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专题攻克练习题（名师精选）

苏教版九年级物理下册第十五章电功和电热专题攻克
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、如下图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L上标有“8V 0.32A”字样，滑动变阻器R1标有“100Ω 1A”，定值电阻R2的阻值为90Ω，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”。闭合开关S、S2和S3，R2消耗的电功率为3.6W；小灯泡L的U-I图像如图乙所示。在保证电路安全的前提下，下列说法正确的是（　　）
①电源电压为18V
②只闭合开关S、S1时，电流表的示数范围是0.16A～0.32A
③闭合开关S、S2和S3时，R1的取值范围是45Ω～100Ω
④电路的最大功率和最小功率之比是3:1
A．①③ B．②④
C．①④ D．①②③
2、下列选项中符合安全用电要求的是（　　）
A．在高压线下放风筝
B．多个大功率用电器同时使用一个插座
C．用湿布擦拭正在工作的电视机
D．发生触电事故时，应先切断电源
3、如图所示电路，电源电压恒为6V，定值电阻R1为10Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。为了保证电路中各元件安全工作，下列选项正确的是（ ）
A．电路中允许通过的最大电流是0.6A
B．变阻器R2接入电路的最大阻值是10Ω
C．定值电阻R1的最大功率是3.6W
D．电路的总功率最小值是0.9W
4、图甲所示电路中，电源两端电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P从一端移动到另一端时，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，下列说法中正确的是（　　）
A．电源电压为5V
B．滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω
C．当电流表示数为0.1A时，定值电阻R1消耗的电功率为0.5W
D．当电流表示数为0.6A时，电路消耗的总电功率为3.6W
5、图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．笔记本电脑 B．电视机
C．电暖气 D．电风扇
6、某同学做电学实验，通过改变滑动变阻器的电阻大小，测量并记录了多组电压表和电流表的读数，根据表格中记录的数据分析，他所连接的电路可能的是：（　　）
（图中L为实验室用小灯泡，R为实验室用定值电阻）
U/V 1 1.5 2 2.5 3 3.5
I/A 0.20 0.24 0.26 0.28 0.30 0.34
A． B． C． D．
7、下列说法中，最接近实际情况的是（　　）
A．家用电饭锅的正常工作电流大约是20mA B．家用白炽灯功率约为40W
C．人的正常体温约为39 D．物理实验用的导线的电阻约为1k
8、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．
9、在如图所示的家用电器中，消耗电能主要是用来产生热量的是（　　）
A．电熨斗 B．台式电风扇
C．电视机 D．笔记本电脑
10、图甲所示电路中，电源电压恒定，为定值电阻，R为热敏电阻。开关S闭合，当R的温度发生改变时，R两端电压随温度t变化的关系图象如图乙所示，功率为，R的功率为，电路总功率为。则、、随温度t变化的关系图象可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
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、如图所示是一种家庭用电子式电能表的表盘，表盘上标有“3200imp/kW·h”，表示每消耗1kW·h电能，指示灯闪烁3200次。某用电器单独接在该电能表上正常工作6min，电能表指示灯闪烁了320次。该用电器的额定功率是___________W，则这个家用电器可能是___________（选填“空调”、“台灯”或“电脑”）。
2、完成下列各小题：
（1）读出1图电流表的示数______；
（2）读出2图电压表的示数______；
（3）读出3图电阻箱的示数是______Ω＝______MΩ；
（4）如4图是“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验装置，将此装置接入电源通电，可以探究电流产生的热量与______的关系，若测得通过A、B容器内的电阻的电流为1A，通电1min，则B容器内的电阻产生的热量是______J。
3、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。
4、如图甲所示电路，电源电压保持不变，灯泡电阻不受温度影响。当开关S闭合时两电压表指针偏转均如图乙所示，灯泡L2的电功率为2.4W，则1min内灯泡L1消耗电能___________J。
5、用电器的电压和电功率的关系：
电压关系 功率关系 用电器工作情况
U实=U额 P实=P额 用电器正常工作
U实＜U额 P实＜P额 用电器不能正常工作
U实＞U额 P实＞P额 易损坏用电器
电灯的亮度由____________决定，_______（填“电流”“电压”或“实际功率”）越大，灯越亮。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、家庭用的电热水壶通常具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能，其简化电路如图所示，S1是安装在壶底的温控开关（实际是包含温度传感器的电路，下同）。通常是闭合的，通过调整参数，可设置开关的断电温度，即当环境温度达到某一值时便自动断开；S2是壶壁上的温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水壶便处于保温状态；S3是电动出水开关，人工按下时才闭合，电磁泵将水抽出。已知R3=200Ω，电热水壶保温功率为44W，加热功率为1000W。
（1）闭合S3时，电磁泵两端电压为12V，求电磁泵的电功率；
（2）电热水壶处于加热状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？
（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后2s，开关S1便自动断开，以保护设备，避免火灾，则应将S1的断电温度设置为多少？假定水烧干瞬间，发热盘的温度为102℃，且不计热损失，已知发热盘的质量为0.5kg，比热容为0.5×103J/(kg·℃)。
2、如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器R2最大阻值是20Ω。闭合开关，滑动变阻器的功率P与其电阻R图像如图乙所示。求：
（1）R1的电阻；
（2）当滑片P滑至最右端时，电流表的示数为多少？
（3）当滑片P滑至中点时，通电10min电流通过R1产生的热量是多少？
3、小丹妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为700W，问：
（1）小丹帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？[]
（2）加热系统加热时的热效率是多少？
4、某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。为下盘电热丝，为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2200W。如图为煎烤机的内部简化电路图（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。
（1）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？
（2）以最大额定功率工作时，1min消耗多少电能？
（3）电热丝的阻值是多大？
5、某中学纳米课题小组的同学了解到的某一厂家生产的新产品“纳米电热水器”工作时有高温、中温、低温三挡部分技术参数表和电路原理图如图所示。
（1）开关S接哪一挡（“1”、“2”、“3”）时为低温挡；
（2）求R1的阻值；
（3）求满箱初温为20℃的水升温升至40℃需要吸收的热量（c=4.2×103J/（kg ℃））
（4）若中温挡的加热效率为80%，求达到第（3）问效果需要的时间。
型号 额定电压（V） 水箱容量（L） 频率（Hz） 额定功率（kW）
DJW50N 220 50 50 0.5/1.0/2.2
---------参考答案-----------
一、单选题
1、A
【解析】
【详解】
①由电路图可知闭合开关S、S2和S3，此时R1与R2并联，R2消耗的电功率为3.6W，由知R2此时两端的电压为
由并联电路电压规律可知电源电压为
故①正确；
②只闭合开关S、S1时，由电路图可知此时R1与灯泡串联，电压表测R1两端的电压，灯泡的额定电流为0.32A，所以电流表的示数最大值为0.32A，电压表最大值为15V，由串联电路电压规律可知此时灯泡电压为3V，由乙图可知，此时电流为0.20A，故电流表的示数最小值为0.20 A，所以只闭合开关S、S1时，电流表的示数范围是0.20A～0.32A，故②错误；
③闭合开关S、S2和S3时，此时R1与R2并联，电流表测干路电流，则
由电流表的量程为“0～0.6A”可知总电流最大为
流过R2的电流为
所以流过R1的电流为
所以R1的最小阻值为
由于滑动变阻器R1标有“100Ω 1A”，所以R1的最大阻值为100Ω，所以闭合开关S、S2和S3时，R1的取值范围是45Ω～100Ω，故③正确；
④闭合开关S、S2和S3，干路最大电流为0.6A，当只闭合开关S时R1与灯泡串联，电压表断路，由乙图小灯泡L的U-I图像可知小灯泡的最小电流为0.16A，由串联电路电流各处相等可知，电路中最小电流为0.16A，由知，电路的最大功率和最小功率之比是
故④错误。
故A正确，BCD错误。
故选A。
2、D
【解析】
【详解】
A．人靠近高压线，易发生高压电弧触电，所以不能在高压线下放风筝，故A不符合题意；
B．多个大功率用电器同时使用一个插座，会使总电流过大，容易烧坏插座、引起火灾，故B不符合题意；
C．生活用水是导体，用湿布擦正在工作的电视机，可能会发生触电事故，故C不符合题意；
D．发生触电事故时，要先切断电源，否则，施救者也会触电，故D符合题意。
故选D。
3、B
【解析】
【详解】
A．电路中定值电阻和滑动变阻器串联，由滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”可知电路中允许通过的最大电流为0.5A。故A错误；
B．由图知，R1、R2串联，量程为0~3V的电压表测量的是R2两端电压，且最大电压为3V，根据串联电路电压规律：总电压等于各用电器两端电压之和。所以R1两端电压最高为
此时R1、R2刚好平分电源电压，即R2此时连入电路的的阻值最大和R1相等，即为10Ω。故B正确；
C．电路中定值电阻和滑动变阻器串联，由滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”可知电路中允许通过的最大电流为0.5A。根据得，定值电阻R1的最大功率为
故C错误；
D．由题知，电路的总电压恒为6V，根据得，由B分析知，滑动变阻器能接入电路的最大阻值为10Ω时，此时电路的总电阻最大为
根据得，电路的总功率最小值为
故D错误。
故选B。
4、D
【解析】
【详解】
由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中的电流，从乙图可以看出通过R2的电流I与其两端电压电压U的关系。
A．由图乙可知，滑片P从最左端移动到最右端定值电阻
当滑片在最右端时
所以
电源电压
故A错误；
B．由图乙可知，当滑动变阻器两端电压为5V时，电路电流I=0.1A。此时滑片置于最右端，所以滑动变阻器最大阻值
故B错误；
C．当电流表示数为0.1A，电阻R消耗电功率为
P1==（0.1A）210Ω=0.1W
故C错误；
D．当电流表示数为0.6A时，滑动变阻器阻值是0Ω，电路消耗总功率
故D正确。
故选D。
5、C
【解析】
【详解】
A．笔记本电脑工作时，电能并不是主要转化为内能，而是转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B．电视机工作时，电能并不是主要转化为内能，而是转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．电暖气工作时，电能转化为内能，使周围环境温度升高，利用电流热效应工作，故C符合题意；
D．电风扇工作时，电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作，故D不符合题意。
故选C。
6、A
【解析】
【详解】
AC．由知道，每次实验与电压表并联的电阻分别为5Ω、6.25Ω、7.7Ω、8.9Ω、10Ω、10.3Ω，说明此电阻随电流、电压的增大而增大，即与电压表并联的电阻是变化的，由于灯泡的电阻随电压的增大而增大，所以，说明电压表是并联在小灯泡的两端，电流表测量电路的电流，故A符合题意，C不符合题意；
BD．图中电压表测量的是电源电压，随着滑动变阻器的电阻大小改变，电压表示数不变，故BD不符合题意。
故选A。
7、B
【解析】
【详解】
A．家用电饭锅的正常工作的功率约为2000W，电流大约是
故A不符合题意；
B．家用白炽灯泡的功率较小，约为40W，故B符合题意；
C．人的正常体温约为，故C不符合题意；
D．物理实验用的导线的电阻很小，可以忽略不计，故D不符合题意。
故选B。
8、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。
9、A
【解析】
【详解】
A．电熨斗通电后主要是发热，把电能主要转化为内能，是电流的热效应，故A符合题意；
B．台式电风扇通电后主要是转动，把电能主要转化为机械能，故B不符合题意；
C．电视机通电后主要是发光和产生声音，把电能主要转化为光能、声能，故C不符合题意；
D．笔记本电脑通电后主要是把电能转化为光能和声能，故D不符合题意。
故选A。
10、D
【解析】
【详解】
AB．图甲中，定值电阻R0和电阻R串联，电压表测R两端的电压，由乙图可知，热敏电阻R两端的电压UR跟温度t 之间的关系是温度越高，热敏电阻R两端的电压增大，且UR跟t之间是一次函数关系，可设
UR=kt+b
根据串联电路电压规律可知，定值电阻R0两端的电压
U0=U-UR=U-kt-b=-kt+U-b
功率为
定值电阻的功率P0与温度t之间的关系是二次函数关系，故AB错误；
C．根据串联电路电流规律可知电路中的电流
R的功率为
R的功率与温度t之间的关系是二次函数关系，故C错误；
D．电源的电压不变，电路总功率为
所以P-t图线应是一条斜向下的直线，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、 1000 空调
【解析】
【详解】
[1][2]由题意可知，该用电器正常工作6min消耗的电能是
6min=0.1h，该用电器的额定功率是
根据生活经验可知，这个家用电器可能是空调。
2、 0.3A 12.5V 35 3.5×10﹣5 电阻 600
【解析】
【详解】
（1）[1]图A，该表为电流表，使用的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A。
（2）[2]图B，该表为电压表，使用的量程为0～15V，分度值为0.5V，示数为12.5V。
（3）[3][4]图C中，电阻箱的示数为
（4）[5]由图示实验可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流与通电时间相等而电阻阻值不同，此装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系。
[6]电阻产生的热量
3、 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
4、36
【解析】
【详解】
由电路图知道，电灯L1、L2串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测L1两端的电压。因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电压表V1的示数应大于V2的示数；而两个电压表指针偏转相同，所以，说明电压表V1的量程是0～15V，分度值为0.5V，示数为6V，即电源电压
U=6V
电压表V2的量程是0～3V，分度值为0.1V，示数1.2V，即L1两端的电压
U1=1.2V
由串联电路的特点知道，L2两端的电压
U2=U-U1=6V-1.2V=4.8V
因为灯泡L2的电功率为2.4W，由知道，电路的电流
由 知道，1min内灯泡L1消耗电能
5、 实际功率 实际功率
【解析】
【详解】
[1][2]由表中数据可知，灯泡两端的实际电压越大，灯泡的实际功率越大，灯泡越亮，所以灯泡的亮度是由实际功率决定的。
三、计算题
1、（1）12.48W；（2）48.4Ω；（3）110℃
【解析】
【详解】
解：由图和题意可知，闭合开关S1和S2，电阻R1和R2并联，此时电路中的总电阻较小，据知，此时电热水壶处于加热状态；只闭合开关S1时，只有电阻R2工作，此时电路中的电阻较大，电热水壶处于保温状态；只闭合开关S1和S3时电动机和电阻R3串联再和R2并联，电磁泵将水抽出，电动机工作。
（1）闭合S1、S3时，电动机和电阻R3串联再和R2并联，已知此时电磁泵两端电压为12V，则由串联电路电压的规律可得，电阻R3两端的电压
U3=U-U泵=220V-12V=208V
这一支路的电流为
则电磁泵的电功率
P泵=U泵I=12V×1.04A=12.48W
（2）电热水壶处于加热状态且不抽水时，电阻R1和R2并联，根据可得，电路中的总电阻
（3）由可得，水烧2s后，电热水壶加热消耗的电能为
W=Pt=1000W×2s=2000J
瓶里的水烧干后，S2没有自动断开（仍然是加热状态），不计热损失，电流产生的热量全部被发热盘吸收，即
W=Q放=Q吸
设应将S1的断电温度设置为t℃，发热盘吸收的热量
Q吸=cm t=0.5×103J/(kg ℃)×0.5kg×(t℃-102℃)=2000J
解得
t=110℃
答：（1）电磁泵的电功率为12.48W；
（2）电热水壶处于加热状态且不抽水时，电路中的电阻是48.4Ω；
（3）应将S1的断电温度设置为110℃。
2、（1）10Ω；（2）0.2A；（3）540J
【解析】
【详解】
解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器滑片P滑至最右端时，滑动变阻器的电阻最大，为R2＝20Ω，由图像可知滑动变阻器消耗的电功率P2＝0.8W，串联电路中各处的电流相等，由P＝I2R可得，电路中电流表的示数
（2）由P＝UI得R2两端电压
由可得电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则
R1＝R﹣R2＝30Ω﹣20Ω＝10Ω
（3）当滑动变阻器的滑片在中点时电路的电流
通电10min＝600s电流通过R1产生的热量
Q1＝I′2R1t＝(0.3A)2×10Ω×600s＝540J
答：（1）R1的电阻为10Ω；
（2）当滑动变阻器滑片P滑至最右端时，电流表的示数为0.2A；
（3）当滑动变阻器滑片P滑至中点时，通电10min电流通过R1产生的热量是540J。
3、（1）；（2）80%
【解析】
【详解】
解：（1）由可知水吸收的热量为
（2）电能为
加热系统加热时的热效率为
答：（1）此加热过程中水吸收的热量是；
（2）加热系统加热时的热效率是80%。
4、（1）10A；（2）；（3）
【解析】
【详解】
解：（1）煎烤机的最大额定功率为2200W，所以煎烤机正常工作时电路中的最大电流是
（2）以最大额定功率工作时，1min消耗的电能为
（3）当开关S1和S2均闭合时，煎烤机的功率最大，此时电阻丝R1和R2并联在电路中，两电阻丝电压相等，且两电热丝阻值相等，由可知，两电阻丝的功率相等，所以电阻丝R1的功率为
电热丝的阻值是
答：（1）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是10A；
（2）以最大额定功率工作时，1min消耗的电能；
（3）电热丝的阻值是。
5、（1）3；（2）22Ω；（3）4.2×106J；（4）5250s
【解析】
【详解】
解：（1）由电路图可知，开关S接1时，只有R1连入电路中；开关S接2时，R1、R2串联接入电路中；开关S接3时，R1、R2、R3三个电阻串联接入电路中；因串联电阻大于其中任一电阻，故可知开关S接3时，电路中总电阻最大，根据可知，当S接3时为低温挡。
（2）S接1时，只有R1连入电路中，因此时电路的电阻最小，由可知，此时功率最大，由表中数据可知
P大=2.2kW=2200W
解得电阻R1的阻值为
（3）由题意可知，水箱容量为50L，由可得，满箱水的质量为
水箱中的水从20℃的升温至40℃吸收的热量为
（4）S接2时，R1、R2串联接入电路中，电路的电阻较大，为中温挡，由表中数据可知，P中=1000W，由
可得，达到第（3）问效果需要消耗的电能为
需要的时间为
答：（1）开关S接3时为低温挡；
（2）R1的阻值为22Ω；
（3）满箱初温为20℃的水升温升至40℃需要吸收的热量为4.2×106J；
（4）若中温挡的加热效率为80%，达到第（3）问效果需要的时间为5250s。