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第十八章 电功率单元检测

发布时间:2013-12-20 13:43:43  

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L1、L2串联在电路中,如图所示。闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,其原因是(

)

A.灯L1额定功率较大

B.灯L2两端电压较大

C.灯L1的电阻较大

D.通过灯L1的电流较大X Kb 1. Co m

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,R1<R2,相同时间内整个电路产生的总热量由大到小的顺序是( )

- 1 -

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甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小,下面关系中正确的是(

)

A.U甲=U乙,Q甲=Q乙

B.U甲<U乙,Q甲>Q乙

C.U甲<U乙,Q甲<Q乙

D.U甲>U乙,Q甲<Q乙

8.将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为3P1,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( )

A.R1两端的电压为U

B.R2消耗的功率变大

C.通过R2的电流变小

D.两个电阻消耗的总功率为12P1

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

- 2 -

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RA和RB,各自的电流与电压关系如U–I图象中的A、B。则(

)

A.若将它们串联接在电源两端,RA的电流是RB的2倍

B.若将它们并联接在电源两端,RA的电压是RB的2倍

C.若将它们串联接在电源两端,RA的电功率是RB的2倍

D.若将它们并联接在电源两端,RA的电功率是RB的2倍

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L1和L2串联后接在某电路中,为了保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L2的电流是______A。

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R1上标有“1.5 A 6 Ω”字样,其中“1.5 A”是允许通过R1的最大______,R2上标有“1 A 10 Ω”字样,将R1和R2并联在电路中,电路两端最多允许加______V电压,此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”。

- 3 -

(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R1的阻值大于电阻丝R2的阻值。

(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R1或R2)。

(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L1和“6 V 3 W”的灯泡L2进行实验。

(1)当L1正常发光时通过的电流多少A?

(2)如图甲所示:OA和OB分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。

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,R1、R2为电热丝,其中R2=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S1,当S2________时,电熨斗处于高温挡。

(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?R1的电阻是多大?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?

- 4 -

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甲<R乙,I甲=I乙,根据U=IR可知,U甲<U乙;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甲<Q乙。 8答案:D 点拨:当电阻R1、R2并联时,R1、R2两端电压相同(均为U),消耗的功率P2=3P1,根据电功

U2U2U率公式P=可知P1=,R1=3R2,I2=;当电阻R1、R2串联在电压为4U的电源上时,电流I′=I1′R1R2R

4UU=I2′=,故C选项错误;根据欧姆定律变形式U=IR知U1=3U2,又U1+U2=4U,所以U1=3U,?4R2R2

U2=U,P2′=P2,故A、B选项错误;两个电阻消耗的总功率

(4U)216U24U212U2

P总==12P1,故D选项正确。 ???R总4R2R1R13

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。

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=P3W==0.5 A,U6V

U2U2(6V)2

?由P=UI=可知R==12 Ω。 P3WR

14答案:17 0.44

点拨:两灯的电阻R1=16 Ω,R2=18 Ω,允许通过的最小电流I=0.5 A,所以最大电压U=IR=0.5 A×34 Ω=17 V。并联时,电路电压最大是8 V,所以通过L2的电流I2=U/R2=8 V/18 Ω=0.44 A。

15答案:1 210 2.88

U2(220V)2

?点拨:R==1 210 Ω,W=3Pt=0.04 kW×24 h×3=2.88 kW·h。 P40W

16答案:0.45 484 25 40

U12(110V)2U2(220V)2P100W??点拨:I=?≈0.45 A,电阻R==484 Ω,P实==25 W,t=P100WR484?U220V

W1kW?h?=40 h。 P实0.025kW

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U1=I1R1=1.5 A×6 Ω=9 V,U2=I2R2=1 A×10 Ω=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R1和R2并联时,电路两端最多允许加9 V的电压;此时两电阻 - 5 -

的功率分别为

U12(9V)2

?P1==13.5 W, R16?

U12(9V)2

?P2==8.1 W,所以此时该电路中消耗的总功率为 R210?

P=P1+P2=13.5 W+8.1 W=21.6 W。

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R1、R2两端的电压不同 (3)温度计示数的变化 R1 (4)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)I1=P1/U1=6 V/6 W=1 A。

(2)①由图象可知L1和L2正常工作电流分别为I1=1 A和I2=0.5 A,由于两灯串联,所以电路中正常工作的电灯应为L2

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,U1′=2 V;U2=6 V

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:

I1=P1100W1=5 A ?U220V

U220V?=44 Ω I15A

- 6 - R1的电阻: R1=

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,R2的功率:

U2(220V)2

?P2==200 W R2242?

要使高温挡功率为1 000 W,改变R1为R1′,则R1′的功率:

P1′=P-P2=1 000 W-200 W=800 W

R1′的电阻:

U2(220V)2

?R1′==60.5 Ω 800W?P1

点拨:(1)电热丝是利用电流的热效应工作的,当S1、S2都闭合时,R1、R2并联的总电阻小于R1,根据电功

U2

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)低温挡工作时,电路中只有R1,R

UP所以电流、电阻、热量可以分别通过电功率公式I1=、欧姆定律公式R1=、焦耳定律公式Q=I2Rt求出。UI1

U2

(3)电熨斗正常工作时,R2的功率利用电功率公式P2=求出;要使高温挡功率为1 000 W,可改变R1为R1′R2

U2

=,P1′可以通过总功率与R2功率之差求得。 ?P1

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