第十六章综合素质评价
一、填空题(每小题2分，共20分)
1．小明在阅读课外书籍时看到某电学物理量中用了“V·A·S”做为单位，你认为它是表示________(填物理量)的单位。
2．【教材改编题】将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一个电热毯分别接入220 V的电路中正常工作，通电时间相同，放热最多的用电器是________。
3．合肥天鹅湖畔旁的大楼灯光璀璨，如图是某大楼的电能表某两个时间的读数，若按0.6元/kW·h计算，该大楼这段时间应缴纳电费________元。
4．【立德树人·关爱父母】母亲节时小明送给妈妈一个额定功率是800 W的电吹风，800 W的物理意义是________________________________________________。
5．现有甲、乙、丙三盏灯，分别标有“220 V 40 W”、“110 V 40 W”、“36 V 40 W”的字样，若三盏灯并联使用，最亮的灯是________。
6．如图，电源电压为12 V，R1和R2为定值电阻，且R2＝4 Ω，通电10 s整个电路产生的热量为120 J，则R1＝________Ω。
7．【2023·阜阳模拟】一个灯泡上标有“6 V 3 W”的字样，如果将该灯泡接在15 V的电源上，应该串联一个阻值为______Ω的定值电阻，灯泡才能正常发光(不考虑灯丝电阻的变化)。
8．如果加在某一个定值电阻两端的电压从6 V升高到10 V，通过该电阻的电流变化了0.4 A，则该电阻的电功率变化了________W。
9．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电流为2 A，闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I－U关系图像如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值是__________Ω。
10．如图所示电路，电源电压为8 V保持不变，闭合开关S，当滑片P在a端时，电流表示数为0.1 A，R2消耗的电功率为0.6 W；当滑片P在b端时，R1消耗的电功率为________W。
二、选择题(每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的)
11．在“野外生存”挑战活动中，小明将锡箔纸连接在干电池两端，一段时间后锡箔纸燃烧起来，使他获得了火苗。下列用电器中，主要利用该原理工作的是( )
A．电熨斗 B．空调 C．电风扇 D．电视机
12．小明根据如图电冰箱的铭牌，得出了以下结论，其中说法正确的是( )
A．该电冰箱在电压不高于220 V时均可以正常工作
B．该电冰箱只有接在220 V、50 Hz的电源两端才能正常工作
C．该电冰箱正常工作时通过它的电流可达到5 A以上
D．该电冰箱每天耗电2.4 kW·h
13．甲、乙两个电热杯及其铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下列说法中正确的是( )
A．甲的电阻小于乙的电阻
B．两电热杯均正常工作时，相同时间内消耗的电能一样多
C．若将乙接在电压为110 V的电路中，它的实际功率为500 W
D．若将两电热杯串联后接在电压为220 V的电路中，相同时间内甲消耗的电能较多
14．将灯泡L和定值电阻R以图甲方式连在6 V的电源上，图乙是L和R的U－I图像，结合图中信息可知( )
A．灯泡L的电阻随着电流的增大而减小
B．灯泡L的实际阻值为10 Ω
C．灯泡L的实际功率为0.8 W
D．定值电阻R的实际功率为6.4 W
15．【2022·淮北二模】将甲、乙两灯串联在电路中，甲灯比乙灯亮，则下列判断正确的个数是( )个。
①甲灯两端的电压比乙灯两端的电压大；②通过甲灯的电流比通过乙灯的电流大；③甲灯的电阻比乙灯的电阻大；④甲灯的额定功率比乙灯的额定功率大；⑤甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大。
A．2 B．3 C．4 D．5
16．【学科素养·模型建构】小夏将n个“3 V 0.3 W”的小灯泡，按照甲、乙两种连接方式分别接入电压为U的电路中(如图所示)，通过分别调节滑动变阻器R1和R2，使所有灯泡均正常发光。则甲、乙两电路中的总电流与总功率的关系正确的是( )
A．I甲＝I乙 B．I甲＝I乙 C．P甲＝nP乙 D．P甲＝n2P乙
17．【2022·合肥包河区期末】现有两种规格的灯泡L1“110 V 20 W”和L2“110 V 40 W”，为了使灯泡接入220 V的电路后都能正常发光，设计了如下所示电路，其中所有灯泡都能正常发光且电路总功率最小的是( )
三、实验题(第18小题8分，第19小题8分，共16分)
18．【2023·淮南模拟改编】小杰同学利用如图甲所示的器材测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“2.5 V”字样。
(1)请你用笔画线代替导线在图甲中加一根导线，使电路连接完整。
(2)电路连接完整后，当滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表示数为2 V，要想测出小灯泡的额定功率，小杰应将滑片向________(填“左端”或“右端”)移动，直到电压表示数为2.5 V。
(3)小明连接了如图甲所示的电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3 V保持不变。为了排除故障，接下来的操作合理的是________。
A．拧紧开关两端的接线柱
B．将小灯泡与底座拧紧
C．拧紧电流表两端的接线柱
(4)实验中，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，同时应观察__________(填“电压表”或“电流表”)示数。
(5)当小灯泡正常发光时，电流表指针恰好在如图乙所示的位置，则小灯泡的额定功率是________W。
19．【2022·芜湖模拟改编】小华利用如图所示的装置来进行相关实验。
(1)探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”。
①该实验除了使用控制变量的研究方法，还使用了____________的方法。
②若要探究“电流通过导体时产生的热量与电流大小的关系”，除了图中的实验器材外，还必须增加的测量工具是天平和秒表；实验中先将滑片置于某一位置，通电一段时间后，记下两瓶中温度计上升的示数ΔtA、ΔtB；然后将滑片置于另一位置，改变电路中的电流，通电相同时间，观察两瓶中温度计上升的示数 Δt′A、Δt′B，分析数据时，通过比较________得出结论。
③这个实验的结论是：______________________________________________。
(2)小华还想利用此装置来探究“不同物质吸热升温的现象”。
①除了将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水之外，还将两电阻丝换成阻值相等的电阻丝；
②此实验中，用________来间接反映液体吸收热量的多少。
四、计算题(第20小题6分，第21小题7分，第22小题7分，共20分；解答要有必要的公式和过程)
20．电动机是现代生活和生产中一种重要的动力装置，它工作时主要把电能转化为机械能，还有一部分电能在线圈中转化为热能散失掉。
(1)电动机输出的机械功率和消耗的电功率之比叫做电动机的效率。若电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，请推证：电动机正常工作时的效率η＝1－。
(2)若一台额定电压为3 V的小直流电动机正常工作时，通过线圈的电流为0.3 A，线圈的电阻为2 Ω，求电动机正常工作10 s时获取的机械能。
21．【2022·淮南一模】如图所示，电源电压保持不变，灯泡L上标有“6 V 6 W”的字样，定值电阻R2的阻值为6 Ω，当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表示数为1.4 A，这时灯泡L恰好正常发光。求：
(1)电源电压。
(2)定值电阻R1的阻值。
(3)当开关S3闭合，S1、S2都断开时，灯泡L的实际电功率(不计温度对灯丝电阻的影响)。
22．【2023·阜阳期末改编】如图所示是小明家的蛋糕机简化电路图。蛋糕机的额定电压为220 V，低温挡的功率为220 W，中温挡的功率为440 W(此时S2接A，S1闭合)。求：
(1)R2的阻值。
(2)小明家的电能表上标有“3600 imp/(kW·h)”的字样，他断开家中的其他用电器，仅让该蛋糕机在高温挡下工作，观察到55 s内电能表的指示灯闪烁了40次，则此时他家的实际电压是多少？
答案
一、1．电功(或电能) 2．电热毯 3．60
4．该电吹风正常工作时，每秒钟消耗的电能是800 J
5．丙 6．8
7．18 点拨：灯泡正常发光时的电压UL＝6 V，功率PL＝3 W，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以灯泡正常发光时，串联电阻两端的电压UR＝U－UL＝15 V－6 V＝9 V。因串联电路中各处的电流相等，所以由P＝UI可得电路中的电流I＝IL＝＝＝0.5 A，串联电阻的阻值R＝＝＝18 Ω。
8．6.4 9．18
10．3.2 点拨：由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流。当滑片P在a端时，电流表的示数为0.1 A，由串联电路的电流特点可知，通过R1、R2的电流I1＝I2＝0.1 A，由P＝UI可知，此时R2两端的电压U2＝＝＝6 V。由串联电路的电压特点可知，R1两端的电压U1＝U－U2＝8 V－6 V＝2 V，由欧姆定律可知，R1的电阻R1＝＝＝200 Ω，滑片P在b端时，即滑动变阻器连入电路中的电阻为0，电路中只有R1，此时R1消耗的电功率为P1＝＝＝3.2 W。
二、11．A
12．B 点拨：由图可知，电冰箱的额定电压为220 V，当电压低于220 V时，不能正常工作，只有在220 V时才会正常工作，故A错误；根据铭牌中的数据可知，电冰箱的额定电压为220 V，额定频率为50 Hz，所以电冰箱只有接在 220 V、50 Hz的电源两端时才能正常工作，故B正确；电冰箱正常工作时通过它的电流为I＝＝≈0.45 A，故C错误；电冰箱工作24 h消耗的电能为W＝Pt＝0.1 kW×24 h＝2.4 kW·h，由于电冰箱不是连续工作的，所以电冰箱每天消耗的电能要小于2.4 kW·h，故D错误。故选B。
13．D 点拨：由题图可知，两电热杯的额定电压相同，根据P＝UI＝可得，甲的电阻为R甲＝＝＝96.8 Ω，乙的电阻为R乙＝＝＝ 48.4 Ω，由此可知，R甲＞R乙，故A错误；根据W＝Pt可知，两电热杯均正常工作时，相同时间内，由于甲的额定功率小于乙的额定功率，因此甲消耗的电能小于乙消耗的电能，故B错误；根据P＝UI＝可得，将乙接在电压为 110 V的电路中，它的实际功率为P乙′＝＝＝250 W，故C错误；若将两电热杯串联后接在电压为220 V的电路中，根据串联电路的电流规律可知，通过两电热杯的电流相等，根据W＝Pt＝I2Rt可得，相同时间内，甲的电阻较大，则甲消耗的电能较多，故D正确。
14．C 点拨：由图乙可知，灯泡L的电阻随着电流的增大而增大，故A错误；从图甲中可以看出，电阻与灯泡串联。从图乙中可以看出，当电阻电压为4 V时，灯泡电压为2 V，灯泡与电阻的电压之和正好等于6 V，此时电路的电流为 0.4 A，灯泡L的实际阻值为R＝＝＝5 Ω，故B错误；灯泡L的实际功率为P＝UI＝2 V×0.4 A＝0.8 W，故C正确；定值电阻R实际功率为P′＝U′I＝4 V×0.4 A＝1.6 W，故D错误。
15．B
16．C
17．C 点拨：根据P＝可知，当额定电压一定时，额定功率与灯的电阻成反比，因为两灯的规格为L1“110 V 20 W”和L2“110 V 40 W”，所以假设灯泡L2的电阻为R，则L1的电阻为2R。A图中，两个L1串联、两个L2串联，之后再并联，根据串、并联电路电压规律可知，每个灯两端实际电压都是110 V，所以都能正常发光；根据串、并联电路电阻规律可知，电路总电阻为RA＝＝R；B图中，两组L1、L2分别并联，然后再串联，根据串、并联电路电压规律可知，每个灯两端实际电压都是110 V，所以两灯都能正常发光，根据串、并联电路电阻规律可知，电路总电阻RB＝＋＝R；C图中两个L1先并联，再与一个L2串联；两个L1并联后的电阻为R，根据串、并联电路电压规律可知，每个灯两端实际电压都是110 V，所以都能正常发光，电路总电阻为RC＝＋R＝2R；D图中，两个L2并联，再与一个L1串联，两个L2并联后的电阻为，小于L1的电阻，根据串、并联电路电压规律可知，此时L2两端实际电压小于110 V，而L1两端电压大于110 V，L1与L2都不能正常发光；根据P＝可知，在电源电压一定时，C图电路中的总电阻最大，电路的总功率最小。故C符合题意，A、B、D不符合题意。
三、18．解：(1)如图所示。
(2)左端
(3)B
(4)电压表
(5)0.8
19．(1)①转换 ②Δt′A与ΔtA(或Δt′B与ΔtB)
③电阻与通电时间一定时，导体的电流越大，产生的热量越多
(2)②加热时间 点拨：(1)用滑动变阻器改变电流的大小，通过比较同一瓶中煤油升高的温度的变化，比较吸收热量的多少；(2)根据转换法可知，水和煤油吸收热量的多少是通过比较加热时间来反映的。
四、20．解：(1)电动机消耗的电功率P电＝UI，电动机的发热功率P热＝I2R，电动机输出的机械功率P机械＝P电－P热＝UI－I2R，电动机工作时的效率η＝＝＝1－。
(2)10 s内电动机消耗的电能W＝UIt＝3 V×0.3 A×10 s＝9 J，10 s内线圈产生的热量Q＝I2Rt＝(0.3 A)2×2 Ω×10 s＝1.8 J，获取的机械能W机＝W－Q＝9－1.8 J＝7.2 J。
21．解：(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，定值电阻R2被短路，灯泡L和R1并联，电流表测干路电流，此时灯泡L恰好正常发光，灯泡两端的电压为UL＝6 V，根据并联电路电压的规律可知，电源电压U＝U1＝UL＝6 V。
(2)灯泡L恰好正常发光时，通过的电流为IL＝＝＝1 A，根据并联电路电流规律可知，通过电阻R1的电流I1＝I－IL＝1.4 A－1 A＝0.4 A，定值电阻R1的阻值R1＝＝＝15 Ω。
(3)灯泡L的电阻RL＝＝＝6 Ω，当开关S3闭合，S1、S2都断开时，灯泡L和R2串联，此时电路中的电流I′＝＝＝0.5 A，灯泡L的实际电功率PL′＝I′2RL＝(0.5 A)2×6 Ω＝1.5 W。
22．解：(1)当开关S1闭合、S2与触点A连接时，电路中只有R1，电路中电阻较大，电源电压一定，由P＝可知蛋糕机处于中温挡，P中温＝440 W，由P＝可得R1的阻值R1＝＝＝110 Ω；当开关S1断开、S2与触点A连接时，电路中R1、R2串联，电路中电阻最大，电源电压一定，由P＝可知蛋糕机处于低温挡，P低温＝220 W，由P＝可得串联总电阻R总＝R1＋R2＝＝＝220 Ω，R2的阻值R2＝R总－R1＝220 Ω－110 Ω＝110 Ω。
(2)电能表上所标“3 600 imp/(kW·h)”表示电路中每消耗1 kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁3 600次。指示灯闪烁40次时，蛋糕机消耗的电能W＝kW·h＝×3.6×106 J＝4×104 J，当开关S1闭合、S2与触点B连接时，电路中R1、R2并联，电路中电阻最小，电源电压一定，由P＝可知电路电功率最大，此时蛋糕机处于高温挡。因为R1＝R2＝110 Ω，所以并联电阻R并＝×110 Ω＝55Ω，由W＝t可得实际电压U实际＝＝＝200 V。
