《电流做功与电功率》单元检测2

《电流做功与电功率》单元检测2
一、选择题(每小题4分,共32分)
1.将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是()
A.L1的电阻可能比L2的小
B.L1的额定功率可能比L2的大
C.若将两灯并联接入电路中,L1更亮
D.两灯正常工作时L1要暗一些
2.家用的手电筒用干电池作电源,正常发光时电流为0.32 A.小灯泡的电功率接近()
A.1 W
B.10 W
C.0.1 kW
D.1 kW
3.妮妮的新家中有150 W的电视机一台,300 W的洗衣机一台,100 W的电冰箱一台,2 200 W的柜式空调机一台,250 W的电脑一台,800 W的电饭锅一只,40 W的照明灯8盏,则安装电能表时,选用以下哪一种电能表最合适()
A.220 V 5 A
B.220 V15 A
C.220 V20 A
D.220 V30 A
4.在测定小灯泡额定电功率的实验中,若小灯泡额定电压为2.5 V,允许通过的最大电流为0.4 A,电源是4节干电池串联成的电池组.另配有0～0.6 A、0～3 A两量程的电流表一个,0～3 V、0～15 V两量程的电压表一个,最大阻值为20 Ω的滑动变阻器等.则在这个实验中电流表、电压表的量程分别应选用的量程是()
A.电流表选0～0.6 A,电压表选0～3 V
B.电流表选0～0.6 A,电压表选0～15 V
C.电流表选0～3 A,电压表选0～3 V
D.电流表选0～3 A,电压表选0～15 V
5.有两个灯泡L1和L2,分别标有“PZ 110 V-40 W”和“PZ 110 V-60 W”字样,若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法不正确的是()
A.都正常发光时,通过L2的电流大
B.并联后,接在110 V的电源上,L2消耗的电功率大
C.串联后,接在220 V的电源上,它们都能正常工作
D.串联后,接在110 V的电源上,L1消耗的电功率大
6.有一阻值为40 Ω的电热器,工作时实际功率为1 000 W,则通过该电热器的电流和电热器两端的电压分别是()
A.10 A100 V
B.2 A200 V
C.5 A100 V
D.5 A200 V
7.有两灯如图所示,L1、L2分别标有“15 V 1 A”、“10 V0.5 A”的字样,其中一灯正常发光时,它们的功率之比是()
A.4∶3
B.3∶4
C.5∶3
D.3∶2
8.为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”,某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并设计了如图所示的甲、乙两套装置,已知所用蓄电池电压相等且保持不变,R1<R2,装入烧瓶的煤油质量相等,下列有关此探究活动的各种表述,错误的是()
A.在此实验中,电流通过导体产生热量的多少是通过温度计示数变化的大小体现出来的
B.甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关
C.比较相同通电时间内a,c两支温度计示数变化情况,可探究电流产生的热量与电流是否有关
D.在相同的通电时间内,d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多
二、填空题(每空2分,共18分)
9.如图所示的电路中,R1=10 Ω、R2=20 Ω,开关闭合后,电压表示数为6 V,则A1的示数是A，A2的示数是 A.5 min电流通过R1所做的功是
J;R2的电功率是W.
10.甲灯标有“220 V60 W”、乙灯标有“220 V100 W”字样,如果两灯泡钨丝长短一样,则钨丝较粗的是灯,如果将两灯串联在220 V的电源上,使用相同时间,甲、乙两灯消耗的电能之比是.
11.傍晚是家庭电路的用电高峰时段,有时电压会降到198 V,在此电压下,一盏“220 V100 W”的灯泡工作时的实际功率为W(假设灯泡的电阻不变).
12.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6 V0.6 W”的字样,R为定值电阻,闭合S1,断开S2小灯泡正常发光;若再闭合S2,发现电流表示数变化了0.3 A,则R 的阻值为Ω,此时灯泡L和电阻R消耗功率之比是.
三、实验探究题(13题12分,14题13分,共25分)
13.圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置,请仔细观察(甲)、(乙)两图.
(1)实验总通过观察两个U形管中的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少;
(2)你认为(甲)图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与
的关系;
(3)由(乙)图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的越大,电阻产生的热量越多;
(4)该实验采取的探究方法是.
14.小亮同学做测定“小灯泡的额定功率”实验时所用器材有电压为6 V的电源、额定电压为2.5 V的小灯泡(小灯泡的额定功率小于1 W)、滑动变阻器(50 Ω 1 A)以及符合实验要求的电表、开关和导线.如图(甲)是小亮同学没有连接完整的电路.
(1)本实验的实验原理是.
(2)请你用笔画线代替导线,将图(甲)所示的电路连接完整.
(3)小亮同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障可能是(写出一种即可). (4)小亮同学排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时,眼睛应注视
(选填序号).
A.小灯泡亮度
B.电压表示数
C.电流表示数
D.滑动变阻器滑片
(5)小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2.2 V,要测量小灯泡的额定功率时,应将滑片P向(选填“A”或“B”)端移动.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图(乙)所示,则小灯泡的额定功率是W,此时小灯泡的电阻是Ω.该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有的作用.
四、计算题(15题12分,16题13分,共25分)
15.如图(甲)所示,额定电压为20 V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电源电压为24 V,灯泡L的I U图像如图(乙)所示,当灯泡正常发光时,求
(1)通过灯泡的电流和灯泡所消耗的电功率;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值.
16.小梦家新买了一口电饭锅,如图所示,通过查看说明书,发现电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内的水烧干以前的加热状态,另一种是水烧干后的保温状态,图中(乙)是电饭锅的电路图,R1是电阻,R2是加热用的电热丝.
(1)自动开关S接通或断开时,电饭锅分别处于哪种状态?说明理由.
(2)要是R2在保温状态下的功率是加热状态下的,R1与R2应满足什么关系?
(3)“母亲节”到了,小梦想为妈妈准备泡脚水,由于水温较低,小梦先从盛有5 kg水的桶中取出2 kg水倒入电饭锅中加热4 min后,将水倒回水桶中,经过测量桶中水
=4.2×103 J/(kg·℃)).请计算R2的阻值. 温升高了20 ℃(整个过程不计能量损失,c
水
《电流做功与电功率》单元检测2 参考答案
一、选择题(每小题4分,共32分)
1.将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是(D)
A.L1的电阻可能比L2的小
B.L1的额定功率可能比L2的大
C.若将两灯并联接入电路中,L1更亮
D.两灯正常工作时L1要暗一些
解析:由于是串联L1亮一些,则L1的电阻比L2的大,又由于它们的额定电压相同,则L1的额定功率小于L2的额定功率,两灯并联时L2亮些.D正确.
2.家用的手电筒用干电池作电源,正常发光时电流为0.32 A.小灯泡的电功率接近
(A)
A.1 W
B.10 W
C.0.1 kW
D.1 kW
解析:家用的手电筒一般用两节干电池作电源,即电源电压为3 V,电功率接近1 W.
3.妮妮的新家中有150 W的电视机一台,300 W的洗衣机一台,100 W的电冰箱一台,2 200 W的柜式空调机一台,250 W的电脑一台,800 W的电饭锅一只,40 W的照明灯8盏,则安装电能表时,选用以下哪一种电能表最合适(C)
A.220 V 5 A
B.220 V15 A
C.220 V20 A
D.220 V30 A
解析:电能表允许通过的最大电流应略大于所有用电器同时工作时的总电流.
4.在测定小灯泡额定电功率的实验中,若小灯泡额定电压为2.5 V,允许通过的最大电流为0.4 A,电源是4节干电池串联成的电池组.另配有0～0.6 A、0～3 A两量程的电流表一个,0～3 V、0～15 V两量程的电压表一个,最大阻值为20 Ω的滑动变阻器等.则在这个实验中电流表、电压表的量程分别应选用的量程是(A)
A.电流表选0～0.6 A,电压表选0～3 V
B.电流表选0～0.6 A,电压表选0～15 V
C.电流表选0～3 A,电压表选0～3 V
D.电流表选0～3 A,电压表选0～15 V
解析:小灯泡额定电压为2.5 V和允许通过的最大电流为0.4 A,都在电压表、电流表的小量程范围内.
5.有两个灯泡L1和L2,分别标有“PZ 110 V-40 W”和“PZ 110 V-60 W”字样,若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法不正确的是(C)
A.都正常发光时,通过L2的电流大
B.并联后,接在110 V的电源上,L2消耗的电功率大
C.串联后,接在220 V的电源上,它们都能正常工作
D.串联后,接在110 V的电源上,L1消耗的电功率大
解析:灯泡L1和L2的电阻不同,串联后它们分担的电压也就不同,所以它们都不能正常工作.
6.有一阻值为40 Ω的电热器,工作时实际功率为1 000 W,则通过该电热器的电流和电热器两端的电压分别是(D)
A.10 A100 V
B.2 A200 V
C.5 A100 V
D.5 A200 V
解析:由P=U2/R,可得电热器两端电压为
U===200 V,
通过电热器的电流为
I===5 A.
7.有两灯如图所示,L1、L2分别标有“15 V 1 A”、“10 V0.5 A”的字样,其中一灯正常发光时,它们的功率之比是(A)
A.4∶3
B.3∶4
C.5∶3
D.3∶2
解析:两灯并联,两端的电压相等,所以额定电压小的灯泡正常发光;L1的电阻
R1===15 Ω;L2的电阻R2===20 Ω;根据公式P=,U相等,===.
8.为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”,某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并设计了如图所示的甲、乙两套装置,已知所用蓄电池电压相等且保持不变,R1<R2,装入烧瓶的煤油质量相等,下列有关此探究活动的各种表述,错误的是(D)
A.在此实验中,电流通过导体产生热量的多少是通过温度计示数变化的大小体现出来的
B.甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关
C.比较相同通电时间内a,c两支温度计示数变化情况,可探究电流产生的热量与电流是否有关
D.在相同的通电时间内,d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量
最多
解析:同质量的同种液体升高温度越高吸收的热量越多,故A正确;甲装置中的电路是串联电路,串联电路中电流处处相等,故通过R1、R2的电流相同,电阻R1、R2的阻值不同,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关,故B正确;甲图与乙图中电源电压不变,甲图电阻R1与R2串联,乙图电阻R1与R2并联,甲图中通过电阻R1的电流比乙图中通过电阻R1的电流小,电阻相同电流不同,是探究电阻相同时电流产生热量与电流是否有关,故C正确;电流产生的热量多少与电压、电
流和通电时间有关,根据Q=t,电源电压不变,电阻R1<R2可知,相同时间内c温度计所在烧瓶中电阻丝产生的热量最多,故D错.
第Ⅱ卷(非选择题,共68分)
二、填空题(每空2分,共18分)
9.如图所示的电路中,R1=10 Ω、R2=20 Ω,开关闭合后,电压表示数为6 V,则A1的示数是0.6A,A2的示数是0.9 A.5 min电流通过R1所做的功是 1 080
J;R2的电功率是 1.8W.
解析:两电阻并联,A1测通过R1的电流,A2测总电流,电压表测各支路两端的电压,也是电源电压.A1的示数I1===0.6 A;通过R2的电流I2===0.3 A,A2的示
数I=I1+I2=0.6 A+0.3 A=0.9 A;5 min电流通过R1所做的功W=UI1t=6 V×0.6 A×300 s=1 080 J;R2的电功率P2=UI2=6 V×0.3 A=1.8 W.
10.甲灯标有“220 V60 W”、乙灯标有“220 V100 W”字样,如果两灯泡钨丝长短一样,则钨丝较粗的是乙灯,如果将两灯串联在220 V的电源上,使用相同时间,甲、乙两灯消耗的电能之比是5∶3.
解析:由R=U2/P可知,乙的电阻小,乙的横截面积大,所以乙的钨丝较粗.由
W=Pt=I2Rt,所以在串联电路中,W甲∶W乙=R甲∶R乙=∶=5∶3.
11.傍晚是家庭电路的用电高峰时段,有时电压会降到198 V,在此电压下,一盏“220 V100 W”的灯泡工作时的实际功率为81W(假设灯泡的电阻不变).
解析:根据公式P=,R不变,电压变为额定电压的0.9倍,所以电功率变为额定功率的0.81倍.
12.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6 V0.6 W”的字样,R为定值电阻,闭合S1,断开S2小灯泡正常发光;若再闭合S2,发现电流表示数变化了0.3 A,则R 的阻值为20Ω,此时灯泡L和电阻R消耗功率之比是1∶3.
解析:闭合S1,断开S2,小灯泡正常发光,因此电源电压为6 V;再闭合S2,为并联电路,电流表测量的是干路电流,则电流表示数变化了0.3 A,即I R=0.3 A,则电阻
R===20 Ω.此时小灯泡仍正常发光,即P L=0.6 W.P R=UI R=6 V×0.3 A=1.8 W,故==.
三、实验探究题(13题12分,14题13分,共25分)
13.圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置,请仔细观察(甲)、(乙)两图.
(1)实验总通过观察两个U形管中液面高度的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少;
(2)你认为(甲)图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻
的关系;
(3)由(乙)图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,电阻产生的热量越多;
(4)该实验采取的探究方法是控制变量法.
解析:(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转化法;
(2)如图(甲),两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电阻的关系;(3)图(乙)装置中一个5 Ω的电阻与两个5 Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流
和左端的电阻电流相等,即I
右=I
左
,两个5 Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点
知I
右=I
内
+I
外
,所以,I
左
>I
内
,烧瓶内的电阻值都是5 Ω,阻值相等,通电时间相等,电流
不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电流的关系;
(4)实验中采用的是控制变量法.
14.小亮同学做测定“小灯泡的额定功率”实验时所用器材有电压为6 V的电源、额定电压为2.5 V的小灯泡(小灯泡的额定功率小于1 W)、滑动变阻器(50 Ω 1 A)以及符合实验要求的电表、开关和导线.如图(甲)是小亮同学没有连接完整的电路.
(1)本实验的实验原理是.
(2)请你用笔画线代替导线,将图(甲)所示的电路连接完整.
(3)小亮同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障可能是(写出一种即可).
(4)小亮同学排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时,眼睛应注视
(选填序号).
A.小灯泡亮度
B.电压表示数
C.电流表示数
D.滑动变阻器滑片
(5)小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2.2 V,要测量小灯泡的额定功率时,应将滑片P向(选填“A”或“B”)端移动.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图(乙)所示,则小灯泡的额定功率是W,此时小灯泡的电阻是Ω.该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有的作用.
解析:(1)实验原理是P=UI,即伏安法测量小灯泡的电功率,用电流表测出通过小灯泡的电流,用电压表测量小灯泡两端的电压,根据P=UI求得小灯泡的电功率. (2)电流表要串联在被测电路中,且电路中的电流不会超过0.6 A.
(3)移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,说明电压表所在的电路是通路,由于电压表的电阻非常大,电流表的示数几乎为零,可能小灯泡开路.
(4)眼睛应观察电压表的示数,不能超出电压表的量程,否则把电压表烧坏.
(5)根据串联分压原理可知,滑动变阻器滑片向B端(左)移动减小连入电路中的电阻;根据量程结合指针所指的位置,可知电流表的读数为0.2 A,则功率P=UI=2.5
V×0.2 A=0.5 W;此时小灯泡的电阻为R===12.5 Ω;滑动变阻器除了保护电路
之外,还能移动滑片,改变连入电路中的电阻,使电路中的电流改变,改变小灯泡两端的电压及电功率.
答案:(1)P=UI(2)如图所示
(3)小灯泡开路(4)B
(5)B0.512.5改变小灯泡两端的电压
四、计算题(15题12分,16题13分,共25分)
15.如图(甲)所示,额定电压为20 V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电源电压为24 V,灯泡L的I U图像如图(乙)所示,当灯泡正常发光时,求
(1)通过灯泡的电流和灯泡所消耗的电功率;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值.
解析:(1)由图(乙)可知灯泡正常发光时的电流
I L=0.4 A,
则P L=U L I L=20 V×0.4 A=8 W.
(2)灯泡正常工作时I R=I L,
则U R=U-U L=24 V-20 V=4 V,
由欧姆定律得R===10 Ω.
答案:(1)0.4 A8 W
(2)10 Ω
16.小梦家新买了一口电饭锅,如图所示,通过查看说明书,发现电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内的水烧干以前的加热状态,另一种是水烧干后的保温状态,图中(乙)是电饭锅的电路图,R1是电阻,R2是加热用的电热丝.
(1)自动开关S接通或断开时,电饭锅分别处于哪种状态?说明理由.
(2)要是R2在保温状态下的功率是加热状态下的,R1与R2应满足什么关系?
(3)“母亲节”到了,小梦想为妈妈准备泡脚水,由于水温较低,小梦先从盛有5 kg水的桶中取出2 kg水倒入电饭锅中加热4 min后,将水倒回水桶中,经过测量桶中水
=4.2×103 J/(kg·℃)).请计算R2的阻值. 温升高了20 ℃(整个过程不计能量损失,c
水
解析:(1)S断开时,R1、R2串联,此时电饭锅的功率:P1=;
S闭合时,R1被短路,电路为R2的基本电路,此时电饭锅的功率:P2=;
因为P1<P2,所以自动开关断开时是保温状态,自动开关闭合时是加热状态.
(2)由P=I2R、P=以及R2在保温状态下的功率是加热状态下的;
可得P=R2=×,
化简可得R1=4R2;
所以当R1=4R2时,R2保温状态下的功率是加热状态下的;
(3)水吸收的热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×20 ℃=4.2×105 J;
和W=t可得,
由W=Q
吸
R2=t=×4×60 s≈27.657 Ω.
答案:见解析。