第十五章电功和电热章节练习一2021－2022学年苏科版九年级物理下册（有解析）

苏科版第十五章 电功和电热章节练习一
选择题
1.小明家记录10月10日电能表示数为20071，电能表的部分示数及10月15日的示数如图所示，下列说法正确的是（ ）。
A．电能表是测量用电器电功率的仪表
B．此电能表允许通过的最小电流为10A
C．这段时间内电路中消耗的电能是105kW·h
D．若电能表转盘在10min内转过200转，则用电器的总功率为600W
2.家庭电路中，下列情形可能引起熔丝熔断的是（ ）。
A．开关装在零线上 B．插座的接线是“左火右零”
C．电器金属外壳未接地 D．多台大功率用电器同时使用
3.如图所示的电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。根据图像信息，下列判断中错误的是（ ）。
A．电源电压为16V
B．R0的最小功率是25.6W
C．滑动变阻器的最大阻值是70Ω
D．1min内电路消耗的最大电能是1536J
4.如图所示，电源电压为6V且保持不变，R0=30Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“3V 1.5W”字样．不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则（ ）。
A．当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω～20Ω
B．当S闭合，S1、S2都断开时，电路消耗最大功率是3.6W
C．当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4W
D．当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω
5.如图家庭电路连接正确，各元件均正常，有关说法正确的是（ ）。
A．洗衣机接入三孔插座后电灯与洗衣机是串联的
B．因为线路有电阻，三孔插座接入大功率用电器会使灯亮度减弱
C．闭合开关时，B点或C点都能使验电笔氖灯发亮
D．家庭电路所有用电器工作时电路电阻最大
6.如图甲所示的电路，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关，滑片P从一端滑到另一端的过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）。
A．R0阻值为10Ω
B．电源电压为6V
C．电路消耗的最大功率为3.6W
D．滑片打到中点时，R的功率最大为1.6W
7.家里一盏电灯突然熄灭，用测电笔分别测试电路中的a、b、c、d四点（如图所示），只有测ab两点时氖管发光，若电路中只有一处故障，则故障可能是（ ）。
A．灯泡L短路 B．灯泡L断路 C．开关S接触不良 D．导线cd断路
8.如图甲所示，电源电压为4.5V且保持不变，滑动变阻器标有“10Ω 1A”字样，两电压表的量程均为0~3V，电流表量程为0~0.6A，小灯泡L标有“3V 1.5W”字样，图乙是该灯泡电流与电压的关系图像。闭合开关S，移动滑片P，在保证电路中各元件安全的情况下，下列判断正确的有 （ ）。
A．电流表示数的变化范围是0.3~0.5A
B．电压表V2示数的变化范围是0~3V
C．电路中小灯泡的实际功率的变化范围是0.6~1.5W
D．滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是3~10Ω
9.如图甲所示的电路中，电源电压恒定，灯泡L标有“6V 6W”，R0为定值电阻。闭合开关S，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，将滑动变阻器的滑片P由某一端点移动到某一位置过程中，U2与U1的变化关系如图乙所示，滑动变阻器的滑片P分别在上述端点、上述位置时消耗的电功率相等，下列判断正确的是（ ）。
A．电源电压为12V
B．滑动变阻器的最大阻值为7Ω
C．R在原端点时消耗的功率为7W
D．电路允许消耗的最大功率为12W
10.如图所示，电源电压U=12V，R1为定值电阻，阻值为60 Ω，滑动变阻器R上标有“40Ω 1A”的字样，电流表量程为“0～0. 6A”，电压表量程为“0～15V”，小灯泡上标有“X X V 3W”字样，小灯泡的额定电压看不清楚，小灯泡的U-I关系如图所示，为保证电路安全，以下说法正确的是（ ）。
A．小灯泡的额定电压为5V
B．小灯泡的功率最小为0.2W
C．S、S1、S2都闭合时，电路消耗的最大总功率为14.4W
D．S闭合，S1、S2都断开时，调节滑动变阻器的变阻器的最小值为12Ω
填空题
11．月底，小明对自家用电的情况进行调查，观察到电能表的表盘如图所示，小明家中用电器正常使用的总功率不能超过__________W，用电器工作时消时消0.5kW·h的电能，电能表指示灯闪烁__________次。
12．小昊用测电笔检查家庭电路，电路中画“×”处表示该处断路，开关闭合后，用试电笔测试电路中的 A 点，试电笔氖管______（选填“会”或“不会”）发光。在使用冰箱时，他感到“麻手”，产生这种现象的原因除了冰箱内部火线绝缘皮破损外，另一个原因是其金属外壳没有接_______线，如果此时用正确使用测电笔测试金属外壳，试电笔氖管_______（选填“会”或“不会”）发光。
实验题
13.小明在观察小轿车的车窗玻璃时发现，汽车的后挡风玻璃与其他玻璃有一处明显不同，就是后挡风玻璃上有一条条“细线”，如图甲所示。对于这些细线的作用，小明咨询了维修店的工人师傅，工人师傅告诉小明，这些“细线”是用来除霜的，汽车驾驶室有一个按键，当外界气温降低时，它就自动闭合，这时玻璃上的细线就会发热，小明想知道玻璃上的“细线”的除霜能力与哪些因素有关，于是他从维修师傅那里要来了两块厚薄不同带“细线”的玻璃带到实验室，并设计了如图丙所示的电路进行实验。
（1）“细线”在除霜的过程中是利用电流的_________效应工作的；
（2）先把两块玻璃的 A、B 接线柱分别接在电路的 M、N 处，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数相同时，电流表的示数也相同，由此现象分析可知：厚薄不同玻璃中的“细线”对电流的阻碍作用是_____（选填“相同”或“不同”）的；
（3）分别取质量相同的碎冰放在面积相同的玻璃上，闭合开关，调节 MN 两端的电压，记录冰块全部熔化所需的时间，相关数据如下表所示：
次数 玻璃 冰块质量/g 电压/V 熔化时间/min
1 薄 100 6 3
2 薄 100 9 2
3 薄 100 12 1.5
4 厚 100 6 6
5 厚 100 9 4.5
6 厚 100 12 3
①本实验是通过比较___________来判断玻璃除霜能力的强弱的； ②比较 1、2、3 次实验，可以得到结论___________；
（4）小明在完成实验后，一不小心弄断了玻璃中的一根“细线”。小明把这块玻璃接入电路中，发现电流表和电压表都有示数，说明玻璃中的各“细线”的连接方式是________（选填“串联”或“并联”）的。由此分析可知：该玻璃中其他未断“细丝”的除霜能力将_______（选填“保持不变”或“消失”）。
计算题
14.下表为某品牌电热器的铭牌，其内部电路如图所示，R1和R2均为电热丝，S1是温度自动控制开关。闭合开关S，求：
额定电压 220V
额定功率 低温档 220W
高温档 880W
（1）通过R1的电流；
（2）高温档工作10min，R2消耗的电能；
（3）若只将高温档功率提升25%，请通过计算说明应更换哪一只电阻，更换后的阻值为多少？
15.多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙所示是某品牌养生壶简化电路图。[水=1×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）]
中温档功率/W 550
高温档功率/W 1100
容积/L 1
（1）求R1的阻值；
（2）养生壶在低温挡工作时，求电路中的电流大小；
（3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为80%，求烧开一壶水需要的时间。
1.【答案】D。
【解析】A．电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误；
B．表中的10A表示为长时间通过的最大电流，故B错误；
C．10月10日电能表示数为20071，表示此时的示数为2007.1kW·h，10月15日，小明家中的电能表示数2017.1kW·h，故小明家这段时间内电路中消耗的电能是
故C错误；
D．电能表的转盘转200转消耗的电能为
该电能表上用电器的功率
故D正确．故选D。
2.【答案】D。
【解析】熔丝熔断是由于电路中的电流过大的，而引起电流过大的原因是：电路中出现短路和总功率过大。
A．开关装在零线上，虽然也能控制用电器的通断，但断开时，未能切断用电器与火线的连接，有可能造成人体触电，故A不符合题意；
B．插座正确的接线是：左零右火，而左火右零的接线是错误的，但不会引起电路电流过大，故B不符合题意；
C．电器金属外壳未接地，有可能造成人体触电，不会造成电流过大，故C不符合题意；
D．多台大功率用电器同时使用，会造成电路总功率过大，从而引起熔丝熔断，故D符合题意。
故选D。
3.【答案】B。
【解析】ABC．当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为R0的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知，电路中的最大电流为I大=1.6A，电源电压
U=I大R0=1.6A×R0-----------①
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由乙图可知，电路中的最小电流I最小=0.2A，变阻器R两端的电压UR=14V，则滑动变阻器的最大阻值
串联电路中总电压等于各分电压之和，电源的电压
U=I最小R0+UR=0.2A×R0+14V--------②
因电源的电压不变，由①②可得
1.6A×R0=0.2A×R0+14V
解得
R0=10Ω，U=16V
R0的最小功率
P0最小=I最小R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W
故B错误，符合题意，AC正确，不符合题意；
D．1min内电路消耗的最大电能是
W=UI最大t=16V×1.6A×60s=1536J
故D正确，不符合题意。
故选B。
4.【答案】D
【解析】A．S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与灯泡串联，由P=可得，小灯泡电阻：
RL==6Ω，
由P=UI可得小灯泡正常发光时的电流：I==0.5A，
当电路中电流最大时，电阻最小，则滑动变阻器接入电路的最小阻值：Rmin===6Ω；
滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，则最大阻值R大=20Ω，故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω～20Ω，故A错误；
B．S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与L串联，电阻最小时电流最大，其最大电流：
Imax==0.5A，
电路消耗最大功率：Pmax=UImax=6V×0.5A=3W，
故B错误；
C．S、S1、S2都闭合，滑动变阻器与R0并联，通过R0的电流：I1==0.2A，
当滑动变阻器的阻值最大时，此支路上的电流最小，则I2==0.3A，
则干路上的电流Imin=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A，
电路消耗的总功率最小值Pmin=UImin=6V×0.5A=3W，
故C错误；
D．由电流表的量程可知，干路中的最大电流为0.6A，则电路消耗的总功率最大，电路中的总电阻：
R总==10Ω，
滑动变阻器与R0并联，则：=+，
即：=+，
解得：R滑=15Ω，
故D正确。故选D．
5.【答案】B。
【解析】A．洗衣机接入三孔插座后电灯与洗衣机是并联的，洗衣机和电灯都能正常工作，并且互不影响，故A错误；
B．接入三孔插座的用电器与灯泡并联，此时相当于增大了横截面积，则总电阻越小，又因为线路有电阻，由分压原理知道，此时线路分得的电压增大，用电器两端的电压减小，故灯泡亮度减弱，故B正确；
C．闭合开关时，测电笔接触B点时，测电笔接触火线，氖管发光；测电笔接触C点时，测电笔接触零线，氖管不发光，故C错误；
D．当家里每打开一个用电器，就相当于增加并联电路的一条支路，所以支路越多时，家庭电路中的电阻越小，故D错误。故选B。
6.【答案】B。
【解析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
AB．由图2可知，当滑动变阻器的电阻为5Ω时，其两端的电压为3V，通过电路的电流为
串联电路总电压等于各部分电压之和，则电源电压为
U＝U1+I1R0＝3V+0.6A×R0①
滑动变阻器的电阻为10Ω时，其两端的电压为4V，通过电路的电流为
则电源电压为U＝U2+I2R0＝4V+0.4A×R0②
联立①②得R0＝5Ω，U＝6V
故A错误，B正确；
C．当滑动变阻器的电阻为零时电路消耗的功率最大，电路消耗的最大功率为
故C错误；
D．R0与R串联接入电路，电路的总功率等于各部分功率之和，则R的功率为
PR＝P﹣P0＝UI﹣I2R0
即PR＝6V×I﹣I2×5Ω
当电路中R0与R相等时，此时电路中的电流I
此时电路的R的功率最大，最大值为P=U1I1=3V0.6A=1.8W
由图可知滑动变阻器的最大阻值为20Ω，则此时滑动变阻器的滑片不在中点，故D错误。
故选B。
7.【答案】B。
【解析】用试电笔接触电路中的a、b、c、d四点时，只有测a、b点时氖管发光，说明a、b点与火线是接通的，c、d三点与火线间断开，所以故障可能是bc之间断路，即灯泡断路。
故选B。
8.【答案】C。
【解析】由电路图知，滑动变阻器与小灯泡串联在电路中，电压表V1测小灯泡两端的电压，V2测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。由题意知，小灯泡正常工作通过的电流
此时电路中通过的电流最大，变阻器接入电路的阻值最小，其两端的电压最小即电压表V2的示数最小为U2=U-UL=4.5V-3V=1.5V
变阻器接入电路的最小阻值
由串联电路的分压特点知，当V2的示数即变阻器两端的电压为3V时，变阻器接入电路的阻值最大，此时小灯泡两端的电压UL＇=U-U2＇=4.5V-3V=1.5V
由图乙知，此时通过小灯泡的电流即电流表的最小示数为0.4A，小灯泡的最小功率
PL＇=UL＇IL＇=1.5V×0.4A=0.6W
变阻器接入电路的最大阻值
故ABD错误，C正确。故选C。
9.【答案】C。
【解析】A．根据灯泡L标有“6V 6W”信息，可由功率计算公式计算出额定状态下灯泡通过的额定电流为
额定工作时灯泡的电阻为
闭合开关S，两个电阻与灯泡串联，电压表V1测量定制电阻R0与灯泡两端电压，电压表V2测量定制电阻R0两端电压；根据串联电路电阻分压特点，及U2与U1的变化关系图可知，当滑片P接入电阻最大时，此时两个电压表的示数最小；滑片P移动到某一位置时，电压表V1、V2示数分别为12V与6V，此时小灯泡达到额定工作状态，由于灯泡、定制电阻R0的两端电压相同，故定制电阻阻值为
当滑片P接入电阻最大时，电压表V1、V2示数分别为5V与3V，电路电流为
由于滑动变阻器的滑片P分别在上述端点、上述位置时消耗的电功率相等，则
代入数据得
则电源电压为
故A错误；
B．当滑片P接入电阻最大时，电压表V1、V2示数分别为5V与3V，则滑动变阻器阻值为
故B错误；
C．R在原端点时消耗的功率为
故C正确；
D．滑片P移动到某一位置时，电压表V1、V2示数分别为12V与6V，此时小灯泡达到额定工作状态，此时电路允许消耗的功率最大，为
故D错误。故选C。
10.【答案】D。
【解析】A．由图象可知，当灯泡L两端的电压U=6V，通过的电流I=0.5A时，灯泡的额定功率P=3W，所以灯泡的额定电压为6V，故A错误；
B．灯的实际功率由灯的实际电压决定，由右图知，小灯泡的电压最小为0，当闭合开关S1时，灯泡被短路，此时灯泡的电压为0，灯的电流为0，灯的实际功率为0，所以小灯泡的最小功率为0，故B错误；
C．S、S1、S2都闭合时，R1与R并联，电流表测干路电流，当电流表的示数I大=0.6A时电路消耗的总功率最大，则电路消耗的最大总功
故C错误；
D．灯正常发光时的电阻
S闭合，S1、S都断开时，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流，电路的最大电流为0.5A时，变阻器连入电路的电阻最小，根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的最小电阻
故D正确。故选D。
11.【答案】8800 1600
【解析】如图所示，电能表的额定电压为220V，短时间允许通过电能表的最大电流为40A，小明家中用电器正常使用的总功率不能超过的值为
P=UI=220V×40A=8800W
由图可知每1kW·h，指示灯闪烁3200次，，用电器工作时消时消0.5kW·h的电能，电能表指示灯闪烁的次数为
12.【答案】会 地 会
【解析】从图中可以看出，零线开路了，开关闭合后，用试电笔测试电路中的A点，A点有与火线相连通，试电笔氖管会发光。
在使用冰箱时，他感到“麻手”，产生这种现象的原因除了冰箱内部火线绝缘皮破损外，另一个原因是其金属外壳没有接地线。如果金属外壳接地线，即使冰箱漏电，电流也会通过地线流向大地，人体不会触电。
如果此时用正确使用测电笔测试金属外壳，金属外壳带电，试电笔氖管会发光。
13.【答案】热 相同 冰熔化的时间 玻璃厚度一定时，加在细线的电压越大除霜能力越强 并联 保持不变
【解析】（1）“细线”在除霜的过程中，消耗电能，产生热量给霜吸收，使霜熔化，是利用电流的热效应工作的。
（2）从图丙中可以看出，将玻璃接入MN，玻璃与滑动变阻器串联，电压表测量玻璃的电压，电流表测量电路的电流，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数相同时，电流表的示数也相同，由欧姆定律得，两玻璃中细线的电阻相同，故厚薄不同玻璃中的“细线”对电流的阻碍作用是相同的。
（3）本实验用除霜的时间判断玻璃除霜能力的强弱。除霜的时间越长，说明玻璃除霜能力越弱。
从表格中可以看出，1、2、3 次实验，玻璃的厚度相同，第1次实验的玻璃两端的电压最小，除霜时间最长；3次实验的玻璃两端的电压最大，除霜时间最短。因此可得结论：玻璃厚度一定时，加在细线的电压越大除霜能力越强。
（4）小明在完成实验后，一不小心弄断了玻璃中的一根“细线”。小明把这块玻璃接入电路中，发现电流表和电压表都有示数，说明玻璃中各细线互不影响，故玻璃中的各“细线”的连接方式是并联的。
该玻璃中其他未断“细丝”，照常工作，故该玻璃中其他未断“细丝”的除霜能力将保持不变。
14.【答案】（1）1A；（2）3.96×105J；（3）替换电阻R2；55Ω
【解析】（1）闭合开关S，断开开关S1，根据，此时为低温档，闭合开关S和S1，此时为高温档，无论是低温档还是高温档，加在电阻R1两端的电压相等，则通过R1的电流为
（2）高温档时，R1和R2并联，由于并联电路各支路独立工作，互不影响，则R2的功率为
P1=P高-P低=880W-220W=660W
高温档工作10min，R2消耗的电能为
W=P1t=660W×600s=3.96×105J
（3）由题意知，电阻R1电阻不变，则R1的功率不变为220W，只将高温档功率提升25%，提升的功率为
P2=(1+25%）P高=1.25×880W=1100W
则替换的电阻R2的功率为
PR2=P2-P低=1100W-220W=880W
则替换的电阻R2的电阻为
答：（1）通过R1的电流为1A；
（2）高温档工作10min，R2消耗的电能为3.96×105J；
（3）若只将高温档功率提升25%，请通过计算说明应更换电阻R2，更换后的阻值为55Ω。
15.【答案】（1）88Ω；（2）1.25A；（3）420s
【解析】
解：（1）结合题意，由电路图可知，当R1单独工作时，为中温档。由
得
（2）当R1、R2并联时，为高温档。因此
由 得，此时电路中的总电流
通过R1的电流
通过R2的电流
R2的电阻
当R1、R2串联时，为低温档。此时电路中的总电阻
电路中的电流大小为
（3）一壶水的体积
一壶水的质量
在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，需要吸收的热量
若养生壶高温挡加热效率为80%，则养生壶需要放出的热量
由 得，烧开一壶水需要的时间
答：（1）求R1的阻值为88Ω；
（2）养生壶在低温挡工作时，电路中的电流大小为1.25A；
（3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为80%，烧开一壶水需要的时间为420s。