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力与物体在力的方向上移动距离的乘积
$W$
焦耳($\mathrm{J}$)
能量
多少能量
电流所做的功

机械能

内能

内能和光能

其他形式
电能
电压
电流
通电时间
电压
电流
通电时间
$UIt$
焦耳($\mathrm{J}$)
$1\ \mathrm{V·A·s}$
千瓦时($\mathrm{kW·h}$)
$3.6×10^6$
电能
300

解:已知$U=220\ \mathrm{V},$$I=400\ \mathrm{mA}=0.4\ \mathrm{A},$$t=10\ \mathrm{s}$
根据电功公式$W=UIt,$可得
$W=220\ \mathrm{V} × 0.4\ \mathrm{A} × 10\ \mathrm{s}=880\ \mathrm{J}$
电流做的功等于消耗的电能,因此消耗的电能为$880\ \mathrm{J}。$
【分析】
这道题是对机械功的基础概念、符号及单位的考查,解题时需回忆课本中关于功的核心知识点:首先明确机械功的严格定义,即力与物体在力的方向上移动距离的乘积;再记住物理学中规定功的表示字母;最后确定功的国际单位,通过对这些基础内容的回忆即可完成填空。
【解析】
根据机械功的定义,力与物体在力的方向上移动距离的乘积叫作机械功,简称功;在物理学中,功通常用字母W表示;功的国际单位是焦耳,符号为$\mathrm{J}$。
【答案】
力与物体在力的方向上移动距离的乘积;W;焦耳$(\mathrm{J})$
【知识点】
机械功的定义;功的符号与单位
【点评】
本题属于力学基础概念题,聚焦机械功的核心基础知识点,是后续学习功的计算、功率等力学知识的铺垫,题目难度低,旨在考查学生对课本基础内容的记忆与掌握情况。
【难度系数】
0.9
【分析】
这道题考查功与能的核心关系,解题时首先回忆功和能的基本概念:功是能量转化的量度。我们可以这样思考:当一个力对物体做功时,必然会引起某种形式的能量向另一种形式转变,比如克服摩擦力做功,机械能转化为内能,所以做功过程伴随能量转化;而做功的多少就对应着能量转化的多少,因为功的大小就是能量转化的量度,由此就能确定两个空的答案。
【解析】
根据功与能的核心关系:功是能量转化的量度。
1. 做功的过程本质上是不同形式能量之间发生转化的过程,因此第一个空应填“能量”;
2. 功的大小直接对应着能量转化的多少,做了多少功,就有多少能量发生了转化,因此第二个空应填“多少能量”。
【答案】
能量;多少能量
【知识点】
功与能的关系
【点评】
本题是基础概念题,重点考查对功和能核心关系的理解,牢记“功是能量转化的量度”这一关键结论,就能轻松解答此类题目。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先要明确电功的定义,电功指的是电流所做的功。然后结合不同用电器的工作特点分析能量转化:电扇工作时带动扇叶转动,因此电流做功将电能转化为机械能;电饭锅利用电流热效应加热食物,电能转化为内能;电灯工作时发光且发热,所以电能同时转化为内能和光能。解题时需紧扣用电器的实际功能,判断能量的转化形式。
【解析】
根据电功的定义和常见用电器的能量转化规律:
1. 电流所做的功叫作电功。
2. 电流通过电扇做功,将电能转化为机械能;
3. 电流通过电饭锅做功,将电能转化为内能;
4. 电流通过电灯做功,将电能转化为内能和光能。
【答案】
电流所做的功;电;机械能;电;内能;电;内能和光能
【知识点】
电功的定义、电能的转化
【点评】
本题考查电功的基础概念及常见用电器的能量转化,属于电学基础题型,核心是理解电功的本质是电能的转化过程,需牢记常见用电器的能量转化形式,以快速准确作答。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先从能量转化角度思考电流做功的实质:电流通过用电器时,会将电能转化为其他形式的能,比如机械能、内能等;电流做功的过程就是消耗电能的过程,做功的量与消耗电能的量相等。接着回忆探究电功的实验结论,通过控制变量法可知电流做功的多少与电压、电流、通电时间有关,进一步研究可得出电功与这三个量成正比,从而推导出电功公式。
【解析】
1. 电流做功的实质:电流做功时,将电能转化为其他形式的能,例如电灯将电能转化为光能和内能,电动机将电能转化为机械能;电流做多少功,电路就消耗多少电能,因为电能全部转化为其他形式的能,所以对应空依次填“电”“其他形式”“电能”。
2. 电流做功的影响因素:经实验研究发现,电流做功的多少与电压、电流、通电时间有关;进一步定量研究证明,电流通过用电器做的功与电压、电流、通电时间成正比,由此得出电功的计算公式为$W = UIt$,对应空依次填“电压”“电流”“通电时间”“电压”“电流”“通电时间”“$UIt$”。
【答案】
电;其他形式;电能;电压;电流;通电时间;电压;电流;通电时间;$UIt$
【知识点】
电流做功实质;电功影响因素;电功计算公式
【点评】
本题是电功的基础概念题,涵盖电功的实质、影响因素及核心计算公式,是电学入门的核心知识点,需准确记忆理解,为后续电学知识学习夯实基础。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先,我们需要回忆电功的国际单位相关知识,电功的国际单位是焦耳,符号为$\mathrm{J}$。接着,根据电功的计算公式$W=UIt$,题目中给出了电压、电流和时间的具体数值,将这些数值代入公式,就能推导出$1\ \mathrm{J}$对应的单位组合。我们要明确公式中各物理量的单位,电压单位是$\mathrm{V}$,电流单位是$\mathrm{A}$,时间单位是$\mathrm{s}$,通过计算单位的乘积即可得到结果。
【解析】
1. 电功的国际单位是焦耳,符号为$\mathrm{J}$;
2. 根据电功计算公式$W=UIt$,将$U=1\ \mathrm{V}$,$I=1\ \mathrm{A}$,$t=1\ \mathrm{s}$代入可得:
$W=1\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A} × 1\ \mathrm{s}=1\ \mathrm{V·A·s}$,
题目中此时电流做的功为$1\ \mathrm{J}$,因此$1\ \mathrm{J}=1\ \mathrm{V·A·s}$。
【答案】
焦耳$(\mathrm{J})$;$1\ \mathrm{V·A·s}$
【知识点】
电功的单位;电功计算公式
【点评】
本题考查电功的基本单位及单位推导,属于基础概念题,需要牢记电功的国际单位,同时掌握电功公式$W=UIt$,理解单位之间的对应关系,注重对基础知识的积累与运用。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先回忆电功的单位相关知识:电功的国际单位是焦耳(J),但在日常生活和生产中,常用的单位是千瓦时(kW·h,俗称“度”)。对于单位换算,可根据电功公式W=Pt推导:1kW=1000W,1h=3600s,将单位代入公式计算即可得到1kW·h对应的焦耳数。
【解析】
1. 电功的常用单位:在实际应用中,由于焦耳这个单位较小,常用千瓦时(符号为$\mathrm{kW·h}$)作为电功的单位,也就是我们常说的“度”。
2. 单位换算推导:
根据电功公式$W=Pt$,将$1\ \mathrm{kW}=1000\ \mathrm{W}$,$1\ \mathrm{h}=3600\ \mathrm{s}$代入可得:
$1\ \mathrm{kW·h}=1000\ \mathrm{W}×3600\ \mathrm{s}=3.6×10^6\ \mathrm{J}$
【答案】
千瓦时$(\mathrm{kW·h})$;$3.6×10^6$
【知识点】
电功的单位;电功单位换算
【点评】
本题考查电功的常用单位及单位换算,属于电学基础知识点,是后续进行电功、电能相关计算的必备知识,需要准确牢记并掌握推导过程。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先明确电流做功的实质:电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。再结合电饭锅的工作原理,电饭锅是利用电流热效应工作的用电器,工作时将电能转化为内能。因此电流通过电饭锅做300J的功,对应着300J的电能转化为等量的内能。
【解析】
电流做功的实质是电能转化为其他形式的能,电流做多少功,就有多少电能发生转化。电饭锅属于电热类用电器,工作时将电能转化为内能。所以当电流通过电饭锅做300J的功时,就表示有300J的电能转化为300J的内能。
【答案】
电能;300;内
【知识点】
电流做功实质;电能转化
【点评】
本题考查电流做功的实质及常见用电器的能量转化,属于电学基础概念题,难度较低,需牢记电流做功与能量转化的对应关系,熟悉电热器的能量转化形式。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先要明确解题的核心思路:第一步整理已知条件,注意单位的统一,题目中电流单位是毫安,需换算为安培;第二步运用电功的计算公式$W=UIt$计算电流做的功;第三步根据电流做功与消耗电能的关系,得出消耗的电能数值。我们先回忆电功公式,再处理单位,最后代入计算即可。
【解析】
已知$U=220\ \mathrm{V}$,$I=400\ \mathrm{mA}=0.4\ \mathrm{A}$,$t=10\ \mathrm{s}$
根据电功公式$W=UIt$,代入数值计算:
$W=220\ \mathrm{V} × 0.4\ \mathrm{A} × 10\ \mathrm{s}=880\ \mathrm{J}$
由于电流做的功等于消耗的电能,因此消耗的电能为$880\ \mathrm{J}$。
【答案】
电流做的功为$880\ \mathrm{J}$,消耗的电能为$880\ \mathrm{J}$。
【知识点】
电功公式应用、电流做功与电能的关系、电流单位换算
【点评】
本题属于电功计算的基础题,重点考查对电功公式的掌握、单位换算能力以及电流做功与消耗电能关系的理解,解题时需注意单位统一,避免因单位失误导致结果错误。
【难度系数】
0.8