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第十七章 电流做功与电功率 综合素质评价
（45分钟 70分）
一、填空题（每小题2分，共20分）
1．如图，用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。家庭电路中总电流如果超过安全值，会由于电流的_ _ _ _ _ _ ，导致线路温度过高，容易引起线路故障，甚至发生火灾。
（第1题）
2．电能表是测量电功的仪表。某同学家中的电能表铭牌部分信息如图所示。关闭家中其他用电器，让一台饮水机单独工作一段时间，电能表转盘转了50转，则该饮水机这段时间消耗的电能为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（第2题）
3．如图是一款常见的露营灯。该露营灯的灯泡规格为“”，电池容量为“”，该露营灯电池充满电后，理论上可以让露营灯持续正常发光_ _ _ _ 。
（第3题）
4．现有甲、乙、丙三盏灯，分别标有“”“”“”的字样，若三盏灯并联使用，最亮的灯是_ _ _ _ （选填“甲”“乙”或“丙”）。
5．皖国路与舒州大道交叉口南向交通红绿灯由红、黄、绿三色灯组成，已知三只灯泡均标有“”字样，该组红绿灯正常工作一天将消耗_ _ _ _ 的电能。
6．一款电加热眼罩的内部结构如图所示，10根相同的加热丝有序排列，其两端与金属导线相连，由的锂电池供电。每根加热丝的最小阻值为 ，则该眼罩加热电路的最大发热功率为_ _ _ _ 。
（第6题）
7．一只灯泡上标有“”的字样，如果将该灯泡接在的电源上，应该串联一个阻值为_ _ _ _ 的定值电阻，灯泡才能正常发光（不考虑灯丝电阻的变化）。
8．图甲、乙分别是家用电火锅的实物图和电路图。该电火锅有高、中、低挡位。若三个电阻相等，则高、中、低挡的功率之比为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
9．如图是某品牌喷雾型蒸汽电熨斗电路图，灯和电阻组成指示装置，是发热电阻，其电阻大小不变；是温控器，可控制发热电阻两端的电压在和两种状态间转换，从而实现高温挡和低温挡之间的切换。若高温挡的功率为，则蒸汽电熨斗以低温挡通电发热电阻产生的热量为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（第9题）
10．如图甲所示电路中，为定值电阻，为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像，则电源电压是_ _ _ _ 。
（第10题）
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．下列估测的数据中，最符合实际的是（ ）
A. 一节干电池的电压约为
B. 一部智能手机的待机功率约为
C. 一台电视机正常工作的电流约为
D. 一盏家用台灯工作消耗的电能约为
12．白炽灯工作及能量转化情况如图所示。为践行“低碳理念”，目前灯已几乎全面取代了白炽灯。关于白炽灯和灯，下列说法正确的是（ ）
A. 电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能
B. 因为消耗了电能，流过灯泡后的电流变小了
C. 灯优在能将消耗的电能全部转化成光能
D. 光能最终消失了，没有转化成其他形式的能量
13．如图是甲、乙两种电热水壶的铭牌，当它们正常工作时（ ）
A. 甲消耗的电能比乙多
B. 甲消耗电能比乙慢
C. 电流通过甲做的功一定比乙的多
D. 电流通过甲做功一定比乙快
14．将灯泡和定值电阻以图甲方式连接在的电源上，图乙是和的图像，结合图中信息可知（ ）
（第14题）
A. 灯泡的电阻随着电流的增大而减小
B. 灯泡的实际电阻为
C. 灯泡的实际功率为
D. 定值电阻的实际功率为
15．将一张锡箔纸剪成如图所示的形状，其中段和段长度相等。戴好防护手套,将该锡箔纸条（带锡的一面）的两端分别与电池的正、负极相连接，发现锡箔纸条很快开始冒烟、燃烧起来。下列分析正确的是（ ）
（第15题）
A. 段和段的电阻相等
B. 正常情况下，段会先着火
C. 加在段和段两端的电压相等
D. 流过段和段的电流不相等
16．如图所示的电路中，电源电压保持不变。开关闭合，将滑动变阻器滑片从右端向左移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 示数变大，、A示数不变 B. 、A的示数之比不变
C. 、A的示数之比变小 D. 与A的示数乘积一直变小
17．如图所示的是某型号电暖器的简化电路图，其中、为加热电阻丝， ， 。该电暖器工作时分高温、中温、低温三挡。下列说法中正确的是（ ）
A. 若要使电暖器在低温挡工作，只需要闭合开关
B. 电暖器在中温挡正常工作时功率为
C. 电暖器在高温挡正常工作，电路产生的热量为
D. 闭合开关、时，通过、的电流之比为
三、实验题（第18小题6分，第19小题6分，第20小题4分，共16分）
18．如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置，利用五个阻值均为 的电阻和三个封闭有等量空气的透明容器完成实验。三个容器串联，在丙容器的外部并联一个 的电阻。
（1） 这个实验中容器所装物质是空气而不是水，这是因为空气的比热容_ _ _ _ （选填“大”或“小”），温度更容易变化。
（2） 通电后观察甲、乙两个容器连接的形管，可以得出结论：在电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越_ _ _ _ （选填“多”或“少”）。
（3） 若要探究电流大小对产生热量多少的影响，应该选择观察_ _ _ _ 两个容器连接的形管。
19．如图甲是小明和小芳测量小灯泡电功率的电路，小灯泡的额定电压为，电阻为 左右。
（1） 用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。
（2） 正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎不动，电压表示数接近且保持不变。为排除故障，小明检查了开关并拧紧两端接线柱，小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障，则_ _ _ _ （选填“小明”或“小芳”）排除故障的操作是正确的。
（3） 排除故障后重新闭合开关，改变滑片位置，他们根据测量数据画出了通过灯丝的电流与其两端电压关系的图像如图乙。根据图像可得小灯泡的额定功率为_ _ _ _ 。
20．小明设计了如图所示的电路用于测量额定电压为的小灯泡的额定功率，其中滑动变阻器最大阻值已知（记为），实验步骤如下：
（1）闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至最左端，再调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为灯泡的额定电压。
（2） 接下来再调节滑动变阻器_ _ _ _ _ _ （选填“”或“”）的滑片至最右端，记下此时电压表示数为。
（3） 小灯泡正常发光时的电功率为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （用、和 表示）。
四、计算与推导题（第21小题6分，第22小题6分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的公式和过程）
21．如图所示的电路中，电源电压可以调节改变，定值电阻 ，为电阻箱。闭合开关，调节电阻箱的阻值 时，电压表的示数。求：
（1） 此时电源电压。
（2） 调节电源电压为，电阻箱的阻值 。此时消耗的电功率。
22．在如图所示电路中，电源电压恒定，小灯泡上标有“”字样（灯丝电阻不变），滑动变阻器的最大阻值为 ，的阻值为 。求：
（1） 小灯泡的电阻有多大？
（2） 当开关、、均闭合时，电压表示数为，则电源电压及电阻的电功率有多大？
（3） 断开、，闭合，若接入电路中的电压表的量程改为，电流表的量程为，在不损坏电路元件的前提下，滑动变阻器接入电路的阻值范围？
23．如图甲所示为打印笔，其原理是通过加热挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，已知该打印笔慢挡打印功率为，、是用于发热的定值电阻。将该打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。快挡打印，电能表指示灯闪烁8次，可将的塑胶从加热到。［塑胶的比热容为］求：
（1） 该打印笔快挡打印时的电功率。
（2） 的阻值。
（3） 该打印笔快挡打印时的热效率。（即塑胶吸收的热量与打印笔消耗电能的比值）
答案
一、填空题（每小题2分，共20分）
1．如图，用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。家庭电路中总电流如果超过安全值，会由于电流的_ _ _ _ _ _ ，导致线路温度过高，容易引起线路故障，甚至发生火灾。
（第1题）
【答案】热效应
2．电能表是测量电功的仪表。某同学家中的电能表铭牌部分信息如图所示。关闭家中其他用电器，让一台饮水机单独工作一段时间，电能表转盘转了50转，则该饮水机这段时间消耗的电能为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（第2题）
【答案】
3．如图是一款常见的露营灯。该露营灯的灯泡规格为“”，电池容量为“”，该露营灯电池充满电后，理论上可以让露营灯持续正常发光_ _ _ _ 。
（第3题）
【答案】2.5
4．现有甲、乙、丙三盏灯，分别标有“”“”“”的字样，若三盏灯并联使用，最亮的灯是_ _ _ _ （选填“甲”“乙”或“丙”）。
【答案】丙
5．皖国路与舒州大道交叉口南向交通红绿灯由红、黄、绿三色灯组成，已知三只灯泡均标有“”字样，该组红绿灯正常工作一天将消耗_ _ _ _ 的电能。
【答案】0.96
6．一款电加热眼罩的内部结构如图所示，10根相同的加热丝有序排列，其两端与金属导线相连，由的锂电池供电。每根加热丝的最小阻值为 ，则该眼罩加热电路的最大发热功率为_ _ _ _ 。
（第6题）
【答案】9
7．一只灯泡上标有“”的字样，如果将该灯泡接在的电源上，应该串联一个阻值为_ _ _ _ 的定值电阻，灯泡才能正常发光（不考虑灯丝电阻的变化）。
【答案】18
【解析】灯泡正常发光时的电压，功率，因为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。因为串联电路中各处的电流相等，所以由可得，电路中的电流，串联电阻的阻值 。
8．图甲、乙分别是家用电火锅的实物图和电路图。该电火锅有高、中、低挡位。若三个电阻相等，则高、中、低挡的功率之比为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】
9．如图是某品牌喷雾型蒸汽电熨斗电路图，灯和电阻组成指示装置，是发热电阻，其电阻大小不变；是温控器，可控制发热电阻两端的电压在和两种状态间转换，从而实现高温挡和低温挡之间的切换。若高温挡的功率为，则蒸汽电熨斗以低温挡通电发热电阻产生的热量为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（第9题）
【答案】
【解析】发热电阻的阻值不变，由可知，当电压是时，发热电阻的功率较大，是高温挡，且发热电阻的阻值 ；当电压是时，发热电阻的功率较小，是低温挡，则低温挡通电发热电阻产生的热量。
10．如图甲所示电路中，为定值电阻，为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像，则电源电压是_ _ _ _ 。
（第10题）
【答案】13
【解析】由图甲可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量串联电路电流；由图乙可知，当串联电路电流时，滑动变阻器的电功率，由电功率公式可知，此时滑动变阻器两端电压；当串联电路电流时，滑动变阻器的电功率，由电功率公式可知，此时滑动变阻器两端电压；由欧姆定律可知，定值电阻的阻值 ；由串联电路电压规律可知，电源电压。
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．下列估测的数据中，最符合实际的是（ ）
A. 一节干电池的电压约为
B. 一部智能手机的待机功率约为
C. 一台电视机正常工作的电流约为
D. 一盏家用台灯工作消耗的电能约为
【答案】C
12．白炽灯工作及能量转化情况如图所示。为践行“低碳理念”，目前灯已几乎全面取代了白炽灯。关于白炽灯和灯，下列说法正确的是（ ）
A. 电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能
B. 因为消耗了电能，流过灯泡后的电流变小了
C. 灯优在能将消耗的电能全部转化成光能
D. 光能最终消失了，没有转化成其他形式的能量
【答案】A
13．如图是甲、乙两种电热水壶的铭牌，当它们正常工作时（ ）
A. 甲消耗的电能比乙多
B. 甲消耗电能比乙慢
C. 电流通过甲做的功一定比乙的多
D. 电流通过甲做功一定比乙快
【答案】D
14．将灯泡和定值电阻以图甲方式连接在的电源上，图乙是和的图像，结合图中信息可知（ ）
（第14题）
A. 灯泡的电阻随着电流的增大而减小
B. 灯泡的实际电阻为
C. 灯泡的实际功率为
D. 定值电阻的实际功率为
【答案】C
15．将一张锡箔纸剪成如图所示的形状，其中段和段长度相等。戴好防护手套,将该锡箔纸条（带锡的一面）的两端分别与电池的正、负极相连接，发现锡箔纸条很快开始冒烟、燃烧起来。下列分析正确的是（ ）
（第15题）
A. 段和段的电阻相等
B. 正常情况下，段会先着火
C. 加在段和段两端的电压相等
D. 流过段和段的电流不相等
【答案】B
16．如图所示的电路中，电源电压保持不变。开关闭合，将滑动变阻器滑片从右端向左移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 示数变大，、A示数不变 B. 、A的示数之比不变
C. 、A的示数之比变小 D. 与A的示数乘积一直变小
【答案】C
【解析】开关闭合后，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量电源电压，电压表测量滑动变阻器两端电压。电源电压保持不变，故示数在整个过程中是不变的。当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路中的阻值变小，导致电路总电阻变小，而电源电压保持不变，故电路中的电流增大，即电流表示数变大。根据串联电路的分压原理可以知道，滑动变阻器两端电压减小，即示数减小，故错误。示数不变，示数变大，故这两个表的示数之比要变小，示数乘积要变大，故错误。根据欧姆定律可知，与两表示数之比等于滑动变阻器连入电路的阻值。而由于滑片的移动，滑动变阻器连入电路的阻值是减小的，故这两个表的示数之比在减小，故正确。故选。
17．如图所示的是某型号电暖器的简化电路图，其中、为加热电阻丝， ， 。该电暖器工作时分高温、中温、低温三挡。下列说法中正确的是（ ）
A. 若要使电暖器在低温挡工作，只需要闭合开关
B. 电暖器在中温挡正常工作时功率为
C. 电暖器在高温挡正常工作，电路产生的热量为
D. 闭合开关、时，通过、的电流之比为
【答案】C
【解析】根据并联电路的电阻特点可知，当开关、都闭合时，、并联，电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电暖器处于高温挡；由于，所以，当开关闭合、断开时，只有工作，电路中的电阻最大，功率最小，电暖器处于低温挡；当开关闭合、断开时，只有工作，电暖器处于中温挡，所以电暖器在中温挡正常工作时，接入电路的电阻丝阻值为 ，电功率，故错误。当开关、都闭合时，、并联，电路中的总功率最大，电暖器处于高温挡；高温挡的电功率；电暖器在高温挡正常工作，电路产生的热量，故正确。闭合开关、时，、并联，根据并联电路的特点可知，、两端的电压相等，都等于电源电压，通过、的电流之比，故错误。
三、实验题（第18小题6分，第19小题6分，第20小题4分，共16分）
18．如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置，利用五个阻值均为 的电阻和三个封闭有等量空气的透明容器完成实验。三个容器串联，在丙容器的外部并联一个 的电阻。
（1） 这个实验中容器所装物质是空气而不是水，这是因为空气的比热容_ _ _ _ （选填“大”或“小”），温度更容易变化。
（2） 通电后观察甲、乙两个容器连接的形管，可以得出结论：在电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越_ _ _ _ （选填“多”或“少”）。
（3） 若要探究电流大小对产生热量多少的影响，应该选择观察_ _ _ _ 两个容器连接的形管。
【答案】（1） 小
（2） 多
（3） 甲、丙
19．如图甲是小明和小芳测量小灯泡电功率的电路，小灯泡的额定电压为，电阻为 左右。
（1） 用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。
（2） 正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎不动，电压表示数接近且保持不变。为排除故障，小明检查了开关并拧紧两端接线柱，小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障，则_ _ _ _ （选填“小明”或“小芳”）排除故障的操作是正确的。
（3） 排除故障后重新闭合开关，改变滑片位置，他们根据测量数据画出了通过灯丝的电流与其两端电压关系的图像如图乙。根据图像可得小灯泡的额定功率为_ _ _ _ 。
【答案】
（1） 如图所示
（2） 小芳
（3） 0.625
【解析】
（1） 【解析】小灯泡的额定电压为，电阻为 左右，根据欧姆定律可知，小灯泡的额定电流大约为，电流表量程选，电流表和小灯泡串联接入电路，如图所示。
（2） 电流表指针几乎不动说明电路中存在断路，电压表示数接近，说明与电压表并联以外的电路是完好的，故障可能是小灯泡断路，所以小芳排除故障的操作是正确的。
（3） 由图乙可知，当小灯泡两端电压为其额定电压时，通过小灯泡的电流为，小灯泡的额定功率。
20．小明设计了如图所示的电路用于测量额定电压为的小灯泡的额定功率，其中滑动变阻器最大阻值已知（记为），实验步骤如下：
（1）闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至最左端，再调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为灯泡的额定电压。
（2） 接下来再调节滑动变阻器_ _ _ _ _ _ （选填“”或“”）的滑片至最右端，记下此时电压表示数为。
（3） 小灯泡正常发光时的电功率为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （用、和 表示）。
【答案】（2）
（3）
【解析】
20．【解析】步骤（1）中，滑片在最左端，电压表测灯泡两端的电压，调节使电压表示数为，此时灯泡正常发光，电路中电流为额定电流。步骤（2）需保持的滑片位置不变，确保电路总电阻不变，电流仍为，调节的滑片至最右端，此时电压表测灯泡与的总电压。此时两端的电压为，根据欧姆定律得，电路中的电流。因此，灯泡的额定功率。
四、计算与推导题（第21小题6分，第22小题6分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的公式和过程）
21．如图所示的电路中，电源电压可以调节改变，定值电阻 ，为电阻箱。闭合开关，调节电阻箱的阻值 时，电压表的示数。求：
（1） 此时电源电压。
（2） 调节电源电压为，电阻箱的阻值 。此时消耗的电功率。
【答案】
（1） 【解】根据电路图知，两个电阻串联，电压表测量电阻箱两端的电压；调节电阻箱的阻值 时，电压表的示数，
电路中的电流，
两端的电压，
电源电压。
（2） 电源电压为时，电阻箱的阻值 ，
电路中的电流，
的电功率。
22．在如图所示电路中，电源电压恒定，小灯泡上标有“”字样（灯丝电阻不变），滑动变阻器的最大阻值为 ，的阻值为 。求：
（1） 小灯泡的电阻有多大？
（2） 当开关、、均闭合时，电压表示数为，则电源电压及电阻的电功率有多大？
（3） 断开、，闭合，若接入电路中的电压表的量程改为，电流表的量程为，在不损坏电路元件的前提下，滑动变阻器接入电路的阻值范围？
【答案】
（1） 【解】由可得，小灯泡的额定电流，
由可得，小灯泡的电阻 。
（2） 当开关、、均闭合时，电阻与滑动变阻器并联，电压表测电源电压，电压表的示数为，即，
因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以电阻消耗的电功率。
（3） 当电路中电流等于小灯泡的额定电流时，电路中电流最大，此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小，此时电路中的总电阻 ，
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以 ；
当电压表的示数（最大值）时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，此时电路中的电流最小，
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以小灯泡两端的电压，
因为串联电路中各处的电流相等，所以，即，解得 ，
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为 。
23．如图甲所示为打印笔，其原理是通过加热挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，已知该打印笔慢挡打印功率为，、是用于发热的定值电阻。将该打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。快挡打印，电能表指示灯闪烁8次，可将的塑胶从加热到。［塑胶的比热容为］求：
（1） 该打印笔快挡打印时的电功率。
（2） 的阻值。
（3） 该打印笔快挡打印时的热效率。（即塑胶吸收的热量与打印笔消耗电能的比值）
【答案】
（1） 【解】指示灯闪烁8次，打印笔消耗的电能
，
。
（2） 由知，当开关接2、3时，电路为的简单电路，打印笔处于快挡，的电阻
，
当开关接1、2时，与串联，打印笔处于慢挡，此时电路中的总电阻 ，
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得，的阻值
。
（3） 的塑胶从加热到吸收的热量
，
打印笔快挡打印时的热效率。
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