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7.某用电器的能量流向如图15.1-5所示。据此推测该用电器可能是()
A.电热毯
B.节能灯
C.电饭煲
D.电风扇
A.电热毯
B.节能灯
C.电饭煲
D.电风扇
答案
D
解析
【分析】
这道题需根据用电器的能量流向，判断电能转化的形式。首先观察题图，该用电器输入电能，输出的能量以机械能为主，同时伴随少量内能。接下来分析各选项用电器的能量转化特点，匹配符合的选项。
【解析】
逐一分析各选项：
A. 电热毯工作时，电能主要转化为内能，没有机械能输出，不符合题图，排除；
B. 节能灯工作时，电能主要转化为光能，仅伴随少量内能，无机械能输出，不符合题图，排除；
C. 电饭煲工作时，电能主要转化为内能，不符合题图，排除；
D. 电风扇工作时，电能主要转化为扇叶的机械能，同时因电流热效应产生少量内能，与题图的能量流向（电能输入，输出机械能和内能）一致，符合要求。
【答案】
D
【知识点】
用电器能量转化、电能利用
【点评】
本题通过能量流向图考查常见用电器的能量转化，需熟悉各用电器的工作原理，难度适中。
【难度系数】
0.5
这道题需根据用电器的能量流向，判断电能转化的形式。首先观察题图，该用电器输入电能，输出的能量以机械能为主，同时伴随少量内能。接下来分析各选项用电器的能量转化特点，匹配符合的选项。
【解析】
逐一分析各选项：
A. 电热毯工作时，电能主要转化为内能，没有机械能输出，不符合题图，排除；
B. 节能灯工作时，电能主要转化为光能，仅伴随少量内能，无机械能输出，不符合题图，排除；
C. 电饭煲工作时，电能主要转化为内能，不符合题图，排除；
D. 电风扇工作时，电能主要转化为扇叶的机械能，同时因电流热效应产生少量内能，与题图的能量流向（电能输入，输出机械能和内能）一致，符合要求。
【答案】
D
【知识点】
用电器能量转化、电能利用
【点评】
本题通过能量流向图考查常见用电器的能量转化，需熟悉各用电器的工作原理，难度适中。
【难度系数】
0.5
8. 图15.1-6所示的分别是小英家11月初和11月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（）
A.小英家家庭电路中干路电流不得超过10 A
B.小英家11月份消耗的电能为1 011 kW·h
C.电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗0.2 J的电能
D.电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多
A.小英家家庭电路中干路电流不得超过10 A
B.小英家11月份消耗的电能为1 011 kW·h
C.电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗0.2 J的电能
D.电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多
答案
D
解析
【分析】
要解决本题，需先明确电能表各参数的物理意义：①“10(40)A”表示电能表的额定最大电流为40A，平时工作允许通过的最大电流为10A；②电能表读数时，最后一位是小数位，单位为kW·h，当月消耗电能=月末示数-月初示数；③“1600imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，消耗的电能与闪烁次数成正比。再逐一分析选项，判断各选项的正误。
【解析】
逐个分析选项：
1. 选项A：电能表参数“10(40)A”中，10A是额定电流，40A是额定最大电流，即家庭电路干路电流不得超过40A，而非10A，故A错误。
2. 选项B：11月初电能表示数为5546.7kW·h，11月末为5647.8kW·h，11月消耗的电能为$5647.8\ \mathrm{kW·h} - 5546.7\ \mathrm{kW·h} = 101.1\ \mathrm{kW·h}$，不是1011kW·h，故B错误。
3. 选项C：“1600imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h电能，指示灯闪烁1600次，闪烁320次消耗的电能为$W=\frac{320\ \mathrm{imp}}{1600\ \mathrm{imp/(kW·h)}}=0.2\ \mathrm{kW·h}$，而非0.2J，故C错误。
4. 选项D：由“1600imp/(kW·h)”可知，消耗电能越多，指示灯闪烁次数越多，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
电能表参数、电能计算
【点评】
本题考查电能表基本参数的理解与应用，是电学基础题，需准确掌握电能表各参数的物理意义，避免参数含义混淆、单位错误等问题。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需先明确电能表各参数的物理意义：①“10(40)A”表示电能表的额定最大电流为40A，平时工作允许通过的最大电流为10A；②电能表读数时，最后一位是小数位，单位为kW·h，当月消耗电能=月末示数-月初示数；③“1600imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，消耗的电能与闪烁次数成正比。再逐一分析选项，判断各选项的正误。
【解析】
逐个分析选项：
1. 选项A：电能表参数“10(40)A”中，10A是额定电流，40A是额定最大电流，即家庭电路干路电流不得超过40A，而非10A，故A错误。
2. 选项B：11月初电能表示数为5546.7kW·h，11月末为5647.8kW·h，11月消耗的电能为$5647.8\ \mathrm{kW·h} - 5546.7\ \mathrm{kW·h} = 101.1\ \mathrm{kW·h}$，不是1011kW·h，故B错误。
3. 选项C：“1600imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h电能，指示灯闪烁1600次，闪烁320次消耗的电能为$W=\frac{320\ \mathrm{imp}}{1600\ \mathrm{imp/(kW·h)}}=0.2\ \mathrm{kW·h}$，而非0.2J，故C错误。
4. 选项D：由“1600imp/(kW·h)”可知，消耗电能越多，指示灯闪烁次数越多，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
电能表参数、电能计算
【点评】
本题考查电能表基本参数的理解与应用，是电学基础题，需准确掌握电能表各参数的物理意义，避免参数含义混淆、单位错误等问题。
【难度系数】
0.6
9.现有两个定值电阻$R_1$和$R_2$($R_1 ＞ R_2$),将它们按照图15.1-7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。四个电路中电流做功大小的关系正确的是()
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.$W_乙 ＞ W_丁 ＞ W_丙 ＞ W_甲$
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.$W_乙 ＞ W_丁 ＞ W_丙 ＞ W_甲$
答案
D
解析
【分析】本题考查纯电阻电路的电功计算，电源电压恒定、工作时间相同，根据纯电阻电功公式$ W=\frac{U^2 t}{R} $，电功与电路总电阻成反比，因此需先比较四个电路的总电阻大小，即可推导电功关系。
【解析】
1. 计算四个电路的总电阻：
甲图：$ R_1 $与$ R_2 $串联，总电阻$ R_甲 = R_1 + R_2 $；
乙图：$ R_1 $与$ R_2 $并联，总电阻$ R_乙 = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2} $；
丙图：仅$ R_1 $接入，总电阻$ R_丙 = R_1 $；
丁图：仅$ R_2 $接入，总电阻$ R_丁 = R_2 $。
2. 比较总电阻大小：已知$ R_1 ＞ R_2 $，串联总电阻大于任意分电阻，并联总电阻小于任意分电阻，因此总电阻关系为$ R_甲 ＞ R_丙 ＞ R_丁 ＞ R_乙 $。
3. 推导电功关系：因电源电压$ U $和工作时间$ t $相同，由$ W=\frac{U^2 t}{R} $可知，电功与总电阻成反比，故电功关系为$ W_乙 ＞ W_丁 ＞ W_丙 ＞ W_甲 $。
【答案】D
【知识点】电功计算、串并联电阻规律
【点评】本题核心是利用纯电阻电功公式结合串并联电阻特点解题，需明确电压和时间相同时电功与总电阻的反比关系，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 计算四个电路的总电阻：
甲图：$ R_1 $与$ R_2 $串联，总电阻$ R_甲 = R_1 + R_2 $；
乙图：$ R_1 $与$ R_2 $并联，总电阻$ R_乙 = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2} $；
丙图：仅$ R_1 $接入，总电阻$ R_丙 = R_1 $；
丁图：仅$ R_2 $接入，总电阻$ R_丁 = R_2 $。
2. 比较总电阻大小：已知$ R_1 ＞ R_2 $，串联总电阻大于任意分电阻，并联总电阻小于任意分电阻，因此总电阻关系为$ R_甲 ＞ R_丙 ＞ R_丁 ＞ R_乙 $。
3. 推导电功关系：因电源电压$ U $和工作时间$ t $相同，由$ W=\frac{U^2 t}{R} $可知，电功与总电阻成反比，故电功关系为$ W_乙 ＞ W_丁 ＞ W_丙 ＞ W_甲 $。
【答案】D
【知识点】电功计算、串并联电阻规律
【点评】本题核心是利用纯电阻电功公式结合串并联电阻特点解题，需明确电压和时间相同时电功与总电阻的反比关系，难度适中。
【难度系数】0.5
10.图15.1-8甲所示为某品牌的“光电互补型”太阳能热水器,晴天以吸收的太阳能加热,阴雨天可用电加热。该太阳能热水器水箱内水的质量为120 kg,某次加热时水温由15 ℃升高到45 ℃。[$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/kg·℃}$]
(1)这些水吸收的热量是多少?
(2)若该次加热是在阴雨天,采用的是电加热方式,热水器的效率为70％,则要消耗的电能是多少千瓦时? 根据图15.1-8乙中电能表的相关参数,电能表的转盘转了多少转?
(1)这些水吸收的热量是多少?
(2)若该次加热是在阴雨天,采用的是电加热方式,热水器的效率为70％,则要消耗的电能是多少千瓦时? 根据图15.1-8乙中电能表的相关参数,电能表的转盘转了多少转?
答案
解：
(1) 水升高的温度：
Δt = t - t₀ = 45 ℃ - 15 ℃ = 30 ℃
水吸收的热量：
$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}}m\Delta t = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)} × 120\ \mathrm{kg} × 30\ ° \mathrm{C} = 1.512×10^7\ \mathrm{J}$
(2) 由$\eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W}$得，消耗的电能：
$W = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta} = \frac{1.512×10^7\ \mathrm{J}}{70\%} = 2.16×10^7\ \mathrm{J} = 6\ \mathrm{kW· h}$
电能表转盘的转数：
$n = 6\ \mathrm{kW· h} × 2500\ \mathrm{r/(kW· h)} = 15000\ \mathrm{r}$
答：(1)这些水吸收的热量是$1.512×10^7\ \mathrm{J}$；(2)消耗的电能是$6\ \mathrm{kW· h}$，电能表的转盘转了15000转。
(1) 水升高的温度：
Δt = t - t₀ = 45 ℃ - 15 ℃ = 30 ℃
水吸收的热量：
$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}}m\Delta t = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)} × 120\ \mathrm{kg} × 30\ ° \mathrm{C} = 1.512×10^7\ \mathrm{J}$
(2) 由$\eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W}$得，消耗的电能：
$W = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta} = \frac{1.512×10^7\ \mathrm{J}}{70\%} = 2.16×10^7\ \mathrm{J} = 6\ \mathrm{kW· h}$
电能表转盘的转数：
$n = 6\ \mathrm{kW· h} × 2500\ \mathrm{r/(kW· h)} = 15000\ \mathrm{r}$
答：(1)这些水吸收的热量是$1.512×10^7\ \mathrm{J}$；(2)消耗的电能是$6\ \mathrm{kW· h}$，电能表的转盘转了15000转。
解析
【分析】
第(1)问求水吸收的热量，需利用热量计算公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$，先计算水升高的温度$\Delta t$，再代入已知的比热容、质量和温度变化量求解。第(2)问中，电加热时热水器效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}$，因此消耗的电能$W=\frac{Q_{吸}}{\eta}$，需将热量单位从焦耳转换为千瓦时；再根据电能表参数“$2500\ \mathrm{r/(kW·h)}$”，即每消耗$1\ \mathrm{kW·h}$电能转盘转2500转，用消耗的电能乘以该参数得到转盘转数。
【解析】
解：
(1) 水升高的温度：
$\Delta t = t - t_0 = 45\ ℃ - 15\ ℃ = 30\ ℃$
根据热量计算公式，水吸收的热量：
$Q_{吸} = c_{水}m\Delta t = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 120\ \mathrm{kg} × 30\ ℃ = 1.512×10^7\ \mathrm{J}$
(2) 已知热水器效率$\eta=70\%$，由效率公式$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}$可得，消耗的电能：
$W = \frac{Q_{吸}}{\eta} = \frac{1.512×10^7\ \mathrm{J}}{70\%} = 2.16×10^7\ \mathrm{J}$
单位转换：因为$1\ \mathrm{kW·h}=3.6×10^6\ \mathrm{J}$，所以$W = \frac{2.16×10^7\ \mathrm{J}}{3.6×10^6\ \mathrm{J/kW·h}} = 6\ \mathrm{kW·h}$
电能表参数为$2500\ \mathrm{r/(kW·h)}$，则转盘转数：
$n = 6\ \mathrm{kW·h} × 2500\ \mathrm{r/(kW·h)} = 15000\ \mathrm{r}$
【答案】
(1) 这些水吸收的热量是$1.512×10^7\ \mathrm{J}$；(2) 消耗的电能是$6\ \mathrm{kW·h}$，电能表的转盘转了15000转。
【知识点】
热量计算、电能计算、电能表参数应用
【点评】
本题结合太阳能热水器的实际场景，考查热量公式、效率公式及电能表参数的应用，属于初中物理热学与电学结合的基础题型，步骤清晰，注重公式的灵活运用。
【难度系数】
0.6
第(1)问求水吸收的热量，需利用热量计算公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$，先计算水升高的温度$\Delta t$，再代入已知的比热容、质量和温度变化量求解。第(2)问中，电加热时热水器效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}$，因此消耗的电能$W=\frac{Q_{吸}}{\eta}$，需将热量单位从焦耳转换为千瓦时；再根据电能表参数“$2500\ \mathrm{r/(kW·h)}$”，即每消耗$1\ \mathrm{kW·h}$电能转盘转2500转，用消耗的电能乘以该参数得到转盘转数。
【解析】
解：
(1) 水升高的温度：
$\Delta t = t - t_0 = 45\ ℃ - 15\ ℃ = 30\ ℃$
根据热量计算公式，水吸收的热量：
$Q_{吸} = c_{水}m\Delta t = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 120\ \mathrm{kg} × 30\ ℃ = 1.512×10^7\ \mathrm{J}$
(2) 已知热水器效率$\eta=70\%$，由效率公式$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}$可得，消耗的电能：
$W = \frac{Q_{吸}}{\eta} = \frac{1.512×10^7\ \mathrm{J}}{70\%} = 2.16×10^7\ \mathrm{J}$
单位转换：因为$1\ \mathrm{kW·h}=3.6×10^6\ \mathrm{J}$，所以$W = \frac{2.16×10^7\ \mathrm{J}}{3.6×10^6\ \mathrm{J/kW·h}} = 6\ \mathrm{kW·h}$
电能表参数为$2500\ \mathrm{r/(kW·h)}$，则转盘转数：
$n = 6\ \mathrm{kW·h} × 2500\ \mathrm{r/(kW·h)} = 15000\ \mathrm{r}$
【答案】
(1) 这些水吸收的热量是$1.512×10^7\ \mathrm{J}$；(2) 消耗的电能是$6\ \mathrm{kW·h}$，电能表的转盘转了15000转。
【知识点】
热量计算、电能计算、电能表参数应用
【点评】
本题结合太阳能热水器的实际场景，考查热量公式、效率公式及电能表参数的应用，属于初中物理热学与电学结合的基础题型，步骤清晰，注重公式的灵活运用。
【难度系数】
0.6
