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【专项培优】第十七章电流做功与电功率
一、单选题
1.下列估测值符合生活实际的是( )
A.一般一位中学生人体的电阻约为10
B.一节新干电池的电压为1.5V
C.对人体的安全电压为36V
D.教室日光灯正常工作的电流约为10A
2.生活处处皆物理,下列几种估测中,最接近实际的是( )
A.台灯在正常工作时通过的电流约为1A
B.成年人站立时对地面的压强约
C.一台家用音响的额定功率是5kW
D.吃饭用的筷子长度约为0.6cm
3.下列对生活中一些物理量的估测最符合实际的是( )
A.家用台灯正常工作时,功率大约是200W
B.家用电热水壶工作时的功率约为25W
C.对人体安全的电压是36V
D.空调工作时电流大约为5A
4.常见的家用电器中,正常工作电流约为4A的是( )
A.电饭锅 B.电灯泡 C.电风扇 D.电视机
5.以下估测值中,最符合实际的是( )
A.一个苹果的质量约为150g
B.蜗牛爬行的速度约为0.5m/s
C.多数人脉搏跳动100次用时约为l5min
D.家用空调的电功率约为30W
6.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中,以下说法正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大,电灯变暗
B.电流表示数变大,电压表示数变大,电灯变亮
C.电流表示数变小,电压表示数变小,电灯变暗
D.电流表示数变大,电压表示数变小,电灯变亮
7.下列厨房中的估测数据最接近实际的是( )
A.一个鸡蛋的质量约为0.5kg B.刚烧开的水温度约为100℃
C.电冰箱的电功率约为1000W D.菜刀刀刃的厚度约为0.5cm
8.下列对生活中一些物理量的估测,不正确的是( )
A.家用节能灯正常工作时,功率大约是
B.家用电热水壶正常工作时的电流约为
C.对人体安全的电压是
D.空调正常工作1小时消耗的电能大约为
9.在电源电压不变的某一家庭电路中,接入一个可调温的电热器,电热器的内部有两根阻值不相等的电热丝;当两根电热丝串联使用时,电热器消耗的电功率为220瓦;当只使用其中一根阻值较大的电热丝时,电热器消耗的电功率为275瓦;若将两根电热丝并联使用,则电热器消耗的电功率为( )
A.495瓦 B.990瓦 C.1100瓦 D.1375瓦
10.如图所示,电源电压30V保持不变,定值电阻标有“10Ω 2A”字样,滑动变阻器标有“50Ω 2.5A”字样,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~24V,闭合开关S,为保证电路安全,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变化范围是6~24V
B.电流表的示数变化范围是0.5~2A
C.滑动变阻器的功率变化范围是14.4~20W
D.电路总功率的变化范围是18~60W
二、填空题
11.小明家有一个标有“220 V 800 W”的电炉,在额定电压下用10min能烧开一壶水.一天他用这个电炉在相同环境下(空气的温度和压强相同)烧开同样一壶水用了12min,请你帮助小明算一算他家当时的电源电压约为 V.你在计算中使用了哪些近似条件?
12.电动汽车作为一种环保、节能的交通工具,近年来在全球范围内快速发展。某电动汽车的部分参数如图甲所示,行驶时蓄电池给电动机供电。在测试过程中,司机驾驶充满电的该车以100km/h的速度匀速行驶20km,电池剩余容量为。
空车质量 1360kg
蓄电池最大容量
最高车速 120km/h
最大功率 90kW
最大续航里程 180km
甲
(1)为了节能,电动汽车靠近目的地前可采用“再生制动”的方法:在车速逐渐减到60km/h的过程中,不采用机械刹车,由于电动汽车继续行驶,带动电机逆向发电,将电能存储在蓄电池内,下列与此电机的工作原理相同的是 ;
A.动圈式话筒 B.扬声器
(2)在此测试过程中,电池消耗的功率为 kW;
(3)图乙是小宁设计的车速提醒电路,电源电压为,定值电阻,的阻值随车速的变化而改变。当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快,需要减速。图丙是的阻值与车速的关系图像,当时,电压表示数为2V;当时,电压表示数为4.5V,则与v的关系式为: 。当电路总功率为0.9W时,汽车的速度为 km/h。
13.小明家电能表如图所示,他家同时使用的用电器总功率不能超过 W.将某用电器单独接在该表上工作10min,电能表上的转盘转过300转.该用电器在上述时间内消耗的电能为 J,它的电功率是 W.
14.
(1)如图用刻度尺测量一物体的宽度,该刻度尺的分度值是 ,物体的宽度是 cm;
(2)如图,电能表的示数为 度;在某段时间内转盘转过1000转,表示此段时间内用了 度电;
(3)如图的电压表,若选0~3V的量程,读数为 V;若选0~15V的量程,读数为 V。
15.电能表的表盘上标有3000 r/ kW·h.如果在半小时内转了1200 r.表明用电器消耗的电能是 kW·h; 用电器的电功率是 W.
16.标准大气压的值为1.013×105 ;“kW h”是 的单位。
17.小燕家中的电能表的铭牌如图所示,则小燕家同时使用的用电器总功率不能超过 W.本月初抄表数如图所示,若本月应交电费65元,且电价为0.5元/度,则本月末抄表的示数为 kW h,若单独将某一用电器接入电路工作时,测得电能表的转盘在6min内转过了30转,在这段时间内该用电器消耗的电能是 J,该用电器的功率是 W.
18.小红观察到家中空调每制冷工作10min后,就转变成送风状态工作5min,再转变为制冷状态,如此反复。为了测量空调制冷时的电功率,他单独将该空调接入电路中,并记录了家中电能表的数据(见图)。仔细观察表中数据,空调送风20min所消耗的电能 kW·h,此空调60min内消耗的电能为 kW·h,空调制冷时的电功率为 kW。
送风状态时消耗的功率:0.3kW
测量时间 60分钟
电能表示数(kW·h) 开始计时时的示数 1666.0
60分钟后的示数 1667.1
三、计算题
19.如图所示,电阻为8Ω的小灯泡L和电阻为12Ω的定值电阻R0连接在电源电压为10V的电路中,闭合开关S后灯泡恰好正常发光.(电源电压和灯丝电阻均保持不变)
求:
(1)小灯泡的额定功率.
(2)闭合开关S后连续通电5min内整个电路消耗的电能.
20.如图所示,电源电压为6V,电阻R0=10Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R上标有“20Ω 0.5A”字样。求:
(1)电路中的最小电流为多少A?
(2)当电路中电流最小时,1min内电流通过电阻R0做的功。
(3)为了保证电路安全,滑动变阻器R接入电路的最小阻值。
四、作图题
21.如图甲所示电路,闭合开关后将滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,电压表示数U随滑动变阻器阻值R变化关系的图象如图乙所示,请你在答题卡的坐标系中画出滑片移动过程中滑动变阻器消耗的功率P随其阻值R变化关系的图象。(提示:当R1=R2时,滑动变阻器的功率最大)
五、实验探究题
22.某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为3.8V,额定功率小于1W,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”,图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。
(1)请你用笔线代替导线,在图甲中把电路连接完整.
(2)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数明显,仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因应该是_______(选填“A”、“B”、“C”或“D”)
A.电流表内部断路了 B.灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现了短路 D.滑动变阻器的电阻线断了
(3)排出故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,其值为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(4)测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动。
(5)测量小灯泡的电功率 (选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是 。
(6)图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图,测量后他们对测量结果进行了误差分析,考虑电表本身对电路的影响,该电路主要是由于所测 (选填“电压”或“电流”)值偏大引起小灯跑电功率偏大的。
六、综合题
23.如图 1 所示是某型号超声波加湿器,如表为其部分技术参数,其中加湿效率η值是实际加湿量Q实和实际功率P实的比值.
额定电压 220V
加湿效率 ≥1.2×10﹣2L/(h W)
额定功率 440W
(1)加湿器正常工作时的电流为多少?
(2)在没有其他用电器接入电路的情况下,加湿器工作 30min,标有“3000imp/(kW h)”的电能表指示灯闪烁了 600 次,此过程中加湿器的加湿量 Q实至少为多少 L/h?
(3)利用湿敏电阻 R0可实现对环境湿度的精确测量.如图 2 所示,电源电压为 24V,定值电阻 R 的阻值为 120Ω,电流表的量程为 0~100mA,电压表的量程为 0~15V,湿敏电阻的阻值 R0随湿度 RH 变化的关系图线如图 3 所示.该电路能够测量的湿度范围是多少?
24.某电热水壶及其铭牌如图所示,小明为了测量该电热水壶的实际功率和加热效率,进行了如下实验:关掉家里所有用电器,将该电热水壶装满水,接通电热水壶,测得壶中水温度从25℃上升到35℃所用的时间为50,同时观察到家中220V10(40)A3200imp/kW·h的电子式电能表的指示灯闪烁80imp水的比热容c=4.2×103(kg℃)请结合本次实验记录的数据,回答以下问题:
(1)除电子式电能表外,小明还需下列哪些器材完成上述两个测量 。(先填器材前面的序号)
①刻度尺②温度计③电压表④秒表⑤弹簧测力计
(2)若小明利用水升温吸热计算消耗的电能,计算出电热水壶的功率和实际功率相比 (选填 “ 偏大 ”、“偏小”或“相等”),主要原因是 。
(3)电热水壶的实际功率是 W。
(4)电热水壶的加热效率是 。
七、科普阅读题
25.阅读材料,回答问题.
电压力锅
电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点,省时又节能,在日常生活中应用广泛.如题图甲所示为某款电压力锅的工作电路简化图,是规格为“ ”的主加热电阻,是电阻为的副加热电阻,是阻值为的保温电阻,S是智能控制开关;是安装在电压力锅底部的压力传感器,可以随压力变化自动闭合或断开电路.
电压力锅煮饭过程分为加热升压、保压煮饭和保温三个阶段:①接通电源,S自动接到a,同时自动闭合,电压力锅进入加热升压状态.②锅内工作压强(电压力锅的锅内工作压强是指电压力锅内部压强与外部压强之间的差值)达到时,自动断开,进入保压状态.③当锅内工作压强降至时,又会自动闭合.④保压状态结束,S自动接到b,进入保温状态,图乙为正常煮饭时锅内工作压强p与时间t的关系图(为了方便计算,图象已作简化处理).
(1)电压力锅的工作原理主要是利用了电流的 效应,并以 (选填“做功”或“热传递”)的方式使锅内食物和水的内能增加.
(2)随着电压力锅内的气压升高,锅内水的沸点 (选填“升高”“降低”或“不变”).
(3)通过如图乙所示锅内工作压强p与时间t的关系图象,在题图丙中画出内通过开关S的电流I与时间t的关系图象 .
(4)正常工作时,主加热电阻 ;根据图乙计算这款电压力锅工作共消耗的电能为 J.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】电压和电压的单位换算;电阻;电功率
2.【答案】B
【知识点】长度的估测;压强;电流的大小;电功率
3.【答案】D
【知识点】电流的大小;电压和电压的单位换算;电功率
4.【答案】A
【知识点】电功率
5.【答案】A
【知识点】质量及其特性;长度的估测;速度与物体运动;电功率
6.【答案】A
【知识点】串联电路的电压规律;电功率的计算
7.【答案】B
【知识点】摄氏温度及其计算;质量及其特性;长度的估测;电功率
8.【答案】C
【知识点】电流的大小;电压和电压的单位换算;电功率
9.【答案】D
【知识点】电功率;电功率的计算
10.【答案】D
【知识点】电阻的串联;欧姆定律及其应用;电功率的计算
11.【答案】201
【知识点】电功率的计算;焦耳定律;焦耳定律的应用
12.【答案】A;50;;20
【知识点】速度公式及其应用;欧姆定律及其应用;电功率的计算
13.【答案】2200;3.6×105;600
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算
14.【答案】(1)1mm;1.40
(2)1931.6;0.4
(3)2.6;13
【知识点】长度及其测量;电压的测量及电压表的使用;电功的测量
15.【答案】0.4;800
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算
16.【答案】Pa;功
【知识点】大气压强的测量方法;电功及电功的实质
17.【答案】4400;1061.6 ;43200 ;120
【知识点】电功的计算
18.【答案】0.1;1.1;1.5
【知识点】电能表参数的理解;电功的计算;电功率的计算
19.【答案】(1)解:由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I= = =0.5A,
因灯泡正常发光,
所以,灯泡的额定功率:
PL=I2RL=(0.5A)2×8Ω=2W
(2)解:连续通电5min内整个电路消耗的电能:
W=UIt=10V×0.5A×5×60s=1500J
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率的计算
20.【答案】(1)解:当变阻器全部电阻连入电路中时,根据电阻的串联和欧姆定律,电路的电流最小:
答:电路中的最小电流为 。
(2)解:R0的电压:U0=IR0=0.2A×10Ω=2V;
1min内电流通过电阻R0做的功:W0=U0It=2V×0.2A×60s=24J
答:1min内电流通过电阻R0做的功是24J。
(3)解:变阻器连入电路中的电阻越小,由分压原理,其分得的电压越小,根据串联电路电压的规律,电压表示数越大,因电压表量程为0-3V,当电压表为3V时,由欧姆定律得到电路中的电流: ,所以电流表安全,根据串联电路电压的规律:UR小=U-U0=6V-3V=3V,由欧姆定律得到滑动变阻器R接入电路的最小阻值:
答:为了保证电路安全,滑动变阻器R接入电路的最小阻值10Ω
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功的计算
21.【答案】解:如图所示:
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
22.【答案】(1)
(2)B
(3)0.2;0.76
(4)右
(5)不需要;灯在不同电压下的功率不同
(6)电流
【知识点】电功率的测量
23.【答案】(1)解:加湿器正常工作时的电压U=220N,功率P=440W,
由P=UI可得,加湿器正常工作时的电流:
I= = =2A;
(2)解:加湿器消耗的电能:
W=600× kW h=0.2kW h=7.2×105J,
加湿器实际功率:
P= = =400W,
因加湿效率η值是实际加湿量Q实和实际功率P实的比值,
所以,实际加湿量至少为:
Q实=ηP=1.2×10﹣2L/(h W)×400W=4.8L/h;
(3)解:电路最大电流I大=100mA=0.1A,由I= 可得,电路中的总电阻:
R总= = =240Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,湿敏电阻的阻值:
R0=R总﹣R=240Ω﹣120Ω=120Ω,
由图丙可知,环境湿度为30%;
当电压表的示数U0大=15V时,R两端的电压:
UR=U﹣U0大=24V﹣15V=9V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,I= = ,即 = ,
解得:R0′=200Ω,
由图丙所示可知,此时的湿度为90%;
所以,该电路能够测量的湿度范围是30%~90%.
【知识点】欧姆定律及其应用;电能表参数的理解;电功率与电压、电流的关系
24.【答案】(1)②④
(2)偏小;电热水壶通过外壁向外散热
(3)1800
(4)84%
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算
25.【答案】(1)热;热传递
(2)升高
(3)
(4)55;
【知识点】热传递改变物体内能;欧姆定律及其应用;电功率的计算;电流的热效应
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