1.小红家新购了一辆电动汽车，下表为汽车的部分参数，其中电池容量指电池存储的最大电能，电池能量密度指电池存储的最大电能与电池的质量之比。

(1)若该车以30 m/s的速度做匀速直线运动，受到的阻力为400 N，则受到的牵引力为N，运动5 min牵引力做的功为J。
(2)该车的电池质量为kg；充电时，它相当于电路中的。使用快充功能充电0.5 h电池存储的电能从电池容量的10%上升至80%，假设充电桩输出的电能全部转化为电池存储的电能，充电电流为A。

1.(1)400 $3.6×10^6$ (2)500 用电器 140

【分析】
第(1)问，汽车匀速直线运动时受力平衡，牵引力与阻力大小相等，可直接求出牵引力；再结合速度公式算出运动路程，利用功的公式计算牵引力做功。第(2)问，根据电池能量密度的定义（电能与电池质量之比）变形求电池质量；充电时电池消耗电能，属于用电器；先算出充电过程增加的电能，再利用电能公式变形求充电电流，需注意单位统一。
【解析】
(1) 汽车匀速直线运动，受力平衡，牵引力 $ F = f = 400\ \mathrm{N} $；
运动时间 $ t = 5\ \mathrm{min} = 300\ \mathrm{s} $，运动路程 $ s = vt = 30\ \mathrm{m/s} × 300\ \mathrm{s} = 9000\ \mathrm{m} $；
牵引力做功 $ W = Fs = 400\ \mathrm{N} × 9000\ \mathrm{m} = 3.6 × 10^6\ \mathrm{J} $。
(2) 电池容量 $ E = 80\ \mathrm{kW·h} = 80000\ \mathrm{W·h} $，根据能量密度定义 $ \rho = \frac{E}{m} $，得电池质量 $ m = \frac{E}{\rho} = \frac{80000\ \mathrm{W·h}}{160\ \mathrm{W·h/kg}} = 500\ \mathrm{kg} $；
充电时电池消耗电能，相当于电路中的用电器；
充电增加的电能 $ \Delta E = 80\ \mathrm{kW·h} × (80\% - 10\%) = 56\ \mathrm{kW·h} = 56 × 3.6 × 10^6\ \mathrm{J} = 2.016 × 10^8\ \mathrm{J} $，充电时间 $ t' = 0.5\ \mathrm{h} = 1800\ \mathrm{s} $；
由 $ W = UIt $ 得充电电流 $ I = \frac{\Delta E}{Ut'} = \frac{2.016 × 10^8\ \mathrm{J}}{800\ \mathrm{V} × 1800\ \mathrm{s}} = 140\ \mathrm{A} $。
【答案】
(1)400；$ 3.6×10^6 $ (2)500；用电器；140
【知识点】
二力平衡、功的计算、电能计算
【点评】
本题结合电动汽车参数考查力学和电学基础计算，需掌握二力平衡条件、功和电能的公式，以及能量密度的定义，注意单位转换，属于常规基础题。
【难度系数】
0.5

2.把两个定值电阻 $ R_1 $ 和 $ R_2 (R_1 ＞ R_2) $，按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为 $ U $ 的电源两端工作相同的时间，则四个电路中电流做功大小关系正确的是 ()


A.$ W_甲 ＞ W_乙 ＞ W_丙 ＞ W_丁 $
B.$ W_甲 ＞ W_丙 ＞ W_丁 ＞ W_乙 $
C.$ W_丙 ＞ W_丁 ＞ W_乙 ＞ W_甲 $
D.$ W_乙 ＞ W_丁 ＞ W_丙 ＞ W_甲 $

2.D

【分析】
要比较四个电路的电流做功大小，已知电源电压U恒定、工作时间t相同，根据电功公式W=U²t/R可知，W与电路总电阻R成反比，因此只需先判断四个电路的总电阻大小，即可得出电功的关系。首先明确四个电路的连接方式：甲为R₁与R₂串联，乙为R₁与R₂并联，丙为单独R₁，丁为单独R₂，再结合R₁＞R₂的条件分析总电阻的大小顺序。
【解析】
根据电功公式，当电压U和时间t一定时，电流做功W=U²t/R，W与总电阻R成反比，总电阻越小，W越大。
1. 计算各电路总电阻：
甲（串联）：串联总电阻等于各电阻之和，故R甲 = R₁ + R₂；
乙（并联）：并联总电阻的倒数等于各电阻倒数之和，即R乙 = (R₁R₂)/(R₁+R₂)，并联总电阻小于任一分电阻，故R乙 ＜ R₂；
丙：仅R₁接入，总电阻R丙 = R₁；
丁：仅R₂接入，总电阻R丁 = R₂；
2. 结合R₁＞R₂，比较总电阻大小：
串联电阻最大，即R甲 = R₁+R₂ ＞ R₁ = R丙；
又R₁＞R₂，故R丙=R₁ ＞ R丁=R₂；
并联电阻最小，即R乙 ＜ R丁=R₂；
因此总电阻顺序：R甲 ＞ R丙 ＞ R丁 ＞ R乙；
3. 根据W与R成反比，得电功顺序：W乙 ＞ W丁 ＞ W丙 ＞ W甲，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
电功计算、串并联电阻规律
【点评】
本题考查电功公式的应用及串并联电阻的特点，核心是利用“电压和时间一定时，电功与总电阻成反比”的关系，通过比较总电阻大小快速推导电功关系，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5

3.小芳家电能表的参数如图所示，她想利用电能表粗略测算微波炉的热效率，于是她关闭家中其他用电器，将一杯质量为300 g、初温为20 ℃的牛奶放入微波炉加热到40 ℃，该过程电能表的指示灯闪烁了8次。[不考虑热量损失，$c_{牛奶}=2.5×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]求：

(1)她家能允许同时接入电路的用电器的最大总功率。
(2)牛奶吸收的热量。
(3)该微波炉的热效率。

3.(1)小芳家允许同时接入电路的用电器的最大总功率：
$P_{\mathrm{max}}=220\ \mathrm{V}×60\ \mathrm{A}=13\ 200\ \mathrm{W}$
(2)质量$m=300\ \mathrm{g}$的牛奶吸收的热量：
$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{牛奶}}m\Delta t=2.5×10^3\ \mathrm{J/(kg·° C)}×0.3\ \mathrm{kg}×20\ °\mathrm{C}=15\ 000\ \mathrm{J}$
(3)电能表$1\ 200\ \mathrm{imp/(kW· h)}$表示每消耗$1\ \mathrm{kW· h}$电能,指示灯闪烁1 200次。闪烁8次消耗的电能为：
$W=\frac{8}{1\ 200}\ \mathrm{kW· h}=\frac{8}{1\ 200}×3.6×10^6\mathrm{J}=24\ 000\ \mathrm{J}$
该微波炉的热效率为:$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W}×100\%=\frac{15\ 000\ \mathrm{J}}{24\ 000\ \mathrm{J}}=62.5\%$

【分析】
本题分三个小问，解题思路如下：
1. 求允许接入的最大总功率：利用电能表的额定电压和允许通过的最大电流，根据公式$P=UI$计算；
2. 求牛奶吸收的热量：使用热量计算公式$Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$，注意将质量单位换算为$\mathrm{kg}$，温度变化量为末温减初温；
3. 求微波炉的热效率：先根据电能表的脉冲参数计算指示灯闪烁8次消耗的电能，再根据热效率公式$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W}×100\%$计算。
【解析】
(1) 由电能表参数可知，额定电压$U=220\ \mathrm{V}$，允许通过的最大电流$I_{\mathrm{max}}=60\ \mathrm{A}$，根据$P=UI$，允许同时接入电路的用电器的最大总功率：
$P_{\mathrm{max}}=UI_{\mathrm{max}}=220\ \mathrm{V}×60\ \mathrm{A}=13200\ \mathrm{W}$
(2) 牛奶的质量$m=300\ \mathrm{g}=0.3\ \mathrm{kg}$，温度变化$\Delta t=40\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃}=20\ \mathrm{℃}$，根据热量公式，牛奶吸收的热量：
$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{牛奶}}m\Delta t=2.5×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.3\ \mathrm{kg}×20\ \mathrm{℃}=15000\ \mathrm{J}$
(3) 电能表参数$1200\ \mathrm{imp/(kW·h)}$表示每消耗$1\ \mathrm{kW·h}$的电能，指示灯闪烁1200次，因此闪烁8次消耗的电能：
$W=\frac{8}{1200}\ \mathrm{kW·h}=\frac{8}{1200}×3.6×10^6\ \mathrm{J}=24000\ \mathrm{J}$
根据热效率公式，微波炉的热效率：
$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W}×100\%=\frac{15000\ \mathrm{J}}{24000\ \mathrm{J}}×100\%=62.5\%$
【答案】
(1) $13200\ \mathrm{W}$；(2) $15000\ \mathrm{J}$；(3) $62.5\%$
【知识点】
电能表功率计算、热量计算、热效率计算
【点评】
本题是结合电能表参数的综合计算题，考查电能表参数的理解、热量公式及热效率公式的应用，属于基础综合题，需注意单位换算的细节。
【难度系数】
0.5

1.物理学中,把之比叫做电功率。它是表示电流做功的物理量,用字母表示。电功率的定义式为。
2.电功率的国际单位是,简称,用符号表示。常用的电功率单位还有和,它们之间的换算关系是:1 kW=W,1 MW=W。
3.电功率计算公式的推导式:$P=\frac{W}{t}$==。
4.用电器时的电压叫额定电压,用$U_{额}$表示。
用电器在下工作时所对应的功率叫额定功率,用$P_{额}$表示。
用电器时其两端的电压叫实际电压,用$U_{实}$表示。
用电器在下工作时所对应的功率叫实际功率,用$P_{实}$表示。
5.对于同一用电器,额定电压和额定功率是的,而实际电压和实际功率是的。(均填“不变”或“变化”)
6.测量小灯泡的电功率,可用测出小灯泡两端的电压U,用测出通过小灯泡的电流I,根据电功率公式,计算小灯泡的电功率。
7.同一个用电器的功率随它两端电压的改变而变化。当电压增大时,通过用电器的就随之增大,用电器的电功率也跟着增大。
学习要点巩固

1. 电流所做的功与所用时间；快慢；P；$P=\frac{W}{t}$
2. 瓦特；瓦；W；千瓦(kW)；兆瓦(MW)；$10^3$；$10^6$
3. $\frac{UIt}{t}$；$UI$
4. 正常工作；额定电压；实际工作；实际电压
5. 不变；变化
6. 电压表；电流表；$P=UI$
7. 实际；电流

【分析】
本题考查电功率相关的基础概念，需准确回忆课本中关于电功率的定义、单位、公式推导，额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别，以及测量电功率的方法等知识点，逐一对应每个问题的要求填写答案即可。
【解析】
1. 物理学中，电功率是电流所做的功与所用时间之比，它表示电流做功的快慢，用字母$P$表示，定义式为$P=\frac{W}{t}$；
2. 电功率的国际单位是瓦特，简称瓦，符号为$W$；常用单位还有千瓦(kW)和兆瓦(MW)，换算关系为$1\ \mathrm{kW}=10^3\ \mathrm{W}$，$1\ \mathrm{MW}=10^6\ \mathrm{W}$；
3. 由电功公式$W=UIt$，代入电功率定义式可得推导式：$P=\frac{W}{t}=\frac{UIt}{t}=UI$；
4. 用电器正常工作时的电压叫额定电压，额定电压下的功率叫额定功率；用电器实际工作时的电压叫实际电压，实际电压下的功率叫实际功率；
5. 同一用电器的额定电压和额定功率是固定不变的，而实际电压和实际功率会随工作情况变化；
6. 测量小灯泡电功率时，用电压表测电压，电流表测电流，根据公式$P=UI$计算功率；
7. 用电器的实际功率随两端电压变化，电压增大时，通过的电流增大，电功率也增大。
【答案】
1. 电流所做的功与所用时间；快慢；$P$；$P=\frac{W}{t}$
2. 瓦特；瓦；$W$；千瓦(kW)；兆瓦(MW)；$10^3$；$10^6$
3. $\frac{UIt}{t}$；$UI$
4. 正常工作；额定电压；实际工作；实际电压
5. 不变；变化
6. 电压表；电流表；$P=UI$
7. 实际；电流
【知识点】
电功率概念；额定电压与实际电压；电功率的测量
【点评】
本题为电学基础概念填空题，全面考查电功率相关的核心定义、单位、公式及额定与实际功率的区别，属于识记类题目，难度较低，只要熟练掌握课本基础知识点即可正确解答。
【难度系数】
0.8