第十五章电能与电功率巩固（1）2021-2022学年沪粤版物理九年级上册（有解析）

第十五章电能与电功率巩固（1）2021-2022学年沪粤版物理九年级上册
姓名：___________班级：___________
一、单选题
1．以下说法中与事实最为符合的是（　　）
A．中学生的正常体温为41℃ B．对人体安全的电压是36V
C．一节新干电池的电压为 D．家用电风扇的额定功率约2000W
2．下面的描述与实际相符合的是（　　）
A．电能表上的单位kW h是电功率的单位
B．教室内日光灯正常工作的电流约为2A
C．100W日光灯正常工作时电阻约为484Ω
D．对人体的安全电压是36V
3．下列说法最接近事实的是（　　）
A．空调正常工作时的功率约为100W
B．一节新干电池的电压为1.5V
C．家用空调正常工作一天消耗的电能约为200J
D．家里电冰箱正常工作的电流约为10A
4．如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是 （　　）
A．通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D．右侧电阻丝的阻值比左侧小
5．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（　　）
A．本次探究实验中没用到控制变量法。
B．通电后，甲图中A、B电阻产生的热量之比是1：2
C．为了探究电热与电阻的关系，应该选择乙实验
D．通电时间相同时，甲装置中左边U形管的高度差更大
6．如图，电源电压保持不变，灯L上标“6V 3W”字样，R1为24Ω。当开关S1闭合，S2断开时，灯L恰能正常发光；当S1断开，S2闭合时，灯L的实际功率为0.75W，则知R2阻值为（ ）
A．48Ω B．60Ω C．96Ω D．132Ω
7．如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，当滑片P向左移动时下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数变大 B．电流表示数变小
C．电阻R1的电功率变小 D．电压表与电流表示数的比值变小
8．车用微型吸尘器的直流电动机M的电阻一定，当加在M上的电压为0.3伏时，电流为0.3安，且M不转动；当加在M上的电压为2.0伏时，电流为0.6安，且M能正常转动，则此吸尘器的效率为（不计摩擦）（　　）
A．91.8% B．30% C．70% D．100%
9．如图所示的装置，既可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，也可以比较水和煤油吸热升温的现象，则在这两个实验过程中:①都要控制液体的初温相同；②都是通过温度计示数的变化来反映液体吸收热量的多少；③都要控制所选烧瓶中液体的质量相等；④都要控制所选烧瓶中电阻丝阻值相等.以上说法正确有（　　）
A．只有③ B．只有①③ C．只有①②③ D．①②③④
10．有两盏白炽灯，甲灯上标有“36V 60W”，乙灯上标有 “220V 60W”，当它们分别在其额定电压下发光时，会看到（　　）
A．甲比乙更亮 B．乙比甲更亮 C．两灯一样亮 D．无法确定哪盏灯更亮
11．在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在a点时，电流表A示数为0.5A。将滑片P从a点移动到最右端的过程中，通过滑动变阻器的电流随电阻变化图像如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．电源电压为6V B．电阻R的阻值是12Ω
C．电流表A的读数减小了0.2A D．电路中的总功率变化了1.5W
12．如图所示的电路中，电源电压保持不变，电压表与的量程均为，滑动变阻器的最大阻值为R，将滑动变阻器的滑片P移至右端，只闭合开关S1，电压表示数为，电压表以的示数为，电流表的示数为；再将滑动变阻器的滑片P置于左端时，电压表示数为，电压装示数为，此时定值电阻的功率。已知，以下说法正确的是（　　）
A．的电阻为
B．电源电压为
C．当开关都闭合，电路消耗的最小功率为
D．只闭合开关时，滑动变阻器R消耗的最大功率为
二、填空题
13．电能表是测消耗电能的仪表.某市民家上月末记录的电能表示数为3037.4，本月末示数如图所示。本月他家用电______，若当地电价为每度收费0.5元，则他家本月应付电费______元。
14．电能表是测量______的仪表；小峰家的电能表上标有“3000r/（kW h）”的字样，当家中只有电水壶在工作时，电能表的转盘10min内转了300r，则电水壶的的实际功率为______W。
15．如图所示是小灯泡的电流与其两端电压的关系图象，小灯泡额定电压为4V，额定功率是______W。若将两个这样的小灯泡串联接到电压4V电路中，两个灯的总功率是______W。
16．如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。低温挡工作时，电路中的电流是________A，发热电阻R1的阻值是________Ω。高温挡的电功率是________W。
17．营口市城乡电网改造后，家用的电能表全部改用了精度高、能耗少的脉冲式数字电能表。小明家脉冲式数字电能表的表盘上有“3000imp/kW·h”、“220V、20A”等信息。若小明关闭其它所有的用电器，只接通一只电饭煲，使其工作1min，电能表上的指示灯闪烁30次，则电饭煲消耗的电能是______J，它的功率是______W。该电能表接到电压为380V的电路中______（选填“能”或“不能”）正常工作。
18．如图所示，电源电压为6V，电阻R1=10Ω，R2=5Ω，当闭合开关S后，两电表均有示数且保持稳定，则甲电表的示数为___________，电阻R1消耗的功率为___________W。
三、计算题
19．额定电压为220V的电动机的线圈电阻为0.8Ω，正常工作时，电动机每秒放出的热量为为1280J，则电动机正常工作时的电流强度为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？
20．如图所示，电源电压恒为6V，灯泡L标有“6V 3W”的字样，R1为定值电阻，R2为标有“20Ω 1A”字样的变阻器，电流表的量程为0~3A，电压表的量程为0~3V。
(1)求灯泡L正常工作时的电流和电阻。
(2)当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为1.7A，求R1的阻值。
(3)当闭合S1，断开S2、S3时，在保证电路中各元件安全工作的情况下，求电路中总功率最小值。
21．如图甲为某电饭锅的简化电路原理图，R1为加热电阻，且阻值保持不变，R1＝44Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点，当开关S与触点1连接时为加热状态，加热盘温度达到103℃时，S自动切换到触点2为保温状态。某次煮饭时，仅将电饭锅接入220V的电路，按下开关S与触点1连接，工作了10min，S自动切换触点2，保温时图乙所示电能表的转盘在1min内转过5圈。求：
(1)加热状态时，电饭锅消耗的电能；
(2)电饭锅的保温功率；
(3)用电高峰时，实际电压只有额定电压的80%，电饭锅加热状态的实际功率。
22．小明同学在物理实验室发现一个电学元件，是由一个标有“2V 2W的小灯泡和一个定值电阻R连接而成。小明同学将该元件接入如图所示的电路中，电源电压恒为6V，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表的示数总在0.2A-1A的范围内变化（小灯泡的电阻不随温度变化，且电路元件始终完好）。求：
（1）小灯泡正常工作时的电流和电阻；
（2）定值电阻R0与小灯泡的连接方式；
（3）定值电阻R0的阻值；
（4）滑动变阻器R的最大阻值。
23．如图所示电路中，电阻R1的阻值为2 Ω，当开关闭合后，电压表V1的示数为1 V，V2的示数为2 V。求：
（1）电源两端的电压；
（2）通过R1的电流和R2的阻值；
（3）R1在1 min内产生的热量。
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2
)
(
1
)
参考答案
1．C
【详解】
A．中学生的正常体温约36.5℃左右，故A不符合题意；
B．对人体安全的电压为不高于36V；故B不符合题意；
C．一节干电池的电压是1.5V；故C符合题意；
D．家用电风扇的额定功率约40W；故D不符合题意。
故选C。
2．C
【详解】
A．电能表上的单位kW h是电功（电能）的单位，而不是电功率的单位，故A不符合题意；
B．教室内日光灯的电功率约为40W，正常工作的电流约为
I＝＝＝0.18A
故B不符合题意；
C．100W日光灯正常工作时电阻约为
R＝＝＝484Ω
故C符合题意；
D．对人体的安全电压是不高于36V，而不是等于36V，故D不符合题意。
故选C。
3．B
【详解】
A．空调正常工作时的功率约为1000W，故A不符合题意；
B．由常见的电压可知，一节新干电池的电压为1.5V，故B符合题意；
C．家用空调正常工作一天消耗的电能约为
1kW·h=3.6×106J
故C不符合题意；
D．家里电冰箱正常工作的电流约为0.8A，故D不符合题意。
故选B。
4．B
【详解】
A．通过玻璃管中液面的高度来反映电流产生热量的多少，玻璃管中液面高度越高，说明电流产生的热量越多，这种方法是转换法，故A错误；
BCD．该装置中两电阻丝串联，则通过两电阻丝的电流大小相同，同一电路同时间也相同，右侧玻璃管中液面比左侧高，说明右侧烧瓶中的电阻丝阻值大，这是探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系，故B正确，CD错误。
故选B。
5．B
【详解】
A．甲探究电流产生热量与电阻关系中，控制了电流和通电时间相同；乙探究电流产生热量与电流关系中，控制了电阻和通电时间相同，实验中用到了控制变量法，故A错误；
B．由图甲知道，两电阻串联，左侧电流I左等于右侧电阻丝电流， 由Q=I2Rt知道，甲图中A、B电阻产生的热量之比是1：2，故B正确；
C．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以,研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；
D．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt知道，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，甲装置中右边U形管的高度差更大，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】
当开关S1闭合，S2断开时，灯L与R1串联，因串联电路中各处的电流相等，且灯L恰能正常发光，所以，由P=UI得，电路中的电流
I=IL==0.5A
由 可得，R1两端的电压
U1=IR1=0.5A×24Ω=12V
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压
U=UL+U1=6V+12V=18V
灯泡的电阻
RL==12Ω
当S1断开，S2闭合时，灯L与R2串联，由P=UI=I2R可得，电路中的电流
I′=IL′==0.25A
此时电路中的总电阻
R==72Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值
R2=R-RL=72Ω-12Ω=60Ω
故ACD错误；B正确。
故选B。
7．D
【详解】
由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测电路中的电流；
AB．闭合开关S，当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，则总电阻变小，根据I＝可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，根据U＝IR可知，电阻R1两端的电压变大；根据串联电路的电压规律可知，电阻R2两端的电压变小，即电压表示数变小，故AB错误；
C．通过R1的电流变大，其两端的电压变大，根据P＝UI可知，电阻R1的电功率变大，故C错误；
D．电压表与电流表示数的比值为滑动变阻器接入电路的电阻，电阻变小，比值变小，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
ABCD．吸尘器中电动机不转时，相当于纯电阻电路，电阻为
电动机转动时，吸尘器消耗的电能为
W=U2I2t
此时电动机产生的热量为
Q=I22Rt
输出机械能为
W有用=W-Q= U2I2t- I22Rt
吸尘器的效率为
故ABD错误，C正确。
故选C。
9．A
【详解】
①探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，电阻放出热量的多少是通过温度计升高的示数的大小来反映的，所以不需要控制液体的初温相同；比较水和煤油吸热升温的现象时，需要控制水和煤油的初温相同，故①错误；
②比较水和煤油吸热升温的现象时，通过加热时间来表示液体吸收热量的多少，故②错误；
③探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，需要控制加热的液体的种类、质量相同；比较水和煤油吸热特点时，需要控制水和煤油的质量相同，故③正确；
④探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，需要控制电流和通电时间相同，电阻不同，故④错误。
综上所述，只有③正确。
故选A。
10．C
【详解】
当甲乙两盏灯分别在其额定电压下发光时，其功率均为额定功率，由题意可知两盏灯的额定功率相同，故两灯一样亮，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
11．C
【详解】
由电路图可知，当开关S闭合时，定值电阻R与滑动变阻器并联，电流表测量的是干路中的电流。
A．滑动变阻器滑片P位于a点时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，通过滑动变阻器的电流最大为0.3A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω，因为并联电路各支路的电压相等，所以，由欧姆定律可得，电源的电压为
U=U滑=I滑maxR滑min=0.3A×10Ω=3V
故A错误；
B．根据并联电路中干路中的电流等于各支路电流之和可知，通过定值电阻R的电流为
IR=I-I滑max=0.5A-0.3A=0.2A
由欧姆定律可得，定值电阻R的阻值为
故B错误；
C．此时电路中的总功率为
P1=UI=3V×0.5A=1.5W
滑动变阻器滑片P在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，通过滑动变阻器的电流最小，由图乙可知，通过滑动变阻器的最小电流为0.1A，根据并联电路电流的特点可知，通过定值电阻R的电流为0.2A不变。此时电路中的总电流为
I1=0.2A+0.1A=0.3A
故电流表的示数为0.3A，此时电路中的总功率为
P2=UI2=3V×0.3A=0.9W
将滑片P从a点移动到最右端的过程中，电流表A的读数减小量为
ΔI=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
故C正确；
D．电路中的总功率变化量为
ΔP=P1-P2=1.5W-0.9W=0.6W
故D错误。
故选C。
12．C
【详解】
AB．只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P移至右端时，等效电路图如图甲所示；只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P置于左端时，等效电路图如图乙所示
甲图中的电流I=0.4A，乙图的电流为 ，对于同一电阻R2由下式
解得：=0.6A，由，根据公式P=UI可得
①
对于甲图和乙图有以下两式
②
③
结合以下两式
④
⑤
联立以上五式解得
U1=6V，U2=6V，U1'=3V ，U2'=9V
电源电压
的电阻
R2的电阻
R1与R的电阻之和
故AB错误；
D．只闭合开关时，滑动变阻器R=5Ω滑到中点时，R消耗的最大功率
故D错误；
C．开关都闭合，滑动变阻器的滑片P置于右端时，等效电路图如图丙所示
当开关都闭合，R2最大时，电路消耗的功率最小
故C正确。
故选C。
13．220.0（220） 110.0（110）
【详解】
[1] 本月他家用电
故本月他家用电220。
[2] 本月应付电费
故本月应付电费110元。
14．电功 600
【详解】
[1]测量消耗电能的仪表是电能表。
[2]“3000r/（kW h）”表示的是电路中每消耗1kW h的电能，转盘转3000圈，电能表转盘转过了300转消耗的电能是
工作时间
电水壶的实际功率
15．1.6 1.2
【详解】
[1]由图可知，小灯泡额定电压为4V，通过它的电流是0.4A，小灯泡的额定功率
PL=ULIL=4V×0.4A=1.6W
[2]将两个这样的小灯泡串联接到电压4V电路中，由串联电路的电压的规律可知其中一个小灯泡两端的电压是2V，由图可知，通过小灯泡的电流是0.3A，两个灯的总功率
P=UI=4V×0.3A=1.2W
16．2 40 1210
【详解】
[1]低温挡电烤箱的电功率为440W，根据可得低温挡工作时，电路中的电流
[2]当只闭合S1时为低温挡，R1和R2串联，由可得此时总电阻
根据串联电路总电阻与分电阻之间的关系可知发热电阻R1的阻值
[3]当开关S1、S2闭合时，为发热电阻R1的简单电路，此时电路电阻最小，根据可知此时为高温挡，则高温挡的电功率
17．3.6×104 600 不能
【详解】
[1]由电能表表盘上的信息可知，电能表的指示灯闪烁30次，电饭煲消耗的电能为
[2]由题意及[1]中分析可知，电饭煲的功率为
[3]由题意可知，该电能表的额定电压为220V，将该电能表接到电压为380V的电路中时，此时电压远大于电能表的额定电压，故将不能正常工作。
18． 3.6
【详解】
[1]由电路图可知，若甲为电压表时，乙电表和R2被短路，乙电表无示数，所以甲为电流表，若乙为电流表时，电流表直接接在电源两端，电源被短路，电流过大，两电表可能被烧坏，所以乙为电压表，则电路为两电阻并联，乙电表测电源两端的电压，甲电表测量R2支路的电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以乙电表的示数为电源电压，即6V，则甲电表的示数为
[2]通过R1的电流为
则电阻R1消耗的功率
19．40A，7520J
【详解】
解：电动机电路为非纯电阻电路，输出电动机的电功率，一方面转化为机械功率输出，另一方面转化为线圈电阻的发热功率，正常工作时，通过线圈的电流即为正常工作电流，由焦耳定律Q=I2Rt有
解得
I=40A
由能量转化和守恒得
P输入=P机+P热
每秒钟电能转化成的机械能
P机=UI-I2R=220V×40A-1280J=7520J
答：电动机正常工作时的电流强度为40A，每秒有7520J的电能转化成机械能。
20．(1)0.5A；12Ω；(2)5Ω；(3)3.6W
【详解】
(1)灯泡L正常工作时的电流
由可得，灯泡的电阻
(2)由电路图可知，当S1、S2、S3均闭合时，R1、L并联，电流表测干路电流，通过R1的电流
则R1的阻值
(3)由电路图可知，当闭合S1，断开S2、S3时，R1、R2串联，电压表测R2两端的电压。由可知，在电压一定时，电路中的电流越小，电路中消耗的总功率越小。在保证电路中各元件安全工作的情况下，电压表示数为3V时，电路中总功率最小。R1两端的电压
电路中的电流
电路的最小总功率
答：(1)求灯泡L正常工作时的电流是0.5A和电阻是12Ω；
(2)当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为1.7A，求R1的阻值是5Ω；
(3)当闭合S1，断开S2、S3时，在保证电路中各元件安全工作的情况下，求电路中总功率最小值是3.6W。
21．(1)6.6×105J；(2)100W；(3)704W
【详解】
解：(1)当开关S与触点1连接时为加热状态，此时电路中只有，则加热状态时电路中的电流
加热10min，电饭锅消耗的电能
(2)当电饭锅处于保温状态时，两电阻串联，1min消耗的电能
W保温kW·h3.6×106J＝6000J
保温功率
(3)用电高峰时，实际电压
U实＝220V×80%＝176V
电饭锅加热状态的实际功率，由P= 得：
答：(1)加热状态时，电饭锅消耗的电能为6.6×105J；
(2)保温功率为100W；
(3)用电高峰时，电饭锅的实际功率为704W。
22．（1）1A，2Ω；（2）串联；（3）；（4）
【详解】
解：（1）灯泡的额定电流为
灯泡的电阻为
（2）若并联，当小灯泡正常发光时，干路的电流表示数会大于1A，故定值电阻与小灯泡串联。
（3）当滑动变阻器阻值为0时，定值电阻与小灯泡串联，电路中最大电流为
则定值电阻的阻值
（4）当滑动变阻器阻值为最大时，电路为定值电阻、小灯泡L和滑动变阻器串联，电路中最小电流为，此时
此时滑动变阻器的最大阻值
答：（1）小灯泡正常工作时的电流为1A，电阻为2Ω；
（2）定值电阻R0与小灯泡串联；
（3）定值电阻R0的阻值为4Ω；
（4）滑动变阻器R的最大阻值为24Ω。
23．（1）3 V；（2）0.5 A；4 Ω；（3）60 J
【详解】
解：（1）R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压。电源电压
U=U1＋U2=1V＋2V=3V
（2）通过R1的电流
在串联电路中，电流处处相等，所以通过R2的电流
I2=I1=0.5 A
R2的阻值
（3）R2在1 min内产生的热量
Q=I22R2t=(0.5 A)2×4 Ω×60 s=60J
答：（1）电源两端的电压为3V；
（2）通过R1的电流为0.5A，R2的阻值为4Ω；
（3）R2在1min内产生的热量为60J。
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