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第十八章电功率 单元能力测评卷
一、选择题(每小题3分，共24分，多选题每小题至少有2个选项符合题意，全部选择正确得3分，选择正确但不全得1分，有错选的不得分)
1.某款暖手宝内置锂电池，利用USB 接口充电，内部发热片发热。关于该暖手宝，下列说法正确的是( )
A.暖手宝充电的过程，是电流做功的过程
B.暖手宝发热利用了电流的热效应，是机械能转化成内能的过程
C.用暖手宝取暖时，手因为含有的热量增加而感到暖和
D.无论暖手宝充电还是发热的过程，锂电池在电路中都是电源
2.如图分别是小明家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是( )
A.电能表是测电功率的仪表
B.小明家上个月消耗的电能为101.1 J
C.电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能
D.电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中所接用电器功率越大
3.如图所示是一标有“3 V 15 mA”字样的无线光电鼠标，它主要由插在电脑USB 接口上的接收器和操控电脑的鼠标两部分组成。下列说法不正确的是 ( )
A.鼠标正常工作时的电压为3 V
B.鼠标正常工作时的电功率为0.045 W
C.鼠标的接收器与电脑其他各接口为并联关系
D.鼠标待机时是通过减少工作时间来达到省电的目的
4.如图所示是甲、乙两种电热水壶的铭牌，当它们分别单独接入电路正常工作时 ( )
A.通过甲的电流小于通过乙的电流
B.甲消耗的电能比乙多
C.甲接入电路时电能表指示灯闪烁快
D.甲接入电路时电能表指示灯闪烁次数多
5.灯L 标有“220 V 100 W”,灯L 标有“220 V 40 W”,把它们串联后接在220 V电源上，忽略灯丝电阻的变化，下面分析正确的是 ( )
A.两灯的总功率为140 W
B.两灯的总功率小于40 W
C.较亮的灯是 L
D.若电源电压是440 V，两灯都能正常发光
6.如图所示，电源电压保持不变，定值电阻 闭合开关，将滑片滑到滑动变阻器的 b端时，电压表的读数为3 V；将滑片滑到滑动变阻器的中点时，电压表的读数为4.5V。下列判断错误的是 ( )
A.电路中的最小电流是0.5 A
B.电源电压是9 V
C.滑动变阻器的最大阻值是9 Ω
D.移动滑片，R 在通电100 s内产生的热量最多为1350 J
7.图甲是灯泡L和电阻R的I-U图像。将灯泡L和电阻R 接入图乙所示的电路中，只闭合S 时，电流表的示数为0.5A。电源电压保持不变，下列说法中正确的是 ( )
A.只闭合S 时，灯泡L两端的电压为2 V
B.只闭合S 时，灯泡L的功率为8 W
C.同时闭合S 、S 时,电流表的示数为0.8 A
D.同时闭合S 、S 时,在10 min 内电阻 R 产生的热量为480 J
8.[多选]如图甲所示，这是某商场安装的烟雾报警器，可在发生火灾时第一时间检测出室内烟雾浓度变化并报警。如图乙所示，这是该烟雾报警器的简化原理图，电源电压不变，R 为定值电阻，光敏电阻R 的阻值随光照强度的减弱而增大。闭合开关，当有烟雾遮挡射向光敏电阻R 的激光时，下列分析正确的是 ( )
A.电流表的示数不变
B.电压表的示数变大
C.定值电阻R 的电功率变大
D.电路的总功率变小
二、填空题(每空2分，共32分)
9.节约用电，人人有责。如图甲是某市阶梯电价收费政策示意图，小言家年累计用电量为2000度，则小言家一年电费为 元；小静将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作，屏幕显示如图乙所示，若电费单价为0.5元/(kW·h)，则电热水器消耗的电能为 J。
10.小明同学在成长笔记中记录了下列错题，请你帮助他找出错误，分析错因并改正。
出于安全考虑，民航局规定，乘客可随身携带0.16 kW·h以下的可充电设备。目前，部 分航空公司已允许乘客在非起 降时间段、有条件地使用笔记 本电脑等便携电子设备。某旅 客携带的笔记本电脑的电池容量3 000 mAh,输出电压15 V。 请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。解：笔记本电脑电池储能 W=UIt= 15 V×3 A×1 h =45 kW·h > 0.16 kW·h, 因此该旅客不能将此笔记本电 脑带上民航飞机。 错题改正 错误之处： 。 错因分析： 。 正确答案： 。
11.如图所示电路，电源电压恒定， 当S 闭合,S 、S 断开时,电流表的示数为0.2 A;当S 、S 闭合，S 断开时，电流表示数为 A，R 的电功率为 W；为了保障电路安全， 两个开关不能同时闭合。
12.如图为物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图。其中定值电阻 6Ω,电源电压恒为4.5 V,R 的规格为“15Ω 0.5 A”,电压表的测量范围为0~3 V，电流表的测量范围为0~0.6 A。闭合开关S，当被测者身高变矮时，电流表的示数变大(填“变大”“变小”或“不变”)。在确保各元件安全的前提下，R 电功率的最大值为 W，变阻器接入电路的最大阻值为 Ω。
13.老师在上课时做了这样一个演示实验；如图所示，将一根镍铬合金材料制成的电阻丝与一段裸露的金属铜导线串联，接在输出电压为10 V 的电源两端，构成一简单电路，将两根火柴放置在电阻丝和裸露导线上方，闭合开关S，一段时间后同学们观察到通电的电阻丝使火柴点燃了，造成这种现象的原因是: 。从能量转化分析，是电能转化为了 (填“机械能”“内能”或“化学能”)。
14.如图甲是一种新型插座，它能即时显示接在该插座上的用电器的工作电压和所耗电费等。小明关闭家中其他用电器，将装有质量为2kg、初温为10℃水的电水壶插在该插座上，这时插座屏幕显示如图乙所示；当水刚好烧开至 100℃时，插座屏幕上的显示如图丙所示。则电水壶的实际功率为 kW，电水壶在烧水过程中的效率为 %；已知小明家电能表常数为3 200 imp/(kW·h),则这段时间内电能表指示灯闪烁 次。[已知电费单价为0.5元//(kW·h),c水=4.2×10 J/(kg·℃)]
时钟 14:2023 时钟 14:3223
电压 218.2V 电压 218.2V
电费 00.00元 电费 00.20元
三、实验探究题(第15 小题7 分，第16 小题9分，第17小题8分,共24分)
15.在探究“影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙所示的两个电路：
(1)本实验通过比较 来反映相同时间电流做功的多少；
(2)图中所选用的灯泡L 和L 的规格应 (填“相同”或“不同”);
(3)应该选择图 乙 所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系，这样连接是为了控制 相等；
(4)小明发现，按图甲电路实验时L 比L 亮，同时观察到 A 示数比 A 大，由此可得出的结论是 。接着他将这两个灯泡按图乙连接好，观察到 更亮；
(5)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小明是否必须通过实验验证 你的看法是 (填“不必”或“必须”)。
16.在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有两节新干电池、待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线等。
(1)连接电路前，小亮发现电流表指针如图甲所示，则他下一步应该进行的操作是 。
(2)连接的实验电路如图乙所示，检查电路时发现有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”，并补画出正确的连线。
(3)排除电路故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据。设计数据表格时，表头的项目除了实验次数、电压表示数、电流表示数和灯泡的电功率以外，还应该添加的一个项目是 。
(4)根据实验数据，画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像，如图丙所示，通过计算与分析可以知道小灯泡在不同电压下的电功率大小是不同的，还能知道小灯泡的电阻随两端电压的增大而 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(5)完成上面的实验后，小组同学还想测量一个额定电流为0.2A 的小灯泡的额定功率，设计了如图丁所示的电路，已知电源电压恒为6 V，滑动变阻器的最大阻值为30 Ω，请完成下面的实验步骤：
①断开开关S ，闭合开关S ，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为 A时，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器的滑片不动，闭合开关S ，断开开关S ，读出电流表的示数为0.3A；③小灯泡的额定功率为 W。
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17.在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，小明猜想：可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他利用甲、乙、丙三个装置进行实验，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气。
(1)要探究电热与电阻的关系，应选用装置 (填“甲、乙”“甲、丙”或“乙、丙”),并将它们 (填“串联”或“并联”)接到电源两端进行实验。实验中是通过观察 来比较相同时间内不同电阻产生热量的多少。
(2)在研究电热与电流的关系时，小明发现：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。他猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后他测出了多组Q与I的数据，请写出一种判断小明猜想是否正确的方法： 。
(3)请写出一种生活中利用电流热效应工作的家用电器： (请举一例)；
(4)小明将丙装置中的两个电阻都封入密闭容器内，然后与乙装置串联，一段时间内将会看到 装置中 U 形管内液柱高度差更大，U形管内的液柱高度变化是由于 (填“气体”或“液体”)的热胀冷缩造成的。
四、计算题(第 18 小题8 分,第 19 小题12 分,共20分)
18.如图是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。
(1)电热水杯正常工作时的电流是多少
(2)电热水杯正常工作时，其加热电阻的阻值是多少
19.月球上盖房子，真的遥不可及吗 我国某高校科研团队提出设想：利用月球土壤烧制出月壤砖，为人类在月球上建立科研基地做准备。如图甲所示是“飞天”兴趣小组为月球科研基地工作人员设计的一款节能水暖电热毯，主要特点是A、B两区既可以单独使用，也可以同时使用。其简化电路如图乙所示,电源电压 U =220 V,RA、RB均为电热丝， 已知水的比热容c =
(1)单独使用A区时，若将电热毯中质量为0.5kg的水从20℃加热到50℃,需用时600s。求:
①水吸收的热量Q吸；
②电热毯消耗的电能W；
③电热毯正常工作时的加热效率η(结果保留到0.1%)。
(2)如果同时使用A区和B区，求电路的总功率P。
第十八章电功率 单元能力测评卷
一、选择题(每小题3分，共24分，多选题每小题至少有2个选项符合题意，全部选择正确得3分，选择正确但不全得1分，有错选的不得分)
1.某款暖手宝内置锂电池，利用USB 接口充电，内部发热片发热。关于该暖手宝，下列说法正确的是(A)
A.暖手宝充电的过程，是电流做功的过程
B.暖手宝发热利用了电流的热效应，是机械能转化成内能的过程
C.用暖手宝取暖时，手因为含有的热量增加而感到暖和
D.无论暖手宝充电还是发热的过程，锂电池在电路中都是电源
2.如图分别是小明家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是(C)
A.电能表是测电功率的仪表
B.小明家上个月消耗的电能为101.1 J
C.电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能
D.电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中所接用电器功率越大
3.如图所示是一标有“3 V 15 mA”字样的无线光电鼠标，它主要由插在电脑USB 接口上的接收器和操控电脑的鼠标两部分组成。下列说法不正确的是 (D)
A.鼠标正常工作时的电压为3 V
B.鼠标正常工作时的电功率为0.045 W
C.鼠标的接收器与电脑其他各接口为并联关系
D.鼠标待机时是通过减少工作时间来达到省电目的的
4.如图所示是甲、乙两种电热水壶的铭牌，当它们分别单独接入电路正常工作时 (C)
A.通过甲的电流小于通过乙的电流
B.甲消耗的电能比乙多
C.甲接入电路时电能表指示灯闪烁快
D.甲接入电路时电能表指示灯闪烁次数多
5.灯L 标有“220 V 100 W”,灯L 标有“220 V 40 W”,把它们串联后接在220 V 电源上，忽略灯丝电阻的变化，下面分析正确的是 (B)
A.两灯的总功率为140 W
B.两灯的总功率小于40 W
C.较亮的灯是L
D.若电源电压是440 V，两灯都能正常发光
6.如图所示，电源电压保持不变，定值电阻 闭合开关，将滑片滑到滑动变阻器的b端时，电压表的读数为3 V；将滑片滑到滑动变阻器的中点时，电压表的读数为4.5V。下列判断错误的是 (C)
A.电路中的最小电流是0.5 A
B.电源电压是9 V
C.滑动变阻器的最大阻值是9Ω
D.移动滑片，R 在通电100 s内产生的热量最多为1 350 J
7.图甲是灯泡L和电阻R的I-U图像。将灯泡L和电阻R 接入图乙所示的电路中，只闭合S 时，电流表的示数为0.5A。电源电压保持不变，下列说法中正确的是 (D)
A.只闭合S 时，灯泡L两端的电压为2 V
B.只闭合S 时，灯泡L的功率为8 W
C.同时闭合S 、S 时,电流表的示数为0.8 A
D.同时闭合S 、S 时,在10 min 内电阻 R 产生的热量为480 J
8.[多选]如图甲所示，这是某商场安装的烟雾报警器，可在发生火灾时第一时间检测出室内烟雾浓度变化并报警。如图乙所示，这是该烟雾报警器的简化原理图，电源电压不变，R 为定值电阻，光敏电阻R 的阻值随光照强度的减弱而增大。闭合开关，当有烟雾遮挡射向光敏电阻R 的激光时，下列分析正确的是 (BD)
A.电流表的示数不变
B.电压表的示数变大
C.定值电阻R 的电功率变大
D.电路的总功率变小
二、填空题(每空2分，共32分)
9.节约用电，人人有责。如图甲是某市阶梯电价收费政策示意图，小言家年累计用电量为2000度，则小言家一年电费为 1040 元；小静将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作，屏幕显示如图乙所示，若电费单价为0.5元/(kW·h)，则电热水器消耗的电能为
10.小明同学在成长笔记中记录了下列错题，请你帮助他找出错误，分析错因并改正。
出于安全考虑，民航局规定，乘客可随身携带0.16 kW·h以下的可充电设备。目前，部分航空公司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。某旅客携带的笔记本电脑的电池容量3 000 mAh,输出电压15 V。请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。解：笔记本电脑电池储能W=Ult=15 V×3 A×1 h =45 kW·h >0.16 kW·h, 因此该旅客不能将此笔记本电脑带上民航飞机。 错题改正 错误之处: W= Ult=15 V×3A×1 h =45kW·h>0.16kW·h,因此该旅客不能将此笔记本电脑带上民航飞机 。 错因分析：单位没有统一 。 正确答案: W= Ult=15V×3A×60×60s=1.62×10 J = 0.045kW·h <0.16kW·h,所以该旅客可以将此笔记本电脑带上民航飞机 。
11.如图所示电路，电源电压恒定,R =10 Ω,R =5Ω。当S 闭合,S 、S 断开时,电流表的示数为0.2 A;当S 、S 闭合，S 断开时，电流表示数为0.9 A,R 的电功率为 1.8 W;为了保障电路安全， S 、S 两个开关不能同时闭合。
12.如图为物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图。其中定值电阻R =6Ω,电源电压恒为4.5 V,R 的规格为“15Ω 0.5 A”,电压表的测量范围为0~3V，电流表的测量范围为0~0.6 A。闭合开关S，当被测者身高变矮时，电流表的示数变大(填“变大”“变小”或“不变”)。在确保各元件安全的前提下，R 电功率的最大值为 1.5 W，变阻器接入电路的最大阻值为 12 Ω。
13.老师在上课时做了这样一个演示实验；如图所示，将一根镍铬合金材料制成的电阻丝与一段裸露的金属铜导线串联，接在输出电压为10 V 的电源两端，构成一简单电路，将两根火柴放置在电阻丝和裸露导线上方，闭合开关S，一段时间后同学们观察到通电的电阻丝使火柴点燃了，造成这种现象的原因是：通过电阻丝和导线的电流以及通电时间相等，电阻丝电阻大于导线电阻，由( 知，电流通过电阻丝产生热量多，电阻丝温度高 。从能量转化分析，是电能转化为了内能(填“机械能”“内能”或“化学能”)。
14.如图甲是一种新型插座，它能即时显示接在该插座上的用电器的工作电压和所耗电费等。小明关闭家中其他用电器，将装有质量为2kg、初温为10℃水的电水壶插在该插座上，这时插座屏幕显示如图乙所示；当水刚好烧开至 100 ℃时，插座屏幕上的显示如图丙所示。则电水壶的实际功率为 2 kW，电水壶在烧水过程中的效率为52.5%；已知小明家电能表常数为3 200 imp/(kW·h),则这段时间内电能表指示灯闪烁 1280 次。[已知电费单价为0.5元,/(kW·h),
时钟 14:2023 时钟 14:3223
电压 218.2 V 电压 218.2 V
电费 00.00元 电费 00.20元
乙 丙
三、实验探究题(第15 小题7 分,第 16 小题9 分,第17 小题8分,共24 分)
15.在探究“影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙所示的两个电路：
(Ⅰ)本实验通过比较灯泡亮度 来反映相同时间电流做功的多少；
(2)图中所选用的灯泡L 和L 的规格应 不同 (填“相同”或“不同”);
(3)应该选择图 乙 所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系，这样连接是为了控制电流 相等；
(4)小明发现，按图甲电路实验时L 比 L 亮，同时观察到 A 示数比 A 大，由此可得出的结论是电压相同时，电流越大，相同时间电流做功越多 。接着他将这两个灯泡按图乙连接好，观察到 L 更亮；
(5)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小明是否必须通过实验验证 你的看法是不必 (填“不必”或“必须”)。
16.在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有两节新干电池、待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线等。
(1)连接电路前，小亮发现电流表指针如图甲所示，则他下一步应该进行的操作是将电流表的指针调零 。
(2)连接的实验电路如图乙所示，检查电路时发现有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”，并补画出正确的连线。
(3)排除电路故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据。设计数据表格时，表头的项目除了实验次数、电压表示数、电流表示数和灯泡的电功率以外，还应该添加的一个项目是 小灯泡的亮度 。
(4)根据实验数据，画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像，如图丙所示，通过计算与分析可以知道小灯泡在不同电压下的电功率大小是不同的，还能知道小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(5)完成上面的实验后，小组同学还想测量一个额定电流为0.2A 的小灯泡的额定功率，设计了如图丁所示的电路，已知电源电压恒为6 V，滑动变阻器的最大阻值为30 Ω，请完成下面的实验步骤：
①断开开关S ，闭合开关S ，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为 0.2 A时，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器的滑片不动，闭合开关 S ，断开开关S ，读出电流表的示数为0.3A；
③小灯泡的额定功率为0.8 W。
17.在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，小明猜想：可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他利用甲、乙、丙三个装置进行实验，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气。
(1)要探究电热与电阻的关系，应选用装置甲、乙(填“甲、乙”“甲、丙”或“乙、丙”),并将它们串联 (填“串联”或“并联”)接到电源两端进行实验。实验中是通过观察 U形管中两端液面的高度差 来比较相同时间内不同电阻产生热量的多少。
(2)在研究电热与电流的关系时，小明发现：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。他猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后他测出了多组Q与I的数据，请写出一种判断小明猜想是否正确的方法：作出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 。
(3)请写出一种生活中利用电流热效应工作的家用电器：电饭煲(合理即可)(请举一例)；
(4)小明将丙装置中的两个电阻都封入密闭容器内，然后与乙装置串联，一段时间内将会看到乙装置中U形管内液柱高度差更大，U形管内的液柱高度变化是由于 气体 (填“气体”或“液体”)的热胀冷缩造成的。
四、计算题(第 18 小题 8 分,第 19 小题 12 分,共20分)
18.如图是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。
(Ⅰ)电热水杯正常工作时的电流是多少
(2)电热水杯正常工作时，其加热电阻的阻值是多少
解：(1)由P=UI可得，电热水杯正常工作时的电流
(2)由 可得，加热电阻的阻值
19.月球上盖房子，真的遥不可及吗 我国某高校科研团队提出设想：利用月球土壤烧制出月壤砖，为人类在月球上建立科研基地做准备。如图甲所示是“飞天”兴趣小组为月球科研基地工作人员设计的一款节能水暖电热毯，主要特点是A、B两区既可以单独使用，也可以同时使用。其简化电路如图乙所示,电源电压U=220 V,RA、RB均为电热丝， 。已知水的比热容 c =
(1)单独使用A区时，若将电热毯中质量为0.5kg的水从20℃加热到50 ℃,需用时600 s。求:
①水吸收的热量Q吸；
②电热毯消耗的电能W；
③电热毯正常工作时的加热效率η(结果保留到0.1%)。
(2)如果同时使用A区和B区，求电路的总功率P。解：(1)①水吸收的热量Q吸 = cm△t = 4.2 ×
②当只闭合S和 S 时，A区单独工作，加热功率
电热毯消耗的电能
③加热效率 100%≈95.5%。
(2)当S、S 、S 都闭合时,A、B两区同时工作,RA和 RB并联,
则 干路电流 电路总功率 P =UI=220 V×1 A=220 W。

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