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（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．某同学仔细观察家中的电视机、电风扇、电烙铁和节能灯四种电器，发现它们上面都标有“220V 40W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（　　）
A．电烙铁 B．电视机 C．电风扇 D．节能灯
2．如图所示是一种测定油箱内油量的装置模型，其中R为滑动变阳器的电阻片，与之接触的滑片P可以绕O点转到，当油量减少时，以下说法中正确的是（　　）
A．电流表示数增大
B．电路的总电阻减小
C．电路消耗的总功率增大
D．定值电阻R0两端的电压减小
3．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
4．在如图所示电路中，开关S闭合后，移动滑动变阻器的滑片P，下列各物理量中大小发生改变的是
A．小灯泡的额定电压 B．小灯泡的额定功率
C．小灯泡的实际功率 D．滑动变阻器的总阻值
5．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
6．下列用电器工作时的数据最符合实际的是（　　）
A．家用电热水壶工作时的功率约为25W
B．节能灯的正常工作电流约为0.05A
C．遥控器干电池的电压约为220V
D．人体安全的电压为36V
7．小明制作了一个利用电路测量物体重力的小仪器，如图所示，电源电压恒定，当秤盘不放任何重物时，滑片P恰好处于a点，则下列说法正确的是（　　）
A． R1短路将使测量结果偏小
B．可将电流表的表盘改装用来显示重力大小
C．当秤盘内物体重力变大时，电压表示数变大
D．当秤盘内物体重力变大时，电路消耗的功率将变小
8．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
9．“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
10．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．
二、填空题
11．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。
12．如图所示的自制便携式封口机，使用电压为3V的电源，接通电路发热电阻温度升高，利用电流的______实现高温封口。阻值为1Ω的发热电阻10s内产生______J的热量。封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更______（填“大”或“小”）的。
13．如图所示，电源电压不变，滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，电流表示数从1A变化到2A，此时滑动变阻器R的电功率从9W变化到12W，则R1的电阻值是_______Ω，整个电路消耗的最大电功率为_______W。
14．当人体成为______电路的一部分时，就会有电流通过。如果电流达到一定大小，就会发生______事故。
15．德国科学家_______经过大量实验研究归纳出导体中的电流与电压和电阻的关系；电功的单位是为了纪念科学家_______而命名的。
三、综合题
16．综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型，电流表示数随拉力的增大而增大，模型电路如图甲所示，ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比。滑片P左端固定在拉杆上，弹簧处于原长时，滑片P位于a端，电源电压恒为6V，弹簧电阻恒为1Ω，R0为4Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。
（1）虚线框内接线柱“1”应与______（选填“2”或“3”）连接；
（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，R0消耗的功率多大______？
（3）弹簧的伸长量与所受拉力F之间的关系如图乙所示，则电流表示数最大时显示的拉力多大______？
（4）甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0~3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升______%；
（5）在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如甲图的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变，R0的阻值应不小于______Ω。
17．有“公知”称新能源车的电池组能量密度（能量与质量的比值）还没有无烟煤高，更别提汽油了。已知某新能源车Model X的电池组电容量为 （ ），由7000多枚18650电池（如图）组成，电池组总质量约900kg。
（1）“能量密度”相当于哪个物理量_____；
（2）将100kW h换算约为_____J，新能源车Model X的“能量密度”是_____；
（3）已知汽油的能量密度4.6×107J/kg，“公知”的说法是_____（选填“正确”或“错误”）。
【科普：车的电池组不是一次性用品，而是可反复充电使用的）
18．如图所示是额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，且电动机的额定功率为120W。
（1）要送冷风，选择开关应放在_______位置；要送热风，选择开关应放在_______位置（均选填“A”“B”或“C”）；
（2）若电吹风在额定电压下工作，送冷风时，通电5min电流所做的功是多少？( )
（3）若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为560W，则电热丝R的阻值应为多大？( )
19．请根据阅读材料，回答下列各题：
漏电保护器
自从人类大量使用电器以来，电给我们带来很多方便，但同时也可能给人带来灭顶之灾。大量经验表明，不高于36V的电压一般对人体是安全的，称为安全电压。而我国家庭电路的电压是220V，工厂和工地的动力电路电压是380V，高压输电线路的电压可达500kV，都远远高于安全电压。因此，为了使人们能够安全地利用电能，尽量避免不必要的损失，诞生了各式各样的保护装置。
漏电保护器就是其中的一类，漏电保护器是当人体触电或电器漏电时自动切断电源保护生命的设备，它在反应触电和漏电保护方面的灵敏度高且反应动作迅速，这是其他保护装置，如保险丝、自动开关等无法比拟的。漏电保护器的种类繁多，按其保护功能和用途进行分类，一般可分为漏电保护继电器、漏电保护开关和漏电保护插座三种。
漏电保护开关（如图所示）被接入家庭电路的主干路中，零线和火线同时从漏电保护开关内部牵过，推上开关后，当电路处于正常正作状态时，零线和火线中的电流一样大，漏电保护开关感觉不到电流，开关保持接通状态。若电路或用电器的绝缘皮受损导致火线外露，就可能发生漏电的情况，当漏电电流大于人体的安全电流（一般设定为是30mA）时，将导致漏电保护开关内部零线中的电流小于火线中的电流，其内部的电磁铁就会在0.1s内使开关“跳闸”．切断电路，火而起到保护作用。
漏电保护器在低压供电系统中的应用，可以大幅度提高供电系统运行的安全性对进一步保证人身和用电设备的安全具有极为重要的作用。
（1）漏电保护器具有_________的特点，可以有效地保护人身和用电设备的安全；
（2）下列哪些情形会使漏电保护开关“跳闸”，切断电路？_________（多选）
A．电路的总功率过大 B．导线的绝缘皮破损
C．电冰箱中的火线碰到了地线 D．站在地面上的人触碰到了裸露的火线
（3）小阳在拔出插座上的插头时不小心触电了，假设他的电阻为4400Ω，请通过计算说明漏电保护开关（如图所示）能否起到保护作用。______
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
因各用电器的额定功率相同，由W=Pt可得，若工作相同时间，消耗的电能相同；电烙铁工作时将消耗的电能转化为内能；电视机工作时将大部分电能转化为声能、光能；电风扇工作时消耗电能，大部分转化为机械能；节能灯工作时将电能大部分转化为光能。BCD不符合题意；A 符合题意。
故选A。
2．D
【详解】
AB．当油量减少时，浮子向下运动，滑片向上运动，由图可知，此时滑动变阻器的电阻变大，电路总电阻变大，电源电压和定值电阻R0的电阻不变，根据公式得电路中的电流变小，电流表示数变小，故AB错误；
C．电源电压一定，电流减小，根据公式得电路的总功率变小，故C错误；
D．定值电阻R0的电阻不变，电路中的电流变小，根据公式得R0两端的电压减小，故D正确。
故选D。
3．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。
4．C
【详解】
A．灯泡正常发光时的电压为额定电压，具有唯一性，滑片移动时，灯泡的额定电压不变，故A不符合题意；
B．额定电压下灯泡的功率为额定功率，具有唯一性，滑片移动时，灯泡的额定功率不变，故B不符合题意；
C．滑片移动时，变阻器接入电路中的电阻发生变化，由I＝可知，电路中的电流发生变化，由P＝I2R可知，灯泡的实际功率发生变化，故C符合题意．
D．滑动变阻器的总阻值是由电阻丝本身决定的，滑片移动时，滑动变阻器的总阻值不变，故D不符合题意；
故选C．
5．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．
6．B
【详解】
A．家用电热水壶工作时的功率约为1000W，故A不符合题意；
B．节能灯的正常工作的电功率约10W，正常工作电流
故B符合题意；
C．遥控器的干电池电压约为3V，故C不符合题意；
D．人体安全的电压为不高于36V，故D不符合题意。
故选B。
7．C
【详解】
AB．由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路的电流，电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压；由于电压表接在滑片上，且电压表的内阻很大，在电路中可看作开路，所以，不论滑片如何滑动，电流要经过变阻器的全部电阻丝，即R2始终以最大阻值接入电路，则滑片移动时，电路中的总电阻不变，电路中电流保持不变，故不能将电流表的表盘改装用来显示重力大小；当R1短路时，电路的电阻减小，电流增大，根据欧姆定律有
U=IR
相同长度的电阻丝分得的电压增大，电压表示数偏大，即测量结果偏大，故AB错误；
CD．当秤盘内物体重力增大，滑片向下移，电阻丝aP的电阻增大，但是电路中电流保持不变，电压表示数变大；因电源电压和电路的电流不变，根据P＝UI知，电路消耗的功率将不变，故C正确，B错误。
故选C。
【点睛】
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律和电功率公式的应用，关键是明确电路的电流不变，有一定难度。
8．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。
9．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。
10．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。
11． 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
12． 热效应 90 大
【详解】
[1]封口机是利用电流的热效应工作的，在电流通过时，电路中的电阻发热温度升高从而达到工作目的。
[2]10s内，封口机产生的热量
[3]封口时把塑料袋烫坏是因为封口时产生的热量太多，据知，在电压和时间相同时，电阻越大，产生的热量越少，所以应将发热电阻换成阻值更大。
13． 3 48
【详解】
[1]由电路图可知，与串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。当电流表的示数，，由可得，电压表的示数
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压
当电流表的示数，，则电压表的示数
电源的电压
因电源的电压不变，所以
解得
[2]电源的电压
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中功率最大，最大功率为
14． 闭合 触电
【详解】
[1]要想有电流通过，必须是闭合电路，故当人体成为闭合电路的一部分时，就会有电流通过。
[2]人体中有电流流过时，如果电流一直增大的话，会发生触电事故。
15． 欧姆 焦耳
【详解】
[1]德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流与电压和电阻之间的定量关系，为了纪念他做出的杰出贡献，人们将他的名字命名为电阻的单位。
[2]焦耳是电功的单位，同时也是能量和热量的单位，是为了纪念英国物理学家焦耳而命名的。
16． 3 0.16W 400N 10 9
【详解】
（1）[1]因为电流表可以显示力的大小，当滑片位于a端时没有拉力，所以电流表示数应该最小，故虚线框内接线柱“1”应与“3”相连。
（2）[2]弹簧处于原长状态时，滑动变阻器最大阻值连入电路，电路中的电流
R0消耗的功率为
（3）[3]电路中的电流最大是0.6A，此时滑动变阻器接入电路的电阻为
此时滑动变阻器未接入电路的电阻丝的长度（即弹簧的伸长量）为
Δ
由图可知此时的拉力为400N。
（4）[4]用一只电压表（量程0~3V）与R0并联时电路中的最大电流为
此时滑动变阻器接入电路的电阻为
此时滑动变阻器未接入电路的电阻丝的长度（即弹簧的伸长量）为
Δ
由图可知此时拉力为
设拉力提升的百分数为n，则
（5）[5]从电路安全的角度考虑，当滑片位于b端时，滑动变阻器接入阻值为0，此时电路中的电流应不大于0.6A，此时电路中的总电阻为
所以其它条件不变时，R0接入的阻值不应小于
17． 热值 3.6×108 4×105J/kg 正确
【详解】
解：（1）[1]由题意知，电池组能量密度（能量与质量的比值），其单位为J/kg，而热值的单位也是J/kg，所以，“能量密度”相当燃料的热值。
（2）[2]因为，所以，，
[3]新能源车Model X的“能量密度”
（3）[4]由于新能源车Model X的“能量密度”小于汽油的能量密度，所以，“公知”的说法是正确的。
答：（1）“能量密度”相当于热值；
（2）将100kW h换算约为3.6×108J，新能源车Model X的“能量密度”是4×105J/kg；
（3）“公知”的说法是正确的。
18． B A 36000J 110Ω
【详解】
解：（1）送冷风时，只有电动机工作；送热风时，电动机和电热丝都工作。开关放在B位置，电动机接入电路，电热丝断路，此时送冷风。要送热风，选择开关放在A位置。
（2）电吹风在额定电压下工作，送冷风时，只有电动机工作，电动机的额定功率为120W，通电5min电流所做的功是
W=P1t=120W×5×60s=36000J
（3）开关放在A位置，电动机和电热丝并联，送热风。电热丝发热功率为
P2=P-P1=560W-120W=440W
使用电热丝的电阻为
答：（1）要送冷风，选择开关应放在B位置；要送热风，选择开关应放在A位置；
（2）若电吹风在额定电压下工作，送冷风时，通电5min电流所做的功是36000J；
（3）若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为560W，则电热丝R的阻值应为110Ω。
19． 灵敏度高且反应动作快速 CD 见详解
【详解】
（1）[1]漏电保护器在人体触电或电器漏电时时会在小于0.1s内自动快速切断电路，所以漏电保护器的特点是灵敏度高且反应动作快速。
（2）[2]A．电路的总功率过大时，空气开关会跳闸保护电路，防止烧毁电路引发火灾，故A不符合题意；
B．导线的绝缘皮破损，裸露的导线相撞接触会发生短路，空气开关会跳闸保护电路，故B不符合题意；
C．大功率的用电器的金属外壳接地线，为了防止发生触电事故，此时电冰箱中的火线碰到了地线，即家用电器的金属外壳带电，发生漏电，漏电保护器会切断电源，故C符合题意；
D．站在地面上的人触碰到了裸露的火线会发生触电事故，漏电保护器会切断电路，故D符合题意。
故选CD。
（3）[3]根据欧姆定律，家庭电路电压为220V，通过人体的电流大约为
故漏电保护器可以起到保护作用。
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