第八章 电能与磁 单元测试
一、单选题
1．如图所示，是一款电磁跷跷板。当上下翘动时，磁铁在线圈中左右移动，两个二极管轮流交替发光，此装置的工作原理与下列实验相同的是（ ）
A． B．
C． D．
2．下列装置中应用电磁感应现象的是（ ）
A．动圈式话筒 B．扬声器 C．电热毯 D．电风扇
3．如图所示家庭电路中，小明闭合开关，灯泡正常工作，再将插头插入插座，闭合电视机开关，电视不工作， 但灯泡依然正常发光，于是拔出插头，将测电笔分别插入插座两孔时只有一孔氖管发光。若电路中只有一处故障，则故障可能是（ ）
A．插座短路 B．插头短路
C．ab 间的导线断了 D．cd 间的导线断了
4．下列四个实验，能说明发电机原理的是（ ）
A． B． C． D．
5．关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．移动通信用电磁波传递信息
B．太阳能、风能和核能都是可再生能源
C．可用超导材料做电饭锅的发热元件
D．光纤通信依靠声波来传递信息
6．如图所示，电源电压保持不变，开关S断开后，灯L1和L2都正常发光，甲、乙两个电表示数之比为5∶3，此时灯L1和L2的电功率之比为（ ）
A．2∶3 B．3∶2 C．3∶5 D．5∶3
7．电饭锅和电吹风的额定功率均为800W，在它们正常工作相同的时间下，下列说法正确的是（ ）
A．电饭煲消耗电能多
B．电吹风消耗电能多
C．电流在电饭煲中发出的热量多
D．电流在电饭煲和电吹风中产生的热量一样多
8．关于电磁波和现代通信，下列说法中正确的是（ ）
A．光不属于电磁波
B．电磁波不能在真空中传播
C．电磁波在真空中传播的速度是340m/s
D．我国建立的“北斗”卫星导航系统是利用电磁波传递信息的
二、多选题
9．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由a切换到b时，电压表的示数由7V变为5V，电流表的示数由0.2A变为0.4A，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为9V
B．定值电阻R的阻值为15Ω
C．电路消耗的最小功率为1.8W
D．通电10秒电阻R2耗电16J
10．如图所示，对于课堂上的四个演示实验，下列说法正确的是（ ）
A．甲：快速向下压硝化棉，看到硝化棉燃烧，说明：做功可以改变内能
B．乙：调节滑动变阻器的滑片改变其电阻值，研究电流产生的热量与电阻的关系
C．用金属棒把验电器A和B连接起来，B的金属箔会张开
D．根据图中电流的方向，依据右手螺旋定则判断通电螺线管的A 端是磁南极
11．下列物理概念的说法中，错误的是（ ）
A．电荷移动就会形成电流
B．一桶水的比热容比一杯水的比热容大
C．用电器的电功率越大，消耗的电能就越多
D．电流做功的过程就是电能转化成其他形式能的过程
12．如图所示，把标有“12Ω 3W”的电阻R0与最大阻值为100Ω的滑动变阻器R连接在电压恒为18V的电源两端。闭合开关S，电压表所用量程为0~15V，电流表所用量程为0~0.6A，在不损坏电路元件的前提下，下列说法正确的是（ ）
A．电路中允许流过的最大电流为0.5A
B．电阻R0的额定电压12V
C．电路消耗总功率的范围为5W~9W
D．滑动变阻器的可调范围为24Ω~60Ω
三、填空题
13．甲乙两电阻的电流与电压关系如图，则 ，当电阻两端电压相等时，甲乙两个电阻的电功率之比 。
14．LED灯具有节能、环保等特点。为践行“低碳理念”，LED节能灯在生活中使用越来越广泛，它可以把电能绝大部分转化为光能。现有一盏标有“12V 5W”LED灯，其亮度与“220V 40W”的普通白炽灯相当。
（1）上述LED灯和白炽灯都正常工作的电流之比是 ；
（2）若上述LED灯和白炽灯都正常工作相同时间，两灯消耗的电能之比是 ；
（3）“220V 40W”白炽灯工作时的能量转化情况如图，则可推测5W LED灯与40W白炽灯照明效果相同时LED节能灯的发光效率是 。
15．一个教室有6盏标有“220V 110W”的日光灯，这些灯是采用 联方式连接的，它们正常工作时干路电流是 A。若这些灯每天均正常工作3小时，则每天共消耗电能 kW h。
16．如图所示，开关闭合后，在裸露的电线上会触电的是 鸟（选填“左”或“右”）。触电的原因是 。
四、实验题
17．小明用甲图所示器材，测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
（1）用笔画线代替导线，请将图中所示器材连接成正确测量的完整电路；( )
（2）小明在连接电路时，开关应处于 （选填“闭合”或“断开”）状态；
（3）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表没有示数。产生故障的原因可能是灯泡 ；
（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（5）小明又设计了如图丙所示的电路，测量额定电压为U额的小灯泡正常工作时的电阻，已知定值电阻的阻值为R0，电源电压恒定不变。
①闭合开关S、S2，断开S1，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为；
②闭合开关S、S1，断开S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，记录电流表的示数为I；
③小灯泡正常发光时电阻表达式为：R= （用U额、R0和I表示）。
18．图1是测量小灯泡电功率的实验电路图（小灯泡额定电压2.5V）；
（1）按电路图在图2中连接实物图（电压表选用0~3V量程）( ) ；
（2）正确连接电路后，闭合开关，电压表、电流表的示数如图3所示，小灯泡的两端电压是 V，通过小灯泡的电流为 A，此时，观察不到小灯泡发光，原因是 ；
（3）继续实验，测得通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图4所示，由图可知：
①当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻 ，小灯泡的实际功率 ；（以上两空选填“增大”、“不变”或“减小”）
②小灯泡的额定功率为 W；
（4）若将小灯泡换成定值电阻，还可以探究的实验是 。（仅需写一种实验）
参考答案：
1．B
【详解】电磁翘翘板利用了电磁感应的原理。
A．此图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在着磁场，故A不符合题意；
B．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，利用的原理是电磁感应，故B符合题意；
C．该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用，利用此原理可制作电动机，故C不符合题意；
D．闭合开关后，电磁铁产生磁性，对小磁针产生力的作用，利用的电流的磁效应，故D不符合题意。
故选B。
2．A
【详解】A．对着动圈式话筒说话时，声音通过空气传播，引起膜片振动，膜片振动引起线圈振动，线圈切割磁感线运动，线圈中产生感应电流，这种现象是电磁感应现象，动圈式话筒是根据电磁感应原理制成的，故A符合题意；
B．扬声器将电信号转为声信号，是利用通电导体在磁场中受力的作用，运动的线圈带动纸盆振动发声的，故B不符合题意；
C．电热毯利用的是电流的热效应，故C不符合题意；
D．电风扇的主要部件是电动机，电动机工作时，通电线圈在磁场中受力而转动，所以电动机是根据磁场对电流的作用来工作的，故D不符合题意。
故选A。
3．D
【详解】由图得，灯泡与插座并联。
AB．若插座或插头短路，灯泡也被短路，灯泡不发光，故AB不符合题意；
C．若ab 间的导线断了，插座与火线断开，将测电笔分别插入插座两孔时，氖管都不会发光，故C不符合题意；
D．cd 间的导线断了，灯泡与火线、零线连接完好，有电流经过，正常发光；插座与火线相连接，与零线断开，将测电笔分别插入插座两孔时，插座与火线相连接的一孔氖管发光，故D符合题意。
故选D。
4．B
【详解】发电机的工作原理是电磁感应，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
A图演示的是电流的磁效应，不符合题意；
B图演示电磁感应现象，发电机的工作原理根据的就是电磁感应现象，B符合题意；
C图演示的是通电导体在磁场里受到力的作用，是电动机的原理，C不符合题意；
D图演示的是磁极间的相互作用，不符合题意。
故选B。
5．A
【分析】（1）移动通信都是利用电磁波中的微波来传递信息的，因为微波传递信息量大；
（2）可再生能源的特点是可以重复利用，取之不尽用之不竭，例如风能、水能、太阳能等；
（3）超导材料电阻为零，电流流过导体时，导体不发热，电饭锅是利用电流的热效应工作的；
（4）激光可以在光导纤维里传播，从而传播信息。
【详解】A．移动通信都是用电磁波中的微波来传递信号的，因为微波传递信息量大，故A正确；
B．太阳能、风能都是可再生能源，核能属于不可再生能源，故B错误；
C．超导材料电阻为零，电流流过导体时，导体不发热，电饭锅是利用电流的热效应工作的，超导体不能用来制作电饭锅的发热体，故C错误；
D．光纤通讯是依靠激光来传递信息的，故D错误。
故选A。
【点睛】本题考查了的知识点较多，是一道学科综合题，但难度不大，熟练掌握基础知识即可正确解题。
6．A
【详解】由电路图可知，开关S断开后，如果甲、乙为电压表将会造成电路断路，两灯泡均不发光，不符合题意，因此甲、乙都为电流表，此时灯L1、L2并联连接，电流表甲测干路电流，电流表乙测通过L2的电流；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过L1、L2的电流之比
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以两灯泡的电功率之比为
故选A。
7．C
【详解】AB．电放锅和电吹风的额定功率相同，它们正常工作时的实际功率相同，等于额定功率，由W=Pt可知，在相同的时间，消耗的电能一样多，故AB错误；
CD．电饭锅属于电热器，它在工作时，主要将电能转化为内能，产生的热量较多；电吹风的主要部件是电热丝和电风扇，主要将电能转化为机械能和内能，产生的热量较少，故C正确，D错误。
故选C。
8．D
【详解】A．电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线等，所以光属于电磁波，故A错误；
B．电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，故B错误；
C．电磁波在真空中传播的速度为，340m/s是声音在15℃时空气中的传播速度，故C错误；
D．电磁波能在真空中传播，所以卫星导航系统利用电磁波来传递信息，故D正确。
故选D。
9．AC
【详解】AB．当开关S在a位置时，R、R1串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压，电路中电流为0.2A，R1两端的电压为7V，根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压
U＝UR＋U1＝IR＋U1＝0.2A×R＋7V①
当开关S在b位置时，R、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压，电路中电流为0.4A，R2两端的电压为5V，根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压
U＝U'R＋U2＝I'R＋U2＝0.4A×R＋5V②
联立①②可得
U＝9V，R＝10Ω
故A正确，B错误；
CD．电源电压不变，根据P＝UI可知，当电路中电流最小时，总功率最小，当电路中电流最大时，总功率最大。电路中电流为0.2A时，电路消耗的最小功率为
P小＝UI＝9V×0.2A＝1.8W
故C正确；
电路中电流为0.4A时，通电10s电阻R2耗电
W＝U2 I't＝5V×0.4A×10s＝20J
故D错误。
故选AC。
10．AC
【详解】
A．快速向下压硝化棉，压缩筒内空气做功，将机械能转化为内能，筒内空气温度升高，看到硝化棉燃烧，说明：做功可以改变内能，故A正确；
B．调节滑动变阻器的滑片改变其电阻值，可以改变电路中电流，而瓶内导体电阻不变，根据控制变量法，研究电流产生的热量与电流的关系，故B错误；
C．A金属箔张开表明A验电器带有电，用金属棒把验电器A和B连接起来，B验电器也会带上同种电荷，B的金属箔会张开，故C正确；
D．根据图中电流的方向，依据右手螺旋定则，右手四指顺着电流方向握住螺线管，大拇指所示的方向为N极，判断通电螺线管的A 端是磁北极，故D错误。
故选AC。
11．ABC
【详解】A．电荷的定向移动形成电流，故A错误，符合题意；
B．比热容是物质的一种特性，一桶水和一杯水相比，质量不同，但比热容相同，故B错误，符合题意；
C．根据W=Pt可知，用电器的电功率越大，消耗的电能不一定越多，还与时间有关，故C错误，符合题意；
D．电流做功的过程就是电能转化成其他形式能的过程，故D正确，不符合题意。
故选ABC。
12．AD
【详解】A．由P=I2R可得，R0的额定电流
而电流表的量程为0~0.6A，所以电路中的最大电流I最大=0.5A；故A正确；
B．R0的额定电压
U额=I额R0=0.5A×12Ω=6V
故B错误；
CD．当电路中的电流最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电功率最大，则
P最大=UI最大=18V×0.5A=9W
电路中的总电阻
则滑动变阻器接入电路的最小阻值
R滑小=36Ω﹣12Ω=24Ω
当电压表的示数最大时，由串联分压变阻器连入电路的电阻最大，根据串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和可得R0两端的电压
U0=U﹣UR=18V﹣15V=3V
通过电路的电流
滑动变阻器接入电路中的电阻为
电路中的最小电流
所以电路的最小功率
P最小=UI最小=18V×0.25A=4.5W
即电路消耗总功率的范围为4.5W~9W；滑动变阻器的可调范围为24Ω~60Ω；故C错误，D正确。
故选AD。
13． 小于 3：1
【详解】[1] 由图中可知，当甲、乙两端电压均为3V时，甲的电流为3A，乙的电流为1A，由欧姆定律可知，甲、乙两电阻的阻值分别为
故甲的电阻小于乙的电阻。
[2] 当电阻两端电压相等时，甲、乙两个电阻的电功率之比为
14． 55：24 1∶8 80%
【详解】（1）[1] 因为两灯正常工作，所以PLED=5W，P白炽灯=40W，由P=UI知道，正常工作的电流之比
（2）[2]因为两灯正常工作，所以PLED=5W，P白炽灯=40W，因为时间t相同，由W=Pt知道，所以两灯消耗的电能之比
（3）[3]由于
白炽灯消耗100J电能的工作时间
因额定功率为5W的LED灯的亮度与额定功率为40W的普通白炽灯相当，所以，相同时间内产生的光能相等，则LED灯消耗的电能
W电′=PLEDt=5W×2.5s=12.5J
则5WLED灯的发光效率
15． 并 3 1.08
【详解】[1][2]因为家用电器都是并联的，所以这些灯是采用并联方式连接的；由题意及P=UI，则小灯泡的额定电流为
由并联电路的电流关系可知干路电流为
I总=6I=6×0.5A=3A
[3]6盏“220V 60W”的日光灯的总功率
P总=6P=6×60W=360W
每天共消耗电能
W=P总t=0.36kW×3h=1.08kW h
16． 右 见解析
【详解】[1][2]右边的小鸟的两脚分别接触了电灯的两端（并联），有一定的电压，有电流流过小鸟身上，右边的小鸟会触电，左边的小鸟的两脚在同一根电线上，两点之间没有电压，没有电流流过，不会触电。
17． 断开 断路 1.25
【详解】（1）[1]测量小灯泡的额定功率实验中，电压表与小灯泡并联，小灯泡的额定电压为2.5V，选择0~3V的量程，如图所示：
（2）[2]为了保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态。
（3）[3]电路连接正确后，闭合开关，电流表没有示数；串联电路中没有电流，出现的故障可能是小灯泡断路。
（4）[4]由图知电流表选用0~0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.5A，则灯的额定功率为
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W
（5）[5]①闭合开关S、S2，断开S1，灯泡与R0并联，电流表测R0电流，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为，即R0两端电压为U额，灯泡正常发光；
②闭合开关S和S1，断开S2，灯泡仍与R0并联，电流表测干路电流，保持滑动变阻器滑片位置不变，记录电流表的示数为I，灯仍正常发光，灯的电流即额定电流
③小灯泡正常发光时电阻
18． 0.3 0.08 小灯泡的实际功率太小 增大 增大 0.5 探究电阻一定时，电流与电压的关系
【详解】（1）[1]根据实验要求，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表并联在定值电阻两端，电流表选择小的量程，连接电路；如下图
（2）[2][3][4]确定电压表与电流表的量程与最小分度值。然后根据指针所知刻度读出电压表与电流表的示数；电压表量程是3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是0.3V，电流表的量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.08A；灯泡的实际功率为
观察不到小灯泡发光，原因是小灯泡的实际功率太小。
（3）[5][6]由图知，此时灯的温度升高，因灯的电阻随温度的升高而变大，故灯的电阻增大；通过灯的电流随电压的增大而变大，根据
小灯泡的实际功率增大。
[7]由图知，在额定电压下，通过灯泡的电流为
所以灯泡的额定功率为
（4）[8]此实验中，若将小灯泡换成定值电阻，还可以探究电阻一定时，电流与电压的关系。
