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第十五章 电能与电功率
提升卷
建议用时：90分钟，满分：100分
一、单项选择题（共7小题，每小题3分，共21分）
1．某智能手机的锂电池上标有“”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（　　）
A．节能灯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电冰箱
2．标有“220V、100W”，标有“220V、40W”，把它们串联后接在220V电源上，下面分析正确的是（ ）
A．两盏电灯的总功率等于140W． B．两灯的总功率小于40W
C．较亮的灯是 D．若电源电压是440V，两灯都能正常发光
3．有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为1200W．两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是（ ）
A．甲电热水壶两端的电压较高 B．电流通过甲电热水壶做功较快
C．通过两个电热水壶的电流相等 D．相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多
4．下列利用电流热效应工作的用电器是（ ）
A．电视机 B．电风扇 C．电脑 D．电炉
5．如图所示的电路，电源电压保持不变，甲、乙均为滑动变阻器。开关S闭合后，甲、乙接入电路的电阻分别为、，此时电路的总功率为。若将甲接入电路的阻值增大10Ω，乙接入电路的阻值减小10Ω，电路的总功率仍为；若将甲接入电路的阻值增大6Ω，乙接入电路的阻值减小6Ω，此时，甲的电功率为，乙的电功率为，则（　　）
A． B．
C． D．
6．在如图所示的电路中，电源电压不变。闭合开关 S 后，当滑片 P 在某一端点时，电流表示数为 0.3A，小灯泡消耗的功率为 0.9W；当滑片 P 移至中点时，电压表示数变化了 2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为 2W。下列说法中正确的是（　　）
A．小灯泡正常发光时的电阻为 10Ω
B．滑动变阻器的最大阻值为 20Ω
C．电源电压为 10V
D．当滑片 P 在最右端时，滑动变阻器消耗的功率为 3.6W
7．如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R 2的最大阻值为80Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R 2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．R 1的阻值为16Ω
B．R 2的滑片向左滑动时，电压表与电流表示数之比不变
C．当电流为0.2A时，滑动变阻器R 2消耗的电功率最大
D．电流为0.4A时，10s内电流通过R 1产生的热量是32J
二、填空题（共9小题，每空1分，共28分）
8．电热水器是利用电流的 效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 kW·h，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为 J，其两端电压 （高于/等于/低于）220V。
9．图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路，电阻R阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为 V，干路电流为 A，此时灯泡L的电功率为 W。
10．在“练习使用滑动变阻器”的实验中，连接了如图所示电路。闭合开关，当滑片P向 移动时小灯泡变亮；已知电源电压为9V，小灯泡标有“6V 3W”的字样，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为 Ω。
11．如图所示，闭合开关，导线夹M在铅笔芯上向右移动，电流表的示数变 。若要测量铅笔芯的电阻，需补充的仪表是 。实验时铅笔芯发烫的现象，属于电流的 效应。
12．小明家的电能表如图所示，示数是 kW h，电路中接入的最大电功率不得超过 W，断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，转盘转了32转，则电饭锅消耗的电功率为 W。
13．图甲是一款电中药壶，图乙是其内部简化电路，定值电阻. R1、R2中只有 R1为加热管。该壶的额定电压为220V，加热时的额定功率为1210W，则额定电流为 A。正常工作时加热管R1在加热和保温时的功率之比为49∶4，则定值电阻R2的阻值为 Ω。若家庭电路中仅有该壶工作，使质量为1kg、初温为的水升高60℃共用时6min， 如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次，则此过程中该壶的实际功率为 W，加热效率为 %。
14．如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡L的规格“3V 0.9W”，滑动变阻器的规格“20Ω 1A”，电流表量程为0~3A，则小灯泡正常发光时阻值RL= Ω。当开关S1、S2同时闭合，改变滑动变阻器的接入电阻，小灯泡的亮度将 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）；保持开关S1始终闭合，调节电路，使电路消耗的最大功率为P1，最小功率为P2，则P1︰P2= 。

15．如图所示，电源电压恒为4V、小灯泡标有“2.5V；1W”的字（电阻不变），滑动变阻器上标有“20Ω；1A”的字样，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某处时，电流表的示数为0.2A，则小灯泡的实际功率为 W；在保证电路安全使用的情况下，继续移动滑片，设移动过程中滑动变阻器的电功率为P1，小灯泡的电功率P2，的最大值为a、最小值为b，则= 。
16．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，通过线圈的电流为10A。这台电动机正常工作时，10s消耗的电能为 J，产生的热量为 J，该电动机的效率为 。
三、实验题（共3小题，每空1分，共21分）
17．电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系，选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油，两电阻丝阻值不同（R1＞R2）。

（1）将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制 和 相等；
（2）通电一段时间后，通过观察 来比较电流做功多少；
（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝 （选填“R1”或“R2”）做的功多；
（4）若R1两端的电压为3V，电路中的电流为0.4A，则10s内电流通过R1做的功为 J。
18．在测量小灯泡电阻的实验中，电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，要求滑片P置于端时滑动变阻器接入电路的电阻最大 ；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表、电流表示数均较小，接下来的操作是 ，多次改变小灯泡两端的电压，记录电压表、电流表的示数，当小灯泡两端电压为时，电流表示数如图乙所示，为 A，此时小灯泡的电阻为 （结果保留一位小数）；
（3）根据数据绘制图像，如图丙所示，发现此图像不是直线，主要原因是灯丝电阻受 的影响；
（4）实验中滑动变阻器的规格可能是 ；
A．；2A　　B．；2A　　C．；1.5A
（5）小灯泡逐渐变亮的过程中，电路中电流依次为、、时，小灯泡对应的功率分别为、、。若，则 （选填“”“”或“”）；（假设小灯泡的电阻保持不变）
（6）将上述实验中的小灯泡与一个的定值电阻串联在电源电压为的电路中，则定值电阻两端的电压为 V。
19．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题：

（1）如图甲，请用笔画线代替导线，正确连接电路 ；
（2）在开关S闭合前，应将滑片P移到 端（选填“A”或“B”）；
（3）闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡 ；
（4）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，同时眼睛要观察 表的示数，直到示数为 V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数；
（5）继续移动滑片，让电压表示数低于，某时刻电流表示数如图乙为 A，观察灯泡亮度并记录电表示数：继续缓慢移动滑片，让电压表示数高出少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的图像，如图丙，则小灯泡额定功率为 W；
（6）根据小灯泡图像和亮度变化，还可以发现 。
四、计算题（共2小题，共12分）
20．某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻和分压电阻，S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。求：
（1）的阻值；
（2）电饭锅高温挡的功率；
（3）保温16min，分压电阻产生的热量。
21．如图所示，电源电压不变，R1、R2均为定值电阻，R1=20Ω，R2=10Ω，R为滑动变阻器，电压表V1的量程为0～15V，V2的量程为0～3V。闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14V，V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片，两电表均能达到满偏。
（1）求滑片置于A时，电路中的电流；
（2）求电源电压；
（3）用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，不改变其他元件的连接。闭合开关，使电路总功率保持最大，在保证电路安全的情况下，调节R和R0接入电路的阻值，其中R仅可以在替换前的范围内变化，求R0接入电路的阻值范围。
五、综合能力题（共3小题，共18分）
22．在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题：
（1）在虚线框内画出烘干器内部电路图；
（2）使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
23．把一个某种类型的电阻R接在电压恒为12V的电源两端，通电后，同时记录R的温度一时间图线、流过R的电流一时间图线如图所示；

（1）根据图线，R的温度为50时，流过R的电流为 A；
（2）求在30s时R的阻值和电功率；
（3）30s~40s，R产生的热量为Q1；90s~100s，R产生的热量为Q2，Q1 Q2（选填“>”“=”“<”），写出判断依据： 。
24．在测量小灯泡额定功率的实验中，小兵连接的电路如图1所示。图2中图线a是V与A示数间的关系图线，图线b是一只定值电阻R0的U﹣I图线。电源电压U恒为3V，小灯泡L的额定电压为2.5V。则：
（1）L的额定功率为 W；
（2）图线a对应的过程中，R的调节范围为 Ω；
（3）若将R替换成R0，则L工作时的阻值为 Ω；
（4）若将R替换成与L相同的小灯泡，则根据图线可求得电路消耗的总功率约为 W。
参考答案
一、单项选择题（共7小题，每小题3分，共21分）
1 2 3 4 5 6 7
C B B D D B D
二、填空题（共9小题，每空1分，共28分）
8．热 3023.6 等于
9．2 0.45 0.5
10．左 6
11．小 电压表 热
12．3286.4 8800 600
13．5.5 100 1000 70
14．10 不变 26:3
15．0.25 5
16．38000 2000 94.7%
三、实验题（共3小题，每空1分，共21分）
17．（1）电流 时间；（2）温度计的示数；（3）R1；（4）12
18．（1）；（2）将滑动变阻器的滑片P向A端移动 0.3 8.3；（3）温度；（4）C；（5）＜；（6）2.6
19．（1）；（2）B；（3）短路；（4）电压 2.5；（5）0.2 0.75；（6）小灯泡的亮度越高，其电阻变大
四、计算题（共2小题，共12分）
20．（1）；（2）880W；（3）
解：（1）当S接a时，电路为的简单电路，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A ，根据欧姆定律可得，的阻值为
（2）根据P=UI可得，电饭锅高温挡的功率为
（3）当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，此时两电阻串联，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。根据串联电路特点和欧姆定律可得，分压电阻的阻值为
保温16min，分压电阻产生的热量为
21．（1）0.2A；（2）18V；（3）10Ω~20Ω
解：（1）求滑片置于A时，变阻器R、R1和R2串联，V2测量R2两端的电压，根据串联电路规律可知，电路中的电流等于通过R2的电流，为
（2）R1两端的电压为
V1测量变阻器R和R2两端的总电压，则电源电压为
（3）根据可知，当R阻值越小时，电路中电流越大，R2两端电压越大，V2的量程为0~3V，则R2两端的最大电压为3V，电路中的最大电流为
R1两端的电压为
则R两端的电压为
则替换前R最小电阻为
当R阻值最大时，R和R2两端电压最大，为15V，则此时R1两端电压为
电路中的电流为
则R2两端的电压为
则此时R两端电压为
R的最大阻值为
即R的范围为30Ω~90Ω，闭合开关，使电路总功率保持最大，根据可知，当电流恒为最大值时，电路的总功率保持最大，由上述可知，电流最大时为
电路中的总电阻为
此时R在阻值最小值时，为30Ω，则R0的最大阻值为
当R阻值最大时，R0两端的阻值最小，R和R2两端电压最大为15V，则R0两端的电压为
则R0的最小阻值为
综上所述，R0的阻值范围为10Ω~20Ω。
五、综合能力题（共3小题，共18分）
22．（1）（2）220Ω
解：（1）由题意知，内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路，且发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象，因此发热电阻与电动机并联，一个开关在干路控制整个电路，另一个开关与发热电阻串联，控制发热电阻，如图所示：
（2）将发热电阻的功率减小到原来的一半，则更换后发热功率为220W，根据可知，此时发热电阻的阻值为
23．（1）0.08；（2）150；0.96；（3）> 电压一定，在90s-100s阶段的电流小于30s~40s的电流
24．（1）0.625；（2）25～2；（3）6；（4）0.534

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