A.R1、R2并联 B.R1、R2串联 C.只接入R1 D.只接入R2
答案:
A
解析:
电流做功的大小与导体两端的电压高低、电流的大小和通电时间长短有关,可以根据W=UIt来判断。
这几种情况下电源电压均为U,只要判断它们的电流大小即可,根据欧姆定律
,电流与电阻是成反比的。
导体并联时总电阻最小,通过它们的电流最大,所以并联时相同时间内电流做功最多。
10.有一电炉丝,阻值为R,接在电压为U的电源上,在t时间内电流做功为W,经下列改装后,在t时间内电流做功仍为W的是( )
A.把此电炉丝接到电压为
的电源上,时间为t
B.把电炉丝的电流减小为
,时间为t
C.把电炉丝长度去掉一半接到电压为U的电源上,时间为2t
D.把电炉丝长度去掉一半接到电压为
的电源上,时间为2t
答案:
D
解析:
电功的大小与电压、电流和通电时间有关,可以利用W=UIt来判断,结合欧姆定律还查把此公式变形为
,本题考查是的是电路的变化对电功的影响。
把电炉丝接到
的电源两端,根据
可知,相同时间内电流做功为原来的四分之一。
B选项中根据
可知,电功为原来的四分之一。
C选项中电阻为原来的一半,时间为原来2倍,根据公式
,电功为原来的4倍。
D选项中电阻为原来一半,电压为原来一半,根据公式
可知,电流做与原来相同。
11.为了估算家中的石英钟使用一节新的5号干电池能工作多少天,石英钟上标有“1.5V 1mA”的字样。
小明同学将阻值为1Ω的小电珠连接在一节新的同种电池上进行了放电实验,结果他发现累计放电96min后电池基本失效。
若电池在工作过程中电压保持1.5V不变,则根据他的实验,估算出该石英钟使用这种新的5号电池连续工作的时间最接近于( )
A.2400天 B.360天 C.100天 D.40天
答案:
C
解析:
因为石英钟工作时的电流很小,所以一节干电池可以工作很长时间,所以直接测量工作时间太长。
不方便用实验的方法直接测量,所以可以利用储存的电能和放电的电流来计算放电时间。
利用了等效的方法,电池蓄存的电能是不变的,可以把它转化为其它用电器,使测量时间变短便于测量。
对于石英钟,由W=UIt得
二、填空题
12.电能表是测量________________的仪表,如图4所示是电能表的表盘,其额定电压为___________V,允许通过的最大电流为____________A。
某同学家电能表上月10日和本月10日的示数如图5所示,他家一个月用电____________kW·h,合___________J。
若只使用一台电视机,测得该表内水平转盘在12min内转动60r,则电视机消耗的电能是__________kW·h,通过该电视机的电流为__________A。
图4 图5
答案:
电能(电功) 220V 10A 104.6kW·h 3.8×108J 0.02kW·h 0.45A
解析:
电能表是用来测量电路中消耗电能或电功的仪表,它的读数是由两部分组成,上个月月底的读数和这个月月底的读数,这两个差值就是本月消耗的电能。
根据电能表可以知道:
其额定电压为220V,允许通过的最大电流为10A。
根据电能表上的参数“3000r/(kW·h)”可知,每消耗1kWh的电能表表盘转3000转,所以
由W=UIt可得
13.小明在家玩爸爸的手机,打开后盖有一块电池上面的标志如图6所示。
由此可知该手机的工作电压是_________V,此充电电池所充满电所能储存的电能为__________J。
图6
答案:
3.6 9331.2
解析:
充电电池的铭牌含义:
电压是指放电时的电压;容量从单位上可以看出是电流与时间的乘积;充电限制电压是指充电时的最高电压不得超过的值。
根据放电电压(U)和容量(It)可以算出电能。
电池的容量是充电电池的一个重要参数,在电压一定时,它反应了其储存电能的多少,它的数值越大,储存的电能越多,手机的待机时间越长。
14.为了搞好城市建设,南京市在市区各交叉路口相继安装了交通红、绿灯和电子警察监控系统。
如图7所示某一路口的红、绿灯设施。
已知三只灯泡均标有“220V 0.455A”字样,这三只灯是_____________联的,该设施正常工作一天(24h)将消耗____________kW·h的电能。
图7
答案:
并 2.4
解析:
物理与生活联系紧密的,路口的红、绿灯工作时红灯、绿灯和黄灯不是同时亮的,某一时刻只能是其中的一盏亮,只有在绿灯亮时行人和车辆才能通过。
红、黄、绿灯中的三个灯都是独立工作的,所以可以判断它们之间是并联,并且某时刻这三个灯只可能是其中的一盏灯亮,所以此红绿灯可以认为是一只灯工作24h。
15.在夏季雨天的一次闪电中,若带电云层与地面间电压为3×109V时发生雷击,放电电流为5×106A,放电时间为4×10-6s,则释放了____________J的电能。
若这些电能全部转化为内能,这相当于质量为___________kg的煤完全燃烧释放的能量。
(q煤=3×107J/kg)
答案:
6×1010 2000
解析:
每次闪电释放的能量是很大,通过计算发现,一次闪电释放相当于2000t煤完全燃烧释放的能量,现在闪电的能量还无法储存,如果能储存,这将是一个很大的资源。
闪电放电时的电压、电流和放电时间,就可以求出第次闪电所放出的电能。
W=UIt=3×109V×5×106A×4×10-6s=6×1010J
W=Q放=6×1010J
三、实验探究题
16.在“探究电流做功多少与电压、电流的关系”的活动中,同学们设计了如图8甲、乙、丙三个电路。
图8
(1)实验中我们通过比较_____________________灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少。
(2)利用图甲可以研究电流做功多少与_______________的关系。
经过讨论,同学们认为图乙电路存在一个缺陷,其缺陷在于_________________________________。
(3)在乙图的实验中,当灯L1的电阻大于灯L2的电阻时,实验中发现电压表V1的示数始终大于V2的示数,根据此现象可以得出的初步结论是_________________________。
(4)某同学想利用丙图来研究电流做功与电压的关系,通过调节滑动变阻器的滑片P的位置来改变灯两端电压,他设计的实验方案中存在什么问题?
________________
答案:
(1)灯泡的亮度
(2)电流大小 无法控制灯两端的电压,利用利用滑动变阻器保护电路
(3)在电流和通电时间相同时,导体两端电压越高,电流做功越多
(4)灯泡两端电压改变时,通过灯泡的电流也发生了变化,没有利用控制变量的物理方法
解析:
电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程,相同时间内消耗的电能越多,转化为其它形式的能越多,本题中利用灯泡把电能转化为内能和光能,相同时间内电流做的功越多,转化为内能越多,灯越亮。
甲中两灯泡并联,其两端电压相等,灯泡的规格不同,则流过它们的电流不同,是研究电功与电流大小的关系。
乙图中两灯泡串联,它们的电流大小相等,但电压不相等,所以研究的是电功与电压的关系,实验中灯泡两端电压越高,灯越亮,说明相同时间内电流做的功越多。
电功的大小与电压、电流和通过时间有关,在实验中要利用控制变量的方法,丙图中当滑动变阻器接入电路的阻值发生改变时,灯两端的电压会发生改变,但流过灯泡的电流也发生了变化,没有利用控制变量的方法。