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2020-2021学年第十六章 电流做功与电功率第一节 电流做功习题
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这是一份2020-2021学年第十六章 电流做功与电功率第一节 电流做功习题，共6页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
关于电源，下列说法中正确的是（ ）.
A.是提供电荷量的装置
B.是提供电流的装置
C.是提供电压的装置
D.是提供用电器的装置
甲、乙两个用电器的电压之比为2：1，电流之比为1：2，通电时间之比为5：4，则两个用电器消耗的电能之比为（ ）
A.5：1 B.5：4 C.4：5 D.5：8
直接测量消耗电能多少可以用（ ）
A.电能表 B.电压表 C.电流表 D.电阻箱
关于电源和电流，下列说法中正确的是（ ）
A.电流是由大量电荷的无规则运动形成的
B.在电路中只要有电源，就一定会有电流
C.在电源外部，电流从电源的正极经过用电器流向负极
D.物理学规定：电荷定向流动的方向为电流的方向
一台电风扇和一个电熨斗,如果使用时电流做功相同,则电能转化为内能( )
A.一样多 B.电风扇较多 C.电熨斗较多 D.无法比较
在电路中，将其它形式的能转化为电能的是（ ）
A.电源 B.用电器 C.导线 D.开关
将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（ ）
A.三个用电器产生的热量一样多
B.电风扇产生的热量最多
C.电视机产生的热量最多
D.电烙铁产生的热量最多
下列元件在工作过程中，能充当电源的是（ ）
A.电灯泡 B.发电机 C.电饭煲 D.电动机
甲、乙两用电器并联后接在某一电源上,在相等时间内,电流通过甲所做的功比乙的多,说明( )
A.通过甲的电流比乙的小
B.甲消耗的电能比乙的多
C.甲两端的电压比乙的高
D.甲的电阻比乙的大
两条电阻丝的电阻之比是1：2，通过的电流强度之比是3：1，要产生相同的热量，它们通电时间的比是（ ）
A.2：3 B.3：2 C.9：2 D.2：9
二、填空题
某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示，若本月应交电费45元，且电价为0.5元/度，则上次抄表时的示数应为 W•h。
如图所示为电子式电能表表盘。小琴将电热水壶单独接在该电能表上正常工作6min，电能表指示灯闪烁了 300 次。其额定功率是___W，用它给 1kg 的水加热 210s，可以使水的温度上升___℃。（c水=4.2×103J/（kg·℃）
在家庭用电的调查活动中，小明听妈妈说“使用20W的白炽灯比使用60W的白炽灯省电”。小明经过研究发现，这种说法是指它们正常工作相同的时间，使用额定功率为20W的白炽灯比使用额定功率为60W的白炽灯消耗的电能 （选填“少”或“多”）。小明关闭电灯后，发现家中电冰箱仍在工作，说明电冰箱和电灯是 （选填“串联”或“并联”）的。
某品牌手机充电宝,上面标有电压为5 V,容量为12 000 mA·h,它充满电后,可以储存的电能是 J。在充电过程中,将电能转化为 能储存。
华为手机的超级快充充电器最大充电电流可达5A.现有华为某一型号的电池，容量为4200mAh（其中“mA”为电流的单位“毫安”，“h”为时间的单位“小时”），假设充电器始终以最大充电电流充电，且把电池充满，只需要________min.如果将此电池电量全部用完，然后停下家里其它用电器，只给手机充电，充满后发现标有“3000revs/（kW•h）”字样的电能表转了63转，则充电消耗的电能为________kW•h。
华为某款手机锂电池上面标明电压为3.7V,容量为3000mAh,则它充满电后存储的电能为______J；该手机的待机电流为15mA,则该手机最长待机时间为______h
三、实验题
灯泡的变迁
1879年爱迪生对1600多种不同的耐热材料进行试验后，最终制成了钨丝灯泡，就是传统意义上的白炽灯。使用白炽灯时，有95%的电能转化为内能，只有5%的电能转为光能。同时，废弃的白炽灯还会对环境造成污染，因此各国都制订了淘汰白炽灯的时间表，中国也在2017年停止销售白炽灯。
1939年“荧光灯”正式诞生，荧光灯发光时产生的热只是相同亮度的白炽灯的1/6。 同时，荧光灯可以使光色近似日光色或其他各种光色，使用寿命也比白炽灯长。缩小荧 光灯灯管直径可以制成“节能灯”，“节能灯”达到同样光能输出的前提下，耗电量只有白炽灯用电量的20%，从而可以节约大量的照明电能和费用。
进入21世纪，LED灯成为照明舞台上新的主角。LED光源属于固体冷光源，用环氧树脂封装，不存在灯丝发光易烧、光衰等缺点。研究数据表明，LED 光源电光转换率接近100%，在相同照明效果下，使用白炽灯消耗的电能大约是节能灯的3倍，是LED灯的8倍。更有研究数据表明, LED灯寿命分别是荧光灯的10倍，白炽灯的100倍，且照明效果更加稳定。此外, LED光源光谱中没有红外线和紫外线, 而且废弃物可回收，没有污染，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。
(1)白炽灯是把 转化为光能的用电器。LED灯和白炽灯相比较，它的优势是 (写出一条即可)。
(2)如果晚上学习时使用的LED灯功率是6W,LED灯工作3小时比相同照明效果的白炽灯节约 kW-h 电能。
(3)由白炽灯到荧光灯再到LED灯，这些技术的改进主要目的是 。
四、计算题
现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN.设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
（1）由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是 cm。
（2）在触点N滑动过程中，RMN的最大值是多少？
（3）每1cm电阻丝的阻值是 Ω.（提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻）
（4）如图丙所示，把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后闭合开关S，通电1min，电路消耗的电能为W.求W的最大值。（计算过程中不需要说明取最大值的理由）
\s 0 参考答案
答案为：C
解析：电源是提供电压的装置；电源是将其它形式的能转换为电能的装置.故ABD说法错误.故选C.
答案为：B
答案为：A
解析：A.电能表是测量电能的仪表，故A正确；
B.电压表是测量电压的仪表，不能直接测电能，故B错误；
C.电流表是测量电流的仪表，不能直接测电能，故C错误；
D.电阻箱是电阻元件，不能测电能，故D错误.
故选A.
答案为：C
解析：A.电流是由于电荷的定向移动形成的，故A错误；B.电路中有电流的条件是：有电源，且是一个闭合的电路，故B错误；C.在电源外部，电流从电源的正极经过用电器流向负极，故C正确；D.物理学规定：正电荷定向流动的方向为电流的方向，故D错误；故选C.
答案为：C；
解析：电风扇的电能主要转化为机械能,少量电能转化为内能;电熨斗的电能主要转化为内能。因此在做功一样的情况下,电熨斗转化的内能更多。
答案为：A
解析：A.电源在电路中是提供持续.稳定电流的装置，是通过将其他形式能转化为电能后，才能提供电能的，故A符合题意；B.用电器是消耗电能，故是将电能转化为其它形式的能的过程，故B不符合题意；C.导线是连接电路的，使用时没有能量的转化，故C不符合题意；D.开关是控制电路，在使用时没有能量的转化，故D不符合题意；故选A.
答案为：D
答案为：B
解析：A.电灯泡是消耗电能的，故为用电器不能充当电源；B.电动机是发电的是提供电能的，故能充当电源电源；C.电饭煲是消耗电能的，故为用电器不能充当电源；D.电动机是消耗电能的，故为用电器不能充当电源；故选B.
答案为：B
解析：本题考查电流做功的多少。两电阻并联,两端的电压相等,相同时间内电流通过甲做的功比乙做的功多,由公式W=UIt可知,通过甲的电流比通过乙的电流大;电流做功的过 程就是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功就表示消耗了多少电能;并联电路中电压相同,在相等时间内,电流通过甲所做的功比乙的多,说明 甲的电阻比乙的小。故选B。
答案为：D
解析：由W=I2Rt，得由产生的热量相同，I12R1t1=I22R2t2
代入数据得，t1：t2=2：9故选D
答案为：841.6kW•h；
答案为：1000，50
答案为：少；并联
答案为：2.16×105 化学
解析：该充电宝一次充满电后储存的电能W=UIt=5 V×12 000×10-3 A×3 600 s=2.16×105 J;充电和放电是相反的过程,充电时是把电能转化为化学能,放电时是把化学能转化为电能。
答案为：50.4；0.021。
答案为：(1)39960 (2)200
答案为：(1)电能:不存在灯丝发光易烧、光衰等缺点；(2) 0.126；(3)节能
解：（1）当滑片在铜丝上移动时，金属圆环的总电阻不变，根据欧姆定律可知，
此时电路中的电流不变，由图乙可知，x从30cm到40cm的过程中，电路的电流不变，
则该金属圆环中铜丝的长度为40cm﹣30cm=10cm；
（2）当x=0或x=50cm时，金属圆环接入电路中的电阻为零，
此时电路为R1的简单电路，由图乙可知，电路中的电流I大=0.9A，
由I=可得，变阻器接入电路中的电阻R1===5Ω，
当电路中的电流最小时，电路的总电阻最大，金属圆环接入电路中的电阻最大，
由图乙可知，电路中的电流I小=0.5A，
此时电路的总电阻R总===9Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，M、N之间的最大值RMN大=R总﹣R1=9Ω﹣5Ω=4Ω；
（3）由题意可知，M、N之间两段弧形金属丝并联，分别设为R3、R4，如下图所示：
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以， =+，即RMN=，
因金属圆环中电阻丝的总电阻一定，即R3+R4的值不变，
所以，由数学知识“两个正数和一定，两数相同时乘积最大”可知，
R3=R4时，M、N之间的总电阻最大，
则RMN大=，即4Ω=，解得：R3=R4=8Ω，
金属圆环中电阻丝的总电阻R环=R3+R4=8Ω+8Ω=16Ω，
由图乙可知，金属圆环中电阻丝的总长度L=50cm﹣10cm=40cm，
所以，每1cm电阻丝的阻值是=0.4Ω；
（4）把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后，电路为圆环的简单电路，
由电阻的并联可知，当铜丝全部位于MN上方（或下方）时，上方（或下方）的电阻最小，电路的总电阻最小，
此时MN上、下两部分电阻丝的电阻分别为R5=25cm×0.4Ω/cm=10Ω，
R6=R环﹣R5=16Ω﹣10Ω=6Ω，
此时电路的总电阻R总′===3.75Ω
则通电1min，电路消耗的最大电能W=t=×60s=324J。
一、选择题
关于电源，下列说法中正确的是（ ）.
A.是提供电荷量的装置
B.是提供电流的装置
C.是提供电压的装置
D.是提供用电器的装置
甲、乙两个用电器的电压之比为2：1，电流之比为1：2，通电时间之比为5：4，则两个用电器消耗的电能之比为（ ）
A.5：1 B.5：4 C.4：5 D.5：8
直接测量消耗电能多少可以用（ ）
A.电能表 B.电压表 C.电流表 D.电阻箱
关于电源和电流，下列说法中正确的是（ ）
A.电流是由大量电荷的无规则运动形成的
B.在电路中只要有电源，就一定会有电流
C.在电源外部，电流从电源的正极经过用电器流向负极
D.物理学规定：电荷定向流动的方向为电流的方向
一台电风扇和一个电熨斗,如果使用时电流做功相同,则电能转化为内能( )
A.一样多 B.电风扇较多 C.电熨斗较多 D.无法比较
在电路中，将其它形式的能转化为电能的是（ ）
A.电源 B.用电器 C.导线 D.开关
将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（ ）
A.三个用电器产生的热量一样多
B.电风扇产生的热量最多
C.电视机产生的热量最多
D.电烙铁产生的热量最多
下列元件在工作过程中，能充当电源的是（ ）
A.电灯泡 B.发电机 C.电饭煲 D.电动机
甲、乙两用电器并联后接在某一电源上,在相等时间内,电流通过甲所做的功比乙的多,说明( )
A.通过甲的电流比乙的小
B.甲消耗的电能比乙的多
C.甲两端的电压比乙的高
D.甲的电阻比乙的大
两条电阻丝的电阻之比是1：2，通过的电流强度之比是3：1，要产生相同的热量，它们通电时间的比是（ ）
A.2：3 B.3：2 C.9：2 D.2：9
二、填空题
某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示，若本月应交电费45元，且电价为0.5元/度，则上次抄表时的示数应为 W•h。
如图所示为电子式电能表表盘。小琴将电热水壶单独接在该电能表上正常工作6min，电能表指示灯闪烁了 300 次。其额定功率是___W，用它给 1kg 的水加热 210s，可以使水的温度上升___℃。（c水=4.2×103J/（kg·℃）
在家庭用电的调查活动中，小明听妈妈说“使用20W的白炽灯比使用60W的白炽灯省电”。小明经过研究发现，这种说法是指它们正常工作相同的时间，使用额定功率为20W的白炽灯比使用额定功率为60W的白炽灯消耗的电能 （选填“少”或“多”）。小明关闭电灯后，发现家中电冰箱仍在工作，说明电冰箱和电灯是 （选填“串联”或“并联”）的。
某品牌手机充电宝,上面标有电压为5 V,容量为12 000 mA·h,它充满电后,可以储存的电能是 J。在充电过程中,将电能转化为 能储存。
华为手机的超级快充充电器最大充电电流可达5A.现有华为某一型号的电池，容量为4200mAh（其中“mA”为电流的单位“毫安”，“h”为时间的单位“小时”），假设充电器始终以最大充电电流充电，且把电池充满，只需要________min.如果将此电池电量全部用完，然后停下家里其它用电器，只给手机充电，充满后发现标有“3000revs/（kW•h）”字样的电能表转了63转，则充电消耗的电能为________kW•h。
华为某款手机锂电池上面标明电压为3.7V,容量为3000mAh,则它充满电后存储的电能为______J；该手机的待机电流为15mA,则该手机最长待机时间为______h
三、实验题
灯泡的变迁
1879年爱迪生对1600多种不同的耐热材料进行试验后，最终制成了钨丝灯泡，就是传统意义上的白炽灯。使用白炽灯时，有95%的电能转化为内能，只有5%的电能转为光能。同时，废弃的白炽灯还会对环境造成污染，因此各国都制订了淘汰白炽灯的时间表，中国也在2017年停止销售白炽灯。
1939年“荧光灯”正式诞生，荧光灯发光时产生的热只是相同亮度的白炽灯的1/6。 同时，荧光灯可以使光色近似日光色或其他各种光色，使用寿命也比白炽灯长。缩小荧 光灯灯管直径可以制成“节能灯”，“节能灯”达到同样光能输出的前提下，耗电量只有白炽灯用电量的20%，从而可以节约大量的照明电能和费用。
进入21世纪，LED灯成为照明舞台上新的主角。LED光源属于固体冷光源，用环氧树脂封装，不存在灯丝发光易烧、光衰等缺点。研究数据表明，LED 光源电光转换率接近100%，在相同照明效果下，使用白炽灯消耗的电能大约是节能灯的3倍，是LED灯的8倍。更有研究数据表明, LED灯寿命分别是荧光灯的10倍，白炽灯的100倍，且照明效果更加稳定。此外, LED光源光谱中没有红外线和紫外线, 而且废弃物可回收，没有污染，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。
(1)白炽灯是把 转化为光能的用电器。LED灯和白炽灯相比较，它的优势是 (写出一条即可)。
(2)如果晚上学习时使用的LED灯功率是6W,LED灯工作3小时比相同照明效果的白炽灯节约 kW-h 电能。
(3)由白炽灯到荧光灯再到LED灯，这些技术的改进主要目的是 。
四、计算题
现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN.设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
（1）由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是 cm。
（2）在触点N滑动过程中，RMN的最大值是多少？
（3）每1cm电阻丝的阻值是 Ω.（提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻）
（4）如图丙所示，把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后闭合开关S，通电1min，电路消耗的电能为W.求W的最大值。（计算过程中不需要说明取最大值的理由）
\s 0 参考答案
答案为：C
解析：电源是提供电压的装置；电源是将其它形式的能转换为电能的装置.故ABD说法错误.故选C.
答案为：B
答案为：A
解析：A.电能表是测量电能的仪表，故A正确；
B.电压表是测量电压的仪表，不能直接测电能，故B错误；
C.电流表是测量电流的仪表，不能直接测电能，故C错误；
D.电阻箱是电阻元件，不能测电能，故D错误.
故选A.
答案为：C
解析：A.电流是由于电荷的定向移动形成的，故A错误；B.电路中有电流的条件是：有电源，且是一个闭合的电路，故B错误；C.在电源外部，电流从电源的正极经过用电器流向负极，故C正确；D.物理学规定：正电荷定向流动的方向为电流的方向，故D错误；故选C.
答案为：C；
解析：电风扇的电能主要转化为机械能,少量电能转化为内能;电熨斗的电能主要转化为内能。因此在做功一样的情况下,电熨斗转化的内能更多。
答案为：A
解析：A.电源在电路中是提供持续.稳定电流的装置，是通过将其他形式能转化为电能后，才能提供电能的，故A符合题意；B.用电器是消耗电能，故是将电能转化为其它形式的能的过程，故B不符合题意；C.导线是连接电路的，使用时没有能量的转化，故C不符合题意；D.开关是控制电路，在使用时没有能量的转化，故D不符合题意；故选A.
答案为：D
答案为：B
解析：A.电灯泡是消耗电能的，故为用电器不能充当电源；B.电动机是发电的是提供电能的，故能充当电源电源；C.电饭煲是消耗电能的，故为用电器不能充当电源；D.电动机是消耗电能的，故为用电器不能充当电源；故选B.
答案为：B
解析：本题考查电流做功的多少。两电阻并联,两端的电压相等,相同时间内电流通过甲做的功比乙做的功多,由公式W=UIt可知,通过甲的电流比通过乙的电流大;电流做功的过 程就是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功就表示消耗了多少电能;并联电路中电压相同,在相等时间内,电流通过甲所做的功比乙的多,说明 甲的电阻比乙的小。故选B。
答案为：D
解析：由W=I2Rt，得由产生的热量相同，I12R1t1=I22R2t2
代入数据得，t1：t2=2：9故选D
答案为：841.6kW•h；
答案为：1000，50
答案为：少；并联
答案为：2.16×105 化学
解析：该充电宝一次充满电后储存的电能W=UIt=5 V×12 000×10-3 A×3 600 s=2.16×105 J;充电和放电是相反的过程,充电时是把电能转化为化学能,放电时是把化学能转化为电能。
答案为：50.4；0.021。
答案为：(1)39960 (2)200
答案为：(1)电能:不存在灯丝发光易烧、光衰等缺点；(2) 0.126；(3)节能
解：（1）当滑片在铜丝上移动时，金属圆环的总电阻不变，根据欧姆定律可知，
此时电路中的电流不变，由图乙可知，x从30cm到40cm的过程中，电路的电流不变，
则该金属圆环中铜丝的长度为40cm﹣30cm=10cm；
（2）当x=0或x=50cm时，金属圆环接入电路中的电阻为零，
此时电路为R1的简单电路，由图乙可知，电路中的电流I大=0.9A，
由I=可得，变阻器接入电路中的电阻R1===5Ω，
当电路中的电流最小时，电路的总电阻最大，金属圆环接入电路中的电阻最大，
由图乙可知，电路中的电流I小=0.5A，
此时电路的总电阻R总===9Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，M、N之间的最大值RMN大=R总﹣R1=9Ω﹣5Ω=4Ω；
（3）由题意可知，M、N之间两段弧形金属丝并联，分别设为R3、R4，如下图所示：
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以， =+，即RMN=，
因金属圆环中电阻丝的总电阻一定，即R3+R4的值不变，
所以，由数学知识“两个正数和一定，两数相同时乘积最大”可知，
R3=R4时，M、N之间的总电阻最大，
则RMN大=，即4Ω=，解得：R3=R4=8Ω，
金属圆环中电阻丝的总电阻R环=R3+R4=8Ω+8Ω=16Ω，
由图乙可知，金属圆环中电阻丝的总长度L=50cm﹣10cm=40cm，
所以，每1cm电阻丝的阻值是=0.4Ω；
（4）把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后，电路为圆环的简单电路，
由电阻的并联可知，当铜丝全部位于MN上方（或下方）时，上方（或下方）的电阻最小，电路的总电阻最小，
此时MN上、下两部分电阻丝的电阻分别为R5=25cm×0.4Ω/cm=10Ω，
R6=R环﹣R5=16Ω﹣10Ω=6Ω，
此时电路的总电阻R总′===3.75Ω
则通电1min，电路消耗的最大电能W=t=×60s=324J。
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