精品解析人教版九年级物理第十八章电功率综合测试试题（含答案解析）

人教版九年级物理第十八章电功率综合测试
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、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
2、如图甲所示，电源电压保持不变，R1是定值电阻，小灯泡L的额定电压是6V且灯丝电阻不随温度变化。当闭合开关S1、S3，断开开关S2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数从3V变为6V的过程中，电路总功率变化了3.6W，其中电压表示数为3V时，电流表示数为0.3A，滑动变阻器R2的电功率P2与电压表示数U1的关系如图乙所示，滑动变阻器R2的滑片在a点、b点时，对应电压表示数为Ua、Ub，且Ua∶Ub=1∶5；当闭合开关S1、S2，断开开关S3，滑动变阻器R2的滑片在中点时，小灯泡L恰好正常发光，其电功率为PL；当滑动变阻器的滑片在阻值最大处时，小灯泡L的电功率为，以下说法错误的是（　　）
A．定值电R1的阻10Ω
B．电源电压12V
C．滑动变阻器R2的滑片从a点滑到b点过程中，R2接入电路的阻值范围2Ω～50Ω
D．
3、如图所示，当开关闭合时，电压表V1、V2的示数分别为10V和4V，已知电动机M的线圈电阻为1Ω，R是阻值为4Ω的定值电阻，下列结论正确的是（　　）
A．R 两端的电压为6V B．通过电动机的电流为6A
C．电阻R消耗的电功率为8W D．电动机消耗的电功率为6W
4、用如图所示的电路测量小灯泡的功率，电源电压恒定为8V，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，灯泡L标有“6V 0.5A”字样，不考虑灯丝电阻的变化，电路中各元件都在安全的条件下，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L工作时的最小功率是0.7W
B．电流表示数的变化范围是0.25~0.6A
C．滑动变阻器允许的取值范围是2~20Ω
D．电压表示数的变化范围是3~6V
5、在如图所示的电路中，当开关闭合后，发现灯泡L1比L2亮，用I1、I2分别表示通过灯泡L1、L2的电流，则I1、I2的大小关系是（　　）
A．I1>I2 B．I1=I2 C．I1＜I2 D．无法确定
6、下列用电器正常工作时，电功率最接近1000W的是（　　）
A．学生用计算器 B．手电筒
C．家用电冰箱 D．家用空调器
7、下列四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　）
A．电视机 B．电熨斗 C．吸尘器 D．电风扇
8、铭牌上均标有“ ”的下列用电器都正常工作，在相等时间内产生热量最多的是（　　）
A．电风扇 B．日光灯 C．电视机 D．电炉
9、下列对有关物理量的估计，最接近实际的是（　　）
A．普通家用节能灯的工作电流约2A B．教室中日光灯的正常工作电压为220V
C．手机电池的电压约为1.5V D．人体的安全电压是36V
10、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
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、一导体两端电压为4V，通过它的电流是0.5A，则此导体消耗的电功率是______W，此导体的电阻是______Ω；如果此导体两端电压为0V，它的电阻为______Ω。
2、如图所示是小雪家月初和月末电能表的示数，这个月消耗的电能是 ___________度。将额定功率为1500W的空调接入电路，只让空调单独正常工作2min，电能表的转盘转 ___________转。
3、用如图甲所示电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率，电源电压恒为4.5V，从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据，画出小灯泡的U-I图象如图乙所示。由图象可知，灯丝的电阻随温度的升高而___。根据上述实验数据，小灯泡的额定功率是___________W，电路消耗的最小功率是___________W。
4、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。
5、如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L标有“2.5V”字样，滑动变阻器标有“0.5A 20Ω”字样，电流表量程为0~0.6A，定值电阻R0的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流随两端电压变化的图像。当S、S1闭合，S2断开，移动滑片P刚好在中点时，小灯泡L恰好正常发光，则电源电压为 _________ V。当S、S2闭合，S1断开时，移动滑片P，在确保电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为_________ W。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两挡加热功能，低温挡功率为5500W，内部等效电路如图乙所示，R1和R2是两个电热丝．某次小明用高温挡淋浴时，水的初温是20，淋浴头的出水温度为40，淋浴20min共用水100kg．假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]，求：
（1）电热丝R1的阻值。
（2）用高温挡淋浴20min时水所吸收的热量。
（3）该热水器高温挡功率。
2、在综合实践活动中，小星设计了一种电热饮水机电路。如图甲所示，和均为电热丝，是自动控制开关，可实现低档、高档之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系如图乙所示，求：
（1）低档位工作时，通过电阻的电流；
（2）电阻的阻值；
（3）前内电路产生的热量。
3、冬天到了，洋洋家的洗手间里安装了如图甲所示的某款电热水龙头，“即开即热、冷热兼用”。图乙是它的简化工作原理图，R1、R2为阻值不变的电热丝，通过旋转手柄带动开关接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换，当开关置于1时，水龙头放出冷水。电热水龙头的铭牌中的热水挡模糊不清，洋洋关闭家中其它用电器，让水龙头处于热水挡正常工作12s，观察到标有“3000r/（kW·h）”字样的电能表转盘转过了42转，已知电阻R1=24.2Ω，求：
（1）处于温水挡时的功率为多少W
（2）电阻R2为多少Ω
（3）当处于热水挡时，正常工作42s正好放出热水1L，则水龙头出水与进水口的水温温差有多大？（消耗的电能有80%被水吸收，c水=4.2×103J/（kg·℃）
4、题图所示为模拟调光电路，电源电压恒为3V，灯泡标有“15V0.3A”字样（灯丝阻值不变），滑动变阻器标有“10Ω1A”字样。
（1）求灯泡正常发光时的电功率；
（2）求滑动变阻器接入电路的阻值最大时流过灯泡的电流。
5、CFXB型热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R0、R为电热丝，当开关S接加热挡时，电路的功率为1000W，当开关S接保温挡时，电路的总功率为44W，R2、R阻值恒定不变。
（1)在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？
（2）电热丝R0、R的阻值多大？
（3）在一标准大气压下把一满壶水从30°C烧开需要14分钟，求这个热水壶的效率是多少？[c水=4.2×103J/(kg·°C)]
整壶水的质量 2kg
额定电压 220V
加热时的总功率 1000W
保温时的功率 44W
---------参考答案-----------
一、单选题
1、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。
2、D
【详解】
A．当闭合开关、，断开开关时，变阻器与串联，电压表则的电压，电流表测电路中的电流；电压表示数为3V时，电流表示数为，由欧姆定律可知
故A正确，A不符合题意；
B．电压表示数为6V时，电路电流
由欧姆定律求出电路的电流；设电源电压为U，根据，因电路总功率变化了，则
故
故B正确，B不符合题意；
C．滑动变阻器的滑片在a点、b点时，对应电压表示数为、，且
①
由图乙知，滑片在a点、b点时变阻器的电功率相等，根据串联电路的规律及欧姆定律和知
即
，②
由①②得
，
滑片在a点时，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为
根据分压原理，变阻器连入电路的电阻
同理滑片在b点时
滑动变阻器的滑片从a点滑到b点过程中，接入电路的阻值范围为。故C正确，C不符合题意；
D．当闭合开关、，断开开关，滑动变阻器的滑片在中点时，变阻器与灯电阻为）串联，电压表测灯的电压，因小灯泡L恰好正常发光，故灯的电压为6V，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为
由分压原理，变阻器连入电路的电阻为
其电功率为；当滑动变阻器的滑片在阻值最大处时，变阻器的最大电阻为，由分压原理，灯的电压为变阻器电压的，故此时灯的实际电压为
根据，在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，则
故D错误，D符合题意。
故选D。
3、D
【详解】
A．由电路图可知，电阻R和电动机串联，电压表V1测电源的电压，V2测电阻R两端的电压；所以电阻R两端的电压为UR＝4V，故A错误；
B．电动机的电压
UM＝U﹣UR＝10V﹣4V＝6V
电路中的电流为
故B错误；
C．电阻R消耗的电功率
PR＝URIR＝4V×1A＝4W
故C错误；
D．电动机消耗的电功率
PM＝UMIM＝6V×1A＝6W
故D正确。
故选D。
4、D
【详解】
A．根据题意，灯泡L标有“6V 0.5A”字样，由欧姆定律可得灯泡的电阻为
当滑动变阻器接入阻值最大时，电路中电流最小，由串联电路电阻的关系及欧姆定律可得电路中最小电流为
所以灯泡工作时电流最小时功率最小，由可得灯泡最小功率为
故A错误；
B．灯泡正常工作的电流为0.5A，即电路允许的最大电流为0.5A，电路中最小电流为0.25A，所以电流表示数的变化范围是0.25~0.5A，故B错误；
C．灯泡正常工作的电流为0.5A，即电路允许的最大电流为0.5A时，灯泡两端电压为6V，由串联电路电压的规律可得此时滑动变阻器两端电压为
由欧姆定律可得滑动变阻器接入的最小电阻为
滑动变阻器接入的阻值越大，电路越安全，所以滑动变阻器允许的取值范围是4~20Ω，故C错误；
D．电压表测灯泡两端电压，当灯泡正常工作的电压为6V，电路中最小电流为，灯泡两端电压为
所以电压表示数的变化范围是3~6V，故D正确。
故选D。
5、B
【详解】
两个灯泡是串联的，所以其电流是处处相等的，所以通过两个灯泡的电流相等。灯泡L1比L2亮是由于两个灯泡的实际功率不同造成的，即L1的实际功率比L2的大。
故选B。
6、D
【详解】
A．学生用计算器的工作电流约为
电压为3V，由功率公式可得
B．手电筒灯泡工作电流约为
电压为3V，由功率公式可得
C．电冰箱工作电流约为，电压为220V，由功率公式可得
D．家用空调器工作电流约为，电压为220V，由功率公式可得
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7、B
【详解】
A．电视机工作时把电能主要转化为声能、光能、及少部分内能，不是利用电流热效应，故A不符合题意；
B．电熨斗工作时把电能转化内能，是利用电流热效应工作的，故B符合题意；
CD．吸尘器和电风扇工作时把电能主要转化机械能能，不是利用电流热效应工作的，故CD不符合题意；
故选B。
8、D
【详解】
铭牌上都标有“ ”，根据公式W=Pt可知，相同时间内它们消耗的电能相等，电风扇、日光灯、电视机把消耗电能的大部分转化为机械能、光能等，只有一小部分电能转化为内能，即Q＜W，而电炉把消耗的全部电能都转化为内能，即Q=W，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
9、B
【详解】
A．普通家用节能灯的电功率约为20W，工作电压为220V，正常工作时通过的电流
故A不符合题意；
B．我国家庭电路的电压为220V，教室中日光灯的正常工作电压为220V，故B符合题意；
C．每节干电池的电压约为1.5V，手机电池的电压约为3.7V，故C不符合题意；
D．经验证明，对人体安全的电压不高于36V，故D不符合题意。
故选B。
10、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。
二、填空题
1、 2 8 8
【解析】
【详解】
[1]根据P=UI可知导体消耗的电功率
[2]根据可知导体的电阻
[3]因为导体的电阻受材料，长度，横截面积和温度的影响，与导体两端的电压大小和通过的电流大小无关，所以导体两端电压为0V，它的电阻仍为8Ω。
2、 162.6 30
【解析】
【详解】
[1]由图示电能表知道，电能表月初、月末示数为1120.3kW h、1282.9kW h，这个月消耗的电能
[2]“600revs/kW h”表示电路中每消耗1kW h的电能电能表的转盘转600r，只让空调单独正常工作2min消耗的电能
电能表转盘转数
3、 增大 1 0.45
【解析】
【详解】
[1]由图像数据可知，电压与电流不成正比，说明小灯泡的电阻不是一个定值，同时发现曲线向电压轴弯曲，说明随着电压越来越大，电流的增加比电压慢，因此可得出结论，灯丝的电阻随温度的升高而增大。
[2]由图像可知，当小灯泡的电压为额定电压时，电流为0.4A，所以小灯泡的额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.4A=1W
[3]由图像可知，当滑动变阻器接入电路阻值最大时，电路中电流最小，为0.1A，此时电路中消耗的功率最小，因此电路消耗的最小功率为
P小=UI小=4.5V×0.1A=0.45W
4、 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
5、 5 2.5
【解析】
【详解】
[1]当S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器与灯泡串联，移动滑片P刚好在中点时，此时滑动变阻器接入的阻值为
小灯泡L恰好正常发光，小灯泡的电压为2.5V，根据图乙可知，此时的电流为0.25A，则滑动变阻器两端的电压为
故电源电压为
[2]当S、S2闭合，S1断开时，定值电阻与滑动变阻器串联，移动滑片P，在确保电路安全的情况下，根据可知，电源电压一定时，总电阻最小，当滑动变阻器的接入阻值为零时，总电阻最小，电路消耗的总功率最大，此时的电路中的电流为
在电流表的安全范围内，故电路消耗的最大功率为
三、计算题
1、（1）8.8Ω；（2）8.4×106J；（3）7×103W
【详解】
解：（1）由于电源电压一定，根据可知，电阻越大，功率越小；电阻越小，功率越大；所以当只闭合开关S1时，只有R1接入电路，热水器处于低温挡；当同时闭合开关S1和S2时，R1和R2并联，总电阻最小，热水器处于高温挡。所以电阻R1的阻值
（2）沐浴20min用水100kg，则水吸收的热量为
（3）因为热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收，所以热水器正常工作产生的热量为
热水器正常工作消耗的电能
热水器高温挡的功率
答：（1）电阻R1的阻值是8.8Ω。
（2）沐浴20min，水吸收的热量是8.4×106J。
（3）热水器高温挡的功率是7×103W。
2、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）由图甲可知，当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作，为低温档，由图乙可知，此时电功率为44W，R1的电流为
（2）当开关S1、S2闭合，R1、R2工作，为高温档，由图乙可知，电阻R2的电功率为
R2的阻值为
（3）由图乙，前内电路处于高温档，产生的热量为
答：（1）低档位工作时，通过电阻R1的电流是0.2A；
（2）电阻R2的阻值是100Ω；
（3）前100s内电路消耗的电能是。
3、（1）2000W；（2）22Ω；（3）33.6℃
【详解】
解：（1）开关处于位置1时，电路断路，R1、R2均没有接入电路，放出来的是冷水，开关处于位置1、2时，电阻R1单独接入电路；开关处于位置2、3时电阻R1和电阻R2并联接入电路，由并联电阻小于其中任一电阻，由可知，开关处于位置2、3，电路的功率大，放出来的是热水；开关处于位置1、2时，电路中电阻比开关处于位置2、3电阻大，功率小，放出来的是温水，故温水挡的功率为
（2）标有“”字样的电能表表示电能转盘每转3000圈，电路消耗的电能为，电能表转盘转过了42转，消耗的电能为
水龙头处于热水档的功率为
根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，R2的功率
P2＝P热﹣P温＝4200W﹣2000W＝2200W
电阻R2大小
（3）根据密度公式，1L水的质量为
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg
当处于热水挡时，正常工作42s消耗的电能为
W1＝P温t1＝4200W×42s＝176400J
消耗的电能有80%被水吸收，根据
水龙头出水与进水口的水温温差
答：（1）温水挡的额定功率是2000W；
（2）R2的电阻值是22Ω；
（3）水龙头出水与进水口的水温温差为33.6℃。
4、（1）4.5W；（2）0.05A
【详解】
解：（1）由题意可知，灯泡的额定电压为U=15V，额定电流为I=0.3A，故由P=UI可知，灯泡正常发光时的电功率为
P=UI=15V×0.3A=4.5W
（2）由灯泡的额定电压与额定电流可得，灯泡的电阻为
滑动变阻器的最大阻值为R=10Ω，因灯泡与滑动变阻器串联，故可知电路中的总电阻为
R总=RL+R=50Ω+10Ω=60Ω
因电源电压为U源=3V，故由欧姆定律可得此时流过灯泡的电流为
答：（1）灯泡正常发光时的电功率为4.5W；
（2）流过灯泡的电流为0.05A。
5、（1）0.2A；（2）48.4Ω，1051.6Ω；（3）70%
【详解】
解：（1）由表格数据可知，保温时的功率为44W，由P=UI可得保温挡正常工作时，电路中的电流
（2）由图知S接2时只有R0接入电路，为加热状态；由可得，R0的电阻
S接1时两电阻串联接入电路，为保温状态，电路的总电阻
故可计算R的阻值为
R=R总-R0=1100Ω-48.4Ω=1051.6Ω
（3）在一标准大气压下水的沸点为100°C，则水吸收的热量
Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·°C)×2kg×(100°C-30°C)=5.88×105J
由可得，热水壶消耗的电能
W=Pt=1000W×14×60s=8.4×105J
热水壶的效率
答：（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是0.2A；
（2）电热丝R0、R的阻值分别是48.4Ω和1051.6Ω；
（3）这个热水壶的效率是70%。