第十八章 《电功率》自我评估
一、单项选择题（每小题3分，共30分）
1．下列家用电器中利用电流热效应工作的是（ ）
A．电风扇 B．洗衣机 C．电炉子 D．电冰箱
2．智能电器走进了千家万户，平时我们认为按下遥控器上的“关机”按钮，用电器就不耗电了。如图1所示，是一种用来测量电器待机时是否耗电的电力检测仪器。对待机状态下的电视机进行测量，根据图中电力检测仪显示屏显示的内容判断，此时测量的是待机状态下电视机的（ ）
A．电流 B．电阻
C．电能 D．电功率
3．将一台标有“220V，200W”的电视机单独接在家庭电路中。正常工作2h后，电能表示数如图2所示。下列说法中正确的是（ ）
A．电能表是测量用电器电功率的专用仪表
B．电能表的示数为8456kW h
C．这段时间内，电能表转盘转过了1200转
D．若电价为0.6元/度，这段时间电视机使用的电费为0.12元
4．将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到12V的电源上，闭合开关后，小灯泡的实际功率（ ）
A．大于3W B．等于3W C．小于3W D．无法确定
5．如图3所示，电源电压3V保持不变，小灯泡L1标有“3V，3W”，L2标有“3V，1.5W”字样。当开关S闭合后（忽略温度的影响），下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡L1比灯泡L2亮
B．两灯消耗的总功率是1W
C．两灯消耗的功率之比是2：1
D．灯泡L1和L2两端电压之比是1：1
6．小瑶同学在一次实验中将定值电阻R两端的电压从2V增加到3V，她观察到和R串联的电流表的示数变化了0.1A。下列判断正确的是（ ）
A．电阻R的阻值为20Ω
B．电阻R的阻值从20Ω变为30Ω
C．电阻R消耗的电功率增加了0.5W
D．电阻R消耗的电功率从0.2W变为0.3W
7．如图4所示，电源电压恒定，R1为5Ω，R2为10Ω。若闭合S1、S3，断开S2时，电流表示数I为1.8A，则只闭合S2时，电路消耗的总功率P为（ ）
A．2.4W B．10.8W
C．27W D．48.6W
8．电吹风机是家里必备的小家电。小月家里的电吹风机的简化电路如图5所示，其中电热丝的电阻为55Ω。将它插入家里的两孔插座后，它既能吹冷风，又能吹热风。在吹冷风时，电路中的电流为0.1A。下列关于电吹风机工作时的说法，不正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，电吹风机吹冷风
B．电吹风机吹热风时，电路的总电流是4A
C．电动机的电功率为22W
D．吹热风时，电热丝在100s内产生8.8×104J热量
9．如图6甲是一种非常流行的在厨房使用的即热式热水器。图乙是它的电路图。电热丝R1和R2的阻值分别是22Ω和44Ω。单刀双制开关S旋转可以与不同的相邻触点相接触，从而可以切换到热水、温水、冷水模式。则（ ）
A．S与2、3触点接触时，是热水模式
B．S与3、4触点接触时，R1与R2串联
C．如果热水器在温水模式下通过它的电流是15A
D．如果热水器在热水模式下它的功率是3300W
10．如图7甲所示的电路，电源电压恒为3V，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器标有“20Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”，调节滑动变阻器测得多组数据，作出U﹣I图线如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．电路中通过的最小电流是0.12A
B．电路中允许通过的最大电流是0.6A
C．灯泡正常发光时，电路的总功率是1.5W
D．灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是5Ω
二、填空题（每空2分，共26分）
11．某品牌电动汽车的电池容量为130Ah，额定电压为400V，充电时它将电能转化为 能存储起来，充满电后它存储了 kW h的能量。
12．小明家中安装的电能表如图8所示，其中“3000r/kW h”表示接在这个表上的用电器，每消耗1kW h的电能，转盘转过 转；小明关闭家里其它所有用电器，只打开空调，观察电能表转盘在1min内刚好转动了50转，则空调的功率是 W。
13．如图9所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为 V，定值电阻R2在1min内消耗的电能为 J。
14．学习电学知识后，小芳把裸铜线分别在两个削尖的铅笔芯上绕几圈，使笔尖刚好接触，如图10所示，接上9V的电源，接触点出现了明亮的电火花，是因为铅笔尖接触处的 ；若让电火花更亮些，方法是 ，原理是 。
15．如图11所示的电路，电源电压恒为6V，白炽灯泡L1标有“5V，0.25A”，白炽灯泡L2标有“6V，3W”，R的阻值为10Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响，只闭合开关S1时，灯泡 更亮；只闭合开关S2时，R的功率为 W。
16．小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图12所示，电源电压为6V，电阻丝R1＝5Ω，R2＝15Ω，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关S1接通触点 时，“电饭锅”的功率更大。将R2接入电路工作3min产生的热量是 J。
三、实验探究题（17题10分，18题9分，共19分）
17．小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图13甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；
（2）连接电路过程中，开关应该 （选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片应该移动到 （选填“最左”或“最右”）端；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是 ；（填选项符号）
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 A；
（5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向 （选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片；
（6）小丽根据记录的多组I﹣U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为 W；
（7）小丽根据小灯泡的I﹣U图象（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而 （选填“增大”“不变”或“减小”），你认为原因是 。
18．实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图14甲所示的电路。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉。
（2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R
（选填“短路”或“断路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察
来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。
（3）调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法： 。
（4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有
（请举一例）。
（5）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻 （选填“串”或“并”）联进行实验。
（6）本实验应用的研究方法有转换法和 法。
四、计算题（19题12分，20题13分，共25分）
19．如图15所示，电源电压恒定不变，灯L1标有“3V，3W”字样，灯L2标有“3V，6W”字样，闭合开关S，两灯均正常发光。求：
（1）灯L1的电阻；
（2）电流表的示数；
（3）电路消耗的总功率。
20．如图16所示电路中，电源电压恒为6V，灯泡L1标有“6V”字样，额定功率字迹不清，灯泡L2标有“4V 1.6W”字样，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，电流表量程为0～0.6A。闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器滑片位于最右端时，电流表示数为0.42A，不考虑灯泡电阻变化。
（1）求灯泡L1的额定功率。
（2）只闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，在确保电路安全的前提下，求电流表示数变化范围。
如图17甲所示的空气炸锅，它主要由电动机带动的电风扇和电加热丝组成，工作时电加热丝将空气加热，利用高温空气来代替食用油，通过高功率的风扇，使高温空气在一个密闭空间内形成循环热流，通过热流使食物迅速变熟。这个空气炸锅有两个加热挡，图乙是它的电路图，技术参数如表。
额定电压 220V
风扇电动机功率 110W
加热功率 低温挡 660W
高温挡 1210W
（1）该空气炸锅低温挡正常工作时，电路中的总电流为多大？
（2）电加热丝R2的阻值是多少（保留整数）？
（3）某次使用过程小明关掉家中其他用电器，让空气炸锅高温挡正常工作30分钟，求该工作过程如图丙所示的电能表表盘转过的圈数。
评分标准简要答案
一、单项选择题（每小题3分，共30分）
1．C 2．D 3．C 4．B 5．B 6．C 7．A
8．B 9．D 10．C
二、填空题（每空2分，共26分）
11．化学；52
12．3000；1000
13．3；36
14．电阻较大；增大电源的电压；Q＝I2Rt
15．L1；0.4
三、实验探究题
17．（1）如图所示 （2）断开；最左 （3）B （4）0.14 （5）右 （6）0.625
（7）增大；灯丝电阻随温度的升高而增大
（1）如图所示 （2）断路；温度计示数的变化 （3）将测得的Q与I的数据描点画出Q﹣I图像，若Q﹣I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正比
（4）电饭锅 （5）B；串 （6）控制变量法
四、计算题（19题12分，20题13分，共25分）
19．解：由图可知，两灯并联，电流表测量干路电流，两灯此时都正常发光。
（1）由可得，灯L1的电阻：；
（2）已知并联电路中干路电流等于各支路电流之和，由P＝UI可得，干路电流为：
I＝I1+I2＝＝＝1A+2A＝3A，即电流表的示数为3A；
（3）电路消耗的总功率：P＝P1+P2＝3W+6W＝9W
20．解：（1）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器滑片位于最右端时，灯泡和滑动变阻器并联，滑动变阻器的电流：I滑＝＝＝0.12A；
灯泡L1的额定电流I1＝I总﹣I滑＝0.42A﹣0.12A＝0.3A；
灯泡L1的额定功率：P＝UI＝6V×0.3A＝1.8W；
（2）只闭合开关S，滑动变阻器和L2串联，灯泡L2的电阻为：R2＝＝＝10Ω；
滑动变阻器滑片位于最右端时，电路的电流是：
I总＝＝＝0.1A；
电路中能通过的最大电流：I大＝＝＝0.4A；
电流表示数变化范围是0.1A～0.4A。
21．解：由电路图可知，当S断开时，R1、R2串联后再与电动机并联，当S闭合时，只有R1与电动机并联，工作；根据串联电路的电阻特点可知，串联电路的总电阻大于任一分电阻，由P＝可知当S断开时，空气炸锅处于低温挡，当S闭合时，空气炸锅处于高温挡。
（1）由表中数据可知，低温挡功率P1＝660W，电压U＝220V，由P＝UI得，通过R1、R2的电流为：I＝＝＝3A，
空气炸锅低温挡正常工作时，通过电动机的电流为：IM＝＝＝0.5A，
电路中的总电流：I低＝I+IM＝3A+0.5A＝3.5A；
（2）由表中数据可知，高温挡的功率P2＝1210W，由P＝UI＝得，电阻R1的大小为：
R1＝＝＝40Ω，
R1与R2串联的总电阻为：R总＝＝≈73Ω，
由串联电路的电阻特点可知，R2的阻值大小为：R2＝R总﹣R1＝73Ω﹣40Ω＝33Ω；
（3）空气炸锅高温挡正常工作的电功率为：
P高＝P2+PM＝1210W+110W＝1320W，
工作30分钟消耗的电能为：
W＝P加热t＝1320W×30×60s＝2.376×106J＝0.66kW h，
电能表表盘转过的圈数为：
n＝0.66kW h×3000r/（kW h）＝1980r。
