第十五章《电功和电热》提优练习(1)及答案教材.pdf

1 第十五章电功和电热提优练习（1）1.当天空中空气的湿度很大、两块云之间的电压很高时，原先不导电的空气就会变成导体，强大的电流可在瞬间通过天空，形成闪电.某次闪电的放电电流约为 1104A，电压约 1.8108 V，放电时间约 0.01 s，则这次闪电释放的电能约 J，合 kWh.2.甲、乙两盏白炽灯并联在电路中，两灯都正常发光，且甲灯比乙灯亮，则().A.甲灯两端的电压比乙灯的大 B.甲灯的电阻比乙灯的大 C.通过乙灯的电流比甲灯的大 D.相同时间内，甲灯消耗的电能比乙灯多 3.电流通过一用电器(如旋转灯)，在 1s 内产生的内能是 150 J，光能是 100 J，机械能是 50 J，则电流做功为().A.100 J B.150 J C.250 J D.300J 4.如图所示是一个同学家里的电能表，电能表上所显示 的数值反映了他家 5 月初的用电情况，这时电能表的 示数为 kWh;从电能表上可以看出，表盘转 1 500 转(表盘上有一红点，红点出现一次即转了一转)时，电流通过用电器所做的功是 kWh=J.5.两电阻R1=10、R2=20,R1允许通过的最大电流为200 mA,R2允许通过的最大电流为300 mA，两电阻并联时，电路中总电流最大为 A;两电阻串联时，电路中最大电压为 V，此时若通电 1 min，电流所做的功是 J.6.电子式电能表表盘上标有“3 000 imp/(kWh)”字样，将某用电器单独接在该表上工作 20 min。电能表指示灯闪烁了 300 次.该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW h，该电能表在工作时本身 (填“消耗”或“不消耗”)电能.7.如图所示，对于电能表面板上的一些参数的理解，下列说法中错误的是().A.此时电能表的读数为 120.7 度 B.“220 V”是指这个电能表应该在 220 V 的电路中使用 C.“10(20)A”是指这个电能表使用时正常工作电流为 10 A 或 20 A D.“600 revs/(kWh)”是指用电器每消耗 1kWh 电能，电能表的转盘转过 600 转 8.如图所示的电路，电源电压为 12 V.滑动变阻器 R 的最大阻值为 20.灯 L 的电阻为 4.滑动变阻器的滑片 P 在 a 点时通过灯丝的电流是滑片 P 在 b 点时通过灯丝电流的 倍;当滑片 P 从 a 点移到 b 点的过程中，电压表的示数变化范围是 V;P 在 a 点 2 时，10 min 内电流通过灯 L 做的功是 J.9.下列单位中，不是电功单位的是().A.kWh B.J C.J/s D.VAs 10.有两个电阻 R1 R2，采用下列不同方式接在同一电源上，在相同时间内电流做功最多的连接方式是().A.只接 R1 B.只接 R2 C.R1和 R2串联 D.R1和 R2并联 11.甲、乙两个电阻的 U-I 图线如图所示，若把两个电阻串联接在同一电路中，下列说法中正确的是().A.甲的电阻值小于乙的电阻值 B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是 2:1 C.甲、乙两个电阻两端电压之比是 2:1 D.相同时间，甲、乙两个电阻消耗的电能之比是 1:4 12.一个电热器电阻为 R，当它两端电压为 U，通电时间为 t 时，消耗电能为 W;若要使它消耗电能为 4W，下列方法正确的是().A 电阻 R 不变，电压 U 不变，通电时间 t 变为原来的 2 倍 B.电队 R 减半，电压 U 增大 1 倍，通电时间 t 不变 C.电阻 R 不变，电压 U 增大 1 倍，通电时间 t 不变 D.电阻 R 减半，电压 U 不变，通电时间 t 不变 13.如图(a)所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关 S 后，滑动变阻器的滑片 P 由 a 端移动到 b 端时，测得电阻 R 两端的电压 U 与通过 R 的电流 I 的变化关系如图(b)所示.求:(1)电源电压;(2)变阻器的最大阻值;(3)电压表 V1示数的变化范围.3 14.如图所示的电路中，电阻 R1=10，电源电压保持不变，闭合开关后，电流表 A1的示数为 0.6A，干路中电流表 A 的示数为 0.9 A，求:(1)R1两端的电压;(2)通过 R2的电流;(3)R2的阻值;(4)通电 20 s，电路消耗的电能.15.你知道到底什么是 3G 通信吗?所谓 3G，其实它的全称是 3rd Generation，中文含义就是指第三代数字通信.第三代与前两代的主要区别在于:传输声音和数据的速度上的提升，它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式.以下为某 3G 手机 LGKT878 的主要参数:该手机通话 5 min，消耗的电能是 J.16.如图所示是用小型直流永磁式电动机提升钩码的实验，把质量为 50 g 的钩码在 2s 内匀速提高 0.8m 的过程中，电动机两端电压表的示数为 6V，电流表的示数为 0.12 A，此时电动机的机械效率约为 .(g 取 10 N/kg)17.电阻 R1和 R2分别串联或并联在电路中，根据电路规律.试证明在相等时间内电流经过两电阻所做的功 W1和 W2与电路总功 W 之间满足关系式 W=W1+W2.18.在研究电流做功大小的因素实验时，某同学设计厂如下两个实验电路图，请在虚线框内4 画出它们对应的电路图.(1)在本实验中，他是通过观察 来比较电流做功多少的.原因是 .(2)为了研究电功与电压的关系.应选择 图,他的设计思路是 ;(3)为了研究电功与电流的关系，应选择 图,他的设计思路是 .19.如图所示的电路中，电源电压为 12 V,闭合开关 S 后.电流表、电压表的示数分别为 0.6A和 9 V.(1)通过 R1的电流 I1是 A.(2)小翔同学在求 R1的电阻值时，解题过程如下:根据欧姆定律：R1=U/I=9V/0.6A=15.小翔的解题过程是否止确?请作出判断:,理由是 .(3)求通电 1 分钟 R2消耗的电能(注:要求写出详细的计算过程).20.如图所示电路，电源电压不变，电灯 L 标有“6V 1.2W”字样.当开关 S1、S2均闭合时。电灯 L 恰能正常发光，电流表示数为 0.5 A.则:5 (1)电动机两端电压为 V，通过电动机的电流为 A.(2)通电 1 min 电路消耗电能 J.21.灯泡 L1、L2标有“6V 3.6W”字样，灯泡 L3、L4标有“6V 6W”字样;把四个灯泡按如图所示连入电路中都发光，那么最亮的灯泡是 ，最暗的灯泡是 .22.某实验小组的同学用伏安法测量小灯泡电功率，待测小灯泡额定电压为 3.8 V，小灯泡的额定功率估计在 1W 左右.(1)连接电流表时应选用 的量程.(2)请用笔画线代替导线，完成左下图实物电路的连接(要求:连线不得交叉).(3)检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是 .(4)故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数如右上图所示，请读出电流表的示数，并填入表格中.(5)实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，但表格中仍有不完整的地方，请将所缺内容填写完整.(6)小组同学们分析了实验数据得出:小灯泡的发光亮度是由灯泡的 决定的，且 ，灯泡发光越亮.23.图甲是伏安法测小灯泡电阻、电功率的实验电路图.小灯泡正常工作时，两电表的示数如图乙所示，则下列说法中不正确的是().6 A.在连接电路时，应将开关断开，并将变阻器阻值调至最大值 B.小灯泡的额定功率为 0.72 W，此时的电阻为 8 C.如果将滑片 P 向 a 端滑动，则电压表的示数将变大 D.如果将滑片 P 向 b 端滑动，则小灯泡的实际功率将大于额定功率 24.如图所示，闭合开关，发现灯泡甲比灯泡乙亮.在该电路中，关于电流、电压、电阻和消耗的电功率大小的判断，正确的是().A.I甲=I乙，U甲I乙，U甲R乙，P甲P乙 C.I甲U乙，R甲R乙，P甲U乙，R甲R乙，P甲P乙 25.如图所示电路,电源电压保持不变.闭合开关 S，当滑动变阻器的滑片 P 从 a 端滑到 b 端的过程中，R1、R2的 U-I 关系图像如图所示.则下列判断正确的是().线甲是电阻 R1的“U-I”关系图像 电源电压为 12V 电阻 R1的最小电功率为 2.7 W 滑动变阻器 R2的最大阻值为 30 A.只有正确 B.只有正确 7 C.只有正确 D.只有正确 26.小明学习了电功率的知识后,想利用家里的电能表(如图)和手表，测出一些家用电器的有关数据.(1)当家里只有一台电冰箱在正常工作时，他测出电能表 1 min 转了 3 圈，求电冰箱在这段时间消耗的电能是多少?(2)当电冰箱和电热水壶同时工作时，他测出电能表 1 min 转 30 圈，求此时电热水壶的电功率是多少?27.某科学研究小组同学用如图所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率大小与滑动变阻 器阻值大小之间的关系.已知定值电阻 R0的阻值 为 20,滑动变阻器 R1上标有“3 A 50”字样.小科和小敏分别测得表 1 和表 2 中的数据(第一次 实验数据都是在刚闭合开关时测得).请你根据上述数据，回答下列问题.(1)其中 同学的实验操作不规范，不规范之处在于 .(2)电源电压是多大?(3)分析上述数据，小科认为:滑动变阻器消耗的功率随着滑动变阻器阳值的增大而增大;小敏认为:滑动变阻器消耗的功率随着滑动变阻器阻值的增大而减小;小思却认为:她们的结论都只有在一定的条件下才成立你认为小思所说的“一定的条件”分别指什么?28.摩托车有左、右两个转向灯 L左、L右，它们的规格均为“6V 9W”，仪表盘上另有转向指示灯 L，规格为“6 V 1W”，电源电压为 6V.当开关拨至左边，L左正常发光，提醒行人摩托车将要往左转;而另一侧的 L右组成如图所示的电路，L 发光用来提示驾驶员 L左亮了，但此时 L右不发光.把开关拨至右边时的道理和左边时一样.8 (1)分别求出转向指示灯 L 和转向灯 L左、L右正常工作时的电阻;(2)求出图中通过 L右和 L 一的电流(不计温度时灯丝电阻的影响);(3)图中 L右虽有电流通过，但不发光.试通过计算说明此时 L右不发光的原因.29.如图所示的是一种太阳能路灯的电路示意图，光控开关 S 白天与 a 点接触，太阳能电池板给蓄电池充电;晚上与 b 点接触，蓄电池给路灯供电，太阳能电池板在晴天时每夭可接收太阳能 7.5 kWh.能使“12 V 30 W”的一盏路灯正常工作 5 天(路灯平均每天工作 10 h)，求:(1)路灯正常工作时的电阻;(2)正常工作时每盏灯每天消耗的电能;(3)太阳能电池板把光能转化为电能的效率.30.某同学要测量一个额定电压为 2.5 V 的小灯泡的额定功率，电路图如图甲所示.使用的电源电压约为 6 V,滑动变阻器的规格是“5 2 A”.(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片 P 应移至 (填“a”或“b”)端.(2)该同学将滑片移至正确位置后，闭合开关，观察到电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为 V.为了保证小灯泡不被损坏，接下来应该进行的操作是 .(3)为了能测出这个小灯泡的额定功率，请你写出一条改进措施:.31.在“探究灯泡的电功率跟哪些因索有关”时，同学们提出了如下猜想:甲:电功率跟电压有关，电压越高,电功率越大.乙:电功率跟电流有关，电流越大,电功率越大.请你任选其中一个猜想，设计实验，进行验证.(1)你验证的猜想是 (填“甲”或“乙”).9 (2)实验需要的器材，除电源、导线、开关外，还需要:.(3)在下面的方框中画出你的实验电路图.(4)在该实验中,你需要收集的数据是 .(5)你是通过观察比较 来比较两灯泡功率的大小的.(6)探究出电功率跟电压和电流的关系后，爱动脑筋的小明猜想:“电功率跟电阻之间也可能有一定的关系.”于是，他向老师借了一些定值电阻和其他相关器材进行实验，其实验数据如表一、表二所示.根据表一中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是 .根据表二中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是 .32.小明家住农村，他家的厕所离房子有一段距离，家人上厕所前都要带上手电筒，很不方便，若灯整夜开着又很浪费电.他想利用所学的知识对厕所的照明电路进行适当改装，将“220 V 40 W”的灯泡、阻值为 990 的电阻和开关 S、S1连成如图所示的电路.天黑后，S 处于闭合状态，当无人入厕时，开关 S1断开，此时灯较暗，但能起到指示作用;当有人入厕时，闭合开关 S1，灯泡正常发光，起到照明作用.(1)当 S、S1都闭合时，电阻 R 处于 (填“短路”“断路”或“通路”)状态;(2)当灯起指示作用时，通过电阻 R 的电流是多少?(3)通过计算说明无人入厕时和有人入厕时，电路消耗的功率哪个大?10 33.在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压恒定为 6 V,小灯泡 L 的额定电压为 2.5V，电阻大约为 10 左右，可供选用的滑动变阻器 R1和 R2的最大阻值分别为 10、50，实验电路如图甲所示.(1)应该选用的滑动变阻器是 .(2)电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数.为使灯泡变亮，接下来应进行的操作是什么?(写出具体的操作)(3)如图乙是根据实验数据绘成的 U-I 图像.根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是多少?(4)某同学继续移动滑片，小灯泡突然熄灭，此时电流表示数为零，而电压表有示数，那么出现的故障是什么?此时电压表的示数是多少?34.一个保温杯内装有质量为 0.5kg，初温为 20 的水，把额定电压为 220 V 的“热得快”放入这些水中，结果只需 2 min 48 s，就能使水温上升到 100.问:电热器功率是多少?保温杯吸收的热量不计，假设无热量散失，c水=4.2 X 103J/(kg)35.普通电熨斗工作时可以看成一根电热丝，通电加热即可使用.强强同学把电熨斗串联一只“220 V 40 W”的灯泡，用来调节电熨斗的温度，方便熨烫不同衣物，如图所示.电熨斗的额定电压和额定功率分别为 220 V、100 W.(1)用物理知识分析开关 S 的通断对电熨斗温度的影响;(2)计算在开关通断两种状态下电熨斗所消耗的电功率.36.如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻关系”的实验装置，铜丝的电阻小于镍铬合金丝的电阻，铜丝和镍铬合金丝串联浸在相同质量和相同初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一支温度计.通电一定时间后，可以看到 (填A”或“B”)煤油温度升得高，这表明在相同时间内，电流相同的情况下，电阻越 ，电流通过导体时产生的热量越多.11 参考答案 1.1.8X1010 5000 2.D 3.D 4.31.6 0.5 1.8 X 106 5.0.3 6 72 6.0.1 消耗 7.C 8.6 010 21600 9.C 10.D 11.C 12.C 13.(1)12 V (2)16 (3)08 V 14.由电路分析可知，两电阻并联，电流表 A1与 R1串联，故 A1测量 R1中的电流，电流表A 测量干路电流.(1)根据欧姆定律可得，R1两端的电压:U1=I1R1=0.6 AX 10=6 V.(2)因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过 R2的电流:I2=I-I1=0.9 A-0.6 A=0.3 A (3)因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以 U=U1=U2=6 V,则:R2=U2/I2=6V/0.3A=20 (4)通电 20 电路消耗的电能:W=UIt=6 V X 0.9 AX 20 s=108 J.15.444 16.27.8%17.在串联电路中 I=I 1=I 2，设电阻两端的电压分别为 U1和 U2，则 U1=I1R1，U2=I2R2.W1=U1I1t，W2=U2I2t.电路总功 W 为 W=UIt=(U1+U2)It=W1+W2.18.如图所示 (1)灯泡的亮暗程度在相等时间内做功越多，消耗电能越多，电灯获得内能越多，越亮(2)(b)保持电流和通电时间不变，研究电流与电压关系 12 (3)(a)保持电压和通电时间不变，研究电功与电流的关系 19.(1)0.6 (2)错误 R1的电压取值错误(3)W=UIt=9 VX0.6 Ax60 s=324J.20.(1)6 0.3 (2)180 21.L1 L2 22.(1)00.6 A(2)如图所示 (3)小灯泡开路(灯丝断了)(4)0.31 (5)1.178(或 1.18)(6)实际功率实际功率越大 23.D 24.D 25.C 26.(1)W1=3/1500 kWh=7 200 J.(2)W2=30/1500 kWh=7 200 0J.P=W2/t=7 200 0J/60s=1200W.27.(1)小科 接线时，没有把滑片移到接入电路电阻阻值最大处 (2)U=U0+U变=I0R0+U变=0.6AX30+0=12 V.(3)当 R变R0时，滑动变阻器消耗的功率随着滑动变阻器阻值的增大而增大;当 R变R0时，滑动变阻器消耗的功率随着滑动变阻器阻值的增大而减小.28.(1)由电功率公式可得转向指示灯 L 电阻 R 为2211U(6V)R=36P1W.转向灯 L左和 L右的电阻为2=22左右2U(6V)R=R=4P9W.(2)通过 L右和 L 的电流 I 为0.15+L右U6VI=AR+R 436.(3)转向灯的实际功率 P右为2=0.09 2右右P IR=(0.15A)4W.因为 L右的实际功率远远小于额定功率，所以灯 L右虽有电流通过，但不发光.29.(1)2=2U(12V)R=4.8P30W.(2)W=Pt=0.03 kWX 10 h=0.3 kWh.(3)5=7.5hh 1W 0.3kW=20%WkW.30.(1)b (2)2.9 断开开关 13 (3)更换最大 阻值更大的滑动变阻器 31.(1)甲(2)两个规格不同的小灯泡，电压表(3)电路图如下图 (4)两灯泡两端的电压 U1、U2 (5)两灯泡的亮度 (6)电压一定时，电功率跟电阻成反比 电流一定时，电功率跟电阻成正比 32.(1)短路 (2)当灯起指示作用时，R 与 L 串联.2=2LLLU(220V)R=1210P40W.R总=R+RL=990+1 210=2 200.0.12200总U220VI=AR(3)无人入厕时，R 与 L 串联，电路中消耗的总功率为 P1=UI=0.1 AX 220 V=22 W.有人入厕时，L 正常发光，电路中消耗的总功率为 P2=PL=40 W.所以有人入厕时，电路中消耗的功率大.33(1)R2(或 50)(2)向左移动滑动变阻器滑片(3)0.5 W (4)灯泡烧坏 6V 34.1 000 W 35.(1)开关闭合时为“高温”状态，断开时为“低温”状态(2)100 W 8.16 W