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1、第六章 电能 预习练习题一、选择题1下列关于能量转化、转移现象的说法中，错误的是（ ）A电池充电，电能转化为化学能B核电站发电是将核能转化成电能C电磁感应现象中，电能转化为机械能D用热水袋取暖，内能发生了转移2经阅读课本可知，下列用电器工作5小时消耗的电能最接近1千瓦时的是（）A21寸彩色电视机B电熨斗C家用客厅的空调D家用电冰箱3如图所示是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内产生的热量Q甲、Q乙，以下关系中正确的是( )AU甲=U乙，Q甲=Q乙BU甲Q乙CU甲U乙，Q甲U乙，Q甲”“=”或“）导体B的电阻
2、；当通过导体A的电流为0.4A时，1min内，导体A产生的热量为 J。16小明家中有40W日光灯5盏，25W白炽灯4盏，100W彩电、1200W空调、700W电饭锅、1000W电水壶各一只，他应选择额定电流等于或稍大于 A的熔丝接在进户线上。其所在地区已实行分时电价政策，8：00到21：00电价为0.55元/度，其余时间电价为0.30元/度，若他家平均每天用电水壶烧水1h，如果将烧水时间由中午改在21：00以后，这样一个月(30天)他家能节约电费 元。17小刚早上8：00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示，然后关闭家中其他用电器，只让电冰箱工作。下午18：00回家后再次查看电能表，显示的数
3、字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为 kWh，电冰箱的实际电功率为 W。 18如图所示为“iPad2”的充电器，参数标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J。充电时的能量转换是电能转化为 能。若“iPad2”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要 小时。19额定电压是用电器 时的电压，额定功率是用电器在 下消耗的电功率。不同的用电器额定功率一般是 的。实际电压是用电器 时的电压，实际功率是用电器在 下消耗的电功率。灯泡的亮度是由灯泡的 决定的。灯泡的功率由 方法测定。测定依据公式是 。20某同学家的电子式电能
4、表上个月月初、月末的表盘如图所示表盘上“1600imp/kwh”表示每用电1kwh指示灯闪烁1600次根据表盘上的信息，回答下列问题：(1)这位同学家一个月消耗的电能可以供“220V 500W”的用电器正常工作 小时。(2)若只让一个标有“220V 484W”的电热器工作3min， 观察到电能表的指示灯闪烁了32次，则该电热器消耗的电能是 J，实际电压是 V。（设电热器的电阻不变）三、探究题21氢气可被用作清洁能源，但它的制取、存储和运输都很困难。科学家开发出一种用糖类制取氢气的新技术，有望解决这几大问题。以这项技术为基础，未来的氢动力汽车将携带易于存储的糖类，如淀粉，其化学式是(C6H10O
5、5)。科学家使用由多种特殊的酶组成的混合物，将淀粉和水转变成CO2和H2的混合气体，将CO2除去后，H2进入燃料电池产生电力，驱动汽车前进。燃料箱容量为55升的汽车可携带约27千克淀粉和21千克的水，完全转变，可以产生4千克氢气，其余为CO2。根据以上材料，请回答下列问题：(1)利用该项技术，汽车运动时的机械能最终由下列哪种能量转化而来 A化学能B太阳能C电能D热能(2)混合物中的酶具有高效性、多样性和 性；(3)请根据质量守恒定律配平淀粉和水反应的化学方程式为： (C6H10O5)n + H2O H2+ CO2(4)若一辆氢动力汽车正常行驶时，功率是70KW，氢气的热值是1.4108Jkg，
6、燃料电池的能量转化效率是50%，在阻力不变和不考虑其它能量损耗时，要使该车能正常行驶，汽车每小时至少消耗氢气 kg；(5)这种技术的实用化，还存在较多的问题，如在汽车中怎样除去混合气体中的CO2就是问题之一。有人提出了下列：将混合气体通过澄清石灰；将混合气体通过溶质质量分数为50%的氢氧化钠溶液；在常温下对混合气体加压，使之液化分离(在20时，将CO2加压到5.73106 Pa，即会液化；氢气在-239.96以上温度时，加高压也不会液化)。从实用的角度考虑，理论上你认为哪种方案更适合在氢动力汽车上应用 (填序号)。22如图是风光互补路灯系统，该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池中
7、，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池中；在风、光都具备时可以同时发电。某种型号的风光互补路灯技术参数如下：风力发电额定功率风力发电额定风速风力发电机启动风速路灯额定电压路灯额定功率太阳能电池板平均输出功率260W8m/s3m/s24V60W100W（1）假设路灯每晚工作10h，求路灯正常工作时的电流和每晚消耗的电能。 （2）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/（sm2）（1s辐射在1m2上的光能为800J），若太阳能电池板的面积为1.25m2，太阳能电池光电转换效率为多大？ （3）在平均风速为8m/s的晚上，风力发电机除了保障路灯正常工作外，同时还给蓄电池充电，如果风力发电机一
8、晚上工作时间为8h，则在这段时间内蓄电池储存电能是多少kWh？ （4）已知风力发电机的输出电功率P与风速v的平方成正比。我市沿海风速不低于5m/s的时间每年不少于4000h，试估算这台风光互补路灯系统利用风能的最小年发电量是多少kWh？ 四、简答题23阅读下列短文，完成短文后的题目。新型发热材料PTCPTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材
9、料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。（1）家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，图甲为其电阻随温度变化的图像，由图可知，该PTC材料的居里点温度为 ； 家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165左右，若它的温度高于165，电阻增大，功率减小，使其温度降低；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能；（2）某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”。将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将图乙所示的电路连接完整；( )（3）
10、如果报警电路中的指示灯的额定电压是6V，额定功率9W。指示灯在工作时的电阻保持不变，那么根据图乙计算它在电路中的实际电功率是 （一节干电池电压为1.5V，计算结果保留两位小数）。24小刚观察了市场上的“测重仪”后，画出了下图所示的原理图：A为托盘，P为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起上下滑动，当托盘中不放物体时，P位于R的最上端。已知R0=5，R的最大阻值为25，电源电压恒为3V。（1）小刚根据图判断，质量表是电流表改装的，其判断的依据是 ；（2）当称量物体质量达到最大值时，R0消耗的功率是多少? （3）该小组在对上述已经制作好的“测重仪”进行交流和评估时发现，该“测重仪
11、”的量程偏小，请你结合电路，设计增大“测重仪”量程的方法： 。试卷第7页，共8页参考答案：1C【详解】A电池充电过程，消耗了电能，得到了化学能，即将电能转化为化学能，故A正确，不符合题意；B核电站是利用核能发电，将核能转化成电能，故B正确，不符合题意。C电磁感应现象中，导体切割磁感线，产生感应电流，是将机械能转化为电能，故C错误，符合题意；D用热水袋取暖，是通过热传递的方式得到能量的，即内能发生了转移，故D正确，不符合题意。2A【详解】由题意知，家用电器正常工作5小时消耗的电能最接近于1千瓦时，则此用电器的功率据此对照选项做出判断；A电视机的功率约为200W，故A符合题意；B电熨斗的功率约为6
12、00W，故B不符合题意；C空调机的功率约为1000W，故C不符合题意；D电冰箱的功率约为100W，故D不符合题意。故选A。3C【详解】由于两电阻丝串联，流过它们的电流I相等，通电时间t相等，由题意知：R甲R乙，由U=IR知：电流一定时，电阻越大，分压越大，故U甲U乙；由Q=I2Rt知：电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多，故Q甲Q乙。4B【分析】由电路图可知，两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，通过它们的电流关系，根据比较两电阻产生的热量关系，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，U形管内两液面的差值变大，据此进行解答。【详解】A电热丝对空气盒内的空气加热，空气受热膨胀，会推动
13、U型管内的液柱变化，通过液柱的变化可以判定电阻产生热量的多少，故A错误；B由可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，左侧U形管的液面高度差小于右侧U形管，故B正确；C煤油的比热容远远高于空气的比热容，在吸收相同的热量时，温度变化较小，体积变化较小，U型管内的液柱变化不明显，利用煤油更浪费时间，故C错误；D实验中可以通过开关来控制加热的时间，能探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间长短的关系，故D错误。故选B。5C【详解】A这种新能源的路灯，“肩扛”光电池板可以把太阳能转化为电能；A项不符合题意；B同时照明灯消耗电能而发光，即是将电能转化为光能；B项不符合题意；C“头顶”的
14、小风扇可以利用风转动起来，小风扇带动发电机发电，即小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能；这样只要有风，这种路灯就可以发电，填补了一点阴天和晚上不能发电的空白，有利于路灯晚上照明使用；C项符合题意；D蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能；D项不符合题意；6B【详解】A由表格数据可知，电热丝正常工作的电压为220V，工作功率为1100W，由、可得，电热丝的电阻故A错误；B由可得，加热时电流故B正确；CD由表格数据可知，电热丝每次加热的时间加热功率，由可得，马桶盖每次加热消耗的电能每完整加热10次，耗电 由题知，小明家的电能表上标着，则该过程中电能表转盘转动的圈数故CD错误。故选B。7B【分析】
15、由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出灯泡的额定电流，然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值，再根据P=UI求出该电路的最大功率；（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡的功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用P=I2R求出灯泡的最小功率【详解】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。根据P=UI可得，灯的额定
16、电流：I额=0.5A，串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为00.6A，电路中的最大电流为Imax=0.5A，该电路的最大功率：Pmax=UImax=4.5V0.5A=2.25W，故A错误；由I=得：灯泡的电阻RL=5,电路中的总电阻R=9，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑=RRL=95=4，故D错误；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流：Imin=0.18A，则电流表的示数变化范围是：0.18A0.5A，故C错误；灯泡的最小功率：PL=(Imin)2RL=(0.18A)25=0.162W，故B正确；故选B.8D【详解】
17、A人站在地面接触火线，电流从火线经人体流向大地，形成单线触电，故A不符合题意；B人站在地面上，双手分别接触火线和零线，电流从火线经人体流向零线和地面，形成双线触电，故B不符合题意；C人站在木凳上，双手分别接触火线和零线，电流从火线经人体流向零线，形成双线触电，故C不符合题意；D人站在木凳上，单手接触火线，此时人体带电，但不能形成通路，不会触电，故D符合题意。故选D。9A【分析】从图可知：电阻R与滑动变阻器串联，根据串联的电阻特点求出总电阻，根据欧姆定律求出电流，根据串联电路的特点和得出滑动变阻器所消耗的功率的表达式。【详解】从图可知：电阻R与滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路的电阻，则根据串联
18、的电阻特点可知，电路中的电阻则有滑动变阻器消耗的电功率当时，；当时，取得最大值；当时，；比较图像可知，只有A符合。故选A。10A【分析】接通电路，电动机不转时，由P=,计算电动机线圈电阻，电动正常工作时消耗的电能转化为机械能的内能，先计算此时电动机的电流，再计算线圈上的发热功率【详解】由题，接通电路，电动机不转时只将电能转化为内能，由P=可得电动机线圈电阻：R=，电动正常工作时消耗的电能转化为机械能的内能，由P=UI可得此时电动机的电流，I=，所以线圈上发热功率为：P热=I2R=R=,故选A.11B【详解】A.由公式P=UI 可知, VA是电功率的单位，故A不符合题意;B.根据W=Pt 可知,
19、kW电功率、时间二者单位的乘积也是电功的单位，即kWh是电功单位，故B符合题意；C. 根据P=UI=可知，是电流的平方与电阻相乘的积, 是电功率的单位,故C不符合题意;D.根据公式P=可知，kW是电功与时间的比值,是电功率的单位,故D不符合题意.12C【分析】已知导线有电阻，设为R。闭合开关S1、S2时，相当于灯泡与加热器并联后再与R串联；当断开开关S2时，相当于灯泡与R串联；灯泡亮度决定于灯泡的实际功率；在串联电路中用电器两端电压与其电阻成正比；并联电路的总电阻小于任何一个分电阻。【详解】如图电路，闭合开关S1、S2时，加热器和照明灯同时工作，两者并联，电阻小，干路电流大，根据知，此时功率大
20、。断开S2后，只有照明灯工作，干路电流变小，功率变小，根据知，单位时间内整个供电线路消耗的电能减小，故D错误；若长导线的电阻为R，由于电流变小，根据知，导线分得电压减小，所以灯两端电压变大，根据知，灯的功率变大，会变亮，故AB错误；根据知，电流变小，单位时间内长导线上消耗的电能减少，故C正确。故选C。【点睛】理解两开关都闭合时，功率大，电流大，而导线电阻不变，根据，导线分得电压多，所以用电器两端的实际电压小，只有灯工作时，电流小，用电器两端的实际电压大，再根据相关公式即可解题。13D【详解】A因为电流随电压的变化图象为正比例函数图象，且呈一条直线，所以通过R0的电流与R0两端的电压成正比，由电
21、压是产生电流的原因可知，不能说电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比，故A错误；B当滑片位于b端时，电路为R0的简单电路，电压表测电源的电压，电路中的电流最大，由图乙可知，电源的电压U=3.0V，电路中的最大电流I大=0.6A，由I=可得，R0的阻值：R0=5，故B错误；C当滑片位于a端时接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I小=0.1A，电路中的总电阻：R总= =30，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器的最大阻值：R大=R总 R0=305=25，电路的最小功率：P小=UI小=3.0V0.1A=0.3W，故C错误；D滑动变阻器接入电路中的电阻为
22、0时，消耗的功率为0W；当变阻器接入电路的电阻为R时，电路中的电流：I=，变阻器消耗电功率：PR=I2R=()2R= = =则当R=5，变阻器消耗的电功率最大，PR大= =0.45W，所以，滑动变阻器R的电功率变化范围00.45W，故D正确。14 送风 2834.1【详解】(1)1由图可知：空调在前5min内，其功率为，因此此时空调处于送风状态；(2)2由图可知：1h内制冷时间：1h内送风时间：则空调工作1h消耗的电能：空调器正常工作10h消耗的电能为：空调器正常工作10h后，电能表的示数应为：15 96【详解】1根据图片可知，当电压为2V时，通过A的电流为0.2A，通过B电流为0.1A，即通
23、过A的电流大于通过B的电流，根据可知，导体A的电阻小于导体B的电阻。2根据图片可知，当导体A的电流为0.4A时，它两端的电压为4V，则1min内导体A产生的热量为Q=W=UIt=4V0.4A60s=96J16 15 7.5【详解】1当小明家中得这些用电器同时工作时，其总电流为：I=5+4+=15A，W=Pt=1kw30h=30kwh，2小明烧水时间在21:00以前，此时电费为：30kwh0.55元/度=16.5元；当小明烧水时间改在21:00以后，此时电费为：30kwh0.3元/度=9元；则他家能节约电费：16.5元9元=7.5元。17 0.5 50【详解】（1）电冰箱所消耗的电能W=1012
24、4.1kWh-10123.6kWh=0.5kWh。（2）电冰箱的实际电功率为。18 化学能 3【详解】1充电时，消耗电能使内部发生化学变化，故使电能转化为化学能；2根据W=UIt可得，将空电板充满电需要的时间：t=10800s=3h。19 正常工作 额定电压 不同 实际接入 实际电压 实际功率 伏安法 P=UI【详解】1 用电器正常工作时的电压是额定电压；2 在额定电压下用电器的实际功率是额定功率；3不同的用电器额定功率一般是不同的。4实际加在用电器两端的电压叫实际电压；5用电器在实际电压下的功率叫实际功率； 6灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮；7 8 测定小灯泡功率
25、的实验原理是：用电压表测出灯泡两端的电压，用电流表测出通过灯泡的电流，根据P=UI求出灯泡的功率即伏安法测功率。20 190 7.2104 200【详解】(1)1由图可知，电能表月初的示数W1=12519.6kWh，电能表月末的示数W2=12614.6kWh，则该同学家本月消耗的电能：由可知，“220V 500W”用电器正常工作的时间： (2)2“1600imp/kWh”表示每用电1kWh指示灯闪烁1600次，则电能表的指示灯闪烁32次消耗的电能：3而，所用电热器的实际功率为：又因为，所用电热器的电阻为：由可得，该同学家的实际电压为：21解：(1) B(2)专一(3) 1 (C6H10O5)n
26、 + 7n H2O 12n H2+ 6n CO2(4)3.6(5)【详解】（1）在燃烧过程中化学能转化为热能而汽车运动时时的机械能最终由光合作用的产物，即太阳能转化而来；（2）混合物中的酶具有高效性、多样性和专一性；（3）依据原子守恒配平可得 1 (C6H10O5)n + 7n H2O =12n H2+ 6n CO2（4）汽车每小时至少消耗氢气的质量为 （5）从实用的角度考虑，理论上在常温下对混合气体加压，使之液化分离（在20时，将CO2加压到5.73106Pa，即会液化；氢气在-239.96以上温度时，加高压也不会液化）更适合在氢动力汽车上应用。22 2.5A；2.16106J 10% 1.
27、6 406.25【详解】(1)路灯正常工作的电流：I=2.5A；由P=可得路灯每晚消耗的电能：W=PLt=60W103600s=2.16106J；(2)太阳能电池板接收到的总功率：P总=800W/m21.25 m2=1000W太阳能电池板平均输出功率P出=100W所以光电转换效率：=10%；(3)蓄电池储存的电能：W=P额t风P灯t灯=0.26kW8h0.06kW8h=1.6kWh，(4)根据题意有=当风速为5m/s时风力发电机输出功率P= 所以最小年发电量：W=Pt=t=4000h=406.25 kWh，23 100 5.06W【详解】（1）1根据图象可知，低于100时，其电阻随温度的升高而
28、减小，高于100时，电阻值则随温度的升高而增大，所以PTC材料的居里点温度为100。（2）2如图所示：当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。（3）3指示灯的额定电压是6V，额定功率9W，则指示灯的电阻为：R=4;报警电路中有3节干电池，故电源电压为4.5V，即指示灯的实际电压是4.5V，则指示灯的实际功率为：P实=5.06W.24 图中的质量表串联在电路中 1.8W 见解析【详解】(1)由图示可知，质量表串联接在电路中，则质量表是由电流表改装成的;(2)由图示可知，当称量物体质量达到最大时，滑片在R最下端，只有定值电阻接入电路，R0消耗的功率：P= =1.8W；(3)由图示可知，在电流表量程范围内，增加滑动变阻器的长度，或换用弹性更大的弹簧都可以增大量程。答案第11页，共11页