精品解析2021-2022学年苏教版九年级物理下册第十五章电功和电热章节测试试题（名师精选）

苏教版九年级物理下册第十五章电功和电热章节测试
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图是武汉临江大道使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　　）
A．光电池板是将光能转化为化学能
B．照明灯是将内能转化为电能
C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
2、根据图中所示的两盏白炽灯的铭牌，可以知道（　　）
A．无论两灯如何连接，甲灯一定比乙灯亮
B．串联接在220V电源上，乙灯比甲灯要亮
C．正常发光时，甲灯的电阻大于乙灯的电阻
D．正常发光时，甲灯消耗的电能是乙灯消耗电能的4倍
3、如图甲所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，闭合开关S，滑片P从A端移动到B端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列判断中正确的是（　　）
A．R1两端电压的最大值为5V
B．电路总功率最大时，电路中的电流为0.1A
C．R2的最大阻值为60Ω
D．电路总功率最小时，R2的电功率为0.5W
4、下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．电饭锅 B．电视机 C．抽油烟机 D．电冰箱
5、如图所示的电路中，电源电压为220V。灯泡L1和L2的铭牌上分别有“220V 40W”和“220V 60W”字样。闭合开关S，下列判断中正确的是（　　）
A．L1和L2都恰好能正常发光 B．L1和L2的功率一定相等
C．L1和L2两端的电压一定相等 D．通过L1和L2的电流一定相等
6、如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列判断正确的是（　　）
A．电流表A的示数不变
B．电压表V1的示数变大
C．电路中消耗的总功率变大
D．电压表V2与电流表A示数的比值变小
7、灯上标有“”，灯上标有“”。先将和串联接到的电路中，通过两灯的电流分别为和，两灯的功率分别为和；若将和并联接到同一电路中，通过两灯的电流分别为和，两灯的功率分别为和。若不计灯丝电阻的变化，下列判断正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8、在国际单位制中，电功率的单位是（　　）
A．安培 B．伏特 C．焦耳 D．瓦特
9、如图所示的电路中电源电压保持不变。闭合开关，观察到小灯泡发光，然后将滑动变阻器的滑片P向右缓慢移动一段距离，观察到的现象是（　　）
A．小灯泡变暗，电流表示数变小 B．小灯泡变亮，电流表示数变大
C．小灯泡变暗，电流表示数变大 D．小灯泡变亮，电流表示数变小
10、下列物理量中，以科学家的名字焦耳作为单位的物理量是（　　）
A．电压 B．电功 C．电阻 D．电功率
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V”字样，它的U I图像如图乙所示。只闭合开关S1时，电流表示数为I1，电阻R1消耗的功率为P1，当开关S1、S2都闭合，此时小灯泡恰好正常发光，电流表示数为I2，电阻R1消耗的功率为P1'，已知R1=R2，P1∶P1'=16∶25。灯泡正常发光时的电阻为______Ω，I1为______A，电源电压为______V。
2、如图所示电路，电阻R1标有“6Ω 1A”，R2标有“3Ω 1.2A”，电流表A1、A2的量程均为0~3A，电压表量程为0~15V，在a、b间接入电压可调的直流电源。闭合开关S后，为保证电路元件均不损坏，这个电路的最大功率是___________W，此时R1的电功率是___________W。
3、一节新的干电池的电压通常是___________，家中电视机、电冰箱、电灯等用电器之间的连接方式是___________（选填“串”或“并”）联。
4、电阻R1、R2并联在电路中，在相同时间内消耗的电能之比为2:3，则它们的阻值之比为______；若将它们串联在电路中，消耗的电功率之比为______。
5、小明家有一个规格为“220V 1000W”的用电器，该用电器可能是 _____（选填“台灯”、“电饭锅”或“电视机”），该用电器是利用电流的 _____效应工作的。如图所示，这是家庭的部分电路，开关闭合后，灯不亮，用试电笔接触A、B、C三点，氖管均发光，接触D点时氖管不发光，则故障可能是 _____（选填“火线断路”、“灯丝烧断”或“CD断路”）。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、如图所示，是某家用电热煮茶器的简化电路图。R1和R2均为电热丝，S为温度传感切换开关。R1的阻值是44Ω，R2的阻值是396Ω，电源电压220V，开关S接“1”时，为加热状态；当煮茶器里面的水温达到100 °C时，开关S可以自动切换到“2”，进入保温状态。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），R1、R2不受温度的影响。试求：
（1）保温状态时，电路消耗的总功率是多少；
（2）将1kg初温为23 ℃的水加热到100 °C需要吸收多少热量；
（3）假设该电热煮茶器的加热效率为98%，则实现（2）的过程需要加热多长时间。
2、在如图电路中，电源电压为6V，R1＝4Ω，闭合开关S后，电压表读数为2V。求：
（1）通过R1的电流？
（2）电阻R2的阻值？
（3）该电路的消耗电功率？
3、如图所示，电源电压可调，小灯泡标有“”的字样，小灯泡、标有“”的字样，（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）
（1）闭合开关、、，调节电源电压为时，求电流表的示数；
（2）闭合开关，断开开关、，调节电源电压为时，求电路消耗的总功率；
（3）闭合开关、，断开开关，调节电源电压为时，求小灯泡的实际发光功率。
4、现代人提倡“低碳生活”，某公司发明了一种走路时能发电并充电的鞋子充电鞋，这种鞋的后跟装有一个小型涡轮发电机。行走时利用脚跟下落时对鞋跟向下的压力压缩鞋跟做功，使小型涡轮旋转发电，并能给手机、MP3等充电。如图所示，是一名质量为60kg的成年人走路时提起脚跟的示意图，O点是脚尖与鞋底面的接触点，F1为人抬脚时提起脚跟的力，F2的大小等于人的体重，OA=20cm，AB=5cm。每次脚跟下落时，脚跟对鞋跟的下压力F为F1的1.2倍，并向下压缩鞋跟0.5cm。则：（g取10N/kg）
（1）脚跟对鞋跟的下压力F为多大？
（2）人落脚一次下压力做功多少J？
（3）若人步行时平均步距为50cm，充电鞋发电并充电的效率为15%。利用充电鞋给标有“3.6V 1000mAh”耗尽电能的手机电池充电，人至少要行走多远的距离？
5、如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。求：
（1）低温挡工作时，电路中的电流是多少？
（2）发热电阻R1的阻值是多少？
（3）小明发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化）
---------参考答案-----------
一、单选题
1、C
【解析】
【详解】
A．光电池板是将光能转化为电能，而不是化学能，故A不符合题意；
B．照明灯工作时，将电能转化为光能，故B不符合题意；
C．风力吹动小风扇转动发电，将机械能转化为电能，故C符合题意；
D．蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将电能转化为化学能，故D不符合题意。
故选C。
2、B
【解析】
【详解】
ABC．根据题意，由可得甲乙两灯正常发光的电阻分别为
，
所以正常发光时，如果两灯串联，则电流相同，由可得两灯实际功率；如果两灯并联，则电压相同，由可知两灯实际功率。即串联接在220V电源上，乙灯比甲灯的实际功率大，乙灯比甲灯要亮。故AC不符合题意，B符合题意。
D．由可知，灯泡消耗的电能既与功率有关，又与时间有关，没有说明时间关系，无法比较。故D不符合题意。
故选B。
3、D
【解析】
【详解】
A．由电路图可知，R1与R2串联接入电路，电流表测电路中电流，电压表测R2两端电压，由串联电路的电压规律可知，R2两端电压越小，则R1两端电压越大，由图乙可知，R2两端电压最小为0，则此时R1两端电压最大，等于电源电压，为6V，故A错误；
B．因电源电压不变，故由P=UI可知，电路中电流越大，则电路总功率越大，由图乙可知，此时电路中电流最大为Imax=0.6A，故B错误；
C．由串联电路电阻等比例分压可知，滑动变阻器接入电路中的阻值越大，则R2两端电压越大，由欧姆定律可知，此时电路中电流越小，由图乙可知，R2两端电压最大为Umax=5V，此时电路中的电流为Imin=0.1A，故由欧姆定律可知，此时R2的最大阻值为
故C不符合题意；
D．由BC中分析可知，当电路中电流最小时，此时电路中总功率最大，此时R2的阻值最大，为50Ω，此时电路中的电流最小，为Imin=0.1A，故由P=UI可知，此时R2的电功率为
P2=I minR2=（0.1A） ×50Ω=0.5W
故D符合题意。
故选D。
4、A
【解析】
【详解】
A．电饭锅主要是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故A符合题意；
B．电视机主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；
C．抽油烟机是利用电动机来工作的，将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意；
D．电冰箱利用电动机带动压缩机来工作，将电能主要转化为机械能，故D不符合题意。
故选A。
5、D
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知，两个灯泡的规格不同，由可得，两个灯泡的电阻大小关系为R1>R2，由电路图可知，两个灯泡串联，根据串联电路中电流处处相等可得，通过L1和L2的电流一定相等；由U=IR可知，两灯泡通过的电流相等，而两灯泡的电阻不相等，则L1和L2两端的电压一定不相等；由P=UI可知，灯泡两端的电压不相等，通过两灯泡的电流相等，则两个灯泡的电功率一定不相等；由串联电路中的电压规律可得U=U1+U2，即两个灯泡的电压之和等于电源电压220V，则每个灯泡两端的实际电压都小于额定电压220V，则L1和L2都不能正常发光。故ABC错误，D正确。
故选D。
6、C
【解析】
【详解】
A．如图，R1与R2串联，电压表V1测量R2两端电压，V2测量R1两端电压，电流表测电路中电流。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，所以电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故A错误；
B．电路中的电流变大，由欧姆定律可知，R1两端的电压变大，即电压表V2的示数变大，由于电源电压不变，根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的等于之和可知，R2两端的电压变小，即电压表V1的示数变小，故B错误；
C．电源电压不变，电路中的电流变大，根据P＝UI可知电路中消耗的总功率变大，故C正确；
D．由欧姆定律可知，电压表V2与电流表A示数的比值等于定值电阻R1的阻值，则两者的比值不变，故D错误。
故选C。
7、B
【解析】
【详解】
灯上标有“”，灯的电阻为
灯上标有“” 灯的电阻为
A．先将和串联接到的电路中，由于串联，电流处处相等，故，根据 可知，电阻大的，功率大，故，故A错误；
D．若将和并联接到同一电路中，根据可知，电阻越大，电流越小，故，电压相同，电功率的大小是，故D错误；
B．先将和串联接到的电路中，其电流为
当两灯并联时，通过的电流为
则
根据可知，电阻的大小相同，故
故B正确；
C．两灯并联时，通过的电流为
两灯串联时，其电流为
故
由于电阻相同，故
故D错误。
故选B。
8、D
【解析】
【详解】
A．安培简称安，用A表示，是电流的单位，故A不符合题意；
B．伏特简称伏，用V表示，是电压的单位，故B不符合题意；
C．焦耳简称焦，用J表示，是一切功和能的单位，故C不符合题意；
D．瓦特简称瓦，用W表示，是所有功率的单位，也是电功率的单位，故D符合题意。
故选D。
9、A
【解析】
【详解】
由图中可知，滑动变阻器与小灯泡串联接入电路，电流表测电路中的电流，将滑动变阻器的滑片P向右移动一段距离后，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电路中的总电阻变大，电源电压不变，故由欧姆定律可知，电路中的电流变小，故电流表示数变小；由P=I2R可知，小灯泡的实际功率变小，故小灯泡的亮度将变暗。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10、B
【解析】
【详解】
A．电压的单位是伏特，故A不符合题意；
B．电功的单位是焦耳，故B符合题意；
C．电阻的单位是欧姆，故C不符合题意；
D．电功率的单位是瓦特，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、 6 0.8 11
【解析】
【详解】
[1]小灯泡正常发光，则小灯泡两端的电压为6V，根据图乙可知，通过小灯泡的电流为1A，根据欧姆定律，小灯泡正常发光时的电阻
[2]当开关S1、S2都闭合时，电路中L和R1串联，小灯泡正常发光，串联电路电流处处相等，电路中的电流为1A，电阻R1消耗的电功率，只闭合开关S1时，电流表示数为I1，电阻R1消耗的功率，则
闭合S2前后，电流之比为
已知I2=1A，则I1=0.8A。
[3]根据图乙可得，当电路中的电流为0.8A时，灯泡两端的电压是3V，且R1=R2，由串联电路的特点和欧姆定律可得，只闭合开关S1时电源电压
U=UL+I1(R1+R2)=UL+2R1I1=3V+2×0.8A×R1
当开关S1、S2都闭合时，电源电压
U=UL+I2R1=6V+1A×R1
因为电源电压不变，解得电源电压R1=5Ω，U=11V。
2、 6.48 2.16
【解析】
【详解】
[1][2]闭合开关S后，R1、R2并联，电流表A1、测量干路电流，A2测量R2中电流，电压表测量各支路两端电压（或电源电压）。根据欧姆定律得，两电阻两端允许的最大电压分别为
故为了保证电路元件均不损坏，电源电压（或R1、R2两端电压）U最大为3.6V。根据得, R1的电功率是
电路的最大功率是
3、 1.5V 并
【解析】
【详解】
[1]一节新的干电池的电压通常是1.5V。
[2]家中电视机、电冰箱、电灯等用电器之间工作互不影响，所以它们之间的连接方式是并联。
4、 3:2 3:2
【解析】
【详解】
[1]电阻R1、R2并联在电路中，电压相等，根据，在相同时间内电阻之比等于消耗电能的反比，所以
[2]若将它们串联在电路中，电流相等，根据，消耗的电功率之比与电阻成正比，故
5、 电饭锅 热 CD断路
【解析】
【详解】
[1]根据常识知道，台灯的额定功率一般小于40W，电饭锅的额定功率在1000W左右、电视机的额定功率在200W左右，所以规格为“220V 1000W”的用电器可能是电饭锅。
[2]电饭锅在工作的过程中，是利用电流的热效应工作的，电能主要转化为内能。
[3]开关闭合后，灯不亮，用试电笔测试A、B、C三点，氖管都发光，这说明从火线到ABC点之间的电路都是完好的，没有断路；而试电笔测试D点时，氖管不发光，这说明C点到D之间的导线出现断路。
三、计算题
1、（1）110W；（2）3.234×105J；（3）300s
【解析】
【详解】
（1）由题意可知，保温状态时，R1、R2串联，保温状态下，电路消耗的总功率
（2）将1kg初温为23℃的水加热到100℃需要吸收的热量
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣23℃）＝3.234×105J
（3）由可知，电热煮茶器消耗的电能
开关S接“1”时，电路只有R1工作，为加热状态，此时的加热功率
由可知，需要加热的时间
答：（1）保温状态时，电路消耗的总功率是110W。
（2）将1kg初温为23℃的水加热到100℃需要吸收的热量为3.234×105J。
（3）假设该电热煮茶器的加热效率为98%，则实现（2）的过程需要加热的时间为300s。
2、（1）0.5A；（2）8Ω；（3）3W
【解析】
【详解】
解：（1）通过R1的电流
（2）因为串联电路电源电压等于各部分电压之和，所以电阻R2两端电压
U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V
串联电路处处电流相等，所以I2＝I1＝0.5A，由可得，R2的阻值
（3）电路消耗的电功率
P＝UI＝6V×0.5A＝3W
答：（1）通过R1的电流为0.5A；
（2）电阻R2的阻值为8Ω；
（3）该电路的消耗电功率为3W。
3、（1）；（2）；（3）0
【解析】
【详解】
解：（1）当闭合、、时，被短路，、两灯并联，电流表测量干路电流，已知电源电压为，则并联电路两端的电压为，所以、两端电压为，与灯泡的额定电压相等，所以，灯泡、正常工作，则由可得
则电流表的示数为
（2）闭合，断开、时，、两灯串联，由于、规格相同，根据串联电路的分压特点可知
则、正常工作，总功率为
（3）闭合开关、，断开开关，被短路，只有连入电路，因为电源电压为，则此时两端电压为远高于的额定电压，因此被烧坏，故实际功率为零。
答：（1）闭合开关、、，调节电源电压为时，电流表的示数为。
（2）闭合开关，断开开关、，调节电源电压为时，电路消耗的总功率为。
（3）闭合开关、，断开开关，调节电源电压为时，小灯泡的实际功率为0。
4、（1）576N；（2）2.88J；（3）1.5×103m
【解析】
【详解】
解：（1）人的重力
F2的大小等于人的体重，即
依题意得
由杠杆平衡条件得
每次脚跟下落时，脚跟对鞋跟的下压力F为F1的1.2倍，即
（2）每次脚跟下落时，脚跟对鞋跟的下压力F为F1的1.2倍，并向下压缩鞋跟0.5cm，所以人落脚一次下压力做功
（3）手机充满电需要的电能为
将手机充满电，需要压力做的功为
人需要行走的距离为
答：（1）脚跟对鞋跟的下压力F为576N；
（2）人落脚一次下压力做功2.88J；
（3）若人步行时平均步距为50cm，充电鞋发电并充电的效率为15%。利用充电鞋给标有“3.6V 1000mAh”耗尽电能的手机电池充电，人至少要行走1.5×103m。
5、（1）2A；（2）40Ω；（3）200V
【解析】
【详解】
解：（1）低温挡工作时电路中的电流
（2）当只闭合S1时，R1、R2串联，处于低温挡，此时电路的总电阻为
根据串联电路的电阻关系可知，发热电阻R1的阻值
（3）“3000r/(kW h)”表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000转，电能表转盘转25转消耗的电能
电烤箱的实际功率
根据
可知，电烤箱的实际电压
答：（1）低温挡工作时，电路中的电流是2A；
（2）发热电阻R1的阻值是40Ω；
（3）用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。