陳云霞
一、填空題(每空1分,共14分)
1.平時(shí)我們所說的“用電器正常工作”是指用電器兩端所加的電壓正好等于____。當(dāng)電路中有幾個(gè)用電器時(shí),無論是串聯(lián)還是并聯(lián),電路中的總功率’等于____。
2.某用電器的額定電壓是220V,正常工作時(shí)的電流是800mA,這個(gè)用電器正常工作時(shí)的電功率是____W。如果該用電器每天使用5h,則一個(gè)月耗電____kW·h。(一個(gè)月按30天計(jì)算)
3.規(guī)格分別為“6V 6W”和“12V 24W”的甲、乙兩個(gè)小燈泡,若將它們并聯(lián)后接入電壓為6V的電路中,比較兩燈的亮度是____;若將它們串聯(lián)后接入電壓為10V的電路中,比較兩燈的亮度是____;若它們都在額定電壓條件下工作,比較兩燈的亮度是____。(均填“甲燈亮些”“乙燈亮些”或“一樣亮”)
4.某同學(xué)連接的電路如圖1所示,燈泡上標(biāo)有“3.5V 0.7W”的字樣,該同學(xué)所用電源是由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,當(dāng)電流表的示數(shù)為____A時(shí),小燈泡恰能正常發(fā)光,這時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是____Ω。
5.某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中,所用的電阻R的阻值為30Ω,按圖2所示的電路連接器材后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)是0.3A,如果電阻R消耗的電功率是6W,經(jīng)計(jì)算電阻R的阻值為____Ω。
6.如圖3是電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)示意圖。汽車行駛時(shí),通過改變滑動(dòng)變阻器的阻值來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,從而改變行駛速度。當(dāng)汽車速度最大時(shí),電壓表的示數(shù)為180V,電流表的示數(shù)為15A。此時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的功率為____W。若電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.4Ω,則電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻的發(fā)熱功率為____W。
7.如圖4是安裝了漏電保護(hù)器的家庭電路。當(dāng)漏電保護(hù)器檢測(cè)到通過圖中A、B兩處的電流不相等(即發(fā)生漏電)時(shí),會(huì)迅速切斷電路,從而起到保護(hù)作用。當(dāng)家電維修人員在圖中C處不慎觸電時(shí),漏電保護(hù)器____(填“會(huì)”或“不會(huì)”)切斷電路。若人體電阻為10kΩ,觸電時(shí)通過人體的電流為____mA。
二、選擇題(每小題2分,共16分)
8.下列家用電器中,利用電流熱效應(yīng)工作的是( )。
A.電熨斗
B.電風(fēng)扇
C.電冰箱
D.電視機(jī)
9.下列有關(guān)家庭用電的說法中正確的是( )。
A.人站在地上用手接觸火線是非常危險(xiǎn)的
B.使用試電筆時(shí),不可用手接觸筆尾金屬體
C.大功率用電器的金屬外殼不必接地
D.選用的保險(xiǎn)絲的額定電流越大越安全
10.如圖5所示,電源電壓恒定。只閉合開關(guān)S,燈泡L正常發(fā)光,再閉合開關(guān)S,則( )。
A.電流表示數(shù)變大,燈變亮
B.電流表示數(shù)變小,燈變暗
C.小燈泡的額定功率變大
D.電路中的總功率變大
11.超導(dǎo)體有著十分誘人的應(yīng)用前景,假如科學(xué)家研制出了常溫下的超導(dǎo)體,你認(rèn)為超導(dǎo)體最適合做( )。
A.電動(dòng)機(jī)內(nèi)的線圈
B.熔斷器內(nèi)的保險(xiǎn)絲
C.白熾燈的燈絲
D.試電筆內(nèi)的高電阻
12.如圖6所示,家庭電路中安裝了兩盞白熾燈和一個(gè)插座,其中安錯(cuò)的元件是( )。
A.插座B、保險(xiǎn)絲A和開關(guān)S
B.插座B、保險(xiǎn)絲A和開關(guān)S
C.插座日、燈泡L和開關(guān)S
D。保險(xiǎn)絲A、燈泡L和開關(guān)S
13.A、B、C三個(gè)燈泡,額定電壓相同,額定功率分別為100W,60W和40W,若要求它們接入電路后能同時(shí)正常發(fā)光。下面的連接方式中可取的是( )。
A.三個(gè)燈串聯(lián)
B.三個(gè)燈并聯(lián)
C.B、C串聯(lián)后再與4并聯(lián)
D.B、C并聯(lián)后再與A串聯(lián)
14.小明同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中,將燈泡兩端的電壓從12V增加到14V,他觀察到和燈泡串聯(lián)的電流表的示數(shù)變化了0.2A,下面的說法中正確的是(假定燈絲電阻不變)( )。
A.該燈泡消耗的電功率變化了0.4w
B.該燈泡消耗的電功率變化了2.8W
C.該燈泡消耗的電功率變化了2.4W
D.該燈泡消耗的電功率變化了5.2W
15.用電器R和R上都標(biāo)有“6V”字樣,它們的電流隨電壓變化的關(guān)系如圖7所示。若把R和R串聯(lián)在電源電壓為6V的電路中工作,則用電器R的實(shí)際功率是( )。
A.1.8W
B.0.2W
C.0.4W
D.0.6W
三、作圖題(每小題2分,共4分)
16.如圖8甲所示是常用的插線板。小榮在使用中發(fā)現(xiàn)當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)指示燈不發(fā)光,插孔也不能提供工作電壓;當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)指示燈發(fā)光,插孔可以提供工作電壓;如果指示燈損壞,開關(guān)閉合時(shí)插孔也能提供工作電壓。他拆開插線板發(fā)現(xiàn)該指示燈是一個(gè)發(fā)光二極管,還串聯(lián)了一個(gè)限流電阻。請(qǐng)?jiān)趫D8乙中畫出插線板中的開關(guān)、限流電阻、指示燈和插孔的連接方式,并把插線板與電源線接通。
17.居民樓樓道里,夜間樓道燈一直亮著會(huì)造成浪費(fèi)。科研人員用“光敏”材料制成“光控開關(guān)”。它能在天黑時(shí)自動(dòng)閉合,天亮?xí)r自動(dòng)斷開;利用“聲敏”材料制成“聲控開關(guān)”,它能在有人走動(dòng)發(fā)出聲音時(shí)閉合,無人走動(dòng)時(shí)自動(dòng)斷開。請(qǐng)將圖9中的光控開關(guān)、聲控開關(guān)、燈泡用筆畫線代替導(dǎo)線正確連入電路,設(shè)計(jì)出只有在夜間且有聲音時(shí)燈才亮的樓道燈自動(dòng)控制電路。
四、實(shí)驗(yàn)探究題(第18題5分,第19題5分,第20題9分,共19分)
18.如圖10甲所示,在測(cè)定小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,選用的電源電壓為4.5V,小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)____。
(2)閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表、電流表均無示數(shù),原因可能是下列中的哪一種?____(只填選項(xiàng))。
A.燈泡斷路
B.電壓表短接
C.燈泡短接
D.滑動(dòng)變阻器斷路
(3)排除故障后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P至某一位置時(shí),電壓表的示數(shù)如圖10乙所示,其讀數(shù)為____;要獲得小燈泡額定功率的數(shù)據(jù),滑片P應(yīng)向____(填“A”或“B”)端移動(dòng)。
(4)改變滑片P的位置,獲得如表1所示的多組對(duì)應(yīng)的電壓、電流值。由表1可知,燈泡的額定功率是____。
19.小明想利用以下提供的器材測(cè)量?jī)蓚€(gè)小燈泡的電功率(小燈泡的額定電壓分別為2.5V、3.8V,阻值均約為10Ω)。所提供的器材分別有:電流表、電壓表、單刀雙擲開關(guān)和電源(電壓約為6V)各一個(gè),滑動(dòng)變阻器(“10Ω 2A”“50Ω 1A”)兩個(gè),導(dǎo)線若干條。
單刀雙擲開關(guān)的符號(hào)是,當(dāng)S扳到上邊時(shí),a、6兩接線柱連通;S扳到下邊時(shí),a、c兩接線柱連通。
(1)按下面的要求畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。
①設(shè)計(jì)一個(gè)電路,只能通過開關(guān)改變電路的連接,完成兩個(gè)小燈泡電功率的測(cè)量;
②用一個(gè)滑動(dòng)變阻器,注明其規(guī)格。
(2)小明依據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù),畫出了通過額定電壓為2.5V小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系曲線,如圖11所示。則這個(gè)小燈泡的額定功率是____W。
(3)由圖11可知,通過小燈泡的電流與它兩端的電壓不成正比,其原因是____。
20.小洋同學(xué)在用電爐燒水時(shí)發(fā)現(xiàn),將兩個(gè)阻值不同的電爐分別接到家庭電路中時(shí),電阻小的電爐燒水要熱得快些,即在相同時(shí)間內(nèi)電阻小的電爐產(chǎn)生的熱量多些。于是,小洋同學(xué)猜想“電阻越小。發(fā)熱功率越大”。
而小惠同學(xué)在觀察電爐燒水時(shí)卻發(fā)現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅,而與它相連的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱。于是,小惠同學(xué)猜想“電阻越大,發(fā)熱功率越大”。
現(xiàn)有:鎳鉻合金絲做的電阻R和R,阻值分別為5Ω和10Ω;兩個(gè)相同的容器中裝有質(zhì)量和初始溫度都相同的煤油;溫度計(jì)2支、滑動(dòng)變阻器1個(gè),電源1個(gè)、開關(guān)1個(gè)、導(dǎo)線若干。
(1)為了驗(yàn)證小洋同學(xué)的猜想,利用以上器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。用筆畫線代替導(dǎo)線連接好圖12所示的電路。
(2)表2是驗(yàn)證小洋同學(xué)的猜想時(shí)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),發(fā)熱功率與電阻的關(guān)系是____。
(3)電流產(chǎn)生熱量的多少不易直接測(cè)量,因此,在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中是通過比較____來比較電阻R、R產(chǎn)生熱量的多少,這種科學(xué)研究的方法叫____法。
(4)為驗(yàn)證小惠同學(xué)的猜想。請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。
(5)通過上面的實(shí)驗(yàn)請(qǐng)你評(píng)價(jià)兩位同學(xué)的猜想是否矛盾,并簡(jiǎn)要說明理由。
五、綜合應(yīng)用題(第21題9分,第22題8分,共17分)
21.如圖13所示是某壓力測(cè)力計(jì)的電路原理示意圖。圖中電源電壓為7.5V并保持不變;定值電阻R的規(guī)格是“400Ω 15mA”,起保護(hù)電路的作用;G是由靈敏電流表改裝成的指針式測(cè)力顯示器(電阻忽略不計(jì));R是一種新型電子元件,在壓力不超過600N的前提下,其阻值隨壓力大小的變化規(guī)律如表3中數(shù)據(jù)所示。
(1)R上允許消耗的最大功率是多少?
(2)分析表3數(shù)據(jù)可知:
電子元件的阻值R隨壓力F變化的關(guān)系式是R=____。
(3)該測(cè)力計(jì)的量程是多少?
(4)若要增大該測(cè)力計(jì)的量程,請(qǐng)說出兩種改進(jìn)方法。
22.電壓力鍋結(jié)合了壓力鍋和電飯鍋的優(yōu)點(diǎn),是現(xiàn)代人喜歡的廚房用具。圖14甲是某品牌電壓力鍋的簡(jiǎn)化電路圖,R為加熱電阻,R為保溫電阻,S為電源開關(guān),S為壓力開關(guān)。加熱時(shí)S與觸點(diǎn)a接通,R工作;保溫時(shí)S與觸點(diǎn)b接通,R工作。電壓力鍋的其他參數(shù)見表4銘牌。
(1)計(jì)算保溫電阻R正常工作時(shí)的阻值。
(2)小明往電壓力鍋中加入25℃水至2L水位,設(shè)置程序?yàn)樗郎刂磷罡邷貢r(shí)轉(zhuǎn)為保溫,圖14乙表示電壓力鍋這次工作時(shí)電功率與時(shí)間的關(guān)系。求該電壓力鍋加熱時(shí)的效率。
參考答案
一、1.額定電壓各用電器的功率之和 2.17626.4 3.一樣亮一樣亮 乙燈亮些(提示:經(jīng)計(jì)算可知甲、乙燈的電阻都是6Ω,由P=IR可知串聯(lián)時(shí)實(shí)際電功率相等,由P=U/R可知并聯(lián)時(shí)實(shí)際電功率也相等,故串聯(lián)和并聯(lián)時(shí)兩燈一樣亮) 4.0.2 5 5.13.5 6.2700 90 7.會(huì) 22
二、8.A 9.A 10.D 11.A 12.B 13.B 14.D 15.B
三、16.如圖 15。 17.如圖16。
四、18.(1)斷開 (2)D (3)2.2V B (4)0.5W
19.(1)如圖17。
(2)0.625
(3)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大
20.(1)電路圖如圖18所示。
(2)在電壓相同時(shí),電阻越小,發(fā)熱功率越大
(3)煤油溫度變化大小轉(zhuǎn)化
(4)電路圖如圖19所示。
(5)兩同學(xué)的猜想不矛盾,小洋的猜想是在電壓相等的條件下得出的,在電壓U相同的情況下,由P=U/R知電阻越小功率越大;小惠的猜想是在電流相等的情況下得出的,在電流,相同的情況下,由P=IR知電阻越大,功率越大。
21.(1)U=IR=0.015A×400Ω=6V,
P=UI=6V×0.015A=0.09W。
(2)R=300-0.4F
(3)R=U/I=7.5V/0.015A=500Ω,
R=R-R=500Ω-400Ω=100Ω。
根據(jù)R和F的關(guān)系可知,測(cè)力計(jì)測(cè)量最大力F--500N,則量程為0~500N。
(4)方法一:換R,增大R的阻值。
方法二:換電源,減小電源電壓。
22.(1)R=U/P=(220-V)/100WW=484Ω。
(2)電壓力鍋加熱10min消耗的電能W=Pt=1500W×600s=9×10J,水吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10J/(kg·℃)×2kg×90℃=7.56×10J,η=Q/W=84%。
責(zé)任編輯/蔡華杰