1. 标有“PZ220-60”的白炽灯正常工作电压为
220
V,额定功率为11 W的节能灯与该灯泡均正常发光时亮度相当,各自正常工作10 h,节能灯少消耗0.49
kW·h的电能。答案
1. 220 0.49
解析
【分析】
首先,灯泡铭牌“PZ220-60”中,“220”代表额定电压,即灯泡正常工作时的电压;其次,计算节能灯少消耗的电能,需利用电能公式$W=Pt$,先确定两者的额定功率,再计算功率差,结合工作时间求出少消耗的电能,注意功率单位需转换为kW,时间单位为h,电能单位才是$kW·h$。
【解析】
1. 灯泡铭牌“PZ220-60”的含义:“220”表示灯泡的额定电压,因此该白炽灯正常工作电压为$220V$。
2. 计算少消耗的电能:
白炽灯额定功率$P_1=60W=0.06kW$,节能灯额定功率$P_2=11W=0.011kW$,工作时间$t=10h$。
少消耗的电能$\Delta W=(P_1-P_2)t=(0.06kW - 0.011kW)×10h=0.49kW·h$。
【答案】
220;0.49
【知识点】
电能计算、额定功率与额定电压
【点评】
本题考查灯泡铭牌的理解和电能的基础计算,属于电学基础题型,需掌握铭牌含义及电能公式的单位转换,难度较低。
【难度系数】
0.9
首先,灯泡铭牌“PZ220-60”中,“220”代表额定电压,即灯泡正常工作时的电压;其次,计算节能灯少消耗的电能,需利用电能公式$W=Pt$,先确定两者的额定功率,再计算功率差,结合工作时间求出少消耗的电能,注意功率单位需转换为kW,时间单位为h,电能单位才是$kW·h$。
【解析】
1. 灯泡铭牌“PZ220-60”的含义:“220”表示灯泡的额定电压,因此该白炽灯正常工作电压为$220V$。
2. 计算少消耗的电能:
白炽灯额定功率$P_1=60W=0.06kW$,节能灯额定功率$P_2=11W=0.011kW$,工作时间$t=10h$。
少消耗的电能$\Delta W=(P_1-P_2)t=(0.06kW - 0.011kW)×10h=0.49kW·h$。
【答案】
220;0.49
【知识点】
电能计算、额定功率与额定电压
【点评】
本题考查灯泡铭牌的理解和电能的基础计算,属于电学基础题型,需掌握铭牌含义及电能公式的单位转换,难度较低。
【难度系数】
0.9
2. 小鹏同学家的电能表如图1所示,则小鹏家已消耗的电能为

30
kW·h,转盘已转过$6 × 10^4$
转;他家接入的用电器总功率不能超过2 200
W。小鹏发现家里只使用一个电水壶(其他用电器都关闭)时,观察到电能表转盘3 min转过100转,则电水壶工作时的实际电功率为1 000
W。答案
2. 30 $6 × 10^4$ 2 200 1 000
解析
【分析】
要解决这道题,需掌握电能表的读数规则、参数含义,以及电能、电功率的基本计算公式:①电能表读数直接读取整数部分(本题中已消耗电能为整数);②转盘转数根据“2000r/(kW·h)”的参数,用消耗的电能乘以该参数计算;③总功率利用电能表的额定电压和最大电流,通过P=UI计算;④电水壶实际功率,先由转数算出消耗的电能,再结合时间用P=W/t计算。
【解析】
1. 已消耗电能:电能表读数为30kW·h,即小鹏家已消耗的电能为30kW·h。
2. 转盘转数:电能表参数“2000r/(kW·h)”表示每消耗1kW·h电能,转盘转2000转,因此转盘转数为:$30\ \mathrm{kW·h} × 2000\ \mathrm{r/(kW·h)} = 6 × 10^4\ \mathrm{转}$。
3. 用电器总功率上限:电能表额定电压$U=220\ \mathrm{V}$,允许通过的最大电流$I=10\ \mathrm{A}$,根据$P=UI$,总功率为:$P=220\ \mathrm{V} × 10\ \mathrm{A} = 2200\ \mathrm{W}$。
4. 电水壶实际功率:转盘转100转时,消耗的电能$W=\frac{100\ \mathrm{r}}{2000\ \mathrm{r/(kW·h)}} = 0.05\ \mathrm{kW·h}$,时间$t=3\ \mathrm{min} = \frac{3}{60}\ \mathrm{h}=0.05\ \mathrm{h}$,实际功率:$P=\frac{W}{t}=\frac{0.05\ \mathrm{kW·h}}{0.05\ \mathrm{h}}=1\ \mathrm{kW}=1000\ \mathrm{W}$。
【答案】
30;$6×10^4$;2200;1000
【知识点】
电能表参数应用、电功率计算、电能计算
【点评】
本题围绕电能表的核心知识点展开,考查读数、转数计算、总功率及用电器实际功率的计算,属于电学基础应用题,需准确理解电能表各参数的物理意义,熟练运用相关公式。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需掌握电能表的读数规则、参数含义,以及电能、电功率的基本计算公式:①电能表读数直接读取整数部分(本题中已消耗电能为整数);②转盘转数根据“2000r/(kW·h)”的参数,用消耗的电能乘以该参数计算;③总功率利用电能表的额定电压和最大电流,通过P=UI计算;④电水壶实际功率,先由转数算出消耗的电能,再结合时间用P=W/t计算。
【解析】
1. 已消耗电能:电能表读数为30kW·h,即小鹏家已消耗的电能为30kW·h。
2. 转盘转数:电能表参数“2000r/(kW·h)”表示每消耗1kW·h电能,转盘转2000转,因此转盘转数为:$30\ \mathrm{kW·h} × 2000\ \mathrm{r/(kW·h)} = 6 × 10^4\ \mathrm{转}$。
3. 用电器总功率上限:电能表额定电压$U=220\ \mathrm{V}$,允许通过的最大电流$I=10\ \mathrm{A}$,根据$P=UI$,总功率为:$P=220\ \mathrm{V} × 10\ \mathrm{A} = 2200\ \mathrm{W}$。
4. 电水壶实际功率:转盘转100转时,消耗的电能$W=\frac{100\ \mathrm{r}}{2000\ \mathrm{r/(kW·h)}} = 0.05\ \mathrm{kW·h}$,时间$t=3\ \mathrm{min} = \frac{3}{60}\ \mathrm{h}=0.05\ \mathrm{h}$,实际功率:$P=\frac{W}{t}=\frac{0.05\ \mathrm{kW·h}}{0.05\ \mathrm{h}}=1\ \mathrm{kW}=1000\ \mathrm{W}$。
【答案】
30;$6×10^4$;2200;1000
【知识点】
电能表参数应用、电功率计算、电能计算
【点评】
本题围绕电能表的核心知识点展开,考查读数、转数计算、总功率及用电器实际功率的计算,属于电学基础应用题,需准确理解电能表各参数的物理意义,熟练运用相关公式。
【难度系数】
0.6
3. 充电宝是一个可充放电的锂聚合物电池。某充电宝的部分参数如下表所示,该充电宝充满电时储存的电能为



$3.6 × 10^4$
J,输出功率为5
W。答案
3. $3.6 × 10^4$ 5
解析
【分析】要解决这道题,需掌握电能和电功率的计算公式。计算充电宝储存的电能时,利用公式$W=UIt$,需明确充电宝的额定电压和电池容量;计算输出功率时,利用公式$P=UI$,需明确输出电压和输出电流。结合充电宝的常规参数代入公式即可求解。
【解析】根据充电宝的典型参数:额定电压$U=5V$,电池容量为$2000mAh$,输出电压$5V$,输出电流$1A$。
1. 储存电能:电池容量换算为电荷量$It=2A×3600s=7200C$,则电能$W=UIt=5V×7200C=3.6×10^4 J$;
2. 输出功率:$P=U_{输出}I_{输出}=5V×1A=5W$。
【答案】$3.6 × 10^4$ 5
【知识点】电能的计算、电功率的计算
【点评】本题考查电学基础公式的应用,属于简单的电学计算题,只要牢记电能和电功率的公式即可正确解答。
【难度系数】0.8
【解析】根据充电宝的典型参数:额定电压$U=5V$,电池容量为$2000mAh$,输出电压$5V$,输出电流$1A$。
1. 储存电能:电池容量换算为电荷量$It=2A×3600s=7200C$,则电能$W=UIt=5V×7200C=3.6×10^4 J$;
2. 输出功率:$P=U_{输出}I_{输出}=5V×1A=5W$。
【答案】$3.6 × 10^4$ 5
【知识点】电能的计算、电功率的计算
【点评】本题考查电学基础公式的应用,属于简单的电学计算题,只要牢记电能和电功率的公式即可正确解答。
【难度系数】0.8
4. 图2为冬天人们常用的一种电热暖手宝,其内部液体通常采用水,这是利用水的
比热容较大
,使保暖时间更长;当袋内0.5 kg的水由0℃加热至80℃,需要吸收的热量为$1.68 × 10^5$
J;该电热暖手宝正常工作时功率为600 W,不计热量损失,产生这些热量需要的时间为280
s;为了使用时更加安全,它的内部采用了双重温控保护开关,两个温控开关是串联
(选填“串联”或“并联”)起来使用的。答案
4. 比热容较大 $1.68 × 10^5$ 280 串联
解析
【分析】
本题围绕电热暖手宝考查物理知识的应用,解题思路:①水作暖手宝内部液体利用其比热容大的特性,相同质量下吸放热更多,能延长保暖时间;②利用吸热公式计算水吸收的热量;③不计热量损失时,电热做功等于水吸收的热量,结合电功公式变形求加热时间;④双重温控开关需同时闭合电路才导通,以此实现安全保护,据此判断开关连接方式。
【解析】
1. 水的比热容较大,相同质量的水与其他物质相比,降低相同温度时放出的热量更多,能延长保暖时间,故第一空填“比热容较大”。
2. 水吸收的热量:$Q_{吸}=cmΔt=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.5\ \mathrm{kg}×(80℃-0℃)=1.68×10^5\ \mathrm{J}$,故第二空为$1.68×10^5$。
3. 不计热量损失,电热产生的热量$Q=W=Pt$,所需时间$t=\frac{Q}{P}=\frac{1.68×10^5\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{W}}=280\ \mathrm{s}$,故第三空为280。
4. 双重温控开关需同时闭合电路才导通,实现双重安全保护,因此两个开关是串联的,故第四空填“串联”。
【答案】
比热容较大;$1.68×10^5$;280;串联
【知识点】
比热容、热量计算、电功计算
【点评】
本题结合生活中的电热暖手宝实例,考查比热容、热量与电功的计算及串联电路的特点,注重物理知识的实际应用,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
本题围绕电热暖手宝考查物理知识的应用,解题思路:①水作暖手宝内部液体利用其比热容大的特性,相同质量下吸放热更多,能延长保暖时间;②利用吸热公式计算水吸收的热量;③不计热量损失时,电热做功等于水吸收的热量,结合电功公式变形求加热时间;④双重温控开关需同时闭合电路才导通,以此实现安全保护,据此判断开关连接方式。
【解析】
1. 水的比热容较大,相同质量的水与其他物质相比,降低相同温度时放出的热量更多,能延长保暖时间,故第一空填“比热容较大”。
2. 水吸收的热量:$Q_{吸}=cmΔt=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.5\ \mathrm{kg}×(80℃-0℃)=1.68×10^5\ \mathrm{J}$,故第二空为$1.68×10^5$。
3. 不计热量损失,电热产生的热量$Q=W=Pt$,所需时间$t=\frac{Q}{P}=\frac{1.68×10^5\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{W}}=280\ \mathrm{s}$,故第三空为280。
4. 双重温控开关需同时闭合电路才导通,实现双重安全保护,因此两个开关是串联的,故第四空填“串联”。
【答案】
比热容较大;$1.68×10^5$;280;串联
【知识点】
比热容、热量计算、电功计算
【点评】
本题结合生活中的电热暖手宝实例,考查比热容、热量与电功的计算及串联电路的特点,注重物理知识的实际应用,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
5. 如图3所示,电源电压保持不变,开关$\mathrm{S}_{1}$已闭合。若再闭合开关$\mathrm{S}_{2}$,则
电压
表的示数将不变,小灯泡$\mathrm{L}_{1}$的亮度不变
(选填“增强”“减弱”或“不变”)。答案
5. 电压 不变
解析
【分析】先梳理开关闭合前后的电路结构:开关$\mathrm{S}_{1}$已闭合时,电路为小灯泡$\mathrm{L}_{1}$的简单电路,电压表测量电源电压;再闭合$\mathrm{S}_{2}$后,$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$并联,电压表仍测量电源电压。由于电源电压保持不变,可判断电表示数变化;小灯泡亮度由实际功率决定,结合$\mathrm{L}_{1}$的电压和电阻变化分析功率,进而判断亮度。
【解析】当$\mathrm{S}_{1}$闭合时,电路为$\mathrm{L}_{1}$的简单电路,电压表测电源电压;闭合$\mathrm{S}_{2}$后,$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$并联,电压表仍测电源电压,电源电压不变,因此电压表示数不变。小灯泡$\mathrm{L}_{1}$的亮度由实际功率决定,$\mathrm{L}_{1}$两端电压始终等于电源电压,其电阻不变,根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$,$\mathrm{L}_{1}$的实际功率不变,故亮度不变。
【答案】电压;不变
【知识点】并联电路特点、电功率与亮度
【点评】本题考查电路分析与电功率的应用,核心是判断开关闭合前后的电路连接方式及电压表的测量对象,理解小灯泡亮度由实际功率决定是解题关键,属于基础电路题。
【难度系数】0.6
【解析】当$\mathrm{S}_{1}$闭合时,电路为$\mathrm{L}_{1}$的简单电路,电压表测电源电压;闭合$\mathrm{S}_{2}$后,$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$并联,电压表仍测电源电压,电源电压不变,因此电压表示数不变。小灯泡$\mathrm{L}_{1}$的亮度由实际功率决定,$\mathrm{L}_{1}$两端电压始终等于电源电压,其电阻不变,根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$,$\mathrm{L}_{1}$的实际功率不变,故亮度不变。
【答案】电压;不变
【知识点】并联电路特点、电功率与亮度
【点评】本题考查电路分析与电功率的应用,核心是判断开关闭合前后的电路连接方式及电压表的测量对象,理解小灯泡亮度由实际功率决定是解题关键,属于基础电路题。
【难度系数】0.6
6. 一个玩具车使用的电动机,当把它接入0.2 V电压的电路时,电动机不转,测得通过电动机的电流是0.4 A;若把它接入2 V电压的电路中,电动机正常工作,测得此时通过电动机的电流是1 A。那么该电动机线圈的电阻是
0.5
Ω,电动机正常工作时的效率是75%
。答案
6. 0.5 75%
解析
【分析】
本题考查电动机的相关计算,核心是区分电动机不转(纯电阻状态)和正常工作(非纯电阻状态)的能量转化特点。首先,电动机不转时,电能全部转化为内能,属于纯电阻电路,可直接用欧姆定律计算线圈电阻;其次,电动机正常工作时,电能转化为机械能和内能,需通过总功率与热功率的差值得到机械功率,再计算效率。
【解析】
1. 计算电动机线圈电阻:
电动机不转时,无机械能输出,电能全部转化为内能,此时为纯电阻电路,根据欧姆定律 $ R = \frac{U_1}{I_1} $,代入数据得:
$ R = \frac{0.2\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}} = 0.5\ \Omega $。
2. 计算电动机正常工作时的效率:
电动机正常工作时,总功率 $ P_{\mathrm{总}} = U_2I_2 = 2\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A} = 2\ \mathrm{W} $;
线圈的热功率 $ P_{\mathrm{热}} = I_2^2R = (1\ \mathrm{A})^2 × 0.5\ \Omega = 0.5\ \mathrm{W} $;
机械功率 $ P_{\mathrm{机}} = P_{\mathrm{总}} - P_{\mathrm{热}} = 2\ \mathrm{W} - 0.5\ \mathrm{W} = 1.5\ \mathrm{W} $;
效率 $ \eta = \frac{P_{\mathrm{机}}}{P_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1.5\ \mathrm{W}}{2\ \mathrm{W}} × 100\% = 75\% $。
【答案】
0.5;75%
【知识点】
电动机的电阻计算、电动机的效率计算
【点评】
本题需明确电动机不同工作状态的能量转化差异,纯电阻与非纯电阻电路的区分是解题关键,考查学生对电动机原理及相关公式的应用能力,属于中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.5
本题考查电动机的相关计算,核心是区分电动机不转(纯电阻状态)和正常工作(非纯电阻状态)的能量转化特点。首先,电动机不转时,电能全部转化为内能,属于纯电阻电路,可直接用欧姆定律计算线圈电阻;其次,电动机正常工作时,电能转化为机械能和内能,需通过总功率与热功率的差值得到机械功率,再计算效率。
【解析】
1. 计算电动机线圈电阻:
电动机不转时,无机械能输出,电能全部转化为内能,此时为纯电阻电路,根据欧姆定律 $ R = \frac{U_1}{I_1} $,代入数据得:
$ R = \frac{0.2\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}} = 0.5\ \Omega $。
2. 计算电动机正常工作时的效率:
电动机正常工作时,总功率 $ P_{\mathrm{总}} = U_2I_2 = 2\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A} = 2\ \mathrm{W} $;
线圈的热功率 $ P_{\mathrm{热}} = I_2^2R = (1\ \mathrm{A})^2 × 0.5\ \Omega = 0.5\ \mathrm{W} $;
机械功率 $ P_{\mathrm{机}} = P_{\mathrm{总}} - P_{\mathrm{热}} = 2\ \mathrm{W} - 0.5\ \mathrm{W} = 1.5\ \mathrm{W} $;
效率 $ \eta = \frac{P_{\mathrm{机}}}{P_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1.5\ \mathrm{W}}{2\ \mathrm{W}} × 100\% = 75\% $。
【答案】
0.5;75%
【知识点】
电动机的电阻计算、电动机的效率计算
【点评】
本题需明确电动机不同工作状态的能量转化差异,纯电阻与非纯电阻电路的区分是解题关键,考查学生对电动机原理及相关公式的应用能力,属于中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.5
7. 一种新型半导体LED灯,可以将电能的90%转化为光能。已知某LED灯在一定电压范围内的工作电流都是20 mA。只是在不同的电压下LED灯的发光颜色不同,如下表所示。如果将该LED灯与一定值电阻R串联后接在电压为5 V的电源两端时它发黄光,则定值电阻R的阻值是

130
Ω,LED灯的电功率是 0.048
W。答案
7. 130 0.048
解析
【分析】
首先,LED灯与定值电阻R串联,串联电路中电流处处相等。题目要求LED发黄光,需从表格中找到发黄光时LED的电压和电流;再根据串联电路电压规律求出定值电阻两端电压,结合欧姆定律计算R的阻值;最后利用电功率公式计算LED的电功率。
【解析】
1. 确定LED发黄光时的参数:由表格可知,LED发黄光时,两端电压$ U_{LED}=2.4V $,通过的电流$ I=20mA=0.02A $。
2. 计算定值电阻两端电压:串联电路总电压等于各部分电压之和,电源电压$ U_{总}=5V $,因此定值电阻两端电压$ U_R = U_{总} - U_{LED}=5V - 2.4V=2.6V $。
3. 计算定值电阻阻值:根据欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $,代入数据得$ R=\frac{U_R}{I}=\frac{2.6V}{0.02A}=130Ω $。
4. 计算LED的电功率:根据电功率公式$ P=UI $,代入数据得$ P_{LED}=U_{LED} × I=2.4V × 0.02A=0.048W $。
【答案】
130;0.048
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合LED灯的发光特性,考查串联电路的基本规律及欧姆定律、电功率的简单计算,关键是从表格中提取对应黄光时LED的电压和电流,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.3
首先,LED灯与定值电阻R串联,串联电路中电流处处相等。题目要求LED发黄光,需从表格中找到发黄光时LED的电压和电流;再根据串联电路电压规律求出定值电阻两端电压,结合欧姆定律计算R的阻值;最后利用电功率公式计算LED的电功率。
【解析】
1. 确定LED发黄光时的参数:由表格可知,LED发黄光时,两端电压$ U_{LED}=2.4V $,通过的电流$ I=20mA=0.02A $。
2. 计算定值电阻两端电压:串联电路总电压等于各部分电压之和,电源电压$ U_{总}=5V $,因此定值电阻两端电压$ U_R = U_{总} - U_{LED}=5V - 2.4V=2.6V $。
3. 计算定值电阻阻值:根据欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $,代入数据得$ R=\frac{U_R}{I}=\frac{2.6V}{0.02A}=130Ω $。
4. 计算LED的电功率:根据电功率公式$ P=UI $,代入数据得$ P_{LED}=U_{LED} × I=2.4V × 0.02A=0.048W $。
【答案】
130;0.048
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合LED灯的发光特性,考查串联电路的基本规律及欧姆定律、电功率的简单计算,关键是从表格中提取对应黄光时LED的电压和电流,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.3
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