151電能表與電功（二）電功（原卷版）

15.1電能表與電功（二）——電功1．如圖是北京冬奧會(huì)上亮相的可愛(ài)創(chuàng)可貼體溫計(jì)，這是一款目前最小、最精準(zhǔn)的自動(dòng)測(cè)量并上報(bào)體溫的可穿戴式智能測(cè)溫設(shè)備，測(cè)溫精度可達(dá)到0.05℃，大小如創(chuàng)可貼一般，該創(chuàng)可貼體溫計(jì)充滿(mǎn)電的時(shí)間是1h，充電電壓和電流分別是5V、1A，它充滿(mǎn)電后大約儲(chǔ)存了J的電能。2．如圖甲所示，用充電寶給充電過(guò)程中，電池相當(dāng)于（電源/用電器）；圖乙所示為用充電線的三個(gè)插頭同時(shí)為三部不同類(lèi)型的充電，那么這三部的連接方式是；“充電五分鐘，通話兩小時(shí)!”這是現(xiàn)在很多都有的閃充功能。已知某配套的閃充充電器的充電電壓為5V，充電電流為4A，的電池容量是3000mA?h，電池標(biāo)有電壓3.8V。則5min最多可以充入電能J；如果要進(jìn)一步提升充電速度，可以考慮提升充電器的充電電壓或充電電流。若在不改變充電電流的情況下，要在30min內(nèi)充滿(mǎn)該電池，至少需要V的充電電壓。3．如圖所示的電路中，電源電壓為6V保持不變，定值電阻R1＝20Ω。閉合開(kāi)關(guān)S，電流表的示數(shù)為0.5A。則通電1min定值電阻R2消耗的電能為J。4．如圖所示，電源電壓為6V并保持不變，電阻R1的阻值為10Ω。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為2V。則通電2min電阻R2消耗的電能為J。5．如圖所示的電路中，電源電壓不變，S1閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A，R2＝20Ω；開(kāi)關(guān)S1、S3閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A。則電源電壓U＝V，通過(guò)R1的電流I1＝A。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S3斷開(kāi)，S2閉合時(shí)，電路中2min消耗的電能為J。6．如圖所示是通過(guò)小燈泡L和電阻R的電流隨電壓變化的圖象。將L和R串聯(lián)接在電壓為4V的電源兩端，則此時(shí)L的電阻約為Ω（保留一位小數(shù)）；若小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為3V，將L和R串聯(lián)接在另一電源兩端，此時(shí)小燈泡恰能正常發(fā)光，則電源電壓為V，1min內(nèi)電流通過(guò)燈泡做的功為J。7．如圖是定值電阻R1和R2的I﹣U關(guān)系圖象，由圖象可知，R1和R2的大小關(guān)系為R1R2（填“＞”、“＝”或“＜”），當(dāng)R1和R2串聯(lián)時(shí)，R1和R2兩端電壓之比U1：U2＝；當(dāng)R1和R2并聯(lián)時(shí)，若通過(guò)R1的電流為0.24A，則10s內(nèi)R2消耗的電能為J。8．如圖甲所示，電源電壓恒定不變，R1的阻值為10Ω，圖乙是小燈泡L的電流與電壓關(guān)系的圖象。當(dāng)只閉合S1、S2時(shí)，電壓表示數(shù)為2V，通過(guò)小燈泡的電流為A，電源電壓為V；當(dāng)只閉合S2、S3時(shí)，電壓表示數(shù)為4V，電路在1min內(nèi)消耗的電能為J。9．如圖甲所示電路，電源電壓不變，燈泡L標(biāo)有“3V，0.5A”字樣。如圖乙所示圖象中，U表示電壓表示數(shù)，I表示電流表示數(shù)，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，滑片P從b端滑到中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)變化了0.2A，不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響，則燈泡的電阻是Ω；電源電壓是V；P在中點(diǎn)時(shí)10s內(nèi)電流所做的總功是J。10．如圖甲所示電路中，電源電壓恒定不變，小燈泡L標(biāo)有“6V0.3A”字樣，電流表量程0～0.6A、電壓表量程0～3V。在保障電路安全的前提下，只閉合開(kāi)關(guān)S、S1，滑片P位于最右端，小燈泡恰好正常發(fā)光，則小燈泡10s內(nèi)消耗的電能為J，再移動(dòng)滑片P，電流表示數(shù)與R2關(guān)系如圖乙a所示；當(dāng)斷開(kāi)S1閉合S、S2、S3時(shí)，電流表示數(shù)與R2的關(guān)系如圖乙b所示，則I1＝A（忽略小燈泡電阻變化）。11．關(guān)于電功，下列說(shuō)法不正確的是（）A．電功是表示電流做功多少的物理量 B．電流做功越多，消耗的電能就越多 C．用電能表可以直接測(cè)量電流做功的多少 D．電功就是電能，兩者是一回事12．關(guān)于電功，下列說(shuō)法正確的是（）A．電流通過(guò)電燈做功時(shí)，電能只轉(zhuǎn)化為光能 B．電流做功的多少可能大于電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的多少 C．通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，電流做的功一定越多 D．電流做了多少功，就相當(dāng)于有多少形式的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能13．小陳放學(xué)回家先后使用了節(jié)能燈和微波爐各一段時(shí)間，在使用過(guò)程中，電流通過(guò)節(jié)能燈所做的功比通過(guò)微波爐所做的功多，由此可以判斷（）A．通過(guò)節(jié)能燈的電流比微波爐大 B．節(jié)能燈兩端的電壓比微波爐大 C．微波爐的電阻比節(jié)能燈大 D．節(jié)能燈消耗的電能比微波爐大14．如圖所示的四種家用電器，其中有一用電器工作時(shí)主要能量轉(zhuǎn)化形式與其他用電器不同的是（）A．電熨斗 B．電飯煲 C．電風(fēng)扇 D．電熱水壺15．某智能的鋰電池上標(biāo)有“3.7V，4200mA?h”字樣，該搭配了超級(jí)快充功能，快充時(shí)保持充電電壓3.7V不變，增大充電的電流。若給鋰電池充入80%的電能，需要充電40min，此時(shí)的快充電流大小跟哪種用電器正常工作時(shí)的電流最接近（）A．節(jié)能燈 B．電風(fēng)扇 C．電飯鍋 D．電冰箱16．如圖電源電壓不變，只閉合開(kāi)關(guān)S1，電流表的示數(shù)為0.4A，再閉合開(kāi)關(guān)S2，電流表示數(shù)變化了0.3A，則同時(shí)閉合S1、S2后，相同時(shí)間內(nèi)，R1、R2消耗的電能之比是（）A．4：3 B．3：4 C．7：3 D．4：717．將兩個(gè)定值電阻接在同一電路中，如果它們兩端的電壓相等，則下列判斷正確的是（）A．這兩個(gè)電阻的阻值一定相等 B．通過(guò)這兩個(gè)電阻的電流一定相等 C．若兩個(gè)電阻并聯(lián)，相同時(shí)間電流通過(guò)它們做功一定相等 D．若兩個(gè)電阻串聯(lián)，相同時(shí)間電流通過(guò)它們做功一定相等18．如圖所示，電源電壓為6V，定值電阻R＝18Ω，在a、b兩點(diǎn)間接入某元件后，閉合開(kāi)關(guān)S。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．在a、b兩點(diǎn)間接入一個(gè)電壓表時(shí)，電壓表有示數(shù) B．在a、b兩點(diǎn)間接入一個(gè)電流表時(shí)，電流表有示數(shù) C．在a、b兩點(diǎn)間接入導(dǎo)線，電流2s做的功是40J D．在a、b兩點(diǎn)間接入一個(gè)“1.5V，0.25A”的小燈泡，小燈泡能正常發(fā)光19．如圖，電源電壓保持不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，燈L1、L2都能正常工作，且甲、乙兩個(gè)電表的示數(shù)之比是3：4，則通電10min燈L1、L2消耗的電能之比是（）A．1：3 B．3：1 C．4：3 D．3：420．如圖所示，在“比較兩個(gè)燈泡亮度”的活動(dòng)中，閉合開(kāi)關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使圖a中規(guī)格為“2.5V0.3A”的甲燈和規(guī)格為“3.8V0.3A”的乙燈發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是（）①燈越亮說(shuō)明在相同時(shí)間內(nèi)電流做功越多②圖a可探究電流做功多少與電壓大小的關(guān)系③圖b可探究電流做功多少與電流大小的關(guān)系④兩圖中甲燈均比乙燈亮A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④21．在“探究影響電流做功多少的因素”活動(dòng)中，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩個(gè)電路：（1）本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較來(lái)反映相同時(shí)間電流做功的多少。（2）圖中所選用的燈泡L1和L2的規(guī)格應(yīng)。（3）應(yīng)該選擇圖所示的電路研究電流做功多少與電壓大小的關(guān)系；兩個(gè)小燈泡是（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）的，這樣連接是為了控制相等。（4）小明發(fā)現(xiàn)，按圖甲電路實(shí)驗(yàn)時(shí)L1比L2亮，同時(shí)觀察到A1示數(shù)比A2大，這說(shuō)明相同時(shí)間內(nèi)（L1/L2）的電功大，由此可得出的結(jié)論是。接著他將這兩個(gè)燈泡按圖乙連接好觀察到（L1/L2）更亮。（5）對(duì)于“電流做功的多少可能與通電時(shí)間有關(guān)”的猜想，小明是否必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？你的看法是（選填“不必”或“必須”），你的依據(jù)是。22．在“比較兩個(gè)燈泡亮暗”的活動(dòng)中，電路圖如圖甲、乙。兩只小燈泡L1、L2的規(guī)格分別為“3.8V0.3A”、“2.5V0.3A”，電源電壓恒為6V，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“20Ω2A”。（1）如圖甲所示，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，應(yīng)該通過(guò)一定時(shí)間內(nèi)觀察比較（選填“電壓表示數(shù)”或“燈泡亮暗”）來(lái)比較電流做功大小。該實(shí)驗(yàn)中，（選填“能”或“不能”）通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使兩燈都正常發(fā)光。（2）如圖乙所示，兩燈并聯(lián)的目的是，如果在進(jìn)行圖甲實(shí)驗(yàn)中較亮的燈是L1，則該實(shí)驗(yàn)中較亮的燈是（選填“L1”或“L2”）。（3）通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)我們可以得到的結(jié)論是：在電壓和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大電流做功越多；在電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電壓越大電流做功越多。該實(shí)驗(yàn)無(wú)法支持W＝UIt公式，即無(wú)法證實(shí)電功與電壓成正比、與電流成正比。于是小華設(shè)計(jì)了如下圖實(shí)驗(yàn)巧妙的解決了這個(gè)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)中三個(gè)燈泡規(guī)格相同。實(shí)驗(yàn)思路：閉合開(kāi)關(guān)S，將L1、L2看成一個(gè)整體，所以可以認(rèn)為L(zhǎng)1、L2亮度是L3亮度的2倍，如果電壓表示數(shù)滿(mǎn)足時(shí)，則可以說(shuō)明電功與電壓成正比。23．用如圖所示的裝置探究“電流做功與電壓的大小之間的關(guān)系”。兩瓶煤油中都浸泡著一段材料、橫截面積均相同的電阻絲，瓶中溫度計(jì)顯示煤油的溫度。（1）實(shí)驗(yàn)中電流做功的多少是根據(jù)煤油溫度變化的大小來(lái)判斷的，為比較兩電阻做功的多少，兩瓶煤油的質(zhì)量應(yīng)；（2）“水比較容易獲得，為什么不用水代替煤油？”對(duì)此合理的解釋是（填字母）；A.煤油有顏色便于觀察B.煤油密度較小C.煤油比熱容較?。?）兩瓶中電阻聯(lián)使得通過(guò)它們的電流和通電時(shí)間相等，甲瓶中的電阻絲較長(zhǎng)，電阻較，電壓較高；（4）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，甲瓶溫度升高較多。表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體兩端的電壓越高，電流做功越。24．利用圖中甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究電流做功多少跟什么因素有關(guān)。將質(zhì)量一定的鉤碼通過(guò)細(xì)線掛在定滑輪下面，閉合開(kāi)關(guān)，電動(dòng)機(jī)將鉤碼提升得越高，表明電流做的功越多。電路中的電源電壓可調(diào)，電壓表測(cè)量電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，電流表測(cè)量通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流，現(xiàn)將測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中。實(shí)驗(yàn)組號(hào)電流表示數(shù)/A電壓表示數(shù)/V通電時(shí)間/s鉤碼上升高度/m10.21.510.420.21.520.830.41.510.8420.5（1）電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)將鉤碼提升的過(guò)程，是將能轉(zhuǎn)化為能的過(guò)程。（2）第4組實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)如圖乙所示，請(qǐng)將電表示數(shù)填入表中相應(yīng)位置。（3）比較第1、2組實(shí)驗(yàn)，可以歸納出的結(jié)論是。（4）比較第組實(shí)驗(yàn)和第組實(shí)驗(yàn)，可以歸納出的結(jié)論是在電壓和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流做功越多。（5）觀察表中數(shù)據(jù)，可以歸納出電流做功的多少與有關(guān)。25．如圖所示，電源電壓不變。當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開(kāi)時(shí)，電壓表示數(shù)為6V。當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，電流表A和A1的示數(shù)分別為0.5A和0.3A，求：（1）電源電壓是多少？（2）R1和R2的電阻值？（3）當(dāng)S1、S3斷開(kāi)，S2閉合時(shí)，工作1min電路消耗的電能是多少焦？26．如圖甲為某商場(chǎng)安裝的扶梯自動(dòng)計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)化電路圖。已知電源電壓U＝12V，R1為光敏電阻，R2＝20Ω。當(dāng)有光照射時(shí)R1＝20Ω；當(dāng)扶梯上有顧客經(jīng)過(guò)，擋住射向的光R1線時(shí)，R1的阻值增大，計(jì)數(shù)器就計(jì)數(shù)一次。圖乙為某段時(shí)間內(nèi)R2兩端的電壓Uab隨時(shí)間t變化的圖象。（1）當(dāng)有光照射時(shí)，電路中的電流為多大？（2）當(dāng)扶梯上有顧客經(jīng)過(guò)時(shí)，R1的阻值為多大？（3）這段時(shí)間內(nèi)電路消耗的電能是多少？27．“保護(hù)環(huán)境，綠色出行”是現(xiàn)代社會(huì)提倡的一種環(huán)保理念，姑蘇城區(qū)內(nèi)隨處可見(jiàn)共享電動(dòng)自行車(chē)，通過(guò)掃碼開(kāi)鎖，使用之后需停在規(guī)定的線內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)共享。表是某型號(hào)電動(dòng)自行車(chē)主要技術(shù)參數(shù)，請(qǐng)完成以下問(wèn)題：平均阻力整車(chē)蓄電池整車(chē)質(zhì)量最高車(chē)速電壓容量40N40kg≤36km/h48V10A?h（1）某位同學(xué)的質(zhì)量為50kg，當(dāng)他騎著該電動(dòng)自行車(chē)在平直的公路上行駛時(shí)，輪胎與地面的總接觸面積為0.01m2，請(qǐng)計(jì)算該同學(xué)騎行時(shí)輪胎對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？（2）蓄電池一次充足電可儲(chǔ)存的電能是多少焦？（3）若蓄電池儲(chǔ)存能量的80%用于電動(dòng)自行車(chē)行駛中克服阻力做功，則蓄電池充滿(mǎn)一次電，最多能使該同學(xué)使用這種電動(dòng)自行車(chē)，在平直的公路上連續(xù)勻速行駛多遠(yuǎn)？28．闖紅燈、壓實(shí)線都是違反交通規(guī)則的駕駛行為，為引導(dǎo)文明駕駛、保障交通安全，某十字路口設(shè)有紅綠燈及壓實(shí)線拍照系統(tǒng)。紅綠燈內(nèi)部的發(fā)光板上排列著由150個(gè)LED燈所組成的發(fā)光點(diǎn)陣，該型號(hào)的LED燈在不同電壓下發(fā)出不同顏色的光，從而交替發(fā)出紅燈、黃燈、綠燈等交通信號(hào)，已知該型號(hào)LED燈的工作電流是20mA，當(dāng)兩端電壓為1.5V時(shí)發(fā)紅光，當(dāng)兩端電壓為2V時(shí)發(fā)黃光，當(dāng)兩端電壓為2.5V時(shí)發(fā)綠光，壓實(shí)線拍照系統(tǒng)的簡(jiǎn)化電路如圖甲所示，由感應(yīng)器（電阻忽略不計(jì)）、壓敏電阻Rx、電阻箱R、滑動(dòng)變阻器R'、單刀雙擲開(kāi)關(guān)等組成，其中電源電壓為24V，壓敏電阻的阻值隨壓力變化的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)通過(guò)感應(yīng)器的電流達(dá)到或超過(guò)10mA時(shí)，感應(yīng)器報(bào)警，并觸發(fā)抓拍設(shè)備工作進(jìn)行拍照取證；當(dāng)通過(guò)感應(yīng)器的電流達(dá)到或超過(guò)24mA時(shí)，感應(yīng)器會(huì)被損壞。（1）在一次信號(hào)周期中，紅燈亮30s、黃燈亮5s、綠燈亮30s，則一個(gè)信號(hào)周期中該盞信號(hào)燈共消耗的電能為多少？（2）現(xiàn)要求壓