2021-2022学年北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率同步练习练习题（有解析）

北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率同步练习
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、下列操作符合安全用电的是（　　）
A．勤俭节约，电线只要能导电，即使破损了也应该继续使用
B．为防止空气开关自动断开，应滴入少量胶水使其粘合
C．在高压线下雨中漫步，感受科技与自然的美妙融合
D．发现有人触电时，不应立即用手将其拉开，而是应先切断电源
2、如图所示是小明家的电能表。将一个标有“220V 1210W”的用电器单独接入家庭电路中工作12min，电能表业的转盘转了500转，在此工作过程中，下列说法正确的是（　　）
A．该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4J的电能
B．该用电器的实际功率为1200W
C．该电路的实际电压为200V
D．若小明家所有用电器同时工作，则总功率不得超过2.2kW
3、小明用标有“12V60W”的灯甲和标有“24V30W”的灯乙做实验，关于这两个汽车灯的比较，下列说法中正确的是（　　）
A．甲灯的额定功率一定小于乙灯的额定功率
B．甲灯的实际功率一定小于乙灯的实际功率
C．甲灯和乙灯均正常工作，甲灯消耗的电能一定比乙灯多
D．甲灯和乙灯均正常工作，且消耗相同的电能，甲灯工作的时间比乙灯短
4、如图所示电路，当闭合开关，灯泡正常发光，滑动变阻器滑片向右移动时，下列说法正确的是（　　）
A．灯L亮度变暗
B．电压表V与电流表A1，示数之比不变
C．电路的总功率变小
D．电压表示数变大
5、如图是深圳某同学家的家庭电路的部分电路图，下列说法中正确的是(　　)
A．家庭电路中使用的是直流电，电压是220V
B．丁灯的安装及开关的连接是正确的
C．两孔插座和三孔插座的连接都是正确的
D．用试电笔正E确接触M和N点时，试电笔的氖管均不发光
6、图1所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压为3V且保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图2所示，下列判断错误的是（　　）
A．R1的电阻为5Ω B．滑动变阻器的最大电阻为10Ω
C．电路消耗的最大总功率为1．8W D．电路消耗的最小总功率为1W
7、小芳家的电能表上标有的字样，当家里只使用某一用电器时，观察表盘5min转了2周，关于此用电器下列判断正确的是（　　）
A．此用电器可能是电饭锅
B．1度电可供此用电器在此状态下工作25小时
C．此用电器与开关是并联的
D．若此时电路电压为200V，则这段时间内通过此用电器的电荷量为6C
8、正确理解所学知识点是学习的基础，关于相关物理概念，下列理解正确的是（　　）
A．镜面反射遵循光的反射定律，没反射不遵循光的反射定律
B．钟表内匀速转动的指针受到的力是平衡力
C．由于内能和温度有关，所以物体的温度不变，则内能就不变
D．家庭电路中同时工作的用电器越多，电路的总电阻越小
9、关于家庭电路，下列说法中正确的是（　　）
A．电灯的开关短路会造成电路中电流过大，保险丝熔断
B．开关要接在电灯和火线之间
C．使用试电笔时，手不能接触笔尾金属体
D．保险装置、插座、家用电器等达到使用寿命后，若没有损坏还可以继续使用
10、如图所示是现在一般标准住宅户内配电系统方框图。下列说法正确的是（　　）
A．电能表用来计量家中所有用电器的总功率
B．空调正常工作时，吊灯一定发光
C．如果插座被短路，“漏电保护器”就会切断电流
D．空气开关“跳闸”，可能是电路发生短路引起的
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题5分，共计25分）
1、如图所示是某电饭锅的电路图，它具有“加热”和“保温”两档位，R1和R2均为电热丝，当开关　 　（选填“闭合”，“断开”）时，加热功率为　 　W。保温功率为 　 　W。
2、某型号电热水器有加热和保温两档，如图所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电热水器处于 　 　 （填“保温”或“加热”）状态。若电热水器的加热功率为2100W，要将50kg的水从20℃加热到60℃，需要加热 　 　 s。[不计能量的损失，c水=4.2×103J/(kg ℃)]
3、如图所示是常用的电热水壶的电路原理图．电热水壶最多能装1L的水，其额定电压为220V有“加热”和“保温”两个挡，定值电阻R1的阻值为132Ω，电热丝R2的阻值为48.4Ω。当开关S1、S2均闭合时，电热水壶处于　 　 (填“保温”或“加热”)状态。若不计热量损失，电热水壶装满初温为20℃的水加热升高到100℃需要的时间为　 　s。[ρ水=1.0×103kg/m ，c水=4.2×103J/(kg·℃)]
4、现代家庭中，都有各种各样的电器，比如冰箱、洗衣机、彩电、空调等，它们都是通过　 　（选填“串联”或“并联”）方式连接起来的。工作时间长了，有些电器外壳发烫，是由于电能转化成了　 　能。
5、如图所示是某用户家的电能表，单独将电烤箱接入电路，正常工作30min，电能表的转盘转过300转，则电烤箱消耗的电能为　 　kW·h，它的实际功率为　 　W。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、如图所示电路，电源电压恒为8V，小灯泡标有“6V3W”字样。若不考虑温度对灯泡电阻的影响，闭合开关S，求：
（1）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接人电路的阻值；
（2）移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率。
2、多功能养生壶（如图甲）具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎，图乙是某品牌养生壶的简化电路图，当养生壶正常工作时，它的加热功率为880W，保温总功率为242W。求：
（1）该养生壶高温挡加热时的电流。
（2）电阻R2的阻值。
（3）某一天，小明断开家中其他用电器，只接通养生壶在高温挡烧水发现家中标着“3000r/（kW·h）”字样的电能表转盘在2min内转了80转，求此养生壶的实际功率。
3、某同学学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是4.2×103J（kg·℃）
（1）如果用某一品牌的电热水器将质量为1kg的水，在一标准大气压下从20℃加热至沸腾，则水需要吸收多少热量？
（2）如果该同学所用的电热水器工作时的实际电功率为1000W，并且热效率（热效率等于水吸收的热量与用电器消耗电能之比）为80%，则电热水器加热时间是多少？
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室有：R1（10Ω 1A）、R2（20Ω 0.5A）、R3（50Ω 0.2A）三种规格的滑动变阻器可供选择。
（1）用笔画出导线完成图1的电路连接；
（2）通过估算，滑动变阻器应选择　 　（选填“R1”、“R2”或“R3”）
（3）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图2所示，为　 　A，小灯泡的额定功率为　 　W。
2、小致同学设计了如图甲所示的实验装置，用两个完全相同的保温容器，容器内部分别装有质量相等的煤油和水，插入温度计、加热电阻丝R1和R2。
（1）利用本装置比较水和煤油的吸热情况时，应只闭合开关S，且使R1　 　R2（选填“=”或“≠”），其目的是为了使煤油和水在相同时间内　 　。
（2）根据实验数据，小致做出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可知， 　 　 。
（3）若要探究“电流产生的热量跟电阻的关系”，则需要对本装置做出的改变有：
①应使 　 　 （选填“=”或“≠”）；
②两个容器内应分别装入质量相等的同种液体。
实验中通过观察温度计示数的变化来反映　 　多少。
（4）做完上述实验后，小致将开关S、S1均闭合，多次改变滑动变阻器滑片的位置，控制加热时间相同，并记录温度计示数变化，他是想探究电流产生的热量跟　 　的关系。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】D
【解析】【解答】A．破损的电线容易造成漏电，发生人身触电伤亡事故，A不符合题意；
B．粘合后，空气开关无法正常工作，在过载或短路时无法起到保护作用，B不符合题意；
C．下雨天四周空气变潮，高压电通过电介质向大地放电的电容电流会增大，在高压线下漫步容易触电，C不符合题意；
D．人体是良好的导体，发现有人触电时，不应立即用手将其拉开，而是应先切断电源，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】该题目考查的是安全用电原则，结合四个选项中的行为分析即可。
2、【答案】C
【解析】【解答】A．该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4kW·h的电能，A不符合题意；
B．该用电器消耗的电能W实= r/kW·h×500r=0.2kW·h
则用电器的实际功率为P实= = =1kW=1000W
B不符合题意；
C．用电器的电阻为R= = =40
该电路的实际电压U实= = =200V
C符合题意；
D．若小明家所有用电器同时工作，则总功率不得超过P总=UI=220V×20A=4400W=4.4kW
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电能表转盘转数规格和实际转数可以计算消耗的电能；利用电能和时间的比值计算电功率；利用实际电功率和电阻可以计算实际电压的大小；利用电压和电流的乘积计算电功率。
3、【答案】D
【解析】【解答】A．甲灯的额定功率为60W，乙灯的额定功率为30W，甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率，A不符合题意；
B．电灯实际功率取决于实际电压的高低，由于甲灯和乙灯实际工作的电压不清楚，所以它们的实际功率大小无法比较，B不符合题意；
C．根据公式W=Pt，两灯消耗的电能多少取决于功率和工作的时间，虽然甲灯和乙灯均正常工作时甲的功率大于乙的功率，但由于工作时间不确定，消耗的电能多少无法比较，C不符合题意；
D．根据公式
甲灯和乙灯均正常工作，且消耗相同的电能，由于P甲>P乙，那么t甲故答案为：D。
【分析】由灯泡的铭牌可知它们的额定功率，然后比较两者的大小；灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据W=Pt比较两者消耗的电能关系。
4、【答案】C
【解析】【解答】分析电路图可知，灯泡和滑动变阻器并联，电流表A1测滑动变阻器的电流，A2测灯泡L的电流，电压表测电源电压；
AD．滑动变阻器滑片向右移动时，电压表测电源电压，因此示数灯泡L电压与电流都不变，由公式 可知，灯泡的电功率不变，即灯泡的亮度不变，AD不符合题意；
B．电压表V与电流表A1，示数之比为滑动变阻器阻值，当滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器阻值变大，即电压表V与电流表 ，示数之比变大，B不符合题意；
C．当滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器阻值变大，电路总电阻变大，根据公式 可知，电路的总功率变小，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】在并联电路中，各支路互不影响，支路的电阻改变，电流改变，电压和总电流的乘积计算电功率。
5、【答案】B
【解析】【解答】A.家庭电路中使用的是交流电，电压为220V，A不符合题意；
B.根据图像，丁灯的开关连接在火线一侧，并和灯泡的顶部连接，符合安全用电要求，B符合题意；
C.甲图中，两孔插座要左零右火，连接错误了，C不符合题意；
D.测电笔连接M点时，M点在火线上，氖管发光，N点在零线上，氖管不发光，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】两孔插座要左零右火；灯的开关连接在火线一侧，并和灯泡的顶部连接；火线可使测电笔的氖管发光。
6、【答案】D
【解析】【解答】A．由图1可知，R1、R2串联，电压表V测R2两端的电压，闭合开关S后，滑片P从b端移到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系如图2，则当滑片P在a端时，电压表示数为0，电流Ia=0．6A，所以 ，A正确，不符合题意；
B．当滑片P在b端时，电压表示数为UP=2V，电流IP=0．2A，所以 ，B正确，不符合题意；
C．电源电压一定，电流越大，电路消耗的总功率越大，所以电路的最大总功率Pmax=UI=3V×0．6A=1．8W，C正确，不符合题意；
D．当电路中电阻最大时，电路消耗的总功率最小Pmin=UImin=3V×0．2A=0．6W，D错误，符合题意。
故答案为：D
【分析】电压表测量滑动变阻器的电压，利用最大示数和电流的比值计算滑动变阻器的最大电阻，根据电路中的最大电流和电阻的乘积计算总电压；利用电源电压和最大电流计算最大电功率，利用电源电压和最小电流计算最小电功率。
7、【答案】B
【解析】【解答】A．转过2r消耗的电能
所需的时间为
用电器的电功率为
电饭锅的功率在1000W左右，A不符合题意；
B．由可知：1度电可供此用电器工作的时间为
B符合题意；
C．开关控制用电器，故开关与用电器串联，C不符合题意；
D．由公式可知
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合电能表的参数求转动2r消耗的电能，根据公式P=求出电功率；根据生活经验估测家用电器的名称。
根据P=计算时间；根据公式W=QU计算电荷量；注意开关与用电器串联。
8、【答案】D
【解析】【解答】A．镜面反射、漫反射都遵循光的反射定律，A不符合题意；
B．钟表内匀速转动的指针，速率不变，但指针的运动方向改变，故指针的运动状态发生了改变，处于非平衡状态，受非平衡力的作用，B不符合题意；
C．内能和温度有关，物体的温度不变，内能可能发生改变，例如晶体物体的熔化过程，内能增加，温度不变，C不符合题意；
D．家庭电路中，各用电器是能独立工作，互不影响，是并联的，根据并联电路电阻的特点可知，电阻并联后，越并越小，比小的还要小，故家庭电路中同时工作的用电器越多，电路的总电阻越小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A．镜面反射和漫反射都要遵循光的反射定律。
B．物体只有匀速直线运动时和静止时，受到的才是平衡力。
C．温度是影响内能的主要因素，温度越高分子，无规则运动越剧烈。
D．家庭电路的每个用电器都是并联的，所以用电器越多，总阻值就越小。
9、【答案】B
【解析】【解答】 A．电灯的开关短路不会造成电路中电流过大，而是电灯处于常亮状态，无法关闭，保险丝不会熔断，A不符合题意；
B．开关要控制电灯，要与电灯串联，且接在火线与电灯之间，这样开关断开时，灯泡不再与火线相连，在维修和更换灯泡时不会造成触电事故，B符合题意；
C．使用试电笔时，手要接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体，C不符合题意；
D．保险装置、插座、家用电器等达到使用寿命时要及时更换，符合安全用电原则，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合安全用电原则、家庭电路的连接解答即可，注意使用试电笔时，手要接触笔尾金属体。
10、【答案】D
【解析】【解答】A．电能表是用来计量家中所有用电器消耗的电能的，A不符合题意；
B．空调和吊灯属于并联，他们并不影响互相的工作，B不符合题意；
C．漏电保护器与插座是串联的，插座处发生漏电或有人触电时才会切断电源；如果插座被短路，空气开关就会切断电流，C不符合题意；
D．电路发生短路，电路中的电流非常大，这时空气开关就会“跳闸”，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电能表是用来计量家中所有用电器消耗的电能的；家庭电路中各用电器并联；空气开关就会“跳闸”，可能是短路或总功率过大。
二、填空题
1、【答案】闭合；880；80
【解析】【解答】由图知，开关断开时，R1、R2串联；开关闭合时，R2被短路，电路为R1的基本电路；因为串联电路的总电阻大于任一分电阻，由P= 可知，当开关闭合时，电饭锅消耗的功率较大，因此开关闭合时，电饭锅处于加热状态；开关断开时，电饭锅处于保温状态。加热功率为 =880W
保温功率为 =80W
【分析】电压一定时，电路中的电阻越小，功率越大，结合用电器两端的电压和用电器的电阻，利用功率公式P=U2/R求解功率即可。
2、【答案】加热；4×103
【解析】【解答】由甲图可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中；S接触点2时，两电阻串联，
所以，开关接触点1时，电路的电阻较小，电源电压一定，由 可知，功率较大，则此时电饭煲处于加热状态。
水吸收的热量Q=cm t=4.2×103J/(kg ℃)×50kg×(60℃﹣20℃)=8.4×106J
不计能量的损失，则W=Q=8.4×106J
由 可得，需要加热时间
【分析】理清开关处于不同状态时元件的连接方式，由 可知对应的状态，由Q=cm△可求得水吸收的热量，不计能量的损失，Q=W，由公式变形可求得时间。
3、【答案】加热；336
【解析】【解答】根据电路图，开关S2和电阻R1并联，当S2闭合时，电阻R1短路，此时是加热状态，水的质量为，，水吸收的热量为，电水壶的电功率为，不计热损失，电水壶工作时间为。
故答案为：加热；336.
【分析】串联电路中电阻越小，总电功率越大，根据水的比热容、质量和温度差计算吸收的热量，利用热量和电功率的比值计算工作时间。
4、【答案】并联；内
【解析】【解答】家庭电路中，各个用电器互不影响，它们是并联的。工作时间长了，有些电器外壳发烫，消耗电能，会产生一部分内能，将电能转化为一部分内能。
【分析】家庭电路中，各用电器并联；电路通过导体会产生热量。
5、【答案】0.5；1000
【解析】【解答】电烤箱消耗的电能为
它的实际功率为
【分析】通过电能表的表盘可以看出，每消耗一度电转盘转动600圈，结合题目给出的转盘转动的圈数求解消耗的电能； 结合消耗的电能和用电器工作的时间，利用公式P=W/t求解用电器的功率。
三、计算题
1、【答案】（1）解：小灯泡正常发光时，由 可得
则
由 得
答：小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接人电路的阻值为4Ω
（2）解：小灯泡正常发光时，由 可得灯泡的电阻为
当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率为
答：移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率为0.75W。
【解析】【分析】（1）灯泡正常发光，结合功率和电压求解电流，再利用欧姆定律求解电阻即可；
（2）结合用电器两端的电压和用电器的电阻，利用功率公式P=U2/R求解功率即可。
2、【答案】（1）解：加热时功率为880W，根据公式 可得加热档电流为
（2）解：加热时功率为880W，根据公式 可得R1的阻值为
保温总功率为242W，总电阻为
电阻R2与R1串联，R2的阻值为
（3）解：养生壶在2min内，消耗的电能为
养生壶的实际功率为
【解析】【分析】（1）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式I=P/U求解用电器的电流即可；
（2）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻；
（3）通过电能表的表盘可以看出，每消耗一度电转盘转动3000圈，结合题目给出的转盘转动的圈数求解消耗的电能； 结合消耗的电能和用电器工作的时间，利用公式P=W/t求解用电器的功率。
3、【答案】（1）解：一标准大气压下水的沸点是100℃，水需要吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
答：水需要吸收3.36×105J热量
（2）解：热效率
答：电热水器加热时间是7min。
【解析】【分析】（1）根据比热容、质量和温度差，可以计算吸收热量的多少；（2）利用吸收的热量和热效应可以计算消耗的电能，根据电能和电功率计算工作时间。
四、实验探究
1、【答案】（1）解：如图所示：
（2）R2
（3）0.26；0.65
【解析】【解答】解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯泡并联，电流表可选用小量程与灯串联，如下图所示：
;（2）灯的额定电压为2.5V，小灯泡电阻约为10Ω，则灯的额定电流约为：
I＝ ＝ ＝0.25A，
电源电压为6V，根据串联电路的规律和欧姆定律，当灯正常发光时变阻器连入电路中的电阻：
R滑＝ ＝ ＝ ＝14Ω＞10Ω，
故选用“20Ω 0.5A”的滑动变阻器R2；（3）由图2知电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.26A，
则小灯泡额定功率为P额＝U额I＝2.5V×0.26A＝0.65W。
故答案为：（1）如上图所示；（2）R2；（3）0.26，0.65
【分析】（1）电流表要串联在电路中，电压表要并联在电路中；
（2）利用欧姆定律估算电路中的电流，结合滑动变阻器的电流进行选择即可；
（3）明确电流表的量程和对应的分度值，结合表盘的指针读数即可，利用功率公式求解灯泡的电功率即可。
2、【答案】（1）＝；吸收相同热量
（2）2
（3）≠；产热
（4）电流大小
【解析】【解答】(1)为了让水和煤油在相同时间内吸收相同的热量，由焦耳定律可知，要控制电流和电阻相同，由图可知两电阻串联电流相等，则需R1和R2阻值相等。(2)由图乙可知，两液体升高相同温度时，煤油用时10min，水用时20min，即水吸收的热量是煤油吸收热量的一倍，即
根据 可知，水和煤油的比热容关系为 (3)①要探究“电流产生的热量跟电阻的关系”，则需要控制通电时间和电流大小不变，让电阻不同，即R1和R2大小不同。实验中电阻通电会产生热量，因为电阻大小不同，所以产热多少不同，可以通过观察温度计示数的变化来反映产热多少，温度计示数大，则产热多。(4)做完上述实验后，小致将开关S、S1均闭合，多次改变滑动变阻器滑片的位置，控制加热时间相同，在改变滑动变阻器阻值时，电路中电流大小在变化，所以他想探究电流产生的热量跟电流大小的关系。
【分析】（1）选用两个相同的加热器进行加热，可以保证相同时间内液体吸收相同的热量，可以通过加热时间来衡量物体吸热的多少；（2）加热器相同，加热相同时间两种液体吸收的热量相同，结合水的比热容求解水吸收的热量，此热量也为另一种液体吸收的热量，根据另外一种液体的质量、温度变化量求解液体的比热容；
（3）（4）电流通过导体时会产生热量，此现象就是电流的热效应，产生的热量通过焦耳定律Q=I2Rt，来求解，其中I是流过用电器的电流，R是用电器的电阻，t是用电器工作的时间，通过公式可以看出影响用电器产热的变量有三个，要探究每一个因素对电热的影响，需要用到控制变量法，控制电阻相同，可以选用两个阻值相同的电阻，控制电流和时间相同，可以选用串联电路。