第十八章电功率综合素质评价(A)(含答案)

第十八章电功率综合素质评价(A)一、选择题(每题3分，共12分)1．如表是一种常见电器的铭牌，它可能是()额定电压/频率220 V/50 Hz额定功率 1 800 W生产日期见商品外包装A.日光灯B．家用空调C．学生计算器D．家用电冰箱2．节能灯已成为家庭照明的主要选择，一个11 W的节能灯和一个40 W的白炽灯在正常工作时的照明亮度是相同的，如图所示，以下说法不正确的是() A．节能灯每秒消耗11 J电能B．节能灯每秒产生的内能大于白炽灯C．两灯正常工作所需电压是相同的D．用节能灯替代白炽灯有助于节省电能3．四根电阻丝a、b、c、d由同种材料做成，其横截面积相同，但绕不同的圈数(每圈的长度相等，a、c圈数相同，b、d圈数相同)，如图连接，通电后在相同的时间内，它们产生的热量由多到少的顺序是()A．a、b、d、c B．a、c、b、dC．b、d、a、c D．d、c、b、a4．[2022·深圳盐田区期末改编]小灯泡L1与L2串联(灯丝电阻不变)，其中L2的电功率为4 W，且L1比L2亮，使用一段时间后，L2突然熄灭，L1的亮度明显变亮，此时L1的功率为25 W，则L2发生的电路故障及L2未熄灭之前L1的电功率为()A．短路；1 W B．短路；9 WC．短路；16 W D．断路；18 W二、填空题(每空1分，共9分)5．小建家里买了一个家用电暖器，电暖器的工作原理是将电能转化为________，将电暖器单独接在220 V的电路中，电流为2 A，工作1 min后，该电暖器消耗的电能为________ J，1度电可以供给这个电暖器正常使用________h。

(结果保留2位小数)6．[2022·深圳福田区期中]生活中灯泡“闪”了，一般发生在开灯的瞬间，这是由于开灯瞬间灯丝的温度_______，电阻较_______，通过它的电流________的缘故。

7．如图所示为电能表的面板示数，该家庭电路消耗的电能是________kW·h；根据电流规格参数表明，确定电能表有关特性的电流值是________A，家庭电路接入用电器的最高功率为________W。

三、作图题(共5分)8．在探究“电流热效应与哪些因素有关”的实验中，小明要用如图所示的实验器材探究电流一定时，电流热效应与电阻的关系。

请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整。

9．[创新题]实验室有三种小灯L红、L绿、L蓝，通电时分别发出红、绿、蓝光。

已知三种小灯通电时发光颜色不同，其他电学特征完全一致，小灯标有“额定电压2.5 V”。

请在图中完成电路连接，要求：电位器(旋钮式变阻器)分别控制不同的小灯；顺时针转动电位器(旋钮式变阻器)的滑片，小灯变亮；逆时针转动滑片，小灯变暗。

四、实验题(每空1分，共8分)10．[科学思维·信息素养]在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小明所用小灯泡的额定电压为2.5 V。

(1)用笔画线表示导线将图甲所示电路连接完整，并使变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮。

(2)小明刚连接好最后一根导线，小灯泡就发出明亮的光，他在连接电路中出现的错误是①________________________；②________________________。

(3)排除故障后，小明移动滑片，读出了三组实验数据，粗心的他把数据随手写在草稿纸上(如图乙)，而没有填入对应的表格。

请你帮助小明计算出小灯泡的额定功率为________W。

通过实验发现，小灯泡两端的电压越大，电功率越大，灯泡越________；小明移动滑片，又测量了几组数据，并绘制了小灯泡的U－I图象，下列图象符合实际情况的是________。

(4)测量结束后小明应先_______，然后拆除_______两端的导线，再拆除其他导线。

五、计算题(共7分)11．某养生壶有保温、蒸煮两挡功能，如图是其简化电路图，S是旋钮式开关，R1、R2是两个加热电阻，养生壶的部分参数如表。

求：(1)壶中加满水，蒸煮5 min能使初温为20 ℃的水升高到70 ℃。

养生壶的蒸煮效＝4.2×103 J/(kg·℃), ρ水＝1.0×103 kg/m3] 率为70%，则蒸煮功率为多大？[c水(2)R1和R2的阻值分别为多少？六、综合能力题(每空1分，共9分)12．[2023·汕头模拟]阅读短文，回答问题。

智能电加热眼罩近几年，近视成为影响青少年身体健康的重要因素，为有效保护眼睛，降低近视率，市场上推出了一款电加热眼罩，对缓解眼疲劳有一定效果，电加热眼罩是在绝缘的聚酯薄膜表面有序排列10根一样的具有发热、控温双重功能的PTC加热丝，PTC是一种新型的半导体陶瓷材料。

电加热眼罩内部结构如图甲所示，PTC加热丝两端与金属导线相连，形成网状结构，由6 V的锂电池供电。

每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图乙所示，当温度达到40 ℃时，PTC加热丝的发热功率等于散热功率(即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等)，温度保持不变，实现智能控温。

(1)PTC是________(填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料。

(2)如图甲所示，PTC加热丝的连接方式是________联，正常工作时金属导线中A、B处电流分别为I A和I B，则I A________(填“<”“＝”或“>”)I B。

(3)将眼罩加热电路开关闭合，其功率随时间变化的图象最可能是下列选项中的________。

(4)眼罩加热电路的最大发热功率为________W，当温度为40 ℃时，通电10 min，眼罩加热电路消耗的电能为________J。

(5)家用固体电热灭蚊器也是用PTC陶瓷电热元件制成的，当家用固体电热灭蚊器工作时两端电压不变，温度基本恒定在165 ℃左右，若它的温度高于165 ℃(但低于300 ℃)，电阻________(填“变大”或“变小”)，功率________(填“变大”或“变小”)，使其温度________(填“升高”或“降低”)；反之，也能自动调节。

因此用PTC材料制成的电热灭蚊器具有自动调节功能。

答案一、1.B 2.B 3.A 4.C二、5.内能；26 400；2.276．较低；小；大7．222.3；5；4 400点拨：电能表最后一位示数是小数位，由图示电能表可知，家庭电路消耗的电能W＝222.3 kW·h。

家庭电路接入用电器的最高功率P＝UI＝220 V×20 A＝4 400 W。

三、8.解：如图所示。

9．解：如图所示。

四、10.(1) 如图所示。

(2)①连接电路时没有断开开关②滑动变阻器滑片P未移至最大阻值处(3)0.7；亮；A(4)将开关断开；电源五、11.解：(1)由ρ＝mV可得，水的质量m水＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×1×10－3 m3＝1 kg，吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×105 J。

由η＝Q 吸W ×100%可得，消耗的电能W ＝Q 吸η＝2.1×105 J 70%＝3×105 J ，养生壶的蒸煮功率P ＝W t ＝3×105 J5×60 s ＝1 000 W 。

(2)由电路图可知，S 拨到2、3时，R 1、R 2串联，电路总电阻较大，由P ＝U 2R 可知，电路功率较小，为保温挡，电路的总电阻R ＝U 2P 保温＝(220 V)2200 W＝242 Ω；S拨到3、4时，R 2被短路，电路为R 1的简单电路，电路总电阻较小，由P ＝U 2R可知，电路功率较大，为蒸煮挡，R 1的阻值R 1＝U 2P ＝(220 V)21 000 W ＝48.4 Ω；因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以R 2的阻值R 2＝R －R 1＝242 Ω－ 48.4 Ω＝193.6 Ω。

六、12.(1)半导体 (2)并；> (3)C(4)9；2 160 (5)变大；变小；降低点拨：(1)由题意可知，PTC 是一种新型的半导体陶瓷材料，因此PTC 是半导体材料。

(2)由图甲可知，各根PTC 加热丝互不影响，故PTC 加热丝是并联的。

因为PTC 加热丝是并联的，并联的PTC 加热丝越多，电流越大，故I A >I B 。

(3)由图乙可知，PTC 加热丝的阻值随温度的升高，先变小后变大，由题意可知，当温度达到40 ℃时，PTC 加热丝的发热功率等于散热功率，温度保持不变，即温度达到40 ℃后PTC 加热丝的阻值不变，因此开关闭合后，PTC 加热丝的阻值先变小后变大再不变，由P ＝UI ＝U 2R 可知，其功率先变大后变小再不变，故C 符合题意。

(4)由P ＝UI ＝U 2R 可知，电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，由图乙可知，每根PTC 加热丝的最小阻值为40 Ω，由图甲可知，电加热眼罩由10根PTC 加热丝并联组成，由并联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻R ＝110R 0＝110×40 Ω＝4 Ω，则眼罩加热电路的最大发热功率P ＝U 2R＝(6 V)24 Ω＝9 W 。

由图乙可知，当温度为40 ℃时，每根PTC 加热丝的阻值为100 Ω，由并联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻R ′＝110R 0′＝110×100 Ω＝10 Ω，则当温度为40 ℃时，通电10 min ，眼罩加热电路消耗的电能W ＝UIt ＝U 2R ′t ＝ (6 V)210 Ω×10×60 s ＝2 160 J 。