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解:已知$I=0.3\ \mathrm{A},$$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s},$$W=3960\ \mathrm{J}$
由$W=UIt$变形得$U=\frac{W}{It},$代入数据:
$U=\frac{3960\ \mathrm{J}}{0.3\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s}}=220\ \mathrm{V}$
解:已知$U=6\ \mathrm{V},$$I=0.5\ \mathrm{A},$$W=180\ \mathrm{J}$
由$W=UIt$变形得$t=\frac{W}{UI},$代入数据:
$t=\frac{180\ \mathrm{J}}{6\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A}}=60\ \mathrm{s}$
B
D
B
A
【分析】
首先梳理题目中的已知条件:用电器正常工作的电流$I=0.3\ \mathrm{A}$,工作时间$t=1\ \mathrm{min}$,消耗的电能$W=3960\ \mathrm{J}$。由于电能公式$W=UIt$包含了已知量和待求的电压$U$,所以我们可以通过对公式进行变形得到$U=\frac{W}{It}$来求解电压。需要注意的是,时间单位要统一为秒,因为电能单位是焦耳,对应的时间单位是秒,所以先将$1\ \mathrm{min}$换算为$60\ \mathrm{s}$,之后代入已知数据进行计算即可。
【解析】
已知$I=0.3\ \mathrm{A}$,$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$,$W=3960\ \mathrm{J}$
由电能公式$W=UIt$变形可得:
$U=\frac{W}{It}$
将已知数据代入公式:
$U=\frac{3960\ \mathrm{J}}{0.3\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s}}=220\ \mathrm{V}$
【答案】
$220\ \mathrm{V}$
【知识点】
电功公式的应用、单位换算
【点评】
本题属于电学基础计算题,主要考查电能计算公式的灵活运用,解题的关键是准确识别已知量、统一物理量单位,并熟练对公式进行变形求解未知量,题目难度较低,只要牢记公式并细心计算即可得出正确结果。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先明确题目给出的已知条件:电路两端电压$U=6\ \mathrm{V}$,电路中的电流$I=0.5\ \mathrm{A}$,消耗的电能$W=180\ \mathrm{J}$,需求解通电时间$t$。回忆电能(电功)的计算公式$W=UIt$,由于要求的是$t$,因此对公式进行变形得到$t=\frac{W}{UI}$,最后将已知数值代入变形后的公式计算即可得出结果。
【解析】
已知:$U=6\ \mathrm{V}$,$I=0.5\ \mathrm{A}$,$W=180\ \mathrm{J}$
由电功公式$W=UIt$变形可得:
$t=\frac{W}{UI}$
将已知数据代入公式:
$t=\frac{180\ \mathrm{J}}{6\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A}}=60\ \mathrm{s}$
【答案】
$60\ \mathrm{s}$
【知识点】
电功公式的应用
【点评】
本题是电功基本计算公式的基础应用,解题核心是牢记电功公式$W=UIt$,并能根据所求物理量对公式正确变形,再准确代入数据计算即可,主要考查学生对电学基本公式的掌握和简单运算能力。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先我们需要明确每个选项中用电器的工作原理和能量转化形式:解题时,先回忆电流的热效应相关用电器的能量转化,再区分出将电能转化为机械能的用电器。首先,电炉、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的,这类用电器是将电能主要转化为内能;而电扇是依靠电动机工作,电动机的作用是将电能主要转化为机械能,带动扇叶转动。我们只需要逐个分析每个选项的能量转化,就能找到符合题意的答案。
【解析】
逐个分析各选项:
1. A选项(电炉):工作时利用电流的热效应,将电能主要转化为内能,用于发热,不符合题意;
2. B选项(电扇):内部核心部件是电动机,工作时电能主要转化为机械能,带动扇叶转动,符合题意;
3. C选项(电饭锅):利用电流的热效应,将电能主要转化为内能,用于加热食物,不符合题意;
4. D选项(电熨斗):利用电流的热效应,将电能主要转化为内能,用于熨烫衣物,不符合题意。
综上,只有电扇工作时电能主要转化为机械能。
【答案】
B
【知识点】
电能的转化、电流的热效应
【点评】
本题考查生活中常见用电器的能量转化,需要学生结合生活实际,掌握不同类型用电器的工作原理与能量转化特点,区分电热类和电动类用电器的能量转化差异,属于基础类题目。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,首先需明确电功的相关知识:一是电功的计算公式为$W=UIt$,电功的大小由用电器两端的电压$U$、通过的电流$I$和通电时间$t$三个因素共同决定,仅单一因素大或长,无法确定电功的多少;二是电功的实质,电流做功的过程就是用电器消耗电能的过程,电流做的功等于用电器消耗的电能。接下来逐个分析选项,判断每个说法的正误。
【解析】
根据电功的计算公式$W=UIt$,电流做功的多少由电压、电流、通电时间三个因素共同决定,仅确定其中一个因素,其余因素未知时,无法判断电功大小:
选项A:仅提及通电时间长,但用电器两端的电压和通过的电流未知,因此无法确定电流做的功一定多,A错误;
选项B:仅提及通过的电流大,但用电器两端的电压和通电时间未知,因此无法确定电流做的功一定多,B错误;
选项C:仅提及两端电压高,但通过的电流和通电时间未知,因此无法确定电流做的功一定多,C错误;
选项D:电流做功的过程就是用电器消耗电能的过程,消耗的电能与电流做的功是相等的,因此用电器消耗的电能越多,电流做的功一定越多,D正确。
【答案】
D
【知识点】
电功的影响因素;电功与电能的关系
【点评】
本题考查对电功概念和影响因素的理解,易错点在于容易忽略电功是由多个因素共同决定的,片面依据单一因素判断电功多少。解题时需牢记电功公式,明确电功与电能的对应关系,避免陷入单一因素的误区。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决此题,需分三步分析:
1. 判断电阻大小:根据电阻的影响因素,同种材料、等长的导体,横截面积越大电阻越小,因此$ R_A < R_B $;
2. 明确电路连接:由图可知A、B串联,串联电路中电流处处相等,即$ I_A = I_B $;
3. 比较电功大小:利用电功公式$ W=I^2Rt $,在电流和时间相同的情况下,电阻越大,电流做功越多,因此可判断相同时间内电流通过A、B做功的大小关系。
【解析】
1. 确定A、B的电阻关系:
导体A、B由同种材料制成,长度相同,A的横截面积大于B,根据电阻的影响因素(材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小),可得$ R_A < R_B $。
2. 分析电路电流特点:
由电路图可知,A、B串联在电路中,根据串联电路的电流规律,通过A、B的电流相等,即$ I_A = I_B = I $。
3. 比较相同时间内的电功:
根据电功公式$ W = I^2Rt $,在相同时间$ t $内,电流$ I $相同,电阻越大,电流做的功越多。因为$ R_A < R_B $,所以$ W_A < W_B $。
【答案】
B
【知识点】
电阻的影响因素、串联电路电流特点、电功的计算
【点评】
本题综合考查了电阻的影响因素、串联电路的电流特点以及电功公式的应用,需要将多个知识点结合起来分析,解题的关键是先准确判断两个导体的电阻大小关系。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先观察电路图,判断出灯泡甲和乙是串联连接。根据串联电路的电流特点,串联电路中各处电流相等,可先对A选项进行判断;再结合灯泡的亮度反映实际功率大小,甲灯更亮说明甲的实际功率更大,利用$P=UI$、欧姆定律$R=\frac{U}{I}$、电功公式$W=UIt$,依次分析电压、电阻、消耗电能的关系,从而判断其他选项的正误。
【解析】
由电路图可知,灯泡甲、乙串联:
1. 串联电路的电流特点是各处电流相等,因此$ I_{\mathrm{甲}} = I_{\mathrm{乙}} $,故A选项正确;
2. 灯泡的亮度由实际功率决定,甲灯比乙灯亮,说明$ P_{\mathrm{甲实}} > P_{\mathrm{乙实}} $。根据$ P=UI $,且$ I_{\mathrm{甲}} = I_{\mathrm{乙}} $,可得$ U_{\mathrm{甲}} > U_{\mathrm{乙}} $,故B选项错误;
3. 根据欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $,$ I_{\mathrm{甲}} = I_{\mathrm{乙}} $,$ U_{\mathrm{甲}} > U_{\mathrm{乙}} $,可得$ R_{\mathrm{甲}} > R_{\mathrm{乙}} $,故C选项错误;
4. 根据电功公式$ W=UIt $,两灯通电时间$ t $相同,$ I_{\mathrm{甲}} = I_{\mathrm{乙}} $,$ U_{\mathrm{甲}} > U_{\mathrm{乙}} $,可得$ W_{\mathrm{甲}} > W_{\mathrm{乙}} $,故D选项错误。
综上,正确答案是A。
【答案】
A
【知识点】
串联电路电流规律、电功率与电压电流关系、电功公式应用
【点评】
本题考查串联电路的特点、电功率和电功公式的应用,关键是明确灯泡亮度由实际功率决定,结合串联电路的电流特点,灵活运用公式分析各物理量的关系。
【难度系数】
0.6