系统复习第26课电能2含答案Word文档下载推荐.docx
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电功(
)、电功率(
)和焦耳定律(
)这三个十分接近而又联系紧密的概念,容易混淆。
这部分内容的大小公式加起来共有十几个,经常会用错公式。
学好电学,突破电学的难点,关键在于灵活运用这十几个公式。
其实这十几个公式相互间有很深的联系,可通过下图来记忆。
纯电阻电路(即电能全部转化为内能)Q=WP=W/t(电功率定义式)
Q=UItW=UItP=UI
二、查漏补缺,自我检测
(一)有关电流热效应的探究问题
1.[2016·
温州·
25]某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素,实验步骤如下:
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中,按图甲所示连接电路。
②闭合开关,将滑动变阻器的滑片移至某一位置,记录此时电流表的读数I。
通电一段时间,记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。
③断开开关,直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的读数为2I。
当通电时间与步骤②相同时,记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4,实验数据如表。
电流大小
烧瓶玻璃管内液面的变化高度
A烧瓶
(RA=10欧)
B烧瓶
(RB=20欧)
I
Δh1
Δh2
2I
Δh3
Δh4
(1)步骤②中的电流表示数如图乙所示,此时电流为安。
(2)本实验设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响,可以控制哪些变量相同?
。
(3)小明认为:
只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较,就能说明“对电流产生热量多少的影响,电流比电阻更大”,请比较这两个量的大小关系:
2.[2016·
绍兴·
26]如图是探究“电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关”的实验电路(烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同)。
瓶中的电阻采用金属丝。
(1)完成电路的连接,要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流
表示数变小。
(2)实验中,通过观察__________来判断电流通过导体产生热的多少。
(3)在电流与通电时间相同条件下,选用长度和横截面积都相同的两种材料进行实验-为了使实验现象最明显,可以选用表中的铜与___________进行对比。
长1米、横截面积1毫米2的几种材料的电阻(20℃时)
材料
铜
铝
钨
镍铬合金
电阻(欧)
0.0175
0.029
0.053
1.0
(4)要进一步探究导体产生的热的多少与电流是否有关,可以采取的方法是_______(允许改变元件位置、更换元件等。
只要求写出一种)。
(二)有关铭牌的计算问题(P实、P额与U实、U额的关系,应用公式:
R=U额2/P额、P实=U实2/R)
3.5月20日是“中国学生营养日”,学生的膳食结构越来越受到学校、家庭和社会的重视。
妈妈为了改善小红的早餐营养,买了一台全自动豆浆机,豆浆机的工作原理示意图和铭牌如下:
(1)计算豆浆机正常工作时的最大电流。
(2)豆浆机做一次豆浆,若电动机累计工作3分钟,电阻丝累计加热12分钟,则总共消耗多少电能?
(3)豆浆中富含的是细胞生长及修补组织的主要原料,食用豆浆能为青少年提供生长发育所需的重要营养素。
4.如图是家庭、宾馆常用的电热水壶及其铭牌。
(1)该电热水壶正常工作时的电阻为欧。
(2)该电热水壶正常工作时、烧开一壶水需要5分钟,其消耗的电能是多少?
(3)在用电高峰期使用,如果电压只有200伏,这时电热水壶的实际功率有多大?
(不考虑电阻的变化)
(三)高、中、低温档问题
5.小明家买了一台电烤箱,发热功率有高、中、低三个档位.小明根据电烤箱的工作情况,跟同学们在实验室组成模拟电烤箱的实验电路如图所示.电源输出电压稳定为6V,两个发热电阻分别为R1=10Ω,R2=20Ω.单刀双掷开关S2可分别与触点a、b接通.请你参与小明他们的研究,分析和解答以下问题:
(1)两个开关分别处于什么状态时,模拟电烤箱电路处于“低”档位?
为什么?
(2)模拟电烤箱电路处于“中”档位工作时,消耗的电功率是多少?
(3)模拟电烤箱电路处于“高”档位工作时,通电10min,电流产生多少热量?
6.小芳利用电阻值分别为R1=121Ω、R2=60.5Ω的两根电阻丝,两个开关(S1、S2)和若干电线,设计一台有低、中、高三档不同的电功率的电取暖器,简化后的电路图如下图所示。
求:
(1)电取暖器工作于低档时,S1、S2的断开或闭合情况是怎样的?
此时电路的电流的电功率多大?
(2)电取暖器工作于高档时,S1、S2的断开或闭合情况是怎样的?
此时电路的干路电流和电功率多大?
(计算结果保留小数点后两位)
7.如图是某多用电热理疗仪的部分电路示意图。
电热丝R1、R2、R3的阻值分别为300Ω、150Ω和200Ω,闭合开关S1,调节开关S2,可以使理疗仪分别处于“低温档”、“中温档”、“高温档”(不考虑温度变化对电阻的影响)
(1)当开关S2与连接时,电热理疗仪处于中温档?
(选填a、b或c)
(2)该电热理疗仪所消耗的最大功率是多少瓦?
(请写出计算过程)
(3)电热理疗仪处于低温档时,在10秒内产生的热量是多少焦?
(四)“毫安时”问题
一般的手机电池,充电电池的电量都是毫安时,它的定义是在一定的放电时间下完全放电产生的电流。
例如,1300毫安时指此电池在1小时内完全放电电流是1300毫安。
在蓄电池上都标有这种标记,使用Ah或mAh做电量的单位是使用比较方便,比如,容量10Ah,就表示当放电电流为1A,能够放电10小时。
例如:
“36V/10Ah”,前面的36V是表示这个电池的电压是36V,并且,用这个36V和10Ah相乘,得到360VAh,这个VA表示功率单位“瓦特(W)”,而h变为秒等于3600秒,这个3600秒和前面的360W相乘就得到1296000焦(J),就是说,这个电池完全放电能放出1296000J的电能。
输入:
5V—2A
输出:
容量:
10400mAh
型号:
S4
8.移动电源给人们生活带来了方便。
如图为某品牌移动电源的铭牌,根据所学知识与铭牌上的信息,下列说法正确的是()
A.用移动电源给手机充电时,移动电源中能的总量保持不变
B.用移动电源给手机充电时,电压始终为5V,电流始终为2A
C.用移动电源给手机充电时,没有能量发生转化
D.移动电源充满电时,容量值越大,储存的能量越多
9.“充电宝”是指可以直接给移动设备充电且自身具有储电单元的装置,是近年为比较流行的数码设备.如图为某品牌充电宝的铭牌,根据铭牌上的信息,下列分析正确的是( )
A.对充电宝充电时充电宝相当于电路组成中的电源
B.该品牌的充电宝在家庭电路中不能正常工作
C.该品牌的充电宝最大可以储存2900mAh的电能
D.用充电宝给手机充电过程中充电宝中能的总量会不断减少
10.3G手机既能通话又能传送图像、音乐、视频等多种媒体形式。
以下为某3G手机LGKT878的主要参数:
(mAh为毫安·
小时,是电池容量的单位)
手机型号
主屏参数
电池规格
摄像头像素
通话时电流
LGKT878
3.0英寸
480×
800像素
3.7V,1300mAh
锂电池
500万像素
400mA
该手机通话5min,消耗的电能是焦,该电池可供连续通话小时。
11.手机、手提电脑中使用的锂电池电板是新型的高能电池,以质量轻、储电量大而受到普遍重视。
某手机用的电池储电量为1020mAh(以1020mA的电流可持续使用1小时),若手机待机时的电流为8.5mA,则该手机最长待机时间为小时。
12.[2016·
宁波·
21]甲车两侧远光灯的规格均为“12V60W”,供电的蓄电池电压为12V,最大容量为60Ah。
某天晚上,该车熄火时忘记关闭远光灯,则车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作h。
由于蓄电池的电能耗尽,甲车无法启动,需要借用乙车的蓄电池“搭电”启动,如图所示。
“搭电”时,先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的极相连,再将另两个电极用电线连通(如果误接,蓄电池会被短路)。
项目
指标参数
工作电压
15V
功率
30W
电池容量
2000mAh
13.随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭。
扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。
如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数,请回答下列有关回答:
(1)机器人吸尘的工作原理是通过电机转动使内部压强,从而使杂物进入吸尘器。
(2)电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA,能持续供电1小时。
若充满电后所有电量用于扫地,则可供机器人持续正常工作多少时间?
(3)机器人的供电系统设有自动充电功能,当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。
若返回过程中受到的阻力为20牛,为确保机器人能顺利返回充电,需要充电时离充电座最远为多少米?
(剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功)
14.[2018·
嘉兴·
35]笔记本电脑已进入寻常百姓家庭,出差旅游时常随身携带。
出于安全考虑,民航局规定,乘客可随身携带0.16kW·
h以下的可充电设备。
目前,部分航空公司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。
请回答下列问题:
(1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量3000mAh,输出电压15V,充满电后,若工作时的平均电流为1.5A,可连续工作多少时间?
(2)请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。
(3)使用发现,电脑工作时会发热,原因是。
当升温到一定值时,温控开关S1自动闭合,风扇启动,加快散热从而保护电脑。
如果断开电源总开关S2,风扇M和其他工作系统同时停止工作。
根据上述特点,下列可能符合散热控温特点的原理图是。
15.[2018·
湖州·
34]小华家买了电动自行车,说明书上的部分内容摘录在左下图中(注:
“电池容量10Ah”可理解为“若以10安的电流放电可使用1小时”)。
请回答:
(1)该电动自行车的额定电流多大?
(2)若该电动自行车行驶的平均车速为20千米/时,使用50%的电池容量(按额定电流放电,不计放电时能量损失),能行驶多长路程?
(3)某天小华想在自家的小车库内充电,发现车库内只安装了电灯,没有插座,于是小华想在右上图所示的原有线路上安装一个双孔插座,应在a、b、c三处中的哪两处之间安装才合理?
A.a和bB.b和cC.a和c
(五)关于电路中输电线功率损耗问题(干路分压实际情况分析)
16.用电高峰时期,家庭里的白炽灯泡比正常发光要暗一些。
这是因为,在用电高峰时( )
A.并联用电器增多,电路的总电阻增大
B.并联用电器增多,电路的总电流减小
C.并联用电器增多,家用电器的实际功率减小
D.并联用电器增多,家用电器的额定功率减小
17.一只“220V
100W”的灯泡,接在照明电路中,则
(1)正常发光时,通过灯泡的电流多大(计算结果保留两位小数)?
(2)正常发光时,通电1小时灯泡消耗的电能是多少?
(3)若用输电线把该灯泡由电源处引到某工地时,发现灯泡亮度较暗,测得灯泡实际功率只有81W,则输电线上消耗的功率多大(电源电压为220V)?
18.为改善休闲广场的照明,电力部门要在广场安装一盏规格为“220V1000W”的碘钨灯,己知电控室的输出电压恒为220V,所需电线总长为400m,所选用电线的电阻为每米1.65×
10-2Ω。
(1)电路中电线的电阻为Ω;
(2)实际电路中,相当于碘钨灯与电阻R串联(如图),则碘钨灯工作时,它的实际功率是多少?
(3)要减少电路中电线的功率消耗,可采取的措施是(写出一点)。
(六)非纯电阻电路问题
19.[2018·
杭州·
33]如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。
开始小金先抓住转轴合上开关,观察小灯泡的亮度;
接着放开转轴让电动机转动,继续观察小灯泡亮度的变化(已知:
小灯泡的电阻为R,电动机线圈电阻为r,电源电压为U)。
由此请你回答:
(1)在电动机未转动时,t时间内电流在电路中产生的热量为________________(填写表达式)。
(2)在电动机转动时,电流所做的功________电流在电路中产生的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮,你认为小金的判断正确吗?
并根据学过后知识给以解释。
参考答案
1.
(1)0.24
(2)电流和通电时间(3)Δh3>
2.
(1)接在滑动变阻器下面的B接线柱上;
(2)玻璃管内液面上升的高度;
(3)镍铬合金;
(4)保持其他不变,改变滑动变阻器阻值(保持其他不变,更换不同电压的电源)进行相同时间的二次实验。
3.
(1)由P=UI得:
I=
=
=3.64A(公式、过程、结果)
(2)由P=
得:
W=Pt
加热时消耗的电能:
W1=P1t1=800W×
l2×
60s=576000J
电动机工作时消耗的电能:
W2=P2t2=150W×
3×
60s=27000J
总共消耗的电能:
Ws=W1+W2=576000J+27000J=603000J
答:
正常工作时,通过豆浆机的最大电流3.64A,做一次豆浆总共消耗603000J电能。
(3)蛋白质
4.
5.
解:
(1)当开关S1断开,S2接a时,电路处于“低”档位。
此时电阻R1和R2串联,接入电路的电阻最大,当电压不变时。
根据
可知,此时电功率最小。
答:
当开关S1断开,S2接a时,电路处于“低”档位。
(2)当开关S1闭合,S2接a时,只有电阻R2接入电路,电路处于“中”档位.此时电功率P中=P2=
=
消耗的电功率是1.8W。
(3)当开关S1闭合,S2接b时,两个电阻并连接入电路,此时电路处于“高”档位。
P高=P1+P2=
+P2=
。
通电10分钟产生热量Q=W=P高t=5.4W×
600s=3240J。
电流产生3240J的热量。
6.
(1)由P=U2/R可知,要使功率小,则电阻要大,当工作于低档时,只有R1接入电路,则S1闭合,S2断开;
由P=U2/R得:
P1=(220V)2/121Ω=400W。
(2)由P=U2/R可知,要使功率大,则电阻要小,则可知最高档应是两电阻并联,即工作于高档时,两开关均闭合。
电路中的总阻值为:
R=R1R2/(R1+R2)=40.33Ω,
由欧姆定律得:
I=U/R=220V/40.3Ω=5.45A。
由P=U2/R得:
P2=(220V)2/40.33Ω=1200.09W。
(1)处于低档时,S1闭合,S2断开;
功率为400W;
(2)处于高档时,两开关均闭合,电流为5.45A,消耗功率为1200.09W。
7.
(1)c
(2)由题意分析可知,当S2与开关a连接时,此时功率最大。
P最大=U2/R3=(220V)2/200Ω=242瓦。
(3)由题意分析可知,当S2与开关b连接时,此时功率最小,电热理疗仪处于低温档。
Q=U2/(R1+R3)×
t=(220V)2/(300Ω+200Ω)×
10秒=968焦。
8.D
9.D
解析:
A、对充电宝充电时充电宝相当于电路组成中的用电器,而不是电源,故A错误;
B、读图可知,其输入电压为100~240V,而家庭电路的电压为220V,故可以在家庭电路中正确使用,故B错误;
C、由铭牌信息可知,该品牌的充电宝的电池容量为2900mAh,但mAh是电量的单位,不是电能的单位,故C错误;
D、用充电宝给手机充电过程中充电宝中能的总量会不断减少,故D正确。
10.444J;
3.25h
11.120h
12.6;
正
13.
(1)减小或降低
(2)
(3)克服阻力做功:
一次充满电后机器人可持续正常工作1小时,为确保机器人顺利返回充电,需要充电时离充电座最远为216米。
14.
(1)笔记本电脑电池容量:
3000mAh,平均电流为I=1.5A=1500mA
工作时间:
t=3000mAh/1500mA=2h
答:
笔记本电脑可连续工作2小时。
(2)W=UIt=15伏×
3安×
3600秒=162000焦耳=0.045千瓦时,因为0.045kW·
h﹤0.16kW·
h
所以该笔记本电脑能带上民航飞机。
(3)电流通过导体会产生热量。
B
15.
(1)5安
(2)20千米(3)C
解析:
(1)因为P=UI,所以电动车的额定电流为I=
=5A。
(2)电动车行驶的时间为t=
=1h,
因为ν=
,所以电动车行驶的路程为s=νt=20km/h×
1h=20km。
(3)由图知,要使双孔插座能够正常使用,需要与灯泡并联,并且不受开关控制。
所以要连接在a、c之间。
故选C。
16.C
17.
(1)
;
(2)W=Pt=0.1kW×
1h=0.1kwh或W=Pt=100w×
3600s=3.6×
105J
(3)解法1:
灯泡的额定电流为I额
=P额/U额=100W/220V=0.45A
电阻为R=U额2
/P额
=(220V)2
/100W=484Ω
此时通过灯泡的电流为I实=
,总功率为P总=U额I
实
=220V×
9/22A=90W所以导线上消耗的电功率为:
90W-81W=9W;
解法2:
由U额2
/U实2=P额/P实,可算出灯泡的实际电压为198V,所以导线上的电压为:
220V-198V=22V
通过灯泡的电流由上算出I实
所以导线上消耗的电功率为22V×
229A=9W。
18.
(1)6.6
(2)RL=U2/P=(220V)2/1000W=48.4Ω
R总=RL+R=48.4Ω+6.6Ω=55Ω
I=U/R总=220V/55Ω=4A
P实=I2RL=(4A)2×
48.4Ω=774.4W(其他正确解法也给分)
(3)减小输电线的长度或增大电线的横截面积或换用电阻比较小的材料。
(答减小电阻给1分)
19.
t
(2)大于
(3)不正确,不转时W总功=Q电路UI1t=I12(R+r)tI1=
转动时W’总功>
Q’电路UI2t>
I22(R+r)tI2<
,故I2<
I1,灯泡变暗