第十六章电流做功与电功率单元测试2021-2022学年沪科版物理九年级全一册（有答案）

《第十六章 电流做功与电功率》单元测试
一、选择题(每题3分，共30分)
1．下列关于电能的说法正确的是(　　)
A．可以通过电流表把电能直接测量出来
B．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
C．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
D．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
2．某品牌功率高达20 W的高速无线充电器，其输出电压约为5 V，关于该充电器。下列说法正确的是(　　)
A．该充电器的输入电压为 220 V
B．该充电器充电头输出电流可高达 20 A
C．该充电器将电能主要转化为内能
D．功率是表示电流做功多少的物理量
3．如图所示，电源电压U保持不变，电阻R为定值电阻。如果再给R连接一个电阻，接入电路中，使电路消耗电功率的增加量较小，可行的是(　　)
(第3题)
A．给R串联一个较小的电阻
B．给R串联一个较大的电阻
C．给R并联一个较小的电阻
D．给R并联一个较大的电阻
4．一根电阻丝接在电压为U的电路中，它在某段时间内产生的热量为Q，下列措施可以使电阻丝在相等时间内产生的热量为2Q的是(　　)
A．将该电阻丝对折起来接到电压为U的电路中
B．将该电阻丝改接在电压为2U的电路中
C．将该电阻丝剪去一半接在原电路中
D．将该电阻丝均匀拉长到原来长度的2倍后接到电压为U的电路中
5．在“探究电功与哪些因素有关”的实验中，小惠连接了如图所示的电路，以下说法错误的是(　　)
A．此电路探究的是电功与电压的关系
B．实验中，通过灯泡的亮度反映电功的大小
C．滑动变阻器在电路中起到保护电路的作用
D．移动滑动变阻器的滑片从而改变电流，可以进一步探究电功与电流的关系
(第5题)　(第6题)
6．如图所示的电路中，将开关S闭合，完全相同的灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是(　　)
A．灯L1比灯L2亮
B．通过A点的电流大于通过B点的电流
C．灯L1的实际电功率比灯L2的实际电功率小
D．电路中A、B两点间的电压等于B、C两点间的电压
7．如图所示，一个标有“6 V　3.6 W”字样的小灯泡L和最大阻值为50 Ω的滑动变阻器R串联后接在电源电压U恒为6 V的电路中，设灯泡电阻不变，则下列判断不正确的是(　　)
A．无论如何移动滑片P，电路中总功率不会超过2 W
B．移动滑片P，电路中总功率最小值为0.6 W
C．当滑片P滑到某个位置时，L和R的电功率相等
D．在滑片P由a滑向b的过程中，灯泡L的电功率一直在减小
(第7题)　(第8题)
8．某电子积木编成的直升机模型，机身底部装有超声波传感器，能感知飞机与地面的距离；机身内部有电源，开关闭合后螺旋桨会旋转，手持直升机从近地面处升高到1.2 m的过程中，螺旋桨转速逐渐加快，若高度继续增加，螺旋桨转速会减慢。其工作原理如图所示，数字电位器能根据接收到超声波传感器传递的高度信息改变其阻值。能正确描述电动机功率P及数字电位器阻值R随高度变化的关系的图像是(　　)
A B
C D
9．闭合如图所示电路的开关S后，两灯均能发光，且甲表读数为4，乙表读数为2(读数的单位为V或A)，流经开关的电流是3 A。下列判断正确的是(　　)
(第9题)
A．甲是电压表，两灯串联
B．乙是电压表，两灯并联
C．灯L2的电阻为4 Ω
D．两灯的总功率为6 W
10．如图甲所示，电源电压恒定，R2为定值电阻，滑动变阻器R1的最大阻值为18 Ω，电流表量程为0～0.6 A，灯泡L标有“6 V　3 W”字样，灯泡的电阻保持不变。闭合S1和S3，断开S2时，在移动R1滑片的过程中，R1两端的电压U与R1消耗的功率P之间的关系如图乙所示。下列说法错误的是(　　)
(第10题)
A．电源电压为6 V
B．灯泡电阻RL为12 Ω
C．定值电阻R2为15 Ω
D．闭合S1和S2，断开S3时，电路的最大功率为3 W
二、填空题(每空2分，共20分)
11．某自制便携式封口机，使用2节干电池作为电源，接通电路后发热电阻温度升高，它是利用电流的________实现高温封口的。若某封口机工作时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更________(填“大”或“小”)的。
12．绿色生态理念要求人们注重环保节能。现有额定功率为5 W的LED灯与60 W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。
(1)使用________灯照明更符合绿色生态理念；
(2)两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为________。
13．某手机电池容量为4 200 mA·h，电池电压为3.7 V。用一个标有“输出5 V　4 A”的快速充电器，将手机电池从零电量充满，充电效率为84%，需要________min。快充充电线比普通手机充电线要粗一些，这是因为正常工作时，通过快充充电线的________较大。
14．如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物。已知电源电压为80 V，电压表示数为60 V，线圈电阻为1.5 Ω，电动机正常工作时，通过线圈的电流为2 A，在10 s内电动机将重物提升了40 m，此过程中电动机消耗的电能为________J，电流通过线圈产生的热量为________J。
(第14题)(第15题)
15．如图甲所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，则电源电压为______V。当滑片在a点时，通电10 s，R0消耗的电能为______J。
三、作图与实验题(16题15分，17题11分，共26分)
16．小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，设计了如图甲所示的实验电路，小灯泡上标有“2.5 V”字样。
(第16题)
(1)图甲是小明连接的实验电路，同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并在图中改正。
(2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表有示数，电压表没有示数，则故障可能是__________。
(3)排除故障后继续实验，小明进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在如下表格中。当电压表示数为1.7 V时，电流表示数如图乙所示，请根据电流表的示数把表格补充完整。
实验 序号 电压 U/V 电流 I/A 电阻 R/Ω 电功率 P/W 灯泡的 亮度
1 0.5 0.16 3.1 0.08 不亮
2 1.7 较暗
3 2.5 0.28 8.9 0.70 正常
4 3.0 0.30 10.0 0.90 很亮
(4)根据实验目的分析实验数据及现象，可得出的结论是______________________。
(5)实验中小灯泡的电阻变化的原因是________________________________________________________________。
(6)将小灯泡换成5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值电阻还能完成的探究实验是______________________________________________________________。
17．小科发现家中电压力锅的铭牌上标有“1 100 W”字样。他在学习了电能表的相关知识后，想利用家中的电能表来测量电压力锅的实际电功率，看看测出的实际电功率和铭牌上的功率是否相符。
(1)要测量电压力锅的实际电功率，除了家中的电能表，还需要的测量工具是________。
(2)如图所示的是小科家上月初和上月末电能表的表盘，他家上月消耗的电能为________度。
(3)小科家同时工作的家用电器总功率不得超过________W。
(4)测量时，他断开家里其他用电器，只让电压力锅单独工作3 min，观察到电能表指示灯闪烁了80次，则电压力锅在这段时间内消耗的电能是________kW·h，该电压力锅的实际电功率是________W。他发现电压力锅的实际电功率与铭牌上标的功率不相符，导致这一现象的原因可能是______________________。
(第17题)
四、计算题(18题12分，19题12分，共24分)
18．如图甲所示的为某电烤箱的内部简化电路，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像。求：
(第18题)
(1)低温挡工作时的功率；
(2)电热丝R2的阻值；
(3)15 min内R1消耗的电能。
19．如图所示的为模拟调光灯电路，电源电压恒为6 V，灯泡标有“2.5 V　0.5 A”字样(灯丝阻值不变)，滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样。
(1)求灯泡正常发光时的电功率；
(2)求灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值；
(3)该电路设计是否有缺陷？如有，请给出解决办法。
(第19题)
答案
一、1.D　2.A 3．D　4．C　5.D 6．D　7．A 8．D　9．C　10．C
二、11.热效应；大　12.LED；1∶12
13．55.5；电流
14．1 200；60
15．6；180
三、16.解：(1)如图所示。
(第16题)
(2)灯泡短路
(3)0.24；7.1；0.41
(4)灯泡的实际功率越大，灯泡越亮
(5)灯泡的电阻随温度的变化而变化
(6)电压一定时，电流与电阻的关系
17．(1)秒表　(2)68.1　(3)2 200
(4)0.05；1 000；实际电压小于额定电压
18．解：(1)由图可知，闭合开关S，电路为只有R1的简单电路，电路中的电阻较大，由P＝可知电功率较小，处于低温挡；当S和S1闭合时，两个电阻并联，电路中的总电阻较小，由P＝可知电功率较大，处于高温挡；由P＝UI可知，电压不变，低温挡时，通过电路的电流较小；由图乙可知，低温挡时的电流是6 A，低温挡工作时的功率P低＝UI1＝220 V×6 A＝1 320 W。
(2)由图乙可知，低温挡时电路内只有R1的简单电路，电流是6 A，通过R1的电流是6 A，高温挡时的总电流是10 A，高温挡两个电阻并联，由并联电路的特点可知通过R1的电流不变，由并联电路电流的规律可知，通过R2的电流I2＝I－I1＝10 A－6 A＝4 A，电热丝R2的阻值R2＝＝＝55 Ω。
(3)15 min内R1消耗的电能W1＝UI1t＝220 V×6 A×15×60 s＝1.188×106 J＝0.33 kW·h。
19．解：(1)灯泡正常发光时的电压为2.5 V，电流为0.5 A，则此时小灯泡消耗的电功率PL＝ULIL＝2.5 V×0.5 A＝1.25 W。
(2)根据串联电路的电压关系可知，滑动变阻器两端的电压U′＝U－UL＝6 V－2.5 V＝3.5 V；
滑动变阻器接入电路的电阻R′＝＝＝7 Ω。
(3)电源电压6 V大于灯泡的额定电压，由电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻过小时，会造成灯泡两端的电压过大损坏而小灯泡；
为让滑片能自由移动，且小灯泡安全工作，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，灯泡应正常发光，电路中应串联接入一个7 Ω的电阻R0。