第十五章 电功和电热章节练习 2021-2022学年苏科版物理九年级（Word版含答案）

苏科版第十五章 电功和电热章节练习四
选择题
1.连淮扬镇高速铁路全线通车，小明和爸爸妈妈利用假期乘坐高铁出去游玩，当高铁启动时，小明发现高铁的动力系统与普通汽车不同，采用额定工作电压为25kV的电力驱动，如图，在高铁前进的过程中，能量转化关系与下列哪种家用电器工作时相同（ ）。
A．电风扇 B．电磁炉 C．电熨斗 D．电热水器
2.如图甲所示的电路中，电源电压可调，L1、L2的额定电压均为6V，L1、L2的I﹣U图像如图乙所示。闭合开关S，逐步调大电源电压至其中一只灯泡首先正常发光，此时（ ）。
A．L1正常发光 B．电源电压为12V
C．L1的电阻为200Ω D．电路总功率为2.4W
3.标有“6V 3W”的甲灯和“12V 12W”的乙灯，并联接在6V的电源上（假设灯丝的电阻不变），下列说法正确的是（ ）。
A．甲、乙两灯相同时间消耗的电能之比是1：4
B．甲、乙两灯的电阻之比是1：2
C．通过甲、乙两灯的电流之比是1：2
D．甲、乙两灯的实际电功率之比是1：1
4.如图甲，电源电压恒定，R0为定值电阻，电阻R的阻值随环境温度变化而改变。改变环境温度，定值电阻R0两端的电压U0随温度t变化的关系如图乙所示。则电路中的电流I、电路消耗的总功率P随温度t变化的关系图线中，可能正确的是（ ）。
D．
5.如图是“水位自动报警器”电路图，容器中装有盐水，L1和L2分别是“2.5 V　0.3 A”和“2.5 V　0.5 A”的灯泡，下列说法不正确的是（ ）。
A．液面上升到与金属块B接触时，电磁铁工作，说明盐水是导体
B．若在电路中M点接入电铃，则电铃响说明水位到达警戒线板
C．L1正常工作1 min消耗45J的电能
D．液面上升，金属块A受到的液体压强变大
6.做“影响电流通过导体时产生的热量因素”实验时，将两段电阻丝R1和R2分别安装在两个相同的装置中，将它们串联后接入电路。下列正确的是（ ）。
A．R1和R2应选用相同的电阻
B．应保持R1和R2的电压相等
C．这是为了探究电流对产生热量的影响
D．用温度计示数的变化表示电阻丝放出的热量
7.关于家庭电路与安全用电的基本常识，下列说法中正确的是（ ）。
A．控制用电器的开关一定要接在火线上
B．熔丝熔断后，可用钢丝替代保险丝
C．把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
D．使用测电笔时，手指不能触碰测电笔上金属笔尾
8.如图甲所示，透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L和一个由某种金属材料制成的电阻R，A、B、C是其外露的三个接线柱。图乙为电源电压恒为6V的实验装置，其中M、O、N为三个接线柱。图丙是R两端电流随电压变化变化图线。下列说法正确的是（ ）。
A．灯泡L正常发光时的电阻是2Ω
B．用导线先把M、N分别与A、B相连，再把O与M相连，再用导线连接A和C，接着闭合开关S，当移动滑动变阻器的滑片P至最左端，电流表示数为0.9A
C．拆除所有连接导线，把M、O、N分别与A、B、C相连，闭合开关S，电流表示数为0.4A，此时滑动变阻器连入电路阻值为1Ω，则小灯泡实际功率为0.84W
D．由图丙可知，电阻R的阻值随着电压的增大而减小
9.如图所示的电路，电源电压6V且恒定不变，R1为10Ω的定值电阻，R2为电阻箱，下列说法正确的是（ ）。
A．当电阻箱R2的阻值从小调大时，定值电阻R1上消耗的电功率先变大后变小
B．当电阻箱R2的阻值从小调大时，定值电阻R1上消耗的电功率先变小后变大
C．当电阻箱R2阻值为2Ω时与为50Ω时，R2上消耗的电功率相等
D．当电阻箱R2的阻值从小调大时，电阻箱R2上消耗的电功率先变小后变大
10.如图所示，电源电压保持6V不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，定值电阻R1的规格为“10 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片P移动过程中，下列说法正确的是（ ）。
A．电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4~2.5W
B．电流表示数允许的变化范围为0.2~0.3A
C．变阻器R2接入电路的阻值允许的变化范围为2~20
D．电路消耗总功率允许的变化范围为1.2~3W
填空题
11.图是某电饭锅内部电加热器电路，它有烧煮和保温两挡，当开关S____________时，电饭锅处于保温档。a、b两端____________端应该接火线，已知烧煮时的功率是保温时的11倍，则R1：R2=____________。
12.小明家的电饭锅额定电压为220V，“煮饭”时额定功率为880W，简化电路如图所示，S1为温控开关，发热电阻R1与R2的阻值不随温度变化，电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为1:16。正常“煮饭”时，电流为______A，R1的阻值为_______Ω，在保温状态下工作10min，电路消耗的电能为______J。
实验题
13.小华做“测定小灯泡电功率的实验”，小灯泡的额定为2.5V，电源电压恒为4V，按图甲连接电路进行实验。
(1)请帮小华把电路补充完整，要求滑片向右移动时，灯泡变亮______；
(2)小华正确连接电路后，闭合开关，但发现灯泡几乎不亮，于是立刻举手要求老师更换灯泡，其实小华的做法欠妥，正确的做法应该先（______）
A．更换电池 B．观察电表的示数情况再作决定
C．移动滑动变阻器的滑片D．更换电表
(3)测量灯泡额定功率时，闭合开关，缓慢移动滑片，直至_______时停止移动滑片，此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是______W，若此时换成“2.5V1W”的另一灯泡，那么该灯泡的实际功率______1W（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
计算题
14.如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“5V，2.5W”的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为60Ω，定值电阻R2的阻值为20Ω，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，灯丝电阻不随温度变化，求：
（1）小灯泡L正常发光时的阻值为多少？
（2）当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a点时，小灯泡L恰好正常发光，此时定值电阻R2的电功率为多少？
（3）保证电路安全时，该电路消耗的最小电功率。
15.如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V　3W”的字样，其电阻不随温度变化，R0是定值电阻，滑动变阻器R标有“18Ω 1.5A”，电流表量程为0～3。当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，小灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2，发现电路消耗的总功率变化了12W。求：
（1）小灯泡正常工作的电流。
（2）电源电压。
（3）当S、S1、S2都闭合时，移动滑片P且电路安全，则10s内电路消耗电能的最大值。
1.【答案】A。
【解析】高铁前进时将电能转化为机械能；
A．电风扇是电能转换为动能，故A符合题意；
BCD．电磁炉、电熨斗、电热水器是电能转换为内能，故BCD不符合题意。
故选A。
2.【答案】D。
【解析】A．由图乙知道，两灯泡两端的电压为6V时，通过两灯泡的电流I1＝0.6A、I2＝0.3A，由电路图知道，两灯泡串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中允许通过的最大电流I＝I2＝0.3A
则L2正常发光，故A错误；
B．由图乙知道，L1两端的电压U1′＝2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压
U＝U1′+U2＝2V+6V＝8V
故B错误；
C．由欧姆定律知道L1的电阻
故C错误；
D．电路的总功率P＝UI＝8V×0.3A＝2.4W
故D正确。故选D。
3.【答案】D。
【解析】A．由选项D可知，已求出两灯的实际功率，通电时间相同，根据公式
可求甲、乙两灯消耗的电能，甲灯消耗电能W甲=P甲t
乙灯消耗电能W乙=P乙实t
所以甲、乙两灯相同时间消耗的电能之比===
故A错误；
B．已知两灯泡的额定电压和额定功率，根据功率公式
可求两灯泡的电阻，进一步求出电阻之比，已知两灯两灯的电压和各自的电阻，根据公式
可求通过甲、乙两灯的电流，所以甲灯电阻为
乙灯电阻为
所以甲、乙两灯的电阻之比是1：1，故B错误；
C．通过甲灯的电流为I甲===0.5A
通过乙灯的电流为I乙===0.5A
所以通过甲、乙两灯的电流之比是1：1．故C错误。
D．并联接在6V的电源上，在甲灯的额定电压下，甲灯正常发光，功率为额定功率，乙灯根据公式
可求实际功率，进一步求出功率之比，所以并联接在6V的电源上，甲灯正常发光，甲灯实际功率为额定功率，为P甲=3W
乙灯实际功率为
所以甲、乙两灯的实际电功率之比是1：1，故D正确；故选D。
4.【答案】B。
【解析】AB．由图甲可知，定值电阻R0和电阻R串联，电压表测量R0两端的电压，且电阻R的阻值随环境温度的变化而变化，由图乙可知，U0-t图线是一条斜向下的直线，即温度升高时，电阻R0两端的电压线性变小，由I=可知，通过定值电阻R0的电流（电路中的电流）线性变小；故B正确，A错误；
CD．因为电源电压保持不变，温度升高时电路中的电流线性变小，所以，根据P=UI可知，电路消耗的总功率线性变小（即P-t图线应是一条斜向下的直线），故CD错误。
故选B。
5.【答案】B。
【解析】A．金属块AB都是金属，金属是导体，当盐水接触B金属块，电磁铁工作，说明电路中有电流，说明盐水是导体，故A正确，不符合题意；
B．当M 点接入电铃时，当电磁铁没有磁性时，电铃和灯泡L1和电源构成电路，电铃工作，当电磁铁有磁性时，电铃和灯泡L2和电源构成电路，电铃工作，所以无论电磁铁是否工作，电铃都工作，故B错误，符合题意；
C．L1正常工作1 min电流做功W=UIt=2.5V×0.3A×60s=45J
故C正确，不符合题意；
D．液面上升，液体的密度不变，A的深度增加，液体的密度不变，根据p=ρgh，所以金属块A受到的液体压强变大，故D正确，不符合题意。
故选B。
6.【答案】D。
【解析】A．探究电热器产生的热量与导体电阻R大小关系时，应控制电流的通电时间相同，改变电阻大小,所以R1和R2应选用阻值不同的电阻，故A错误；
B．电热器产生的热量与通电电流I、导体电阻R、通电时间有关，与电压U无关，不必保持R1和R2的电压相等，故B错误；
C．“探究影响电流热效应的因素”实验是为了探究电流、电阻和通电时间对热效应的影响，本实验是探究电阻对产生热量的影响，故C错误；
D．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，容器中液体吸收热量，温度升高，温度计示数变大，所以通过液体温度的变化表示电阻丝放出的热量，故D正确。
故选D。
7.【答案】A。
【解析】A．从安全用电的角度来分析，开关必须串联在火线和用电器之间，故A正确；
B．钢丝的电阻小、熔点高，在电流过大时，产生的热量不容易达到熔点，因此钢丝不会熔断，起不到保险的作用。故B错误；
C．把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用，这样当金属外壳漏电时，不能将电及时导向大地，易引发触电，故C错误；
D．使用测电笔时，手不能接触笔尖的金属体，否则会发生触电事故，手指要接触测电笔上金属笔尾，故D错误。
故选A。
8.【答案】C。
【解析】A．灯泡正常发光时的电阻为=12Ω
故A错误；
B．用导线先把M、N分别与A、B相连，再把O与M相连，再用导线连接A和C，接着闭合开关S，当移动滑动变阻器的滑片P至最左端，灯泡和电阻R并联，电流表测量干路中的电流，由并联电路电压的规律可知此时灯泡和电阻两端的电压是6V，由图丙可知通过电阻的电流是0.45A，灯泡的电流
电流表示数为I=IR+IL=0.45A+0.5A=0.95A
故B错误；
C．把M、O、N分别与A、B、C相连，闭合开关S，此时滑动变阻器连入电路的电阻为1Ω，电阻R、灯泡L和滑动变阻器串联，此时电路中的电流为I′=0.4A，根据欧姆定律可得，滑动变阻器两端电压为
U滑=I′R滑=0.4A×1Ω=0.4V
由图丙得对应0.4A的电阻R两端电压为3.5V，串联电路中总电压等于各分电压之和，灯泡两端的电压为UL实=U-U滑-UL=6V-0.4V-3.5V=2.1V
此时小灯功率为PL实=UL实I′=2.1V×0.4A=0.84W
故C正确；
D．由图丙可知，当R两端的电压为1V、3.5V、6V时，通过的电流为0.2A、0.4A、0.45A，由可知，R的阻值依次为5Ω、8.75Ω、13.3Ω，电阻R的阻值随着电压的增大而增大，故D错误。
故选C。
9.【答案】C。
【解析】以看出，定值电阻R1与电阻箱R2串联，当电阻箱R2的阻值从小调大时，电路电阻不断变大，电路电流变小，定值电阻R1上消耗的电功率不断变小，故AB错误；
当电阻箱接入的电阻为2Ω时，电路电阻
电路电流
R2上消耗的电功率
当电阻箱接入的电阻为50Ω时，电路电阻
电路电流
R2上消耗的电功率
C．因此当电阻箱R2阻值为2Ω时与为50Ω时，R2上消耗的电功率相等，故C正确；
D．当电阻箱R2等于定值电阻R1的阻值10Ω时，电阻箱的电功率最大，电阻箱R2的阻值从小调大时，电阻箱R2上消耗的电功率先变大后变小，故D错误。
故选C。
10.【答案】B。
【解析】电源两端电压为6V保持不变，定值电阻为10Ω，由题意可知，当电压表的最大测量值为3V时，此时定值电阻R1两端的电压U1=3V
电路中的电流
因此电路中的最大电流为0.3A；此时滑动变阻器两端的电压为U2min=U-U1=6V-3V=3V
则最小电阻为
AB．电路中的最小电流为
则电流表示数允许的变化范围为0.2~0.3A。
电阻R1消耗的最大功率为
最小功率为
电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4~0.9W。故A错误，B正确；
C．以上分析可知，变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为10Ω~20Ω。故C错误。
D．电路消耗的最大功率为
电路消耗的最小功率为
电路消耗总功率允许的变化范围为1.2~1.8W。故D错误。故选B。
11.【答案】断开 b 10：1
【解析】根据，电源电压一定，故总电阻最小时，电功率最大，为加热档，而当总电阻最大时，电功率最小，为保温档，而当开关断开时，只有一个电阻R1接入，而当开关闭合时，两个电阻并联，总电阻最小，此时为加热档，故开关断开时，为保温档。
为了防止触电事故，开关必须接在火线上，故与b端相连的接火线。
已知烧煮时的功率是保温时的11倍，则保温时的功率为
烧煮时的功率
经整理即可得出
故R1：R2比值为10：1。
12.【答案】4 165 1.32×105
【解析】
正常“煮饭”时，电流为
由图知，当两开关都闭合时，只有R2接入电路，电路中电阻最小，由，电路消耗的功率最大，此时电饭锅处于“煮饭”状态，当S闭合，S1断开时，两电阻串联，总电阻最大，此时总功率最小，电饭锅处于“保温”状态，电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为
所以
R2的阻值
煮饭电流4A，所以保温电流1A，R1的阻值为
在保温状态下工作10min，电路消耗的电能为
W=UI2t=220V×1A×600s=1.32×105J
13.【答案】如图 C 电压表的示数为2.5V 0.75 小于
【解析】
(1)做“测定小灯泡电功率的实验”中，电压表测量小灯泡两端的电压，因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表量程选择为0～3V，因为滑片向右移动时，灯泡变亮，即接入的电阻变小，所以接右下端接线柱，如图所示：
(2)小华正确连接电路后，闭合开关，但发现灯泡几乎不亮，很有可能是电路中的总电阻太大，电流太小，灯泡的实际功率小引起的，所以应先移动滑动变阻器观察灯泡是否发光，再去判断其它故障，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
(3)测量灯泡额定功率时，闭合开关，缓慢移动滑片，当电压表的示数为灯泡的额定电压，即2.5V时，停止移动滑片，观察电流表的示数，示数为0.3A，则灯泡的额定功率是
若此时换成“2.5V1W”的另一灯泡，根据可知，这一个灯泡的额定电功率大于原来灯泡的电功率，所以这个灯泡的电阻较小，根据串联电路分压规律可知，此时灯泡两端的电压小于2.5V，所以灯泡的实际功率小于1W。
14.【答案】（1）10Ω；（2）1.25W；（3）0.5W
【解析】
解：（1）小灯泡L正常发光时的阻值
（2）当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a点时，R2与L并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡L恰好正常发光，所以，电源的电压5V，此时定值电阻R2的电功率
（3）当只闭合S1、S3时R1与R2串联，当只闭合S2、S3时R1与L串联，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，当电压表的示数U滑=3V时，R2或L两端的电压分别为
U2=U-U滑=5V-3V=2V
UL′=U-U滑=5V-3V=2V
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流分别为
当电路中的电流为0.1A时，电路消耗的总功率最小，则电路消耗的最小功率
P小=UI1=5V×0.1A=0.5W
答：（1）小灯泡L正常发光时的阻值为10Ω；
（2）定值电阻R2的电功率为1.25W；
（3）保证电路安全时，该电路消耗的最小电功率为0.5W。
15.【答案】（1）0.5A ；　（2）12V；　　（3）240J
【解析】
（1）小灯泡正常发光时的电压UL=6V，功率PL=3W，由P=UI知道，小灯泡正常工作的电流
（2）由知道，灯泡的电阻
当S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，灯泡与变阻器的 电阻串联，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，所以，电路中的电流
I=IL=0.5A
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压
（3）当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，小灯泡恰好正常发光时，电路消耗的总功率
P=UI=12V×0.5A=6W
保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2时，R0与变阻器的电阻并联，由于电路消耗的总功率变化了12W，所以，电路中的总功率
P=12W+6W=18W
因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以，滑动变阻器消耗的电功率
R0的电功率
P0=P-PR=18W-12W=6W
当S、S1、S2都闭合时，要使电路消耗的总功率最大，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最小，又因为“滑动变阻器R标有“18Ω 1.5A” ”，在保证安全的情况下，通过滑动变阻器的电流应是1.5A，故电路消耗电能的最大功率
由 知道，10s内电路消耗电能的最大值
答：（1）小灯泡正常工作的电流是0.5A；
（2）电源电压是12V；
（3）10s内电路消耗电能的最大值是240J。