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苏科版物理九年级下册第15章-15.1-电能表与电功-同步练习(2016)

时间：2020-04-10 04:53:18 下载该word文档

15.1 电能表与电功

一．选择题

1．电业局为每一户居民安装了一个仪表，用该仪表来测量居民家中每个月消耗的电能，从而计算出该交多少电费．该仪表的中文标准名称及国际通用读数单位是（　　）

A．电能表﹣kW•h B．电压表﹣V C．电流表﹣A D．电表﹣度

2．下列实例中是为了将电能转化为内能的是（　　）

A．应用核能发电 B．阳光促使植物生长C．用电热水壶烧水 D．电力驱动列车行驶

3．小明同学在家洗澡时，接触和应用了不少物理知识，其中错误的是（　　）

A．电热水器是将内能转化为电能的电器

B．热水淋在身上感到暖和，热水与皮肤之间发生了热传递

C．浴室内的镜面上常有一层水雾，是液化现象

D．使用沐浴液时室内充满了香味，说明分子在不停地运动

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

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

5．电能表可以直接测量（　　）

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

6．如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是（　　）

A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多

B．小明家上月消耗的电能为911kW•hC．小明家干路中的电流不得超过10A

D．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W

7．小明家记录5月初电能表示数为1432.7度，电能表的部分示数及6月初的示数如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．电能表是测量用电器电功率的仪表B．此电能表适用于电流方向一秒钟改变50次的交流电路

C．小明家5月初至6月初消耗的电能是105kW•h

D．若电能表转盘在10min内转过250转，则用电器的总功率为1kW

8．如图为甲、乙两种用电器的铭牌，则在24h内正常使用电风扇、电冰箱消耗的电能情况是（　　）

A．电风扇比电冰箱多 B．电风扇比电冰箱少

C．电风扇和电冰箱一样多 D．无法比较

二．填空题

9．某电视机功率为100W，若每天使用4h，则每月消耗的电能为　　kW•h（按30天计）

10．一台“220V 120W”的液晶电视机，正常工作2h消耗的电能为　　KW•h．

11．如图中电能表的示数是　　kW•h；电炉丝通过导线连接到电路中，通电时电炉丝热得发红，而导线几乎不发热，主要是因为导线的电阻远　　（选填“大于”或“小于”）电炉丝的电阻．

12．甲车两侧远光灯的规格均为“12V 60W”，供电的蓄电池电压为12V，最大容量为60Ah．某天晚上，该车熄火时忘记关闭远光灯，则车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作　　h．第二天由于蓄电池的电能耗尽，甲车无法启动，需要借用乙车的蓄电池“搭电”启动，如图所示．“搭电”时，先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的　　极相连，再将另两个电极用电线连通（如果误接，蓄电池会被短路）．

13．家庭中的电灯、电视和电冰箱等用电器都是　　联在电路中的，小明家中一周前、后电能表示数如图所示，他家这周消耗了　　kW•h的电能．

14．某水电壶工作2min，使图示电能表的转盘转过150r，则电水壶消耗的电能为　　kW•h，电功率为　　kW，这些电能可供一只“220 10W”的节能灯正常工作　　h．

15．电能表是用来测　　的仪表，如图是小军家月初和月末电能表的示数，则他家本月用电　　kW•h．

16．手机的电池铭牌上××mAh看不清了，但发现了4.0Wh字样．此电池在充满电时贮存的电能为　　J．电极处略有凹陷，可以在一定程度上防止与硬币、钥匙等金属物体接触引起　　从而损坏电池．

　三．实验探究题

17．如图所示的电能表应该在　　V的电路中使用，此时电能表的读数为　　kW•h．

18．在验证“电功与电流、电压的关系”活动中，同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路．

（1）经过讨论，同学们一致认为不应该选择图　　（选填“甲”、“乙”或“丙”）电路，理由是该图无法利用控制变量法进行探究；

（2）为验证电流做功与电压的关系，应该选择图　　所示的电路；

（3）小明发现，按图乙电路实验时L1比L2亮，同时观察到A1示数比A2大，由此可得出的结论是　　；接着他将这两个灯泡按图丙连接好观察到　　（选填“L1”、“L2”）更亮．

19．如图所示，电子式电能表盘上标有“3000imp/kW•h”的字样（“3000imp/kw•h”指接在这个电表上的电器每消耗1kW•h的电能，电能表上指示灯闪烁3000次），现将若干盏规格都为“220V 20W”的节能灯接在该电能表上一起正常工作15min，电能表的指示灯闪烁了135次，这些节能灯消耗的电能为　　 J，接入的节能灯共有　　盏．

20．某同学用如图所示的电路来探究“影响电功大小的因素”．

（1）该同学是为了探究电流做功的多少与　　的关系，实验中需要的测量仪器是　　；

（2）实验中，该同学是通过观察比较　　来判断相同时间电流做功的多少；

（3）实验中，选用的两个灯泡的阻值是　　（填“相同”或“不同”）．

（4）该同学通过正确操作和观察得出的结论是：　　．

四．计算题

21．某课外活动小组在社会实践活动中获得：

（1）某工厂用电电压U=380V，电流I=500A，则该工程1h可消耗多少kW•h的电能？

（2）某水利发电站（如图甲）的部分信息：

①发电站供电功率P1=2×106kW，而用户用电功率为P2=1.2×106kW，出现了多余的电能被全部浪费掉的现象，若平均每天供电、用电时间均为5h，则平均每天浪费多少kW•h电能？

②该发电站经过改进，能回收原来每天浪费的全部电能，并经转化可再次发电，再次发电的电能与回收的电能之间的关系如图乙所示，如果6×103kg的水从该电站上游落下可发电1kW•h，则改进后的发电站每天回收后再发电的电能相当于多少质量的水所发的电？

22．如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所示：（取g=10N/kg）

（1）若烧开一壶水需要280s的时间，那么这段时间电热水壶消耗的电能是多少焦？

（2）水壶装满水时水深10cm，水对壶底产生的压强是多少？

（3）电热水壶自重0.8kg，外底面积为0.02m2，装满水时电热水壶对底座产生的压强是多大？

23．如图1是电吹风工作原理的电路图（R为电热丝，M为电动机）．图2是该电吹风的铭牌．求：

（1）该电吹风正常工作且吹热风6min，消耗的电能为多少kW•h？

（2）电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流有多大？

（3）电热丝R的阻值有多大？（电热丝阻值随温度的变化不计）

　五．解答题

24．当前“雾霾”成为全社会关注的热点，雾霾笼罩已经严重污染了空气质量．为了缓解空气污染，我国多地市启动了“光伏工程”示范项目，在屋顶安装太阳能光伏板，利用太阳能电池在太阳光照射下发电．如图所示是某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统．请回答：

（1）雾是空气中的水蒸气　　形成的；

（2）光伏发电系统发电时，　　能转化为　　能；

（3）按一天的有效光照时间8h计算，某中学光伏发电系统一天共发电　　 kw•h，这些发电量如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧　　kg煤；（煤的热值q煤=3.0×107J/kg ）

（4）你一定很关注“雾霾天气”的报道，请结合所了解的知识，谈谈家庭光伏发电的优点：　　（谈一点即可）．

25．随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进人普通家庭．扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能．如图乙是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：

（1）电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时．充满电后共有多少电能？

（2）若所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间？

（3）机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电．若返回过程中受到的阻力为20牛，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）

26．如图甲所示为某实验室的自动恒温箱，箱内简化后的电路图如图乙所示．控制电路中电源电压为12V，定值电阻R1的阻值为5kΩ，R2为恒温箱内的热敏电阻，丙图是R2阻值随温度变化的图象．电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间，它可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开关S的通断．当UAB小于2V时，鉴别器将使加热电路中开关S闭合，使加热电路的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当UAB大于3V时，鉴别器将使开关S断开，停止加热．分析电路时，可将电压鉴别器内部视为断路．求：

（1）若恒温箱中电热丝电阻为60.5Ω，一天实际工作时间为8h，加热电路一天消耗的电能是多少？

（2）该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围？

（3）若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施？

27．如图甲所示为某种遥控航拍无人机，由于体积小，重量轻，拍摄效果好，操控方便，深受航模爱好者喜欢．下表是它部分技术参数．

（1）图乙是它的螺旋桨，形状跟机翼相似，螺旋桨高速旋转，给无人机提供上升的动力，所利用的原理是　　，在图乙中画出飞机在空中盘旋时所受的这个力的示意图．

（2）无人机在上升过程中，被拍摄景物所成的像逐渐　　，拍摄范围　　．（选填“变大”、“变小”或“不变”）

（3）技术参数中“能量”一栏数值是多少？（结果取整数）

（4）某次航拍过程中，无人机以1.2m/s速度匀速竖直上升，正常工作时它将电能转化为机械能的效率为92%，则该过程中智能飞机电池工作电流多大？（不计空气阻力，结果保留一位小数）

28．随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进人普通家庭．扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能．消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功．如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：

（1）电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时．若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间？

（2）已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比．则达到最大集尘量时机器人运动的速度为多少？

（3）机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电．为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米？

29．阅读短文，回答问题：

双金属片温控器

电饭煲、电熨斗、电热暖手宝等家用电热器具的基本结构中均有电热元件和温控器，温控器大多采用双属片温控元件，起接通和断开电路的作用．

双金属片是利用两种温度膨胀系数相关较大的金属材料叠压组合而成的，当温度升高时，膨胀系数大的金属层会向膨胀系数小的金属层弯曲．

双金属片温控器可分为常闭触点型和常开触点型两种，常闭触点型工作原理如图甲，常温下，双金属片端部的触点与弹性铜片上的触点相接触，温控器接通电路，电热元件发热，双金属片受热弯曲，当温度长高到一定值时，双金属片端部的触点与铜片触点分离，电路断开，电热元件散热，温度降低，双金属片恢复原状，电路再次接通，如此反复能控制被加热物体的温度，如图乙所示的常开触点型温控器工作情况与前者相反，常温下电路是断开的，双金属片受热升温会使电路接通．

（1）温控器实质上就是一个受温度控制的　　（电源/开关/用电器）．

（2）电饭煲将饭煮好后还能使饭保温，即当饭变凉时再自动接通电源加热，温度较高时又停止加热，其中的温控器应采用如图　　（甲/乙）所示的类型．

（3）如图甲和乙所示的两种类型的温控器而言，关于双金属片上下两层金属材料的温度膨胀大小的比较，下列说法正确的是　　

A、甲图中上层较大，乙图中下层较大B、甲图中下层较大，乙图中上层较大

C、甲图和乙图中均是上层较大，D、甲图和乙图中均是下层较大

（4）如图甲所示的常闭触点型温控器中，常温下弹性铜片的弹性势能应比触点分离时的　　（大/小）．

（5）电热元件若直接与220V直流电源相连，电功率为1000w，当它与温控器串联并与220V直流电源相连时，电热元件两端电压与时间关系图象如图丙，如此工作2小时消耗的电能为　　KW•h．

30．荣威e950插电式混合动力汽车于今年3月正式上市，百公里平均油耗约1.7升．它有两种动力系统，汽车加速，汽油机提供的动力不足时，蓄电池的电能转化为动能，使汽车加速更快；汽车减速，汽车动能转化为电能，由蓄电池贮存起来，减少能量的消耗．两种动力系统也可独立工作，只有汽油机工作时，与一般的汽车不同：只使用电力时，由电动机提供动力．如表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌，其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能（储存电能的本领是表示电池容量的另一方式），该汽车匀速行驶时受到的阻力为1440N，求：

（1）在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间？

（2）该汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功为多少？

（3）蓄电池充满电后，仅由电动机提供动力，电能转化为机械能的效率为80%，汽车匀速持续行驶的最大距离是多少km？

（4）假设汽车受到的阻力不变，仅由汽油机提供动力，汽油的热值为5.0×107J/L（即焦耳/升），汽油机的效率为24%，汽车匀速行驶100km的油耗是多少升．

参考答案与解析

一．选择题

1．（2016•广安）电业局为每一户居民安装了一个仪表，用该仪表来测量居民家中每个月消耗的电能，从而计算出该交多少电费．该仪表的中文标准名称及国际通用读数单位是（　　）

A．电能表﹣kW•h B．电压表﹣V C．电流表﹣A D．电表﹣度

【分析】（1）电功是表示电流做功多少的物理量，指的是一段时间内消耗电能的多少；

（2）电能表是测量电功（电能）的仪表，使用时串联在电路里．

【解答】解：电能表（俗称电度表）是用来测用户消耗电能多少的仪表，国际单位是千瓦时（kW•h），俗称“度”；

电流表是测量电路中电流大小的仪表，国际单位是安培（A）；

电压表是测量电路两端电压大小的仪表，国际单位是伏特（V）；故A符合题意，BCD不符合题意．

故选：A．

【点评】本题考查了电学中测量工具的作用，对常见仪表、仪器、工具要知道它的用途，并会正确使用，属于基础性题目，比较简单．

2．（2016•贵阳）下列实例中是为了将电能转化为内能的是（　　）

A．应用核能发电 B．阳光促使植物生长

C．用电热水壶烧水 D．电力驱动列车行驶

【分析】在电流的热效应中，消耗电能转化为内能，据此做成了各种电热器．分析各个选项中的能量转化得出正确答案．

【解答】解：

A、应用核能发电，是将核能转化为电能，故A不符合题意；

B、阳光促使植物生长，是将太阳能转化为化学能，故B不符合题意；

C、用电热水壶烧水，消耗电能转化为内能产生热量，被水吸收，使水的内能增加、温度升高，故C符合题意；

D、电力驱动列车行驶，消耗电能转化为机械能，故D不符合题意．

故选C．

【点评】本题考查了核能发电、光合作用、电热器、电动机的能量转化，属于基础题目．

3．（2016•西宁）小明同学在家洗澡时，接触和应用了不少物理知识，其中错误的是（　　）

A．电热水器是将内能转化为电能的电器

B．热水淋在身上感到暖和，热水与皮肤之间发生了热传递

C．浴室内的镜面上常有一层水雾，是液化现象

D．使用沐浴液时室内充满了香味，说明分子在不停地运动

【分析】（1）用电器都是将电能转化为其它形式的能，不同的用电器利用的能量不同；

（2）当两个物体间有温度差时，物体间就会发生热传导；

（3）液化是指气体变为液体的现象；

（4）分子在不停的做无规则运动．

【解答】解：A、电热水器工作时，消耗了电能，产生了热量，因此电热水器是将电能转化为内能的电器；故A错误；

B、热水的温度高于人体的温度，当热水淋在身上时，热水与皮肤之间发生了热传递，所以身上感到暖和；故B正确．

C、浴室内的镜面上的水雾是由于温度较高的水蒸气遇冷而形成的一层小水滴，故是液化现象；故C正确．

D、使用沐浴液时室内充满了香味，是因为香味分子在不停地运动；故D正确．

故选A．

【点评】通过生活现象，考查了能量转化、改变内能的方式、物态变化以及扩散现象．说明生活处处皆学问，同时说明物理与生活的密切关系．

4．（2016•南充）已知一台直流电动机两端的电压为6V，通过电动机的电流为2A，线圈的电阻为0.5Ω．则在1min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为（　　）

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

【分析】电动机正常工作时其电路是非纯电阻电路，产生的热量只能用Q=I2Rt计算，消耗的电能只能用W=UIt计算．

【解答】解：电动机产生的热量：

Q=I2Rt=（2A）2×0.5Ω×60s=120J．

电动机消耗的电能为W=UIt=6V×2A×60s=720J．故A正确，BCD错误．

故选A．

【点评】本题考查了电动机中的转化的能量的计算．在电动机工作时，电能转化为了机械能和内能，内能大小只能由Q=I2Rt计算．对外做功由能量守恒求解即可．

5．（2016•钦州）电能表可以直接测量（　　）

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

【分析】电能表是测量电功的仪表，根据对各物理量的测量工具的掌握分析答题．

【解答】解：A、电能表可以直接测量电功，即可以测量电流通过用电器所做的功，故A正确；

B、电路两端的电压用电压表测量，故B错误；

C、电流可以用电流表测量，故C错误；

D、用电器消耗的电功率，可以用伏安法测量，故D错误．

故选A．

【点评】本题考查了电能表的作用，本题是一道基础题，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握．

6．（2016•武汉）如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是（　　）

A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多

B．小明家上月消耗的电能为911kW•h

C．小明家干路中的电流不得超过10A

D．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W

【分析】从电能表表盘可得到的信息：①电能表指示灯闪烁的快慢反映了电路消耗电能的多少；②电能表读数时，最后一位是小数，单位kW•h；③根据10（20）A的含义判断；

④1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，据此求出指示灯闪烁32次消耗的电能，然后根据P=求出电饭锅的功率．

【解答】解：

A、因为电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢，因此指示灯闪烁越快，电能表所在电路的总功率越大，故A错误；

B、小明家上月消耗的电能为：5637.8kW•h﹣5546.7kW•h=91.1kW•h，故B错误；

C、因为电能表允许通过的最大电流为20A，因此小明家干路中的电流不得超过20A，故C错误；

D、指示灯闪烁32次消耗的电能：W=kW•h=0.02kW•h；

电饭锅的功率：P===0.6kW=600W．

故选D．

【点评】本题考查对电能表参数的理解，关键是要明白各参数的物理意义，还要能读出电能表的示数和计算出当月消耗的电能以及用电器的功率．

7．（2016•娄底）小明家记录5月初电能表示数为1432.7度，电能表的部分示数及6月初的示数如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．电能表是测量用电器电功率的仪表

B．此电能表适用于电流方向一秒钟改变50次的交流电路

C．小明家5月初至6月初消耗的电能是105kW•h

D．若电能表转盘在10min内转过250转，则用电器的总功率为1kW

【分析】（1）电能表是用于测量电能的仪表；

（2）交流电完成一次周期性变化需要的时间叫周期，单位时间内完成周期性变化的次数叫频率；

（3）读出5月和6月份电能表的示数，而后计算出电能多少即可；

（4）2500R/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2500转，据此求出10min内消耗的电能，再根据P=求出该电能表上用电器的总功率．频率为50Hz的交变电流，周期T=0.02s，一个周期内电流方向改变2次，所以在1s时间内电流方向改变100次，

【解答】解：A、电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误；

B、频率为50Hz的交变电流，周期T=0.02s，一个周期内电流方向改变2次，所以在1s时间内电流方向改变100次，故B错误；

C、6月初的示数1537.7kW•h，5月初，小明家中的电能表示数1432.7kW•h，故小明家5月初至6月初消耗的电能是W=1537.7﹣1432.7=105kW•h，故C正确；

D、电能表的转盘转250转消耗的电能为：

W=kW•h=0.1kW•h，

该电能表上用电器的功率：

P===0.6kW，故D错误．

故选C．

【点评】本题考查了电能表的作用和消耗电能的计算，关键是电能表参数含义的理解与掌握．

8．如图为甲、乙两种用电器的铭牌，则在24h内正常使用电风扇、电冰箱消耗的电能情况是（　　）

A．电风扇比电冰箱多 B．电风扇比电冰箱少

C．电风扇和电冰箱一样多 D．无法比较

【分析】电风扇连续工作，采用功率乘以时间的方法；电冰箱间歇工作，采用每12h耗电量乘以时间的方法．

【解答】解：电风扇消耗的电能：W1=Pt=0.06kW×24h=1.44kW•h，

电冰箱消耗的电能：W2=0.50kW•h，

因为W1＞W2，所以电风扇耗电多．故A正确，BCD错误

故选A．

【点评】本题考查消耗电能的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是知道电冰箱不是持续工作的，计算消耗的电能时不能应用公式W=Pt来计算，只能用耗电量来计算．

二．填空题

9．（2016•安徽）某电视机功率为100W，若每天使用4h，则每月消耗的电能为　12　kW•h（按30天计）

【分析】已知每天看电视的时间，可以得到每月电视机的工作时间．已知电视机的功率和每月的工作时间，利用公式W=Pt得到每月消耗的电能．

【解答】解：电视机每月的工作时间为t=30×4h=120h；P=100W=0.1kW，

由P=可得，每月消耗的电能W=Pt=0.1kW×120h=12kW•h．

故答案为：12．

【点评】此题考查的是电能计算公式的应用，是一道基础题，难度较小，解答过程注意单位换算．

10．（2016•宁夏）一台“220V 120W”的液晶电视机，正常工作2h消耗的电能为　0.24　KW•h．

【分析】已知电视机的额定功率和工作时间，根据公式W=Pt可求消耗的电能．

【解答】解：已知P=120W=0.12kW，t=2h，

由P=可得，正常工作2h消耗的电能：W=Pt=0.12kW×2h=0.24kW•h，

故答案为：0.24．

【点评】本题考查电功的计算，解题过程中要注意单位的换算，比较简单，属于基础知识．

11．（2016•河池）如图中电能表的示数是　1322.8　kW•h；电炉丝通过导线连接到电路中，通电时电炉丝热得发红，而导线几乎不发热，主要是因为导线的电阻远　小于　（选填“大于”或“小于”）电炉丝的电阻．

【分析】（1）电能表读数：最后一位是小数，单位是kW•h；

（2）由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻大小和通电时间成正比．电炉丝和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等）、通电时间是相同的，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，据此分析回答．

【解答】解：

（1）由图可知，电能表示数是1322.8kW•h；

（2）电炉在使用时，电炉丝和导线串联，I电炉丝=I导线，通电时间t相同，

由于R电炉丝＞R导线，根据Q=I2Rt可知，电流产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，所以出现电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热．

故答案为：1322.8；小于．

【点评】（1）考查了电能表的读数方法，关键是知道电能表的最后一位是小数，单位是kW•h；

（2）考查对焦耳定律及应用、串联电路电流关系的了解和掌握，知道电炉丝和相连接的铜导线为串联是本题的关键．

12．（2016•宁波）甲车两侧远光灯的规格均为“12V 60W”，供电的蓄电池电压为12V，最大容量为60Ah．某天晚上，该车熄火时忘记关闭远光灯，则车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作　6　h．第二天由于蓄电池的电能耗尽，甲车无法启动，需要借用乙车的蓄电池“搭电”启动，如图所示．“搭电”时，先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的　正　极相连，再将另两个电极用电线连通（如果误接，蓄电池会被短路）．

【分析】（1）甲车两侧远光灯并联，总功率等于两灯功率之和，根据P=UI求出总电流，根据I=求出车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作的时间；

（2）甲、乙两车正负极依次串联时会造成电源短路，烧坏电源，据此判断两车“搭电”启动时的连接方式．

【解答】解：（1）甲车两侧远光灯并联，总功率P=2×60W=120W，

由P=UI可得，总电流：

I===10A，

由I=可得，车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作的时间：

t===6h；

（2）因甲、乙两车正负极依次串联时会造成电源短路，烧坏电源，

所以，两车“搭电”启动时，先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的正极相连，再将另两个电极用电线连通．

故答案为：6；正．

【点评】本题考查了电功率公式和电流定义式的应用以及电路的三种状态，要注意甲车两侧远光灯是并联．

13．（2016•天津）家庭中的电灯、电视和电冰箱等用电器都是　并　联在电路中的，小明家中一周前、后电能表示数如图所示，他家这周消耗了　22　kW•h的电能．

【分析】家庭电路中，各家用电器之间是并联的．电能表的读数：单位是kW•h，最后一位是小数．

一周消耗的电能=周末电表的读数减上周的电表的读数．

【解答】解：电灯、电视机、电风扇等家用电器并联，既能保证用电器正常工作，又互不影响．

上周12：00电能表的读数是1266.5kW•h，

所以这周消耗的电能：W=1288.5kW•h﹣1266.5kW•h=22kW•h．

故答案为：并；22．

【点评】掌握电能表各参数的含义，能读数、计算耗电量，掌握家庭电路中各用电器的连接方法等．

14．（2016•镇江）某水电壶工作2min，使图示电能表的转盘转过150r，则电水壶消耗的电能为　0.05　kW•h，电功率为　1.5　kW，这些电能可供一只“220 10W”的节能灯正常工作　5　h．

【分析】①已知电能表每消耗1kW•h的电能，转盘就转过3000r；可求转动150r消耗的电能；然后利用P=求出电功率；

②已知消耗的电能和电功率，根据公式P=求出工作时间．

【解答】解：

转过150r消耗的电能W=kW•h×150=0.05kW•h；

电功率P===1.5kW，

由P=得，这些电能可供一只“220 10W”的节能灯正常工作：

t===5h．

故答案为：0.05；1.5；5．

【点评】本题考查消耗电能、电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用；难点是对电能表各个参数物理意义的正确理解；解题过程中要注意单位的换算．

15．（2016•哈尔滨）电能表是用来测　电功　的仪表，如图是小军家月初和月末电能表的示数，则他家本月用电　197.6　kW•h．

【分析】电能表是用来记录用电器消耗电能的仪表；每月的用电量等于月末电能表示数与月初示数之差．

【解答】解：电能表是用来测量电功的仪表；

小军家这个月用电量：W=1160.2kW•h﹣962.6kW•h=197.6kW•h．

故答案为：电功；197.6．

【点评】题考查了：电能表的读数、用电量的计算，这不仅是初中物理学习的需要，也是我们日常生活需要掌握的基本能力，一定要掌握．

16．手机的电池铭牌上××mAh看不清了，但发现了4.0Wh字样．此电池在充满电时贮存的电能为　14400　J．电极处略有凹陷，可以在一定程度上防止与硬币、钥匙等金属物体接触引起　短路　从而损坏电池．

【分析】从手机电池的铭牌上可以看出此电池在充满电时贮存的电能，利用W=Pt求贮存的电能．

硬币、钥匙等金属物体都属于导体，与电源接触都有可能引起短路．

【解答】解：此电池在充满电时贮存的电能为W=Pt=4.0W×3600s=14400J，

电极处略有凹陷，可以在一定程度上防止与硬币、钥匙等金属物体接触引起短路，从而损坏电池．

故答案为：14400；短路．

【点评】本题考查电能的计算和短路问题，解决本题的关键是从题目所给信息中找到有用的数据，解题过程中还要注意单位的换算．

三．实验探究题

17．（2016•北海）如图所示的电能表应该在　220　V的电路中使用，此时电能表的读数为　123.4　kW•h．

【分析】由表盘提供的参数可知电能表所接电路的工作电压；

电能表是读数方法：最后一位是小数，单位kW•h．

【解答】解：

表盘中“220”表示电能表应该在220V的电路中使用；

此时电能表的读数为123.4kW•h．

故答案为：220；123.4．

【点评】本题考查了电能表的读数，关键是理解电能表各参数的物理意义．

18．在验证“电功与电流、电压的关系”活动中，同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路．

（1）经过讨论，同学们一致认为不应该选择图　甲　（选填“甲”、“乙”或“丙”）电路，理由是该图无法利用控制变量法进行探究；

（2）为验证电流做功与电压的关系，应该选择图　丙　所示的电路；

（3）小明发现，按图乙电路实验时L1比L2亮，同时观察到A1示数比A2大，由此可得出的结论是　电压和通电时间相等时，电流越大，电流做功越多　；接着他将这两个灯泡按图丙连接好观察到　L2　（选填“L1”、“L2”）更亮．

【分析】（1）电流做功的大小与电压、电流和通电时间三个因素有关，当研究与其中某一个因素的关系时，应控制其余的因素不变；据此判断不适合的电路；

（2）研究电流做功与电压的关系，应控制电流的大小和通电时间相同，通过比较电压的大小，得出电流做功与电压的关系；

（3）由图乙根据W=UIt分析相同时间电流做功大的灯泡；灯泡亮度由其实际功率决定，先比较两灯电阻，再由P=I2R比较两灯亮度．

【解答】解：

（1）甲电路中，滑动变阻器滑片移动时，灯泡两端的电压和电流都在变化，无法控制电流或者电压不变，根据控制变量法的思想，不能研究电流做功与电压和电流的关系，因为电路中电压和电流同时改变，不能单独控制其中一个不变；

（2）研究电流做功与电压的关系，就应该控制电路中的电流不变，通过比较电压，研究电流做功与电压的关系，图丙中两只灯泡串联，控制了电流相同，符合实验要求；

（3）乙图中两灯并联，由并联电路的电压特点可知U1=U2，

A1示数比A2大，即I1＞I2，

根据W=UIt可知W1＞W2；

由此可得结论：电压和通电时间相等时，电流越大，电流做功越多；

电压相等，由R=可知，R1＜R2，

丙图中两灯串联通过灯泡的电流相等，由P=I2R可知L2的实际功率较大，所以L2较亮．

故答案为：（1）甲；（2）丙；（3）电压和通电时间相等时，电流越大，电流做功越多；L2．

【点评】本题是一道实验探究题，侧重考查了电功公式的熟练运用、电路图的读图与理解，控制变量法应用等，要知道灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定．

【分析】3000imp/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，或者表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消耗kW•h的电能，求出指示灯闪烁135次电路中消耗的电能．然后求出用电器的总功率，已知节能灯的功率为20W，然后可求得接入的节能灯有几盏．

【解答】解：3000imp/kW•h表示每消耗1kW•h电能，指示灯闪烁3000次，

指示灯闪烁135次，电路消耗电能为：

W=135×kW•h=0.045kW•h=0.045×3.6×106=1.62×105J，

P总===180W，

则接入的节能灯数量n===9（盏）．

故答案为：1.62×105；9．

【点评】本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算，这是利用电能表测量功率的一种类型习题，一定要熟练掌握．

20．某同学用如图所示的电路来探究“影响电功大小的因素”．

（1）该同学是为了探究电流做功的多少与　电流　的关系，实验中需要的测量仪器是　电流表　；

（2）实验中，该同学是通过观察比较　灯泡的亮暗　来判断相同时间电流做功的多少；

（3）实验中，选用的两个灯泡的阻值是　不同　（填“相同”或“不同”）．

（4）该同学通过正确操作和观察得出的结论是：　电压和通电时间相同时，通过的电流越大，电流做功越多　．

【分析】（1）由电路图可知，甲乙两灯泡并联，它们两端的电压和通电时间相同，根据W=UIt可知实验探究的因素以及需要的测量仪器；

（2）灯泡亮暗取决于实际功率的大小，灯泡越亮，实际功率越大，在相同时间里消耗的电能越多，电流做功越多；

（3）电压相同时，通过不同电阻的电流不相等；

（4）实验没有做，我们可以通过公式W=UIt判断，在电压和时间相同的情况下，电流越大，电流做的功越多．

【解答】解：（1）由电路图可知，甲乙两灯泡并联，它们两端的电压相同，通电时间相同，

由W=UIt可知，实验的目的是探究电流做功的多少与电流的关系，要测通过两灯泡的电流应用电流表；

（2）灯泡的亮度是由实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮，相同时间内电流做功越多，

所以，实验中通过观察灯泡的亮度来判断相同时间电流做功的多少；

（3）要使通过两灯泡的电流不相等，根据欧姆定律可知，应选用不同电阻的两灯泡；

（4）实验中，两灯泡两端的电压和通电时间相同，由W=UIt可知，通过灯泡的电流越大，电流做功越多；即结论是：电压和通电时间相同时，通过的电流越大，电流做功越多．

故答案为：

（1）电流；电流表；

（2）灯泡的亮暗；

（3）不同；

（4）电压和通电时间相同时，通过的电流越大，电流做功越多．

【点评】本题考查应用控制变量法来研究电流做功与电压、电流以及通电时间的关系，难点是要看懂电路图，这也是整个初中阶段的难点．

四．计算题

21．（2016•哈尔滨）某课外活动小组在社会实践活动中获得：

（1）某工厂用电电压U=380V，电流I=500A，则该工程1h可消耗多少kW•h的电能？

（2）某水利发电站（如图甲）的部分信息：

【分析】（1）已知用电电压U=380V，电流I=500A和用电时间，利用W=UIt可求得该工程1h可消耗多少kW•h的电能．

（2）解决此题要利用电能的公式W=Pt求解用电器待机而浪费的电能，这些电能全部用来烧水时水吸收的热量等于浪费的电能Q=W，利用图象可知， =，然后根据6×103kg的水从该电站上游落下可发电1kW•h，求解水的质量．

【解答】解：

（1）该工程1h可消耗的电能W=UIt=380V×500A×3600s=6.84×108J，

6.84×108J=6.84×kW•h=190kW•h；

（2）①由P=可得，发电站提供的电能：

W1=P1t=2×106kW×5h=107kW•h；

用户使用的电能：

W2=P2t=1.2×106kW×5h=6×106kW•h；

浪费的电能：

W浪费=W1﹣W2=107kW•h﹣6×106kW•h=4×106kW•h；

W回收=W浪费=4×106kW•h；

②由图象可知， =，

则W再发电=W回收=×4×106kW•h=3×106kW•h；

由题意知， ==，

m水==6×103kg/kW•h×3×106kW•h=1.8×1010kg；

答：

（1）某工厂用电电压U=380V，电流I=500A，则该工程1h可消耗190kW•h的电能；

（2）①平均每天浪费4×106kW•h电能；

②改进后的发电站每天回收后再发电的电能相当于1.8×1010kg质量的水所发的电．

【点评】本题考查了电能的计算和热量的计算公式，解决此类问题的关键是读懂图象并结合电功的公式进行分析求解

22．如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所示：（取g=10N/kg）

（1）若烧开一壶水需要280s的时间，那么这段时间电热水壶消耗的电能是多少焦？

（2）水壶装满水时水深10cm，水对壶底产生的压强是多少？

（3）电热水壶自重0.8kg，外底面积为0.02m2，装满水时电热水壶对底座产生的压强是多大？

【分析】（1）由电热水壶铭牌可知，其额定电压是220V，额定功率是2000W，由P=可求这段时间电热水壶消耗的电能；

（2）已知水壶装满水时水深10cm，利用p=ρgh可求得水对壶底产生的压强；

（3）已知容量，可求装满水时水的质量，然后可求水的重力，装满水时电热水壶对底座产生的压力等于壶和水的总重力，再利用p=可求得对底座产生的压强．

【解答】解：（1）正常工作t=280s，

由P=可得，电热水壶消耗的电能W=Pt=2000W×280s=5.6×105J；

（2）水对壶底产生的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa；

（3）已知V水=1.5L=1.5dm3=1.5×10﹣3m3，

由ρ=可得，水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg，

水的重力G水=m水g=1.5kg×10N/kg=15N，

壶的重力G壶=m壶g=0.8kg×10N/kg=8N，

装满水时电热水壶对底座产生的压力F=G总=G壶+G水=8N+15N=23N，

装满水时电热水壶对底座产生的压强p===1150Pa．

答：（1）这段时间电热水壶消耗的电能是5.6×105J；

（2）水壶装满水时水深10cm，水对壶底产生的压强是1000Pa；

（3）装满水时电热水壶对底座产生的压强是1150Pa．

【点评】本题考查了电功的计算、压强的计算、液体压强的计算等，难度不大，读懂电热水壶铭牌即可正确解题．

23．如图1是电吹风工作原理的电路图（R为电热丝，M为电动机）．图2是该电吹风的铭牌．求：

（1）该电吹风正常工作且吹热风6min，消耗的电能为多少kW•h？

（2）电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流有多大？

（3）电热丝R的阻值有多大？（电热丝阻值随温度的变化不计）

【分析】（1）由铭牌可知，电风扇正常工作且吹热风时的功率，根据W=Pt求出消耗的电能；

（2）由电路图可知电动机和电热丝R并联，则电热丝的功率等于吹热风时的功率减去吹冷风时的功率，根据并联电路的电压特点和P=UI求出流过电热丝的电流；

（3）根据欧姆定律求出电热丝的电阻．

【解答】解：

（1）由铭牌数据可知，该电风扇正常工作且吹热风的功率为980W，

由P=可得，该电吹风正常工作且吹热风6min消耗的电能：

W=P热t=980×10﹣3kW×h=0.098kW•h；

（2）由电路图可知，吹热风时电动机和电热丝R并联，

则电热丝的功率等于吹热风时的功率减去吹冷风时的功率，

即PR=P热﹣PM=980W﹣100W=880W，

由P=UI可得，流过电热丝的电流：

IR===4A，

（3）由I=可得，电热丝的电阻：

R===55Ω．

答：（1）该电风扇正常工作且吹热风6min，消耗的电能为0.098kW•h；

（2）电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流为4A；

（3）电热丝R的阻值为55Ω．

【点评】本题考查了电功公式、电功率公式、欧姆定律和并联电路的电压特点的综合应用，关键是知道电热丝的功率等于吹热风时的功率减去吹冷风时的功率．

五．解答题

（1）雾是空气中的水蒸气　液化　形成的；

（2）光伏发电系统发电时，　光　能转化为　电　能；

（3）按一天的有效光照时间8h计算，某中学光伏发电系统一天共发电　160　 kw•h，这些发电量如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧　64　kg煤；（煤的热值q煤=3.0×107J/kg ）

（4）你一定很关注“雾霾天气”的报道，请结合所了解的知识，谈谈家庭光伏发电的优点：　清洁无污染，有利于环境的改善；光能可再生，节约化石能源，有利于能源的可持续发展　（谈一点即可）．

【分析】（1）物质由气态变为液态叫做液化；

（2）光伏发电系统发电时，将太阳能转化为电能；

（3）已知功率和时间，根据公式W=Pt可求该光伏发电系统一天共发电的度数；根据公式Q=qm可求燃烧的煤的质量；

（4）从节约能源、减少污染的角度作出分析和解答．

【解答】解：（1）空气中的水蒸气遇冷液化为小水滴，附着在尘埃上形成雾；

（2）光伏发电系统发电时，将太阳能转化为电能；

（3）发电的多少：W=Pt=20kW×8h=160kW•h；

光伏发电系统发电时太阳能转化为电能；W=160kW•h=160×3.6×106J=5.76×108J；

因为η=，

所以燃烧煤放出的热量：

Q===1.92×109J；

因为Q=qm，

所以燃烧煤的质量m===64kg；

（4）国家对家庭光伏发电补贴的好处：减少污染、节约能源．

答：（1）液化；

（2）光；电；

（3）160；64；

（4）清洁无污染，有利于环境的改善；光能可再生，节约化石能源，有利于能源的可持续发展．

【点评】本题考查了：光伏发电系统转换效率、发电的度数、煤的质量、太阳能的优点等知识，是一道计算题，难度适中，是一道中档题．

（1）电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时．充满电后共有多少电能？

（2）若所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间？

【分析】（1）先利用W=UIt求出电池的能量，

（2）利用公式P=的变形公式，可求出持续工作的时间．

（3）由题机器人返回消耗电能W返=40%W剩，返回克服阻力做功W=Fs=fs，由此计算需要充电时离充电座最远距离．

【解答】解：（1）电池的容量为W=UIt=15V×2000×10﹣3A×3600s=1.08×105J．

（2）电池容量低至10%时会自动返回充电，所以机器人正常工作消耗电能最多为W′=90%W=0.9×1.08×105J=9.72×104J，

根据P=得一次充满电最多持续正常工作时间：

t===3240s=54min；

（3）克服摩擦力做到功为：

W返=40%W剩=40%×10%×108000J=4320J，

因为W=Fs=fs，

所以为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为：

s===216m．

答：（1）充满电后共有1.08×105J电能；

（2）机器人一次充满电最多持续正常工作时间为54min；

（3）为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为216m．

【点评】本题考查了电能、功和功率的计算，要熟练掌握物理公式，并灵活的运用，正确理解题意，并且能从表格中获取有用信息．

（1）若恒温箱中电热丝电阻为60.5Ω，一天实际工作时间为8h，加热电路一天消耗的电能是多少？

（2）该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围？

（3）若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施？

【分析】（1）根据W=UIt=求出消耗的电能；

（2）已知电压鉴别器的控压范围及电源电压，控压得到两种情况下热敏电阻的阻值，根据图象确定恒温箱中温度的变化范围；

（3）根据恒温箱内最高温度首先确定热敏电阻的阻值，然后利用欧姆定律得到使开关断开需要的电路电流；最后得到R1的阻值，从而确定采取的措施．

【解答】解：

（1）恒温箱8h消耗的电能为：

W=UIt=t=×8×3600s=2.304×107J=6.4kW•h；

（2）当U1=2V时，U2=U﹣U1=12V﹣2V=10V，

因为 ==，

所以R2=•R1=×5kΩ=25kΩ，

由图象知，t=20℃；

当U1′=3V时，U2=U﹣U1′=12V﹣3V=9V，

因为==，

所以R2′=•R1=×5kΩ=15kΩ，由图象知，t′=35℃；

即该恒温箱的温度将保持在20℃～35℃之间；

（3）由图象知，当恒温箱内温度为45℃时，热敏电阻阻值为10kΩ，

UAB=3V时，加热开关断开，通过热敏电阻的电流：

I高==9×10﹣4A；

此时R1的阻值变为：

R1′=≈3.3×103Ω=3.3kΩ．

所以若升高恒温箱内的最高温度，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可以减小定值电阻R1的阻值．

答：

（1）若恒温箱中电热丝电阻为60.5Ω，一天实际工作时间为8h，加热电路一天消耗的电能是6.4kw﹒h；

（2）该恒温箱内的温度将保持在20℃～35℃的范围；

（3）若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃，可以减小定值电阻R1的阻值．

【点评】此题是一道联系实际的电学应用题，考查了串联电路的特点、欧姆定律计算公式及其变形公式的掌握和应用，读懂题目信息，充分利用串联电路特点，是解答此题的关键．

27．如图甲所示为某种遥控航拍无人机，由于体积小，重量轻，拍摄效果好，操控方便，深受航模爱好者喜欢．下表是它部分技术参数．

（1）图乙是它的螺旋桨，形状跟机翼相似，螺旋桨高速旋转，给无人机提供上升的动力，所利用的原理是　在气体中流速越大的位置压强越小　，在图乙中画出飞机在空中盘旋时所受的这个力的示意图．

（2）无人机在上升过程中，被拍摄景物所成的像逐渐　变小　，拍摄范围　变大　．（选填“变大”、“变小”或“不变”）

（3）技术参数中“能量”一栏数值是多少？（结果取整数）

【分析】（1）流速越大的地方，空气压强越小；流速越小的地方，空气压强越大．根据飞机机翼的结构图，进行分析即可．

（2）成实像时：物距变大，像距变小，像变小．

（3）已知智能飞行电池的容量和电压，利用W=UIt=UQ可求得能量．

（4）已知飞机器的质量可求得其重力，匀速竖直上升时的牵引力即为重力，利用P===Fv求得其功率，

已知正常工作时它将电能转化为机械能的效率为92%，根据η=可求得机械能，再利用P=UI求得智能飞机电池工作电流．

【解答】解：（1）无人机机翼的横截面设计成如图乙所示的形状，是利用了在气体中流速越大的位置压强越小的原理，从而使机翼的上下表面产生压强差，为飞机提供升力，力的方向是竖直向上的，如图所示：

（2）凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小，无人机在上升过程中，物距变大，像变小，拍摄范围变大．

（3）技术参数中“能量”W=UQ=15.2V×4.480A≈68W•h=68×3600s=2.448×105J．

（4）F=G=mg=1.280kg×9.8N/kg=12.544N，

P机械===Fv=12.544N×1.2m/s=15.0528W，

由η===可得，

P==≈16.36W，

由P=UI可得，智能飞机电池工作电流I==≈1.07A．

故答案为：（1）在气体中流速越大的位置压强越小；见上图；（2）变小；变大；（3）68；（4）该过程中智能飞机电池工作电流为1.07A．

【点评】本题主要考查了流体压强与流速的关系、力的示意图的画法、是凸透镜成像规律的应用、电功的计算等多个知识点，是一道综合性较强的题目．

（1）电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时．若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间？

（2）已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比．则达到最大集尘量时机器人运动的速度为多少？

【分析】（1）知道电池的容量和电压，根据W=UIt求出充满电后电池储存的电能，又知道机器人工作时的功率，根据P=求出可供机器人持续正常工作的时间；

（2）根据摩擦力与压力成正比，计算出最大集尘量时，机械人受到的摩擦力，由P=Fv计算其速度；

（3）先计算电源用来克服阻力提供的能量，由克服阻力做的功，求出可以行驶的距离．

【解答】解：（1）充满电后电池储存的电能：

W=UIt=15V×2000×10﹣3A×3600s=1.08×105J，

由P=可得，可供机器人持续正常工作的时间：

t′===5400s=1.5h；

（2）吸尘器压力等于其重力，由题知摩擦力与压力成正比，则

，

达到最大最大集尘量时的摩擦力f2为：

=，

解得：f2=20N，

消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功，

所以，40%P=Fv=f2v，

机器人运动的速度：

v===0.4m/s；

（3）机器人吸尘器达到最大吸尘量时，克服摩擦力做到功为：

W′=Wη=1.08×105J×10%×40%=4320J，

由W=Fs=f2s得：

s===216m．

答：（1）充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作1.5h；

（2）达到最大集尘量时机器人运动的速度为0.4m/s；

（3）需要充电时离充电电座最远为216m．

【点评】本题考查了做功公式、功率公式、效率公式、做功公式以及二力平衡条件的应用等，从表格和题干总获取有用的信息是解题关键．

29．阅读短文，回答问题：

双金属片温控器

电饭煲、电熨斗、电热暖手宝等家用电热器具的基本结构中均有电热元件和温控器，温控器大多采用双属片温控元件，起接通和断开电路的作用．

双金属片是利用两种温度膨胀系数相关较大的金属材料叠压组合而成的，当温度升高时，膨胀系数大的金属层会向膨胀系数小的金属层弯曲．

（1）温控器实质上就是一个受温度控制的　开关　（电源/开关/用电器）．

（2）电饭煲将饭煮好后还能使饭保温，即当饭变凉时再自动接通电源加热，温度较高时又停止加热，其中的温控器应采用如图　甲　（甲/乙）所示的类型．

（3）如图甲和乙所示的两种类型的温控器而言，关于双金属片上下两层金属材料的温度膨胀大小的比较，下列说法正确的是　B　

A、甲图中上层较大，乙图中下层较大B、甲图中下层较大，乙图中上层较大

C、甲图和乙图中均是上层较大，D、甲图和乙图中均是下层较大

（4）如图甲所示的常闭触点型温控器中，常温下弹性铜片的弹性势能应比触点分离时的　大　（大/小）．

（5）电热元件若直接与220V直流电源相连，电功率为1000w，当它与温控器串联并与220V直流电源相连时，电热元件两端电压与时间关系图象如图丙，如此工作2小时消耗的电能为　1.5　KW•h．

【分析】（1）一个完整的电路由电源、导线、用电器、开关组成．开关与所控制的用电器串联，能起到控制电路中电流的通断的作用；

（2）根据常闭触点型双金属片温控器和常开触点型双金属片温控器的工作原理即可判断出电饭煲的温控器所采用的类型；

（3）根据双金属片的金属材料温度升高时，膨胀系数大的金属层会向膨胀系数小的金属层弯曲，

再结合甲、乙两种类型的温控器的双金属片的弯曲情况即可比较上下两层金属材料的温度膨胀大小；

（4）根据弹性势能的定义以及弹性势能的大小的决定因素即可得出常温下弹性铜片的弹性势能与触点分离时的大小关系；

（5）根据图象可以得出电热元件的加热时间，又知道电热元件的电功率，利用W=Pt即可求出消耗的电能．

【解答】解：（1）温控器大多采用双属片温控元件，起接通和断开电路的作用，故温控器实质上就是一个受温度控制的开关．

（2）根据常闭触点型工作原理可知，常温下，双金属片端部的触点与弹性铜片上的触点相接触，温控器接通电路，电热元件发热，双金属片受热弯曲，

当温度长高到一定值时，双金属片端部的触点与铜片触点分离，电路断开，电热元件散热，温度降低，双金属片恢复原状，电路再次接通，

如此反复能控制被加热物体的温度，所以电饭煲将饭煮好后还能使饭保温，故其中的温控器应采用如图甲所示的类型．

（3）当温度升高时，膨胀系数大的金属层会向膨胀系数小的金属层弯曲．

图甲双金属片温控器为常闭触点型，当温度升高到一定值时，双金属片端部的触点与铜片触点分离，

即双金属片向上弯曲，所以甲图中下层金属材料的温度膨胀系数较大，上层金属材料的温度膨胀系数较小；

图乙双金属片温控器为常开触点型，当温度升高到一定值时，双金属片端部的触点与铜片触点接触，

即双金属片向下弯曲，所以乙图中上层金属材料的温度膨胀系数较大，下层金属材料的温度膨胀系数较小；

故选：B．

（4）在常温下常闭触点型温控器中，双金属片端部的触点与弹性铜片上的触点相接触，弹性铜片发生弹性形变，具有弹性势能；

双金属片端部的触点与铜片触点分离，弹性铜片恢复到原来的形状，没有弹性势能，故常温下弹性铜片的弹性势能应比触点分离时的大．

（5）由电热元件两端电压与时间关系图象如可知，

电热元件的加热时间t=t总=34×2h=1.5h，

电热元件的电功率P=1000W=1kW，

由P=得，电热元件消耗的电能：

W=Pt=1kW×1.5h=1.5kW•h．

故答案为：（1）开关；（2）甲；（3）B；（4）大；（5）1.5．

【点评】本题以双金属片温控器为背景综合考查了电路的组成、材料的性质及电功的计算等知识，关键是从材料中提取有用的信息，熟练应用相关知识即可正确解答．

30．（2016•娄底）荣威e950插电式混合动力汽车于今年3月正式上市，百公里平均油耗约1.7升．它有两种动力系统，汽车加速，汽油机提供的动力不足时，蓄电池的电能转化为动能，使汽车加速更快；汽车减速，汽车动能转化为电能，由蓄电池贮存起来，减少能量的消耗．两种动力系统也可独立工作，只有汽油机工作时，与一般的汽车不同：只使用电力时，由电动机提供动力．如表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌，其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能（储存电能的本领是表示电池容量的另一方式），该汽车匀速行驶时受到的阻力为1440N，求：

（1）在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间？

（2）该汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功为多少？

（3）蓄电池充满电后，仅由电动机提供动力，电能转化为机械能的效率为80%，汽车匀速持续行驶的最大距离是多少km？

（4）假设汽车受到的阻力不变，仅由汽油机提供动力，汽油的热值为5.0×107J/L（即焦耳/升），汽油机的效率为24%，汽车匀速行驶100km的油耗是多少升．