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    浙江省宁波市鄞州区三年(2020-2022)九年级上学期期末科学试题汇编-高频考点1(电功率、功和功率的计算及欧姆定律)
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    浙江省宁波市鄞州区三年(2020-2022)九年级上学期期末科学试题汇编-高频考点1(电功率、功和功率的计算及欧姆定律)

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    这是一份浙江省宁波市鄞州区三年(2020-2022)九年级上学期期末科学试题汇编-高频考点1(电功率、功和功率的计算及欧姆定律),共26页。试卷主要包含了为节约能源,电流做功的快慢不同等内容,欢迎下载使用。

    浙江省宁波市鄞州区三年(2020-2022)九年级上学期期末科学试题汇编-高频考点1(电功率、功和功率的计算及欧姆定律)
    一.选择题(共4小题)
    1.(2022秋•鄞州区期末)如图所示,一个物体由A点自由下落时,相继经过B、C两点,已知AB=BC,物体在AB段重力做功W1,功率P1;在BC段重力做功W2,功率P2,则下列关系正确的是(  )

    A.W1=W2 P1<P2 B.W1=W2 P1=P2
    C.W1=W2 P1>P2 D.W1≠W2 P1≠P2
    2.(2022秋•鄞州区期末)一个中学生以最快的速度从一楼跑到教学楼三楼,测得的功率最接近(  )
    A.3瓦 B.30瓦 C.300瓦 D.3000瓦
    3.(2020秋•鄞州区期末)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是(  )

    A.电源电压为14V
    B.图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线
    C.滑片从b点滑到a点的过程中,电路消耗的总功率最小值为12W
    D.滑片从b滑到a点时,R2的电功率增大16W
    4.(2021秋•鄞州区期末)科学研究中常常发现某一问题的两个相关的量(x,y)之间存在一定的关系。下列相关的量之间符合如图关系的是(  )

    A.不同物体升高到相同的温度时,吸收的热量(y)与比热容(x)的关系
    B.一定量的稀盐酸中加入锌粒,产生氢气质量(y)与锌粒质量(x)的关系
    C.恒力对物体所做功(y)与物体在力的方向上所通过距离(x)的关系
    D.在单位时间内,电流通过某一导体产生的热量与电流的关系
    二.填空题(共9小题)
    5.(2022秋•鄞州区期末)小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置,工作原理如图甲所示。ABO为一水平杠杆,O为支点,OA:OB=5:1,当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到6V时,报警器R0开始发出报警信号。已知电路中电源电压为8V,R0的阻值恒为15Ω,压力传感器R固定放置,其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示,踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试问:

    (1)由图乙可知,压力传感器R的阻值随压力F的增大而   ;
    (2)当踏板空载时,闭合开关,电压表的示数为多少?
    (3)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为多少?
    (4)若电源电压略有降低,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,踏板触点B应向   (选填“左”或“右”)移动,并简要说明理由。
    6.(2022秋•鄞州区期末)如图所示,用滑块P沿水平面以0.5m/s的速度匀速向右运动,此时弹簧测力计的读数为4N,若每只滑轮重1N,绳与滑轮间的摩擦不计,则木块所受地面的摩擦力   N,在2s内拉力F做的功为   。

    7.(2020秋•鄞州区期末)为节约能源。某型号汽车在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数,其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率。耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭发电机两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能Ek,作出Ek﹣s图像,如图所示。

    ××型汽车
    总质量(kg)
    1200
    储能效率(%)
    60
    耗油量(L/100km)
    10
    (1)发电机在发电过程中,动能除了转化为电能外,由于线圈有电阻,还有部分能量转化为    能。
    (2)测试时,汽车在大小为800N的牵引力作用下,以25m/s的速度正常行驶1000m。此过程中,汽车    。
    A.受到的阻力为1.2×104N
    B.行驶的时间为400s
    C.牵引力做的功为8×105J
    D.牵引力的功率为80kW
    (3)由图像可知,表示开启发电机进行测试的图线是    (填“①”或“②”)。
    8.(2021秋•鄞州区期末)往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去、如图所示。工人将一块5m长的长板在地面与车厢之间构成斜面、用500N的力把重为1200N的重物从斜面底端匀速推到高为1.5m的车厢里,整个过程用时25s。
    (1)使用斜面的好处是可以省    。
    (2)工人做功的功率为    W。
    (3)若斜面光滑,则工人需要施加的推力为    N。

    9.(2022秋•鄞州区期末)电流做功的快慢不同。电流做功的快慢用    描述。电流在单位时间内做的    ,叫做电功率。电功率的公式是:   。
    10.(2020秋•鄞州区期末)现有电源一个(电压不变),电压表、电流表、定值电阻和开关各一个导线若干,两小灯泡L1(额定电压为1.2伏)和L2(额定电压为6伏)。现在利用这些仪器组成电路:若组成如图甲电路,电压表读数为5.4伏,L1实际功率为其额定功率的,则L1实际电压为    伏,若组成如图乙电路,L2两端电压为3伏,若组成如图丙电路,通过灯泡的电流为0.6安。忽略灯泡的电阻随温度的变化。则小灯泡L2的额定功率    。

    11.(2020秋•鄞州区期末)某电水壶的铭牌信息如图1所示,电水壶在标准大气压下工作。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]

    (1)电水壶装满初温为20℃的水时,在额定电压下将水烧开用了7min。
    求:①水吸收的热量是多少?
    ②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少?
    (2)农村电网改造前,用电高峰时电压会下降10%.求:这时电水壶的实际功率P0.(电阻不随温度改变)
    (3)为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W,甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造,在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2,如图2所示,并分别推导出了R2的表达式。
    甲同学:R2= 乙同学:R2=
    请你指出哪个表达式是错误的,并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果。
    12.(2021秋•鄞州区期末)寒冬来临,小宁给奶奶买了一个“暖手宝”,如图所示。它的部分参数如表所示,请回答下列问题。
    产品名称
    暖手宝
    额定功率
    440W
    额定电压
    220V
    通电储热
    5~8分钟
    电源线长
    约80cm
    (1)该“暖手宝”正常工作时通过的电流是    A。
    (2)正常工作100s,暖手宝消耗的电能为    J。
    (3)小宁奶奶家离变电站较远(变电站输出的电压220V),输电导线的总电阻为11Ω,当小宁在奶奶家断开其他用电器只使用该“暖手宝”时,“暖手宝”消耗的实际功率与额定功率的比值为    。

    13.(2020秋•鄞州区期末)如图所示为冬天人们常用的一种电热暖手宝。当袋内0.5kg的水由0℃加热至80℃,需要吸收的热量为   J;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   (选填“串联”或“并联”)起来使用。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。

    三.解答题(共5小题)
    14.(2022秋•鄞州区期末)能源和环境问题日益成为人们关注的焦点。
    (1)为减少二氧化碳的排放,科学家致力于研究将过多的二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应,转化为水和甲烷(CH4),该反应的化学方程式为    。
    (2)节能减排已引起全球的关注,对大气污染较少的电动汽车越来越受到人们的欢迎,最近小柯同学家买了一辆电动汽车,相关参数配置如表所示。
    部分参数
    车身质量
    1480kg
    电机额定功率
    24kW
    最高车速
    140km/h
    电机冷却方式
    水冷
    充电电压
    220V
    电池容量
    250Ah
    ①如图1,直流充电机给电动汽车充电时将电能转化为    贮存在电动汽车的蓄电池内,若充电时充电电流为16A,则电池充满需要    小时;
    ②若汽车以24kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图2所示,则在0~5s时间内,汽车电动机做了多少功?受到的阻力为多少牛?
    15.(2021秋•鄞州区期末)脚运动的基本模型是杠杆。如图是小宁踏脚时的示意图,脚掌前端是支点,人体的重力是阻力,小腿肌肉施加的力是动力。已知小宁的质量为60kg假设图中阻力臂是动力臂的一半,他每次双脚踏脚过程中身体重心拾升高度是6cm。
    (1)此时脚掌相当于    (填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
    (2)每次双脚踏脚时,小腿肌肉对每只脚的拉力至少是多大?
    (3)每次双脚脚过程中克服重力所做的功是多少?

    16.(2021秋•鄞州区期末)如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图,电炖锅上有1000W和400W两挡功率,挡位可自动调节,其工作过程是:按下开关,自动选择1000W挡将汤煮至100℃,然后自动跳至400W挡进行保温慢炖。电炖锅进入保温慢炖时,开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置?试说明理由。

    17.(2022秋•鄞州区期末)小亮设计了一个多挡位电加热器,加热部分是两根电热丝,通过一个挡位旋钮改变电热丝的连接关系,从而得到不同的加热功率。他计划实现的四挡加热功率如表所示。
    温度挡位
    高温挡
    中温1挡
    中温2挡
    低温挡
    加热功率/W
    1100
    660
    440

    挡位旋钮设计如图甲,旋钮上的箭头指向图中位置D,此时,金属滑片将图乙中1、2两触点接通,同时也将3、4两触点接通。转动旋钮,指向不同位置时,就可以实现不同的加热功率。
    (1)挡位旋钮上的箭头指向D位置时,对应温度挡位是    。
    (2)计算低温挡的加热功率。(结果保留整数)

    18.(2022秋•鄞州区期末)有一种电冰箱,只有在压缩机工作时才消耗电能,将一台这样的电冰箱单独接在图的电能表上,测得电冰箱压缩机(即电动机)连续工作10min电能表的表盘转过了60r,求:
    (1)这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为多少kW•h?
    (2)这台电冰箱压缩机的功率;
    (3)如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW•h,设电冰箱压缩机工作时功率保持不变,压缩机每次连续工作15分钟,并且每次工作后的停机时间也是相等的,若计算结果只取整数,那么它的间歇时间的可能值是多少分钟?


    浙江省宁波市鄞州区三年(2020-2022)九年级上学期期末科学试题汇编-高频考点1(电功率、功功率的计算及欧姆定律)
    参考答案与试题解析
    一.选择题(共4小题)
    1.(2022秋•鄞州区期末)如图所示,一个物体由A点自由下落时,相继经过B、C两点,已知AB=BC,物体在AB段重力做功W1,功率P1;在BC段重力做功W2,功率P2,则下列关系正确的是(  )

    A.W1=W2 P1<P2 B.W1=W2 P1=P2
    C.W1=W2 P1>P2 D.W1≠W2 P1≠P2
    【答案】A
    【解答】解:∵AB=BC,
    ∴根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段做的功相等,即W1=W2;
    ∵小球在自由下落时做加速运动,
    ∴根据t=可知,小球在BC段运动的时间短,
    ∴物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率,即P1<P2。
    故选:A。
    2.(2022秋•鄞州区期末)一个中学生以最快的速度从一楼跑到教学楼三楼,测得的功率最接近(  )
    A.3瓦 B.30瓦 C.300瓦 D.3000瓦
    【答案】C
    【解答】解:由生活常识可知,中学生所受重力大约为500N,从一楼登上三楼的高度大约为6m,最快用时大约为10s,
    中学生克服重力做功:W=Fs=500N×6m=3000J,
    中学生做功的功率P===300W,故C正确。
    故选:C。
    3.(2020秋•鄞州区期末)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是(  )

    A.电源电压为14V
    B.图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线
    C.滑片从b点滑到a点的过程中,电路消耗的总功率最小值为12W
    D.滑片从b滑到a点时,R2的电功率增大16W
    【答案】D
    【解答】解:由图甲知,R、R1、R2串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,电流表测电路中电流。
    (1)滑片P从b点滑到a点的过程中,R1连入阻值变小,电路中总电阻变小,
    由I=可知,电路中电流变大,R2两端的电压变大,
    因串联电路中总电压等于各分电压之和,
    所以,R1两端的电压变小,
    综上可知,图乙中,dc段表示V1的示数随电流表示数的变化的图线,ec段表示V2的示数随电流表示数变化的图线,故B错误;
    (2)当滑片位于b点时,接入电路中的电阻较大,电路中的电流较小,电路的总功率较小,R2的功率最小,
    由图乙可知,电路中的最小电流I小=1A,R1两端的电压U1=12V,R2两端的电压U2=2V,
    因串联电路中总电压等于各分电压之和,
    所以,电源的电压:
    U=U1+U2+IR=12V+2V+1A×R,
    当滑片位于a点时,接入电路中的电阻较小,电路中的电流较大,R2的功率较大,
    由图乙可知,电路中的最大电流I大=3A,R1两端的电压U1′=6V,R2两端的电压U2′=6V,
    则电源的电压:
    U=U1′+U2′+I大R=6V+6V+3A×R,
    因电源的电压不变,
    所以,2V+12V+1A×R=6V+6V+3A×R,
    解得:R=1Ω,
    电源的电压U=U1+U2+IR=2V+12V+1A×1Ω=15V,故A错误;
    电路消耗的总功率最小值:
    P小=UI小=15V×1A=15W,故C错误;
    滑片从b滑到a点时,R2电功率的增大值:
    ΔP2=P2′﹣P2=U2′I大﹣U2I小=6V×3A﹣2V×1A=16W,故D正确。
    故选:D。
    4.(2021秋•鄞州区期末)科学研究中常常发现某一问题的两个相关的量(x,y)之间存在一定的关系。下列相关的量之间符合如图关系的是(  )

    A.不同物体升高到相同的温度时,吸收的热量(y)与比热容(x)的关系
    B.一定量的稀盐酸中加入锌粒,产生氢气质量(y)与锌粒质量(x)的关系
    C.恒力对物体所做功(y)与物体在力的方向上所通过距离(x)的关系
    D.在单位时间内,电流通过某一导体产生的热量与电流的关系
    【答案】C
    【解答】解:图象中两个量之间表示的关系是正比关系,据此分析;
    A、不同物体升高到相同的温度时,由于不知道初温的关系、质量的关系,根据Q吸=cm(t﹣t0)可知不能得出吸收的热量(y)与比热容(x)的成正比,故A错误;
    B、一定量的稀盐酸中加入锌粒,产生氢气质量(y)与锌粒质量(x)的关系,开始成正比,后来由于稀盐酸反应完,再加入锌粒,不再产生氧气,所以图像转成水平,故B错误;
    C、由W=Fs可知,恒力对物体所做功与物体在力的方向上所通过距离成正比,故C正确;
    D、根据Q=I2Rt知在单位时间内,电流通过某一导体产生的热量与通过导体电流的二次方成正比关系,故D错误。
    故选:C。
    二.填空题(共9小题)
    5.(2022秋•鄞州区期末)小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置,工作原理如图甲所示。ABO为一水平杠杆,O为支点,OA:OB=5:1,当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到6V时,报警器R0开始发出报警信号。已知电路中电源电压为8V,R0的阻值恒为15Ω,压力传感器R固定放置,其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示,踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试问:

    (1)由图乙可知,压力传感器R的阻值随压力F的增大而 减小 ;
    (2)当踏板空载时,闭合开关,电压表的示数为多少?
    (3)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为多少?
    (4)若电源电压略有降低,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,踏板触点B应向 左 (选填“左”或“右”)移动,并简要说明理由。
    【答案】见试题解答内容
    【解答】解:(1)如图乙所示,当压力增大时,传感器的电阻值会减小;
    (2)闭合开关时,压力传感器和报警器串联,由图乙可知当踏板空载时,压力传感器的电阻为R=25Ω,
    此时电路中的电流I===0.2A,
    由I=得:
    报警器两端的电压U0=IR0=0.2A×15Ω=3V,即电压表示数;
    (3)报警器R0开始发出报警信号时,U0′=6V,此时电路中的电流I′===0.4A,
    传感器两端的电压U传=U﹣U0′=8V﹣6V=2V,
    传感器的阻值R′===5Ω,由图象可知当传感器的阻值为5Ω时,对应的压力为8N,
    根据杠杆平衡条件可得:F压×OA=F踏×OB,即8N×5=F踏×1,解得F踏=40N;
    (4)一段时间以后电源电压会降低,R0两端分得的电压减低,根据串联电路的分压特点可知,应减小压敏电阻分担的电压,保证R0两端分得的电压不变,此时就应该减小压敏电阻的阻值,因电阻值随所受压力的增大而减小,所以应该增大压杆对传感器的压力,由杠杆平衡条件F压×OA=F踏×OB可知,OA不变,F踏不变,所以F压和OB成正比,要增大压杆对传感器的压力,应增大OB,即把踏板触点B向左移动。
    故答案为:
    (1)减小;(2)电压表的示数为3V;(3)踏板设定的最大压力值为40N;(4)左;理由见解答。
    6.(2022秋•鄞州区期末)如图所示,用滑块P沿水平面以0.5m/s的速度匀速向右运动,此时弹簧测力计的读数为4N,若每只滑轮重1N,绳与滑轮间的摩擦不计,则木块所受地面的摩擦力 4 N,在2s内拉力F做的功为 5J 。

    【答案】见试题解答内容
    【解答】解:因为物体匀速向右运动,
    所以木块所受地面的摩擦力f=F示=4N;
    由图示滑轮组可知,承重绳子的有效股数n=2,
    由v=得物体移动的距离:s=vt=0.5m/s×2s=1m,
    绳子自由端移动的距离:s′=ns=2×1m=2m,
    绳子自由端的拉力:F=(f+G动)=(4N+1N)=2.5N,
    拉力F做的功:W总=Fs′=2.5N×2m=5J;
    故答案为:4;5J。
    7.(2020秋•鄞州区期末)为节约能源。某型号汽车在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数,其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率。耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭发电机两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能Ek,作出Ek﹣s图像,如图所示。

    ××型汽车
    总质量(kg)
    1200
    储能效率(%)
    60
    耗油量(L/100km)
    10
    (1)发电机在发电过程中,动能除了转化为电能外,由于线圈有电阻,还有部分能量转化为  内 能。
    (2)测试时,汽车在大小为800N的牵引力作用下,以25m/s的速度正常行驶1000m。此过程中,汽车  C 。
    A.受到的阻力为1.2×104N
    B.行驶的时间为400s
    C.牵引力做的功为8×105J
    D.牵引力的功率为80kW
    (3)由图像可知,表示开启发电机进行测试的图线是  ② (填“①”或“②”)。
    【答案】见试题解答内容
    【解答】解:(1)发电机在发电过程中,动能除了转化为电能外,由于线圈有电阻,由焦耳定律可知,还有部分能量转化为内能。
    (2)A、汽车匀速行驶,在水平方向上受到的牵引力与阻力是一对平衡力,由二力平衡条件可知阻力f=F=800N,故A错误;
    B、行驶的时间为:t===40s,故B错误;
    C、牵引力做的功为:W=Fs=800N×1000m=8×105J,故C正确;
    D、牵引力的功率为:P===20000W=20kW,故D错误;
    故选C。
    (3)若开启发电机,则动能会有一部分转化为电能,一部分克服摩擦做功;而关闭发电机时,动能全部用于克服摩擦做功,因此开启发电机时动能减小得较快,且运动的路程会较短,动能与路程的图象是②。
    故答案为:(1)内;(2)C;(3)②。
    8.(2021秋•鄞州区期末)往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去、如图所示。工人将一块5m长的长板在地面与车厢之间构成斜面、用500N的力把重为1200N的重物从斜面底端匀速推到高为1.5m的车厢里,整个过程用时25s。
    (1)使用斜面的好处是可以省  力 。
    (2)工人做功的功率为  100 W。
    (3)若斜面光滑,则工人需要施加的推力为  360 N。

    【答案】(1)力;(2)100;(3)360。
    【解答】解:(1)斜面是一种简单机械,使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时,斜面越长,则坡度越缓,则越省力;
    (2)工人对重物做的总功:W总=Fs=500N×5m=2500J,
    工人做功的功率为:P===100W;
    (3)工人做的有用功:W有用=Gh=1200N×1.5m=1800J,
    若斜面光滑,利用斜面不做额外功,工人做的总功等于有用功,
    即W总′=W有用=1800J,
    则工人需要施加的推力:F′===360N。
    故答案为:(1)力;(2)100;(3)360。
    9.(2022秋•鄞州区期末)电流做功的快慢不同。电流做功的快慢用  电功率 描述。电流在单位时间内做的  功 ,叫做电功率。电功率的公式是: P= 。
    【答案】电功率;功;P=。
    【解答】解:电流在单位时间内所做的功叫做电功率,电功率表示电流做功的快慢。电功率的公式是:P=。
    故答案为:电功率;功;P=。
    10.(2020秋•鄞州区期末)现有电源一个(电压不变),电压表、电流表、定值电阻和开关各一个导线若干,两小灯泡L1(额定电压为1.2伏)和L2(额定电压为6伏)。现在利用这些仪器组成电路:若组成如图甲电路,电压表读数为5.4伏,L1实际功率为其额定功率的,则L1实际电压为  0.6 伏,若组成如图乙电路,L2两端电压为3伏,若组成如图丙电路,通过灯泡的电流为0.6安。忽略灯泡的电阻随温度的变化。则小灯泡L2的额定功率  4W 。

    【答案】0.6;4W。
    【解答】解:设电源电压为U,图甲中灯泡L1两端电压为U1,电流为I1;图乙中灯泡L2两端电压为U2,电流为I2;
    图甲中,忽略灯泡的电阻随温度的变化,根据P=可得:=,
    则:L1实际电压U1=U额1=×1.2V=0.6V,
    所以,电源电压U=U1+UV=0.6V+5.4V=6V,
    根据串联电路的分压特点可得:===,
    即:R1=R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
    图乙中,L2两端电压为3V,根据串联电路的分压特点可得:
    ====,
    R2=R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
    图丙中,根据电阻的串联特点和欧姆定律可得:
    R1+R2=R总===10Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
    由①②③得:R1=1Ω,R2=9Ω,
    则:P2额===4W。
    答:0.6;4W。
    11.(2020秋•鄞州区期末)某电水壶的铭牌信息如图1所示,电水壶在标准大气压下工作。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]

    (1)电水壶装满初温为20℃的水时,在额定电压下将水烧开用了7min。
    求:①水吸收的热量是多少?
    ②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少?
    (2)农村电网改造前,用电高峰时电压会下降10%.求:这时电水壶的实际功率P0.(电阻不随温度改变)
    (3)为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W,甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造,在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2,如图2所示,并分别推导出了R2的表达式。
    甲同学:R2= 乙同学:R2=
    请你指出哪个表达式是错误的,并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果。
    【答案】见试题解答内容
    【解答】解:(1)水吸收的热量(有用能量):
    Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J,
    电水壶在额定电压下,P=P额=2000W,工作7min消耗电能(总能量):
    W=Pt=2000W×7×60s=8.4×105J,
    电水壶烧水过程中的能量转化效率:
    η=×100%=×100%=80%;
    (2)电水壶中的电阻丝的阻值:
    R===24.2Ω,
    用电高峰时的实际电压:
    U实=U额(1﹣10%)=220V×=198V,
    电水壶的实际功率:
    P1===1620W;
    (3)为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W,
    甲同学的推导:
    并联电阻的电功率:
    P2=P额﹣P1,
    ∵P=,
    ∴R2=;
    乙同学的推导:
    ∵两电阻并联,
    ∴并联电路的电阻:R=R1+R2,(错)
    ∴实际总电功率:
    P总==P额,
    ∴R2=,该表达式是错误的;
    用此电阻丝来改造,总电阻变小,电路消耗的总电功率大于2000W,电路中的电流过大,易引起火灾。
    答:(1)水吸收的热量是6.72×105J;
    ②电水壶烧水过程中的能量转化效率是80%;
    (2)这时电水壶的实际功率为1620W;
    (3)乙表达式是错误的,若用此电阻丝来改造 电水壶,电路中的电流过大,易引起火灾。
    12.(2021秋•鄞州区期末)寒冬来临,小宁给奶奶买了一个“暖手宝”,如图所示。它的部分参数如表所示,请回答下列问题。
    产品名称
    暖手宝
    额定功率
    440W
    额定电压
    220V
    通电储热
    5~8分钟
    电源线长
    约80cm
    (1)该“暖手宝”正常工作时通过的电流是  2 A。
    (2)正常工作100s,暖手宝消耗的电能为  4.4×104 J。
    (3)小宁奶奶家离变电站较远(变电站输出的电压220V),输电导线的总电阻为11Ω,当小宁在奶奶家断开其他用电器只使用该“暖手宝”时,“暖手宝”消耗的实际功率与额定功率的比值为  100:121 。

    【答案】(1)2;(2)4.4×104;(3)100:121。
    【解答】解:
    (1)由P=UI可得,暖手宝正常工作时的电流:
    I===2A,
    (2)由P=可得,“暖手宝”正常工作100s产生的热量:
    Q=W=Pt=440W×100s=4.4×104J,
    (3)由P=可得,暖手宝电热丝的电阻:
    R===110Ω,
    已知输电导线的总电阻为11Ω,则电路总电阻:R串=R+R线=110Ω+11Ω=121Ω,
    通过暖手宝的实际电流:I实===A,
    暖手宝的实际功率:P实=I实2•R=(A)2×110Ω=W,
    则“暖手宝”消耗的实际功率与额定功率的比值==。
    故答案为:(1)2;(2)4.4×104;(3)100:121。
    13.(2020秋•鄞州区期末)如图所示为冬天人们常用的一种电热暖手宝。当袋内0.5kg的水由0℃加热至80℃,需要吸收的热量为 1.68×105 J;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。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。

    【答案】见试题解答内容
    【解答】解:(1)水吸收的热量:
    Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(80℃﹣0℃)=1.68×105J;
    (2)因为电热水袋里使用双重温控开关,也就是说只有这两个开关都闭合时,电热袋才可以工作,否则不能工作,
    因此这两个开关是串联的。
    故答案为:1.68×105;串联。
    三.解答题(共5小题)
    14.(2022秋•鄞州区期末)能源和环境问题日益成为人们关注的焦点。
    (1)为减少二氧化碳的排放,科学家致力于研究将过多的二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应,转化为水和甲烷(CH4),该反应的化学方程式为  CO2+4H22H2O+CH4 。
    (2)节能减排已引起全球的关注,对大气污染较少的电动汽车越来越受到人们的欢迎,最近小柯同学家买了一辆电动汽车,相关参数配置如表所示。
    部分参数
    车身质量
    1480kg
    电机额定功率
    24kW
    最高车速
    140km/h
    电机冷却方式
    水冷
    充电电压
    220V
    电池容量
    250Ah
    ①如图1,直流充电机给电动汽车充电时将电能转化为  化学能 贮存在电动汽车的蓄电池内,若充电时充电电流为16A,则电池充满需要  15.625 小时;
    ②若汽车以24kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图2所示,则在0~5s时间内,汽车电动机做了多少功?受到的阻力为多少牛?
    【答案】(1)CO2+4H22H2O+CH4;
    (2)①化学能;15.625;②1.2×105J;8000N。
    【解答】解:(1)二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应,转化为水和甲烷(CH4),该反应的化学方程式为CO2+4H22H2O+CH4;
    (2)①蓄电池相当于用电器,直流充电机给电动汽车充电时将电能转化为化学能;电池容量250Ah,根据Q=It可知,充电时充电电流为16A,则电池充满需要=15.625小时;
    ②若汽车以24kW的恒定功率启动做直线运动,在0~5s时间内,汽车电动机做的功W=Pt=24×103W×5s=1.2×105J;根据P=Fv=fv可知,受到的阻力f===8000N;
    故答案为:
    (1)CO2+4H22H2O+CH4;
    (2)①化学能;15.625;②1.2×105J;8000N。
    15.(2021秋•鄞州区期末)脚运动的基本模型是杠杆。如图是小宁踏脚时的示意图,脚掌前端是支点,人体的重力是阻力,小腿肌肉施加的力是动力。已知小宁的质量为60kg假设图中阻力臂是动力臂的一半,他每次双脚踏脚过程中身体重心拾升高度是6cm。
    (1)此时脚掌相当于  省力 (填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
    (2)每次双脚踏脚时,小腿肌肉对每只脚的拉力至少是多大?
    (3)每次双脚脚过程中克服重力所做的功是多少?

    【答案】(1)省力;(2)每次双脚踮脚时,小腿肌肉对每只脚的拉力至少是多大为150N;(3)每次双脚踮脚过程中克服重力做功为36J。
    【解答】解:(1)由题意可知,阻力臂是动力臂的一半,所以可知,此时脚掌相当于省力杠杆;
    (2)由杠杆的平衡条件可知,FL1=GL2,则F==300N;
    故每只脚的拉力F′=×F=150N;
    (3)每次双脚踮脚过程中克服重力所做的功:W=Gh=600N×0.06m=36J。
    答:(1)省力;(2)每次双脚踮脚时,小腿肌肉对每只脚的拉力至少是多大150N;(3)每次双脚踮脚过程中克服重力做功为36J。
    16.(2021秋•鄞州区期末)如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图,电炖锅上有1000W和400W两挡功率,挡位可自动调节,其工作过程是:按下开关,自动选择1000W挡将汤煮至100℃,然后自动跳至400W挡进行保温慢炖。电炖锅进入保温慢炖时,开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置?试说明理由。

    【答案】当开关S接a时,电路为R1的简单电路,电路的总功率为P=,当开关S接b时,R1和R2串联,总功率为P′=,因为P>P′,所以电炖锅进入保温慢炖时,开关S会自动跳至“b”位置。
    【解答】答:当开关S接a时,电路为R1的简单电路,电路的总功率为P=,当开关S接b时,R1和R2串联,总功率为P′=,因为P>P′,所以电炖锅进入保温慢炖时,开关S会自动跳至“b”位置。
    17.(2022秋•鄞州区期末)小亮设计了一个多挡位电加热器,加热部分是两根电热丝,通过一个挡位旋钮改变电热丝的连接关系,从而得到不同的加热功率。他计划实现的四挡加热功率如表所示。
    温度挡位
    高温挡
    中温1挡
    中温2挡
    低温挡
    加热功率/W
    1100
    660
    440

    挡位旋钮设计如图甲,旋钮上的箭头指向图中位置D,此时,金属滑片将图乙中1、2两触点接通,同时也将3、4两触点接通。转动旋钮,指向不同位置时,就可以实现不同的加热功率。
    (1)挡位旋钮上的箭头指向D位置时,对应温度挡位是  高温挡 。
    (2)计算低温挡的加热功率。(结果保留整数)

    【答案】(1)高温挡;
    (2)低温挡的加热功率为264W。
    【解答】解:(1)由甲、乙两图可知:
    当旋钮上的箭头指向D位置时,电热丝R1和R2并联,此时电路中总电阻最小,根据P=可知,功率最大,为高温挡;
    当旋钮上的箭头指向A位置时,电热丝R1和R2串联,此时电路中总电阻最大,根据P=可知,功率最小,为低温挡;
    (2)当旋钮上的箭头指向C位置时,电热丝R1单独工作,此时电路的功率P1=660W,
    根据P=可得:
    R1==≈73Ω,
    当旋钮上的箭头指向B位置时,电热丝R2单独工作,此时电路的功率P2=440W,
    则R2===110Ω;
    当旋钮上的箭头指向A位置时,电热丝R1和R2串联,
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
    所以,P低温===≈264W。
    答:(1)高温挡;
    (2)低温挡的加热功率为264W。
    18.(2022秋•鄞州区期末)有一种电冰箱,只有在压缩机工作时才消耗电能,将一台这样的电冰箱单独接在图的电能表上,测得电冰箱压缩机(即电动机)连续工作10min电能表的表盘转过了60r,求:
    (1)这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为多少kW•h?
    (2)这台电冰箱压缩机的功率;
    (3)如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW•h,设电冰箱压缩机工作时功率保持不变,压缩机每次连续工作15分钟,并且每次工作后的停机时间也是相等的,若计算结果只取整数,那么它的间歇时间的可能值是多少分钟?

    【答案】(1)这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为0.02kW•h;
    (2)这台电冰箱压缩机的功率是120W;
    (3)如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW•h,设压缩机每次连续工作时间都是15min,并且每次工作后的间歇时间也都相等,那么它的间歇时间的可能值是20分钟或21分钟。
    【解答】解:(1)电能表标有“3000revs/kW•h”,表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000revs;
    题中电冰箱连续工作10min电能表表盘转动:n=60r,则电冰箱压缩机消耗的电能为:
    W1===0.02kW•h=7.2×104J;
    (2)电冰箱连续工作时间:t=10min=600s,
    电冰箱压缩机的功率为:P===120W;
    (3)电冰箱压缩机连续工作15min所消耗的电能为:
    W2=Pt2=120W×15×60s=1.08×105J;
    电冰箱一天的耗电量W0=1.2kW•h=4.32×106J,
    24h内压缩机启动的次数为n===40;
    因为在24h内,电冰箱压缩机的启动次数为40次
    所以电冰箱压缩机停机的次数最少为n1=39次,最多为n2=41次。
    在24h内,电冰箱压缩机总的间歇时间为:
    T=24×60min﹣15min/次×40次=840min;
    计算结果只取整数,
    压缩机的最长间歇时间为:t1==≈21min,
    正常间歇时间为t2===21min,
    最短间歇时间为:t3===20min。
    答:(1)这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为0.02kW•h;
    (2)这台电冰箱压缩机的功率是120W;
    (3)如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW•h,设压缩机每次连续工作时间都是15min,并且每次工作后的间歇时间也都相等,那么它的间歇时间的可能值是20分钟或21分钟。
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