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第十五章《電功和電熱》提優練習（1）
1.當天空中空氣的濕度很大、兩塊云之間的電壓很高時，原先不導電的空氣就會變成導體，強大的電流可在瞬間通過天空，形成閃電.某次閃電的放電電流約為1×104A，電壓約
1. 8×108 V，放電時間約0.01 s，則這次閃電釋放的電能約        J，合          kW?h.
2.甲、乙兩盞白熾燈并聯在電路中，兩燈都正常發光，且甲燈比乙燈亮，則(    ).
  A.甲燈兩端的電壓比乙燈的大
  B.甲燈的電阻比乙燈的大
  C.通過乙燈的電流比甲燈的大
  D.相同時間內，甲燈消耗的電能比乙燈多
3.電流通過一用電器(如旋轉燈)，在1s內產生的內能是150 J，光能是100 J，機械能是50 J，則電流做功為 (    ).
  A.  100 J           B.  150 J             C.  250 J           D.   300J
4.如圖所示是一個同學家里的電能表，電能表上所顯示
  的數值反映了他家5月初的用電情況，這時電能表的
  示數為        kW?h;從電能表上可以看出，表盤轉
1 500轉(表盤上有一紅點，紅點出現一次即轉了一轉)
時，電流通過用電器所做的功是       kW?h=     J.
5.兩電阻R1=10Ω、R2=20 Ω, R1允許通過的最大電流為200 mA, R2允許通過的最大電流為300 mA，兩電阻并聯時，電路中總電流最大為         A;兩電阻串聯時，電路中最大電壓為
          V，此時若通電1 min，電流所做的功是          J.
6.電子式電能表表盤上標有“3 000 imp/ ( kW?h)”字樣，將某用電器單獨接在該表上工作20 min。電能表指示燈閃爍了300次.該用電器在上述時間內消耗的電能為        kW? h，該電能表在工作時本身         (填 “消耗”或“不消耗”)電能.
7.如圖所示，對于電能表面板上的一些參數的理解，下列說法中錯誤的是(    ).
 
  A.此時電能表的讀數為120. 7度
  B. “220 V”是指這個電能表應該在220 V的電路中使用
  C. “10(20) A”是指這個電能表使用時正常工作電流為10 A或20 A
  D. “600 revs/(kW?h)”是指用電器每消耗1kW?h電能，電能表的轉盤轉過600轉
8.如圖所示的電路，電源電壓為12 V.滑動變阻器R的最大阻值為20Ω.燈L的電阻為4Ω.滑動變阻器的滑片P在a點時通過燈絲的電流是滑片P在b點時通過燈絲電流的          倍;當滑片P從a點移到b點的過程中，電壓表的示數變化范圍是           V;P在a點時，10 min內電流通過燈L做的功是           J.
 
9.下列單位中，不是電功單位的是(    ).
  A. kW?h                 B. J                C. J/s            D.  V?A?s
10.有兩個電阻R1 >R2，采用下列不同方式接在同一電源上，在相同時間內電流做功最多的連接方式是(    ).
   A.只接R1                B.只接R2           C. R1和R2串聯    D. R1和R2并聯
11.甲、乙兩個電阻的U-I圖線如圖所示，若把兩個電阻串聯接在同一電路中，下列說法中正確的是(    ).
 
   A.甲的電阻值小于乙的電阻值
   B.通過甲、乙兩個電阻的電流之比是2:1
   C.甲、乙兩個電阻兩端電壓之比是2:1
   D.相同時間，甲、乙兩個電阻消耗的電能之比是1:4
12.一個電熱器電阻為R，當它兩端電壓為U，通電時間為t時，消耗電能為W;若要使它消耗電能為4W，下列方法正確的是(    ).
   A電阻R不變，電壓U不變，通電時間t變為原來的2倍
   B.電隊R減半，電壓U增大1倍，通電時間t不變
   C.電阻R不變，電壓U增大1倍，通電時間t不變
   D.電阻R減半，電壓U不變，通電時間t不變
13.如圖(a)所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關S后，滑動變阻器的滑片P由a端移動到b端時，測得電阻R兩端的電壓U與通過R的電流I的變化關系如圖 ( b)所示.
求:(1)電源電壓;
(2)變阻器的最大阻值;
    (3)電壓表V1示數的變化范圍.

14.如圖所示的電路中，電阻R1=10Ω，電源電壓保持不變，閉合開關后，電流表A1的示數為0.6A，干路中電流表A的示數為0. 9 A，求:
   (1) R1兩端的電壓;
   (2)通過R2的電流;
   (3) R2的阻值;
   (4)通電20 s，電路消耗的電能.
 

15.你知道到底什么是3G通信嗎?所謂3G，其實它的全稱是3rd Generation，中文含義就是指第三代數字通信.第三代與前兩代的主要區別在于:傳輸聲音和數據的速度上的提升，它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式.以下為某3G手機LGKT878的主要參數:
 
    該手機通話5 min，消耗的電能是           J.
16.如圖所示是用小型直流永磁式電動機提升鉤碼的實驗，把質量為50 g的鉤碼在2s內勻速提高0.8m的過程中，電動機兩端電壓表的示數為6V，電流表的示數為0.12 A，此時電動機的機械效率約為           .(g取10 N/kg)
 
17.電阻R1和R2分別串聯或并聯在電路中，根據電路規律.試證明在相等時間內電流經過兩電阻所做的功W1和W2與電路總功W之間滿足關系式W = W1 +W2.

18.在研究電流做功大小的因素實驗時，某同學設計廠如下兩個實驗電路圖，請在虛線框內畫出它們對應的電路圖.
 
   (1)在本實驗中，他是通過觀察         來比較電流做功多少的.原因是         .
   (2)為了研究電功與電壓的關系.應選擇         圖,他的設計思路是         ;
   (3)為了研究電功與電流的關系，應選擇         圖,他的設計思路是         .
19.如圖所示的電路中，電源電壓為12 V,閉合開關S后.電流表、電壓表的示數分別為0.6A和9 V.
   (1)通過R1的電流I1是           A.
   (2)小翔同學在求R1的電阻值時，解題過程如下:
     根據歐姆定律：R1=U/I=9V/0.6A=15Ω.
小翔的解題過程是否止確?請作出判斷:                         ,
理由是                                      .
(3)求通電1分鐘R2消耗的電能(注:要求寫出詳細的計算過程).
 
20.如圖所示電路，電源電壓不變，電燈L標有“6V  1.2W”字樣.當開關S1、 S2均閉合時。電燈L恰能正常發光，電流表示數為0. 5 A.則:
 
   (1)電動機兩端電壓為         V，通過電動機的電流為         A.
   (2)通電1 min電路消耗電能          J.
21.燈泡L1、L2標有“6V  3.6W”字樣，燈泡L3、L4標有“6V  6W”字樣;把四個燈泡按如圖所示連入電路中都發光，那么最亮的燈泡是          ，最暗的燈泡是            .
 
22.某實驗小組的同學用伏安法測量小燈泡電功率，待測小燈泡額定電壓為3. 8 V，小燈泡的額定功率估計在1W左右.
(1)連接電流表時應選用          的量程.
(2)請用筆畫線代替導線，完成左下圖實物電路的連接 (要求:連線不得交叉).
 
(3)檢查電路連接無誤，閉合開關后，燈泡不亮，電壓表有示數，電流表指針幾乎不動，產生這一現象的原因可能是                  .
(4)故障排除后，移動滑動變阻器的滑片，當小燈泡正常發光時，電流表示數如右上圖所示，請讀出電流表的示數，并填入表格中.
(5)實驗中，同學們記錄了多組小燈泡兩端的電壓及對應通過小燈泡的電流值，但表格中仍有不完整的地方，請將所缺內容填寫完整.
 
   (6)小組同學們分析了實驗數據得出:小燈泡的發光亮度是由燈泡的          決定的，且          ，燈泡發光越亮.
23.圖甲是伏安法測小燈泡電阻、電功率的實驗電路圖.小燈泡正常工作時，兩電表的示數如圖乙所示，則下列說法中不正確的是(    ).
 
   A.在連接電路時，應將開關斷開，并將變阻器阻值調至最大值
   B.小燈泡的額定功率為0.72 W，此時的電阻為8Ω
   C.如果將滑片P向a端滑動，則電壓表的示數將變大
   D.如果將滑片P向b端滑動，則小燈泡的實際功率將大于額定功率
24.如圖所示，閉合開關，發現燈泡甲比燈泡乙亮.在該電路中，關于電流、電壓、電阻和消耗的電功率大小的判斷，正確的是(    ).
 
    A.I甲=I乙，U甲<U乙，R甲=R乙，P甲=P乙
    B. I甲>I乙，U甲<U乙，R甲>R乙，P甲>P乙
    C. I甲<I乙，U甲>U乙，R甲<R乙，P甲<P乙
    D. I甲=I乙，U甲>U乙，R甲>R乙，P甲>P乙
25.如圖所示電路,電源電壓保持不變.閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P從a端滑到b端的過程中，R1、 R2的U-I關系圖像如圖所示.則下列判斷正確的是(    ).
 
①線甲是電阻R1的“U-I”關系圖像
②電源電壓為12V
③電阻R1的最小電功率為2. 7 W
④滑動變阻器R2的最大阻值為30Ω
A.只有①③正確                            B.只有①④正確
C.只有②④正確                            D.只有②③正確
26.小明學習了電功率的知識后,想利用家里的電能表(如圖)和手表，測出一些家用電器的有關數據.
   (1)當家里只有一臺電冰箱在正常工作時，他測出電能表1 min轉了3圈，求電冰箱在這段時間消耗的電能是多少?
   (2)當電冰箱和電熱水壺同時工作時，他測出電能表1 min轉30圈，求此時電熱水壺的電功率是多少?
 
27.某科學研究小組同學用如圖所示的電路來研究滑動變阻器消耗的電功率大小與滑動變阻
器阻值大小之間的關系.已知定值電阻R0的阻值
   為20 Ω,滑動變阻器R1上標有“3 A  50Ω”字樣.
小科和小敏分別測得表1和表2中的數據(第一次
實驗數據都是在剛閉合開關時測得).
 
 
請你根據上述數據，回答下列問題.
(1)其中        同學的實驗操作不規范，不規范之處在于                       .
(2)電源電壓是多大?
(3)分析上述數據，小科認為:滑動變阻器消耗的功率隨著滑動變阻器陽值的增大而增大;小敏認為:滑動變阻器消耗的功率隨著滑動變阻器阻值的增大而減小;小思卻認為:她們的結論都只有在一定的條件下才成立……你認為小思所說的“一定的條件”分別指什么?
28.摩托車有左、右兩個轉向燈L左、L右，它們的規格均為 “6V  9W”，儀表盤上另有轉向指示燈L，規格為 “6 V  1W”，電源電壓為6V.當開關撥至左邊，L左正常發光，提醒行人摩托車將要往左轉;而另一側的L右組成如圖所示的電路，L發光用來提示駕駛員L左亮了，但此時L右不發光.把開關撥至右邊時的道理和左邊時一樣.
   (1)分別求出轉向指示燈L和轉向燈L左、L右正常工作時的電阻;
   (2)求出圖中通過L右和L一的電流(不計溫度時燈絲電阻的影響);
   (3)圖中L右雖有電流通過，但不發光.試通過計算說明此時L右不發光的原因.
 
29.如圖所示的是一種太陽能路燈的電路示意圖，光控開關S白天與a點接觸，太陽能電池板給蓄電池充電;晚上與b點接觸，蓄電池給路燈供電，太陽能電池板在晴天時每夭可接收太陽能7.5 kW?h.能使“12 V   30 W”的一盞路燈正常工作5天(路燈平均每天工作10 h)，求:
   (1)路燈正常工作時的電阻;
(2)正常工作時每盞燈每天消耗的電能;
(3)太陽能電池板把光能轉化為電能的效率.

30.某同學要測量一個額定電壓為2. 5 V的小燈泡的額定功率，電路圖如圖甲所示.使用的電源電壓約為6 V,滑動變阻器的規格是“5 Ω  2 A”.
   (1)閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應移至          (填“a”或“b”)端.
   (2)該同學將滑片移至正確位置后，閉合開關，觀察到電壓表的示數如圖乙所示，此時小燈泡兩端的電壓為         V.為了保證小燈泡不被損壞，接下來應該進行的操作是         .
   (3)為了能測出這個小燈泡的額定功率，請你寫出一條改進措施:             .
 
31.在“探究燈泡的電功率跟哪些因索有關”時，同學們提出了如下猜想:
   甲:電功率跟電壓有關，電壓越高, 電功率越大.
   乙:電功率跟電流有關，電流越大, 電功率越大.
   請你任選其中一個猜想，設計實驗，進行驗證.
   (1)你驗證的猜想是           (填“甲”或“乙”).
   (2)實驗需要的器材，除電源、導線、開關外，還需要:                   .
(3)在下面的方框中畫出你的實驗電路圖.

(4)在該實驗中,你需要收集的數據是                          .
(5)你是通過觀察比較               來比較兩燈泡功率的大小的.
(6)探究出電功率跟電壓和電流的關系后，愛動腦筋的小明猜想:“電功率跟電阻之間也可能有一定的關系.”于是，他向老師借了一些定值電阻和其他相關器材進行實驗，其實驗數據如表一、表二所示.
 
根據表一中的數據可以得出電功率跟電阻阻值之間的關系是                .
根據表二中的數據可以得出電功率跟電阻阻值之間的關系是                .
32.小明家住農村，他家的廁所離房子有一段距離，家人上廁所前都要帶上手電筒，很不方便，若燈整夜開著又很浪費電.他想利用所學的知識對廁所的照明電路進行適當改裝，將“220 V  40 W”的燈泡、阻值為990Ω的電阻和開關S、 S1連成如圖所示的電路.天黑后，S處于閉合狀態，當無人入廁時，開關S1斷開，此時燈較暗，但能起到指示作用;當有人入廁時，閉合開關S1，燈泡正常發光，起到照明作用.
   (1)當S、S1都閉合時，電阻R處于         (填“短路” “斷路”或“通路”)狀態;
   (2)當燈起指示作用時，通過電阻R的電流是多少?
   (3)通過計算說明無人入廁時和有人入廁時，電路消耗的功率哪個大?
 
33.在“測量小燈泡的電功率”實驗中，電源電壓恒定為6 V,小燈泡L的額定電壓為2. 5V，電阻大約為10Ω左右，可供選用的滑動變阻器R1和R2的最大阻值分別為10 Ω、50 Ω，實驗電路如圖甲所示.
   (1)應該選用的滑動變阻器是           .
   (2)電路正確連接后，閉合開關，發現小燈泡不亮，但電流表有示數.為使燈泡變亮，接下來應進行的操作是什么?(寫出具體的操作)
   (3)如圖乙是根據實驗數據繪成的U-I圖像.根據圖像提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是多少?
(4)某同學繼續移動滑片，小燈泡突然熄滅，此時電流表示數為零，而電壓表有示數，那么出現的故障是什么?此時電壓表的示數是多少?
 
34.一個保溫杯內裝有質量為0.5kg，初溫為20 ℃的水，把額定電壓為220 V的“熱得快”放入這些水中，結果只需2 min 48 s，就能使水溫上升到100℃.問:電熱器功率是多少?[保溫杯吸收的熱量不計，假設無熱量散失，c水=4. 2 X 103J/(kg?℃)]

35.普通電熨斗工作時可以看成一根電熱絲，通電加熱即可使用.強強同學把電熨斗串聯一只“220 V  40 W”的燈泡，用來調節電熨斗的溫度，方便熨燙不同衣物，如圖所示.電熨斗的額定電壓和額定功率分別為220 V、100 W.
   (1)用物理知識分析開關S的通斷對電熨斗溫度的影響;
   (2)計算在開關通斷兩種狀態下電熨斗所消耗的電功率.

36.如圖是“探究電流通過導體產生的熱量與導體電阻關系”的實驗裝置，銅絲的電阻小于鎳鉻合金絲的電阻，銅絲和鎳鉻合金絲串聯浸在相同質量和相同初溫的煤油中，每一燒瓶里各插入一支溫度計.通電一定時間后，可以看到         (填"A”或“B”)煤油溫度升得高，這表明在相同時間內，電流相同的情況下，電阻越         ，電流通過導體時產生的熱量越多.

參考答案
1.  1.8X1010  5000
2.  D
3.  D
4.  31. 6  0. 5  1. 8 X 106
5.  0. 3  6  72
6.  0.1消耗
7.  C
8.  6  0~10  21600
9.  C
10.  D
11.  C
12.  C
13.  (1)12 V  (2)16Ω  (3)0~8 V
14.  由電路分析可知，兩電阻并聯，電流表A1與R1串聯，故A1測量R1中的電流，電流表A測量干路電流.
    (1)根據歐姆定律可得，R1兩端的電壓:U1 = I1R1 =0. 6 AX 10Ω=6 V.
    (2)因為并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以通過R2的電流:
       I2= I- I1=0. 9 A-0. 6 A=0. 3 A
    (3)因為并聯電路中各支路兩端的電壓相等，所以U= U1 = U2=6 V,
    則: R2= U2/ I2=6V/0.3A=20Ω
    (4)通電20Ω電路消耗的電能:W=UIt =6 V X 0. 9 AX 20 s=108 J.
15.  444
16.  27. 8 %
17.  在串聯電路中I = I 1 = I 2，設電阻兩端的電壓分別為U1和U2，則
            U1 = I1R1，U2= I2R2.
            W1=U1I1t， W2=U2I2t.
    電路總功W為
            W=UIt = (U1 +U2) It = W1+W2.
18.  如圖所示
 
(1)燈泡的亮暗程度在相等時間內做功越多，消耗電能越多，電燈獲得內能越多，越亮
(2)(b)  保持電流和通電時間不變，研究電流與電壓關系
(3)(a)  保持電壓和通電時間不變，研究電功與電流的關系
19.  (1)0.6  (2)錯誤  R1的電壓取值錯誤
(3)W= UIt =9 VX0. 6 Ax60 s=324J.
20.  (1)6  0.3  (2)180
21.  L1   L2
22.  (1)0~0. 6 A
(2)如圖所示
    (3)小燈泡開路(燈絲斷了)
    (4)0.31  (5)1.178(或1. 18 )
    (6)實際功率實際功率越大
23.  D 
24.  D
25.  C
26.  (1)W1=3/1500 kW?h=7 200 J.
(2)W2=30/1500 kW?h=7 200 0J.
P= W2/t=7 200 0J/60s=1200W.
27.  (1)小科   接線時，沒有把滑片移到接入電路電阻阻值最大處
    (2)U=U0+U變=I0R0+U變=0.6AX30Ω+0=12 V.
    (3)當R變≤R0時，滑動變阻器消耗的功率隨著滑動變阻器阻值的增大而增大;當R變≥R0時，滑動變阻器消耗的功率隨著滑動變阻器阻值的增大而減小.
28.  (1)由電功率公式可得轉向指示燈L電阻R為 .
轉向燈L左和L右的電阻為 .
 (2)通過L右和L的電流I為 .
 (3)轉向燈的實際功率P右為 .
因為L右的實際功率遠遠小于額定功率，所以燈L右雖有電流通過，但不發光.
29.  (1) .
 (2)W=Pt=0. 03 kWX 10 h=0. 3 kW?h.
(3) .
30.  (1)b  (2)2.9  斷開開關
    (3)更換最大 阻值更大的滑動變阻器
31.  (1)甲
(2)兩個規格不同的小燈泡，電壓表
(3)電路圖如下圖
 
    (4)兩燈泡兩端的電壓U1、U2
    (5)兩燈泡的亮度
    (6)電壓一定時，電功率跟電阻成反比    電流一定時，電功率跟電阻成正比
32.  (1)短路
    (2)當燈起指示作用時，R與L串聯.
 .
      R總=R+RL=990 Ω+1 210Ω=2 200Ω.
 
(3)無人入廁時，R與L串聯，電路中消耗的總功率為
P1 =UI =0. 1 AX 220 V=22 W.
有人入廁時，L正常發光，電路中消耗的總功率為P2=PL=40 W.
所以有人入廁時，電路中消耗的功率大.
33．(1)R2 (或50Ω) 
(2)向左移動滑動變阻器滑片
(3)0. 5 W  
(4)燈泡燒壞   6V
34.  1 000 W
35.  (1)開關閉合時為“高溫”狀態，斷開時為 “低溫”狀態
(2)100 W  8. 16 W