第十六章综合能力测试题（后附答案）
(时间：60分钟 满分：100分)
一、填空题(本题共6小题，每空1分，共14分)
1．电水壶利用了电流的__ __效应，某电水壶的发热元件是一个阻值为48.4 Ω的电阻。当发热元件两端的电压为220 V时，该电水壶的电功率为__ __W。
2．如图所示，电源电压保持3 V不变，电阻R1＝10 Ω，R2＝20 Ω。闭合开关S，则通电100 s电阻R1产生的热量为__ _J。
第4题图
3．小明家记录4月初电能表示数为710.5度，电能表的信息及5月初的示数如图所示，4月初至5月初小明家消耗的电能是__ __kW·h。当家中只有一盏电灯工作时，4 min内转盘正好转过3圈，则该电灯这段时间内消耗的电能是__ _J，它的电功率为__ __W。
4．某型号的电水壶有加热和保温两个挡位，其电路如图所示。当S闭合、S1断开时，电水壶处于 挡，加热和保温的功率分别为1200 W和44 W。用它把质量为1 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃，用时400 s，则水吸收的热量是__ __J，此过程中电水壶的效率η＝__ __%。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
5．如图甲所示是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化的图像，将它们按如图乙所示电路图接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1 W，则电路中电源电压为__ __V；再闭合开关S1，电流表示数变化了__ __A，此时电路1 min消耗的总电能为__ __J。
6．如图所示，电源电压恒定不变，电阻R1的阻值为30 Ω，小灯泡L标有“9 V 4.5 W”字样(小灯泡的电阻不变)。只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P移至最右端时，小灯泡L恰好正常发光，则电源电压为__ __ V；闭合开关S、S1、S2，滑片P移至最左端时，电路消耗的总功率为8.1 W；只闭合开关S，移动滑片P，当滑动变阻器消耗的电功率为1 W时，小灯泡消耗的电功率为__ __ W。
二、选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分)
7．下列用电器中，利用电流热效应工作的是( )
A．电饭煲 B．抽油烟机 C．电视机 D．笔记本电脑
8．额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是( )
A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少
B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率小
C．正常工作时，通过电饭锅的电流最小
D．在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多
第8题图 第10题图
9．一个“220 V 25 W”的甲灯正常发光3 h，另一个“110 V 25 W”的乙灯正常发光4 h，由此可知( )
A．甲灯的实际功率较大 B．乙灯中电流做的功较多
C．甲灯较亮，乙灯较暗 D．流过甲灯的电流较大
10．如图，已知R1、R2并联，且R1＝3R2，通上电流后，则在相同的时间内电流做功之比W1∶W2是( )
A．1∶3 B．3∶1 C．1∶1 D．无法判断
11．把标有“12 V 36 W”的灯泡L1和“8 V 16 W”的灯泡L2串联后接在电源的两端，其中一只灯泡正常发光，另一只灯泡没有达到额定功率，不计灯丝电阻变化，则下列选项正确的是( )
A．该电源的电压为24 V
B．电路中的电流为3 A
C．两灯泡的总功率为32 W
D．灯L1的实际电压大于灯L2的实际电压
12．电饭锅具有高温挡和低温挡两个加热挡位，其简化电路如图甲所示，R1＝20R2，高温挡的功率为2100 W，单独接在家庭电路中工作一段时间后，电能表示数如图乙所示，则( )
A．开关S1闭合，S2断开时，处于高温挡
B．高温挡的功率是低温挡功率的20倍
C．电饭锅在这段时间内消耗的电能是12.5 J
D．高温挡工作20 min，电能表脉冲指示灯闪烁2240 imp
13．小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路图如图甲所示。其中，电源两端电压U＝4 V(恒定不变)，电压表量程为0～3 V，R0是阻值为300 Ω的定值电阻，R1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A．R1的阻值随温度升高而增大
B．环境温度升高时，电路的总功率变小
C．此电路所允许的最高环境温度是80 ℃
D．当环境温度为40 ℃时，R1两端的电压为2 V
14．如图所示电路，电源电压恒定，滑动变阻器R2标有“20 Ω 1 A”的字样，将滑片置于最右端后，闭合开关，电流表A1、A2的示数分别为0.8 A、0.3 A。在电路安全工作时，下列选项正确的是( )
A．电源电压为16 V
B．R1的阻值为7.5 Ω
C．R2消耗的功率范围为1.8 W～6 W
D．该电路总功率的最大值为18 W
三、实验探究题(共36分)
15．(8分)某同学在“探究小灯泡亮度与实际功率关系”的实验中，找来了电压为3 V的电源，额定电压为2.5 V的小灯泡，电流表、电压表各一只，滑动变阻器一个，开关一个，导线若干，组装电路。
(1)如图甲所示，当滑动变阻器的滑片向右滑动时灯泡变亮，请你用笔画线代替导线将电路图正确连接。
(2)该同学共进行了3次测量，并将相关数据记录在下面表格中，当电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为__ __W。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电功率P/W 灯泡的亮度
1 1.5 0.24 6.25 0.36 较暗
2 2.5 正常
3 3.0 0.32 9.38 0.96 很亮
(3)根据实验目的分析实验数据及现象，可以得出结论：小灯泡的亮度随着实际功率的增大而变__ __(选填“亮”或“暗”)。
(4)通过分析还可以得出结论：小灯泡的电阻随着实际功率的增大而变__ __(选填“大”或“小” )。
16．(14分)如图所示是探究“影响电流热效应的因素”实验。(图中三个烧瓶中的同种液体质量相等)
(1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了如图甲所示装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较__ _来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。下面的探究实例中，也是采用这种研究方法的是__ _。(填序号)
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻
C．在探究影响动能大小因素的实验中，小车动能的大小通过木块移动的距离来比较
(2)实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是__ __。
(3)小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30 s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中，然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得两组数据(如表)。分析数据可知：同一导体，在通电时间相等时，电流越__ __，其产生的热量越__ __。
实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃
1 0.3 30 10 1.5
2 0.6 30 10 6.0
(4)若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择图乙中__B__(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与图甲中烧瓶中的电阻__ __(选填“串联”或“并联”)。
17．(14分)要测量一个额定电压为3.8 V的小灯泡的电功率，小灯泡正常工作时的电阻约为10 Ω。现有电流表、电压表、开关各一个，A、B两个滑动变阻器的规格分别为“10 Ω 1 A”“50 Ω 0.5 A”，导线若干，电源(8 V)一个。
(1)为完成实验，应该选取__ __(选填“A”或“B”)滑动变阻器。
(2)选出合适的滑动变阻器后，将实验器材连成如图甲所示的实验电路，闭合开关，将滑动变阻器滑片向右移动，观察到的现象是__ _(多选)。
A．小灯泡变亮，电压表示数变大
B．电流表示数为零，小灯泡不亮
C．电流表示数变大，电压表示数变小
D．电压表示数接近8 V，且示数不变
(3)造成上述现象的原因是其中有一根导线连接错误，请将该导线打上“×”号，并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上。
（4）改正电路后，移动滑片，记录多组电流I和电压U的数据，并在坐标纸上作出I U关系图像，如图乙所示，小灯泡的额定电流为0.3 A，小灯泡的额定功率为____W。当小灯泡两端电压为3 V时，其实际功率为__ __W。
(5)小明设计了如图丙所示的电路，也测出了额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率。R0为阻值等于10 Ω的定值电阻。测量过程如下：
①闭合开关S和S1，断开S2，调节滑动变阻器，当电流表的示数为__ __A，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，将S1断开，S和S2闭合，读出电流表的示数为I，则小灯泡的额定功率P额＝__ __(用已知量和测量量表示)。
四、综合应用题(18分)
18．(8分)九一班开展“节约一度电”主题活动。请你和他们一起，完成以下活动内容。
(1)某型号洗衣机的洗涤功率为250 W，完成一次洗涤的时间为30 min，则一度电可供该洗衣机完成几次洗涤？
(2)若自来水的温度为15 ℃，某电热水器的电加热效率为84%，则一度电可使该电热水器将多少kg的自来水加热至45 ℃？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)请写出一条节约用电的建议，并用所学的物理知识加以解释。
19．(10分)(2022·乐山)标有“6 V 3.6 W”字样的小灯泡和其他的电学元件连成电路，如图1。当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1 I图像(如图2)，且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值电阻R0＝12 Ω，求：
(1)电源电压U。
(2)小灯泡正常发光时的电阻RL。
(3)当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。
答案：
第十六章综合能力测试题
(时间：60分钟 满分：100分)
1．__热__，__1000__W。
2．__10__J。
3．__101.5__kW·h。__3600__J，它的电功率为__15__W。
4．__保温__挡，__3.36×105__J，η＝__70__%。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
5．_2__V；__0.2__A，__84__J。
6．__9__ V；__2__ W。
7．( A )
8．( C )
9．( B )
10．( A )
11．( C )
12．( D )
13．( C )
14．( C )
15．
(1)如图甲所示，当滑动变阻器的滑片向右滑动时灯泡变亮，请你用笔画线代替导线将电路图正确连接。
解：如图甲所示
(2)该同学共进行了3次测量，并将相关数据记录在下面表格中，当电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为__0.75__W。
(3)根据实验目的分析实验数据及现象，可以得出结论：小灯泡的亮度随着实际功率的增大而变__亮__(选填“亮”或“暗”)。
(4)通过分析还可以得出结论：小灯泡的电阻随着实际功率的增大而变__大__(选填“大”或“小” )。
16．
(1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了如图甲所示装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较__温度计示数变化__来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。下面的探究实例中，也是采用这种研究方法的是__C__。(填序号)
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻
C．在探究影响动能大小因素的实验中，小车动能的大小通过木块移动的距离来比较
(2)实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是__煤油的比热容小，吸收相同的热量时，温度变化比较大__。
(3)小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30 s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中，然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得两组数据(如表)。分析数据可知：同一导体，在通电时间相等时，电流越__大__，其产生的热量越__多__。
(4)若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择图乙中__B__(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与图甲中烧瓶中的电阻__串联__(选填“串联”或“并联”)。
17．
(1)为完成实验，应该选取__B__(选填“A”或“B”)滑动变阻器。
(2)选出合适的滑动变阻器后，将实验器材连成如图甲所示的实验电路，闭合开关，将滑动变阻器滑片向右移动，观察到的现象是__BD__(多选)。
A．小灯泡变亮，电压表示数变大
B．电流表示数为零，小灯泡不亮
C．电流表示数变大，电压表示数变小
D．电压表示数接近8 V，且示数不变
(3)造成上述现象的原因是其中有一根导线连接错误，请将该导线打上“×”号，并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上。
解：如图甲所示
(4)改正电路后，移动滑片，记录多组电流I和电压U的数据，并在坐标纸上作出I U关系图像，如图乙所示，小灯泡的额定电流为0.3 A，小灯泡的额定功率为__1.14__W。当小灯泡两端电压为3 V时，其实际功率为__0.75__W。
(5)小明设计了如图丙所示的电路，也测出了额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率。R0为阻值等于10 Ω的定值电阻。测量过程如下：
①闭合开关S和S1，断开S2，调节滑动变阻器，当电流表的示数为__0.38__A，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，将S1断开，S和S2闭合，读出电流表的示数为I，则小灯泡的额定功率P额＝__3.8_V×(I－0.38_A)__(用已知量和测量量表示)。
18．
解：(1)洗衣机完成一次洗涤所消耗的电能为W＝Pt＝0.25 kW× h＝0.125 kW·h，一度电可供该洗衣机完成洗涤的次数为n＝＝8次
(2)消耗一度电水吸收的热量为Q吸＝Wη＝3.6×106 J×84%＝3.024×106 J，由Q吸＝cmΔt可知，水的质量为m＝＝＝24 kg
(3)及时更换旧电器：旧灯管、旧电热水壶等旧电器，用久之后电阻会变大，耗电量也随之变大，所以及时更换这些旧电器可以达到省电的目的
19．
解：(1)由图1可知，当只闭合开关S1，滑动变阻器滑片移到最左端时，只有灯泡L接入电路，且灯泡正常发光。所以电源电压U＝UL＝6 V
(2)当小灯泡正常发光时，RL＝＝＝10 Ω
(3)当只闭合S1时，灯泡L和R1串联，电压表测R1的电压，由图2可知电路中的最小电流I′＝0.2 A，最大电压U′＝4 V，滑动变阻器的最大阻值RP＝＝＝20 Ω；当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，灯泡L被短路，滑动变阻器和R0并联在电路中；滑动变阻器支路电流I1＝＝＝0.6 A；R0支路的电流I0＝＝＝0.5 A；整个电路消耗的电功率P＝U(I1＋I0)＝6 V×(0.6 A＋0.5 A)＝6.6 W
