第6章 电功率 质量评价
(考试时间：70分钟 满分：90分 得分：________)
一、选择题(本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)
1．小刚打完球回到家，看到爸爸妈妈还没回来，于是他先给热水器通上电，再用电饭锅煮上米饭，随后打开台灯温习功课。在此过程中，关于家里电路中发生的变化，下列说法中正确的是（ ）
A．总电流不变 B．总电压变大
C．总电阻变大 D．总功率变大
2．如图所示，灯泡A、B内的灯丝由相同材料制成且长度相同。串联接入电路后，两灯均发光，且A灯较亮，则 （ ）
A．A灯丝较粗，电阻较大 B．B灯丝较粗，电阻较大
C．A灯丝较粗，电阻较小 D．B灯丝较粗，电阻较小
3．关于电能、电功和电功率，下列说法中正确的是 （ ）
A．电能表是测量用电器电功率的仪表
B．用电器的额定功率越大，消耗电能就越快
C．单位时间内电流做功越多，电功率就越大
D．电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
4．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左滑动过程中，下列说法中不正确的是（ ）
A．电流表A1的示数变小 B．R1电功率不变
C．电压表V的示数变大 D．电路的总功率变小
5.灯泡L1、L2串联接在电路中，L1比L2亮(不考虑灯丝电阻的变化)，下列说法错误的是（ ）
A．灯泡L1的实际功率大于L2
B．通过L1的电流较大
C．灯泡L1的电阻较大
D．灯泡L1两端的电压比L2大
6．如图实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电前A、B两U形管内的液面相平，则下列说法正确的是（ ）
A．实验通过U形管内液柱质量变化反映电热多少
B．该装置可探究电流产生热量与电流大小的关系
C．实验时容器外面的5 Ω电阻没有产生电热
D．若容器中两段电阻丝的材料、长度相同，则容器内左侧电阻的横截面积比右侧的小
7．有甲、乙两盏小灯泡，分别标有“12 V 6 W”和“6 V 4 W”的字样，它们以串联或并联两种方式接在电压可调的电源两端，两灯均发光，且两灯的实际功率均不超过各自的额定功率。设灯丝的电阻不变，下列判断正确的是 ( )
A．两灯串联或并联时，电路消耗的最大总功率均小于8 W
B．串联电路消耗的最大总功率与并联电路消耗的最大总功率之比为2 ∶3
C．串联电路乙灯消耗的最大功率与并联电路乙灯消耗的最大功率之比为9 ∶16
D．串联电路通过甲灯的最大电流与并联电路通过甲灯的最大电流之比为4 ∶1
8．两个定值电阻，甲标有“10 Ω 1 A”，乙标有“15 Ω 0.6 A”，现把它们连入由一个开关和电源组成的电路，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6 A
B．甲、乙并联时允许乙的最大功率为9 W
C．甲、乙串联时允许电源最大电压为19 V
D．甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6 W
9．如图是甲、乙两只小灯泡的I－U图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲和乙两只小灯泡的电阻都是不变的
B．当乙灯两端电压为2 V时，它消耗的电功率为10 W
C．甲、乙两灯串联在电路中，当电路电流为 0.2 A 时，电源电压为2 V
D．甲、乙两灯并联在电路中，当电源电压为2 V时，电路总功率为1.2 W
10．图甲是某甲醛监测设备原理图，电源电压恒为6 V，R0为阻值20 Ω的定值电阻，R为可感知甲醛污染指数的可变电阻，其阻值随污染指数变化关系如图乙。污染指数在50以下为轻度污染，50～100为中度污染，100以上为重度污染。下列分析正确的是（ ）
A．电压表示数变大时，表明甲醛污染指数降低
B．甲醛污染指数越大，电路消耗的总功率越小
C．当电压表的示数为3 V时，属于重度污染
D．当甲醛污染指数为50时，电路中的电流为0.12 A
11．一只标有“6 V 9 W”的灯泡，与8 Ω的电阻串联后，接在某一电源上，灯泡的功率是4 W。若接在同一电源的情况下，要使灯泡的功率为2.56 W，则与灯泡串联(灯泡电阻不变)的电阻阻值为（ ）
A．4 Ω B．11 Ω
C．12 Ω D．15 Ω
12．如图所示电路，电源两端电压为U＝4.5 V且保持不变。电阻R1＝20 Ω，滑动变阻器R2的铭牌上标有“55 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0～0.6 A，两块电压表的量程均为0～3 V，在保证电路安全的条件下，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表V2示数范围为0～3 V
B．电流表A的示数范围为0.06～0.15 A
C．滑动变阻器R2的阻值取值范围为10～55 Ω
D．电阻R1的电功率取值范围为0.112 5～0.45 W
二、填空题(本题共9小题，每空1分，共22分)
13．如图所示电路中，R1∶R2＝1 ∶2，则闭合开关后，通过R1与R2的电流之比是 ，相同时间内R1与R2的消耗的电能之比是 。
14.节能减排是每个公民的责任。将家中普通照明灯全部更换成LED灯(发光效率高)，实质是通过减小家中电灯的 来减少电能的消耗；电热水壶是利用电流的 效应工作的，此时电热水壶中水的内能是通过 改变的。
15．电源电压为3 V，分别将标有“6 V 6 W”和“3 V 3 W”的甲、乙两只灯泡串联接在该电源两端， 灯实际功率大；若并联在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲∶P乙＝ 。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
16．如图所示，闭合开关S时，发现电压表有示数，但电流表无示数，则电路故障可能是 ；排除故障后，小华发现在移动滑动变阻器滑片的过程中，电压表示数从2 V变到4 V，电流表的示数变化了0.2 A，则电阻R1为 Ω，R1变化的功率为 W。
17．现有“220 V 100 W”的灯泡两只，每只灯泡的电阻为 Ω(不考虑温度对电阻的影响)，现将它们串联接在家庭电路中，则闭合开关后整个电路的实际功率为 W。
18．如图，电源电压U＝18 V，小灯泡L的额定电压为9 V。当滑动变阻器的滑片P移至中点时，小灯泡L正常发光；当滑片P移至最右端时，小灯泡L的实际功率为6 W，则小灯泡的额定功率为 W，电路总功率的最大值为 W(灯丝电阻不变)。
19．如图，是两个电阻R1、R2的I－U图像，则R1、R2的阻值之比为 ；若R1两端的电压为3 V，通电2 min时，则R1所产生的热量为 J；若将R1、R2串联接在某电源上，通过R1、R2的电流为0.3 A，则电源电压为 V。
20．如图所示，电源电压和灯泡L的电阻不变，灯泡L上标有“6 V 6 W”字样。当开关S、S1均闭合，滑片P移至a端时，电流表示数为2.0 A，灯泡L正常发光；当开关S闭合，S1断开，滑片P移至b端时，电源电压为 V，灯泡L的实际电功率为 W。
21．如图，电源电压和灯泡电阻不变，R1＝5 Ω，灯L标有“8 V 6.4 W”字样，电流表量程为0～3 A，电压表的量程为0～15 V，滑动变阻器R2标有“45 Ω 2 A”字样，只闭合S1时，电流表示数为0.6 A，电源电压为 V; 闭合开关S1、S2、S3，将滑片移到b端时，定值电阻R1消耗的电功率为 W；只闭合S2时，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器R2功率最大值为 W。
三、作图题(本题共2小题，每小题3分，共6分)
22．如图是测量小灯泡电功率的实物电路图，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
23．如图是电饭煲原理图一部分，其中发热丝R1电阻小于发热丝R2电阻。要使电饭煲处于加热状态，请在发热丝R1、R2的两端画上相应的开关S。
四、创新设计与实验探究题(本题共2小题，每空1分，共13分)
24．如图为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察 的变化来反映电阻产生热量的多少。
(2)连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲。这表明在电流和通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多。
(3)图乙是为了探究导体产生热量与 的关系，其中R2与R3并联的目的是使通过R1与R2的 不同。
(4)某小组在利用图乙装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好则产生该现象的原因是 。
(5)排除故障后，在相同时间内与产生的热量比为 。
25．如图所示，小明在做“测量小灯泡电功率”的实验。实验室有如下器材：电源(设电压恒为 6 V 不变)、小灯泡(额定电压为 2.5 V，灯丝的电阻约为10 Ω)、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1“10 Ω 1 A”和R2“30 Ω 0.5 A”的滑动变阻器各一个，导线若干。
(1)连接电路时，小明应选用规格为 (选填“R1”或“R2”)的滑动变阻器。
(2)连接好电路后，闭合开关前，在图甲中滑动变阻器的滑片P应置于 端；闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡发生 。
(3)排除故障，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2 V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 端移动，使电压表的示数为 V；通过实验，小灯泡的U－I 图像如图乙，则小灯泡额定功率为 W。
(4)由图乙可知，小灯泡灯丝电阻大小的变化可能与 有关。
五、综合运用与计算题(本题共2小题，第26小题6分，第27小题7分，共13分。解答要求有必要的文字说明、公式和计算过程，只写结果不得分)
26．小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源两端电压为6 V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1＝4 Ω。
(1)只闭合开关S1时，求通过R1的电流；
(2)只闭合开关S1时，求R1的电功率；
(3)电源两端电压为6 V时，“速热”挡的电功率为36 W。若更换成电压为5 V的电源，求使用“速热”挡通电10 s产生的热量。
27．某恒温箱的工作原理图如图。S为电源开关，通过控制温控开关S1可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压U＝220 V，R1、R2是电热丝，R1＝440 Ω，“加热”时恒温箱的电功率P加热＝550 W。将恒温箱两气孔封闭，闭合开关S，S1置于“加热”挡位，箱内温度从20 ℃升至设定的恒温温度，用时130 s，该段时间内的加热效率η＝80%。恒温箱的容积V＝2 m3，ρ空气＝1.3 kg/m3，c空气＝1.0×103 J/(kg·℃)。求：
(1)“保温”时恒温箱的电功率；
(2)电热丝R2的阻值；
(3)恒温箱的恒温温度。第6章 电功率 质量评价
(考试时间：70分钟 满分：90分 得分：________)
一、选择题(本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)
1．小刚打完球回到家，看到爸爸妈妈还没回来，于是他先给热水器通上电，再用电饭锅煮上米饭，随后打开台灯温习功课。在此过程中，关于家里电路中发生的变化，下列说法中正确的是（D）
A．总电流不变 B．总电压变大
C．总电阻变大 D．总功率变大
2．如图所示，灯泡A、B内的灯丝由相同材料制成且长度相同。串联接入电路后，两灯均发光，且A灯较亮，则 （D）
A．A灯丝较粗，电阻较大 B．B灯丝较粗，电阻较大
C．A灯丝较粗，电阻较小 D．B灯丝较粗，电阻较小
3．关于电能、电功和电功率，下列说法中正确的是 （C）
A．电能表是测量用电器电功率的仪表
B．用电器的额定功率越大，消耗电能就越快
C．单位时间内电流做功越多，电功率就越大
D．电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
4．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左滑动过程中，下列说法中不正确的是（C）
A．电流表A1的示数变小 B．R1电功率不变
C．电压表V的示数变大 D．电路的总功率变小
5.灯泡L1、L2串联接在电路中，L1比L2亮(不考虑灯丝电阻的变化)，下列说法错误的是（B）
A．灯泡L1的实际功率大于L2
B．通过L1的电流较大
C．灯泡L1的电阻较大
D．灯泡L1两端的电压比L2大
6．如图实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电前A、B两U形管内的液面相平，则下列说法正确的是（B）
A．实验通过U形管内液柱质量变化反映电热多少
B．该装置可探究电流产生热量与电流大小的关系
C．实验时容器外面的5 Ω电阻没有产生电热
D．若容器中两段电阻丝的材料、长度相同，则容器内左侧电阻的横截面积比右侧的小
7．有甲、乙两盏小灯泡，分别标有“12 V 6 W”和“6 V 4 W”的字样，它们以串联或并联两种方式接在电压可调的电源两端，两灯均发光，且两灯的实际功率均不超过各自的额定功率。设灯丝的电阻不变，下列判断正确的是 ( C )
A．两灯串联或并联时，电路消耗的最大总功率均小于8 W
B．串联电路消耗的最大总功率与并联电路消耗的最大总功率之比为2 ∶3
C．串联电路乙灯消耗的最大功率与并联电路乙灯消耗的最大功率之比为9 ∶16
D．串联电路通过甲灯的最大电流与并联电路通过甲灯的最大电流之比为4 ∶1
8．两个定值电阻，甲标有“10 Ω 1 A”，乙标有“15 Ω 0.6 A”，现把它们连入由一个开关和电源组成的电路，以下说法正确的是（D）
A．甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6 A
B．甲、乙并联时允许乙的最大功率为9 W
C．甲、乙串联时允许电源最大电压为19 V
D．甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6 W
9．如图是甲、乙两只小灯泡的I－U图像，下列说法正确的是（D）
A．甲和乙两只小灯泡的电阻都是不变的
B．当乙灯两端电压为2 V时，它消耗的电功率为10 W
C．甲、乙两灯串联在电路中，当电路电流为 0.2 A 时，电源电压为2 V
D．甲、乙两灯并联在电路中，当电源电压为2 V时，电路总功率为1.2 W
10．图甲是某甲醛监测设备原理图，电源电压恒为6 V，R0为阻值20 Ω的定值电阻，R为可感知甲醛污染指数的可变电阻，其阻值随污染指数变化关系如图乙。污染指数在50以下为轻度污染，50～100为中度污染，100以上为重度污染。下列分析正确的是（C）
A．电压表示数变大时，表明甲醛污染指数降低
B．甲醛污染指数越大，电路消耗的总功率越小
C．当电压表的示数为3 V时，属于重度污染
D．当甲醛污染指数为50时，电路中的电流为0.12 A
11．一只标有“6 V 9 W”的灯泡，与8 Ω的电阻串联后，接在某一电源上，灯泡的功率是4 W。若接在同一电源的情况下，要使灯泡的功率为2.56 W，则与灯泡串联(灯泡电阻不变)的电阻阻值为（B）
A．4 Ω B．11 Ω
C．12 Ω D．15 Ω
12．如图所示电路，电源两端电压为U＝4.5 V且保持不变。电阻R1＝20 Ω，滑动变阻器R2的铭牌上标有“55 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0～0.6 A，两块电压表的量程均为0～3 V，在保证电路安全的条件下，下列说法中正确的是（D）
A．电压表V2示数范围为0～3 V
B．电流表A的示数范围为0.06～0.15 A
C．滑动变阻器R2的阻值取值范围为10～55 Ω
D．电阻R1的电功率取值范围为0.112 5～0.45 W
二、填空题(本题共9小题，每空1分，共22分)
13．如图所示电路中，R1∶R2＝1 ∶2，则闭合开关后，通过R1与R2的电流之比是1 ∶1，相同时间内R1与R2的消耗的电能之比是1 ∶2。
14.节能减排是每个公民的责任。将家中普通照明灯全部更换成LED灯(发光效率高)，实质是通过减小家中电灯的功率来减少电能的消耗；电热水壶是利用电流的热效应工作的，此时电热水壶中水的内能是通过热传递改变的。
15．电源电压为3 V，分别将标有“6 V 6 W”和“3 V 3 W”的甲、乙两只灯泡串联接在该电源两端，甲灯实际功率大；若并联在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲∶P乙＝1∶2。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
16．如图所示，闭合开关S时，发现电压表有示数，但电流表无示数，则电路故障可能是电阻R1开路；排除故障后，小华发现在移动滑动变阻器滑片的过程中，电压表示数从2 V变到4 V，电流表的示数变化了0.2 A，则电阻R1为10Ω，R1变化的功率为1.2W。
17．现有“220 V 100 W”的灯泡两只，每只灯泡的电阻为484Ω(不考虑温度对电阻的影响)，现将它们串联接在家庭电路中，则闭合开关后整个电路的实际功率为50W。
18．如图，电源电压U＝18 V，小灯泡L的额定电压为9 V。当滑动变阻器的滑片P移至中点时，小灯泡L正常发光；当滑片P移至最右端时，小灯泡L的实际功率为6 W，则小灯泡的额定功率为13.5W，电路总功率的最大值为27W(灯丝电阻不变)。
19．如图，是两个电阻R1、R2的I－U图像，则R1、R2的阻值之比为1∶2；若R1两端的电压为3 V，通电2 min时，则R1所产生的热量为216J；若将R1、R2串联接在某电源上，通过R1、R2的电流为0.3 A，则电源电压为4.5V。
20．如图所示，电源电压和灯泡L的电阻不变，灯泡L上标有“6 V 6 W”字样。当开关S、S1均闭合，滑片P移至a端时，电流表示数为2.0 A，灯泡L正常发光；当开关S闭合，S1断开，滑片P移至b端时，电源电压为6V，灯泡L的实际电功率为1.5W。
21．如图，电源电压和灯泡电阻不变，R1＝5 Ω，灯L标有“8 V 6.4 W”字样，电流表量程为0～3 A，电压表的量程为0～15 V，滑动变阻器R2标有“45 Ω 2 A”字样，只闭合S1时，电流表示数为0.6 A，电源电压为9V; 闭合开关S1、S2、S3，将滑片移到b端时，定值电阻R1消耗的电功率为16.2W；只闭合S2时，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器R2功率最大值为2.025W。
三、作图题(本题共2小题，每小题3分，共6分)
22．如图是测量小灯泡电功率的实物电路图，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
23．如图是电饭煲原理图一部分，其中发热丝R1电阻小于发热丝R2电阻。要使电饭煲处于加热状态，请在发热丝R1、R2的两端画上相应的开关S。
四、创新设计与实验探究题(本题共2小题，每空1分，共13分)
24．如图为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察U形管内液柱高度差的变化来反映电阻产生热量的多少。
(2)连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲。这表明在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
(3)图乙是为了探究导体产生热量与电流的关系，其中R2与R3并联的目的是使通过R1与R2的电流不同。
(4)某小组在利用图乙装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好则产生该现象的原因是电阻R3开路。
(5)排除故障后，在相同时间内与产生的热量比为4∶1。
25．如图所示，小明在做“测量小灯泡电功率”的实验。实验室有如下器材：电源(设电压恒为 6 V 不变)、小灯泡(额定电压为 2.5 V，灯丝的电阻约为10 Ω)、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1“10 Ω 1 A”和R2“30 Ω 0.5 A”的滑动变阻器各一个，导线若干。
(1)连接电路时，小明应选用规格为R2(选填“R1”或“R2”)的滑动变阻器。
(2)连接好电路后，闭合开关前，在图甲中滑动变阻器的滑片P应置于A端；闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡发生短路。
(3)排除故障，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2 V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向B端移动，使电压表的示数为2.5V；通过实验，小灯泡的U－I 图像如图乙，则小灯泡额定功率为0.625 W。
(4)由图乙可知，小灯泡灯丝电阻大小的变化可能与温度有关。
五、综合运用与计算题(本题共2小题，第26小题6分，第27小题7分，共13分。解答要求有必要的文字说明、公式和计算过程，只写结果不得分)
26．小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源两端电压为6 V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1＝4 Ω。
(1)只闭合开关S1时，求通过R1的电流；
(2)只闭合开关S1时，求R1的电功率；
(3)电源两端电压为6 V时，“速热”挡的电功率为36 W。若更换成电压为5 V的电源，求使用“速热”挡通电10 s产生的热量。
解：(1)只闭合开关S1时，通过R1的电流：I1＝＝＝1.5 A；
(2)只闭合开关S1时，R1的电功率：P1＝UI1＝6 V×1.5 A＝9 W；
(3)电源两端电压为6 V时，干路电流：I＝＝＝6 A，通过R2的电流：
I2＝I－I1＝6 A－1.5 A＝4.5 A，R2的阻值：R2＝＝＝ Ω，
电源两端电压为5 V时，干路电流：
I′＝＋＝＋＝5 A，
使用“速热”挡通电10 s产生的热量：
Q＝W＝U′I′t＝5 V×5 A×10 s＝250 J。
27．某恒温箱的工作原理图如图。S为电源开关，通过控制温控开关S1可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压U＝220 V，R1、R2是电热丝，R1＝440 Ω，“加热”时恒温箱的电功率P加热＝550 W。将恒温箱两气孔封闭，闭合开关S，S1置于“加热”挡位，箱内温度从20 ℃升至设定的恒温温度，用时130 s，该段时间内的加热效率η＝80%。恒温箱的容积V＝2 m3，ρ空气＝1.3 kg/m3，c空气＝1.0×103 J/(kg·℃)。求：
(1)“保温”时恒温箱的电功率；
(2)电热丝R2的阻值；
(3)恒温箱的恒温温度。
解：(1)由图可知，当闭合开关S，温控开关S1置于右边两个触点时，R1和R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，电路中的总功率最大，恒温箱处于加热挡，当闭合开关S，温控开关S1置于左边触点时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，恒温箱处于保温挡，“保温”时恒温箱的电功率：
P保＝UI＝＝＝110 W；
(2)由于并联电路中各用电器的电功率之和等于电路的总功率，则加热挡工作时R2的电功率：P2＝P加－P保＝550 W－110 W＝440 W，
由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝110 Ω；
(3)由P＝可知，恒温箱消耗的电能：
W＝P加t′＝550 W×130 s＝71 500 J，
由η＝×100%可知，恒温箱内气体吸收的热量：
Q吸＝ηW＝80%×71 500 J＝57 200 J，
由ρ＝可知，恒温箱内气体的质量：
m＝ρV＝1.3 kg/m3×2 m3＝2.6 kg，
由Q吸＝cm(t－t0)可知，恒温箱的恒温温度：
t＝＋t0＝＋20 ℃＝42 ℃。
