1、第15章电能与电功率单元测试班级姓名学号分数【满分：100分时间：45分钟】一选择(共15小题，每小题3分，本大题共45分)1下列家用电器中，功率最接近1kW的是()A台灯 B液晶电视 C笔记本电脑 D空调【答案】D【解析】A台灯的电功率在1060W左右，所故A不符合题意；B25寸液晶电视它的电功率在100125W左右，故B不符合题意；C笔记本的电功率在100125W左右，故C不符合题意；D空调的电功率在10001500W左右，故D符合题意。选D。2关于电功和电功率说法不正确的是()A用电器消耗的电能越多，电功率越大B功率是表示电流做功快慢的物理量C单位时间内，电流做功越多，电功率越大D千瓦时
2、是电功的单位，千瓦是电功率的单位【答案】A【解析】A电功率的大小与电能多少和通电时间都有关系，时间不确定，功率大小不能确定，故A不正确，A符合题意；B电功率是表示电流做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故B正确，B不符合题意；C时间一定，电流做功越多，用电器功率越大，故C正确，C不符合题意；D千瓦时也就是“度”是电功的单位，千瓦是电功率的单位，D正确，D不符合题意。故选A。3可调节台灯的电路是由一只灯泡和一个电位器(滑动变阻器)串联组成的。调节电位器的旋钮使灯由亮变暗的过程中，电路的总功率将( )A变小 B变大 C不变 D无法确定【答案】A【解析】灯泡变暗，电位器的电阻变大，总电阻变大，电压
3、不变，所以总功率变小，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。4如图所示电路中，电源电压不变，开关S由断开到闭合，下列说法正确的是( )A. 电路总电阻变大B. 电路总功率变小C. 电压表示数变小D. 电流表示数变大【答案】D【解析】电源电压不变，则各支路互不影响，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。5(多选)灯L1和L2分别标有“4V 8W”和“8V 32W”，把它们与“4A 10”的滑动变阻器串联后接在12伏的电源上，如图所示，当滑片P由b向a滑动时，若电阻不随温度变化，则( )A两灯都变亮，且一样亮B两灯都变亮，因为L2的额定功率大，所以比L1更亮C两灯都变亮，且L1首先正常发光D两
4、灯都变亮，且L1可能先烧毁【答案】ACD【解析】AB灯L1的电阻，灯L2的电阻，所以在串联电路中，因为电流相等，由P=I2R可知，两灯泡的实际功率相等，所以两灯泡一样亮；当滑片P由b向a滑动时，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电压不变，电路中电流变大，所以灯泡变亮，故A符合题意，B不符合题意；CD因为L1的额定功率小于L2的额定功率，所以当滑片由b向a滑动时，L1首先正常发光，也可能先烧毁，故CD符合题意。故选ACD。6将灯L接到电压为U的电路上时，灯的电功率为36W，若将灯L与一个电阻R串联后仍接在原电路上时，灯L消耗的电功率为25W，设灯丝电阻不变，则此电阻消耗的电功率是()A3W B
5、4W C5W D11W【答案】C【解析】灯L接到电压为U的电路上时，根据可得灯泡功率，即串联电阻后灯泡功率为，得：，即，由串联电路的特点知R上的电压为由P=UI得：所以故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。7有两个分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的灯泡，若将它们串联在电路中，使其中一个灯泡能正常发光，则加在串联电路两端的电压是( )A9V B12V C18V D6V【答案】A【解析】标有“6V 3W”和“6V 6W”的灯泡的电阻分别是将它们串联起来，两灯泡两端电压之比又因为其中一个灯泡正常发光即两端电压为6V，为了不烧坏另一个灯泡，则另一个灯泡两端电压要小于6V，所以“6V 3W”的灯
6、泡正常发光，其两端电压为6V，“6V 6W”的灯泡两端电压为3V，电源电压为9V，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。8一个电热器的电阻为R，当它两端电压为U，通电时间t消耗电能为W，若使它消耗的电能为4W，下列方法正确的是( )A电阻R不变，电压U不变，通电时间t变为原来的2倍B电阻R减半，电压U增大1倍，通电时间t不变C电阻R不变，电压U增大1倍，通过时间t不变D电阻R减半，电压U不变，通电时间t不变【答案】C【解析】A当电阻R不变，电压U不变，通电时间t变为原来的2倍时，消耗电能故A不合题意；B当电阻R减半，电压U增大1倍，通电时间t不变时，消耗电能故B不合题意；C当电阻R不变，电压
7、U增大1倍，通过时间t不变时，消耗电能故C符合题意；D当电阻R减半，电压U不变，通电时间t不变时，消耗电能故D不合题意。故选C。9电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接着的铜导线却不怎么热，原因是( )A铜导线比电炉丝传热快，所以不怎么热B铜导线有绝缘层，所以不怎么热C铜导线的电阻小，消耗电能小，炉丝的电阻大，消耗电能多，所以热得发红D通过电炉丝的电流比通过电线的电流小【答案】C【解析】电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，由于电炉丝的电阻大，根据焦耳定律Q=I2Rt,可得电炉丝产生的热量多，因此电炉丝通电后热得发红，而铜导线却不怎么热，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。1
8、0如图所示，一个标有“6V 3.6W”字样的小灯泡L和最大阻值为50欧的滑动变阻器R串联后接在电源电压U恒为6V的电路中，设灯泡电阻不变，则下列判断错误的是( )A无论如何移动滑片P，电路中总功率不会超过2WB移动滑片P，电路中总功率最小值为0.6WC当滑片P滑至某个位置时，L和R的电功率相等D当滑片P由a滑向b的过程中，灯泡L的电功率一直是减小的【答案】A【解析】A当滑动变阻器的滑片移到a端时(此时滑动变阻器的阻值为0)，电路中只有灯泡L，此时电路的总电阻最小，而总功率是最大的。因为电源电压是6V，等于灯泡的额定电压，所以灯泡此时消耗的实际功率等于额定功率，即为3.6W，故A说法错误，A符合
9、题意；B当滑动变阻器的滑片移到b端时(此时滑动变阻器的阻值为最大值)，此时电路的总电阻最大，而总功率是最小的；灯泡的电阻电路的总电阻R总=RL+R=10+50=60电路的总功率故B说法是正确，B不符合题意；C灯泡L和滑动变阻器是串联，则通过它们的电流相等，根据公式P=I2R可知：在电流相同的情况下，当滑动变阻器的阻值与灯泡的阻值相等时，它们消耗的功率也是相等的，故C说法是正确，C不符合题意；D当滑片P由a滑向b的过程中，滑动变阻器的阻值在增大，则电路中的电流在减小，根据公式P=I2R可知：在灯泡电阻不变的情况下，电流减小，则功率减小，故D说法是正确，D不符合题意。故选A。11(多选)要使电热器
10、在单位时间内供热减少一半，以下方法中正确的是()A电压不变，电阻增大到原来的2倍B电阻丝不变，把通过它的电流减少一半C保持电压不变，把电阻丝的电阻减小一半D把电热器的电阻和加它两端的电压均减小一半【答案】AD【解析】A由可得，电压不变，电阻增大到原来的2倍时，电流所做的功将变为原来的，故A正确；B由W=I2Rt可得，电阻不变，通过导体的电流减少一半时，电流所做的功将变为原来的，故B错误；C由可得，电压不变，电阻丝的电阻减半时，电流所做的功将变为原来的2倍，故C错误；D由可得，电阻和电压均减半时，电流所做的功将变为原来的，故D正确。故选AD。12如图所示，电源电压不变，定值电阻R0的电功率为P0
11、，滑动变阻器的电功率为P，当滑动变阻器的滑片由a端滑向b端的过程中，下列说法中错误的是( )A.电压表V1的示数不变B.电压表V1的示数变大C.电压表V2的示数变小D.变小【答案】B【解析】AB电压表V1测电源电压，所以其示数不变，故A正确，A不符合题意，B错误，B符合题意；C电压表V2测R0两端电压，所以当滑动变阻器的滑片由a端滑向b端的过程中，滑动变阻器阻值增大，电路中电流减小，所以R0两端电压减小，即V2的示数变小，故C正确，C不符合题意；D由题意知，因为RP增大，R0不变，所以变小，故D正确，D不符合题意。故选B。13如图所示的电路，当变阻器的滑片P向b移动过程中( )A灯L功率变大，
12、电流表、电压表的示数都变小B灯L功率变大，电流表的示数变小，电压表的示数变大C灯L功率变小，电流表、电压表示数都变大D灯L功率变小，电流表的示数变小，电压表的示数变大【答案】D【解析】当滑片向b移动时，电路中的总电阻增大，因此电流表示数减小，故灯泡的亮度减小，即灯泡的实际功率减小；因为串联电路起分压作用，滑动变阻器接入电路的阻值增大，因此滑动变阻器分得的电压增大，故电压表示数变大，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。14如图所示的电路，电源电压恒定不变，灯L1的规格为“6V 12W”，只闭合S1时，L1正常发光；再闭合S2时，灯L2也正常发光，同时电流表的示数变化了0.5A则L1与L2的电
13、阻之比为(设灯泡的电阻不随温度变化而变化)( )A4：1 B1：4 C4：5 D5：4【答案】B【解析】通过L1的电流为又因为闭合S2后为并联电路，所以I2=0.5A，已知并联电路中电阻与电流成反比，故R1：R2=I2：I1=0.5A：2A=1：4故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。15(多选)现有四个小灯泡L1、L2、L3、L4，分别标有“12V 20W”、“12V 10W”、“6V 5W”、“6V 10W”的字样，小明想把其中的两个小灯泡接在两端电压为18V的电源上，使两个小灯泡都能正常发光，则下列做法正确的是( )A把L1和L4串联后接入电路中B把L1和L3串联后接入电路中C把L2和
14、L4串联后接入电路中D把L2和L3串联后接入电路中【答案】AD【解析】灯泡L1、L2、L3、L4的电阻分别为把其中的两个小灯泡接在两端电压为18V的电源上，使两个小灯泡都能正常发光，则每个灯泡两端电压都应该等于灯泡的额定电压，且总电压等于18V。由题可得：两灯泡额定电压加起来等于18V的有灯泡L1、L3，灯泡L1、L4，灯泡L2、L3，灯泡L2、L4。如果灯泡L1、L3串联，则灯泡L1、L3两端电压之比所以,均不等于各自的额定电压，所以B错误；如果灯泡L1、L4串联，则灯泡L1、L4两端电压之比所以,，均等于各自的额定电压，所以A正确；如果灯泡L2、L3串联，则灯泡L2、L3两端电压之比所以,
15、，均等于各自的额定电压，所以D正确；如果灯泡L2、L4串联，则灯泡L2、L4两端电压之比所以, ,均不等于各自的额定电压，所以C错误。故BC错误，AD正确。故选AD。二填空 (每空1 分，15个空，本题共15分)16如图是茜茜家的电能表，她家同时使用的用电器总功率不超过W。茜茜打开一台“220V 40W”的电风扇(其它用电器均未工作)。当电风扇工作半小时，电能表的转盘转转。【答案】4400；64【解析】1电能表的工作电压U=220V，允许通过的最大电流I最大=20A，所以允许使用的用电器的最大电功率P最大=UI最大=220V20A=4400W2电风扇半小时消耗的电能为W=0.04kW0.5h=
16、0.02kWh而电能表的转盘是消耗1kWh转动3200转，所以0.02kWh转盘就是转动3200r/kWh0.02kWh=64转17如图所示电路中，电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动的过程中，电流表的示数将_，灯泡L消耗的电功率将_。 (选填“变大”“变小”或“不变”)【答案】变小；不变【解析】当滑动变阻器向右移动时，电阻变大，总电阻变大，电压不变，所以电流表变小；滑动变阻器和灯泡并联，彼此互不影响，所以灯泡的电功率不变。18如图所示，电源电压恒定，小灯泡L标有“3V，0.6W”字样，R为定值电阻，闭合S，断开S1，小灯泡正常发光，若再闭合S1，发现电流表示数变化了0.3A
17、，则R的阻值为_，此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比是_。【答案】10；2：3【解析】由灯泡正常发光可知，电源电压为3V，当电流表示数增加了0.3A时，说明R的电阻为电阻消耗的功率为灯泡正常发光，实际功率等于额定功率0.6W，所以灯泡与电阻的功率之比为2：3。19如图是电动汽车动力系统示意图，汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度，当汽车速度最大时，电压表的示数为180V，电流表的示数为15A，此时电动机消耗的功率为_W，若电动机的内阻为0.4，则电动机内阻的发热功率为_W。【答案】2700；90【解析】电动机消耗的功率可用电动机两端的电压和通过的电流利用电功率的
18、公式P=UI，直接计算求解；加在电动机线圈两端的电压为内阻发热的功率为6V15A=90W20如果加在某定值电阻两端的电压从8伏增加到10伏时，通过该定值电阻的电流相应变化了0.2A，则该定值电阻所消耗的电功率的变化量是_。【答案】3.6W【解析】因为电阻恒定，电流与电压成正比，所以该电阻的电功率变化了注意不能用计算得到电功率变化了0.4W，因为P= UI- UI(U- U)(I- I)21如图所示，当S闭合，甲、乙两表是电压表时，两表示数之比U甲:U乙=5：3；当S断开，甲乙两表是电流表时，两表示数之比I甲：I乙=。此时,R1与R2消耗的功率之比P1:P2=。【答案】2：5；3：2【解析】甲、
19、乙两表是电压表时为串联，甲表测电源电压，乙表测R2两端电压。根据可得所以；甲乙两表是电流表时为并联，I甲测量R2，I乙测量总电流。通过R1的电流与通过R2的电流之比I1：I2= R2:R1=3:2所以I甲：I乙= I2：(I1+I2)=2:5因为并联电路各支路两端电压相等，所以22两个电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示：由图可知通过元件_(填“A”或“B”)的电流与它两端电压之间的关系遵循欧姆定律；根据图中的信息可得元件B在电压为2.0V时的电功率为_W。【答案】A；0.6W【解析】1A20.6。由图像可知：元件A中的电流与两端电压成正比，所以元件A中的电流与两端电压的关系遵循欧姆
20、定律，当U=2V时，根据图像知道，元件B中的电流，元件B的电功率23如图所示，电源电压为4.5V，滑动变阻器标有“20 0.6A”字样，R0阻值为5，闭合开关后，滑动变阻器接入10时，R0两端的电压为_V，在该电路中R0消耗的最大功率为_W。【答案】1.5；1.8【解析】当R=10时，电路中的总电阻电路中的电流R0两端的电压由可知：当电路中电流最大时，R0消耗的功率最大：P位于最左端时，电路中的电流所以电路中的电流最大为0.6A，此时R0消耗的最大功率为三实验探究(共14空，每空1分，本题共14分)24小明在进行“测量小电灯的功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有：6V蓄电池、电流表(00.
21、6A、03A)电压表(03V，015V)，滑动变阻器(50，1.5A)额定电压为 2.5V的小电灯(正常发光时的电阻约为7)，开关各一个，导线若干。(1)小明在实验中电流表应该选择_的量程，电压表应该选择_的量程。(2)他连接的实物电路如图所示，请你在虚线框内画出该电路图。(3)闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到_(填“C”或“D”)端。(4)闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为6V，产生此故障的原因可能是下列情况中的_和_。(填写序号)A小电灯短路 B小电灯的灯丝断了 C小电灯的灯座接触不变 D电压表的正、负接线柱接反 E变阻器滑片放在了最小阻值处(5)排出故
22、障后。调节滑动变阻器测得如表所示的三组数据。则小电灯的额定功率为_W。实验次数123电压U/V2.02.52.8电流I/A0.300.360.38(6)小明发现，由表中数据计算可知：小电灯亮度不同时灯丝的电阻不相符，你认为造成这种结果的原因是_。【答案】(1)03V；00.6A；(2)；(3)C；(4)B、D；(5)0.90W；(6)灯丝的电阻与温度有关【解析】(1)由于小电灯的额定电压为2.5V，故电压表的量程应选03V，再根据题中小电灯正常发光时电阻约为7，可知此时电流约为0.36A，故电流表的量程应选在00.6A。(2)电路图如图所示。(3)闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到电阻最大
23、的位置，故为C端。(4)此时可用排除法来确定；若小电灯短路，则电流表的示数就不可能为零，故A排除；若电压表的正负接线柱接反，电流表的示数也同样不可能为零，电压表的示数也不会正常发，故D排除，正确的答案为B、C，它们都是因为断路，电压表串联接入电路，电路中几乎没有电流。(5)当小电灯正常工作时，电压为2.5V，通过的电流为0.36A，由此可求出它的额定功率为0.90W。(6)这是由于灯丝的电阻与温度有关。25用图甲所示电路图测量小灯泡的电功率，电源电压为3V小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为10。(1)用笔画线表示导线，选好电流表量程，将图乙电路连接完整；(2)连接电路时，开关应处于
24、状态；(3)闭合开关后，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为3V，产生该现象的原因可能是(填序号)A小灯泡短路 B小灯泡断路 C电流表接触不良 D电流表短路(4)排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图丙所示，此时小灯泡两端的电压为V。若要测量小灯泡的额定功率，应将图乙中滑动变阻器的滑片P向(选填“C”或“D”)端移动，使电压表的示数为V。根据该组同学实验得到的I-U图象(图丁所示)信息，小灯泡的额定功率为W。【答案】(1)如图所示；(2)断开；(3)B；(4)2.2；D；2.5；0.5【解析】(1)灯泡正常发光时的电流电流表选00.6A量程，灯泡、电流表、滑动变
25、阻器串连接入电路。(2)连接电路时，电路应处于断开状态。(3)小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为3V，电路故障是灯泡断路，故选B。(4)由图丙知，电压表量程是03V，最小分度值是0.1V，电压表示数是2.2V2.5V，因此滑动变阻器滑片应向D端移动，减小滑动变阻器接入电路阻值，减小分压，增大灯泡分压，直到电压表示数为灯泡额定电压2.5V为止；由图丁可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流是0.2A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V0.2A=0.5W四解答题(26题5分，27题5分，28题5分，29题5分，30题6分，本大题共26分)26如图是某型号电压力锅的工作电路简图。接通电源后，开关S
26、自动闭合，开始加热。当锅内温度达到105时，开关S自动断开，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾，保压时的额定功率为220W。把2.5L初温为25的水加入电压力锅中，将它单独接入家庭电路，使其工作1min40s，观察到家中标有“220V 3600imp/kWh”字样的电能表指示灯闪烁84次。已知水的比热容为4.2103J/(kg)，假设电能全部转化为内能。求：(1)保压状态时的电流大小。(2)加热状态时的实际功率。(3)加热多少秒后开始保压？【答案】(1)1A；(2)840W；(3)1000【解析】(1)根据P=UI可得，保压电流I=P/U=220W/220V=1A；(2)加热消耗的电能W=(
27、84/3600)kWh=8.4104J由P=W/t可得，加热功率P=W/t=8.4104J/100s=840W(3)根据=m/V可得，水的质量m=V=1103kg/m32.510-3m3=2.5kg水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)2.5kg(105-25)=8.4105J根据P=W/t可得，需要时间t1=W/P=8.4105J/840W=1000s答：(1)保压状态时的电流为1A；(2)加热状态时的实际功率为840W；(3)加热1000秒后开始保压。27如图，电源电压不变，灯的电阻不随温度变化。当开关S1、S2都闭合时，灯L正常发光，R1消耗的功率为36瓦；当开关S
28、1、S2都断开时，灯L的功率为其正常发光时功率的1/4，已知R1=R2，求灯L正常发光时的功率。【答案】18W【解析】当S1、S2都闭合时，等效电路如图甲，当开关S1、S2都断开时，等效电路如图乙所示。在图甲中，灯泡正常发光。由题意知，所以又因为，所以：。并联电路各支路两端电压相等，所以灯L正常发光时的功率答：灯L正常发光时的功率是18W。28某同学有一个电能表，表上标有“220V 2.5(10)A 1500r/kWh”的字样，他将一个电灯泡和电能表在家庭照明电路中接好后，闭合开关，灯泡正常发光，他发现在4min的时间内，电能表中间的铝质圆盘转了10转，请你计算这个灯泡正常发光1h，消耗的电能
29、是多少？【答案】0.1kWh【解析】在4min消耗灯泡消耗的电能为灯泡的功率，所以个灯泡正常发光1h，消耗的电能答：，电能表中间的铝质圆盘转了10转，请你计算这个灯泡正常发光1h，消耗的电能是0.1kWh。29在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L2标有“24V 12W”。开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为1A，电压表的示数为12V，灯泡L1正常发光，不考虑温度对灯泡灯丝电阻的影响。求：(1)灯泡L1的额定功率。(2)在10s内，灯泡正常L2正常发光时消耗的电能。(3)灯泡L2的电阻。(4)当开关S1、S2都闭合时，求电流表的示数和灯泡L2的实际功率。【答案】(1)12W；(2)1
30、20J；(3)48；(4)3W【解析】(1)开关S1闭合、S2断开时，电路中只有L1，灯泡正常发光，则U额1=U=12V，I额1=I=1A，则其额定电功率为P额1=U额1I额1=12V1A=12W(2)L2正常发光时功率为12W，由P=W/t得W=P额2t=12W10s=120J(3)由得，灯泡L2的电阻(4)当开关S1、S2都闭合时，两灯泡并联，此时通过L1的电流仍为1A，通过L2的电流I2=U/R2=12V/48=0.25A所以电流表的示数为I=I1+I2=1A+0.25A=1.25AL2的实际功率P2=UI2=12V0.25A=3W答：(1)灯泡L1的额定功率为12W；(2)在10s内，
31、灯泡正常L2正常发光时消耗的电能为120J；(3)灯泡L2的电阻为48；(4)当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.25A；灯泡L2的实际功率为3W。30如图所示的电路中，电源电压U=6V电阻R1=6，电阻R2=4，求：(1)只闭合S2，通电10s的时间内电流通过R2产生的电热是多少？(2)当三个开关处于何种状态时，整个电路消耗的电功率最大？此时的最大电功率为多少？【答案】(1)14.4J；(2)S1、S3闭合，S2断开时；15W【解析】(1)只闭合S2时，R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I2=0.6A通电10s的时间内电流通过R2产生的电热Q2=I22R2t=(0.6A)2410s=14.4J(2)当开关S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，由可知，电源的电压一定时电功率最大；因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻R=电路的最大总功率答：(1)只闭合S2，通电10s的时间内电流通过R2产生的电热是14.4J；(2)当开关S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，由可知，电源的电压一定时电功率最大为15W。
