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第六章综合评价
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共30分)
1. 下列四种电器中,利用电流热效应工作的是( D )
A. 洗衣机 B. 电脑 C. 电风扇 D. 电饭锅
2. 有几位同学课后讨论电流通过导体产生热量这个现象时,发表了以下几种意见,你认为其中错误的是( B )
A. 当导体两端的电压和通过的电流一定时,通电时间越长放出的热量就越多
B. 只要导体的电阻大,通电时间长,放出的热量就多
C. 电流通过导体放出热量的过程,就是电能转化成内能的过程
D. 如果导体的电阻为零,无论通过的电流多大,通电时间多长,导体都不会发热
3. 下列关于电能的说法正确的是( D )
A. 电能表是测量电功率的仪表
B. 电能的单位是“度”,学名叫做千瓦
C. 消耗电能越多的用电器,电功率就越大
D. 消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同
4. 有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1 800 W,乙的额定功率为1 200 W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是( B )
A. 甲电热水壶两端的电压较高
B. 电流通过甲电热水壶做功较快
C. 通过两个电热水壶的电流相等
D. 相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
5. 智能手机耗电达到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是( B )
A. 降低了电池的输出电压
B. 减小了电池的输出电流
C. 减小了电子线路的电阻
D. 增大了电池的输出功率
6. 将标有“2.5 V 0.3 A”字样的灯泡甲和“3.8 V 0.3 A”字样的灯泡乙,分别串联和并联后,接在电压为2.5 V的电源两端,不考虑温度对电阻的影响。下列说法中正确的是( D )
A. 串联时,两灯都能正常发光
B. 串联时,甲灯比乙灯更亮
C. 并联时,通过两灯的电流相等
D. 并联时,甲灯的实际功率比乙灯的大
7. 如图所示电路,电源电压为3 V,灯L1标有“6 V 6 W”,灯L2标有“3 V 3 W”。下列有关说法正确的是( D )
A. S2断开,S1接b,L1可以正常发光
B. S2断开,S1接a,L2实际功率为3 W
C. S2断开,S1接a,L2更亮
D. S2闭合,S1接b,L2更亮
8. 如图所示,电源电压恒为4.5 V,灯泡L标有“3 V 0.9 W”字样,在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是( A )
A. 该电路的最大功率是1.35 W
B. 滑动变阻器的阻值可以调到零
C. 滑片向左移动时,电压表示数变大
D. 滑片向右移动时,灯泡消耗的功率变大
9. 如图甲所示是灯泡L和定值电阻R的IU关系图像。将灯泡L和电阻R先后以乙图和丙图两种方式接在同一电源上,则下列判断中正确的是( B )
A. 灯泡L两端的电压与通过它的电流成正比
B. 乙图中,U1>U2
C. 乙、丙两图中,L和R的电功率大小关系不能确定
D. 丙图中,I1>I2
10. (多选)如图电源电压恒为9 V,灯L标有“3 V 1.5 W”(灯L电阻不受温度影响),滑动变阻器R的规格为“0~30 Ω”,闭合开关S,当R的滑片移到M点时,灯L正常发光,此时下列分析正确的是( AD )
A. 灯L的电阻为6 Ω
B. 电压表V1示数为6 V
C. R接入电路中的阻值为18 Ω
D. 电路消耗的总功率为4.5 W
二、填空题(每空2分,共30分)
11. 小明家中一周前、后电能表示数如图所示,小明家所在地区每度电的电费是0.5元,则本周小明家应付电费__20__元。1度电可使一盏“220 V 20 W”的灯正常工作__50__h;这盏灯正常工作10 h,电能表的铝盘转__120__转。
12. 如图所示,电源电压恒定不变,若要灯泡L和滑动变阻器R串联,则只需要闭合开关__S2__;闭合开关S1和S3,断开S2,将滑片P由图中位置向右移动,灯泡L的亮度__不变__(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
13. 如图所示的电路中,L1标有“6 V 3 W”,L2标有“3 V 3 W”,闭合开关后,两灯均发光,此时电路的总电阻R总=__15__Ω,两电压表示数之比U1∶U2=__5∶1__;若将两灯并联后接入3 V电路中,则两灯的实际功率之比P1∶P2=__1∶4__。(不计温度对灯丝电阻的影响)
14. 如图所示,灯L标有“4 V 2 W”,R=20 Ω,闭合开关S时,灯L正常发光(灯丝的电阻不受温度影响),电流表示数为__0.7__A,通电1 min电路中消耗的电能为__168__J。
15. LED灯具有节能、环保等特点。如图所示是额定电压为220 V,额定功率为4.4 W的LED灯泡,该灯泡的额定电流是__0.02__A。若它每天正常发光5 h,一个月(30天)消耗的电能是__0.66__kW·h。与普通白炽灯相比,在达到相同亮度的条件下,假设LED灯可以节约90%的电能,则这个LED灯与功率为__44__W的白炽灯亮度相当。
16. 如图是一个家用电热水龙头。打开水龙头开关,几秒就可以流出热水,这种加热水的过程很短,俗称“过水热”。某品牌电热水龙头的额定功率是3 000 W,额定电压是220 V,则该电热水龙头正常工作时的电阻约为__16.1__Ω(计算结果精确到0.1)。某次使用该水龙头加热水时,测得实际电压为235 V,水的初温为21 ℃,加热14 s,得到0.5 L、末温为42 ℃的热水,则加热水的功率是__3_150__W。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
三、实验探究题(第17题12分,第18题14分,共26分)
17. 如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
(1)如图甲所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与__电流__的关系,通电一段时间,__a__(选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多。
(2)如图乙所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与__电阻__的关系,c、d两个容器中的电阻丝串联的目的是__使电流和通电时间相同__;通过观察图乙中的实验现象(已知Rc<Rd),可得出结论__电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,产生的热量越多__。
(3)实验中,我们是通过观察U形管中液面的__高度差__来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。
18. 某小灯泡的额定电流为0.3 A,图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路。
(1)请用笔画线代替导线,将滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大。
解:
(2)闭合开关进行实验时,若图中导线M发生了断路,则在调节滑片的过程中,会发现电压表的示数为__3__V、电流表的示数为__0__A。
(3)小明将滑片移至某处时,两电表的示数如图乙所示,小灯泡的功率为__0.36__W。
(4)为测量该小灯泡的额定功率,小强设计了如图丙所示的实验电路,所用电源电压恒定,R1、R2均为电阻箱(0~999.9 Ω)。
①实验步骤如下:
第1步:仅闭合S1,R2调至5 Ω时,电流表的示数为0.3 A。
第2步:仅闭合S2、R1、R2分别调至6 Ω和9 Ω时,电流表的示数为0.3 A。
则小灯泡正常发光时的电阻为__10__Ω,额定功率为__0.9__W。
②小强对图丙电路及操作进行了下列调整,其中仍能完成测量的有__ACD__(多选)。
A. 将R1换成导线
B. 将R2换成导线
C. 将R2换成适当规格的滑动变阻器
D. 在实验操作时,先闭合的开关是S2
四、计算题(第19题6分,第20题8分,共14分)
19. 如图所示,将标有“2.5 V 0.625 W”字样的小灯泡接入电源电压4.5 V(电压保持不变)的电路中,为调节灯泡亮度,在电路中串联一个滑动变阻器,两个电压表的量程都是0~3 V。
(1)移动滑动变阻器滑片,使小灯泡正常发光,小灯泡正常发光时的电阻是多大?
(2)在小灯泡正常发光的情况下,通电5 min,滑动变阻器消耗的电能是多少?
(3)为保证两个电压表两端的电压不超过3 V,小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下,滑动变阻器允许的取值范围是多少?(假定灯丝电阻保持不变)
解:(1)由P=UI=可得,小灯泡正常发光时的电阻:RL===10 Ω。
(2)因串联电路中各处的电流相等,且小灯泡正常发光,所以电路中的电流:I=IL===0.25 A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:UR=U-UL=4.5 V-2.5 V=2 V,
则通电5 min,滑动变阻器消耗的电能:WR=URIt=2 V×0.25 A×5×60 s=150 J。
(3)为保证两个电压表两端的电压不超过3 V,小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下,当小灯泡正常发光时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,则R小===8 Ω;
当电压表V2的示数UR大=3 V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
此时小灯泡两端的电压:UL小=U-UR大=4.5 V-3 V=1.5 V,
此时电路中的电流:I′==,即=,解得:R大=20 Ω,
所以,滑动变阻器允许的取值范围是8~20 Ω。
20. 新型电饭锅煮饭时采用高温和低温两种方式交替加热,其内部的电路可简化成如图所示的电路,R1和R2均为电热丝,S是温度自动控制开关,高、低温挡的额定电功率如下表所示。求:
额定电压
220 V
额定电功率
低温挡
110 W
高温挡
660 W
(1)低温煮饭时通过R1的电流。
(2)高温焖煮10 min消耗的电能。
(3)电热丝R2的阻值。
解:(1)由电路图可知,闭合开关S、断开S1时,电路为R1的简单电路,此时电路中电阻较大,根据P=可知此时电饭锅的功率较小,处于低温挡;
根据表中数据可知,P低温=110 W,由P=UI可知,通过R1的电流:I1===0.5 A。
(2)由P=可得,10 min= h高温挡消耗的电能:W=P高温t=660×10-3 kW× h=0.11 kW·h。
(3)由电路图可知,闭合开关S、S1时,R1与R2并联,电饭锅处于高温挡,
因电路中总功率等于各用电器功率之和,
所以,R2的电功率:P2=P高温-P低温=660 W-110 W=550 W,
由P=可得,电热丝R2的电阻:R2===88 Ω。
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