内容正文:
第十八章 电功率 分层巩固
一、单选题
1.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样,滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω,定值电阻R2的阻值为 20Ω,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~3A,灯丝电阻不随温度变化,当 S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到端点a点时,小灯泡L恰好正常发光,在保证电路安全的前提下,以下说法错误的是( )
A.电源电压为 5V
B.闭合 S2、S3,断开 S1时,电路中最小电流为 0.2A
C.闭合 S1、S3,断开 S2时,滑动变阻器取值范围为0~20Ω
D.滑片在a端,S1、S2和 S3都闭合时,整个电路的功率最大,最大值为3.75W
2.下列说法正确的是( )
A.电路中有两盏灯,如果通过这两盏灯的电流相等,则这两盏灯是一定串联
B.电路中有两盏灯,如果每一盏电灯两端的电压都相等,则这两盏灯是并联
C.公路两旁的路灯的连接方式是并联
D.一个灯泡没有发光是因为没有电流经过小灯泡
3.下列对数据的估测中,最接近实际的是( )
A.家用空调的电功率约为1000W B.一名初中生所受重力约为50N
C.家用电冰箱电流约为10A D.人正常步行的速度约为10m/s
4.一个超声波加湿器,其内部湿度监测装置的简化电路如图乙。已知电源电压恒为12V,定值电阻R0的阻值为30欧姆,电流表的量程为0~0.2A,电压表的量程为0~9V。R的阻值随湿度RH的变化关系如图丙,其最大阻值为120欧姆(图象中未画出)。在保证电路安全工作的前提下,下列说法正确的是( )
A.湿度增大时,电压表示数变小
B.当湿度为60%时,电流表示数为0.1A
C.电路消耗的最大功率为3.6W
D.装置能检测的最大湿度为80%
5.图像可以直观地反映有关信息,对下列图像所含信息的理解不正确的是( )
A.甲描述的是物体m-V的关系,阴影面积表示该物体的密度大小
B.乙描述的是匀速直线运动物体的v-t关系,阴影面积表示该物体在对应时间内通过的路程
C.丙描述的是某电动机工作时的P-t关系,阴影面积表示该电机在对应时间内做功的多少
D.丁描述的是灯泡发光时的U-I关系,阴影面积表示该灯泡在对应电压下的电功率
6.把标有“6V 6W”的灯L1和“6V 4W”的灯L2串联后接在电源电压为12V的电路中,下列说法中正确的是( )
A.L1、L2两灯都能正常发光,且L1比L2亮
B.L1、L2两灯都能正常发光,且L1比L2暗
C.L1、L2两灯都不能正常发光,且L1比L2亮
D.L1、L2两灯都不能正常发光,且L1比L2暗
二、填空题
7.如图所示,电能表的读数为 。
8.某台电饭锅的说明书中所列主要数据如下表所示:
(1)这台电饭锅在额定电压下使用时,通过的电流是 A;
(2)该电饭锅正常工作15 min消耗电能 kW·h。
9.为了纪念物理学家的杰出贡献,常以他们的名字命名物理量的单位。如以安培命名的 单位,以 命名能量的单位。
10.如图所示,电源电压恒为3V,R1=10Ω,R2=10Ω,R3=20Ω,只闭合S2,电流表的示数为 A,电压表的示数为 V;只闭合S1、S2、S3,电流表的示数为 A;要使电路消耗的电功率最小,应只闭合开关 。
11.如图所示是小明家的电能表,表上有一些数字被污渍遮盖了。若他家其它用电器不工作,这个电能表 (“能”或“不能”)使他家同时使用两台都是2500W的空调;若关闭其中一台空调,另一台空调单独正常工作6分钟,小明观察到表盘转动了750转,则图中被污渍遮盖的数字为 。
三、实验题
12.在“测量额定电压为的小灯泡额定功率”的实验中,滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样,灯丝的电阻约为8Ω。
(1)在选择仪器时,至少需要新的干电池 节;
(2)小亮根据实验要求连接如图甲所示的实验电路,请你用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(3)电路连接好,闭合开关后发现小灯泡不亮,电路故障不可能是 ;
A.小灯泡没有旋进灯座 B.开关接触不良
C.小灯泡的灯丝断了 D.滑动变阻器被短路
(4)故障排除后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,若电流表的示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为 A,则小灯泡的额定功率是 W;
(5)为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率,小亮改变接入电路的滑动变阻器的阻值,分别得到三组数据,算出三个电功率值,再求平均值,他这样做合理吗 ?为什么 ?
四、计算题
13.下表是某型号空调的说明书中主要数据,试完成:
额定电压
220V
频率
50Hz
额定制冷功率
1320W
额定制热功率
1420W
(1)空调正常工作时,电路中制热电流为多少安培?连续正常制冷30min消耗的电能是多少千瓦时?(结果可以保留两位小数)
(2)炎热的夏天由于空调使用较多,供电系统负荷增大,应如何使用空调有利于节能(至少写出两点)?
五、简答题
14.如图所示为家庭电路中最常见的导线转接情况,但是这种导线转接处很容易发热而老化,请你结合有关电学知识解释导线转接处很容易发热而老化的原因。
15.国家标准规定:电热水壶的电源线长度不大于75cm,请你从电热的角度解释制定这一规定的理由。
16.为了探究影响电热的因素,实验室准备了两个装满煤油的烧瓶、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同玻璃管,两根不同阻值的电阻丝以及滑动变阻器、开关、导线、电源等.两个实验小组根据提供的实验器材,分别设计了如图甲、乙所示的两个方案.
(1)这两个方案的共同点是通过观察 知道电热的多少.
(2)甲方案探究的问题: .
(3)乙方案探究的问题: .
(4)甲、乙两方案中,相同规格的烧瓶中应装 、 相同的煤油.
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
C
A
D
A
D
1.C
【详解】A.根据
可得,小灯泡的电阻
当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡与电阻R2并联;此时小灯泡L恰好正常发光,则电源电压等于小灯泡的额定电压
故A正确,不符合题意;
B.闭合S2、S3,断开S1时,R1与L串联,电压表测变阻器R1的电压,当滑动变阻器的两端电压等于电压表的最大值,即U滑=3V时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小,则最小电流
故B正确,不符合题意;
C.闭合S1、S3,断开 S2时,R1与R2串联,电压表测变阻器R1的电压,由串联分压规律可知,当电压表示数最大为U1=3V时,变阻器R1接入电路的阻值最大,因串联电路电流处处相等,结合欧姆定律可得
即
解得R1=30Ω,变阻器R1接入电路的阻值最大为30Ω,故C错误,符合题意;
D.当S1、S2和 S3都闭合时,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡与电阻R2并联,因并联电路的总电阻最小,所以由
可知,此时整个电路的功率最大,则整个电路的最大功率
故D正确,不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】A.串联电路中的电流一定相等,若并联电路中的用电器的电阻相同,通过各个支路的电流也是相等的,电路中有两盏灯,如果通过这两盏灯的电流相等,则这两盏灯是不一定串联,故A错误;
B.并联电路中各个支路的电压一定是相等的,若串联电路的用电器的电阻相同,其电压也是相同的,故B错误;
C.公路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,但如果一盏灯坏掉,不会影响其它的灯,所以各灯是并联连接,故C正确;
D.一个灯泡没有发光可能是实际功率太小,故D错误。
故选C。
3.A
【详解】A.家用空调的工作电流在5A左右,其功率为
接近1000W,故A符合题意;
B.中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为
故B不符合题意;
C.家用电冰箱正常工作时的电流约为1A,故C不符合题意;
D.人正常步行的速度在
故D不符合题意。
故选A。
4.D
【详解】A.由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。由图丙可知,湿度RH越大时,湿敏电阻R的阻值越大,电路的总电阻越大,由可知,电路中的电流变小,根据U=IR可知R0两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A错误;
B.由图丙可知,当湿度为60%时,R=70Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时电流表的示数
故B错误;
C.由电流表的量程可知,电路中的最大电流为0.2A,此时电路消耗的功率最大,则
P大=UI大=12V×0.2A=2.4W
故C错误;
D.当湿敏电阻R的阻值最大时,电压表的示数最大,则电压表的示数UR=9V时装置监测的湿度最大,此时R0两端的电压
U0=U-UR=12V-9V=3V
此时电路的电流
湿敏电阻R的阻值
由图丙可知,装置能监测湿度的最大值为80%,故D正确。
故选D。
5.A
【详解】A.甲描述的是物体m-V的关系,阴影面积等于,质量与体积相乘的积的一半,不是表示该物体的密度大小,A错误,符合题意;
B.乙描述的是匀速直线运动物体的v-t关系,阴影面积等于,表示该物体在对应时间内通过的路程,B正确,不合题意;
C.丙描述的是某电动机工作时的P-t关系,阴影面积等于,表示该电机在对应时间内做功的多少,C正确,不合题意;
D.丁描述的是灯泡发光时的U-I关系,阴影面积等于,表示该灯泡在对应电压下的电功率,D正确,不合题意。
故选A。
6.D
【详解】两灯正常发光时的电阻分别为
两灯串联在电源电压为12V的电路中时,根据串联分压可知,灯L1分得的电压大于6V、灯L2分得的电压小于6V,均不能正常发光,又因电路中电流处处相等,由P=I2R,可知L1比L2暗。
故选D。
7.2101.8
【详解】电能表上最后一位为小数,该电能表的读数为2101.8。
8. 2 0.11
【详解】[1]由数据表可知,该电饭锅在额定电压下使用,由P=UI得,通过的电流为
[2]由W=Pt可得,电饭锅正常工作15min消耗电能为
9. 电流 焦耳
【分析】根据对常见物理量及其单位的掌握作答。此题考查的是我们对常见物理量及其单位的掌握情况,属于识记性知识的考查,比较简单,容易解答。
【详解】[1]在物理学中,电流的基本单位是安培,符号是A。
[2]各种功和能量的基本单位都是焦耳,符号是J。
10. 0 0 0.45 S4
【详解】[1][2]由电路图可知,只闭合S2,电路处于开路状态,电压表与电源断开,电流表、电压表示数都为0。
[3]由电路图可知,只闭合S1、S2、S3,电阻R1、R3并联,电流表测量干路电流,则
所以电流表示数
[4]根据可知在电压相同的条件下,电阻越大电功率就越小;根据串并联电路的电阻特点可知电阻R1、R2、R3串联时电阻最大,所以只闭合S4时。
11. 不能 3000
【详解】[1]由电能表参数可知,电能表的工作电压为220V,平时工作允许通过的最大电流为20A,他家同时使用用电器的最大总功率
同时使用两台2500W的空调,总功率为
所以这个电能表不能使他家同时使用两台都是2500W的空调。
[2]由可得,1台空调单独正常工作6min时消耗的电能
消耗1kW•h时电能表的转盘转数
12. 2 见解析 D 2.5 0.24 0.6 不合理 因为不同电压下,小灯泡的实际功率会不同,但额定功率却是唯一的,不能求平均值
【详解】(1)[1]一节干电池的电压为1.5V,测量额定电压为的小灯泡额定功率,至少需要两节新的干电池。
(2)[2]伏安法测小灯泡功率,滑动变阻器采用一上一下解法,电压表并连在小灯泡两端,如图所示
(3)[3]滑动变阻器被短路,电流能流过小灯泡,此时灯泡会发光,电路故障不可能是滑动变阻器被短路,故选D。
(4)[4][5][6]小灯泡正常发光,则小灯泡两端电压为额定电压2.5V,电流表示数为0.24A,由公式可得小灯泡的额定功率是
(5)[7][8]小灯泡额定功率是唯一的,而在不同电压下,小灯泡的实际功率会不同,因此不能改变接入电路的滑动变阻器的阻值,分别得到三组数据,算出三个电功率值,再求平均值。
13.(1)6.45A,0.66kW∙h;(2)见解析
【详解】解:(1)由P=UI得制热电流为
连续正常制冷30min消耗的电能是
W=P't=1.32kW×0.5h=0.66kW∙h
(2)空调工作时的制冷功率一定,由W=Pt可知:通过减小使用时间来节能,或通过调高设定温度来减少空调的工作时间。
答:(1)空调正常工作时,电路中制热电流为6.45A,连续正常制冷30min消耗的电能是0.66kW∙h;
(2)通过减小使用时间来节能,或通过调高设定温度来减少空调的工作时间。
14.这种接线由于电流通过接线处的接触面积变小,导体的电阻变大,根据焦耳定律可知,在电流与通电时间相同时,导线转接处电阻变大,所以电流导线转接处产生的热量更多,从而更容易老化。
【详解】在家庭电路中,导线相互连接处与其两边导线串联,通过的电流和通电时间相同, 导线连接处的电阻较大,根据可知,连接处产生热量多,更容易发热,加速老化,甚至引发火灾。
【点睛】容易题。失分原因:没有从题中的“导线 转接处”、“发热”联系到导线的横截面积变化、焦耳定律、电流热效应;没有记住导体电阻大小的影响因素。
15.见解析
【详解】电热水壶属于大功率用电器,在电源电压一定时,由P=UI可知,通过电源线的电流较大,电源线的材料和横截面积一定时,电源线越长,电阻越大,当电流和通电时间一定时,由Q=I2Rt可知,电源线产生的热量越多,容易烧坏电源线的绝缘皮,甚至引起火灾,所以电热水壶的电源线不宜过长,规定长度不大于75cm。
16. 玻璃管中液柱上升的高度 在电流和通电时间相同时,电热的多少与电阻的关系 在电压和通电时间相同时,电热的多少与电阻的关系 质量 初温
【详解】电流产生的热望不能直接观察,用温度计示数升高的多少来反映电流产生热望的多少,这种方法是转换法.初中利用转换法的实验有很多.
(2)从甲图可知,两根电阻丝串连接入电路,因此通过它们的电流和时间相同,而两根电阻丝的阻值不同,所以研究的问题是在电流和时间一定时,电热与电阻的关系.
(3)从乙图可知,两根电阻丝并并联入电路,因此它们两端的电压相同,开关位于干路,因此通电时间相同,而两根电阻丝的阻值不同,所以研究的问题是在电压和时间一定时,电热与电阻的关系.
(4)甲、乙两方案中,相同规格的烧瓶中应控制变量,装质量、初温相同的煤油.
故答案为(1). 玻璃管中液柱上升的高度 (2). 在电流和通电时间相同时,电热的多少与电阻的关系 (3). 在电压和通电时间相同时,电热的多少与电阻的关系 (4). 质量 初温
答案第1页,共2页
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