1.揭示电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间关系的规律叫做定律,是反映电流做功快慢的物理量。
答案
解:
焦耳
电功率
焦耳
电功率
解析
【分析】
本题考查电学基础概念,需回忆焦耳定律的定义和电功率的物理意义。首先,明确电流产生热量与电流、电阻、通电时间关系的定律名称;其次,确定反映电流做功快慢的物理量,结合所学知识点即可得出答案。
【解析】
电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系规律是焦耳定律,因此第一个空填“焦耳”;电功率的物理意义是反映电流做功快慢的物理量,所以第二个空填“电功率”。
【答案】
焦耳;电功率
【知识点】
焦耳定律;电功率
【点评】
本题为电学基础概念的直接识记题,难度较低,主要考查学生对核心物理定义的掌握情况,适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.9
本题考查电学基础概念,需回忆焦耳定律的定义和电功率的物理意义。首先,明确电流产生热量与电流、电阻、通电时间关系的定律名称;其次,确定反映电流做功快慢的物理量,结合所学知识点即可得出答案。
【解析】
电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系规律是焦耳定律,因此第一个空填“焦耳”;电功率的物理意义是反映电流做功快慢的物理量,所以第二个空填“电功率”。
【答案】
焦耳;电功率
【知识点】
焦耳定律;电功率
【点评】
本题为电学基础概念的直接识记题,难度较低,主要考查学生对核心物理定义的掌握情况,适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.9
2.灯泡$\mathrm{L}_1$标有“12 V 6 W”字样,灯泡$\mathrm{L}_2$标有“12 V 12 W”字样,通过两灯的电流随电压变化的关系如图1所示。若将$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$并联接在12 V的电源两端,则干路中的电流是A;若将$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$串联接在某电路中,$\mathrm{L}_1$恰好正常发光,则此时$\mathrm{L}_2$两端的电压为V。

答案
$\boldsymbol{1.5}$;$\boldsymbol{4}$
解析
【分析】
本题分为两小问,第一问是两灯并联在12V电源两端求干路电流,需利用并联电路电压规律,结合I-U图像获取对应电流后求和;第二问是两灯串联且L₁正常发光时求L₂两端电压,需先算出L₁的额定电流,利用串联电路电流规律确定电路电流,再从图像中找对应L₂的电压。
【解析】
1. 并联接在12V电源两端时:
并联电路各支路电压相等,等于电源电压,即$U_1=U_2=12\mathrm{V}$。
由I-U图像可知,当$U=12\mathrm{V}$时,通过$\mathrm{L}_1$的电流$I_1=0.5\mathrm{A}$,通过$\mathrm{L}_2$的电流$I_2=1.0\mathrm{A}$。
根据并联电路电流规律,干路电流$I=I_1+I_2=0.5\mathrm{A}+1.0\mathrm{A}=1.5\mathrm{A}$。
2. 串联接在电路中,$\mathrm{L}_1$正常发光时:
$\mathrm{L}_1$的额定电流:$I_{1额}=\frac{P_1}{U_{1额}}=\frac{6\mathrm{W}}{12\mathrm{V}}=0.5\mathrm{A}$。
串联电路电流处处相等,所以电路电流$I'=I_{1额}=0.5\mathrm{A}$,即通过$\mathrm{L}_2$的电流也为$0.5\mathrm{A}$。
由I-U图像可知,当电流为$0.5\mathrm{A}$时,$\mathrm{L}_2$两端的电压$U_2'=4\mathrm{V}$。
【答案】
1.5;4
【知识点】
并联电路电流规律、串联电路特点、电功率计算、I-U图像应用
【点评】
本题结合I-U图像考查串并联电路规律与电功率计算,关键是从图像中提取对应电压、电流值,理解串并联电路的电流、电压关系,属于中等难度的电学综合题。
【难度系数】
0.5
本题分为两小问,第一问是两灯并联在12V电源两端求干路电流,需利用并联电路电压规律,结合I-U图像获取对应电流后求和;第二问是两灯串联且L₁正常发光时求L₂两端电压,需先算出L₁的额定电流,利用串联电路电流规律确定电路电流,再从图像中找对应L₂的电压。
【解析】
1. 并联接在12V电源两端时:
并联电路各支路电压相等,等于电源电压,即$U_1=U_2=12\mathrm{V}$。
由I-U图像可知,当$U=12\mathrm{V}$时,通过$\mathrm{L}_1$的电流$I_1=0.5\mathrm{A}$,通过$\mathrm{L}_2$的电流$I_2=1.0\mathrm{A}$。
根据并联电路电流规律,干路电流$I=I_1+I_2=0.5\mathrm{A}+1.0\mathrm{A}=1.5\mathrm{A}$。
2. 串联接在电路中,$\mathrm{L}_1$正常发光时:
$\mathrm{L}_1$的额定电流:$I_{1额}=\frac{P_1}{U_{1额}}=\frac{6\mathrm{W}}{12\mathrm{V}}=0.5\mathrm{A}$。
串联电路电流处处相等,所以电路电流$I'=I_{1额}=0.5\mathrm{A}$,即通过$\mathrm{L}_2$的电流也为$0.5\mathrm{A}$。
由I-U图像可知,当电流为$0.5\mathrm{A}$时,$\mathrm{L}_2$两端的电压$U_2'=4\mathrm{V}$。
【答案】
1.5;4
【知识点】
并联电路电流规律、串联电路特点、电功率计算、I-U图像应用
【点评】
本题结合I-U图像考查串并联电路规律与电功率计算,关键是从图像中提取对应电压、电流值,理解串并联电路的电流、电压关系,属于中等难度的电学综合题。
【难度系数】
0.5
3.小陈家里有“1 000 W”的电饭煲、“500 W”的电熨斗、“1 000 W”的电吹风各一个,这三种电器中热效率最低的是。若让它们各自正常工作相同时间,产生的热量最多,消耗的电能最少。
答案
解:
电饭煲、电熨斗工作时几乎将电能全部转化为内能,属于纯电阻用电器;电吹风工作时主要将电能转化为机械能,仅少部分电能转化为内能,因此三种电器中热效率最低的是电吹风。
用电器正常工作时实际功率等于额定功率,由$W=Pt$可知,工作相同时间,额定功率越小消耗的电能越少,因此额定功率为500W的电熨斗消耗的电能最少。
纯电阻用电器产生的热量等于其消耗的电能,1000W的电饭煲正常工作相同时间产生的热量$Q_{\mathrm{饭}}=W_{\mathrm{饭}}=1000\ \mathrm{W}· t$,1000W的电吹风产生的热量$Q_{\mathrm{风}}<W_{\mathrm{风}}=1000\ \mathrm{W}· t$,500W的电熨斗产生的热量$Q_{\mathrm{斗}}=W_{\mathrm{斗}}=500\ \mathrm{W}· t$,因此产生热量最多的是电饭煲。
答案依次为:电吹风;电饭煲;电熨斗。
电饭煲、电熨斗工作时几乎将电能全部转化为内能,属于纯电阻用电器;电吹风工作时主要将电能转化为机械能,仅少部分电能转化为内能,因此三种电器中热效率最低的是电吹风。
用电器正常工作时实际功率等于额定功率,由$W=Pt$可知,工作相同时间,额定功率越小消耗的电能越少,因此额定功率为500W的电熨斗消耗的电能最少。
纯电阻用电器产生的热量等于其消耗的电能,1000W的电饭煲正常工作相同时间产生的热量$Q_{\mathrm{饭}}=W_{\mathrm{饭}}=1000\ \mathrm{W}· t$,1000W的电吹风产生的热量$Q_{\mathrm{风}}<W_{\mathrm{风}}=1000\ \mathrm{W}· t$,500W的电熨斗产生的热量$Q_{\mathrm{斗}}=W_{\mathrm{斗}}=500\ \mathrm{W}· t$,因此产生热量最多的是电饭煲。
答案依次为:电吹风;电饭煲;电熨斗。
解析
【分析】
要解决这道题,需明确不同用电器的能量转化特点,结合电功、热量的相关公式分析:首先,判断各用电器的能量转化类型,纯电阻用电器(电饭煲、电熨斗)将电能几乎全部转化为内能,非纯电阻用电器(电吹风)主要将电能转化为机械能,仅少量转化为内能,据此确定热效率最低的电器;其次,用电器正常工作时功率等于额定功率,根据公式$W=Pt$,相同时间内,功率越小消耗的电能越少,可确定消耗电能最少的电器;最后,纯电阻用电器产生的热量等于消耗的电能($Q=W$),非纯电阻用电器产生的热量小于消耗的电能,据此比较相同时间内产生热量的多少。
【解析】
1. 热效率分析:电饭煲、电熨斗工作时,电能几乎全部转化为内能,属于纯电阻用电器,热效率高;电吹风工作时,主要将电能转化为机械能,仅少部分电能转化为内能,因此三种电器中热效率最低的是电吹风。
2. 消耗电能分析:用电器正常工作时实际功率等于额定功率,由电功公式$W=Pt$可知,工作时间$t$相同时,额定功率$P$越小,消耗的电能$W$越少。三个电器中,电熨斗的额定功率为500W,是最小的,因此电熨斗消耗的电能最少。
3. 产生热量分析:纯电阻用电器产生的热量等于其消耗的电能,即$Q=W=Pt$;非纯电阻用电器产生的热量小于消耗的电能,即$Q<W=Pt$。计算相同时间$t$内各电器产生的热量:电饭煲产生的热量$Q_{饭}=1000\ \mathrm{W}· t$,电熨斗产生的热量$Q_{斗}=500\ \mathrm{W}· t$,电吹风产生的热量$Q_{风}<1000\ \mathrm{W}· t$,因此产生热量最多的是电饭煲。
【答案】
电吹风;电饭煲;电熨斗
【知识点】
用电器的能量转化、电功与热量计算、电功率应用
【点评】
本题考查不同类型用电器的能量转化规律,核心是区分纯电阻与非纯电阻用电器的热量计算,需准确理解热效率、电功的概念,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需明确不同用电器的能量转化特点,结合电功、热量的相关公式分析:首先,判断各用电器的能量转化类型,纯电阻用电器(电饭煲、电熨斗)将电能几乎全部转化为内能,非纯电阻用电器(电吹风)主要将电能转化为机械能,仅少量转化为内能,据此确定热效率最低的电器;其次,用电器正常工作时功率等于额定功率,根据公式$W=Pt$,相同时间内,功率越小消耗的电能越少,可确定消耗电能最少的电器;最后,纯电阻用电器产生的热量等于消耗的电能($Q=W$),非纯电阻用电器产生的热量小于消耗的电能,据此比较相同时间内产生热量的多少。
【解析】
1. 热效率分析:电饭煲、电熨斗工作时,电能几乎全部转化为内能,属于纯电阻用电器,热效率高;电吹风工作时,主要将电能转化为机械能,仅少部分电能转化为内能,因此三种电器中热效率最低的是电吹风。
2. 消耗电能分析:用电器正常工作时实际功率等于额定功率,由电功公式$W=Pt$可知,工作时间$t$相同时,额定功率$P$越小,消耗的电能$W$越少。三个电器中,电熨斗的额定功率为500W,是最小的,因此电熨斗消耗的电能最少。
3. 产生热量分析:纯电阻用电器产生的热量等于其消耗的电能,即$Q=W=Pt$;非纯电阻用电器产生的热量小于消耗的电能,即$Q<W=Pt$。计算相同时间$t$内各电器产生的热量:电饭煲产生的热量$Q_{饭}=1000\ \mathrm{W}· t$,电熨斗产生的热量$Q_{斗}=500\ \mathrm{W}· t$,电吹风产生的热量$Q_{风}<1000\ \mathrm{W}· t$,因此产生热量最多的是电饭煲。
【答案】
电吹风;电饭煲;电熨斗
【知识点】
用电器的能量转化、电功与热量计算、电功率应用
【点评】
本题考查不同类型用电器的能量转化规律,核心是区分纯电阻与非纯电阻用电器的热量计算,需准确理解热效率、电功的概念,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
4.图2所示的是一款电风扇的“挡位”旋钮,当由2挡位调至3挡位时,能够吹出更强劲的风。相较于2挡,下列关于3挡的说法正确的是()

A.消耗的电能更多
B.消耗电能更快
C.电路两端的电压更大
D.电路中的总电阻变大
A.消耗的电能更多
B.消耗电能更快
C.电路两端的电压更大
D.电路中的总电阻变大
答案
B
解析
【分析】
要解决这道题,需结合家庭电路特点和电功率的相关知识分析:家庭电路电压恒定为220V,挡位调节通过改变电路电阻来调整电流和功率,挡位越高风越强劲,说明电功率越大,而电功率是描述消耗电能快慢的物理量。接下来逐一分析选项:A选项消耗电能多少与功率和时间都有关,仅功率大未说明时间,无法确定消耗电能更多;B选项消耗电能更快即电功率更大,符合3挡风更强劲的特点;C选项家庭电路电压不随挡位改变;D选项根据公式P=U²/R,电压不变时功率变大则电阻变小。
【解析】
家庭电路的电压为220V,是恒定不变的,因此电路两端的电压不会随挡位改变,故C错误;电功率是表示电流做功(消耗电能)快慢的物理量,3挡时吹出的风更强劲,说明3挡的电功率更大,即消耗电能更快,故B正确;消耗电能的多少由电功率和通电时间共同决定,仅知道电功率大,未说明通电时间,无法确定消耗的电能更多,故A错误;根据电功率公式P=U²/R,电压U不变,电功率P变大时,电路中的总电阻R应变小,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
电功率、家庭电路
【点评】
本题结合电风扇挡位旋钮考查电功率的基础知识点,需明确家庭电路电压恒定、电功率与消耗电能快慢的关系,以及电功率和电阻的关联,属于初中物理常规基础题,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合家庭电路特点和电功率的相关知识分析:家庭电路电压恒定为220V,挡位调节通过改变电路电阻来调整电流和功率,挡位越高风越强劲,说明电功率越大,而电功率是描述消耗电能快慢的物理量。接下来逐一分析选项:A选项消耗电能多少与功率和时间都有关,仅功率大未说明时间,无法确定消耗电能更多;B选项消耗电能更快即电功率更大,符合3挡风更强劲的特点;C选项家庭电路电压不随挡位改变;D选项根据公式P=U²/R,电压不变时功率变大则电阻变小。
【解析】
家庭电路的电压为220V,是恒定不变的,因此电路两端的电压不会随挡位改变,故C错误;电功率是表示电流做功(消耗电能)快慢的物理量,3挡时吹出的风更强劲,说明3挡的电功率更大,即消耗电能更快,故B正确;消耗电能的多少由电功率和通电时间共同决定,仅知道电功率大,未说明通电时间,无法确定消耗的电能更多,故A错误;根据电功率公式P=U²/R,电压U不变,电功率P变大时,电路中的总电阻R应变小,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
电功率、家庭电路
【点评】
本题结合电风扇挡位旋钮考查电功率的基础知识点,需明确家庭电路电压恒定、电功率与消耗电能快慢的关系,以及电功率和电阻的关联,属于初中物理常规基础题,难度适中。
【难度系数】
0.6
5. 图3是电阻甲和乙的U-I图像,以下是小明对图像信息作出的判断,其中正确的是()

A.甲、乙均为定值电阻
B.当乙两端的电压为1 V时,其阻值为2.5 Ω
C.将甲、乙并联在电源电压为2 V的电路中,甲两端的电压较大
D.将甲、乙串联在电源电压为3 V的电路中,乙的电功率为0.8 W
A.甲、乙均为定值电阻
B.当乙两端的电压为1 V时,其阻值为2.5 Ω
C.将甲、乙并联在电源电压为2 V的电路中,甲两端的电压较大
D.将甲、乙串联在电源电压为3 V的电路中,乙的电功率为0.8 W
答案
B
解析
【分析】本题考查U-I图像的应用,解题思路:①根据定值电阻的U-I图像为过原点的直线,判断甲、乙是否为定值电阻;②针对每个选项,结合串并联电路特点,从图像中提取对应电压、电流数据,利用欧姆定律、电功率公式进行分析计算,判断选项正误。
【解析】
选项A:定值电阻的U-I图像是过原点的直线,由图可知甲的图像为直线,是定值电阻;乙的图像为曲线,不是定值电阻,故A错误。
选项B:从图像中找到乙两端电压为1V时,对应的电流I=0.4A,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,乙的阻值$R=\frac{1V}{0.4A}=2.5Ω$,故B正确。
选项C:并联电路中各支路两端电压相等,因此将甲、乙并联在电源电压为2V的电路中,甲、乙两端电压均为2V,并非甲两端电压更大,故C错误。
选项D:串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电压之和。当甲、乙串联在电源电压为3V的电路中时,从图像可知,电流I=0.4A时,甲的电压$U_甲=2V$,乙的电压$U_乙=1V$,总电压$U=U_甲+U_乙=3V$,符合条件。此时乙的电功率$P=U_乙I=1V×0.4A=0.4W≠0.8W$,故D错误。
【答案】B
【知识点】U-I图像、欧姆定律、电功率计算
【点评】本题结合U-I图像考查电学基本规律的应用,需准确读取图像数据,区分串并联电路特点,是电学基础题型。
【难度系数】0.5
【解析】
选项A:定值电阻的U-I图像是过原点的直线,由图可知甲的图像为直线,是定值电阻;乙的图像为曲线,不是定值电阻,故A错误。
选项B:从图像中找到乙两端电压为1V时,对应的电流I=0.4A,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,乙的阻值$R=\frac{1V}{0.4A}=2.5Ω$,故B正确。
选项C:并联电路中各支路两端电压相等,因此将甲、乙并联在电源电压为2V的电路中,甲、乙两端电压均为2V,并非甲两端电压更大,故C错误。
选项D:串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电压之和。当甲、乙串联在电源电压为3V的电路中时,从图像可知,电流I=0.4A时,甲的电压$U_甲=2V$,乙的电压$U_乙=1V$,总电压$U=U_甲+U_乙=3V$,符合条件。此时乙的电功率$P=U_乙I=1V×0.4A=0.4W≠0.8W$,故D错误。
【答案】B
【知识点】U-I图像、欧姆定律、电功率计算
【点评】本题结合U-I图像考查电学基本规律的应用,需准确读取图像数据,区分串并联电路特点,是电学基础题型。
【难度系数】0.5
6.(多选)甲、乙两只电热杯及其铭牌如图4所示,现用甲、乙两只电热杯将质量、初温均相同的水加热至沸腾。若两只电热杯均正常工作,不考虑热量损失,则下列说法正确的是()

A.电流通过电热杯做功时将电能转化为内能
B.乙电热杯电流做功更慢
C.使用甲电热杯加热所需时间更长
D.乙电热杯消耗的电能更多
A.电流通过电热杯做功时将电能转化为内能
B.乙电热杯电流做功更慢
C.使用甲电热杯加热所需时间更长
D.乙电热杯消耗的电能更多
答案
AC
解析
【分析】
要判断各选项是否正确,需结合电流的热效应、电功率的物理意义、电功与热量的关系分析:
1. 选项A:电热杯利用电流热效应工作,电流做功时电能转化为内能,据此判断;
2. 选项B:电功率是表示电流做功快慢的物理量,比较甲、乙的额定功率即可判断;
3. 选项C:水的质量、初温相同,加热至沸腾吸收的热量相同,不考虑热量损失时,电热杯消耗的电能等于水吸收的热量,再结合公式$W=Pt$分析加热时间;
4. 选项D:根据消耗电能与水吸收热量的关系,判断消耗电能的多少。
【解析】
选项A:电热杯工作时,电流通过电阻产生热量,将电能转化为内能,故A正确;
选项B:电功率表示电流做功的快慢,乙的额定功率为1000W,甲为500W,乙的功率更大,电流做功更快,故B错误;
选项C:质量、初温均相同的水加热至沸腾,水吸收的热量$Q_{吸}$相同,不考虑热量损失时,电热杯消耗的电能$W=Q_{吸}$,即$W_{甲}=W_{乙}$。根据$W=Pt$,可得加热时间$t=\frac{W}{P}$,因$P_{甲}=500W < P_{乙}=1000W$,所以$t_{甲}>t_{乙}$,即甲加热所需时间更长,故C正确;
选项D:由上述分析,$W_{甲}=W_{乙}$,即甲、乙消耗的电能相同,故D错误。
综上,正确选项为AC。
【答案】
AC
【知识点】
电流的热效应、电功率、电功与热量的计算
【点评】
本题结合电热杯的铭牌,考查了电流的热效应、电功率的物理意义以及电功与热量的关系,需注意“不考虑热量损失时,消耗的电能等于水吸收的热量”这一关键条件,难度适中。
【难度系数】
0.5
要判断各选项是否正确,需结合电流的热效应、电功率的物理意义、电功与热量的关系分析:
1. 选项A:电热杯利用电流热效应工作,电流做功时电能转化为内能,据此判断;
2. 选项B:电功率是表示电流做功快慢的物理量,比较甲、乙的额定功率即可判断;
3. 选项C:水的质量、初温相同,加热至沸腾吸收的热量相同,不考虑热量损失时,电热杯消耗的电能等于水吸收的热量,再结合公式$W=Pt$分析加热时间;
4. 选项D:根据消耗电能与水吸收热量的关系,判断消耗电能的多少。
【解析】
选项A:电热杯工作时,电流通过电阻产生热量,将电能转化为内能,故A正确;
选项B:电功率表示电流做功的快慢,乙的额定功率为1000W,甲为500W,乙的功率更大,电流做功更快,故B错误;
选项C:质量、初温均相同的水加热至沸腾,水吸收的热量$Q_{吸}$相同,不考虑热量损失时,电热杯消耗的电能$W=Q_{吸}$,即$W_{甲}=W_{乙}$。根据$W=Pt$,可得加热时间$t=\frac{W}{P}$,因$P_{甲}=500W < P_{乙}=1000W$,所以$t_{甲}>t_{乙}$,即甲加热所需时间更长,故C正确;
选项D:由上述分析,$W_{甲}=W_{乙}$,即甲、乙消耗的电能相同,故D错误。
综上,正确选项为AC。
【答案】
AC
【知识点】
电流的热效应、电功率、电功与热量的计算
【点评】
本题结合电热杯的铭牌,考查了电流的热效应、电功率的物理意义以及电功与热量的关系,需注意“不考虑热量损失时,消耗的电能等于水吸收的热量”这一关键条件,难度适中。
【难度系数】
0.5
登录