3.6 电能 培优练习

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3.6
电能培优练习
一、选择题（共15题；共30分）
1.下列用电器主要利用电流热效应工作的是（??
）
A.?电饭煲
??????????????????????
???B.?电视机
C.?洗衣机
???????????????
????????D.?油烟
2.某台灯铭牌上标有“9W”字样，“9W”表示该台灯的（?
）
A.?额定功率???????????????????????????B.?实际功率???????????????????????????C.?额定电流???????????????????????????D.?实际电流
3.家用取暖器有“高”“低”两个档位，档位中的“高”“低”可以用电学中的哪个物理量来描述(???
)
A.?电功????????????????????????????????????B.?电功率????????????????????????????????????C.?电能????????????????????????????????????D.?电流
4.小明按图甲连接电路，闭合开关，灯泡L1的功率为P1。他将一个阻值大于L1的灯泡L2串联接入电路（如图乙），闭合开关后，L1、L2的功率分别为P1’、P2‘（不计温度对灯泡电阻的影响，电源电压恒定）。下列关系式正确的是（??
）
A.?P2'>P1'>P1???????????????????B.?P2'>P1>P1'???????????????????C.?P1>P2'>P1‘???????????????????D.?P1>P1'>P2‘
5.如图是电能表上的一些信息，请选出与科学意义不相符的是(???
)
A.?kW·h：表示电能表上的数字以千瓦时为单位
B.?512.8：表示该月该电能表消耗的电功率为512.8kWh
C.?600r/kWh：表示电路每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过600转
D.?10(20)A：表示该电能表的额定电流为10A，短时间内允许通过的最大电流为20A
第5题图
第6题图
6.为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，某同学设计了如图所示的装置。将两段阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的小塑料盒中，塑料盒内分别插着相同的温度计，电源电压不变。闭合开关，相同时间内A的温度计温度上升快，则下列说法不正确的是(???
)
A.?相同时间内电阻R1产热量多?????????????????????????B.?电阻R1>R2
C.?R1两端电压大于R2两端的电压????????????????????D.?该实验为探究电流产生的热量与电流大小是否有关
7.如图所示，将三个相同空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R1＜R2＜R3）分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是（
???）
A.?a???????????????????????????????????????B.?b???????????????????????????????????????C.?c???????????????????????????????????????D.?三个相同
第7题图
第8题图
8.如图甲所示是小灯泡的I-U图像。将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电源电压为4.5的电路中（如图乙)，闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.2W时（??
）
A.?滑动变阻器两端的电压为2V????????????????????????????????B.?电路消耗的总功率为1.35W
C.?10s内滑动变阻器R产生的热量为7J?????????????????????D.?此时灯泡L和滑动变阻器R的功率比为3：7
9.如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U
形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（??
）
A.?该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B.?通电一段时间后，左侧
U
形管中液面的高度差比右侧的大
C.?将左边容器中的电阻丝换成
10Ω
的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D.?该实验装置是利用
U
形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
第9题图
第10题图
10.某科学兴趣小组的同学用几个完全相同的灯泡，设计如图甲、乙、丙三种电路，电源电压相同且恒定不变，电路消耗的总功率大小关系是(???
)
A.?P甲＞P乙＞P丙????????????????B.?P甲＜P乙＜P丙????????????????C.?P甲＝P乙＝P丙????????????????D.?P甲＝P乙＞P丙
11.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(???
)
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
第11题图
第12题图
12.小明利用图甲所示电路测量额定电压为2.5伏的小灯泡的电功率。当他观察到电压表的示数如乙图所示。要测量其额定功率，接下来他的操作应是(???
)
A.?眼睛注视电压表，将滑动变阻器的滑片向左移动
B.?眼睛注视电压表，将滑动变阻器的滑片向右移动
C.?眼睛注视电流表，将滑动变阻器的滑片向左移动
D.?眼睛注视电流表，将滑动变阻器的滑片向右移动
13.将两只额定电压相等的灯泡L1、L2串联在电路中，如图所示，闭合开关后，发现灯L1较暗，灯L2较亮，其原因正确的是(???
)
A.?灯L1额定功率较小????????B.?灯L1电阻较大????????C.?灯L2两端的实际电压较大????????D.?通过L2的电流较大
第13题图
第14题图
第15题图
14.某调光灯(假设灯L电阻不变)电路如图所示，当滑动变阻器的滑片P滑至a端时，灯泡L的功率为144W；滑片P滑至b端时，灯泡L的功率为36W，则滑片P滑至ab的中点时，灯泡L的功率为(???
)
A.?64W????????????????????????????????????B.?72W????????????????????????????????????C.?90W????????????????????????????????????D.?81W
15.如图所示，灯L1比L2亮，下列描述错误的是（???
）
A.?L1的电阻比L2的电阻大??????????????????????????????????
?????B.?L1两端的电压比L2两端的电压大
C.?通过L1的电流比L2的电流大????????????????????????????????D.?L1的实际功率比L2的实际功率大
二、填空题（共4题；共20分）
16.标有“6V
3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示。则该灯泡正常发光时的电阻为________Ω，若把它与一只阻值为8Ω的电阻串联接在电压为7.2V的电路中，则整个电路消耗的功率为________W。
第16题图
第17题图
17.在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为8欧姆，灯泡L标有“6V
3W”的字样，通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图乙所示。在a、b间接入电源，为保证通过电阻R的最大电流不超过0．5安且灯泡L不损坏，则允许接入的最大电源电压为_____伏，闭合开关S，此时通过电流表A1的电流为_______安。
18.有一种亮度可以调节的小台灯，其电路如图甲所示。电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。灯泡L的额定电压为12V，则灯泡L的额定功率为________W；调节滑动变阻器R，使灯泡L的功率为3.6W，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为________Ω，12分钟电路消耗的电能为________?J。
第18题图
第19题图
19.如图是某电烤箱的内部简化电路图，图乙是电烤箱铭牌的部分信息，R0和R均为电热丝，其他电阻均忽略不计，已知R=202欧。
(1)电烤箱A，B触点中连接火线的是________触点。
(2)闭合总开关，将旋钮开关转到如图所示位置，此时电烤箱处于________?(选填“高温档”或“低温档”)。
(3)在额定电压下，电烤箱高温档工作2分钟产生内能________焦。
三、实验探究题（共3题；共18分）
20.某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。
实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3．8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为6V)、电流表(0~0．6A，0~3A)、电压表(0~3V，0~15V)、滑动变阻器(“20Ω
1A”)、开关各一只，导线若干。
(1)小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3．8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________瓦；
(2)小丽组同学发现，实验桌上的电压表0~15V的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0~3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：
步骤一：按图甲电路先将电压表（0~3V)接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏，断开开关，拆下电压表；
步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在________两端；
步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向________(填“左”或“右”)移动，直到电压表示数为________伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。
21.图甲是测定小灯泡（额定电压2V）电功率的实验电路。
(1)某同学根据实验数据画出如图乙所示的图像，则该小灯泡的额定功率为________?瓦。老师认为图乙曲线右半段不符合实验事实，理由是________。
(2)另一同学为探究电流跟电阻的关系，换用4.5V的电源，并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡，得到如图丙的图像，则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为________欧姆。
22.小科测量额定电压为2.0V小灯泡的电功率，电路图如图甲所示，电源为两节干电池，利用测得数据绘制图像如图乙、丙所示，图中x为滑片P移动的距离。
(1)当滑片P移动的距离为a时，图丙中电流突然变小的原因是________。
(2)该小灯泡的额定功率是________。
四、解答题（共6题；23小题5分；24小题6分；25小题5分；26小题4分；27小题6分；28小题6分；共32分）
23.电热水壶由分离式底座和壶身两个部分组成。分离式底座由电源线、圆形底座和供电插座组成，如图甲；电热水壶内部简化电路，如图乙。
(1)为防止触电，供电插座的外壳材料应是________(选填“绝缘体”或“导体”)。
(2)电热水壶额定电压为220伏，额定功率为1000瓦，求；
①电阻R的阻值是多少?②正常工作时，烧开一壶水需要300秒，消耗多少电能?
(3)为满足人们随时取用热水需求，电热水壶需设置保温功能。现有一个温控开关(一定温度时,可以自动断开或闭合：元件符号为“
”）,一个阻值远大于R1的定值电阻R2(元件符号为“
”)。要求利用提供的器材对原电热水壶的简化电路进行改进，实现既可加热又能保温的功能，且加热功率保持不变。请在答题卷的虚线框内画出电路图、并说明保温的工作原理。
24.现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P移至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN。设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
(1)由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是________cm。
(2)在触点N滑动过程中，RMN的最大值是多少?
(3)每1cm电阻丝的阻值是________?。(提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻)
(4)如图内所示，把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后闭合开关S，通电lmin，电路消耗的电能为W。求W的最大值。(计算过程中不需要说明取最大值的理由)
25.图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇（部分参数如表），具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两档工作状态
(1)图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内的水位较低时，红灯亮报警，请结合上图说明其工作原理________。
(2)小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少？
(3)商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5小时。通过计算判断他们的宣传与实际是否相符。
26.如图电路中，电源电压恒为9V，灯泡L规格为“6V3W”。闭合开关，灯泡正常工作。求
(1)电阻R的阻值。
(2)灯泡工作5分钟消耗的电能及电阻R产生的热量。
27.为延长蔬果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置。装置如图甲所示，控制电路中电源电压恒为3伏，R1为热敏电阻，R2阻值为10欧，电磁铁线圈阻值忽略不计。R1阻值随温度的变化关系如图乙所示。当温度升高到启动值时，控制电路中电流达到0．1安，衔铁吸下，制冷器启动工作；当温度降低到设定值后，工作电路断开，制冷器停止工作，如此进行间歇性循环工作。图丙为工作电路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。
请完成下列问题：
(1)通过计算并结合图乙确定该制冷器启动工作的温度；
(2)在图丙所示的1小时内，工作电路中制冷器消耗的总电能是多少？
28.方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。
(1)实线表示的是________(选填“R”或“R0”)的功率与电流的关系。
(2)求R0的阻值。(写出计算过程)
(3)当电流表示数为0．5安时，求R消耗的功率。(写出计算过程)
参考答案
一、选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
A
B
C
B
B
C
C
B
B
11
12
13
14
15
D
A
C
A
C
二、填空题
16.
12；2.88
17.
4；0.9
18.
9.6；15；6480
19.
(1)A(2)低温档(3)145200
三、实验探究题
20.
(1)1.52(2)滑动变阻器；左；2.2
21.
(1)0.8；当实际电压远大于额定电压时，小灯泡会烧毁(2)15
22.
(1)灯丝断了（或电压表所测电路开路）(2)0.4W
四、解答题
23.
(1)绝缘体(2)解：①R1=
=
=48.4欧
②W=Pt=1000瓦×300秒=3×105焦
(3)S闭合，温控开关断开，R1、R2同时工作，电路处于保温状态。
24.
(1)10
(2)解：当x=0时：
R变=
=5Ω
当x=20cm时，电路中电流最小，电阻最大：R总=
=9Ω
此时触点M、N之间的阻值最大，为RMN=R总-R变=9Ω-5Ω=4Ω
(3)0.4
(4)解：当M、N都未与铜丝接触时，W有最大值：
W=W1+W2=
t+
t=
×60s+
×60s=324J
25.
(1)水位降低到探针以下时，控制电路断开，电磁铁磁性消失，衔铁弹回，红灯所在电路接通
(2)W=Pt=4W×10×60s=2400J
(3)解：6000mA·h=6A·h
t=
=
=3h<5h
26.
(1)灯泡与定值电阻R串联，电压表测灯泡的电压。
灯泡正常工作电流是：；
电阻两端的电压：U2=U-U1=9V-6V=3V；电阻阻值：?。
(2)5分钟内灯泡消耗的电能是：W1=P1t=3W×300s=900J；
电阻R产生的热量是：?。
27.
(1)解：R=
=30欧
R1=R-R2=30欧-10欧=20欧
查乙图可知制冷器的启动温度是5．6℃。
(2)解：t=15分钟+10分钟+10分钟+10分钟=45分钟=0．75小时
W=Pt=2.4千瓦×0.75小时=1.8千瓦时
(或t=15分钟+10分钟+10分钟+10分钟=45分钟=2700秒
W=Pt=2.4×10瓦×2700秒=6.48×106焦
28.
(1)R0
(2)解：当I=2A时????
PR0=32W?
R0=
=8Ω
(3)解：当I'=0．5A时
??
=0．5A×8Ω=4V
电源电压U=
=16V
U'R=12V?
PR=12V×
0．5A=6W
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精品试卷·第
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