【同步练习】苏科版初三物理下册 第15章《电功和电热》培优专练

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《第十五章  电功和电热》培优专练一、选择题1. 关于家庭电路和用电安全,下列说法正确的是 (　　)A.可用铜丝代替家庭电路中的熔丝B.电冰箱外壳应接地C.控制电灯的开关应接在零线上D.熔丝熔断一定是电路短路造成的2. 在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中,小明先断开家中所有用电器,只让图甲所示的电饭锅煮饭3 min,测得电能表指示灯闪烁120次.若只让图乙所示的家用台扇工作6 min,则电能表指示灯闪烁的次数最可能是 (　　)A.4次  B.16次  C.36次  D.48次3. 某房间原来只接有一只标有“PZ220-40”的灯泡,小明又用一只完全相同的灯泡与之串联在一起,在电源电压不变的情况下,房间内的亮度将 (　　)A.变亮   B.变暗C.不变   D.无法确定4. 甲、乙、丙、丁四只小灯泡分别标有“4 V　1 W”“4 V　2 W”“6 V　1.5 W”和“6 V　3 W”字样,现有电压恒为10 V的电源,把上述四只小灯泡按每两只串联接在该电源上.下列组合中,两只小灯泡都能正常发光的是 (　　)A.甲和乙串联  B.甲和丁串联C.乙和丙串联  D.乙和丁串联5. 如图1所示的电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.闭合开关,滑片P从一端滑到另一端的过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图2所示.下列说法正确的是 (　　)A.滑片从最左端向最右端滑动过程中,电流表示数变小B.滑片滑动过程中,电压表与电流表示数之比不变C.电源电压为6 VD.电路的最大功率为3.6 W6. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变.只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P从最上端移动到最下端的过程中,电压表V2的示数最小值为3 V,电压表V1与V2的示数之差变化了2 V.闭合开关S1和S2,将滑片P从最下端移动到最上端的过程中,电阻R3的最大功率为0.75 W,当滑片P在中点时,电路的总功率为P总,电压表V1与V2的示数之比为1∶2.P总为 (　　)A.2 W  B.2.4 W    C.3 W   D.3.2 W二、非选择题7. 某手机电池的容量为4 200 mA·h,电压为3.7 V.用一个标有“输出5 V　4 A”的快速充电器,将手机电池从零电量充满,充电效率为84%,需要　　　　min.快充充电线比普通手机充电线要粗一些,这是因为正常工作时,通过快充充电线的　　　　较大.8. 某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图所示,阻值为2 Ω的警灯与线圈电阻为0.5 Ω的电动机串联.当玩具警车正常匀速行驶时,通过电动机线圈的电流为1 A,则警灯两端的电压是　　　　V;2 min内电动机线圈产生的热量是　　　　J.9. 实验小组设计了如图所示的电路.已知电源电压不变,灯泡L标有“2.5 V　0.3 A”字样,其阻值会随温度的变化而变化.将滑动变阻器R2的滑片置于最右端,只闭合开关S1时,电压表的示数为3 V,R1的功率为P1;只闭合开关S1,移动滑片至最左端时,电流表的示数为0.3 A,R1的功率为P2;闭合开关S1和S2,移动滑片至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为3 V和0.2 A.已知P1∶P2=1∶4.(1)灯泡L的额定功率为　　　　W; (2)滑动变阻器的最大阻值为　　　　Ω; (3)在有电流通过灯泡L的情况下,灯泡L的最小功率与最大功率之比为　　　　. 10. 给一电池充电,在电量从零直至充满的过程中,电池电压和充电电流随时间变化的曲线简化后如图所示.根据图像解答下列问题:(1)在该电池充电的过程中,充电功率的变化情况是先　　　　后　　　　.(2)图中虚线表示　　　　(填“电压”或“电流”)曲线,理由是电池刚充满电时电流为　　　　.(3)已知电池充电的前50 min储存的电能达到满电时的50%,不计发热损耗,试求该电池充满电后储存的电能.11. 有一天,经经在如图甲所示的台灯下做作业时,发现书本在不同情况下被台灯照亮的程度有所不同.【提出问题】书本被照亮的程度与哪些因素有关?【猜想与假设】猜想一:可能与灯的功率有关; 猜想二:可能与灯的种类有关;请你补充一个猜想:书本被照亮的程度可能还与　　　　　　　有关. 【设计实验】若经经想探究书本被照亮的程度与灯的种类的关系,计划选用如图乙所示的节能灯和白炽灯进行实验.在其他因素相同的情况下,应选择下面的　　　　(填序号)两盏灯来进行实验. A.“220 V　15 W”白炽灯 B.“220 V　75 W”白炽灯C.“220 V　5 W”节能灯 D.“220 V　15 W”节能灯【进行实验】(1)断电后,经经取下灯罩,先在灯座上安装白炽灯,检查无误后进行实验,让灯持续发光十分钟,用手靠近灯并观察灯下书本被照亮的程度.(2)　　　　　　　　后,再重复上述实验,并观察同种情况下书本被照亮的程度. (3)通过观察比较,他发现在灯持续通电十分钟后,用手立即快速触摸或靠近灯,会感到白炽灯的表面明显更热一些;同一位置的书本在　　　　(填“白炽灯”或“节能灯”)照射下更亮.由此可得出结论:书本被照亮的程度与灯的种类　　　　(填“有关”或“无关”).【交流】在与同学交流中,经经同学又发现,在其他条件相同的情况下,同一盏灯晚上打开时比白天打开时更亮,这表明:　                                          .由此现象可知,同学们在家里做作业时,为了更好地保护视力和节约能源,应选择亮度　　　　(填“可调”或“固定”)的台灯.12. 小杨同学找到一盏标有“2.5 V”字样的小灯泡,其额定电功率的标称值已模糊不清.她选用图甲所示器材测量它的额定电功率,电源电压恒为9 V.(1)图甲所示的实验电路有2段导线未连接,请你用笔画线代替导线将电路补画完整.(要求:连线不交叉,滑片P向A端移动时小灯泡变亮)(2)小杨连接电路并检查后,将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大,再闭合　　　　,缓慢移动滑片P,发现电流表示数有明显变化但电压表无示数,此故障的原因可能是小灯泡　　　　(填“断路”或“短路”). (3)小杨排除故障后,眼睛注视着电压表和小灯泡,移动滑片P逐次改变小灯泡两端的电压,并将测得的数据记录在下表中.当电压表的示数为1.5 V时应向　　　　(填“A”或“B”)端移动滑片P;当电压表的示数为2.5 V时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定电功率为　　　　W;细心的小杨通过分析数据还发现通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,其原因可能是:　                                          . 数据序号12345电压U/V0.51.01.52.02.5电流I/A0.160.200.220.25 (4)同组的小会同学在此基础上继续探究电流跟电阻的关系,她又增加了五个阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻,其余器材不变.用定值电阻分别更换图甲中的小灯泡,通过实验得到如图丙所示的电流随定值电阻阻值变化的图像,则实验中所用滑动变阻器的最大阻值至少是　　　　(填下列选项前的字母). A.20 Ω    B.50 ΩC.100 Ω  D.200 Ω     
参考答案一、选择题1.B2.B　电饭锅的功率约为800 W=0.8 kW,家用台扇的功率约为50 W=0.05 kW,电饭锅煮饭3 min,消耗的电能W1=P1t1=0.8 kW× h=0.04 kW·h,测得电能表指示灯闪烁120次,家用台扇工作6 min,消耗的电能W2=P2t2=0.05 kW× h=0.005 kW·h,设此段时间电能表指示灯闪烁的次数为n,则,解出n=15 imp.3.B　两灯泡串联后,电路总电阻变大,因电源电压不变,由P=可知,电路的总功率变小,房间内的亮度变暗.故选B.4.D　甲、乙、丙、丁四只小灯泡的额定电流分别为I1==0.25 A,I2==0.5 A,I3==0.25 A,I4==0.5 A.只有额定电流相同的灯泡串联时才可能同时正常发光.当甲和丙串联且都正常工作时,电源电压为U=U1+U3=4 V+6 V=10 V;当乙和丁串联且都正常工作时,电源电压为U=U2+U4=4 V+6 V=10 V.故选D.5.C　闭合开关,定值电阻R0和滑动变阻器R串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量变阻器两端电压.当滑片向右滑动时,变阻器接入电路中的电阻减小,电路中总电阻减小,由欧姆定律可知通过电路的电流变大,电流表示数变大,A错误;电压表与电流表示数的比值为滑动变阻器接入电路的电阻,故滑片移动过程中,电压表与电流表示数之比改变,B错误;电源电压U总=U+IR0=U+R0,由题图2可知,R=5 Ω时,U=3 V,故U总=3 V+×R0①,而R=10 Ω时,U=4 V,故U总=4 V+×R0②,由①②可得U总=6 V、R0=5 Ω,C正确;当电路中的总电阻最小,即变阻器滑片滑至最右端时,电路的电功率最大,为P最大==7.2 W,D错误.6.B　当只闭合S1时,R1、R2和R3串联,R2的全部电阻连入电路中,电压表V1测量的是R2与R3的总电压,电压表V2测量的是R1和R2滑片P以上部分电阻的总电压,当滑片在最上端时,电压表V2测量R1两端的电压,示数最小,即U1=I1R1==3 V ①,当滑片在最下端时,电压表V2测量R1和R2的总电压,示数最大,而电压表V1始终测量R2和R3的总电压,示数不变,根据电压表V1和V2的示数之差变化了2 V可知,R2两端的电压U2=I2R2==2 V ②,由①②可得,.闭合S1、S2,R1、R3和R2滑片P以上部分电阻串联,电压表V1测量的是R2滑片P以上部分电阻和R3的总电压,电压表V2测量的是R2滑片P以上部分电阻和R1的总电压,当滑片在中点时,V1与V2示数的比值,将代入此式可得R1=3R3,R2=2R3,将R1=3R3和R2=2R3代入①,解得 U=6 V.闭合S1和S2,当滑片在最上端时,R2接入电路的阻值为0,此时电路的电阻最小,电流最大,根据P=I2R可知,R3的电功率最大,P3max=R3=0.75 W,将R1=3R3,U=6 V代入上式,解得R3=3 Ω,则R1=3R3=9 Ω,R2=2R3=6 Ω,则滑片在中点时,电路的总功率为P总==2.4 W. 二、非选择题7.【答案】　55.5　电流【解析】　电池充满电时储存的电能W储=3.7 V×4 200×10-3 A×3 600 s=55 944 J,由充电效率η=84%可得,充电器消耗的电能W充==6.66×104 J,由W=UIt可得,选用快速充电器将电池从零电量充满需要的时间t==3 330 s=55.5 min;正常工作时,通过快充充电线的电流较大,由于导线有电阻,因此充电过程中导线会产生热量,快充充电线做得粗一些,目的是减小充电线的电阻,使充电过程中导线产生的热量少一些.8.【答案】　2　60【解析】　警灯两端的电压为U=IR=1 A×2 Ω=2 V;电动机线圈产生的热量为Q=I2R't=(1 A)2×0.5 Ω×2×60 s=60 J.9.【答案】　(1)0.75　(2)20　(3)1∶20【解析】　(1)灯泡L的额定功率P额=U额I额=2.5 V×0.3 A=0.75 W.(2)滑片置于R2最右端,只闭合S1,L、R1、R2串联,电压表示数为3 V,则P1=R1=()2×R1;滑片置于R2最左端,只闭合S1,L、R1串联,电流表示数为0.3 A,则P2=R1=(0.3 A)2×R1;,解得R2=20 Ω.(3)设电源电压为U,当滑片置于R2最左端,只闭合S1时,L、R1串联,此时电流表示数为0.3 A,则小灯泡正常发光,则U=2.5 V+0.3 A×R1①;闭合S1和S2,L短路,滑片在某一位置时,电压表示数为3 V,电流表示数为0.2 A,电源电压U=3 V+0.2 A×R1②.联立①②,解得R1=5 Ω,U=4 V.滑片置于R2最右端,只闭合S1,L、R1、R2串联时,灯泡L的功率最小,即Imin=I右==0.15 A,U1min=IminR1=0.15 A×5 Ω=0.75 V,则ULmin=U-U2-U1min=4 V-3 V-0.75 V=0.25 V,则小灯泡的最小功率PLmin=ULminImin=0.25 V×0.15 A=0.037 5 W;灯泡的最大功率就是其额定功率,即PLmax=0.75 W,则.10.【答案】　(1)变大　变小　(2)电流　0　(3)见解析【解析】　(1)(2)电池刚充满电时,电流应该为0,故虚线表示的是电流,实线表示的是电压;由图像可知,前50 min电流保持不变,电压增大,由P=UI可知,前50 min充电功率也增大,从50 min到200 min电压保持不变,电流逐渐变小,故充电功率变小.(3)由题图可知,开始充电时的充电功率P0=U0I0=12.5 V×4 A=50 W,第50 min充电功率为P1=U1I1=19.5 V×4 A=78 W,则前50 min内的平均充电功率P==64 W,已知电池充电的前50 min储存的电能达到满电时的50%,不计发热损耗,则该电池充满电后储存的电能W=2Pt=2×64 W×50×60 s=3.84×105 J.11.【答案】　【猜想与假设】灯到书本的距离(或灯光的会聚情况等,合理即可)　【设计实验】AD　【进行实验】(2)将白炽灯换成节能灯(3)节能灯　有关　【交流】书本被照亮的程度还与周围环境的亮度有关　可调【解析】　【进行实验】(3)由题意可知,通电相同时间,白炽灯表面更热一些,而两灯的电功率一样,说明白炽灯将电能转化为内能的效率高,转化为光能的效率低,故节能灯更亮一些.12.【答案】　(1)如图所示.　(2)开关　短路　(3)A　0.7　灯丝电阻发生了变化　(4)C【解析】　(2)为了保护电路,要先把滑动变阻器接入电路的电阻调到最大,再闭合开关;当移动滑片P时,电流表示数有明显变化,说明电路没有发生断路,而电压表无示数,说明小灯泡短路.(3)当电压表示数为1.5 V时,为了使电压表示数增大到2.5 V,根据串联电路电压的分配规律可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,故应把滑片P向A端移动;由题图乙可知,电流表示数为0.28 A,则小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5 V×0.28 A=0.7 W;随着小灯泡两端的电压变大,小灯泡的亮度逐渐变亮,灯丝温度升高、电阻变大,造成小灯泡的电流与其两端的电压不成正比.