苏科版九年级下册第十五章电功和电热 单元练习（含解析）

苏科版九年级下册 第十五章 电功和电热
一、单选题
1．关于安全用电，下列做法正确的是（　　）
A．用湿手拨动开关
B．电线的绝缘皮破损后继续使用
C．在未断开电源开关的情况下更换灯泡
D．家庭电路中必须安装保险丝或空气开关
2．下列物理量的估计中最接近事实的是（　　）
A．人体的安全电压是不高于 360V
B．家用空调正常工作时的电流约为 1A
C．家用电视机正常工作时的功率约为 1000W
D．教室内一盏日光灯正常工作时功率约为 40W
3．“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
4．如图所示现象或装置在工作时，与热机做功冲程的能量转化相同的是（　　）
A．钻木取火
B．水蒸气将塞子冲出
C．活塞迅速下压，棉花燃烧
D．电炉子
5．以下估测值中，最符合实际的是（　　）
A．一间15m2的卧室内空气的质量约为60kg
B．电饭锅正常焖饭时使用的加热档的功率约为50W
C．一张课桌的高度约为1000cm
D．家用节能灯的工作电流约为2A
6．图中甲、乙分别是某家庭5月初和6月初电能表的示数，则下列说法中正确的是（　　）
A．电能表是计量电功率的仪器
B．该家庭在这段时间内总共用电2000kW·h
C．1 kW·h相当于3.6×105J
D．该电能表转盘每转过600转，电路消耗电能0.5 kW·h
7．如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　）
A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B．小英家上个月消耗的电能为1011kW h
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多
8．如图所示的电路，电源电压恒定，闭合开关S，电流表A1、A2的示数之比是1：5．则定值电阻R1：R2的值、以及R1、R2功率P1：P2的值分别是
A．4：1 1：4 B．1：4 4：1 C．1：5 5：1 D．5：1 1：5
9．如图甲的电路中，电源电压为且保持不变，闭合开关后，滑片从端移动到端的过程中，电压表的示数与电流表的示数的关系图像如图乙，下列判断正确的是（　　）
A．的阻值为 B．电路消耗的最小功率为
C．滑动变阻器的最大阻值为 D．电路消耗的最大功率为
10．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示，把它们串联接在电源电压为4.5 V的电源上，如图乙所示，闭合开关S后，两元件的电功率之比为（ ）
A． B． C． D．
11．小红在做“探究影响串联电路各用电器功率大小因素”的实验时，连好了如图所示的电路，闭合开关后发现小灯泡L1发光比较亮，但L2发光比较暗，对于这一现象产生原因的分析，下列说法中合理的是（　　）
A．通过小灯泡L1的电流大于通过小灯泡L2的电流
B．小灯泡L1两端的电压等于小灯泡L2两端的电压
C．小灯泡L1的实际功率小于小灯泡L2的实际功率
D．小灯泡L1的实际功率大于小灯泡L2的实际功率
12．如图所示电路中，闭合开关后，发现小白炽灯泡L1、L2均发光，且灯L1较亮，关于这一现象，下列说法正确的是（　　）
A．通过灯L2的电流一定大于通过灯L1的电流
B．灯L2的实际功率一定小于灯L1的实际功率
C．灯L2的实际电压一定大于灯L1的实际电压
D．灯L2的额定功率一定大于灯L1的额定功率
13．如图所示，电路中，电源电压恒为6V，电流表量程为0～0.6A．电压表量程为0～3V，滑动变阻器R2规格为“20Ω 0.5A”。移动滑片P，当电流表示数为0.4A，电压表示数为2V。下列说法中正确的是：（　　）
A．定值电阻R1为5Ω
B．滑片P向右移动，电压表、电流表示数都变小
C．滑片P移至变阻器中点时，R1和R2的功率相等
D．为保证电路安全，滑动变阻器阻值可调节范围为0～10Ω
14．现有两个灯泡L1、L2 , L1标有“6 V　3 W”字样，L2的电阻为6 Ω，将L1、L2串联接在某一电路中，L1、L2均能正常发光(忽略温度对电阻的影响)，下列计算结果正确的是( )
A．灯L1的电流比L2的大
B．灯L1的亮度比L2的大
C．灯L2的额定功率为3 W
D．电路两端的总电压为12 V
15．小乐按图听示连接电路，其中R1、R2、R3是三段电阻丝（R1A．a、b、c B．c、a、b C．c、b、a D．a、c、b
二、填空题
16．学生电学实验时用的一节新干电池电压为______伏，教室里日光灯与投影仪之间是______连接的（选填“串联”或“并联”），学校每月耗电量用_____表测量．
17．一节干电池的电压是______V，家庭电路中的电冰箱 电视机 洗衣机等用电器的连接方式是______联。
18．硅、锗等半导体材料的导电能力比铜、铝等金属的要______（选填“强”或“弱”）。某些物质在温度很低时，电阻变为零，这就是超导现象。如果能制造出常温下的超导体，它可以在下列哪种情境中得到应用______（选填序号）。
①用作电吹风的电热丝 ②用作白炽灯的灯丝 ③用作输电线
19．如图所示，电路中画“×”处表示断路之处，开关断开后，用测电笔测试电路中A、B、C三点，测电笔氖管会发光的是______点。
20．如图所示，只闭合开关S时灯L1的功率为9W；断开开关S，闭合S1、S2时，灯L1的功率为25W。电源电压不变，忽略温度对灯丝电阻的影响。则L1与L2电阻之比是______，闭合S1、S2时，灯L2的功率为______W。
三、综合题
21．近日，XX市与国家电投XX电力股份有限公司签定风能制氢一体化项目协议，计划利用风电进行电解水制氢（图甲），打造零排放的“绿色氢气”产业链。某型号氢内燃汽车（图乙）以氢气为燃料，若该车效率为60%，某次以20kW的恒定功率在水平路面上匀速直线行驶了10min，氢气的热值q＝1.4×108J/kg。请完成以下问题：
（1）请说出使用氢气做燃料的一个优点______；“减少碳排放，还我一片蓝天”是每一个公民的责任，对于环境保护你有何好的建议______（写出一条即可）；
（2）该过程，汽车牵引力所做的功为多少______？
（3）该过程，氢气完全燃烧放出的热量为多少______？
（4）该过程，需燃烧氢气的质量为多少______？（保留三位有效数字）
22．父亲节到了，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605W。求：
（1）该电热足浴盆加热系统是利用电流的______工作的。
（2）加热系统的加热电阻正常工作15min消耗的电能是多少？( )
（3）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际电功率是多少？( )（忽略温度对电阻的影响）
23．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_______？
24．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。
25．阅读短文，回答问题。
冰箱压缩机
冰箱是家庭中常见的用电器，压缩机是冰箱中的核心部件。压缩机（电动机）是由温控开关控制的，温度升高至某一设定值时，温控开关闭合，压缩机工作制冷；为方便食物的取放，冰箱还安装了照明灯，打开冰箱门时，照明灯会自动发光，一旦照明灯出现故障也不会影响冰箱的制冷工作。
冰箱制冷时，制冷剂被吸入到压缩机中，经过压缩后变成高温高压的气态制冷剂，该高温高压的气态制冷剂经过管道送到冷凝器，且途径管道过程中会借助散热片把热量传递到外界空气中，到达冷凝器后，冷却的高压气态制冷剂急剧膨胀，温度急剧降低，并从冰箱的冷藏室和冷冻室吸热并进入下一个循环，吸收的热量在上述循环中通过散热片传递到外界空气中，由此压缩机相当于内能搬运工，将冰箱内内能搬运至外界空气中达到降温效果。压缩机搬运的内能（即冰箱向周围传递的热量）就是冰箱的制冷量，制冷量和消耗的电能的比值是冰箱的能效比．如果冰箱的能效比是3.2，则表示每消耗1J的电能，制冷量为3.2J。
（1）“冰箱制冷时，制冷剂被吸入到压缩机中，经过压缩后变成高温高压的气态制冷剂”，该过程是通过______的方式改变制冷剂内能的。
（2）“到达冷凝器后，冷却的高压气态制冷剂急剧膨胀，温度急剧降低”该过程制冷剂的内能变化与内燃机______冲程缸内气体内能变化相同。
（3）某冰箱压缩机工作时的电功率为100W，每天工作5h，一天消耗的电能为______kW·h，若此冰箱的能效比为3，该冰箱一天的制冷量为______J。
26．如图甲所示，是小鑫的爷爷购买的一台电热足浴器内部等效电路图，R1和R2均为电热丝，其中R1的阻值是171.6Ω，R1>R2，该足浴器有低温、中温和高温挡3个挡位。说明书因为破损无法看清加热功率，关闭家中所有用电器，在足浴器中装入4kg、初温为25℃的水，用高温挡加热到34℃时，发现图乙所示电能表的转盘转过150转，共用时3min，若家庭电路中此时电压为220V。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（1）电热足浴器中开关S0闭合、S接2时，电热足浴器处于______（选填“低温”“高温”或“中温”）挡位工作；
（2）求该足浴器高温挡的额定功率______和加热效率______；
（3）求该足浴器低温挡正常工作时电路中的电流______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．水是导体，用湿手拨动开关容易发生触电事故，故A错误；
B．电线的绝缘皮破损后继续使用，容易发生触电事故，故B错误；
C．当灯泡出现故障时，需要进行更换，要先断开开关，以免电路中有电流，发生触电事故，故C错误；
D．在家庭电路中，为了避免家用电器在电流过大时会损坏,应该在电路中安装保险丝或空气开关，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A．人体的安全电压是不高于36V，故A不符合题意；
B．家用空调正常工作时的电流约为5A，故B不符合题意；
C．电视机正常工作时的功率约为100W，故C不符合题意；
D．教室内一盏日光灯正常工作时功率约为40W，故D符合题意。
故选D。
3．C
【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。
4．B
【详解】
热机做功冲程中，高温高压的气体对活塞做功，将内能转化为机械能。
A．钻木取火，是克服摩擦做功，机械能转化为内能，故A不符合题意；
B．水蒸气对活塞做功，水蒸气的内能减小，活塞由静止变为运动，机械能增加，故水蒸气将内能转化为活塞的机械能，故B符合题意；
C．活塞对筒内的空气做功，空气的内能增加，温度升高，达到棉花的着火点，而使棉花燃烧，故是机械能转化为内能，故C不符合题意；
D．电炉子工作时消耗电能，得到内能，电能转化为内能，故D不符合题意。
故选B。
5．A
【详解】
A．一般卧室的高度为3m，空气的密度为，一间卧室中空气的质量约为
约为60kg，故A符合题意；
B．电饭锅正常焖饭时，工作电流在5A左右，使用的加热档功率约为
故B不符合题意；
C．中学生的身高在160cm左右，课桌的高度大约为中学生的身高的一半，故在80cm左右，故C不符合题意；
D．家用节能灯的功率在10W左右，根据可得
故D不符合题意。
故选A。
6．D
【详解】
A．电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误；
B．由图可知，5月初电能表的示数W1=1042.8kW·h，6月初电能表的示数W2=1242.8kW·h，则该家庭在这段时间内总共用电
W=W2-W1=1242.8kW·h-1042.8kW·h=200kW·h
故B错误；
C．电能表的计量单位是kW·h
1kW·h=3.6×106J
故C错误；
D．1200r/(kW·h)表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转1200转，则该电能表转盘每转过600转，电路消耗电能
W′=kW·h=0.5kW·h
故D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A．由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误；
B．小英家上月消耗的电能为
5647.8kW h﹣5546.7kW h＝101.1kW h
故B错误；
C．1600imp/kW h表示每消耗1kW h的电能指示灯闪烁1600次，指示灯闪烁320次消耗的电能为
故C错误；
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
闭合开关R1、R2并联，A1测R1的电流，A2测干路电流；A1、A2的示数之比是1：5，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得：
＝，
由于两电阻两端的电压相等，根据电压一定时，电流与电阻成反比可得：
＝，
故BCD错误；
根据P＝UI可得：
，
故A正确，故选A。
9．B
【详解】
A．由图可知，滑动变阻器与定值电阻串联在电路中，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当滑片从端移动到端的过程中，滑动变阻器阻值变小，电流表示数变大，电压表示数变小，由图乙可知，电路中的最大电流为0.6A，此时滑动变阻器两端电压为0，此时滑动变阻器阻值为0，电路中只有定值电阻，所以定值电阻R1的阻值为
故A错误；
BD．由图乙可知，电路中的最大电流为0.6A，电路中的最小电流为0.2A，由可知，电路消耗的最小功率为
电路消耗的最大功率为
故B正确，D错误；
C．当滑片在b端时，滑动变阻器的阻值最大，电路中的电流最小，滑动变阻器两端电压最大，由图乙可知，当滑片在b端时，电路中的电流为0.2A，滑动变阻器两端电压为4V，滑动变阻器的最大阻值为
故C错误。
故选B。
10．A
【详解】
由题图知，当电流时，元件两端的电压，元件B两端的电压，由于两元件串联，故两元件的电功率之比
，
因此A选项符合题意．
11．D
【详解】
A．由实物图知，两灯串联在电路中，那么通过两灯的电流相等，故A不符合题意；
BCD．闭合开关后，小灯泡L1发光较亮，L2发光较暗，即两灯的实际功率的大小关系是
P1>P2
据P=UI得，两灯两端的电压关系是
U1>U2
故BC不符合题意、D符合题意。
故选D。
12．B
【详解】
A．由实物图可知，灯泡L1、L2串联，所以通过灯L2的电流等于通过灯L1的电流，故A错误；
BC．小灯泡的亮度取决于实际功率，灯L1较亮，说明灯L1的实际功率大于灯L2的实际功率，串联电路电流处处都相等，根据电功率的推导公式可知，灯L1的实际电压大于灯L2的实际电压，故B正确，C错误；
D．题目中没有说明小灯泡是否正常发光，故额定功率的大小无法判断。故D错误。
故选B。
13．C
【详解】
根据电路图可知，定值电阻R1、滑动变阻器 R2串联，电压表测量滑动变阻器R2两端电压，电流表测量电路电流；
A．因串联电路两端总电压等于各部分电压之和，所以电压表示数为2V时，定值电阻两端电压
定值电阻的阻值
故A错误；
B．滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的电流减小，电流表的示数减小，定值电阻两端的电压减小，由于电源电压不变，滑动变阻器两端的电压增大，电压表、示数都增大，故B错误；
C．滑片P移至变阻器中点时，R1和R2的阻值相同，定值电阻R1、滑动变阻器 R2串联，通过两个电阻的电流相同，由可知，R1和R2的功率相等，故C正确；
D．当R1和R2的阻值相同都为10Ω时，电压表两端的电压为3V，如果再增大滑动变阻器的阻值，电压表的示数将超过量程，因此滑动变阻器最大阻值为10Ω；由于滑动变阻器R2规格为“20Ω 0.5A”，电路中的最大电路为0.5A，此时滑动变阻器的阻值
为保证电路安全，滑动变阻器阻值可调节范围为2～10Ω，故D错误。
故选C。
14．B
【详解】
将L1、L2串联接在某一电路中，因为串联电路电流处处相等，故A错误；
L1、L2均能正常发光，L1正常工作电流为：，
L2两端的电压为：，
L2的功率为：，故，L1更亮一些，故B正确，C错误；
总电压为：，故D错误．
故选B．
15．C
【详解】
由电路图知，电阻丝R1、R2先串联再与R3并联，且R1故选C。
16． 1.5 并联 电能（或“电度”）
【详解】
一节新干电池电压是1.5V；由于教室里日光灯与投影仪在工作时互不影响，所以它们是并联连接的；电能表是用来测量电功的仪表，所以，学校每月消耗的电能是用电能表来测量的．
17． 1.5 并
【详解】
[1]一节新的干电池的电压为1.5V。
[2]家庭电路中的用电器工作时，相互之间不影响，所以连接方式是并联。
18． 弱 ③
【详解】
[1]半导体的导电能力弱于金属导体的导电能力。
[2]超导体的电阻为0，根据焦耳定律，超导体不会将电能转化为内能，不会放热，利用电流热效应工作的用电器都不能用超导体制作，而用超导体制作输电线可以减少电能消耗。
19．B
【详解】
开关断开，没有电流经过灯泡，故A点试电笔不发光，接触与火线相连的B点时，试电笔会发光，由于没有电流经过C，故C点试电笔不发光，综上所述，能够让试电笔发光的只有B点。
20． 3∶2 37.5
【详解】
[1]设电源电压为U，灯L1的电阻为R1，灯L2的电阻为R2，由图可知，只闭合开关S时，灯L1和灯L2串联在电路中，此时电路中的电流为
此时灯L1的功率为
断开开关S，闭合S1、S2时，灯L1和灯L2并联在电路中，此时灯L1的功率为
所以
化简得
解得
即L1与L2电阻之比是3∶2。
[2]断开开关S，闭合S1、S2时，灯L1和灯L2并联在电路中，灯L2的功率为
21． 见详解 少开车多走路 1.2×107J 2×107J 0.143kg
【详解】
（1）[1][2]氢气燃烧时生成水，不会释放出污染环境的有毒废气；为了环境保护，我们要严禁随意焚烧垃圾，少开车多步行、骑自行车或乘公交车出行。
（2）[3]汽车的输出功率
汽车运动的时间
由可知，汽车牵引力所做的功
（3）[4]由可知，氢气完全燃烧放出的热量
（4）[5]由可知，需要燃烧氢气的质量
22． 热效应 5.445×105J 500W
【详解】
（1）[1]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是利用电流热效应来工作的。
（2）[2]加热系统的加热电阻正常工作15min消耗的电能是
（3）[3]加热电阻的阻值为
当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际电功率是
23． 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
24．（1）加热状态；（2）2112Ω
【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。
25． 做功 做功 0.5
【详解】
（1）[1]冰箱工作时，压缩机压缩制冷剂，对其做功，使制冷剂的体积变小，压强变大，温度升高，内能变大，所以压缩机是通过做功的方式改变了制冷剂的内能。
（2）[2]到达冷凝器后，冷却的高压气态制冷剂急剧膨胀，温度急剧降低、内能变小；热机的做功冲程中内能转化为机械能，缸内气体的内能减小，即二者气体的内能变化相同。
（3）[3][4]冰箱压缩机工作时的电功率为100W＝0.1kW，每天工作5h，则该冰箱运行1天消耗的电能
W电＝Pt＝0.1kW×5h＝0.5kW·h
该冰箱运行1天消耗的电能
W电＝0.5kW·h＝1.8×106J
若冰箱的能效比为3，由题意可知，该冰箱1天的制冷量
W制冷＝3.0W电＝3.0×1.8×106J＝5.4×106J
26． 中温 1000W 84% 1A
【详解】
解：（1）由知，当电压一定时，电阻越小，电功率越大。故电热足浴器中开关S0闭合、S接1时，此时电路R1、R2串联；开关S0闭合、S接2时，此时电路只有R1；开关S0闭合、S接3时，此时电路中只有R2。因为R1>R2，再由串联电路的电阻特点可知，当开关S0闭合、S接1时，为低温档；开关S0闭合、S接2时，为中温档；开关S0闭合、S接3时，为高温档。
（2）用高温挡加热3min消耗的电能
高温挡的额定功率
高温挡加热3min，水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(34℃-25℃)=1.512×105J
足浴器高温挡的加热效率
（3）由可得，R2的阻值
当电热足浴器中开关S0闭合、S接1时，处于低温挡；由串联电路的电阻规律可得，足浴器低温挡正常工作时电路中的电流
答：（1）电热足浴器中开关S0闭合、S接2时，电热足浴器处于中温档位工作；
（2）该足浴器高温挡的额定功率1000W和加热效率84%；
（3）求该足浴器低温挡正常工作时电路中的电流为1A。
答案第1页，共2页
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