湖南省2020年中考物理一轮复习专题十一电学微专题微专题7电功率焦耳定律的理解及简单计算练习20200427354.doc

专题十一电学微专题微专题7电功率焦耳定律的理解及简单计算(建议时间：40分钟)一、 选择题1. (2019北京)下列家用电器中，利用电流热效应工作的是()A. 计算器 B. 电热水壶C. 收音机 D. 电冰箱2. (2018株洲)智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是()A. 降低了电池的输出电压 B. 减小了电池的输出电流C. 减小了电子线路的电阻 D. 增大了电池的输出功率3. (2019龙东)甲、乙两个小灯泡上分别标有“6 V3 W”和“4 V2 W”字样，现在把它们按不同方式接在不同电路中(不考虑灯丝电阻的变化)，下列判断错误的是()A. 若把它们并联在4 V电路中，乙灯正常发光B. 若把它们并联在4 V电路中，甲灯比乙灯亮C. 若把它们串联在10 V电路中，两灯都可以正常发光D. 若把它们串联在10 V电路中，甲灯比乙灯亮4. (2019本溪)将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表(如图乙)的转盘转6转用时1 min.下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是()第4题图A. 电能表应接在空气开关和用电器之间B. 该电能表所在家庭电路用电器同时工作时总功率不能超过2 200 WC. 电热水瓶的实际功率是600 WD. 若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间是串联的5. (2019 广西北部湾经济区)如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A，B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1R2R3.小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是()第5题图A. 此实验在探究电热Q与电阻R是否有关B. 通过R1的电流和通过R2的电流大小相等C. 电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等D. 通电后，A管的液面将会比B管的液面高6. (2019烟台)标有“6 V1.5 W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12 V的电源两端，灯泡的电阻及实际功率约为()第6题图A. 24 0.67 W B. 20 0.8 WC. 24 0.96 W D. 20 0.67 W7. (2019苏州)额定电压均为6 V的甲、乙两灯，IU图线如图所示下列说法正确的是()第7题图A甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小B甲、乙两灯的额定功率之比为41C甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时，电阻之比为32D甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时，实际功率之比为138. 在如图的电路中，灯泡L上标有“6 V4 W”的字样(假设灯丝电阻不变)，R130 ，当S、S1均闭合时，灯泡正常发光，此时R2消耗的功率为P2；若再断开S1，R2消耗的功率为P2，若P2P241，则下列选项中正确的是()第8题图A. 电路中电源电压为20 VB. 电阻R2的阻值为20 C. 断开S1后，电压表的示数增大了4 VD. 断开S1前后，电流表的示数之比为419. (2019德州)如图所示电路中，a、b、c是三只电表(电压表或电流表)，闭合开关S，标有“3 V1.5 W”的灯泡L1正常发光，标有“6 V3 W”的灯泡L2发光较暗若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是()第9题图A. 电表a为电流表，且示数为1 AB. 电表b为电压表，且示数为3 VC. 电表c为电流表，且示数为0.25 AD. 闭合开关S，电路消耗的总功率为2.25 W二、填空题10. (2019河南)在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2 min，测得家中如图所示的电能表的转盘转了70 r，热水器的实际功率为_W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50 L的水可升温_.由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要_(选填“粗”或“细”)已知水1.0×103 kg/m3，c水4.2×103 J/(kg·)第10题图11. (2019 辽阳)将标有“6 V9 W”阻值不变的小灯泡L与阻值为6 的定值电阻R0接入如图所示的电路闭合开关S，电压表的示数为6 V，则电流表的示数为_A，电源电压为_V，工作3 min定值电阻R0产生的热量为_J.第11题图12. (2019 江西)如图所示，将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为U且保持不变的电路中，通过分别调节滑动变阻器R1和R2使所有灯泡均正常发光则甲、乙两电路中的总电流之比I甲I乙_，两电路的总功率之比P甲P乙_第12题图13. (2019绵阳)某一天晚上睡觉前，小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥小文将大米等食材放入电饭煲内，接通220 V家庭电路，经过了待机、加热、保温三个过程，早餐前断开电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图像如图甲所示，电饭煲加热过程消耗的电能是_kW·h.已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示，S是接通家庭电路的开关，S1是自动开关，R1和R2为电阻不变的电热丝，则R2_.第13题图14. (2019南充)如图是电热饮水机电路原理图，已知R1100 ，R220 ，当开关S1、S2闭合时，饮水机处于_状态(选填“保温”或“加热”)，饮水机的保温功率与加热功率之比为_第14题图三、实验探究题15. (2019攀枝花)下图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值在图中已标出)，U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象第15题图(1)实验中通过观察_的变化来比较导体所产生的热量的多少；这运用了_(选填“转换法”或“等效替代法”)的物理思想；(2)用装置甲进行实验时，通过控制通电时间和电路中的_不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；(3)在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是_容器四、计算题16. (2019济宁)如图所示，电路中的电源电压不变只用一根导线连接b、c时，电阻R上的电压为9.6 V，通过灯泡L的电流为0.2 A；用一根导线连接a、b，一根导线连接c、d时，电阻R与灯泡L的电功率之比为14，灯泡L正常发光求：第16题图(1)电阻R的阻值；(2)灯泡L的额定电压；(3)只用一根导线连接c、d时电路消耗的总功率17. (2019连云港)中国95后的天才科学家曹原，在2018年3月5日，成功实现了石墨烯的“超导电实验”，破解了困扰全球物理学界107年的难题，为超导研究打开了一扇新的大门，可能成为常温超导体研究的里程碑，超导应用即将走向我们的生活现有一个小型水电站，如图所示，发电机提供的电压U250 V，保持恒定，通过输电线向较远处用户输电，输电线的总电阻R00.15 .闭合开关S，若发电机提供给电路的总功率P50 kW，求：第17题图(1)通过输电线的电流I和输电线上损耗的热功率P0；(2)用户得到的功率P1和输电率；(3)若将输电线改为超导输电线，在保证用户得到以上功率不变的情况下(此时可在用电器前端加一调压装置，以保证用电器能正常工作)，与原来相比，每天节省的电能可供一个额定功率P21 kW的电饭煲正常工作多少天？(假设电饭煲每天工作2小时)18. (2018山西)在物理综合实践活动中，小明和小亮合作测量电磁灶的加热效率他们关闭家中的其他用电器，只让电磁灶接入电路中烧水，水的质量为2 kg.小明负责观察电能表(如图)，小亮负责用温度计测量水的温度.5 min电能表上的转盘转了200 r，水的温度恰好升高了50 .求解下列问题：(1)水吸收的热量是多少？c水4.2×103 J/(kg·)(2)电磁灶的实际功率是多少？(3)电磁灶烧水的效率是多少？第18题图参考答案及解析1. B【解析】电热水壶是利用电流的热效应制成的加热设备，是利用电流的热效应来工作的，B符合题意故选B.2. B【解析】手机耗电达到一定量时，剩余的电能W一定，由P可得，t，所以，延长了电池的供电时间，是减小了电池的输出功率，由公式PUI可知，电池的输出电压不变，即减小了电池的输出电流，B正确故选B.3. B【解析】甲灯泡电阻为12 ，乙灯泡电阻为8 ，并联在4 V电路中，且根据P 得，P甲 W<P乙2 W，所以乙灯正常发光，并且比甲灯亮，A正确、B错误；串联在10 V电路中，恰好两灯都正常发光，而甲灯的功率大所以甲灯更亮，C、D正确B符合题意故选B.4. C【解析】空气开关应接在电能表后，用以控制整个家庭电路，A错误；由电能表的参数可知，该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大总功率PUI220 V×20 A4 400 W，不能超过4 400 W，B错误；电热水瓶单独接入家庭电路中工作时，1 min消耗的电能W0.01 kW·h，它的功率P0.6 kW600 W，C正确；指示灯损坏发热电阻还能工作，说明它们之间互不影响是并联关系，D错误故选C.5. D【解析】由实验装置可知，电阻丝R2和R3并联后再与电阻丝R1串联，则通过电阻丝R1的电流为通过电阻丝R2、R3的电流之和，即I1I2，B错误；而密闭的容器中的电阻丝阻值R1R2，故此实验探究电热Q与电流大小是否有关，A错误；由UIR可知，电阻R1两端电压大于R2两端电压，C错误；由焦耳定律QI2Rt可知，I1I2，R1R2，故通电后相同时间内R1产生的热量大于R2产生的热量，所以A管的液面将会比B管的液面高，D正确故选D.6. B【解析】根据小灯泡的电流与电压关系的图像可以知道，小灯泡的电阻是变化的，不能按照小灯泡的电阻不变来求解这三只相同的灯泡串联接在12 V的电源两端，根据串联电路电压的规律，每个灯泡分得4 V的电压，由图像知当灯泡的电压为4 V时，电流为0.2 A，根据R可以求得电阻为20 ，根据PUI可以求得实际功率为0.8 W，A、C、D错误故选B.7. D【解析】由图像可知，两灯的IU图线向电压的横轴偏折，故甲、乙两灯的电阻随电压的增大而增大，A错误；6 V的额定电压下甲、乙两灯的电流之比是21，因此甲、乙两灯的额定功率之比是21，B错误；甲、乙两灯的电压都是2 V时，甲的电流是0.3 A，乙的电流是0.2 A，电阻之比是23，C错误；甲、乙两灯串联在8 V电压下，电流相等，两灯电压之和为8 V，由图可知此时电流是0.3 A，甲的电压是2 V，乙的电压是6 V，故两灯实际功率之比是13，D正确故选D.8. A【解析】当S、S1均闭合时，灯泡与电阻R2串联，电路电流：I，灯泡正常发光时的电压为6 V，功率为4 W，灯泡电阻：RL9 ，电路电流：IA，P2I2R2(A)2R2()2R2；当S1断开、S闭合时，两电阻与灯泡串联，电路电流I，电阻R2消耗的功率：P2I2R2()2R2，根据题意知：P2：P241，计算得出：U20 V，R221 ，A正确，B错误；开关都闭合时：I A，电压表示数：U2IR2A×21 14 V；S1断开、S闭合时，两电阻与灯泡串联，电路电流I A，电压表示数：U2IR2 A×21 7 V，断开S1后，电压表的示数减小了14 V7 V7 V，C错误；断开S1前后，电流表的示数之比I IAA21，D错误故选A.9. D【解析】根据PUI可知：灯泡L1正常发光的电流为I1额0.5 A，灯泡L2正常发光的电流为I2额0.5 A；由P得：灯泡L1的电阻R16 ，灯泡L2的电阻R212 ；两灯串联时由PI2R可知L2的功率大，较亮，两灯并联时由P可知L2的功率小，较暗，所以L1、L2并联，则a是电流表；b是电流表，测量通过灯泡L2的电流，B错误；c是电压表，测量电源电压，C错误；由于标有“3 V1.5 W”的灯泡L1正常发光，故电源电压UU1额3 V，即c表示数为3 V; 则I20.25 A，则干路电流II1I20.5 A0.25 A0.75 A，A错误；闭合开关S，电路消耗的总功率为P总UI3 V×0.75 A2.25 W，D正确故选D.10. 2 1001.2粗【解析】电能表的转盘转了70 r，热水器消耗的电能W 0.07 kW·h，工作时间t2 min h，则该热水器的实际功率P2.1 kW2 100 W；热水器消耗的电能W0.07×3.6×106 J2.52×105 J，水的体积V水50 L0.05 m3，由可得，水的质量m水V水1.0×103 kg/m3×0.05 m350 kg；因为不计能量损失，所以水吸收的热量Q吸W2.52×105 J，由Qcmt得，水升高的温度t 1.2 ；由于热水器的功率远大于冰箱，根据PUI可知，热水器工作时的电流远大于冰箱，相同条件下热水器导线上产生的热量较多为保证线路安全，在电流和通电时间一定时，热水器选择较粗的电源线，可以减小导线电阻，根据QI2Rt可知，电源线产生的热量减少，可防止因为电源线快速老化而引发的安全事故11. 1101 080【解析】电流表的示数为 I1 A；灯泡的电阻为RL4 ，电源电压为UI(RLR0)1 A×(4 6 )10 V；工作3 min定值电阻R0产生的热量为QI2R0t(1 A)2×6 ×180 s1 080 J.12. 2121【解析】因为两灯泡规格相同，所以它们正常发光时的电流相同，设灯泡正常发光的电流为I，甲图中，两灯泡并联，由并联电路电流规律知干路电流I甲2I，乙图中，两灯泡串联，灯泡正常发光，则电路中电流为I乙I，所以甲乙电路中总电流之比为I甲I乙2II21；根据PUI可知，当U相同时，P与I成正比，所以甲乙电路中总功率之比P甲P乙I甲I乙21.13. 0.88220【解析】由图甲可知，电饭煲加热时的电功率P加880 W0.88 kW，加热时间t1 h，则加热过程消耗的电能WP加t0.88 kW×1 h0.88 kW·h；分析图乙可知，当只闭合S时，只有R2工作，为保温状态，此时P保220 W，则R2220 .14. 加热16【解析】当开关S1、S2都闭合时，R2接入电路，R1短路，由电功率公式P可知，此时功率最大，饮水机处于加热状态；当S1闭合，S2断开时，R1和R2串联，电路中电阻最大，由电功率公式P可知，此时电功率最小，饮水机处于保温状态，保温状态时功率为P保温，加热功率为P加热，保温功率与加热功率之比为.15. (1)U形管液面转换法(2)电流(3)C【解析】(1)实验中导体产生的热量越多，空气吸收的热量越多，温度升高的越多，因为热胀冷缩使U形管液面的变化越大，所以实验中可以通过比较U形管液面的变化大小来比较其中导体发热的多少，这种把不能直观显示的热量的多少转换为能够直观显示的U形管液面的变化多少的方法叫转换法；(2)要探究导体产生热量与电阻的关系，应用控制变量法，在电阻不同的同时控制电流和通电时间不变；(3)C、D容器中导体的电阻相等，但是通过D中导体的电流较小，所以根据焦耳定律Q I2Rt可得相同时间C容器中导体产生的热量多16. 解：(1)当用一根导线连接b、c时，小灯泡与定值电阻串联，故IRIL0.2 A；由欧姆定律公式I变形可得定值电阻的阻值为R48 (2)当用一根导线连接a、b，一根导线连接c、d时，小灯泡与定值电阻并联在并联电路中，电功率与对应的电阻成反比关系，故由PRPL14得出它们的电阻之比为RRL41，所以小灯泡的电阻为RL12 当用一根导线连接b、c时，小灯泡与定值电阻串联，此时电路总电压为UI×(R RL)0.2 A ×(48 12 )12 V，所以小灯泡的额定电压为12 V(3)当用一根导线连接c、d时，电路为一个小灯泡的简单电路，电路消耗的总功率为P12 W17. 解：(1)根据PUI得I200 AP0I2R0(200 A)2×0.15 6×103 W6 kW(2)P1PP050 kW6 kW44 kW×100%×100%88%(3)根据能量关系，得W0W2P0t1P2t2N6 000 W×24×3 600 s1 000 W×2×3 600 s×N解得N72天18. 解：(1)水吸收的热量：Q吸c水mt4.2×103 J/(kg·)×2 kg×50 4.2×105 J(2)电磁灶消耗的电能： W×3.6×106 J6×105 J电磁灶的实际功率：P2 000 W(3)电磁灶烧水的效率：×100%×100%70%- 11 -