北师大版九年级年级全一册第十三章电功和电功率（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．晚上，小亮把台灯的插头刚插入插座时，家里原来正常工作的用电器突然都停止了工作，发生这一现象的原因可能是
A．插头与这个插座接触不良形成了断路
B．插头插入这个插座前，火线和零线就已相接触形成了短路
C．插头插入这个插座时，火线和零线相接触形成了短路
D．同时工作的用电器过多，导致干路电流过大，保险开关跳闸
2．长短、粗细均相同的保险丝和铜丝，分别接到线路板上A、B间和C、D间，如图所示。移动滑动变阻器的滑片，发现保险丝熔断而铜丝完好。下列说法错误的是 （ ）
A．保险丝的电阻比铜丝的大
B．通过保险丝的电流比铜丝的大
C．电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多
D．为了用电安全，禁止用铜丝代替保险丝
3．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
4．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
5．疫情期间，手持式电子测温仪最为常见，如图甲是某款电子测温仪，图乙是它内部的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻R0为保护电阻；在测人的体温时，当被测温者体温较高时，显示仪的示数也会变大。正常条件下关于此测温仪，下列分析正确的是（　　）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．被测温者温度越高，电路消耗的电功率越大
C．热敏电阻R随着温度的升高阻值增大
D．将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变小
6．图是某款电子测温仪及它内部的原理图，电源电压保持不变，显示仪由电压表改装而成，R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R0为定值电阻。下列说法正确的是（　　）
A．被测者体温越高，电路中的电流越小
B．被测者体温越高，定值电阻R0两端电压越大
C．被测者体温越低，整个电路消耗的功率越大
D．将R0换为阻值更大的电阻，测相同温度时，显示仪示数变小
7．如图所示为电加热眼罩，可以缓解眼疲劳，它有两个发热电阻，当开关S2闭合时，为低温状态；再闭合S1，为高温状态；若只断开S2，眼罩停止发热。以下简化模拟电路设计正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则 （ ）
A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1，R2串联
C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是15A
D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
9．电给我们的生活带来了极大的便利，但不正确用电也会带来很大的危害，甚至会危及生命。安全用电是每一位公民的必备素养。下列做法中不符合安全用电原则的是（　　）
A．在家庭电路中安装保险丝或空气开关
B．在未断开电源开关的情况下更换灯泡
C．不接触低压带电体，不靠近高压带电体
D．及时更换达到使用寿命的插座、导线和家用电器
10．某灯泡直接连在电压不变的电源两端，灯泡的电功率为16瓦，现通过长导线将该灯泡连接到原来的电源上，灯泡的电功率为9瓦，若灯泡的电阻不变，则长导线消耗的电功率为（ ）
A．7瓦 B．5瓦
C．3瓦 D．1瓦
二、填空题
11．某金属导体两端的电压为12伏，在10秒内通过该导体横截面的电荷量为6库，则通过该导体的电流为______安，电流通过该导体做的功为______焦，该导体的电阻为______欧。若该导体被剪短一半，再接回原电路中，通过导体的电流______（选填“增大”“不变”或“减小”）。
12．某电烤箱内部简化电路如图所示，R1和R2为长度和材料均相同的电热丝，铭牌上的部分参数如表所示。该电烤箱处于低温挡时，正常工作12min所消耗的电能为_______kW·h，R2的阻值为_______，R1的横截面积比R2的_______。
电烤箱参数表
额定电压 220V
额定 高温档 1500W
功率 低温档 500W
13．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。
14．已知甲、乙两个用电器的额定电压都是 6V，某实验小组通过实验画出两个用电器的I﹣U 图象，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，10s 内电路消耗的最大电能是______J。
15．如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。则电源电压为_________V，灯的额定功率_________W。
三、综合题
16．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。
17．如图所示，电源电压为6V，R为“30Ω 0.25A”滑动变阻器，R1为“10Ω 0.3A”电阻，R2为“20Ω 0.4A”电阻，电压表量程为0~3V。①闭合S1和S2，断开S3时，调节R，使其接入电路的阻值为10Ω，此时电路消耗的电功率为______W；②断开S1，闭合S2、S3，调节R，使电压表的示数为1V，则R接入电路的阻值为______Ω；③闭合所有开关，在保证电路安全的前提下，电阻R2消耗的电功率范围为______
18．小英家6月底电能表的示数如图甲所示，7月底表盘示数如图乙所示：
（1）由图可知她家7月份用电器消耗的电能为___________kW h；此电子式单相电能表在她家现在已经接入用电器的总功率为1600W，则最多还可以连接___________W的用电器同时工作。
（2）将铭牌已模糊的电热水壶单独接在该电能表上正常工作14min，电能表指示灯闪烁了1120次，则电热水壶的额定功率是___________W。如果电热水壶中装有5L的水，则14min后，能将初温为20℃的水温度升高到___________℃（假设电热水壶产生的热量没有损失），这相当于完全燃烧___________m3的天然气放出的热量。[天然气的热值q=4.2×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J/(kg ℃)]。
（3）电热水壶的工作原理是：电流的___________。
19．学校的温热饮水机，其铭牌如下表所示。图是饮水机简化电路的示意图，S是用感温材料制造的温控开关，R1是定值电阻，R2是供加热的电阻丝。 [水的比热容，水的密度ρ水=1×103kg/m3，取g=10N/kg]
额定电压 220V 环境温度 10℃-38℃
额定功率 50Hz 环境湿度 ≤90%
加热功率 550W 耗电量 0.8
制热水能力 ≥90℃ 5L/h 防触电类 I类
（1）电热丝是利用电流的_______效应工作的。分析电路图可知，当温控开关S_______（选填“闭合”或“断开”）时，饮水机处于加热状态；
（2）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流有多大( )？电阻丝R2的阻值有多大？( )
（3）正常工作时，该饮水机将热水罐中0.6kg、18℃的水加热至93℃，用时6min。请用这些数据及题目中的信息，计算该饮水机加热状态时的效率；( )
（4）如果要使电阻丝R2在保温状态时的功率是加热状态时的四分之一，定值电阻R1的阻值应是多大？( )
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
所有用电器都停止工作，可以是断路或短路．台灯的插头刚插入插座，不会造成断路．再接入台灯也不会导致干路电流过大，保险开关跳闸．可能是插头插入这个插座时，火线和零线相接触形成了短路．选C
2．B
【详解】
A．由于保险丝的电阻率大、熔点低，而铜丝的电阻率小、熔点高，所以比较长短、粗细均相同的保险丝和铜丝，保险丝的电阻比铜丝的大，故A正确，不符合题意；
B．由图知道，保险丝和铜丝串联，由于串联电路电流处处相等，故B错误，符合题意；
C．由Q=I2Rt知道，电流相同、通电时间相同，电阻大的产生的热量多，所以，电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多，故C正确，不符合题意；
D．若换用铜线作保险丝，由于铜丝的熔点高，当电路中电流过大时不会熔断，无法保护电路，所以，为了用电安全，禁止用铜丝代替保险丝，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．A
【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。
4．A
【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。
5．B
【详解】
A．两电阻串联，因为显示仪与R0并联，所以显示仪是电压表，故A错误；
B．被测温者温度越高，说明电压表示数越大，由欧姆定律可知，电路电流越大，由P=UI可知，电路消耗的功率也越大，故B正确；
C．被测温者温度越高，电压表示数变大，即R0两端电压变大，由串联电路电压的规律，R两端电压越小，由分压原理可知，热敏电阻的阻值变小，故热敏电阻阻值随温度的升高而减小，故C错误；
D．温度相同，说明热敏电阻的阻值不变，将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知，R0两端分得的电压变大，因此显示仪示数会变大，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】
由图可知定值电阻R0与热敏电阻R串联，显示仪并联在定值电阻R0两端。
AB．因为R的阻值随温度的升高而减小，被测者体温越高，则R的阻值越小，则电路总电阻越小，根据可知电路中的电流越大，由可知定值电阻R0两端电压越大，故A错误，B正确；
C．因为R的阻值随温度的升高而减小，故被测者体温越低，则R的阻值越大，则电路总电阻越大，根据可知电路中的电流越小，根据P=UI可知整个电路消耗的功率越小，故C错误；
D．将R0换为阻值更大的电阻，则电路总电阻变大，根据可知电路中的电流变小；而测相同温度时，即热敏电阻R的电阻不变，根据可知热敏电阻R两端的电压变小，根据串联分压可知定值电阻R0两端电压越大，即显示仪示数变大，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．若只闭合S2，断开S1，电路断路不工作，故A错误；
B．两个灯泡和S1、S2组成串联电路，S2闭合，S1断开，电路处于断路状态，故B错误；
C．闭合S2时，R2工作，电路的电功率为，再闭合S1，R1、R2并联，电路的电功率为
PD．若只断开S2，闭合S1，电阻R1还在工作，此时眼罩仍然发热，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．当开关S接触2、3触点时，只有电阻R2接入电路，电路的电阻最大，由知道，电源的电压一定时，电路的电功率最小，水龙头放出的是温水，故A错误；
BD．由图知道，当开关S接触3、4触点时，电阻R1和R2并联，电路的总电阻最小，总功率最大，水龙头处于热水挡，由于并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻
由知道，热水挡正常工作时的功率
故B错误，D正确。
C．温水挡时，电路的总电阻
R总=R1 +R2 =22Ω+44Ω=66Ω
由知道，电路的电流
故C错误。
故选D。
9．B
【详解】
A．根据安全用电的要求，当电路中电流过大时，保险丝会煊断，空气开关自动断开，切断电路，对用电器起到保护作用，所以在家庭电路中安装保险丝或空气开关，故A正确，不符合题意；
B．为防止触电，更换灯泡和维修电器时应先切断电源，故B错误，符合题意；
C．只要靠近高压带电体就可能会发生高压电弧触电，接触低压带电体也可能触电，对人体造成伤害，故C正确，不符合题意；
D．达到使用寿命的插座、导线和家用电器都可能出现导线绝缘皮破损，使用时容易引发触电或短路，造成安全事故，因此要及时更换，故D正确，不符合题意。
故选B。
10．C
【详解】
设灯泡直接连接在电源两极上时电路中的电流为I，
此时灯泡的功率为
P＝I2R＝16W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当它通过两根长导线连接到原来的电源上时电路中的电流为I′，
此时灯泡的实际功率为
P′＝I′2R＝9W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：
I′＝I，
此时电路的总功率
P总＝UI′＝U×I＝×16W＝12W，
长导线消耗的电功率为
12W﹣9W＝3W．
11． 0.6 72 20 增大
【详解】
[1]通过该导体的电流
=0.6A
[2]电流通过该导体做的功为
W=UIt=12V×0.6A×10s=72J
[3]导体的电阻为
=20Ω
[4]若该导体被剪短一半，导体的电阻较小，再接回原电路中，由可知通过导体的电流变大。
12． 0.1 48.4 小
【详解】
由电路图知道，当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，电路中的电阻最小，由P＝可知，电烤箱的电功率较大，据此确定电烤箱为高温档；开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的基本电路，电路的电阻较大，由P＝可知，电烤箱的电功率较小，据此确定电烤箱为低温档；
[1]电烤箱低温挡正常工作12min消耗的电能
W＝P低t＝500×10﹣3kW×h＝0.1kW·h
[2]由P＝知道，R1的阻值
R2的功率
P2＝P高﹣P低＝1500W﹣500W＝1000W
R2的阻值
[3]因R1＞R2，而R1和R2为长度和材料均相同的电热丝，则R1的横截面积比R2小。
13． 0.108 能
【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。
14． 8 90
【详解】
[1]因两用电器串联，根据串联电路电流的特点知，通过两用电器的最大电流不能超过0.5A，由图知，当I=0.5A时，两用电器两端的电压分别为U1=2V，U2=6V，由串联电路电压的特点知，它们两端的总电压不得超过
U=U1+U2=2V+6V=8V
即它们两端的总电压不得超过8V。
[2]因两用电器并联，根据并联电路电流的特点和图象知，当U′=6V时，通过两用电器的电流分别为I1=1.0A，I2=0.5A，干路中的电流为
I总=I1+I2=1.0A+0.5A=1.5A
10s内电路消耗的最大电能为
W= U′I总t=6V×1.5A×10s =90J
即10s内电路消耗的最大电能是90J。
15． 4.5 1.05
【详解】
[1]由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流。当滑片位于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，由串联电阻的规律，电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，由分压原理，滑动变阻器的电压最大，根据图乙可知，此时电路的电流为0.1A，滑动变阻器的电压为4V（曲线a为滑动变阻器电流随其电压的变化关系图象），由串联电路电压的规律，此时灯泡的电压最小，因此根据图乙可知，灯泡（曲线b为灯泡的电流随灯泡的电压变化关系图象）两端电压为0.5V。因串联电路电源电压等于各部分电路电压之和，所以电源电压
U=UL1+U滑=0.5V+4V=4.5V
[2]根据题意可知，调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置时，这时变阻器连入电路的电阻最小，电流表示数最大，由图乙可知，此时电路电流为0.3A，灯泡的额定电压UL=3.5V，灯泡的额定功率
PL=ULImax=3.5V×0.3A=1.05W
16．（1）加热状态；（2）24.2Ω，217.8Ω
【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。
17． 1.2 6 0.45W～1.25W
【详解】
[1]闭合S1和S2，断开S3时，调节R，使其接入电路的阻值为10Ω，电源电压为6V，电路中R和R2串联，此时电路消耗的电功率为
[2]断开S1，闭合S2 S3，调节R，此时R、R1和R2串联，使电压表的示数为1V，则加在R1和R2两端的电压为5V，电路中的电流为
则R接入电路的阻值为
[3]闭合所有开关，R1被短路，滑动变阻器与R2串联，因为串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为0.25A，电阻R2允许通过的最大电流为0.4A，所以电路中的最大电流为0.25A，此时R2消耗的最大电功率
P2最大=I最大2R2=(0.25A)2×20Ω=1.25W
电压表的能测量的最大值为3V，所以加在R2两端的最小电压为3V，此时电阻R2消耗的电功率最小为
所以，闭合所有开关，在保证电路安全的前提下，电阻R2消耗的电功率范围为0.45W～1.25W。
18． 140 600 1500 80 0.03 热效应
【详解】
（1）[1]由图知，小英家7月份所有用电器消耗的电能为
[2]由电能表的参数可知，工作电压为U=220V，允许通过的最大电流为I=10A，根据得，电能表允许用电器工作的最大总功率为
已知她家现在已经接入用电器的总功率为1600W，则最多还可以同时连接用电器的功率为
（2）[3]3200imp/(kW h)表示用电器每消耗1kW h的电能，电能表指示灯闪烁3200次，则电能表指示灯闪烁了1120次时，电热水壶消耗的电能为
根据，电热水壶的额定功率为
[4]由题知水的体积为
根据得，水的质量为
由题知，电热水壶产生的热量没有损失，则水吸收的热量为
由得水升高的温度为
则水的末温为
[5]由题知，根据得，需要完全燃烧天然气的体积为
（3）[6]电热壶工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的。
19． 热 闭合 2.5A 88Ω 95.45% 264Ω
【详解】
（1）[1][2]电流通过导体时会产生热量，这种现象叫做电流的热效应，电热丝就是利用电流的热效应工作的；由电路图可知，当温控开关S闭合时为R2的简单电路，由可知，此时电功率最大，处于加热状态。
（2）[3][4]在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流为
电阻丝R2的阻值为
（3）[5]水吸收的热量为
加热状态的电能为
该饮水机加热状态时的效率为
（4）[6]保温状态时的功率为
当温控开关S断开时，R1与R2串联，电路处于保温状态，电阻的总阻值为
值电阻R1的阻值为
答案第1页，共2页
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