第十六章 电流做功与电功率章末检测
[测试范围：第十六章 时间：30分钟 分值：100分]
一、选择题(每题5分，共40分)
1．家用空调正常工作时的电功率最接近( )
A．1000 W B．100 W C．10 W D．1 W
2．小明家记录5月初电能表示数为1432.7度，电能表的部分参数及6月初的示数如图Z－5－1所示，下列说法正确的是( )
图Z－5－1
A．电能表是测量用电器电功率的仪表
B．此电能表适用于电流方向一秒钟改变50次的交流电路
C．小明家5月初至6月初消耗的电能是105 kW·h
D．若电能表转盘在10 min内转过250转，则用电器的总功率为1 kW
3．如图Z－5－2所示，下列电器设备工作时，将电能主要转化为内能的是( )
图Z－5－2
4．如图Z－5－3所示甲的电路中，R1、R2的电压与电流的关系如图乙所示，闭合开关，电阻R2两端的电压U1，通过R2的电流为I1，电路消耗的总功率为P1；在不改变电源电压的情况下，用20 Ω的电阻R3替换R1，此时R2两端的电压为U2，通过电路的总电流为I2，电路消耗的总功率为P2，则( )
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图Z－5－3
A．U1∶U2＝1∶2 B．P1∶P2＝4∶5
C．R1∶R2＝3∶1 D．I1∶I2＝1∶4
5．将两盏分别标有“6 V 3 W”和“6 V 9 W”字样的小灯泡L1和L2，串联后接入电压为8 V的电路中，设灯泡电阻不变。下列说法中正确的是( )
A．两灯均能正常发光
B．两灯额定电流相同
C．L1的实际功率比L2小
D．L1的亮度比L2大
6．一个标有“220 V 440 W”的电热器，当通过它的电流为1 A时，它的实际功率( )
A．等于额定功率 B．大于额定功率
C．小于额定功率 D．无法判断
7．电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是( )
A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
B．导线的绝热皮隔热
C．导线的电阻远小于电阻丝的电阻
D．导线散热比电阻丝快
8．如图Z－5－4所示，为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，以下说法正确的是( )
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图Z－5－4
A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同
B．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数保持不变
C．先闭合开关S1，再闭合开关S2，通过右容器中电阻丝的电流变小
D．闭合开关S1、S2一段时间后，右边U形管内的液面比左边U形管内的液面高
二、填空题(每空4分，共32分)
9．小明同学在学习了课本上的关于“测定家用电冰箱每天消耗的电功”的实验后，实际测量了他家的电冰箱的耗电量。他按照要求，提前做好了准备工作，用时钟测出了冰箱在20 min内持续工作了6 min，从而求出了冰箱的“工作时间系数”(在某段时间内电冰箱的实际工作时间与这段时间的比值)η＝______，那么这台电冰箱每天(24 h)的工作时间t＝______h，最后根据电冰箱铭牌上所标明的额定电功率P＝150 W，计算出此电冰箱每天消耗的电功W＝______kW·h。
10．如图Z－5－5所示是宿迁市区一交通道路上使用的风光互补LED路灯外形图和电路原理图，该电路中两只LED灯是并联的，灯上标有“24 V 60 W”字样。则两个LED灯正常发光时，通过光控开关S的电流为______A；如果用这种路灯替换发光亮度相同的420 W的传统路灯，那么500套风光互补路灯每天工作10小时可节约电能______J。
图Z－5－5
11．标有“220 V 40 W”的灯泡甲和“220 V 100 W”的灯泡乙，其灯丝长短相同，可发现______灯泡的灯丝较粗；若将这两个灯泡串联在220 V的电源上，则______灯泡更亮一些。(两空选填“甲”或“乙”)
12．如图Z－5－6家庭中常见的“空气开关”，
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它具有过流控制功能。当电路中的电流过大时，其内部的通电线圈会吸合金属片，带动开关自动切断电路，若某“空气开关”标注有“30 A”的字样，则它所能连接的用电器的最大总功率为______W。
图Z－5－6
三、实验探究题(14分)
13．小勇在测量额定电压是2.5 V小灯泡电功率的实验中：
图Z－5－7
(1)为完成实验，请用笔画线代替导线，将图Z－5－7甲中的实物电路图连接完整。
(2)闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡发光较暗但亮度一直不变，其原因是________________________________________________________________________。
(3)正确连接电路后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2 V时，电流表示数如图乙所示，此时，小灯泡的实际功率为______ W。
(4)若要测量小灯泡的额定功率，应再将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)移动，直至电压表示数为______ V为止。
(5)移动滑动变阻器的滑片，记下多组电流表示数及对应的电压表示数，并画出图丙所示的I－U图像，从图像可以计算出小灯泡的额定功率为______ W。
四、计算题(14分)
14．如表所示为某电烤箱的铭牌，如图Z－5－8虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图。R1
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和R2均为电热丝，电烤箱开关接1时是低温挡，接2时是高温挡。求：
××牌电烤箱
额定电压
220 V
额定功率
高温挡
1100 W
低温挡
440 W
频率
50 Hz
图Z－5－8
(1)电路中R1和R2的阻值。
(2)如果实际电压只有200 V，则电烤箱在高温挡工作10分钟所消耗的电能是多少。(最后结果保留整数)
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详解详析
1．A [解析] 家用空调正常工作时通过的电流为5 A，家庭电路两端的电压为220 V，P＝UI＝220 V×5 A＝1100 W，家用空调正常工作时的电功率最接近于1000 W。故选A。
2．C [解析] 电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误；频率为50 Hz的交变电流，周期T＝0.02 s，一个周期内电流方向改变2次，所以在1 s时间内电流方向改变100次，故B错误；6月初的示数1537.7 kW·h，5月初，小明家中的电能表示数1432.7 kW·h，故小明家5月初至6月初消耗的电能是W＝(1537.7－1432.7)kW·h＝105 kW·h，故C正确；电能表的转盘转250转消耗的电能为W′＝ kW·h＝0.1 kW·h，用电器的功率：
P＝＝＝0.6 kW，故D错误。故选C。
3．D [解析] 在常见的家用电器中，洗衣机、电风扇主要是电能转化成机械能，电视机主要将电能转化为声能和光能，电热水壶把电能转化成内能。故选D。
4．D [解析] 由图甲可知R1、R2并联，根据并联电路的电压特点可知，U1∶U2＝1∶1，故A错误；由I＝可得，R1＝＝20 Ω，R2＝＝60 Ω，则＝＝；由图乙可知，当U＝6 V时，R1支路中的电流I1＝0.3 A，R2支路中的电流I2′＝0.1 A，则干路上的电流I＝I1＋I2′＝0.3 A＋0.1 A＝0.4 A，电路消耗的总功率为P1＝UI＝6 V×0.4 A＝2.4 W，
用20 Ω的电阻R3替换R1，因为R1＝20 Ω，则电路消耗的总功率为P2＝UI＝6 V×0.4 A＝2.4 W，
所以P1∶P2＝1∶1，故B、C错误；由题意电阻R2两端的电压为U1，通过R2的电流为I1，可知，I1＝＝，在不改变电源电压的情况下，用20 Ω的电阻R3替换R1，此时R2两端的电压为U2，通过电路的总电流为I2，则I2＝＋＝＋＝，则＝∶＝，故D正确。故选D。
5．D [解析] 两盏灯串联后接在电压为8 V的电源上时，由于两灯都不是在额定电压下工作，所以两灯均不能正常发光，故A错误；由P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为I1＝＝＝0.5 A，I2＝＝＝1.5 A，由此可知，两灯额定电流不相同，故B错误；由I＝可得，两灯泡的电阻分别为R1＝＝＝12 Ω，R2＝＝＝4 Ω，两盏灯串联后接在电压为8 V的电源上时，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，
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由P＝I2R可知，灯泡L1的电阻大，实际功率较大，灯泡较亮，即L1的亮度比L2大，故C错误，D正确。故选D。
6．C [解析] 由P＝可得电热器的电阻为R＝＝＝110 Ω，通过它的电流是1 A时电热器的实际功率为：P′＝(I′)2R＝(1 A)2×110 Ω＝110 W＜P额＝440 W。故选C。
7．C [解析] 电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，故A错误；因为Q＝I2Rt，R电炉丝＞R导线，所以产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故C正确，BD错。故选C。
8．C
9．30% 7.2 1.08
[解析] 冰箱的“工作时间系数”为η＝＝0.3＝30%，则电冰箱每天(24 h)的工作时间t＝24 h×30%＝7.2 h，此电冰箱每天消耗的电功W＝Pt＝150×10－3 kW×7.2 h＝1.08 kW·h。
10．5 5.4×109
[解析] (1)两个LED灯并联且正常发光，通过每个LED灯的电流I＝＝＝2.5 A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过光控开关S的电流I总＝I＋I＝2.5 A＋2.5 A＝5 A；(2)500套风光互补路灯每天工作10小时可节约电能W＝nPt＝500×(420×10－3 kW－60×10－3 kW×2)×10 h＝1500 kW·h＝1500×3.6×106 J＝5.4×109 J。
11．乙 甲
[解析] (1)由灯泡的铭牌可知，两灯泡的额定电压相等，P甲＜P乙，由P＝可得，两灯泡的电阻关系为R甲＞R乙；因在材料和长度一定时，导体的电阻与横截面积有关，横截面积越大，电阻越小，所以，两灯泡灯丝长短一样时，甲灯泡的电阻较大，则灯丝较细；乙灯的电阻较小，则灯丝较粗；(2)两灯泡串联在220 V的电源上时，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝I2R可知，甲灯泡的电阻较大，实际功率较大，灯泡较亮。
12．6600
[解析] 空气开关所能连接的用电器的最大总功率：P＝UI＝220 V×30 A＝6600 W。
13. (1)如图所示
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(2)滑动变阻器同时接了下面两个接线柱
(3)0.44
(4)左 2.5 (5)0.625
[解析] (1)测量小灯泡电功率的实验中滑动变阻器应一上一下串联接入电路中，电压表测灯泡电压应与灯泡并联，灯泡额定电压2.5 V，所以电压表使用0～3 V量程，由此连接实物如图所示。
(2)如果滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器阻值全部接入电路，滑动变阻器成为定值电阻，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电路中电阻都不变，电路中电流较小，所以灯泡的亮度比较暗。(3)由图乙所示电流表可知，电流表量程是0～0.6 A，分度值是0.02 A，电流表示数为0.22 A，所以电压表示数为2 V时，灯泡额定功率P＝UI＝2 V×0.22 A＝0.44 W。(4)要测定灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压等于其额定电压，此时应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左端滑动，使电压表的示数为2.5 V。(5)由图丙所示I－U图像可知，灯泡额定电压U＝2.5 V所对应的电流I＝0.25 A，则灯泡的额定功率P＝UI＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W。
14．(1)电路中R1和R2的阻值依次为44 Ω、66 Ω
(2)如果实际电压只有200 V，则电烤箱在高温挡工作10分钟所消耗的电能是545455 J
[解析] (1)开关接2时，电路为R1的简单电路，电烤箱处于高温挡，由P＝可得，电路中R1的阻值：R1＝＝＝44 Ω，开关接1时，R1与R2串联，电烤箱处于低温挡，
此时电路中的总电阻：R＝＝＝110 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R－R1＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω；(2)实际电压只有200 V，电烤箱在高温挡工作10分钟所消耗的电能：W＝t＝×10×60 s＝545455 J。
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