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第1 节《电能 电功》同步测试
一、选择题
1.电能表是用来测量( )
A.用电时间
B.用电器在1s 内电流做功多少
C.用电器消耗电能多少
D.通过用电器电流大小
答案:C
解析:电能表是用来测量电路中一段时间内消耗电能多少的仪表,即测量电功的。用电
电器1s 内电流做功的多少是下一节所学的电功率。
2.下列用电器是利用电流做功获得机械能的是( )
A.电灯 B.电热水器 C.电饭锅 D.电风扇
答案:D
解析:电流做功的过程是把电能转化为其它形式能的过程,不同的用电器转化成不同形
式的能量。如本题中的电灯是把电能转化为内能和光能;电热水器和电饭锅是把电能转化为
内能;电风扇主要是把电能转化为机械能。
3.电流通过一台电动机时产生的热量是1200J,产生的动能是3600J,则电流做功至少为
( )
A. 1200J B.4800J C.3600J D.2400J
答案:B
解析:电流做功的过程是把电能转化为其它形式的能,有多少电能发生了转化就说电流
做了多少功。本题中的电动机工作时把电能转化为内能和机械能,产生的热量和动能都是由
电能转化而来的,所以电流至少做的功就是它们的总和。
4.下列关于电功的说法中正确的是( )
A.电流通过用电器时,只有把电能转化为机械能进才做功
B.电流通过导体时所做的功决定于导体两端的电压、通过导体的电流和导体的电阻
C.加在导体两端的电压越大,通过导体的电流越大,通电时间越长,电流做的功越多
D.电流做功的过程,实际上是把其他形式的能转化为电能的过程
答案:C
解析:这是对电功概念的辨析。电功就是电流做功,各种用电器做功时就是把电能转化
为其他形式的能,如电饭锅是把电能转化为热能,电动机把电能转化为机械能。电功的大小
与导体两端的电压、电流和通电时间有关,与电阻无关。电流做功的过程就是把电能转化为
其他形式能的过程。
5.如图1,导体A、B 是由同种材料做成的,A 和B 长度相等,但A 比B 的横截面积大,
当S 闭合后,在相同时间内,下列叙述正确的是( )
图1
A.电流通过A、B 所做的功是WA>WB
B.电流通过A、B 所做的功是WA<WB
C.因为它们串联,电流相等,所以电流通过A、B 所做的功是WA=WB
D.因为它们两端电压大小不等,无法比较电流通过A、B 所做功的大小
答案:B
解析:本题考查了影响电流做功大小的因素及电阻大小与横截面积的关系。电流做功的
大小可以利用W=UIt 来判断,导体两端的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长,电流
做功越多。这两个导体材料、长度相等,但横截面积A 比B 大,所以导体A 的电阻比B 的小,
串联电路中它们的电流相等,所以导体A 比B 的两端电压小。在相同时间内,电流通过A、B
所做的功是WA<WB。
6.下列做法中不符合节约用电原则的是( )
A.离开房间时随手关灯
B.使用空调时不关闭门窗
C.使用电子高效节能灯
D.使用冰箱时尽量少开冰箱门
答案:B
解析:在了解了1kW·h 的电能的作用时,初步了解节约用电的重要性,注意物理与生活
的紧密联系。使用空调时不关闭门窗,会使空调持续工作,浪费电能。
7.两个定值电阻R1、R2分别接入各自的电源使用时,通过各个电阻的电流I1=I2,如图2
所示,已知R1=2R2,当通电时间相等时每个电阻消耗电能W1、W2,则( )
图2
A.W1=2W2 B.W1=4W2 C.W1=W2 D.W1<W2
答案:A
解析:本题是考查了电功与电压的关系,电流做功的大小与电压、电流和通电时间有关。
两个电阻通过的电流相等,根据欧姆定律可知,R1 两端电压是R2 两端电压的2 倍,即
U1=2U2。根据W=UIt,电流做功W1=2W2。
8.小明家中的电能表如图3 所示,下列说法中不正确的是( )
图3
A.每消耗1kW·h 电能,电能表的转盘转了2500 转
B.电能表的额定电压为220V,允许通过的最大电流为10A
C.小明家中“220V 7A”的电烤炉和“220V 5A”的电热壶可以同时正常工作
D.电能表读数的单位是kW·h
答案:C
解析:电能表的表盘上各个部分的意义:kW·h 是指电能表读数的单位是kW·h;220V 是
指电能表适用的工作电压为220V;10A 是指电能表的额定最大电流为10A,电能表工作时的
电流不应超过此值;50Hz 是指交流电的频率为50Hz;2500R/(kW·h)是指电路中每消耗
1kW·h 的电能,电能的转盘转2500 转。
9.有两个电阻,R1<R2,采用下列几种方式分别接到电压为U 的电源上,在相同时间内电
流做功最少的连接方式是( )
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 .2 400
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 104.6 kW·h 3.8×108J 0.02
kW·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。