1、1阶段检测(五) 电功率 电与磁 信息与能源(考试用时:60 分钟 满分:100 分)一、单项选择题(每小题 3 分,共 30 分)1.关于家庭电路,下列说法正确的是( )A.空气开关“跳闸”不一定是出现了短路B.只有 36 V 的电压对人体才安全C.当发现有人触电时,用手把触电的人移开D.工作的用电器越多,总电阻越大答案:A2.下列关于放射现象、原子核和核能的说法正确的是 ( )A.通过对放射现象的研究,物理学家确认,原子核由质子和电子组成B.放射性有着广泛的应用,但是强剂量或长时间的辐射对人体有害C.目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的D.核聚变的原料“铀”在地球上的储量非常有限答案
2、:B3.在家庭电路中,导线相互连接处往往比别处更容易发热,甚至引起火灾。原因是连接处( )A.电流比别处大,产生的热量多B.电流比别处小,产生的热量多C.电阻比别处小,产生的热量多D.电阻比别处大,产生的热量多答案:D解析:在一个支路中,电流处处相等,导线的连接处电阻比别的地方大,根据 Q=I2Rt 得,相同时间内产生的热量比别的地方多,故 D 正确。4.如图所示的两个电路中,电源电压恒定且相等,两个灯泡的规格相同。闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 都从中点向右滑动的过程中,关于灯泡 L1和 L2的亮度情况,下列判断正确的是( )A.L1和 L2都变亮B.L1和 L2都变暗C.L1始终比
3、L2亮D.L2始终比 L1亮 导学号 77164149答案:D5.夜里,小明卧室的电灯突然熄灭,经检查,保险丝完好,用试电笔检测 A、 B、 C、 D 四点(电路如图所示),发现氖管均发光,发生这一现象的原因可能是 ( )2A.火线断了B.灯泡短路C.灯丝烧断了D.零线断了答案:D解析:如果火线断了,测电笔无论接触哪个点,氖管都不会发光,不符合题意,故 A 项错误。如果灯泡短路,保险丝会烧断,测电笔接触 B、 C、 D 时,氖管不会发光,不符合题意,故 B 项错误。如果灯丝断了,电路处于断路状态,测电笔接触 B、 D 时,氖管不会发光,不符合题意,故 C 项错误。如果零线断了,其他部分仍是通路
4、且与火线相连,所以测电笔接触各点,氖管都会发光;灯泡是断路状态,不会发光,符合题意,故 D 项正确。6.某物理兴趣小组的同学用几个完全相同的灯泡,设计如图甲、乙、丙三种电路,电源电压相同且恒定不变,电路消耗的总功率大小关系是( )A.P 甲 P 乙 P 丙B.P 甲 P 丙答案:B解析:由串并联电路的电阻规律可知, R 甲 =2R 灯 ,R 乙 =R 灯 ,R 丙 = ,故 R 甲 R 乙 R 丙 ,又知电源的电压相R灯2同且不变,由公式 P= 可知, P 甲 P 乙 P 丙 ,故 B 正确。U2R7.关于“12 V 4 W”的小灯泡 L1和“9 V 3 W”的小灯泡 L2,下列说法正确的是(
5、 )A.L1和 L2正常工作时的电阻一样大B.L1和 L2串联在一起使用时,两灯消耗的功率一样多C.L1和 L2并联在一起使用时,两灯消耗的功率一样多D.L2串联一个 9 的电阻接在 12 V 电路中,也能正常发光答案:D解析:由 P= 可知,两灯泡的电阻分别为 R1= =36, R2= =27,则两灯泡正常工作U2R U12P1=(12V)24W U22P2=(9V)23W时的电阻不相等,故 A 错误。L 1和 L2串联在一起使用时,因串联电路中各处的电流相等,所以由3P=I2R 且两灯泡的电阻不相等可知,消耗的功率不相等,故 B 错误。L 1和 L2并联在一起使用时,因并联电路中各支路两端
6、的电压相等,所以由 P= 且两灯泡的电阻不相等可知消耗的功率不相等,故 C 错U2R误。L 2串联一个 9 的电阻时,由 P=UI 可知,当灯泡正常发光时电路中的电流 I= A,由 I=P2U2=3W9V=13可得,定值电阻两端的电压 UR=IR= A9 =3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源UR 13的电压 U=U2+UR=9V+3V=12V,故 D 正确。8.小夏将 n 个“3 V 0.3 W”的小灯泡,按照甲、乙两种连接方式分别接入电压为 U 的电路中(如图所示),通过分别调节滑动变阻器 R1和 R2,使所有灯泡均正常发光。则甲、乙两电路中的总电流与总功率的关系正确的是(
7、 )A.I 甲 =I 乙B.I 甲 = I 乙1nC.P 甲 =nP 乙D.P 甲 =n2P 乙答案:C解析:因为甲、乙两个电路中,灯泡均正常发光,所以流过灯泡的电流均为小灯泡的额定电流,设为 I,甲电路 n 个灯泡并联,所以干路电流为 I 甲 =nI,甲电路总功率为 P 甲 =UI 甲 =nUI;乙电路 n 个灯泡串联,电路电流为 I 乙 =I,乙电路总功率为 P 乙 =UI,所以有 I 甲 =nI 乙 ,P 甲 =nP 乙 ,故 C 项正确。9.科学家用仪器观察星系发出的光,可以看到它的光谱。20 世纪 20 年代,天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移,称之为谱线“红移”。这一现象说明
8、宇宙在膨胀,即别的星系与我们( )A.逐渐靠近 B.逐渐远离C.距离不变 D.无法判断答案:B10.如图所示,如果将电源电压提高到原来的 4 倍,同时移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数变为原来的 ,则下列说法正确的是( )14A.电阻 R1、 R2消耗的功率都变小B.电阻 R1、 R2消耗的功率都变大C.电阻 R1、 R2消耗的功率之和不变4D.电阻 R1、 R2消耗的功率都不变答案:C解析:由 P=UI 得, P=4U I=UI,即总功率不变。电流表示数变为原来的 ,R1阻值不变,则可由14 14P1=I2R1得, P1= I2R1,即 R1消耗的功率变小。因总功率不变,则 R2上消耗的功
9、率变大。故 A、B、D 均116错。故选 C。二、填空题(共 9 小题,每空 1 分,满分 21 分)11.导线中电流的 会在空间激起电磁波,电磁波的传播 介质。 答案:变化 不需要12.“220 V 1 100 W”的电热水壶,正常工作时通过它的电流为 A,该电热水壶电热丝的电阻是 ,正常工作 1 s 消耗的电能是 J。 答案:5 44 1 10013.已知天然气热值为 8.0107 J/m3,若用天然气热水器替换 702 kW 的电热水器, m3的天然气完全燃烧放出的能量与电热水器工作 30 s 消耗的电能相等。 答案:0 .26解析: Q 电 =Pt=70200030J=2.106107
10、JQ 气 =qVV= =0.26m3Q气q=2.106107J8.0107J/m314.一百多年来,科学家一直在不断地探索微小粒子,且已取得了辉煌的成果。请任选两位,在横线上写出他们名字及主要贡献。如下图:(1) ; (2) 答案:查德威克发现中子(或汤姆逊发现电子)卢瑟福建立了原子的核式模型(或盖尔曼提出了质子和中子是由夸克组成)15.电风扇工作时把电能转化为 能;白炽灯用久了会发暗,其原因之一是钨丝先升华后又 在灯泡内壁上,影响了玻璃的透光性;原因之二是灯丝变细,电阻变大,在电压不变时,实际功率变 。 答案:机械 凝华 小16.世界自然基金会倡导的“地球一小时活动”是通过关灯的方式减少通电
11、 来减少消耗的电能;用新型的节能 LED 灯代替白炽灯照明是通过减少用电器 来减少消耗的电能。 答案:时间 功率517.甲、乙两灯的额定电压均为 9 V,测得其电流与电压变化的关系图象如图所示,则甲灯的额定功率为 W;若将甲、乙两灯并联接入 9 V 的电路中,两灯消耗的总功率为 W;若将甲、乙两灯串联接入 9 V 的电路中,通电 10 s,两灯消耗的总电能为 J。 答案:7 .2 11.7 36解析:由题图可以知道,灯泡额定电压 9V 对应的电流为 I 甲 =0.8A,I 乙 =0.5A,甲的额定功率 P 甲额 =U 甲额 I 甲额 =9V0.8A=7.2W;两灯泡并联接在 9V 电路中,两灯
12、消耗的总功率 P=P 甲 +P 乙 =U 甲 I 甲 +U 乙 I 乙=9V0.8A+9V0.5A=11.7W;由图象可以知道,电路电流为 0.4A 时,甲、乙两灯的电压分别为3V、6V,则两灯泡串联在 9V 电路中,通过灯泡的电流为 0.4A,两灯泡串联在 9V 电路中通电 t=10s 消耗的总电能 W=UIt=9V0.4A10s=36J。18.如图甲所示,电源电压为 6 V 恒定不变,滑动变阻器 R2最大阻值是 20 。闭合开关,滑动变阻器的 P-R2图象如图乙所示,则 R1= ;当滑片 P 滑至最右端时,电流表的示数为 A,通电 10 s 电流通过 R1产生的热量是 J。 答案:10 0
13、.2 4解析:由图乙可知,当 R2=10 时, P2=0.9W,由 P=I2R 可得,电路中的电流 I= =0.3A,由 I=P2R2= 0.9W10可得,电路中的总电阻 R= =20,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以 R1=R-UR UI= 6V0.3AR2=20 -10 =10;当滑片 P 滑至最右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流I= =0.2A;通电 10s 电流通过 R1产生的热量 Q1=I2R1t=(0.2A)210 10s=4J。UR1+R2= 6V10+2019.一个额定电压为 6 V 的小型电动机正常工作时,测得通过电动机的电流是 0.5 A,工作
14、 10 min,电流做功为 J,在这 10 min 内该电动机线圈产生的热量是 120 J,则电动机线圈的电阻是 。 答案:1 800 0.8解析: t=10min=600s,W=UIt=6V0.5A600s=1800J;由焦耳定律得R= =0.8。QI2t= 120J(0.5A)2600s6三、识图、作图题(每小题 3 分,共 12 分)20.小红设计了如图所示判断电源两极的方法:在螺线管附近放一可以自由转动的小磁针,静止时的指向如图所示;闭合开关,小磁针指南的一端向西偏转。请在图上标出螺线管的南北极和电源的正负极。答案:21.把带有开关的电灯,三孔插座正确地连入如图的家庭电路中。答案:22
15、.如图所示,教室内两盏日光灯用一个开关控制,请按题意将图中的电路连接完整。答案:723.如图是利用太阳能给 LED 路灯供电的自动控制电路的原理示意图,其中, R 是光敏电阻,光敏电阻的阻值 R 随光照度的增强而减小。白天,通过太阳能电池板与蓄电池回路将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内,傍晚,当光照度小于一定值时,通过蓄电池与 LED 回路,路灯开始工作。请用笔画线将电路原理图连接完整,使工作电路能正常工作。(与触点的接线只能接在静触点上,图中已给出静触点 D、 E、 F、 G 的四根引线;连线不能交叉)答案:解析:光敏电阻的阻值 R 随光照度的增强而减小,所以白天时,光敏电阻的阻值减小
16、,电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,衔铁被吸下,与静触点 G、 F 接触,此时太阳能电池板与蓄电池组成闭合电路;夜晚光照强度减弱,光敏电阻的阻值增大,电路中的电流减小,电磁铁的磁性减弱,衔铁被弹簧拉起,使衔铁与静触点 E、 D 接触,此时蓄电池与 LED 路灯组成闭合电路。四、实验探究题(每空 2 分,共 22 分)24.如图所示,甲、乙两透明密闭容器中都有一段电阻丝,内有质量相等的空气,U 形管中液面高度的变化可以反映密闭容器中空气温度的变化。(1)此实验是为了研究电流产生的热量与 的关系,将此装置接到电源两端,通电一段时间,电流在 容器中产生的热量较多; (2)在电路中再串联一个滑动变阻
17、器后,可以探究电流产生的热量与 的关系。导学号77164150 答案:(1)电阻 乙 (2)电流25.在测量小灯泡电功率的实验中,提供的器材有额定电压是 3.8 V、电阻约为 8 的小灯泡一个,电源(电压恒为 6 V)、电流表、电压表、开关、“20 1 A”的滑动变阻器各一个,导线若干。8(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物电路连接完整。(2)闭合开关前,滑片 P 置于滑动变阻器的 端。闭合开关,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表示数为零,此现象的原因是 。 (3)排除故障后,闭合开关,移动滑片 P,当电压表示数为 3.8 V 时,电流表示数如图丙所示,则通过小灯泡的电流是
18、 A,灯泡的额定功率是 W,继续向左移动滑片 P,电压表示数将 。 (4)若电压表 015 V 量程开路,阿荣设计如图丁所示的电路,继续实验: 闭合开关前,应将滑片 P 置于滑动变阻器的 (选填“ A 端”“ B 端”“中间偏左”或“中间偏右”)位置。 移动滑片 P,当电压表示数为 V 时,小灯泡正常发光。 答案:(1)(2)右(或 B) 灯泡或电压表短路(3)0.5 1.9 变大(4)中间偏左 2.2五、计算题(共 15 分)26.(4 分)如图所示电路中,电源电压恒定不变, R 为定值电阻,小灯泡 L 上标有“6 V 3 W”字样(不考虑小灯泡阻值的变化)。9(1)当 S1、S 3闭合,S
19、 2断开时,小灯泡 L 正常发光,电流表示数为 0.6 A,求电源电压和电阻 R 的阻值;(2)当 S2闭合,S 1、S 3断开时,求小灯泡 L 工作 1 min 所消耗的电能。答案:(1)电源电压为 6 V,定值电阻的阻值为 60 ;(2)小灯泡 L 工作 1 min 所消耗的电能为 5 J。解析:(1)当 S1、S 3闭合,S 2断开时,灯泡和定值电阻并联,由于灯泡正常发光,所以电源电压为 U=U 额=6V;由 P=UI,可知灯泡正常发光的电流为 I 额 = =0.5A,通过定值电阻的电流为 I1=I-I 额P额U额 =3W6V=0.6A-0.5A=0.1A;定值电阻的阻值为 R= =60
20、。UI1= 6V0.1A(2)当 S2闭合,S 1、S 3断开时,灯泡和定值电阻串联,由 P= ,可知灯泡电阻为 R 额U2R= =12,串联电路总电阻为 R 总 =R+R 额 =60+12=72,串联电路电流为 I 串 =U额 2P额 =(6V)23WA,小灯泡 L 工作 1min 所消耗的电能为 W= R 额 t=( A)21260s =5J。UR总 = 6V72=112 I串 2 11227.(5 分)图甲是某款电热水龙头。即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路。 R1、 R2为电热丝,通过旋转手柄带动开关 S 接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如下表。不考虑温度
21、对电阻丝的影响,请回答下列问题:额定电压 220V温水 2 200 W额定功率 热水 3 000 W(1)开关置于 2 时,水龙头放出的水是 (选填“冷”“温”或“热”)水。此时电路中的电流是多大? (2)水龙头放热水时,正常工作 60 s,消耗的电能是多少?(3)R2的电阻是多大?答案:(1)温 10 A (2)1.8105 J (3)60.5 10解析:(1)当开关处于位置 2 时,只有电阻 R1接入电路,电路电阻最大,根据 P= 可知,此时功率最小,U2R可见此时放出的是温水;此时电路中的电流为 I 保温 = =10A。P温水 U =2200W220V(2)水龙头放热水时,正常工作 60
22、s,消耗的电能是 W=P 热水 t=3000W60s=1.8105J。(3)开关处于 3 时,两电阻并联,故 R2消耗的功率为 P2=P 热水 -P 温水 =3000W-2200W=800W,根据 P=可知电阻 R2的阻值为 R2= =60.5。U2R U2P2=(220V)2800W28.(6 分)图甲是小明设计的调光电路图,他将粗细均匀的电阻丝 AB 通过滑片 P 连入电路,小灯泡的额定电压为 6 V。闭合开关 S 后,滑片 P 从最左端 A 滑到最右端 B 的过程中,小灯泡的 I-U 关系图象如图乙所示。(电阻丝 AB 的阻值不随温度变化)求:(1)小灯泡的额定功率;(2)电阻丝 AB
23、的阻值;(3)当 AB 连入电路的阻值 R1=2.5 时,灯泡消耗的功率为 3.2 W,此时灯丝的阻值为多少?答案:(1)6 W (2)9 (3)5 解析:(1)从题干可知,小灯泡的额定电压为 6V,从图乙可知,此时通过小灯泡的电流为 1.0A,根据电功率公式得 P 额 =UI=6V1.0A=6W;(2)当 P 在最右端时, AB 不接入电路,此时灯泡两端电压等于电源电压,故电源电压为 6V;当滑片在 AB 的最左端时, AB 全部接入电路,根据图可读,此时小灯泡两端的电压为 1.5V,电流为 0.5A,故 AB 两端的电压为 6V-1.5V=4.5V;又因为电路中电流为 0.5A,根据欧姆定律得 RAB= =9;UI=4.5V0.5A(3)根据串联电路的电阻规律, R 总 =RAB+RL,故电路中电流大小 I= ;根据电功率计算UR总 = 6V2.5 +RL公式 P=I2R 得, PL=( )2RL=3.2W,解方程得 RL=1.25 或 5;从图乙可知, RL连入电路中电阻的6V2.5 +RL最小值 Rmin= =3,故 RL的电阻为 5。UI=1.5V0.5A11
