此使騎行者騎得更省力，同時也能減少對環(huán)境的污染。為了保證電動車的續(xù)航能力，該車采用了能量密度大的鋰電池，其能量密度達(dá)0.2kW?h/kg，能量密度是指存儲能量與電池質(zhì)量的比值。下表是該無鏈條電動自行車的主要技術(shù)參數(shù)（表中電池容量＝放電電流×放電時間，例如，1A?h是指以1A的電流能連續(xù)工作1h）：（g取10N/kg）整車整車質(zhì)量40kg最大車速26km/h最大噪聲≤30dB鋰電池電壓40V容量10A?h電動機(jī)額定功率180W（1）電動車行駛時極為安靜是從聲源處（選填“聲源處”或“傳播途徑中”）減弱噪聲的，與汽車相比，電動車啟動較快的原因之一是因?yàn)槠滟|(zhì)量小，具有的慣性較小；（2）圖中這款車的鋰電池最多所能儲存的電能約為1.44×106J，鋰電池的質(zhì)量為2kg，測試時若質(zhì)量為60kg的騎行者不踩腳踏板，僅靠鋰電池驅(qū)動，在平直路面上最多可連續(xù)勻速行駛2.7×104m，已知行駛時的阻力為車對地面壓力的0.04倍，則電動機(jī)的效率為75%。若騎行者同時踩腳踏板輔助鋰電池給車提供能量，這種“混合動力驅(qū)動”可使車連續(xù)勻速行駛3.6×104m，則“混合動力驅(qū)動”時人所提供的能量與“電力驅(qū)動”時鋰電池提供的能量之比為1：3。答案與解析：（1）該電動自行車行駛時本身發(fā)出的聲音極為安靜，故是在聲源處減弱噪聲的；慣性是物質(zhì)本身的一種屬性，慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，電動車與汽車相比，電動車質(zhì)量小，具有的慣性小，所以啟動較快。（2）由題中圖表可知，這款車的鋰電池最多所能儲存的電能為：W＝UIt＝40V×10A?h＝400Wh＝400W×3600s＝1.44×106J，鋰電池的質(zhì)量m＝＝＝2kg，由于電動車在平直路面上可持續(xù)勻速行駛，則F＝f＝0.04F'＝0.04（G車+G人）＝0.04（m車g+m人g）＝0.04（40kg×10N/kg+60kg×10N/kg）＝40N，W1＝Fs1＝40N×2.7×104m＝1.08×106J，那么電動機(jī)的效率：η＝×100%＝×100%＝75%，混合動力驅(qū)動時提供的能量：W2＝Fs2＝40×3.6×104m＝1.44×106J，“混合動力驅(qū)動”時人所提供的能量：W3＝W2﹣W1＝1.44×106J﹣1.08×106J＝0.36×106J，“混合動力驅(qū)動”時人所提供的能量與“電力驅(qū)動”時鋰電池提供的能量之比：＝＝＝1：3。故答案為：（1）聲源處；慣性。（2）1.44×106；2；75；1：3。15．我省不少農(nóng)村樓房頂上裝有如圖甲所示的水箱，注滿時，水箱內(nèi)的水面離地面平均高度為10m。圖乙是這種水箱的結(jié)構(gòu)及工作示意圖，其中A、B是由密度為2.5×103千克/米3的材料制成的圓柱體，它們的體積均為500cm3，位于水箱頂部的傳感開關(guān)是一種特殊的“拉線開關(guān)”，其電阻隨拉力變化及電路的工作狀態(tài)如表。（g取10牛/千克）傳感開關(guān)受到的拉力/牛2515傳感開關(guān)的電阻/歐55000電動水泵的工作狀態(tài)通電轉(zhuǎn)動斷電停轉(zhuǎn)（1）為了增加安全性，壓力傳感開關(guān)通常是通過一只電磁繼電器控制電動水泵，請用筆畫線代替導(dǎo)線，按照題意將圖乙中電動水泵電路連接完整。（2）當(dāng)電動水泵斷電停轉(zhuǎn)時，圓柱體排開水的體積是多大？（壓力傳感開關(guān)下的細(xì)繩和A、B間的細(xì)繩質(zhì)量與體積均忽略不計(jì)）（3）當(dāng)電動水泵處于通電轉(zhuǎn)動狀態(tài)時，電磁鐵所在電路的電流大約是0.8A，求電磁鐵線圈的電阻。（4）電動水泵的規(guī)格為“220伏500瓦”，水箱一次注水需要10分鐘，每次注水量為1.5噸.某戶人家1個月用水量為15噸，這戶人家每月用水需要消耗多少電能？答案與解析：（1）如下圖所示：（2）由ρ＝可得，A、B的總質(zhì)量：m總＝ρV總＝2.5×103kg/m3×2×500×10﹣6m3＝2.5kg，A、B的總重力：G＝m總g＝2.5kg×10N/kg＝25N；當(dāng)電動水泵停止向水箱中注水時水箱中的水位最高，由表格可知此時圓柱體受到的浮力為：F?。紾﹣F＝25N﹣15N＝10N，由F?。溅阉甮V排得，V排＝＝＝1.0×10﹣3m3＝1000cm3；（3）當(dāng)電動水泵處于通電轉(zhuǎn)動狀態(tài)時，由歐姆定律可知該電路總電阻為：R＝＝＝7.5Ω，由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電動水泵處于通電轉(zhuǎn)動狀態(tài)時，傳感開關(guān)的電阻R傳感＝5Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以電磁鐵線圈的電阻為：R線圈＝R﹣R傳感器＝7.5Ω﹣5Ω＝2.5Ω；（4）這戶人家每月用水需要注水的次數(shù)：n＝＝10，即10次，一個月電動機(jī)工作的時間：t＝10×10min＝100min＝6000s，由P＝可得，這戶人家每月用水需要消耗的電能：W＝Pt＝500W×6000s＝3×106J。答：（1）如上圖；（2）當(dāng)電動水泵斷電停轉(zhuǎn)時，圓柱體排開水的體積是1000cm3；（3）電磁鐵線圈的電阻為2.5Ω；（4）這戶人家每月用水需要消耗的電能3×106J。16．黑夜中看不見開關(guān)位置，為此小明設(shè)計(jì)了如圖所的電路。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S合向b時，照明燈亮、指示燈滅，避免指示燈費(fèi)電；S合向a時，照明燈滅、指示燈亮，顯示開關(guān)位置（S只能擺這兩種狀態(tài)）。他利用一個“10V1W”的小燈泡和一段1.0×104Ω/m的電阻絲安裝指示燈。（1）為使指示燈正常發(fā)光，請?jiān)趫D示方框內(nèi)完成指示燈和電阻絲的連接電路。（2）按上述設(shè)計(jì)，電阻絲需截用多長一段？（3）若照明燈一天（24小時）使用6小時，則整個電路一天總共耗電多少度？答案與解析：（1）指示燈的額定電壓是10V，所以需要將電阻與燈泡串聯(lián)進(jìn)行分壓才可以；（2）由題意可知電阻需要分擔(dān)的電壓是220V﹣10V＝210V，串聯(lián)電路中的電流I＝＝＝0.1A，故電阻絲的電阻R＝＝＝2100Ω，所以需要電阻絲的長度L＝＝0.21m；答：電阻絲需截0.21m；（3）當(dāng)照明燈亮?xí)r，消耗的電能：W1＝P1t＝0.1kW×6h＝0.6kW?h；當(dāng)指示燈亮?xí)r，W2＝P2t＝UIt＝220V×0.1A×18h＝0.022kW?18h＝0.396kW?h；因此，整個電路工作一天消耗的電能：W＝W1+W2＝0.6kW?h+0.396kW?h＝0.996kW?h，即0.996度。答：整個電路一天總共耗電0.996度。17．小柯為了解不同照明燈的性價比，制作了如圖1所示的裝置。在正對觀察孔的紙箱內(nèi)平放一張寫有“E”字的卡片，移動照明燈，使從觀察孔恰能看清“E”字，測出燈與箱之間的距離，以比較燈的照明效果。實(shí)驗(yàn)后，他又查閱了相關(guān)資料，數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)燈泡類型功率/W燈與紙箱之間的距離/cm1白熾燈60902白熾燈25603節(jié)能燈1190（1）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你可以發(fā)現(xiàn)白熾燈的照明效果與燈的功率和照明的距離有關(guān)。比較節(jié)能燈與白熾燈，在保證照明效果相同情況下，節(jié)能燈有什么優(yōu)點(diǎn)？（2）白熾燈工作時的能量轉(zhuǎn)化情況如圖2，試推測節(jié)能燈工作時的能量轉(zhuǎn)化情況，仿照右圖畫出節(jié)能燈工作時的能量轉(zhuǎn)化圖。（3）小柯了解到白熾燈的發(fā)光效率大約只有8%，請計(jì)算一下60W的白熾燈如一年正常工作2000h會白白浪費(fèi)掉多少度的電能。答案與解析：（1）分析1和3兩次實(shí)驗(yàn)可知，在保證照明效果相同情況下，節(jié)能燈消耗的電功率小，所以節(jié)能燈有節(jié)省電能的效果；（2）節(jié)能燈可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能，故節(jié)能燈工作時的能量轉(zhuǎn)化圖如下圖所示：（3）白熾燈一年消耗的電能：W＝Pt＝0.06kW×2000h＝120kW?h，浪費(fèi)的電能：W′＝（1﹣η）W＝（1﹣8%）×120kW?h＝110.4kW?h。答：（1）節(jié)能燈有節(jié)省電能的效果；（2）如上圖所示；（3）60W白熾燈一年正常工作2000h會白白浪費(fèi)掉110.4度的電能18．常見的電動自行車，使用前要先對車上的蓄電池充電，騎行時蓄電池對車上的電動機(jī)供電，電動機(jī)為車提供動力。下表是這種品牌電動自行車的一些主要技術(shù)參數(shù)。最高車速≤30km/h一次充電連續(xù)行駛里程50km鉛酸蓄電池36V/10Ah充電時間8h一次充電耗電量0.6kW?h電動機(jī)效率80%整車質(zhì)量40kg最大騎行噪聲≤62dB（1）該電動自行車的充電器效率是多大？（2）若質(zhì)量是60kg的人騎電動自行車在水平路面上以6m/s的速度勻速行駛時，受到的阻力是人與車總重的0.03倍，取g＝10N/kg．求：電動機(jī)對自行車做功的功率和通過電動機(jī)線圈的電流。答案與解析：（1）電池儲存的最大電能：W1＝UIt＝0.036kV×10A×1h＝0.36kW?h；一次充電耗電能：W2＝0.6kW?h；充電器效率是η＝×100%＝×100%＝60%；（2）因?yàn)殡妱幼孕熊噭蛩傩旭偅訤＝f＝0.03G＝0.03×（m1+m2）g＝0.03×（60kg+40kg）×10N/kg＝30N，電動機(jī)對自行車做的功的功率：P有＝＝＝Fv＝30N×6m/s＝180W，根據(jù)η＝＝＝可得：P總＝＝＝225W，根據(jù)P＝UI可得，通過線圈的電流：I＝＝＝6.25A。答：（1）電動自行車的充電器效率是60%；（2）電動機(jī)對自行車做功的功率為180W；通過電動機(jī)線圈的電流為6.25A。19．盼盼同學(xué)家買了一輛電動自行車，它行駛的動力是靠蓄電池提供的。當(dāng)它的工作電壓為35V，工作電流為6A時。試求：（1）如果蓄電池的持續(xù)放電時間為3h，則該車以5m/s的速度勻速行駛的最大行程是多少km？在這一過程中，蓄電池給電動車提供了多少電能？（2）電動車蓄電池的電功率一部分轉(zhuǎn)化為無用功率，另一部分轉(zhuǎn)化為車行駛的有用功率，其效率為80%．當(dāng)電動車以6m/s的速度勻速行駛時，它所受到的阻力是多少？答案與解析：（1）電動車持續(xù)行駛的時間為3h，則電動車勻速行駛的最大行程為：s＝vt＝5m/s×3×3600s＝54000m＝54km；蓄電池提供的電能W＝UIt＝35V×6A×3×3600s＝2.268×106J；（2）電動車的總功率P＝UI＝35V×6A＝210W；則輸出的有用功率P有＝P×80%＝210W×80%＝168W；則根據(jù)P＝＝＝Fv；可得：牽引力F＝＝＝28N；因電動車做勻速運(yùn)動，故摩擦力f＝F＝28N；答：（1）最大行程為54km；蓄電池給電動車提供的電能為2.268×106J；（2）它所受到的阻力為28N；三．電能表（共4小題）20．電能表是測量用電器消耗電能的儀表，小華想驗(yàn)證他家電能表表盤上標(biāo)注的每千瓦時的轉(zhuǎn)數(shù)是否準(zhǔn)確，于是，他將標(biāo)有“220V3A”的用電器單獨(dú)接入電路中，當(dāng)該用電器正常工作5min后，電能表的轉(zhuǎn)盤正好轉(zhuǎn)了110r則該電能表每千瓦時的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)是（）A．2400r B．2000r C．1500r D．1200r答案與解析：5min用電器消耗的電能為：W＝Pt＝UIt＝220V×3A×5×60s＝1.98×105J＝0.055kW?h，∴＝＝2000r/kw?h則電能表每kw?h的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)為2000r。故選：B。21．賈銘同學(xué)打算利用電能表來測量電視機(jī)實(shí)際消耗的電功率。他斷開電能表連接的所有其他用電器，只把電視機(jī)打開，在t秒內(nèi)測得電能表的盤轉(zhuǎn)數(shù)為N．如果電能表銘牌上標(biāo)明每千瓦時的盤轉(zhuǎn)數(shù)為n，電視機(jī)的電功率為瓦。答案與解析：電視機(jī)消耗的電能為：W＝＝kW?h＝×3.6×106J，電視機(jī)的功率：P＝＝×3.6×106W，故答案為：×3.6×106W。22．電冰箱是間斷式工作的（即工作一段時間停止一段時間，再工作再停止，如此循環(huán)）．某電冰箱銘牌有關(guān)參數(shù)如下表所示。在家庭電路中只有電冰箱在標(biāo)定電壓下工作，一天實(shí)際工作6h；若電冰箱每次從啟動到停止工作的時間都為12min，每消耗1kw?h電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)，則該電冰箱每天啟動30次，每工作一次電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)。容積（L）175功率（W）150耗電量（kW?h/24h）0.9額定電壓（V）220答案與解析：由圖表知，W＝0.9kW?h，P＝0.15kW，工作時間：t＝；電冰箱每次從啟動到停止工作的時間：t′＝12min＝；電冰箱每天啟動次數(shù)：n＝＝30；電冰箱每次從啟動到停止工作耗電量為：W′＝＝0.03kW?h，電冰箱每工作一次電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)的圈數(shù)：0.03kW?h×＝45轉(zhuǎn)。故答案為：6；30；45。23．電冰箱是間斷式工作的（即工作一段時間停止一段時間；再工作再停止，如此循環(huán)）．某電冰箱銘牌有關(guān)參數(shù)如右表所示。在家庭電路中只有電冰箱在標(biāo)定耗電量下工作時，一天實(shí)際工作6h；若電冰箱每次從啟動到停止工作的時間都為12min，每消耗1kW?h電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)，則該電冰箱每天啟動30次，每工作一次電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)。答案與解析：電冰箱實(shí)際工作時間t1＝＝＝6h電冰箱每天啟動次數(shù)n＝6h÷h＝30（次）w2＝Pt2＝0.15kW×h＝0.03kW?h。每工作一次電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)的圈數(shù)n＝1500r/kW?h×0.03kW?h＝45r。故答案為：6；30；45。四．電功率的計(jì)算（共37小題）24．如圖甲所示，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片P從a點(diǎn)滑到b點(diǎn)的過程中，兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線如圖乙所示。下列敘述正確的是（）A．電流表示數(shù)為3A時滑片在b點(diǎn) B．滑片在a點(diǎn)時，10s內(nèi)電阻R消耗的電能為90J C．圖乙中dc是表示電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線 D．滑片從a點(diǎn)滑到b點(diǎn)的過程中，電路消耗的總功率最大值為22.5W答案與解析：由圖甲知，R、R1、R2串聯(lián)，電壓表V1測R1兩端電壓，電壓表V2測R2兩端電壓，電流表測電路中電流。（1）滑片P從b點(diǎn)滑到a點(diǎn)的過程