第十七章

電流做功與電功率一、選擇題(本題共8個(gè)小題，每小題3分，共24分，第1～6題為單項(xiàng)選擇題，第7、8題為多項(xiàng)選擇題，每小題至少有兩項(xiàng)符合題目要求，全選對(duì)得3分，選對(duì)但不全得1分，選錯(cuò)或不選得0分)1.小邦家的電熱取暖器的電源線壞了，他在網(wǎng)上新買了一根，使用時(shí)聞到橡膠的焦糊味，他立即拔下電源插頭，發(fā)現(xiàn)這根電源線很熱，其他用電器仍然正常工作，你認(rèn)為引起電源線過熱的原因可能是()A.新買的電源線太短B．新買的電源線太粗C．新買的電源線太細(xì)D．電路的電壓不穩(wěn)定C2.一個(gè)標(biāo)有“20V

12W”的電熱器，當(dāng)通過它的電流為0.5A時(shí)，它的實(shí)際功率()A.小于12WB．等于12WC．大于12WD．條件不足，無法判斷A3.如圖所示是“探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)裝有電阻絲的透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。下列說法錯(cuò)誤的是()A.該實(shí)驗(yàn)裝置中U形管的一端必須和密閉容器內(nèi)連通B．該裝置可探究電流產(chǎn)生熱量的多少與電流大小的關(guān)系C．通電一段時(shí)間后，若發(fā)現(xiàn)左側(cè)U形管中液面的高度差更大，說明左側(cè)電阻發(fā)熱多D．只將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲，就可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系D4.某學(xué)習(xí)小組用裝滿鹽水的氣球連接在如圖所示的電路中。當(dāng)用手向相反的方向拉扯連接氣球的導(dǎo)線，使氣球變長(鹽水與導(dǎo)線充分接觸且氣球不破裂)，對(duì)這一過程進(jìn)行分析，下面說法正確的是()A.小燈泡變得更暗

B．電壓表的示數(shù)不變C．電壓表與電流表示數(shù)的比值不變

D．電路的總功率變大A5.在測定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，琳琳同學(xué)連接的電路正確，閉合開關(guān)后燈泡發(fā)光，但無論怎樣移動(dòng)變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)都達(dá)不到燈泡的額定電壓，原因可能是()A.小燈泡的燈絲斷了B．電壓表的量程太大C．滑動(dòng)變阻器的最大阻值太大D．電源電壓太低D6.智能手機(jī)在現(xiàn)代生活中的作用越來越重要。如圖甲所示是某手機(jī)的“超級(jí)快充”插頭和部分參數(shù)，圖乙是手機(jī)功能顯示，其中有“省電模式”，能延長手機(jī)的使用時(shí)間。關(guān)于“超級(jí)快充”和“省電模式”，下列說法正確的是()A.“快充”是指手機(jī)充電時(shí)的充電器輸出電壓較大B．“快充”是指手機(jī)充電時(shí)的充電器輸出電流較大C．“省電模式”是指減小了手機(jī)的電功率D．“省電模式”是指減小了手機(jī)消耗的電能C7.(多選)小明家上月末電能表的示數(shù)為6702.5kW·h，本月末的電能表表盤如圖所示。某次小明斷開其他用電器，只讓電飯鍋單獨(dú)工作5min，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過250圈。下列說法正確的是()A.電能表是測量電功率的儀表B．這個(gè)月小明家的用電量是150kW·hC．小明家使用的電飯鍋的功率為1200WD．表盤轉(zhuǎn)動(dòng)越快，表示電能表所在電路消耗電能越快BCD8.(多選)如圖所示是一個(gè)油量表(由電流表改裝)的示意圖，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω

1A”。閉合開關(guān)，當(dāng)浮球最低時(shí)滑片P滑到a端，電流表示數(shù)為0.3A，當(dāng)浮球最高時(shí)，滑片P滑到b端，電流表示數(shù)為0.5A，下列說法正確的是()A.電阻R1的阻值為30ΩB．電源電壓為15VC．在加滿油后，1min內(nèi)電流通過電阻R1做的功為45JD．電阻R1的最小功率為2.7WABD二、填空題(本題共4個(gè)小題，每空2分，共10分)9.英國物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)了熱和功之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，后人以他的名字作為功和能的單位。焦耳10.小明家的電能表上標(biāo)著“2500imp/(kW·h)”的字樣，他用這個(gè)電能表來測量電水壺的電功率。他把家中的其他用電器都與電源斷開，只讓電功率為1200W的電水壺工作，10min內(nèi)電能表的指示燈將閃爍指示燈將閃爍________次。50011.某型號(hào)電飯煲有加熱和保溫功能，如圖甲所示為其內(nèi)部電路原理圖，圖乙是該電飯煲工作時(shí)電功率與時(shí)間的關(guān)系圖像。則電飯煲處于加熱狀態(tài)時(shí)，開關(guān)S應(yīng)接觸觸點(diǎn)______(填“1”或“2”)；電飯煲處于保溫狀態(tài)下，1min消耗_____________J的電能。11.2×10412.如圖甲所示是可自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度臺(tái)燈的電路圖。燈泡L標(biāo)有“12V

9W”字樣，R為光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的變化如圖乙所示。當(dāng)光照強(qiáng)度為E1時(shí)，燈泡L正常發(fā)光(不計(jì)溫度對(duì)燈絲電阻的影響)，則電源電壓是________V。18三、作圖題(本題共3個(gè)小題，每小題2分，共6分)13.如圖甲所示是“測量小燈泡額定功率”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路圖，請(qǐng)?jiān)谔摼€框乙中畫出對(duì)應(yīng)的電路圖。14.如圖所示是一臺(tái)額定功率為300W的取暖器的電路原理圖，S是控制開關(guān)，R是發(fā)熱電阻絲?，F(xiàn)增加一個(gè)開關(guān)S0、一根與R阻值相同的電熱絲R0，請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)具有300W和600W兩個(gè)擋位的取暖器電路圖。15.如圖甲所示電路，閉合開關(guān)后將滑動(dòng)變阻器的滑片從a端移動(dòng)到b端的過程中，電壓表示數(shù)U隨滑動(dòng)變阻器阻值R變化的圖像如圖乙所示，請(qǐng)你在坐標(biāo)系中畫出滑片移動(dòng)過程中滑動(dòng)變阻器的功率P隨其阻值R變化的圖像。(提示：當(dāng)R1＝R2時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率最大)四、簡答題(本題共2個(gè)小題，每小題3分，共6分)16.市面上售賣的插線板按照工作的最大功率主要分為兩類，分別為4000W和2500W。不同功率的插線板與其相配的電源線也不同，兩類插線板的銅芯電源線在長度相同的情況下，4000W插線板電源線還要考慮哪一物理量對(duì)電阻的影響才能保證用電安全？請(qǐng)利用焦耳定律說明原因。(注：如圖所示是4000W插線板)答：為了保證用電安全，4000W插線板的電源線在長度相同的情況下，必須考慮橫截面積對(duì)電阻的影響。選擇橫截面積較大的電源線以減小電阻，對(duì)于4000W插線板，由于功率較大，通過電源線的電流也會(huì)較大。若電源線橫截面積過小，電阻會(huì)增大，由Q＝I2Rt可知，導(dǎo)致在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量增多，可能引發(fā)火災(zāi)等安全隱患。17.微波爐是生活中常用的用電器，電功率大、熱效率高、清潔衛(wèi)生、使用方便。商場中，一位顧客和售貨員在微波爐的使用上出現(xiàn)了不同意見。售貨員說，微波爐很省電，用它加熱食品花不了多少電費(fèi)；顧客說，微波爐很費(fèi)電，他家的微波爐常?！盁ｋU(xiǎn)”。請(qǐng)你從物理學(xué)角度分析并加以說明。(1)顧客所說“燒保險(xiǎn)”的原因。(2)售貨員所說“花不了多少電費(fèi)”的理由。(3)如何更安全地使用微波爐，請(qǐng)談?wù)勀愕目捶?。答?1)微波爐的電功率大，若達(dá)到或超過保險(xiǎn)絲的熔斷電流，就會(huì)出現(xiàn)“燒保險(xiǎn)”現(xiàn)象。(2)微波爐熱效率高，食品獲取相同的熱量，消耗的電能少，可以節(jié)約電能，所花的電費(fèi)少。(3)使用微波爐時(shí)，同時(shí)使用的用電器不能太多，避免總功率過大。五、實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究題(本題共3個(gè)小題，第18題8分，第19、20題各10分，共28分)18.用如圖所示的裝置探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，相同燒瓶內(nèi)裝滿了煤油。(1)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應(yīng)________(填“相等”或“不等”)，通過R1的電流________(填“大于”“等于”或“小于”)通過R2的電流。相等小于(2)通電一段時(shí)間后，乙燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大，由此得出結(jié)論：____________________________________________________________________________________________________________________。

在其他條件相同(電阻相同、通電時(shí)間相同)的情況下，通過一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多(3)用Q＝I2Rt可以計(jì)算電流通過任何用電器產(chǎn)生的熱量，能用Q＝UIt計(jì)算電流通過任何用電器產(chǎn)生的熱量嗎？請(qǐng)用實(shí)例說明原因：______________________________________________________________________________________________________________________________。電風(fēng)扇工作時(shí)，電流做的功大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，有一小部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即W＝UIt>Q，因此Q＝UIt不能計(jì)算電流通過電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量19.在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明連接的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。電源為兩節(jié)新干電池，小燈泡的額定電壓為2.5V。(1)根據(jù)滑片位置判斷，此時(shí)_________(填“可以”或“不可以”)直接閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(2)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，小明觀察到兩電表的示數(shù)情況是____________________________________________，由此判斷故障是小燈泡開路。不可以電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，且接近電源電壓(3)排除故障后，小明同學(xué)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片觀察到電壓表示數(shù)為2V，為使小燈泡兩端電壓達(dá)到額定電壓，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向______端調(diào)節(jié)，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，該小燈泡的額定功率為________W。右0.6(4)小明依次測量了六組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。他根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算出各次實(shí)驗(yàn)的燈絲電阻，分析后認(rèn)為，閉合開關(guān)前燈絲的電阻小于5Ω，小明的理由是__________________________________________。燈絲電阻隨溫度的降低而減小20.小明在如圖甲所示的臺(tái)燈下做作業(yè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)書本在不同情況下被臺(tái)燈照亮的程度有所不同，對(duì)此產(chǎn)生疑問：書本被照亮的程度與哪些因素有關(guān)？他做了如下猜想。猜想一：可能與燈的功率有關(guān)；猜想二：可能與燈的種類有關(guān)。(1)若小明想探究書本被照亮的程度與燈的種類的關(guān)系，計(jì)劃選用如圖乙所示的白熾燈和節(jié)能燈進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在其他因素相同的情況下，應(yīng)選擇下面的__________(填序號(hào))兩盞燈來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。A.“220V

15W”白熾燈

B．“220V

75W”白熾燈C．“220V

5W”節(jié)能燈

D．“220V

15W”節(jié)能燈A、D(2)斷電后，小明取下燈罩，先在燈座上安裝白熾燈，檢查無誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓燈持續(xù)發(fā)光10min，用手靠近燈并觀察燈下書本被照亮的程度。(3)將白熾燈換成節(jié)能燈后，再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，并觀察同種情況下書本被照亮的程度。(4)通過觀察比較，他發(fā)現(xiàn)在燈持續(xù)通電10min后，用手靠近燈，會(huì)感到白熾燈的表面明顯更熱一些，在同一位置的書本在__________(填“白熾燈”或“節(jié)能燈”)照射下更亮。由此可得出結(jié)論：書本被照亮的程度與燈的種類________(填“有關(guān)”與“無關(guān)”)。節(jié)能燈有關(guān)(5)在與同學(xué)交流中，小明同學(xué)又發(fā)現(xiàn)，在其他條件相同的情況下，同一盞燈晚上打開時(shí)比白天打開時(shí)更亮，這表明：__________________________________________。由此現(xiàn)象可知，同學(xué)們?cè)诩依镒鲎鳂I(yè)時(shí)，為了更好地保護(hù)視力和節(jié)約能源，應(yīng)選擇亮度________(填“可調(diào)”或“固定”)的臺(tái)燈。書本被照亮的程度與周圍環(huán)境的亮度有關(guān)可調(diào)六、綜合應(yīng)用題(本題共2個(gè)小題，每小題8分，共16分。解答時(shí)需寫出必要的計(jì)算公式及過程或文字說明，若只寫出計(jì)算結(jié)果將不得分)21.小明家新買了一輛汽車，具有后視鏡加熱功能，如圖甲所示。通過觀察和研究，他了解到該功能有高溫、低溫和關(guān)三個(gè)擋位，根據(jù)氣溫、雨水情況自動(dòng)切換，已知R1的阻值為16Ω，低溫?fù)豕β蕿?4W。電路簡圖如圖乙所示，電源電壓為24V，S為擋位切換開關(guān)。R1和R2均為電熱絲。求：(1)高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，通過R1的電流。(2)低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，5min產(chǎn)生的熱量。(3)電熱絲R2的阻值。解：(1)當(dāng)S接高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，只有R1接入電路，通過R1的電流：I1＝1.5A。(2)低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，5min產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝P低t＝24W×5×60s＝7200J。(3)當(dāng)S接低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，R1與R2串聯(lián)，電熱絲R2的阻值：R2＝R總－R1＝24Ω－16Ω＝8Ω。22.小亮對(duì)家里新安裝的一款室內(nèi)空調(diào)機(jī)(柜機(jī))進(jìn)行了探究，說明書上的部分參數(shù)如表所示。請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題：(1)小亮了解到空調(diào)壓縮機(jī)將氣態(tài)的制冷工作介質(zhì)壓縮為高溫高壓的氣態(tài)，然后送到室外機(jī)散熱后成為常溫高壓的液態(tài)，進(jìn)入蒸發(fā)器(室內(nèi)機(jī))后壓力減小，液態(tài)的制冷工作介質(zhì)就會(huì)________變成氣態(tài)低溫的制冷工作介質(zhì)，從而________大量的熱量，蒸發(fā)器就會(huì)變冷，室內(nèi)機(jī)的風(fēng)扇將室內(nèi)的空氣從蒸發(fā)器中吹過，所以室內(nèi)機(jī)吹出來的就是冷風(fēng)。汽化額定電壓/V制冷功率/W制冷量/W循環(huán)風(fēng)量/(m3·h-1)2202500100001300吸收(2)安裝空調(diào)時(shí)，需要使用專用插座，插座的常用規(guī)格有10A和16A兩種，通過計(jì)算說明該空調(diào)機(jī)應(yīng)選用哪種規(guī)格的插座。