第十八章《電功率》單元測試 一、選擇題 1.“焦耳”是下列哪個物理量的單位（） A.功率 B.電功 C.壓強(qiáng) D.長度 【答案】B 【解析】 解：A、功率的主單位是瓦特；B、電功的主單位是焦耳；C、壓強(qiáng)的主單位是帕斯卡；D、長度的主單位是米；故答案選B； 點(diǎn)睛:解答此題需要知道每一個物理量的主單位。 2.小吳家的電能表7月1日的讀數(shù)如圖甲，8月1日的讀數(shù)如圖乙，若電價為0.5元/度，則小吳家7月份應(yīng)交電費(fèi) A.33.95元 B.27.75元 C.30.62元 D.277.5元 【答案】B 【解析】 某段時間消耗的電能為電能表兩次讀數(shù)的差，所以本月消耗的電能為： ； 應(yīng)交電費(fèi)： 故B符合題意。 3.兩盞電燈并聯(lián)接在同一電源上。甲燈的電阻為500Ω,乙燈的電阻為1200Ω.在相同的時間內(nèi) A.甲燈消耗的電能多 B.乙燈消耗的電能多 C.甲、乙兩燈消耗的電能一樣多 D.無法判斷 【答案】A 【解析】 試題分析：兩盞電燈并聯(lián)接在同一電源上時，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，甲燈的電阻小，工作相同的時間，由W=UIt=U2/Rt可知，甲燈消耗的電能多，故A正確、BCD錯誤，故選A。 考點(diǎn)：電功計(jì)算公式的應(yīng)用 4.如圖所示電路，電源電壓不變。閉合開關(guān)后，當(dāng)滑片P在某一端點(diǎn)時，電流表示數(shù)為0.3A，小燈泡消耗的功率為0.9W；當(dāng)滑片P移至中點(diǎn)時，電壓表示數(shù)變化了2V，此時小燈泡恰好正常發(fā)光，且消耗的功率為2W．下列說法正確的是（） A.滑動變阻器的最大阻值為20Ω B.電源電壓為10V C.小燈泡正常發(fā)光時的電阻為10Ω D.滑片P在最右端時，滑動變阻器消耗的功率為3.6W 【答案】A 【解析】 【詳解】由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流。（1）當(dāng)滑片P在某一端點(diǎn)時，電流表示數(shù)為0.3A，小燈泡消耗的功率為0.9W；當(dāng)滑片P移至中點(diǎn)時，電壓表示數(shù)變化了2V，此時小燈泡恰好正常發(fā)光，且消耗的功率為2W，由小燈泡消耗的功率變大可知，電路中的電流I＝0.3A時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，由P＝UI可得，此時燈泡兩端的電壓：UL＝＝3V，當(dāng)滑片P移到中點(diǎn)時，變阻器接入電路中的電阻變小，電路中的電流變大，燈泡兩端的電壓變大，由電壓表示數(shù)變化了2V可知，此時燈泡兩端的電壓UL′＝UL2V＝3V2V＝5V，因此時燈泡正常發(fā)光，且燈泡的功率PL′＝2W，所以，由P＝UI＝可得，燈泡正常發(fā)光時的電阻：RL＝＝12.5Ω，故C錯誤；（2）當(dāng)滑片P在最右端時，燈泡的電功率兩端的電壓UL＝3V，電路中的電流I＝0.3A，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，由I＝可得，電源的電壓：U＝ULIR＝3V0.3A×R滑-----------①，當(dāng)滑片P移到中點(diǎn)時，燈泡兩端的電壓UL′＝5V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流：I′＝＝0.4A，電源的電壓：U＝UL′I′×＝5V0.4A×------------②，因電源的電壓不變，所以，3V0.3A×R滑＝5V0.4A×，解得：R滑＝20Ω，故A正確；電源的電壓U＝UL+IR＝3V0.3A×20Ω＝9V，故B錯誤；（3）滑片P在最右端時，滑動變阻器消耗的功率：PR＝I2R滑＝（0.3A）2×20Ω＝1.8W，故D錯誤。故選：A。 【點(diǎn)睛】由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流。（1）比較滑片P在某一端點(diǎn)和滑片P移至中點(diǎn)時燈泡消耗的功率判斷開始時滑片的位置，根據(jù)P＝UI求出此時燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)結(jié)合電壓表示數(shù)的變化判斷滑片位于中點(diǎn)時電壓表的示數(shù)，根據(jù)P＝UI＝求出燈泡正常發(fā)光時的電阻；（2）當(dāng)滑片P移到最右端點(diǎn)時，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律表示電源的電壓，滑片P移到中點(diǎn)時，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式即可求出滑動變阻器的最大阻值，進(jìn)一步求出電源的電壓；（3）滑片P在最右端時，根據(jù)P＝I2R求出滑動變阻器的功率。 5.下列有關(guān)說法正確的是（） A.電路兩端有電壓，電路中一定有電流 B.影響電阻大小的因素是材料和長度 C.電動機(jī)工作時產(chǎn)熱的多少可用Q=UIt計(jì)算 D.電功率是表示電流做功快慢的物理量 【答案】D 【解析】 【分析】 電壓是形成電流的原因；電路中有電壓且電路是通路，電路中才有電流。導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積有關(guān)。電動機(jī)工作時產(chǎn)熱多少克通過焦耳定律計(jì)算，即。電功率的物理意義是表示電流做功快慢的物理量。 【詳解】A、電路兩端有電壓，電路中不一定有電流，還要看電路是否是通路；故A錯誤； B、導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積有關(guān)。故B錯誤； C、電動機(jī)不屬于純電阻電路，故產(chǎn)熱多少只能用計(jì)算。故C錯誤； D、電功率是表示電流做功快慢的物理量；故D正確； 故選：D。 【點(diǎn)睛】此題考查電學(xué)的多個知識點(diǎn)，理解電壓與電流的關(guān)系、明確影響電阻的諸多因素、理解電動機(jī)屬于非純電阻電路、理解電功率的意義；可解答此題。 6.右圖是小松同學(xué)做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時所畫電路圖的一部分,根據(jù)此圖中所提供器材,可以直接研究的問題是 A.測小燈泡正常發(fā)光的電阻 B.測小燈泡的實(shí)際電功率 C.測小燈泡消耗的電能 D.測小燈泡正常工作時的溫度 【答案】B 【解析】 【詳解】A、根據(jù)電路圖可知,電壓表測燈泡兩端的實(shí)際電壓,電流表測通過燈泡的實(shí)際電流。根據(jù)可求出燈泡的電阻,但燈泡的電阻受溫度的影響,不同電壓下燈泡的電阻不同,不能直接測小燈泡正常發(fā)光的電阻,故選項(xiàng)A不符合題意; B、知道燈泡的實(shí)際電壓和實(shí)際電流,據(jù)公式P=UI可計(jì)算出燈泡的實(shí)際功率,故選項(xiàng)B符合題意; C、根據(jù)W=UIt可知,測小燈泡消耗的電能時需要知道通電時間,故選項(xiàng)C不符合題意; D、要測小燈泡正常工作時的溫度,需要用到溫度計(jì)，由電壓和電流表不可能測出溫度，故選項(xiàng)D不符合題意。 故選：B。 7.圖甲中的兩個電流表均為學(xué)校實(shí)驗(yàn)室里常用的電流表(如圖乙所示)。閉合開關(guān)后,兩電流表的指針都正常偏轉(zhuǎn)且偏轉(zhuǎn)角度相同,此時燈L1和L2所消耗的電功率P1和P2的比值為 A.4∶1 B.1∶4 C.5∶1 D.1∶5 【答案】A 【解析】 由電路圖知道，兩燈泡并聯(lián)，電流表A1測量干路電流，電流表A2測量通過燈泡L2的電流；電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù)，通過燈泡L1的電流為I1，通過燈泡L2的電流為I2，根據(jù)兩電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同，我們知道，，又因?yàn)镮=I1+I2，所以，因此，所消耗的電功率P1和P2的比值為：，故選A。 點(diǎn)睛：本題考查的是并聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功率公式的靈活應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是知道兩電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同時大量程示數(shù)是小量程示數(shù)的5倍。 8.為了同學(xué)們飲水安全、衛(wèi)生，學(xué)校要安裝一臺電熱水器，該電熱水器的額定電壓是380V，額定功率是15kW，連接該電熱水器時，有四種絕緣銅芯導(dǎo)線供選擇，其規(guī)格如表所示，從既安全又經(jīng)濟(jì)的方面考慮，選用導(dǎo)線的橫截面積是 A.2.5mm2 B.4mm2 C.6mm2 D.10mm2 【答案】C 【解析】 【詳解】電熱水器加熱時，電功率為P=15000W，電壓為U=380V， 由P=UI得正常工作時電流為： ， 所以從既安全又經(jīng)濟(jì)的方面考慮，應(yīng)選擇表中橫截面積為6mm2的銅芯導(dǎo)線。 故選：C． 9.如圖為“探究焦耳定律”的實(shí)驗(yàn)裝置．兩個相同的燒瓶中密封初溫相同、質(zhì)量相等的煤油，通電一段時間后，右側(cè)玻璃管中液面比左側(cè)高。下列說法正確的是（） A.通過玻璃管中液面的高度判斷電流產(chǎn)生熱量的多少，這種方法是控制變量法 B.右側(cè)電阻絲的阻值比左側(cè)小 C.通過右側(cè)電阻絲的電流比左側(cè)小 D.該裝置用于探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與電阻大小的關(guān)系 【答案】D 【解析】 分析：電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)。 （1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，體現(xiàn)的是轉(zhuǎn)換思想； （2）根據(jù)焦耳定律判定電阻產(chǎn)生熱量的多少，從而判定出U形管中液面的高度差的變化關(guān)系； （3）探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系時，控制電阻和通電時間不變； （4）探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小和電阻大小關(guān)系時，要控制電流、通電時間不變。 解答：A.通過玻璃管中液面的高度判斷電流產(chǎn)生熱量的多少，這種方法是轉(zhuǎn)換法；故A不正確； BCD、由圖可以看出，兩個電阻絲是串聯(lián)在一起的，所以電流是相等的，故C錯誤，右側(cè)玻璃管中液面比左側(cè)高，說明右側(cè)產(chǎn)生的熱量較多，根據(jù)焦耳定律可知，在電流強(qiáng)度和通電時間相同時，電阻越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。所以右側(cè)電阻絲的阻值比左側(cè)大，故B錯誤；該裝置是用于探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與電阻大小的關(guān)系的，故D正確。 故選D 【點(diǎn)睛】此題考查了電流產(chǎn)生熱量的決定因素，實(shí)驗(yàn)過程中滲透了轉(zhuǎn)換法和控制變量法的應(yīng)用，有一定的綜合性。重點(diǎn)是焦耳定律的應(yīng)用。 10.如下圖甲所示，閉合開關(guān)后，在滑片P由b端向a端移動的過程中，電壓表示數(shù)U隨滑動變阻器的電阻R2變化的關(guān)系圖像如下圖乙所示，下列說法錯誤的是（） A.電源電壓是6V B.R2的最大阻值是20Ω C.R1的電阻是10Ω D.當(dāng)滑片P移動中點(diǎn)時，10s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量是18J 【答案】D 【解析】 分析：由圖甲所示電路圖可知，定值電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測定值電阻R1的兩端電壓。 （1）由圖甲所示電路可知，滑片在a端時，電路為R1的簡單電路，電壓表測電源兩端電壓，由圖乙所示圖像讀出電源的電壓； （2）當(dāng)滑片位于b端時，R1與R2的最大阻值串聯(lián)，電壓表的示數(shù)最小，根據(jù)圖乙讀出滑動變阻器的最大阻值，利用串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的最小電流，再根據(jù)歐姆定律求出R1的阻值； （3）當(dāng)滑片在中點(diǎn)時，可以求出總電阻和總電流，然后根據(jù)求出通過R1產(chǎn)生的熱量； 解答：由圖甲所示電路圖可知，定值電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測定值電阻R1的兩端電壓。由圖甲所示電路可知，當(dāng)滑片在a端時，電路為R1的簡單電路，電壓表測電源兩端電壓，由圖乙所示圖像可知，電源電壓U=6V，故A正確；當(dāng)滑片位于b端時，R1與R2的最大阻值串聯(lián)，電壓表的示數(shù)最小，由圖乙所示圖像可知，變阻器的最大阻值R2=20Ω，故B正確；電壓表的最小示數(shù)U1=2V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓：，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流：，R1的阻值：，故C正確；當(dāng)滑片P移動中點(diǎn)時，電路的總電阻，總電流為，10s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量是 ，故D錯誤 故選：D。 【點(diǎn)睛】本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是從圖像中讀出滑動變阻器R2的阻值和對應(yīng)電壓表的示數(shù)。 二、填空題 11.如圖所示,電能表示數(shù)為______kW·h。觀察此表,你能得到哪些信息?請寫出一條:_____。 【答案】(1).751.8(2).這個電能表應(yīng)該在220V的電路中使用(或這個電能表的標(biāo)定電流為5A,額定最大電流為10A;或這個電能表在50Hz的交流電路中使用;或接在這個電能表上的用電器,每消耗1kW·h的電能,電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過2500轉(zhuǎn)) 【解析】 【詳解】在讀數(shù)時要注意電能表示數(shù)的最后一位數(shù)字是小數(shù)點(diǎn)后第一位。如圖電能表的讀數(shù)為：751.8kW·h； 還能得到的信息：這個電能表應(yīng)該在220V的電路中使用(或這個電能表的基本電流為5A,額定最大電流為10A; 該電能表在50Hz的交流電路中使用; 每消耗1kW·h的電能,電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過2500轉(zhuǎn)。 12.只將一個“220V800W”的電暖氣接入示數(shù)為如圖所示的電能表所在的電路中，正常工作5h，消耗電能___________kW?h，此時電能表示數(shù)變?yōu)開____。 【答案】(1).4(2).03660 【解析】 解答：(1)由電暖器銘牌知，電暖器的功率P＝800W＝0.8kW，則5h電暖器消耗的電能W＝Pt＝0.8kW×5h＝4kW?h，(2)由圖知，電能表原來的示數(shù)是362.0kW?h，則電能表現(xiàn)在的示數(shù)是362.0kW?h+4kW?h＝366.0kW?h，則電能表示數(shù)將變?yōu)?3660. 13.把標(biāo)有“3.8V1.52W”字樣的小燈泡接在電壓為5V的電路中，且正常發(fā)光，應(yīng)給小燈泡_______聯(lián)一個_______Ω的電阻。 【答案】(1).串(2).3 【解析】 【詳解】由題知，電源電壓高于燈泡的額定電壓， 要使“3.8V1.52W”字樣的小燈泡接在電壓為5V的電源上正常工作，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)知，需要給它串聯(lián)一個電阻，以分去一部分電壓； 根據(jù)得燈的正常工作電流為： 串聯(lián)電路中各處的電流相等，則； 因串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和，得電阻兩端的電壓為： 根據(jù)得串聯(lián)電阻的阻值為： 。 【點(diǎn)睛】重點(diǎn)是歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是利用好串聯(lián)電路的電壓和電流特點(diǎn)，是電路的最基本規(guī)律，是分析電路的基礎(chǔ)，一定要熟練掌握。 14.當(dāng)電阻R1兩端電壓為3V時通過的電流為0.2A，則R1的電阻為_______Ω，當(dāng)它與R2=5Ω并聯(lián)工作時，電功率之比P1：P2=_______，電流之比I1：I2=_______。 【答案】(1).15(2).1：3(3).1：3 【解析】 【分析】 由歐姆定律可計(jì)算R1的電阻，由并聯(lián)電路特點(diǎn)結(jié)合歐姆定律和電功率公式計(jì)算兩電阻的功率和電流比。 【詳解】由題知，R1兩端的電壓為3V時，通過的電流為0.2A，由歐姆定律可得R1的電阻：；并聯(lián)電路中各支路兩端電壓都相等，當(dāng)兩電阻并聯(lián)時，U1=U2，所以通過它們的電流比：；由可得，兩電阻的電功率比：。 故答案為：(1).15(2).1：3(3).1：3 【點(diǎn)睛】本題考查了并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律以及電功率公式的應(yīng)用，屬于一道基礎(chǔ)題。要注意明確并聯(lián)電路中電壓相等，功率與電流成正比。 15.利用如圖中的電路測小燈泡的額定功率,小燈泡的額定電壓是1.5V,若發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)是1.8V,則滑動變阻器的滑片應(yīng)向____移動;若電壓表示數(shù)為1.0V,則滑片應(yīng)向____移動。 【答案】(1).右(2).左 【解析】 【詳解】如圖電路，滑動變阻器跟小燈泡串聯(lián),當(dāng)小燈泡兩端的電壓高于其額定電壓時,可使滑片向右滑動,使滑動變阻器連入電路的電阻變大，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律，滑動變阻器所分得的電壓變大,小燈泡兩端的電壓變??；同理，當(dāng)小燈泡兩端的電壓小于其額定電壓時,應(yīng)使滑動變阻器的阻值變小，滑片向左移。 16.圖甲是小燈泡L和電阻R的電流隨電壓變化圖象，將它們按圖乙所示接入電路中，只閉合開關(guān)S，小燈泡的實(shí)際功率為1W；再閉合開關(guān)S1，電流表示數(shù)變化了_____A，此時電路消耗的總功率為_____W。 【答案】(1).0.2；(2).1.4 【解析】 【詳解】由于只閉合開關(guān)S時，小燈泡的實(shí)際功率為1W，由甲中的圖像可知，L對應(yīng)的曲線即為燈泡的電壓隨電流的變化圖像，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓為2V時，燈泡中的電流為0.5A，此時燈泡的電功率才正好是1W，由此可以判斷出，電源電壓是2V，當(dāng)再閉合開關(guān)S1時，電阻R的兩端電壓也是2V，再由圖像甲可知，電阻R中通過的電流為0.2A，而燈泡中通過的電流仍不變，故電流表示數(shù)變化了0.2A； 此時電阻R的電功率為P1＝2V×0.2A＝0.4W，燈泡的電功率為P2＝2V××0.5A＝1W；電路消耗的總功率為P＝P1+P2＝0.4W+1W＝1.4W。 17.如圖所示電路中，電源電壓恒為6V，R1=30Ω，只閉合開關(guān)S時，電流表示數(shù)為_______A；同時閉合開關(guān)S、S1，電流表示數(shù)為0.5A，則通電1分鐘電阻R2產(chǎn)生的熱量為________J。 【答案】(1).0.2(2).108 【解析】 試題分析：（1）只閉合開關(guān)S時，電路中只有電阻R1，根據(jù)歐姆定律可得，電流表示數(shù)I=U/R1=6V/30Ω=0.2A。 （2）同時閉合開關(guān)S、S1，電阻R1、R2并聯(lián)，電流表測干路的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系，通過電阻R2的電流I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A，所以通電1分鐘電阻R2產(chǎn)生的熱量Q=W=UIt=6V×0.3A×60s=108J。 考點(diǎn)：歐姆定律的應(yīng)用并聯(lián)電路電流關(guān)系電功 18.【2017?威海卷】一個標(biāo)有“220V1200W”的電熱水壺．要在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將2kg溫度為20℃的水燒開，水需要吸收的熱量是______J，若不計(jì)熱損失，電熱水壺正常工作時燒開這壺水需要的時間是____s．（水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃） 【答案】(1).6.72×105J(2).560 【解析】 試題分析：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)為100℃，水吸收的熱量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×2kg×=6.72×105J；因?yàn)殡姛崴畨卣９ぷ?，所以P=P額=1200W，不計(jì)熱損失，Q吸=W=Pt，所以電熱水壺正常工作時燒開這壺水需要的時間：t===560s。 【考點(diǎn)定位】電功與熱量的綜合計(jì)算 三、實(shí)驗(yàn),探究題 19.在“探究影響電流做功的因素”的實(shí)驗(yàn)中：有以下器材兩個規(guī)格不同的燈泡，電流表，電壓表，開關(guān)，滑動變阻器，電源及導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)過程如表： 問題： （1）在步驟1中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論有不妥之處，請改正：__； （2）在步驟2中的空白處補(bǔ)填適當(dāng)?shù)膬?nèi)容； （） （3）在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)__來反映電流做功的多少． 【答案】(1).在電流與時間相等時，電壓越大，電流做功越多(2). (3).燈泡亮度． 【解析】 【詳解】（1）如圖為串聯(lián)電路，電流相等，探究電流做功與電壓的關(guān)系，可得出的結(jié)論是：在電流與時間相等時，電壓越大，電流做功越多．故題中結(jié)論缺少了“在電流與時間相等時”這一條件； （2）探究電流做功與電流的關(guān)系，兩燈應(yīng)并聯(lián)，可以保證電壓相等，故設(shè)計(jì)電路圖如下： 通過觀察燈泡的亮度和電流表示數(shù)，可以得出結(jié)論：在電壓和時間相等時，電流越大，電流做功越多； （3）在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)燈泡亮度來判斷電流做功的多少，轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用． 20.在測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，小剛連接了如圖所示的電路，閉合開關(guān)前，他發(fā)現(xiàn)電路連接有誤，他又在圖示電路中只增加了一根導(dǎo)線，電路就正常工作了．問： （1）如果閉合圖示電路中的開關(guān)，電壓表的讀數(shù)約為__，電流表的讀數(shù)約為__，小燈泡發(fā)光情況如何，__． （2）在圖中畫出小剛連接的那條導(dǎo)線． （） 【答案】(1).6V(2).0(3).不發(fā)光(4). 【解析】 【詳解】（1）如圖電路，改動前電壓表串聯(lián)在電路中，電流表與電阻、燈泡并聯(lián)。 因?yàn)殡娏鞅淼膬?nèi)電阻很小，所以閉合開關(guān)后，電燈泡和定值電阻被電流表短路，只有電壓表、電流表和滑動變阻器串聯(lián)接入電路中，又因?yàn)殡妷罕淼膬?nèi)電阻很大，根據(jù)歐姆定律知，電路中的電流幾乎為0，燈不發(fā)光； 根據(jù)分壓原理，電壓表分得絕大部分電壓，所以它的示數(shù)接近電源電壓6V； （2）在測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電壓表應(yīng)與燈并聯(lián)，增加如圖所示的導(dǎo)線，這樣就把電壓表并聯(lián)在了燈泡兩端，電流表測量通過燈泡的電流，滑動變阻器還能改變電路電流，符合實(shí)驗(yàn)要求，如下圖： 21.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用下圖所示器材測量小燈泡的電功率。已知電源電壓恒為6V不變，待測燈泡的額定電壓為3.8V，功率估計(jì)在1.1W左右。 (1)請?jiān)趫D甲中用筆畫線代替導(dǎo)線，使其成為完整的實(shí)驗(yàn)電路_____。 (2)請根據(jù)實(shí)物圖在右側(cè)虛線框內(nèi)畫出對應(yīng)電路圖____。 (3)連接電路時，開關(guān)應(yīng)該___________。 (4)閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片P應(yīng)該位于______端（選填A(yù)或B）。 (5)閉合開關(guān)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，電流表沒有示數(shù)，燈泡不亮，電壓表示數(shù)接近電源電壓，此時電路故障為________。 (6)故障排除后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器換片P，使燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖丙所示為______________A，則待測燈泡的額定功率為_______W； (7)若實(shí)驗(yàn)器材中電壓表0~15V量程被損壞，利用上圖器材怎樣測定待測燈泡的額定功率？簡要步驟____。 【答案】(1).(2).(3).斷開(4).B(5).小燈泡斷路(6).0.3(7).1.14(8).把電壓表和變阻器并聯(lián)，移動滑片至電壓表示數(shù)等于2.2V，讀出電流表示數(shù)。 【解析】 試題分析：（1）待測燈泡的額定電壓為3.8V，所以電壓表應(yīng)選擇0——15V的量程； （2）根據(jù)實(shí)物圖可知燈泡、滑動變阻器和電流表串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，所以對應(yīng)電路圖為 （3）為了保護(hù)電路，連接電路時，開關(guān)應(yīng)該處于斷開狀態(tài)； （4）為了防止電路中電流過大，閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片P應(yīng)該位于阻值最大處，應(yīng)離A接線柱最遠(yuǎn)，P應(yīng)該位于B端； （5）閉合開關(guān)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，電流表沒有示數(shù)，燈泡不亮，這說明電路中出現(xiàn)斷路，電壓表示數(shù)接近電源電壓，這說明電壓表可以連接在電源的兩端，中間沒有斷路，此時電路故障為小燈泡斷路； （6）如圖電流表的量程為0-0.6A，分度值為0.02V，待測燈泡的額定電壓為3.8V，燈泡正常發(fā)光電流表的示數(shù)為0.3A，則待測燈泡的額定功率; （7）若實(shí)驗(yàn)器材中電壓表0~15V量程被損壞，若換用0~3V量程，待測燈泡的額定電壓為3.8V，燈泡正常發(fā)光時會燒壞，由于燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電源電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，當(dāng)滑動變阻器兩端的電壓為6V-3.8V=2.2V時燈泡正常發(fā)光， 簡要步驟把電壓表和變阻器并聯(lián)，移動滑片至電壓表示數(shù)等于2.2V，讀出電流表示數(shù)。 【考點(diǎn)定位】測量小燈泡的電功率 22.小明和小紅想利用如圖所示的裝置探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系。兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲,燒瓶A中的金屬絲是銅絲,電阻比較小,燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲,電阻比較大。兩瓶煤油中的溫度計(jì)可以顯示煤油的溫度。 (1)根據(jù)________法的研究思想,應(yīng)該使這兩個燒瓶中煤油的質(zhì)量相等。 (2)小紅問小明:“打開水龍頭就可以得到水,為什么不用水代替煤油?”對于這個問題,小明與他的同學(xué)給出了下列四種答案,你認(rèn)為最合理的是___。 A.因?yàn)槊河陀蓄伾阌谟^察 B.因?yàn)槊河陀斜容^大的熱值 C.因?yàn)槊河陀斜容^小的密度 D.因?yàn)槊河陀斜容^小的比熱容 (3)實(shí)驗(yàn)中,小明和小紅發(fā)現(xiàn)燒瓶B中溫度計(jì)的示數(shù)升高得快。這表明在電流和通電時間相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越____,產(chǎn)生的熱量越多。 (4)小紅把實(shí)驗(yàn)裝置做了一些改動:在相同的燒瓶A、B中裝滿煤油,用細(xì)玻璃管代替溫度計(jì)做實(shí)驗(yàn),當(dāng)煤油溫度上升時,會看到細(xì)玻璃管內(nèi)的液面明顯上升。下列實(shí)驗(yàn)中也用到這種思想和方法的是____。 A.將不同的電阻絲分別接到同一電路中,通過比較電流的大小來比較電阻的大小 B.將乒乓球靠近發(fā)聲的音叉,通過乒乓球被彈開顯示音叉在振動 C.讓不同的紙團(tuán)從相同高度同時下落,通過落地的先后判斷運(yùn)動的快慢 D.將小鐵屑均勻撒在磁體周圍,通過觀察鐵屑的分布情況來認(rèn)識磁場的分布情況 【答案】(1).控制變量(2).D(3).大(4).BD 【解析】 【詳解】(1)本實(shí)驗(yàn)中，通電后電流通過電阻絲做功,產(chǎn)生熱量使煤油的溫度升高,通過觀察溫度計(jì)的示數(shù)大小來判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少,為準(zhǔn)確反映電流產(chǎn)生熱量的多少,應(yīng)控制兩個燒瓶中所盛煤油的質(zhì)量相等,應(yīng)用了控制變量的思想。 (2)因?yàn)槊河偷谋葻崛荼人男?相同質(zhì)量的煤油和水比較,吸收相同的熱量,煤油溫度升高得多,所以用煤油做實(shí)驗(yàn)效果更明顯。 (3)發(fā)現(xiàn)燒瓶B中溫度計(jì)的示數(shù)升高得快，因?yàn)锽中電阻絲的電阻大，所以由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,在電流和通電時間相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。 (4)本題通過液面高度的上升來反映溫度的變化,采用了轉(zhuǎn)換法,轉(zhuǎn)換法常用來演示一些不易觀察的現(xiàn)象。 選項(xiàng)A中將不同的電阻絲分別接到同一電路中,通過比較電流的大小來比較電阻的大小,應(yīng)用了控制變量法; 選項(xiàng)B中將乒乓球靠近發(fā)聲的音叉,通過乒乓球被彈開顯示音叉在振動,采用了轉(zhuǎn)換法; 選項(xiàng)C中讓不同的紙團(tuán)從相同高度同時下落,通過落地的先后判斷運(yùn)動的快慢,采用了控制變量法; 選項(xiàng)D中將小鐵屑均勻撒在磁體周圍,通過觀察鐵屑的分布情況來認(rèn)識磁場的分布情況,采用了轉(zhuǎn)換法。 故選：BD。 四、計(jì)算題 23.如圖所示將一個小電動機(jī)接在電路中工作時，電壓表示數(shù)為3V，電流表示數(shù)為0.5A，該電動機(jī)在10s時間內(nèi)把質(zhì)量m=0.4kg的物體提升3m，（g取10N/kg）請計(jì)算： （1）這段時間內(nèi)電動機(jī)消耗的電能； （2）這段時間內(nèi)電動機(jī)對物體所做的功； （3）電動機(jī)線圈的電阻． 【答案】（1）15J；（2）12J；（3）1.2Ω． 【解析】 【詳解】（1）根據(jù)得，這段時間內(nèi)電動機(jī)消耗的電能： W電=UIt=3V×0.5A×10s=15J； （2）根據(jù)得，這段時間內(nèi)電動機(jī)對物體所做的功： W機(jī)=Gh=mgh=0.4kg×10N/kg×3m=12J； （3）消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即W電=W機(jī)+Q， 則電流通過線圈產(chǎn)生的熱量：Q=W電﹣W機(jī)=15J﹣12J=3J， 由Q=I2Rt可得，線圈的電阻： 。 24.如圖所示，R0是阻值為10Ω的定值電阻，R為滑動變阻器，燈泡上標(biāo)有“4V2W“字樣，且小燈泡的阻值始終保持不變。當(dāng)斷開S2，閉合S、S1時，燈泡恰好正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為U1；斷開S1，閉合S、S2，將滑動變阻器的滑片P置于中點(diǎn)時，電壓表數(shù)為U2，已知U2與U1相差1V，求： （1）燈泡的額定電流； （2）電源的電壓； （3）滑動變阻器最大阻值； （4）該電路消耗的最小電功率。 【答案】（1）0.5A；（2）9V；（3）32Ω；（4）2.275W。 【解析】 【詳解】（1）燈泡的額定電流I＝＝0.5A； （2）當(dāng)斷開S2，閉合S、S1時，R0和燈泡串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，所以電路中的電流是0.5A,則R0兩端的電壓U1＝IR0＝0.5A×10Ω＝5V，電源電壓U＝U額+U1＝4V+5V＝9V； （3）閉合S、S2，R和燈泡串聯(lián)，滑動變阻器兩端的電壓最大時，其阻值最大，所以U2應(yīng)比U1大1V，即U2＝U1+1V＝6V，燈泡兩端的電壓UL＝U﹣U2＝9V﹣6V＝3V燈泡的電阻RL＝＝8Ω，根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可得，，，解得：R滑＝16Ω，因?yàn)榛糜谥悬c(diǎn)，所以R滑大＝2R滑＝2×16Ω＝32Ω； （4）S1斷開S、S2閉合，片P置于最大電阻位置時，R和燈泡串聯(lián)，此時電阻最大，功率最小，P?。剑?.275W。 【點(diǎn)睛】（1）根據(jù)P＝UI求出燈泡的額定電流； （2）當(dāng)斷開S2，閉合S、S1時，R0和燈泡串聯(lián)，電壓表測量R0兩端的電壓，此時燈泡正常發(fā)光，求出兩端的電壓，再求出電源電壓； （3）閉合S、S2，R和燈泡串聯(lián)，電壓表測量R0兩端的電壓，且U2與U1相差1V，求滑動變阻器的最大阻值，所以它兩端的電壓應(yīng)該最大，所以U2應(yīng)比U1大1V，據(jù)此求解滑動變阻器的最大阻值； （4）根公式可知，要求電路消耗的最小電功率，就要電路總電阻最大，即斷開S1，閉合S、S2，將滑動變阻器的滑片P置于最大電阻位置時。 25.如圖所示的電路，電源電壓保持不變，R1=20Ω，當(dāng)閉合開關(guān)S1、S3，斷開S2時，電流表的示數(shù)為0.3A，當(dāng)閉合開關(guān)能S2、S3，斷開S1時，電流表的示數(shù)為1.2A． （1）求電源電壓； （2）求電阻R2的阻值； （3）當(dāng)閉合S1，斷開S2、S3時，電路消耗的電功率為P1；當(dāng)閉合S2，斷開S1、S2時，電路消耗的電功率為P2，且P1：P2=1：2，求電阻R3的阻值； （4）求整個電路消耗的最小電功率． 【答案】（1）6；（2）5歐；（3）10歐；（4）1.2W 【解析】 【詳解】（1）如圖電路，閉合開關(guān)S1、S3，斷開S2，此時R3短路，只有R1接入電路，電流表測電路中的電流，根據(jù)得，電源電壓為： U=I1R1=0.3A×20Ω=6V； （2）閉合開關(guān)能S2、S3，斷開S1，此時只有R2接入電路，電流表的示數(shù)為1.2A，根據(jù)可得，電阻R2的阻值： ； （3）閉合S1，斷開S2、S3，此時R1、R3串聯(lián)，電路消耗的電功率為： ； 閉合S2，斷開S1、S2，此時R2、R3串聯(lián)，電路消耗的電功率為： ； 由題意知P1：P2=1：2，即：， 將R1=20Ω，R2=5Ω代入解得R3=10Ω； （4）電路的總電阻最大時，電路中電流最小，電路消耗的電功率最小； 由圖知當(dāng)R1與R3串聯(lián)時，電阻最大，電路的最大電阻為： R=R1+R3=20Ω+10Ω=30Ω， 則整個電路消耗的最小電功率為： 。 26.有一款新型智能電熱水壺，有高、中、低三檔，并可以手動調(diào)節(jié)，它的等效電路圖如圖所示，其中R1=R2=88Ω，均為電熱絲，單刀雙擲開關(guān)S2可接a或b． （1）開關(guān)S1、S2處于什么狀態(tài)時，電熱水壺處于低溫檔？ （2）電熱水壺處于中溫檔時的電流是多大？ （3）用高溫檔加熱時，電功率是多大？把1kg水從20℃加熱到100℃需要多長時間？[已知c水=4.2×103J/（kg?℃），不計(jì)熱量損失，時間計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)即可]． 【答案】（1）低溫檔；（2）2.5A；（3）1100W；305s 【解析】 試題分析：（1）由電路圖知，當(dāng)S1斷開，S2接b時，R1、R2串聯(lián)，電路總電阻最大，電源電壓U一定，由P=可知，此時總功率小，電熱水壺處于低溫?fù)酰唬?）由電路圖知，當(dāng)S1閉合，S2接b時，只有R1連入電路，電路中電阻較大，不是最大，電源電壓U一定，由P=可知，此時總功率較小，電熱水壺處于中溫?fù)?；則處于中溫檔時的電流：I===2.5A；（3）當(dāng)當(dāng)S1閉合，S2接a時，R1、R2并聯(lián)，總電阻最小，由P=可知，總功率最大，電熱水壺處于高溫?fù)?，R1、R2并聯(lián)時，總電阻：R并===44Ω，高溫檔加熱時，電路消耗的功率：P高===1100W；把1kg水從20℃加熱到100℃吸收的熱量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J；不計(jì)熱量損失，W=Q=3.36×105J；由P=可得，所需時間t==≈305s。 【考點(diǎn)定位】電功與熱量的綜合計(jì)算 導(dǎo)線規(guī)格導(dǎo)線橫截面積S/mm22.54610安全載流量I/A28374768步驟電路圖觀察的現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論1燈泡的亮度和電壓表示數(shù)電壓越大，電流做功越多2在電壓和時間相等時，電流越大，電流做功越多步驟電路圖12燈泡的亮度和電壓表示數(shù)在電壓和時間相等時，電流越大，電流做功越多

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