内容正文:
第十五章 电功和电热 测试卷
一、单选题
1.下列各用电器均标有“220V 60W”字样,利用电流热效应工作的是( )
A.电视机 B.电风扇 C.电热毯 D.电灯
2.一天晚上,小明做作业时感觉照明灯忽明忽暗,原因可能是( )
A.灯泡的额定电压忽大忽小 B.灯泡的额定功率忽大忽小
C.灯泡的实际功率忽大忽小 D.灯泡内的气压忽大忽小
3.LED灯的能耗小,造价低,使用寿命长。若一个LED台灯,用电压为6V的电源供电,正常工作电流为300mA。此LED台灯正常工作时的电功率为( )
A.1.8W B.18W C.180W D.1800W
4.甲灯标有“3V 3W”字样,乙灯标有“6V 6W”字样,不考虑温度对电阻的影响,灯泡的亮度与它消耗的实际功率成正比,现将两灯以串联或并联的方式接入电路中,电源电压恒定,则( )
A.甲、乙两灯可能一样亮 B.总是甲灯亮,因为甲灯电阻小
C.总是乙灯亮,因为乙灯额定功率大 D.有可能甲灯亮,也有可能乙灯亮
5.智能手机在现代生活中的作用越来越重要,频繁地使用会导致它的电能消耗很快,当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间,这是通过以下哪种方式实现的( )
A.增大电池电压 B.增加总功率
C.减小总功率 D.降低散热能力
6.图甲是灯泡L的图像,灯泡的额定电压为。将灯泡L接入图乙电路,已知电阻的阻值为,电流表量程为,电源电压可调。在电路安全工作的前提下,下列判断正确的是( )
A.两条支路中的电流可能相同 B.灯泡实际功率总比电阻功率大
C.灯泡的电阻总比电阻的阻值大 D.电源可调的最大电压为
7.如图电路中,将S闭合,两个不同规格的灯L1和灯L2均发光且灯L1比灯L2亮。下列正确的是( )
A.通过L1电流较L2大
B.电流对L1做功较L2慢
C.两灯实际电压Uab>Ubc
D.两灯额定功率PL1>PL2
8.如图所示,电源电压U恒定,R1是定值电阻,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”,灯L标有“6V 6W”。滑片P在阻值最大端时,闭合开关S,电压表V1示数为2V,电压表V2(未画出)示数为4V;P移到某一位置时,V2示数为10V,电流表示数为1A。上述滑片移动过程中,R2阻值的变化量为ΔR,电路总功率的变化量为ΔP。下列说法正确的是( )
A.U=16V B.R1=5Ω C.ΔR=12Ω D.ΔP=7W
二、填空题
9.如图所示是和两个定值电阻的图像,若将和串联接在的电源两端,电路中的电流为___________;若将和并联接在的电源两端,通电电路产生的热量为___________J。
10.如图所示是小明家电能表的表盘,他家可以同时使用用电器的总功率不能超过_________W;小明断开其他用电器单独使用电水壶工作6min,电能表的脉冲灯闪烁160次,则该电水壶消耗的电能为_________kW•h,这些电能可供一只“220V;10W”的LED灯正常工作_________h,一只这样的LED灯与一只“220V;100W”的白炽灯正常发光时亮度相当,若LED灯正常发光时的效率为80%,则白炽灯正常发光时的效率为_________。
11.一个抽水机配套的电动机上标有“220V 1100W”,它的线圈电阻是2Ω,正常工作1min线圈产生的热量是______J;若当地实际电压只有200V,通过电动机的电流是4A,则电动机的实际功率是______W,此时电动机转化为机械能的效率是______%。
12.下图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为10Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2A,则电源电压为_____V,干路电流为_____A,此时灯泡L的电功率为_____W。一段时间后,电流表的示数突然变为零,可能是电阻R发生_____,此时灯泡L将______(选填“更亮”“更暗”或“亮度不变”)。
13.有两个定值电阻和,已知。若将它们串联在电路中,保持电源电压不变,则和两端的电压之比是______;若将它们并联该电路中,在相同时间内电流通过和产生的热量之比是______。
三、实验题
14.在探究影响电流热效应因素的活动中,小明用电阻分别为R1和R2(R1<R2)的两段电阻丝,研究电流的大小、电阻和时间对产生热量的影响。
(1)实验中应将这两段电阻丝分别浸没在_______和初温都相同的两瓶煤油中;
(2)实验中通过_______来比较电阻丝产生的热量的多少;
(3)如图所示,将两段电阻丝串联后接入电路,这是探究_______对产生热量的影响。工作一段时间后,_______(A/B)瓶中温度计示数高;
(4)两个烧瓶中分别加入初温相同、_______相等的水和煤油,通电一段时间后,煤油的温度更高,说明_______(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
15.小华用如图(a)所示的装置探究影响电流热效应的因素。在三个相同的容器中(内均装有质量相等、初温为同种液体)分别安装一段电阻丝、、,阻值分别为、、。按图(b)所示的电路图连接电路,采用学生电源为电路供电。
(1)为了让实验效果更显著,容器内的液体应选择__________(选填“水”或“煤油”)。
(2)步骤①:闭合开关、,调节滑动变阻器,使电流表的示数为,分别记录、时电阻丝所在容器中液体的温度、;
步骤②:断开开关,闭合开关、,调节滑动变阻器,当电流表的示数_______(选填“等于”或“不等于”)1.5A时,分别记录时电阻丝、所在容器中液体的温度、。
(3)①实验中,用__________反映电阻丝产生热量的多少;
②比较数据__________和可初步得出电阻丝产生的热量与电流大小的关系;
③生活中我们经常看到“电热器工作时,其内部发热体的温度很高,而它与电源相连的导线却不怎么热”,这一现象可用电阻丝产生的热量与__________有关解释。
四、计算题
16.家中的消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能,其简化电路如图所示。发热电阻,紫外灯L规格为“220V 66W”。闭合开关和,消毒柜正常工作,求:
(1)通过发热电阻R的电流;
(2)消毒柜正常工作时R的电功率;
(3)紫外灯L工作1min消耗的电能。
试卷第1页,共3页
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《第十五章 电功和电热 测试卷》参考答案
1.C
【详解】利用电流热效应工作的电器工作时将电能主要转化为内能。电视机工作时主要是将电能转化为声能和光能; 电风扇核心部件是电动机,工作时将电能主要转化为机械能; 电热毯通过内部电热丝通电后直接产生热量,电能几乎全部转化为内能; 电灯工作时将电能主要转化为光能。综上,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】A.一个用电器确定,额定电压确定,无论用电器是否工作,是否正常工作,都不影响额定电压,故A不符合题意;
B.一个用电器确定,额定功率确定,无论用电器是否工作,是否正常工作,都不影响额定功率,故B不符合题意;
C.灯泡的亮度由实际电压决定,灯泡的实际功率忽大忽小,会使得灯泡忽明忽暗,故C符合题意;
D.灯泡内的气压对灯泡亮度没有影响,故D不符合题意。
故选C。
3.A
【详解】此LED台灯正常工作时的电功率
故选A
4.D
【详解】两灯泡的阻值分别为
两灯泡串联时,因为串联电路中各处的电流相等,所以由
可知,乙灯泡的实际功率大于甲灯泡的实际功率,即此时乙灯泡亮;两灯泡并联时,各支路电压与电源电压相等,由
可得,甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率,即此时甲灯泡亮;由此可知,两灯不可能一样亮,有可能甲灯亮,也有可能乙灯亮,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.C
【详解】当手机“电量”所剩无几时,即W一定,由P=W/t可得,W=Pt,要延长使用时间t,则减小总功率P,因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的,故应选C.
6.AD
【详解】由图乙可知,闭合开关后,电阻与灯泡L并联,电流表测干路电流;电阻的阻值为,当电压为时,电流,据此画出图像如图所示
A.根据图像知,当,图像相交,说明电流相等,故两条支路中的电流可能相同,故A正确;
B.根据知,并联电路的电压相等,而灯泡在电压大于1V时,电流小于电阻的电流,故灯泡实际功率此时比电阻功率小,故B错误;
C.由图可知,电压小于1V时,在电压相等的情况下,通过小灯泡的电流大于通过定值电阻的电流,由可知,电压小于1V时,灯泡的电阻总比电阻的阻值小,故C错误;
D.灯泡的最大电压可以为,灯泡的电流为,电阻的电流
干路电流
当电压为时,灯泡的电流为0.24A,电阻的电流
干路电流
故电源可调的最大电压为,故D正确。
故选AD。
7.C
【详解】A.图中两个灯泡串联,根据串联电路电流的特点可知电流处处相等,故A错误;
B.两个不同规格的灯L1和灯L2均发光且灯L1比灯L2亮,灯泡的亮暗程度由实际功率决定的,说明电流对L1做功较L2快,故B错误;
C.根据可知,电流相同,灯泡L1的实际功率大于灯泡L2的实际功率,故两灯实际电压
故C正确;
D.额定电压、额定电流都未知,故两个灯泡的额定功率的大小关系未知,故D错误。
故选C。
8.D
【详解】AB.灯L标有“6V 6W”,灯正常工作时的电流
滑片P由最大值移到某一位置时,变阻器的电阻变小,根据串联分压可知滑动变阻器两端的电压变小,电压表V2示数由4V增大为10V,确定电压表V2测灯L和定值电阻R1的电压;电流表示数为1A,此时灯正常发光,定值电阻R1的电压
定值电阻R1的电阻
当滑片P在阻值最大端时:电压表V1示数为2V,定值电阻R1的电压为U1′=2V,通过定值电阻R1的电流
串联电路各处电流相等,滑动变阻器R2两端的电压
电源电压U=10V+4V=14V
故AB错误;
C.当滑片P在阻值最大端时,R2阻值为20Ω;当P移到某一位置时
R2阻值的变化量
故C错误;
D.当滑片P在阻值最大端时,电路总功率
当P移到某一位置时,电路总功率
电路总功率的变化量为
故D正确。
故选D。
9. 0.2 54
【详解】[1]由图可知,和阻值分别为,
则和电阻之比为
若将和串联接在6V的电源两端,电路中的电流为
[2]若将和并联接在6V的电源两端,根据并联规律可知,此时和电压均为6V,由图可知,此时和的电流分别为0.3A、0.6A,则干路电流为
则若将和并联接在6V的电源两端,通电10s电路产生的热量为
10. 8800 0.1 10 8%
【详解】[1]由图知,电能表的工作电压是220V,电能表平时工作允许通过的最大电流为40A,小明家同时使用的用电器最大总功率
P最大=UI最大=220V×40A=8800W
[2][3]1600imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁1600次,电能表的指示灯闪烁160次时,电水壶消耗的电能
LED灯正常工作的电功率
P=P额=10W=0.01kW
由可得, LED灯正常工作的时间
[4]灯的发光效率等于转化为光能的功率与消耗电能的功率(灯的电功率)之比
因10W的节能灯与100W的白炽灯在正常工作时发光效果相当,所以两灯泡获得光能的功率相等,则
P白η白=P节η节
即
100W×η白=10W×80%
解得该白炽灯的发光效率
η节=8%
11. 3000 800 96%
【详解】[1]由P=UI可得,正常工作时通过电动机的电流为
1min内线圈产生的热量为
Q=I2Rt=(5A)2×2Ω×60s=3000J
[2][3]当地实际电压只有200V,通过电动机电流为4A,电动机的实际功率为
P=UI′=200V×4A=800W
线圈的发热功率为
P热=I′2R=(4A)2×2Ω=32W
电动机转化为机械能的功率为
P机=P﹣P热=800W﹣32W=768W
则电动机转化成的机械能的效率为
12. 2 0.45 0.5 断路 亮度不变
【详解】[1] 据图可知,电路为定值电阻和灯泡并联,电流表测定值电阻支路电流,已知电阻阻值为,闭合开关S,电流表示数为0.2A,则定值电阻支路电压为,根据并联电路中电压规律可知,电源电压为2V
[2] 据甲图可知,当灯泡电压为2V时,灯泡支路电流为0.25A,则干路电流为
[3] 灯泡电压为2V,灯泡支路电流为0.25A,此时灯泡L的电功率为
[4] 电流表的示数突然变为零,说明电流表所在支路发生断路,故可能是电阻R发生断路。
[5]并联电路,各支路互不影响,灯泡L将亮度不变。
13. 5∶1 1∶5
【详解】[1]当和串联时,电流相同,根据可知,电压之比与电阻之比相同,故电压之比为
[2]当并联时,电压相同,时间相同,根据
可得热量之比为
14.(1)质量
(2)温度计示数的变化
(3) 电阻大小 B
(4) 质量 水
【详解】(1)结合转换法可知,实验中应将这两段电阻丝分别浸没在质量和初温都相同的两瓶煤油中。
(2)由转换法可知,实验中通过温度示数的变化量来比较电阻丝产生的热量的多少。
(3)[1]如图所示,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,故这是探究电阻对产生热量的影响。
[2]由公式可得,在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大产生的热量越多,由于R1<R2,所以B中产生的热量更多。
(4)[1]要探究“比较不同物质的吸热能力”实验中,应选取初温相同、质量相等的水和煤油。
[2]在两个容器中的电阻大小相同的前提下,通电一段时间后,煤油的温度更高,说明水的温度更难发生变化,则说明水的吸热能力更强。
15.(1)煤油
(2)不等于
(3) 升高的温度 电阻
【详解】(1)煤油的比热容比水小,吸收相同的热量时温度变化更明显,实验现象更易观察,所以选择煤油。
(2)为了探究电流产生的热量与电流大小的关系,应控制电阻丝的阻值相同,改变电流,即应使步骤①中通过的电流与步骤②通过的电流不同,因此步骤②中电流表示数不等于1.5A。
(3)[1]电流产生的热量无法直接观察,实验中通过液体升高的温度来反映产生热量的多少,这种方法叫转换法。
[2]探究电流产生的热量与电流大小的关系,要控制电阻相同、通电时间相同,只改变电流,实验中用液体升高的温度表示热量多少,而升高的温度等于液体的末温减去液体的初温。在步骤①中、通电,对应的温度升高量为(液体初温为),用来和步骤②中,通电,温度的升高量为(液体初温为)比较,通过控制变量法进行探究可初步得出电阻丝产生的热量与电流大小的关系。
[3]电热器的发热体电阻大,导线电阻很小,根据焦耳定律可知,二者串联时电流和通电时间相同,电阻越大产生的热量越多,所以这一现象说明电流产生的热量与电阻有关。
16.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图可知电路为并联电路,则通过发热电阻R的电流
(2)消毒柜正常工作时R的电功率
(3)紫外灯L工作1min消耗的电能
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