第6章电能
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一、选择题(每小题只有一个正确答案,每题3分,共30分)
1.发电机的发明推动人类进入电气化时代,下面的四幅图中,能反映出其工作原理的是()
2.如图是两盏白炽灯和两只插座的安装电路,其中连接错误并影响其他用电器工作的是()
A.白炽灯A及其控制开关B.插座C
C.白炽灯B及其控制开关D.插座D
3.电工师傅在帮某个家庭检修电路故障时,用一盏标有“220 V 40 W”的完好灯泡L (检验灯泡)取代保险丝接入电路,如图所示。电工师傅将其它用电器都断开,只保留了两个灯泡所在支路,并经过一系列的操作,确定了故障是L 发生了短路。则下列所描述的现象与电工师傅操作时所观察到的现象相符的是()
A.只闭合开关S,L 正常发光
B.只闭合开关S、S 时,L 和L 均不发光
C.同时闭合三个开关,L。正常发光,发光不发光
D.只闭合开关S、S 时,L 和L 均发光,但都比正常发光暗
4.如图所示为多功能水杯,该水杯采用了可拆卸的电机设计,并且水杯本身采用环保材质,轻便易清洗,独特的锁定机制不会脱落。还内置了充电电池,并且通过USB接口充电。同时它内置的1500 mA·h容量电池还可以作为移动电源使用,在紧急情况下能够为你的智能手机充电,延长续航时间。以下分析正确的是()
A.水杯中的电动机利用了电磁感应原理来工作的
B.对内置的1500mA·h容量电池充电时将化学能转换成了电能
C.杯底的橡胶吸盘是为了增大接触面积,从而增大压强
D.磨砂材质的杯盖设计,手感好又防滑,说明其他条件相同时,表面的粗糙程度越大,摩擦力越大
5.如图所示为直流电动机的基本构造示意图,闭合开关,线圈沿顺时针转动。现要线圈沿逆时针转动,下列方法中可行的是()
A.将电源正负极对调B.增加电源电压
C.换用磁性更强的磁铁D.对换磁极同时改变电流方向
6.在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时,小红所观察和记录的结果如下表所示。
小灯泡两端的电压U/V 0.5 1.0 1.5 2 2.5 3
通过小灯泡的电流I/A 0.12 0.16 0.19 0.23 0.25 0.28
小灯泡的亮度 暗→亮 正常发光 过亮
分析实验记录,她得出了以下结论:①小灯泡的额定功率为0.625 W;②小灯泡的实际功率越大,亮度越亮;③小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大;④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端时,能正常发光。其中正确的是()
A.只有①B.只有①②
C.只有①②③D.①②③④都正确
7.多功能煲汤炖锅可以实现保温、慢炖、快炖三种功能,使用时可通过旋钮开关实现功能切换。如图所示是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为5V,四段电热丝电阻均为5Ω,保温、慢炖、快炖所需加热功率依次增大。下列说法正确的是()
A.开关旋至“1”挡,开启快炖功能
B.开启保温功能,电路中的总电阻为5Ω
C.从快炖到慢炖,电路总电流变化0.5A
D.快炖与慢炖电路总功率之比为2:1
8.如图甲、乙装置中的透明容器内密封有等量的空气,所连接的U形管内的液柱可以显示空气温度的变化。小华将两套装置分别接到电压相同的电源上,来探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”。下列说法正确的是()
①甲图实验装置是控制电压、通电时间一定时,探究电热与电流的关系
②乙图实验装置是控制电流、通电时间一定时,探究电热与电阻的关系
③甲图中闭合开关后,A管中液面上升较快④乙图中闭合开关后,A管中液面上升较快
A.只有①②B.只有①④C.只有②③D.只有③④
9.如图甲所示电路,分别把定值电阻.接入A、B之间后进行实验,并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P—U图像,如图乙所示。如果把和并联后接入A、B之间进行实验,同理,可以在图乙中画出它的.图像③,则图像①所对应的电阻和图像③所在的区域分别是()
A.R 和I B.R 和ⅢC.R 和ⅠD.R 和Ⅲ
10.如图所示的电路中,R 为定值电阻,R 为滑动变阻器(允许通过的最大电流为5 A)。图乙反映了开关闭合后,在移动滑片P的过程中,ab两端电压U和通过的电流I之间的关系;图丙反映了滑动变阻器消耗的功率P与电流I之间的关系。下列说法错误的是()
A.电源电压为50 V
B.滑动变阻器连入阻值的范围为40~45Ω
C.当R 的功率为120W时,电路消耗的总功率为200W
D.R 连入电路的电阻为8Ω时,R 和R 消耗的电功率之比为5:8
二、简答题(第16题2分,其余每空2分,共36分)
11.小明家电能表上月底的示数和本月底的示数如图所示,他家本月消耗电能 kW·h。小明家长时间工作的用电器总功率不得超过W。小明将一个电风扇单独接入电路中,10min内电能表的指示灯闪烁了32次,其功率为 W。
12.如图甲所示的电路中,定值电阻R的阻值为10Ω。小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像如图乙所示。只闭合开关S ,小灯泡的实际功率为0.6W,此时灯泡的电阻为Ω;再闭合S ,电流表示数为A.1min内定值电阻R产生的热量为J。
13.如图所示电路,电源电压为6 V,当S 、S 、S 闭合时,电路消耗的总功率为W;当闭合S ,断开S 、S 时,电压表示数为3 V,则10s内R 产生的热量为J,此时R 的功率与S 、S 、S 闭合时R 的功率之比为。
14.在“对家庭用电的调查研究”的综合实践活动中,小明先在楼道观察到他家电能表上标有“220 V 10(40)A”和“3200 r/(kW·h)”等参数,他还发现电能表指示灯闪烁有时快有时慢,测得指示灯闪得快时2min内闪了27次,闪得慢时2min内闪了3次。然后检查用电器的工作情况,发现家中只有电冰箱在工作,其余的用电器都没有工作。小明想:冰箱的工作是间断的,在冰箱停止工作时,电能表的指示灯为什么还在闪烁呢 他爸告诉他,是因为家中有些用电器(如空调、机顶盒等)处于待机状态,仍然要消耗电能。请回答:
(1)小明家用电器的总功率最大不能超过 W。
(2)电能表指示灯闪烁得快是因为工作的用电器(填“消耗的电能多”或“电功率大”)。
(3)小明家电冰箱的功率是 W。
15.一个密封盒的表面可见两个接线柱、一个灯泡和一个可调变阻器的旋钮。盒内只有灯泡和变阻器两个用电器,小明想探究它们的连接方式,连接了如图所示的电路(电源电压恒为3V),做了两次实验,部分数据记录如表格所示。
实验序号 变阻器电 阻R/Ω 电流表 示数I/A
① 15 0.5
② 5
(1)灯泡和变阻器的连接方式是联。
(2)第一次实验中,电路消耗的总功率是 W,灯泡工作时的电阻是 Ω。
(3)第二次实验中,电流表示数是 A,变阻器工作1 min产生的热量是 J。
16.(2分)请用笔画线代替导线在图中连接家庭电路,要求开关控制螺口灯泡,三孔插座直接接入电路。
三、实验探究题(17题每空1分,18题每空2分,共20分)
17.为探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关,设计如图甲所示的装置,将两段阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的容器内,密闭容器内封闭等质量的空气。
(1)图甲的两个密闭容器内,电阻丝按照虚线框中的方式连接,采用这种连接方式是为了保证和相同。
(2)在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察来进行比较的,从图甲中的现象可以得出结论:电流与通电时间相同时,电阻越大,电阻产生热量越 (填“多”或“少”)。
(3)将图甲中虚线框内的装置改换图乙,为探究电流通过导体时产生热量的多少与电流大小关系,D盒中的电阻丝的电阻应该为Ω。实验过程中,C、D两容器中电阻丝相同时间内放出热量Qc QD(填“大于”“小于”等于”)。
(4)若将右容器外的电阻丝放入容器内,则可探究电流产生的热量跟的关系,通电一段时间后, (填“左”或“右”)侧的液面高度差较大。
18.如图甲所示是某实验小组“测量小灯泡的电功率”的实验电路,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为3.8V(电阻约为10Ω)。
(1)连接电路时,开关应处于状态;闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于 (填“A”或“B”)端。
(2)当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W。在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,若电流表示数变为0,电压表示数接近6V,则故障可能是小灯泡 (填“短路”或“断路”)。
(3)完成测量后,同学们找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,探究电流与电阻的关系。接10Ω电阻时,电流表的示数为0.2A;换接20Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为V,读出电流表的示数;继续换接余下的电阻进行实验即可得出结论。
四、计算题(19题6分,20题8分,共14分)
19.图甲是某品牌家用蛋糕机,图乙是该蛋糕机的简化电路图,可以实现蛋糕机的低、中、高三挡加热功能。单独闭合开关时,蛋糕机处于440W的低温挡加热状态;单独闭合开关时,阻值为55Ω的电阻让蛋糕机处于中温挡加热状态。蛋糕机正常工作时,求:
(1)低温挡加热电流。
(2)中温挡加热功率。
(3)高温挡加热5 min消耗的电能。
20.图甲为空气炸锅,其发热元件为两个电阻,额定工作电压为220V,内部电路可简化为图乙。当开关闭合,开关S接b端时,为高温挡;当开关闭合,开关S断开时,为中温挡。求:
(1)中温挡正常工作时,流过电阻的电流。
(2)高温挡正常工作时,电阻消耗的总功率。
(3)若用此空气炸锅加工薯条,原料温度为,炸熟至少需要达到,求一次炸熟200 g薯条需要吸收的热量。
(4)若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制,空气炸锅电能转化为热能的效率为75%,烹制一次薯条需要的时间。
第6章电能
B 2.B 3.D 4.D 5.A 6.D 7.D 8.C 9.C 10.B11.100.5 2200 60 12.15 0.5 54
13.5.4 9 1:4
14.(1)8800(2)电功率大(3)225
15(1)并(2)1 5 10(3)0 9 108
16.如图
17.(1)电流通电时间(2)U形管液面高度差的变化多
(3)10大于(4)电阻左
18.(1)断开B(2)1.14断路(3)B 2
19.(1)蛋糕机正常工作时的电压,根据P=UI可得,低温挡加热电流为
(2)由题知,中温挡时只有电阻R 工作,中温挡加热功率为
(3)当开关S 和S 都闭合时处于高温加热挡,此时两电阻并联,其功率为低温挡与中温挡的功率之和,即880W=1320W。根据可得,高温挡加热5 min消耗的电能为W。
20.(1)中温挡正常工作时,开关S 闭合,开关S断开,电路中只有R 连入电路,则R 的电流
(2)高温挡正常工作时,开关S 闭合,开关S接b端,R 、R 并联,则总功率
(4)根据可得需要消耗的电能为
若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制,根据P=Wt可得加热时间为