第十三章 电功和电功率测评
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共27分)
1.
如图所示,手电筒中的电流为0.5 A,电源为三节干电池,则该手电筒小灯泡的功率最接近( )
A.0.25 W B.0.75 W
C.2.25 W D.9.00 W
2.小宁设计了一种照明电路图,其设计要求是用两个开关控制一盏灯,两个开关同时闭合灯才能发光,只闭合其中任意一个开关灯都不能发光。如图所示的四幅电路图中,既符合上述设计要求,又符合安全用电要求的是( )
3.家庭电路及家用电器在设计安装上都考虑到用电安全问题。下列措施中,与安全用电无关的是( )
A.控制家用电器的开关应安装在火线上
B.连接各户的总开关上安装漏电保护器
C.洗衣机、电冰箱等用电器应使用三脚插头
D.为使用方便安装插座
4.关于电功,下列说法正确的是( )
A.电流做功的过程,是其他形式的能转化为电能的过程
B.电功表示电流做功的快慢
C.电功的单位只有焦耳
D.电流做功的多少用电能表来测量
5.(2017·湖南长沙自主招生)有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中,如图乙所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.4 A,则电源电压和元件B的电功率分别是( )
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甲
乙
A.2.0 V 0.8 W B.2.5 V 1.0 W
C.4.5 V 1.0 W D.4.5 V 1.8 W
6.(2017·南山区二模)一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V,线圈的电阻为2 Ω,线圈中通过的电流为10 A。这台电动机工作1 s消耗的电能为W,产生的热量为Q,则( )
A.W=3 800 J,Q=200 J B.W=3 800 J,Q=3 800 J
C.W=7 200 J,Q=200 J D.W=7 200 J,Q=3 800 J
7.如图所示的家庭电路连接正确,各元件均正常,下列有关说法正确的是( )
A.洗衣机接入三孔插座后电灯与洗衣机是串联的
B.洗衣机接入三孔插座能使洗衣机金属外壳接地
C.闭合开关时,人接触B点或C点都可能引起触电
D.断开开关时,A、B两点都能使测电笔氖管发光
8.把标有“8 V 16 W”的灯泡L1和“12 V 36 W”的灯泡L2串联后接在电源两端,其中一只正常发光,另一只没有达到额定功率,则( )
A.电源电压为20 V
B.电路中电流为3 A
C.两灯泡的总功率为32 W
D.灯泡L2的实际功率小于灯泡L1的实际功率
9.李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”,他找来额定电压均为6 V的L1、L2两只灯泡。将两灯串联起来,按照如图所示的电路开始了实验探究,闭合开关后,看见灯L2微微发光,灯L1几乎不发
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光,则关于两灯的电阻R1和R2,两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是(不考虑灯丝电阻值随温度的变化)( )
A.R1>R2,P1>P2 B.R1P电饭煲>P电熨斗,而它们正常工作的时间相同,由公式Q=W=Pt可知电水壶产生的热量最多;电流所做的功为Q=W=P电饭煲t=1kW×0.2h=0.2kW·h。
答案: 电水壶 0.2
14.解析: 三孔插座的连线要求是“左零右火中接地”,保险丝连接在火线上;对于灯泡的要求是开关控制火线,且螺套顶端接火线。
答案: 如图所示
15.解析: 影响电流做功大小的因素有电流强弱、通电时间的长短和电压的高低,所以设计实验的过程中,要采用控制变量的思想,从甲、乙、丙三个电路图来看,甲不能采用控制变量法;探究电功与电压的关系,则需控制电流和通电时间相同,电压不同,则只能是丙图;丙图中两灯均不亮,则电路中出现了断路,而电压表V1有示数,则说明与电压表V1并联的L1之外的电路不会出现断路,只能是L1出现断路;丙图中两灯串联,根据灯的规格可知,L1的额定电流I1=6W12V=0.5A,L2的额定电流I2=4W6V=0.67A,L2的额定电流较大,故电路中的最大电流只能是与L1的相同,所以可以测灯泡L1的额定功率。
答案: (1)无法使用控制变量法 (2)丙 (3)L1断路
(4)L1
16.解析: 本实验的原理是通过U形管内液体两液面高度差来反映盒内气体受热膨胀程度,而气体的受热膨胀越大,则反映出电流通过相应盒内的电阻丝做功越多。要探究电热与电阻的关系,应保持通过两电热丝的电流和通电时间相同,故将其串联在电路中,实验过程应保证两盒密封性良好,这样盒内空气受热后,才能使U形管两液面产生高度差,若两液面高度基本不变,则有可能盒子漏气或橡胶管被折起后不通气。
答案: (1)实验电路如图所示 (2)电流通过导体产生热量的多少 (3)空气盒漏气(或橡胶管被折住不通气)
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17.解析: (1)将A、B并联接在6V电源两端时,两灯泡两端的电压均为额定电压6V,实际功率和额定功率相等,即PA=3W,PB=6W,电路的总功率
P总=PA+PB=3W+6W=9W
由P=Wt可得,30min内电路消耗的电能
W总=P总t=9W×30×60s=1.62×104J。
(2)将A、B两灯串联接在某电源两端时,A灯恰好正常发光,由图像可知,电路中的电流I=IA=0.5A,由图甲可知,B灯泡两端的电压UB=2V,由I=UR可知,此时B灯电阻RB=UBI=2V0.5A=4Ω。
(3)将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端时,滑动变阻器的功率是A灯功率的2倍,由P=UI可知,U滑=2UA',则电源的电压U=U滑+UA'=2UA'+UA'=3UA'=12V
解得
UA'=4V
U滑=2UA'=2×4V=8V
由图像可知,此时电路中的电流I=0.4A,则滑动变阻器的功率P滑=U滑I=8V×0.4A=3.2W。
答案: (1)1.62×104 J (2)4 Ω (3)3.2 W
18.解析: (1)当调温电阻R=0Ω时电熨斗的电功率最大,由I=UR和P=UI得
R0=U2P=(220V)2440W=110Ω。
(2)当调温电阻R=110Ω时电熨斗的电功率最小,由I=UR和P=UI得
P=U2R
电熨斗的最小电功率是
P=U2R0+R=(220V)2110Ω+110Ω=220W
此时电熨斗的电流是I=PU=220W220V=1A
或I=UR+R0=220V110Ω+110Ω=1A。
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(3)由题图乙可知,当电熨斗功率是440W时,温度最高为200℃;当功率是220W时,温度最低为90℃。故电熨斗工作时温度的调节范围为90~200℃。
答案: (1)110 Ω (2)220 W 1 A (3)电熨斗工作时温度的调节范围为90~200 ℃
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