《1電能電功》同步練習(xí)【答案】

《18.1電能電功》同步練習(xí)參考答案與試題解析一．填空題（共14小題）1．電流可以做功，電流做功的過程就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。電流通過電燈，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能；電流給蓄電池充電過程是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能?！窘獯稹拷猓弘娏髯龉Φ倪^程是電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程，電流做了多少功，就消耗多少的電能，就會轉(zhuǎn)化為多少其它形式的能。電流流過燈泡時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。電流給蓄電池充電時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。故答案為：電；其它形式能；內(nèi)能和光；化學(xué)。2．電燈正常工作時(shí)會發(fā)熱發(fā)光，這是電流做功使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。如果電燈在一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能為E1，電流做的功為W，轉(zhuǎn)化的內(nèi)能為E2，轉(zhuǎn)化的光能為E3那么E1、E2和E3三者的等量關(guān)系是E1＝E2+E3?！窘獯稹拷猓弘姛粽９ぷ鲿r(shí)，電流做功，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，使得電燈發(fā)熱、發(fā)光，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為多少形式能，所以如果電燈在一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能為E1，轉(zhuǎn)化的內(nèi)能為E2，轉(zhuǎn)化的光能為E3，則E1、E2和E3三者的等量關(guān)系是E1＝E2+E3。故答案為：E1＝E2+E3。3．電能表的單位是kW?h，電功率的單位是以瓦特的名字命名的?！窘獯稹拷猓海?）電能表是用來測量消耗電能多少的儀表或者說是測量電流做功多少的儀表，電功率的單位取kW，時(shí)間的單位取h，由W＝Pt可知電能表的單位為kW?h；（2）電功率的單位是以瓦特的名字命名的。故答案為：kW?h；瓦特。4．電功（W）：電流做功的大小。公式：W＝UIt＝Pt（電流通過導(dǎo)體做的功，與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體中的電流成正比，與通電時(shí)間成正比）；1kw．h＝3.6×106J?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)電流做功的含義可知：W＝UIt＝Pt；1kw．h＝1×103W×1×3600s＝3.6×106J故答案為：UIt；Pt；3.6×106。5．家庭中使用的電燈、電冰箱、洗衣機(jī)和電視機(jī)等用電器是并聯(lián)的，標(biāo)有“220V40W”的日光燈正常工作2h，消耗的電能是0.08kW?h?！窘獯稹拷猓杭彝ブ惺褂玫碾姛簟㈦姳?、洗衣機(jī)和電視機(jī)等用電器工作使不能相互影響，則采取并聯(lián)連接，它們的額定電壓是220V，正常工作電壓為220V；根據(jù)P＝，日光燈通電2小時(shí)消耗電能：W＝Pt＝0.04kW×2h＝0.08kW?h。故答案為：并；0.08。6．一臺電動(dòng)機(jī)線圈電阻是3Ω，接在12V的電源上，通過電動(dòng)機(jī)的電流是0.5A，在2min內(nèi)轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能是630J。【解答】解：電流產(chǎn)生的熱量：Q＝I2Rt＝（0.5A）2×3Ω×60s×2＝90J，電動(dòng)機(jī)消耗的電能：W＝UIt＝12V×0.5A×60s×2＝720J，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能：W機(jī)械＝W﹣Q＝720J﹣90J＝630J；故答案為：630。7．物理興趣小組驗(yàn)證影響電功大小的因素的實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖所示電路。該電路可以驗(yàn)證電功與電壓的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中通過觀察燈泡亮度來比較相同時(shí)間內(nèi)電功的大小，實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)燈泡的規(guī)格應(yīng)該不同（相同/不同）。【解答】解：由電路圖可知，兩燈串聯(lián)，兩電壓表分別測兩燈的電壓；由于串聯(lián)電路中電流處處相等，則由W＝UIt可知，電壓大的燈泡，相同時(shí)間做功也多，燈泡也就亮些，所以，通過觀察燈泡亮度來比較相同時(shí)間內(nèi)電功的大小，則該電路可以驗(yàn)證電功與電壓的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)燈泡串聯(lián)，電流相同，只有燈泡的規(guī)格不同時(shí)，燈絲電阻才不同，兩端電壓也不同，才能驗(yàn)證電功與電壓的關(guān)系。故答案為：電壓；燈泡亮度；不同。8．用如圖所示的電路，研究電流做功與電流大小的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中，控制兩燈的電壓相同，通電一定時(shí)間后觀察到電流表A1的示數(shù)比A2的示數(shù)大，電燈L1比L2亮，說明在電壓、通電時(shí)間相同的情況下，電流越大，電流做的功越多?！窘獯稹拷猓弘姛鬖1比L2亮，說明電燈L1比L2的實(shí)際功率大，由W＝Pt可知，在相等時(shí)間t內(nèi)，電燈L1比L2做功多，兩燈并聯(lián)，電壓U相等，電流表A1的示數(shù)比A2的示數(shù)大，通過電燈L1的電流比通過L2的電流大，由此可知：在電壓、通電時(shí)間相同的情況下，電流越大，電流做的功越多。故答案為：電壓；通電時(shí)間；電流。9．2015年5月1日特斯拉發(fā)布了一款全新的產(chǎn)品，它是一個(gè)巨大的“充電寶”，并提供兩個(gè)版本供消費(fèi)者購買：可以儲存10度電和可以儲存7度電。其中，可以儲存10度電的版本主要用于作應(yīng)急電源使用，10度電合3.6×107J，可供50W的燈泡連續(xù)照明200h。【解答】解：10度＝10×3.6×106J＝3.6×107J；可供50W的燈泡連續(xù)照明的時(shí)間為：t＝＝＝200h。故答案為：3.6×107；200。10．如圖所示，電源電壓恒定，閉合開關(guān)S1、S2，電壓表示數(shù)為9V，電流表示數(shù)為1.5A；斷開開關(guān)S2，電流表的示數(shù)減小了0.5A，則此時(shí)電壓表的示數(shù)為6V，R2＝3Ω，整個(gè)電路1min消耗的電能為540J?！窘獯稹拷猓洪]合開關(guān)S1、S2，電路中只有電阻Rl，電壓表測Rl兩端電壓，也就是電源電壓（即電源電壓為9V），電流表測量Rl的電流，則Rl的阻值：Rl＝＝＝＝6Ω，斷開開關(guān)S2，兩電阻串聯(lián)，電壓表測Rl兩端電壓，由題意可知，此時(shí)電路電流I＝1.5A﹣0.5A＝1A，此時(shí)R1兩端的電壓：U1＝IR1＝1A×6Ω＝6V，則R2兩端的電壓：U2＝U﹣U1＝9V﹣6V＝3V，R2的阻值：R2＝＝＝＝3Ω。整個(gè)電路1min消耗的電能：W＝UIt＝9V×1A×60s＝540J。故答案為：6；3；540。11．一電能表上標(biāo)有“1200R/kW?h”字樣，它表示每耗電1千瓦時(shí)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)1200轉(zhuǎn)，若轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)300圈，則消耗了0.25度電?！窘獯稹拷猓?200R/kW?h表示每消耗1kW?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1200R，則轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈消耗的電能為kW?h，當(dāng)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)300圈時(shí)消耗的電能：W＝kW?h×300＝0.25kW?h＝0.25度。故答案為：1200；0.25。12．如圖所示是小芳家的電能表，她家同時(shí)使用兩個(gè)1200W的空調(diào)，這個(gè)電能表不會（填“會”或“不會”）燒壞；若關(guān)閉其中一個(gè)空調(diào)，另一個(gè)空調(diào)單獨(dú)正常工作3min，消耗的電能為0.06kW?h，這段時(shí)間電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了36轉(zhuǎn)，則每消耗1kW?h的電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)600轉(zhuǎn)?！窘獯稹拷猓海?）由電能表參數(shù)可知，電能表正常工作時(shí)的電壓為220V，允許通過的最大電流為20A，他家同時(shí)使用用電器的最大總功率：P大＝UI＝220V×20A＝4400W；同時(shí)使用兩個(gè)1200W的空調(diào)，總功率為2400W，故電能表不會被燒壞；（2）由P＝可得，空調(diào)單獨(dú)正常工作3min消耗的電能：W＝Pt＝1.2kW×h＝0.06kW?h，每消耗1kW?h的電能，電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)：n＝×36r＝600r。故答案為：不會；0.06；600。13．在家用電器調(diào)查活動(dòng)中，小亮讓電熱水器單獨(dú)工作2min，測得家中如圖所示的電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了70r，熱水器的實(shí)際功率為2100W；若不計(jì)能量損失，這段時(shí)間內(nèi)熱水器中50L的水可升溫1.2℃．由于熱水器的功率遠(yuǎn)大于冰箱，從安全用電的角度考慮，熱水器的電源線比冰箱的要粗（選填“粗”或“細(xì)”）。[已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【解答】解：（1）電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)70r，電熱水器消耗的電能：W＝＝0.07kW?h，工作時(shí)間t＝2min＝h，則該電熱水器的實(shí)際功率：P＝＝＝2.1kW＝2100W。（2）電熱水器消耗的電能：W′＝Pt＝2100W×120s＝2.52×105J，水的體積V水＝50L＝0.05m3，由ρ＝可得，水的質(zhì)量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×0.05﹣3m3＝50kg；因?yàn)椴挥?jì)能量損失，所以水吸收的熱量：Q吸＝W′＝2.52×105J，由Q＝cm△t得，水升高的溫度：△t＝＝＝1.2℃。（3）由于電熱水器的功率遠(yuǎn)大于冰箱，根據(jù)P＝UI可知，電熱水器工作時(shí)的電流遠(yuǎn)大于冰箱，相同條件下熱水器導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量較多。為保證線路安全，在電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電熱水器選擇較粗的電源線，可以減小導(dǎo)線電阻，根據(jù)Q＝I2Rt可知，電源線產(chǎn)生的熱量減少，可防止電源線快速老化而引發(fā)安全事故。故答案為：2100；1.2；粗。14．遠(yuǎn)距離輸送電能，采用高壓輸電的原因是可以減小線路上電能的損失。【解答】解：在輸送電功率不變的情況下，電壓越高，線路中的電流越小，由焦耳定律可知，高壓輸電能減少線路上電能的損失。故答案為可以減小線路上電能的損失。二．選擇題（共4小題）15．家庭每月用電數(shù)的計(jì)量單位是（）A．安培 B．瓦特 C．伏特 D．千瓦時(shí)【解答】解：安培是電流的單位；瓦特是功率的單位；伏特是電壓的單位；千瓦時(shí)是電功的單位，而家庭每月用電數(shù)的計(jì)量單位是電功單位，并且用常用單位千瓦時(shí)。故選：D。16．在國際單位制中，電功的單位是（）A．kW?h B．W C．J D．A【解答】解：A、“kW?h”俗稱度，是電功的常用單位，不是國際單位，不合題意；B、“W”（瓦特）是功率的國際單位，不合題意；C、在國際單位制中，電功的單位是焦耳，符號是J．符合題意；D、“A”（安培）是電流的國際單位，不合題意。故選：C。17．下列屬于電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（）A．電能通過電爐發(fā)熱 B．天然氣燃燒 C．摩擦生熱 D．電流通過電扇轉(zhuǎn)動(dòng)【解答】解：A、電流通過電爐發(fā)熱，即消耗電能產(chǎn)生熱能，即電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能或熱能，故A錯(cuò)誤；B、天然氣燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；C、摩擦生熱是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；D、電流通過電扇轉(zhuǎn)動(dòng)，是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D正確。故選：D。18．小明家的電能表標(biāo)有“3000revs/kW?h“，小紅家的電能表標(biāo)有“2000revs/kW?h”。所測量的1小時(shí)內(nèi)，兩電能表均轉(zhuǎn)過6000轉(zhuǎn)。下列相關(guān)描述正確的是（）A．時(shí)間相同，所以兩電能表消耗的電能一樣多 B．在該時(shí)間段內(nèi)，小紅家用電器消耗的電能多于小明家用電器消耗的電能 C．在該時(shí)間段內(nèi)，小明家的電能表轉(zhuǎn)的更快 D．在任何時(shí)候，小明家的電能表都比小紅家的電能表轉(zhuǎn)的更快【解答】解：A、由于電能表是測量電路中消耗電能多少的儀器，故電能表本身消耗的電能無法比較；故A錯(cuò)誤；B、電能表轉(zhuǎn)過6000轉(zhuǎn)；則小明家電能表消耗的電能W1＝＝2kW?h，小紅家電能表消耗的電能W2＝＝3kW?h，所以小紅家用電器消耗的電能多于小明家用電器消耗的電能，故B正確；C、由于1小時(shí)內(nèi)，兩電能表均轉(zhuǎn)過6000轉(zhuǎn)，所以電能表轉(zhuǎn)的一樣快，故C錯(cuò)誤；D、電能表是測量電路中消耗的電能，電能表轉(zhuǎn)的更快表示電流的功率大，由于小明家的電功率不一定大，所以小明家的電能表比小紅家的電能表的轉(zhuǎn)速不一定更快，故D錯(cuò)誤。故選：B。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共1小題）19．在探究“電流做功的多少與哪些因素有關(guān)”時(shí)，同學(xué)們猜想：電流做功的多少可能與用電器兩端的電壓、通過用電器的電流和通電時(shí)間有關(guān)。小浩同學(xué)利用所學(xué)知識設(shè)計(jì)并連接了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路。（1）小浩設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中，利用小燈泡把電能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能來顯示電流做功的多少。（2）實(shí)驗(yàn)電路中的兩個(gè)小燈泡L1和L2的規(guī)格應(yīng)不同（選填“相同”或“不同”）。（3）小浩在實(shí)驗(yàn)電路中接入一個(gè)滑動(dòng)變阻器，目的之一是為了保護(hù)電路，另一個(gè)目的是改變燈泡的電壓，便于多次實(shí)驗(yàn)得出普遍規(guī)律。（4）在圖甲所示的電路中，兩個(gè)小燈泡是串聯(lián)（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）的，這樣連接是為了探究電流做功的多少與電壓的關(guān)系。（5）完成上述探究后，小浩發(fā)現(xiàn)上述猜想中有一個(gè)猜想無法用圖甲所示的電路驗(yàn)證，請你幫助小浩設(shè)計(jì)一個(gè)可以驗(yàn)證猜想的電路，把電路圖畫在圖乙的虛線框內(nèi)。（6）對于“電流做功的多少可能與通電時(shí)間有關(guān)”的猜想，小浩是否必須通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？你的看法是不必（選填“不必”或“必須”），你的理由是對電路中的同一個(gè)燈泡，電壓和通過的電流相同，根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)可知，通電時(shí)間越長，燈消耗的電能越多。【解答】解：（1）小浩設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中，利用小燈泡把電能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能來顯示電流做功的多少。（2）燈的規(guī)格不同時(shí)，燈的亮度不同，這樣才能比較相同時(shí)間內(nèi)電流做功的多少；故實(shí)驗(yàn)電路中的兩個(gè)小燈泡L1和L2的規(guī)格應(yīng)不同。（3）電流做功的多少可能與用電器兩端的電壓、通過用電器的電流和通電時(shí)間有關(guān)，研究電流做功的多少與電壓關(guān)系時(shí)，要控制電流和通電時(shí)間相同，只改變電壓大小，故小浩在實(shí)驗(yàn)電路中接入一個(gè)滑動(dòng)變阻器，目的之一是為了保護(hù)電路，另一個(gè)目的是改變燈泡的電壓，便于多次實(shí)驗(yàn)得出普遍規(guī)律；（4）在圖甲所示的電路中，兩個(gè)小燈泡是串聯(lián)的，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律，通過的電流相等，而兩燈的規(guī)格不同，分得的電壓不同，所以這樣連接是為了探究電流做功的多少與電壓的關(guān)系；（5）研究電流做的功與電流關(guān)系時(shí)，要控制電壓和通電時(shí)間相同，而上述實(shí)驗(yàn)中，因燈的規(guī)格不同，燈的