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2. 北京 2022 年冬奥会期间,我国科研人员为运动员提供了带电源的智能控温加热手套。下列用电器中与加热手套工作原理相同的是( )。
A.电动车
B.电水壶
C.电风扇
D.洗衣机
A.电动车
B.电水壶
C.电风扇
D.洗衣机
答案
B
解析
【解析】
加热手套的工作原理是电流的热效应，即电流通过导体时将电能转化为内能产生热量。
选项A：电动车核心部件为电动机，利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作，将电能转化为机械能，与加热手套原理不同；
选项B：电水壶工作时，电流通过发热体产生热量，利用电流的热效应，将电能转化为内能，与加热手套原理相同；
选项C：电风扇主要部件是电动机，利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作，将电能转化为机械能，与加热手套原理不同；
选项D：洗衣机主要部件是电动机，利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作，将电能转化为机械能，与加热手套原理不同。
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
电流的热效应、通电导体在磁场中受力运动
【点评】
本题主要考查电流不同效应的应用区分，需要明确电流热效应（电能转化为内能）和通电导体在磁场中受力运动（电能转化为机械能）的应用场景，属于基础识记类题目。
【难度系数】
0.8
加热手套的工作原理是电流的热效应，即电流通过导体时将电能转化为内能产生热量。
选项A：电动车核心部件为电动机，利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作，将电能转化为机械能，与加热手套原理不同；
选项B：电水壶工作时，电流通过发热体产生热量，利用电流的热效应，将电能转化为内能，与加热手套原理相同；
选项C：电风扇主要部件是电动机，利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作，将电能转化为机械能，与加热手套原理不同；
选项D：洗衣机主要部件是电动机，利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作，将电能转化为机械能，与加热手套原理不同。
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
电流的热效应、通电导体在磁场中受力运动
【点评】
本题主要考查电流不同效应的应用区分，需要明确电流热效应（电能转化为内能）和通电导体在磁场中受力运动（电能转化为机械能）的应用场景，属于基础识记类题目。
【难度系数】
0.8
3. 某水电站的年发电量超过 $ 8 × 10^{9} \mathrm{kW} · \mathrm{h} $。以下物理量的单位为 $ \mathrm{kW} · \mathrm{h} $ 的是( )。
A.电功
B.电功率
C.电流
D.电压
A.电功
B.电功率
C.电流
D.电压
答案
A
解析
【解析】
逐一分析各选项：
A选项，电功的单位有焦耳（J）和千瓦时（$\mathrm{kW}·\mathrm{h}$）；
B选项，电功率的单位是瓦特（W）、千瓦（kW）；
C选项，电流的单位是安培（A）；
D选项，电压的单位是伏特（V）。
因此单位为$\mathrm{kW}·\mathrm{h}$的是电功，故选A。
【答案】
A
【知识点】
电功的单位、物理量单位辨析
【点评】
本题考查常见电学物理量的单位辨析，属于基础题型，需准确牢记各电学物理量对应的单位，避免概念混淆。
【难度系数】
0.9
逐一分析各选项：
A选项，电功的单位有焦耳（J）和千瓦时（$\mathrm{kW}·\mathrm{h}$）；
B选项，电功率的单位是瓦特（W）、千瓦（kW）；
C选项，电流的单位是安培（A）；
D选项，电压的单位是伏特（V）。
因此单位为$\mathrm{kW}·\mathrm{h}$的是电功，故选A。
【答案】
A
【知识点】
电功的单位、物理量单位辨析
【点评】
本题考查常见电学物理量的单位辨析，属于基础题型，需准确牢记各电学物理量对应的单位，避免概念混淆。
【难度系数】
0.9
4. 一种家用电能表如图 17 - 20 所示。下列说法不正确的是( )。
A.电能表是计量用电器消耗电能多少的仪表
B.该电能表允许通过的最大电流为 $ 20 \mathrm{A} $
C.该电能表应该在 $ 220 \mathrm{V} $ 的电路中使用
D.该电能表此时的示数是 $ 31.6 \mathrm{J} $
A.电能表是计量用电器消耗电能多少的仪表
B.该电能表允许通过的最大电流为 $ 20 \mathrm{A} $
C.该电能表应该在 $ 220 \mathrm{V} $ 的电路中使用
D.该电能表此时的示数是 $ 31.6 \mathrm{J} $
答案
D
解析
【解析】
逐一分析各选项：
A. 电能表是计量用电器消耗电能多少的仪表，说法正确；
B. 电能表上“10(20)A”中，20A是允许通过的最大电流，说法正确；
C. 电能表上“220V”表示该电能表应在220V的电路中使用，说法正确；
D. 电能表的示数单位是kW·h，此时示数为31.6kW·h，不是J，说法错误。
本题要求选不正确的选项，故选D。
【答案】
D
【知识点】
电能表的参数与读数、电能的单位
【点评】
本题考查对电能表参数及读数的理解，属于电学基础题，需明确电能表各参数的含义及读数的单位。
【难度系数】
0.8
逐一分析各选项：
A. 电能表是计量用电器消耗电能多少的仪表，说法正确；
B. 电能表上“10(20)A”中，20A是允许通过的最大电流，说法正确；
C. 电能表上“220V”表示该电能表应在220V的电路中使用，说法正确；
D. 电能表的示数单位是kW·h，此时示数为31.6kW·h，不是J，说法错误。
本题要求选不正确的选项，故选D。
【答案】
D
【知识点】
电能表的参数与读数、电能的单位
【点评】
本题考查对电能表参数及读数的理解，属于电学基础题，需明确电能表各参数的含义及读数的单位。
【难度系数】
0.8
5. 一盏“$ 6 \mathrm{V} \quad 3 \mathrm{W} $”的电灯接到某电路中,此时电灯两端的电压为 $ 5 \mathrm{V} $,那么电灯的( )。
A.实际功率等于 $ 3 \mathrm{W} $
B.实际功率大于 $ 3 \mathrm{W} $
C.实际电流等于 $ 0.5 \mathrm{A} $
D.实际电流小于 $ 0.5 \mathrm{A} $
A.实际功率等于 $ 3 \mathrm{W} $
B.实际功率大于 $ 3 \mathrm{W} $
C.实际电流等于 $ 0.5 \mathrm{A} $
D.实际电流小于 $ 0.5 \mathrm{A} $
答案
D
解析
【解析】
首先计算电灯的额定电流：$I_{额}=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{3\mathrm{W}}{6\mathrm{V}}=0.5\mathrm{A}$。
电灯的电阻$R$为定值（忽略温度对电阻的影响），根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，当实际电压$U_{实}=5\mathrm{V}＜U_{额}=6\mathrm{V}$时，实际电流$I_{实}＜I_{额}=0.5\mathrm{A}$；
实际功率$P_{实}=\frac{U_{实}^{2}}{R}$，由于$U_{实}＜U_{额}$，则$P_{实}＜P_{额}=3\mathrm{W}$。
因此A、B、C错误，D正确。
【答案】
D
【知识点】
电功率计算、欧姆定律应用、实际功率分析
【点评】
本题考查额定功率与实际功率的区别，以及欧姆定律的应用，需结合公式分析电压变化对电流和功率的影响，理解电阻为定值这一隐含条件是解题关键。
【难度系数】
0.7
首先计算电灯的额定电流：$I_{额}=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{3\mathrm{W}}{6\mathrm{V}}=0.5\mathrm{A}$。
电灯的电阻$R$为定值（忽略温度对电阻的影响），根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，当实际电压$U_{实}=5\mathrm{V}＜U_{额}=6\mathrm{V}$时，实际电流$I_{实}＜I_{额}=0.5\mathrm{A}$；
实际功率$P_{实}=\frac{U_{实}^{2}}{R}$，由于$U_{实}＜U_{额}$，则$P_{实}＜P_{额}=3\mathrm{W}$。
因此A、B、C错误，D正确。
【答案】
D
【知识点】
电功率计算、欧姆定律应用、实际功率分析
【点评】
本题考查额定功率与实际功率的区别，以及欧姆定律的应用，需结合公式分析电压变化对电流和功率的影响，理解电阻为定值这一隐含条件是解题关键。
【难度系数】
0.7
6. 标有“$ 110 \mathrm{V} \quad 100 \mathrm{W} $”和“$ 220 \mathrm{V} \quad 40 \mathrm{W} $”的甲、乙两灯都正常发光,则( )。
A.甲更亮
B.乙更亮
C.甲、乙一样亮
D.无法确定
A.甲更亮
B.乙更亮
C.甲、乙一样亮
D.无法确定
答案
A
解析
【解析】
灯泡的亮度由实际功率决定，当灯泡正常发光时，实际功率等于额定功率。甲灯额定功率为100W，乙灯额定功率为40W，100W＞40W，即甲灯实际功率更大，因此甲灯更亮。
【答案】
A
【知识点】
灯泡亮度与实际功率的关系；额定功率的含义
【点评】
本题考查灯泡亮度的决定因素，需明确灯泡亮度由实际功率决定，正常发光时实际功率等于额定功率，避免被电压数值干扰而误判。
【难度系数】
0.8
灯泡的亮度由实际功率决定，当灯泡正常发光时，实际功率等于额定功率。甲灯额定功率为100W，乙灯额定功率为40W，100W＞40W，即甲灯实际功率更大，因此甲灯更亮。
【答案】
A
【知识点】
灯泡亮度与实际功率的关系；额定功率的含义
【点评】
本题考查灯泡亮度的决定因素，需明确灯泡亮度由实际功率决定，正常发光时实际功率等于额定功率，避免被电压数值干扰而误判。
【难度系数】
0.8
7. 小灯泡 $ \mathrm{L} $ 的电流和电压的关系图像如图 17 - 21(a) 所示。将小灯泡 $ \mathrm{L} $ 与定值电阻 $ R $ 并联,如图 17 - 21(b) 所示,闭合开关 $ \mathrm{S}_{1} $,电流表的示数为 $ 0.2 \mathrm{A} $；再闭合开关 $ \mathrm{S}_{2} $,电流表的示数增加了 $ 0.25 \mathrm{A} $。下列说法中正确的是( )。
A.定值电阻 $ R $ 的阻值为 $ 8 \Omega $
B.小灯泡 $ \mathrm{L} $ 的功率为 $ 5 \mathrm{W} $
C.电源电压为 $ 5 \mathrm{V} $
D.电路总功率为 $ 0.9 \mathrm{W} $
A.定值电阻 $ R $ 的阻值为 $ 8 \Omega $
B.小灯泡 $ \mathrm{L} $ 的功率为 $ 5 \mathrm{W} $
C.电源电压为 $ 5 \mathrm{V} $
D.电路总功率为 $ 0.9 \mathrm{W} $
答案
D
解析
【解析】
1. 闭合开关$\mathrm{S}_{1}$时，只有定值电阻$R$接入电路，电流表测通过$R$的电流$I_R=0.2\mathrm{A}$；再闭合$\mathrm{S}_{2}$，小灯泡$L$与$R$并联，电流表测干路电流，电流增加量等于通过小灯泡的电流，即$I_L=0.25\mathrm{A}$。
2. 由小灯泡的$I-U$图像可知，当$I_L=0.25\mathrm{A}$时，小灯泡两端电压$U_L=2\mathrm{V}$，根据并联电路电压规律，电源电压$U=U_L=2\mathrm{V}$，故C选项错误。
3. 定值电阻$R$的阻值：$R=\frac{U}{I_R}=\frac{2\mathrm{V}}{0.2\mathrm{A}}=10\Omega$，故A选项错误。
4. 小灯泡的功率：$P_L=U_LI_L=2\mathrm{V}×0.25\mathrm{A}=0.5\mathrm{W}$，故B选项错误。
5. 电路总电流$I=I_R+I_L=0.2\mathrm{A}+0.25\mathrm{A}=0.45\mathrm{A}$，电路总功率$P=UI=2\mathrm{V}×0.45\mathrm{A}=0.9\mathrm{W}$，故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
并联电路规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合$I-U$图像考查并联电路的电流、电压规律，以及欧姆定律和电功率的计算，需注意小灯泡电阻随温度变化，需从图像获取对应电压、电流值分析。
【难度系数】
0.6
1. 闭合开关$\mathrm{S}_{1}$时，只有定值电阻$R$接入电路，电流表测通过$R$的电流$I_R=0.2\mathrm{A}$；再闭合$\mathrm{S}_{2}$，小灯泡$L$与$R$并联，电流表测干路电流，电流增加量等于通过小灯泡的电流，即$I_L=0.25\mathrm{A}$。
2. 由小灯泡的$I-U$图像可知，当$I_L=0.25\mathrm{A}$时，小灯泡两端电压$U_L=2\mathrm{V}$，根据并联电路电压规律，电源电压$U=U_L=2\mathrm{V}$，故C选项错误。
3. 定值电阻$R$的阻值：$R=\frac{U}{I_R}=\frac{2\mathrm{V}}{0.2\mathrm{A}}=10\Omega$，故A选项错误。
4. 小灯泡的功率：$P_L=U_LI_L=2\mathrm{V}×0.25\mathrm{A}=0.5\mathrm{W}$，故B选项错误。
5. 电路总电流$I=I_R+I_L=0.2\mathrm{A}+0.25\mathrm{A}=0.45\mathrm{A}$，电路总功率$P=UI=2\mathrm{V}×0.45\mathrm{A}=0.9\mathrm{W}$，故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
并联电路规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合$I-U$图像考查并联电路的电流、电压规律，以及欧姆定律和电功率的计算，需注意小灯泡电阻随温度变化，需从图像获取对应电压、电流值分析。
【难度系数】
0.6
8. 小乐按照图 17 - 22 连接电路,其中 $ R_{1} $、$ R_{2} $、$ R_{3} $ 是三根电阻丝($ R_{1} ＜ R_{2} = R_{3} $),又将三根相同的火柴 $ a $、$ b $、$ c $ 分别固定在三根电阻丝上。闭合开关后,火柴燃烧的先后顺序是( )。
A.$ a $、$ b $、$ c $
B.$ c $、$ a $、$ b $
C.$ a $、$ c $、$ b $
D.$ c $、$ b $、$ a $
A.$ a $、$ b $、$ c $
B.$ c $、$ a $、$ b $
C.$ a $、$ c $、$ b $
D.$ c $、$ b $、$ a $
答案
D
解析
【解析】
首先分析电路结构：$R_1$与$R_2$串联，该串联支路与$R_3$并联，电源电压为$U$。根据焦耳定律$Q=I^2Rt$结合欧姆定律$I=\frac{U}{R}$分析各电阻丝产生的热量：
1. 对于$R_3$所在支路：$Q_3=\frac{U^2}{R_3}t$（并联支路电压等于电源电压）；
2. 对于$R_1$、$R_2$串联支路：总电阻$R_{串}=R_1+R_2$，支路电流$I_{串}=\frac{U}{R_1+R_2}$，则$Q_2=I_{串}^2R_2t=\frac{U^2R_2t}{(R_1+R_2)^2}$，$Q_1=I_{串}^2R_1t=\frac{U^2R_1t}{(R_1+R_2)^2}$。
已知$R_1＜R_2=R_3$，代入数值（如$R_1=1$，$R_2=R_3=2$）可得：$Q_3＞Q_2＞Q_1$。电阻丝产生的热量越多，温度升高越快，火柴越先燃烧，因此火柴燃烧顺序为$c$、$b$、$a$。
【答案】
D
【知识点】
焦耳定律的应用、串并联电路的特点
【点评】
本题考查焦耳定律在串并联电路中的应用，关键是正确分析电路结构，结合串并联电路的电流、电压规律，利用焦耳定律比较电阻丝产生热量的多少，进而判断火柴燃烧的先后顺序。
【难度系数】
0.6
首先分析电路结构：$R_1$与$R_2$串联，该串联支路与$R_3$并联，电源电压为$U$。根据焦耳定律$Q=I^2Rt$结合欧姆定律$I=\frac{U}{R}$分析各电阻丝产生的热量：
1. 对于$R_3$所在支路：$Q_3=\frac{U^2}{R_3}t$（并联支路电压等于电源电压）；
2. 对于$R_1$、$R_2$串联支路：总电阻$R_{串}=R_1+R_2$，支路电流$I_{串}=\frac{U}{R_1+R_2}$，则$Q_2=I_{串}^2R_2t=\frac{U^2R_2t}{(R_1+R_2)^2}$，$Q_1=I_{串}^2R_1t=\frac{U^2R_1t}{(R_1+R_2)^2}$。
已知$R_1＜R_2=R_3$，代入数值（如$R_1=1$，$R_2=R_3=2$）可得：$Q_3＞Q_2＞Q_1$。电阻丝产生的热量越多，温度升高越快，火柴越先燃烧，因此火柴燃烧顺序为$c$、$b$、$a$。
【答案】
D
【知识点】
焦耳定律的应用、串并联电路的特点
【点评】
本题考查焦耳定律在串并联电路中的应用，关键是正确分析电路结构，结合串并联电路的电流、电压规律，利用焦耳定律比较电阻丝产生热量的多少，进而判断火柴燃烧的先后顺序。
【难度系数】
0.6
9. 一块手机用的锂电池标有“$ 5 \mathrm{V} \quad 4000 \mathrm{mA} · \mathrm{h} $”字样,它充满电后,大约储存了________ $ \mathrm{J} $ 的电能。充电时的锂电池相当于________(选填“电源”或“用电器”)。
答案
72000
用电器
用电器
解析
【解析】
1. 计算储存的电能：
已知锂电池的电压$ U = 5\mathrm{V} $，电荷量$ Q = 4000\mathrm{mA}·\mathrm{h} = 4\mathrm{A}×3600\mathrm{s} = 14400\mathrm{C} $，
根据公式$ W = UQ $，可得储存的电能：
$ W = 5\mathrm{V}×14400\mathrm{C} = 72000\mathrm{J} $。
2. 判断充电时锂电池的角色：
充电时，锂电池消耗电能，将电能转化为化学能，因此相当于用电器。
【答案】
72000；用电器
【知识点】
电能的计算、用电器的判断
【点评】
本题考查电能的计算及电路元件的判断，解题关键是正确进行单位换算，理解充电过程中锂电池的能量转化情况。
【难度系数】
0.7
1. 计算储存的电能：
已知锂电池的电压$ U = 5\mathrm{V} $，电荷量$ Q = 4000\mathrm{mA}·\mathrm{h} = 4\mathrm{A}×3600\mathrm{s} = 14400\mathrm{C} $，
根据公式$ W = UQ $，可得储存的电能：
$ W = 5\mathrm{V}×14400\mathrm{C} = 72000\mathrm{J} $。
2. 判断充电时锂电池的角色：
充电时，锂电池消耗电能，将电能转化为化学能，因此相当于用电器。
【答案】
72000；用电器
【知识点】
电能的计算、用电器的判断
【点评】
本题考查电能的计算及电路元件的判断，解题关键是正确进行单位换算，理解充电过程中锂电池的能量转化情况。
【难度系数】
0.7
