第十八章 电功率 综合素质评价(B)（含答案）

第十八章综合素质评价(B)
一、选择题(每题3分，共9分)
1．我国对超导体新材料的研究被收录在《改革开放先锋创新发展引擎——中国科学院改革开放四十年》一书中，并高居榜首。超导现象指的是某些物质在很低的温度时，如铝在－271.76 ℃以下，电阻降为零。假如某种超导体新材料已经可以在常温下使用，你认为这种材料最适合用来做(　　)
A．保险丝 B．电炉丝 C．输电导线 D．灯丝
2．如图是某电风扇铭牌，此风扇正常工作时(　　)
A．消耗的电功率是60 W
B．消耗的电能是60 W
C．每秒钟产生的内能是60 J
D．每秒钟产生的机械能是60 J
3．一只标有“6.0 V　0.6 A”的灯泡，测得它的电压与电流之间的关系曲线如图所示。则以下说法错误的是(　　)
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A．灯泡正常发光时的电阻为10 Ω
B．灯泡的电阻随电压的升高而增大
C．电压为2.0 V时，根据P＝UI可得灯泡的实际电功率为0.6 W
D．电流为0.2 A时，由P＝I2R可得灯泡的实际电功率为0.4 W
二、填空题(每空1分，共12分)
4．[2022·湘潭]如图所示，烧瓶里装有质量和初温都相同的煤油，两电阻丝的阻值不同。闭合开关，通过两电阻丝的电流________，两电阻丝产生的热量________(以上两空均填“相等”或“不相等”)。如果将某一烧瓶里的煤油换成
0.2 kg的水，温度升高5 ℃，水吸收的热量是________J。
5．某品牌家用吸尘器铭牌如图所示，正常工作10秒时间内电动机做总功为________ J，若电动机线圈电阻为1 Ω，10秒时间内电动机线圈发热量是________J，该吸尘器电动机的效率为________%(保留整数)。
规格参数
产品尺寸(mm) 358×248×307
额定电压(V) 220
额定功率(W) 1 100
6.[2023·佛山南海区期中]将小灯泡L和电阻R接入如图甲所示的电路中，电源电压不变，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1 W，图乙是小灯泡L和电阻R的I－U图象，则电源电压为________V，只闭合开关S1时小灯泡L的电阻为________Ω；再闭合开关S2后，电路的总功率为________。
7．小强家的电能表面板如图所示。一天他放学回到家，在用电热水壶烧水时突发奇想要测量一下他家的电热水壶烧水时的实际功率。于是他关闭了家里的其他用电器，只让这个电热水壶接在电路里工作，结果发现通电20分钟他家里的电能表转盘转过了1 800转，请你帮助小强计算一下，该电热水壶消耗的电能是________ kW·h，实际电功率为________W。电热水壶接在这个电路里，需要连续工作________s才能消耗1 kW·h的电能。
三、作图题(共4分)
8．[学科素养·物理模型]小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。在如图中虚线方框内画出导线、两个阻值相等的电阻R三个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整。(旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通)
四、实验题(共6分)
9．在“测量小灯泡的电功率”实验中，需要准备的材料如下：电源、导线、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(额定电压2.5 V)。
(1)根据实验要求，设计电路，在图甲虚线框内画出电路图。
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(2)正确连接电路后，闭合开关时发现小灯泡特别亮，出现这个现象的原因可能是________。
(3)实验现象和数据如下表所示，根据表中数据可知小灯泡的额定功率是________W。
数据序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.12 0.24 0.32 0.38 0.42 0.44
发光情况 很暗 暗 较暗 较亮 明亮 很亮
(4)用表中数据在图乙上绘出小灯泡的电流—电压图象。
(5)由图象发现：随着小灯泡两端的电压变大，小灯泡的电阻________。
(6)分析可得：在实际电压________额定电压的情况下，小灯泡消耗的实际功率大于它的额定功率。
五、计算题(共7分)
10．[2023·南京模拟]小波的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机。下表是这台豆浆机的部分技术参数。豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外壁中有一个圆环形状的电热管，用来加热煮沸液体。如图所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中，电热管和电动机交替工作时的“P－t”图象。请解答下列问题：
额定电压 220 V
频　率 50 Hz
电动机功率 120 W
加热功率 1 210 W
容　量 1 000 mL
(1)豆浆机正常加热时的电流是多少？
(2)豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少？
(3)豆浆机正常工作时，做一次豆浆总共消耗的电能是多少？
六、综合能力题(第11题7分，第12题5分，共12分)
11．小明探究小灯泡、LED两端的电压随电流变化的情况，连接了如图甲的实物图，其中电源可以提供不同的电压。
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测量的数据如表：
数据序号 1 2 3 4 5
电流表示数I/A 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
数字电压表V1示数U1/V 2.88 2.97 3.04 3.10 3.15
数字电压表V2示数U2/V 0.15 0.26 0.72 1.30 1.98
(1)请根据实物图，把图乙虚线框中的电路图补充完整(用表示数字电压表V1和 V2)。
(2)当电流表示数为0.10 A时，小灯泡的阻值为________。
(3)当电流为0.30 A时，LED的功率为________W；LED在此状态下持续工作100 s消耗的电能为________J。
(4)小明利用两节干电池(电压约3 V)和图中的小灯泡检测一批与上述实验规格一样的LED，为保护被测LED，设计了如图所示的电路，根据表中数据，推断检测时，通过LED的电流________(填“可能”或“不可能”)达到0.3 A，理由是__________________________________________________________________。
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12．[2022·惠州一模]阅读短文，回答问题：
新能源汽车
由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，石油等化石能源的消耗持续增长，如果长期大规模开采，不久的将来将会消耗殆尽。为应对此现象，市面上的电动汽车越来越多，电动汽车以没有尾气污染、噪音低、性能高等特点逐渐引起消费者的关注。
以某品牌电动汽车为例，该车配备200千瓦时容量电池组，使用220 V、100 A的充电插口给电池组充电，能使续航里程达到992公里，创电动汽车又一项新纪录，摆脱了电动汽车只能近距离行驶的困难。并且该电动汽车行驶时，“油门”踏板一旦被松开，电动汽车便启动动力回收系统，在动力回收系统工作时，感应电动机变成了发电机，将减速运动时的部分动能转化为电能储存在电池组中。由于动力回收系统和刹车踏板的共同作用，使得电动汽车比汽油和柴油汽车更安全，电动汽车的保养和使用比汽油和柴油汽车便宜很多。随着技术的不断进步，电动汽车现有的缺点会逐渐被克服，电动汽车未来可期。
(1)电动汽车充电时电池组相当于电路中的________。
(2)该电动汽车的充电电池组充电功率为________W，充满一次电需要________h(保留一位有效数字)。
(3)启用动力回收系统后，刹车距离比不启动时要________(填“长”或“短”)。若该电动汽车的储能效率(发动机将动能转化为电能的效率)为60%，该电动汽车某一时刻的动能为5×105 J，松开油门踏板后，有________J转化为内能。
答案
一、1.C　2.A　3.D
二、4.相等；不相等；4.2×103
5．1.1×104 ；250；98　6.2；4；1.4 W
7．0.6；1 800；2 000　点拨：通电20分钟他家里的电能表转盘转过了1 800转，则这段时间消耗的电能为W＝＝0.6 kW·h，则电热水壶工作时的实际电功率为P＝＝＝1.8 kW＝1 800 W，电热水壶接在这个电路里，消耗1 kW·h的电能所需要的时间为t′＝＝＝ h＝×3 600 s＝
2 000 s。
三、8.解：如图所示。
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四、9.(1)如图甲所示。
(2)变阻器的滑片没有移动到阻值最大处
(3)1.05 　(4) 如图乙所示。　(5)变大
(6)大于或小于
五、10.解：(1)由P＝UI可得，豆浆机正常加热时的电流
I1＝＝＝5.5 A。
(2)豆浆机正常加热时电热管的电阻R1＝＝＝40 Ω。
(3)由题图可知，加热时间t1＝9 min＝540 s，电动机工作时间t2＝2 min＝120 s，加热消耗的电能W1＝P1t1＝1 210 W×540 s＝653 400 J，电动机工作消耗的电能W2＝P2t2＝120 W×120 s＝14 400 J，豆浆机正常工作时，做一次豆浆总共消耗的电能W＝W1＋W2＝653 400 J＋14 400 J＝667 800 J。
六、11.(1)如图所示。
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(2)1.5 Ω　(3)0.945；94.5
(4)不可能；此时的电源电压约为3 V，小于通过LED的电流达到0.3 A时的
电压
点拨：(1)小灯泡和LED串联，电流表测电路的电流，电压表 V1和 V2分别测LED和小灯泡的电压，根据实物图补充完整对应的电路图；(2)由表中数据可知，当电流表示数为0.10 A时，小灯泡两端的电压为0.15 V，由欧姆定律得，小灯泡的阻值R＝＝＝1.5 Ω；(3)当电流表示数为0.30 A时，LED两端的电压为3.15 V，功率P＝U′I′＝3.15 V×0.30 A＝0.945 W，LED在此状态下持续工作100 s消耗的电能W＝Pt＝0.945 W×100 s＝94.5 J；(4)若将LED连入电路中，则LED与小灯泡串联。若通过LED的电流能达到0.3 A，由串联电路电流的规律知，通过小灯泡的电流为0.3 A，由表中数据知，小灯泡两端的电压为1.98 V，LED两端的电压为3.15 V，由串联电路电压的规律，电源电压为U电源＝1.98 V＋3.15 V＝5.13 V，故通过LED的电流不能达到0.3 A，理由是此时的电源电压约为3 V，小于通过LED的电流达到0.3 A时的电压。
12．(1)用电器 　(2)2.2×104；9　(3)短　(4)2×105
点拨：(1)电动汽车充电时消耗电能，将电能转化为化学能储存在电池中，电池组相当于电路中的用电器；(2)该车配备200千瓦时容量电池组，使用220 V、100 A的充电插口给电池组充电，该电动汽车的充电电池组充电功率为P＝
UI＝220 V×100 A＝2.2×104 W，电池充满一次电需要的时间t＝＝≈9 h；(3)启用动力回收系统后，感应电动机变成了发电机，将减速运动时的部分动能转化为电能储存在电池组中。由于动力回收系统和刹车踏板的共同作用，使刹车距离比不启动时要短。若该电动汽车的储能效率(发动机将动能转化为电能的效率)为60%，该电动汽车某一时刻的动能为5×105 J，松开油门踏板后，转化的内能W内＝W动×(1－η)＝5×105 J×(1－60%)＝2×105 J。