1、1第 15 章电能与电功率一选择题（共 10 小题，满分 30 分，每小题 3 分）1如图是一个油量表的示意图，滑动变阻器规格为“20 1A”。闭合开关，当浮球最低时滑片 P 滑到 a 端，电流表示数为 0.3A，当浮球最高时，滑片 P 滑到 b 端，电流表示数为0.5A下列说法错误的是（ ）A电阻 R1的阻值为 30B电源电压为 15VC在加满油后，1min 内电阻 R1产生的热量为 450JD电阻 R1最小功率为 7.5W2如图所示，电源电压恒为 6V，定值电阻 R1=10，滑动变阻器 R2的最大阻值为 20，电压表接入电路的量程为 03V，电流表接入电路的量程为00.6A；当开关 S 闭
2、合，滑动变阻器的滑片 P 从 b 端向 a 端移动过程中，在保证电压表和电流表安全的情况下，下列说法不正确的是（ ）A电压表的示数变小，电流表的示数变大B电流表的示数变化范围为 0.2A0.3AC电阻 R2的两端电压由 4V 减小到 3VD电阻 R1消耗的功率的变化范围为 0.4W0.9W3为了防止甲醛超标的危害，如图甲所示是我校创新小组的同学们设计的甲醛监测设备的原理图。电源电压恒为 3V，R 0为 10 的定值电阻，R 为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，其阻值随污染指数变化的情况如图乙所示。用电压表示数反映污染指数，污染指数在 50 以下为轻度污染，50100 之间为中度污染，100 以上
3、为重度污染，以下分析正确的是（ ）A污染指数越小，电压表示数越大B电压表示数为 1V 时，属于重度污染C污染指数越大，电路中消耗的总功率越小D污染指数为 50 时，电压表的示数为 2.5V24如图所示为保温电饭锅的电路示意图，R 1和 R2为两发热体电阻丝，S 为温控开关，A、B 两点接在稳压电源上，R1：R 2=10：1，加热状态时电路的功率为 1100W，则下列说法正确的是（ ）AS 断开时，两发热体 R1、R 2均发热是加热状态B加热状态时 10 分钟消耗 1.1104J 电能C保温状态时 R2的功率为 110WD保温状态时电路的总功率为 100W5 LED 灯是一种高效的节能光源，其核
4、心元件是发光二极管。发光二极管的主要材料是（ ）A半导体材料 B超导材料 C隐形材料 D纳米材料6在如图所示的电路中，电源电压不变。闭合开关 S，电路正常工作，一段时间后，发现其中一个电压表示数变大，则下列说法正确的是（ ）A灯 L 可能变亮B只可能电阻 R 断路C电阻 R 可能断路、灯 L 可能短路D电阻 R 可能短路、灯 L 可能断路7如图所示电路，电源电压恒定，R 为光敏电阻，其阻值随着光照的增强而减小，R 0为定值电阻，当光照减弱时（ ）AV 与 A1示数的比值减小 BV 与 A2示数的比值不变CA 2与 A1示数之差变大 D电路消耗的总功率减小8如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合
5、开关 S 后，将滑动变阻器 R 的滑片 P 向左移动，在此过程中（ ）A电压表 V1示数变小，电压表 V2示数变大B电流表 A 示数变小，电压表 V1示数不变C电流表 A 示数不变，灯泡 L 亮度变亮D电压表 V1示数不变，灯泡 L 亮度变暗9小金同学用一只标有“3.0V”字样的小灯泡练习测定小灯泡的电功率。按照电路图连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，任意移动滑动变阻3器的滑片，电压表示数不变。经检查电路连接无误，且导线无接触不良之处，排除故障后，小金同学还想利用这套实验装置测量一段电炉丝的电阻 R，可是连接电路时发现电流表已烧坏。根据以上信息，下列说法错误的是
6、（ ）A闭合开关前滑动变阻器的滑片 P 应置于左端B产生这种故障原因是灯泡处断路C发生故障时，电压表测量的是电源电压D小金同学认为利用现有器材不能测出电炉丝的电阻10如图甲所示，L 上标有“6V 3W”字样，电流表量程为 00.6A，电压表量程为015V，变阻器 R 的最大电阻为 100只闭合开关 S1，滑片置于 a 点时，变阻器连入电路中的电阻为 Ra，电流表示数为 Ia；只闭合开关 S2，移动滑片 P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示，当滑片 P 置于 b点时，电压表示数 Ub=8V，电流表示数为 Ib已知Ra：R 0=12：5，I a：I b=3：5（设灯丝电阻不随温度变化
7、）则下列选项正确的是（ ）AI b=0.5 AB只闭合 S1时，电源电压 U 与 I、R 的关系式是 U=0.5A（R a+12）C电源电压 U=9 VD只闭合开关 S1时，在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，电路消耗的功率范围为 4.59 W二填空题（共 10 小题，满分 25 分）11（2 分）在如图所示电路中，定值电阻 R0的阻值为20，电动机线圈电阻为2，闭合开关，电流表 A1、A 2的示数分别为 0.8A，0.3A，则该电路电源电压为 V，1min 内电流通过电动机产生的热量为 J。12（2 分）在学习了动物的呼吸作用之后，科学兴趣小组设计了如图装置来研究昆
8、虫是否进行呼吸作用。O 点是一固定点，活塞连接金属滑片，活塞运动，滑动变阻器阻值会随之改变，闭合开关后小灯泡发光（碱石灰可以吸收二氧化碳）实验预测与分析：4（1）如果昆虫进行呼吸作用，活塞最终将停留在 a 的 位置（选填“原来”、“偏左”或“偏右”）。（2）随着昆虫不断地呼吸，小灯泡的亮度将 。（3）装置中指针设计成 AO 段比 OB 段短，这对实验现象起到了 作用。13（2 分）一只电烙铁标有“220V、75W”字样，其中“220V”表示 ，“75W”表示 ，该电烙铁正常工作时通过的电流强度是 ，电阻是 。14（3 分）在测定小灯泡额定功率的实验中，小薇同学连接的实物电路如图甲所示，其中小灯
9、泡的额定电压为 2.5V，额定功率小于 1W。（1）同组的小明在检查线路时，发现有一根导线连接错误，若此时闭合开关，可观察到的现象是：（写出两个即可） ； 。（2）排除故障后，实验数据记录如上表。此表格设计不妥之处是 ；当电压表的示数为 2.5V 时，电流表的示数如图乙所示，故小灯泡的额定功率是 W。次数 U/V I/A P/W1 2.00 0.16 0.32 2 2.50 3 3.00 0.27 0.81 小灯泡电功率的平均值 P 额 =W15（3 分）无水箱式电热水器具有体积小、加热快的优点，图甲是它的工作原理图。5（1）温控器：水温传感器测量到出水温度并将信息传给微电脑芯片，微电脑芯片将
10、测量到的水温和预先设定的温度进行比较，然后即时控制温控器内的两个开关的状态，从而让喷头喷出预先设定温度的热水。请在图乙虚线框中补齐温控器内的两个开关。（2）水压控制开关：当热水器内没有水或水压过低时，图丙所示的水压控制开关能确保电热水器停止工作。图中顶杆必须具有很好的 性才能防止漏电。（3）家庭电路中该电热水器在正常电压下工作，当喷头喷出水的流量为 4.5L/min 时，5的冷水经过加热后温度最高可达 38，已知通过电热水器的电流为 52.5A，则该电热水器的加热效率多少？如果此时还要进一步提高水温，应该怎样调节冷水的流量的大小？16（3 分）小林家新买的一台快速电水壶，这台电水壶的铭牌如下表
11、。为了测量该电水壶烧水时的实际功率，小林所学知识和爸爸合作进行了如下实验；关掉家里所用电器，将该电水壶装满水，接入家庭电路中，测得壶中水从 25上升到 35所用的时间是 50s，这壶水吸收的热量 J，同时观察到家中“220V 10A（40A） 3200imp/（kwh）”的电子式电能表耗电指示灯闪烁了 80 次，电水壶加热的效率是 。C 水 =4.2103J/（kg）。17（3 分）电冰箱是间断式工作的（即工作一段时间停止一段时间，再工作再停止，如此循环）。某电冰箱铭牌有关参数如表所示。在家庭电路中只有电冰箱在标定耗电量下工作时，一天实际工作 h；若电冰箱每次从启动到停止工作的时间都为 12m
12、in，每消耗 1kWh 电能，电能表转盘转 1500 转，则该电冰箱每天启动 次，每工作一次电能表转盘转 转。从表中提供的数据可以推算出该电冰箱正常工作一个月（按 30 天计算）耗电 度。若该电冰箱每工作一次后的间歇时间都相等，那么它的间歇时间的可能值是 min（填整数位）容积（L） 175功率（W） 150耗电量（kWh/24h） 0.96额定电压（V） 22018（2 分）在如图所示电路中，电源电压 6V 保持不变。只闭合开关S1，电流表示数为 0.2A；再闭合开关 S2，电流表示数变化了 0.4A则6R2的阻值为 ，S 2闭合前后 R1消耗的电功率相差 W。19（3 分）如图所示，弹簧下
13、悬挂小铁块 A闭合开关，电磁铁的上端为 极。滑片 P 向左滑动过程中，弹簧将 （“伸长”或“缩短 ”）；保持滑片位置不变，当开关 S 由“1”接“2”，弹簧将 （“伸长” 或“缩短”）。20（2 分）如图所示，当开关 S 闭合时，灯 L1、L 2均不发光，电流表示数为零，但电压表指针有明显偏转，则此电路的故障是 。三实验探究题（共 2 小题，满分 20 分，每小题 10 分）21（10 分）在复习电学知识时，小明在实验室又做了“测量小灯泡电功率”和“探究电流与电压、电阻关系”的实验。实验中，所用的电源电压为 6V，小灯泡的额定电压为 3.8V，滑动变阻器的规格为“30 1A”。（1）在“测量小
14、灯泡的电功率”的实验中，小明按图甲所示的电路图正确连接了电路。实物中少了两根导线。请用笔画线代替导线补上，将图乙中的实物电路连接完整。（2）连接电路时开关应 ，滑动变阻器滑片 P 应放在最 端（选填“左”或“右”）。（3）闭合开关后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为 3.8V 时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。（4）移动变阻器的滑片 P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丁所示的小灯泡的 IU 图象。由图象可知：当小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻 （选填“变大”、“不变”或“变小”），如果小灯泡两端的电压为 1.9V，则小灯泡的实际功率 0.38W（选填
15、“大于”、“小于”或“等于”）。7（5）在做“探究电流与电阻关系”的实验时，小明所用的四个定值电阻的阻值分别为5、10、15、20他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验，他把电路中的小灯泡取下，电路的其他元件连接方式不动，把四个定值电阻分别接入电路中进行探究。如果要保证电路中各元件的安全，且用四个电阻都能顺利地完成实验，则定值电阻两端的电压应该在 范围内选择。AU3V B 2.4VU3V CU3V D3VU6V。22（10 分）电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。李明同学要通过实验探究电功跟电压的关系，他选用的器材如图所示。其中甲、乙两容器完全相同，电阻丝 R1的阻值大于电
16、阻丝 R2的阻值。（1）请你用笔画线代替导线，帮他把实验电路连接完整。（2）他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝，其目的是 。（3）在这个实验中，李明是通过观察比较 来比较电流做功多少的。电流通过电阻丝 做的功多（填 R1或 R2）。（4）由这个实验可以得到的结论是： 。四计算题（共 3 小题，满分 15 分，每小题 5 分）23（5 分）如图所示电路中电源两端电压保持不变，小灯泡 L 的规格为“12V 12W”且电阻不随电压变化而变化，滑动变阻器的最大阻值为 R3将滑动变阻器的滑片 P 置于 A 端，只闭合开关 S1时，电压表V1的示数为 U1，电路中的总电流为 I1，电压表 V2的示数为U
17、2，将滑动变阻器的滑片 P 置于 B 端，仍只闭合开关 S1，电压表 V1的示数为 U1，电路中的总电流为 I2，电压表 V2的示数为 U2，R 1消耗的电功率为 0.72W已知U1：U 1=4：7，U 2：U 2=2：1，求：（1）小灯泡 L 的电阻；（2）I 1与 I2的比值；（3）电源电压；8（4）若电流表的量程为 03A，此电路的最大和最小功率。24（5 分）如图所示是小明家电饭煲铭牌，有额定功率高、中、低三档，但中、低档已模糊不清。从说明书中的电路图可知，内部有两根电阻丝，每根电阻丝的阻值均为 110（设电阻丝阻值恒定不变），中档是一根电阻丝接入电路，低档是两根电阻丝串联接入电路。把
18、电饭煲接在正常的家庭电路中使用。求：定电压 220V频率 50Hz高档 900W中档额定功率低档（1）当电饭煲使用中档时，通过它的电流是多少？当电饭煲使用低档时，它消耗的电功率多大？（2）若使用高档，电饭煲正常工作 20min，消耗的电能是多少？如图所示是小明家的电能表，在这过程中若小明家只使用电饭煲，则电能表转盘旋转多少圈？（3）晚上，由于是用电高峰期，该电饭煲的实际工作电压只有 200V，加热效率为 80%，求利用高档功率把 2kg 的水从 20加热到 80需要多长时间？25（5 分）如图甲所示的电路，灯 L 标有“9W”的字样，R 2两端的电压随电流的变化曲线如图乙所示，滑动变阻器 R1
19、上标有“50 2.5A”的字样，电压表 V1接入 015V 的量程，闭合 S3，断开 S1和 S2，灯 L 恰好正常发光，电流表的示数达到半偏，且电路安全工作。求：（1）灯 L 的额定电压和电源电压（2）闭合 S2、S 3，断开 S1，若用电压表 V2替换定值电阻 R2，标有“1A”的定值电阻 R0替9换灯 L，移动滑片，使两电压表先后均能达到满刻度，且电路安全工作，求满足所有条件时，定值电阻 R0允许的替换阻值范围是多少？整个电路总功率的最大值？10参考答案一选择题1D。2A。3B。4D。5A。6C。7D。8A。9D。10AD。二填空题116；30。12（1）偏左；（2）变暗；（3）放大。1
20、3额定电压为 220V；额定功率为 75W；0.34A；645.33。14（1）电压表示数接近电源电压；灯不亮，电流表示数为 0；（2）设计了小灯泡电功率的平均值一栏；0.5。15（1）如上图所示；（2）绝缘；（3）该电热水器的加热效率为 90%；进一步提高水温的可行措施：调小进入热水器的冷水的流量。167.5610 4；84%。176.4； 32； 45； 28.8； 33。1820；3.2。19N；伸长；缩短。20L 2断路。三实验探究题1121（1）图见上；（2）断开；左；（3）1.52；（4）变大；大于；（5）B。22（1）（2）使 R1、R 2两端的电压不同；（3）温度计示数的变化，
21、R 1；（4）在电流一定、通电时间一定时，电压越高，电流做的功越多。四计算题23解：（1）根据 P= 可得灯泡 L 的电阻：RL= = =12；（2）将滑片 P 置于变阻器的 A 端，只闭合开关 S1时，等效电路如图 1 所示；将滑片 P 置于变阻器的 B 端，只闭合开关 S1时，等效电路如图 2 所示；由图 1、图 2 得电路中的电流之比：= = ，（3）图 1、图 2 中，根据欧姆定律和串联电路的特点可得：12= ，即： = ，所以， = ，图 1 中，电源电压：U=I 1（R 1+RL），图 2 中，电源电压：U=I 2（R 1+RL+R3），因电源电压不变，则： = = ，解得：R 1
22、= RL= 12=8；滑动变阻器的最大阻值为 R3= R1= 8=20，由 P=I2R 得：I 2= = =0.3A，所以电源电压：U 总 =I2（R 1+RL+R3）=0.3A（8+12+20）=12V；（4）根据 P= 可知在电源电压不变的条件下，电路中的电阻越小功率越大；所以，由图可知：只闭合开关 S1，将滑片 P 置于变阻器的 B 端，电阻 R1、R L、R 3串联时电路中的总电阻最大，功率最小，如图 2 所示；则最小功率为 P 最小 =UI2=12V0.3A=3.6W；只开关 S1、S 2、S 3都闭合，电阻 R1、R L、R 3并联时电路中的总电阻最小，功率最大，如图3 所示：由于
23、电流表测量通过电阻 R1和 R3的电流，量程为 03A，所以，R 1和 R3的电流之和 I最大为 3A，13灯泡的电流为 IL= = =1A，则最大总电流 I 最大 =I+I L=3A+1A=4A，所以最大功率为 P 最大 =UI 最大 =12V4A=48W。答：（1）小灯泡 L 的电阻为 12；（2）I 1与 I2的比值为 2：1；（3）电源电压为 12V；（4）若电流表的量程为 03A，此电路的最大和最小功率分别为 3.6W、48W。24解：（1）当电饭煲使用中档时，一根电阻丝接入电路，通过的电流：I= = =2A，电饭煲使用低档时，两根电阻丝串联接入电路，因串联电路中总电阻等于各分电阻之
24、和，所以，消耗的电功率：P 低 = = =220W；（2）使用高档时，由 P= 可得，电饭煲正常工作 20min 消耗的电能：W=P 高 t=900103 kW h=0.3kWh，因 600R/kWh 表示的是电路中每消耗 1kWh 的电能，电能表的转盘转 600R，所以，电能表转盘旋转的圈数：n=0.3kWh600R/kWh=180R；（3）电饭煲加热时的电阻R= = = ，水吸收的热量：Q 吸 =cm（tt 0）=4.210 3J/（kg）2kg（8020）=5.0410 5J，由 = 100%可得，电饭煲消耗的电能：14W= = =6.3105J，由 W= t 可得，需要的加热时间：t=
25、 = =847s。答：（1）当电饭煲使用中档时，通过它的电流是 2A；当电饭煲使用低档时，它消耗的电功率为 220W；（2）若使用高档，电饭煲正常工作 20min，消耗的电能是 0.3kWh；电能表转盘旋转180R；（3）利用高档功率把 2kg 的水从 20加热到 80需要 847s。25解：（1）由图乙可知，通过 R2的电流 I2=0.5A 时其两端的电压 U2=6V，由 I= 可知，R 2的阻值：R2= = =12，闭合 S3、断开 S1和 S2，R 2与 L 串联，电压表 V1测 L 两端的电压，电流表测电路中的电流，由电流表的示数达到半偏可知，电路中的电流可能为 0.3A，也可能为 1
26、.5A，因灯泡正常发光时的功率为 9W，所以，由 P=UI 可得，灯泡两端的电压：UL= = =30V 或 UL= = =6V，由电压表的量程为 015V 且电路安全工作可知，灯泡的额定电压应为 6V，电路中的电流为 1.5A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U=UL+IR2=6V+1.5A12=24V；（2）闭合 S2、S 3，断开 S1，若用电压表 V2替换定值电阻 R2，标有“1A”的定值电阻 R0替15换灯 L 后，电路为 R0与 R1串联，电压表 V1测 R0两端的电压，电压表 V2测 R1两端的电压，电流表测电路中的电流，由电压表 V1的示数为 15V 时、电
27、压表 V2的示数为 9V 可知，电压表 V2的量程为 015V，当电压表 V2的示数为 15V、且滑动变阻器的阻值最大时，电路中的电流最小，R 0的阻值最大，此时电路中的最小电流：I 小 = = =0.3A，则 R0的最大阻值：R0 大 = = =30；因滑动变阻器允许通过的最大电流为 2.5A，R 0允许通过的最大电流为 1A，所以，电路中的最大电流为 1A，当电压表 V1的示数为 15V，且电路中的电流最大时，R 0的阻值最小，电路的总功率最大，则 R0的最小阻值：R0 小 = = =15，所以，定值电阻 R0允许的替换阻值范围是 1530；整个电路的最大总功率：P 大 =UI 大 =24V1A=24W。答：（1）灯 L 的额定电压为 6V，电源电压为 24V；（2）定值电阻 R0允许的替换阻值范围是 1530，整个电路总功率的最大值为 24W。
