1、第十六章 电流做功与电功率 (45分钟100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.如图所示,下列用电器的额定功率最接近10 W的是()2.一个灯泡的灯丝烧断了,把断了的灯丝搭在一起,灯泡会更亮,这是因为()A.灯丝电阻变小,实际功率变大B.灯丝电阻变大,实际功率变大C.灯丝电阻变大,实际功率变小D.灯丝电阻变小,实际功率变小3.(2012凉山中考)两个电阻R1和R2,且R1R2P1P2B.R1P2C.R1R2P1P2D.R1R2P1R乙)串联在电路中是为了使时间和_相同,通过温度计示数的变化可以比较_的多少。三、实验探究题(本大题共2小题,共22分)19.(11分)小俞同
2、学在做“测定小灯泡的电功率”的实验中,所用电源电压为6 V且保持不变,滑动变阻器上标有“201A”的字样,小灯泡上标有“3.8V”的字样。(1)他连接的电路如图甲所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔画线代替导线在图中正确连接,使滑片在最左端时阻值最大。(2)为了能精确地测出小灯泡的额定功率,该同学经过思考,对实验电路略作调整后,重新进行实验,发现当电流表示数如图乙所示时小灯泡正常发光,此时电压表示数为_V,滑动变阻器连入电路中的电阻为_,小灯泡的额定功率为_W。20.(11分)(2012扬州中考)在学习“探究影响电流热效应的因素”时,同学们发现用电阻丝对煤油加热时,观察温度计的示数变化的过程非
3、常耗时,为了减少实验的时间,他们提出了如下改进的设想:设想一:将煤油换成水来做实验;设想二:通过加热空气来做实验。(1)根据所学知识,他们经过讨论,断定设想一是错误的,你认为他们判断的依据是:_。(2)为了验证设想二,他们设计了下面的实验:在锥形瓶中装入_的红墨水,用相同的电阻丝及玻璃管组成如图A、B的装置,通电后通过玻璃管中液柱的高度来显示_的大小。然后把它们分别接入相同的电路,发现在相同的时间内A管中的液柱比B管上升迅速,这说明_。在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面,这是因为_,使管内的液柱与瓶内液面相平,他们用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内如图C甲所示,接下来的操作是_
4、。同学们用两根电阻丝(R甲R乙)插入相同的甲、乙瓶中并接入电路如图C所示,闭合开关,甲、乙两玻璃管中液面如图D所示,由此得出关于电热的结论是_。四、计算题(本大题共2小题,共19分)21.(7分)(2012义乌中考)如图所示,已知电源电压保持不变,滑动变阻器的阻值范围为020。闭合开关,当滑片P位于A端时,电压表的示数为2 V;当滑片P位于B端时,电流表的示数为0.3 A。求当滑片P位于A端时:(1)电流表的示数;(2)小灯泡的电功率。22.(12分)小翔的爸爸出差带回一个“快热式电热水器”,准备安装在家里的电路中,如图是其标牌上的部分内容和电能表照片的截图。则:(1)假如该热水器正常工作,通
5、过的电流为多大?(结果均可保留一位小数)(2)如果该热水器直接安装到家里原来的电路中行吗?写出一种可能出现的问题。(3)若经过专业人员的处理后,热水器能够在家里使用了。可是每次用热水器时,与它相邻的电灯都会变暗。小翔分析发现,这是因为导线有电阻会消耗电能,导致电器两端的电压降低。设他家导线电阻共为2,当只有热水器工作时,求:热水器两端的实际电压。在此情况下,整个电路1h共消耗多少电能?(热水器的电阻变化忽略不计)答案解析1.【解析】选C。本题考查了电功率的估测。从电器的额定功率入手,根据生活经验,通过比较可以得出结果。电冰箱的额定功率约为200 W;电吹风的额定功率约为600 W;节能灯的电功
6、率约为10 W;电豆浆机的额定功率约为700 W。故选C。2.【解析】选A。本题考查了电功率与电阻的关系。把断了的灯丝搭在一起,灯丝的长度变短,灯丝的横截面积变大,灯丝的电阻变小,根据P实=,U不变,R变小,P实变大,故选A。3.【解析】选D。本题考查了电功率计算公式的应用。根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻和电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知,当两个电阻并联时总电阻最小,根据P=可知,电压一定,两电阻并联时,电路的总电阻最小,电功率最大,在相同时间内产生的热量最多。故选D。4.【解析】选A。本题考查用电器电功率与电压和电阻的关系,甲灯的额定功率为25 W,乙灯的为100W,由P=UI=可
7、知R=,甲灯的电阻较大,所以甲灯的灯丝是细而长,故A选项正确,C选项错误;两灯都正常工作时,两灯消耗的电能还与发光时间有关,故B选项错误;当两灯串联时,通过它们的电流相等,因为甲灯的电阻大,甲灯的实际功率比乙灯的大,所以甲灯比乙灯亮,故D选项错误。5.【解析】选C。本题考查了电功率的计算。灯泡电阻R不变,灯泡的实际电压为110 V,是额定电压220 V的,由电功率公式P=可知,灯泡的实际功率为其额定功率的,则P实=P额=100 W=25 W。故选C。6.【解析】选B。本题考查了并联电路中的电流规律、欧姆定律的应用、电功率的计算。由题图可知:电阻R1和R2并联接入电路,电流表A1测通过电阻R1的
8、电流,电流表A2测干路电流,即通过电阻R1和R2的总电流。由I=I1+I2得,通过电阻R2的电流I2=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A;由I=得,U=I1R1=0.3 A10=3 V,故电源电压为3 V;由欧姆定律得R2=15;电阻R1消耗的电功率P1=UI1=3 V0.3 A=0.9 W。故选B。7.【解析】选C。本题考查了电功率的计算及实际功率与实际电压的关系。两灯泡的额定电流:I1=1 A,I2=1 A;两灯泡的电阻:R1=6,R2=3;因为并联电路各支路两端的电压相等,所以根据P=可知,P1P2=R2R1=36=12,故B不正确;灯泡L2的实际功率比灯泡L1大,灯泡L2比灯
9、泡L1亮,故A不正确;电源电压为3 V时,两灯泡两端的电压均为3 V,此时灯L2两端的电压和额定电压相等,正常发光,故C正确;电源电压为9 V时,两灯泡两端的电压均为9 V,大于两灯泡的额定电压,所以两灯泡会被烧坏,故D不正确。8.【解析】选C。本题考查了电功率与电阻的关系。L1、L2串联,L1发光微弱,L2几乎不发光,说明它们的实际功率都很小,L1的实际功率大于L2的实际功率,根据P=I2R,可得R1R2,因为额定电压均为6V,根据P=,可得L2的额定功率大于L1的额定功率,即P10.6 A,因为电路中的最大电流为0.6 A,所以灯泡不能正常发光;电路消耗的最大电功率Pmax=UImax=1
10、0 V0.6 A=6 W;由图像可知,当I=0.4 A时,UL=1 V,所以UR=U-UL=10 V-1 V=9 V;由图像可知,灯泡的电阻随两端的电压增大而增大,根据串联电路总电压等于各部分电路电压之和可知,当电压表的示数增大时,灯泡L两端的电压减小,所以灯泡的电阻阻值随电压表示数的增大而减小。故选B、D。11.【解析】本题考查了电功、电功率的计算。根据所学的物理公式W=Pt可知,“地球一小时”活动是通过关灯的方式减少通电时间来减少消耗的电能;生活中还能通过减小用电器的功率来减少电能消耗。一只100 W的节能灯关灯1 h可节约的电能为W=Pt=0.1 kW1 h=0.1 kWh。答案:电能0
11、.112.【解析】本题考查了电能表的读数和使用。电能表的最后框中示数是小数位,那么图中电能表的示数是1 931.6度。电能表盘上的2 500 r/kWh表示用电器每消耗1 kWh的电能,电能表转2 500转。现在电能表在某段时间内转盘转过1 000转,则用电器消耗的电能为W=kWh1 000=0.4 kWh。答案:1 931.60.413.【解析】本题考查了电功率的计算、焦耳定律的应用。1 100 W的用电器正常工作10min消耗的电能为W=Pt=1100W1060 s=6.6105J;若所用电源线比标准线细,由影响导体电阻大小的因素可知,电源线的电阻比标准电源线的电阻大,由焦耳定律(Q=I2
12、Rt)可知,在相同使用情况下电阻越大产生的热量越多,就会出现电源线过热的现象。答案:6.6105大14.【解析】本题考查了欧姆定律的应用、电功率的计算、导体的I -U图像。分析电路图可知,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,由图像可知,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2.0 A,根据公式P=UI得,小灯泡的额定功率为P=UI=12 V2.0 A=24 W;当滑片在最右端时,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,滑动变阻器两端电压是9 V,根据欧姆定律得,滑动
13、变阻器的最大电阻为R=9。答案:2412915.【解析】本题考查电动机的线圈电阻、转动效率的计算。电动机线圈的电阻计算应该用纯电阻电路中的电流和电压,当线圈不转动时就是纯电阻电路,电阻为R=2;电动机转动时消耗电能的总功率为P总=UI=6V0.3 A=1.8 W,转化为机械能的功率为P有=UI-I2R=1.8W-(0.3 A)22=1.62 W,正常转动时的效率=90%。答案:290%16.【解析】本题考查电功率与电能的计算。由图像可知,甲灯实际电压等于额定电压时的电流为0.8 A,则甲灯的额定功率P=UI=9 V0.8 A=7.2 W;甲、乙两灯串联接入9 V的电路中,通过两灯的电流相等,电
14、压之和是9 V,由图像可知当电流为0.4 A时符合要求,则消耗的总电能W=UIt=9 V0.4 A10 s=36 J。答案:7.23617.【解析】本题考查了电冰箱的参数的理解、电冰箱不连续工作的特点以及电功率的计算。由“耗电量0.50(kWh/24 h)”这个参数可知:该电冰箱正常使用24 h消耗的电能为0.5kWh;电冰箱连续工作24h消耗电能:W=Pt=7010-3kW24 h=1.68kWh;以上计算出的是连续工作24 h消耗的电能,而实际上电冰箱是不连续工作的,所以会导致计算结果与冰箱铭牌上提供的相关参数差异较大。答案:0.5 kWh1.68不连续(或间断)18.【解析】本题考查了焦
15、耳定律的探究实验。根据题图可知该实验装置是研究电流通过导体产生的热量与什么因素有关,由此可得到焦耳定律。两电阻串联,可控制通电时间、电流相同,研究电流产生热量与电阻的关系。温度计示数的变化可以比较电流产生热量的多少,温度计示数变化越大,电流产生的热量越多。答案:焦耳电流电流产生热量19.【解析】本题考查了测量小灯泡的电功率的探究实验。为了精确测量,电压表量程应选择“03 V”,此时可用间接测量的方法,用电压表测量滑动变阻器两端的电压,所以只要让滑动变阻器两端的电压达到6V-3.8V=2.2V,小灯泡即正常发光。由电流表的读数可知I=0.22A,则滑动变阻器连入电路中的电阻为R=10,小灯泡的额
16、定功率为P=UI=3.8V0.22A=0.836 W。答案:(1)如图所示(2)3.8100.83620.【解析】本题考查了焦耳定律的探究实验。(1)设想一是错误的,因为水的比热容大,吸收相同的热量后,温度升高得小;放出相同的热量后,温度降低得小。(2)为了便于比较,两锥形瓶中的红墨水的质量应该是相等的。本实验采用了转换法,用玻璃管中液柱高度的变化来显示物体温度的变化。把它们分别接入相同的电路,发现在相同的时间内A管中的液柱比B管上升迅速,说明A瓶中气体的导热能力比B瓶中液体的导热能力要好一些。在塞橡皮塞时,瓶内气体的体积变小,压强变大,使瓶内的气压大于外部的气压,把红墨水压入到玻璃管中。要使
17、管内的液柱与瓶内液面相平,就要让瓶中的气压减小,可以用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内把瓶内的气体抽出一部分。图C中的两个电热丝串联,电流相等,且同时通断电,加热相等时间后,甲、乙两玻璃管中液面如图D所示,甲管中的液面上升得比乙管中液面上升得高,表明电阻丝放出热量的多少和电阻丝电阻值的大小有关,电阻越大放出的热量越多。可以得出的结论是电流和通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多。答案:(1)水的比热容大,温度变化小(2)等质量温度变化气体传热本领比液体好瓶内气压大于外部气压抽气电流和通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多21.【解析】本题考查欧姆定律的应用、电功率的计算。由电路图可知,滑
18、动变阻器与小灯泡串联,电压表测量变阻器两端的电压,当滑片P位于A端时,变阻器全部接入电路中,阻值是20;当滑片P在B端时,变阻器没有接入电路,电路中只有灯泡。(1)当滑片P位于A端时,电压表的示数为2 V,则电流表的示数I=0.1 A。(2)设电源电压为U,由欧姆定律得,滑片位于A端时:2+0.1RL=U 滑片位于B端时:0.3RL=U 由式得:U=3 V,RL=10则小灯泡的电功率P=ULI=(U-UR)I=(3 V-2 V)0.1 A=0.1 W。答案:(1)0.1 A(2)0.1 W22.【解析】本题考查了电功、电功率的计算。(1)已知热水器的额定电压和额定功率,根据公式I=可求该热水器
19、正常工作通过的电流。I0=36.4A。(2)算出的电流与电能表上标明的最大瞬时电流相比较,即可得出结论。不能直接连入原电路中,因为36.4A20 A,可能出现的问题有:烧坏导线、烧坏熔丝、烧坏电能表、引起火灾或者空气开关跳闸等。(只需写出一种)(3)已知热水器的额定电压和额定功率,根据公式R=可求热水器的电阻,进一步求出电路中的电流,根据公式U=IR可求热水器的实际电压。根据Q=I2R线t求电路消耗的电能。R2=6,导线电阻R1=2,工作电路如图:I=27.5A,实际电压U2=IR2=27.5A6=165V;W=UIt=220V27.5 A3 600 s=2.178107J。答案:(1)36.4A(2)不可行烧坏电能表(3)165V2.178107J
