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高中化学必修一同步提高课程课后练习





电功率
题一：智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁的使用会导致它的电能消耗很快，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．增大电池电压 B．增加总功率 C．减小总功率 D．降低散热能力
题二：中国科技馆的“探索与发现A厅”中有一个写着“电从哪里来”字样的展台，在展台的一侧有一台手摇发电机，在展台中心区域有一个水车模型（如图所示），水车模型内部的电动机与发电机相连接．小伟同学用力摇动手摇发电机，发现水车模型转动了起来．关于此现象，下列说法中正确的是（　　）

A．水车模型内电动机的工作原理是电磁感应现象
B．手摇发电机的工作原理是电磁感应现象
C．水车模型在转动过程中，将电能转化为机械能
D．发电机在工作过程中，将电能转化为机械能
题三：如图所示是小明设计的实验探究电路，AB是一段铅笔芯，C为可以自由移动的金属环，且与铅笔芯接触良好，当C左右移动时，电压表V1和V2示数同时发生变化，可得出多组实验数据，通过此实验探究可以验证的结论是（　　）

A．在串联电路中，电流处处相等
B．在串联电路中，总电压等于各部分电路两端电压之和
C．在串联电路中，总电阻等于各部分电路电阻之和
D．电压一定时，电流与电阻成反比
题四：（多选）如图所示的电路中，R 为定值电阻，在不拆改电路的情况下，利用这个电路进行实验能完成的是（　　）

A．用伏安法测R阻值
B．探究：电阻两端电压一定时，通过电阻的电流与电阻成反比
C．探究：电阻一定时，通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比
D．电阻一定时，电阻消耗的电功率与电阻两端的电压的平方成正比
题五：如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为其两端点）．闭合开关S，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.1 A，R2消耗的电功率为1 W；当滑片P移动至某一位置时，电流表示数为0.3 A，R2消耗的电功率为1.8 W．则（　　）

A．滑动变阻器R2总电阻是10 Ω
B．电源电压是12V
C．定值电阻R1阻值是10 Ω
D．当滑片P从a移到b的过程中，电流表示数变化了0.6 A
题六：如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为4V时，小灯泡消耗的功率为1W；当电压表的示数为2V时，小灯泡正常发光，消耗的功率为4W，灯丝电阻不受温度影响，在保证电路元件安全的情况下，下列说法正确的是（　　）

A．小灯泡的电阻为1Ω
B．电源电压为8V
C．电路消耗的最大功率为12W
D．小灯泡消耗的最大和最小功率之比为16：1
题七：图甲是“测量小灯泡额定功率”的实验电路图，小灯泡的额定电压为2.5V．


（1）图甲中只有一根导线的一个接头接错，请在错误处画“×”，并在图上改正．
（2）电路修改正确后，闭合开关前，将图中的滑动电阻器滑片调到最______端（选填“左”“右”“中间”）．
（3）闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为　 　V，若想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向　 　（选填“左”或“右”）端移动．某同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的U﹣I图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是　 　W．当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是　 　Ω．
（4）完成上述实验后，小丽的小组又设计了如图丁所示的实验电路，借助实验室的器材，同样测出了小灯泡正常发光时电功率，请你完成下列实验步骤：
①接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点　 　（选填“1”或“2”）移动滑片，使电压表的示数为灯泡的额定电压U1．
②滑片的位置保持不动，再将开关S2拨到另一个触点读出电压表的示数为U2；
③小灯泡正常发光时功率的表达式P=　 　（用U1、U2、R0表示）．
题八：下面是小刘同学进行的电学实验：

（1）小刘为了探究导体的电流跟电阻的关系，设计了如图甲所示的电路．
①请用笔画代替导线完成图甲电路的连接；
②如果小刘连接电路时接入的电阻为5Ω，控制电阻两端的电压2V，那么将5Ω的电阻换成10 Ω的电阻时，应将滑动变阻器的滑片向______端调节，使电压表示数
为　 　V；把10 Ω的电阻换成20 Ω的电阻，无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明她选择的滑动变阻器　 　；
（2）完成上述实验后，小刘又重新设计了电路（如图乙），测量一个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作的电流为I1．请完成实验步骤（已知电源电压为U）．
①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为　 　；
②只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，　 使电流表示数为I1；再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2；
③则灯泡的额定功率表达式为P额=　 ．（用U、I1、I2表示）
题九：阅读下面材料：
你肯定见过，风扇通电后的转速是由慢逐渐变快的．那么你猜在这个过程中，通过风扇内电动机的电流会不会变化呢？如果转动中的风扇因为受到阻碍而停止，通过风扇内电动机的电流又会如何变化？会带来什么后果呢？让我们做一个简单的实验吧．
如图，把一个玩具电动机、一个小灯泡和电池串联起来．接通电路后，电动机便开始由慢到快转动起来．这时我们会发现，刚通电时，电动机转速还较慢，灯泡最亮．
而随着电动机转速变快，灯泡则逐渐变暗了．并且当电动机转得最快时，灯泡也最暗．怎么样，你一定觉得很新奇有趣吧？那么现在让我们一起来动动脑筋，请你根据上述现象分析回答下列问题：
（1）在图示的电路中，如果用手指捏住玩具电动机的转轴使其转动变慢最后完全停下来，灯泡的亮度将　 ，通过电动机的电流将　 　．（填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）电动机正常工作时，主要是将电能转化为　 　能，若电动机标有“12V 24W”，其线圈的电阻是1Ω，则电动机正常工作1min产生的热量是　 J．
（3）家用电风扇的主要部分就是电动机．如果转动中的电风扇受到外物阻碍，（如有衣服被吸到扇页上）而无法转动，可能会导致火灾的发生．请你简要分析其中的原因．

题十：如图所示，将玩具电动机、电池、小灯泡、开关用导线连接起来．

（1）闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在______受力转动的原理工作的；如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是________________(填一种即可)．
（2）刚闭合开关时，小灯泡发出明亮的光，但随着电动机转得越来越快，小电灯的亮度逐渐减弱；当转速正常时，小电灯的亮度稳定不变，此时用手指轻轻捏住电动机的转轴，使电动机的转速减慢，你猜想这时小灯泡的亮度将______（填“变亮”、“变暗”或“不变”），理由是___________．
题十一：如图所示的电路中，电源电压为24伏且保持不变．当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P滑至a端时，电流表示数为2安；当S断开，滑片P滑到变阻器中点时，电压表示数为12伏．
求：（1）滑动变阻器的最大阻值和灯泡的电阻．
（2）若电压表量程为0～15伏，断开开关S，在电压表不超过量程的情况下，灯泡的最小功率是多大？

题十二：如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P移至A端时，灯泡正常发光，电流表示数为1A，当开关S断开，滑片P移到中点时，电流表示数为0.5A，电压表示数为12V，求
（1）滑动变阻器的最大阻值和灯泡的电阻（假设灯泡的电阻不变）；
（2）电源电压和灯泡额定功率；
（3）若电压表量程为0～15V，断开开关S，在电压表不超过量程的情况下，灯泡的最小功率是多少？

题十三：如甲图所示的电路，电源暗箱中电源电压和电阻R1均保持不变，小刚为探究滑动变阻器的电功率P与其接入电路的阻值R的关系，做了多次实验．

（1）当电压表的示数为8V时，电流表的示数为1A，问：此时滑动变阻器接入电路中的电阻R是多大？它的电功率是多大？
（2）根据实验测得的几组数据的处理结果，小刚在坐标纸（乙图）上画出了滑动变阻器的电功率P随其接入电路中的阻值R的变化图象，由图象可知：当滑动变阻器的电功率P最大时，滑动变阻器接入电路的电阻是多大？此时通过滑动变阻器的电流是多大？
（3）电源暗箱中的电阻R1是多大？
题十四：为探究“滑动变阻器消耗的电功率与电流的关系”，某同学设计了如图甲所示电路，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，电源电压保持不变．实验时，滑动变阻器滑片从a端滑动到b端过程中，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系图象如图乙所示．
（1）该滑动变阻器的最大阻值为　 　欧．
（2）该实验中电源电压是　 　伏．



参考答案
题一：C
解析：当手机“电量”所剩无几时，即W一定，由可得，W=Pt，要延长使用时间t，则减小总功率P，因此手机的“省电模式”是通过减小总功率的方式来延长使用时间的．故选C．
题二：BC
解析：水车模型内电动机的工作原理是：通电导线在磁场中受力的作用，故A错误；
手摇发电机的工作原理是电磁感应现象，故B正确；水车模型在转动过程中，消耗电能，产生机械能，所以是将电能转化为机械能的过程，故C正确；发电机在工作过程中，消耗机械能，产生电能，所以是将机械能转化为电能的过程，故D错误．
故选BC．
题三：B
解析：根据电路图可知，电压表V1测量AC间的电压，电压表V2测量CB间的电压；
串联电路电流处处相等，但本实验无法测量电路中的电流，因此本实验无法完成，故A错；电压表V1和电压表V2分别测量串联电路各部分的电压，当C左右移动时，电压表V1和电压表V2的示数同时发生变化，但它们之和不发生改变，故可以探究在串联电路中，总电压等于各部分电路两端电压之和，故B正确；无法测量各电阻的阻值，因此无法探究总电阻与分电阻的关系，C错误；因为当C左右移动时，电压表V1和电压表V2的示数同时发生变化，无法控制电压一定，故不能探究电压一定时，电流与电阻成反比，D错误。综上本题选B．
题四：ACD
解析：由电路图可知，电阻与滑动变阻器串联，电压表测电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，利用欧姆定律可以求出R阻值，故A能完成；探究“电阻两端电压一定时，通过电阻的电流与电阻的关系”时，应控制电阻两端的电压不变，改变电阻的阻值并测出电流，而图中R的阻值不变，故B不能完成；探究“电阻一定时，通过电阻的电流与电阻两端的电压关系”时，应控制电阻的阻值不变，通过移动滑片改变R两端的电压和通过的电流，故C能完成；探究“电阻一定时，电阻消耗的电功率与电阻两端的电压关系”时，应控制电阻的阻值不变，通过移动滑片改变R两端的电压，且根据P=UI可计算出R的功率，可以研究电阻消耗的电功率与电阻两端的电压关系，故D能完成．
故选ACD．
题五：B
解析：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）因当滑片P在某一端点时电流表示数为0.1 A，当滑片P移动至某一位置时电流表示数为0.3A，所以，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.1A（电路中的最小电流），即滑片位于b端时的电流，由P=I2R可得，滑动变阻器的最大阻值：，故A错误；因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由可得，电源的电压：
U=I1（R1+R2）=0.1 A×（R1+100 Ω）﹣﹣﹣﹣﹣①，
滑片P移动至某一位置时，滑动变阻器接入电路中的电阻：
则电源的电压：U=I2（R1+R2′）=0.3 A×（R1+20 Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
因电源的电压不变，所以，0.1 A×（R1+100 Ω）=0.3 A×（R1+20Ω），
解得：R1=20 Ω，故C错误；
电源的电压U=I1（R1+R2）=0.1 A×（20 Ω+100 Ω）=12V，故B正确；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的最大电流：
则当滑片P从a移到b的过程中电流表示数的变化量：
△I=I3﹣I1=0.6 A﹣0.1 A=0.5 A，故D错误．故选B．
题六：D
解析：灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，
（1）当电压表的示数为4V时，
由P=I2R可得，电路中的电流：，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由可得，电源的电压：
当电压表的示数为2 V时，灯泡正常发光，则PL额=4W，
电路中的电流：
则电源的电压：，
因电源的电压不变，
所以，
解得：RL=4Ω，故A错误；
电源的电压，故B错误；
（2）当电压表的示数为2V时，灯泡正常发光，此时电路中的电流最大，电路消耗的功率最大，
Pmax=UI2=，故C错误；
（3）最大当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡消耗的电功率最小，则电路中的电流：
灯泡消耗的最小功率：PL′=I2RL=（0.25A）2×4 Ω=0.25 W，
则小灯泡消耗的最大和最小消耗功率之比：PL额：PL′=4 W：0.25W=16：1，故D正确．故选D．　
题七：（1）见下图

（2）右；
（3）2.2；左；0.5；10；
（4）①2；③
解析：（1）原电路中，电流表与灯并联，电压表串联在电路中了，是错误的，电压表应与灯并联，电流表串联在电路中，连接电流表“0.6”接线柱与灯的右接线柱的连线是错误的，应去掉，将灯的右接线柱与电压表负接线柱连接起来，修改后如下图所示：

（2）连接电路时，变阻器连入电路中的电阻最大，即滑片移动到右端；
（3）图乙中，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V；小于灯的额定电压2.5V，因灯在额定电压下才正常发光，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，要减小变阻器连入电路中的电阻大小，滑片向左移动；
由图丙知，灯的电压为额定电压2.5V时，对应的电流大小为0.2A，灯的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5 W；
当灯的电压为U′=1.5V时，由图丙知，对应的电流为I′=0.15A，根据欧姆定律，灯的电阻；
（4）①接好实验电路，闭合开关Sl，将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为灯泡的额定电压U1；
②滑片的位置保持不动，再将开关S2拨到另一个触点读出电压表的示数为U2；
③由串联电路特点和欧姆定律可得，此时电路中的电流，由P=UI可得，小灯泡正常发光时功率的表达式为：．
题八：（1）①见上图；

②左，2 ，最大阻值小于25 Ω；
（2）①I1，②调节滑动变阻器R1的滑片；③
解析：（1）①探究导体的电流跟电阻的关系时，电压表与电阻并联，如下所示：

②如果小刘连接电路时接入的电阻为5 Ω，控制电阻两端的电压为2 V，那么将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻时，根据分压原理，电压表示数变大，根据串联电路电压的规律，应减小电压表示数增大变阻器分得的电压，根据分压原理，应将滑动变阻器的滑片向左端调节，使电压表示数为2 V；电源电压为4.5 V，变阻器分得的电压为4.5V﹣2V=2.5 V，根据分压原理，当接入20 Ω的电阻时，变阻器的电阻至少为
把10 Ω的电阻换成20 Ω的电阻，无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明她选择的滑动变阻器的最大阻值小于25 Ω；
（2）分析实验的原理可以得出其具体的步骤为：
①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I1；
②只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调节滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为I1；
再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2；
③则小灯泡的电阻与变阻器R1此时的电阻相同，即，
小灯泡的额定功率．
题九：（1）变大；变大；（2）机械；240；（3）风扇停转后，由于电动机接入电路的是线圈，线圈的电阻不变，所以电流会增大，根据焦耳定律Q=I2Rt知，相同时间内产生的电热会大幅度增加，进而引发火灾．
解析：（1）根据题意可知，电动机转动的速度越慢，灯泡的亮度就越亮，由P=I2R可知，灯泡的电阻变化很小，而变亮说明实际功率变大，因此，说明此时电路中的电流就变大，进一步分析可知，当电动机停止转动时，电路中的电流就最大；
（2）电风扇工作时，利用电流的磁效应，使风扇转动的，将电能转化成机械能；
由P=UI可得，电动机正常工作时的电流，
1min产生的热量Q=I2Rt=（2A）2×1Ω×60s=240J；
（3）如果转动中的电风扇受到外物阻碍，而无法转动风扇，停转后，由于电动机接入电路的是线圈，线圈的电阻不变，所以电流会增大，根据焦耳定律Q=I2Rt知，相同时间内产生的电热会大幅度增加，进而引发火灾．
题十：（1）磁场；改变电流的方向；（2）变亮；电路中的电流变大，所以灯泡变亮．
解析：（1）闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的；如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是：改变电流的方向或改变磁场的方向；
（2）捏住电动机的转轴，会将电动机消耗的电能转化为内能，电源输出的功率大都变为线圈电阻消耗的热功率了，电流急剧上升，灯泡两端的电压变大，灯泡变亮．
题十一：（1）滑动变阻器的最大阻值为36 Ω，灯泡的电阻为18 Ω；
（2）电压表不超过量程的情况下，灯泡的最小功率是4.5W．
解析：（1）当开关闭合，滑片P位于a端时，RL与 Rab并联，电流表测干路电流，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，
∴根据欧姆定律可得：
①
当S断开，滑片P滑至中点时，RL与串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴灯泡两端的电压：
UL′=U﹣U滑=24V﹣12V=12V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴，即，
解得：Rab=2RL﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①和②解得：Rab=36Ω，RL=18Ω；
（2）若电压表量程为0～15伏，断开开关S，则电压表的示数为15V时，灯泡的电功率最小，
此时，灯泡两端的电压：
UL″=U﹣U滑′=24V﹣15V=9V，
灯泡的最小功率：

题十二：（1）滑动变阻器的最大阻值为48Ω，灯泡的电阻为24Ω；
（2）电源电压为24V，灯泡额定功率为24W；
（3）若电压表量程为0～15V，断开开关S，在电压表不超过量程的情况下，灯泡的最小功率是3.375W．
解析：（1）当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P移至A端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联，电流表测灯泡支路的电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，
所以，由可得，电源的电压：
U=UL=ILRL=1A×RL﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当开关S断开，滑片P移到中点时，灯泡L与滑动变阻器阻值的一半串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，
则变阻器接入电路中的阻值：，
则变阻器的最大阻值：R滑=2×24 Ω=48 Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②两式可得，RL=24Ω；
（2）电源的电压：U=ILRL=1A×24Ω=24V，
则灯泡的额定功率：PL=ULIL=24V×1A=24 W；
（3）断开开关S时，电源的电压大于电压表的量程，当电压表的示数U滑′=15V时，灯泡的实际功率最小，此时灯泡两端的电压：UL′=U﹣U滑′=24V﹣15V=9V，
则灯泡的最小功率：
题十三：（1）滑动变阻器接入电路中的电阻R是8 Ω，它的电功率是8W；
（2）当滑动变阻器的电功率P最大时，滑动变阻器接入电路的电阻是4 Ω，此时通过滑动变阻器的电流是1.5 A；
（3）电源暗箱中的电阻R1是4 Ω．
解析：由电路图可知，R与R1串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）滑动变阻器接入电路在的电阻：，
它的电功率为：P=UI=8V×1A=8W；
（2）由乙图可知，当功率最大P滑=9 W，R滑=4 Ω，
通过滑动变阻器的电流：；
（3）因电源的电压不变，所以U电源=U+IR1=I滑（R滑+R1），
即8V+1A×R1=1.5A×（4Ω+R1）解得：R1=4Ω．
题十四：（1）50；（2）12．
解析：（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，R1的最大阻值和R0串联，电流表测电路中的电流，
由图乙可知，电路中的最小电流I最小=0.2A，滑动变阻器的功率P1=2.0W，
由P=I2R可得，滑动变阻器的最大阻值：
（2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由可得，电源的电压：
U=I最小（R最大+R0）=0.2A×（50Ω+R0），
由图乙可知，当电路中的电流I′=0.4A时，滑动变阻器的功率P1′=3.2W，
则滑动变阻器接入电路中的电阻：，
电源的电压：U=I′（R′+R0）=0.4A×（20Ω+R0），
因电源的电压不变，所以，0.2A×（50Ω+R0）=0.4A×（20Ω+R0），解得：R0=10 Ω，
电源的电压：U=I最小（Rmax+R0）=0.2A×（50Ω+10Ω）=12V．




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