单元评价检测(六)(第十八章)
(90分钟 90分)
一、选择题(本题共8个小题,每小题3分,共24分。第1~6题为单项选择题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。第7、8题为多项选择题,在每小题给出的四个选项中,至少有两项是符合题目要求的,全选对得3分,选对但不全的得1分,选错或不选得0分)
1.当两台家用电器正常工作时,功率大的用电器一定比功率小的用电器 (C)
A.消耗电能多 B.消耗电能少
C.消耗电能快 D.消耗电能慢
2.智能手机在现代生活中的作用越来越重要,频繁使用会导致它的电能消耗得很快,当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间,这是通过以下哪种方式实现的 (B)
A.降低散热能力 B.减小总功率
C.增大电池电压 D.增大电流
3.周末,小明在家复习完功课后,打开家里的液晶电视机观看电视节目。这台电视机正常工作,消耗1 kW·h的电能大约需要 (D)
A.1 s B.1 min C.1 h D.10 h
4.一块手机用的锂电池,上面标明电压为3.7 V,容量为1 000 mA·h,它充满电后,存储的电能大约是 (D)
A.3.7 J B.3.7×103 J
C.3.7 kW·h D.1.3×104 J
5.灯泡L1、L2分别标有“220 V 100 W”“220 V 40 W”的字样,将它们接入220 V的电路中,则 (A)
A.L1、L2并联时,L1比L2亮 B.L1、L2并联时,亮度相同
C.L1、L2串联时,L1比L2亮 D.L1、L2串联时,亮度相同
6.使用相机的慢镜头模式拍摄某白炽灯通电时的发光情况,图甲①到⑥依次显示出灯泡从通电开始到达最大亮度的过程。同时测得通过灯泡的电流随时间变化如图乙所示,已知灯泡达到最亮后,其亮度和电流均保持不变。在实验过程中,灯泡两端的电压保持恒定不变,则下列结论正确的是 (D)
A.灯正常发光时的电流为3 A
B.从第6 s开始,灯稳定发光
C.灯变亮过程中实际功率变大
D.从图甲①到⑤的发光过程中,灯丝阻值越来越大
7.(多项选择)额定电压均为6 V的甲、乙两灯,I-U图线如图所示,下列说法正确的是 (B、C)
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B.甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
C.甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,实际功率之比为1∶3
D.甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,电阻之比为3∶2
8.(多项选择)如图所示电路电源两端电压为4.5 V并保持不变,定值电阻R1的阻值为5 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20 Ω,电流表量程0~0.6 A,电压表量程0~3 V。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由b端向a端移动过程中,下列说法正确的
是 (A、B、D)
A.电流表、电压表的示数变大
B.电压表与电流表的比值不变
C.滑动变阻器R阻值最小为0
D.电路消耗的最大总功率2.7 W
二、填空题(本题共4个小题,每空2分,共10分)
9.电热暖手宝(俗称电暖宝)是冬季暖手、暖足的理想用品,有防爆免烫和温控保护装置(温度达到设定温度可自动切断电路)。电暖宝在充电时利用了电流的 热 效应。
10.某天下午光照充足,小丽弟弟开着日光灯在家中看电视节目(假设家中其他用电器均关闭)。为支持“碳中和”的目标,小丽关闭日光灯,只让电视机工作,则在相同时间内电路消耗的电能 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
11.某天,小伟爸爸对妈妈说:“咱们家上个月外出旅游节省了100度电,家里的LED灯是20 W的。节省的电能可以让5 000个这样的LED灯工作。”请你评价小伟爸爸的说法: 小伟爸爸的说法是错误的,因为“度”是电能的单位,“W”是电功率的单位(合理即可) 。
12.如图所示电路中,a、b、c分别是三只电表(电压表或电流表),R1=10 Ω,R2=20 Ω,电源电压恒为6 V,闭合开关S,当电表a、b为电流表,c为电压表时,电表b的示数
0.9 A ;当电表a、b为电压表,c为电流表,R2消耗的电功率为 0.8 W 。
三、作图题(本题共3个小题,每小题2分,共6分)
13.如图是测量小灯泡(2.5 V 0.3 A)电功率的电路,请你把实物电路连接完整。
答:
14.如图所示为探究“电流热效应与哪些因素有关”的实验装置,小明要探究电流热效应与电阻的关系,请你用笔画线代替导线,帮他把电路连接完整。
答:
15.热敏电阻是一种阻值随温度变化而变化的电子元件。如图所示是某用电器的部分电路,R1是热敏电阻,R2是阻值为20 Ω的定值电阻,串联电路两端的总电压是18 V。
电路中电流与热敏电阻感知的温度对应关系如表所示,请画出热敏电阻的功率P随温度t变化关系的图象。(用一条平滑的曲线表示)
温度t/℃ 10 20 40 60
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4
答:
四、简答题(本题共2个小题,每小题3分,共6分)
16.小明发现电热水壶的电源线都比较短,上网查询后才明白,国家为了消费者的使用安全,规定电热水壶这一类的液体加热器,电源线长度不能超过75 cm。请你利用所学知识解释电热水壶电源线不能过长的原因。
答:电热水壶属于大功率用电器,在电源电压一定时,由P=UI可知,通过电源线的电流较大;当电源线的材料和横截面积一定时,电源线越长,电源线的电阻越大;当电流和通电时间一定时,由Q=I2Rt可知,电阻越大,电源线产生的热量越多,电源线温度会急剧升高,容易烧坏电源线的绝缘外皮,甚至引起火灾,所以电热水壶电源线不能过长。
17.学习电学知识后,爸爸拿出家中曾经用过的电炉子,给小明讲解,电炉子的电热丝用的时间较长时会变细,所以电炉子实际功率会变小。请问爸爸的观点“电炉子的电热丝变细后电炉子实际功率变小”是否正确 请你用所学的物理知识解释电炉子的电热丝变细后实际功率变化的原因。
答:正确。电炉子的电热丝变细后,横截面积变小,长度、材料不变,导致电热丝的电阻变大,而电热丝两端的电压不变,根据公式P=UI=可知,电热丝的实际功率会变小;因此爸爸的观点“电炉子的电热丝变细后电炉子实际功率变小”是正确的。
五、实验与科学探究题(本题共3个小题,第18题8分,第19、20题各10分,共28分)
18.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,小灯泡上标有“2.5 V”字样。
(1)答:
(1)图甲中有一根导线多余导致电路错误,请在这根导线上打“×”。
(2)改正电路错误后,在闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片调至 B 端。(选填“A”或“B”)
(3)闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是 C 。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为
0.75 W。
19.某学习小组在老师的指导下,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示,两个透明容器中密封着等量空气,U形管中液面最初相平,两个密闭容器中接入电热丝R1、R2,右边容器上方接入电热丝R3,在通电时间相同的情况下,观察两个U形管中液面高度的变化。
(1)本实验是根据 气体 (选填“气体”或“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少。
(2)已知R1=10 Ω,R3=6 Ω,为了研究导体产生的热量与电流的关系,则R2= 10 Ω。通电一定时间,观察到 甲 (选填“甲”或“乙”)容器U形管的液面高度差较大。由此得到的结论是: 在电阻和通电时间相同时,电流越大 ,导体产生的热量越多。
(3)若将并联的两根电热丝R3和R2都放入右边密闭容器中,则可研究导体产生的热量与 电阻 的关系。
20.张华同学采用如图甲所示的电路图测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率,电源电压恒为3 V。
(1)连接电路时,开关应处于 断开 状态;
(2)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数为0,电流表有示数,产生这一现象的原因是 A ;
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,继续进行实验,张华移动滑动变阻器的滑片,记录了多组数据,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象,如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为
0.625 W,图象是曲线的主要原因是 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 ;
(4)李英同学设计了另一种方案:不用电流表,但增加了一只阻值已知的定值电阻R0,用图丙所示的电路进行实验,也测量出了该小灯泡的额定功率。具体步骤如下:她闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额;然后保持滑片位置不变,将电压表接在“a”处的导线换接到“b”处,读出电压表示数U,利用此方法测量出小灯泡的额定功率表达式P= U额· (用已知和所测量的物理量符号表示)。
六、综合应用题(本题共2个小题,每小题8分,共16分。解答时需写出必要的文字说明、计算公式及过程,若只写出计算结果将不得分)
21.小付同学过年时买了一个电热杯垫给妈妈,如图甲所示。电热杯垫有加热和保温两挡功能(通过闭合或断开开关来实现),通过USB接口接到电脑上可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如图乙所示,R1、R2为加热元件,USB接口的输出电压为5 V,R1电阻为10 Ω,当处于加热状态时,整个电路消耗的功率为7.5 W。求:
(1)只闭合S1时,通过R1的电流是多少。
(2)保温30 min产生的热量是多少。
(3)电阻R2的阻值是多少。
解:(1)只闭合S1时,只有电阻R1工作,此时电路中电阻较大,由P=可知,电功率较小,为保温状态;此时通过R1的电流:I1===0.5 A。
(2)保温30 min产生的热量:Q=R1t=(0.5 A)2×10 Ω×30×60 s=4 500 J。
(3)当S1、S2同时闭合时,R1与R2并联,电路中电阻较小,电功率较大,处于加热状态。由P=UI可得,加热状态时整个电路的电流:
I===1.5 A;通过R2的电流为:I2=I-I1=1.5 A-0.5 A=1 A;由I=可得,电阻R2的阻值:R2===5 Ω。
22.小明利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率。他的做法是:关掉家里的其他用电器,只打开标有“220 V 1 210 W”的热水器,测得电能表标有
“1 800 r/(kW·h)”的铝盘在400 s内转过200转。假设热水器电热丝的阻值不变,请解答以下问题:
(1)求热水器电热丝的电阻;
(2)求热水器的实际功率和实际电压;
(3)图中是小明家的供电线路,已知此时供电站输出的电压是220 V,则供电站距他家多远 (已知每千米导线的电阻为5 Ω)
(4)请从物理的角度分析远距离输送电能时能量损失的原因,可以采取什么措施减小损失。
解:(1)由P=可得,热水器电热丝的电阻值:R===40 Ω。
(2)热水器消耗的电能:W== kW·h=×3.6×106 J=4×105 J;
热水器的实际功率:P实===1 000 W;
由P=可得,热水器的实际电压:U实===200 V;
(3)通过热水器的电流:I实===5 A。
此时电路的总电阻为:R总===44 Ω;
输电线的电阻:R线=R总-R=44 Ω-40 Ω=4 Ω;
供电站到小明家的距离:s==0.4 km=400 m。
(4)输电线上损失的电能主要转化为内能;输电线上损失的功率P损=I2R,输电线上的电流I=;因此在输电功率一定时,通过提高输电电压或减小输电线路的电阻可以减小能量损失。(合理即可)单元评价检测(六)(第十八章)
(90分钟 90分)
一、选择题(本题共8个小题,每小题3分,共24分。第1~6题为单项选择题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。第7、8题为多项选择题,在每小题给出的四个选项中,至少有两项是符合题目要求的,全选对得3分,选对但不全的得1分,选错或不选得0分)
1.当两台家用电器正常工作时,功率大的用电器一定比功率小的用电器 ( )
A.消耗电能多 B.消耗电能少
C.消耗电能快 D.消耗电能慢
2.智能手机在现代生活中的作用越来越重要,频繁使用会导致它的电能消耗得很快,当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间,这是通过以下哪种方式实现的 ( )
A.降低散热能力 B.减小总功率
C.增大电池电压 D.增大电流
3.周末,小明在家复习完功课后,打开家里的液晶电视机观看电视节目。这台电视机正常工作,消耗1 kW·h的电能大约需要 ( )
A.1 s B.1 min C.1 h D.10 h
4.一块手机用的锂电池,上面标明电压为3.7 V,容量为1 000 mA·h,它充满电后,存储的电能大约是 ( )
A.3.7 J B.3.7×103 J
C.3.7 kW·h D.1.3×104 J
5.灯泡L1、L2分别标有“220 V 100 W”“220 V 40 W”的字样,将它们接入220 V的电路中,则 ( )
A.L1、L2并联时,L1比L2亮 B.L1、L2并联时,亮度相同
C.L1、L2串联时,L1比L2亮 D.L1、L2串联时,亮度相同
6.使用相机的慢镜头模式拍摄某白炽灯通电时的发光情况,图甲①到⑥依次显示出灯泡从通电开始到达最大亮度的过程。同时测得通过灯泡的电流随时间变化如图乙所示,已知灯泡达到最亮后,其亮度和电流均保持不变。在实验过程中,灯泡两端的电压保持恒定不变,则下列结论正确的是 ( )
A.灯正常发光时的电流为3 A
B.从第6 s开始,灯稳定发光
C.灯变亮过程中实际功率变大
D.从图甲①到⑤的发光过程中,灯丝阻值越来越大
7.(多项选择)额定电压均为6 V的甲、乙两灯,I-U图线如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B.甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
C.甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,实际功率之比为1∶3
D.甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,电阻之比为3∶2
8.(多项选择)如图所示电路电源两端电压为4.5 V并保持不变,定值电阻R1的阻值为5 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20 Ω,电流表量程0~0.6 A,电压表量程0~3 V。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由b端向a端移动过程中,下列说法正确的
是 ( )
A.电流表、电压表的示数变大
B.电压表与电流表的比值不变
C.滑动变阻器R阻值最小为0
D.电路消耗的最大总功率2.7 W
二、填空题(本题共4个小题,每空2分,共10分)
9.电热暖手宝(俗称电暖宝)是冬季暖手、暖足的理想用品,有防爆免烫和温控保护装置(温度达到设定温度可自动切断电路)。电暖宝在充电时利用了电流的
效应。
10.某天下午光照充足,小丽弟弟开着日光灯在家中看电视节目(假设家中其他用电器均关闭)。为支持“碳中和”的目标,小丽关闭日光灯,只让电视机工作,则在相同时间内电路消耗的电能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
11.某天,小伟爸爸对妈妈说:“咱们家上个月外出旅游节省了100度电,家里的LED灯是20 W的。节省的电能可以让5 000个这样的LED灯工作。”请你评价小伟爸爸的说法: 。
12.如图所示电路中,a、b、c分别是三只电表(电压表或电流表),R1=10 Ω,R2=20 Ω,电源电压恒为6 V,闭合开关S,当电表a、b为电流表,c为电压表时,电表b的示数
;当电表a、b为电压表,c为电流表,R2消耗的电功率为 。
三、作图题(本题共3个小题,每小题2分,共6分)
13.如图是测量小灯泡(2.5 V 0.3 A)电功率的电路,请你把实物电路连接完整。
14.如图所示为探究“电流热效应与哪些因素有关”的实验装置,小明要探究电流热效应与电阻的关系,请你用笔画线代替导线,帮他把电路连接完整。
15.热敏电阻是一种阻值随温度变化而变化的电子元件。如图所示是某用电器的部分电路,R1是热敏电阻,R2是阻值为20 Ω的定值电阻,串联电路两端的总电压是18 V。
电路中电流与热敏电阻感知的温度对应关系如表所示,请画出热敏电阻的功率P随温度t变化关系的图象。(用一条平滑的曲线表示)
温度t/℃ 10 20 40 60
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4
四、简答题(本题共2个小题,每小题3分,共6分)
16.小明发现电热水壶的电源线都比较短,上网查询后才明白,国家为了消费者的使用安全,规定电热水壶这一类的液体加热器,电源线长度不能超过75 cm。请你利用所学知识解释电热水壶电源线不能过长的原因。
17.学习电学知识后,爸爸拿出家中曾经用过的电炉子,给小明讲解,电炉子的电热丝用的时间较长时会变细,所以电炉子实际功率会变小。请问爸爸的观点“电炉子的电热丝变细后电炉子实际功率变小”是否正确 请你用所学的物理知识解释电炉子的电热丝变细后实际功率变化的原因。
五、实验与科学探究题(本题共3个小题,第18题8分,第19、20题各10分,共28分)
18.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,小灯泡上标有“2.5 V”字样。
(1)
(1)图甲中有一根导线多余导致电路错误,请在这根导线上打“×”。
(2)改正电路错误后,在闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片调至 端。(选填“A”或“B”)
(3)闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是 。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为
W。
19.某学习小组在老师的指导下,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示,两个透明容器中密封着等量空气,U形管中液面最初相平,两个密闭容器中接入电热丝R1、R2,右边容器上方接入电热丝R3,在通电时间相同的情况下,观察两个U形管中液面高度的变化。
(1)本实验是根据 (选填“气体”或“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少。
(2)已知R1=10 Ω,R3=6 Ω,为了研究导体产生的热量与电流的关系,则R2= Ω。通电一定时间,观察到 (选填“甲”或“乙”)容器U形管的液面高度差较大。由此得到的结论是: ,导体产生的热量越多。
(3)若将并联的两根电热丝R3和R2都放入右边密闭容器中,则可研究导体产生的热量与 的关系。
20.张华同学采用如图甲所示的电路图测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率,电源电压恒为3 V。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数为0,电流表有示数,产生这一现象的原因是 ;
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,继续进行实验,张华移动滑动变阻器的滑片,记录了多组数据,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象,如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为
W,图象是曲线的主要原因是 ;
(4)李英同学设计了另一种方案:不用电流表,但增加了一只阻值已知的定值电阻R0,用图丙所示的电路进行实验,也测量出了该小灯泡的额定功率。具体步骤如下:她闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额;然后保持滑片位置不变,将电压表接在“a”处的导线换接到“b”处,读出电压表示数U,利用此方法测量出小灯泡的额定功率表达式P= (用已知和所测量的物理量符号表示)。
六、综合应用题(本题共2个小题,每小题8分,共16分。解答时需写出必要的文字说明、计算公式及过程,若只写出计算结果将不得分)
21.小付同学过年时买了一个电热杯垫给妈妈,如图甲所示。电热杯垫有加热和保温两挡功能(通过闭合或断开开关来实现),通过USB接口接到电脑上可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如图乙所示,R1、R2为加热元件,USB接口的输出电压为5 V,R1电阻为10 Ω,当处于加热状态时,整个电路消耗的功率为7.5 W。求:
(1)只闭合S1时,通过R1的电流是多少。
(2)保温30 min产生的热量是多少。
(3)电阻R2的阻值是多少。
22.小明利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率。他的做法是:关掉家里的其他用电器,只打开标有“220 V 1 210 W”的热水器,测得电能表标有
“1 800 r/(kW·h)”的铝盘在400 s内转过200转。假设热水器电热丝的阻值不变,请解答以下问题:
(1)求热水器电热丝的电阻;
(2)求热水器的实际功率和实际电压;
(3)图中是小明家的供电线路,已知此时供电站输出的电压是220 V,则供电站距他家多远 (已知每千米导线的电阻为5 Ω)
(4)请从物理的角度分析远距离输送电能时能量损失的原因,可以采取什么措施减小损失。
