第十六章 电流做功与电功率 单元检测卷（含答案）

第十六章 电流做功与电功率
（时间：60分钟　满分：100分）
一、选择题（每小题3分，共36分）
1．下列物理单位间的关系正确的是（　　）
A．1 J＝1 W·s B．1 J＝1 V·A·Ω
C．1 Pa＝1 N·m2 D．1 W＝1 V·A·s
2．如图所示的用电器中，工作时主要将电能转化为机械能的是（　　）
3．用电高峰期，会看到家里的白炽灯泡比正常发光要暗一些。这是因为，用电高峰期并联用电器增多，造成（　　）
A．电路中的总电阻增大
B．电路中的总电流减小
C．白炽灯泡的实际功率减小
D．白炽灯泡的额定功率减小
4．一盏“220 V 25 W”的电灯甲和一盏“36 V 25 W”的电灯乙，当它们正常发光时，则（　　）
A．甲灯亮 B．乙灯亮
C．一样亮 D．无法判断谁亮
5．有两个额定电压相同的小灯泡，串联起来接到电源上，亮度不同，在判断哪个灯泡的额定功率比较大时，要作以下分析：
①从关系式P＝I2R可以知道；②较亮灯泡的电阻较大；③在相同电压下工作时，灯泡的电功率和它的电阻成反比；④从关系式P＝U2/R可以知道；⑤串联时流过两个灯泡的电流相同；⑥所以，串联时那个较暗灯泡的额定功率大。
请你将最合理的排序选出来（　　）
A．②①③④⑤⑥ B．⑥②①③④⑤
C．①③④②⑥⑤ D．⑤①②④③⑥
6．某同学做测量小灯泡电功率的实验时，刚一试触，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，发生这种情况的原因可能是（　　）
A．电流表的正负接线柱接反了
B．待测电阻的绕线断了
C．线路接错了，某处发生了短路
D．无法判断
7．一个“220 V 25 W”的甲灯正常发光3 h，另一个“110 V 25 W”的乙灯正常发光4 h，由此可知（　　）
A．甲灯的实际功率较大
B．乙灯中电流做的功较多
C．甲灯较亮，乙灯较暗
D．流过甲灯的电流较大
8．（多选）两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示，现将甲和乙并联后接在电压为6 V的电源两端，下列分析正确的是（　　）
A．乙消耗的电功率为3.6 W
B．甲消耗的电功率为3.6 W
C．甲中的电流小于乙中的电流
D．甲的电阻值小于乙的电阻值
9．将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因可能是（　　）
A．灯L1额定功率较大
B．灯L2两端电压较大
C．灯L1的电阻较大
D．通过灯L1的电流较大
10．将标有“6 V 3 W”和“6 V 2 W”的甲、乙两只小灯泡串联起来，接在电压为6 V的电源两端，接通电路后，以下说法正确的是（　　）
A．两只小灯泡都不能正常工作，甲灯比乙灯亮
B．两只小灯泡都能正常发光
C．通过乙灯的电流较大，所以乙灯较亮
D．两只小灯泡的总功率小于2 W
11．（多选）如图所示，将一只标有“12 V 6 W”的灯泡L1和“6 V 6 W”的灯泡L2并联后，接在6 V的电源上（设灯丝电阻不变），则（　　）
A．灯泡L1比灯泡L2亮
B．灯泡L2比灯泡L1亮
C．两灯的实际功率之和小于12 W
D．两灯的实际功率之和等于12 W
12．李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”，他找来额定电压均为6 V的L1、L2两只灯泡。将两灯串联起来，按照如图所示的电路开始了实验探究，闭合开关后，看见灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，则关于两灯的电阻R1和R2，两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是（不考虑灯丝电阻值随温度的变化）（　　）
A．R1＞R2，P1＞P2
B．R1＜R2，P1＜P2
C．R1＞R2，P1＜P2
D．R1＜R2，P1＞P2
二、填空题（每小题6分，共30分）
13．路灯总是同时亮，同时灭，它们的连接方式一定是________联的；它们所消耗的电能可以用________表来测量。
14．眉山市开始使用光能互补路灯，它是由太阳能电池板白天给24 V蓄电池充电，晚上由蓄电池给LED（发光二极管）灯供电照明。下表是亮度相当的两种灯的相关数据。要使该路灯总发光效果相当于500 W白炽灯，它应由5只LED灯________联而成。请说出这种路灯的优点____________________。（说一点即可）
一只LED灯 一只白炽灯
发光原理 二极管发光 钨丝高温发光
额定电压 24 V 220 V
响应时间 10～9 s 10～3 s
额定功率 12 W 100 W
15．如图是理发用的电吹风机电路，其中电动机通电后可以送风，电热丝通电后可以发热。工作时，旋转选择开关，使其同时与触点________、________接触时，电吹风机送出来的是自然风；旋转选择开关，使其同时与触点________、________接触时，电吹风机送出来的是热风。要想改造电吹风，使吹出的热风温度更高一些，应该在原电热丝上再________联一根电阻丝。
16．一盏白炽灯泡铭牌上标有“220 V 100 W”字样，则这盏灯正常发光时的灯丝电阻为________Ω。灯泡正常发光1 min，灯丝消耗的电能为______J。如果灯丝断了之后重新将灯丝搭上，灯丝电阻变为440 Ω，通电后灯泡消耗的功率为______W。
17．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12 V。闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I－U关系图像如图所示。则小灯泡的额定功率为________W，电源电压为________V，滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
三、实验题（共16分）
18．在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，灯丝电阻约为10 Ω。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实验电路中未连接部分连接完成（连线不得交叉）。
（2）连接电路时，开关应处于________状态；按照你连接的电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调节至最______（选填“左”或“右”）端。
（3）实验时，调节滑动变阻器，当电压表的示数为________V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过灯泡的电流为________A，小灯泡的额定功率是________W。
（4）若接下来要测量该灯泡比正常发光略亮时的电功率，请详细叙述操作步骤。
（5）该实验还可以测定小灯泡的电阻。根据以上实验数据，这个小灯泡正常工作时的电阻为________Ω。
四、计算题（19题8分，20题10分，共18分）
19．小明根据家里电能表上的数据测定电视机的电功率，表盘上标有3 000 r/kW·h，当只接通电视机后，记录到在7.5 min转过30周，则这台电视机的电功率为多少？
20．家庭电路的电压是220 V，某空调器处于制冷状态时的功率P1是2.2 kW，送风状态时的功率P2是0.22 kW，它们是交替运行的，现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示。
（1）空调器在前5 min内处于什么状态？此时通过它的电流是多少？
（2）在1 h内，空调器将消耗的电能是多少度？
参考答案
1．答案：A　解析：将单位换成相应的物理量，利用公式可得A正确，B中1 V·A·Ω对应的是UIR，其组合起来不是焦耳，同理C、D均错。
2．答案：B　解析：电熨斗、电水壶、电烙铁工作时主要是将电能转化为内能；洗衣机工作时主要是将电能转化为机械能，故选B。
3．答案：C
4．答案：C　解析：灯泡的亮度取决于单位时间内电能转化为光能的多少即实际功率。而两只灯泡虽然额定电压不同但额定功率相同，当它们正常发光时，实际功率等于额定功率，都是25 W，所以它们一样亮。
5．答案：D　解析：分析问题时，要做到有理有据，前后叙述合理恰当，不能前后矛盾，证据和结论不符。额定电压相同，要比较额定功率必须首先确定出电阻的关系，而电阻的关系可以通过串联电路中电流相等，比较电功率大小来确定。
6．答案：C　解析：线路中的某处短路使电路中的电流过大会造成这种现象。
7．答案：B　解析：甲灯和乙灯的功率相同而乙灯的工作时间较长，由公式W＝Pt可知乙灯做的功多。
8．答案：AD　解析：当甲、乙并联接在电压为6 V的电源两端时，则两电阻两端的电压都为6 V，由图像信息及欧姆定律可得：甲的电阻R甲＝＝＝5 Ω，乙的电阻为R乙＝＝＝10 Ω，故D对。把它们并联在6 V电路中，流过甲的电流I甲＝＝＝1.2 A，流过乙的电流I乙＝＝＝0.6 A，C错。根据P＝UI，甲消耗的电功率P甲＝UI甲＝6 V×1.2 A＝7.2 W，乙消耗的电功率P乙＝UI乙＝6 V×0.6 A＝3.6 W，故A对，B错。
9．答案：C　解析：灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，由题意知，灯L1的实际功率大于灯L2的实际功率，由于两灯泡串联，通过两灯的电流相等，根据公式P＝I2R和P＝UI可知，灯L1两端的电压大于灯L2两端的电压，L1的电阻大于L2的电阻，故C正确，B、D错误；而两灯的额定电压相同，由P＝知，灯L2的额定功率大于灯L1的额定功率，故A错误。
10．答案：D　解析：由于两灯串联，所以通过两灯的电流相等，C选项错误；两灯串联后接在6 V的电源两端，故每只灯泡两端的电压都达不到6 V，两只小灯泡都不能正常发光，B选项错误；由R＝U2/P知，甲灯的电阻小于乙灯的电阻，根据P＝I2R知，甲灯消耗的电功率小于乙灯的电功率，故甲灯比乙灯暗，A选项错误；由串联电路的总电阻大于其中任何一个用电器的电阻，P＝知，串联后两只灯泡的总功率小于任何一只灯泡的功率，即小于2 W，正确选项为D。
11．答案：BC　解析：两灯并联在6 V的电源上，则灯泡L1两端的电压小于它的额定电压，灯泡L2两端的电压等于它的额定电压，故灯泡L1的实际功率小于6 W，灯泡L2的实际功率等于6 W，灯泡L2的实际功率大于L1的实际功率，灯泡L2比灯泡L1亮，且两灯的实际功率之和小于12 W。
12．答案：D　解析：两灯串联在同一电路中，通过它们的电流相等，从题意可知，L2的亮度大于L1的亮度，可知L2的实际功率大于L1的实际功率，由公式P＝I2R可判断，R2＞R1；由于两灯的额定电压相等，均为6 V，根据公式P＝U2/R可判断出，电阻小的L1灯的额定功率大。
13．答案：并　电能
解析：马路上的路灯当其中一只损坏时，其他仍然发光，因此它们的连接方式是并联，它们一起亮，一起灭的原因是使用了一个干路总开关；消耗电能的多少用电能表来测量。
14．答案：并　节能、发光效率高
解析：由题意知LED灯的额定电压为24 V，一只LED灯发光效果相当于100 W白炽灯，由此可知5只LED灯并联总发光效果相当于500 W白炽灯，由图表信息可知LED路灯较普通白炽灯节能、发光效率高。
15．答案：2　3　3　4　并
解析：根据电吹风的结构可知，要吹出自然风，只需电动机转动即可，故选择开关应与触点2、3接触；电吹风吹热风时，电热丝与电风扇均工作，选择开关应与3、4接触；要使吹出的风温度更高一些，应加大电热丝的功率，由公式P＝U2/R可知，应在原电热丝上再并联一根电热丝，使电热丝的总电阻减小。
16．答案：484　6 000　110
解析：根据公式P＝UI＝U2/R得R＝U2/P＝（220 V）2/100 W＝484 Ω；灯丝消耗的电能即做的功W＝Pt＝100 W×60 s＝6 000 J；灯丝重新搭上后，其电压仍为220 V，此时功率P＝U2/R＝（220 V）2/440 Ω＝110 W。
17．答案：24　12　9
解析：分析电路图知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，电流表测电路电流，由图像知，滑片在最左端时，其接入电路中的电阻为0，电压表的示数为12 V，即电源电压为12 V，电流表的示数是2 A，根据P＝UI＝12 V×2 A＝24 W；当滑片在最右端，其接入电路的电阻最大，电压表的示数为3 V，电流表示数为1.0 A，根据串联分压，滑动变阻器两端的电压是9 V，故其最大电阻是9 Ω。
18．答案：（1）如图所示　（2）断开　右　（3）2.5　0.3　0.75　（4）向左移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.7 V，记下此时电流表的示数，然后立刻断开开关。（5）8.33
解析：由题意可知，电流表使用0～0.6 A量程、电压表使用0～3 V量程，连接过程中注意电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，且正负接线柱连接要正确。在有滑动变阻器的电学实验中，闭合开关前，一定将滑片P移动到使滑动变阻器连入电路的电阻达最大位置处。小灯泡的额定功率可以根据电功率公式P＝UI求得，小灯泡正常发光时的电阻可以根据欧姆定律公式的推导式R＝求得
19．答案：80 W
解析：电能表上标明3 000 r/kW·h，意思是消耗1 kW·h电能时，表盘内转过3 000转。
W＝ kW·h＝0.01 kW·h
P＝＝＝0.08 kW＝80 W
这台电视机的电功率是80 W。
20．答案：（1）1 A　（2）1.54度
解析：（1）由题图可知：空调器在前5 min内，P2＝0.22 kW，此阶段空调器应处于送风状态。
根据P＝UI得：I＝P/U＝220 W/220 V＝1 A。
（2）由题图可知，1 h内制冷时间t1＝40 min，送风时间t2＝20 min。
根据：P＝W/t得W＝Pt
W总＝W1＋W2＝P1t1＋P2t2＝2.2 kW×h＋0.22 kW×h＝1.54 kW·h＝1.54度。