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第六章综合素质评价一、选择题(每题3分，共30分)1．甲、乙两只普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220V 40W”、“110V 40W”字样，正常发光相同时间，它们消耗的电能( )A．甲灯的多B．乙灯的多C．一样多D．不能确定2．智轨列车融合了有轨电车和公共汽车的优势，零排放、无污染。智轨列车的动力系统在输出动力的过程中( )A．电能转化为机械能B．内能转化为机械能C．机械能转化为电能D．机械能转化为内能3．智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁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4．甲灯泡标有“22V 2W”，乙灯泡标有“220V 100W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是( )A．甲灯泡的功率一定小于乙灯泡的功率B．甲灯泡消耗的电能一定小于乙灯泡消耗的电能C．两灯串联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮D．两灯并联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮5．如图所示的电路，电源电压为3V，R1＝15Ω，R2＝5Ω，当开关S闭合时，下列分析正确的是( )A．R1、R2两端的电压之比为3∶1B．通过R1、R2的电流之比为3∶1C．R1、R2消耗的电功率之比为1∶3D．R1的电功率为1.8W10\n6．某电能表的表盘如图所示。用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是( )A．1.8×106JB．3.6×106JC．5.4×106JD．7.2×106J7．如图所示的电路中，电源电压和R2的阻值均保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动的过程中，下列说法正确的是( )A．电流表A1的示数变小，电压表V的示数变小B．电流表A2的示数不变，电压表V的示数不变C．电压表V的示数与电流表A1的示数比值不变D．电路的总功率变大8．某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，关于电饭煲工作时下列说法中正确的是( )A．开关S接触点2时，电饭煲处于加热状态B．开关S接触点1时，电饭煲处于保温状态C．电饭煲处于加热状态时的功率是800WD．保温状态下电饭煲1min消耗200J的电能9．用如图所示的电路测量小灯泡的功率，电源电压恒定为8V，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，灯泡L标有“6V 0.5A”字样，不考虑灯丝电阻的变化，电路中各元件都在安全的条件下，下列说法正确的是( )A．灯泡L工作时的最小功率是0.7WB．电流表示数的变化范围是0.25～0.55AC．滑动变阻器允许的取值范围是2～20ΩD．电压表示数的变化范围是3～6V10．某型号电吹风，电动机和电热丝串联。电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风，电动机线圈电阻为R1，电热丝电阻为R2。将电吹风接入电压为U10\n的电源后，通过的电流为I，消耗的电功率为P，同学们得到了四个关系式。下列选项中，关系式均正确的是( )①UI＞P ②P＝I2(R1＋R2) ③UI＝P ④P＞I2(R1＋R2)A．①②B．②③C．①④D．③④二、填空题(每空2分，共30分)11．油电混合动力汽车作为新能源汽车的一种，越来越受到人们的青睐。其主要动力来源于汽车蓄电池，当电力不足时，可以使用汽油，并且在行驶时可以利用发动机给蓄电池充电。节能，环保、方便。(1)使用蓄电池放电时，能量转化是______________________；(2)混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的电压是300V，容量是100A·h，则蓄电池充满电时，储存的能量为________J。12．L1、L2两个小灯泡分别标有“6V 6W”、“6V 9W”，把它们串联起来接在电压恒定的电源上，L1消耗的功率恰好为6W，则L2消耗的功率________(填“大于”“等于”或“小于”)9W。13．两电阻R1＝6Ω，R2＝9Ω，只将它们串联接在电源电压恒为6V的电路中，通过R1的电流I1＝________A，此时R1、R2两端的电压之比U1∶U2＝________；若将它们并联接在原电路中，R1、R2在相同时间内产生的电热之比Q1∶Q2＝________。14．一台家用洗衣机正常洗衣服时，电动机的线圈电阻为22Ω，线圈的电流为1A，这台洗衣机正常工作10s，线圈产生的热量是________J，消耗电能是________J，电动机的机械效率是________%。15．灯泡L的电流随电压变化的图像如图甲所示，将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为0.5W，则电源电压是________V；再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.1A，则R的阻值是________Ω；通电1min，定值电阻R消耗的电能是________J。16．甲、乙两灯的额定电压均为6V，两灯的电压与电流关系图像如图所示。甲灯正常工作时的电阻是______Ω；当乙灯的实际功率是2.4W时，它两端的实际电压是______V；当把甲、乙两灯串联接在7V的电源上时，电路消耗的总功率是________W。10\n三、实验与探究题(17题10分，18题19分，共29分)17．如图所示，在“探究电热与哪些因素有关”的实验中，同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。(1)左侧密闭容器内电阻丝阻值为5Ω，右侧密闭容器外部，将一个阻值为5Ω的电阻与这个容器内的电阻丝并联，目的是使通过左、右两密闭容器内电阻丝的________不同，右侧容器内电阻丝的阻值应为________Ω，才能符合实验探究的要求。(2)在第(1)问实验中测得，左侧容器内电阻丝的电流大小为1A，则通过右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为________A；U形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化，左侧U形管中液面高度差大于右侧U形管中液面高度差，说明：______________________________________________。(3)本实验是探究电流的________效应。18．在测定“小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。(1)连接电路时开关应________。(2)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。(3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是______________。(4)排除电路故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙示数，为________V，若想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片P10\n向________(填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为2.5V。(5)移动滑片P，记下多组电压表和电流表示数，并绘制图丙所示的IU图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W，请认真观察图丙，你还有什么发现________________(写出其中一条)。(6)完成上述实验后，小南又找来了一个阻值为R0的电阻和两个开关。并借助部分现有的实验器材，设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：①只闭合开关S1和S3，移动滑片P，当电压表的示数为________V时，停止移动滑片P；②只闭合开关S1和S2，读出此时电压表的示数为U；③灯泡额定功率的表达式为P额＝________(用已知量和测量量表示)。四、综合应用题(19题11分，共11分)19．如图所示，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω 1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～3V，不计温度对灯丝电阻的影响。(1)灯泡正常工作时电阻为多大？(2)当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路总功率最小为多大？(3)当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，求滑动变阻器R的取值范围。10\n答案一、1．C 2．A 3．C4．D 点拨：由灯泡铭牌可知甲灯泡的额定功率小于乙灯泡的额定功率，但甲灯泡的实际功率不一定小于乙灯泡的实际功率，故A错误；由W＝Pt可知，消耗的电能由实际功率和时间决定，不知实际功率和时间，故不能确定消耗电能的多少，故B错误；根据P＝得，两灯的电阻分别为R甲＝＝＝242Ω，R乙＝＝＝484Ω，比较可知R甲＜R乙，串联电路中电流处处相等，由P＝I2R可知，它们的实际功率关系为P甲＜P乙，则甲灯泡比乙灯泡暗，故C错误；两灯并联在电路中，两灯泡的电压相同，且R甲＜R乙，由P＝可知，它们的实际功率关系为P甲′＞P乙′，则甲灯泡比乙灯泡亮，故D正确。故选D。5．C 点拨：由电路图可知，R1、R2两电阻并联，由于并联电路各支路两端的电压相等，所以R1、R2两端的电压之比是1∶1，故A错误；由I＝可知，通过R1、R2的电流之比I1∶I2＝∶＝R2∶R1＝5Ω∶15Ω＝1∶3，故B错误；由P＝可知，R1、R2消耗的电功率之比是P1∶P2＝∶＝R2∶R1＝1∶3，故C正确；由于两电阻并联，所以U1＝U＝3V,R1的电功率是P1＝＝＝0.6W，故D错误。故选C。6．B7．C 点拨：由电路图可知，R1和R2并联，电压表测量并联支路(电源电压)电压，电流表A1测R2支路中的电流，电流表A2测干路中的电流，当滑动变阻器滑片P向左移动时，电源电压不变，即电压表V的示数不变，R2电阻不变，那么通过R2的电流不变，即A1的示数不变，故A错误；滑片P向左移动，电源电压不变，总电阻增大，干路电流减小，即A2的示数减小，故B错误；R1与R2并联，A2的示数不变，V的示数不变，那么电压表V示数与电流表A1的示数比值不变，故C正确；电源电压不变，干路电流减小，由P＝UI可知，电路的总功率变小，故D错误。故选C。8．C 点拨：总电压保持不变，根据P＝10\n可知，电路中的总电阻越大，发热功率越小，因此开关S接触点1时，电路中接入的电阻最小，电饭煲处于加热状态；开关S接触点2时，电路中接入的电阻最大，电饭煲处于保温状态，故AB错误；如图乙所示，在0～10min内，电饭煲处于加热状态，功率为800W，故C正确；如图乙所示，在10～20min内，电饭煲处于保温状态，功率为200W，1min消耗的电能为W＝Pt＝200W×60s＝1.2×104J，故D错误。故选C。9．D 点拨：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，因串联电路中各处的电流相等，所以，为了保护各元件的安全，电路中的最大电流为Imax＝IL＝0.5A，由I＝可知，灯泡的电阻RL＝＝＝12Ω，电路中的最小总电阻R总min＝＝＝16Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值R滑min＝R总min－RL＝16Ω－12Ω＝4Ω，当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，电流最小，电压表示数最小，各元件是安全的，所以，滑动变阻器的电阻允许调节的范围为4～20Ω，故C错误；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电流最小，灯泡的功率最小，此时电路中的电流Imin＝＝＝0.25A，则电流表示数的变化范围是0.25～0.5A，故B错误；电压表的最小示数(即灯泡的最小电压)U小＝IminRL＝0.25A×12Ω＝3V，因为灯泡的额定电压为6V，所以电压表的最大示数为6V，则电压表示数的变化范围是3～6V，故D正确；灯泡的最小功率PLmin＝Imin2RL＝(0.25A)2×12Ω＝0.75W，故A错误。故选D。10．D 点拨：电吹风消耗的总功率P＝UI，总的发热功率P总热＝I2(R1＋R2)，因电吹风工作时将电能转化为机械能和内能，所以电吹风的总功率要大于发热部分的功率，即P＞I2(R1＋R2)。故选D。二、11．(1)化学能转化为电能 (2)1.08×10812．小于 点拨：串联电路中各处电流相等，L1消耗的功率恰好为6W，串联电路的电流为I＝＝＝1A，L2的额定电流为I′＝＝＝1.5A＞I，故L2消耗的实际功率小于9W。13．0.4；2∶3；3∶2 点拨：两电阻R1＝6Ω，R2＝9Ω，当它们串联接在电源电压为610\nV的电路两端时，总电阻R总＝R1＋R2＝6Ω＋9Ω＝15Ω，通过它们的电流I＝＝＝0.4A；由I＝可得，R1和R2两端的电压之比＝＝＝＝，当把它们并联接在原电路中，由于并联电路中各支路两端的电压相等，由Q＝W＝t得＝＝＝＝。14．220；2200；90 点拨：线圈产生的热量是Q＝I2Rt＝(1A)2×22Ω×10s＝220J；这台洗衣机正常工作10s消耗的电能W＝UIt＝220V×1A×10s＝2200J；洗衣机获得的机械能W′＝W－Q＝2200J－220J＝1980J，电动机的效率η＝×100%＝×100%＝90%。15．2；20；12 点拨：由小灯泡的IU图像可知，当灯泡的实际功率为0.5W时，UL＝2V，IL＝0.25A，由图乙所示电路图可知，只闭合开关S时，只有灯泡接入电路，灯泡两端电压等于电源电压，则电源电压U＝UL＝2V；由图乙所示电路图可知，闭合开关S后再闭合开关S1，灯泡与电阻R并联，电流表测干路电流，电流表示数变大，由题知，电流表示数变化了0.1A，则通过电阻R的电流IR＝ΔI＝0.1A，由I＝可得，电阻R的阻值R＝＝＝20Ω，通电1min，定值电阻R消耗的电能WR＝UIRt＝2V×0.1A×1×60s＝12J。16．20；4；2.1 点拨：由图知，甲灯电压为6V时，电流为0.3A，所以正常发光时的电阻为R甲＝＝＝20Ω；当乙灯的实际功率是2.4W时，由图知，此时电压为4V，电流为0.6A，即P乙＝U乙I乙＝4V×0.6A＝2.4W，所以它两端的实际电压是4V；串联时，电流相等，由图知，当电流为0.3A时，甲、乙两端的电压分别为6V、1V，即此时甲、乙两灯串联接在7V的电源上，所以电路消耗的总功率是P＝UI＝7V×0.3A＝2.1W。三、17．(1)电流；5 (2)0.5；当电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多 (3)热 点拨：(1)由图知，右侧容器中电阻丝与5Ω的电阻并联后，与左侧510\nΩ的电阻丝串联，故左侧密闭容器内电阻丝的电流大于右侧密闭容器内电阻丝的电流。当电流不同时，应控制电阻相同，探究电热与电流的关系，故右侧容器内电阻丝的阻值应为5Ω。(2)由串、并联电路特点可知，右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为I＝×1A＝0.5A。电阻产生的热量越多，密闭空气受热膨胀越严重，空气压强越大，U形管中液面高度差越大。左侧U形管中液面高度差大于右侧U形管中液面高度差，说明左侧电阻丝产生的热量比右侧电阻丝产生的热量多。因此可得：当电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。(3)本实验探究的是电阻产生热量的多少与电流大小的关系，电阻消耗电能产生热量，是电流的热效应。18．(1)断开 (2)如图所示。 (3)小灯泡断路 (4)2.2;A (5)0.625；小灯泡的电阻跟温度有关，温度越高，灯泡的电阻越大 (6)2.5；2.5V× 点拨：(1)在连接电路过程中，为保护电路，开关应处于断开状态。(3)闭合开关，小灯泡不亮，电流表没有示数，说明电路中存在断路，电压表有示数，说明电压表与电源的两极相连，故障为与电压表并联的小灯泡断路。(4)由图乙所示电压表可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.2V；由于灯泡两端电压小于灯泡的额定电压，要测灯泡额定功率，应增大灯泡两端电压，减小滑动变阻器分压，由串联电路分压规律可知，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，所以应向A端移动滑片，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V为止。(5)由图丙可知，当小灯泡两端的电压U＝2.5V时，对应的电流I＝0.25A，则小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；由图丙可知，灯泡的IU图像不是一条直线，即通过灯泡的电流与其两端的电压不成正比，其原因是小灯泡的电阻跟温度有关，温度越高，灯泡的电阻越大。(6)①只闭合开关S1和S3，移动滑片P，当电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光，停止移动滑片P；②只闭合开关S1和S2，读出此时电压表的示数为U(即灯泡与定值电阻R0的总电压)；③在步骤②中，电压表测灯泡与定值电阻R010\n的总电压，此时各电阻的大小和电压不变，灯泡仍正常发光，根据串联电路电压的规律，此时R0两端电压U0＝U－2.5V，由欧姆定律可得，通过R0的电流I0＝＝，根据串联电路电流的规律知，此时通过灯泡的电流与R0的电流相等，所以灯泡的额定功率P额＝U额I额＝2.5V×。四、19．解：(1)RL＝＝＝6Ω。(2)当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，R1、R2并联，灯泡短路，要使总功率最小，则滑动变阻器滑片应滑至最大阻值处，I＝I1＋I2＝＋＝＋＝0.75A，Pmin＝UI＝4.5V×0.75A＝3.375W。(3)当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，灯泡L和R2串联，电压表测量滑动变阻器的电压，I额＝＝＝0.5A，则电路能承受的最大电流为0.5A，对应电路的电阻为R总1＝＝＝9Ω，则R2连入电路的最小阻值为Rmin＝R总1－RL＝9Ω－6Ω＝3Ω，电压表最大能承受的电压为3V，I′＝＝＝0.25A，则R2连入电路的最大阻值为Rmax＝＝＝12Ω，故R2的取值范围为3～12Ω。10
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