6.2 电能的量度 同步测试（4课时，含答案）
文档属性
| 名称 | 6.2 电能的量度 同步测试（4课时，含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 华师大版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2020-07-15 18:05:18 | ||
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文档简介
12649200107442006.2__电能的量度(一)__[学生用书A36]
1．某工厂2016年上半年共节约电能5000kW·h，一位电视台记者在报道该厂节能减排的成效时，手举一只理发用的电吹风说：“这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂半年来节省的电能可以开动10000个这样的电吹风。”从这段话中可以看出，该记者把电能和另一个物理量弄混了。这个物理量是( D )
A．电流 B．电阻
C．电功 D．电功率
2．将两个定值电阻接在同一电路中，如果它们两端的电压相等，则下列判断正确的是( D )
A．这两个电阻的阻值一定相等
B．通过这两个电阻的电流一定相等
C．若两个电阻并联，相同时间电流通过它们做功一定相等
D．若两个电阻串联，相同时间电流通过它们做功一定相等
3．在如图所示电路中，当闭合开关后，两电阻均发热且两个电压表指针都向右偏转相同角度，则电阻R1和R2在相同时间内消耗的电能之比为( C )
图6－2－1
A．1∶1 B．1∶4 C．4∶1 D．4∶5
4．用轻质的细线将4N的物体系在标有“3V 0.5W”的小电动机上，当小电动机接在3V的电源上时，10s内将物体提升了1m。关于该过程，下列说法错误的是( D )
A．电流做了5J的功
B．消耗了5J的电能
C．只有4J的电能转化为机械能
D．只有4J的电能转化为其他形式能
【解析】小电动机工作过程中电流做功W＝Pt＝0.5W×10s＝5J，则消耗电能为5J；其中转化为机械能的电能W＝Gh＝4N×1m＝4J。
5．小明的爸爸外出时经常带上移动充电宝，小明想知道为什么。查阅资料发现：智能手机比较耗电；移动充电宝是一个可充电的锂聚合物电池。小明仔细观察了爸爸的手机电池和充电宝，又产生了一些困惑，你能帮助解决吗？
(1)手机的电池铭牌上“××mAh”看不清了，但发现了4.0Wh字样。此电池在充满电时贮存的电能为__14400__J。电极处略有凹陷，可以在一定程度上防止与硬币、钥匙等金属物体接触引起__短路__，从而损坏电池。
(2)某品牌移动充电宝部分相关参数如图。该充电宝铭牌上“完全充电”后标的是__电能__(填一个物理量的名称)的数据值。表中有明显不符合科学规范之处，请加以改正，改正后的概念为__质量__。
1677670-1905重量：145g
完全充电：150mA/20V/5h
输出电压：5V
输出电流：800mA
图6－2－2
【解析】(1)此电池在充满电时贮存的电能W＝Pt＝4.0W×3600s＝14400J。(2)由公式W＝UIt可知，充电宝铭牌上“完全充电”后标的“150mA/20V/5h”是指电能的多少；充电宝质量为145g，不是重量为145g。
6．有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为1200W。两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是( B )
A．甲电热水壶两端的电压较高
B．电流通过甲电热水壶做功较快
C．通过两个电热水壶的电流相等
D．相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多
7．小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理图如图所示。其中R1、R2、R3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其电功率可忽略不计。小星设想通过开关的组合，使电加热器能有多挡功率。当只闭合S1时，测得功率为200W；当只闭合S2时，测得功率为100W；小星设计此电热器最大发热功率为800W，则( C )
图6－2－3
A．当只断开S3时，功率为500W
B．此电热器一共可有六挡不同的功率
C．三个发热电阻的阻值之比为5∶10∶2
D．此电热器可能有一挡的功率为400W
【解析】当只断开S3时，发热电阻R1、R2工作，功率P1＋P2＝200W＋100W＝300W。根据开关的断开和闭合，共有7挡不同功率。根据并联电路的特点，各支路两端的电压相等。由P＝得：P1R1＝P2R2＝P3R3，则R1∶R2∶R3＝∶∶＝∶∶＝5∶10∶2。
8．如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，移动滑片，使电压表V1示数与电压表V2示数之比为2∶1，此时R2的功率为P1；再次移动滑片，使电压表V1示数与电压表V2示数之比为1∶2，此时R2的功率为P2，则P1∶P2为( C )
图6－2－4
A．1∶4 B．1∶2 C．1∶1 D．4∶1
【解析】在第1种情况下，R2两端的电压U21＝U＝，R1两端的电压U11＝U－＝；在第2种情况下，R2两端的电压U22＝U＝，R1两端的电压U12＝U－＝，根据电阻不变时，通过电阻的电流与电压成正比，所以两种情况下R1的功率之比＝＝，则两种情况下通过R2的功率之比＝＝×＝。
9．电灯正常工作时会发热发光，这是电流__做功__使电能转化为内能和光能。如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1，电流做的功为W，转化的内能为E2，转化的光能为E3，那么E1、E2和E3三者的等量关系是__E1＝E2＋E3__，功与能的关系是W＝__E1__。
10．如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的电路结构示意图，其性能指标如表中所示。
额定电压
额定加热功率
指示功率
袋内充水
自动断电温度
220V
500W
≤0.2W
1kg
65℃
图6－2－5
(1)由题意可知，红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要__大__(选填“大”或“小”)得多。
(2)为了使用电热水袋更加安全，有的电热水袋里使用双重温控开关保护，也就是把两个温控开关__串联__(选填“串联”或“并联”)起来使用。
【解析】(1)由电路图可知，指示灯和发热体并联，两端的电压相等，由表格数据可知，灯的指示功率远小于R的额定加热功率，根据P＝可知，红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要大得多。(2)电热水袋里使用双重温控开关，也就是加热过程中任一温控开关达到设定温度，电路就会断开，因此这两个开关是串联的。
11．如图所示，在探究“电流做功与哪些因素有关”的实验中，小电动机通过细线将砝码吊起。
图6－2－6
(1)请将滑动变阻器接入电路中(要求连线不得交叉)。
(2)若不计摩擦及损耗，则电流通过小电动机所做的功，与小电动机对__砝码__做的功相等。
(3)电流表和电压表的读数如图甲、乙所示，则小电动机两端的电压是__4.5__V，电功率P电＝__0.9__W。
图6－2－7
(4)若砝码的重力是10N，小电动机在5s内将砝码匀速提升0.4m，则它的机械功率P＝__0.8__W。
(5)P电与P的大小关系是P电__＞__P(选填“＞”“＝”或“＜”)。造成这种情况的原因可能是__电能一部分转化为内能(合理即可)__(写出一条理由即可)。
【答案】(1)如答图所示。
第11(1)题答图
12．“节能减排”是我们每个社会成员应尽的责任和义务，小明将家中的白炽灯换成了LED灯，发现20W的LED灯比100W的白炽灯还亮，请从能量转化的角度说明这是为什么。
【答案】通电后，白炽灯主要将电能转化为内能，再发出光来，而LED灯主要将电能转化为光能，所以20W的LED灯比100W的白炽灯亮。
13．家用吹风机既可吹热风也可吹冷风，如图甲所示是它的工作原理图。某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间变化如图乙所示，则在该次吹干头发的过程中电吹风消耗的总电能是( D )
图6－2－8
A．7040J B．12320J C．21120J D．13200J
【解析】根据功率随时间的变化关系图像可知，P热＝616W，t1＝20s；P凉＝88W，t2＝30s－20s＝10s，W总＝W热＋W凉＝P热t1＋P凉t2＝616W×20s＋88W×10s＝13200J。
14．笔记本电脑已进入寻常百姓家庭，出差旅游时常随身携带。出于安全考虑，民航局规定，乘客可随身携带0.16kW·h以下的可充电设备。目前，部分航空公司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。请回答下列问题：
(1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量3000mAh，输出电压15V，充满电后，若工作时的平均电流为1.5A，可连续工作多少时间？
(2)请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。
(3)使用发现，电脑工作时会发热，原因是__电流通过导体会产生热量__。当升温到一定值时，温控开关S1自动闭合，风扇启动，加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2，风扇M和其他工作系统同时停止工作。根据上述特点，下列可能符合散热控温特点的原理图是__B__。
A B C D
【答案】(1)笔记本电脑电池容量3000mAh，工作时的平均电流为I＝1.5A＝1500mA。
可连续工作时间t＝＝2h。
(2)W＝UIt＝15V×3A×3600s＝162000J＝0.045kW·h，
因为0.045kW·h＜0.16kW·h，所以该笔记本电脑能带上民航飞机。
__6.2__电能的量度(二)__[学生用书B38]
1．某台灯铭牌上标有“9W”字样，“9W”表示该台灯的( A )
A．额定功率 B．实际功率
C．额定电流 D．实际电流
2．两盏白炽灯，甲标有“PZ220V 40W”，乙标有“PZ220V 25W”，比较它们的亮度。下列说法正确的是 ( C )
A．甲一定比乙亮
B．乙一定比甲亮
C．都正常工作时，甲比乙亮
D．都正常工作时，乙比甲亮
【解析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，而甲、乙两灯的实际功率无法比较；当灯泡正常发光时，实际功率等于额定功率。
3．下列数据中，最接近实际情况的是( D )
A．普通家用照明灯的工作电流约为2A
B．电饭锅加热挡的功率约为100W
C．家用电风扇的额定功率约为2000W
D．一节新干电池的电压约为1.5V
4．如图所示，将甲、乙两灯串联在电路中，闭合开关，发现甲灯发光，乙灯不发光，则乙灯不发光的原因可能是( B )
图6－2－9
A．乙灯灯丝断了
B．乙灯的实际功率小
C．相同时间内，乙灯消耗的电能远大于甲灯消耗的电能
D．通过乙灯的电流小于甲灯的电流
【解析】已知甲、乙两灯串联在电路中，闭合开关，发现甲灯发光，乙灯不发光，如果乙灯灯丝断了，电路中无法形成闭合的回路，甲灯也不会发光。甲灯发光，乙灯不发光，说明甲的实际功率比乙的实际功率大。根据P＝可知，相同时间内，乙灯消耗的电能小于甲灯消耗的电能。串联电路中电流处处相等。
5．图甲是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图像。现将L与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路。闭合开关S，L的实际功率为1.8W。则电源电压是__6__V，此时通过R的电流是__0.6__A。
图6－2－10
【解析】由图乙可知，灯泡L与电阻R并联，根据P＝UI，从图甲可以看出，当L的实际功率为1.8W时，对应的实际电压为6V，实际电流为0.3A，则电源电压U＝U实＝6V，通过R的电流IR＝＝＝0.6A。
6．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 0.6W”的字样，R为定值电阻，闭合S1，断开S2，小灯泡正常发光；若再闭合S2，发现电流表示数变化了0.3A，则R的阻值为__20__Ω，此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比是__1∶3__。
图6－2－11
【解析】闭合S1，断开S2，小灯泡正常发光，因此电源电压为6V；再闭合S2，为并联电路，电流表测量的是干路电流，电流表示数变化了0.3A，即IR＝0.3A，由I＝得，R＝＝＝20Ω，功率PR＝UIR＝6V×0.3A＝1.8W，则PL∶PR＝0.6W∶1.8W＝1∶3。
7．如图所示，电源电压不变，下列说法正确的是( B )
图6－2－12
A．只闭合S1，将P向左移动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．闭合S1、S2，断开S3，将P向左移动，R1消耗的功率增大
C．开关都闭合，将P向左移动，电压表的示数为零，电流表示数变小
D．开关都闭合，将P向左移动，L消耗的功率不变，R2消耗的功率变小
8．如图甲电路中，电源电压保持不变，R1是定值电阻。当开关S闭合，滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端，两电表示数变化关系如图乙所示，则下列说法中不正确的是( A )
图6－2－13
A．电源电压为14V
B．R2的最大阻值是30Ω
C．滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时R1的电功率为1.25W
D．滑片P在a端时，2min内R2消耗的电能是144J
9．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V(电阻值约为5Ω)。
图6－2－14
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
(2)连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是__小灯泡短路__(选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”)。
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向__右__(选填“左”或“右”)端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为__1.25__W。
(4)若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加了一个R0＝5Ω的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：
①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；
②保持滑片位置不变，只将电压表a点改接到c点，测出定值电阻R0两端的电压U0，通过计算就可得到小灯泡的额定功率。
请你指出该设计方案中存在的问题：__①无论怎样调节变阻器，都不能使灯泡正常发光；②电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压__。
【答案】(1)如答图所示。
第9(1)题答图
【解析】(1)因为滑动变阻器的接线柱要“一上一下”地串联在电路中，且开关闭合前，应接滑动变阻器最大阻值，所以应接下方的右接线柱。(2)闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，说明在电压表两接线柱之间的电路是短路，所以出现故障的原因是小灯泡短路。(3)实际电压小于灯泡的额定电压2.5V，要使灯泡正常发光，根据图甲可知，应向右移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，使电压表示数增大，当电压表示数等于灯泡额定电压2.5V时，灯泡正常发光；由图乙可知，电流表选择的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，此时电流表示数是0.5A，则小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W。(4)由题意可知，电源电压约为3V，灯泡正常发光时电阻约为5Ω，当变阻器接入电路的阻值为零时，设灯泡两端的电压为UL，根据串联电路电流相等的特点有：＝，即＝，UL＝1.5V，所以无论怎样调节变阻器，都不能使灯泡正常发光；保持滑片位置不变，只将电压表的a点接线改接到c点，电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压。
10．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。
图6－2－15
(1)请你用笔画线代替导线，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__B__(填字母)。
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)排除故障后，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__0.2__A，小灯泡的额定功率为__0.76__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__右__(选填“左”或“右”)端滑动。
(5)测量小灯泡的电功率__不需要__(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值，原因是__灯在不同电压下的功率不同__。
(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__电流__(选填“电压”或“电流”)值偏大引起小灯泡电功率偏大的。
【答案】(1)灯的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，将变阻器的最大电阻连入电路中与灯串联，如答图所示。
第10(1)题答图
11．小灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7～12W之间，小佳按图甲所示的电路测定小灯泡的功率，所用电流表的量程有0～0.6A、0～3A两挡，电压表的量程有0～3V、0～15V两挡，将它们连入电路时，小佳做了正确选择与操作，变阻器滑到某处时两电表示数如图乙、丙所示，则( B )
图6－2－16
A．小灯泡额定功率为7.5W
B．在5V电压下小灯泡的功率为7.5W
C．在1V电压下小灯泡的功率为7.5W
D．在5V电压下小灯泡的功率为1.5W
12．如图所示，电源电压U为10V并保持不变，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，当滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，电流表示数为0.5A；当滑片P移至中点时，电流表示数为0.4A。则( B )
图6－2－17
A．电路消耗的最小功率为2.5W
B．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为2.4W
C．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为3.2W
D．滑片P在最左端时，2min内电流通过灯泡所做的功为10J
【解析】当滑片P移至最左端时，电路为灯泡的简单电路，此时灯泡正常发光，由I＝可得，灯泡正常发光时的电阻RL＝＝＝20Ω；当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，电路消耗的功率最小，若不考虑灯泡电阻随温度的变化，根据串联电路的电阻特点可得，最小总功率P最小＝＝＝2.5W。由于灯泡不正常工作时的电阻低于正常工作时的电阻，所以，电路消耗的最小功率不是2.5W。滑片P在中点时，电流表示数为0.4A，根据I＝可得，此时滑动变阻器两端的电压U滑＝IR滑＝0.4A××20Ω＝4V，因串联电路中总电压等于各电压之和，所以，此时灯泡两端的电压UL′＝U－U滑＝10V－4V＝6V，灯泡的实际功率PL＝UL′I＝6V×0.4A＝2.4W。滑片P在最左端时，2min内电流通过灯泡做的功WL＝UILt＝10V×0.5A×2×60s＝600J。
13．如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U—I图像如图乙所示，则( D )
图6－2－18
A．电源电压为20V
B．EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D．整个电路的最大功率为14.4W
__6.2__电能的量度(三)__[学生用书A38]
1．家用电能表所用的单位是( B )
A．千瓦 B．千瓦时
C．瓦 D．焦耳
2．家庭用户每月应缴付电费多少的依据是( C )
A．用电器的多少
B．用电器功率的大小
C．消耗电能的多少
D．通过用电器电流的大小
3．下列家用电器中，正常工作一小时耗电接近1kW·h的是( A )
A．电饭锅 B．电风扇
C．抽油烟机 D．日光灯
【解析】电器正常工作1h，耗电最接近1kW·h，则它的功率约为1000W，只有电饭锅符合。
4．如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是( D )
图6－2－19
A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
B．小明家上月消耗的电能为911kW·h
C．小明家电能表上的电流不得超过10A
D．现只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W
【解析】电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢，因此指示灯闪烁越快，电能表所在电路的总功率越大；小明家上月消耗的电能为5637.8kW·h－5546.7kW·h＝91.1kW·h；因为电能表短时间内允许通过的最大电流为20A，因此小明家干路中的电流不得超过20A；指示灯闪烁32次消耗的电能W＝×1kW·h＝0.02kW·h，电饭锅的功率P＝＝＝0.6kW＝600W。
5．2018年3月24日晚，小明家参与了“地球一小时”活动，在熄灯一小时的时间里，共节省了0.5kW·h的电能，合__1.8×106__J。
6．对于1kW·h 电能的作用，下列说法中正确的是( D )
A．能使笔记本电脑工作约3min
B．能使笔记本电脑工作约3h
C．能使洗衣机工作约30h
D．能使洗衣机工作约3h
【解析】笔记本电脑的电功率约100W，工作3min消耗的电能W＝Pt＝0.1kW×0.05h＝0.005kW·h；工作3h消耗的电能W＝Pt＝0.1kW×3h＝0.3kW·h。洗衣机的电功率约300W，工作30h消耗的电能W＝Pt＝0.3kW×30h＝9kW·h；工作3h消耗的电能W＝Pt＝0.3kW×3h＝0.9kW·h，接近1kW·h。
7．小明同学家的电能表上标有“3000revs/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45revs，则下列说法正确的是(多选)( ACD )
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压只有额定电压的90%时，电水壶的实际功率为729W
8．小英家6月底电能表的示数如图甲所示， 7月底表盘示数如图乙所示，由图可知她家7月份用电器消耗的电能为__140__kW·h；她家现在已经接入用电器的总功率为3600W，则最多还可以连接__3000__W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了160次，则饮水机的额定功率是__1000__W。
图6－2－20
9．某电水壶工作2min，使图示电能表的转盘转过150r，则电水壶消耗的电能是多少？电功率为多大？这些电能可供一只“220V 10W”的节能灯正常工作多久？
图6－2－21
【答案】转过150r消耗的电能W＝kW·h/r×150r＝0.05kW·h；电功率P＝＝＝1.5kW；由P＝得，这些电能可供一只“220V 10W”的节能灯正常工作时间t＝＝＝5h。
10．如图所示，电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW·h)”字样，现将若干盏规格都为“220V 20W”的节能灯接在该电能表上一起正常工作15min，电能表的指示灯闪烁了135次，这些节能灯消耗的电能为多少？接入的节能灯共有几盏？
图6－2－22
【答案】节能灯消耗的电能W＝kW·h＝0.045kW·h＝1.62×105J；总功率P＝＝＝180W，接入节能灯的盏数n＝＝9盏。
11．2016年11月，常州出入境检验检疫局查获一批进口不合格电烤箱，电路存在安全隐患，检验人员在实验室按照规范重新连接烤箱电路，并将相关参数填入铭牌，请依照对应的方法完成各小题。
方法一
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至低挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热。
图6－2－23
(1)请以笔画线代替导线完成电路连接。
测量：实验室内，220V电源只接通电烤箱，电烤箱处于高挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在5min内闪烁了132次。
图6－2－24
(2)此过程中，电烤箱消耗电能__1.32×105__J，单根电阻丝的阻值为__110__Ω。
(3)铭牌
额定电压
220V
低挡功率
__220__W
高挡功率
__440__W
方法二
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至低挡位置，电路处于低功率工作状态，仅有一根电阻丝发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热。
图6－2－25
(4)请以笔画线代替导线完成电路连接。
测量：实验室内，220V电源只接通电烤箱，电烤箱处于高挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在5min内闪烁了264次。
图6－2－26
(5)此过程中，电烤箱消耗电能__2.64×105__J，电烤箱处于高挡位置时的阻值为__55__Ω。
(6)铭牌
额定电压
220V
低挡功率
__440__W
高挡功率
__880__W
【答案】(1)如答图所示。
第11(1)题答图
(4)如答图所示。
第11(4)题答图
【解析】(1)当开关S转动至低挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热，根据P＝可知，电路电阻最大，则说明两电阻串联；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热，根据P＝可知，电路电阻最小，则另一根电阻丝被短路。由安全用电知识可知，开关接在相线和电阻丝之间，金属外壳接地线。(2)电能表的指示灯闪烁132次，电阻丝消耗的电能W＝kW·h＝kW·h＝1.32×105J。烤箱处于高挡工作时间t＝5min＝300s，由W＝t得，烤箱处于高挡时电阻丝的阻值R＝t＝×300s＝110Ω。(3)当电烤箱处于低挡时，两电阻丝串联，电路总电阻R总＝R＋R＝110Ω＋110Ω＝220Ω，则电烤箱处于低挡时的电功率P低＝＝＝220W。当电烤箱处于高挡时，仅有一根电阻丝发热，则电烤箱处于高挡时的电功率P高＝＝＝440W。(4)开关S转动至低挡位置，电路处于低功率工作状态，根据P＝可知，电路电阻最大，仅有一根电阻丝发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热，根据P＝可知，电路电阻最小，则说明两电阻并联。(5)电能表的指示灯闪烁264次，电阻丝消耗的电能W＝kW·h＝kW·h＝2.64×105J。烤箱处于高挡工作时间t＝5min＝300s，由W＝t得，烤箱处于高挡位置时电阻丝的阻值R总＝t＝×300s＝55Ω。(6)当电烤箱处于高挡时，两电阻丝并联，电路总电阻R′总＝55Ω，单根电阻丝的阻值R＝110Ω，则电烤箱处于高挡时的电功率P′高＝＝＝880W。当电烤箱处于低挡时，仅有一根电阻丝发热，则电烤箱处于低挡时的电功率P′低＝＝＝440W。
__6.2__电能的量度(四)__[学生用书B40]
1． “珍爱生命，注意安全”是同学们日常生活中必须具备的意识。下列有关安全用电的说法，不符合要求的是( D )
A．电线和用电器达到使用寿命后要及时更换
B．更换灯泡、搬动电器前要先断开电源开关
C．放风筝时要远离高压电线
D．在输电导线上晾衣服
2．如图所示，甲站在干燥的木桌上一只手接触到相线；乙站在地上一只手接触到零线；丙站在干燥的木桌上一只手接触到相线。此时，丁站在地面上用手去拉丙。则( D )
图6－2－27
A．甲、乙都会触电 B．甲、丙都会触电
C．乙、丁都会触电 D．丙、丁都会触电
3．如图所示的做法中，符合安全用电原则的是( A )
图6－2－28
A．冰箱的金属外壳接地
B．用湿抹布擦发光的灯泡
C．用手指接触插座的插孔
D．雷雨天站在大树下避雨
4．如图是常用的带有多插孔的插排。小明家插排的指示灯已经损坏，但闭合开关后插孔上连接的用电器仍可以正常工作。某一天小明家装修时将切割机插入插排，切割机工作时，家中的空气开关出现了“跳闸”现象。则下列说法中正确的是( D )
图6－2－29
A．插排上的插孔与指示灯是串联关系
B．“跳闸”的原因一定是电路发生了断路
C．“跳闸”的原因一定是电路发生了短路
D．“跳闸”的原因可能是电路总功率过大
5．如图所示的家庭电路中，有两个器件连接错误，它们是( C )
图6－2－30
A．闸刀开关和带开关的灯泡
B．带开关的灯泡和带熔丝的双孔插座
C．带开关的灯泡和三孔插座
D．闸刀开关和三孔插座
6．小明把台灯插入插座，闭合开关，家里的总控制开关立刻跳闸，请分析造成这种现象的原因是( C )
A．插头短路 B．灯丝断路
C．灯头内短路 D．灯头内断路
【解析】在台灯插头插入插座，闭合开关后，家里的总控制开关跳闸，如果插头短路，则插头插入插座后总控制开关就会跳闸；因为台灯和其他用电器并联，灯泡的灯丝断路或灯头内断路，只能使本支路没有电流，台灯不亮，不能引起家里的总控制开关跳闸。
7．仔细观察家里电饭锅、洗衣机等所用的插头，我们会发现有一根插头E要长些，如图所示。那么，较长的那根插头E接的是__地线__(选填“相线”“零线”或“地线”)；你认为这根插头做长点的主要目的是__先接通地线(或后断开地线，或确保用电安全)__。
图6－2－31
【解析】三脚插头的第三个脚比另外两个长，这样在插入时先把用电器外壳与大地接通，拔出时后把用电器外壳与大地分离，更加安全。
8．白炽灯是日常生活中重要的光源，小明对图甲所示的白炽灯及其灯口进行了仔细观察后，结合所学有关知识，明白了许多道理：
图6－2－32
(1)灯尾金属块必须与__相(或火)__线相连，且灯口外壳和灯口上盖都是由塑料或橡胶制成的，因为它们都是__绝缘体__，这些措施都是为了安全用电。
(2)灯丝用久了会变细，这是由于灯丝在高温下__升华__(填物态变化名称)的结果。
(3)如图乙是光明品牌白炽灯的铭牌，则“25W”表示__额定功率为25W__。该白炽灯正常工作20h消耗的电能是__0.5__kW·h。
【解析】(3)根据白炽灯的铭牌可知，该白炽灯正常工作20h消耗的电能W＝Pt＝0.025kW×20h＝0.5kW·h。
9．如图是小明家的部分电路，他将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热水壶突然停止工作，但电灯仍正常发光，拔出电饭煲的插头，电热水壶仍不能工作，用测电笔分别测试插座的左、右孔，氖管均发光。若电路中只有一处故障，则( C )
图6－2－33
A．电热水壶所在电路的b、c间断路
B．插座的接地线断路
C．电路的c、d间导线断路
D．电路的a、b间导线断路
【解析】电灯仍正常工作，说明不是保险丝烧坏了，没有发生短路。把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，说明相线连接正常，而零线开路了，且是在c、d之间开路。
10．小明家书房有一盏照明灯，闭合和断开照明灯开关时，照明灯正常发光和熄灭。小明晚上学习时，将一盏完好的台灯(台灯开关始终闭合)插入书房插座后发现：闭合照明灯开关时，照明灯亮，台灯不亮；断开照明灯开关时，照明灯和台灯均亮，但亮度不够。为了节约用电，小明在开关断开时取下照明灯，想让台灯单独工作，结果发现台灯也不亮，此时用测电笔测试台灯插座两孔氖管均发光。则符合他家书房电路实际情况的电路图是(图中电灯为照明灯，开关为照明灯开关，插座为台灯插座)( B )
A B C D
11．电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当S闭合后，再分别闭合S1、S2、S3(每次只能闭合其中之一)时，可能出现以下三种情况，试判断(均选填“短路”“断路”或“正常”)：
图6－2－34
(1)L0不亮，说明该支路__断路__。
(2)L0正常发光，说明该支路__短路__。
(3)L0发光呈暗红色，说明该支路__正常__。
【解析】(2)当L0能正常发光，说明L0两端的电压为220V，该支路发生了短路。(3)L0发光呈暗红色时，L0与L是串联，两个灯两端的电压均小于220V，故不能正常发光，即说明被测支路是正常的。
12．运用所学知识解决问题：
(1)电炉工作时，通过导线和电炉丝的电流相等，电炉丝电阻比导线电阻__大__，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线__多__，所以电炉丝热得发红而导线不太热。
(2)如图所示家庭电路，吊灯L1和L2由开关S控制，墙上有一个固定的三孔插座。请把电路连接完整。
图6－2－35
(3)将定值电阻R1和R2串联后接在电压为6V的电源两端，R1∶R2＝1∶2，R1的电功率为2W，则R1两端的电压U1＝__2__V，R2＝__4__Ω。
【答案】(2)如答图所示。
第12(2)题答图
【解析】(1)电炉在使用时，电炉丝和导线串联，I电炉丝＝I导线，通电时间t相同，因为Q＝I2Rt，R电炉丝＞R导线，所以电流产生的热量Q电炉丝＞Q导线，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。(2)由于家庭电路中的各个用电器并联，所以此电路中的两盏吊灯L1和L2并联，开关接在干路上同时控制两盏灯；安装三孔插座的方法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接相线。(3)已知R1∶R2＝1∶2，U＝6V，所以U1∶U2＝R1∶R2＝1∶2，所以U1＝U＝×6V＝2V，U2＝U－U1＝6V－2V＝4V；又因为P1∶P2＝R1∶R2＝1∶2，所以P2＝2P1＝2×2W＝4W，因为P＝，所以R2＝＝＝4Ω。
13．如图所示的是一个电热器电路。电热丝、指示灯、开关构成串联电路，接在电源上，已知该电路中有一个元件断路，有一个元件短路，但不知道是哪两个有故障，今用一个校验电灯分别接在各处，得到表中所示的结果，根据表格内容可判断( A )
图6－2－36
校验次数
1
2
3
4
5
6
校验电灯接入点
a、f
a、b
c、d
e、f
a、d
c、f
发光情况
正常发光
不发光
亮度较暗
不发光
亮度较暗
正常发光
A．开关断路，指示灯短路
B．指示灯断路，电热丝短路
C．电热丝断路，开关短路
D．指示灯断路，开关短路
14．如图所示，测电笔正确的使用方法是__乙__(选填“甲”或“乙”)，已知测电笔的电阻约为1.1×106Ω，氖管和人体的电阻比它小得多，可以忽略，请你计算“220V 40W”灯泡正常工作时的电流约为正确使用测电笔时通过人体电流的__900(填900～910均可)__倍(结果保留到整数)。
图6－2－37
【解析】使用测电笔时，拇指和中指不要接触测电笔前端的金属体，手必须接触测电笔末端的金属体，使电源和大地之间形成通路，故乙是正确的测量方法；通过测电笔的电流为I笔＝＝＝2×10－4A；因为P＝UI，所以通过灯泡的电流为I灯＝＝≈0.18A，所以灯泡正常工作时的电流约为正确使用测电笔时通过人体电流的＝900倍。
1．某工厂2016年上半年共节约电能5000kW·h，一位电视台记者在报道该厂节能减排的成效时，手举一只理发用的电吹风说：“这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂半年来节省的电能可以开动10000个这样的电吹风。”从这段话中可以看出，该记者把电能和另一个物理量弄混了。这个物理量是( D )
A．电流 B．电阻
C．电功 D．电功率
2．将两个定值电阻接在同一电路中，如果它们两端的电压相等，则下列判断正确的是( D )
A．这两个电阻的阻值一定相等
B．通过这两个电阻的电流一定相等
C．若两个电阻并联，相同时间电流通过它们做功一定相等
D．若两个电阻串联，相同时间电流通过它们做功一定相等
3．在如图所示电路中，当闭合开关后，两电阻均发热且两个电压表指针都向右偏转相同角度，则电阻R1和R2在相同时间内消耗的电能之比为( C )
图6－2－1
A．1∶1 B．1∶4 C．4∶1 D．4∶5
4．用轻质的细线将4N的物体系在标有“3V 0.5W”的小电动机上，当小电动机接在3V的电源上时，10s内将物体提升了1m。关于该过程，下列说法错误的是( D )
A．电流做了5J的功
B．消耗了5J的电能
C．只有4J的电能转化为机械能
D．只有4J的电能转化为其他形式能
【解析】小电动机工作过程中电流做功W＝Pt＝0.5W×10s＝5J，则消耗电能为5J；其中转化为机械能的电能W＝Gh＝4N×1m＝4J。
5．小明的爸爸外出时经常带上移动充电宝，小明想知道为什么。查阅资料发现：智能手机比较耗电；移动充电宝是一个可充电的锂聚合物电池。小明仔细观察了爸爸的手机电池和充电宝，又产生了一些困惑，你能帮助解决吗？
(1)手机的电池铭牌上“××mAh”看不清了，但发现了4.0Wh字样。此电池在充满电时贮存的电能为__14400__J。电极处略有凹陷，可以在一定程度上防止与硬币、钥匙等金属物体接触引起__短路__，从而损坏电池。
(2)某品牌移动充电宝部分相关参数如图。该充电宝铭牌上“完全充电”后标的是__电能__(填一个物理量的名称)的数据值。表中有明显不符合科学规范之处，请加以改正，改正后的概念为__质量__。
1677670-1905重量：145g
完全充电：150mA/20V/5h
输出电压：5V
输出电流：800mA
图6－2－2
【解析】(1)此电池在充满电时贮存的电能W＝Pt＝4.0W×3600s＝14400J。(2)由公式W＝UIt可知，充电宝铭牌上“完全充电”后标的“150mA/20V/5h”是指电能的多少；充电宝质量为145g，不是重量为145g。
6．有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为1200W。两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是( B )
A．甲电热水壶两端的电压较高
B．电流通过甲电热水壶做功较快
C．通过两个电热水壶的电流相等
D．相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多
7．小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理图如图所示。其中R1、R2、R3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其电功率可忽略不计。小星设想通过开关的组合，使电加热器能有多挡功率。当只闭合S1时，测得功率为200W；当只闭合S2时，测得功率为100W；小星设计此电热器最大发热功率为800W，则( C )
图6－2－3
A．当只断开S3时，功率为500W
B．此电热器一共可有六挡不同的功率
C．三个发热电阻的阻值之比为5∶10∶2
D．此电热器可能有一挡的功率为400W
【解析】当只断开S3时，发热电阻R1、R2工作，功率P1＋P2＝200W＋100W＝300W。根据开关的断开和闭合，共有7挡不同功率。根据并联电路的特点，各支路两端的电压相等。由P＝得：P1R1＝P2R2＝P3R3，则R1∶R2∶R3＝∶∶＝∶∶＝5∶10∶2。
8．如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，移动滑片，使电压表V1示数与电压表V2示数之比为2∶1，此时R2的功率为P1；再次移动滑片，使电压表V1示数与电压表V2示数之比为1∶2，此时R2的功率为P2，则P1∶P2为( C )
图6－2－4
A．1∶4 B．1∶2 C．1∶1 D．4∶1
【解析】在第1种情况下，R2两端的电压U21＝U＝，R1两端的电压U11＝U－＝；在第2种情况下，R2两端的电压U22＝U＝，R1两端的电压U12＝U－＝，根据电阻不变时，通过电阻的电流与电压成正比，所以两种情况下R1的功率之比＝＝，则两种情况下通过R2的功率之比＝＝×＝。
9．电灯正常工作时会发热发光，这是电流__做功__使电能转化为内能和光能。如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1，电流做的功为W，转化的内能为E2，转化的光能为E3，那么E1、E2和E3三者的等量关系是__E1＝E2＋E3__，功与能的关系是W＝__E1__。
10．如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的电路结构示意图，其性能指标如表中所示。
额定电压
额定加热功率
指示功率
袋内充水
自动断电温度
220V
500W
≤0.2W
1kg
65℃
图6－2－5
(1)由题意可知，红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要__大__(选填“大”或“小”)得多。
(2)为了使用电热水袋更加安全，有的电热水袋里使用双重温控开关保护，也就是把两个温控开关__串联__(选填“串联”或“并联”)起来使用。
【解析】(1)由电路图可知，指示灯和发热体并联，两端的电压相等，由表格数据可知，灯的指示功率远小于R的额定加热功率，根据P＝可知，红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要大得多。(2)电热水袋里使用双重温控开关，也就是加热过程中任一温控开关达到设定温度，电路就会断开，因此这两个开关是串联的。
11．如图所示，在探究“电流做功与哪些因素有关”的实验中，小电动机通过细线将砝码吊起。
图6－2－6
(1)请将滑动变阻器接入电路中(要求连线不得交叉)。
(2)若不计摩擦及损耗，则电流通过小电动机所做的功，与小电动机对__砝码__做的功相等。
(3)电流表和电压表的读数如图甲、乙所示，则小电动机两端的电压是__4.5__V，电功率P电＝__0.9__W。
图6－2－7
(4)若砝码的重力是10N，小电动机在5s内将砝码匀速提升0.4m，则它的机械功率P＝__0.8__W。
(5)P电与P的大小关系是P电__＞__P(选填“＞”“＝”或“＜”)。造成这种情况的原因可能是__电能一部分转化为内能(合理即可)__(写出一条理由即可)。
【答案】(1)如答图所示。
第11(1)题答图
12．“节能减排”是我们每个社会成员应尽的责任和义务，小明将家中的白炽灯换成了LED灯，发现20W的LED灯比100W的白炽灯还亮，请从能量转化的角度说明这是为什么。
【答案】通电后，白炽灯主要将电能转化为内能，再发出光来，而LED灯主要将电能转化为光能，所以20W的LED灯比100W的白炽灯亮。
13．家用吹风机既可吹热风也可吹冷风，如图甲所示是它的工作原理图。某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间变化如图乙所示，则在该次吹干头发的过程中电吹风消耗的总电能是( D )
图6－2－8
A．7040J B．12320J C．21120J D．13200J
【解析】根据功率随时间的变化关系图像可知，P热＝616W，t1＝20s；P凉＝88W，t2＝30s－20s＝10s，W总＝W热＋W凉＝P热t1＋P凉t2＝616W×20s＋88W×10s＝13200J。
14．笔记本电脑已进入寻常百姓家庭，出差旅游时常随身携带。出于安全考虑，民航局规定，乘客可随身携带0.16kW·h以下的可充电设备。目前，部分航空公司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。请回答下列问题：
(1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量3000mAh，输出电压15V，充满电后，若工作时的平均电流为1.5A，可连续工作多少时间？
(2)请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。
(3)使用发现，电脑工作时会发热，原因是__电流通过导体会产生热量__。当升温到一定值时，温控开关S1自动闭合，风扇启动，加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2，风扇M和其他工作系统同时停止工作。根据上述特点，下列可能符合散热控温特点的原理图是__B__。
A B C D
【答案】(1)笔记本电脑电池容量3000mAh，工作时的平均电流为I＝1.5A＝1500mA。
可连续工作时间t＝＝2h。
(2)W＝UIt＝15V×3A×3600s＝162000J＝0.045kW·h，
因为0.045kW·h＜0.16kW·h，所以该笔记本电脑能带上民航飞机。
__6.2__电能的量度(二)__[学生用书B38]
1．某台灯铭牌上标有“9W”字样，“9W”表示该台灯的( A )
A．额定功率 B．实际功率
C．额定电流 D．实际电流
2．两盏白炽灯，甲标有“PZ220V 40W”，乙标有“PZ220V 25W”，比较它们的亮度。下列说法正确的是 ( C )
A．甲一定比乙亮
B．乙一定比甲亮
C．都正常工作时，甲比乙亮
D．都正常工作时，乙比甲亮
【解析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，而甲、乙两灯的实际功率无法比较；当灯泡正常发光时，实际功率等于额定功率。
3．下列数据中，最接近实际情况的是( D )
A．普通家用照明灯的工作电流约为2A
B．电饭锅加热挡的功率约为100W
C．家用电风扇的额定功率约为2000W
D．一节新干电池的电压约为1.5V
4．如图所示，将甲、乙两灯串联在电路中，闭合开关，发现甲灯发光，乙灯不发光，则乙灯不发光的原因可能是( B )
图6－2－9
A．乙灯灯丝断了
B．乙灯的实际功率小
C．相同时间内，乙灯消耗的电能远大于甲灯消耗的电能
D．通过乙灯的电流小于甲灯的电流
【解析】已知甲、乙两灯串联在电路中，闭合开关，发现甲灯发光，乙灯不发光，如果乙灯灯丝断了，电路中无法形成闭合的回路，甲灯也不会发光。甲灯发光，乙灯不发光，说明甲的实际功率比乙的实际功率大。根据P＝可知，相同时间内，乙灯消耗的电能小于甲灯消耗的电能。串联电路中电流处处相等。
5．图甲是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图像。现将L与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路。闭合开关S，L的实际功率为1.8W。则电源电压是__6__V，此时通过R的电流是__0.6__A。
图6－2－10
【解析】由图乙可知，灯泡L与电阻R并联，根据P＝UI，从图甲可以看出，当L的实际功率为1.8W时，对应的实际电压为6V，实际电流为0.3A，则电源电压U＝U实＝6V，通过R的电流IR＝＝＝0.6A。
6．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 0.6W”的字样，R为定值电阻，闭合S1，断开S2，小灯泡正常发光；若再闭合S2，发现电流表示数变化了0.3A，则R的阻值为__20__Ω，此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比是__1∶3__。
图6－2－11
【解析】闭合S1，断开S2，小灯泡正常发光，因此电源电压为6V；再闭合S2，为并联电路，电流表测量的是干路电流，电流表示数变化了0.3A，即IR＝0.3A，由I＝得，R＝＝＝20Ω，功率PR＝UIR＝6V×0.3A＝1.8W，则PL∶PR＝0.6W∶1.8W＝1∶3。
7．如图所示，电源电压不变，下列说法正确的是( B )
图6－2－12
A．只闭合S1，将P向左移动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．闭合S1、S2，断开S3，将P向左移动，R1消耗的功率增大
C．开关都闭合，将P向左移动，电压表的示数为零，电流表示数变小
D．开关都闭合，将P向左移动，L消耗的功率不变，R2消耗的功率变小
8．如图甲电路中，电源电压保持不变，R1是定值电阻。当开关S闭合，滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端，两电表示数变化关系如图乙所示，则下列说法中不正确的是( A )
图6－2－13
A．电源电压为14V
B．R2的最大阻值是30Ω
C．滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时R1的电功率为1.25W
D．滑片P在a端时，2min内R2消耗的电能是144J
9．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V(电阻值约为5Ω)。
图6－2－14
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
(2)连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是__小灯泡短路__(选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”)。
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向__右__(选填“左”或“右”)端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为__1.25__W。
(4)若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加了一个R0＝5Ω的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：
①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；
②保持滑片位置不变，只将电压表a点改接到c点，测出定值电阻R0两端的电压U0，通过计算就可得到小灯泡的额定功率。
请你指出该设计方案中存在的问题：__①无论怎样调节变阻器，都不能使灯泡正常发光；②电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压__。
【答案】(1)如答图所示。
第9(1)题答图
【解析】(1)因为滑动变阻器的接线柱要“一上一下”地串联在电路中，且开关闭合前，应接滑动变阻器最大阻值，所以应接下方的右接线柱。(2)闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，说明在电压表两接线柱之间的电路是短路，所以出现故障的原因是小灯泡短路。(3)实际电压小于灯泡的额定电压2.5V，要使灯泡正常发光，根据图甲可知，应向右移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，使电压表示数增大，当电压表示数等于灯泡额定电压2.5V时，灯泡正常发光；由图乙可知，电流表选择的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，此时电流表示数是0.5A，则小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W。(4)由题意可知，电源电压约为3V，灯泡正常发光时电阻约为5Ω，当变阻器接入电路的阻值为零时，设灯泡两端的电压为UL，根据串联电路电流相等的特点有：＝，即＝，UL＝1.5V，所以无论怎样调节变阻器，都不能使灯泡正常发光；保持滑片位置不变，只将电压表的a点接线改接到c点，电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压。
10．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。
图6－2－15
(1)请你用笔画线代替导线，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__B__(填字母)。
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)排除故障后，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__0.2__A，小灯泡的额定功率为__0.76__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__右__(选填“左”或“右”)端滑动。
(5)测量小灯泡的电功率__不需要__(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值，原因是__灯在不同电压下的功率不同__。
(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__电流__(选填“电压”或“电流”)值偏大引起小灯泡电功率偏大的。
【答案】(1)灯的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，将变阻器的最大电阻连入电路中与灯串联，如答图所示。
第10(1)题答图
11．小灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7～12W之间，小佳按图甲所示的电路测定小灯泡的功率，所用电流表的量程有0～0.6A、0～3A两挡，电压表的量程有0～3V、0～15V两挡，将它们连入电路时，小佳做了正确选择与操作，变阻器滑到某处时两电表示数如图乙、丙所示，则( B )
图6－2－16
A．小灯泡额定功率为7.5W
B．在5V电压下小灯泡的功率为7.5W
C．在1V电压下小灯泡的功率为7.5W
D．在5V电压下小灯泡的功率为1.5W
12．如图所示，电源电压U为10V并保持不变，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，当滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，电流表示数为0.5A；当滑片P移至中点时，电流表示数为0.4A。则( B )
图6－2－17
A．电路消耗的最小功率为2.5W
B．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为2.4W
C．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为3.2W
D．滑片P在最左端时，2min内电流通过灯泡所做的功为10J
【解析】当滑片P移至最左端时，电路为灯泡的简单电路，此时灯泡正常发光，由I＝可得，灯泡正常发光时的电阻RL＝＝＝20Ω；当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，电路消耗的功率最小，若不考虑灯泡电阻随温度的变化，根据串联电路的电阻特点可得，最小总功率P最小＝＝＝2.5W。由于灯泡不正常工作时的电阻低于正常工作时的电阻，所以，电路消耗的最小功率不是2.5W。滑片P在中点时，电流表示数为0.4A，根据I＝可得，此时滑动变阻器两端的电压U滑＝IR滑＝0.4A××20Ω＝4V，因串联电路中总电压等于各电压之和，所以，此时灯泡两端的电压UL′＝U－U滑＝10V－4V＝6V，灯泡的实际功率PL＝UL′I＝6V×0.4A＝2.4W。滑片P在最左端时，2min内电流通过灯泡做的功WL＝UILt＝10V×0.5A×2×60s＝600J。
13．如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U—I图像如图乙所示，则( D )
图6－2－18
A．电源电压为20V
B．EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D．整个电路的最大功率为14.4W
__6.2__电能的量度(三)__[学生用书A38]
1．家用电能表所用的单位是( B )
A．千瓦 B．千瓦时
C．瓦 D．焦耳
2．家庭用户每月应缴付电费多少的依据是( C )
A．用电器的多少
B．用电器功率的大小
C．消耗电能的多少
D．通过用电器电流的大小
3．下列家用电器中，正常工作一小时耗电接近1kW·h的是( A )
A．电饭锅 B．电风扇
C．抽油烟机 D．日光灯
【解析】电器正常工作1h，耗电最接近1kW·h，则它的功率约为1000W，只有电饭锅符合。
4．如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是( D )
图6－2－19
A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
B．小明家上月消耗的电能为911kW·h
C．小明家电能表上的电流不得超过10A
D．现只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W
【解析】电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢，因此指示灯闪烁越快，电能表所在电路的总功率越大；小明家上月消耗的电能为5637.8kW·h－5546.7kW·h＝91.1kW·h；因为电能表短时间内允许通过的最大电流为20A，因此小明家干路中的电流不得超过20A；指示灯闪烁32次消耗的电能W＝×1kW·h＝0.02kW·h，电饭锅的功率P＝＝＝0.6kW＝600W。
5．2018年3月24日晚，小明家参与了“地球一小时”活动，在熄灯一小时的时间里，共节省了0.5kW·h的电能，合__1.8×106__J。
6．对于1kW·h 电能的作用，下列说法中正确的是( D )
A．能使笔记本电脑工作约3min
B．能使笔记本电脑工作约3h
C．能使洗衣机工作约30h
D．能使洗衣机工作约3h
【解析】笔记本电脑的电功率约100W，工作3min消耗的电能W＝Pt＝0.1kW×0.05h＝0.005kW·h；工作3h消耗的电能W＝Pt＝0.1kW×3h＝0.3kW·h。洗衣机的电功率约300W，工作30h消耗的电能W＝Pt＝0.3kW×30h＝9kW·h；工作3h消耗的电能W＝Pt＝0.3kW×3h＝0.9kW·h，接近1kW·h。
7．小明同学家的电能表上标有“3000revs/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45revs，则下列说法正确的是(多选)( ACD )
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压只有额定电压的90%时，电水壶的实际功率为729W
8．小英家6月底电能表的示数如图甲所示， 7月底表盘示数如图乙所示，由图可知她家7月份用电器消耗的电能为__140__kW·h；她家现在已经接入用电器的总功率为3600W，则最多还可以连接__3000__W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了160次，则饮水机的额定功率是__1000__W。
图6－2－20
9．某电水壶工作2min，使图示电能表的转盘转过150r，则电水壶消耗的电能是多少？电功率为多大？这些电能可供一只“220V 10W”的节能灯正常工作多久？
图6－2－21
【答案】转过150r消耗的电能W＝kW·h/r×150r＝0.05kW·h；电功率P＝＝＝1.5kW；由P＝得，这些电能可供一只“220V 10W”的节能灯正常工作时间t＝＝＝5h。
10．如图所示，电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW·h)”字样，现将若干盏规格都为“220V 20W”的节能灯接在该电能表上一起正常工作15min，电能表的指示灯闪烁了135次，这些节能灯消耗的电能为多少？接入的节能灯共有几盏？
图6－2－22
【答案】节能灯消耗的电能W＝kW·h＝0.045kW·h＝1.62×105J；总功率P＝＝＝180W，接入节能灯的盏数n＝＝9盏。
11．2016年11月，常州出入境检验检疫局查获一批进口不合格电烤箱，电路存在安全隐患，检验人员在实验室按照规范重新连接烤箱电路，并将相关参数填入铭牌，请依照对应的方法完成各小题。
方法一
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至低挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热。
图6－2－23
(1)请以笔画线代替导线完成电路连接。
测量：实验室内，220V电源只接通电烤箱，电烤箱处于高挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在5min内闪烁了132次。
图6－2－24
(2)此过程中，电烤箱消耗电能__1.32×105__J，单根电阻丝的阻值为__110__Ω。
(3)铭牌
额定电压
220V
低挡功率
__220__W
高挡功率
__440__W
方法二
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至低挡位置，电路处于低功率工作状态，仅有一根电阻丝发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热。
图6－2－25
(4)请以笔画线代替导线完成电路连接。
测量：实验室内，220V电源只接通电烤箱，电烤箱处于高挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在5min内闪烁了264次。
图6－2－26
(5)此过程中，电烤箱消耗电能__2.64×105__J，电烤箱处于高挡位置时的阻值为__55__Ω。
(6)铭牌
额定电压
220V
低挡功率
__440__W
高挡功率
__880__W
【答案】(1)如答图所示。
第11(1)题答图
(4)如答图所示。
第11(4)题答图
【解析】(1)当开关S转动至低挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热，根据P＝可知，电路电阻最大，则说明两电阻串联；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热，根据P＝可知，电路电阻最小，则另一根电阻丝被短路。由安全用电知识可知，开关接在相线和电阻丝之间，金属外壳接地线。(2)电能表的指示灯闪烁132次，电阻丝消耗的电能W＝kW·h＝kW·h＝1.32×105J。烤箱处于高挡工作时间t＝5min＝300s，由W＝t得，烤箱处于高挡时电阻丝的阻值R＝t＝×300s＝110Ω。(3)当电烤箱处于低挡时，两电阻丝串联，电路总电阻R总＝R＋R＝110Ω＋110Ω＝220Ω，则电烤箱处于低挡时的电功率P低＝＝＝220W。当电烤箱处于高挡时，仅有一根电阻丝发热，则电烤箱处于高挡时的电功率P高＝＝＝440W。(4)开关S转动至低挡位置，电路处于低功率工作状态，根据P＝可知，电路电阻最大，仅有一根电阻丝发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热，根据P＝可知，电路电阻最小，则说明两电阻并联。(5)电能表的指示灯闪烁264次，电阻丝消耗的电能W＝kW·h＝kW·h＝2.64×105J。烤箱处于高挡工作时间t＝5min＝300s，由W＝t得，烤箱处于高挡位置时电阻丝的阻值R总＝t＝×300s＝55Ω。(6)当电烤箱处于高挡时，两电阻丝并联，电路总电阻R′总＝55Ω，单根电阻丝的阻值R＝110Ω，则电烤箱处于高挡时的电功率P′高＝＝＝880W。当电烤箱处于低挡时，仅有一根电阻丝发热，则电烤箱处于低挡时的电功率P′低＝＝＝440W。
__6.2__电能的量度(四)__[学生用书B40]
1． “珍爱生命，注意安全”是同学们日常生活中必须具备的意识。下列有关安全用电的说法，不符合要求的是( D )
A．电线和用电器达到使用寿命后要及时更换
B．更换灯泡、搬动电器前要先断开电源开关
C．放风筝时要远离高压电线
D．在输电导线上晾衣服
2．如图所示，甲站在干燥的木桌上一只手接触到相线；乙站在地上一只手接触到零线；丙站在干燥的木桌上一只手接触到相线。此时，丁站在地面上用手去拉丙。则( D )
图6－2－27
A．甲、乙都会触电 B．甲、丙都会触电
C．乙、丁都会触电 D．丙、丁都会触电
3．如图所示的做法中，符合安全用电原则的是( A )
图6－2－28
A．冰箱的金属外壳接地
B．用湿抹布擦发光的灯泡
C．用手指接触插座的插孔
D．雷雨天站在大树下避雨
4．如图是常用的带有多插孔的插排。小明家插排的指示灯已经损坏，但闭合开关后插孔上连接的用电器仍可以正常工作。某一天小明家装修时将切割机插入插排，切割机工作时，家中的空气开关出现了“跳闸”现象。则下列说法中正确的是( D )
图6－2－29
A．插排上的插孔与指示灯是串联关系
B．“跳闸”的原因一定是电路发生了断路
C．“跳闸”的原因一定是电路发生了短路
D．“跳闸”的原因可能是电路总功率过大
5．如图所示的家庭电路中，有两个器件连接错误，它们是( C )
图6－2－30
A．闸刀开关和带开关的灯泡
B．带开关的灯泡和带熔丝的双孔插座
C．带开关的灯泡和三孔插座
D．闸刀开关和三孔插座
6．小明把台灯插入插座，闭合开关，家里的总控制开关立刻跳闸，请分析造成这种现象的原因是( C )
A．插头短路 B．灯丝断路
C．灯头内短路 D．灯头内断路
【解析】在台灯插头插入插座，闭合开关后，家里的总控制开关跳闸，如果插头短路，则插头插入插座后总控制开关就会跳闸；因为台灯和其他用电器并联，灯泡的灯丝断路或灯头内断路，只能使本支路没有电流，台灯不亮，不能引起家里的总控制开关跳闸。
7．仔细观察家里电饭锅、洗衣机等所用的插头，我们会发现有一根插头E要长些，如图所示。那么，较长的那根插头E接的是__地线__(选填“相线”“零线”或“地线”)；你认为这根插头做长点的主要目的是__先接通地线(或后断开地线，或确保用电安全)__。
图6－2－31
【解析】三脚插头的第三个脚比另外两个长，这样在插入时先把用电器外壳与大地接通，拔出时后把用电器外壳与大地分离，更加安全。
8．白炽灯是日常生活中重要的光源，小明对图甲所示的白炽灯及其灯口进行了仔细观察后，结合所学有关知识，明白了许多道理：
图6－2－32
(1)灯尾金属块必须与__相(或火)__线相连，且灯口外壳和灯口上盖都是由塑料或橡胶制成的，因为它们都是__绝缘体__，这些措施都是为了安全用电。
(2)灯丝用久了会变细，这是由于灯丝在高温下__升华__(填物态变化名称)的结果。
(3)如图乙是光明品牌白炽灯的铭牌，则“25W”表示__额定功率为25W__。该白炽灯正常工作20h消耗的电能是__0.5__kW·h。
【解析】(3)根据白炽灯的铭牌可知，该白炽灯正常工作20h消耗的电能W＝Pt＝0.025kW×20h＝0.5kW·h。
9．如图是小明家的部分电路，他将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热水壶突然停止工作，但电灯仍正常发光，拔出电饭煲的插头，电热水壶仍不能工作，用测电笔分别测试插座的左、右孔，氖管均发光。若电路中只有一处故障，则( C )
图6－2－33
A．电热水壶所在电路的b、c间断路
B．插座的接地线断路
C．电路的c、d间导线断路
D．电路的a、b间导线断路
【解析】电灯仍正常工作，说明不是保险丝烧坏了，没有发生短路。把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，说明相线连接正常，而零线开路了，且是在c、d之间开路。
10．小明家书房有一盏照明灯，闭合和断开照明灯开关时，照明灯正常发光和熄灭。小明晚上学习时，将一盏完好的台灯(台灯开关始终闭合)插入书房插座后发现：闭合照明灯开关时，照明灯亮，台灯不亮；断开照明灯开关时，照明灯和台灯均亮，但亮度不够。为了节约用电，小明在开关断开时取下照明灯，想让台灯单独工作，结果发现台灯也不亮，此时用测电笔测试台灯插座两孔氖管均发光。则符合他家书房电路实际情况的电路图是(图中电灯为照明灯，开关为照明灯开关，插座为台灯插座)( B )
A B C D
11．电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当S闭合后，再分别闭合S1、S2、S3(每次只能闭合其中之一)时，可能出现以下三种情况，试判断(均选填“短路”“断路”或“正常”)：
图6－2－34
(1)L0不亮，说明该支路__断路__。
(2)L0正常发光，说明该支路__短路__。
(3)L0发光呈暗红色，说明该支路__正常__。
【解析】(2)当L0能正常发光，说明L0两端的电压为220V，该支路发生了短路。(3)L0发光呈暗红色时，L0与L是串联，两个灯两端的电压均小于220V，故不能正常发光，即说明被测支路是正常的。
12．运用所学知识解决问题：
(1)电炉工作时，通过导线和电炉丝的电流相等，电炉丝电阻比导线电阻__大__，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线__多__，所以电炉丝热得发红而导线不太热。
(2)如图所示家庭电路，吊灯L1和L2由开关S控制，墙上有一个固定的三孔插座。请把电路连接完整。
图6－2－35
(3)将定值电阻R1和R2串联后接在电压为6V的电源两端，R1∶R2＝1∶2，R1的电功率为2W，则R1两端的电压U1＝__2__V，R2＝__4__Ω。
【答案】(2)如答图所示。
第12(2)题答图
【解析】(1)电炉在使用时，电炉丝和导线串联，I电炉丝＝I导线，通电时间t相同，因为Q＝I2Rt，R电炉丝＞R导线，所以电流产生的热量Q电炉丝＞Q导线，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。(2)由于家庭电路中的各个用电器并联，所以此电路中的两盏吊灯L1和L2并联，开关接在干路上同时控制两盏灯；安装三孔插座的方法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接相线。(3)已知R1∶R2＝1∶2，U＝6V，所以U1∶U2＝R1∶R2＝1∶2，所以U1＝U＝×6V＝2V，U2＝U－U1＝6V－2V＝4V；又因为P1∶P2＝R1∶R2＝1∶2，所以P2＝2P1＝2×2W＝4W，因为P＝，所以R2＝＝＝4Ω。
13．如图所示的是一个电热器电路。电热丝、指示灯、开关构成串联电路，接在电源上，已知该电路中有一个元件断路，有一个元件短路，但不知道是哪两个有故障，今用一个校验电灯分别接在各处，得到表中所示的结果，根据表格内容可判断( A )
图6－2－36
校验次数
1
2
3
4
5
6
校验电灯接入点
a、f
a、b
c、d
e、f
a、d
c、f
发光情况
正常发光
不发光
亮度较暗
不发光
亮度较暗
正常发光
A．开关断路，指示灯短路
B．指示灯断路，电热丝短路
C．电热丝断路，开关短路
D．指示灯断路，开关短路
14．如图所示，测电笔正确的使用方法是__乙__(选填“甲”或“乙”)，已知测电笔的电阻约为1.1×106Ω，氖管和人体的电阻比它小得多，可以忽略，请你计算“220V 40W”灯泡正常工作时的电流约为正确使用测电笔时通过人体电流的__900(填900～910均可)__倍(结果保留到整数)。
图6－2－37
【解析】使用测电笔时，拇指和中指不要接触测电笔前端的金属体，手必须接触测电笔末端的金属体，使电源和大地之间形成通路，故乙是正确的测量方法；通过测电笔的电流为I笔＝＝＝2×10－4A；因为P＝UI，所以通过灯泡的电流为I灯＝＝≈0.18A，所以灯泡正常工作时的电流约为正确使用测电笔时通过人体电流的＝900倍。