浙江省中考科学课后强化训练28电能.docx

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浙江省中考科学课后强化训练28电能

课后强化训练28　电能

一、选择题

1.清华大学的虞昊教授致力于基于第三代照明技术的LED灯的普及工作。

LED灯的能耗小，造价低廉，使用寿命长。

虞昊自制的LED台灯，用电压为6伏的电源供电，正常工作时电流为300毫安。

则此LED台灯正常工作时的功率为（A）

A.1.8瓦　B.18瓦

C.180瓦　D.1800瓦

【解析】　正常工作时的功率P＝UI＝6伏×0.3安＝1.8瓦。

2．把标有“36V　15W”的甲灯和标有“36V　5W”的乙灯串联后接在电压为36伏的电路中，下列说法正确的是（D）

A.因为甲灯额定功率较大，所以甲灯较亮

B.因为通过它们的电流相等，所以一样亮

C.因为甲灯的电阻较小，所以甲灯较亮

D.因为乙灯实际功率较大，所以乙灯较亮

【解析】　因为甲、乙两灯额定电压相等，而乙灯的额定功率小，所以其电阻大，又因为两灯串联在同一电路中，所以乙灯实际功率大、较亮。

所以D是正确答案。

3．如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/千瓦时”表示每消耗1千瓦时的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中，正确的是（D）

（第3题））

A.指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多

B.小明家上月消耗的电能为911千瓦时

C.小明家干路中的电流不得超过10安

D.断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2分钟，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600瓦

【解析】　从电能表表盘可得到的信息：

①电能表指示灯闪烁的快慢反映了电路消耗电能的快慢，指示灯闪烁越快，电能表所在电路的总功率越大；②电能表读数时，最后一位是小数，单位千瓦时，小明家上月消耗的电能为：

5637.8千瓦时－5546.7千瓦时＝91.1千瓦时；③根据10（20）A的含义判断，电能表允许通过的最大电流为20安，因此小明家干路中的电流不得超过20安；④1600imp/千瓦时表示每消耗1千瓦时的电能，指示灯闪烁1600次，据此求出指示灯闪烁32次消耗的电能，然后根据P＝

求出电饭锅的功率。

4．某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是（B）

【解析】　要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，需控制通过电阻的电流相同，电阻不同，因此需让不同阻值的定值电阻串联连接，故A、C、D错误，B正确。

（第5题）

5．同学们用如图所示电路探究“电功率与电流的关系”。

以下观点不正确的是（D）

A.实验要选取规格不同的灯泡

B.实验中将两灯并联控制了灯两端电压相同

C.将滑动变阻器串联在干路中可以完成实验

D.将题中并联电路改为串联电路也可以完成实验

【解析】　根据P＝UI可知，电功率大小与电压和电流大小有关。

本题探究电功率与电流的关系，应控制电压不变，所以L1与L2并联，两支路电压相同；为防止测量具有偶然性应多次测量，选择不同规格灯泡且在干路中加入滑动变阻器，用来改变L1与L2两端的电压和通过的电流。

　（第6题）

6．把标有“1A　6W”的L1和“2A　6W”的L2两个灯泡并联接入电路中，如图，让其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡的实际功率不超过额定功率，假设两灯电阻均不变，则该电路中干路电流和两灯消耗的实际总功率分别为（C）

A.5安　30瓦B.2.5安　15瓦

C.2.5安　7.5瓦D.5安　15瓦

【解析】　由P＝UI知，两灯的额定电压U1＝

＝

＝6伏，U2＝

＝

＝3伏；灯泡电阻R1＝

＝

＝6欧，R2＝

＝

＝1.5欧；两端所加电压最高为3伏，干路电流I＝I1＋I2＝

＋

＝

＋

＝2.5安，电路总功率P＝UI＝3伏×2.5安＝7.5瓦。

7．将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中，如图所示，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因是（C）

（第7题））

A.灯L1额定功率较大B.灯L2两端电压较大

C.灯L1的电阻较大D.通过灯L1的电流较大

【解析】　依题意可知小灯泡L1、L2串联在电路中，电流相等，灯L1较亮，灯L2较暗，说明灯L1的实际功率大于灯L2的实际功率，根据P＝UI，得U1＞U2；根据U＝IR，又U1＞U2，得R1＞R2；根据P＝

，又R1＞R2，得P1＜P2，故本题答案选C。

8．如图甲所示电路，电源电压不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。

闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中，电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示，则滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中（A）

（第8题））

A.电路总功率的最小值为1.8瓦

B.电路总功率的最大值为5.4瓦

C.定值电阻电功率的最小值为1.35瓦

D.定值电阻电功率的变化为4.05瓦

【解析】　根据电源电压不变列出等式，求出电阻R1的阻值和电源电压，电路中R1和R2串联，由图乙读出最大、最小电流、滑动变阻器两端的电压，电源电压不变，根据P＝UI求出最大和最小总功率；再根据P＝I2R1求出定值电阻的最大和最小功率。

由图乙可知，滑片在左端时，电压表被短路，示数为0，电流为I左＝1.2安，滑片在右端时，电压表测量滑动变阻器两端的电压U滑＝4.5伏，电流为I右＝0.3安，根据欧姆定律可得：

U＝I左R1，U＝I右R1＋U滑，两式联立：

I左R1＝I右R1＋U滑，解得R1＝5欧，U＝6伏，电路总功率的最小值：

P小＝UI右＝6伏×0.3安＝1.8瓦，故选A。

9．小明想设计一种能反映并可调节温度高低的电热毯电路，其原理是：

顺时针转动旋钮型变阻器触片，通过电热丝的电流增大，产热加快，温度升高，反映温度高低的“仪表”（电压表）示数变大。

下列电路图符合设计要求的是（D）

【解析】　A．电压表测电热丝两端电压，变阻器将全部电阻连入电路，转动旋钮型变阻器触片，不改变变阻器连入电路的阻值，故通过电热丝的电流不变，故A错误；B.电压表测电热丝两端电压，变阻器的右边电阻连入电路，顺时针转动旋钮型变阻器触片，变阻器连入电路的阻值变大，根据欧姆定律可知通过电热丝的电流变小，根据Q＝I2Rt可知产热变慢，故B错误；C.电压表测电源电压，示数不变，故C错误；D.电压表与电热丝并联，变阻器的左边电阻连入电路，顺时针转动旋钮型变阻器触片，变阻器连入电路的阻值变小，根据欧姆定律可知通过电热丝的电流变大，根据Q＝I2Rt可知产热变快，故D正确。

10．小宇学习了电路知识后，想利用发光二极管设计一个带有指示灯开关的照明电路，晚间关闭照明灯后，利用二极管发出的光指示开关所在的位置。

他共设计了四个电路，如图所示，其中L为节能灯，规格为“220V　15W”，D为发光二极管，规格为“1.2V　0.002A”，S为单刀双掷开关，R为限流电阻。

下图中能够满足要求的电路是（B）

【解析】　由题意可知，关闭照明灯后发光二极管工作，闭合照明电路时发光二极管不工作，根据发光二极管的规格可知发光二极管应与限流电阻串联，否则二极管会被烧坏。

A.由电路图可知，单刀双掷开关接通发光二极管时会发光，但无论单刀双掷开关怎样闭合，照明灯都不会发光；B.由电路图可知，关闭照明灯后发光二极管能发光，闭合照明电路时发光二极管不工作；C.由电路图可知，关闭照明灯后，发光二极管不亮；D.由电路图可知，闭合照明灯后，发光二极管会因为电路中的电流超过它的额定电流而被烧坏，最后导致白炽灯也不会亮，且关闭照明灯后发光二极管不亮。

故选B。

11．实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的UI图像如图，则下列图中有关此小灯泡功率P与U2或P与I2的图像可能正确的是（D）

（第11题））　

【解析】　由小灯泡的UI图像可知小灯泡的电阻R随温度升高而增大，则

是减小的，又由P＝I2R＝

可知，P随I2增大而增大且增加得越来越快，而P随U2增大而增大且增加得越来越慢。

二、非选择题

12．远距离输电采用高电压，因为在输送功率一定时，根据P＝UI，提高输送电压U，可减小输电导线中的电流，再根据P＝I2R可知，导线消耗的电功率变小。

【解析】　根据P＝UI，输电导线与用电电路之间是串联关系，为提高输送到用电电路的电压U，应尽可能减小输电导线两端电压，输电导线电阻一定时，则可减小输电导线中的电流，再根据P＝I2R可知，导线消耗的电功率变小。

13．某个小灯泡上标有“6V　6W”字样，其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示。

那么当小灯泡两端的电压为2伏时，小灯泡的电功率为1瓦，小灯泡若正常工作1分钟消耗电能为360焦。

（第13题））

【解析】　由图可知，当电压为2伏时，电流为0.5安，由P＝UI得，P＝2伏×0.5安＝1瓦。

小灯泡正常工作时电压为6伏，功率为6瓦，则1分钟内消耗的电能W＝Pt＝6瓦×60秒＝360焦。

14．某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于加热（填“保温”或“加热”）状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，则图中阴影部分面积表示的量是电能，其大小为0.15千瓦时。

（第14题））

【解析】　由图甲可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联，电源电压一定，由P＝

可知开关接触点1时，电路的电阻较小，功率较大，所以此时电饭煲处于加热状态；由乙图像可知，横坐标表示工作时间，纵坐标表示电饭煲的电功率，阴影部分面积S＝Pt＝W，即阴影部分表示的是电饭煲消耗的电能；由图可知，P加热＝0.8千瓦，加热时间t加热＝10分钟＝

时，所以W加热＝P加热t加热＝0.8千瓦×

时＝

千瓦时，P保温＝0.1千瓦，保温时间t保温＝10分钟＝

时，所以W保温＝P保温t保温＝0.1千瓦×

时＝

千瓦时，所以消耗的电能W＝W加热＋W保温＝

千瓦时＋

千瓦时＝0.15千瓦时。

15．如图甲所示是某同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。

根据图像可知，其中，反映电源的总功率PU随电流I变化的关系图像是a（填“a”“b”或“c”），滑动变阻器R消耗的最大电功率为2.25瓦。

（第15题））

【解析】　电源电压U不变，由P＝UI可知，电功率P与I成正比，PI图像是一条倾斜的直线。

由图像可知，电源电压U＝

＝

＝3伏，R0＝

＝

＝1欧，此时定值电阻两端电压为U0＝IR0＝3安×1欧＝3伏，故曲线b为定值电阻的发热功率曲线；曲线c为滑动变阻器的电功率变化曲线，由图可知：

电路电流I＝1.5安时，滑动变阻器消耗的电功率最大，此时电路总电阻R总＝

＝

＝2欧，滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝R总－R0＝2欧－1欧＝1欧；故滑动变阻器消耗的最大功率为：

PR＝I2R滑＝（1.5安）2×1欧＝2.25瓦。

16．某元件（阻值不变）标有“6V　6W”字样，它正常工作的电流是1安，它的电阻R是6欧，将该元件与灯L接入电路中，如图甲所示，通过灯L的电流随电压变化的图像如图乙所示，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”。

闭合开关，在保证电路各元件都安全的情况下，灯L消耗的最大电功率可达到1瓦。

（第16题））

【解析】　

（1）根据公式P＝UI，可得元件正常工作的电流I1＝

＝

＝1安。

根据欧姆定律公式，得元件的电阻为R1＝

＝

＝6欧。

（2）由电路图可知，灯泡与元件串联，电压表“0～3V”测元件两端的电压，电流表“0～0.6A”测电路中的电流，故元件两端的电压最高为U2＝3伏，此时电路中的电流I2＝

＝

＝0.5安。

根据图乙可知，当电路中电流为I＝0.5安时，小灯泡两端的电压为U＝2伏，此时小灯泡的功率为P＝UI＝2伏×0.5安＝1瓦。

17．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，小军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（R1＜R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。

（第17题））

（1）实验中通过气球膨胀的程度大小的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。

（2）甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系。

（3）在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与电流的关系。

（4）甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与C（填气球字母标号）气球相通的电阻丝产生的热量最多。

【解析】　

（1）转换法是用一个便于观察或测量的物理量或数值，来反映不易直接观察的物理量的方法；当瓶中电阻丝发热后会使气体膨胀，则连在瓶外的气球会产生膨胀。

电流产生的热量与导体中的电流、导体电阻和通电时间有关，所以探究电流产生的热量跟什么因素有关时要采用控制变量法。

（2）甲装置两电阻串联，电流相同，可探究电流产生的热量与电阻的关系。

（3）乙装置两电阻并联，R2两端的电压为电源电压U，甲装置中R2两端的电压小于电源电压U，由欧姆定律知乙装置中通过R2的电流大于甲装置，可探究电流产生的热量与电流大小的关系。

（4）乙装置中R1和R2两端的电压都为电源电压U，比甲装置中各电阻两端的电压大，而R1＜R2，由P＝I2R＝

知乙装置中R1的发热功率最大，相同时间内电流通过R1产生的热量最多。

（第18题甲）

18．调光台灯上有一个相当于滑动变阻器的旋钮，调节旋钮可改变台灯的亮暗程度。

为了研究亮度变暗时整个电路耗电的变化规律，小张同学设计了如图甲所示的电路，用标有“3V　1W”的电灯L接在电源电压为4.5伏的电路中进行实验研究，实验数据填入下表：

实验序号

1

2

3

4

5

6

7

8

接入电路的变

阻器的阻值（欧）

1

3

5

7

9

11

13

15

电压表的

示数（伏）

0.45

1.14

1.60

1.96

2.25

2.48

2.66

2.81

电流表的

示数（安）

0.45

0.38

0.32

0.28

0.25

0.23

0.20

0.19

电路的总

功率（瓦）

2.03

1.71

1.44

1.26

1.13

1.04

0.90

0.86

变阻器的

功率（瓦）

0.20

0.43

0.51

0.55

0.56

0.57

0.53

0.53

（1）根据表中的数据可知，小张实验时变阻器滑片P的滑动方向是从a移到b（填“从a移到b”或“从b移到a”），电灯L的灯丝电阻为9欧。

（设灯丝的电阻保持不变）

（2）研究发现，当变阻器的电阻调大时，整个电路消耗的电功率在减小（填“增大”或“减小”）。

（3）小张将变阻器消耗的功率随变阻器阻值的变化画成如图乙所示的曲线。

据此你认为下面说法正确的是（C）

（第18题乙））

A.变阻器消耗的电功率随变阻器阻值的增大而增大

B.变阻器消耗的电功率随变阻器阻值的增大而减小

C.变阻器的阻值逐渐增大时，变阻器消耗的电功率先变大后变小

D.变阻器消耗的电功率与变阻器的阻值无关

【解析】　

（1）由图知，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，电压表示数不断变大，说明滑动变阻器的电阻在不断变大，所以滑片P的滑动方向是从a移到b，R＝

＝

＝9欧。

（2）由表中的数据进一步分析可知当变阻器的电阻调大时，整个电路消耗的电功率在不断减小。

（3）从变阻器消耗的功率与变阻器阻值的变化曲线可清楚地看出变阻器的阻值逐渐增大时，变阻器消耗的电功率先变大后变小。

19．如图所示为某品牌的即热式电热水器，具有热能损耗率低、加热均匀、耐压性能好、寿命长、发热噪音小等特点。

表一为该电热水器的部分技术参数。

（第19题）

　　　　　表一

型号

DSF3165

额定功率

6600瓦

额定电压

220伏

额定频率

50Hz

额定压力

0.6MPa

超温保护

60℃

　　　　　表二

导线横截面积

S（毫米2）

铜芯线允许长期

负载电流I（安）

1

6～8

1.5

8～16

2.5

16～25

4

25～32

6

32～40

（1）该热水器的电阻为7.3欧。

（2）该热水器在额定电压下使用20分钟，热水器消耗的电能为多少？

（3）铜芯线允许长期负载电流与导线横截面积的关系见表二，通过计算说明安装电热水器时，至少应选择哪种型号的铜芯导线？

【解析】　

（1）热水器的电阻R＝

＝

≈7.3欧。

（2）W＝Pt＝6600瓦×20×60秒＝7.92×106焦。

（3）I＝

＝

＝30安。

查表二可知，至少应选择导线横截面积为4毫米2的铜芯线。

20．某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示。

表盘上“1600imp/kW·h”表示每用电1千瓦时指示灯闪烁1600次。

根据表盘上的信息，回答下列问题：

（第20题））

（1）该同学家上个月共用电多少千瓦时？

（2）该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少？

（3）若只让一个标有“220伏　484瓦”的电热器工作3分钟，观察到电能表的指示灯闪烁了32次，则该同学家的实际电压是多大？

（设电热器的电阻不变）

【解】　

（1）W＝（12614.6－12519.6）千瓦时＝95千瓦时。

（2）P＝UI＝220伏×10安＝2200瓦。

（3）W＝

×3.6×106焦＝7.2×104焦，

P实＝

＝

＝400瓦，

R＝

＝

＝100欧，

U实＝

＝

＝200伏。

21．如图甲是某工厂生产流水线产品输送计数装置示意图（俯视图），正方体产品在水平传送带上与传送带以相同速度v＝1米/秒匀速运动，产品的质量m＝0.8千克。

计数器由电流表和电路计数元件组成（电流表和电路计数元件的电阻不计），通过电路中电流的变化计数产品，a为激光源，R1为光敏电阻，R2为保护电阻。

当激光射向R1时，R1的阻值变小，每当产品运动通过a与R1之间时，射向R1的光线会被产品挡住，R1阻值变大。

闭合开关，电路中计数器中电流的示数I随时间t的变化图像如图乙所示。

（g取10牛/千克）

（第21题甲））

（第21题乙））

（1）不计空气阻力，求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小和方向。

（2）求每个产品的棱长L1和产品的间隔L2，每个产品对传送带的压强大小。

（3）已知电源电压U＝3伏，R2＝1千欧，求传送带匀速运输产品过程中1分钟内光敏电阻R1消耗的电能。

【解析】　

（1）∵正方体产品在水平传送带上，

∴传送带对每一个产品的作用力F＝G＝mg＝0.8千克×10牛/千克＝8牛，方向竖直向上。

（2）由速度公式得：

L1＝vt1＝1米/秒×0.1秒＝0.1米，L2＝vt2＝1米/秒×0.2秒＝0.2米。

F压＝G＝mg＝0.8千克×10牛/千克＝8牛，

p＝

＝

＝800帕。

（3）在0～0.2秒内，I＝2×10－3安，U2＝IR2＝2×10－3安×103欧＝2伏，U1＝U－U2＝3伏－2伏＝1伏，W1＝U1It1＝1伏×2×10－3安×0.2秒＝4×10－4焦。

在0.2～0.3秒内，I′＝1×10－3安，U′2＝I′R2＝1×10－3安×103欧＝1伏，U′1＝U－U′2＝3伏－1伏＝2伏，W′1＝U′1I′t2＝2伏×1×10－3安×0.1秒＝2×10－4焦。

在1分钟内，W＝

×（W1＋W′1）＝200×（4×10－4焦＋2×10－4焦）＝0.12焦。

22．下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。

××牌电烤箱

额定电压

220伏

额定

功率

高温挡

1100瓦

低温挡

440瓦

电源频率

50Hz

（第22题））

（1）电烤箱在高温挡正常工作15分钟所消耗的电能是多少？

（2）电烤箱中R1的阻值是多少？

（3）假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为200伏，电烤箱在高温挡的实际功率是多少？

（计算结果保留到小数点后1位）

【解】　

（1）W高＝P高t＝1100瓦×15×60秒＝9.9×105焦。

（2）当S闭合时，R2被短路，电路中只有R1发热，此时电烤箱高温挡工作，则R1＝

＝

＝44欧。

（3）当实际电压为200伏时，电烤箱在高温挡的实际功率为：

P实＝

＝

＝909.1瓦。

23．如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压U1＝6伏，指示灯L的额定电压UL＝2.5伏，定值电阻R0＝350欧；控制电路电源电压U2＝1.5伏，磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c，闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。

（第23题））

（1）将窗户移至A点时，窗户关闭，闭合开关S1，指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率。

（写出计算过程）

（2）已知电磁铁线圈中的电流达到3毫安时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警。

现移动滑动变阻器RP的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的

，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警。

若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现？

请通过计算加以说明。

（写出计算过程，电磁铁线圈电阻忽略不计）

【解析】　

（1）当指示灯L正常发光时，指示灯两端电压UL＝2.5伏，所以R0两端的电压U0＝U1－UL＝6伏－2.5伏＝3.5伏。

I0＝

＝

＝0.01安，IL＝I0＝0.01安，指示灯L消耗的电功率PL＝ULIL＝2.5伏×0.01安＝0.025瓦。

（2）当窗户移至B点时，据图可知，Rx＝400欧，此时，I＝0.003安，

RP＝

－Rx＝

－400欧＝100欧，所以滑动变阻器的最大阻值RP＝150欧。

当窗户移至C点时，据图可知，R′x＝300欧，若蜂鸣器刚好报警，控制电路中电流为0.003安，

此时滑动变阻器接入电路的有效阻值为R′P＝

－R′x＝

－300欧＝200欧>150欧，

所以当滑动变阻器阻值调节到最大值时，窗户还未移至C点，控制电路中的电流已大于0.003安，蜂鸣器已报警。

因此无法通过调节滑动变阻器阻值来实现。