2022年精品解析沪科版九年级物理第十六章电流做功与电功率专项训练试题（含详解）

沪科版九年级物理第十六章电流做功与电功率专项训练
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、家庭电路中，电功率都是100W的电烙铁、电视机、电吹风，同时工作相同的时间，产生热量最多的是（　　）
A．电烙铁 B．电视机 C．电吹风 D．不能确定
2、如图所示是一个电热水壶的铭牌，请利用所学知识，结合该铭牌上获取的信息，判断下列说法正确的是（　　）
A．该电热水壶只能在直流电下工作 B．该电热水壶只能在220V电压下工作
C．该电热水壶正常工作时的电流约为4.4A D．该电热水壶正常工作20min耗电约0.5kW·h
3、下列数据符合实际的是（　　）
A．一节新蓄电池的电压为3V B．卧室空调的额定电流约为5A
C．人体感到舒适的环境温度约为40℃ D．液晶电视的额定功率约为2000W
4、下图所示的用电器中，正常工作时电功率接近 1000 W 的是（　　）
A．家用空调 B．台式计算机
C．台灯 D．电风扇
5、标有“220V 40W”的白炽灯甲和标有“220V 60W”的白炽灯乙，下列说法中正确的是（　　）
A．串联接在220V的电路中，甲灯的实际功率比乙灯大
B．串联接在220V的电路中，两灯的总功率为100W
C．并联接在220V的电路中，乙灯消耗的电能比甲灯多
D．并联接在220V的电路中，甲、乙两灯电功率之比为2：3
6、在国际单位制中，电功的单位是（　　）
A．焦耳（J） B．伏特（V） C．瓦特（W） D．安培（A）
7、如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．电风扇 B．电饭锅
C．电冰箱 D．笔记本电脑
8、某电加热器工作时，与之相连的导线温度过高。下列解决办法中切实可行的是（　　）
A．减小通过用电器的电流
B．缩短用电器工作时间
C．换用更粗的导线与之相连
D．换用更短的导线与之相连
9、下列说法正确的是（　　）
A．绝缘体不容易导电的原因是因为绝缘体内部几乎没有电荷
B．实际电功率大的用电器在相同的工作时间内消耗的电能多
C．家庭电路中电流过大的原因一定是因为火线与零线碰到了一起
D．通电时电炉丝热的发红，而跟电炉丝连接的导线却不太热，通过电炉丝的电流更大
10、为了纪念科学家对物理学的杰出贡献，以其名字作为电阻单位的是（　　）
A．欧姆 B．安培 C．伏特 D．焦耳
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、 “2V 2W” LED灯正常发光时的电流为______A，与普通的小灯泡相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约的电能，则该LED灯与______W的小灯泡亮度相当。将该LED灯接在电压为6V的电源两端，需串联一只______Ω的电阻。
2、小帅家电能表如图所示，由图可知他家一共消耗了______kW·h的电能。将某用电器单独接在该表上工作12min，电能表上的脉冲闪了160imp。该用电器的电功率是______W。
3、一个标有“10V、4W”的灯泡接入电源电压为12V电路中，为了使灯泡正常发光，此时接入电路中电阻的阻值为___________Ω，电阻消耗的功率是___________W。
4、社会的进步、科技的发展离不开物理学家的智慧和奋斗。 英国物理学家 ______做了大量的实验，经过四十年 不懈的努力，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。如图所示，实验中电阻丝产生热量的多少，是通过 U 形管中______的变化来反映的。
5、如图所示电路，电源电压不变，当开关S1和S2都闭合时，两灯均正常发光（灯丝电阻不变），电压表示数为6V，电流表示数为0.3A．若将两表互换位置，并将开关S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.2A，此时灯泡L1和L2的实际功率之比为_______； 交换电表前，通过各开关的断开与闭合电路消耗的最大功率为_______W。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、图甲是一种新型家用电器﹣电压力锅，图乙是某型号电压力锅工作电路简图，表中数据是其部分参数。其中R是主加热器，R0是保压加热器。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热。当锅内温度达到105。开关S自动与a、b断开，开始保压。现将5kg初温为的水加入电压力锅中，热量损耗不计，已知水的比热容为。求
额定电压（V） 220V
主加热器额定功率（W） 700W
保压加热器额定功率（W） 60W
保压温度（） 105
最大盛水量（kg） 6kg
（1）电压力锅加热状态时主加热噐R的电阻？
（2）电压力锅多少min后开始保压？
（3）电压力锅在保压状态下工作30min所消耗的电能？
2、学校共有100盏铭牌标有“220V 40W”的白炽灯，平均每天使用5h。求：
（1）这种白炽灯正常工作时的电阻；
（2）100盏灯正常工作一个月消耗多少度电能。
3、在如图所示电路中，电源电压保持不变，灯L标有“4V 1.6W”字样。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的C点时，Rab=4Rac，灯L正常发光，20秒内电流对滑动变阻器做功为16J，灯L的电阻保持不变，求：
（1）灯L的阻值为多少？
（2）滑动变阻器R的最大阻值为多少？
（3）电源电压是多少？
4、某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。加满20 ℃的水后加热至70 ℃，已知水的比热容c水=4.2×103 J/（kg· ℃），干木材的热值q=1.2×107 J/kg。
（1）水需要吸收多少热量？
（2）电热水器正常工作时至少需要多长时间？
（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要多少干木材？
××型电热水器
额定加热功率 2 400 W 加热方式 电加热器
额定电压 220 V 安全等级 防触电保护一类
温度设定范围 20～90 ℃ 净重 20 kg
容量 40 L 整机外形尺寸 530 mm×400 mm×400 mm
5、如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R2的阻值为55Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：
（1）保温挡时电路中的电流；
（2）高温挡时的电功率；
（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW·h。
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、小亮想探究电流通过导体时产生的热量Q与导体电阻R的关系。他选用了以下实验器材：两个完全相同的烧瓶，烧瓶内分别装有相同质量和初温均为t0的煤油，相同的温度计A和B和阻值为R1和R2的电阻丝（R1R2），还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关、导线。 他连接了如图所示的电路，进行了如下实验：闭合开关面通电一段时间后，记录下温度计A的示数为t1，温度计B的示数为t2，发现（t1-t0）（t2-t0）。请根据以上叙述回答下列问题。
（1）小亮计划探究的问题中，自变量是______；
（2）通过上述实验现象，小亮得到的结论是：_______。
（3）若小亮继续研究电流通过导体产生热量Q与电流I的关系，在不改变原电路的情况下，除了需要添加停表之外，还需要添加的测量器材是______。
2、在探究电流通过电阻产生的热量与哪些因素有关时，连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质址相等、初温均为25℃的煤油，两支相同的温度计，阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后，记录此时两温度计的示数。
（1）此实验的自变量是______；
（2）此实验用______反映产生热量的多少。
3、测额定电压是3.8V小灯泡的额定功率和正常发光时的电阻的实验中：
①按实验要求，把下左图中所给实物连接图补充完整____。
②开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应放在______端。（左、右）
③实验时，调节滑动变阻器接入电路的阻值，使电压表的示数为_____V。此时电流表示数如下图所示，则通过小灯泡的电流是_____A，小灯泡的额定功率是________W，小灯泡正常发光时的电阻是________Ω。
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
因为家庭电路中U=220V，所以三种用电器的实际功率：P=P额＝100W；又因为W=Pt，工作相同的时间，所以三种用电器消耗的电能相同；电吹风将电能转化为机械能和内能，电视机将一部分电能转化为光能，电烙铁将电能全部转化为内能，所以产生热量最多的是电烙铁。故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。
2、D
【详解】
A．我国和其他国家的居民用电都是交流电，热水壶一般在交流电压下工作，故A错误；
B．根据电热水壶的铭牌可知，该电热水壶的额定电压为220V，说明该电热水壶在220V下可正常工作，低于或略高于220V电热水壶可能可以工作，但不能正常工作，故B错误；
C．根据可知，该电热水壶正常工作时的电流
故C错误；
D．根据可知，该电热水壶正常工作20min耗电
故D正确。
故选D。
3、B
【详解】
A．一节新蓄电池的电压约为2V，故A不符合题意；
B．卧室空调的额定功率约为1kW，则其额定电流
故B符合题意；
C．人体感觉舒适的温度约为23摄氏度，故C不符合题意；
D．液晶电视的额定功率约为100W，故D不符合题意。
故选B。
4、A
【详解】
A．家用空调的功率较大，约为1000W，故A符合题意；
B．台式计算机的功率约为200W，故B不符合题意；
C．台灯的功率约为30W，故C不符合题意；
D．电风扇的功率约为50W，故D不符合题意。
故选A。
5、D
【详解】
根据可知：灯泡的额定功率越大，灯丝的电阻越小，故“220V 40W”的白炽灯甲的电阻大于“220V 60W”的白炽灯乙的电阻；
A．两灯串联接在220V电路中时，由于通过两灯的电流相同，根据公式可知，甲灯的电阻大，所以甲灯的实际电功率大，故A正确；
B．串联接在220V的电路中，两灯的总功率为
两灯正常发光时的总功率
对比以上两式可知：，故B错误；
C．根据公式可知，在额定电压下灯泡消耗的电能与灯泡的额定功率、通电时间成正比，并联接在220V的电路中，两灯都能正常发光，乙灯消耗的电能不一定比甲灯多，因为通电时间不确定，故C错误；
D．两灯并联在220V电路时，甲、乙灯泡都能正常发光，功率之比
故D正确。
故选D。
6、A
【详解】
A．焦耳（J）是国际单位制中功、电功、热量、能的单位，故A符合题意；
B．伏特（V）是国际单位制中电压的单位，故B不合题意；
C．瓦特（W）是国际单位制中功率及电功率的单位，故C不合题意；
D．安培（A）是国际单位制中电流的单位，故D不合题意。
故选A。
7、B
【详解】
A．电风扇工作时主要把电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．电饭锅工作时电能全部转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故B符合题意；
C．电冰箱工作时，主要将电能转化为机械能，故C不符合题意；
D．笔记本电脑工作时主要将电能转化为声能、光能等，故D不符合题意。
故选B。
8、C
【详解】
A．减小通过用电器的电流，那么加热器的实际电压就达不到额定电压，实际功率就小于额定功率，加热器不能正常工作，故A不符合题意；
B．缩短用电器工作时间，虽然可以减小电流流过导线所产生的热量，但是工作时间缩短，电流流过电热器所做的功也会减少，故B不符合题意；
C．换用更粗的导线后，导线的电阻变小，在电流、时间相同时，根据， 电流流过导线产生的热量就少，温度就不会过高，故C符合题意；
D．在实际的生产生活中，换用更短的导线不切合实际，故D不符合题意。
故选C。
9、B
【详解】
A．绝缘体不容易导电的原因是因为绝缘体内部几乎所有电荷被束缚在原子核周围，不能自由移动，不是没有电荷，故A错误；
B．由电功率的公式可得，在相同时间内，消耗的电能与实际功率成正比，所以实际电功率大的用电器在相同的工作时间内消耗的电能多，故B正确；
C．家庭电路中电流过大的原因可能是短路，也可能是总功率过大造成的，故C错误；
D．电炉丝与导线是串联的，根据串联电路电流的规律，在串联电路中电流强度处处相等，故D错误。
故选B。
10、A
【详解】
A．欧姆是电阻的基本单位，故A符合题意；
B．安培是电流的基本单位，故B不符合题意；
C．伏特是电压的基本单位，故C不符合题意；
D．焦耳是功和各种能量的基本单位，故D不符合题意。
故选A。
二、填空题
1、1 20 4
【详解】
[1]根据题意，由电功率的公式可得LED灯正常发光时的电流为
[2]与普通的小灯泡相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约的电能，则普通的小灯泡的功率为
[3]根据题意，串联的电阻两端电压为
由欧姆定律可得串联的电阻阻值为
2、7325.6 500
【详解】
[1]电能表的的最后一位为小数，故由图中可知他家一共消耗了7325.6kW h的电能。
[2]由电能表上的信息可知，脉冲闪烁了160imp消耗的电能为
该用电器的工作时间为
t=12min=12×60s=720s
故可知该用电器的电功率为
3、5 0.8
【详解】
[1]灯泡正常发光时的电压UL=10V，当接在电压为12V的电源上时，要使灯泡正常发光，需要给灯串联一个电阻分压，串联电路中总电压等于各分电压之和，所以串联电阻R两端的电压
UR=U-UL=12V-10V=2V
串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，电路中的电流
串联电阻的阻值
[2]电阻消耗的功率
PR=URI=2V×0.4A=0.8W
4、焦耳 液面高度差（或液体高度、液面、液柱）
【详解】
[1]英国物理学家焦耳发现了电流的热效应，最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，为了纪念他，能量的单位就是焦耳。
[2]实验中电阻丝产生热量给空气加热，导致空气受热膨胀，压强变大，让U 形管液面出现了高度差，产生的热量越多，U 形管液面出现了高度差越大，故可以用通过 U 形管中液面高度差来反应电阻的大小。
5、2:1 5.4
【详解】
开关S1和S2都闭合时，灯泡L1和L2并联，A测L1的电流，V测并联电路的电压及电源电压，故电源电压U=6V；只闭合S1，将两电表位置互换后，L1、L2串联。
[1]L1的电阻
串联时的总电阻
L2的电阻
串联时两灯的实际功率之比
[2]两电表位置互换之前，开关S1和S2都闭合时两灯并联，电路的功率最大，最大值为
三、计算题
1、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）根据题意，由电功率的公式可得R的电阻为
（2）根据题意，水吸收的热量与消耗的电能相等，所以
接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热。此时R与R0并联，则电路中的总功率为
所以加热时间为
（3）根据题意，在电压力锅在保压状态下工作30min所消耗的电能为
答：（1）电压力锅加热状态时主加热噐R的电阻为；
（2）电压力锅后开始保压；
（3）电压力锅在保压状态下工作30min所消耗的电能为。
2、（1）1210Ω；（2）600kW·h
【详解】
解：（1）由可得
（2）100盏灯正常工作一个月消耗的电能为
W = 100Pt = 100×0.04kW×30×5h = 600kW·h
答：（1）这种白炽灯正常工作时的电阻为1210Ω；
（2）100盏灯正常工作一个月消耗多少度电能600kW·h。
3、（1）10Ω；（2）20Ω；（3）6V
【详解】
解：由图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压。
（1）根据P＝UI可得，灯泡的额定电流
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻
（2）当滑片P置于变阻器的c点时，灯L正常发光，正常发光时的电压为4V，电流为0.4A，根据
W＝UIt＝I2Rt
滑动变阻器接入电路中的电阻
则滑动变阻器R的最大阻值
Rab＝4Rac＝4×5Ω＝20Ω
（3）由欧姆定律，滑动变阻器两端的电压
Uac＝ILRac＝0.4A×5Ω＝2V
串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压
U＝UL+Uac＝4V+2V＝6V
答：（1）灯L的阻值为10Ω；
（2）滑动变阻器R的最大阻值为20Ω；
（3）电源电压是6V。
4、（1）8.4×106 J；（2）3 500 s； （3）5 kg
【详解】
解：（1）水的质量
20 ℃的水加热至70 ℃，则水吸收的热量
（2）电热水器正常工作时至少需要消耗的电能
电热水器正常工作时至少需要的时间
（3）根据 可知，干木材完全燃烧放出的热量为
根据可知，需要干木柴的质量
答：（1）水需要吸收8.4×106 J的热量；
（2）电热水器正常工作时至少需要3 500 s。
（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要5 kg干木材。
5、（1）2A；（2）880W；（3）0.88kW·h
【详解】
解：（1）保温挡时电路中的电流
（2）闭合两开关，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据可知，此时总功率较大，电热锅处于高温挡，高温挡时的电功率
（3）在此过程中消耗的电能
W=P高温t1+P保温t2=0.88kW×0.5h+0.44kW×1h=0.88kW·h
答：（1）保温挡时电路中的电流是2A；
（2）高温挡时的电功率是880W；
（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是0.88kW·h。
四、实验探究
1、电阻 电流通过导体产生的热量与电阻大小有关 电流表
【详解】
（1）[1]探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系，则需保持电流不变，通电时间不变，改变电阻值，所以自变量为电阻R，电阻不同，产生的热量也不同，故因变量是电流产生的热量。
（2）[2] 通电时间相同，电流相同，电阻丝阻值不同（R1R2），温度计A的示数变化少，则R1产生的热量少，说明电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关，电阻越大，产生热量越多。
（3）[3]探究电流通过电阻时产生的热量Q与电流I的关系时，应控制时间和电阻阻值是相同的，故除了需要添加停表之外，还应用电流表来测量电路电流的变化。
2、电阻 温度计的示数变化
【详解】
（1）[1]阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2的电阻不同，两电阻串联，电流相同，故探究的是电流产生的热量与电阻的关系，自变量是电阻的大小。
（2）[2]电流通过导体时会产生热量，产生的热量越多，煤油吸收的热量越多，温度升的越高，故可以根据温度计的变化示数来判断电热丝产生的热量的多少。
3、 右 3.8 0.38 1.444
【详解】
[1]据题知灯泡应该与滑动变阻器串联及电流表串联，电压表与小灯泡并联，电流表选择小量程，因为小灯泡的额定电压是3.8V，故电压表选择大量程，滑动变阻器选择上面任意一个接线柱即可。如图所示
[2]为了保护电路，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处，即右端。
[3]实验时，调节滑动变阻器接入电路的阻值，使电压表的示数为小灯泡的额定电压，即示数为3.8V。
[4]由图知，电流表选择的是小量程，分度值为0.02A，指针偏转至19格，故电流表示数为0.38A。
[5]根据得，小灯泡的额定功率为
[6]根据得，小灯泡正常发光时的电阻为