【卷07】 第十八章 电功率（阶段知识整合与训练）——2021～2022学年九年级物理下册同步作业练习（含解析）

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第十八章 电功率
阶段知识整合与训练
易考易错专练
考点1 电能 电功
1.将同一用电器分别单独接在下列不同规格的电能表上。当用电器正常工作时,电能表转盘转得最快的是 ( )
2.一个电能表的表盘上标明“720revs/(kW·h)”,它表示________________________________________。一间教室某段时间用电,电能表两次的示数如图所示,该地区每度电的电费是1.2元,则这段时间需要交付的电费是________元。
3.如图所示是某家用电子式电能表的表盘,该表盘上显示已用电________kW·h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min,电能表的指示灯闪烁了32次,则该用电器在上述时间内消耗的电能为________kW·h。
4.中国汽车工业协会发布消息称,我国2021年纯电动汽车第一季度累计销量约为49万辆,呈现出快速增长趋势。当电动汽车在平直路面行驶时,主要将电能转化为________能。某品牌电动汽车充电时的电压为220V,电路中的电流为30A,则它充电5h最多可以储存________J的电能。
5.在“停课不停学”期间,小明使用手机坚持每天进行线上学习。他观察到给手机充电的移动电源上(俗称“充电宝”)有铭牌,其部分参数如图所示,则该移动电源充满电后最多储存的电能是________J。
×××移动电源 输出电压：5V 电池容量：6000mA·h
考点2 电功率
6.小灯泡的I-U图像如图甲所示。将它与定值电阻R并联,如图乙所示。先闭合开关S1,电流表的示数为0.2A,再闭合开关S2,电流表的示数增加了0.25A,则 ( )
A.电源电压为2V B.灯泡的电功率为5W C.定值电阻的阻值为8Ω D.电路的总功率为9W
7.如图所示是R1、R2两电阻的U-I图像。将R1、R2并联后接入电路,结合图中信息可知 ( )
A.R1的阻值比R2的阻值小 B.通过R1、R2的电流相等 C.R1的电压比R2的电压小 D.R1的功率比R2的功率小
8.如图所示,电源电压为9V且保持不变。闭合开关S后,电压表的示数为5.4V,电流表的示数为0.6A,则R1＝________Ω。R1、R2消耗的电功率之比为________。
9.如图所示的电路中,L1标有“6V 3W”,L2标有“3V 3W”。闭合开关S后,两灯均发光,此时电路的总电阻
R总＝________Ω,两电压表的示数之比U1:U2＝________。若将两灯并联后接入电源电压为3V的电路中,则两灯
的实际功率之比P1:P2＝________。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
10.周末,妈妈在家用挂烫机熨烫衣物。善于观察的小华发现,当家里只有挂烫机单独使用时,经过30min电能表的示数由变成了,则这段时间挂烫机消耗的电能为________kW·h,挂烫机的实际功率为________W。
11.在安全工作的条件下,将“2.5V 0.3A”的小灯泡L1和“3.0V 0.3A”的小灯泡L2串联在电路中工作,通过两灯泡的电流之比为________。若将L1和L2并联在另一电源下工作,则L1和L2能消耗的总功率的最大值为________W。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
12.如图甲所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的整个过程中,电流表的示数I与电压表的示数U的关系如图乙所示,则电阻R1的阻值为________Ω。当变阻器的滑片P处于a端时,电阻R1消耗的电功率为________W。
13.如图所示,灯泡L标有“6V 3W”字样,定值电阻R1＝28Ω。当开关S1、S2、S3全部闭合时,灯泡恰好正常发光,电流表的示数为0.75A。求：(忽略温度对灯丝电阻的影响)
(1)电源电压U；
(2)定值电阻R0的大小；
(3)当S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的总功率。
考点3 测量小灯泡的电功率
14.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室有以下器材：小灯泡L(额定电压为2.5V,电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关、电压为3V的电源、滑动变阻器和导线若干。
(1)小明同学在连接实验电路时还有部分导线未接上,如图乙所示。请你用笔画线代替导线,按图甲所示的电路图把图乙中的实物电路连接好。
(2)实验过程中,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表的指针没有偏转,原因可能是_______
____________________________________________________________。
(3)排除故障后,小明继续实验,下表记录了3次实验测量的数据和现象：
在第1次实验中小灯泡发光偏暗的原因是________________________,要测定小灯泡的额定功率,应将滑片向________(选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5V。
(4)第3次实验时,电流表的示数如图丙所示,则本次实验小灯泡灯丝的电阻为________Ω。(结果保留一位小数)
(5)分析(3)中表格的数据及现象,可以得到的信息是________________________________。(写出一条即可)
(6)小明结合学过的电学知识进一步分析：家里的电灯有时虽然暗些,但是电灯的实际功率变小了,消耗的电能也少了。由此他想家里使用电热水壶烧水时也可以用降低实际功率的方法省电。他的想法________(选填“正确”或“错误”),请简要说明理由：________________________。
15.同学们在“测量小灯泡的电功率”实验中,所用电源电压恒为6V,灯泡的额定电压U额＝3.8V,额定功率在1～1.5W之间。
(1)请你按图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整。
(2)小华同学在实验过程中,将滑动变阻器的滑片P缓慢向B端移动,小灯泡的实际功率会________(选填“变大”“变小”或“不变”),同时观察到小灯泡________________(选填“变亮”“变暗”或“亮度不变”)。
(3)另一组的小明同学在实验过程中看到电流表、电压表的示数如图丙所示,此时小灯泡的实际功率是________W。
(4)小李同学接着探究小灯泡在正常发光时的亮度,但发现无论怎样调节滑动变阻器都无法准确读出小灯泡的额定电压。于是他用(3)中所测得的实验数据先算出灯光的电阻R1,再根据P额＝计算出灯泡的额定功率。按此方法算出的额定功率相比真实值________(选填“偏大”“偏小”或“样”)；简要说明理由：____________
________________________________________________________________________________。
考点4 焦耳定律
16.如图甲所示的电路,已知定值电阻R1＝20Ω。开关S闭合后,两个完全相同的电流表A1、A2的指针均指在同位置,如图乙所示,则此时通过R1的电流为________A,在10s内R2产生的热量为________J。
17.如图是夏天常用的电蚊香器,接通电源后发热体就会给固体药片加热。过一段时间后发现发热体的温度较高,导线的温度却不高。请你利用所学的物理知识,解释只有发热体温度高、导线温度不高的原因。
18.冬天打出来的果汁太凉,不宜直接饮用。如图所示是小丽家购买的一款能加热的“榨汁杯”及其内部简化电路图,该榨汁杯的部分参数如下表所示。求：
(1)当开关S2闭合、S3________(选填“闭合”或“断开”)时,榨汁机处于保温状态；
(2)使用榨汁杯加热50s产生的总热量；
(3)加热电阻R2的阻值。
19.如图甲所示是小明的妈妈在网上购买的某品牌衣物烘干机。主机为热风输出设备,置于烘干机底部,产品参数如下表。通过阅读说明书,小明还了解到主机的电路可简化为图乙。请计算：
(1)正常工作时,电热管的电阻为多大？
(2)一次烘干衣物,主机正常工作3h,消耗多少电能？
(3)小明想利用所学电学知识测出烘干机的实际电功率。于是他断开其他用电器,仅让烘干机工作,发现标有“6000imp/(kW·h)”的电能表的指示灯在30s内闪烁了50次,则烘干机的实际电功率为多少？
《参考答案及解析》
阶段知识整合与训练
核心知识梳理
①3.6×106 ②电能 ③600转 ④示数之差 ⑤其他形式的能 ⑥UIt ⑦电流做功快慢 ⑧所做的功
⑨时间 ⑩P＝ P＝UI 1000 正常工作 额定电压 实际电压 P＝UI 电流表
电压表 滑动变阻器 > < ＝ 实际功率 内能 电流的平方 导体的电阻通电时间 Q＝I2Rt 内能 UIt t I2Rt
易考易错专练
1.D【解析】接入的用电器功率一定时,用电器每消耗1kW·h的电能转过转数越多的电能表,转盘转得越快。
2.电路每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转720r383.64
【解析】该段时间共消耗的电能为1951.7kW·h-1632.0kW·h＝319.7kW·h,则这段时间需要交付的电费为319.7kW·h×1.2元/(kW·h)＝383.64元。
3.5546.7 0.02【解析】该用电器消耗的电能W＝kW·h＝0.02kW·h。
4.机械 1.188×108【解析】充电5小时最多可以储存的电能W＝UIt＝220V×30A×5×3600s＝1.188×10J。
5.1.08×105
【解析】由铭牌可知,该移动电源充满电后最多储存的电能W＝UIt＝5V×6A×3600s＝1.08×105J。
6.A【解析】只闭合开关S1,电路为R的简单电路,电流表测量通过R的电流,电流表的示数为0.2A；再闭合开关S2,灯泡与R并联,通过R的电流不变,电流表的示数增加了0.25A,即通过灯泡的电流为0.25A。由图甲知,灯泡的电压为2V,即电源电压为2V。灯泡的功率P灯＝UI＝2V×0.25A＝0.5W。定值电阻的阻值R＝＝＝10Ω。干路中的电流I总＝0.2A+0.25A＝0.45A,电路的总功率P＝UI总＝2V×0.45A＝0.9W。
7.D【解析】由图可知,电压相等时,通过R2的电流较大,由R＝可得,R1>R2。并联电路中各支路电压相等,因为R1>R2,由I＝可得,通过R1的电流小。由P＝UI可得,P18.6 2:3【解析】由电路图可知,R1与R2两电阻串联,电压表测
量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。R1两端的电压
U1＝U-U2＝9V-5.4V＝3.6V,由I＝可得,R1的阻值R1＝＝
＝6Ω。R1、R2消耗的电功率之比P1:P2＝U1I:U2I＝U1:U2＝3.6V:5.4V＝2:3。
9.15 5:1 1:4【解析】两灯泡的电阻分别为R1＝＝＝12Ω,R2＝＝＝3Ω。灯L1、L2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量L2两端的电压,电路的总电阻R总＝R1+R2＝12Ω+3Ω＝15Ω,两电压表的示数之比U:U2＝IR总：IR2＝R总：R2＝15Ω:3Ω＝5:1。若将两灯并联后接入3V电路中,因并联电路中各支路两端的电压相等,由P＝可得,两灯的实际功率之比P1′:P2′＝:＝R2:R1＝3Ω:12Ω＝1:4。
10.0.6 1200【解析】挂烫机消耗的电能W＝124.1kW·h-123.5kW·h＝0.6kW·h,挂烫机的实际功率P=＝＝1.2kW＝1200W。
11.1:1 1.375【解析】将灯L1和L2串联在电路中工作时,通过两灯的电流之比为1∶1。将L1和L2并联在另一电源下工作时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯的额定电压U1＝2.5V,U2＝3.0V,所以电路两端的最大电压U＝U1＝2.5V,此时灯L1正常发光,通过的电流I1＝0.3A,灯L2的电阻R2＝＝＝10Ω,通过灯L2的电流I2′＝＝＝0.25A,干路中的电流I＝I1+I2′＝0.3A+0.25A＝0.55A,则L1和L2能消耗的总功率的最大值P＝UI＝2.5V×0.55A＝1.375W。
12.10 0.1【解析】电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流。当滑片位于b端时,电路为R1的简单电路,电压表测量电源电压,此时电路中的电流最大,由图乙可知,电源电压U＝3V,此时R两端的电压U1＝U＝3V,电路中的电流I＝0.3A,电阻R1＝＝＝10Ω。当滑片位于a端时,R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,此时电路中的电流I′＝O.1A时,R1两端的电压U1′＝1V,电阻R1消耗的电功率P1′＝U1′I′＝1V×0.1A＝0.1W。
13.解：(1)当开关S1、S2、S3均闭合时,R被短路,灯L与R0并联,电流表测量干路中的电流,因为灯L正常发光,则电源电压U＝UL＝U0＝6V。
(2)由P＝UI可得,通过小灯泡的电流IL＝＝＝0.5A,通过R0的电流I0＝I－IL＝0.75A-0.5A＝0.25A,由I＝可得,定值电阻R0的阻值R0＝＝＝24Ω。
(3)当开关S1闭合,S2和S3断开时,灯L与R1`串联,由I＝和P＝UI可得,小灯泡的电阻
RL＝＝＝12Ω,
电路的总电阻
R总＝RL+R1＝12Ω+28Ω＝40Ω,
电路消耗的总功率P＝ ＝＝0.9W
14.(1)如图所示
(2)小灯泡断路
(3)小灯泡的实际功率偏小 A
(4)9.4
(5)灯泡的实际功率越大,灯泡越亮
(6)错误因为烧开一壶水,水吸收的热量是一定的,即消耗的电能一定,根据W＝Pt可知,若实际功率变小,则通电时间变长,并不能省电。
【解析】(1)变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联。灯的额定电流约为I＝＝＝0.25A,故电流表选用小量程与灯串联。
(2)发现灯泡不亮,电流表指针没有偏转,说明电路中某处断路,电压表有示数,则电压表与电源连通,则故障可能是灯泡断路。
(3)灯的亮度由灯的实际功率决定,第1次实验中,灯的实际功率P1＝U1I1＝1.5V×0.2A＝0.3W,灯泡的实际功率较小,故小灯泡发光偏暗。小灯泡两端的电压1.5V小于小灯泡的额定电压2.5V,为使小灯泡正常发光,应增大小灯泡两端分得的电压,减小变阻器分得的电压,由串联电路的分压特点可知,滑片应向左移动,直到电压表示数为2.5V为止。
(4)电流表的示数为0.32A,小灯泡的电阻R3＝＝≈9.4Ω。
15.(1)如图所示
(2)变大变亮 (3)0.4
(4)偏大 灯泡的电阻随温度的变化而变化,R相比灯泡正常发光时的电阻偏小,导致计算出的额定功率偏大
【解析】(2)当滑动变阻器的滑片P向B端移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小。根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器两端的电压变小,灯泡L两端的电压变大,所以灯泡的实际功率变大,亮度变亮。
(4)根据题意可知,当灯泡两端的电压为2V时,灯泡的电阻为RL,而灯泡的额定电压为3.8V,所以灯泡正常发光时的电阻大于RL。根据P＝求额定功率时,额定电压一定,电阻R偏小,求得的额定功率P就会偏大。
16.1.2 72【解析】由电路图知,R1和R2并联,A1测量干路中的电流,A2测量通过R2的电流。两电流表指针偏转角度相同,所以A1使用的是0～3A的量程,A2使用的是0～0.6A的量程,A1的示数为1.5A,A2的示数为0.3A,通过R1的电流I1＝I-I2＝1.5A-0.3A＝1.2A。电源电压U＝U1＝I1R1＝1.2A×20Ω＝24V,R2产生的热量Q2＝W2＝UI2t＝24V×0.3A×10s＝72J。
17.答：电蚊香器在使用时,电蚊香器的发热体和导线串联,通过它们的电流I发热体＝I导线,通电时间t相同,且R发热体>R导线。由Q＝I2Rt可知,产生的热量Q发热体>Q导线,所以会出现发热体的温度较高,与之相连的导线温度却不高的现象。
18.解：(1)断开
(2)由表格可知,使用榨汁杯加热时的功率P加热＝440W。
根据P=可得,使用榨汁杯加热50s产生的总热量Q＝W＝P加热t＝440W×50s＝2.2×104J。
(3)当开关S2、S3均闭合时,榨汁杯处于加热状态,电路为的
R1简单电路。根据欧姆定律和P＝UI可得,加热电阻R1的阻值R1＝ ＝＝110Ω
当开关S2闭合、S3断开时,榨汁机处于保温状态,此时R1与
R2串联。由表格可知,榨汁杯的保温功率P保温＝88W。根据
欧姆定律和P＝UI可得,此时电路的总电阻
R总＝
＝
＝550Ω
加热电阻R2的阻值R2＝R总-R1＝550Ω-110Ω＝4400。
19.解：(1)电热管正常工作时的功率P＝1000W,
由P＝UI和I＝可得,正常工作时,电热管的电阻
R=＝＝48.4Ω。
(2)主机正常工作3h,消耗的电能
W＝P总t＝1100×10-3kW×3h＝3.3kW·h0
(3)烘干机消耗的电能
W′＝kW·h＝kW·h＝3×104J,
烘干机的实际功率P实＝＝＝1000W.
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