第十五章单元测试

第十五章单元测试
[测试范围：第十五章　时间：40分钟　分值：100分]
一、选择题(每题4分，共40分)
1．图15－Z－1中家用电器的额定功率最接近10 W的是(　　)
图15－Z－1
2．从如图15－Z－2所示的电能表中可以获得的信息是(　　)
　图15－Z－2
A．电能表的示数为3672 kW·h
B．电能表的转盘转过2500转消耗电功率1 kW
C．用电器的总功率不得超过2200 W
D．用电器的总功率不得超过4400 W
3．在家庭电路中若发生以下情况：①灯座里的两个线头相碰；②开关里的两线头相碰；③两孔插座中的两线头相碰；④用电器的总功率过大．其中会引起电路中熔丝熔断的是(　　)
A．①②④ B．①③④
C．②③④ D．①②③④
4．关于家庭电路中的一些元件和工具的使用，下列说法正确的是(　　)
A．控制电路的开关应接在零线和用电器之间
B．三线插头中间较长的铜片应与用电器的金属外壳相连
C．保险丝熔断后可以用铜丝替代
D．在使用测电笔时，手不能接触笔尾金属电极
5．灾后重建，小宇同学家的永久性住房已经建好．在全家搬进去之前，小宇同学准备检查生活用电线路是否有问题，他先断开所有用电器和总开关，然后将火线上的保险丝取下，换上一只额定电压为220 V的灯泡，闭合总开关，发现灯泡正常发光．由此判断(　　)
A．线路安装完全正确，因为灯泡正常发光
B．线路安装不正确，电路中有短路
C．线路安装不正确，电路中有断路
D．仅由此不能判断线路是否有问题
6．将规格都是“220 V　100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关说法中错误的是(　　)
A．三个用电器产生的热量一样多
B．电流通过三个用电器做功一样多
C．三个用电器消耗的电能一样多
D．电烙铁产生的热量最多
7．如图15－Z－3所示是电阻甲和乙的U－I关系图像，下列说法正确的是(　　)
图15－Z－3
A．甲电阻阻值保持10 Ω不变
B．乙电阻阻值保持20 Ω不变
C．当甲、乙并联在电路中，电源电压为2 V时，电路总功率为0.6 W
D．当甲、乙串联在电路中，电路电流为0.2 A时，甲的功率为0.6 W
8．如图15－Z－4所示，在“探究电流产生的热量与什么因素有关”的实验中，将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等质量的煤油中，串联接入电路，已知R1∶R2＝2∶5，下列说法中错误的是(　　)
图15－Z－4
A．该实验可探究电流通过导体产生的热量多少与电阻的关系
B．实验中可通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量多少
C．实验中运用了控制变量法和转换法
D．通电一段时间后，电流通过R1、R2产生的热量之比为4∶25
9．如图15－Z－5所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断．用测电笔测试灯头的两端C、D，发现这两处都能使测电笔的氖管发光，再用测电笔测试B处时氖管不发光．若电路中只有一处故障，则(　　)
图15－Z－5
A．AC段某处断路 B．BD段某处断路 C．电灯L断路 D．电灯L短路
10．小军设计了一个串联电路如图15－Z－6所示，闭合开关S，两灯均能正常发光(灯丝电阻不变，电源电压不变)．不久，标有“6 V　4 W”字样的灯L1烧坏了，小军手边只有一个标有“6 V　2 W”字样的灯L2，小军认为既然L1和L2的额定电压相同，必定可以用L2替换L1.小军把灯泡换接后，闭合开关S，可能出现的现象是(　　)
图15－Z－6
A．灯L亮度将增加 B．灯L仍然正常发光
C．电路的总功率将变大 D．灯L2可能烧坏
二、填空题(每空2分，共28分)
11．与大功率电炉相连的导线和与普通白炽灯相连的导线相比，前者导线中的电流更________(选填“大”或“小”)，在导线电阻和通电时间相同时，________(选填“前者”或“后者”)发热更多．
12．一个弧光灯的电阻是5 Ω，正常发光时的功率为500 W，若想将它接在220 V的电源上，仍使其正常发光，必须________联一个________的电阻．
13．如图15－Z－7所示，在三线插座的A、B、C三孔中，连接火线的是________孔，通过三线插头和家用电器的金属外壳相连的是________孔．
图15－Z－7
14．小明家的电能表如图15－Z－8所示，该电能表此时的示数为______________．小明家有一个“220 V　1500 W”的电热水器，正常工作10 min产生的热量为________J．若将其单独连接在家庭电路中，发现电能表上的转盘121 s内转了125转，电热水器的实际功率为________W，他家的实际电压________(选填“大于”“小于”或“等于”)220 V.
图15－Z－8
15．一台线圈电阻为0.3 Ω的电动机，接在12 V的电源上时，通过电动机的电流为0.5 A，在2 min内电流产生的热量是________J，转化成的机械能是________J.
16．如图15－Z－9所示，电源电压为18 V且保持不变，电流表接0～0.6 A量程，电压表接0～15 V量程，灯泡上标有“6 V　3 W”字样，滑动变阻器标有“100 Ω　1 A”，不考虑温度对灯丝电阻的影响．为了保证电路的安全，滑动变阻器允许接入的最大阻值为________ Ω，整个电路的电功率最大为________W.
图15－Z－9
三、作图题(4分)
17．如图15－Z－10所示，请用笔画线代替导线，将图中的电灯、开关接入家庭电路中．
图15－Z－10
四、实验探究题(共20分)
18．(14分)小勇在测量额定电压是2.5 V小灯泡电功率的实验中：
　　　
图15－Z－11
(1)为完成实验，请用笔画线代替导线，将图15－Z－11甲中的实物电路图连接完整．
(2)闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，移动滑片后仍然如此，则原因可能是__________________．
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2 V时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的实际功率为________W.
(4)若要测量小灯泡的额定功率，应再将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)移动，直至电压表示数为________V为止．
(5)移动滑动变阻器的滑片，记下多组电流表示数及对应的电压表示数，并画出图丙所示的I－U图像，从图像可以计算出小灯泡的额定功率为________W.
19．(6分)为了测量一个标有“0.3 A”字样的小灯泡的额定功率，小华同学设计了如图15－Z－12甲、乙两种方案．其中能测出灯泡额定功率的方案是________．简要说出实验的操作步骤：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
对另一方案稍加改进，也能测出小灯泡L1的额定功率，改进方法是：________________________________________________________________．
图15－Z－12
五、计算题(8分)
20．在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图15－Z－13甲所示，R1和R2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低挡”“高挡”之间的转换，饮水机工作时电功率与时间的关系图像如图乙所示．求：
(1)30 min内电路消耗的总电能．
(2)饮水机工作时，通过电阻R1的电流．
(3)电阻R2的阻值．
图15－Z－13

详解详析
1．D　2.D　3.B　4.B
5．B　[解析] 因为灯泡仅仅接上火线就亮了，说明火线和零线之间已经连接上了，即为短路．
6．A　[解析] 三个用电器的额定功率相同，正常工作相同的时间，消耗的电能相同，即电流做功相同．由于电烙铁是纯电阻电路，可以将电能全部转化为内能，所以产生的热量最多，故A错误．
7．C
8．D　[解析] 依据焦耳定律，电流和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与导体的电阻成正比，所以通电一段时间后，电流通过R1、R2产生的热量之比为2∶5.
9．B　10.D　11.大　前者
12．串　17 Ω
[解析] 根据P＝，弧光灯的正常工作电压为U＝＝＝50 V；接在220 V的电路中，应串联一个电阻分担170 V的电压，电路中的电流I＝＝＝10 A，所以串联电阻的阻值为R′＝＝＝17 Ω.
13．B　C
14．864.0 kW·h　9×105　1239.7　小于
[解析] 电能表读数时注意小数位和单位．
电热水器正常工作时的功率为1500 W，产生的热量可利用电热与电功的关系求解：Q＝W＝Pt＝1500 W×600 s＝9×105 J.
电热水器实际功率的测量原理是P＝，利用电能表的转数测算出电热水器的电功W＝＝ kW·h；
P＝＝≈1239.7 W<1500 W，所以他家的实际电压小于220 V.
15．9　711
16．60　9　[解析] 灯丝的阻值为RL＝＝＝12 Ω；
当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时灯泡两端电压：U2＝U－U max＝18 V－15 V＝3 V；电路电流：I′＝＝＝0.25 A；滑动变阻器接入电路的最大阻值：R max＝＝＝60 Ω.
灯泡的额定电流为IL＝＝＝0.5 A，0.5 A<0.6 A<1 A，所以电路中电流最大为I＝IL＝0.5 A，电路总功率最大为P＝UI＝18 V×0.5 A＝9 W.
17．如图所示
18．(1)如图所示
(2)灯泡短路　(3)0.44
(4)左　2.5　(5)0.625
19．乙　①闭合开关S1，S2接b，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.3 A；②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S1，S2接a，调节电阻箱R0直至电流表示数为0.3 A，读出此时电阻箱的示数记为R；③计算出小灯泡L1的额定功率为P1额＝0.09 A2×R
在干路上串联一个滑动变阻器
20．(1)由图乙知，高挡电功率P高＝660 W，t1＝10 min；P低＝220 W，t2＝20 min，30 min内消耗的总电能：
W1＝P高t1＝660 W×10×60 s＝3.96×105 J；
W2＝P低t2＝220 W×20×60 s＝2.64×105 J；
W总＝W1＋W2＝3.96×105 J＋2.64×105 J＝6.6×105 J.
(2)由图甲可知，当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，电路中电阻较小，由P＝可知，电功率较大，为“高挡”；
当S1闭合、S2断开时，电路中只有R1，电路中电阻较大，
由P＝可知，电功率较小，为“低挡”；
由P＝UI可得通过R1的电流：I1＝＝＝1 A.
(3)从“低挡”到“高挡”，只是并联了R2，电源电压不变，R1的电功率不变，则R2的电功率：P2＝P高－P低＝660 W－220 W＝440 W，
由P＝可得：R2＝＝＝110 Ω.