第十五章 电能与电功率
(考试时间：90分钟 满分：100分 得分：________)
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分。在给出的四个备选项中，只有一个选项符合题目要求)
1．电能表接入家庭电路中，其作用是（C）
A．保护电路避免火灾 B．给家用电器提供电能
C．测量电路消耗的电能 D．提高家用电器的用电效率
2．如图的四个电路中，电源电压U相同，R13．如图所示，灯泡L1、L2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L1灯较亮，则（D）
A．L1灯丝较粗，电阻较大
B．L2灯丝较粗，电阻较大
C．L1灯丝较粗，电阻较小
D．L2灯丝较粗，电阻较小
4．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
5．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
6．如图所示电路，闭合开关，将滑动变阻器滑片向右滑动时，观察到的现象是（C）
A．灯泡变暗，电压表示数变大
B．灯泡变亮，电压表示数不变
C．电路消耗的总功率变小，电压表示数不变
D．电路消耗的总功率变大，电压表示数变大
7．将规格为“2.5 V 0.3 A”的小灯泡L1和规格为“3.8 V 0.3 A”的小灯泡L2串联，接在3 V的电源上，下列判断正确的是（B）
A.L1的电阻大于L2的电阻
B．L1的亮度比L2的亮度更小
C．两只灯泡都正常发光
D．两只灯泡实际功率相等
8．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
9．一只标有“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
10．某豆浆机简化电路如图，L1亮表示正在加热或打浆，L2亮表示正在保温。已知电源电压不变，R1是电热丝，R2是限流电阻，电动机标有“24 V 12 W”，L1、L2均标有“4 V 4 W”且电阻不变，加热时电路中电流是保温时电路中电流的2倍。下列说法正确的是（A）
A.加热时电热丝R1的功率为22 W
B．限流电阻R2的阻值为24 Ω
C．加热时L1的功率与打浆时L1的功率之比为1∶4
D．保温1 min电热丝R2产生的热量为330 J
二、多项选择题(本大题共2小题，每小题4分，共8分。在每小题列出的四个备选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得 4分，选对但不全得 2分，有选错得0分)
11．两只小灯泡，L1标有“6 V 6 W”，L2标有“6 V 3 W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是（CD）
A.两灯都正常发光时，L1的电阻大
B．两灯串联后接在 12 V 的电源上，两灯都能正常发光
C．两灯并联后接在 6 V 的电源上，L1消耗的电功率大
D．两灯串联后接在 6 V 的电源上，L2消耗的电功率大
12．如图电路，R0的电阻为40 Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度减弱而增大。当电路中电流小于或等于0.3 A时，报警器报警。开关S闭合后，当电流为0.5 A时，光敏电阻R的电功率为4 W。下列说法正确的是（AD）
A.当R处的烟雾浓度逐渐减小时，电流表的示数变大
B．电源电压为24 V
C．当电压表的示数为12 V时，烟雾报警器报警
D．当电路中电流为0.4 A时，R消耗的电功率为4.8 W
三、填空题(本大题共6小题，每空1分，共12分)
13．电风扇、电烙铁和电动机上都标有“220 V 60 W”字样，它们都在额定电压下工作相同时间，产生热量最多的是电烙铁，它们消耗的电能相等(选填“相等”或“不相等”)。
14．如图是小明家的电能表，表盘上显示目前他家用电器已消耗电能376.5度；将电视机单独接入电路正常工作15 min，电能表转盘转18 r，则该电视机的功率为120 W。
15．如图是智能加热杯垫的简化电路图，R1和R2均为电阻丝，杯垫有加热和保温两个挡位，加热功率为40 W，保温功率为10 W。则开关S1和S2均闭合时，智能加热杯垫处于加热挡，保温挡通电2 min产生的热量是1 200J。
16．如图所示，电源电压恒定，R1＝20 Ω，闭合开关S，断开S1，电流表示数是0.3 A；若再闭合S1，发现电流表的示数变化了0.2 A，则R1与R2的电阻之比为2∶3，R2消耗的电功率为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; 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。
四、作图题(本大题共1小题，共6分)
19．(1)(3分)如图，请在两个虚线框内选填“电源”和“电流表”的符号，使开关都闭合时两灯均能工作。
第19(1)题图) 第19(2)题图)
(2)(3分)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。
五、实验探究题(本大题共4小题，共25分)
20．(5分)小明在“探究灯泡的电功率与哪些因素有关”的实验时，设计如图甲、乙两个实验电路图。
(1)此实验是观察灯泡亮暗(选填“电压表示数”或“灯泡亮暗”)来比较电流做功的多少，L1、L2两只灯泡的电阻应不同(选填“相同”或“不同”)。
(2)在图甲电路中，L1、L2两灯串联，主要是为了控制电流和通电时间相同，从而比较灯泡的电功率与电压的关系；在图乙电路中，观察到L1灯比L2灯暗，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，由此可以得到的结论是电压和通电时间相同时，电流越大，电流做功越多。
21．(6分)(1)小明想用如图甲的电能表测量家中某一用电器实际功率。实验中，他先让该用电器单独工作15 min，观察到家中电能表的表盘转了120转，则在这段时间内，该用电器消耗的电能是0.2kW·h，该用电器的实际功率是800W。
(2)如图乙，在测量小灯泡电功率的实验中，灯泡规格为“2.5 V 0.5 A”。闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，灯泡都不亮，电流表无示数，电压表示数接近6 V，则故障的原因是灯泡处发生断路。排除故障后，移动滑动变阻器的滑片P使灯泡正常发光，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为7Ω。
(3)如图丙，在探究电热与电流的关系实验中，通电一段时间后，左侧U形管液面高度的变化较大，U形管液面高度反映电热丝放热多少(选填“放热多少”或“电阻大小”)。
22．(7分)如图所示为“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，这种实验方法的是转换法。
(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断路。
(5)排除故障后，在相同时间内与产生的热量比为4∶1。
23．(7分)在测量额定电压为2.5 V的小灯泡电功率的实验中：
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的器材连接成完整电路。(如图所示)
(2)连接电路时开关应处于断开(选填“断开”或“闭合”)状态。
(3)正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是小灯泡处断路(选填“短路”或“断路”)。排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙，则小灯泡额定功率为0.5 W。
(4)在没有电流表的情况下，用图丙电路也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额，定值电阻的阻值为R，实验步骤如下：①只闭合开关S、S1，调节滑片，使电压表示数为U额；②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，此时电压表的示数为U；③小灯泡的额定功率P额＝(用U额、U和R表示)。
六、综合应用题(本大题共2小题，共19分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案，未写出主要演算过程的，不得分)
24．(7分)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。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。
25．(12分)如图甲，电源电压不变，灯泡L标有“6 V 3 W”字样 ，定值电阻R1的阻值为6 Ω。闭合开关，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端逐渐滑至最左端，电压表和电流表示数的I－U图像如图乙。
(1)求灯泡L正常发光时的电流和电阻；
(2)求电源电压；
(3)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，求灯泡L的实际功率。
解：(1)由P＝UI可得，灯泡L正常发光时的电流：
IL＝＝＝0.5 A，
由I＝可得，灯泡正常发光时的电阻：
RL＝＝＝12 Ω；
(2)由图乙可知，当电压表的示数为零时，电流表的示数为0.5 A和灯泡的额定电流相等，此时滑动变阻器接入电路中的电阻为零，灯泡两端的电压为6 V，此时R1两端的电压：U1＝IR1＝0.5 A×6 Ω＝3 V，
因串联电路中总电压等于各部分电压之和，所以，电源电压：
U＝UL＋U1＝6 V＋3 V＝9 V；
(3)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.3 A，电压表的示数U2＝6 V，R1两端的电压：
U1′＝I小R1＝0.3 A×6 Ω＝1.8 V，
灯泡两端的电压：UL′＝U－U1′－U2＝9 V－1.8 V－6 V＝1.2 V，
灯泡L的实际功率：PL′＝UL′I小＝1.2 V×0.3 A＝0.36 W。第十五章 电能与电功率
(考试时间：90分钟 满分：100分 得分：________)
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分。在给出的四个备选项中，只有一个选项符合题目要求)
1．电能表接入家庭电路中，其作用是（ ）
A．保护电路避免火灾 B．给家用电器提供电能
C．测量电路消耗的电能 D．提高家用电器的用电效率
2．如图的四个电路中，电源电压U相同，R13．如图所示，灯泡L1、L2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L1灯较亮，则（ ）
A．L1灯丝较粗，电阻较大
B．L2灯丝较粗，电阻较大
C．L1灯丝较粗，电阻较小
D．L2灯丝较粗，电阻较小
4．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
5．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
6．如图所示电路，闭合开关，将滑动变阻器滑片向右滑动时，观察到的现象是（ ）
A．灯泡变暗，电压表示数变大
B．灯泡变亮，电压表示数不变
C．电路消耗的总功率变小，电压表示数不变
D．电路消耗的总功率变大，电压表示数变大
7．将规格为“2.5 V 0.3 A”的小灯泡L1和规格为“3.8 V 0.3 A”的小灯泡L2串联，接在3 V的电源上，下列判断正确的是（ ）
A.L1的电阻大于L2的电阻
B．L1的亮度比L2的亮度更小
C．两只灯泡都正常发光
D．两只灯泡实际功率相等
8．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
9．一只标有“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
10．某豆浆机简化电路如图，L1亮表示正在加热或打浆，L2亮表示正在保温。已知电源电压不变，R1是电热丝，R2是限流电阻，电动机标有“24 V 12 W”，L1、L2均标有“4 V 4 W”且电阻不变，加热时电路中电流是保温时电路中电流的2倍。下列说法正确的是（ ）
A.加热时电热丝R1的功率为22 W
B．限流电阻R2的阻值为24 Ω
C．加热时L1的功率与打浆时L1的功率之比为1∶4
D．保温1 min电热丝R2产生的热量为330 J
二、多项选择题(本大题共2小题，每小题4分，共8分。在每小题列出的四个备选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得 4分，选对但不全得 2分，有选错得0分)
11．两只小灯泡，L1标有“6 V 6 W”，L2标有“6 V 3 W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是（ ）
A.两灯都正常发光时，L1的电阻大
B．两灯串联后接在 12 V 的电源上，两灯都能正常发光
C．两灯并联后接在 6 V 的电源上，L1消耗的电功率大
D．两灯串联后接在 6 V 的电源上，L2消耗的电功率大
12．如图电路，R0的电阻为40 Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度减弱而增大。当电路中电流小于或等于0.3 A时，报警器报警。开关S闭合后，当电流为0.5 A时，光敏电阻R的电功率为4 W。下列说法正确的是（ ）
A.当R处的烟雾浓度逐渐减小时，电流表的示数变大
B．电源电压为24 V
C．当电压表的示数为12 V时，烟雾报警器报警
D．当电路中电流为0.4 A时，R消耗的电功率为4.8 W
三、填空题(本大题共6小题，每空1分，共12分)
13．电风扇、电烙铁和电动机上都标有“220 V 60 W”字样，它们都在额定电压下工作相同时间，产生热量最多的是 ，它们消耗的电能 (选填“相等”或“不相等”)。
14．如图是小明家的电能表，表盘上显示目前他家用电器已消耗电能 度；将电视机单独接入电路正常工作15 min，电能表转盘转18 r，则该电视机的功率为 W。
15．如图是智能加热杯垫的简化电路图，R1和R2均为电阻丝，杯垫有加热和保温两个挡位，加热功率为40 W，保温功率为10 W。则开关S1和S2均闭合时，智能加热杯垫处于 挡，保温挡通电2 min产生的热量是 J。
16．如图所示，电源电压恒定，R1＝20 Ω，闭合开关S，断开S1，电流表示数是0.3 A；若再闭合S1，发现电流表的示数变化了0.2 A，则R1与R2的电阻之比为 ，R2消耗的电功率为 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; 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。
四、作图题(本大题共1小题，共6分)
19．(1)(3分)如图，请在两个虚线框内选填“电源”和“电流表”的符号，使开关都闭合时两灯均能工作。
第19(1)题图) 第19(2)题图)
(2)(3分)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。
五、实验探究题(本大题共4小题，共25分)
20．(5分)小明在“探究灯泡的电功率与哪些因素有关”的实验时，设计如图甲、乙两个实验电路图。
(1)此实验是观察 (选填“电压表示数”或“灯泡亮暗”)来比较电流做功的多少，L1、L2两只灯泡的电阻应 (选填“相同”或“不同”)。
(2)在图甲电路中，L1、L2两灯串联，主要是为了控制 相同，从而比较灯泡的电功率与 的关系；在图乙电路中，观察到L1灯比L2灯暗，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，由此可以得到的结论是 。
21．(6分)(1)小明想用如图甲的电能表测量家中某一用电器实际功率。实验中，他先让该用电器单独工作15 min，观察到家中电能表的表盘转了120转，则在这段时间内，该用电器消耗的电能是 kW·h，该用电器的实际功率是 W。
(2)如图乙，在测量小灯泡电功率的实验中，灯泡规格为“2.5 V 0.5 A”。闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，灯泡都不亮，电流表无示数，电压表示数接近6 V，则故障的原因是 处发生断路。排除故障后，移动滑动变阻器的滑片P使灯泡正常发光，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
(3)如图丙，在探究电热与电流的关系实验中，通电一段时间后， 侧U形管液面高度的变化较大，U形管液面高度反映电热丝 (选填“放热多少”或“电阻大小”)。
22．(7分)如图所示为“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，这种实验方法的是 。
(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 。
23．(7分)在测量额定电压为2.5 V的小灯泡电功率的实验中：
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的器材连接成完整电路。 (2)连接电路时开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(3)正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是小灯泡处 (选填“短路”或“断路”)。排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙，则小灯泡额定功率为 W。
(4)在没有电流表的情况下，用图丙电路也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额，定值电阻的阻值为R，实验步骤如下：①只闭合开关S、S1，调节滑片，使电压表示数为 ；②保持滑片位置不变，只闭合开关 ，此时电压表的示数为U；③小灯泡的额定功率P额＝ (用U额、U和R表示)。
六、综合应用题(本大题共2小题，共19分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案，未写出主要演算过程的，不得分)
24．(7分)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。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。
25．(12分)如图甲，电源电压不变，灯泡L标有“6 V 3 W”字样 ，定值电阻R1的阻值为6 Ω。闭合开关，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端逐渐滑至最左端，电压表和电流表示数的I－U图像如图乙。
(1)求灯泡L正常发光时的电流和电阻；
(2)求电源电压；
(3)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，求灯泡L的实际功率。
