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第13章:电功和电功率-2023-2024学年初中物理单元培优提升题型练习(北师大版)
一、单选题
1.电路千万条,安全第一条。关于安全用电,下列做法正确的是( )
A.手机充电结束,从插座上及时拔下充电器 B.发现有人触电,立即用手把他拉离带电体
C.使用验电笔时,手必须接触笔尖金属部分 D.发现空气开关跳闸后,应该立即重新合上
【答案】A
【详解】A.手机充电结束,充电器仍处于工作状态,仍能消耗电能,应从插座上及时拔下充电器,故A正确;
B.当发现有人触电时,应该立即采取的措施是:迅速切断电源或用绝缘体挑开电线,不能用手拉开电线和触电的人,由于人体是导体,这样自己也会触电,故B错误;
C.使用验电笔时,人手不能接触笔尖金属体,但必须接触笔尾金属体,故C错误;
D.空气开关跳闸,说明电路中电流太大,可能是发生短路,也可能是用电器总功率过大,应排除故障再合闸,故D错误。
故选A。
2.多控开关常用于家庭电路和商场楼宇中,以实现多个开关对同一用电器的独立控制。装修房子的小沈,在设计楼梯照明电路时,希望通过楼上楼下两个开关,随时独立操控灯泡亮灭,下面电路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.由A图所示,开关S1、S2和灯泡组成串联电路,根据串联电路特点,开关S1、S2必须同时闭合灯泡才能发光,独立操控灯泡亮灭,故A错误;
B.由B图所示,开关S1和S2并联后再与灯泡串联,开关S1、S2只要闭合一个,灯泡就能一个发光,另一个闭合、断开均不影响灯泡亮灭,故B错误;
C.由C图所示,开关S1和灯泡并联后S2再与灯泡、电阻组成串联。当开关S1、S2都闭合时灯泡短路或只闭合S1电路断路,灯泡不发光;只闭合S2灯泡发光,开关彼此影响灯泡亮灭,故C错误;
D.由D图所示,S1和S2之间由并排两根导线,两开关只有两种情况,要么闭合时在同一导线上,要么闭合时不在同一导线上。若闭合时在同一导线上,灯泡发光;否则不发光,所以随时独立操控灯泡亮灭,故D正确。
故选D。
3.某智能手机的锂电池上标有“”字样,该手机搭配了超级快充功能,快充时保持充电电压3.7V不变,增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能,需要充电40min,此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近( )
A.节能灯 B.电风扇 C.电饭锅 D.电冰箱
【答案】C
【详解】此时手机的快充电流
A.节能灯正常工作时的电流约0.1A,故A不符合题意;
BD.电风扇、电冰箱正常工作时的电流约1A,故BD不符合题意;
C.电饭锅正常工作时的电流约5A,故C符合题意。
故选C。
4.把标着“6V 6W”的甲灯和“6V 3W”的乙灯串联在电压是6V的电路中,则:( )
A.因为甲灯额定功率较大,所以甲灯较亮
B.因为通过它们的电流相等,所以一样亮
C.因为甲灯的电阻较小,所以甲灯较亮
D.因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮
【答案】D
【详解】甲灯的电阻
乙灯的电阻
两灯串联,电流相等,R甲故选D。
5.知识梳理是物理学习的一种重要方法。同学们按一定特征对质量m、密度ρ、热值q、比热容c、电功W、电功率P等物理量进行了整理,下列四种归纳中不正确的是( )
物理量 q、c、W、P m、ρ A 物理量 ρ、q、c、P m、W B
知识内容 能量 物质 比值定义 是 不是
物理量 m、ρ、q、c W、P C 物理量 ρ、q、c、P m、W D
物质(体)物理属性 是 不是 复合单位 是 不是
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】(1)质量m是物体的一种属性,是物体含有物质的多少,单位为千克;
(2)密度ρ是物质的一种特性,其大小等于物质的质量与体积之比,单位为千克每立方米;
(3)热值q是物质的一种特性,其大小等于物质完全燃烧放出的热量与质量或体积之比,单位为焦耳每千克或焦耳每立方米;
(4)比热容c是物质的一种特性,其大小等于1千克的物质升高1摄氏度所吸收的热量,单位为焦耳每千克摄氏度;
(5)电功W是表示用电器消耗电能多少的物理量,单位为焦耳;
(6)电功率P是表示用电器消耗电能快慢的物理量,其大小等于消耗的电能与消耗这些电能的时间之比,单位为瓦特。
A.由以上分析可知,q、c、W、P都是与能量相关的物理量,m、ρ是与物质相关的物理量,故A正确,不符合题意;
B.由以上分析可知,ρ、q、c、P的定义均为两个物理量之比,而m、W不是,故B正确,不符合题意;
C.由以上分析可知,m、ρ、q、c都属于物质或物体的属性(特性:特殊的属性),W、P是描述能量的物理量,不属于物质或物体的属性,故C正确,不符合题意;
D.由以上分析可知,ρ、q、c的单位都是两个或两个物理量单位混合而成的,而m、W、P都有专门的单位,故D不正确,符合题意。
故选D。
6.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示,下列判断中( )
①R2的最大阻值为30Ω
②电源电压为6V
③电路的总功率最大为5.4W
④R1消耗的电功率的最小值为0.4W
A.只有①③正确 B.只有③④正确
C.只有①②正确 D.只有②④正确
【答案】A
【详解】①②由图甲可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片于a端时,其接入电路电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A,电源的电压
U=I1R1=0.6A×R1①
当滑片于b端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知
I2=0.2A,U2=6V
滑动变阻器的最大阻值
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压
U=I2R1+U2=0.2A×R1+6V②
因电源的电压不变,由①②可得
0.6A×R1=0.2A×R1+6V
解得R1=15Ω,电源的电压
U=0.6A×R1=0.6A×15Ω=9V
故①正确,②错误;
③电路中的电流最大I1=0.6A,电路的总功率最大为
P大=UI1=9V×0.6A=5.4W
故③正确;
④电路中的电流最小I2=0.2A,R1消耗的电功率的最小值为
P1=I22R1=(0.2A)2×15Ω=0.6W
故④错误。
故选A。
7.如图所示为模拟调光灯电路,电源电压恒为9V,滑动变阻器R标有“20Ω 1A”的字样,电流表选用“0~0.6A”的量程,当滑片P移至中点时,小灯泡恰好正常发光,已知小灯泡上标有“3V 0.9W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。为保证电路安全,下列选项正确的是( )
A.滑动变阻器阻值的变化范围为5~20Ω
B.定值电阻的阻值为20Ω
C.电流表示数变化的范围为0.225~0.3A
D.小灯泡的最小功率为0.675W
【答案】C
【详解】由图可知,小灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联,电流表测量电路电流。已知小灯泡上标有“3V 0.9W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),由可得小灯泡正常发光的电流
由可得小灯泡的电阻
A.电流表选用“0~0.6A”的量程,滑动变阻器允许通过最大电流为1A,灯泡正常发光的电流为0.3A,为保证电路安全,所以电路最大电流
此时滑动变阻器接入阻值最小,且题干说“当滑片P移至中点时,小灯泡恰好正常发光”,结合滑动变阻器规格,可知滑动变阻器接入最小阻值为最大值的一半,即10Ω,所以滑动变阻器阻值的变化范围为10~20Ω,故A错误;
B.滑片P移至中点时,小灯泡恰好正常发光,由A已知此时电流为0.3A,滑动变阻器接入阻值为10Ω,由可得此时总电阻
则定值电阻的阻值
故B错误;
C.由A已知最大电流为0.3A,当滑动变阻器接入阻值最大时,电路电流最小,为
即电流表示数变化的范围为0.225~0.3A,故C正确;
D.由C已知最小电流为0.225A,小灯泡灯丝阻值为10Ω不变,则小灯泡的最小功率
故D错误。
故选C。
8.如图所示的电路中,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,现闭合开关,将滑动变阻器滑片向右滑动,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数减小,电压表V1的示数不变
B.电流表A示数减小,电压表V2的示数增大
C.电压表V2与电流表A的比值增大
D.电路中的总功率增大
【答案】A
【详解】AB.分析电路图,R1和R2串联,电流表测电路电流,电压表V1测电源电压,电压表V2测R1两端电压。当滑动变阻器滑片向右滑动,R2电阻变大,电路的总电阻变大,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路电流减小,则电流表A示数减小;R1是定值电阻,因此两端电压减小,电压表 V2示数减小;电压表V1测电源电压示数不变,故A正确,B错误;
C.电压表V2测R1两端电压与电流表A的示数等于流经定值电阻R1的电流,因此电压表V2与电流表A的比值等于定值电阻的阻值,保持不变,故C错误;
D.当滑动变阻器滑片向右滑动,R2电阻变大,电路的总电阻变大,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路电流减小,根据P=UI可知,电路中的总功率减小,故D错误。
故选A。
9.关于家庭电路,下列说法不正确的是( )
A.各用电器之间都是串联的
B.控制灯的开关接在火线与灯之间
C.工作的用电器越多,总功率越大
D.当发现有人触电时,应及时切断电源
【答案】A
【详解】A.家庭电路中各用电器工作时互不干扰,是并联的,故A错误,符合题意;
B.处于安全用电的考虑,控制灯的开关应接在火线与灯之间,故B正确,不符合题意;
C.家庭电路的总功率等于各用电器功率之和,工作的用电器越多,总功率越大,故C正确,不符合题意;
D.当发现有人触电时,应第一时间切断电源,再进行救援,故D正确,不符合题意。
故选A。
10.下列关于家庭电路和安全用电的说法正确的是( )
A.不接触带电体就不会对人体造成危险
B.用试电笔辨别火线时,手接触笔尾的金属体
C.更换灯泡或搬动电器前可不必断开电源开关
D.发现家用电器或电线着火时,应立即用水扑灭
【答案】B
【详解】A.安全用电的原则是:不接触低压带电体,不靠近高压带电体,因高压触电有两种,电弧触电和跨步电压触电,人虽然不直接接触高压输电线路,但靠近高压带电体也会对人体造成危害,故A错误;
B.用试电笔辨别火线时,手接触笔尾的金属体,不能接触笔尖金属体,故B正确;
C.更换灯泡或搬动电器前,应该断开电源开关,防止触电,故C错误;
D.发现家用电器或电线着火时,应该先切断电源,再用干粉或气体灭火器灭火,不可直接泼水灭火,以防触电或电器爆炸伤人,故D错误。
故选B。
11.如图所示,对于图片中所描述的物理现象或过程符合安全用电的是( )
A.图甲中家用电器之间一般是并联关系,同时使用多个用电器会造成电路中总电流过大
B.图乙中将电冰箱接入图乙所示的插排来工作
C.图丙所示实验可说明家庭电路中可以用铜丝代替保险丝
D.图丁中人靠近高压带电体
【答案】A
【详解】A.图甲中家用电器之间一般是并联关系,根据并联电路电阻的特点和可知,同时使用多个用电器会造成电路中总电流过大,故A符合题意;
B.电冰箱有金属外壳,需要接地线,应使用三脚插座,故B不符合题意;
C.保险丝不能用铜丝代替,保险丝的选择需要满足电阻率大,熔点低的特点,故C不符合题意;
D.人靠近高压带电体极易引发触电事故,不符合安全用电原则,故D不符合题意。
故选A。
12.关于家庭电路和安全用电,下列生活中的做法符合安全用电原则的是( )
A.用电器的金属外壳应该接地
B.发现电路着火立即用水扑灭
C.发现有人触电时,立即用手将其拉开
D.用电器电线的绝缘皮破损了,仍继续使用
【答案】A
【详解】A.用电器的金属外壳接地,可以在用电器漏电时把电导入大地,避免人接触电气时触电,故A符合题意;
B.发现电路着火立时,不能用水扑灭,因为普通的水是导体,会加重火势,甚至引起扑火者触电,应断开电源,在救火,故B不符合题意;
C.发现有人触电后首先切断电源,把触电者拉离电源,因人体是导体,可避免救助者间接触电事故,故C不符合题意;
D.电线的绝缘皮破损时应及时更的是否则容易发生短路或引起触电事故,故D不符合题意。
故选C。
13.下列生活中的一些做法,符合安全用电原则的是( )
A.电器维修时断开电源开关
B.用湿抹布擦拭正发光的灯管
C.用湿手拔出电视机的插头
D.手机充电器长时间插在通电的插座上
【答案】A
【详解】A.电器维修时断开电源开关可以防止触电事故的发生,故A符合题意;
B.生活用水是导体,用湿抹布擦拭正发光的灯管可能会导致触电事故,故B不符合题意;
C.生活用水是导体,用湿手拔出电视机的插头可能会导致触电事故,故C不符合题意;
D.手机充电器长时间插在通电的插座上会造成充电器发热,从而引起火灾,故D不符合题意。
故选A。
14.生活中,我们应“珍爱生命,规范用电”。下列说法错误的是( )
A.电热毯内电阻丝断了,接上后可继续使用
B.电冰箱的金属外壳一定要接地
C.不要用正在充电的手机接听电话
D.不要在高压电线下钓鱼
【答案】A
【详解】A.电热毯内电阻丝断了,接上后导致电热毯内部的电阻发生改变,从而使电热毯不能正常工作,存在安全隐患,故A错误,A符合题意;
B.带有金属外壳的用电器,为防止人触摸金属外壳时发生触电,所以需要金属外壳接地线,故B正确,B不符合题意;
C.正在充电的手机,接打电话时,容易因发生漏电而使人触电,故C正确,C不符合题意;
D.在高压电线下钓鱼,钓鱼线接触到高压线时,容易发生触电,故D正确,D不符合题意。
故选A。
15.用如图的装置“探究影响电流热效应的因素”,电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中,且R1
A.该装置用来探究电流热效应与电压大小的关系
B.闭合开关后,装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C.实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水,可比较煤油和水的比热容大小
【答案】C
【详解】A.由图可知,两电阻丝串联,电流相同,通电时间也相同,但电阻不同,故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系,故A错误;
B.由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流和通电时间相同时,电阻越大,放出的热量越多,由于R1C.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,这个研究方法可以称之为转换法,故C正确;
D.要比较水和煤油的比热容,则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量(加热时间)相等,由温度的变化大小得出比热容的大小关系;故用相同质量的水代替煤油,两瓶中电阻丝的阻值还要相同;故D错误。
故选C。
16.有两条电阻丝,它们的电阻之比是2∶1,把它们串联接入电压为U的电路中,则在相等的时间里,它们放出的热量之比是( )
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶4 D.4∶1
【答案】B
【详解】把它们串联接入电压为U的电路中,根据串联电路的电流规律,电流处处相等,则流过两条电阻丝的电流大小相等,而且时间也是相等的,电阻阻值比为2∶1,根据焦耳定律的公式可知,在相等的时间里,它们放出的热量之比为
它们放出的热量之比是2∶1,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
17.如图所示电源电压U保持不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。当闭合S1、断开S2、S3时,将滑片置于最上端,电流表的示数为I1,定值电阻R1的电功率为P1,滑动变阻器的电功率为P;当闭合S1、S2、S3时,将滑片置于最下端,此时电流表的示数为I2,R1的电功率为P1′,R3的电功率为P2;当闭合S3、断开S1、S2时,将滑片置于最下端,此时电路中的电流为0.1A,R3的电功率为P2′。已知I1:I2=1:4,P1:P1′=1:9,P=0.8W。下列结果不正确的是( )
A.U=6V B.I1=0.2A C.R3=30Ω D.P2:P2′=2:1
【答案】D
【详解】AB.当闭合S1、断开S2、S5时,将滑片置于最上端R1与滑动变阻器串联,电压表测量电阻R1的电压,电流表测量电路的电流,定值电阻R1的电功率为;滑动变阻器的电功率为根据解得;当闭合S1、S2、S2时,将滑片置于最下端,电阻R1、R2和R3并联,根据并联电路特点表示出电源电压;R1的电功率为;根据,解得;电压不变,;解得;
故AB正确,不符合题意;
CD.根据得;通过R3的电流
,解得;R3的电功率为
当闭合S3、断开S1、S2时,将滑片置于最下端,电阻R2和R3串联,通过R3的电流
此时R3的电功率为
故C正确,不符合题意;D错误,符合题意。
故选D。
18.关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.甲图中,螺丝刀试电笔笔尖接触插座左孔,氖管发光说明家庭电路中的零线可能断路了
B.乙图中,三脚插头上标E的导线与洗衣机的金属外壳相连
C.丙图中,空气开关跳闸,只能是家庭电路出现短路造成的
D.丁图中,当人发生触电事放时,漏电保护器会迅速切断电流
【答案】B
【详解】A.螺丝刀试电笔笔尖接触甲图插座左孔,氖管发光说明试电笔笔尖接触火线,故A错误;
B.洗衣机的三脚插头上标着E的导线是接地线,和用电器的金属外壳相连,故B正确;
C.家庭电路中电流过大的原因:可能是用电器的总功率过大,可能是发生了短路,故C错误;
D.图中人是双线触电,电流经过人体,但火线与零线的电流相等,故漏电保护器不会切断电路,故D错误;
故选B。
19.如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器内密封着等量的空气,下列有关说法正确的是( )
A.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的
B.通电一段时间后,甲图中左侧导体产生的热量是右侧导体产生热量的一半
C.乙图可以用于探究电流通过导体时产生的热量与电阻大小的关系
D.乙图中通电一段时间后,U形管中左侧液面的高度差比右侧的小
【答案】B
【详解】A.电流通过电热丝产生热量,使容器的空气温度升高,体积变大,导致U形管中左右两侧液面出现高度差,根据两个U形管中的液体高度差关系可以比较两个电热丝产生热量的多少。故A错误;
B.甲图两个电热丝串联,通过的电流相等,通电时间相等,左侧的电热丝电阻是右侧的一半,根据可以知道,电流通过左侧电热丝产生的热量是右侧的一半。故B正确;
C.因为乙中两个容器中的电热丝电阻相等,故不能探究电热与电阻的关系。故C错误;
D.乙中右侧容器中电热丝与容器外一电热丝并联,故右侧电热丝中电流是左侧电热丝中电流的一半。根据焦耳定律可以知道,在其他条件相同时,电流通过左侧电热丝产生的热量多。故D错误。
故选B。
20.关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.如图甲,将金属笔尖接触三孔插座孔②,氖管发光
B.如图乙,将金属笔尖接触三孔插座孔③,氖管发光
C.若电气设备外壳带电,连接金属外壳的插头与插孔①相连,使电流流入大地,不致对人造成伤害
D.人不小心接触了与插孔③相连的导线,总开关上的“空气开关”会迅速切断电流,对人身起到保护作用
【答案】C
【详解】AB.因三孔插座的孔①接地线,孔②接火线,孔③接零线。三脚插头的①号脚与用电器外壳相连,当三脚插头插入三孔插座时,三脚插头的①号脚与三孔插座的①号相连,将金属笔尖接触三孔插座孔③,手未接触笔尾金属条,氖管不发光,故AB错误;
C.连接金属外壳的插头与插孔①相连,使电流流入大地,不致对人造成伤害,故C正确;
D.人体接触火线,由于人的电阻较大,电路中电流并不大,空气开关不会断开,故D错误。
故选C。
二、填空题
21.综合实践活动中,小田利用电能表和秒表测量家中电热水壶的电功率。在确保只有电热水壶工作时,读出电能表示数为 ,烧水5min后,电能表的示数变为 ,此过程中电热水壶消耗的电能为 kW h,它的电功率为 W。若测量电能表指示灯闪烁适量次数所用的时间,并利用电能表常数3200imp/(kW h)计算出电功率。这种方法与原方法相比,具有的优点是 (说出一点即可)。
【答案】 0.1 1200 可测量较小的电能
【详解】[1]电能表示数最后一位是小数,单位为kW h,故此过程中电热水壶消耗的电能为
[2]它的电功率
[3]原方法最小只能测量0.1kW h的电能,此方法可测量比0.1kW h小的电能。
22.“节能减排”要从身边小事做起,如离开房间后要熄灭电灯、减少电视机的待机时间等,家庭电路中,电灯与电视机是 联的,控制电灯的开关应接在电灯和 线之间。
【答案】 并 火
【详解】[1]并联电路中,用电器之间不会相互影响,当电视机停止工作时,灯泡不会受到影响,故电视机与灯泡是并联的。
[2]根据安全用电的原则,开关应控制火线,故控制电灯的开关应接在电灯和火线之间。
23.在如图所示的电路中,电源的电压保持不变。先闭合开关S1后,再闭合开关S2,电流表的示数 ,灯泡L1的电功率 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 变大 不变
【详解】[1]如图所示的电路中,先闭合开关S1时,电路为灯泡L1的简单电路,电压表测量灯泡L1两端电压,电流表测通过灯泡L1的电流;闭合开关S1后,再闭合开关S2,灯泡L1和L2并联,此时电源的电压保持不变,电流表测干路电流,即通过灯泡L1和L2的电流之和,根据并联电路电流特点知,电流表的示数变大。
[2]闭合开关S1后,再闭合开关S2,此时电源的电压保持不变,灯泡L1和L2并联,根据并联电路特点知,通过灯泡L1的电流和L1的两端电压都不变。根据知,灯泡L1的电功率不变。
24.学习了家庭电路知识后,小明对家庭用电进行了调查研究。
(1)为了用电安全,电水壶应该使用 线插头;
(2)电水壶单独工作6min,标有“1200imp/(kW·h)”字样的电能表指示灯闪烁了120次,该电水壶消耗的电能为 kW·h,电功率为 W。此过程消耗的电能相当于完全燃烧 g酒精放出的热量;(q=3.0×107J/kg)
(3)规格为“220V 60W”的白炽灯与“220V 8W”的LED灯正常发光时亮度相当,白炽灯正常发光效率约为12%,则LED灯正常发光效率约为 %。
【答案】 三 0.1 1000 12 90
【详解】(1)[1]电热水壶外壳通常是金属制成的,为了用电安全,防止触电,电水壶应该使用三线插头。
(2)[2]电能表指示灯闪烁了120次,消耗的电能为
[3]根据可知,电水壶消耗的电功率为
根据题意可知,燃料燃烧放出的热量
Q放= mq =W=0.1×3.6×106J=3.6×105J
可得,需要燃烧酒精的质量为
(3)根据题意可得
60W×12%=8W×η
解得,η=90%。
25.白炽灯用久了会发暗,原因之一是钨丝先升华后 (填物态变化名称),附着在灯泡内壁上;原因之二是灯丝变细,电阻变大,在电压不变时,实际功率 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 凝华 变小
【详解】[1]白炽灯使用过程中,灯丝在高温状态下会升华为钨蒸气,高温的钨蒸气遇到冷的玻璃罩又会凝华成固态的小颗粒,附着在玻璃罩上,所以白炽灯用久了会发暗。
[2]导体的电阻跟横截面积有关,横截面积越小,电阻越大。灯丝升华变细,电阻变大,根据,电压不变,所以功率变小,也会造成灯泡变暗。
26.如图所示,电工师傅用一只标有“220V 40W”的灯泡(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中各支路的情况,和均标有“220V 40W”。当只闭合S、时,发光,不发光,说明 (选填“断路”、“短路”或“正常工作”);当只闭合S、时,和都呈暗红色,说明 (选填“断路”、“短路”或“正常工作”),此时的额定功率为 W,考虑温度对电阻的影响。
【答案】 短路 正常工作 40
【详解】[1]由图可知,当只闭合S、S1时,灯泡L1与L0串联,L0发光,说明电路是通路,L1不发光,说明L1短路。
[2]当只闭合S、时,L0和L2串联,两个灯都呈暗红色,说明两灯泡两端电压都低于220V,不能正常发光,说明L2所在支路是正常的。
[3]用电器的额定功率是不变的,此时L0的额定功率为40W。
27.我国家庭电路的电压是 V。家庭电路中的电冰箱、电视机、电灯等用电器的连接方式是 联的。小明家中装有一台电视机、一台洗农机、一盏相同照明灯,单个用电器正常工作时的电流分别为500mA、1A、400mA,如果总电流不允许超过4A,他家最多还能再安装400mA的照明灯 盏。
【答案】 220 并 5
【详解】[1]我国家庭照明电路电压是220V。
[2] 家庭电路中的电冰箱、电视机、电灯等用电器之间都是独立工作,互不影响的,属于并联的连接方式。
[3]依题意得,还能安装的电灯的总电流最大为
所以允许安装400mA的照明灯的数量为
结合实际可得最多安装5盏400mA的照明灯。
28.小华将电阻丝和分别浸没在质量和初温均相同的煤油中,按如图所示接入电路,开关闭合后,通过两电阻丝的 相等,根据温度计示数的变化可比较电阻丝产生 的多少,通电一段时间,发现甲瓶中温度计的示数上升 。
【答案】 电流 热量 高
【详解】[1]如图所示,两电阻丝串联,通过的电流相等。
[2]电阻丝通电后产生热量,热量被煤油吸收,导致煤油温度升高,所以可根据温度计示数的变化可比较电阻丝产生热量的多少。
[3]如图所示,两电阻丝串联,通过的电流相等,通电时间相同,且R1>R2,通电一段时间后,根据焦耳定律可知,电阻丝 R1产生的热量多,由于瓶内的煤油质量、初温相同,不考虑热量损失,甲瓶中温度计的示数上升高。
29.灯泡L和定值电阻R接在如图1所示的电路中,其两者的关系图像如图2所示,其中定值电阻的阻值为 ;开关闭合时,电流表示数为0.4A,电源电压是 V,此时灯泡的功率是 W。
【答案】 40 4 1.2
【详解】[1]由图2知道,当R两端的电压为4V时,通过R的电流为0.1A,由欧姆定律知道,定值电阻R的阻值
[2][3]由图1知道 ,灯泡L和定值电阻R并联,电流表测干路电流;由并联电路的电压特点知道,此时灯泡L和定值电阻R两端的电压相等,都等于电源电压,由图2知道,当灯泡L和定值电阻R两端的电压为4V时,通过灯泡L的电流为0.3A,通过定值电阻R的电流为0.1A,由并联电路的电流特点知道,此时干路电流
I=IL+IR=0.3A+0.1A=0.4A
符合题意,则此时的电源电压
U=UL=UR=4V
此时灯泡L的功率
PL=ULIL=4V×0.3A=1.2W
30.如图甲所示是身高测量仪,体检者站在绝缘平台上,能自动显示身高,R0为定值电阻,下列有关分析中正确的是 。
A.电流表示数显示身高,身高越高电流表示数越大
B.电压表示数显示身高,身高越高电流表示数越小,电压表示数越大
C.身高越高,R0消耗的电功率越小
D.无论身高的大小,电路消耗的总功率不变
理由: 。
【答案】 D 因为电路中的总电压不变,电流也不变,因此电路消耗的总功率不变
【详解】[1][2]由电路图知道,R与R0串联在电路中,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压;
A.因电压表在电路中相当于断路,滑动变阻器接入电路中的电阻不变;身高越高时,滑片会向上移动,电路的总电阻不变,电路中的电流不变,故A错误;
B.电压表测滑片下方电阻丝两端的电压,滑片下方电阻丝的阻值越大,电压表示数越大,所以应该用电压表示数显示身高,但电流表示数始终不变,故B错误;
C.身高越高时、R0的阻值不变,因电路中电流也不变,则根据P=I2R知道,R0消耗的电功率不变,故C错误;
D.身高越高时,电路中的总电阻不变,电路中的电流不变,由P=UI知道,在电源电压一定时,电路的总功率不变。故D正确。
故选D。
三、实验题
31.在“探究导体中的电流与电压的关系”实验中,所用的器材有:定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、干电池、开关、导线等。
(1)甲小组同学连接的电路如图所示。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“a”或“b”)端,并检查电流表、电压表的指针是否 ;
(2)他们设计的实验表格如表:
电阻R=10Ω
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
电流I
请指出表格设计的不规范之处: ;
(3)乙小组同学不用滑动变阻器,通过改变干电池节数来改变电阻两端电压(每节干电池的电压为1.5V),他们选用的电阻上标有“5Ω 1.5A”字样。当串联6节干电池进行实验时,竟闻到焦糊味,发现是电阻温度过高了。请你用初中物理知识分析说明电阻温度过高的原因。
【答案】 b 调零 物理量“电压”和“电流”没有单位 见解析
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,闭合开关前,变阻器连入电路的电阻最大,应将滑动变阻器的滑片移至b端,并检查电流表、电压表的指针是否在零刻度线处,如果电流表和电压表的指针没有在零刻度处,需要调零。
(2)[3]实验数据中物理量“电压”和“电流”没有单位,需要给电压和电流分别加上单位V和A。
(3)[4]1节干电池的电压是1.5V,6节干电池串联后电阻两端的电压为9V,通过它的电流
根据,电阻、通电时间一定时,电流越大,产生的热量越多,电阻温度过高就会产生焦煳味。
32.如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,电源电压为6V;
(1)图甲电路中还有一根导线没有连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求:导线不交叉);
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值 (选填“太小”或“太大”);
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。若要使小灯泡变得更亮一些,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动;
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的亮度 小灯泡的电功率P/W
1 2.2 0.28 比正常发光暗 0.62
2 2.5 正常发光
3 2.8 0.32 比正常发光亮 0.90
(4)将上表数据填完整后进行分析,发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的;
(5)观察表中的数据发现,虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是 。
【答案】 太小 0.75 右 实际功率 灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]测量小灯泡的电功率,灯泡应串联接入电路,小灯泡的额定电压为2.5V电压表并联在灯泡两端且用小量程。故连接电路图如下
(2)[2]连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,根据串联分压的原理知,滑动变阻器分得电压较小,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值太小。
(3)[3]小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表用的是小量程,分度值为0.02A,通过小灯泡的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
[4]若要使小灯泡变得更亮一些,灯泡两端电压应更大一点,滑动变阻器分得的电压应小一些。根据串联分压原理知,滑动变阻器接入电路阻值应变小,故滑动变阻器的滑片应向右移动。
(4)[5]将上表数据填完整后进行分析,发现小灯泡的电功率越大,小灯泡的越亮,所以小灯泡的亮度是由其实际功率决定的。
(5)[6]观察表中的数据发现,当小灯泡两端电压为2.2V时,小灯泡的电阻为
当小灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡的电阻为
当小灯泡两端电压为2.8V时,小灯泡的电阻为
由上分析可知,当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比在增大。虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大。
四、计算题
33.铭牌分别为“220V 800W”的电锅和“220V 1200W”的空调,接入如图所示的家庭电路中,求:
(1)只闭合开关,电锅正常工作,流过电路的电流;
(2)开关和都闭合,正常工作15分钟,电路消耗的电能是多少度。
【答案】(1)3.6A;(2)0.5
【详解】解:(1)只闭合开关,电锅正常工作,流过电路的电流
(2)开关和都闭合,电锅和空调并联,正常工作15分钟,电路消耗的电能
答:(1)只闭合开关,电锅正常工作,流过电路的电流为3.6A;
(2)开关和都闭合,正常工作15分钟,电路消耗的电能是0.5度。
34.如图所示,灯泡L标有“6V 3W”的字样,定值电阻R=10Ω,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,闭合开关S。将开关S1拨至2,滑片P移至a端,灯泡正常发光。
(1)求灯泡正常发光时的电流;
(2)滑片P移至b端,开关S1拨至1,求定值电阻R工作10min产生的热量;
(3)接着将开关S拨回2,电流表示数为0.24A,求此时灯泡的功率。
【答案】(1)0.5A;(2)240J;(3)0.288W
【详解】解:(1)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流为
(2)闭合开关S,将开关S拨至2,滑片P移至a端时,定值电阻R被短路,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电路中只有灯泡L工作,由灯泡正常发光,可知电源电压为
U=U额=6V
滑片P移至b端,开关S拨至1,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,灯泡L被短路,电阻R与滑动变阻器R1串联,根据Q=I2Rt可得,定值电阻R工作10min产生的热量
(3)接着将开关S拨回2,灯泡L与滑动变阻器R1串联,电流表测量电路中的电流,由U=IR可得,滑动变阻器两端的电压为
U1=I实R1=0.24A×20Ω=4.8V
由串联电路的电压特点可知,灯泡L两端的实际电压为
U实=U-U1=6V-4.8V=1.2V
此时灯泡的功率为
P实=U实I实= 1.2V×0.24A=0.288W
答:(1)灯泡正常发光时的电流为0.5A;
(2)滑片P移至b端,开关S1拨至1,定值电阻R工作10min产生的热量为240J;
(3)接着将开关S拨回2,电流表示数为0.24A,此时灯泡的功率为0.288 W。
35.如图是某品牌家用电炒锅的简化电路,电源电压为220V,、是发热电阻,的阻值为88Ω。开关S接a时为高温挡,高温挡功率为2200W;开关S接b时为低温挡。试求:
(1)电阻的阻值是多少?
(2)低温挡工作时电路中的电流是多少?
(3)低温挡工作5min电流做的功是多少?
【答案】(1)22Ω;(2)2A;(3)
【详解】解:(1)当开关S接a时,只有接入电路,为高温挡,R1的阻值为
(2)当开关S接b时为低温档,、串联,为低温挡,此时电路中的总电阻为
低温挡工作时电路中的电流
(3)低温挡工作5min电流做的功
答:(1)电阻R的阻值是22Ω;
(2)低温挡工作时电路中的电流是2A;
(3)低温挡工作5min电流做的功是。
五、作图题
36.某家庭电路如图,请用笔划线代替导线将以下元件进行安全、规范接线,要求开关能控制电灯工作,三孔插座独立工作。
【答案】
【详解】灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故,既能控制灯泡,又能更安全。三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线, 如图所示:
六、简答题
37.如图所示,一种符合国家标准插排和另一种不符合国家标准插排对比图,不符合国家标准的插排使用的插孔是一种万用插孔,和插头的接触不牢靠,容易引发火灾;它使用的两脚插头没有连接地线。也存在安全隐患。结合上面叙述请回答下列问题:
(1)插头接触不牢靠,电阻如何变化
(2)为什么容易引发火灾
(3)没有连接地线,在哪种情况下会发生危险
【答案】见解析
【详解】(1)连接处接触不牢,接触面积变小,电阻变大。
(2)根据焦耳定律Q=I2Rt可知,电流和通电时间相等时,接触处电阻大,产生热量多,所以容易发生火灾。
(3)带有金属外壳的用电器,没有连接地线,在发生漏电时,即金属外壳接触火线时,人接触金属外壳相当于接触火线,会发生危险。
七、综合题
38.小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示,其内装有4kg导热油,转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换,图乙是其内部电路原理图,其中四个发热电阻阻值相同。
(1)电暖器低温挡工作时,开关应处于 位置(选填“1”“2”或“3”)。
(2)已知中温挡额定功率为1000W,求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。 、
(3)使用高温挡正常工作5min,导热油温度由15℃升高到75℃,若消耗的电能有84%被导热油吸收,求导热油的比热容。
(4)根据所学的电学知识,请你提出一条安全使用电暖器的建议。
【答案】 1 48.4Ω 2000W 2.1×103J/(kg·℃) 大功率电器要接地线(合理即可)
【详解】(1)[1]由电路图可知,开关处于1位置时,两个R串联,总电阻为2R,开关处于2位置时,是一个R的简单电路,开关处于3位置时,两个R并联,总电阻为。根据可知,当开关处于1位置时,为低温挡,当开关处于2位置时,为中温挡,当开关处于3位置时,为高温挡。
(2)[2]中温挡时,根据可知
[3]高温挡功率为
(3)[4] 高温挡正常工作5min产生的热量为
导热油吸收的热量为
导热油的比热容为
(4)[5] 为了安全,大功率用电器应接地线,以防触电。
39.某油电混合动力汽车在蓄电池电量充足时由电动机提供动力(电动模式),当电量不足时,可切换至燃油发动机驱动(燃油模式),同时给蓄电池充电,为防止电量过低,延长电池寿命,汽车通过设置荷电状态(“SOC”)精准控制充电时刻。若“SOC”=30%,则当电池电量剩余30%时,汽车由电动模式自动切换成燃油模式。已知该车电池能够储存电能,小王驾驶充满电的汽车沿平直公路从甲地匀速行驶至乙地,两地相距100km,汽车行驶中所受阻力恒定,全程分两个阶段,如图所示。电动模式阶段:汽车从甲地出发,设置“SOC”=30%,假设电池消耗的电能全部用来驱动轿车行驶,则经过50.4km到达丙地时,汽车自动切换为燃油模式。燃油模式阶段:当汽车从丙地行驶至乙地时,小王发现电池电量显示为60%;若汽油燃烧放出能量的40%用于驱动汽车和充电,忽略充电时能量损耗。()
(1)图乙为该汽车的四冲程内燃机的各冲程的示意图,一个工作循环合理的顺序应为 (填字母);
(2)蓄电池充电时将 能转化为 能,此时蓄电池是 (选填“电源”、“用电器”);
(3)行驶过程中轮胎会发热,这个现象的合理解释是 ;
A.是因为发动机将热量传递给了它
B.有时路面温度高,将热量传递给了它
C.车轮与地面摩擦,通过做功增加了它的内能
D.以上说法都不正确
(4)汽车如图丙所示的电路,其中上端带有金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路,金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上,当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与红绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触,当汽车急刹时,哪一盏灯先亮? (选填“红灯”或“绿灯”);
(5)汽车从甲地到丙地电池消耗的电能为 J。
【答案】 BDAC 电 化学 用电器 C 红灯
【详解】(1)[1]A图中的两气门关闭,活塞下行,火花塞点火,是做功冲程;B图中的进气门打开,排气门关闭,活塞下行,是吸气冲程;C图中的进气门关闭,排气门打开,活塞上行,是排气冲程;D图中的两气门关闭,活塞上行,是压缩冲程。一个工作循环合理的顺序应为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程,故顺序为BDAC。
(2)[2][3][4]消耗电能的装置叫用电器,蓄电池充电时将电能转化为化学能贮存在蓄电池中,所以相当于用电器。
(3)[5]行驶过程中轮胎会发热是因为轮胎克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[6]由丙图可知,汽车向右运动,当汽车急刹车时,由于惯性,滑块要保持原来的运动状态继续向前运动,使红灯与电源组成闭合电路,红灯先亮。
(5)[7]汽车从甲地到丙地电池消耗的电能为
40.阅读短文,回答问题:
电熨斗
如图甲所示的电熨斗具有干湿两用功能:干用功能是指在无水状态下,通过电加热管加热底板,底板温度上升,直接压烫衣物;湿用功能是指在蒸汽状态下熨烫。该电熨斗的简易电路结构如图乙所示,其中、均为发热体,阻值为。
该电熨斗运用双金属片进行调温,双金属片是由长和宽相同的铜片和铁片组成,且两金属片被紧紧地铆在一起,受热时铜片膨胀得比铁片大,双金属片便向铁片那边弯曲,温度越高,弯曲得越显著,常温时,双金属片端点的触点与弹性铜片上的触点相接触,当电熨斗与电源接通时,电热丝发热,双金属片受热弯曲,当温度升高到设定温度时,双金属片顶端的触点与弹性钢片上的触点分离,电路断开,金属底板散热,温度降低,双金属片恢复原状,电路接通。这样,当温度高于所需温度时电路断开,当温度低于所需温度时电路接通,便可保持温度在一定的范围内。
电熨斗工作时的温度有两种方法可以调节。一种是调节接入电路中的阻值;二种是将调温旋钮上的升降螺丝上下调节,双金属片和弹性铜片上的触点随之上下移动,双金属片弯曲程度不同,金属底板温度也就不同。
该电熨斗的参数如表,最大蒸汽是电熨斗每分钟喷出水蒸气的质量。g取10N/kg。
质量(空水箱时) 1.3kg
底板面积
额定最大功率 500W
最大蒸汽 60g/min
水箱容量 200mL
(1)电熨斗通电工作,双金属片相当于电路中的 (选填“电源”“开关”或“用电器”),“水位观察窗”选用的材料应具有很好的 (选填“硬度”“延展性”或“透明度”);
(2)关于上述电熨斗,下列说法正确的是 ;
A.升降螺丝下调弹性铜片的势能减小 B.双金属片中上面的金属片应为铜片
C.通电工作时突然断开电源,两触点会断开 D.升降螺丝向上调时,可以调高熨烫的温度
(3)如图甲所示,若电熨斗的水箱充满水后,对桌面的压强为 Pa,以额定最大功率工作,同时处于最大蒸汽状态下时消耗的电能中只有60%被水吸收,则该状态下每克水喷出前吸收热量 J;
(4)假定电熨斗每秒种散失的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差关系如图丙所示,弹性铜片双金属片的电阻不计。如果只将的阻值调为,那么在房间温度为20℃时,电熨斗表面能保持的温度为 ℃。
【答案】 开关 透明度 B 1000 300 220
【详解】(1)[1]由题意可知,双金属片可以控制电路的通断,因此相当于电路中的开关。
[2]观察熨斗中的水位,应当使用透明度好的材料,能够更清晰的看到水位的情况。
(2)[3]A.弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,当将升降螺丝下调时,弹簧铜片的形变程度变大,因此弹性势能增大,故A错误;
B.由题意可知,受热时铜片膨胀的比铁片大,双金属片向铁片一侧弯曲,温度越高,弯曲的越显著。常温时,双金属片端点的触点与弹性铜片上的触点相接触。当电熨斗与电源接通时,电热丝发热,双金属片受热弯曲,当温度升高到设定温度时,双金属片顶端的触点与弹性钢片上的触点分离,电路断开,金属底板散热,温度降低,双金属片恢复原状,电路接通。由此判断,上层为铜片,下层为铁片,故B正确;
C.通电工作时,突然断开电源,温度不会立即降下去,两接触点不会立即断开,故C错误;
D.升降螺丝向上调时,这样在弹性铜片的作用下,两触点易分开,降低熨烫的温度,故D错误。
故选B。
(3)[4]电熨斗装满水时,水的质量
电熨斗对桌面的压力
对桌面的压强为
[5]电熨斗以额定最大功率工作,则每分钟消耗的电能为
因每分钟要产生60g水蒸气,则60g水吸收的热量
则每克水变成水蒸气吸收的热量
(4)[5]由图可知,R1与滑动变阻器串联,若只将R2的阻值调为21Ω,电熨斗每秒钟散失的热量为
由图像知,当电熨斗每秒钟散失的热量为400J时,底板与环境的温差为200℃,因此电熨斗表面能保持的温度为
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第13章:电功和电功率-2023-2024学年初中物理单元培优提升题型练习(北师大版)
一、单选题
1.电路千万条,安全第一条。关于安全用电,下列做法正确的是( )
A.手机充电结束,从插座上及时拔下充电器 B.发现有人触电,立即用手把他拉离带电体
C.使用验电笔时,手必须接触笔尖金属部分 D.发现空气开关跳闸后,应该立即重新合上
2.多控开关常用于家庭电路和商场楼宇中,以实现多个开关对同一用电器的独立控制。装修房子的小沈,在设计楼梯照明电路时,希望通过楼上楼下两个开关,随时独立操控灯泡亮灭,下面电路图正确的是( )
A. B.
C. D.
3.某智能手机的锂电池上标有“”字样,该手机搭配了超级快充功能,快充时保持充电电压3.7V不变,增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能,需要充电40min,此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近( )
A.节能灯 B.电风扇 C.电饭锅 D.电冰箱
4.把标着“6V 6W”的甲灯和“6V 3W”的乙灯串联在电压是6V的电路中,则:( )
A.因为甲灯额定功率较大,所以甲灯较亮
B.因为通过它们的电流相等,所以一样亮
C.因为甲灯的电阻较小,所以甲灯较亮
D.因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮
5.知识梳理是物理学习的一种重要方法。同学们按一定特征对质量m、密度ρ、热值q、比热容c、电功W、电功率P等物理量进行了整理,下列四种归纳中不正确的是( )
物理量 q、c、W、P m、ρ A 物理量 ρ、q、c、P m、W B
知识内容 能量 物质 比值定义 是 不是
物理量 m、ρ、q、c W、P C 物理量 ρ、q、c、P m、W D
物质(体)物理属性 是 不是 复合单位 是 不是
A.A B.B C.C D.D
6.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示,下列判断中( )
①R2的最大阻值为30Ω
②电源电压为6V
③电路的总功率最大为5.4W
④R1消耗的电功率的最小值为0.4W
A.只有①③正确 B.只有③④正确
C.只有①②正确 D.只有②④正确
7.如图所示为模拟调光灯电路,电源电压恒为9V,滑动变阻器R标有“20Ω 1A”的字样,电流表选用“0~0.6A”的量程,当滑片P移至中点时,小灯泡恰好正常发光,已知小灯泡上标有“3V 0.9W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。为保证电路安全,下列选项正确的是( )
A.滑动变阻器阻值的变化范围为5~20Ω
B.定值电阻的阻值为20Ω
C.电流表示数变化的范围为0.225~0.3A
D.小灯泡的最小功率为0.675W
8.如图所示的电路中,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,现闭合开关,将滑动变阻器滑片向右滑动,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数减小,电压表V1的示数不变
B.电流表A示数减小,电压表V2的示数增大
C.电压表V2与电流表A的比值增大
D.电路中的总功率增大
9.关于家庭电路,下列说法不正确的是( )
A.各用电器之间都是串联的
B.控制灯的开关接在火线与灯之间
C.工作的用电器越多,总功率越大
D.当发现有人触电时,应及时切断电源
10.下列关于家庭电路和安全用电的说法正确的是( )
A.不接触带电体就不会对人体造成危险
B.用试电笔辨别火线时,手接触笔尾的金属体
C.更换灯泡或搬动电器前可不必断开电源开关
D.发现家用电器或电线着火时,应立即用水扑灭
11.如图所示,对于图片中所描述的物理现象或过程符合安全用电的是( )
A.图甲中家用电器之间一般是并联关系,同时使用多个用电器会造成电路中总电流过大
B.图乙中将电冰箱接入图乙所示的插排来工作
C.图丙所示实验可说明家庭电路中可以用铜丝代替保险丝
D.图丁中人靠近高压带电体
12.关于家庭电路和安全用电,下列生活中的做法符合安全用电原则的是( )
A.用电器的金属外壳应该接地
B.发现电路着火立即用水扑灭
C.发现有人触电时,立即用手将其拉开
D.用电器电线的绝缘皮破损了,仍继续使用
13.下列生活中的一些做法,符合安全用电原则的是( )
A.电器维修时断开电源开关
B.用湿抹布擦拭正发光的灯管
C.用湿手拔出电视机的插头
D.手机充电器长时间插在通电的插座上
14.生活中,我们应“珍爱生命,规范用电”。下列说法错误的是( )
A.电热毯内电阻丝断了,接上后可继续使用
B.电冰箱的金属外壳一定要接地
C.不要用正在充电的手机接听电话
D.不要在高压电线下钓鱼
15.用如图的装置“探究影响电流热效应的因素”,电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中,且R1
A.该装置用来探究电流热效应与电压大小的关系
B.闭合开关后,装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C.实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水,可比较煤油和水的比热容大小
16.有两条电阻丝,它们的电阻之比是2∶1,把它们串联接入电压为U的电路中,则在相等的时间里,它们放出的热量之比是( )
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶4 D.4∶1
17.如图所示电源电压U保持不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。当闭合S1、断开S2、S3时,将滑片置于最上端,电流表的示数为I1,定值电阻R1的电功率为P1,滑动变阻器的电功率为P;当闭合S1、S2、S3时,将滑片置于最下端,此时电流表的示数为I2,R1的电功率为P1′,R3的电功率为P2;当闭合S3、断开S1、S2时,将滑片置于最下端,此时电路中的电流为0.1A,R3的电功率为P2′。已知I1:I2=1:4,P1:P1′=1:9,P=0.8W。下列结果不正确的是( )
A.U=6V B.I1=0.2A C.R3=30Ω D.P2:P2′=2:1
18.关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.甲图中,螺丝刀试电笔笔尖接触插座左孔,氖管发光说明家庭电路中的零线可能断路了
B.乙图中,三脚插头上标E的导线与洗衣机的金属外壳相连
C.丙图中,空气开关跳闸,只能是家庭电路出现短路造成的
D.丁图中,当人发生触电事放时,漏电保护器会迅速切断电流
19.如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器内密封着等量的空气,下列有关说法正确的是( )
A.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的
B.通电一段时间后,甲图中左侧导体产生的热量是右侧导体产生热量的一半
C.乙图可以用于探究电流通过导体时产生的热量与电阻大小的关系
D.乙图中通电一段时间后,U形管中左侧液面的高度差比右侧的小
20.关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.如图甲,将金属笔尖接触三孔插座孔②,氖管发光
B.如图乙,将金属笔尖接触三孔插座孔③,氖管发光
C.若电气设备外壳带电,连接金属外壳的插头与插孔①相连,使电流流入大地,不致对人造成伤害
D.人不小心接触了与插孔③相连的导线,总开关上的“空气开关”会迅速切断电流,对人身起到保护作用
二、填空题
21.综合实践活动中,小田利用电能表和秒表测量家中电热水壶的电功率。在确保只有电热水壶工作时,读出电能表示数为 ,烧水5min后,电能表的示数变为 ,此过程中电热水壶消耗的电能为 kW h,它的电功率为 W。若测量电能表指示灯闪烁适量次数所用的时间,并利用电能表常数3200imp/(kW h)计算出电功率。这种方法与原方法相比,具有的优点是 (说出一点即可)。
22.“节能减排”要从身边小事做起,如离开房间后要熄灭电灯、减少电视机的待机时间等,家庭电路中,电灯与电视机是 联的,控制电灯的开关应接在电灯和 线之间。
23.在如图所示的电路中,电源的电压保持不变。先闭合开关S1后,再闭合开关S2,电流表的示数 ,灯泡L1的电功率 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
24.学习了家庭电路知识后,小明对家庭用电进行了调查研究。
(1)为了用电安全,电水壶应该使用 线插头;
(2)电水壶单独工作6min,标有“1200imp/(kW·h)”字样的电能表指示灯闪烁了120次,该电水壶消耗的电能为 kW·h,电功率为 W。此过程消耗的电能相当于完全燃烧 g酒精放出的热量;(q=3.0×107J/kg)
(3)规格为“220V 60W”的白炽灯与“220V 8W”的LED灯正常发光时亮度相当,白炽灯正常发光效率约为12%,则LED灯正常发光效率约为 %。
25.白炽灯用久了会发暗,原因之一是钨丝先升华后 (填物态变化名称),附着在灯泡内壁上;原因之二是灯丝变细,电阻变大,在电压不变时,实际功率 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
26.如图所示,电工师傅用一只标有“220V 40W”的灯泡(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中各支路的情况,和均标有“220V 40W”。当只闭合S、时,发光,不发光,说明 (选填“断路”、“短路”或“正常工作”);当只闭合S、时,和都呈暗红色,说明 (选填“断路”、“短路”或“正常工作”),此时的额定功率为 W,考虑温度对电阻的影响。
27.我国家庭电路的电压是 V。家庭电路中的电冰箱、电视机、电灯等用电器的连接方式是 联的。小明家中装有一台电视机、一台洗农机、一盏相同照明灯,单个用电器正常工作时的电流分别为500mA、1A、400mA,如果总电流不允许超过4A,他家最多还能再安装400mA的照明灯 盏。
28.小华将电阻丝和分别浸没在质量和初温均相同的煤油中,按如图所示接入电路,开关闭合后,通过两电阻丝的 相等,根据温度计示数的变化可比较电阻丝产生 的多少,通电一段时间,发现甲瓶中温度计的示数上升 。
29.灯泡L和定值电阻R接在如图1所示的电路中,其两者的关系图像如图2所示,其中定值电阻的阻值为 ;开关闭合时,电流表示数为0.4A,电源电压是 V,此时灯泡的功率是 W。
30.如图甲所示是身高测量仪,体检者站在绝缘平台上,能自动显示身高,R0为定值电阻,下列有关分析中正确的是 。
A.电流表示数显示身高,身高越高电流表示数越大
B.电压表示数显示身高,身高越高电流表示数越小,电压表示数越大
C.身高越高,R0消耗的电功率越小
D.无论身高的大小,电路消耗的总功率不变
理由: 。
三、实验题
31.在“探究导体中的电流与电压的关系”实验中,所用的器材有:定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、干电池、开关、导线等。
(1)甲小组同学连接的电路如图所示。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“a”或“b”)端,并检查电流表、电压表的指针是否 ;
(2)他们设计的实验表格如表:
电阻R=10Ω
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
电流I
请指出表格设计的不规范之处: ;
(3)乙小组同学不用滑动变阻器,通过改变干电池节数来改变电阻两端电压(每节干电池的电压为1.5V),他们选用的电阻上标有“5Ω 1.5A”字样。当串联6节干电池进行实验时,竟闻到焦糊味,发现是电阻温度过高了。请你用初中物理知识分析说明电阻温度过高的原因。
32.如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,电源电压为6V;
(1)图甲电路中还有一根导线没有连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求:导线不交叉);
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值 (选填“太小”或“太大”);
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。若要使小灯泡变得更亮一些,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动;
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的亮度 小灯泡的电功率P/W
1 2.2 0.28 比正常发光暗 0.62
2 2.5 正常发光
3 2.8 0.32 比正常发光亮 0.90
(4)将上表数据填完整后进行分析,发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的;
(5)观察表中的数据发现,虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是 。
四、计算题
33.铭牌分别为“220V 800W”的电锅和“220V 1200W”的空调,接入如图所示的家庭电路中,求:
(1)只闭合开关,电锅正常工作,流过电路的电流;
(2)开关和都闭合,正常工作15分钟,电路消耗的电能是多少度。
34.如图所示,灯泡L标有“6V 3W”的字样,定值电阻R=10Ω,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,闭合开关S。将开关S1拨至2,滑片P移至a端,灯泡正常发光。
(1)求灯泡正常发光时的电流;
(2)滑片P移至b端,开关S1拨至1,求定值电阻R工作10min产生的热量;
(3)接着将开关S拨回2,电流表示数为0.24A,求此时灯泡的功率。
35.如图是某品牌家用电炒锅的简化电路,电源电压为220V,、是发热电阻,的阻值为88Ω。开关S接a时为高温挡,高温挡功率为2200W;开关S接b时为低温挡。试求:
(1)电阻的阻值是多少?
(2)低温挡工作时电路中的电流是多少?
(3)低温挡工作5min电流做的功是多少?
五、作图题
36.某家庭电路如图,请用笔划线代替导线将以下元件进行安全、规范接线,要求开关能控制电灯工作,三孔插座独立工作。
六、简答题
37.如图所示,一种符合国家标准插排和另一种不符合国家标准插排对比图,不符合国家标准的插排使用的插孔是一种万用插孔,和插头的接触不牢靠,容易引发火灾;它使用的两脚插头没有连接地线。也存在安全隐患。结合上面叙述请回答下列问题:
(1)插头接触不牢靠,电阻如何变化
(2)为什么容易引发火灾
(3)没有连接地线,在哪种情况下会发生危险
七、综合题
38.小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示,其内装有4kg导热油,转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换,图乙是其内部电路原理图,其中四个发热电阻阻值相同。
(1)电暖器低温挡工作时,开关应处于 位置(选填“1”“2”或“3”)。
(2)已知中温挡额定功率为1000W,求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。 、
(3)使用高温挡正常工作5min,导热油温度由15℃升高到75℃,若消耗的电能有84%被导热油吸收,求导热油的比热容。
(4)根据所学的电学知识,请你提出一条安全使用电暖器的建议。
39.某油电混合动力汽车在蓄电池电量充足时由电动机提供动力(电动模式),当电量不足时,可切换至燃油发动机驱动(燃油模式),同时给蓄电池充电,为防止电量过低,延长电池寿命,汽车通过设置荷电状态(“SOC”)精准控制充电时刻。若“SOC”=30%,则当电池电量剩余30%时,汽车由电动模式自动切换成燃油模式。已知该车电池能够储存电能,小王驾驶充满电的汽车沿平直公路从甲地匀速行驶至乙地,两地相距100km,汽车行驶中所受阻力恒定,全程分两个阶段,如图所示。电动模式阶段:汽车从甲地出发,设置“SOC”=30%,假设电池消耗的电能全部用来驱动轿车行驶,则经过50.4km到达丙地时,汽车自动切换为燃油模式。燃油模式阶段:当汽车从丙地行驶至乙地时,小王发现电池电量显示为60%;若汽油燃烧放出能量的40%用于驱动汽车和充电,忽略充电时能量损耗。()
(1)图乙为该汽车的四冲程内燃机的各冲程的示意图,一个工作循环合理的顺序应为 (填字母);
(2)蓄电池充电时将 能转化为 能,此时蓄电池是 (选填“电源”、“用电器”);
(3)行驶过程中轮胎会发热,这个现象的合理解释是 ;
A.是因为发动机将热量传递给了它
B.有时路面温度高,将热量传递给了它
C.车轮与地面摩擦,通过做功增加了它的内能
D.以上说法都不正确
(4)汽车如图丙所示的电路,其中上端带有金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路,金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上,当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与红绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触,当汽车急刹时,哪一盏灯先亮? (选填“红灯”或“绿灯”);
(5)汽车从甲地到丙地电池消耗的电能为 J。
40.阅读短文,回答问题:
电熨斗
如图甲所示的电熨斗具有干湿两用功能:干用功能是指在无水状态下,通过电加热管加热底板,底板温度上升,直接压烫衣物;湿用功能是指在蒸汽状态下熨烫。该电熨斗的简易电路结构如图乙所示,其中、均为发热体,阻值为。
该电熨斗运用双金属片进行调温,双金属片是由长和宽相同的铜片和铁片组成,且两金属片被紧紧地铆在一起,受热时铜片膨胀得比铁片大,双金属片便向铁片那边弯曲,温度越高,弯曲得越显著,常温时,双金属片端点的触点与弹性铜片上的触点相接触,当电熨斗与电源接通时,电热丝发热,双金属片受热弯曲,当温度升高到设定温度时,双金属片顶端的触点与弹性钢片上的触点分离,电路断开,金属底板散热,温度降低,双金属片恢复原状,电路接通。这样,当温度高于所需温度时电路断开,当温度低于所需温度时电路接通,便可保持温度在一定的范围内。
电熨斗工作时的温度有两种方法可以调节。一种是调节接入电路中的阻值;二种是将调温旋钮上的升降螺丝上下调节,双金属片和弹性铜片上的触点随之上下移动,双金属片弯曲程度不同,金属底板温度也就不同。
该电熨斗的参数如表,最大蒸汽是电熨斗每分钟喷出水蒸气的质量。g取10N/kg。
质量(空水箱时) 1.3kg
底板面积
额定最大功率 500W
最大蒸汽 60g/min
水箱容量 200mL
(1)电熨斗通电工作,双金属片相当于电路中的 (选填“电源”“开关”或“用电器”),“水位观察窗”选用的材料应具有很好的 (选填“硬度”“延展性”或“透明度”);
(2)关于上述电熨斗,下列说法正确的是 ;
A.升降螺丝下调弹性铜片的势能减小 B.双金属片中上面的金属片应为铜片
C.通电工作时突然断开电源,两触点会断开 D.升降螺丝向上调时,可以调高熨烫的温度
(3)如图甲所示,若电熨斗的水箱充满水后,对桌面的压强为 Pa,以额定最大功率工作,同时处于最大蒸汽状态下时消耗的电能中只有60%被水吸收,则该状态下每克水喷出前吸收热量 J;
(4)假定电熨斗每秒种散失的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差关系如图丙所示,弹性铜片双金属片的电阻不计。如果只将的阻值调为,那么在房间温度为20℃时,电熨斗表面能保持的温度为 ℃。
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