第十八章 电功率 综合素质评价(A)（含答案）

第十八章综合素质评价(A)
一、选择题(每题3分，共12分)
1．如表是一种常见电器的铭牌，它可能是(　　)
额定电压/频率 220 V/50 Hz
额定功率 1 800 W
生产日期 见商品外包装
A.日光灯 B．家用空调 C．学生计算器 D．家用电冰箱
2．节能灯已成为家庭照明的主要选择，一个11 W的节能灯和一个40 W的白炽灯在正常工作时的照明亮度是相同的，如图所示，以下说法不正确的是(　　)
A．节能灯每秒消耗11 J电能
B．节能灯每秒产生的内能大于白炽灯
C．两灯正常工作所需电压是相同的
D．用节能灯替代白炽灯有助于节省电能
3．四根电阻丝a、b、c、d由同种材料做成，其横截面积相同，但绕不同的圈数(每圈的长度相等，a、c圈数相同，b、d圈数相同)，如图连接，通电后在相同的时间内，它们产生的热量由多到少的顺序是(　　)
A．a、b、d、c B．a、c、b、d
C．b、d、a、c D．d、c、b、a
4．[2022·深圳盐田区期末改编]小灯泡L1与L2串联(灯丝电阻不变)，其中L2的电功率为4 W，且L1比L2亮，使用一段时间后，L2突然熄灭，L1的亮度明显变亮，此时L1的功率为25 W，则L2发生的电路故障及
L2未熄灭之前L1的电功率为(　　)
A．短路；1 W B．短路；9 W
C．短路；16 W D．断路；18 W
二、填空题(每空1分，共9分)
5．小建家里买了一个家用电暖器，电暖器的工作原理是将电能转化为________，将电暖器单独接在220 V的电路中，电流为2 A，工作1 min后，该电暖器消耗的电能为________ J，1度电可以供给这个电暖器正常使用________h。(结果保留2位小数)
6．[2022·深圳福田区期中]生活中灯泡“闪”了，一般发生在开灯的瞬间，这是由于开灯瞬间灯丝的温度_______，电阻较_______，通过它的电流________的缘故。
7．如图所示为电能表的面板示数，该家庭电路消耗的电能是________kW·h；根据电流规格参数表明，确定电能表有关特性的电流值是________A，家庭电路接入用电器的最高功率为________W。
三、作图题(共5分)
8．在探究“电流热效应与哪些因素有关”的实验中，小明要用如图所示的实验器材探究电流一定时，电流热效应与电阻的关系。请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整。
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9．[创新题]实验室有三种小灯L红 、L绿、L蓝，通电时分别发出红、绿、蓝光。已知三种小灯通电时发光颜色不同，其他电学特征完全一致，小灯标有“额定电压2.5 V”。请在图中完成电路连接，要求：电位器(旋钮式变阻器)分别控制不同的小灯；顺时针转动电位器(旋钮式变阻器)的滑片，小灯变亮；逆时针转动滑片，小灯变暗。
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四、实验题(每空1分，共8分)
10．[科学思维·信息素养]在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小明所用小灯泡的额定电压为2.5 V。
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(1)用笔画线表示导线将图甲所示电路连接完整，并使变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮。
(2)小明刚连接好最后一根导线，小灯泡就发出明亮的光，他在连接电路中出现的错误是①________________________；②________________________。
(3)排除故障后，小明移动滑片，读出了三组实验数据，粗心的他把数据随手写在草稿纸上(如图乙)，而没有填入对应的表格。请你帮助小明计算出小灯泡的额定功率为________W。通过实验发现，小灯泡两端的电压越大，电功率越大，灯泡越________；小明移动滑片，又测量了几组数据，并绘制了小灯泡的U－I图象，下列图象符合实际情况的是________。
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(4)测量结束后小明应先_______，然后拆除_______两端的导线，再拆除其他导线。
五、计算题(共7分)
11．某养生壶有保温、蒸煮两挡功能，如图是其简化电路图，S是旋钮式开关，R1、R2是两个加热电阻，养生壶的部分参数如表。求：
项目 参数
额定电压/V 220
保温功率/W 200
蒸煮功率/W ？
容积/L 1
(1)壶中加满水，蒸煮5 min能使初温为20 ℃的水升高到70 ℃。养生壶的蒸煮效率为70%，则蒸煮功率为多大？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃), ρ水＝1.0×103 kg/m3]
(2)R1和R2的阻值分别为多少？
六、综合能力题(每空1分，共9分)
12．[2023·汕头模拟]阅读短文，回答问题。
智能电加热眼罩
近几年，近视成为影响青少年身体健康的重要因素，为有效保护眼睛，降低近视率，市场上推出了一款电加热眼罩，对缓解眼疲劳有一定效果，电加热眼罩是在绝缘的聚酯薄膜表面有序排列10根一样的具有发热、控温双重功能的PTC加热丝，PTC是一种新型的半导体陶瓷材料。电加热眼罩内部结构如图甲所示，PTC加热丝两端与金属导线相连，形成网状结构，由6 V的锂电池供电。每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图乙所示，当温度达到40 ℃时，PTC加热丝的发热功率等于散热功率(即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等)，温度保持不变，实现智能控温。
(1)PTC是________(填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料。
(2)如图甲所示，PTC加热丝的连接方式是________联，正常工作时金属导线中A、B处电流分别为IA和IB，则IA________(填“<”“＝”或“>”)IB。
(3)将眼罩加热电路开关闭合，其功率随时间变化的图象最可能是下列选项中的________。
(4)眼罩加热电路的最大发热功率为________W，当温度为40 ℃时，通电10 min，眼罩加热电路消耗的电能为________J。
(5)家用固体电热灭蚊器也是用PTC陶瓷电热元件制成的，当家用固体电热灭蚊器工作时两端电压不变，温度基本恒定在165 ℃左右，若它的温度高于165 ℃(但低于300 ℃)，电阻 ________(填“变大”或“变小”)，功率________(填“变大”或“变小”)，使其温度 ________(填“升高”或“降低”)；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热灭蚊器具有自动调节功能。
答案
一、1.B　2.B　3.A　4.C
二、5.内能；26 400；2.27
6．较低；小；大
7．222.3；5；4 400　点拨：电能表最后一位示数是小数位，由图示电能表可知，家庭电路消耗的电能W＝222.3 kW·h。家庭电路接入用电器的最高功率P＝UI＝220 V×20 A＝4 400 W。
三、8.解：如图所示。
9．解：如图所示。
四、10.(1) 如图所示。
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(2)①连接电路时没有断开开关 ②滑动变阻器滑片P未移至最大阻值处
(3)0.7；亮；A　(4)将开关断开；电源
五、11.解：(1)由ρ＝可得，水的质量m水＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×1×10－3 m3＝1 kg，吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×105 J。由η＝×100%可得，消耗的电能W＝＝＝3×105 J，养生壶的蒸煮功率P＝＝＝1 000 W。
(2)由电路图可知，S拨到2、3时，R1、R2串联，电路总电阻较大，由P＝可知，电路功率较小，为保温挡，电路的总电阻R＝＝＝242 Ω；S拨到3、4时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电路总电阻较小，由P＝可知，电路功率较大，为蒸煮挡，R1的阻值R1＝＝＝48.4 Ω；因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以R2的阻值R2＝R－R1＝242 Ω－
48.4 Ω＝193.6 Ω。
六、12.(1)半导体　(2)并；>　(3)C
(4)9；2 160　(5)变大；变小；降低
点拨：(1)由题意可知，PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，因此PTC是半导体材料。(2)由图甲可知，各根PTC加热丝互不影响，故PTC加热丝是并联的。因为PTC加热丝是并联的，并联的PTC加热丝越多，电流越大，故IA>IB。(3)由图乙可知，PTC加热丝的阻值随温度的升高，先变小后变大，由题意可知，当温度达到40 ℃时，PTC加热丝的发热功率等于散热功率，温度保持不变，即温度达到40 ℃后PTC加热丝的阻值不变，因此开关闭合后，PTC加热丝的阻值先变小后变大再不变，由P＝UI＝可知，其功率先变大后变小再不变，故C符合题意。(4)由P＝UI＝可知，电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，由图乙可知，每根PTC加热丝的最小阻值为40 Ω，由图甲可知，电加热眼罩由10根PTC加热丝并联组成，由并联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻R＝R0＝×40 Ω＝4 Ω，则眼罩加热电路的最大发热功率P＝＝
＝9 W。由图乙可知，当温度为40 ℃时，每根PTC加热丝的阻值为100 Ω，由并联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻R′＝R0′＝×100 Ω＝10 Ω，则当温度为40 ℃时，通电10 min，眼罩加热电路消耗的电能W＝UIt＝t＝
×10×60 s＝2 160 J。