第二十讲　电能　电热　电功率

一、填空题

1．(2015·宜昌)有一款手机用的锂电池，上面标明电压为3.7 V，容量为1000 mA·h，给它充电时，是电能转化为化学能，充满电后，大约存储了13320J的电能。

2．(2016·齐齐哈尔)小明学习了电能表的知识后，回到家里观察电能表的示数是Ｋ，过一段时间后，小明家电能表的示数如图所示，则小明家这段时间消耗的电能是18.2kW·h；若小明只让家中一个用电器工作，观察到1 min电能表的转盘转了30转，则该用电器的功率是1200W。

3．(2016·攀枝花)如图所示，小灯泡L上标有“10V　10W”字样，闭合开关S后，电流表的示数为0.5A，若不考虑小灯泡电阻随温度的变化，则此时小灯泡的电功率是2.5W，小灯泡在1min内消耗的电能是150J。

4．(2016·鄂州)某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于加热(选填“保温”或“加热”)状态，如图乙所示是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是电能，其大小为0.15 kW·h。

5．(2016·镇江)如图1所示，R是压敏电阻，其阻值随压力的变化而改变，R0为定值电阻，闭合开关S，改变R上压力大小，两电表示数之间的关系图象如图2所示，则电源电压U＝6V，R0＝10Ω；当R0消耗的电功率为0.4 W时，R消耗的电功率P＝0.8W。

二、选择题

6．(2016·钦州)电能表可以直接测量（ A ）

A．电流通过用电器所做的功 B．电路两端的电压

C．电路中的电流 D．用电器消耗的电功率

7．(2016·三明)小明的奶奶有随手关灯的好习惯。当她关灯后，家中电路变大的物理量是（ A ）

A．总电阻 B．总电压 C．总功率 D．总电流

8．(2016·临沂)一个标有“220 V　440 W”的电热器，当通过它的电流为1 A时，它的实际功率（ C ）

A．等于额定功率 B．大于额定功率

C．小于额定功率 D．无法判断

9．(2016·天门)下列用电器均标有“220 V　100 W”的字样，在额定电压下工作相同的时间产生热量最多的是（ A ）

A．电热水袋 B．电视机 C．电风扇 D．白炽灯

10．(2016·扬州)电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是（ C ）

A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流

B．导线的绝热皮隔热

C．导线的电阻远小于电阻丝的电阻

D．导线散热比电阻丝快

11．(2015·淄博)甲、乙两只灯泡，其I－U关系图象如图所示，现将甲、乙两灯串联在电路中，当甲灯两端的电压为2 V时，乙灯消耗的功率是（ A ）

A．1.2 W B．0.8 W C．2 W D．3 W

第11题图 第12题图

12．(2016·孝感)如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后(两容器都不向外放热)，下列说法正确的是（ C ）

A．两容器中电阻产生的热量相同

B．右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍

C．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍

D．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍

13．(2016·南充)已知一台直流电动机两端的电压为6 V，通过电动机的电流为2 A，线圈的电阻为0.5 Ω，则在1 min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为（ A ）

A．720 J，120 J B．720 J，720 J C．720 J，600 J D．600 J，120 J

14．(双选)(2016·贵阳改编)将两盏分别标有“6V　3W”和“6V　9W”字样的小灯泡L1和L2，串联后接入电压为8V的电路中，设灯泡电阻不变。下列说法中正确的是（ AD ）

A．L2不能正常发光 B．两灯额定电流相同

C．L1的实际功率比L2小 D．L1的亮度比L2大

15．(双选)(2016·兰州改编)如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2的阻值分别为10 Ω和20 Ω，只闭合开关S1，将滑片P移到中点，电压表示数为6 V，电阻R1的功率为P1，闭合开关S1、S2，将滑片移到最左端，电阻R2的功率为P2，若P1∶P2＝2∶9，则下列说法正确的是（ BC ）

A．电源电压为18 V

B．滑动变阻器的最大电阻为40 Ω

C．电路的最大功率为12.15 W

D．电路的最小功率为2.7 W

三、实验探究题

16．(2016·衡阳)为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝(R1＜R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。

(1)实验中通过气球膨胀的程度大小的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。

(2)甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系。

(3)在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与电流的关系。

(4)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与C(填气球字母标号)气球相通的电阻丝产生的热量最多。

四、综合应用题

17．(2016·泉州)小强买了一个自动电热水壶，其铭牌如下表。小强装了1 L的水，加热6 min后把水烧开，水壶自动断电。已知大气压为1个标准大气压，家庭电路电压为220 V，电热水壶的电阻不变，水的初温为20 ℃，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3。求：

(1)这壶水吸收的热量。

(2)电热水壶的热效率。

(3)在用电高峰期，电路中的实际电压降为198 V时，电热水壶的实际功率。

(1)水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×1×10－3 m3＝1 kg；水升高到100 ℃吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J　

(2)电热水壶6 min消耗的电能为W＝Pt＝1100 W×6×60 s＝3.96×105 J，电热水壶的热效率为η＝×100%＝×100%≈84.8%　

(3)由P＝UI＝得，电热水壶的电阻R＝＝＝44 Ω，当电压为198 V时，实际功率为P′＝＝＝891 W

18．(2016·十堰)如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L上标有“6 V　3 W”字样，电阻R1＝40 Ω，电压表的量程为0～3 V，当开关S1断开，S2、S3闭合时，灯泡L恰好正常发光。(不考虑温度对电阻的影响)

(1)求灯泡L正常工作时的电阻和电源电压。

(2)当闭合S1，断开S2、S3，且把滑动变阻器R2的滑片滑到最右端时，电流表的示数为0.1 A，滑动变阻器的最大阻值为多大？

(3)当断开S1、S2，闭合S3时，在保证电路安全的条件下，灯泡L消耗的最小功率为多少？并求出此种情况下电路1 min消耗的电能。

(1)当开关S1断开，S2、S3闭合时，R1断路，R2被短路，灯泡L恰好正常发光，电源电压U＝U额＝6 V；由P＝得灯泡L正常工作时的电阻RL＝＝＝12 Ω　

(2)当闭合S1，断开S2、S3，R1和R2串联，把滑动变阻器R2的滑片滑到最右端时，滑动变阻器阻值最大，电路总电阻R＝＝＝60 Ω，滑动变阻器的最大阻值R滑＝R－R1＝60 Ω－40 Ω＝20 Ω　

(3)当断开S1、S2，闭合S3时，灯泡和滑动变阻器串联，当电压表示数为3 V时，电路中的电流最小；I最小＝＝＝0.25 A，灯泡消耗的最小功率P＝I2RL＝(0.25 A)2×12 Ω＝0.75 W；电路消耗的电能W＝UI最小t＝6 V×0.25 A×60 s＝90 J