北师大版物理九年级上册第十三章电功和电功率 学情评估（含答案）

第十三章学情评估
一、选择题(每题3分，共30分)
1. 下列电学器材测得的数据，可以作为消耗电能收取电费依据的是(　　)
A．电流表　 B．电压表
C．电能表　 D．电阻箱
2. 一台电风扇的电功率是60 W，它表示(　　)
A．1 s内消耗60 W的电能
B．1 s有60 J的电能转化为机械能
C．1 s内消耗的电能是60 J
D．电流在1 s内消耗的电能是60 W/s
3. 如图所示的是现在一般标准住宅户内配电系统方框图。关于空气开关和漏电保护器的作用，下列分析正确的是(　　)
A．当电灯电流过大时，空气开关③将跳闸
B．当插座漏电时，空气开关①将跳闸
C．当空调电流过大时，漏电保护器会迅速切断电流
D．空气开关跳闸，问题解决后需更换新的空气开关
INCLUDEPICTURE"22WB110.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB110.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB110.tif" \* MERGEFORMATINET (第3题)
4. “安全无小事，用电须当心”，下列各项操作中，不符合安全用电原则的是(　　)
A．更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关
B．家庭电路的开关接在零线和灯泡之间
C．不能用湿手扳开关或用湿布擦拭使用中的用电器
D．发现有人触电后，应该首先切断电源，然后再进行其他的救护措施
5. 在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中，小明先断开家中所有用电器，只让图甲所示的电饭锅煮饭3 min，测得电能表指示灯闪烁120次。若只让图乙所示的家用台扇工作6 min，则电能表指示灯闪烁的次数最可能是(　　)
A．4次　　 B．16次　
C．36次　 D．48次
INCLUDEPICTURE"22WB111.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB111.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB111.tif" \* MERGEFORMATINET (第5题)　INCLUDEPICTURE"22WB112.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB112.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB112.tif" \* MERGEFORMATINET (第6题)
6. 用如图所示的装置探究“影响电流热效应的因素”，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是(　　)
A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
7. 一只电热水壶有两根电阻丝，其阻值R1＞R2，现在把这只电热水壶接入电路中将一壶水加热至沸腾，则下列说法正确的是(　　)
A．只接入电阻丝R2，所用时间最短
B．将两根电阻丝串联后接入电路中时，所用时间最短
C．将两根电阻丝并联后接入电路中时，所用时间最短
D．两根电阻丝无论串联和并联，所用时间都相等
8. 在探究“电功率与电阻关系”时，实验准备了阻值分别为5 Ω、15 Ω的 A、B两个同一类型的灯泡。同学们按图甲、图乙设计了两个实验电路进行探究。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是(　　)
A．图甲中A灯泡比B灯泡亮
B．图甲中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，两个灯泡的亮度都变亮
C．图乙中A灯泡比B灯泡亮
D．图乙中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，两个灯泡的亮度都变亮
INCLUDEPICTURE"22WB114.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB114.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB114.tif" \* MERGEFORMATINET (第8题)　INCLUDEPICTURE"22WB115.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB115.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB115.tif" \* MERGEFORMATINET (第9题)
9. 如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30 Ω 1 A”，定值电阻R0的阻值为10 Ω，小灯泡L标有“6 V　3.6 W”(电阻不随温度而变化)，电流表的量程为0～3 A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是(　　)
A．1 ∶4　　 B．1 ∶8
C．2 ∶7　　 D．3 ∶20
10. 图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图像。现将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中。闭合开关S，小灯泡的实际功率为1.8 W，电压表示数为3 V。下列结果正确的是(　　)
①电源电压为9 V　②电阻R的阻值为10 Ω　③电路消耗的总功率为2.7 W　④通过电阻R的电流为0.6 A
A．①②③ B．②③④
C．①④ D．②④
INCLUDEPICTURE"22OT26.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22OT26.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22OT26.tif" \* MERGEFORMATINET (第10题)　INCLUDEPICTURE"22WB117.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB117.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB117.tif" \* MERGEFORMATINET (第11题)
二、填空题(每空2分，共24分)
11. 家庭电路中三孔插座非常普遍，中间的插孔接________线。对人体来说，安全电压一般不高于________ V。如图所示的是小明家的电能表，他家用电总计________kW·h，已知1 kW·h电费为0.50元，则小明家应缴纳的总电费是________元。
12. 物理兴趣小组的师生自制了一个电炉。电炉的电阻丝通过5 A的电流时，每分钟可产生6.6×104 J的热量，则这个电炉的电功率为________ W，电阻丝工作时的电阻为______Ω。
13. 一只小灯泡上标有“6 V　3 W”字样，若要把它接到9 V电源上，为使其正常发光，应串联一个________Ω的电阻。若通电10 s，整个电路电流所做的功为________J。
14. 两个电路元件甲和乙的电流与电压的关系如图所示。若将元件甲、乙并联后接在电压为2 V的电源两端，元件甲和乙消耗的总功率为________W ；若将它们串联后接在电压为3 V的电源两端，元件甲和乙消耗的总功率为________W 。
INCLUDEPICTURE"22WB118.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB118.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB118.tif" \* MERGEFORMATINET (第14题)　　INCLUDEPICTURE"22WB119.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB119.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB119.tif" \* MERGEFORMATINET (第15题)
15. 已知甲、乙两个用电器的额定电压都是6 V，某实验小组通过实验画出两个用电器的I－U图像，如图所示。若把它们串联到同一电路中，它们两端的总电压不得超过________V；若把它们并联在电路中，10 s内电路消耗的最大电能是________J。
三、作图题(共4分)
16. 如图所示的为冰箱工作时的部分电路示意图。冰箱内照明灯由开关S1控制，压缩机M由开关S2控制。根据题意，将图连接完整，并符合安全用电原则。
INCLUDEPICTURE"22WB120.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB120.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB120.tif" \* MERGEFORMATINET (第16题)
四、实验探究题(第17题14分，第18题14分，共28分)
17. 如图甲所示的是“测量小灯泡的电功率”的实验，小灯泡的额定电压为2.5 V。
INCLUDEPICTURE"J-45.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\J-45.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\J-45.tif" \* MERGEFORMATINET (第17题)
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整，要求滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大。
(2)闭合开关后，灯泡发光微弱，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡亮度不变，其原因可能是将滑动变阻器的________(填“A、B”或“C、D”)接线柱接入了电路。
(3)某次实验，电压表示数如图乙所示，欲使小灯泡正常发光，则滑动变阻器的滑片应向________(填“C”或“D”)端滑动，直到电压表的示数为________V。
(4)实验测量的数据如表所示，则小灯泡的额定功率为________W。灯泡的亮度跟实际电功率的关系：灯泡的亮度是由灯泡的________决定的，功率越大灯泡越________。
数据序号 1 2 3 4
发光情况 较暗 较亮 明亮 特亮
电压/V 1.3 2.1 2.5 3.0
电流/A 0.21 0.26 0.28 0.31
电功率/W 0.27 0.55 0.93
18. 如图所示，两个完全相同的密闭容器中各装一电热丝，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω。小明将它们与滑动变阻器串联组成电路，探究“电流产生的热量跟哪些因素有关”。通电后，两容器内的空气被加热后膨胀，使U形管的液面发生变化。
INCLUDEPICTURE"22WB121.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB121.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB121.tif" \* MERGEFORMATINET (第18题)
(1)根据小明的设计，通电后，观察____________________可比较电热丝产生热量的多少。
(2)此电路可探究电流产生的热量与________、________的关系；小华用另一套相同的装置进行实验，发现右边U形管液面没有发生明显变化，其原因可能是________。
(3)电路接通后，通过R1的电流________(填“大于”“等于”或“小于”)R2的电流，通电一段时间后的现象如图所示，可得出的结论是________________________________________。
(4)请根据以上实验结论简要解释“电炉工作时，电炉丝发红而与电炉丝相连的导线却不怎么发热”：__________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________。
五、计算题(共14分)
19. 如图所示的是某型号电热加湿器的原理图，如表为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，且R1＝R2，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的转换。(低挡为小功率加热，高挡为大功率加热)
(1)电阻R1的阻值。
(2)据电热加湿器的原理图计算加湿器处于低挡位置时的发热功率。
(3)如图2所示的是某次使用加湿器工作30 min的图像，请计算加湿器消耗的总电能。
INCLUDEPICTURE"22WB122.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\9物BS\\22WB122.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WB122.tif" \* MERGEFORMATINET (第19题)
额定电压 220 V
高挡发热功率 484 W
水箱容积 3 L
适用面积 20～40 m2
答案
一、1. C　2. C　3. A　4. B　5. B　6. C　7. C　8. C
9. D　点拨：当S闭合，S1、S2断开，灯L和滑动变阻器串联，小灯泡恰好正常发光，则此时的电流I＝＝＝0.6 A；小灯泡的电阻为RL＝＝＝10 Ω；
滑片P移到R的中点时，滑动变阻器接入的有效电阻R′＝15 Ω；则滑动变阻器两端的电压U′＝IR′＝0.6 A×15 Ω＝9 V；
根据串联电路电压的特点，电压电源U＝UL＋U′＝6 V＋9 V＝15 V；
要保证电路安全，分析电路可得当闭合开关S、S1和S2，且通过滑动变阻器的电流为1 A时，干路电流最大，则此时通过R0的电流为I0＝＝＝1.5 A；干路电流即为最大电流I max＝1 A＋1.5 A＝2.5 A；最大功率P max＝UI max＝15 V×2.5 A＝37.5 W；
最小电流即为滑动变阻器接入最大阻值并且与灯L串联时，电流最小，即根据Imin＝＝＝0.375 A；
最小功率P min＝UI min＝15 V×0.375 A＝5.625 W。
10. A　点拨：闭合开关，R和L串联，电压表测量R两端的电压。①小灯泡的实际功率为1.8 W，从图甲且根据P＝UI可知，此时通过灯泡的电流为0.3 A，灯泡两端的电压为6 V，电压表示数为3 V，则R两端的电压为3 V，根据串联电路的电压特点可知电源电压U＝6 V＋3 V＝9 V，故①正确；④通过灯泡的电流为0.3 A，则通过R的电流也为0.3 A，故④错误；②根据欧姆定律可知R＝＝＝10 Ω，故②正确；③电路消耗的总功率P＝UI＝9 V×0.3 A＝2.7 W，故③正确。综上所述，A项符合题意。
二、11. 地；36；6 286.8；3 143.4
12. 1 100；44
13. 6；45
14. 1.2；0.6　点拨：将元件甲、乙并联后接在电压为2 V的电源两端时，因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以，U甲＝U乙＝U＝2 V，由题图可知，通过两元件的电流分别为I甲＝0.4 A、I乙＝0.2 A，因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流I＝I甲＋I乙＝0.4 A＋0.2 A＝0.6 A，则元件甲和乙消耗的总功率P＝UI＝2 V×0.6 A＝1.2 W；若将它们串联后接在电压为3 V的电源两端时，因为串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由题图可知，I′＝0.2 A，U甲′＝1 V，U乙′＝2 V，则元件甲和乙消耗的总功率P′＝U′I′＝3 V×0.2 A＝0.6 W。
15. 8；90
点拨： 已知两个用电器的额定电压都是6 V，由图可知，两个用电器允许通过的最大电流分别为：I1＝1 A，I2＝0.5 A，若将它们串联到同一个电路中，电流处处相等，为保护电路安全，电路中的最大电流为I大＝I2＝0.5 A，由图可知，当电路中电流为0.5 A时，两个用电器两端的电压分别是2 V和6 V，由串联电路电压特点可知电源电压为U＝2 V＋6 V＝8 V；
若把它们并联在电路中，两支路两端的电压为U′＝6 V，由图可知，通过两个用电器的电流分别为0.5 A和1 A，由并联电路的电流特点可知干路电流为：I＝0.5 A＋1 A＝1.5 A，则10 s内电路消耗的最大电能为：W＝U′It＝6 V×1.5 A×10 s＝90 J。
16. 解：如图所示。
INCLUDEPICTURE"22WD51.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\22WD51.TIF" \* MERGEFORMATINET (第16题)
四、17. 解：(1)如图所示。　
(2)C、D　
(3)D；2.5
(4)0.7；实际功率；亮
INCLUDEPICTURE"+++3.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\22秋\\22秋 9物 点训 北师\\+++3.TIF" \* MERGEFORMATINET (第17题)
18. (1)U形管液面的高度差
(2)电阻；通电时间；装置漏气
(3)等于；在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多
(4)电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，电炉丝的电阻较大，产生的热量较多，而导线的电阻极小，所以几乎不发热
19. 解：由图1知，开关S接“1、2”时电路断路为关；“2、3”时两电阻串联，接“3、4”时只有R1接入电路，电源电压一定，由P＝可知，接“2、3”时电阻最大，为低挡，接“3、4”时电阻最小，为高挡。
(1)由图2知，高挡功率：P高＝484 W，由P＝可得R1的阻值：R1＝＝＝100 Ω；
(2)由题知，R2＝R1，低挡发热功率：
P低＝＝＝＝242 W；
(3)由图2知，工作30 min，其中高挡10 min，低挡20 min，所以加湿器消耗的总电能：
W＝W高＋W低＝P高t高＋P低t低＝484 W×10×60 s＋242 W×20×60 s＝5.808×105 J。