北师大版九年级年级全一册第十三章电功和电功率 单元练习（含解析）

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．
2．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻且小于R2的最大阻值，闭合开关S后，在滑片从最右端向左移动的过程中，电表均不超过量程，下列分析正确的是（　　）
A．电流表示数变大，电压表V2示数变大
B．电流表示数变大，电压表V1示数变小
C．电压表V2的示数与电流表示数的乘积先变大后变小
D．电压表V2的示数与电流表示数的乘积保持不变
3．对下列物理现象解释正确的是（　　）
A．夏天用电风扇吹风使人感到凉快，是因为电风扇可以减小空气的内能
B．用水作汽车发动机的冷却液，是因为水的比热容较大
C．甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的内能大
D．手碰到家庭照明电路裸露的导线却没有发生触电事故，是因为照明电路的电压是安全电压
4．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
5．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
6．如图所示电路，闭合开关后两灯均正常发光，下列判断正确的是（　　）
A．电流表A1测通过灯L1的电流
B．两电流表的示数一定不相同
C．两灯的额定功率一定不相同
D．仅断开S2，电流表A2的示数不变
7．如图甲所示的电路中，R为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断错误的是（　　）
A．电源的电压为6V
B．图乙中C点表示滑片位于中点时的状态
C．R2消耗的电功率先变大后变小
D．电路的最大总功率为3.6W
8．一把电炉内有两根相同的电阻丝，第一次将它们并联接入电路，第二次把它们串联接入同一电路，经过相同时间，则两次电炉消耗电能之比为
A．1：4 B．4：1 C．2：1 D．1：2
9．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
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．如图所示的电路中，接通电源，通电一段时间后，______侧U型管液面高度的变化较大（选填“左”或“右”），如果通过甲容器中电阻丝的电流是，则乙容器中电阻丝在内产生的热量是______。
12．小花妈妈买了一个标有“220V 1500W”的电热水壶，如图甲，可电热水壶的电源线比较短，于是商家赠送了一个标有“220V 5A”字样的插线板，如图乙。利用所学的物理知识回答下列问题：
(1)用它烧水时发现水烧开了。而导线却几乎不热，这是由于电热水壶内部电热丝的___________比导线的大；
(2)若使用商家赠送的插线板为该电热水壶供电，会带来哪些安全隐患？列举出一点并说明理由___________。
13．小明家的电能表标有300revs/(kW h)，一次实践活动中测得该电能表的转盘在2min内转了40转，则2min内电流做的功为___J，用电器的总功率为__W。
14．如图所示是小明家的电能表，他家同时使用的用电器总功率不能超过________W。小明让他家的某一用电器单独工作15min，这段时间内，电能表的转盘刚好转了300转，则这个用电器的实际功率为______W。
15．如图所示，这是小明家电能表的表盘示意图。小明关闭家中其他用电器，只让某个用电器单独正常工作30s，观察到电能表的转盘转过30转，则该用电器的实际功率为_______W；该用电器正常工作0.5h消耗的电能为_______kW h。
三、综合题
16．小明在烧水的过程中观察了电热水壶（如图）的构造、铭牌和烧水的过程。发现其中用到了许多物理知识。

（1）烧水壶电源线的插头有三个脚，其中稍长些的脚连接了烧水壶的金属外壳部分，电源线接入电路后可以把烧水壶的金属外壳与___________相连接；
（2）小宁同学在烧水的过程中发现，连接电热水壶和插座之间的导线几乎不发热，而电热水壶的电热丝却很热，这是为什么？( )
17．冬天到了，小明妈妈为爷爷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800W。求：
（1）该电热足浴盆加热系统是利用电流的______工作的；
（2）小明帮爷爷泡脚前，问是浴盆中加入初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作将水加热到40℃，则此加热过程中水吸收的热量是多少_______？水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)
（3）加热系统的加热电阻正常工作产生热量是多少_______？
（4）该足浴盆加热效率是多少_______？
18．新型电饭锅煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式加热，其内部电路可简化成图所示电路，R1和R2均为电热丝，S1是温度自动控制开关。高、低温挡的额定电功率如下表所示。求：
额定电压 220V
额定电功率 低温挡 110W
高温挡 660W
（1）求电饭锅低温档工作时的电流。
（2）电热丝R2的阻值。
（3）小聪发现同样的档位煮熟同样的饭，在用电高峰期所用的时间要长一些，请你分析原因。（友情提示：用电高峰期用电器两端的实际电压小于额定电压；不计热损失）
19．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______
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．C
【详解】
AB．定值电阻R1、滑动变阻器R2串联，V1测R1的电压，V2测滑动变阻器的电压，在滑片从最右端向左移动的过程中，电阻减小，电路电流变大，电流表示数变大；定值电阻R1两端的电压变大，即V1的读数变大；电源电压不变，故滑动变阻器两端的电压减小，即V2的示数减小，故AB错误；
CD．电压表V2的示数与电流表示数的乘积就是滑动变阻器的功率，当R2=R1时，功率最大，其功率先变大后变小，故C正确，D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．夏天用电风扇吹风，加快了空气流动，促进了汗液的蒸发，由于蒸发是吸热的，所以人感到凉快，但不是电风扇减小空气的内能。故A错误；
B．用水作汽车发动机冷却剂，是因为水的比热容较大，同种情况下水吸收的热量多，故B正确；
C．甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的温度高，但内能不一定大，故C错误；
D．家庭照明电路电压为220V，远远高于人体安全电压值不高于36V，故D错误。
故选B。
4．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。
5．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。
6．B
【详解】
AB．从图中可以看出，两灯泡并联，电流表A1测通过灯L2的电流，电流表A2测通过总电路的电流，电流表A1示数小于电流表A2示数。故A错误，B正确；
C．两灯泡并联，电压相等，当灯泡的电阻相同时，灯泡的功率相等。故C错误；
D．仅断开S2，电路中只有灯泡L1工作，电流表A2测量L1电流，示数比原来小。故D错误。
故选B。
7．B
【详解】
由电路图可知，闭合开关S后，电阻R1和变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
A．当滑片位于a端时，变阻器接入电路的电阻为0Ω，电路的总电阻最小，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流Ia=0.6A，电源电压
U=IaR1=0.6A×R1①
当滑片位于b端时，变阻器接入电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图乙可知，电路中的最小电流Ib=0.2A，电压表的示数Ub=4V，滑动变阻器的最大阻值
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压
U=IbR1+Ub=0.2A×R1+4V②
由①②可得
R1=10Ω，U=6V
故A正确，不符合题意；
B．由图乙可知，C点表示电压表的示数Uc=2V，电路中的电流Ic=0.4A，则滑动变阻器接入电路中的阻值
变阻器的最大阻值是20Ω，C点不表示滑片位于中点时的状态，故B错误，符合题意；
C．R2消耗的电功率
当R2=0Ω时，Pa=0W，当R2=10Ω时，R2的功率最大，最大功率
当R2=20Ω时，R2的功率
滑片P从a端移动到b端，R2消耗的电功率先变大后变小，故C正确，不符合题意；
D．电路的最大总功率
P最大=UIa=6V×0.6A=3.6W
故D正确，不符合题意。
故选B。
8．B
【详解】
两根相同的电阻丝,设电阻为R,第一次将它们并联接入电路,总电阻为；第二次将它们串联接入同一电路，总电阻为2R，两次接入同一电路,所以电源电压相等,通电时间相同,由公式W＝t可知：消耗电能与电阻成反比，电阻变为原来的4倍，热量则变为原来的四分之一．故B正确，ACD错误．故选B.
【点睛】
根据电阻的串联和并联求出两种情况下电路中的电阻之比，再根据W＝t求出相同时间内两种情况下消耗电能之比．
9．D
【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。
10．C
【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． 左 300
【详解】
[1]分析图可知，甲、乙两容器中电阻大小相同，但是甲容器中的电阻接在干路上，乙容器中的电阻接在支路上，流过甲容器中电阻的电流大于乙容器中电阻的电流，通电相同时间，甲容器中电阻产生的热量多，与甲容器连接的左侧U型管液面高度的变化较大。
[2]通过甲容器中电阻丝的电流是，则流过乙容器中电阻的电流为1A，乙容器中电阻丝在内产生的热量
12． 电阻 容易引起触电事故。因为电水壶为金属外壳，金属外壳的用电器需要用三角插头连接地线。
【详解】
(1)[1]导线和电水壶串联，电流和通电时间相同，电水壶内部电热丝的电阻较大，由可知，电水壶上产生的热量较多，故水烧开了，而导线却几乎不热。
(2)[2]安全隐患一：由P=UI得，电热水壶的额定电流
而插线板的允许通过的最大电流为5A，即电热水壶的额定电流大于了插线板允许通过的最大电流，会因电流过大而烧坏插线板，存在火灾隐患；
安全隐患二：电热水壶是金属外壳，应使用三脚插头接地线。两脚插头无法接地线，当电热水壶漏电时容易发生触电事故。
13． 4.8×105J 4000
【详解】
[1]由电能表的盘上标有“300revs/(kW h)”。可知电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转了300转。所以当电能表转盘转了40转时，消耗的电能为
W=1300×40×3.6×106J=4.8×105J
t=2min=120s
[2]用电器的总功率
14． 4400 800
【详解】
[1]由电能表的铭牌标记可知，小明家同时使用的用电器总功率最大值为
[2]用电器单独工作15min消耗的电能
这个用电器的实际功率
15． 1200##1.2×103 0.6
【详解】
[1]3000r/kW h表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表转盘转3000转，电能表转盘转动30转消耗的电能
W＝kW h＝0.01kW h＝0.01×3.6×106J＝3.6×104J
该用电器的电功率
P＝＝＝1200W＝1.2kW
[2]由可得该用电器正常工作0.5h消耗的电能
16． 大地 见解析
【详解】
（1）[1]烧水壶电源线的插头有三个脚，稍长些的脚与烧水壶的金属外壳相连，当插入三孔插座时，就将烧水壶的金属外壳与大地相连，以防触电。
（2）[2]电热丝与连接的导线串联，通过它们的电流相等，电热丝的电阻远大于导线的电阻，根据焦耳定律，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以电热水壶和插座之间的导线几乎不发热，而电热水壶的电热丝却很热。
17． 热效应 5.04×105J 7.2×105J 70%
【详解】
（1）[1]电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应，电热足浴盆加热系统是利用电流的热效应工作的。
（2）[2]水需要吸收的热量：
Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×6kg×(40℃﹣20℃)=5.04×105J
（3）[3]足浴盆加热时消耗的电能
W=Pt=800W×15×60s=7.2×105J
（4）[4]该足浴盆加热效率
18．（1）0.5A；（2）88Ω；（3）见解析
【详解】
解：（1）电饭锅低温档工作时的电流
（2）由电路图可知，只有开关S闭合时，R1通路，为低温档；开关S和S1都闭合时，R1和R2并联，为高温档。电饭锅高温档工作时的电流
通过电阻R2的电流为
I2=I高-I低=3A-0.5A=2.5A
电热丝R2的阻值
（3）由于用电高峰期用电器两端的实际电压小于额定电压，由 可知，电阻不变的情况下，实际电压变小，用电器的实际功率变小，由 可知，同样的档位煮熟同样的饭，电流做功相同的情况下，电功率越小，需要的时间越长。
答：（1）求电饭锅低温档工作时的电流0.5A。
（2）电热丝R2的阻值88Ω。
（3）由于用电高峰期用电器两端的实际电压小于额定电压，由 可知，电阻不变的情况下，实际电压变小，用电器的实际功率变小，由 可知，同样的档位煮熟同样的饭，电流做功相同的情况下，电功率越小，需要的时间越长。
19． 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。
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