第十六章 电流做功与电功率滚动训练
[范围：第一节～第三节 时间：40分钟 分值：100分]
一、选择题(每题4分，共32分)
1．下列家用电器正常工作相同时间，消耗电能最多的是( )
A．台灯 B．电视机
C．空调 D．微风电扇
2．为节约用电，小明总是随手关掉家中暂时不使用的家用电器，每多关闭一个家用电器，家庭电路里变大的物理量是( )
A．总电阻 B．总电流
C．总功率 D．无法判断
3．5月初，小明家中的电能表示数为，电能表的部分参数及6月初的示数如图G5－1所示，下列说法正确的是( )
图G5－1
A．电能表是测量用电器消耗电功率的仪表
B．小明家5月初至6月初消耗的电能是1200 kW·h
C．小明家所有用电器同时工作，总功率不得超过4.4 kW
D．若电能表转盘在10 min内转过300转，则用电器的总功率为1 kW
4．把标有“6 V 6 W”字样的灯泡L1和“6 V 3 W”字样的灯泡L2串联后接在某电源的两端，其中一只正常发光，另一只没有达到额定功率。假设两灯泡电阻不变，则下列说法正确的是( )
A．灯泡L1正常发光
B．灯泡L2正常发光
C．灯泡L1、L2的实际功率之比为1∶3
D．灯泡L1、L2的实际功率之比为2∶1
5．有两只灯泡，分别标有“220 V 15 W”和“220 V
100 W”的字样。如果将它们串联接在电压为380 V的动力电源上，则( )
A．15 W的灯泡烧坏，100 W的灯泡完好
B．100 W的灯泡烧坏，15 W的灯泡完好
C．两只灯泡均被烧坏
D．两只灯泡均完好
6．如图G5－2所示，将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在图甲中灯L1的功率为4 W，在图乙中灯L1的功率为9 W。设灯丝电阻不变。下列说法中不正确的是( )
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图G5－2
A．甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2∶3
B．L1、L2两灯灯丝电阻之比是2∶1
C．图甲中灯L1、L2的功率之比是2∶1
D．甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3∶2
7．在如图G5－3所示的电路中，电源电压为3 V，电阻R的阻值为5 Ω，滑动变阻器标有“20 Ω 2 A”字样。在滑片由A端滑动到B端的过程中( )
A．电阻R两端的电压不断变大
B．电阻R的功率不断变小
C．滑动变阻器两端的电压不断变小
D．滑动变阻器的功率不断变大
图G5－3
8.分别标有“6 V 6 W”和“6 V 3 W”字样的甲、乙两只灯泡，经实验测得其I－U曲线如图G5－4所示。现将甲、乙两灯并联在电路中，当两只灯泡的总电流为1 A时，两只灯泡消耗的总功率是( )
图G5－4
A．3 W B．4 W
C．4.5 W D．6 W
二、填空题(每空3分，共33分)
9．某用户感应式电能表的表盘上标有2000 r/(kW·h)的字样，若3 min内电能表转盘转了40 r，则这段时间内该用户消耗的电能为________J；所使用用电器的总功率为________W。
10．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。(以上两空均选填“甲”或“乙”)
11．如图G5－5所示，小灯泡L上标有“8 V 8 W”字样，闭合开关S后，电流表的示数为0.5 A。若不考虑小灯泡电阻随温度的变化，则此时小灯泡的电阻是________Ω，实际电功率是______W，小灯泡在1 min内消耗的电能是______J。
图G5－5
12．一只白炽灯泡的铭牌上标有“220 V 100 W”字样，则这盏灯的灯丝电阻为________Ω。如果灯丝断了之后，重新将灯丝搭上，灯丝电阻变为440 Ω
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，通电后，灯丝中的实际电流为______A，实际功率为________W，通电1 min后，灯丝实际消耗的电能为__________J。(假设灯丝电阻不随温度改变)
三、实验探究题(14分)
13．小明在做“测定小灯泡电功率”的实验时，连接的实物电路如图G5－6甲所示，电源电压为3 V，小灯泡的额定电压为2.5 V。
图G5－6
(1)用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。
(2)连接电路的最后一根导线时，灯泡立即发光，而且很亮，则连接电路时存在的不规范或不妥当是：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(3)实验过程中，当电压表示数为2.5 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，为________A，小灯泡的额定功率为________W。
(4)小明受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)的额定功率。在老师的帮助下，通过实验得到该LED的电流—电压图像，如图丙所示，查阅资料知道该LED的额定电压为3 V，结合图像可得该LED的额定功率为________W。小明进一步发现，在额定电压下工作时，LED比小灯泡亮，请对此现象做出解释：________________________________________________________________________。
四、计算题(共21分)
14．(9分)如图G5－7所示的电路中，小灯泡L标有“6 V 3 W”的字样，电源电压恒为9 V，小灯泡电阻不变。闭合开关S，当滑动变阻器滑片P移到某一位置时，小灯泡恰好正常发光。求：
(1)小灯泡正常发光时的电流。
(2)滑动变阻器接入电路的电阻。
(3)滑动变阻器的电功率。
图G5－7
15．(12分)如图G5－8所示为某型号电水壶的电路示意图，其铭牌如下表所示，R与R0
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产生的热能均能被水吸收，保温状态时水温保持在80 ℃以上。回答下列问题：
(1)保温状态下，开关S0、S分别处于什么状态？
(2)求电阻R0和R的阻值。
图G5－8
额定功率
加热
1100 W
保温
40 W
容量
0.5 L
额定电压
220 V
频率
50 Hz
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详解详析
1．C
2．A [解析] 家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联，而并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，因此每多关闭一个家用电器，总电阻将变大，故A符合题意，D不符合题意；因电路中的总功率等于各用电器功率之和，所以，每多关闭一个家用电器，电路的总功率变小，故C不符合题意；由P＝UI可知，电路中的总电流变小，故B不符合题意。
3．C 4.B
5．A [解析] 标有“220 V 15 W”字样的灯泡的电阻为R1＝＝≈3227 Ω，标有“220 V 100 W”字样的灯泡的电阻为R2＝＝ ＝ 484 Ω。因此，两灯泡串联接入U0＝380 V的电路中时，按串联分压的规律可知，15 W灯泡获得的电压U1和100 W灯泡获得的电压U2分别为U1＝U0＝×380 V＝330 V，U2＝U0－U1＝380 V－330 V＝50 V。由以上计算结果可见，15 W灯泡获得的实际电压为330 V，这一数值远超过该灯泡的额定电压220 V，该灯泡会被烧坏；15 W灯泡烧坏以后，电路断开，电路中将没有电流通过，100 W灯泡也会随之熄灭，但100 W灯泡不会被烧坏。
6．D 7.B 8.A
9．7.2×104 400
[解析] 因为电路中每消耗1 kW·h的电能，转盘转过2000 r，所以当转盘转40 r时，消耗的电能为W＝ kW·h＝0.02 kW·h＝7.2×104 J；又因为t＝3 min＝180 s，所以用电器的总功率：P＝＝＝400 W。
10．乙 甲
[解析] 由题意可知，两灯泡的额定电压相等，P额甲＜P额乙，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，两灯泡钨丝长短一样时，甲灯泡的电阻较大，则灯丝较细，乙灯泡的电阻较小，则灯丝较粗。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。
11．8 2 120
12．484 0.5 110 6600
[解析] 根据P＝得R＝＝＝484 Ω。
由欧姆定律可知：I实＝＝＝0.5 A，
P实＝UI实＝220 V×0.5 A＝110 W，
W＝P实t＝110 W×60 s＝6600 J。
13．(1)如图所示
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(2)①连接电路时开关没有断开
②滑动变阻器接入电路的阻值没有调到最大
(3)0.3 0.75
(4)0.072 LED将电能转化为光能的效率比小灯泡要高得多
14．(1)因为P＝UI，
所以小灯泡正常发光时的电流为I额＝＝＝0.5 A。
(2)当灯泡正常发光时，
滑动变阻器的两端电压为U1＝U－U额＝9 V－6 V＝3 V，
通过滑动变阻器的电流为I1＝I额＝0.5 A，
所以滑动变阻器的阻值为R1＝＝＝6 Ω。
(3)滑动变阻器的电功率为P1＝U1I1＝3 V×0.5 A＝1.5 W。
15．(1)保温状态时，开关S闭合、S0断开。
(2)设加热状态时的电功率为P加热，保温状态时的电功率和阻值分别为P保温、R串，
加热状态：R＝＝＝44 Ω，
保温状态：R串＝R＋R0＝＝＝1210 Ω，
R0＝R串－R＝1210 Ω－44 Ω＝1166 Ω。
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