阶段检测10 电功电功率能量守恒与转化.docx
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阶段检测10电功电功率能量守恒与转化
阶段检测10 电功、电功率、能量守恒与转化
一、选择题(每题2分,共30分)
1.小华家电热毯内的电阻丝断了,他爸爸将电阻丝的两个断头接上后继续使用,在使用中发现接头处的电热毯被烧焦了。
造成这一现象的主要原因是( )
A.电阻丝的总电阻变小,接头处的电流比原来工作时电流大得多
B.接头处比相同长度的电阻丝的电阻大,此处电流比其他部分的电流大得多
C.接头处比相同长度的电阻丝的电阻大,此处电功率比相同长度电阻丝的电功率大
D.接头处比相同长度的电阻丝的电阻小,此处电功率比相同长度电阻丝的电功率大
2.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一,关于太阳能的利用,下列说法正确的是( )
第2题图
A.图甲中,绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B.图乙中,太阳能热水器通过做功的方式将太阳能转化为水的内能
C.图丙中,太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D.图丁中,首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
3.电能的利用给人们的生产、生活带来了很多方便,但如果使用不当也会给人们带来危害。
关于家庭电路的下列说法中错误的是( )
A.更换灯泡或维修电路时要先断开电源
B.使用测电笔时,能用手接触到笔尾的金属体
C.增加大功率用电器时,只需换上足够粗的熔丝即可
D.电路中电流过大的原因之一是使用的电器总功率过大
4.如图,名为“阳光动力2号”的太阳能飞机是世界上最大的太阳能飞机,并且不需要使用化石燃料就可以进行飞行。
2015年2月26日,该机在阿联酋首都阿布扎比试飞,为环球航行做准备。
下列关于该飞机的说法中正确的是( )
第4题图
A.机翼上装满了光伏电池,是将电能转化为光能
B.飞机上电动机工作时是将光能转化为机械能
C.飞机匀速降落时,一定是受到平衡力的作用
D.这种太阳能飞机在工作时,机械效率可能达到100%
5.在一次电学实验探究中,小明将“2.5V 0.5W”和“2.5V 0.75W”的两盏灯串联接在电压为2.5V的电路中,如图所示。
闭合开关,小明观察到两盏灯都比正常发光时暗,这是因为每盏灯的( )
第5题图
A.额定电压都减小了B.额定功率都减小了
C.额定电压都小于它的实际电压D.实际功率都小于它的额定功率
6.随着人民生活水平的提高,居民家里用电器的种类和数目在不断增加,给我们生活带来方便的同时也带来安全隐患。
下列做法正确的是( )
A.控制灯泡的开关应接在灯泡和零线之间
B.家里尽量不要同时使用多个大功率用电器
C.使用测电笔时,手指不能碰到笔尾的金属体
D.增加大功率用电器,只需换上足够粗的保险丝
7.根据如图所示的两盏白炽灯的铭牌,可以判断( )
第7题图
A.甲灯一定比乙灯亮
B.正常发光时,甲灯的电阻大于乙灯的电阻
C.正常发光时,甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍
D.正常发光时,甲灯消耗的电能是乙灯消耗电能的4倍
8.如图是一个天然气泄漏检测电路的原理图。
电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻(其阻值随天然气浓度的增大而减小),则下列说法不正确的是( )
第8题图
A.天然气浓度增大,电压表示数变大
B.天然气浓度减小,电流表示数变小
C.天然气浓度增大,电路消耗的总电功率变小
D.天然气浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变
9.在探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关时,采用如图所示的实验装置。
这是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与( )
第9题图
A.导体的电阻的关系
B.通过导体的电流的关系
C.导体的长度的关系
D.通电时间的关系
10.小夏将n个“3V 0.3W”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( )
A.I甲=I乙B.I甲=
I乙C.P甲=nP乙D.P甲=n2P乙
第10题图
图1所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压为3V且保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图2所示,下列判断错误的是( )
第11题图
A.R1的电阻为5ΩB.滑动变阻器的最大电阻为10Ω
C.电路消耗的最大总功率为1.8WD.电路消耗的最小总功率为1W
如图,电源电压恒定,忽略温度对灯丝的影响。
当在a、b间接入“6V 9W”的灯泡L1时,闭合开关,灯L1恰能正常发光;断开开关,在a、b间更换一个“8V 16W”的灯L2后,再闭合开关。
下列说法正确的是( )
第12题图
A.电阻R的功率变小B.电阻R两端电压变大
C.灯泡L2可能被烧坏D.灯泡L1、L2亮度相同
如图所示,是某电器内部的电路结构图,R1、R2为阻值相同的电热丝。
不同的连接方式其发热功率不同,下列说法不正确的是( )
第13题图
A.甲的发热功率与丙的发热功率相等B.丁的发热功率是丙的发热功率的2倍
C.丙的发热功率是乙的发热功率的2倍D.丁的发热功率是乙的发热功率的4倍
14.图示电路中,电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,R0为定值电阻,移动滑动变阻器R的滑片,则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中,可能正确的是( )
第14题图
课外兴趣小组活动时,某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端电压的关系,已知小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率为0.75W。
小明同学设计了如图甲所示的电路进行研究,他先测出若干组电压和电流值,再由公式P=UI,求得对应的功率,并作出功率随电压变化的图线a。
小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究,她先由R=U
/P额计算出小灯泡的电阻R,再测出若干个电压值,最后根据P=U2/R得到对应的功率,也作出功率随电压变化的图线b。
则下列反映了他们的实验结果的图线是( )
第15题图
二、填空题(除注明外,每空1.5分,共36分)
16.如图是我国西部某地区风力发电的外景。
下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。
若此地平均风速为15m/s,1台这样的风车10min获得的风能是________J;若某时间内风速为12m/s,一台风车工作1h所产生的电能供18只“220V-100W”灯泡正常工作8h,则这台风车发电效率为________。
平均风速(m/s)
5
10
15
20
25
30
1s内获得的能量(×104J)
4
8
12
16
20
24
第16题图
17.某家庭照明灯的一种按键开关上有一个指示灯(图甲),它与照明灯连接的电路如图乙所示。
在实际使用中发现:
当开关S闭合时,只有照明灯发光;开关S断开时,照明灯熄灭,指示灯会发出微弱光(便于夜间显示开关的位置)。
则图中________灯是照明灯;要满足上述要求,甲灯的电阻________(填“远大于”或“远小于”)乙灯的电阻。
第17题图
18.图甲是一种电热水袋,其结构示意图如图乙所示。
正常情况下,专用插头插入电源时,插头上的红色指示灯L会亮,发热体R给袋内的水加热。
由图乙可知,红色指示灯L和发热体R之间的连接方式是________。
电流通过发热体R会使其温度升高,这种现象叫做电流的________效应。
电流是通过________的方式使发热体R的内能增加,电热水袋是通过________的方式使手的内能增加。
第18题图
电动自行车已成为大众化的一种交通工具,专业人员对某品牌电动自行车进行了测试,让电动自行车在平直的路面上从静止开始运动,获得速度随时间变化的图像如图甲所示,牵引力随时间变化的图像如图乙所示,已知匀速行驶时,电动机输入电压48V,输入电流5A,由图像可知,8~14s电动自行车受到的摩擦力为________N,匀速行驶时,电能转化为机械能的效率为________%。
第19题图
20.生活处处有物理,小明对家中的电饭煲进行研究。
他关闭了家里其他用电器,只让电饭煲工作,观察了电能表(上面标有“3000r/kW·h”),请你帮助小明解决下列问题。
第20题图
(1)电饭煲在加热状态时,开关S应与触点________(填“1”或“2”)连接;
(2)他发现正常加热了6min电饭煲就转为保温状态,在这6min内电能表转盘刚好转了300转,则该电饭煲的加热功率是________W。
一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成,通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示。
由图可得定值电阻R的阻值为________Ω;当把这个工具接在电压为2V的电路两端,L、R并联的总功率是________W。
第21题图
22.饮水机的电路如图所示,水沸腾前红灯亮、绿灯灭,加热管正常工作,这时温控开关1、2都闭合;水沸腾后,绿灯亮、红灯灭,加热管不工作,这时温控开关________(填开关序号及通断情况),红、绿两灯电阻R红和R绿必须满足条件:
________________________,理由:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第22题图
23.某电子体重计的电路如图所示,其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起,AB间有可收缩的导线,R0是保护电阻,当称量的体重增加时,变阻器的电阻值________;电压表示数________;电路消耗的总功率________。
(填“变大”、“不变”或“变小”)
第23题图
通过甲、乙两个电阻的电流I随其两端电压U变化的情况如图所示。
由图可知,电阻值比较大的是________。
把它们并联在电路中,当甲消耗的电功率为0.4W时,乙消耗的电功率为________W。
第24题图
(3分)如图甲所示,电源电压一定,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中,电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图乙所示。
已知定值电阻R0=20Ω。
则电源电压U=________V,图乙中坐标值I1=________A。
当电流表示数I=0.4A时,R0与R消耗的电功率之比为________。
第25题图
三、实验探究题(每空2分,共20分)
26.为了“比较不同物质的吸热能力”,物理兴趣小组在实验室利用老师提供的器材连接好如图所示的电路,A瓶中装的是水,B瓶中装的是煤油,两瓶中用的是电阻均为5Ω的电热丝。
第26题图
(1)为了确保实验的准确性,水和煤油的________和初温必须相等。
闭合开关后,经过一段时间发现______(填“A”或“B”)瓶中的温度计的示数升高快。
物质的这种特性我们用物理量比热容来描述。
(2)实验时,小明和小红发现电热丝热得很快,而连接的导线却不怎么热。
小红猜想:
发热不同是因为电热丝和导线的电流不同。
小明猜想:
发热不同是因为电热丝和导线的电阻不同。
小组的其他同学立刻判断小红的猜想是错误的,原因是
。
(3)接着兴趣小组进行探究“通电导体产生热量的多少和电阻的关系”,他们又准备了如下的器材:
足量的水和煤油、天平、10Ω的电热丝两根、电流表和电压表各一只、秒表等器材。
要完成实验,他们应该在原来的装置上调整的器材及要求是:
①将A瓶中的水换成与B等质量的煤油;②。
(4)最后,小明和小红又利用此装置探究了“通电导体产生热量的多少和电流的关系”,根据记录数据大致画出了产生的热量Q和电流I2关系的图像,其中正确的是( )
小明用如图甲所示的电路,探究电源暗箱(图中虚线框所示)中电阻R0的阻值。
第27题图
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端。
(2)当电压表的示数为15V的时候,电流表的示数为2.5A,则此时滑动变阻器连入电路中的电阻R=____Ω,其消耗的功率P=________W。
(3)根据实验所测的几组数据,小明在方格纸上画出了滑动变阻器消耗的功率P随其连入电路中的阻值R的变化图线,由图乙可知:
当滑动变阻器消耗的功率P最大时,电路中电流为________A,此时滑动变阻器的电阻R________(填“<”、“=”或“>”)电源暗箱中的电阻R0。
四、解答题(每题7分,共14分)
28.家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉,工人师傅使用加热与搅拌为一体的用电器,如图是该用电器的工作原理图。
先在室温下把液体乙烯材料放入容器中,温控旋转开关接ab开始加热,发光二极管正常发光,当液体温度达到70℃;温控旋转开关自动接cd,发光二极管熄灭,电动机起动,再倒入三混粉在容器中保温搅拌,搅拌均匀后,涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固。
旋转开关接ab时电路消耗功率为1522W,旋转开关接cd时电路消耗功率为1200W,电动机正常工作的功率为1100W,发光二极管L规格为“2V 0.2W”,R1是加热电热丝,R2是保温电热丝,R0为保护发光二极管正常工作的限流电阻。
(忽略温度对电阻的影响)
第28题图
(1)用电器正常工作时,求保温电热丝R2的电阻值。
(2)液体乙烯材料质量为6kg,初温为20℃,求温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时,液体乙烯材料吸收了多少热量?
[c液=1.8×103J/(kg·℃)]
(3)温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时,电路正常工作了6分40秒,该过程中加热电热丝产生的热量为多少?
29.图甲所示是某型号超声波加湿器,下表为其部分技术参数,其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积;循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积;加湿效率是指实际加湿量和实际输入功率的比值。
型号
XXX
额定加湿量
15L/h
额定电压
220V
额定输入功率
500W
水箱容量
25L
循环风量
2000m3/h
加湿效率
≥1.2×10-2L/(h·W)
轮子与地面接触的总面积
6.0×10-4m2
净重
95kg
—
第29题图
利用湿敏电阻可实现对环境湿度的精确测量。
如图乙所示,电源电压为24V,定值电阻R的阻值为120Ω,电流表的量程为0~100mA,电压表的量程为0~15V,湿敏电阻的阻值R0随湿度RH变化的关系图线如图丙所示,求:
(1)加湿器正常工作0.5h,通过风扇的空气质量和消耗的电能各为多少?
(空气密度ρ=1.29kg/m3)
(2)装满水的加湿器对水平地面的压强为多少?
(g取10N/kg)
(3)该电路能够测量的湿度范围是多少?
阶段检测10 电功、电功率、能量守恒与转化
一、选择题
1.C 2.A 3.C 4.C 5.D 6.B 7.C 8.C
9.B 10.C 11.D 12.D 13.A 14.C 15.B
二、填空题
16.7.2×107 15%
17.甲 远小于
18.并联 热 做功 热传递
19.30 75
20.2 1000
21.10 1.6
22.1、2都断开 绿灯的电阻远大于红灯的电阻 在串联电路中,各串联电阻的电功率与电阻成正比,红灯电阻很小,则电功率也很小,因此绿灯亮、红灯不亮
23.变大 变大 变小
24.乙 0.16
25.12 0.2 2∶1
三、实验探究题
26.
(1)质量 B
(2)串联电路中电流处处相等
(3)将A(或B)瓶内5Ω的电阻丝换成10Ω的 (4)A
27.
(1)b
(2)6 37.5 (3)2 =
四、解答题
28.
(1)保温电热丝消耗的功率:
P保=Pcd-P动=1200W-1100W=100W 保温电热丝阻值:
R2=U2/P保=(220V)2/100W=484Ω
(2)液体乙烯材料吸收热量:
Q=c液mΔt=1.8×103J/(kg·℃)×6kg×(70℃-20℃)=5.4×105J (3)发光二极管正常工作的电流:
IL=PL/UL=0.2W/2V=0.1A 发光二极管支路消耗的功率:
P支=U×IL=220V×0.1A=22W 加热电热丝消耗的功率:
P加=Pab-P支=1522W-22W=1500W 加热电热丝产生的热量:
Q加=W加=P加t=1500W×400s=6×105J
29.
(1)由ρ=m/V可得,加湿器正常工作0.5h通过风扇的空气质量:
m=ρV=1.29kg/m3×2000m3/h×0.5h=1290kg,由P=W/t可得,消耗的电能:
W=Pt=500W×0.5×3600s=9×105J;
(2)加满水时,水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×25×10-3m3=25kg,加湿器对水平地面的压力:
F=G总=(m水+m加湿器)g=(25kg+95kg)×10N/kg=1200N,加湿器对水平地面的压强:
p=F/S=1200N/(6.0×10-4m2)=2×106Pa;
(3)电路最大电流I大=100mA=0.1A,由I=U/R可得,电路中的总电阻最小值:
R总=U/I大=24V/0.1A=240Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,最小湿敏电阻的阻值:
R0=R总-R=240Ω-120Ω=120Ω 由图丙可知,环境湿度为30%;当电压表的示数U0大=15V时,湿敏电阻阻值最大,R两端的电压:
UR=U-U0大=24V-15V=9V,因串联电路中各处的电流相等,所以,I=UR/R=U0大/R′0,即9V/120Ω=15V/R′0 解得:
R′0=200Ω,由图丙可知,此时的湿度为90%;所以,该电路能够测量的湿度范围是30%~90%。
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