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第十八章 电功率教学质量评估试卷
班级 姓名
第Ⅰ卷 (选择题 共30分)
一、选择题(每小题3分，共30分)
1．电业局为每一户居民安装了一个仪表，用该仪表来测量居民家中每个月消耗的电能，从而计算出该交多少电费。该仪表的中文标准名称及国际通用读数单位是 ( )
A．电能表—kW·h B．电压表—V
C．电流表—A D．电表—度
2．如图所示，对于电能表盘上的一些参数的理解，下列说法正确的是 ( )
A．此表是测量电功率的仪器
B．此时电能表的读数为586.6 J
C．“10(20)A”中“20 A”是指这个电能表中通过的电流是20 A
D．“720 r/(kW·h)”是指电能表每消耗1 kW·h电能，转盘转过720 r
3．小明总是随手关闭家里不必要使用的电灯等家用电器。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．总电压 D．总功率
4．如果加在定值电阻两端的电压从9 V减小到6 V，通过的电流相应地变化了0.3 A，那么该电阻的电功率减小了 ( )
A．0.9 W B．1.8 W
C．4.5 W D．3.6 W
5．白炽灯的亮度决定于 ( )
A．自身的电阻大小 B．通过的电流大小
C．消耗的电能多少 D．实际功率的大小
6．有两灯如图所示，L1、L2分别标有“15 V 1 A”“10 V 0.5 A”的字样，其中一灯正常发光时，它们的功率之比是 ( )
A. 4∶3
B. 3∶4
C. 5∶3
D. 3∶2
7．粗细均匀的电阻丝放入一壶水中，通电一段时间将水加热至沸腾。若将电阻丝对折并联后放入同样一壶水中，通电到将水加热至沸腾。所需时间与第一次的通电时间相比
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(电源电压恒定，不计一切热损失)，下列判断正确的是 ( )
A．相等 B．增加
C．减少 D．无法确定
8．(多选)如图是探究电流热效应的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积均相同，则
( )
A．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
B．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
C．在甲图中，闭合开关一段时间后，两个瓶中温度计示数相同
D．在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升得越多
9．电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为 ( )
A．通电导线的电流小于通过电阻丝的电流
B．导线的绝缘皮隔热
C．导线散热比电阻丝快
D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少
10．如图所示，当开关闭合时，电压表V1、V2的示数分别为10 V和4 V，已知电动机M的线圈电阻为1 Ω，R是阻值为4 Ω的定值电阻，下列结论正确的是 ( )
A. R两端的电压为6 V
B．通过电动机的电流为6 A
C．电阻R的电功率为144 W
D．电动机的电功率为6 W
第Ⅱ卷 (非选择题 共70分)
二、填空作图题(每空2分，作图8分，共32分)
11．小明学习了电能表的知识后，回到家里观察电能表的示数是
，过一段时间后，小明家电能表的示数如图所示，则小明家这段时间消耗的电能是 kW·h；若小明只让家中一个用电器工作，观察到1 min电能表的转盘转了30转，则该用电器的功率是 W。
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12．如图所示的电路，电源电压保持不变，R1的阻值为15 Ω，只闭合开关S，电流表的示数为0.2 A；再闭合开关S1，电流表的示数变为0.5 A，则此时电路的总功率为 W，R2的阻值是 Ω。
13．某导体的电阻是10 Ω，通过3 A的电流时，1 min产生的热量是
J。请列举一个生活或生产中利用电流热效应的实例： 。
14．用蓄电池驱动的电动自行车，电源电压恒为24 V，当它在水平路面上以v＝36 km/h的速度匀速行驶时，电流表示数为5 A，驱动电机的输入功率是 W；若驱动电机将输入功率的90%转化为机械功率，则电动自行车所受阻力为 N。
15．如图所示是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡之间的切换。当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是温水(选填“冷”“温”或“热”)。若R1＝2R2，水龙头在温水挡正常工作时电功率为2 000 W，则它在热水挡正常工作1 min消耗的电能为 J。
16．如图所示，电阻R与小灯泡连接在电路中，当闭合开关S1、S2时，电阻R被 ，此时灯泡的电功率为9 W。S1闭合，S2断开时，灯泡的电功率为1 W(不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化)，则此时电阻R的电功率为 W。
17．如图所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。当电流表示数为0.2 A时，电压表示数为10 V；当电流表示数为0.4 A时，电压表示数为8 V。请根据已知的这些数据在右边方框中作出该滑动变阻器的电功率(P)随电流(I)变化的关系图象。
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三、实验与探究题(共20分)
18．(10分)在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，正常发光时灯丝电阻约为10 Ω，所用滑动变阻器的最大阻值40 Ω。
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；
(2)同学们进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是 (选填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”)；
(3)某次实验中，同学们看到电压表示数为1.8 V，要使灯泡L正常发光应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片，同时视线应注意观察 (选填“电流表”或“电压表”)示数，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
19．(10分)小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。
(1)根据 法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的质量相等。
(2)小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是 。
A．因为煤油有颜色便于观察
B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度
D．因为煤油有比较小的比热容
(3)实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高得快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越 ，产生的热量越多。
(4)小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶A、B中装满煤油，
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用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升。下列实验中也用到这种思想和方法的是 。
A．将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
D．将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况
(5)有许多家用电器是根据焦耳定律设计的，请举两个例子。
① ；② 。
四、计算题(共18分)
20．(8分)某厂家的电饭锅铭牌上标有“220 V 800 W”字样。
(1)在电饭锅内倒入质量为1 kg、温度为20 ℃的水，若把这些水在标准大气压下加热到沸腾，水需要吸收多少热量？[c水＝4.2×103 J/(kg· ℃)]
(2)为了加热这些水，电饭锅正常工作了560 s，它产生了多少热量？
(3)此电饭锅的热效率是多少？
21．(10分)如图甲所示，额定功率为3.6 W的小灯泡(灯泡电阻不变)与滑动变阻器串联在电路中，电源电压恒定，当滑片P滑至A端时，小灯泡恰好正常发光。滑动变阻器滑片P从A端移到B端的过程中，小灯泡两端电压U与滑动变阻器接入电路电阻R的关系如图乙所示，求：
(1)电源电压。
(2)小灯泡的电阻。
(3)当滑片P滑至B端时，小灯泡的实际功率。
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参考答案
1． A
2． D
3． A
4． C
【解析】 因定值电阻的阻值不变，所以，由I＝可得：ΔU＝U1－U2＝I1R－I2R＝(I1－I2)R＝ΔIR，
则R＝＝＝＝10 Ω，
该电阻的电功率减小了：
ΔP＝P1－P2＝－＝－＝4.5 W。故选C。
5． D
6． A
【解析】 由欧姆定律得：
R1＝＝＝15 Ω，R2＝＝＝20 Ω；
∵U1>U2，
∴两灯并联后，L2正常发光，则并联电路电压U＝U2＝10 V，由P＝可知：
P1∶P2＝R2∶R1＝20 Ω∶15 Ω＝4∶3。
7． C
【解析】 电阻丝对折后电阻变为原来的，利用公式Q＝W＝Pt＝t，进行分析。电阻丝对折后电阻变为原来的，根据公式P＝，功率变为原来的4倍，故烧开相同一壶水所需时间变为原来的；故选C。
8． AD
【解析】 A．甲图中是串联电路，电流相同，但两导体的电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A正确；B.乙图中，导体电阻不变，但滑动变阻器可以改变电路中的电流，所以探究的是电流产生的热量与电流的关系，故B错误；C.甲图中，因为导体电阻不相同，根据Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，产生的热量不相同，温度计的示数也不相同，故C错误；D.乙图中，导体电阻不变，由Q＝I2Rt可知，相同时间内，电流越大，产生热量越多，温度计示数升高越多，故D正确。故选AD。
9． D
【解析】 电阻丝跟导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，故A错误；因为Q＝
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I2Rt，R电阻丝>R导线，所以产生的热量：Q电阻丝>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D正确，B、C错。故选D。
10． D
【解析】 电压表V1测电源电压，电压表V2测R两端的电压。而R与电动机M是串联的关系，所以R两端的电压为4 V，故A不正确；通过电动机的电流为＝1 A，从而可计算电阻R的电功率与电动机的电功率分别是4 W与6 W。
11． 18.2 1 200
【解析】 (1)小明家共消耗的电能：318.5 kW·h－300.3 kW·h＝18.2 kW·h；
(2)电能表转盘转了30圈用电器消耗的电能：
W＝30× kW·h＝0.02 kW·h；用电器的功率：
P＝＝＝1.2 kW＝1 200 W。
12． 1.5 10
【解析】 当只闭合S时，R1单独接入电路，R1＝15 Ω，I1＝0.2 A，
由I＝得：U＝I1R1＝0.2 A×15 Ω＝3 V，
当再闭合S1时，两电阻并联，则U2＝U＝3 V，I＝0.5 A，I2＝I－I1＝0.5 A－0.2 A＝0.3 A，
故总功率为：P＝UI＝3 V×0.5 A＝1.5 W，
R2＝＝＝10 Ω。
13． 5 400 电暖器。
【解析】 (1)导体1 min产生的热量：Q＝I2Rt＝(3 A)2×10 Ω×60 s＝5 400 J；
(2)电暖器、电烙铁、电饭锅都是利用电流的热效应来工作的，把电能转化为内能。
14． 120 10.8
【解析】 驱动电机的输入功率P＝UI＝24 V×5 A＝120 W。汽车的速度v＝36 km/h＝10 m/s，
牵引汽车前进的机械功率P1＝ηP＝90%×120 W＝108 W，因为牵引力等于阻力，所以f＝F＝＝＝10.8 N。
15． 3.6×105
【解析】 当开关同时接触1、2触点时，电路处于断路状态，电功率为零，水龙头出冷水；当开关同时接触2、3触点时，电路中只有R1接入电路，电路中的电阻最大，根据P＝可知，在电压一定时，电功率最小，处于保温状态，水龙头放出的是温水；水龙头在温水挡正常工作时电功率为2 000 W，当开关同时接触3、4触点时，两电阻并联，电路中电阻最小，电功率最大，处于加热状态，水龙头出热水；因为R1＝2R2，由P＝可知，当电压相等时，R2的功率为R1的2倍，故R2功率为P2＝2×2 000 W＝4 000 W，
加热挡位的总功率为：P＝P1＋P2＝2 000 W＋4 000 W＝6 000 W，
在加热挡正常工作1 min消耗的电能为：W＝Pt＝6 000 W×60 s＝3.6×105 J。
16． 短路 2
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【解析】 (1)由电路图可知，当闭合开关S1、S2时，电阻R被短路，只有灯泡接入电路，灯泡两端电压等于电源电压，则根据P＝得：RL＝；
(2)由电路图可知，当S1闭合，S2断开时，灯泡L与电阻R串联，
根据P＝得：RL＝，
∴＝，∴＝＝＝3，
U∶UL＝3∶1，
∵串联电路的电压等于各分电压之和，
∴UR∶UL＝2∶1，
∵串联电路的电流处处相等，
∴由P＝UI可知：PR∶PL＝UR∶UL＝2∶1，
∴PR＝2PL＝2×1 W＝2 W。
17．【解析】 根据题意，得U1＋I1R0＝U1′＋I′R0
代入数据得：
10 V＋0.2 A×R0＝8 V＋0.4 A×R0
解得R0＝10 Ω，
U＝U1＋I1R0＝10 V＋0.2 A×10 Ω＝12 V；
滑动变阻器的电功率：
P滑＝(U－IR0)I＝－R0I2＋UI，
当I＝＝＝0.6 A时，变阻器功率最大，
P最大＝(U－IR0)I＝(12 V－0.6 A×10 Ω)×0.6 A＝3.6 W，
当其阻值为0，I＝＝＝1.2 A时，电功率为0。由题意知，当I＝0.2 A时，其电功率为：P＝UI＝10 V×0.2 A＝2 W；当I＝0.4 A时，其电功率为：P＝UI＝8 V×0.4 A＝3.2 W。
图象如答图所示：
第17题答图
18．(2) 小灯泡断路
(3) A 电压表 0.6
【解析】 (1)根据电路图连接实物电路，先将串联的元件连接好，最后将电压表并联在灯泡两端，小灯泡的功率很小，所以电流很小，电流表可选择0～0.6 A，小灯泡的额定电压为2.5 V，所以电压表应选择0～3 V的量程，如答图所示。
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(2)①灯泡短路，灯不亮，电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意；②灯泡发生断路，电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的，电压表有示数，电压表的电阻无限大，使得电路的电流为0，电流表的示数为0。符合题意。③变阻器断路，电流表和电压表都无示数，不符合题意。
(3)根据已知条件，电压表示数为1.8 V，说明小灯泡两端的电压太小，应减小滑动变阻器两端的电压，所以应向A端移动滑片，使灯泡两端的电压为额定电压2.5 V，根据乙图，电流表的量程为0～0.6 A，其分度值为0.02 A，其读数为0.24 A，所以小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5 V×0.24 A＝0.6 W。
19．(1) 控制变量
(2) D
(3) 大
(4) B
(5)①电饭锅；②电烙铁。
【解析】 (1)通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，为准确反应电流产生的热量的多少，应控制变量使两个烧瓶中所盛煤油的质量相等，应用了控制变量的思想；
(2)因为煤油的比热容比水的小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高较多，用煤油做实验效果更明显，故选D；
(3)由焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；
(4)本题通过液面高度的上升来反应温度的变化，采用了转换法，转换法常用来演示一些不易观察的现象，A.将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小，应用了定量分析的方法；B.将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动，采用了转换法；C.让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢，采用了转换法与定性思想；D.将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况，采用了转换法与定性思想。故选B。
(5)在家用电器中利用焦耳定律，把电能转化为热能的有：电饭锅，电热毯，电暖器，电烙铁，电水壶。
20．解： (1)水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg· ℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J；
(2)由P＝可得，
电饭锅工作560 s产生的热量：W＝Pt＝800 W×560 s＝4.48×105 J；
(3)此电饭锅的热效率：
η＝×100%＝×100%＝75%。
21．解： (1)当滑片P滑至A端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路为L的简单电路，电压表测电源的电压，由图象可知，电源的电压U＝6 V；
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(2)当滑片P滑至A端时，因小灯泡恰好正常发光，所以，灯泡的额定电压UL＝U＝6 V，
由P＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝10 Ω；
(3)当滑片P滑至B端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
由图象可知，此时灯泡两端的电压UL′＝2 V，
则灯泡的实际功率：PL实＝＝＝0.4 W。
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