2021学年第十六章 电流做功与电功率综合与测试习题

第十六章检测卷

(70分 70分钟)

一、填空题(第1~2题每空1分,其余各题每空2分,共20分;将答案直接填写在横线上,不必写出解题过程)

1.某电视机功率为100 W,若每天使用4 h,则每天消耗的电能为 1.44×106 J。 

2.在如图所示的电路中,R1是定值电阻,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,R1消耗的电功率 变小 (选填“变小”“变大”或“不变”)。 

3.在如图所示的电路中,电源电压为3 V,电流表A的示数为0.5 A,A1的示数为0.3 A,此时电路中的总功率为 1.5 W。 

4.小明家的电能表如图所示,如果家中只开一台标有“220 V 1000 W”的电磁炉时,发现2 min内电能表的表盘转过81 r,则他家的实际电压为 198 V。 

5.如图是某电熨斗的原理简图,已知R1∶R2=1∶9,则加热时的功率P1与保温时的功率P2的比值为 10∶1 。

6.灯泡L1、L2分别标有“4 V 4 W”和“3 V 3 W”的字样,将它们并联连接起来使用,干路中允许通过的最大电流为 1.75 A(忽略小灯泡电阻随温度的变化)。 

7.浴霸是安装在浴室中可供取暖和照明的家用电器,某浴霸的铭牌和简化电路图如图所示,图中L为额定功率是40 W的照明灯,L1、L2为两个额定功率都是400 W的红外线取暖灯。若同时闭合S、S1、S2,工作1 h电路消耗的电能为 0.84 kW·h。 

8.图甲是某新型电饭锅的简化电路图。R0为15 Ω的定值电阻,其阻值不受温度影响。RT是热敏电阻,其阻值随温度的变化规律如图乙所示。当RT的温度达到100 ℃时,RT的功率为 640 W。 

9.现有甲、乙两只灯泡,甲灯标有“6 V 3 W”,乙灯标有“6 V 6 W”,把它们串联接在电路两端,两个灯泡发光时 甲 (选填“甲”或“乙”)灯泡更亮。 

10.甲、乙、丙、丁四个容器装有等温等质量的煤油,且两电阻丝的电阻R1<R2,如果给它们通电相同的时间,则甲、乙两杯煤油升高的温度t甲 < t乙,丙、丁两杯煤油升高的温度t丙 > t丁(均选填“>”“<”或“=”)。 

二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意,请把符合题意的选项序号填入下列表格内,答案未填入表格内的不能得分)

11.一个“220 V 40 W”的白炽灯,当电流为0.25 A时,其亮度

A.比正常发光亮 B.恰好正常发光

C.比正常发光暗 D.无法比较

12.如图是研究电流做功与哪些因素有关的实验电路,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通过的电流I甲、I乙以及它们在相同时间内电流做的功W甲、W乙的大小,下面关系中正确的是

A.I甲=I乙,W甲=W乙 B.I甲>I乙,W甲>W乙

C.I甲<I乙,W甲<W乙 D.I甲>I乙,W甲<W乙

13.一只灯泡的额定电压为220 V,为了确定该灯泡的额定功率,下列方案中最佳的是

A.接入220 V电路中使之正常发光,再与有标记的灯泡比较亮度进行判断

B.在实验室里用伏安法测出灯丝电阻,再用公式P=进行计算

C.接入220 V电路中,测出通过灯泡的电流I,再用公式P=UI进行计算

D.直接与其他标有220 V的灯泡从外观上比较确定

14.如图,电源两端电压恒定,闭合开关,发现灯泡L1比L2暗,则

A.L1的实际功率比L2的大

B.通过L1的电流比L2的小

C.L1的电阻比L2的小

D.若L1烧断,则L2两端的电压变大

15.一根“220 V 1000 W”的电炉丝,接到110 V的电源上使用,要求单位时间内产生的热量不变,可采用的方法是

A.将电炉丝截去

B.将电炉丝对折后使用

C.将电炉丝截去

D.将电炉丝三等分再并联使用

16.将两个定值电阻串联接到电压为U的电源两端,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为3P1。将这两个定值电阻并联接在同一电源两端时,下列说法中正确的是

A.串联时R1与R2两端的电压之比为3∶1

B.并联时两电阻消耗的总功率为

C.并联时通过R1与R2的电流之比为1∶3

D.并联时R1消耗的功率为16P1

17.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片,下列判断正确的是

A.电流表的示数减小,灯L变暗

B.电流表的示数减小,灯L变亮

C.电流表的示数增大,灯L变暗

D.电流表的示数增大,灯L变亮

三、实验题(第18小题8分,第19小题9分,共17分)

18.为了探究“电流产生的热量跟什么因素有关”,小明设计了如图所示的甲、乙两种装置,他将两根阻值不同的电阻丝(R1<R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与相同的气球相连,两次实验电源电压不变。

(1)实验中通过 气球膨胀的程度大小(2分) 来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少; 

(2)甲装置可探究在相同时间内电流产生的热量与 电阻(2分) 的关系; 

(3)在装置甲、乙的两次实验中,通过比较相同时间里 B、D(或A、C,2分) 两气球的变化情况,可探究电流产生的热量与电流的关系; 

(4)甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,用所学知识判断,与 C(2分) 气球相通的电阻丝产生的热量最多。 

19.小红同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,选取的实验器材有额定电压为2.5 V的小灯泡、电压恒为3 V 的电源、电流表、电压表、开关、导线若干,另有三种规格的滑动变阻器可供选择:R1(10 Ω 1 A)、R2(20 Ω 0.5 A)、R3(50 Ω 0.2 A)。按如图甲的电路图进行实验。

(1)请将乙图中的实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变亮);

答案:如图所示(2分)

(2)闭合开关,调节滑片的位置,当小灯泡两端电压为2.5 V时,电流表的示数如图丙所示,则通过小灯泡的电流为 0.28(1分) A,小灯泡的额定功率为 0.7(2分) W; 

(3)下表是小红四次实验的数据,根据数据可知,小灯泡的实际功率随 实际电压(2分) 而改变; 

(4)请你分析表中的实验数据,判断小红在实验中选用的滑动变阻器是 R2(2分) (选填“R1”“R2”或“R3”)。 

四、计算题(第20小题6分,第21小题7分,第22小题6分,共19分;解答要有必要的公式和解答过程,只有最后答案的不能得分)

20.家庭浴室中常用的灯暖型浴霸是通过灯泡的热辐射来升高光照区域内空气温度的。小明家浴室内浴霸由四只标有“220 V 250 W”的同规格发热灯组成,小明测得浴室内空气的质量为18 kg,已知空气的比热容为1.0×103 J/(kg·℃),当四只灯泡同时正常工作25 min后,测得浴室内空气温度从13 ℃上升到28 ℃。求:

(1)浴室内空气吸收的热量;

(2)消耗的电能;

(3)浴霸加热浴室内空气的效率。

解:(1)浴室内空气吸收的热量

Q吸=cmΔt=1.0×103 J/(kg·℃)×18 kg×(28 ℃-13 ℃)=2.7×105 J(2分)

(2)由P=可得,四只灯泡同时正常工作25 min消耗的电能W=Pt=250 W×4×25×60 s=1.5×106 J (2分)

(3)浴霸加热浴室内空气的效率

η=×100%=×100%=18% (2分)

21.如图所示的电路,开关S闭合后,发现灯泡L2变得更暗,这是因为实际的电源可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个阻值为r的电阻串联而成,如果图中两个小灯泡上均标有“3 V 1.5 W”,U=3 V,r=3 Ω。求:

(1)小灯泡正常发光时的电阻;

(2)闭合开关后通过灯泡L2的电流;

(3)闭合开关后灯泡L2的实际功率。

解:(1)RL===6 Ω (1分)

(2)R总=R并+r=+3 Ω=6 Ω (1分)

I===0.5 A (1分)

U并=IR并=0.5 A×=1.5 V (1分)

I2===0.25 A (1分)

(3)P2=U2I2=1.5 V×0.25 A=0.375 W (2分)

22.如图所示,有一台提升重物用的直流电动机M,电机的内阻为r=0.6 Ω,与电动机串联的定值电阻R的阻值为10 Ω,电路两端的电压为U1=160 V,图中理想电压表的示数为U2=110 V。求:

(1)电动机的输入功率P1;

(2)电动机的输出功率P2。

解:(1)电动机和电阻串联,所以电流相等,电阻R两端电压UR=U1-U2=160 V-110 V=50 V (1分)

I===5 A (1分)

电动机的输入功率

P1=U2I=110 V×5 A=550 W (1分)

(2)电动机的热功率

P热=I2r=(5 A)2×0.6 Ω=15 W (2分)

所以电动机的输出功率

P2=P1-P热=550 W-15 W=535 W (1分)