2023年12月20日发(作者：覃凯复)

第十五章 电能与电功率

单元测试卷

时间80分钟 满分100分

班级：________ 姓名：________ 得分：________

一、单项选择题(本大题7小题，每小题3分，共21分)

1．(2020梧州)下列家用电器中，主要将电能转化为内能的是( )

A．电饭锅 B．电风扇 C．洗衣机 D．电视机

2．下列关于电功和电功率的说法中不正确的是( )

A．电流做功的过程，实际是把电能转化为其他形式的能的过程

B．电流通过导体时所做功的多少只取决于导体两端的电压、通过导体的电流

C．对某一用电器而言，消耗的实际功率是由实际电压决定的

D．通过用电器的电流做功越快，则用电器的功率就越大

3．将规格为“2.5 V 0.3 A”的灯L1和规格为“3.8 V 0.3 A”的灯L2串联接在3 V的电源上，下列判断正确的是( )

A．灯L1的电阻比L2的电阻大 B．两灯都正常发光

C．灯L1的亮度比L2的亮度小 D．两灯的实际功率相等

4．小明家5月初电能表的示数为的是( )

，6月初的示数如图1。下列说法正确

图1

A．小明家干路中的电流不得超过10 A

B．小明家5月消耗的电能为960 kW·h

C．电能表所在电路消耗的电功率不得超过4 400 W

D．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多

5．如图2所示，两个透明容器中密封着等量的空气，A、B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1＝R2＝R3，小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是( )

图2

A．通过电阻R1和R2的电流大小相等

B．此实验在探究电热Q与电阻R是否有关

C．通电后，A管的液面高度差将会比B管的大

D．电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等

6．小阳设计了一个天然气泄漏检测电路，如图3－甲所示，R为气敏电阻，其阻值随天然气浓度β变化的曲线如图3－乙所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。则下列说法正确的是( )

图3

A．天然气浓度增大，电压表示数变小

B．天然气浓度减小，电流表示数变大

C．天然气浓度增大，电路消耗的总功率变小

D．天然气浓度减小，电压表与电流表示数的比值不变

7.“模拟调光灯”的电路如图4－甲，电源电压为4.5 V不变，电压表量程为“0～3 V”，电流表量程为“0～0.6 A”，滑动变阻器R的规格为“20 Ω 1 A”，灯泡L标有“2.5 V 1.25 W”字样。闭合开关，调节滑动变阻器R的滑片P测得多组数据，作出U－I图像如图4－乙，下列判断正确的是( )

图4

A．灯泡L的电阻随灯丝温度的增加而逐渐减小

B．灯泡L正常发光时，电路的总功率是2.25 W

C．电路中的最小电流是0.18 A

D．灯泡L正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值是10 Ω

二、填空题(本大题8小题，每空1分，共24分)

8．1840年，英国物理学家________发现了通电导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。电熨斗是利用电流的________效应工作的。由于电热水器的功率远大于电冰箱的功率，从安全用电的角度考虑，电热水器的电源线比电冰箱的要________(选填“粗”或“细”)。

9．电饭锅铭牌上标有“220 V 880 W”的字样，正常工作时电流为________A，电阻为________Ω，正常工作30 min消耗的电能为________kW·h。

10．手机电池上标有“电压3.7 V，容量3 500 mA·h”的字样，它充满电后存储的电能是_________J。用充电器给手机充电，此过程是将________能转化为手机电池的________能。

11．将标有“6 V 3 W”字样的灯泡接在3 V的电路中，灯泡的实际功率是________W；若将其接入9 V的电路中并使它正常发光，则应________联一个阻值为________Ω的电阻。(忽略温度对灯丝电阻的影响)

12．如图5所示是某研究性学习小组利用“220 V 60 W”的灯泡L1和“220 V 15 W”的灯泡L2所设计的四个电路图。当把它们接入同一家庭电路中时，其中消耗电功率最大的电路图是________，它消耗的电功率为________W，消耗电功率最小的电路图是________。

图5

13．把电阻R1和R2串联接在电路中，已知R1∶R2＝1∶2。通电时，通过它们的电流分别为I1和I2，它们两端的电压分别为U1和U2，它们的电功率分别为P1和P2，则I1∶I2＝________，U1∶U2＝________，P1∶P2＝________。

14．如图6－甲所示，是灯泡L和电阻R的I－U图像。将灯泡L和电阻R按图6－乙所示接入电路中，只闭合开关S时，灯泡L的实际功率为1 W，则灯泡L两端的电压为________V，再闭合开关S1，电流表的示数变化了________A，此时电路消耗的总功率为________W。

图6

15．某电热水壶有加热和保温两种状态，如图7所示是其内部电路图，其中电热丝R1的阻值为22 Ω，限流电阻R2的阻值为198 Ω，S1是温控开关。闭合开关S，电热水壶处于加热状态时，温控开关S1应处于________状态，通过电热丝R1的电流为________A。电热水壶处于保温状态时，限流电阻R2消耗的电功率是________W。

图7

三、作图题(共6分)

16．(1)某实验小组的同学用图8所示的器材测量小灯泡的电功率。已知待测小灯泡的额定电压为2.5 V，额定功率在0.8 W左右。请将实物图连接完整，要求滑片P向右移动时，小灯泡变亮。

图8

(2)如图9是“探究电流产生的热量与什么因素有关”的实验装置，请在虚线框内画出与之对应的电路图。

图9

四、实验题(本大题2小题，共17分)

17．(8分)(2019东营)如图10－甲所示是物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的

多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。

图10

(1)组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管________(选填“属于”或“不属于”)连通器。

(2)图10－甲是探究在通电时间相同和_______相同的情况下，导体产生的热量与_______大小是否有关的装置。

(3)实验中通过观察_____________________的变化反映电流通过导体产生热量的多少，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用的研究方法与此相同的是________。

A．探究电流与电压、电阻的关系

B．研究光的传播时，引入“光线”

C．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动

(4)如图10－乙所示，电流表的示数为________A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10 s内产生的热量是________J。

(5)某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度差几乎不变，发生此现象的原因可能是________________________________________________________。

18．(9分)小亮想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关。于是他找来额定电流小于0.6 A、额定电压是2.5 V的灯L1，接在如图11－甲所示电源电压恒为6 V的电路中进行探究。

图11

(1)连接电路时开关应________。若小亮连接电路后闭合开关S，发现电流表和电压表均有示数，灯L1的亮度很微弱，移动滑片也不能改变灯L1的亮度，则原因是__________________。

(2)小亮排除故障后，继续进行实验，闭合开关S，移动滑片，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：

次数

1

2

3

电压/V

1.6

2.5

3.0

电流/A

0.24

0.32

功率/W

0.384

0.96

当灯L1两端电压为2.5 V时，电流表的示数如图11－乙所示，为________A，则灯L1的额定功率为________W。

(3)小亮注意到灯L1的亮度变化，第二次比第一次亮，第三次比第二次亮。结合表中数据得出结论：小灯泡的亮度由________________________________决定。

(4)小亮还想测量额定电压为3.8 V的灯L2的额定功率，但电压表0～15 V量程已损坏。

小亮重新连接了电路，测得了灯L2的额定功率。请你用笔画线代替导线帮他把电路(如图11－丙)连接完整。

(5)同组的小江，向老师借了一个10 Ω的定值电阻R0，没用电压表，也测出了灯L2的额定功率(如图11－丁)，请你将下列实验过程补充完整：

①__________________________，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为________A；

②闭合开关S、S1，断开开关S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I；

③灯L2的额定功率的表达式P额＝____________________(用测量量和已知量表示)。

五、计算题(本大题2小题，共13分)

19．(6分)如图12，电源电压恒为6 V，定值电阻R＝6 Ω，灯泡L标有“6 V 6 W”字样，且灯丝电阻不变，求：

图12

(1)灯泡L正常发光时的电阻；

(2)当开关S1、S3断开，S2闭合时，灯泡L的实际功率；

(3)当开关S2断开，S1、S3闭合时，通电10 s电路消耗的电能。

20．(7分)(2020广东)某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220 V。图13－甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图13－乙所示，求：

图13

(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；

(2)饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；

(3)R2的阻值。

六、综合能力题(本大题3小题，共19分)

21．(6分)阅读材料，回答问题。

“超级快充”方便快捷

我国的“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，在手机及其他通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例，华为“Mate40 Pro”不仅采用4 400 mA·h超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池电量充到一半以上，极大地方便了人们的使用，已知该手机电池的部分参数如下表。

电池名称

电压

容量

锂离子电池

3.7 V

4 400 mA·h

图14

(1)表格中的电池“容量”，可由电流与________(选填“时间”或“电压”)乘积所得。人们在使用手机长时间通话时，手机会明显发热，其中的能量转化情况为__________________。

(2)如图14所示的两个充电器，一个标有“输出5 V 600 mA”，其充电功率是________W；另一个标有“输出5 V 4 A”，两个充电器的充电功率之比是________；其中有一个是快速充电器，假设充电效率为90%，选用快速充电器将上述电池从零到充满电需要________min。

(3)超级快充的充电线比普通手机的充电线要粗一些，请你从线路安全的角度来分析原因：________________________________________________________________________________。

22．(7分)“西电东送”是将我国西部发电厂发出的电传输到我国东部。由发电厂输出的电功率是一定的，它取决于发电机组的发电能力。根据P＝UI中发电机的功率不变效应，若提高输电线路中的电压U，那么线路中的电流I一定会减小；反之亦然。输电线路的电能损耗主要是输电线的电流热效应，输电线损失的热功率P＝I2R，所以采用的输电线的电阻要尽11量小。如果线路中电流降低到原来的，那么线路中损失的热功率就减少为原来的，因此提24高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失。

设发电厂的输出电功率P0＝1.1×108 W，输电线路上的总电阻为10 Ω。

(1)若采用110 kV的高压输送电能，输电线路的电流I1＝________A，输电线路损失的热功率P1＝__________W，其与发电厂的输出电功率P0之比P1∶P0＝__________。

(2)若采用1 100 kV超高压输送电能，输电线路损失的热功率P2＝__________W，其与高压输送电能损失的热功率P1之比P2∶P1＝__________，所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的____________损失。

(3)若想使输电线路中的热功率损耗为零，还可以采用____________作为输电线材料。

23．(6分)阅读短文，回答问题。

超声波加湿器通电工作时，雾化片每秒产生170万次的高频率振动，将水抛离水面雾化成大量1～5 μm的超微粒子(水雾)，吹散到空气中使空气湿润，改变空气的湿度。图15－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1 h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1 h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

额定电压

水箱容量

加湿效率

净重

×××

220 V

25 L

≥1.2×102 L/(h·W)

95 kg

－额定加湿量

额定输入功率

循环风量

轮子与地面接触的总面积

15 L/h

500 W

2 000 m3/h

6.0×104 m2

－

图15

(1)水雾化成超微粒子的过程________(选填“是”或“不是”)汽化现象，加湿器正常工作时的电流为________A。

(2)在没有其他用电器接入电路的情况下，加湿器工作30 min，标有“3 000 imp/(kW·h)”的电能表指示灯闪烁了720次，此过程中加湿器消耗的电能为________J，实际加湿量至少为________L/h。

(3)利用湿敏电阻可实现对环境湿度的精确测量，如图15－乙所示，电源电压为24 V，定值电阻R的阻值为120 Ω，电流表的量程为0～100 mA，电压表的量程为0～15 V，湿敏电阻R0的阻值随湿度RH变化的关系如图15－丙所示，该电路能够测量的湿度范围是____________；将电压表表盘的相关刻度值转化为对应的湿度值，制成一个简易湿度计，该湿度计的刻度值分布是________(选填“均匀”或“不均匀”)的。

参考答案

一、单项选择题(本大题7小题，每小题3分，共21分)

1．A 2．B 3．C 4．C 5．C 6．D 7．B

二、填空题(本大题8小题，每空1分，共24分)

8．焦耳 热 粗

9．4 55 0.44

10．4.662×104 电 化学

11．0.75 串 6

12．丁 75 丙

13．1∶1 1∶2 1∶2

14．2 0.2 1.4

15．闭合 10 198

三、作图题(共6分)

16．(1)(3分)如图1所示 (2)(3分)如图2所示

图1 图2

四、实验题(本大题2小题，共17分)

17．(8分)(1)不属于 (2)电流 电阻 (3)U形管液面高度差 C (4)2 200 (5)透明容器漏气

18．(9分)(1)断开 滑动变阻器接了下面两个接线柱 (2)0.3 0.75 (3)小灯泡的实际功率 (4)如图3所示 (5)①闭合开关S、S2，断开开关S1 0.38 ③3.8 V×(I－0.38 A)

图3

五、计算题(本大题2小题，共13分)

U219．(6分)解：(1)由P＝ 可得灯泡L正常发光时的电阻：

RU额2

（6 V）2RL＝ ＝ ＝6 Ω(2分)

6 WP额(2)当开关S1、S3断开，S2闭合时，电阻R与灯泡L串联，电路中的电流：

U6 VI＝ ＝ ＝0.5 A(1分)

R＋RL6 Ω＋6 Ω灯泡L的实际功率：PL＝I2RL＝(0.5 A)2×6 Ω＝1.5 W(1分)

(3)当开关S2断开，S1、S3闭合时，电阻R与灯泡L并联，干路电流：

UU6 V6 VI′＝ ＋ ＝ ＋ ＝1 A＋1 A＝2 A(1分)

RRL6 Ω6 Ω通电10 s电路消耗的电能：W＝UI′t＝6 V×2 A×10 s＝120 J(1分)

答：(1)灯泡L正常发光时的电阻为6 Ω；

(2)当开关S1、S3断开，S2闭合时，灯泡L的实际功率为1.5 W；

(3)当开关S2断开，S1、S3闭合时，通电10 s电路消耗的电能为120 J。

20．(7分)解：(1)由题图乙知,加热挡的功率为P加热＝484 W，加热时间为t＝5 min＝300 s

饮水机处于加热挡阶段消耗的电能：

W＝P加热t＝484 W×300 s＝1.452×105 J(2分)

U2(2)当开关S、S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P＝ 可知，饮水R

机的总功率最大，此时为加热状态；当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态(1分)

根据题图乙知保温挡的功率为44 W，根据P＝UI知，保温挡时通过R1的电流：

I＝P保温44 W ＝ ＝0.2 A(1分)

U220 V(3)因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电热饮水机在加热挡时电阻丝R2的电功率：

P2＝P加热－P1＝P加热－P保温＝484 W－44 W＝440 W(1分)

U2U2（220 V）2由P＝ 可得，电阻R2的阻值：R2＝ ＝ ＝110 Ω(2分)

RP2440 W答：(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为1.452×105 J；

(2)饮水机处于保温挡时，通过R1的电流为0.2 A；

(3)R2的阻值为110 Ω。

六、综合能力题(本大题3小题，共19分)

21．(6分)(1)时间 电能转化为内能 (2)3 3∶20 54.3 (3)充电线较粗可以减小电阻，减少在充电过程中产生的热量

22．(7分)(1)1 000 1×107 1∶11 (2)1×105 1∶100 热功率 (3)超导材料

23．(6分)(1)不是 2.27 (2)8.64×105 5.76 (3)30%～90% 不均匀

2023年12月20日发(作者：覃凯复)

第十五章 电能与电功率

单元测试卷

时间80分钟 满分100分

班级：________ 姓名：________ 得分：________

一、单项选择题(本大题7小题，每小题3分，共21分)

1．(2020梧州)下列家用电器中，主要将电能转化为内能的是( )

A．电饭锅 B．电风扇 C．洗衣机 D．电视机

2．下列关于电功和电功率的说法中不正确的是( )

A．电流做功的过程，实际是把电能转化为其他形式的能的过程

B．电流通过导体时所做功的多少只取决于导体两端的电压、通过导体的电流

C．对某一用电器而言，消耗的实际功率是由实际电压决定的

D．通过用电器的电流做功越快，则用电器的功率就越大

3．将规格为“2.5 V 0.3 A”的灯L1和规格为“3.8 V 0.3 A”的灯L2串联接在3 V的电源上，下列判断正确的是( )

A．灯L1的电阻比L2的电阻大 B．两灯都正常发光

C．灯L1的亮度比L2的亮度小 D．两灯的实际功率相等

4．小明家5月初电能表的示数为的是( )

，6月初的示数如图1。下列说法正确

图1

A．小明家干路中的电流不得超过10 A

B．小明家5月消耗的电能为960 kW·h

C．电能表所在电路消耗的电功率不得超过4 400 W

D．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多

5．如图2所示，两个透明容器中密封着等量的空气，A、B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1＝R2＝R3，小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是( )

图2

A．通过电阻R1和R2的电流大小相等

B．此实验在探究电热Q与电阻R是否有关

C．通电后，A管的液面高度差将会比B管的大

D．电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等

6．小阳设计了一个天然气泄漏检测电路，如图3－甲所示，R为气敏电阻，其阻值随天然气浓度β变化的曲线如图3－乙所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。则下列说法正确的是( )

图3

A．天然气浓度增大，电压表示数变小

B．天然气浓度减小，电流表示数变大

C．天然气浓度增大，电路消耗的总功率变小

D．天然气浓度减小，电压表与电流表示数的比值不变

7.“模拟调光灯”的电路如图4－甲，电源电压为4.5 V不变，电压表量程为“0～3 V”，电流表量程为“0～0.6 A”，滑动变阻器R的规格为“20 Ω 1 A”，灯泡L标有“2.5 V 1.25 W”字样。闭合开关，调节滑动变阻器R的滑片P测得多组数据，作出U－I图像如图4－乙，下列判断正确的是( )

图4

A．灯泡L的电阻随灯丝温度的增加而逐渐减小

B．灯泡L正常发光时，电路的总功率是2.25 W

C．电路中的最小电流是0.18 A

D．灯泡L正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值是10 Ω

二、填空题(本大题8小题，每空1分，共24分)

8．1840年，英国物理学家________发现了通电导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。电熨斗是利用电流的________效应工作的。由于电热水器的功率远大于电冰箱的功率，从安全用电的角度考虑，电热水器的电源线比电冰箱的要________(选填“粗”或“细”)。

9．电饭锅铭牌上标有“220 V 880 W”的字样，正常工作时电流为________A，电阻为________Ω，正常工作30 min消耗的电能为________kW·h。

10．手机电池上标有“电压3.7 V，容量3 500 mA·h”的字样，它充满电后存储的电能是_________J。用充电器给手机充电，此过程是将________能转化为手机电池的________能。

11．将标有“6 V 3 W”字样的灯泡接在3 V的电路中，灯泡的实际功率是________W；若将其接入9 V的电路中并使它正常发光，则应________联一个阻值为________Ω的电阻。(忽略温度对灯丝电阻的影响)

12．如图5所示是某研究性学习小组利用“220 V 60 W”的灯泡L1和“220 V 15 W”的灯泡L2所设计的四个电路图。当把它们接入同一家庭电路中时，其中消耗电功率最大的电路图是________，它消耗的电功率为________W，消耗电功率最小的电路图是________。

图5

13．把电阻R1和R2串联接在电路中，已知R1∶R2＝1∶2。通电时，通过它们的电流分别为I1和I2，它们两端的电压分别为U1和U2，它们的电功率分别为P1和P2，则I1∶I2＝________，U1∶U2＝________，P1∶P2＝________。

14．如图6－甲所示，是灯泡L和电阻R的I－U图像。将灯泡L和电阻R按图6－乙所示接入电路中，只闭合开关S时，灯泡L的实际功率为1 W，则灯泡L两端的电压为________V，再闭合开关S1，电流表的示数变化了________A，此时电路消耗的总功率为________W。

图6

15．某电热水壶有加热和保温两种状态，如图7所示是其内部电路图，其中电热丝R1的阻值为22 Ω，限流电阻R2的阻值为198 Ω，S1是温控开关。闭合开关S，电热水壶处于加热状态时，温控开关S1应处于________状态，通过电热丝R1的电流为________A。电热水壶处于保温状态时，限流电阻R2消耗的电功率是________W。

图7

三、作图题(共6分)

16．(1)某实验小组的同学用图8所示的器材测量小灯泡的电功率。已知待测小灯泡的额定电压为2.5 V，额定功率在0.8 W左右。请将实物图连接完整，要求滑片P向右移动时，小灯泡变亮。

图8

(2)如图9是“探究电流产生的热量与什么因素有关”的实验装置，请在虚线框内画出与之对应的电路图。

图9

四、实验题(本大题2小题，共17分)

17．(8分)(2019东营)如图10－甲所示是物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的

多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。

图10

(1)组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管________(选填“属于”或“不属于”)连通器。

(2)图10－甲是探究在通电时间相同和_______相同的情况下，导体产生的热量与_______大小是否有关的装置。

(3)实验中通过观察_____________________的变化反映电流通过导体产生热量的多少，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用的研究方法与此相同的是________。

A．探究电流与电压、电阻的关系

B．研究光的传播时，引入“光线”

C．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动

(4)如图10－乙所示，电流表的示数为________A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10 s内产生的热量是________J。

(5)某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度差几乎不变，发生此现象的原因可能是________________________________________________________。

18．(9分)小亮想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关。于是他找来额定电流小于0.6 A、额定电压是2.5 V的灯L1，接在如图11－甲所示电源电压恒为6 V的电路中进行探究。

图11

(1)连接电路时开关应________。若小亮连接电路后闭合开关S，发现电流表和电压表均有示数，灯L1的亮度很微弱，移动滑片也不能改变灯L1的亮度，则原因是__________________。

(2)小亮排除故障后，继续进行实验，闭合开关S，移动滑片，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：

次数

1

2

3

电压/V

1.6

2.5

3.0

电流/A

0.24

0.32

功率/W

0.384

0.96

当灯L1两端电压为2.5 V时，电流表的示数如图11－乙所示，为________A，则灯L1的额定功率为________W。

(3)小亮注意到灯L1的亮度变化，第二次比第一次亮，第三次比第二次亮。结合表中数据得出结论：小灯泡的亮度由________________________________决定。

(4)小亮还想测量额定电压为3.8 V的灯L2的额定功率，但电压表0～15 V量程已损坏。

小亮重新连接了电路，测得了灯L2的额定功率。请你用笔画线代替导线帮他把电路(如图11－丙)连接完整。

(5)同组的小江，向老师借了一个10 Ω的定值电阻R0，没用电压表，也测出了灯L2的额定功率(如图11－丁)，请你将下列实验过程补充完整：

①__________________________，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为________A；

②闭合开关S、S1，断开开关S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I；

③灯L2的额定功率的表达式P额＝____________________(用测量量和已知量表示)。

五、计算题(本大题2小题，共13分)

19．(6分)如图12，电源电压恒为6 V，定值电阻R＝6 Ω，灯泡L标有“6 V 6 W”字样，且灯丝电阻不变，求：

图12

(1)灯泡L正常发光时的电阻；

(2)当开关S1、S3断开，S2闭合时，灯泡L的实际功率；

(3)当开关S2断开，S1、S3闭合时，通电10 s电路消耗的电能。

20．(7分)(2020广东)某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220 V。图13－甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图13－乙所示，求：

图13

(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；

(2)饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；

(3)R2的阻值。

六、综合能力题(本大题3小题，共19分)

21．(6分)阅读材料，回答问题。

“超级快充”方便快捷

我国的“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，在手机及其他通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例，华为“Mate40 Pro”不仅采用4 400 mA·h超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池电量充到一半以上，极大地方便了人们的使用，已知该手机电池的部分参数如下表。

电池名称

电压

容量

锂离子电池

3.7 V

4 400 mA·h

图14

(1)表格中的电池“容量”，可由电流与________(选填“时间”或“电压”)乘积所得。人们在使用手机长时间通话时，手机会明显发热，其中的能量转化情况为__________________。

(2)如图14所示的两个充电器，一个标有“输出5 V 600 mA”，其充电功率是________W；另一个标有“输出5 V 4 A”，两个充电器的充电功率之比是________；其中有一个是快速充电器，假设充电效率为90%，选用快速充电器将上述电池从零到充满电需要________min。

(3)超级快充的充电线比普通手机的充电线要粗一些，请你从线路安全的角度来分析原因：________________________________________________________________________________。

22．(7分)“西电东送”是将我国西部发电厂发出的电传输到我国东部。由发电厂输出的电功率是一定的，它取决于发电机组的发电能力。根据P＝UI中发电机的功率不变效应，若提高输电线路中的电压U，那么线路中的电流I一定会减小；反之亦然。输电线路的电能损耗主要是输电线的电流热效应，输电线损失的热功率P＝I2R，所以采用的输电线的电阻要尽11量小。如果线路中电流降低到原来的，那么线路中损失的热功率就减少为原来的，因此提24高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失。

设发电厂的输出电功率P0＝1.1×108 W，输电线路上的总电阻为10 Ω。

(1)若采用110 kV的高压输送电能，输电线路的电流I1＝________A，输电线路损失的热功率P1＝__________W，其与发电厂的输出电功率P0之比P1∶P0＝__________。

(2)若采用1 100 kV超高压输送电能，输电线路损失的热功率P2＝__________W，其与高压输送电能损失的热功率P1之比P2∶P1＝__________，所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的____________损失。

(3)若想使输电线路中的热功率损耗为零，还可以采用____________作为输电线材料。

23．(6分)阅读短文，回答问题。

超声波加湿器通电工作时，雾化片每秒产生170万次的高频率振动，将水抛离水面雾化成大量1～5 μm的超微粒子(水雾)，吹散到空气中使空气湿润，改变空气的湿度。图15－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1 h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1 h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

额定电压

水箱容量

加湿效率

净重

×××

220 V

25 L

≥1.2×102 L/(h·W)

95 kg

－额定加湿量

额定输入功率

循环风量

轮子与地面接触的总面积

15 L/h

500 W

2 000 m3/h

6.0×104 m2

－

图15

(1)水雾化成超微粒子的过程________(选填“是”或“不是”)汽化现象，加湿器正常工作时的电流为________A。

(2)在没有其他用电器接入电路的情况下，加湿器工作30 min，标有“3 000 imp/(kW·h)”的电能表指示灯闪烁了720次，此过程中加湿器消耗的电能为________J，实际加湿量至少为________L/h。

(3)利用湿敏电阻可实现对环境湿度的精确测量，如图15－乙所示，电源电压为24 V，定值电阻R的阻值为120 Ω，电流表的量程为0～100 mA，电压表的量程为0～15 V，湿敏电阻R0的阻值随湿度RH变化的关系如图15－丙所示，该电路能够测量的湿度范围是____________；将电压表表盘的相关刻度值转化为对应的湿度值，制成一个简易湿度计，该湿度计的刻度值分布是________(选填“均匀”或“不均匀”)的。

参考答案

一、单项选择题(本大题7小题，每小题3分，共21分)

1．A 2．B 3．C 4．C 5．C 6．D 7．B

二、填空题(本大题8小题，每空1分，共24分)

8．焦耳 热 粗

9．4 55 0.44

10．4.662×104 电 化学

11．0.75 串 6

12．丁 75 丙

13．1∶1 1∶2 1∶2

14．2 0.2 1.4

15．闭合 10 198

三、作图题(共6分)

16．(1)(3分)如图1所示 (2)(3分)如图2所示

图1 图2

四、实验题(本大题2小题，共17分)

17．(8分)(1)不属于 (2)电流 电阻 (3)U形管液面高度差 C (4)2 200 (5)透明容器漏气

18．(9分)(1)断开 滑动变阻器接了下面两个接线柱 (2)0.3 0.75 (3)小灯泡的实际功率 (4)如图3所示 (5)①闭合开关S、S2，断开开关S1 0.38 ③3.8 V×(I－0.38 A)

图3

五、计算题(本大题2小题，共13分)

U219．(6分)解：(1)由P＝ 可得灯泡L正常发光时的电阻：

RU额2

（6 V）2RL＝ ＝ ＝6 Ω(2分)

6 WP额(2)当开关S1、S3断开，S2闭合时，电阻R与灯泡L串联，电路中的电流：

U6 VI＝ ＝ ＝0.5 A(1分)

R＋RL6 Ω＋6 Ω灯泡L的实际功率：PL＝I2RL＝(0.5 A)2×6 Ω＝1.5 W(1分)

(3)当开关S2断开，S1、S3闭合时，电阻R与灯泡L并联，干路电流：

UU6 V6 VI′＝ ＋ ＝ ＋ ＝1 A＋1 A＝2 A(1分)

RRL6 Ω6 Ω通电10 s电路消耗的电能：W＝UI′t＝6 V×2 A×10 s＝120 J(1分)

答：(1)灯泡L正常发光时的电阻为6 Ω；

(2)当开关S1、S3断开，S2闭合时，灯泡L的实际功率为1.5 W；

(3)当开关S2断开，S1、S3闭合时，通电10 s电路消耗的电能为120 J。

20．(7分)解：(1)由题图乙知,加热挡的功率为P加热＝484 W，加热时间为t＝5 min＝300 s

饮水机处于加热挡阶段消耗的电能：

W＝P加热t＝484 W×300 s＝1.452×105 J(2分)

U2(2)当开关S、S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P＝ 可知，饮水R

机的总功率最大，此时为加热状态；当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态(1分)

根据题图乙知保温挡的功率为44 W，根据P＝UI知，保温挡时通过R1的电流：

I＝P保温44 W ＝ ＝0.2 A(1分)

U220 V(3)因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电热饮水机在加热挡时电阻丝R2的电功率：

P2＝P加热－P1＝P加热－P保温＝484 W－44 W＝440 W(1分)

U2U2（220 V）2由P＝ 可得，电阻R2的阻值：R2＝ ＝ ＝110 Ω(2分)

RP2440 W答：(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为1.452×105 J；

(2)饮水机处于保温挡时，通过R1的电流为0.2 A；

(3)R2的阻值为110 Ω。

六、综合能力题(本大题3小题，共19分)

21．(6分)(1)时间 电能转化为内能 (2)3 3∶20 54.3 (3)充电线较粗可以减小电阻，减少在充电过程中产生的热量

22．(7分)(1)1 000 1×107 1∶11 (2)1×105 1∶100 热功率 (3)超导材料

23．(6分)(1)不是 2.27 (2)8.64×105 5.76 (3)30%～90% 不均匀