期末专题检测 第十六章 电流做功与电功率(60分钟 100分)
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。
1.(2023·河池中考)现代社会生活和生产几乎处处离不开电,用电,实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是 ( )
A.用电器通过电流做功把电能转化为其他形式的能
B.发电站把电能转化为其他形式的能
C.电功和电能的单位都是瓦特
D.电功和电能是同一个物理量
2.小明利用电能表测量某个家用电器的电功率,当电路中只有这个电器连续工作时,测得在1 h内,消耗的电能为1.2 kW·h,那么这个用电器是 ( )
A.液晶电视机 B.台式计算机
C.家用空调 D.电冰箱
3. (2023·仙桃中考)小明家半年前装了一只电能表,现在表盘的示数如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.该电能表的标定电流为20 A
B.该电能表应接在50 Hz的直流电路中使用
C.小明家每消耗1度电,铝盘转动3 000转
D.小明家半年内的用电量是6 335 kW·h
4.小明家有额定电压相同的微波炉和电视机各一台,按照每度电0.55元的计费标准,将这两个用电器正常工作1 h所用电费绘制成了如图所示的柱状图,对小明家的这两个用电器,下列判断正确的是 ( )
A.微波炉正常工作时的电压大于电视机正常工作时的电压
B.微波炉正常工作时的电流等于电视机正常工作时的电流
C.微波炉正常工作时的电功率大于电视机正常工作时的电功率
D.每月在微波炉上用的电费一定比在电视机上用的电费多
5.(2023·龙岩新罗区期末)三只节能灯分别标着“220 V 15 W”“110 V 15 W”和“36 V 15 W”,当它们都正常发光时,哪盏灯最亮 ( )
A.“220 V 15 W”最亮 B.“110 V 15 W”最亮
C.三只灯一样亮 D.“36 V 15 W”最亮
6.如图所示,滑动变阻器的滑片P处于中间位置,闭合开关S,两个灯泡均能发光(假设灯丝电阻不变),此时,将滑动变阻器的滑片P向右移动,则 ( )
A.L1和L2都变亮 B.L1变暗,L2变亮
C.L1变亮,L2变暗 D.L1和L2都变暗
7.如图所示,电源电压6 V保持不变,小灯泡L标有“3.8 V 0.3 A”字样,小灯泡的阻值保持不变。则下列说法中正确的是 ( )
A.小灯泡L发光时内能和光能转化为电能
B.滑动变阻器的滑片向b端滑动时,R1接入电路的阻值变小
C.若滑动变阻器的滑片向a端滑动,小灯泡的实际功率变小
D.小灯泡L正常发光时的功率为1.14 W
8.(2023·湖北四地市中考)如图所示,将定值电阻R1、R2按甲、乙两图接在电压不同的电路中,已知两图中R1两端的电压相等,乙图中流过R1、R2的电流之比为2∶1。
下列说法中正确的是 ( )
A.两电阻的阻值之比为R1∶R2=2∶1
B.两图中电源的电压之比为U1∶U2=3∶2
C.两图中流过R2的电流之比为I2甲∶I2乙=3∶2
D.两图电路消耗的总功率之比为P甲∶P乙=2∶1
9.某兴趣小组用“伏安法”对小灯泡和定值电阻的阻值进行了测量,根据实验数据作出它们的U-I图像,如图所示。以下是小组成员的交流内容,其中不正确的是 ( )
A.图甲是定值电阻的图像
B.对R1、R2的电阻值分别取平均值可以使测量结果更准确
C.将R1和R2并联时,R1、R2的电功率可能相等
D.将R1和R2串联接在5 V的电源两端,R1、R2的电阻之比为3∶2
10.如图甲所示电路,电源电压恒为 6 V,滑动变阻器R的规格为“25 Ω 1 A”,电流表量程选择“0~0.6 A”,电压表量程选择“0~3 V”,小灯泡上标有“4.5 V 0.3 A”字样,其I-U图像如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项正确的是 ( )
A.电路的最大功率是3.6 W
B.小灯泡的最小功率是0.75 W
C.电流表的最小示数是0.15 A
D.电流表的最大示数是0.4 A
二、填空题:本题共4小题,每空2分,共16分。
11.标有“220 V 40 W”的灯泡甲和“220 V 100 W”的灯泡乙,其灯丝长短相同,可发现 灯泡的灯丝较粗;若将这两个灯泡串联在220 V的电源上,则 灯泡更亮一些(以上两空选填“甲”或“乙”)。
12. (2024·福建中考)如图,将一只标有“6 V 6 W”的灯泡L与一电阻R串联后接到6 V的电源上,电阻消耗的功率为1 W(假定灯丝均电阻不变),则此时电路消耗的总功率 6 W,灯泡消耗的电功率 5 W。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
13.有一个电动机额定电压是220 V,其电阻是1 Ω,正常工作时,通过的电流为3 A,则电动机每分钟产生的热量是 J,电动机转动时的机械功率是 W。
14. (2023·泉州模拟)如图,电源电压恒为12 V,R1为滑动变阻器,R2、R3为定值电阻。当滑片P移至某一位置,闭合开关S1,断开开关S2时,电流表的示数为0.4 A;保持滑片P位置不变,闭合开关S2,断开开关S1时,电流表的示数为0.2 A。则电路消耗的总功率变化了 W,R3= Ω。
三、简答题:本题共1小题,共4分。
15. (2023·齐齐哈尔中考)“珍爱生命,注意用电安全”是同学们日常生活中必须具有的安全意识。小鑫的爸爸想给放在室外的电动自行车充电,由于家中插线板(如图)的导线长度不够,小鑫的爸爸又找来一段足够长的导线,打算把两段导线连接起来,从而增加插线板导线的长度。当爸爸刚连接好导线,小鑫看到后告诉爸爸,导线连接处往往比别处更容易发热,加速老化。甚至引起火灾,存在安全隐患。请你来解释一下这是为什么
四、实验题:本题共3小题,共 25分。
16. (9分)(2023·南平期末)小强做测定“小灯泡的电功率”实验时,所用器材有电压为6 V的电源,额定电压为2.5 V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。如图是小强没有连接完的实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线,帮小强将实物电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置,即最 端(选填“左”或“右”)。
(3)小强连好电路闭合开关,移动滑动变阻器滑片P发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是 ;另一组同学也发现灯泡始终不亮,但电流表有示数,电压表无示数,则故障的原因可能是 。
(4)小强排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2 V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 端滑动(选填“左”或“右”);
(5)小强通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成了图2所示的U-I图像。根据U-I图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W,当加在小灯泡两端的电压为1.5 V时,小灯泡的电阻是 Ω;
(6)通过计算电阻,他发现灯泡的电阻总是随温度的升高而 。
17.(7分)如图所示是“探究电流产生的热量与电流、电阻的关系”的实验装置。(甲、乙、丙是完全相同的密闭容器,内装有等量红墨水,闭合开关前,甲、乙、丙三个容器内三根玻璃管液面相平)
(1)电流产生的热量不易直接测量,在实验中是通过观察玻璃管中液面的 来比较甲、乙、丙容器内空气温度的变化。
(2)在通电时间相同的情况下,通过对比观察 和 容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量Q与电阻R的关系,得出的结论是: 。
(3)在通电时间相同的情况下,通过对比观察 和 容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量Q与电流I的关系,得出的结论是: 。
18.(9分)(2023·厦门集美区模拟)小莹利用图甲所示的电路测量额定电压为3.8 V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)连接电路,闭合开关S后,小莹发现电流表和电压表的指针均不动,小灯泡 (选填“发光”或“不发光”)。她断开开关S,检查线路连接无误后,把电压表与b点相连的那根导线改接到c点,再次闭合开关S时,发现电流表的指针仍不动,但电压表的指针有明显的偏转。若电路中只有一处故障,则故障是 。
(2)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光。此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。实验仅一次数据存在误差,接下来应通过 的方法来减小误差。
(3)小莹测量了小灯泡在不同电压下的电流,并绘制了图丙所示的图像。图像中,横轴应该表示的物理量是 (选填“电压”或“电流”)。小莹进一步分析:考虑到电压表中也有电流通过,该电路测得的Rx的测量值与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)小莹又设计了图丁所示的电路,只用电压表测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率。电源电压恒定,滑动变阻器R最大阻值为15 Ω,其测量过程如下:
①闭合开关S1、S2,断开S3,将滑动变阻器的滑片移到右端,电压表示数为4.5 V;
② (填三个开关闭合与断开情况),移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S1、S2,断开S3,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为3 V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
五、计算题:本题共3小题,共25分。
19. (8分)(2023·厦门期末)某电吹风有冷风和热风两挡,其简化电路如图。图中的M为电动机,R为加热电阻,阻值为55 Ω。电吹风的额定电压为220 V,电动机的额定功率为110 W。求:
(1)电吹风用冷风挡正常工作200 s所消耗的电能;
(2)电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流。
20. (8分)有一只电热水壶,其铭牌上标有“220 V 1 210 W”的字样,不考虑温度对电阻的影响,水的比热容4.2×103 J/(kg·℃),g取10 N/kg。求:
(1)它正常工作时通过电阻丝的电流有多大
(2)它正常工作时电阻丝的电阻有多大
(3)当实际电压为200 V时,该电热水壶的效率为80%,在一标准大气压下将壶内1 kg的水由20 ℃加热至沸腾,需要加热多少分钟
21.(9分)图甲是某品牌电热加湿器,图乙为其原理简化电路图。加湿器的额定电压为220 V,最大功率为20 W,电热丝R1为定值电阻,气雾调节器R2的阻值范围为0~999 Ω。当闭合开关S,R1将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出,增加空气的湿度,当空气湿度达到标准值,气雾调节器R2自动将加热仓中的功率调至最小。某次,加湿器在额定电压下工作,开机后,加热仓先以最大功率工作10 min,空气湿度达到标准值后,以最小功率继续工作50 min。求:
(1)电热丝R1的阻值;
(2)加湿器工作时的最小功率;
(3)在相同条件下,若实际电压为198 V,加湿器工作1 h消耗的电能。期末专题检测 第十六章 电流做功与电功率(60分钟 100分)
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。
1.(2023·河池中考)现代社会生活和生产几乎处处离不开电,用电,实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是 (A)
A.用电器通过电流做功把电能转化为其他形式的能
B.发电站把电能转化为其他形式的能
C.电功和电能的单位都是瓦特
D.电功和电能是同一个物理量
2.小明利用电能表测量某个家用电器的电功率,当电路中只有这个电器连续工作时,测得在1 h内,消耗的电能为1.2 kW·h,那么这个用电器是 (C)
A.液晶电视机 B.台式计算机
C.家用空调 D.电冰箱
3. (2023·仙桃中考)小明家半年前装了一只电能表,现在表盘的示数如图所示,下列说法正确的是 (C)
A.该电能表的标定电流为20 A
B.该电能表应接在50 Hz的直流电路中使用
C.小明家每消耗1度电,铝盘转动3 000转
D.小明家半年内的用电量是6 335 kW·h
4.小明家有额定电压相同的微波炉和电视机各一台,按照每度电0.55元的计费标准,将这两个用电器正常工作1 h所用电费绘制成了如图所示的柱状图,对小明家的这两个用电器,下列判断正确的是 (C)
A.微波炉正常工作时的电压大于电视机正常工作时的电压
B.微波炉正常工作时的电流等于电视机正常工作时的电流
C.微波炉正常工作时的电功率大于电视机正常工作时的电功率
D.每月在微波炉上用的电费一定比在电视机上用的电费多
5.(2023·龙岩新罗区期末)三只节能灯分别标着“220 V 15 W”“110 V 15 W”和“36 V 15 W”,当它们都正常发光时,哪盏灯最亮 (C)
A.“220 V 15 W”最亮 B.“110 V 15 W”最亮
C.三只灯一样亮 D.“36 V 15 W”最亮
6.如图所示,滑动变阻器的滑片P处于中间位置,闭合开关S,两个灯泡均能发光(假设灯丝电阻不变),此时,将滑动变阻器的滑片P向右移动,则 (B)
A.L1和L2都变亮 B.L1变暗,L2变亮
C.L1变亮,L2变暗 D.L1和L2都变暗
7.如图所示,电源电压6 V保持不变,小灯泡L标有“3.8 V 0.3 A”字样,小灯泡的阻值保持不变。则下列说法中正确的是 (D)
A.小灯泡L发光时内能和光能转化为电能
B.滑动变阻器的滑片向b端滑动时,R1接入电路的阻值变小
C.若滑动变阻器的滑片向a端滑动,小灯泡的实际功率变小
D.小灯泡L正常发光时的功率为1.14 W
8.(2023·湖北四地市中考)如图所示,将定值电阻R1、R2按甲、乙两图接在电压不同的电路中,已知两图中R1两端的电压相等,乙图中流过R1、R2的电流之比为2∶1。
下列说法中正确的是 (D)
A.两电阻的阻值之比为R1∶R2=2∶1
B.两图中电源的电压之比为U1∶U2=3∶2
C.两图中流过R2的电流之比为I2甲∶I2乙=3∶2
D.两图电路消耗的总功率之比为P甲∶P乙=2∶1
9.某兴趣小组用“伏安法”对小灯泡和定值电阻的阻值进行了测量,根据实验数据作出它们的U-I图像,如图所示。以下是小组成员的交流内容,其中不正确的是 (B)
A.图甲是定值电阻的图像
B.对R1、R2的电阻值分别取平均值可以使测量结果更准确
C.将R1和R2并联时,R1、R2的电功率可能相等
D.将R1和R2串联接在5 V的电源两端,R1、R2的电阻之比为3∶2
10.如图甲所示电路,电源电压恒为 6 V,滑动变阻器R的规格为“25 Ω 1 A”,电流表量程选择“0~0.6 A”,电压表量程选择“0~3 V”,小灯泡上标有“4.5 V 0.3 A”字样,其I-U图像如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项正确的是 (B)
A.电路的最大功率是3.6 W
B.小灯泡的最小功率是0.75 W
C.电流表的最小示数是0.15 A
D.电流表的最大示数是0.4 A
二、填空题:本题共4小题,每空2分,共16分。
11.标有“220 V 40 W”的灯泡甲和“220 V 100 W”的灯泡乙,其灯丝长短相同,可发现 乙 灯泡的灯丝较粗;若将这两个灯泡串联在220 V的电源上,则 甲 灯泡更亮一些(以上两空选填“甲”或“乙”)。
12. (2024·福建中考)如图,将一只标有“6 V 6 W”的灯泡L与一电阻R串联后接到6 V的电源上,电阻消耗的功率为1 W(假定灯丝均电阻不变),则此时电路消耗的总功率 小于 6 W,灯泡消耗的电功率 小于 5 W。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
13.有一个电动机额定电压是220 V,其电阻是1 Ω,正常工作时,通过的电流为3 A,则电动机每分钟产生的热量是 540 J,电动机转动时的机械功率是 651 W。
14. (2023·泉州模拟)如图,电源电压恒为12 V,R1为滑动变阻器,R2、R3为定值电阻。当滑片P移至某一位置,闭合开关S1,断开开关S2时,电流表的示数为0.4 A;保持滑片P位置不变,闭合开关S2,断开开关S1时,电流表的示数为0.2 A。则电路消耗的总功率变化了 2.4 W,R3= 30 Ω。
三、简答题:本题共1小题,共4分。
15. (2023·齐齐哈尔中考)“珍爱生命,注意用电安全”是同学们日常生活中必须具有的安全意识。小鑫的爸爸想给放在室外的电动自行车充电,由于家中插线板(如图)的导线长度不够,小鑫的爸爸又找来一段足够长的导线,打算把两段导线连接起来,从而增加插线板导线的长度。当爸爸刚连接好导线,小鑫看到后告诉爸爸,导线连接处往往比别处更容易发热,加速老化。甚至引起火灾,存在安全隐患。请你来解释一下这是为什么
答:由于导线连接处有效横截面积小、电阻大,连接处与其两边导线串联,通过的电流和通电时间相同。根据Q=I2Rt,所以连接处产生热量多,更容易发热,加速老化,甚至引发火灾。
四、实验题:本题共3小题,共 25分。
16. (9分)(2023·南平期末)小强做测定“小灯泡的电功率”实验时,所用器材有电压为6 V的电源,额定电压为2.5 V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。如图是小强没有连接完的实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线,帮小强将实物电路连接完整;
图见全解全析
(2)连接电路时,开关应处于 断开 状态,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置,即最 左 端(选填“左”或“右”)。
(3)小强连好电路闭合开关,移动滑动变阻器滑片P发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是 灯泡开路 ;另一组同学也发现灯泡始终不亮,但电流表有示数,电压表无示数,则故障的原因可能是 灯泡短路 。
(4)小强排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2 V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 右 端滑动(选填“左”或“右”);
(5)小强通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成了图2所示的U-I图像。根据U-I图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W,当加在小灯泡两端的电压为1.5 V时,小灯泡的电阻是 10 Ω;
(6)通过计算电阻,他发现灯泡的电阻总是随温度的升高而 增大 。
17.(7分)如图所示是“探究电流产生的热量与电流、电阻的关系”的实验装置。(甲、乙、丙是完全相同的密闭容器,内装有等量红墨水,闭合开关前,甲、乙、丙三个容器内三根玻璃管液面相平)
(1)电流产生的热量不易直接测量,在实验中是通过观察玻璃管中液面的 高度 来比较甲、乙、丙容器内空气温度的变化。
(2)在通电时间相同的情况下,通过对比观察 甲 和 乙 容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量Q与电阻R的关系,得出的结论是: 在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量越多 。
(3)在通电时间相同的情况下,通过对比观察 乙 和 丙 容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量Q与电流I的关系,得出的结论是: 在电阻相同、通电时间相同的情况下,电流越大,电流产生的热量越多 。
18.(9分)(2023·厦门集美区模拟)小莹利用图甲所示的电路测量额定电压为3.8 V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)连接电路,闭合开关S后,小莹发现电流表和电压表的指针均不动,小灯泡 不发光 (选填“发光”或“不发光”)。她断开开关S,检查线路连接无误后,把电压表与b点相连的那根导线改接到c点,再次闭合开关S时,发现电流表的指针仍不动,但电压表的指针有明显的偏转。若电路中只有一处故障,则故障是 滑动变阻器开路 。
(2)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光。此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 9.5 Ω。实验仅一次数据存在误差,接下来应通过 改变电源电压进行多次测量 的方法来减小误差。
(3)小莹测量了小灯泡在不同电压下的电流,并绘制了图丙所示的图像。图像中,横轴应该表示的物理量是 电压 (选填“电压”或“电流”)。小莹进一步分析:考虑到电压表中也有电流通过,该电路测得的Rx的测量值与真实值相比 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)小莹又设计了图丁所示的电路,只用电压表测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率。电源电压恒定,滑动变阻器R最大阻值为15 Ω,其测量过程如下:
①闭合开关S1、S2,断开S3,将滑动变阻器的滑片移到右端,电压表示数为4.5 V;
② 闭合开关S1、S3,断开S2 (填三个开关闭合与断开情况),移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 2 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S1、S2,断开S3,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为3 V;
④小灯泡的额定功率P额= 0.5 W。
五、计算题:本题共3小题,共25分。
19. (8分)(2023·厦门期末)某电吹风有冷风和热风两挡,其简化电路如图。图中的M为电动机,R为加热电阻,阻值为55 Ω。电吹风的额定电压为220 V,电动机的额定功率为110 W。求:
(1)电吹风用冷风挡正常工作200 s所消耗的电能;
(2)电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流。
解:(1)由电路图可知,当S1闭合、S2断开时,只有电动机工作,吹冷风,电动机的实际功率PM=P额=110 W,由P=可得电吹风用冷风挡正常工作200 s所消耗的电能WM=PMt=110 W×200 s=2.2×104 J。
(2)当S1、S2都闭合时,电动机和加热电阻并联接入电路,电吹风吹热风,通过电动机的电流
IM===0.5 A,
通过加热电阻的电流
IR===4 A,
电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流I=IM+IR=0.5 A+4 A=4.5 A。
20. (8分)有一只电热水壶,其铭牌上标有“220 V 1 210 W”的字样,不考虑温度对电阻的影响,水的比热容4.2×103 J/(kg·℃),g取10 N/kg。求:
(1)它正常工作时通过电阻丝的电流有多大
(2)它正常工作时电阻丝的电阻有多大
(3)当实际电压为200 V时,该电热水壶的效率为80%,在一标准大气压下将壶内1 kg的水由20 ℃加热至沸腾,需要加热多少分钟
解:(1)由P=UI可得,电热水壶正常工作时的电流:I===5.5 A。
(2)由I=可得,电热水壶正常工作时的电阻:R===40 Ω。
(3)在1标准大气压下水的沸点是100 ℃,则水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J,当电压为200 V时,电热水壶的实际功率:P实===1 000 W,由η=可得,消耗的电能:W===4.2×105 J,
实际加热时间:t===420 s=7 min。
21.(9分)图甲是某品牌电热加湿器,图乙为其原理简化电路图。加湿器的额定电压为220 V,最大功率为20 W,电热丝R1为定值电阻,气雾调节器R2的阻值范围为0~999 Ω。当闭合开关S,R1将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出,增加空气的湿度,当空气湿度达到标准值,气雾调节器R2自动将加热仓中的功率调至最小。某次,加湿器在额定电压下工作,开机后,加热仓先以最大功率工作10 min,空气湿度达到标准值后,以最小功率继续工作50 min。求:
(1)电热丝R1的阻值;
(2)加湿器工作时的最小功率;
(3)在相同条件下,若实际电压为198 V,加湿器工作1 h消耗的电能。
见全解全析
