必考点解析人教版九年级物理第十八章电功率 单元同步练习试卷（含答案详解）

人教版九年级物理第十八章电功率同步练习
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、在国际单位制中，电功率的单位是（　　）
A．安培 B．伏特 C．焦耳 D．瓦特
2、图所示的是某液晶彩色电视的铭牌。下列说法中正确的是（　　）
A．1kW·h的电能可供该液晶彩色电视正常工作4h
B．该液晶彩色电视可以接在380 V电压下使用
C．该液晶彩色电视正常工作时，1h内消耗250 W电能
D．正常工作时，该液晶彩色电视比60W的灯消耗电能慢
3、下列数据中，最接近生活实际的是（　　）
A．人步行的速度约为1.1m/s
B．一瓶普通矿泉水的质量约为50g
C．小汽车内的汽油机效率可以达到95%
D．一台家用空调正常工作时功率约为400W
4、下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　）
A．收音机 B．电视机 C．电饭锅 D．电冰箱
5、下列用电器中，哪一个不是利用电流的热效应工作的（　　）
A．电暖炉 B．电饭锅
C．电热水壶 D．电动自行车
6、如图甲所示电路中，电源电压不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，灯泡L的额定电压为4V。第一次只闭合开关S、S1，滑片P从a端移到b端，图乙是滑动变阻器功率与电压表示数的关系图象；第二次只闭合开关S、S2，保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P，图丙是在安全的前提下通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系图象。则下列说法正确的是（　　）
A．定值电阻R0的阻值为20Ω
B．电源电压为10V
C．只闭合开关S、S1，滑动变阻器的最大功率为0.9W
D．只闭合开关S、S2，为保证电路安全，滑动变阻器移动的阻值范围为10~50Ω
7、将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中，如图所示。闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因是（　　）
A．灯L1额定功率较大 B．灯L2两端电压较大
C．灯L1的电阻较大 D．通过灯L1的电流较大
8、如图电源电压恒定。闭合开关S，滑动变阻器滑片P向右移动，则开关闭合后，下列关于电路的说法正确的是（　　）
A．灯泡L变亮 B．灯泡L变暗
C．电流表示数不变 D．电压表示数变大
9、如图所示，阿里公司的数据运行服务器浸泡在装有冷却液的容器中。冷却液直接吸收服务器通电工作产生的热量，再进入外循环冷却，之后再送回服务器所在容器。以下分析正确的是（　　）
A．此冷却液属于导电性能强的材料 B．此冷却液的比热容应该很小
C．服务器的内能不会发生转移 D．冷却液有效减小电热产生的危害
10、小军同学在调查家里用电器的铭牌时，发现不同的用电器功率一般不同，电水壶标有“1200W”字样，电风扇标有“50W”字样。下列说法中正确的是（　　）
A．电水壶消耗的电能一定多
B．电风扇正常工作时，其实际功率小于50W
C．电水壶接在110V电压下工作时，其实际功率为600W
D．电水壶和电风扇都正常工作时，电流通过电水壶做功更快
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、如图所示是无人机群组成3D金鸡造型。若每架无人机上LED灯的功率为20W，1000架无人机持续亮灯6min消耗的电能为_______kW·h。LED灯比传统白炽灯节电约70%，从而减少了将电能转化为_________能的比例。
2、某加热电器的铭牌上标有“220V 1000W”字样，该加热电器的电阻为_________Ω，若它两端的实际电压为198V，则此时它的电功率为_________W。
3、（1）如图所示，刻度尺的分度值是______mm，物体A的长度是______cm；
（2）如图所示，停表的读数为______；
（3）某家庭电能表如图所示，现在的示数是______kW h，若该家庭单独让空调工作1min，空调消耗的电能为8.64×104J时，则电能表转盘转了______转，空调的电功率是______W。
4、已知灯泡L1、L2灯丝电阻不受温度影响，当将它们串联接在电路中时，如图甲所示，闭合开关，灯L1两端电压U1大于灯L2两端电压U2；若将两灯泡并联在原电源两端时（电源电压保持不变），如图乙所示，闭合开关，则灯L1的电功率___________灯L2的电功率（选填“>”、“<”或“=”）。
5、我市新区的亮化工程初见成效，每到夜晚，五光十色的小彩灯、霓虹灯将城区装扮得绚丽多彩，如下图左所示。小明和小华准备探究小彩灯的发光情况，通过观察发现，每个小彩灯上标有“2.5V 0.25A”的字样。
（1）要使小彩灯正常发光，应将______个这样的小彩灯______联在家庭电路的供电线路上；
（2）他们发现，当其中一个小彩灯的灯丝断了，其余的小彩灯还能发光，这是为什么呢？他们找来一个小彩灯，砸破玻璃外壳，发现灯丝（设阻值为R1）上并联了一不发光的电阻R2，如下图右所示。关于R1与R2的大小，通过查阅资料，他们了解到彩灯有两种：一种是R2比R1小很多，灯丝R1发光时，由于R2与R1的接触处有一薄的绝缘层，电流只能从R1中通过。当某一只小彩灯的灯丝断了，电路电压将击穿绝缘层，R2相当于导线，使电路导通，其余小彩灯还能发光，但亮度与原来相比______（不变/变亮/变暗），原因是电路中的电流______，灯丝R1的实际功率______（不变/变大/变小），若R1的实际功率大于1W时，灯丝就会熔断，则最多允许______盏小彩灯的灯丝断去，其余的小彩灯还能发光。一种是R2比R1大很多，灯丝R1发光时流过R2的电流可以忽略不计，当灯丝R1断了，R使电路导通，其余小彩灯还能发光，但亮度与原来相比______（不变/变亮/变暗）。若R2＝15R1，且R1的实际功率小于0.1W时，灯丝R1就不能发光，则最多允许______盏小彩灯的灯丝断去，其余的小彩灯还能发光。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、如图所示电路中，小灯泡L标有“6V 3W”字样，R2为3Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为0.7A，这时小灯泡L正常发光。灯的电阻不变，求：
（1）电源电压U；
（2）电阻R1的阻值；
（3）当S1、S2都断开时，小灯泡L消耗的功率。
2、某一品牌的汽车座椅垫具有电加热功能，如图甲所示，该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”档功率为36W，“低温”档功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。通过计算回答：
（1）处于“高温”档加热时，通过座椅垫的电流。
（2）电热丝R1的阻值。
（3）处于“低温”档加热5min产生的热量。
3、如图是某品牌家用电饭锅的工作原理图，R1、R2均为电热丝，已知R2的阻值为44Ω；单独闭合开关S1时，电饭锅处于保温状态，此时的保温功率为40W。求：
（1）R1阻值是多少？
（2）同时闭合开关S1、S2，电饭锅处于加热状态，此时R2的功率是多少W？
（3）在加热状态下，电饭锅工作20min消耗的电能是多少J？
4、如图所示，是某家用电热煮茶器的简化电路图。R1和R2均为电热丝，S为温度传感切换开关。R1的阻值是44Ω，R2的阻值是396Ω，电源电压220V，开关S接“1”时，为加热状态；当煮茶器里面的水温达到100 °C时，开关S可以自动切换到“2”，进入保温状态。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），R1、R2不受温度的影响。试求：
（1）保温状态时，电路消耗的总功率是多少；
（2）将1kg初温为23 ℃的水加热到100 °C需要吸收多少热量；
（3）假设该电热煮茶器的加热效率为98%，则实现（2）的过程需要加热多长时间。
5、如图所示，电源两端电压U＝12V保持不变。闭合开关S，电流表A1的示数I1为0.2A，电流表A2的示数I2为0.6A。求：
（1）定值电阻R1的阻值；
（2）定值电阻R2在10s内消耗的电能。
---------参考答案-----------
一、单选题
1、D
【详解】
A．安培简称安，用A表示，是电流的单位，故A不符合题意；
B．伏特简称伏，用V表示，是电压的单位，故B不符合题意；
C．焦耳简称焦，用J表示，是一切功和能的单位，故C不符合题意；
D．瓦特简称瓦，用W表示，是所有功率的单位，也是电功率的单位，故D符合题意。
故选D。
2、A
【详解】
A．由图可知，电视的额定功率是250W，1kW·h的电能可供该液晶彩色电视正常工作的时间
故A正确；
B．由彩电铭牌知其额定电压（正常工作电压）为220V～240V，不可以接在380V电压下使用，故B错误；
C．彩电正常工作时，1h内消耗电能
W=Pt=250W×3600s=9×105J
故C错误；
D．与60W的灯相比，在正常工作时彩电额定功率大，消耗电能快，故D错误。
故选A。
3、A
【详解】
A．人步行的速度约为1.1m/s，符合实际；故A正确；
B．一瓶普通矿泉水的质量约为500g；故B错误；
C．汽车内的汽油机效率在30%左右；故C错误；
D．家用空调正常工作时功率约1000W以上；故D错误。
故选A。
4、C
【详解】
A．收音机利用电能转化为声能，故A不符合题意；
B．电视机主要是利用电能，将电能转化为光能，故B不符合题意；
C．电饭锅是将电能转化为内能，且利用产生的内能工作的，故C符合题意；
D．电冰箱通过压缩机制冷，而压缩机将电能转化为机械能，故D不符合题意。
故选C。
5、D
【详解】
ABC．电暖炉、电饭锅、电热水壶工作时主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故ABC不符合题意；
D．电动自行车工作时，主要将电能转化为机械能等，不是利用电流热效应工作的，故D符合题意。
故选D。
6、C
【详解】
AB．只闭合开关S、S1，R0和滑动变阻器串联，由图乙结合串联分压规律得
解方程得
故AB错误；
C．只闭合开关S、S1，滑动变阻器的功率
即当滑动变阻器阻值等于R0的阻值时其功率最大，滑动变阻器的最大功率为
故C正确；
D．只闭合开关S、S2，灯L和滑动变阻器串联，由图丙知灯L正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值最小，最小值为
因为电压表量程是0~15V，滑动变阻器滑片可滑至阻值最大处，即a端，由图乙可知，滑动变阻器的最大阻值是
在电路安全的情况下，滑动变阻器移动的阻值范围为5~50Ω，故D错误。
故选C。
7、C
【详解】
由图可知，两个灯泡是串联的，串联电路的电流处处相等，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，说明灯泡L1的实际功率大，根据知，灯泡L1的电阻比L2的电阻大。
A．两个灯泡的额定电压相等，灯泡L1的电阻大，根据可知，L1额定功率小，故A不符合题意；
B．根据知，灯泡L1的电阻比L2的电阻大，灯泡L1两端的电压大，灯L2两端电压较小，故B不符合题意；
C．两个灯泡是串联的，串联电路的电流处处相等，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，说明灯泡L1的实际功率大，根据知，灯泡L1的电阻比L2的电阻大，故C符合题意；
D．两个灯泡是串联的，串联电路的电流处处相等，通过两灯泡电流相等，故D不符合题意。
故选C。
8、B
【详解】
CD．由图示电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测量灯泡两端的电压；当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路电流减小，电流表示数减小，根据U＝IR可知，灯泡两端的电压变小，电压表示数变小，故CD错误；
AB．电路电流减小，灯泡两端的电压变小，由P＝UI可知，灯泡实际功率变小，灯泡变暗，故A错误，B正确。
故选B。
9、D
【详解】
A．服务器浸泡在冷却液中，如果导电性强，会引起服务器短路，应选择绝缘性好的材料，故A错误；
B．冷却液选择比热容大的，在质量相同时，改变相同的温度，相比比热容小的物质吸收的热量更多，故应选择比热容大的物质。故B错误；
C．冷却液的作用是将服务器的内能通过热传递转移走，内能减小，温度降低，保护服务器，故C错误；
D．由于电流的热效应，电流通过导体时一般都会发热，设备内能增加，温度升高，冷却液通过热传递将热量带走，防止因温度过高而损坏，可以保护设备。故D正确。
故选D。
10、D
【详解】
A．依题意得，电热水壶的功率大于电风扇的功率，由得，做功的多少与功率大小和做功时间长短有关，电水壶消耗的电能不一定比较多，故A错误；
B．电风扇正常工作时，其实际功率等于额定功率，为50W，故B错误；
C．电热水壶在不同电压下工作，电阻大小不变，电热水壶正常工作时，电压为220V，电功率大小为1200W，电水壶接在110V电压下工作时，由
得，其实际功率为
故C错误；
D．功率表示做功的快慢，电水壶和电风扇都正常工作时，电热水壶的功率较大，因此电流通过电水壶做功更快，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、 2 内
【解析】
【详解】
[1]由 知道，1000架无人机持续亮灯5min消耗的电能
[2]在规格相同条件下，LED灯消耗相同的电能，转化成的光能多，从而减少了将电能转化成内能的比例。
2、
【解析】
【详解】
[1]根据可得，加热电器的电阻
[2]若它两端的实际电压为198V，电加热器的电阻不变，则此时它的电功率为
3、 1 5.45 729.5s 6852.5 60 1440
【解析】
【详解】
（1）[1]由图中可知，1cm之间有10个小格，故每一小格表示0.1cm，即1mm，故刻度尺的分度值为1mm。
[2]由图中可知，被测物体的左侧与1.00cm对齐，右侧在6.4cm与6.5cm之间，估读为6.45cm，故该物体的长度为
l=6.45cm﹣1.00cm=5.45cm
（2）[3]由图中可知，小表盘的分度值是0.5min，指针在12min和13min之间，靠近12min，故小表盘读数为12min，因大表盘指针未转过一周，故大表盘读数为9.5s；故停表读数为
t=12min9.5s=12×60s+9.5s=729.5s
（3）[4]电能表的最后一位为小数，故由图中可知，现在电能表的读数是6852.5kW h。
[5]由题意可知，空调消耗的电能为
W=8.64×104J=0.024kW h
由电能表表盘上的“2500r/kW h”可知，每消耗1kW h的电能时，电能表的表盘就转过2500r，故此过程中电能表转盘转过的圈数为
n=0.024kW h×2500r/kW h=60r
[6]由题意可知，空调工作的时间为
故空调的电功率为
4、<
【解析】
【详解】
由题意可知，L1和L2串联在电路中时，L1两端电压U1大于L2两端电压U2，因串联电路中电流处处相等，故可知流过两灯的电流相等，故由欧姆定律可知，灯L1的电阻大于灯L2的电阻；将两灯并联在电源两端时，灯泡两端电压相等，故由可知，灯L1的电功率小于灯L2的电功率。
5、 88 串 变亮 变大 变大 18 变暗 9
【解析】
【详解】
（1）[1][2]因照明电路电压为220V，小彩灯的额定电压为2.5V，要使灯泡正常发光，应将灯泡串联，要使串联后的总电压为220V，由串联电路的特点可知，串联个数应为
（2）[3][4][5]当R2比R1小很多时，某一只小彩灯的灯丝断了，R2接入电路中总电阻应减小，则电路中电流变大，流过其余的每一个小彩灯的电流变大，则由P=I2R得，其余彩灯里的灯丝R1的实际功率变大，亮度变亮。
[6]根据每个小彩灯上标有“2.5V 0.25A”字样可知。小彩灯的电阻为
若R1的实际功率等于1W时，由可知，R1两端电压为
则此时电路中没有烧断的灯泡的个数为
取n′=70，故最多允许小彩灯的灯丝断的个数为
88﹣70=18
[7]当R2比R1大很多，某一只小彩灯的灯丝断了，R2接通时，电路总电阻应变大，则电路中电流应变小，即流过其余小彩灯的电流变小，则灯泡的功率变小，灯泡亮度变暗。
[8]设R2=15R1，则
R2=15×10Ω=150Ω
若其余小彩灯上R1的实际功率为0.1W时，电路中的电流为
故总电阻为
因有88个彩灯串联，断去R1小彩灯的个数为n，则由串联电路的电阻特点有
nR2+（88﹣n）R1=2200Ω
将R1=10Ω,R2=150Ω代入解得n=9.4，又由P=I2R可知，若n变大，电路中的总电阻R变大，电流I变小；小灯泡的电阻R不变，通过的电流I变小，P会变小，所以小灯泡的实际功率会低于0.1W，造成不能发光；所以n只能取9，即最多允许9盏小彩灯的灯丝R1断去，其余的小彩灯还能发光。
三、计算题
1、（1）6V；（2）30Ω；（3）1.92W
【详解】
解：（1）当S1、S2都闭合时，R2短路，R1与L并联接入电源两端，因为L正常发光，所以电源电压
U=UL=6 V
（2）由PL=ILUL变形得小灯泡正常发光时的电流
根据并联电路电流特点可知此时定值电阻R1中通过的电流为
I1=I-IL=0.7A-0.5A=0.2A
由欧姆定律变形可得，因此
（3）当S1、S2都断开时，R2与L串联在此电路中，小灯泡的电阻为
此时电路中的电流
根据串联电路中电流各处相等的特点可知小灯泡中通过的电流
IL=I=0.4A
由公式P=UI推导可得，因此小灯泡L消耗的功率
答：（1）电源电压U为6 V；
（2）电阻R1的阻值为30 Ω；
（3）当S1、S2都断开时，小灯泡L消耗的功率是1.92 W。
2、（1）1.5A；（2）16Ω；（3）2000J
【详解】
解：（1）由图可知，处于“高温”档加热时，R1单独工作，且“高温”档功率为36W，此时通过座椅的电流
（2）R1的阻值
（3）t=5min=300s，该电路为纯电阻电路，则产生的热量
Q=W=Pt=20W×300s=6000J
答：（1）处于“高温”档加热时，通过座椅垫的电流为1.5A。
（2）电热丝R1的阻值为16Ω。
（3）处于“低温”档加热5min产生的热量为2000J。
3、（1）；（2）1100W；（3）
【详解】
解：（1）单独闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于保温状态，由此时的功率可得R1阻值是
（2）同时闭合开关S1、S2，R1、R2并联，电饭锅处于加热状态，此时R2的功率是
（3）加热状态的功率为
加热状态电饭锅工作20min消耗的电能是
答：（1）R1阻值是；
（2）电饭锅处于加热状态时R2的功率是1100W；
（3）在加热状态下，电饭锅工作20min消耗的电能是。
4、（1）110W；（2）3.234×105J；（3）300s
【详解】
（1）由题意可知，保温状态时，R1、R2串联，保温状态下，电路消耗的总功率
（2）将1kg初温为23℃的水加热到100℃需要吸收的热量
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣23℃）＝3.234×105J
（3）由可知，电热煮茶器消耗的电能
开关S接“1”时，电路只有R1工作，为加热状态，此时的加热功率
由可知，需要加热的时间
答：（1）保温状态时，电路消耗的总功率是110W。
（2）将1kg初温为23℃的水加热到100℃需要吸收的热量为3.234×105J。
（3）假设该电热煮茶器的加热效率为98%，则实现（2）的过程需要加热的时间为300s。
5、（1）60Ω；（2）48J
【详解】
解：（1）由电路图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路电流。并联电路中，各支路两端电压与电源电压都相等，即
U＝U1＝U2＝12V
定值电阻R1的阻值
（2）并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以R2的电流
I2＝I﹣I1＝0.6A﹣0.2A＝0.4A
R2在10s内消耗的电能
W2＝UI2t＝12V×0.4A×10s＝48J
答：（1）定值电阻R1的阻值为60Ω。
（2）定值电阻R2在10s内消耗的电能为48J。