《电功率》2009年单元物理测验（解析版）

一、填空题

1. 难度：中等

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S_l，小灯泡正常发光；若再闭合S₁，发现电流表示数变化了0.3A，则R的阻值为    Ω，此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比是    ．

二、解答题

2. 难度：中等

某中学为解决同学们的饮水问题，新购置了一批台式饮水机，其铭牌如下表所示．如图是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R₁是电阻，R₂是供加热的电阻丝．分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态．

额定频率	50Hz	环境温度	10℃～38℃
加热功率	550W	环境湿度	≤90%
额定电压	220V	制热水能力	≥90℃5L/h

（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2）正常工作时该饮水机将热水罐中0.6kg，18℃的水加热到93℃，用时6min．用这些数据及题目中的信息，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率．[C_水=4.2×10³J/]
（3）如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半，则R₁与R₂的比值应是多少．

3. 难度：中等

如图甲所示，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R的U-I图象；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡L的U-I图象，如图乙所示．
（1）求定值电阻R的阻值；
（2）将R与灯L串联接在6V的电源两端时，求灯丝的实际电阻值；
（3）将R与灯L并联接入电路并调节电源电压，当 R消耗的电功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，求灯L的额定电功率．

4. 难度：中等

对于“电流做功与哪些因素有关”的问题，刘星同学作了如下猜想：
猜想A：电流做功可能与电压有关；
猜想B：电流做功可能与电流有关；
猜想C：电流做功可能与通电时间有关．
为了验证自己的猜想，他选择了如图甲所示的装置（除电阻丝阻值不同外，其余条件均相同）及电源、开关、电压表、导线若干．他将两电阻丝串联后接入电路，如图15乙所示．
（1）将两电阻丝串联接入电路的目的是为了控制通过电阻丝的电流和通电时间相同，他采用的科学探究方法是：______．
（2）接通电路前他想：通电一段时间后观察温度计示数的变化，若两只温度计示数变化不同，则说明电流做功与电阻丝两端的______有关；这就验证了猜想．

5. 难度：中等

为应对日益短缺的石油危机，世界各国正加紧新能源汽车的研制和生产．我国自主研发的“东光牌”油电混合动力汽车（具备内燃机、电动机两种动力装置），每种动力装置的额定功率都是50kW，充电一次可贮存电能100kW•h．
（1）若该车只由电动机提供动力，每次充电后，可正常工作多少h？
（2）目前车用乙醇汽油的热值约为4.0×10⁷J/kg，汽车行驶消耗一次充电的电能，相当于节约多少kg汽油？
（3）如果该车动力装置的机械效率为75%，它正常工作1min所做的有用功是多少J？

6. 难度：中等

家庭电路的电压是220V，某空调器处于制冷状态时的功率P₁是2.2Kw，送风状态时的功率P₂是0.22Kw，它们是交替运行的，现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示．
（1）空调器在前5min 内处于什么状态？此时通过它的电流是多少？
（2）在1h内，空调器将消耗的电能是多少度？

7. 难度：中等

小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图，他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是 ______．
A．电能表的额定功率为2500W；
B．电能表的额定电流为5A；
C．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316KW•h；
D．拍照片时，小明家已消耗的电能为931.6J．

8. 难度：中等

今年5月娄底全面开通了3G手机通信业务．你知道到底什么是3G通信吗？所谓3G，其实它的全称是3rdGeneration，中文含义就是指第三代数字通信．第三代与前两代的主要区别在于：传输声音和数据的速度上的提升，它能够处理图象、音乐、视频流等多种媒体形式．以下为某3G手机LGKT878的主要参数：

手机类型	主屏参数	电池规格	摄像头像素	通话时电流
3G手机 智能手机 拍照手机	3.0英寸 480×800像素	3.7伏 1300毫安时锂电池	500万像素	400mA

该手机通话5min，消耗的电能是______J．

9. 难度：中等

利用图中的器材，测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率．
（1）把图中的实物电路连接完整；
（2）在闭合开关前，滑动变阻器连入电路的电阻应是______，即滑片应位于______端；
（3）闭合开关后，移动变阻器的滑片，应使电压表示数为______V，此时电流表示数如图所示，即为______A，则该小灯泡的额定功率是______W，此时灯丝电阻为______Ω．

三、填空题

10. 难度：中等

一盏标有“6V  3W”字样的小灯泡，接入电压值为12V的电路中，若使灯泡正常发光，则需    联一个阻值为    Ω的电阻．

四、解答题

11. 难度：中等

如图所示的电路中，R_l=2Ω，R₂=3Ω．当开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，电流表的示数为0.6A；当开关S₁、S₂、S₃都闭合时，电流表示数为1.5A，且灯泡正常发光．设电源电压不变．求：
（1）电源电压；
（2）灯泡的额定功率．

12. 难度：中等

在“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下猜想：
甲：电功率跟电压有关，电压越高，电功率越大．
乙：电功率跟电流有关，电流越大，电功率越大．
请你任选其中一个猜想，设计实验，进行验证．
（1）你验证的猜想是______（填甲或乙）．
（2）实验需要的器材，除电源、导线、开关外，还需要______．
（3）在右面的方框中画出你的实验电路图．
（4）在该实验中，你需要收集的数据是______．
（5）你是通过观察比较______来比较两灯泡功率的大小的．
（6）探究出电功率跟电压和电流的关系后，爱动脑筋的小明猜想：“电功率跟电阻之间也可能有一定的关系．”于是，他向老师借了一些定值电阻和其他相关器材进行实验，其实验数据如表一、表二所示．
表一                               表二

R/Ω	5	10	15	20	30
I/A	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
U/V	1	2	3	4	6
P/W	0.2	0.4	0.6	0.8	1.2

R/Ω	5	10	15	20	30
I/A	1.2	0.6	0.4	0.3	0.2
U/V	6	6	6	6	6
P/W	7.2	3.6	2.4	1.8	1.2

根据表一中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是：______；
根据表二中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是：______．

13. 难度：中等

如图所示，将一只标有“12V 6W”的灯泡L₁和“6V 6W”的灯泡L₂并联后，接在6V的电源上（设灯丝电阻不变），则______．
A．灯泡L₁比灯泡L₂亮
B．灯泡L₂比灯泡L₁亮
C．两灯的实际功率之和小于12W
D．两灯的实际功率之和等于12W．

14. 难度：中等

在“测定小灯泡额定功率“的实验中，小灯泡的额定电压为3.8V，电阻丝为10Ω，如图是某同学为做这个实验连好的电路，请指出图中存在的错误：
（1）______；
（2）______；
（3）______．

五、填空题

15. 难度：中等

如图所示是“探究电流通过导体产生热量与导体电阻关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和相同初温的煤油中，每一烧瓶里各插一支温度计，则闭合开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过    反映出来的；采用这种连接方式的目的是    ．

六、解答题

16. 难度：中等

我市北部沿海耸起一片“风电林”，为威海经济发展提供了可再生绿色能源，为旅游业带来新亮点．小明对风力的研究也产生了浓厚的兴趣，和同学一起设计了“风力测试仪”的原理图，如图所示，已知电源电压12V，R为20Ω，OB长为10cm，AB长为20cm．阻值为60Ω的均匀电阻丝．OP为质量．电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为3N的圆球P．金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦．闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触；有风时，圆球P受风力作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转．请你解答下列问题：
（1）无风时电流表示数是多少？
（2）当金属细杆OP滑到AB中点时电路消耗的总功率是多少？
（3）当金属细杆OP滑到A点时圆球P受的风力是多大？
（4）若将电流表的刻度改为风力表的刻度值，请问表盘刻度均匀吗？简要说明理由．

17. 难度：中等

某个小灯泡上标有“6V 6W“字样，其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示．那么当小灯泡两端的电压为2V时，小灯泡的电功率为______W．

18. 难度：中等

用如图所示的器材测量小灯泡的电功率，其中小灯泡上标有“4.5V”字样，小灯泡的电阻大约为15欧．

（1）请你用笔画线代替导线，将图中的器材连接成完好的实验电路（导线不交叉）．
（2）某同学连接了电路开始实验，当开关闭合后，灯亮，电压表和电流表均有示数，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数均不改变，则故障的原因可能是______；（只填一个故障原因即可）
（3）故障排除以后，开始测量小灯泡的额定功率，这时应该调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为4.5伏，如果这时电流表的示数如图9所示，则测出该小灯泡的额定功率为______W．

19. 难度：中等

李佳同学家里的电热饮水机有加热和保温两种状态，这两种状态轮流工作，完全由温控开关S自动控制：当胆内水的温度被加热到90℃时，加热状态就停止而进入保温状态；当胆内水的温度降到60℃时，加热状态就启动．如图是该饮水机的电路原理图．李佳同学通过观察还发现：当胆内装有1千克水时，饮水机的加热状态每次只启动5分钟就停止．问：
（1）温控开关S在何种状态（断开或闭合）时，饮水机处在保温状态？这时饮水机的电功率是多少？
（2）在加热状态中，饮水机把电能转化为水的内能的效率是多少？[已知水的比热容为4.2×10³J/]

20. 难度：中等

5月20日是“中国学生营养日”，学生的膳食结构越来越受到学校、家庭和社会的重视．妈妈为了改善小红的早餐营养，买了一台全自动豆浆机，豆浆机的工作原理示意图和铭牌如下：

XX全自动豆浆机
型    号：	JK-16B	加热功率	800W
额定电压：	220V	电动机功率	150W
额定频率：	50Hz	额定容量	1.1L

（1）计算豆浆机正常工作时的最大电流．
（2）豆浆机做一次豆浆，若电动机累计工作3分钟，电阻丝累计加热12分钟，则总共消耗多少电能？
（3）豆浆中富含的是细胞生长及修补组织的主要原料，食用豆浆能为青少年提供生长发育所需的重要营养素．

21. 难度：中等

在“测定额定电压为2.5伏小灯泡功率”的实验中．
（1）右图中电路连接尚未完成，E应与滑动变阻器的______接线柱相连接，F接线柱应与电压表上标有______的接线柱相连．
（2）调节滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时电流表的示数为0.3安，则小灯泡的额定功率是______瓦．
（3）小柯在实验中有下列操作：
①读出电流表的示数
②移动变阻器滑片到阻值最大的位置上，再闭合开关
③断开开关，连接电路
④测量并记录数据，计算小灯泡的额定功率
⑤移动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5伏
其合理的顺序为______．

22. 难度：中等

半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的，因此，利用它们制成的元件在生活中也各有各的用途．
（1）一个由某半导体材料制成的加热器，通电后，加热器在发热的同时，也在向外界放热．图1为发热功率P_发热和散热功率P_散热与温度t之间关系的图象．由图象可知，加热器工作时的稳定温度为______℃．当温度稍高于稳定温度时，P_发热______P_散热（填“＞”、“=”或“＜”）；此时发热功率继续减小，可推知，元件的电阻在继续______．
（2）如图2是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，若用该电阻R与电源（电压为3伏）、电流表（量程为0～5毫安）、电阻R′串联起来，连接成如图3所示的电路．用该电阻R做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，得到一个简单的“金属电阻温度计”．电流刻度较大处对应的温度刻度较______；请通过计算说明，若R′=450Ω，则图4中指针所指处对应的温度数值为多少？

23. 难度：中等

如图所示，灯L₁、L₂上分别标有“6V  6W”、“6V  3W”的字样，当开关S闭合时，灯L₁、L₂都能发光，则甲、乙两电压表的示数之比是 ______；
A．1：1                      B．1：2
C．2：3                      D．3：2

24. 难度：中等

如图所示的电路中，灯L标有“3V  0.9W”、滑动变阻器R上标有“20Ω  1A”的字样，电压表量程为0～3V，则灯L正常工作时的电流为______A．若电源电压为4.5V，为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器连入电路中的最小阻值是______Ω．

25. 难度：中等

如图所示是小明家的电热水壶及铭牌，他用该电热水壶将1.5kg的水从20℃加热到100℃．
（1）水吸收的热量是多少？〔c_水=4.2×10³J/〕
（2）若电热水壶正常工作，且产生的热量全部被水吸收，需要加热多少时间？
（3）若电热水壶实际加热时间大于上述计算的加热时间，可能的原因有哪些？（写出两种）

26. 难度：中等

在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．
（1）连接电路时开关应______，电流表的量程应选0～______A．
（2）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整．
（3）闭合开关前，图2中滑动变阻器的滑片P应位于______选填“A”或“B”）端．
（4）小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图2所示）为______V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图1中滑片P向______选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（5）小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图3所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W．

（6）小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是______（写出一种即可）．

27. 难度：中等

一些城市开始使用了风能、光能互补路灯．它是由太阳能电池板、小型风力发电机各自给24V蓄电池充电，晚上由LED（发光二极管）灯照明．右表是亮度相当的两种灯的相关数据．要使该路灯总发光效果相当于500W白炽灯，它应由______只LED灯______联而成．原来是用500W白炽灯，若每晚供电10小时，一个月（30天），消耗了______KW•h的电能．请说出这种路灯优点______．（至少说两点）

	一只LED灯	一只白炽灯
发光原理	二极管发光	钨丝高温发光
额定电压	24V	220V
响应时间	10^-9S	10^-3S
额定功率	12W	100W

28. 难度：中等

在测定标有“3.8V”小灯泡（阻值约为10Ω）额定功率的实验中，所给的器材如下：
学生电源（有3、6、9V三档）、电阻R₁=5Ω、两块电流表（0-0.6-3A）、两只滑动变阻器（A、“5Ω  2A”，B、“10Ω  1A”）．请完成下列实验：
（1）请根据图甲中的电路，将图乙中实物电路补充完整．

（2）在这个实验中，你将选用学生电源的______V档，选择______（选填“A”、“B”）滑动变阻器．
（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片要置于______端（选填“A”、“B”）．调节变阻器，灯泡正常发光时的电流表A₁的示数如图丙，则小灯泡的额定功率是______W．

29. 难度：中等

热熔胶在室温下为固体，加热到一定程度时变为较强粘性的液体，冷却后，将物体牢牢地粘在一起．如图甲是热熔胶枪的外形，其内部有2只相同的PTC加热元件，电路如图乙．单只PTC元件的电阻与温度的变化如图丙所示．扣动扳机能使固体胶条向前挤压，联动开关S同时倒向A、B，枪口冒出胶液，松开扳机S同时倒向B、C．

（1）松开扳机时为预热状态，当温度为80℃时，电路中的电流是多少？
（2）当温度为180℃时，胶液有最佳粘性，已知一根胶条的质量为40g，若熔化1kg胶需要吸收6.0×10⁵J热量，试计算在正常情况下使用完一根胶条至少要多长时间？
（3）试根据PTC特性定性分析该装置能使温度稳定在180℃附近的道理．

30. 难度：中等

荣荣同学家安装了一台太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热，铭牌如下，求：

额定电压  220V	容积  100L
额定功率  1650W	频率  50Hz

（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃升高到50℃时，需要吸收多少热量？
（2）用电加热时，热水器正常工作的电流有多大？
（3）贮满水的热水器，阴天里要使水温从20℃升高到50℃，其中55%的热量是由电来辅助提供的，则热水器正常工作时需加热多长时间？（不计热量损失）

31. 难度：中等

微波炉是一种清洁卫生无污染，效率较高的家用电器．某微波炉的铭牌如下表所示．将体积为275ml、初温是20℃的水放入该微波炉中用最大功率加热1min，取出后测得水温是40℃．若水的比热容为4.2×10³J/．求：

防触电保护类型I类	额定容积20L
型号NN-S313WF	电源频率50Hz
额定电压220V	质量12kg
最大功率1100W

（1）微波炉加热时，电路中的电流是多少？
（2）加热过程中消耗的电能是多少？
（3）加热过程中，水吸收的热量是多少？

32. 难度：中等

如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向上滑动时，观察到的现象是______．

A．灯泡变暗，电压表示数变大
B．灯泡变亮，电压表示数不变
C．电路消耗的总功率变小，电压表示数不变
D．电路消耗的总功率变大，电压表示数变大．

33. 难度：中等

右图是某品牌家用电饭锅的工作原理图，已知R₂ 的阻值为44Ω；单独闭合开关S₁时，电饭锅处于保温状态，此时的保温功率为40W．求：
（1）R₁阻值是多少？
（2）同时闭合开关S₁、S₂，电饭锅工作1min消耗多少电能？

34. 难度：中等

灯泡L的额定电压为6V，小星通过实验测得其电流随电压变、化的曲线如图可知，当小灯泡L正常发光时，通过其灯丝的电流是______A；通过调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压为3V，则此时小灯泡L消耗的实际功率为______W．

35. 难度：中等

小明做“测定小灯泡额定功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10欧．实验室有如下器材：电源（电压未知）、电流表（0～0.6A   0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、滑动变阻器R （ 10欧 0.5A ）、开关各一只，导线若干．

（1）如图是小明连接的不完整的实验电路，请你帮他将图中未连接部分接好．要求：电流表、电压表选择合适的量程，滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路的阻值增大．
（2）在正确连接电路并调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时示数如图所示，则灯泡的额定功率是______W．
（3）实验中，突然发现电压表的示数变为零，电流表示数增大，电路可能出现的故障是______．

36. 难度：中等

如图所示，灯泡L标有“6V、6W”字样，滑动变阻器的最大值为R₁，R₂=12Ω，电源电压保持12V不变；
（1）调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，求此时接入的滑动变阻器的阻值．
（2）保持滑动变阻器阻值不变，闭合开关S₁，求电流表的示数．
（3）断开开关S₁，改变变阻器滑片P的位置使滑片移至c点时，电路的总功率为P₁，当滑片移至a点，电路的总功率为P₂，R_cb=R₁，P₁=2P₂求滑动变阻器的最大阻值．

37. 难度：中等

小明用下列器材探究小灯泡亮度与实际功率的关系．其中的小灯泡上标有“2.5V”字样．
（1）请你用笔划线代替导线，将下列器材连接成探究小灯泡亮度与实际功率关系的实验电路．

（2）小明一连接好电路后一闭合开关，发现电压表指针反偏，原因是 ______．
（3）小明改正了连接错误后继续实验．移动滑动变阻器的滑片，看到电压表和电流表的示数如下图所示，此时小灯泡消耗的实际功率为 ______W．通过多次实验小明得出：小灯泡越亮它的实际功率越 ______．


（4）实验中，小明想用伏安法测定值电阻，也要多次移动滑动变阻器的滑片，但目的和这次不同．测电阻时移动滑片的目的是为了 ______．

38. 难度：中等

如下图所示，标有“6V、3W”字样的小灯泡与最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联在电路中．当变阻器连入电路中的电阻为6Ω时灯正常发光．（不考虑灯泡电阻受温度影响，电源电压不变）求：
（1）灯泡电阻、电源电压；
（2）灯泡正常发光1min，变阻器产生的热量．

39. 难度：中等

小明家住农村，他家的厕所离房子有一段距离，家人上厕所前都要带上手电筒，很不方便，若灯整夜开着又很浪费电．他想利用所学的知识对厕所的照明电路进行适当改装，将“220V  40W”的灯泡、阻值为990Ω的电阻和开关S、S₁连成如图所示的电路．天黒后，S处于闭合状态，当无人入厕时，开关S₁断开，此时灯较暗，但能起到指示作用；当有人入厕时，闭合开关S₁，灯泡正常发光，起到照明作用．
（1）当S、S₁都闭合时，电阻R处于 ______状态（填“短路”、“断路”或“通路”）；
（2）当灯起指示作用时，通过电阻R的电流是多少安？
（3）通过计算说明无人入厕时和有人入厕时，电路消耗的功率哪个大？

40. 难度：中等

在“测定小灯泡的额定功率”实验中，张超同学用一个电压表、一个电流表、二个开关、电压为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω，1.5A”的滑动变阻器，设计了如图甲所示的电路．

（1）如果小灯泡的额定功率小于2w，电流表的量程选______A为宜；
（2）请用铅笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（连线不得交叉）；
（3）在实验中，若电压表示数为2V，则灯泡的实际功率______额定功率（选填“＞”、“＜”或“=”）；
（4）当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数增大，则变阻器接人电路的接线柱应是和______．当电压表的示数为______V时小灯泡正常发光，此时电流表示数为0.4A，则灯泡的额定功率为______W；
（5）另一组的同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭．检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：
①______；
②______．

41. 难度：中等

如图所示，当闭合开关S后，发现标有“6V，3W”的灯L_l和标有”12V，3W”的灯L₂，亮度并不相同．巳知电源电压为6V，不考虑灯丝电阻值随温度的变化．求：
（1）通过灯泡L_l的电流为多大？
（2）灯泡L_l每分钟消耗多少电能？
（3）灯泡L₂的实际功率是多大，电路中灯L₁、和L₂哪个更亮？