第15章電能與電功率一選擇題（共10小題，滿分30分，每小題3分）1如圖是一個(gè)油量表的示意圖，滑動變阻器規(guī)格為“20 1A”。閉合開關(guān)，當(dāng)浮球最低時(shí)滑片P滑到a端，電流表示數(shù)為0.3A，當(dāng)浮球最高時(shí)，滑片P滑到b端，電流表示數(shù)為0.5A下列說法錯(cuò)誤的是（）A電阻R1的阻值為30B電源電壓為15VC在加滿油后，1min內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量為450JD電阻R1最小功率為7.5W2如圖所示，電源電壓恒為6V，定值電阻R1=10，滑動變阻器R2的最大阻值為20，電壓表接入電路的量程為03V，電流表接入電路的量程為00.6A；當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動變阻器的滑片P從b端向a端移動過程中，在保證電壓表和電流表安全的情況下，下列說法不正確的是（）A電壓表的示數(shù)變小，電流表的示數(shù)變大B電流表的示數(shù)變化范圍為0.2A0.3AC電阻R2的兩端電壓由4V減小到3VD電阻R1消耗的功率的變化范圍為0.4W0.9W3為了防止甲醛超標(biāo)的危害，如圖甲所示是我校創(chuàng)新小組的同學(xué)們設(shè)計(jì)的甲醛監(jiān)測設(shè)備的原理圖。電源電壓恒為3V，R0為10的定值電阻，R為可以感知甲醛污染指數(shù)的可變電阻，其阻值隨污染指數(shù)變化的情況如圖乙所示。用電壓表示數(shù)反映污染指數(shù)，污染指數(shù)在50以下為輕度污染，50100之間為中度污染，100以上為重度污染，以下分析正確的是（）A污染指數(shù)越小，電壓表示數(shù)越大B電壓表示數(shù)為1V時(shí)，屬于重度污染C污染指數(shù)越大，電路中消耗的總功率越小D污染指數(shù)為50時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.5V4如圖所示為保溫電飯鍋的電路示意圖，R1和R2為兩發(fā)熱體電阻絲，S為溫控開關(guān)，A、B兩點(diǎn)接在穩(wěn)壓電源上，R1：R2=10：1，加熱狀態(tài)時(shí)電路的功率為1100W，則下列說法正確的是（）AS斷開時(shí)，兩發(fā)熱體R1、R2均發(fā)熱是加熱狀態(tài)B加熱狀態(tài)時(shí)10分鐘消耗1.1104J電能C保溫狀態(tài)時(shí)R2的功率為110WD保溫狀態(tài)時(shí)電路的總功率為100W5 LED燈是一種高效的節(jié)能光源，其核心元件是發(fā)光二極管。發(fā)光二極管的主要材料是（）A半導(dǎo)體材料 B超導(dǎo)材料 C隱形材料 D納米材料6在如圖所示的電路中，電源電壓不變。閉合開關(guān)S，電路正常工作，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)電壓表示數(shù)變大，則下列說法正確的是（）A燈L可能變亮B只可能電阻R斷路C電阻R可能斷路、燈L可能短路D電阻R可能短路、燈L可能斷路7如圖所示電路，電源電壓恒定，R為光敏電阻，其阻值隨著光照的增強(qiáng)而減小，R0為定值電阻，當(dāng)光照減弱時(shí)（）AV與A1示數(shù)的比值減小 BV與A2示數(shù)的比值不變CA2與A1示數(shù)之差變大 D電路消耗的總功率減小8如圖所示電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，將滑動變阻器R的滑片P向左移動，在此過程中（）A電壓表V1示數(shù)變小，電壓表V2示數(shù)變大B電流表A示數(shù)變小，電壓表V1示數(shù)不變C電流表A示數(shù)不變，燈泡L亮度變亮D電壓表V1示數(shù)不變，燈泡L亮度變暗9小金同學(xué)用一只標(biāo)有“3.0V”字樣的小燈泡練習(xí)測定小燈泡的電功率。按照電路圖連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變。經(jīng)檢查電路連接無誤，且導(dǎo)線無接觸不良之處，排除故障后，小金同學(xué)還想利用這套實(shí)驗(yàn)裝置測量一段電爐絲的電阻R，可是連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表已燒壞。根據(jù)以上信息，下列說法錯(cuò)誤的是（）A閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片 P 應(yīng)置于左端B產(chǎn)生這種故障原因是燈泡處斷路C發(fā)生故障時(shí)，電壓表測量的是電源電壓D小金同學(xué)認(rèn)為利用現(xiàn)有器材不能測出電爐絲的電阻10如圖甲所示，L上標(biāo)有“6V3W”字樣，電流表量程為00.6A，電壓表量程為015V，變阻器R的最大電阻為100只閉合開關(guān)S1，滑片置于a點(diǎn)時(shí)，變阻器連入電路中的電阻為Ra，電流表示數(shù)為Ia；只閉合開關(guān)S2，移動滑片P，變阻器兩端電壓與其連入電路的電阻關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)滑片P置于b點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)Ub=8V，電流表示數(shù)為Ib已知Ra：R0=12：5，Ia：Ib=3：5（設(shè)燈絲電阻不隨溫度變化）則下列選項(xiàng)正確的是（）AIb=0.5 AB只閉合S1時(shí)，電源電壓U與I、R的關(guān)系式是U=0.5A（Ra+12）C電源電壓U=9 VD只閉合開關(guān)S1時(shí)，在電表的示數(shù)不超過量程，燈泡兩端的電壓不超過額定電壓的情況下，電路消耗的功率范圍為4.59 W二填空題（共10小題，滿分25分）11（2分）在如圖所示電路中，定值電阻R0的阻值為20，電動機(jī)線圈電阻為2，閉合開關(guān)，電流表A1、A2的示數(shù)分別為0.8A，0.3A，則該電路電源電壓為 V，1min內(nèi)電流通過電動機(jī)產(chǎn)生的熱量為 J。12（2分）在學(xué)習(xí)了動物的呼吸作用之后，科學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖裝置來研究昆蟲是否進(jìn)行呼吸作用。O點(diǎn)是一固定點(diǎn)，活塞連接金屬滑片，活塞運(yùn)動，滑動變阻器阻值會隨之改變，閉合開關(guān)后小燈泡發(fā)光（堿石灰可以吸收二氧化碳）實(shí)驗(yàn)預(yù)測與分析：（1）如果昆蟲進(jìn)行呼吸作用，活塞最終將停留在a的 位置（選填“原來”、“偏左”或“偏右”）。（2）隨著昆蟲不斷地呼吸，小燈泡的亮度將 。（3）裝置中指針設(shè)計(jì)成AO段比OB段短，這對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象起到了 作用。13（2分）一只電烙鐵標(biāo)有“220V、75W”字樣，其中“220V”表示 ，“75W”表示 ，該電烙鐵正常工作時(shí)通過的電流強(qiáng)度是 ，電阻是 。14（3分）在測定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，小薇同學(xué)連接的實(shí)物電路如圖甲所示，其中小燈泡的額定電壓為2.5V，額定功率小于1W。（1）同組的小明在檢查線路時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，若此時(shí)閉合開關(guān)，可觀察到的現(xiàn)象是：（寫出兩個(gè)即可） ； 。（2）排除故障后，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如上表。此表格設(shè)計(jì)不妥之處是 ；當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，故小燈泡的額定功率是 W。 次數(shù)U/V I/A P/W 12.00 0.160.32 22.50 33.00 0.27 0.81 小燈泡電功率的平均值 P額=W15（3分）無水箱式電熱水器具有體積小、加熱快的優(yōu)點(diǎn)，圖甲是它的工作原理圖。（1）溫控器：水溫傳感器測量到出水溫度并將信息傳給微電腦芯片，微電腦芯片將測量到的水溫和預(yù)先設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，然后即時(shí)控制溫控器內(nèi)的兩個(gè)開關(guān)的狀態(tài)，從而讓噴頭噴出預(yù)先設(shè)定溫度的熱水。請?jiān)趫D乙虛線框中補(bǔ)齊溫控器內(nèi)的兩個(gè)開關(guān)。（2）水壓控制開關(guān)：當(dāng)熱水器內(nèi)沒有水或水壓過低時(shí)，圖丙所示的水壓控制開關(guān)能確保電熱水器停止工作。圖中頂桿必須具有很好的 性才能防止漏電。（3）家庭電路中該電熱水器在正常電壓下工作，當(dāng)噴頭噴出水的流量為4.5L/min時(shí)，5的冷水經(jīng)過加熱后溫度最高可達(dá)38，已知通過電熱水器的電流為52.5A，則該電熱水器的加熱效率多少？如果此時(shí)還要進(jìn)一步提高水溫，應(yīng)該怎樣調(diào)節(jié)冷水的流量的大??？16（3分）小林家新買的一臺快速電水壺，這臺電水壺的銘牌如下表。為了測量該電水壺?zé)畷r(shí)的實(shí)際功率，小林所學(xué)知識和爸爸合作進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)；關(guān)掉家里所用電器，將該電水壺裝滿水，接入家庭電路中，測得壺中水從25上升到35所用的時(shí)間是50s，這壺水吸收的熱量 J，同時(shí)觀察到家中“220V 10A（40A） 3200imp/（kwh）”的電子式電能表耗電指示燈閃爍了80次，電水壺加熱的效率是 。C水=4.2103J/（kg）。17（3分）電冰箱是間斷式工作的（即工作一段時(shí)間停止一段時(shí)間，再工作再停止，如此循環(huán)）。某電冰箱銘牌有關(guān)參數(shù)如表所示。在家庭電路中只有電冰箱在標(biāo)定耗電量下工作時(shí)，一天實(shí)際工作 h；若電冰箱每次從啟動到停止工作的時(shí)間都為12min，每消耗1kWh電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)，則該電冰箱每天啟動 次，每工作一次電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)。從表中提供的數(shù)據(jù)可以推算出該電冰箱正常工作一個(gè)月（按30天計(jì)算）耗電 度。若該電冰箱每工作一次后的間歇時(shí)間都相等，那么它的間歇時(shí)間的可能值是 min（填整數(shù)位）容積（L） 175功率（W） 150耗電量（kWh/24h） 0.96額定電壓（V） 22018（2分）在如圖所示電路中，電源電壓6V保持不變。只閉合開關(guān)S1，電流表示數(shù)為0.2A；再閉合開關(guān)S2，電流表示數(shù)變化了0.4A則R2的阻值為 ，S2閉合前后R1消耗的電功率相差 W。19（3分）如圖所示，彈簧下懸掛小鐵塊A閉合開關(guān)，電磁鐵的上端為 極。滑片P向左滑動過程中，彈簧將 （“伸長”或“縮短”）；保持滑片位置不變，當(dāng)開關(guān)S由“1”接“2”，彈簧將 （“伸長”或“縮短”）。20（2分）如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，燈L1、L2均不發(fā)光，電流表示數(shù)為零，但電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，則此電路的故障是 。三實(shí)驗(yàn)探究題（共2小題，滿分20分，每小題10分）21（10分）在復(fù)習(xí)電學(xué)知識時(shí)，小明在實(shí)驗(yàn)室又做了“測量小燈泡電功率”和“探究電流與電壓、電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，所用的電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為3.8V，滑動變阻器的規(guī)格為“30 1A”。（1）在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明按圖甲所示的電路圖正確連接了電路。實(shí)物中少了兩根導(dǎo)線。請用筆畫線代替導(dǎo)線補(bǔ)上，將圖乙中的實(shí)物電路連接完整。（2）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng) ，滑動變阻器滑片P應(yīng)放在最 端（選填“左”或“右”）。（3）閉合開關(guān)后，移動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V 時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為 W。（4）移動變阻器的滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖丁所示的小燈泡的IU 圖象。由圖象可知：當(dāng)小燈泡兩端的電壓增大時(shí)，小燈泡的電阻 （選填“變大”、“不變”或“變小”），如果小燈泡兩端的電壓為1.9V，則小燈泡的實(shí)際功率 0.38W（選填“大于”、“小于”或“等于”）。（5）在做“探究電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明所用的四個(gè)定值電阻的阻值分別為5、10、15、20他直接利用測量小燈泡電功率時(shí)所連的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他把電路中的小燈泡取下，電路的其他元件連接方式不動，把四個(gè)定值電阻分別接入電路中進(jìn)行探究。如果要保證電路中各元件的安全，且用四個(gè)電阻都能順利地完成實(shí)驗(yàn)，則定值電阻兩端的電壓應(yīng)該在 范圍內(nèi)選擇。AU3V B 2.4VU3V CU3V D3VU6V。22（10分）電流做的功跟電壓、電流和通電時(shí)間三個(gè)因素都有關(guān)。李明同學(xué)要通過實(shí)驗(yàn)探究電功跟電壓的關(guān)系，他選用的器材如圖所示。其中甲、乙兩容器完全相同，電阻絲R1的阻值大于電阻絲R2的阻值。（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，幫他把實(shí)驗(yàn)電路連接完整。（2）他在該實(shí)驗(yàn)中選用兩根阻值不同的電阻絲，其目的是 。（3）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，李明是通過觀察比較 來比較電流做功多少的。電流通過電阻絲 做的功多（填R1或R2）。（4）由這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是： 。四計(jì)算題（共3小題，滿分15分，每小題5分）23（5分）如圖所示電路中電源兩端電壓保持不變，小燈泡L的規(guī)格為“12V 12W”且電阻不隨電壓變化而變化，滑動變阻器的最大阻值為R3將滑動變阻器的滑片P置于A端，只閉合開關(guān)S1時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為U1，電路中的總電流為I1，電壓表V2的示數(shù)為U2，將滑動變阻器的滑片P置于B端，仍只閉合開關(guān)S1，電壓表V1的示數(shù)為U1，電路中的總電流為I2，電壓表V2的示數(shù)為U2，R1消耗的電功率為0.72W已知U1：U1=4：7，U2：U2=2：1，求：（1）小燈泡L的電阻；（2）I1與I2的比值；（3）電源電壓；（4）若電流表的量程為03A，此電路的最大和最小功率。24（5分）如圖所示是小明家電飯煲銘牌，有額定功率高、中、低三檔，但中、低檔已模糊不清。從說明書中的電路圖可知，內(nèi)部有兩根電阻絲，每根電阻絲的阻值均為110（設(shè)電阻絲阻值恒定不變），中檔是一根電阻絲接入電路，低檔是兩根電阻絲串聯(lián)接入電路。把電飯煲接在正常的家庭電路中使用。求：定電壓220V頻率50Hz額定功率高檔900W中檔低檔（1）當(dāng)電飯煲使用中檔時(shí)，通過它的電流是多少？當(dāng)電飯煲使用低檔時(shí)，它消耗的電功率多大？（2）若使用高檔，電飯煲正常工作20min，消耗的電能是多少？如圖所示是小明家的電能表，在這過程中若小明家只使用電飯煲，則電能表轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)多少圈？（3）晚上，由于是用電高峰期，該電飯煲的實(shí)際工作電壓只有200V，加熱效率為80%，求利用高檔功率把2kg的水從20加熱到80需要多長時(shí)間？25（5分）如圖甲所示的電路，燈L標(biāo)有“9W”的字樣，R2兩端的電壓隨電流的變化曲線如圖乙所示，滑動變阻器R1上標(biāo)有“50 2.5A”的字樣，電壓表V1接入015V 的量程，閉合S3，斷開S1和S2，燈L恰好正常發(fā)光，電流表的示數(shù)達(dá)到半偏，且電路安全工作。求：（1）燈L的額定電壓和電源電壓（2）閉合S2、S3，斷開S1，若用電壓表V2替換定值電阻R2，標(biāo)有“1A”的定值電阻R0替換燈L，移動滑片，使兩電壓表先后均能達(dá)到滿刻度，且電路安全工作，求滿足所有條件時(shí)，定值電阻R0允許的替換阻值范圍是多少？整個(gè)電路總功率的最大值？ 參考答案一選擇題1D。2A。3B。4D。5A。6C。7D。8A。9D。10AD。二填空題116；30。12（1）偏左；（2）變暗；（3）放大。13額定電壓為220V；額定功率為75W；0.34A；645.33。14（1）電壓表示數(shù)接近電源電壓；燈不亮，電流表示數(shù)為0；（2）設(shè)計(jì)了小燈泡電功率的平均值一欄；0.5。15（1）如上圖所示；（2）絕緣；（3）該電熱水器的加熱效率為90%；進(jìn)一步提高水溫的可行措施：調(diào)小進(jìn)入熱水器的冷水的流量。167.56104；84%。176.4； 32； 45； 28.8； 33。1820；3.2。19N；伸長；縮短。20L2斷路。三實(shí)驗(yàn)探究題21（1）圖見上；（2）斷開；左；（3）1.52；（4）變大；大于；（5）B。22（1）（2）使R1、R2兩端的電壓不同；（3）溫度計(jì)示數(shù)的變化，R1；（4）在電流一定、通電時(shí)間一定時(shí)，電壓越高，電流做的功越多。四計(jì)算題23解：（1）根據(jù)P=可得燈泡L的電阻：RL=12；（2）將滑片P置于變阻器的A端，只閉合開關(guān)S1時(shí)，等效電路如圖1所示；將滑片P置于變阻器的B端，只閉合開關(guān)S1時(shí)，等效電路如圖2所示；由圖1、圖2得電路中的電流之比：=，（3）圖1、圖2中，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)可得：=，即： =，所以， =，圖1中，電源電壓：U=I1（R1+RL），圖2中，電源電壓：U=I2（R1+RL+R3），因電源電壓不變，則： =，解得：R1=RL=12=8；滑動變阻器的最大阻值為R3=R1=8=20，由P=I2R 得：I2=0.3A，所以電源電壓：U總=I2（R1+RL+R3）=0.3A（8+12+20）=12V；（4）根據(jù)P=可知在電源電壓不變的條件下，電路中的電阻越小功率越大；所以，由圖可知：只閉合開關(guān)S1，將滑片P置于變阻器的B端，電阻R1、RL、R3串聯(lián)時(shí)電路中的總電阻最大，功率最小，如圖2所示；則最小功率為P最小=UI2=12V0.3A=3.6W；只開關(guān)S1、S2、S3都閉合，電阻R1、RL、R3并聯(lián)時(shí)電路中的總電阻最小，功率最大，如圖3所示：由于電流表測量通過電阻R1和R3的電流，量程為03A，所以，R1和R3的電流之和I最大為3A，燈泡的電流為IL=1A，則最大總電流I最大=I+IL=3A+1A=4A，所以最大功率為P最大=UI最大=12V4A=48W。答：（1）小燈泡L的電阻為12；（2）I1與I2的比值為2：1；（3）電源電壓為12V；（4）若電流表的量程為03A，此電路的最大和最小功率分別為3.6W、48W。24解：（1）當(dāng)電飯煲使用中檔時(shí)，一根電阻絲接入電路，通過的電流：I=2A，電飯煲使用低檔時(shí)，兩根電阻絲串聯(lián)接入電路，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，消耗的電功率：P低=220W；（2）使用高檔時(shí)，由P=可得，電飯煲正常工作20min消耗的電能：W=P高t=900103kWh=0.3kWh，因600R/kWh表示的是電路中每消耗1kWh的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)600R，所以，電能表轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)：n=0.3kWh600R/kWh=180R；（3）電飯煲加熱時(shí)的電阻R=，水吸收的熱量：Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）2kg（8020）=5.04105J，由=100%可得，電飯煲消耗的電能：W=6.3105J，由W=t可得，需要的加熱時(shí)間：t=847s。答：（1）當(dāng)電飯煲使用中檔時(shí)，通過它的電流是2A；當(dāng)電飯煲使用低檔時(shí)，它消耗的電功率為220W；（2）若使用高檔，電飯煲正常工作20min，消耗的電能是0.3kWh；電能表轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)180R；（3）利用高檔功率把2kg的水從20加熱到80需要847s。25解：（1）由圖乙可知，通過R2的電流I2=0.5A時(shí)其兩端的電壓U2=6V，由I=可知，R2的阻值：R2=12，閉合S3、斷開S1和S2，R2與L串聯(lián)，電壓表V1測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流，由電流表的示數(shù)達(dá)到半偏可知，電路中的電流可能為0.3A，也可能為1.5A，因燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率為9W，所以，由P=UI可得，燈泡兩端的電壓：UL=30V或UL=6V，由電壓表的量程為015V且電路安全工作可知，燈泡的額定電壓應(yīng)為6V，電路中的電流為1.5A，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓： U=UL+IR2=6V+1.5A12=24V；（2）閉合S2、S3，斷開S1，若用電壓表V2替換定值電阻R2，標(biāo)有“1A”的定值電阻R0替換燈L后，電路為R0與R1串聯(lián)，電壓表V1測R0兩端的電壓，電壓表V2測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流，由電壓表V1的示數(shù)為15V時(shí)、電壓表V2的示數(shù)為9V可知，電壓表V2的量程為015V，當(dāng)電壓表V2的示數(shù)為15V、且滑動變阻器的阻值最大時(shí)，電路中的電流最小，R0的阻值最大，此時(shí)電路中的最小電流：I小=0.3A，則R0的最大阻值：R0大=30；因滑動變阻器允許通過的最大電流為2.5A，R0允許通過的最大電流為1A，所以，電路中的最大電流為1A，當(dāng)電壓表V1的示數(shù)為15V，且電路中的電流最大時(shí)，R0的阻值最小，電路的總功率最大，則R0的最小阻值：R0小=15，所以，定值電阻R0允許的替換阻值范圍是1530；整個(gè)電路的最大總功率：P大=UI大=24V1A=24W。答：（1）燈L的額定電壓為6V，電源電壓為24V；（2）定值電阻R0允許的替換阻值范圍是1530，整個(gè)電路總功率的最大值為24W。