电功与电能的计算1.docx
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电功与电能的计算1
电功与电能的计算1
一.选择题(共7小题)
1.(2017秋•宝丰县期末)将阻值为10Ω的电阻丝接在电源两端,通电10min,电流所做的功是2.16×103J,若将阻值为5Ω的电阻丝接入同一电源的两端,通电20min,电流做功的多少是( )
A.2.16×103JB.1.25×103JC.6.0×103JD.8.64×103J
2.(2015秋•邵阳期末)某学校共有40个教室,每个教室里装着6盏40W的日光灯。
由于注意节约用电,平均每盏每天少开半小时,那么一个月(按30天)可节约电( )
A.144度B.145度C.146度D.147度
3.(2015秋•同心县校级月考)有两个电阻R1、R2(已知R1<R2),如果将它们串联起来接入电路中,在相等的时间内它们消耗的电能分别为W1、W2,下面的说法中正确的是( )
A.W1<W2B.W1>W2C.W1=W2D.无法判断
4.(2014秋•荔湾区期末)图中,导体A、B是由同种材料做成的,A和B等长,但A比B的横截面积大,当S闭合后,在相同时间内,电流通过A、B所做的功分别为WA、WB,则( )
A.WA>WBB.WA<WB
C.WA=WBD.无法比较做功大小
5.(2015•安阳二模)下列估计结果中符合实际的是( )
A.家用微波炉的功率约100W
B.正常人的步行速度约10m/s
C.一只鸡蛋的质量约是50g
D.人的正常体温约40℃
6.(2012秋•双峰县期末)有两个电阻R1、R2(已知R1<R2),如果将它们串联起来接入电路中,在相等的时间内它们消耗的电能分别为W1、W2,下面的说法中正确的是( )
A.W1>W2B.W1<W2C.W1=W2D.无法判断
7.(2012春•新华区校级月考)如图所示,R1=20欧姆,R2=40欧姆,以不同的方式接到电压相同的电源上,在相同的时间内,消耗的电能最多的是( )
A.
B.
C.
D.
二.填空题(共33小题)
8.(2018•河南一模)如图甲所示电路,将滑动变阻器R2的划片从最右端滑倒最左端,电流表和电压表的示数关系如图乙所示,则电源电压为 V,若将滑动变阻器R2的划片滑到中点后通电1min,电路消耗的总电能为 。
9.(2018•信阳一模)如图所示,支持快充已经成为很多手机的标配。
手机电池充电时,它相当于 (选填“电源”或“用电器”)。
现有一款手机电池容量为4000mA•h,电池电压为4V,它充满电后,大约储存的电能为 J.使用该手机的快充功能,充电时的电压为5V,1.25小时即可充满,则充电时的电流为 A。
10.(2017秋•内乡县期末)如图所示,某城市安装一种“按钮时红绿灯”,当路上车辆不多时,行人通过触摸按钮,使正对车辆的红灯亮起,行人安全通过,按钮相当于电路中的 ;红灯和绿灯是 联的。
若红灯绿灯的功率都是50W,一天工作12小时,则一天消耗电能 kW•h
11.(2018•商丘一模)如图甲是家用电吹风的工作原理图,电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。
要让电吹风工作时吹出热风,它的开关应置于图甲中 (选填“1”、“2”或“3”)位置,此时电风扇与电热丝的连接方式是 。
某次用该电吹风将头发吹干的过程中,电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示,则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是 J。
12.(2017秋•高新区校级期中)一手机电池上面标明电压为3.7V,容量为2000mA•h,充满电后储存的电能为 J.当电池电量低于20%时必须充电,否则对电池造成极大危害,小明用它玩游戏时,电流为200mA,可用手机玩游戏的最长时间为 h。
13.(2016秋•淅川县期末)用同种材料制成的长度相等的两段导体AB和BC,它们的横截面积之比为2:
1,如图所示把它们串联在电路中,它们两端的电压之比为 ,相同时间内电流通过导体所做的电功之比为 。
14.(2017•濮阳模拟)某学校教室共使用了600盏额定功率为40W的日光灯,每天正常照明8小时,每月(按22天计算)消耗电能 度。
15.(2017秋•荣成市校级期中)某电视机电功率是100W,每天使用3h,一个月(按30天计算)用电 J,合 kW•h。
16.(2016秋•平舆县期末)如图所示为手机电池,铭牌上标的正常工作的电压为3.7V,电池容量为800mA•h,如图甲。
此电池在充满电时贮存的电能为 J.电极处略有凹陷(如图乙),可以在一定程度上防止与硬币、钥匙等金属物体接触引起 从而损坏电池。
17.(2016秋•郾城区校级期中)“化为P8”手机的电池标有“标称电压4V”、“电池容量3000mA•h”的字样,.“标称电压”是指手机工作时的电压,该电压对人体 (填“属于”或“不属于”)安全电压。
“电池容量”是指电池所能容纳的最大电荷量,1mA•h=1mA×1h,则该手机一次充满电可储存的电能为 kW•h。
18.(2016•内乡县一模)智能手机耗电量大,移动充电宝应运而生。
某品牌移动充电宝部分相关参数如表格。
给充电宝充电时,充电宝相当于电路组成中的 (填“电源”或“用电器”).该品牌的充电宝可以储 焦耳的能量。
表中有明显不符合科学规范之处,请加以改正:
。
19.(2016•招远市一模)为践行“低碳理念”,现在已广泛使用LED节能灯,它可以直接把电能转化为光能。
现有一盏标有“24V,12W”LED灯,其亮度与“220V,100W”的普通白炽灯相当。
两种灯
LED灯
白炽灯
发光原理
二极管发光
钨丝高温发光
额定电压
24伏
220伏
响应时间
10﹣4秒
10﹣5秒
额定功率
12瓦
100瓦
(1)若上述LED灯和白炽灯都正常工作相同时间,两灯消耗的电能之比是 。
(2)白炽灯工作时的能量转化情况如图,则该白炽灯的发光效率是 ;试推测12WLED灯与100W白炽灯照明效果相同的可能原因是 。
20.(2015秋•濉溪县期末)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 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)
21.(2016春•西峰区校级期中)某用户有“220V,50W”灯泡2只,平均每天用3h,“220,100W”的彩电平均每天用2h,“220,150W”的电冰箱平均每天用6h,一个月(按30天计算)共花费 元(设1Kw•h的电费为0.5元)。
22.(2015•河南)如图是某款电热水龙头的电路原理图。
R1、R2为电热丝,通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡之间的切换。
当开关同时接触2、3触点时,水龙头放出的是 水(选填“冷”、“温”“热”).若R2=2R1,水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W,则它在热水挡正常工作lmin消耗的电能为 J。
23.(2015•泰安)如图所示的电路中,电源电压保持不变。
只闭合开关S,电流表的示数为0.1A;再闭合开关S1,电流表的示数为0.5A.那么闭合S、S1后,在相同的时间内,电流通过电阻R1、R2所做电功之比 。
24.(2015•河南二模)2014年6月17日,长葛市与某新能源集团签约,由该集团出资为长葛市城区6400盏路灯进行节能升级改造,如图是安装的新型节能路灯,原来的高压钠灯功率约为300W,而这款路灯为LED模组化设计,功率只有120W,LED实际是发光二极管的缩写。
它是由 材料制成的,若冬季该路灯使用时间为18:
30至次日6:
30,则全市的路灯一天要耗电 kW•h。
25.(2015•安徽)当天空中空气的湿度很大,两块云之间的电压很高时,原先不导电的空气就会变成导体,强大的电流可在瞬间通过天空,形成闪电。
某次闪电的放电电流约1×104A,电压约1.8×108V,放电时间约0.01s,则这次闪电释放的电能约 J,合 kW•h。
26.(2015•遂平县二模)为了合理利用资源,减少能耗量,国家积极推广使用节能电器。
一盏15W的LED发光二极管照明灯的亮度相当于一盏60W的白炽灯的亮度。
制成LED发光二极管的主要材料是 。
(选填“半导体”或“超导体”)若以15W的LED照明灯代替60W的白炽灯照明,每天开灯4h,每月(按30天)可以节约电能 kW•h。
27.(2014秋•平顶山期末)目前,一种太阳能红绿灯开始在不少城市的十字路口“站岗”。
这种太阳能红绿灯的主要技术参数如表,白天太阳能电池板给红绿灯供电,同时多余的电能又给蓄电池充电。
在阴雨天和晚上,蓄电池又给红绿灯供电,使红绿灯能连续工作,如图所示。
光电转换效率η
有效受光面积S
工作电压U
每个信号灯规格U、P
使用条件T
30%
8m2
24V
24V,30W
﹣30℃﹣70℃
在晴朗的白天,红绿灯不工作而给蓄电池充电时,太阳能红绿灯能量的转化过程是:
太阳能转化为 再转化为 能。
它工作一天(24h),可节约的电能是 kW•h。
28.(2015•日喀则市模拟)如图是某蓄电池铭牌上的部分内容,由此可知该电池的电压为 伏。
根据本学期所学过的物理知识,可判断出“2.4Wh”中的“Wh”是 (填物理量名称)的单位。
29.(2014秋•鲁山县校级期末)家庭电路中保险丝的作用是 ,某手机电池标有电压3.7V,容量为1130mAh,充满电后大约储存了 J的电能。
30.(2013秋•新乡期末)LED灯是高效节能光源,它的核心元件是发光二极管,二极管是用 材料制成的。
某商场为节约电能,将商场的300盏日光灯换成了LED灯,每盏灯的功率由原来的28W变成了13W,若这些灯每天工作10h,则一个月(按30天计算)可节省电能 kW•h。
31.(2014秋•濮阳校级月考)现在许多宾馆都利用房卡取电,如图所示。
只有把房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用。
房卡的作用相当于家庭电路中的 。
一幢楼有500盏“220V40W”的灯,它们的连接方式是 (选填“串联”或“并联”);若少开几盏灯,电路中的总电阻将 (选填“变小”、“不变”或“变大”).为了响应“地球一小时”的活动,这500盏熄灭1小时共可节约电能 千瓦时。
32.(2014•镇平县模拟)为了合理利用资源,减少能耗量,国家积极推广使用节能电器,根据我国的使用实际。
这些家用节能电器的额定电压为 V.若以额定功率为15W的节能灯代替额定功率为60W的普通照明灯,假设每天开灯4h,采用上述措施每盏灯每月(以30天计)能节约电能 度。
33.(2014•洛阳一模)如图是洛阳市在九都东路安装的新型节能路灯,这款路灯为LED模组化设计,其功率约为300W.LED实际是发光二极管的缩写,它是由 材料制成的。
若某季节该路灯使用时间为17:
30至次日6:
50.则一盏路灯一天要耗电 kw•h。
34.(2014•洛阳一模)电吹风是一种常用小家电(如图甲所示),图乙是其内部电路结构,其中电热丝通电后可以发热,电动机上的小风扇通电后可以送风,拨片开关可以同时解除两个触点,图丙是其铭牌。
(1)要送热风时,拨片开关应放在 位置(选填“A”、“B”或“C”)。
(2)若电吹风在额定电压下工作,送冷风时,通电10min电流所做的功是多少焦?
;电热丝R的阻值应为多大?
。
(3)吹热风时比吹冷风时头发干得快,其原因 。
35.(2014春•博兴县校级期中)某用电器的额定电压是220V,正常工作时的电流是800mA,这个用电器正常工作时的电功率是 ,电阻是 ;如果该用电器每天使用5h,则每天消耗的电能是 J,一个月耗电 度(一个月按30天计算)。
36.(2012秋•南阳期末)一台家用电视机待机状态下的电功率约10W,这表示待机时电流1s仍需做功 J,如果这台电视机平均每天待机时间是18h,那么,在30天内待机消耗的电能是 kW•h。
37.(2013秋•河南期中)如某日光灯在照明电路中正常工作时,其电流是0.20A,若通电10min时间,则有 J的电能转化成了内能和 能。
38.(2013•成都)电饭煲、电水壶和电熨斗分别标有“220V1000W”、“220V1800W”和“220V500W”的字样,它们各自正常工作相同时间, (选填“电饭煲”、“电水壶”或“电熨斗”)产生的热量最多。
标有“220V1000W”的电饭煲正常工作0.2h,电流所做的功为 kW•h。
39.(2013•金牛区校级一模)标有“6V6W”的灯泡L1和“6V3W”的灯泡L2串联接入电路中,通过两灯的电流之比是 ,两灯在相同时间内消耗的电能之比为 。
(不考虑温度对灯丝电阻的)
40.(2013•樊城区模拟)把标有“220V100W“和“220V40W“字样的两个灯泡串联接在220V的电路中,使用时两灯消耗的功率之比为 ,其中标有“220V100W”的灯正常工作 小时消耗的电能为1kW•h。
三.计算题(共4小题)
41.(2017•顺河区校级二模)“绿色新光源,耐用又环保LED“绿色光源”的LED灯已广泛应用。
某校教学楼有40间教室,每间教室有12盏LED照明灯,每盏LED照明灯的亮度与原来220V40W的日光灯相当。
销售人员宣称可节能90%,小明为了探究LED灯泡节能情况,他找到了一个损坏的教室内的照明灯,发现是较多的发光二极管连在一起的,裁掉一个LED灯发现上面标有2.5V字样并连接了图甲所示的电路并多次测量,绘制出了I﹣U图象(图乙)。
(1)在220V的电路中使用,需要多少个这样的二极管串联才能正常发光?
(2)通过计算说明销售人员的宣传是否真实?
(3)若教室每天开灯3h,一个月(按30天计算)可节约多少电能?
(4)请写出这样的LED照明灯的优点和缺点(各写出一个)
42.(2016秋•上蔡县校级期末)利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电。
某市启动了“光伏工程”示范项目,在某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。
(1)一天的有效光照时间按8h计算,该光伏发电系统一天共发电多少千瓦时?
(2)该光伏发电系统一天的发电量,如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成,需要燃烧多少千克煤?
(煤的热值q煤=3.0×l07J/kg)
43.(2016秋•禹州市期末)如图所示,电源电压不变,小灯泡标有“6V3W”字样,滑动变阻器的最大阻值为24Ω。
(1)小灯泡正常工作20min将消耗多少电能?
(2)当滑片P在中点时,小灯泡恰好正常发光,则电源电压为多少伏?
44.(2016•哈尔滨)某课外活动小组在社会实践活动中获得:
(1)某工厂用电电压U=380V,电流I=500A,则该工程1h可消耗多少kW•h的电能?
(2)某水利发电站(如图甲)的部分信息:
①发电站供电功率P1=2×106kW,而用户用电功率为P2=1.2×106kW,出现了多余的电能被全部浪费掉的现象,若平均每天供电、用电时间均为5h,则平均每天浪费多少kW•h电能?
②该发电站经过改进,能回收原来每天浪费的全部电能,并经转化可再次发电,再次发电的电能与回收的电能之间的关系如图乙所示,如果6×103kg的水从该电站上游落下可发电1kW•h,则改进后的发电站每天回收后再发电的电能相当于多少质量的水所发的电?
四.解答题(共6小题)
45.(2018•焦作二模)一辆汽油和电力混合动力轿车,在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的动能转化为电能储存在蓄电池中。
动能转化为电能的效率是90%,下表所示是该型号汽车电池的部分技术参数。
某次开车时,当驾驶员看到前方40m处有超速违章拍照装置(限速50km/h)时,立即启动充电装置给电池充电,达到使轿连速的目的,轿车减速行驶3s后,速度减为50km/h。
在这一段时间内,轿车的平均速度为υ=54km/h,其动能由原来的8.5×104J减小为4.5×104J。
电池容量(kW•h)
车载充电器输入电压(V)
车载充电器输入电流(A)
电能转化为机械能的效率
充电效率
22
220
16
70%
50%
(1)发电机是根据 原理发电的。
发电过程中动能除了转化为电能外,由于线圈有电阻,还有部分能量转化为 能。
(2)这次发电机工作时最终储存到电池内的电能有多少焦?
(3)通过计算判断轿车是否会因超速而被拍照;
(4)上述汽车充满电后、在水平地面上匀速行驶的最大距离为140km,则该车匀速行驶时受到的阻力为多少?
46.(2016秋•洛阳期末)洛阳市宜阳县的樊村风电场项目正在建设中,经勘探风电场平均风速为7.0m/s,所选用的风机的发电机功率随风速变化的功率曲线如图所示,如果该风电场的设计规模为24台风机,年发电时间为2000h。
(1)该风电场年发电量为多少千瓦时?
(2)若这些电能由热厂用煤发电来替代,则需消耗煤多少吨?
(已知热电厂煤发电效率为36%,煤的热值为2.5×107J/kg)
(3)风力发电的优点是:
。
若该电风场采用110kV的高压输电,其优点是可减少输电过程中 。
47.(2016秋•埇桥区校级期中)某学校共有电灯100盏,都用60W的普通照明灯泡,平均每天用4h.如果都改用40W的日光灯,不但可以省电,而且比原来更亮了。
该校一年(365天)可节约多少电能?
48.(2015•濮阳校级模拟)每个家庭都需要照明灯泡,目前市场上既有白炽灯,又有电子节能灯,究竟选哪一种好呢?
某中学“STS”课外活动小组的同学就这个问题进行了调查,了解到在正常工作时,25W的白炽灯与5W的电子节能灯、45W的白炽灯与9W的电子节能灯、60W的白炽灯与11W的电子节能灯的发光效果相当,他们选择其中的一组进行研究,收集了有关数据如下表:
根据上表数据,通过计算,说明你将做怎样的选择(要求写出所依据的物理原理和必要的说明)
49.(2014•商丘校级模拟)小明家有一个“220V1500W”的电热水器,将它单独接入家庭电路中,发现电能表(3000R/kW•h)121秒内转了125圈,求:
(1)电热水器消耗的电能是多少?
(2)她家的实际电压是多少?
50.(2013•渑池县校级模拟)利用如图所示的电动机提升重物,质量为450g的重物以0.5m/s的速度匀速上升了10s,在此过程中,电压表示数为6V,电流表的示数为0.5A.(g取10N/kg).求:
(1)此过程消耗的电能是多少?
(2)此电动机工作过程中提升重物的工作效率。
电功与电能的计算1
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题)
1.(2017秋•宝丰县期末)将阻值为10Ω的电阻丝接在电源两端,通电10min,电流所做的功是2.16×103J,若将阻值为5Ω的电阻丝接入同一电源的两端,通电20min,电流做功的多少是( )
A.2.16×103JB.1.25×103JC.6.0×103JD.8.64×103J
【分析】电阻是纯电阻用电器,两电阻接触同一电源的两端时,它们两端的电压相等,且通电时间相等,根据Q=I2Rt=
t求出两电阻产生的热量之比,进一步得出答案。
【解答】解:
电阻是纯电阻用电器,两电阻接入同一电源的两端时,它们两端的电压相等,通电时间相等,
由Q=I2Rt=
t可得,两电阻产生的热量之比:
Q1:
Q2=
:
=
:
=1:
4,
所以,Q2=4Q1=4×2.16×103J=8.64×103J。
故选:
D。
【点评】本题考查了热量的计算,关键是知道纯电阻用电器中欧姆定律适用,即Q=I2Rt=
t。
2.(2015秋•邵阳期末)某学校共有40个教室,每个教室里装着6盏40W的日光灯。
由于注意节约用电,平均每盏每天少开半小时,那么一个月(按30天)可节约电( )
A.144度B.145度C.146度D.147度
【分析】一间教室里6盏40W的灯,可求出每个教室里灯的总功率,再求学校的总功率;由平均每天每盏灯少开半小时,一个月(30天)可求出总的时间,根据W=Pt可求出节约的电能。
【解答】解:
学校灯的总功率:
P=40W×6×40=9600W=9.6kW,
总时间:
t=0.5h×30=15h,
节约的电能:
W=Pt=9.6kW×15h=144kW•h=144度。
故选:
A。
【点评】本题属于电能的基本运算,比较简单。
3.(2015秋•同心县校级月考)有两个电阻R1、R2(已知R1<R2),如果将它们串联起来接入电路中,在相等的时间内它们消耗的电能分别为W1、W2,下面的说法中正确的是( )
A.W1<W2B.W1>W2C.W1=W2D.无法判断
【分析】根据串电路的特点可知道电流相等,由W=I2Rt即可比较两电阻上做功的大小关系。
【解答】解:
两灯串联在电路中则电流相等,电流做功为:
W=I2Rt.因为R1<R2,而时间是相同的,所以W1<W2。
故选:
A。
【点评】本题考查了串联电路电流特点和电功率公式的应用,是一道简单的应用题。
4.(2014秋•荔湾区期末)图中,导体A、B是由同种材料做成的,A和B等长,但A比B的横截面积大,当S闭合后,在相同时间内,电流通过A、B所做的功分别为WA、WB,则( )
A.WA>WBB.WA<WB
C.WA=WBD.无法比较做功大小
【分析】由同种材料做成的导线,A和B等长,因为A比B的横截面积大,所以A的电阻小;由图可知A和B串联,可以根据串联电路的特点和电功公式分析。
【解答】解:
∵A和B长度相同,由同种材料做成,A比B的横截面积大,
∴RA<RB,
又∵A和B串联,电流处处相等
∴由公式W=I2Rt知道,WA<WB
故选:
B。
【点评】理解导体的电阻取决于导体的长度、横截面积和材料,用电器串联时选用W=I2Rt分析比较是关键。
5.(2015•安阳二模)下列估计结果中符合实际的是( )
A.家用微波炉的功率约100W
B.正常人的步行速度约10m/s
C.一只鸡蛋的质量约是50g
D.人的正常体温约40℃
【分析】联系实际和对单位的了解,做出符合实际的选择。
【解答】解:
A、家用微波炉的功率大约在1kw到2kw左右。
100W可以是一个家庭用灯泡的功率。
故A不符合实际。
B、如果人的步行速度约10m/s,那就是世界飞人了。
这是世冠军的百米速度。
故B不符合实际。
C、一只鸡蛋的质量约是50g,符合实际,故C正确。
D、人的正常体温是37℃.故D错误。
故选:
C。
【点评】本题与生活联系密切,需要学生对平时经常遇到的东西有所了解,还要对一些物理量的单位大小有所了解,方能解答。
6.(2012秋•双峰县期末)有两个电阻R1、R2(已知R1<R2),如果将它们串联起来接入电路中,在相等的时间内它们消耗的电能分别为W1、W2,下面的说法中正确的是( )
A.W1>W2B.W1<W2C.W1=W2D.无法判断
【分析】根据串电路的特点可知道电流相等,由W=I2Rt即可比较两电阻上做功的大小关系。
【解答】解:
两灯串联在电路中则电流相等,电流做功为:
W=I2Rt.因为R1<R2,而时间是相同的,所以W1<W2。
故选:
B。
【点评】本题考查了串联电路电流特点和电功率公式的应用
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