第十八章 电功率 单元质量检测试卷 2021-2022学年人教版九年级物理（有解析）

第十八章 电功率 单元质量检测试卷
一、单选题
1．如图所示，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片向左移动时，下列说法中正确的是（　　）
A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变大
C．灯泡变暗 D．电路中的总功率变大
2．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，下列正确的是（　　）
A．甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻电流相等
B．甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶2
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶4
3．一个额定功率为2W的灯泡和一个4欧的电阻串联接在6V的电源上，灯泡正常发光，则下列说法正确的是（　　）（假设灯的电阻不变）
A．灯的额定电压为2V B．灯的额定电压为4V
C．灯的电阻为2欧 D．以上均有可能
4．下列说法中，正确的是（ ）
A．电功率是表示电流做功多少的物理量
B．电功率是表示电流做功快慢的物理量
C．用电器的电功率越大，做功就越多
D．用电器的电功率越大，消耗的电能就越多
5．如图所示的电路，闭合开关S后发现L1发光明显，L2只能微弱发光，下列对于这一现象产生原因的分析中，合理的是（　　）
A．灯泡L2断路
B．灯泡L2短路
C．灯泡L2的电阻较大，其实际功率较小
D．灯泡L2的电阻较小，其实际功率较小
6．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示。把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A，则电源电压和元件B的电功率分别是（ ）
A．2.0V 0.8W B．4.5V 0.5W
C．2.5V 1.0W D．4.5V 1.0W
7．如图所示电路，电源电压不变。闭合开关 S，当滑片 P 置于变阻器的 b 端时，电压表的示数为6V，当滑片 P 置于变阻器的中点时，电压表的示数变化了 2V，从 P 置于中点开始在 20s 内定值电 阻 R1 产生的热量为 64J，则下列判断正确的是
A．R1 的阻值为 10Ω
B．滑动变阻器 R 的最大阻值为 20Ω
C．电源电压为 10V
D．R1 先后两次消耗的电功率之比为 3：4
8．如图所示是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝，不同的连接方式其发热功率不同，下列说法中错误的是（ ）
A．甲的发热功率与丙的发热功率相等
B．丁的发热功率是丙的发热功率的2倍
C．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍
D．丁的发热功率是乙的发热功率的4倍
9．如图所示，电源电压恒定，小灯泡、均标有“ ”字样（设灯丝电阻不变），当、闭合时，灯正常发光，当闭合、断开时，两盏灯的总功率为（ ）
A． B．
C． D．
10．小明家的电能表的盘面标有“”，他要用这个电能表来测一台电冰箱的实际功率．为此他在其他用电器都关闭的条件下，测得电冰箱启动工作0.5h后自动停机的过程中，电能表转盘转300r，则该电冰箱在此时间工作时的实际功率为（ ）
A．0.12kW B．1. 2kw C．53kW D．350kW
11．如图所示，电源电压恒为10V，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为时，电压表的示数为8V，此时电动机正常工作．若电动机内部线圈的电阻为，则通电1min电流通过电动机内部线圈产生的热量是（ ）
A．4.8J B．120J C．1920 J D．3000J
12．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数变化范围时，电压表的示数变化了，则此过程中定值电阻所消耗功率的变化范围是（ ）
A．
B．
C．
D．
二、填空题
13．电炉子工作时，通过导线和电炉丝的电流相等，电炉丝电阻比导线电阻________，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线________，所以电炉丝热得发红而导线不太热.
14．将定值电阻R1和R2串联后接在电压为6V 的电源两端，R1:R2=1:2， R1的电功率为2W，则R1两端的电压U1________V，R2= ________.
15．某导体接在电路中通电10秒钟，通过该导体横截面的电荷量为5库，这段时间内电流做功30焦，则通过该导体的电流为_________安，加在该导体两端的电压为___________伏；当加在该导体两端电压降为0伏时，其阻值为__________欧．
16．小芳家夏天常用的“电热驱蚊器”是利用电流的_____效应工作的，发热元件是一个阻值为1 000 Ω的电阻，接在照明电路中通电100 s产生的热量为______J。她家电能表铭牌上标有“220 V 10(40)A 50 Hz 2 000 r/(kW·h)”字样，她用1 kW的电磁炉(其他用电器都断开)6 min烧开一壶水的过程中，电能表的转盘转______圈。
17．如图甲所示电路，电源电压不变，闭合开关后，滑片P由B端滑到A端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示，则可判断电源电压是_____V，定值电阻R1的阻值是_____Ω，滑动变阻器的最大阻值为_____Ω。
三、实验题
18．在测量小灯泡的额定功率的实验中，器材中有，电源（电压恒为3V），开关，电压表，电流表各一只，额定电压为2.5V的灯泡，滑动变阻器（20Ω，1A）及导线若干
（1）闭合开关后，发现电流表的指针如图甲所示，其原因是___________；
（2）问题解决后，第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为___________W；
（3）第一小组的同学在实验中还发现，电压表与电流表示数的比值变大，原因是___________；
（4）第二小组的同学在准备进行实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，也顺利的完成了实验，
①先闭合开关S，S1，断开S2，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，此时电流表的示数为I1；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S，S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额=___________。
四、计算题
19．小丽家新买了一台电热水器，下表是该热水器的一些技术参数。
型号 FED﹣H50 额定电压 220V
最大水量 50kg 额定功率 2000W
现将水箱中装满水，通电后正常工作40min，水温从25℃上升到45℃，求：
（1）此过程中水所吸收的热量；
（2）此过程中热水器消耗的电能；
（3）热水器的效率。
20．电磁炉是一种效率较高的新型灶具，已广泛进入寻常百姓家中．小华观察到家中的电磁炉铭牌上标有“220V 2000W”、电能表铭牌上标有“220V 10（20）A 1500r/kW h”字样．小华单独把电磁炉接入电路中，用它在5min内把1.5kg、20℃的水加热到100℃，观察到电能表转盘转了225转，则：
（1）加热5min水吸收的热量是多少？
（2）电磁炉工作5min实际消耗的电能是多少？
（3）电磁炉实际电功率是多少？
（4）比较（1）、（2）两问的计算结果，你发现什么问题？如何解释？
（5）根据电磁炉的铭牌说明与（3）问的计算结果，你发现什么问题？如何解释？
21．小理对家里的电磁炉进行研究，电磁炉的功率调节范围是120W～2200W，
（1）小理用电磁炉将质量为2kg的水从20℃加热到100℃，消耗了0.22kw h的电能．水吸收的热量是多少？这时电磁炉的效率是多少？
（2）小理用电磁炉煮粥．先用大火将水开，后用小火煮．这段时间电功率随时间变化如图所示问第8分钟通过电磁炉的电流是多少？[水的比热是4.2×103J/（kg ℃），家庭电路的电压为220V]．
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参考答案
1．D
【解析】由图可知，小灯泡和滑动变阻器串联在电路中，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当开关S，滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻阻值变小，电路中的总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表示数变大，灯泡L变亮，小灯泡两端电压变大，由串联电路中电压关系可知，滑动变阻器两端电压变小，由，可知，电路中的总功率变大，故ABC错误，D正确。
故选D。
2．B
【分析】
本题考查电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，应用控制变量法和串并联电路电流电压关系分析求解。
【解析】A．两个电阻串联，控制通过两个电阻电流相等，通电时间相同，故A项错误；
B．甲实验中通过两个电阻的电流相等，通电时间相同，则通电一段时间后左右两侧容器内空气吸收的热量之比为
故B项正确；
C．乙实验中，右侧两个5Ω的电阻并联，再与左侧5Ω的电阻串联，加热盒内电阻的阻值相同加热时间相同，但电流不同，是为了研究电流产生的热量与电流的关系，故C项错误；
D．乙实验中，通过左侧容器电阻的电流等于通过右侧容器中电阻电流的二倍，即
则，通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为
故D项错误。
故选B。
3．D
【解析】设灯的额定电压为，电阻R的电压是，根据可得到
根据欧姆定律可得到
根据串联电路的电压规律可知
由以上式子解得或；当时，可知
当时，可知
综上所述，灯的额定电压可能是2V，也可能是4V，灯的电阻可能是2Ω。
故选D。
4．B
【解析】AB．电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，也是表示用电器做功快慢的物理量，故A错误，B正确；
CD．由公式可知，功率大，若时间短，消耗电能不一定多，电流做功也不一定多，故C、D错误。
故选B。
5．D
【解析】A．当电路中发生断路时，串联电路中没有电流，灯泡都不亮，故A不符合题意；
B．当灯泡L2发生了短路，L2会不亮，故B不符合题意；
C．串联电路中的电流相同，根据公式，L1电阻越大，功率越大，灯泡越亮，故C不符合题意；
D．串联电路中的电流相同，根据公式，L2电阻越小，功率越小，灯泡越暗，故D符合题意。
故选D。
6．B
【解析】由于电路元件A和B串联，所以，
IA＝IB＝0.2A，
由图象知道，此时UA＝2.0V，UB＝2.5V；所以，电源的电压是：
U＝UA+UB＝2.0V+2.5V＝4.5V；
由P=UI知道，元件B的电功率是：
PB＝UBIB＝2.5V×0.2A＝0.5W，
故选B 。
7．B
【解析】由电路图可知，当滑片P置于变阻器的b端时，定值电阻R1与滑动变阻器的最大阻值串联；当滑片P置于变阻器的中点时，定值电阻R1与滑动变阻器阻值的一半串联。
AB．根据串联电路的分压特点可知，当滑片P置于变阻器的中点时电压表的示数为:
6V 2V=4V，
∵串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和，
∴根据欧姆定律可得：
U=I1R1+6V，
U=I2R1+4V，
I1=，
I2==，
∵电源的电压不变，
∴
I1R1+6V= I2R1+4V
即:
R1+6V= R1+4V
简化可得：
R1=R，
根据Q=I2Rt可得，P置于中点时，在20s内定值电阻R1产生的热量：
Q1=I22 R1t=()2 R1×20s=×R×20s= ×20s=64J，
解得：
R=20Ω，
即；
R1=20Ω，
故A不正确、B正确；
C．电源的电压：
U= I1R1+6V= R1+6V=×20Ω+6V=12V，
故C不正确；
D．根据P=I2R可得，R1先后两次消耗的电功率之比：
P1:P′1=(I1)2 R1:(I2)2 R1=(I1)2: (I2)2=()2:()2=9:16，
故D不正确。
8．A
【分析】
计算出各种接线方式下电路发热功率，再作比较即可．
【解析】由题意可知电源电压不变，R1、R2为阻值相同的电热丝，设阻值均为R，如图甲连接1、2接线柱时，电路为开路，发热功率P甲为0W，如图乙连接2、3接线柱时，两电阻串联，电路发热功率为：
如图丙连接1、3接线柱时，R2断路，电路中仅R1工作，电路发热功率为：
如图丁连接1、3接线柱同时连接2、4接线柱时，R1、R2并联，电路发热功率为：
则，，故A符合题意．
9．A
【解析】由于小灯泡、均标有“ ”字样，并且灯丝电阻不变，依据，可得
当、闭合时，灯正常发光，这时灯两端的电压就是电源电压
当闭合、断开时，、串联接入电路，总电阻大小
两盏灯的总功率为
选项A符合题意．
10．B
【解析】电能表转盘转过300转消耗的电能
，
该电冰箱在此时间工作时消耗的实际功率
．
故B符合题意，ACD不符合题意．
11．A
【解析】由图可知，变阻器与电动机串联，电压表测电动机两端的电压，电流表测量电路中的电流，串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，所以R两端电压
UR=U-UM=10V-8V=2V
串联电路中电流处处相等，所以通过电动机的电流
IM=IR，
通电1min电流通过电动机内部线圈产生的热量
．
故A符合题意，BCD不符合题意．
12．D
【解析】当电路中的电流时，电压表的示数
当电路中的电流时，电压表的示数
而电流表的示数变化范围为时，电压表的示数变化了，则
解得．定值电阻所消耗的最小功率
定值电阻所消耗的最大功率
故此过程中定值电阻所消耗功率的变化范围是．
A. 不符合题意；
B. 不符合题意；
C. 不符合题意；
D. 符合题意；
13．大 多
【解析】[1] 电炉子工作时，电炉丝电阻比导线电阻大得多；
[2] 电炉子在使用时，电炉丝和导线串联，I电炉丝=I导线，通电时间t相同，根据Q=I2Rt，R电炉丝>R导线，所以电流产生的热量Q电炉丝>Q导线，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象．
14．2 4
【解析】[1]根据串联电路的分压规律：电压比等于电阻比可知U1:U2=1:2，因电源电压为6V，所以U1=4V；
[2]因串联电路中各处电流都相等，，根据公式P=I2R可知，电流相等时，电功率与电阻成正比
P1:P2= R1:R2=1:2，
所以P2=4W，根据P=，得
R2===4．
15．0.5 6 12
【解析】通过该导体的电流：，根据可得，导体两端的电压：，根据欧姆定律可得，导体的电阻：，由于电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关，所以当加在该导体两端电压降为0伏时，导体的电阻仍为12Ω不变．
16．热 4840 200
【解析】
【解析】“电热驱蚊器”是利用电流的热效应来工作的；通电100s产生的热量：Q=W=t=×100s=4840J；1kW的电磁炉（其它用电器都断开）6min消耗的电能：W=Pt=1kW×h=0.1kW h，电能表的转盘转转动的圈数：n==200r。
17．18 20 70
【解析】
【解析】由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑片位于B端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最大，
由图乙可知，电压表的最大示数U2＝14V，电路中的最小电流I小＝0.2A，
由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：
R2＝＝＝70Ω，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源电压：
U＝U1+U2＝0.2A×R1+14V﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于A端时，接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，此时只有R1接入电路，
由图乙可知，电路中的最大电流I大＝0.9A，
则电源电压：
U＝I大R1＝0.9A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
因电源电压不变，
所以，由①②可得：0.2A×R1+14V＝0.9A×R1，
解得：R1＝20Ω，
电源电压：U＝I大R1＝0.9A×20Ω＝18V。
18．正负接线柱接反了 0.625 灯丝电阻随温度升高而增大 I1R0(I2-I1)
【解析】（1）[1]闭合开关后，图甲中电流表的指针向左偏，说明电流表正负接线柱接反了。
（2）[2]由图乙可知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
（3）[3]由欧姆定律，电压表与电流表示数的比值变大，即灯丝的电阻变大，其原因是灯丝电阻随着温度的升高而增大。
（4）[4] 在①中，R0与灯泡并联，电流表测定值电阻的电流，定值电阻的电压为
U0=I1R0
在②中，电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流
I额=I2-I1
由并联电路电压的规律可知灯泡的额定电压
U额=U0=I1R0
则小灯泡的额定功率
P额=U额I额=I1R0(I2-I1)
19．（1）4.2×106J；（2）4.8×106J；（3）87.5%
【解析】解：（1）水箱中装满水，通电加热过程，水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×50kg×(45℃-25℃)=4.2×106J
（2）此过程中热水器消耗的电能
W=Pt=2000W×40×60s=4.8×106J
（3）热水器的效率
答：（1）此过程中水所吸收的热量为4.2×106J；
（2）此过程中热水器消耗的电能为4.8×106J；
（3）热水器的效率为87.5%。
20． (1) 5.04×105J (2) 5.4×105J (3) 1800W (4)W>Q吸，说明电磁炉工作中，有热损失：热散失和锅体吸热； (5)P额>P实，原因是电磁炉两端的实际电压低于额定电压。
【解析】
【分析】
（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）知道电能表“1500r/kW h”即消耗1kW h电能转盘转1500转，知道现在转了225转，可求此时消耗的电能；（3）知道实际消耗的电能，利用电功率公式求电磁炉实际电功率；
（4）电磁炉工作中，有热损失，包括热散失和锅体吸热等；
（5）电磁炉两端的实际电压低于额定电压，其实际功率低于额定功率．
【解析】(1)水吸收的热量：Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/(kg ℃)×1.5kg×(100℃ 20℃)＝5.04×105J，
(2)消耗的电能：W＝＝0.15kW h＝5.4×105J，
(3)电磁炉实际电功率：P实＝＝1800W，
(4)可见，W>Q吸，说明电磁炉工作中，有热损失：热散失和锅体吸热；
(5)由电磁炉的铭牌可知P额＝2000W>P实，原因是电磁炉两端的实际电压低于额定电压。
21．（1）6.72×105J （2）84.8% （3）3.64A
【解析】
【分析】
（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cm△t求水吸收的热量（有用能量）；又知道消耗的电能（总能量），利用效率公式求电磁炉的效率；
（2）从电功率随时间变化图象上得出第8分钟，电磁炉的电功率，利用P＝UI求此时通过电磁炉的电流．
【解析】(1)水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃ 20℃)＝6.72×105J，
消耗的电能：
W＝0.22kW h＝0.22×3.6×106J＝7.92×105J，
电磁炉的效率：η＝≈84.8%；
(2)由图知，第8分钟电磁炉的电功率P＝800W，∵P＝UI，
∴通过电磁炉的电流：I＝≈3.64A.答案第1页，共2页
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