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第十八章 电功率单元检测
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(每题3分,共36分)
1.下列事例中主要目的是将电能转化为内能的是( )
A.给手机充电
B.用电饭锅煮饭
C.用电风扇吹风
D.摩擦起电
2.小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯四种电器,发现它们上面都标有
“220 V 40 W”的字样,若它们都在额定电压下工作相同的时间,则产生的热量最多的是(
)
A.电视机 B.电风扇
C.白炽灯 D.节能灯
3.将两只额定电压相同的小灯泡L、L 串联在电路中,如图所示。闭合开关后,发现灯L
1 2 1
较亮,灯L 较暗,其原因是( )
2
A.灯L 额定功率较大
1
B.灯L 两端电压较大
2
C.灯L 的电阻较大
1
D.通过灯L 的电流较大X Kb 1. Co m
1
4.小明同学在家中拍到一张电能表照片,如图,他仔细观察照片后,得到下列结论,你认
为正确的是( )
A.电能表的额定功率为2 500 W
B.电能表的标定电流为5 A
C.拍照片时,小明家已消耗的电能为9 316 kW·h
D.拍照片时,小明家已消耗的电能为931.6 J
5.如图所示是气体酒精浓度测试仪原理图,用于现场测试司机是否酒后驾车。其中电源
电压保持不变,R为定值电阻,R′为二氧化锡半导体型酒精气体传感器,其阻值随气体酒精浓
度的增大逐渐减小。若某次测试中电流表示数较大,则说明( )
A.气体的酒精浓度较大,R′阻值较小
B.气体的酒精浓度较大,R′阻值较大
C.气体的酒精浓度较小,R′阻值较小
D.气体的酒精浓度较小,R′阻值较大
6.如图所示的四个电路中,电源电压U相同,R<R,相同时间内整个电路产生的总热量
1 2
由大到小的顺序是( )A.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、乙、甲
C.丁、甲、乙、丙 D.丙、乙、甲、丁
7.如图所示,是研究电流热效应的部分实验电路,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。
比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U 、U 以及它们在相同时间内分别产生的热量Q 、Q
甲 乙 甲
的大小,下面关系中正确的是( )
乙
A.U =U ,Q =Q
甲 乙 甲 乙
B.U <U ,Q >Q
甲 乙 甲 乙
C.U <U ,Q <Q
甲 乙 甲 乙
D.U >U ,Q <Q
甲 乙 甲 乙
8.将两个定值电阻R、R并联在电压为U的电源两端,R消耗的功率为P,R消耗的功率
1 2 1 1 2
为3P,当把它们串联在电压为4U的电源两端时,下列说法正确的是( )
1
A.R两端的电压为U
1
B.R消耗的功率变大
2
C.通过R的电流变小
2
D.两个电阻消耗的总功率为12P
1
9.(哈尔滨)某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率,下列
说法错误的是( )
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5 V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
10.在研究电流产生的热量与电阻的关系时,通过观察两个烧瓶中细玻璃管中液面升高
的快慢来判断哪一段电阻丝的功率大,下列研究方法中与这种方法相同的是( )
A.研究电流时用水流比作电流,方便研究
B.研究光的传播时,用光线来描述光的传播路径
C.要观察电路中是否有电流,电流看不见、摸不着,就在电路中接入小灯泡,如果灯泡亮
说明电路中有电流D.研究电流与电压、电阻的关系时,保持电压不变,研究电流与电阻的关系
11.如图所示的电路中,不计温度对灯丝电阻的影响,电源电压保持不变。当在a、b间接
入“6 V 6 W”的灯泡时,闭合开关,灯L恰能正常发光;断开开关,在a、b间换接入一个“6
V 4 W”的灯泡后,再闭合开关,下列说法错误的是( )
A.灯L将变亮
B.灯L将变暗
C.换接的灯可能烧坏
D.电路总功率要变小
12.有两只定值电阻R和R,各自的电流与电压关系如U–I图象中的A、B。则( )
A B
A.若将它们串联接在电源两端,R的电流是R的2倍
A B
B.若将它们并联接在电源两端,R的电压是R的2倍
A B
C.若将它们串联接在电源两端,R的电功率是R的2倍
A B
D.若将它们并联接在电源两端,R的电功率是R的2倍
A B
二、填空题(每空2分,共26分)
13.一只“6 V 3 W”的电灯,当它正常工作时,通过灯丝的电流为______A,灯丝的电阻
是______Ω。
14.把标有“8 V 4 W”和“12 V 8 W”的两盏电灯L 和L 串联后接在某电路中,为了保
1 2
证两灯长时间都不烧坏,电路两端所加电压的最大值是______V。若将这两盏灯并联使用,也
保证两灯长时间都不烧坏,在电路两端所加最大电压下,通过L 的电流是______A。
2
15.为了搞好城市管理,某市在部分交叉路口相继安装了交通红绿灯和电子警察监控系
统。如图所示为某一路口的红绿灯设施。已知三只灯泡均标有“220 V 40 W”字样,其中一只
灯泡的电阻是______Ω,该设施正常工作一天(24 h)将消耗______kW·h。
16.现有“220 V 100 W”的电灯泡一只,若将它接在家庭电路中,通过该灯泡的电流为
______A;若将它接在电压为“110 V”的电路中,该灯泡的电阻为______Ω(不考虑温度对电
阻的影响),实际功率为______W,消耗1 kW·h的电能可供它连续工作______h。
17.电阻R上标有“1.5 A 6 Ω”字样,其中“1.5 A”是允许通过R的最大______,R
1 1 2
上标有“1 A 10 Ω”字样,将R和R并联在电路中,电路两端最多允许加______V电压,此
1 2
时电路消耗的总功率是______W。
三、实验探究题(每题8分,共16分)
18.小明利用如图甲所示的实验器材,“测定2.5 V小灯泡的功率”。(1)以笔画线代替导线,将实验电路补画完整,并使滑动变阻器连入电路中的阻值最大。
(2)小明正确连好电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数为3 V。
请指出故障的原因。
(3)排除故障后,小明移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端达到额定电压时,电流表的
示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是多少?
19.电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。李明同学要通过实验探究电功
跟电压的关系,他选用的器材如图所示。其中甲、乙两容器完全相同,电阻丝R的阻值大于电
1
阻丝R的阻值。
2
(1)请你用笔画线代替导线,帮他把实验电路连接完整。
(2)他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝,其目的是______。
(3)在这个实验中,李明是通过观察比较__________来比较电流做功多少的。电流通过电
阻丝__________做的功多(填R或R)。
1 2
(4)由这个实验可以得到的结论是:__________________________________。
四、计算题(每题11分,共22分)
20.小明利用标有“6 V 6 W”的灯泡L 和“6 V 3 W”的灯泡L 进行实验。
1 2
(1)当L 正常发光时通过的电流多少A?
1
(2)如图甲所示:OA和OB分别为通过灯泡L 和L 中的电流随两端电压变化关系的曲线。
1 2
①现将两灯连入图乙所示电路,要使其中一个灯泡正常发光,电路中电流表的示数为多
少安?
②电源的电压是多少伏?
③电路消耗的总功率为多少瓦?
21.如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图,R、R为电热丝,其中R=
1 2 2
242 Ω。工作时,水升温并汽化成水蒸气,从而熨烫衣服。(1)电热丝是利用电流的________效应工作的。分析电路图,闭合S,当S________时,电
1 2
熨斗处于高温挡。
(2)电熨斗处于低温挡时,正常工作功率为1 100 W,求:通过电路的电流是多大?R的电
1
阻是多大?通电3 min产生的热量是多少?
(3)若将该款电熨斗进行改造,使其正常工作时高温挡功率为1 000 W,要求只改变其中
一个电热丝的阻值,请你通过分析和计算,求出该电热丝改变后的阻值应为多少?参考答案
1答案:B 点拨:A选项中,给手机充电,电能转化为化学能;B选项中,用电饭锅煮饭,电
能转化为内能;C选项中,用电风扇吹风,电能转化为机械能;D选项中,摩擦起电,实质上是电
子从一个物体转移到另一个物体上。
2答案:C 点拨:在消耗相同电能的情况下,白炽灯产生的热量最多。
3答案:C 点拨:因两灯串联,根据公式P=I2R可知,较亮的灯电阻大。
4答案:B
5答案:A 点拨:由电流表示数较大说明电路电阻较小,由题意可知是气体的酒精浓度较
大。
6答案:C 点拨:因电压不变,电路电阻不同,所以比较电热常用的公式是Q=U2t/R,由
公式可知,电阻越大,产生的热量越少,电阻越小,产生的热量越多。
7答案:C 点拨:根据题意可知,甲、乙串联,电流相等,即R <R ,I =I ,根据U=IR
甲 乙 甲 乙
可知,U <U ;电流通过电阻丝发热,电能全部转化为内能,所以Q=W=UIt,可见Q <Q 。
甲 乙 甲 乙
8答案:D 点拨:当电阻R、R并联时,R、R两端电压相同(均为U),消耗的功率P=
1 2 1 2 2
3P,根据电功率公式P= 可知P= ,R=3R,I= ;当电阻R、R串联在电压为4U
1 1 1 2 2 1 2
的电源上时,电流I′=I′=I′= ,故C选项错误;根据欧姆定律变形式U=IR
1 2
知U=3U,又U+U=4U,所以U=3U,U=U,P′=P,故A、B选项错误;两个电阻消耗的总
1 2 1 2 1 2 2 2
功率
P = =12P,故D选项正确。
总 1
9答案:B 点拨:闭合开关后,小灯泡不发光,可能是滑动变阻器电阻太大,使电路中电
流太小,当然也可能是小灯泡灯丝断了,故B选项说法错误,其他选项说法均正确。
10答案:C 点拨:A选项应用了类比法,B选项应用了建立模型法,C选项应用了转换法,
D选项应用了控制变量法。新 课 标 第 一 网
11答案:A 点拨:接入的灯泡与L串联,当接入“6 V 6 W”的灯泡(其电阻为6 Ω)时,L恰
能正常发光,若再接入“6 V 4 W”的灯泡(电阻为9 Ω),则L分得的电压低于其额定电
压,实际功率变小,所以灯将会变暗。
12答案:C 点拨:由图可得A的电阻是B的两倍,在串联电路中,电功率与电阻成正比,
所以C正确。
13答案:0.5 12
点拨:当小灯泡正常工作时,小灯泡两端的电压为6 V,功率为3 W,由P=UI可知I=
= =0.5 A,由P=UI= 可知R= =12 Ω。
14答案:17 0.44
点拨:两灯的电阻R=16 Ω,R=18 Ω,允许通过的最小电流I=0.5 A,所以最大电压U
1 2
=IR=0.5 A×34 Ω=17 V。并联时,电路电压最大是8 V,所以通过L 的电流I=U/R=8
2 2 2
V/18 Ω=0.44 A。
15答案:1 210 2.88
点拨:R= =1 210 Ω,W=3Pt=0.04 kW×24 h×3=2.88 kW·h。
16答案:0.45 484 25 40
点拨:I= ≈0.45 A,电阻 R= =484 Ω,P =
实
=25 W,t= =40 h。
17答案:电流 9 21.6点拨:电阻上标的1.5 A和1 A表示允许通过的最大电流,若电流超过此值,电阻将被烧
坏;两电阻允许加的最大电压分别为U=IR=1.5 A×6 Ω=9 V,U=IR=1 A×10 Ω=
1 1 1 2 2 2
10 V。两电阻并联时,电压相等,故电压不超过9 V时,两电阻都不会被烧坏,所以将R和R
1 2
并联时,电路两端最多允许加9 V的电压;此时两电阻的功率分别为
P= =13.5 W,
1
P= =8.1 W,所以此时该电路中消耗的总功率为
2
P=P+P=13.5 W+8.1 W=21.6 W。
1 2
18答案:(1)如图
(2)小灯泡断路 (3)0.6 W
点拨:(1)连接电路时,由于电源电压为3 V,所以电压表的量程要选择0~3 V,从图乙可
知电流表的量程要选用0~0.6 A,要注意电流从“+”接线柱进,从“-”接线柱出,滑动变
阻器要“一上一下”选择接线柱,下面的接线柱要选择远离滑片的那个接线柱;(2)小灯泡不
亮,电流表无示数,说明电路中出现断路,而电压表示数为3 V,说明与电压表并联的电路断
路,即小灯泡断路;(3)小灯泡的额定电压是2.5 V,从图乙可知此时的电流为0.24 A,所以小
灯泡的额定功率是P=UI=2.5 V×0.24 A=0.6 W。X Kb 1. Co m
19答案:(1)如图所示 (2)使R、R两端的电压不同 (3)温度计示数的变化 R (4)
1 2 1
在电流一定、通电时间一定时,电压越高,电流做的功越多
点拨:要探究电流做的功与电压的关系,应保证电流和通电时间相同,所以采用串联的方
法。在电流相同时,由于两电阻丝的电阻不同,所以它们两端的电压不同。实验中通过温度计
的示数变化来反映电流产生的热量多少,是转换的方法。
20答案:解:(1)I=P/U=6 V/6 W=1 A。
1 1 1
(2)①由图象可知L 和L 正常工作电流分别为I=1 A和I=0.5 A,由于两灯串联,所
1 2 1 2
以电路中正常工作的电灯应为L
2
电流表示数为I=0.5 A。
②由图象可知电路中电流为0.5 A时,U′=2 V;U=6 V
1 2
电源电压U=8 V。
③电路总的电功率P=UI=8 V×0.5 A=4 W。
21答案:(1)热 闭合
(2)低温挡工作时,电路中的电流:
I= =5 A
1R的电阻:
1
R= =44 Ω
1
通电3 min产生的热量:
Q=I2Rt=(5 A)2×44 Ω×3×60 s=1.98×105 J
或Q=W=Pt=1 100 W×3×60 s=1.98×105 J
(3)电熨斗正常工作时,R的功率:
2
P= =200 W
2
要使高温挡功率为1 000 W,改变R为R′,则R′的功率:
1 1 1
P′=P-P=1 000 W-200 W=800 W
1 2
R′的电阻:
1
R′= =60.5 Ω
1
点拨:(1)电热丝是利用电流的热效应工作的,当S、S 都闭合时,R、R并联的总电阻小于
1 2 1 2
R,根据电功率公式P= 知,电压不变的情况下,这时的电功率大,所以为高温挡。(2)低温
1
挡工作时,电路中只有R,所以电流、电阻、热量可以分别通过电功率公式I=、欧姆定律公式
1 1
R= 、焦耳定律公式Q=I2Rt求出。(3)电熨斗正常工作时,R的功率利用电功率公式P=
1 2 2
求出;要使高温挡功率为1 000 W,可改变R为R′= ,P′可以通过总功率与R功
1 1 1 2
率之差求得。