第十八章电功率单元测试训练卷2021-2022学年人教版九年级物理（有答案）

人教版九年级物理
第十八章 电功率
单元测试训练卷
一、选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分)
1．将标有“12V，3W”的甲灯和“6V，3W”的乙灯，串联接在15V的电源上，那么能正常发光的是( )
A．甲灯 B．乙灯 C．两灯都能正常发光 D．两灯都不正常发光
2．已知一台直流电动机两端的电压为6 V，通过电动机的电流为2 A，线圈的电阻为0.5 Ω。则在1 min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为( )
A．720 J，120 J B．720 J，720 J C．720 J，600 J D．600 J，120 J
3．人类正面临能源危机,为选用节能交通信号灯的灯源,实验室通过实验发现,下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时光照强度相同。有关数据如下表:
两种灯 LED灯 白炽灯
发光原理 二极管发光 钨丝高温发光
额定电压/V 24 220
响应时间/s 10-9 10-3
额定功率/W 12 100
请根据以上材料说明下列的说法错误的是(　　)
A.在光照强度相同的情况下,LED灯不必要达到很高的温度就能发光,电能基本上不转化成内能,几乎全部转化为光能,因而发光效率高
B.LED灯的额定电压低,人直接接触不会触电
C.LED灯响应时间短,也就是从开始发光到正常发光所用的时间短
D.LED灯额定功率小,消耗的电能肯定比白炽灯少
4．现有两个定值电阻R1和R2(R1＞R2)，按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端且工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是( )
A．W甲＞W乙＞W丙＞W丁 B．W甲＞W丙＞W丁＞W乙
C．W丙＞W丁＞W乙＞W甲 D．W乙＞W丁＞W丙＞W甲
5．把“220 V　800 W”的电炉丝改装后接在110 V的电路上，欲使改装后的实际功率仍为800 W，下列改装方案中，行之有效的做法是(　　)
A．截取原电热丝长度的二分之一接入电路
B．将两根相同规格电热丝串联接入电路
C．将两根相同规格电热丝并联接入电路
D．将原电热丝对折后，并联接入电路
6．将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是(　　)
A．电冰箱产生的热量最多 B．电脑产生的热量最多
C．电热毯产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多
7．如图所示，电源电压6 V保持不变，测量额定电压为3.8 V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是( )
A．闭合开关前，滑片P应移动到B端
B．闭合开关后，小灯泡不发光，可能是小灯泡灯丝断了
C．滑片P向A端移动时，小灯泡额定功率变大，亮度变亮
D．当电压表示数为3.8 V时，读出电流表的示数，可算出小灯泡的额定功率
8．将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是(　　)
A. 电冰箱产生的热量最多 B. 电风扇产生的热量最多
C. 电热毯产生的热量最多 D. 三者产生的热量一样多
9．如图甲在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡额定电压为6 V,额定功率在7~12 W之间,电路连接正确且电流表和电压表的量程在连接中也做出正确的选择,实验中当将变阻器的滑片滑到某处时两表的示数如图乙所示,则(　　)

A. 灯泡的额定功率为7.5 W B. 在1 V时灯泡的功率为7.5 W
C. 在5 V时灯泡的功率为7.5 W D. 在5 V时灯泡的功率为1.5 W
10．如图所示，在四个相同的水槽中盛有质量和温度都相同的水，现将电阻丝R1、R2(R1＜R2)分别按下图所示的四种方法连接放入水槽，并接入相同电源。通电相同时间后，水槽中水温最高的是( )
二、填空题(每空2分，共30分)
11．标有“12 V　60 W”的汽车灯泡工作时，用电压表测得其两端电压如图所示，则灯泡的实际电压为________V，灯泡的实际功率________(填“大于”“小于”或“等于”)60 W。
12．电热水壶上标有“220 V　800 W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻__ __；在额定电压下，热水壶烧水210 s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为__ __J；电热水壶的工作原理是电流的__ __效应。
13．小明在网上看到一个户外爱好者的取火“神器”，如图所示，将包口香糖的锡纸剥下来，剪成中间窄、两端宽的形状，将锡纸两端搭在电池的正、负极上，由于电源短路，电流较_______，又由于电流具有____效应，过一会儿，锡纸中间部分燃烧起来。请你解释锡纸从中间狭窄的地方开始燃烧的原因：_____________________________________。
14．某电热水器的工作原理如图所示(已知两电阻丝的阻值相等,电源电压保持不变),它有加热和保温两个工作状态.当开关S1接b,S2断开时,它处于　　　　状态,此时电路功率为P1;当开关S1接a,S2闭合时,它处于　　　　状态,此时电路功率为P2,则P1∶P2=　　　　.

15．一只标有“220 V　440 W”的电热器，当通过它的电流为1 A时，它两端实际电压是_______ V，实际功率是_______ W。(不考虑温度对电阻的影响)
16．夏天常用的电热驱蚊器是利用电流的　　　　效应工作的。其发热元件正常工作时的电阻为 8 800 Ω,接在家庭照明电路中正常工作100 s产生的热量是　　　　 J。
三、实验探究题(每空2分，作图每个2分，共24分)
17．小明同学手里有一个标有“3.8 V”字样的小灯泡,他想知道小灯泡正常工作时的电功率,于是在学校实验室借来一些实验器材,连接了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。
(1)在图中找出连接错误的一根导线并在该导线上画“×”,用笔画线代替导线将电路连接正确。(所画的导线要用实线,不可用虚线)
(2)该实验的原理是　　　　　　　　。
(3)连接电路时,开关应该　　　　　。
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,他发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数。则故障原因可能是　　　　　　　　　　　　。
(5)在实验时,电压表出现了故障不能使用。小明向老师借了一只定值电阻R0(R0阻值已知),设计了如图乙所示的电路,继续测量恒定电压为U的小灯泡的额定功率。测量时,应先闭合开关S和S1,调节滑动变阻器,当电流表的示数为　　　　时,小灯泡正常发光;接着将S1断开,S2闭合,读出电流表的示数为I,则小灯泡的额定功率P额=　　　　　(用I、U额和R0表示)。
18．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，已连接的部分电路如图甲所示。图中电源电压恒定，小灯泡上只能看到“3.8 V”字样。
(1)请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。
　　　
(2)正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数。其故障原因可能是__ __。
(3)故障排除后开始实验，当变阻器滑片滑到图示位置时，电压表的示数为3.0 V。接着应将滑片向右滑动，直至灯泡两端电压为额定电压，此时电流表的示数如图乙所示。则灯泡的额定功率为__ __W。
(4)实验时某小组学生发现电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验。于是向老师要了一个阻值为R0的定值电阻(阻值适当)和一个单刀双掷开关(符号：)，借助原有的实验器材，顺利完成了实验。假如由你来做该实验，要求电路只连接一次，请设计实验方案。
①在虚线框内画出实验电路图。
②实验步骤如下：
a.按图连接电路，闭合S1，S2接1，调节滑动变阻器，使电压表示数为3.8 V；
b．保持滑动变阻器滑片的位置不变，S2接2，读出电压表示数为U。
③写出灯泡额定功率的表达式：__ __(用已知量和测量量表示)。
四、综合应用题(本题共2小题，第19小题6分，第20小题10分，共16分)
19. 如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L上标有“6 V　2 W”字样，当S1和S2同时闭合时，电流表的示数为0.5 A；当只闭合S1时，电压表的示数为3 V，此时R1消耗的功率为0.4 W。求：
(1)小灯泡正常工作时的电阻值。
(2)R1的阻值。
20. 如图甲所示，电源电压保持不变，R2为“0～20 Ω”的滑动变阻器。A1的量程为“0～0.6 A”，A2的量程为“0～3 A”，V1的量程为“0～15 V”，V2的量程为“0～3 V”，不考虑温度对灯丝电阻的影响，定值电阻R1的I U关系图象如图乙所示。
(1)当S1、S2都闭合时，A2读数为1.25 A，V1读数为6 V，小灯泡L恰好正常发光，求定值电阻R1的阻值和小灯泡的额定功率。
(2)当S1、S2都断开时，为保证各表的安全使用，求滑动变阻器允许连入电路的阻值范围。
(3)当S1、S2都断开时，在各表均能正常工作的情况下，求小灯泡L消耗的最大功率与最小功率之比是多少？该电路通电80 s至少能产生多少热量？
参考答案
一、选择题
1-5AABDD 6-10CCCCD
二、填空题
11．11.5 小于
12．小 1.68×105 热
13．大 热 锡纸中间狭窄的地方电阻大，产生的热量多
14．保温 加热 1∶4
15．110 110
16．热　550
三、实验探究题
17．(1)如图所示　
(2)P=UI　
(3)断开　
(4)小灯泡短路　
(5) 　U额
18．(1)解：如图所示
(2)灯泡处断路
(3)1.52
(4)解：如图所示
③P额＝
四、综合应用题
19. 解：(1)由P＝得，小灯泡正常工作时的电阻值：RL＝＝＝18 Ω。
(2)当S1和S2同时闭合时，灯泡被短路，电路中只有R1工作，电路中的电流I＝＝0.5 A①，当只闭合S1时，R1和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，此时电路中的电流：I串＝，此时R1消耗的功率：P1＝I串2R1＝()2R1＝＝0.4 W②，联立①②两式解得R1＝3.6 Ω或R1＝10 Ω。当R1＝3.6 Ω时，电源电压U＝IR1＝0.5 A×3.6 Ω＝1.8 V＜3 V，不合题意，所以R1＝3.6 Ω应舍去，即R1的阻值为10 Ω。
20. 解：(1)当S1、S2都闭合时，R2被短路，R1与L并联，电流表A2测干路电流，电压表V1测电源的电压，因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，所以，灯泡的额定电压UL＝U1＝U＝6 V，由图乙可知，通过R1的电流I1＝0.5 A，由I＝可得，定值电阻R1的阻值：R1＝＝＝12 Ω；通过灯泡的电流：IL＝I－I1＝1.25 A－0.5 A＝0.75 A，则小灯泡的额定功率：PL＝ULIL＝6 V×0.75 A＝4.5 W。
(2)当S1、S2都断开时，灯泡L与R2串联，电压表V2测R2两端的电压，电流表A1测电路中的电流，因串联电路中各处的电流相等，电流表A1的量程为“0～0.6 A”，灯泡的额定电流为0.75 A，所以，电路中的最大电流I大＝0.6 A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻：R总＝＝＝10 Ω，由(1)可得灯泡的电阻：RL＝＝＝8 Ω，滑动变阻器接入电路中的最小阻值R2小＝R总－RL＝10 Ω－8 Ω＝2 Ω；当电压表V2的示数最大为3 V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，所以，灯泡两端的电压：UL′＝U－U2＝6 V－3 V＝3 V，此时电路中的电流：I小＝＝＝0.375 A，则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R2大＝＝＝8 Ω，所以，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为2～8 Ω。
(3)当S1、S2都断开时，当电路中的电流最大时灯泡的电功率最大，当电路中的电流最小时灯泡的电功率最小，由P＝UI＝I2R可得，小灯泡L消耗的最大功率与最小功率之比：＝＝＝＝；当电路中的电流最小时，电路产生的热量最少，则该电路通电80 s至少产生的热量：Q＝W＝UI小t＝6 V×0.375 A×80 s＝180 J。