北师大版九年级年级全一册第十三章电功和电功率 单元测试（有解析）

北师大版九年级年级全一册 第十三章 电功和电功率
一、单选题
1．如图所示是小明家中某房间电路的一部分，若在图中甲，乙两处只能装电灯或开关。对此电路，说法正确的是（　　）
A．有金属外壳的用电器应接入三孔插座，使金属外壳接地
B．保险丝熔断，一定是用电器总功率过大
C．甲处应装开关，乙处应装电灯
D．用试电笔测图中三点，A、C两点氖管发光
2．如图所示，电源电压为4V，灯泡标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”，定值电阻R0=10Ω，电压表量程“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”。在电路安全的情况下，下列判断正确的是（不计温度对灯丝电阻的影响）（　　）
①灯泡L正常发光时的电阻为6Ω
②只闭合开关S、S2时，该电路的最小电流是0.25A
③只闭合开关S、S2时，滑动变阻器R消耗的最大电功率是0.4W
④只闭合开关S、S1时，滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围是2Ω～18Ω
A．只有②③正确 B．只有①④正确
C．只有①②③正确 D．只有①③④正确
3．进入汛期以来，多地发生强降雨，人们在防汛的同时还要注意用电安全。下列做法正确的是（　　）
A．雷雨天站在大树下避雨
B．手上有水时拔用电器的插头
C．雷雨天在室外使用手机打电话
D．发现有人触电时，不能直接去碰触电的人
4．某同学仔细观察家中的电视机、电风扇、电烙铁和节能灯四种电器，发现它们上面都标有“220V 40W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（　　）
A．电烙铁 B．电视机 C．电风扇 D．节能灯
5．如图所示，以下为安全用电知识常见的例子，其中说法不正确的是（　　）
A．使用测电笔时， 要用指尖抵住上端的金属帽
B．不靠近高压带电体
C．绝缘皮破损的插头也可以使用
D．洗衣机的电源插头上标有“E”字样的导线是与室外的大地相连的
6．如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（　　）
A．乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
B．甲图通电段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C．甲、乙实验装置都是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的
D．将乙图右侧密闭容器中的5Ω的电阻换成10Ω，即可探究电流产生的热量与电阻的关系
7．“教室是我们学习知识的天空，是陪伴我们的第二个家”，下列说法最符合实际的是（　　）
A．教室里最舒适的温度约为40℃
B．教室里一支新粉笔的质量约为10kg
C．教室内每盏日光灯的功率约为40W
D．同学们进出教室行走时的速度约为5m/s
8．如图所示，在“比较两个灯泡的亮暗”的活动中，闭合开关后，调节滑动变阻器，使图甲和图乙中白炽灯L1和L2发光，L1的规格为“2.5V 0.3 A”，L2的规格为“3.8V 0.3 A”。下列说法中正确的是（　　）
①白炽灯越亮，表明在相同时间内电流做功越多
②图甲可“探究电流做功多少与电压大小的关系”
③图乙可“探究电流做功多少与电流大小的关系”
④甲和乙中，L1均比L2亮
A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④都正确
9．把标有“12V 12W”的灯L1和“12V 6W”的灯L2串联接在电源电压为6V的电路中（假设两灯的电阻不随温度的改变而改变），以下说法正确的是（　　）
A．L1、L2两灯均能正常发光
B．把电源电压提高到12V，L1、L2两灯都能正常发光
C．L1、L2两端均不能正常发光，但L1灯较亮
D．L1、L2两灯均不能正常发光，但L2灯较亮
10．“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小浩自制了一个卡通龙舟，用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。他用规格为“12V，6W”的红灯、“12V，12W”的绿灯及“24Ω，2A”的滑动变阻器等元件，设计了如图所示电路。当闭合开关S1、S2、S，且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，两灯都正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为24V
B．该电路最大工作电流是2A
C．该电路最小电功率是3W
D．该电路最大电功率与最小电功率之比为9:2
二、填空题
11．民航局规定：严禁乘客携带超过160W·h（瓦 时）的锂电池上飞机，某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“10.8V 10A·h”字样，充满电后，存储的电能为______kW·h，该笔记本电脑______（选填“能”或“不能”）带上飞机。
12．把一个标有“10V3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为16V的电源上，小灯泡恰能正常工作。通过小灯泡的电流是______A，定值电阻R＝______Ω，该电路工作10s，定值电阻产生的热量是______J。
13．如图所示是电熨斗的简化电路图，它的工作电压为220V。R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件，R2的阻值为61.6Ω，只闭合S1时为低温挡，电功率为440W。试求：
（1）该电熨斗是利用___________来工作的。
（2）低温挡工作时，电路中的电流是多少？( )
（3）电阻R1的阻值是多少？( )
（4）高温挡的电功率是多少？( )
14．如图，甲，乙为两只相同电表，当闭合S1 ，S2时，甲、乙两表示数之比为5∶3，两电阻大小之比R1 ∶R2 为 ______ ，电路总功率为 P1；同时更换两电表种类，调整开关状态，使两表均有正常示数，此时电路总功率为P2，则P1∶P2为______。
15．如图所示，为某电热水器的简易示意图，、为电热丝，保温时电路功率220W，加热时电路功率2000W。闭合开关S，电热水器处于______状态（选填“加热”或“保温” ；水箱中质量为50kg、初温为20℃的水，经加热升高到60℃，则水吸收的热量为______J，保温10min，水从电热丝处吸收的热量是______J。
三、综合题
16．家用饮水机的工作原理的简化电路如图所示，S是用感温材料制成的温控开关，当温度达到一定的数值时，S会自动切换使饮水机处于保温状态，R2是与加热管串联的定值电阻，R1是加热管的电阻，部分参数如下表：（不考虑温度对电阻的影响）
额定电压 220V
功率 50Hz
加热功率 550W
保温功率 22W
（1）通过推理说明，当开关S闭合时，该电热器处于加热还是保温状态；（要写出必要的推理过程）
（2）求出R2的阻值。
17．某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位，其内部简化电路图如图甲所示，定值电阻R1的U﹣I图像如图乙所示。已知U＝220V、R2＝525.8Ω、c水＝4.2×103J/（kg ℃）、ρ水＝1.0×103kg/m3。
（1）求定值电阻R1的阻值；( )
（2）当S1闭合、S2断开时，电热水壶处于______挡位，求电热水壶此挡位的功率______；
（3）已知电热水壶加热效率为80%，将1.5L水从20℃加热到100℃，求水吸收的热量和加热所需时间。( )
18．如图所示是一个可接入家庭电路中使用的且具有“加热”和“保温”两个档位的电加热器，R1和R2为加热用的电热丝，已知加热时的功率P1=2000W，保温时的功率P2=200W。
（1）通过推理说明，当开关S闭合时，该电热器处于加热还是保温状态；
（2）求出R1和R2的阻值。
19．请根据上述材料，回答问题：
电热水器
电热水器是利用电对水加热，使水温达到生活、采暖、生产工艺等要求的设备。家庭常用电热水器分为储水式电热水器和快热式电热水器两类。市面上某款储水式电热水器如图所示，其铭牌上的部分信息如表1所示。
表1储水式电热水器
额定升数： 60L
产品尺寸（a*b*c）: 760×485×455mm
额定功率： 2200W
能效等级： 1级
市面上某款快热式电热水器如图所示，其铭牌上的部分信息如表2所示。
表2快热式电热水器
额定功率：8000W 温度范围：30-55℃
额定压力：0.6MPa 防水等级：IPX4
产品尺寸（a*b*c）:266×78×448mm 防电墙：专利防电墙
储水式电热水器安装简单、方便，功率相对较小，对电线要求低，一般家庭都能安装使用。但因为带一个大容积的水箱，要有承重墙才能装，且影响室内的美观。使用前需较长时间预热，且达到预设温度后额定容量的水被快速用完了，不能再连续使用；如果水箱中被加热的水没用完，这些热水会慢慢冷却，造成浪费。快热式电热水器是一种快速加热流水，并且能通过电路控制水温，使水温达到适合人体洗浴温度的热水器。因为没有水箱，所以它具有体积小，重量轻，省空间易安装的特点，且不需要提前预热，也没有储水式热水器未用的剩余热水的能量消耗，真正做到了节能省水。一般来说，快热式电热水器比储水式电热水器省电15%～30%。但快热式电热水器普遍功率较大，安装需要横截面积较大的铜芯线和不低于30A的电能表，因此家庭选择此电热水器时，要考虑是否满足安装要求。
（1）根据储水式电热水器的铭牌可知，若家庭电路正常工作电压为220V，该电热水器正常工作时的电流是______A。
（2）对照两种热水器的铭牌可知：快热式电热水器相比储水式电热水器，它的_______（选填“电功”或“电功率”）明显大一些。
（3）根据储水式电热水器的铭牌可知，使用该储水式电热水器在其额定功率下连续加热30min，则消耗______kW·h电能。
（4）2021年，碳达峰、碳中和被首次写人政府工作报告。已知每节约1度电相当于减少排放1.1kg的二氧化碳。若小利家将储水式电热水器更换为快热式电热水器后，发现一个月仅此一项用电比原来节省电能8kW·h，请计算由此相当于减排二氧化碳约_______kg。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．接入三孔插座能使用电器金属外壳接地，防止由于用电器的外壳带电而使人发生触电事故，故A正确；
B．保险丝熔断，可能是发生了短路，也可能是用电器总电功率过大，故B错误；
C．在家庭电路中，为了安全，一般把开关接在火线和用电器之间，故乙处接开关、甲处接灯，故C错误；
D．A点与零线接通，B点与零线接通，C点与火线接通，用试电笔测试时，A点氖管不发光，B点氖管不发光，C点氖管发光，故D错误。
故选A。
2．D
【解析】
【详解】
①因为灯泡标有“3V　1.5W”字样，所以灯泡的U额=1.5W，P额=3V，所以
故①正确；
②只闭合开关S、S2时，此时定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流，根据串联电路分压的特点
所以滑动变阻器R分到的电压
小于电压表的量程3V，电路安全，说明滑动变阻器R的滑片可以滑到最右端，此时电路中的电流最小
故②错误；
③只闭合开关S、S2时，此时定值电阻R0与滑动变阻器R串联，则电路中的电流为
则滑动变阻器R消耗的电功率为
要使滑动变阻器R取得最大的消耗功率，则最小，即，所以当R0-R=0，即R = R0 =10Ω时，使滑动变阻器取得最大的消耗功率，此时电路中的电流
则滑动变阻器取得最大的消耗功率为
故③正确；
④只闭合开关S、S1时，灯泡L与滑动变阻器串联接到电路中，电压表测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。由①可知，灯泡的允许通过的最大电流
I最大=I额=0.5A
小于电流表的量程，为了保护电路，电流只能取0.5A。此时灯泡两端的电压为灯泡额定电压，所以滑动变阻器两端的电压
U滑=U-U额=4V-3V=1V
此时滑动变阻器接入电路的最小阻值为
根据电压表量程，滑动变阻器两端的最大电压为U滑最大=3V。此时灯泡两端的电压
UL=U- U滑最大=4V-3V=1V
所以
所以滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围是2Ω～18Ω。故④正确。
故ABC错误，D正确。
故选D。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．雷天不在大树下躲避，站在大树下躲避，容易发生雷击现象，故A错误；
B．自来水属于导体，手上有水时拔用电器的插头有可能使电流通过水传到人体上，使人体触电，故B错误；
C．雷雨天在室外使用手机打电话时所发射的电磁波容易引来雷电，造成触电事故，故C错误；
D．发现有人触电应该先切断电源，不能直接用手拉开，否则施救者也会触电，故D正确。
故选D。
4．A
【解析】
【详解】
因各用电器的额定功率相同，由W=Pt可得，若工作相同时间，消耗的电能相同；电烙铁工作时将消耗的电能转化为内能；电视机工作时将大部分电能转化为声能、光能；电风扇工作时消耗电能，大部分转化为机械能；节能灯工作时将电能大部分转化为光能。BCD不符合题意；A 符合题意。
故选A。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．使用测电笔时，手指要抵住上端的金属帽，才能形成回路，氖管才会发光，故A正确，不符合题意；
B．靠近高压带电体时，有可能出现电弧触电，故B正确，不符合题意；
C．绝缘皮破损的插头不可以再使用，因为绝缘皮破损后，存在触电及造成短路的隐患，故C错误，符合题意；
D．洗衣机电源插头上标有E字样的导线应与地线相连，可以及时导走外壳上的电，避免人体触电，故D正确，不符合题意。
故选C。
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．乙图实验装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即
两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知
两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即
所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，左右两测容器内电阻相同，所以该装置是研究电流产生的热量与电流的关系，故A正确；
B．甲图实验装置中两个电阻串联接入电路，通过两电阻的电流相等，右边容器内的电阻比左边大，由
可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差更大，故B错误；
C．该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反应热的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故C错误；
D．乙图右侧密闭容器中的5Ω的电阻换成10Ω后，两容器内的电阻不同，通过两电阻的电流也不相等，无法控制变量，故D错误。
故选A。
7．C
【解析】
【详解】
A．人的体温在37℃左右，感觉舒适的温度在23℃左右。故A不符合题意；
B．一枚一元硬币的质量约6g，一支粉笔的质量略大于此数值，在10g左右。故B不符合题意；
C．教室中普通日光灯的额定功率在40W左右。故C符合题意；
D．同学们进出教室行走时的速度在1m/s左右。故D不符合题意。
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
①白炽灯越亮，表明其实际发光功率越大，即在相同时间内电流做功越多，故①正确；
②图甲中两灯串联，通过的电流相同，可探究电流做功多少与电压大小的关系，故②正确；
③图乙中两灯并联，两端电压相同，可探究电流做功多少与电流大小的关系，故③正确；
④L1和L2的电阻分别为
甲中两灯串联，根据可知L2更亮，故④错误。
故选C。
9．D
【解析】
【详解】
A．两个灯泡的正常发光的电压为12V，电源电压为6V，且将两灯串联，由于串联分压，两个灯泡的电压都小于6V，故都不会正常发光，故A错误；
B．把电源电压提高到12V，由于串联分压，两个灯泡的电压都小于12V，两灯泡的电压都不能到达正常发光的12V，故都不会正常发光，故B错误；
CD．“12V 12W”的灯L1的电阻为
“12V 6W”的灯L2的电阻为
由于两灯泡串联，电流相同，根据可知，电阻大的实际功率大，故灯L2比较亮，故C错误；D正确。
故选D。
10．C
【解析】
【详解】
A．当滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，两灯都正常发光。此时两灯是并联关系，电源电压等于两灯的电压，故电源电压为12V。故A错误；
B．当滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，总电阻最小，干路电流最大。此时的电流为两灯泡额定电流之和，由两灯的铭牌可知
故干路电流为
故B错误；
C．根据
可知当电路的总电阻最大时，总功率最小。红灯电阻为
绿灯电阻为
可知当滑动变阻器的滑片P移至R的最左端，S、S1闭合，S2断开时，电路的总功率最小。最小总功率为
故C正确；
D．当滑动变阻器的滑片P移至R的最右端，S、S1、S2都闭合时，电路的总功率最大，最大电功率为
故电路最大电功率与最小电功率之比为6:1。故D错误。
故选C。
11． 0.108 能
【解析】
【详解】
[1][2]充满电后，存储的电能
W=UIt=10.8×10×10-3kW×1h=0.108kW·h
飞机上允许携带锂电池的电能
W最大=160W·h=0.16kW·h
W＜W最大
该笔记本电脑能带上飞机。
12． 0.3 20 18
【解析】
【详解】
[1]由P＝UI知道，灯泡正常发光时的电流
[2]因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以定值电阻两端的电压
UR＝U﹣UL＝16V﹣10V＝6V
因串联电路中各处的电流相等，所以由知道，定值电阻R的阻值
[3]电路工作10s定值电阻产生的热量
13． 电流的热效应 2A 48.4Ω 1000W
【解析】
【详解】
（1）[1]电流的热效应是指电流通过导体产生热量的现象。该电熨斗是利用电流的热效应来工作的。
（2）[2]低温挡工作时，电路中的电流是
（3）[3]低温挡工作时， R1和R2串联，串联的等效电阻
电阻R1的阻值
R1=R-R2=110Ω- 61.6Ω=48.4Ω
（4）[4]高温挡时，只有R1单独工作，高温挡的电功率是
14． 2∶3 6∶25
【解析】
【详解】
[1]当闭合S1 ，S2时甲、乙都有示数，则R1、R2是串联关系，甲、乙为电压表，甲测R1、R2两端的总电压，乙测R2两端的电压，根据串联电路的分压原理可得
解得
①
[2]由题意可知，当R1、R2串联时，电路总功率为
②
当将甲、乙更换为电流表，闭合开关S1，断开开关S2，此时R1和R2并联，总功率
③
由①②③式解得
15． 加热
【解析】
【详解】
[1]由电路图可知，闭合开关S时，被短路，电路中只有，此时电路中的总电阻最小，电源的电压一定，由
可知，此时电路的总功率最大，电热水器处于加热状态；断开开关S时，、串联，此时电路中的总电阻最大，电源的电压一定，可知，电路的总功率最小，电热水器处于保温状态。
[2]水吸收的热量
[3]当闭合开关S时，电路中只有，电热水器处于加热状态，由可得
断开开关S时，、串联，电热水器处于保温状态，由可得此时电路中电流
电阻消耗的电能
水从电热丝处吸收的热量
16．（1）加热状态；（2）2112Ω
【解析】
【详解】
解：（1）当S断开时， R1与R2串联；当S闭合时，只有加热管R1接入电路，由串联电阻的规律，S断开时电路的电阻较大，当S闭合时电路的电阻较小，根据，开关S闭合时，电路的功率较大，该电热器处于加热状态。
（2）根据可得在加热状态下的电阻
由串联电阻的规律，根据可得在保温状态电路的电阻为
R2的阻值为
R2=2200Ω-88Ω=2112Ω
答：（1）当开关S闭合时，该电热器处于加热还是保温状态；
（2）R2的阻值为2112Ω。
17． 24.2Ω 低温 88W 5.04×105J，315s
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）[1]由图乙可知，通过R1的电流是0.5A时，R1两端的电压是12.1V，R1的阻值
（2）[2]当S1闭合、S2断开时，两个电阻串联，总电阻最大，由可知总功率最小，处于保温状态。
[3]电热水壶保温挡位的功率
88W
（3）[4]水的质量
m=ρ水V=1×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg
水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×105J
两个开关都闭合，只有R1的简单电路，总电阻最小，由可知总功率最大，处于加热状态，加热的功率
=2000W
电热水壶消耗的电能
W==6.3×105J
加热所需时间
=315s
18．（1）加热状态；（2）24.2Ω，217.8Ω
【解析】
【详解】
解：（1）当开关S断开时，R1、R2串联；当开关S闭合时，R2被短路，电路中只有R1工作，根据串联电阻的规律可知，串联电阻大于其中任一电阻，根据P=UI有
故可知，当开关S闭合，电路的功率大，为加热状态。
（2）由功率的变形公式可知
当开关S断开时，为保温状态，由串联电阻的规律
答：（1）通过推理可知，当开关S闭合时，该电热器处于加热状态；
（2）R1和R2的阻值分别为24.2Ω和217.8Ω。
19． 10 电功率 8.8
【解析】
【详解】
（1）[1]储水式电热水器的铭牌可知，若家庭电路正常工作电压为220V，该电热水器正常工作时的电流是
（2）[2]由于储水式的电热水器的电功率是2200W，而快充式热水的电功率为8000W，快热式电热水器比储水式电热水器省电15%～30%，故是快热式电热水器相比储水式电热水器，它的电功率大一些，电功小一些。
（3）[3]使用该储水式电热水器在其额定功率下连续加热30min，则消耗电能为
（4）[4]相当于减排二氧化碳约
答案第1页，共2页
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