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14. 如图 18 - 1 - 10 所示,小欣同学家电能表 4 月底的示数是
2024.6
kW·h；若关闭家中其他用电器,只有电热水壶工作,电能表的指示灯闪烁 300 次时,刚好将 1.2kg 水从 20℃加热到 80℃,则该电热水壶的加热效率为84
%。$[c_{水}= 4.2×10^3 J/(kg·℃)]$答案
2 024.6 84
解析
2024.6
84
解析：
1. 电能表示数：4月底示数为表盘读数2024.6 kW·h。
2. 电热水壶消耗电能：
电能表参数3000 imp/(kW·h)，闪烁300次消耗电能
$ W = \frac{300}{3000} \, kW·h = 0.1 \, kW·h = 0.1 × 3.6 × 10^6 \, J = 3.6 × 10^5 \, J $。
3. 水吸收的热量：
$ Q_{吸} = c_{水} m \Delta t = 4.2 × 10^3 \, J/(kg·℃) × 1.2 \, kg × (80℃ - 20℃) = 3.024 × 10^5 \, J $。
4. 加热效率：
$ \eta = \frac{Q_{吸}}{W} × 100\% = \frac{3.024 × 10^5 \, J}{3.6 × 10^5 \, J} × 100\% = 84\% $。
84
解析：
1. 电能表示数：4月底示数为表盘读数2024.6 kW·h。
2. 电热水壶消耗电能：
电能表参数3000 imp/(kW·h)，闪烁300次消耗电能
$ W = \frac{300}{3000} \, kW·h = 0.1 \, kW·h = 0.1 × 3.6 × 10^6 \, J = 3.6 × 10^5 \, J $。
3. 水吸收的热量：
$ Q_{吸} = c_{水} m \Delta t = 4.2 × 10^3 \, J/(kg·℃) × 1.2 \, kg × (80℃ - 20℃) = 3.024 × 10^5 \, J $。
4. 加热效率：
$ \eta = \frac{Q_{吸}}{W} × 100\% = \frac{3.024 × 10^5 \, J}{3.6 × 10^5 \, J} × 100\% = 84\% $。
15. 如图 18 - 1 - 11 甲所示,电源电压恒定不变$,R_1 $的阻值为 10Ω,图 18 - 1 - 11 乙是通过小灯泡 L 的电流与电压关系的图像。当只闭合$ S_1、$$S_2 $时,电压表示数为 2V,通过小灯泡的电流为
0.6
A,电源电压为8
V；当只闭合$ S_2、$$S_3 $时,电压表示数为 4V,电路在 1min 内消耗的电能为384
J。答案
0.6 8 384
解析
当只闭合$S_1$、$S_2$时，灯泡$L$与电阻$R_1$串联，电压表测灯泡两端电压$U_L = 2V$。由图乙可知，此时通过小灯泡的电流$I = 0.6A$。
$R_1$两端电压$U_1=IR_1 = 0.6A×10\Omega=6V$，电源电压$U = U_L+U_1=2V + 6V=8V$。
当只闭合$S_2$、$S_3$时，灯泡$L$与电阻$R_2$串联，电压表测灯泡两端电压$U_L'=4V$。由图乙可知，此时电路电流$I'=0.8A$。
电路总功率$P = UI'=8V×0.8A = 6.4W$，1min内消耗的电能$W=Pt = 6.4W×60s=384J$。
0.6 8 384
$R_1$两端电压$U_1=IR_1 = 0.6A×10\Omega=6V$，电源电压$U = U_L+U_1=2V + 6V=8V$。
当只闭合$S_2$、$S_3$时，灯泡$L$与电阻$R_2$串联，电压表测灯泡两端电压$U_L'=4V$。由图乙可知，此时电路电流$I'=0.8A$。
电路总功率$P = UI'=8V×0.8A = 6.4W$，1min内消耗的电能$W=Pt = 6.4W×60s=384J$。
0.6 8 384
16. 有一块手机用的电池,上面标明电压为 3.7V,容量为 4 000mA·h,它充满电后储存的电能大约为(
$A. 5.3×10^4 J$
$B. 5.3×10^7 J$
C. 14.8 J
D. 14.8kW·h
A
)。$A. 5.3×10^4 J$
$B. 5.3×10^7 J$
C. 14.8 J
D. 14.8kW·h
答案
A
解析
已知电池电压$ U = 3.7\ V $，容量$ Q = 4000\ mA·h = 4\ A·h $。
将时间单位换算为秒：$ t = 1\ h = 3600\ s $，则电荷量$ Q = 4\ A × 3600\ s = 14400\ C $。
电能$ W = UQ = 3.7\ V × 14400\ C = 53280\ J \approx 5.3 × 10^{4}\ J $。
A
将时间单位换算为秒：$ t = 1\ h = 3600\ s $，则电荷量$ Q = 4\ A × 3600\ s = 14400\ C $。
电能$ W = UQ = 3.7\ V × 14400\ C = 53280\ J \approx 5.3 × 10^{4}\ J $。
A
17. 图 18 - 1 - 12 甲为碳纤维电热膜,常作为地暖必备材料广泛应用于建筑领域。某跨学科实践小组利用图 18 - 1 - 12 乙所示电路对其进行探究,将两条长方形电热膜贴在绝缘材料上。已知电热膜$ R_1 = 2R_2 = 60Ω,$电源两端电压为 12V。下列说法正确的是(
A.电热膜$ R_1 $两端的电压为 6V
B.通过电热膜$ R_1 $的电流为 0.2A
$C.R_1 $与$ R_2 $消耗的电能之比为 2:1
D.若电热膜$ R_2 $磨损为图 18 - 1 - 12 丙所示的形状,且电流表示数为 0.5A,则此时$ R_2 = 120Ω$
B
)。A.电热膜$ R_1 $两端的电压为 6V
B.通过电热膜$ R_1 $的电流为 0.2A
$C.R_1 $与$ R_2 $消耗的电能之比为 2:1
D.若电热膜$ R_2 $磨损为图 18 - 1 - 12 丙所示的形状,且电流表示数为 0.5A,则此时$ R_2 = 120Ω$
答案
B
解析
由图乙可知，$R_1$与$R_2$并联，电源电压$U = 12V$。
已知$R_1=60\Omega$，$2R_2 = 60\Omega$，则$R_2=30\Omega$。
A. 并联电路各支路电压等于电源电压，$R_1$两端电压$U_1=U = 12V$，A错误。
B. 通过$R_1$的电流$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{12V}{60\Omega}=0.2A$，B正确。
C. 并联电路电能$W=\frac{U^2}{R}t$，时间$t$相同，$W_1:W_2=\frac{1}{R_1}:\frac{1}{R_2}=R_2:R_1=30\Omega:60\Omega=1:2$，C错误。
D. 原总电流$I = I_1+I_2=\frac{12V}{60\Omega}+\frac{12V}{30\Omega}=0.2A + 0.4A=0.6A$，电流表示数变为$0.5A$，则$R_2$支路电流$I_2'=0.5A - 0.2A=0.3A$，此时$R_2'=\frac{U}{I_2'}=\frac{12V}{0.3A}=40\Omega$，D错误。
B
已知$R_1=60\Omega$，$2R_2 = 60\Omega$，则$R_2=30\Omega$。
A. 并联电路各支路电压等于电源电压，$R_1$两端电压$U_1=U = 12V$，A错误。
B. 通过$R_1$的电流$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{12V}{60\Omega}=0.2A$，B正确。
C. 并联电路电能$W=\frac{U^2}{R}t$，时间$t$相同，$W_1:W_2=\frac{1}{R_1}:\frac{1}{R_2}=R_2:R_1=30\Omega:60\Omega=1:2$，C错误。
D. 原总电流$I = I_1+I_2=\frac{12V}{60\Omega}+\frac{12V}{30\Omega}=0.2A + 0.4A=0.6A$，电流表示数变为$0.5A$，则$R_2$支路电流$I_2'=0.5A - 0.2A=0.3A$，此时$R_2'=\frac{U}{I_2'}=\frac{12V}{0.3A}=40\Omega$，D错误。
B
