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第十八章《电功率》单元测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列物理量中,能决定小灯发光时亮暗程度的是 ( )
A 电压 B 电流 C 电功率 D 电阻
2.三峡工程举世嘱目,其水电站的年设计发电量在8亿千瓦时以上,“千瓦时”是下列哪一个物理量的单位( )
A.时间 B.电流 C.电功 D.电功率
3.在国际单位制中,电压的单位是( )
A.瓦特 B.伏特 C.牛顿 D.焦耳
4.家庭电路的用电器总功率过大是指( )
A.电路中用电器增多
B.电路中消耗的实际总功率大于额定总功率
C.使用较大功率的用电器
D.家庭电路中并联的用电器增多
5.2014年2月4日,英国《镜报》报道,美国一名14岁少女把手机装在裤后口袋,不慎将手机压坏,导致手机起火,女孩被烧伤,幸无大碍.下列对手机起火原因的分析,正确的是( )
A.压力使手机变形,导致电路断路
B.压力使手机变形,导致电路短路
C.手机在口袋里受热膨胀
D.口袋里温度太高,导致手机塑料件燃烧
6.电流经过小灯泡做功30J,则30J等于( )
A.30C/s B.30V/A C.30V·A·s D.1V·A
7.灯泡亮度的大小说明了灯泡的( )
A.额定功率的大小 B.两端电压的大小
C.实际功率的大小 D.通过的电流的大小
8.一只电烙铁的铭牌上标着“220 V 110 W”的字样,将这只电烙铁接入220V家庭电路中,则下列说法中正确的是( )
A.电烙铁消耗的电功率为110W
B.电烙铁消耗的电功率为2.42×104J
C.流过电烙铁的电流为20A
D.电烙铁的电阻为10Ω
9.如图所示,L1、L2、L3规格都是“220 V 40 W”.当开关S从闭合变成断开时,L1、L2的亮度( )
A.L1变亮,L2变暗 B.L1变暗,L2变亮
C.L1不变,L2变暗 D.L1、L2亮度不变
10.关于电功,下列说法正确的是( )
A.电能转化为动能的多少叫电功
B.电能表是计量消耗电能多少的仪表,不能计量电功
C.电功可以用kW·h来做单位
D.电流通过电炉时不会做功
11.如图是检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为8V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为2V。以下说法错误的是( )
A.若酒精气体浓度越大,电压表和电流表示数都越大
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.6W
D.若电流表示数达到0.2A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.8W
12.下图所示,电源两端电压恒定。闭合开关,灯泡L1比灯泡L2亮,则( )
A.L1的电阻比L2大
B.L1两端的电压比L2大
C.若L1灯丝烧断,L2两端电压不变
D.若L2灯丝烧断,通过L1的电流变大
13.下列说法中正确的是( )
A.把掉在地上的物理课本捡回桌面,做功约为20J B.一名中学生的体积大约是0.5m3
C.成年人步行的速度是4km/h D.天然气是可再生能源
14.家庭电路中,装有“220V,25W”的电灯24盏,要用额定电流为1安的熔丝替换线路上已熔断的熔丝,正确方法是 ( )
A.把两段并联起来使用; B.直接使用;
C.把三段并联起来使用; D.把三段串联起来使用。
15.如图所示,当滑片P置于中点时,小灯泡比正常发光时暗,当滑片P由中点向a端滑动时,下列说法正确的是(灯泡的电阻随温度变化)( )
A.电流表示数变小,小灯泡变亮 B.电压表示数变大,小灯泡变暗
C.电路消耗的总功率不变 D.电压表与电流表示数的比值变大
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.把标有“36V 15W”的甲灯和标有“36V 5W”的乙灯串联后接在电压是36V的电路中,下列说法正确的是( )
A.因为两灯串联,甲灯的电阻较小,所以甲灯两端电压小
B.因为通过它们的电流相等,所以一样亮
C.因为甲灯额定功率较大,所以甲灯较亮
D.因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮
17.下列关于电和磁的说法中正确的( )
A.指南针能指南北说明地球磁场是由磁感线组成的
B.静电复印利用了异种电荷相互吸引的原理
C.若家用电器都选用超导材料制作,使用时能更多节省电能
D.电风扇工作时电能主要转化为机械能
18.某家用电能表的有关参数如图所示,可知( )
A.该电能表上用电器的总功率不能超过2.2 kW
B.该电能表上用电器的总功率不能超过8.8 kW
C.该电能表的转盘每小时最多转3000r
D.该电能表的转盘每小时最多转26400r
19.如图甲所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端,R1、R2的U~I关系图象如图乙所示:在上述过程中,滑片P从任意一点滑动到另外一点时,电流表A的示数变化量为△I,电压表V1、V2的示数变化量分别为△U1、△U2,R1、R2的功率变化量分别为△P1、△P2,则( )
20.如图所示,电源电压为4.5V,电压表量程为0—3V,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样,小灯泡标有“2.5V 1.25W”(灯丝电阻不变),电流表量程为0—0.6A,要求两电表示数均不超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡灯丝电阻为5Ω B.该电路的最大功率是2.25W
C.该电路中电压表最大示数是3V D.滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为4Ω
三、实验题
21.图甲是测量标有“3.8v”字样的小灯泡额定功率的电路图。
(l)连接电路时,开关应处于_状态,滑动变阻器的滑片应移到最_端。
(2)当电压表示数为3.8v时,电流表的示数如图乙所示,是_A,由此可得,小灯泡的额定功率为______W。
(3)在实验中,小明把电流表与电压表的位置互换,闭合开关后造成_____(选填选项前的字母)。
A.电流表被烧坏B.电压表被烧坏
C.小灯泡被烧坏D.小灯炮不亮
(4)小强的电流表损坏了,老师告诉他己经没有电流表可换,而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关,小强重新设计了如图所示的电路,
在不改变该电路连接的情况下,也能正确测出小灯泡的额定功率。正确连接电路后,接下来的实验步骤是:
_____________________________________________
保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,记下电压表的示数为U2;出小灯泡的额定功率的表达式P=_____________
22.为了探究影响电热的因素,小伟设计了如图(1)所示电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R甲>R乙.
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于______.
(2)通电一段时间后,比较两烧瓶中温度计的示数,是为了探究电热与_______的关系.
(3)要利用(1)装置_______(填“可以”、“不可以”)探究电热与电流的关系。
(4)将此装置改装后可测量煤油的比热容,如图(2)所示.测量时,分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t0质量相等的水和煤油,通电一段时间后,分别读出温度计的示数为t水、t煤油,请写出煤油比热容的表达式C煤油=__________ (已知水的比热容为C水)(不计热量损失).
四、计算题
23.如图所示,电源电压8V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.2A,
电流表A的示数为0.3A。试求:
(1)R1的阻值;
(2)R2的电功率。
24.在探究“家用电器”的综合实践活动中,小明与同学合作,在爸爸的协助下,以家里的电水壶为研究对象,记录了如下表中的有关数据。根据上表中的记录,请解答下面的问题。
(1)求通电2min壶中的水吸收的热量;
(2)求电水壶中发热体正常工作时的电阻值;
(3)求2min内电水壶消耗的电能和实际功率。
参考答案
1.C
【解析】只有在额定电压下,灯的实际功率才等于额定功率;灯的亮度取决于灯的实际功率,与单独的电压或电流、电阻无关.故选C.
2.C
【解析】时间的单位有:小时、分、秒;电荷量的单位是:库伦;电功率的单位有:瓦特、千瓦;电功的单位有:焦耳、千瓦时.故选C.
3.B
【解析】瓦特是功率的单位,伏特是电压的单位,牛顿是力的单位,焦耳是功的单位,故应选B。
4.B
【解析】
【详解】
用电器工作在额定电压时的功率为额定功率;而用电器实际工作时的功率为实际功率;用电器消耗的电能取决于用电器的实际功率.
因此家庭电路的用电器总功率过大是指电路中消耗的实际总功率大于额定总功率.
故选B。
5.B
【解析】
试题分析:C和D不符合常理;A中,电路断路不会引起火灾;B中,电路短路时,电路中的电流过大,会导致手机起火。故选B
考点:短路的危害
6.C
【解析】解答:∵电功等于电压、电流和时间的乘积,电压的单位是V,电流的单位是A,时间的单位是s.∴30J=30V⋅A⋅s.故选C.
7.C
【解析】
【分析】
灯的亮度取决于实际功率,与额定电压、额定电流无关。
【详解】
灯的亮度取决于实际功率,与额定电压、实际电压、实际电流无关;在做测量小灯泡的电功率实验中,灯泡的亮度大小说明了灯泡的实际功率的大小。
故选:C。
【点睛】
该题重点考查学生对于用电器工作状态取决于实际电功率的理解。
8.A
【解析】“220 V 110 W”表示为额定电压为220 V,额定功率为110W.
A. 电烙铁接入220 V家庭电路中的电功率为110 W,A正确.
B. 电功率的单位为瓦特,B错误.
C. 流过电烙铁的电流: ,C错误.
D. 电烙铁的电阻: ,D错误.
故选A.
9.A
【解析】
【详解】
设三灯的电阻均为R;闭合开关前,L1和L2串联,根据串联电路分压原理可知,两灯的实际电压为电源电压的12,实际功率为P实=U实2R=(12U额)2R=14P额=14×40W=10W,闭合开关后,L2和L3并联后再与L1串联,L2和L3的总电阻为12R,根据串联电路分压原理可知,U1'U并 =R12R=21,即L1两端的电压U′1=23U,L2和L3两端的电压U并=13U,L1的实际功率P′1=(23U)2R=49P额=49×40W≈17.8W,实际功率变大,所以L1变亮L2和L3的实际功率为P′2=P′3=(13U)2R=19P额=19×40W≈4.4W,L2实际功率变小,所以变暗。故选A.
【点睛】
首先认识电路的结构:闭合电键后,L2和L3并联后再与L1串联.根据干路电流和通过L2、L3电流变化情况判断亮度变化.
10.C
【解析】凡是电能的单位都可以当成电功的单位,kW·h也不例外。
11.C
【解析】
A.由电路图可知,电阻R1和R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,若酒精气体浓度越大,则R2减小,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,电流变大,根据U=IR,电压表示数变大,故A正确。
BC.当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为2V。根据串联电路的电压关系,R2的电压U2=U-U1=8V-2V=6V,电压表示数为R2电压的2V6V=13倍,根据串联分压原理,定值电阻R1的阻值为13×60Ω=20Ω,故B正确。
此时,串联电路的总电阻R=R1+R2=20Ω+60Ω=80Ω,
电路消耗的总功率为P=U2R=(8V)280Ω=0.8W,故C错误。
D.若电流表示数达到0.2A时,酒精气体传感器的电阻R2'=UI-R1=8V0.2A-20Ω=20Ω,此时R2消耗的电功率为P'=I2R2'=(0.2A)2×20Ω=0.8W,故D正确。
答案为C。
12.C
【解析】
试题分析:分析电路图可得,两灯泡的连接方式为并联,故两端的电压应该相等,选项B不符合题意;闭合开关,灯泡L1比灯泡L2亮,由P=U2/R;得R=U2/P;所以L1的电阻比L2小;选项A不符合题意;由并联电路互不影响得若L1灯丝烧断,L2两端电压不变;选项C符合题意;若灯L2灯丝烧断,通过L1的电流不变;选项D不符合题意;故答案选C。
考点:电路
13.C
【解析】
【详解】
A、课本的质量约为m=200g=0.2kg,受到的重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,桌子的高度约为1m,把掉在地上的物理课本捡回桌面,克服课本的重力所做的功约为:W=Gh=2N×1m=2J,故A错误;
B、中学生的质量约为m=50kg,人体密度与水的密度接近,由ρ=mV得,中学生的体积:V=mρ=50kg1.0×103kg/m3=0.05m3,故B错误;
C、成年人步行的速度大约为v=1.1m/s=3.96km/h≈4km/h,故C正确;
D、煤、石油和天然气是化石能源,不能在短时间内从自然界得到补充,属于不可再生能源,故D错误。
故选:C。
【点睛】
此类型的题目要求对所学的物理量有熟悉的认知,特别是单位大小要认识清楚,能对生活中常见的物理量进行估计并计算,要多注意理论联系实际,生活中留心积累。
14.C
【解析】电路中的总功率:P25W24600600W,电路中总电流:I2.73A,因为保险丝的选择是保险丝的额定电流稍大于或等于电路中的最大正常工作电流,又因为手边只有1 A的保险丝,根据并联电路中总电流等于各支路的电流和,所以应将三段额定电流为1 A的保险丝并联使用。故选C.
点睛:根据电路中的总功率,再利用P=UI求出电路中总电流,再选择用几根1A的保险丝并起来使用。
15.D
【解析】试题分析:分析电路得电路是滑动变阻与灯泡串联的电路,电压表测量灯两端电压,电流表测量电路的电流,当滑片P置于中点时,小灯泡比正常发光时暗,当滑片P由中点向a端滑动时,此时电路中的电阻变小,电流增大,小灯泡变亮,A答案错误,不符合题意;B答案错误,不符合题意;因为整个电路电流变大,而电源电压不变,所以电路消耗的总功率将增大,C答案错误,不符合题意,电路中电压表与电流表示数的比值为灯泡的电阻,而灯泡的电阻随温度的升高增大,所以答案D正确,符合题意;故答案选D。
【考点定位】动态电路
16.AD
【解析】
【分析】
由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,额定功率不同,根据P=U2R比较两灯泡的电阻关系,两灯泡串联时通过它们的电流相等,根据P=I2R比较两灯泡实际功率的大小,实际功率较大的灯泡较亮,要注意灯泡的亮暗与通过的电流、额定功率无关。
【详解】
由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,额定功率不同,且P甲>P乙,
由P=U2R的变形式R=U2P可知,甲灯泡的电阻小于乙灯泡的电阻,即R甲<R乙,甲、乙灯串联后接在电压是36V的电路中时,因串联电路中各处的电流相等,所以,由U=IR可知,U甲<U乙,故A正确;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,与通过的电流和额定功率无关,所以,由P=I2R可知,乙的电阻较大,实际功率较大,灯泡较亮,故BC错误,D正确。故选:AD。
17.BD
【解析】
A. 指南针能指南北说明地球周围存在磁场,但磁场不是由磁感线组成的,磁感线是人们假想出来的,故A错误;B. 静电复印利用了异种电荷相互吸引的原理,故B正确;C. 超导材料的电阻为零,根据焦耳定律可知,超导材料不能产生热量,所以家庭中利用电热来工作的电器不能使用超导材料,故C错误;D. 电风扇的主要部件是电动机,电动机工作时电能主要转化为机械能,故D正确。故选BD.
18.BD
【解析】
【详解】
A. B. 由图知,最大电流为40A,所以该电能表上用电器的总功率不能超过:
P=UI=220V×40A=8800W,故A错误,B正确;
C. D. 理解3000r/(kW•h)的物理意义,即每消耗1kW•h的电能,该电能表的转盘转3000r。
当功率最大时,每小时消耗的电能为:W=Pt=8.8kW×1h=8.8kW·h;
该电能表的转盘每小时最多转:3000r/kW·h×8.8kW·h=26400r,故C错误,故D正确;
故选BD。
【点睛】
重点是电能表铭牌的意义和电功率的计算,考题中经常出现,关键是理解3000r/(kW•h)的物理意义。
19.BC
20.ABD
【解析】
试题分析:小灯泡电阻为:RL=U2P=(2.5V)21.25W=5Ω,A选项正确;灯泡与滑动变阻器、电流表串联,灯泡允许通过的最大电流为:ILmax=PU=1.25W2.5V=0.5A,滑动变阻器允许通过的最大电流为:IRmax=1A,电流表允许通过的最大电流为:IAmax=0.6A,故安全的最大电流为:Imax=0.5A,此时电路消耗的电功率最大,为:Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,B选项正确;当电路中电流最大时,电压表示数最大为:Umax=ImaxRL=0.5A×5Ω=2.5V,C选项错误;滑动变阻器接入电路的最小阻值为:Rmin=U-UmaxImax=4.5V-2.5V0.5A=4Ω,D选项正确。答案:ABD
考点:电功率计算式与欧姆定律综合应用;串联电路规律应用;电路安全;电压表及电流表的使用;电路极限参数计算。
21.(1)断开 左
(2)0.3 1.18
(3)D 2、3
(4)①闭合开关S、S2,调节滑片位置,直到电压表的示数为3.8V;
②3.8 V (U2-3.8 V)/ R
【解析】(l)连接电路时,保护电路,开关应断开,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大位置处。
(2)当电压表示数为3.8v时,电流表用的小量程,示数是0.3 A,根据P额=UI,求出小灯泡的额定功率为1.18W。
(3)在实验中,电流表与电压表的位置互换,电压表内阻很大,在电路中相当于断路,闭合开关后,电路中几乎无电流,因而小灯炮不亮。
(4)先要测出小灯泡额定电压,还要测出通过小灯泡的额定电流,闭合开关S、S2,调节滑片位置,直到电压表的示数为3.8V;R与小灯泡串联,只要求出通过R的电流即可,保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,电压表的示数为U2就是R与小灯泡总电压;R两端电压就是U2-3.8v,通过R的电流(U2-3.8v)/R,也是通过小灯泡的额定电流,根据P额=UI,求出小灯泡的额定功率为3.8 V (U2-3.8 V)/ R。
【考点】伏安法测定小灯泡额定功率、定值电阻开关替代电流表测定小灯泡额定功率等。
22. 煤油比热容小于水的比热容 电阻 可以 c水(t水-t0)/(t煤油-t0)
【解析】(1)若将烧瓶中装有水,则由Qcm△t可知:在相同质量的水和煤油中,吸收的相同的热量时,由于水的比热容大,温度升高的度数少,温度计的示数变化不明显.故为了实验效果明显,应选用煤油而不用水;(2)通电一段时间后,比较两烧瓶中温度计的示数,是为了探究电热与电阻的关系;(3)在实验中,利用滑动变阻器可改变电路中的电流,先后两次观察同一只烧瓶中的温度计,在电阻、通电时间相同的情况下,可以探究电热与电流的关系;(4)由不于计热量损失,则此过程中水和煤油吸收热量相同,根据Qcm(tt0)得,c水m(t水t0)c煤油m(t煤油t0),解得:c煤油.
23.解:
【解析】分析:分析电路图:从图可知,电阻R1和R2并联,电流表A测量的是干路中的总电流,电流表A1测量的是通过电阻R1的电流.
(1)电阻R1和R2并联,利用并联电路电压的特点可知,电阻R1两端的电压等于电源电压,又知道通过电阻R1的电流,可利用公式R=计算出电阻R1的阻值.
(2)知道干路中的总电流,利用并联电路电流的特点可以计算出通过电阻R2的电流,再利用公式P=UI计算出电阻R2的阻值.
解:(1)R1R2并联U1=U2=U=8V
(2)I2=I-I1=0.3A-0.2A-0.1A
P2=I2U2=0.1A×0.8V=0.8W
点评:本题考查了并联电路的特点,以及欧姆定律、电功率的应用,是一道简单的计算题.明确各电路元件的连接方式、灵活应用并联电路特点及欧姆定律是正确解题的关键
24.(1)8.82×104J (2)60.5Ω (3)7.5×102W
【解析】
试题分析:(1)通电2min壶中水吸收的热量:Q吸=c水m水(t-t0)=8.82×104J
(2)由P=UI=U2/R 可得
电水壶发热体正常工作时的电阻值;R=U2/P =60.5Ω
(3)电水壶2min内消耗的电能:
W=9×104J
电水壶的实际功率:P=7.5×102W
考点:此题考查的电热的计算。
点评:在此题中注意消耗了电能转化为水的内能。
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