精品解析2022年人教版九年级物理第十八章电功率专题测评练习题（无超纲）

人教版九年级物理第十八章电功率专题测评
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、如图所示的电路中，电源电压保持不变。当电键S由断开到闭合时，变小的是（　　）
A．电压表V的示数
B．电压表V示数与电流表A示数的比值
C．电流表A1的示数
D．电压表V示数与电流表A示数的乘积
2、一只家用电能表标有“3000revs/(kW h)”的字样，只让一个用电器工作，测得1min内电能表转盘转了60转，则该用电器可能为（　　）
A．电水壶 B．电冰箱 C．电风扇 D．电视机
3、图甲所示电路中，电源电压恒定，为定值电阻，R为热敏电阻。开关S闭合，当R的温度发生改变时，R两端电压随温度t变化的关系图象如图乙所示，功率为，R的功率为，电路总功率为。则、、随温度t变化的关系图象可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
4、下列白炽灯正常发光时，亮度最亮的是（　　）
A．220V 15W B．220V 25W C．220V 40W D．220V 60W
5、一粗细均匀的电炉丝，截取四分之一接在原来的电源上，在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（　　）
A．4∶3 B．3∶4 C．4∶1 D．1∶4
6、探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验如题图所示，两个透明容器中密封着等质量的空气，下列说法正确的是（　　）
A．U形管内液面高度变化是由管中液体热胀冷缩引起的
B．图甲是探究电流产生的热量与电阻关系的实验
C．图乙中通电一段时间后右边U形管内液面高度差比左边小
D．图甲中通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比为4∶1
7、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
8、对于我们所学的电学知识，下列说法正确的是（　　）
A．电风扇工作时只将电能转化为机械能
B．通过导体的电流跟电压成正比
C．某一盏路灯坏了，其它灯还能照常工作表明它们是并联的
D．电流的方向是从电源的负极经过导线、用电器到电源的正极
9、如图所示，定值电阻R和小灯泡L的I-U关系图象，将电阻和小灯泡串联接到电路中，闭合开关，电流表的示数为0.4A，下列计算正确的是（　　）
A．电源电压6V
B．定值电阻R的消耗的功率为0.8W
C．灯丝的电阻5Ω
D．灯泡L的电功率为0.8W
10、下列物理量最接近实际的是（　　）
A．人体能承受的最大安全电压为220V B．通过电冰箱的电流大约0.1A
C．书房里台灯的功率大约为10W D．1W的节能灯工作1h消耗电能1kW·h
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、如图的电路中，电源电压、灯丝电阻都保持不变，灯 L 标有“12V 24W”字样，灯泡正常工作时的电阻是______Ω；当开关 S 闭合，滑动变阻器的滑片 P 在 a、b 两点间移动时，电压表示数的变化范围是 6～9V，且滑片 P 位于 a 点时灯 L 的功率与滑片位于 b 点时灯 L 功率之比为 9∶4，电源电压是______V。
2、如图所示是灯泡L和电阻R的I-U图像，若将两元件串联接入电路，使通过L的电流为0.15A，则电源电压是______V；若将两元件并联接在2V的电源两端，电路中的总电流为______A，通电5min电流通过电阻产生的热量为______J。
3、某大学利用电动巴士提供从学校到火车站的送站服务，两地相距8km，行驶中巴士所受阻力恒为2.4×103N。设巴士的电机将电能转化为机械能的效率为80%，牵引力F与车速倒数的关系如图所示。
（1）由图像可知，巴士的速度越大牵引力越______；当牵引力为4.8×103N时，巴士的速度为______m/s，巴士行驶过程中的机械功率为______W；
（2）提供动力的电池电压为500V，总容量为120Ah。行驶过程中电池的放电量不能超过总量的80%，则巴士充满一次电最多能来回跑______趟。
4、一个家用普通照明灯泡的功率为40W，正常工作时通过的电流约为______（计算结果小数点后保留一位数字）。某教室安装有10盏40W的日光灯，这10盏日光灯在2h内消耗的电能是______J，合______kW h。
5、如图甲，R1=10Ω，闭合开关S电流表A、A1偏转情况如图乙所示。则通过R2的电流I2为______A；电源电压为______V；R2的功率为______W。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、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。
2、某中学纳米课题小组的同学了解到的某一厂家生产的新产品“纳米电热水器”工作时有高温、中温、低温三挡部分技术参数表和电路原理图如图所示。
（1）开关S接哪一挡（“1”、“2”、“3”）时为低温挡；
（2）求R1的阻值；
（3）求满箱初温为20℃的水升温升至40℃需要吸收的热量（c=4.2×103J/（kg ℃））
（4）若中温挡的加热效率为80%，求达到第（3）问效果需要的时间。
型号 额定电压（V） 水箱容量（L） 频率（Hz） 额定功率（kW）
DJW50N 220 50 50 0.5/1.0/2.2
3、某品牌电动汽车，满载人员时人与车的总重量为，汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶10min，此时电机驱动的功率为50kW，汽车所受阻力为满载人员时人与车总重力的十分之一，求电动汽车：
（1）求汽车匀速行驶时的牵引力；
（2）匀速行驶过程中牵引力所做的功；
（3）匀速行驶过程中电机驱动的效率。
4、电路如图甲所示，电源两端电压U恒为7V，R1为电阻值恒定的电阻丝，其额定电压为5V，R2是滑动变阻器，当开关S闭合后，改变滑动变阻器接入电路的电阻，电压表与电流表的示数变化如图乙所示。求：
（1）R1的额定电流；
（2）R1的电阻值；
（3）电压表的示数为6V时，整个电路消耗的电功率；
5、如图所示，电路中定值电阻R1和R2并联在电压为6V的电源上，当开关S闭合时，电流表A1的示数为0.6A，电流表A2的示数为0.2A。求：
（1）定值电阻R1的大小；
（2）通电2min，电路消耗的总电能。
---------参考答案-----------
一、单选题
1、B
【详解】
A．电键S由断开到闭合，电压表始终测量电源电压，所以电压表的示数不变，故A不符合题意；
B．电压表测电源电压，电键断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，则电压表与电流表的比值为电阻R1的阻值；电键S闭合时，R1R2并联，电压表示数为电源电压，电流表测量电路总电流，电压表与电流表的比值为电路中的总电阻，即R1R2并联后的总电阻，因为两电阻并联后总电阻小于任一电阻，所以闭合后的总电阻小于R1的电阻，即闭合后电压表和电流表的比值变小，故B符合题意；
C．电键S断开前后，电流表A1的示数都为电源电压与电阻R1的比值，断开前后电源电压不变，电阻R1的大小不变，所以电流表A1的示数不变，故C不符合题意；
D．电压表始终测电源电压，电流表始终测电路中的总电流，则电压表的示数与电流表示数的乘积为电路中的总功率。电键S断开前后电源电压不变，由断开到闭合，电流表的示数变大，故总功率变大，即电压表的示数与电流表示数的乘积变大，故D不符合题意。
故选B。
2、A
【详解】
电能表转盘转60转时，用电器消耗的电能
该用电器的功率
电水壶的功率在1200W左右，电冰箱的功率在200W左右，电风扇的功率在60W左右，电视机的功率在200W左右。故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
3、D
【详解】
AB．图甲中，定值电阻R0和电阻R串联，电压表测R两端的电压，由乙图可知，热敏电阻R两端的电压UR跟温度t 之间的关系是温度越高，热敏电阻R两端的电压增大，且UR跟t之间是一次函数关系，可设
UR=kt+b
根据串联电路电压规律可知，定值电阻R0两端的电压
U0=U-UR=U-kt-b=-kt+U-b
功率为
定值电阻的功率P0与温度t之间的关系是二次函数关系，故AB错误；
C．根据串联电路电流规律可知电路中的电流
R的功率为
R的功率与温度t之间的关系是二次函数关系，故C错误；
D．电源的电压不变，电路总功率为
所以P-t图线应是一条斜向下的直线，故D正确。
故选D。
4、D
【详解】
用电器在额定电压下工作，会正常工作，则其实际功率等于额定功率。而题目中，四个灯泡都在额定电压下工作，正常发光时的功率和额定功率相等，那么，灯泡正常发光时，实际功率便越大，亮度越亮。四个灯泡中，60W的实际功率最大，“220V 60W”的灯泡最亮。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5、D
【详解】
一根电炉丝截取了四分一，则原电炉丝的阻值与这四分之一的阻值之比为
R∶R1=4∶1
电炉丝截取前后接在相同的电源上，据得
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6、D
【详解】
A．电流产生的热量不能用眼睛直接观察，对密封容器中空气加热，引起U形管中液面变化，通过液面高度差的变化来反映，是利用容器内气体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少，故A错误；
B．图甲中两个5Ω电阻并联后再与一个5Ω电阻串联，容器内电阻的阻值相同，由串并联电路电流的规律可知通过两个容器内电阻的电流不同，研究电流产生的热量与电流的关系，故B错误；
C．在乙装置中，容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流与通电时间相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，通电一段时间后右侧容器内电阻产生的热量较多，右边U形管内液面高度差比左边大，故C错误；
D．甲实验装置容器内电阻丝的阻值相同，右侧容器内电阻丝与容器外电阻丝并联，且容器内外的电阻丝的阻值相同，再与左侧电阻串联，由串并联电路电流的规律可知通过左侧电阻丝的电流与右侧容器内电阻丝的电流之比是2∶1，由Q=I2Rt可知通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比为
故D正确。
故选D。
7、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。
8、C
【详解】
A．电风扇工作时将电能转化为机械能和一部分内能，故A错误；
B．电阻一定时，通过导体的电流跟电压成正比，故B错误；
C．某一盏路灯坏了，其它灯还能照常工作，彼此间不受影响，表明它们是并联的，故C正确；
D．在电源外部，电流的方向是从电源的正极经过导线、用电器到电源的负极，故D错误。
故选C。
9、B
【详解】
A．电阻和小灯泡串联连接，电路中的电流为0.4A时，由图像知，电阻两端的电压为2V，小灯泡两端的电压小于1.5V，则电源电压不到6V，故A错误；
BCD．电路中的电流为0.4A时，定值电阻消耗的功率
P=U1I1=2V×0.4A=0.8W
灯泡两端的电压小于1.5V，则它的功率小于0.8W，灯丝的电阻
故B正确，CD错误。
故选B。
10、C
【详解】
A．人体的安全电压值因环境不同而不同，一般认为不高于36V的电压是安全电压，故A不符合题意；
B．电冰箱在工作时，通过电冰箱的电流大约1A，故B不符合题意；
C．书房里台灯的功率大约为10W接近实际，故C符合题意；
D．功率为1kW的用电器工作1h消耗电能是1kW·h，故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、 6 15
【解析】
【详解】
[1]灯泡正常工作时的电阻是
[2]电压表测量的滑动变阻器的电压，根据串联分压，电阻越大，电压表的示数越大，当P位于a点时，滑动变阻器的阻值比较小，此时电压表的示数为6V，设电源电压为U，则此时小灯泡的电压为
小灯泡的功率为
当P位于b点时，滑动变阻器的阻值比较大，此时电压表的示数为9V，此时小灯泡的电压为
小灯泡的功率为
根据滑片 P 位于 a 点时灯 L 的功率与滑片位于 b 点时灯 L 功率之比为 9∶4，可以列等式
经整理可知
2、 4 0.35 60
【解析】
【详解】
[1]小灯泡L和电阻R串联后接在某电路，使通过L的电流为0.15A，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流I=0.15A，由图象可知，它们两端的电压分别为
UL=1V，UR=3V
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=UL+UR=1V+3V=4V
[2]小灯泡L和电阻R并联接在电压为2V的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，它们两端的电压
UL实=UR实=2V
由图象可知，通过它们的电流分别为
IL=0.25A，IR=0.1A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电路中的总电流
I=IL+IR=0.25A+0.1A=0.35A
[3]通电5min电流通过电阻产生的热量
Q=W=UR实IRt=2V×0.1A×5×60s=60J
3、 小 5 2.4×104 3
【解析】
【详解】
（1）[1]由图像知，牵引力与速度的倒数成正比，则牵引力与速度成反比，故巴士的速度越大牵引力越小。
[2]由图像知，当牵引力为2.4×103N时，速度的倒数为0.1s m-1，由于牵引力与速度的倒数成正比，所以，当牵引力为4.8×103N时，速度的倒数为0.2s m-1。
则巴士的速度为
[3]巴士行驶过程中的机械功率为
P=Fv=4.8×103N×5m/s=2.4×104W
（2）[4]提供动力的电池电压为500V，总容量为120Ah，储存的总电能为
W=UIt=500V×120A×3600s=2.16×108J
由于行驶过程中电池的放电量不能超过总量的80%，则实际消耗的电能
W′=W×80%=2.16×108J×80%=1.728×108J
由于巴士的电机将电能转化为机械能的效率为80%，所以获得的机械能（有用能量）
W有=ηW′=80%×1.728×108J=1.3824×108J
由W有=Fs可知，在获得的机械能一定时，要行驶的距离最大，则牵引力应最小，最小的牵引力
F/ =f=2.4×103N
总共能行驶的距离为
巴士充满一次电最多能来回跑的趟数
4、 0.2A 2.88×106 0.8
【解析】
【详解】
[1]由P=UI可得，该灯泡正常工作时通过的电流
[2][3]这10盏日光灯的总功率
P总=10×40W=400W
由可得，这10盏日光灯在2h内消耗的电能
5、 1.2 3 3.6
【解析】
【详解】
[1]由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表指针的偏角相同，所以，电流表A的量程为0~3A，分度值为0.1A，则干路电流I=1.5A，电流表A1的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则通过R1支路的电流I1=0.3A，所以，通过R2的电流为
I2=I﹣I1=1.5A﹣0.3A=1.2A
[2]因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由欧姆定律得，电源的电压为
U=I1R1=0.3A×10Ω=3V
[3]由[1][2]中分析可知，R2的功率为
P2=UI2=3V×1.2A=3.6W
三、计算题
1、（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。
2、（1）3；（2）22Ω；（3）4.2×106J；（4）5250s
【详解】
解：（1）由电路图可知，开关S接1时，只有R1连入电路中；开关S接2时，R1、R2串联接入电路中；开关S接3时，R1、R2、R3三个电阻串联接入电路中；因串联电阻大于其中任一电阻，故可知开关S接3时，电路中总电阻最大，根据可知，当S接3时为低温挡。
（2）S接1时，只有R1连入电路中，因此时电路的电阻最小，由可知，此时功率最大，由表中数据可知
P大=2.2kW=2200W
解得电阻R1的阻值为
（3）由题意可知，水箱容量为50L，由可得，满箱水的质量为
水箱中的水从20℃的升温至40℃吸收的热量为
（4）S接2时，R1、R2串联接入电路中，电路的电阻较大，为中温挡，由表中数据可知，P中=1000W，由
可得，达到第（3）问效果需要消耗的电能为
需要的时间为
答：（1）开关S接3时为低温挡；
（2）R1的阻值为22Ω；
（3）满箱初温为20℃的水升温升至40℃需要吸收的热量为4.2×106J；
（4）若中温挡的加热效率为80%，达到第（3）问效果需要的时间为5250s。
3、（1）；（2）；（3）80%
【详解】
解：（1）由题意可得汽车所受阻力
因汽车做匀速直线运动，所有行驶过程中牵引力的大小等于阻力，即
（2）由可知，汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶10min所行驶的路程
匀速行驶过程中牵引力所做的功
（3）由可知，电机驱动做的总功
电机驱动的效率
答：（1）汽车匀速行驶时的牵引力为；
（2）匀速行驶过程中牵引力所做的功为；
（3）匀速行驶过程中电机驱动的效率为80%。
4、（1）0.5A；（2）10Ω；（3）0.7W
【详解】
解：（1）由图甲可知，R1与R2串联接入电路，电流表测电路中电流，电压表测R2两端电压，由题意可知，R1的额定电压为U1=5V，电源电压为U=7V，故由串联电路的电压规律可知，此时R2两端电压为
U2=U-U1=7V-5V=2V
由图乙可知，当R2两端电压为2V时，此时电路中的电流为I=0.5A，故可知R1的额定电流为0.5A；
（2）由题意及（1）中分析可知，R1的额定电压为U1=5V，R1的额定电流为I=0.5A，故由欧姆定律可知，R1的电阻值为
（3）由图乙可知，电压表的示数为6V时，此时电路中的电流为I1=0.1A，故由P=UI可知，整个电路消耗的电功率为
P=UI1=7V×0.1A=0.7W
答：（1）R1的额定电流为0.5A；
（2）R1的电阻值为10Ω；
（3）电压表的示数为6V时，整个电路消耗的电功率为0.7W。
5、（1）10Ω；（2）576J
【详解】
解：（1）由图知，电阻R1和电阻R2并联，电流表A1测R1支路的电流，即
电流表A2测R2支路的电流，即
因并联电路中各支路两端的电压与电源电压相等，即
则由欧姆定律可知，定值电阻R1的阻值为
（2）根据并联电路的电流特点可知，电流中的总电流为
通电2min内，电路消耗的总电能为
答：（1）定值电阻R1的阻值为10Ω；
（2）通电2min，电路消耗的总电能为576J。