第十五章电能与电功率拓展提升（4）2021-2022学年沪粤版物理九年级上册 （含解析）

第十五章电能与电功率拓展提升（4）2021-2022学年沪粤版物理九年级上册
姓名：___________班级：___________
一、单选题
1．已知一电动机的内阻（转子线圈的电阻）为R，两端电压为U时，电动机正常转动，此时通过电动机的电流为I，电动机的电功率为P，当工作时间为t，电动机内阻因为电热产生的热量可以表示为（　　）
A．UIt B．I2Rt C．t D．Pt
2．灯L1标有“8 V　16 W”的字样，灯L2标有“6 V　6 W”的字样，两灯串联后，接在电压为U的电路中，有一灯可以正常工作，电压U的值应是（　　）
A．10 V B．12 V C．16 V D．20 V
3．关于“12V 4W”的小灯泡L1和“9V 3W”的小灯泡L2，下列说法正确的是（　　）
A．Ll和L2正常工作时的电阻一样大
B．Ll和L2串联在一起使用时，L2更亮
C．Ll和L2串联在21V的电源上时，两灯都正常发光
D．L2串联一个9Ω的电阻接在15V电路中，也能正常发光
4．如图所示，将两只额定电压相同的灯泡L1、L2串联在电路中，闭合开关S后，发现灯泡L1较亮，灯泡L2较暗，此现象说明（　　）
A．灯泡L1的阻值小于灯泡L2的阻值
B．通过灯泡L1的电流大于通过灯泡L2的电流
C．灯泡L1两端的电压小于灯泡L2两端的电压
D．灯泡L1的额定功率小于灯泡L2的额定功率
5．小敏学习物理之后，养成了节约用电的好习惯，她总是随手关闭不必要使用的家用电器。每多关闭一个家用电器，电路里变大的物理量是（　　）
A．总电流 B．总电压 C．总功率 D．总电阻
6．定值电阻R1和小灯泡R2的伏安特性曲线分别如图所示。若将R1和R2串联后接在12 V的电源两端，则R1与R2的电功率之比为（　　）
A．1:5 B．1:3 C．1:2 D．5:7
7．下列物理量最符合实际的是（　　）
A．家用节能灯正常发光时的电流约1A
B．手机充电电压约为4V
C．LED液晶电视机的功率约3000W
D．人体的安全电压是36V
8．灯泡L标有“6V，3W”字样，接在如图所示电路中，闭合开关后恰好正常发光，电源电压恒为18V，在滑片P移动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．当滑片P向右移动过程中，电流表示数变小
B．为了保证电表的安全，电压表应选0~3V量程
C．灯泡L在10min消耗的电能为5400J
D．滑动变阻器消耗的电功率恒为6W
9．如图甲所示，电源电压恒为 3.0V，L1、L2、L3 为 3 个相同规格的小灯泡，通过每个小灯泡的电流随其两 端电压变化的规律如图乙所示，当开关闭合后，下列判断正确的是（　　）
A．灯泡 L2 的电阻为 12Ω B．通过灯泡 L1 的电流为灯泡 L2 电流的 2 倍
C．灯泡 L3 消耗的电功率为 0.75W D．灯泡 L1 与灯泡 L3 消耗的电功率之比为 5︰2
10．空气污染指数（API-Air Pollution Index的英文缩写）越高，空气污染越严重。如图甲是一个空气污染指数检测仪的原理图。R为气敏电阻，其电阻的倒数与KPI的关系如图乙所示，已知电源电压12V保持不变，R0=5Ω，下列说法不正确的是（　　）
A．当空气污染加重时，气敏电阻R的阻值将减小
B．当电压表的示数为4V时，气敏电阻R的阻值为10Ω
C．当电压表的示数为4V时，2min内R0产生的热量是576J
D．当电路中电流是1.2A时，空气污染指数是50
11．如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2。下列说法正确的是（　　）
A．该实验装置用于探究“电压和通电时间相同时，电热与电阻的关系”
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D．闭合开关后，要使液面上升快，应将滑动变阻器滑片P向左移动
二、填空题
12．图是自制油量表示意图，电源电压恒为12 V，R0=10 Ω，油量V（L）与变阻器连入电路的电阻R（Ω）的关系满足V=-0.3R＋30。当油量为30 L时，电路的总功率为_______W，电压表示数为1.2 V时，容器中的油量为_________L。
13．如图所示的电路中，电阻R1的阻值为8Ω，当开关闭合后，电压表V1的示数为4V，V2的示数为2V，通过电阻R1的电流为______A，电路在1min内产生的热量是______J。
14．电功率与电能、时间的关系： P=______ 在使用时，单位要统一，单位有两种可用：（1）、电功率用瓦（W），电能用_____（J），时间用______（S）；（2）、电功率用_______（kW），电能用_____，时间用______（h）。
15．某家庭电能表如图所示，若该家庭单独让空调工作，测得1min内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为______J，空调的电功率是______W。
16．如图，当开关接1时灯泡L1正常发光，接2时灯泡L2正常发光，已知S由接1到接2时，电压表、电流表示数变化如乙图所示，则电源电压是______V，L1的额定功率是______W，L2的额定功率是______W。
17．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。
18．王刚因公出差五天，离家前观察家中的电能表如图所示。回家后却发现家里有一只60W的电灯忘关了（其他电器均已关闭）。
（1）这只灯与家里的其他电器是______联的；
（2）这只灯正常发光时，流过灯丝的电流多大______？
（3）这段时间内，电灯消耗了多少度的电______？
（4）王刚回家后，电能表的示数会变为多少______？
19．如图所示，电工师傅用一只标有“220V 40W”的灯泡L0（检验灯泡）取代保险丝来检查新安装的照明电路中各支路的情况，L1和12均标有“220V 40W”。当只闭合S、S1时，L0发光，L1不发光，说明L1发生________（选填“断路”或“短路”）故障，当只闭合S、S2时，L0和L2都呈暗红色，此时电路的总功率为________W。
20．某些物质在温度很低时，_______变为零，这就是超导现象。电子研发中心能够制造出常温下的超导体，它可以在________（选填序号：A．用作电吹风的电热丝，B．用作滑动变阻器的线圈，C．用作输电线中的电缆）情境中得到应用。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【详解】
电动机为非纯电阻，线圈产生的热量为
电动机消耗的电能为
电动机输出的机械能为
故选B。
2．A
【详解】
由题意知，两灯正常工作时，通过的电流分别为
，
则两灯串联时，正常工作的是灯L2。两灯的灯丝电阻
，
据串联的分压特点有
U1ˊ:6V=4Ω:6Ω
解得，L1两端的实际电压
Uˊ=4V
所以电源的电压
U=Uˊ+U2=4V+6V=10V
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．C
【详解】
A．两灯泡的电阻分别为
则两灯泡的电阻不相等，故A错误；
B．Ll和L2串联在一起使用时，通过电路的电流相等，由于
R1＞R2
由P=I2R可知，L1的功率较大，L1比较亮，故B错误；
C．两个灯泡的额定电流分别为
Ll和L2串联在21V的电源上时，通过电路的电流
因为
I=I1=I2
所以两灯都正常发光，故C正确；
D．L2串联一个9Ω的电阻接在15V电路中，通过电路的电流
因为
L2不能正常发光，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
AB．由于两灯串联在电路中，所以通过小灯泡的电流相同；开关闭合后，灯泡L1较亮，灯泡L2较暗，说明前者的实际功率大，由P=I2R知，电流相同时，功率越大，阻值越大，因此灯L1的阻值要大于灯L2的阻值，故AB错误；
C．通过两灯的电流相同，而L1的阻值要大于L2的阻值，由U=IR可知，灯L1两端的实际电压要大一些，故C错误；
D．由A知：R1＞R2，那么在额定电压相同时，由P=知，阻值越大，其额定功率越小，即灯L1的额定功率要小于灯L2的额定功率，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】
B．因为家庭电路的电压不变为220V，故B不符合题意；
D．电路中各个用电器并联，因此每多关闭一个家用电器，根据
可知，电路里的总电阻增大，故D符合题意；
A．根据可知，电压不变，电阻增大，总电流减小，故A不符合题意；
C．根据可知，电压不变，总电流减小，总功率减小，故C不符合题意。
故选D。
6．D
【详解】
由图像知，两电阻串联在电路中，电路中的电流为0.5A时，R1两端的电压为5V，R2两端的电压为7V，此时满足
12V=5V+7V
据P=I2R知，R1与R2的电功率之比
P1:P2=I2R1:I2R2=R1:R2=5V:7V=5:7
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．B
【详解】
A．家用节能灯正常发光时的功率为20W，则通过的电流为
故A不符合题意；
B．手机充电电压约为3.8V，接近4V，故B符合题意；
C．LED液晶电视机的功率约300W，故C不符合题意；
D．人体的安全电压是不超过36V，故D不符合题意。
故选B。
8．D
【详解】
A．由图滑片P和灯泡L串联，电压表与滑动变阻器滑片P右边部分并联，且电压表电阻很大，则电路中电流不能通过电压表，只能从滑动变阻器流过，当滑片P向右移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻不变，整个电路总电阻没有发生变化，所以电流表示数不变，故A错误；
B．由题已知灯泡额定电压为6V，由于在串联电路中，电源电压等于各部分电压之和，故滑动变阻器两端的电压为
所以为了保证电压表的安全，电压表应选0~15V量程，故B错误；
C．闭合开关后灯泡恰好正常发光，说明此时灯泡功率为额定功率，则灯泡L在10min消耗的电能为
故C错误；
D．由于滑动变阻器接入电路中电阻不变，电路的总电阻不变，则不论滑动变阻器滑片如何移动，电路中中电流都不变，滑动变阻器消耗的电功率不变。由于串联电路中电流处处相等，故通过滑动变阻器电流与灯泡电流相等，且灯泡恰好正常发光，则通过滑动变阻器电流
滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器消耗的电功率
故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．如图，L2、L3串联，然后再与L1并联。L2、L3串联，由于两灯的规格相同，所以它们两端电压相等，为
通过它们的电流相等，由图知，电流为
灯泡 L2 的电阻为
故A错误；
B．L1两端电压为3.0V，由图知，通过灯泡 L1 的电流为0.25A，不是灯泡 L2 电流的 2 倍，故B错误；
C．灯泡 L3 消耗的电功率为
故C错误；
D．灯泡 L1 消耗的电功率为
灯泡 L1 与灯泡 L3 消耗的电功率之比为
故D正确。
故选D。
10．C
【详解】
由电路图可知，R与R0串联，电压表测R0两端的电压。
A． 由题知，空气污染指数越高，空气污染越严重；由图乙可知，空气污染指数越高，气敏电阻R的倒数越大，据此得出气敏电阻R的阻值将减小，故A正确，不符合题意；
B．当电压表示数为4V时，通过电阻R0的电流
I00.8A
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压
URU-U012V-4V8V
因串联电路中各处的电流相等，则
IR=I=0.8A
由欧姆定律得R的阻值
R= 10
故B正确，不符合题意；
C．当电压表的示数为4V时，2min内R0产生的热量
Q0(I0)2R0t(0.8A)25260s384J
故C错误，符合题意；
D．当电路中电流为1.2A时，由I=得，电路中的总电阻为
R总10
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知气敏电阻的阻值
R'=R总—R0=10-5Ω5Ω
则
0.2-1
由图乙可知，此时空气质量指数为50，故D正确，不符合题意。
故选C。
11．C
【详解】
AB．该实验中两端电阻丝电阻不同，串联电流相同，根据公式可得两端电阻丝两端电压不同，故该实验研究的是在电流和通电时间相同时，电热与电阻的关系，故A错误，B错误；
C．闭合开关后，因为R1＜R2，根据公式得相同时间左侧产生的热量少，反映在U形管上是液面上升的慢，故C正确；
D．闭合开关后，要使液面上升快，即相同时间产生热量多，应该增大电流，减小电阻，所以滑片应该向右移动，故D错误。
故选C。
12．14.4 3
【详解】
[1]定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻的电压。已知电源电压恒为12 V，R=10 Ω，油量V（L）与变阻器连入电路的电阻R（Ω）的关系满足
V=-0.3R＋30
当油量为30 L时，可知
R=0
即变阻器连入电路的电阻为0，电路为定值电阻的简单电路，电路的总功率为
[2]电压表示数为1.2 V时，即定值电阻的电压为1.2V，由欧姆定律，电路的电流为
根据串联电路电压的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：
将此时变阻器连入电路的电阻代入油量V（L）与变阻器连入电路的电阻R（Ω）的关系式可得
V=-0.3R＋30=-0.3×90+30=3
即电压表示数为1.2 V时，容器中的油量为3L。
13．0.5 180
【详解】
[1]分析电路可知，电阻R1和R2串联，电路中电流处处相等，电压表V1测R1的电压，V2测R2的电压，通过电阻R1的电流为
[2]该电路电流做功全部转化为热量，则电路在1min内产生的热量为
14． 焦耳 秒 千瓦 千瓦时（kW h，度） 小时
【详解】
略
15．72000 1200
【详解】
[1]空调消耗的电能为
[2]空调的电功率是
16．6 3.6 0.8
【详解】
[1]由电路图甲可知，当S接1时，电路为L1的简单电路，电压表测电源电压，由图乙可知，电源电压，。
[2]由[1]解析可知，电源电压是6V，电路中的电流是0.6A，L1的电压也是6V，这时L1正常发光，流过L1的电流是0.6A，根据电功率的公式可知，L1的额定功率是
L1的额定功率是3.6W。
[3]当S接2时，两灯泡串联，灯泡L2正常发光，电压表测L1两端的电压，由图乙可知，，则
这时电路的电流是0.2A，流过灯泡L2的电流是0.2A，根据电功率的公式可知，L2的额定功率是
L2的额定功率是0.8W。
17．1.6 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
18．并 0.27A
【详解】
（1）[1]家里的电灯和其他电器都是并联的。
（2）[2]家庭电路正常工作电压为220V，所以流过灯丝的电流为
（3）[3]出差5天，消耗的电能为
（4）[4]回家后，电能表的示数为
19．短路 20
【详解】
[1]当只闭合S、S1时，L0发光，说明电路是通路，L1不发光，说明L1发生短路现象。
[2]当只闭合S、S2时，L0和L2都呈暗红色，这说明电路是通路，两个灯泡串联接入电路中，两个灯泡都标有“220V 40W”，说明两个灯泡的规格相同，根据串联电路的电压规律可知，每个灯泡两端电压为110V，根据可知，实际功率为额定功率的，实际功率为
40W×=10W
此时电路的总功率为
P总=10W+10W=20W
20．电阻 C
【详解】
[1]超导现象是当导体的温度降至某一低温时，它的电阻突然变为零的一种现象。
[2]超导体电阻是零，所以超导体不会将电能转化成内能，不会产生电热。利用电流热效应工作的电器设备以及滑动变阻器都不能用超导材料制作。正因为超导体无法将电能转化为内能，所以用于发电、做输送电力的电缆是非常好的材料，可以大大降低电能的损耗，故选C。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页