2021-2022学年度人教版物理九年级全册第十八章电功率定向练习练习题（有解析）

人教版物理九年级全册第十八章电功率定向练习
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、下列科学家中总结出导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系的（　　）
A．安培 B．伏特
C．欧姆 D．焦耳
2、如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列判断正确的是（　　）
A．电流表A的示数不变
B．电压表V1的示数变大
C．电路中消耗的总功率变大
D．电压表V2与电流表A示数的比值变小
3、下列用电器中利用电流热效应工作的是（　　）
A．电风扇 B．电视机 C．电热水壶 D．笔记本电脑
4、下列物理量中，以科学家的名字焦耳作为单位的物理量是（　　）
A．电压 B．电功 C．电阻 D．电功率
5、如图所示的电路，电源电压为12V，灯泡L1标有“6V 3W”字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P位于某一位置时，L1正常发光；将L1换成“4V 2W”的灯泡L2，滑片P位于另一位置时，L2也正常发光.先后两种情况下列说法错误的是（　　）
A．电压表示数之比为4∶3 B．电流表示数之比为1∶1
C．L1、L2电阻之比为3∶2 D．变阻器功率之比为3∶4
6、标有“6V 1.5W”字样的小灯泡，通过它的电流随电压变化的关系图像如图所示。若把这样的两只小灯泡串联接在8V的电源上，则此时每只小灯泡的电阻及功率为（　　）
A．24Ω，0.67W B．24Ω，0.8W C．20Ω，0.96W D．20Ω，0.8W
7、在国际单位制中，电功率的单位是（　　）
A．安培 B．伏特 C．焦耳 D．瓦特
8、有关电的知识，下列说法中正确的是（　　）
A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动方向
B．导体的电阻与导体两端的电压和通过导体的电流无关
C．用电器功率越大，消耗的电能就越多
D．通电时间相同时，功率大的用电器产生的热量一定比功率小的用电器产生的热量多
9、如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（　　）
A．甲实验是为了研究电流产生的热量与电压的关系
B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
D．乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
10、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．
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题6分，共计30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、如图所示的电能表的示数为______。
3、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。
4、某同学家的电能表如图所示，则他家同时使用的用电器总功率不能超过______W，图中电能表的示数为______kW h，如将某用电器单独接在该电能表上工作10min，电能表上的转盘转过了300转。那么该用电器在上述时间内消耗的电能为______J。
5、我市新区的亮化工程初见成效，每到夜晚，五光十色的小彩灯、霓虹灯将城区装扮得绚丽多彩，如下图左所示。小明和小华准备探究小彩灯的发光情况，通过观察发现，每个小彩灯上标有“2.5V 0.25A”的字样。
（1）要使小彩灯正常发光，应将______个这样的小彩灯______联在家庭电路的供电线路上；
（2）他们发现，当其中一个小彩灯的灯丝断了，其余的小彩灯还能发光，这是为什么呢？他们找来一个小彩灯，砸破玻璃外壳，发现灯丝（设阻值为R1）上并联了一不发光的电阻R2，如下图右所示。关于R1与R2的大小，通过查阅资料，他们了解到彩灯有两种：一种是R2比R1小很多，灯丝R1发光时，由于R2与R1的接触处有一薄的绝缘层，电流只能从R1中通过。当某一只小彩灯的灯丝断了，电路电压将击穿绝缘层，R2相当于导线，使电路导通，其余小彩灯还能发光，但亮度与原来相比______（不变/变亮/变暗），原因是电路中的电流______，灯丝R1的实际功率______（不变/变大/变小），若R1的实际功率大于1W时，灯丝就会熔断，则最多允许______盏小彩灯的灯丝断去，其余的小彩灯还能发光。一种是R2比R1大很多，灯丝R1发光时流过R2的电流可以忽略不计，当灯丝R1断了，R使电路导通，其余小彩灯还能发光，但亮度与原来相比______（不变/变亮/变暗）。若R2＝15R1，且R1的实际功率小于0.1W时，灯丝R1就不能发光，则最多允许______盏小彩灯的灯丝断去，其余的小彩灯还能发光。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、如图所示，电源电压可调，小灯泡标有“”的字样，小灯泡、标有“”的字样，（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）
（1）闭合开关、、，调节电源电压为时，求电流表的示数；
（2）闭合开关，断开开关、，调节电源电压为时，求电路消耗的总功率；
（3）闭合开关、，断开开关，调节电源电压为时，求小灯泡的实际发光功率。
2、如图甲为新型电饭锅，它采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。其简化电路如图乙所示，其中和均为电热丝，是自动控制开关。煮饭时，把电饭锅接入电路中，在电饭锅工作的内，电路中总电流随时间变化的图象如图丙所示。求：
（1）和都闭合时电饭锅的电功率；
（2）电热丝的阻值；
（3）这内电饭锅产生的热量。
3、小峻家中有一个浴足盆，其部分铭牌信息如图甲所示，如图乙为浴足盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，当开关S接a、b触点时，浴足盆的挡位不同。求：
（1）额定加热电流？
（2）开关S接哪个触点，浴足盆处于加热状态？R1和R2的阻值各为多少欧？
（3）在用电高峰期，小峻关闭家中其它用电器，只让浴足盆通电，使其处于加热状态1min电能表（如图表所示）的圆盘转了30转，则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦？
型号 MUY﹣01
额定电压 220V
额定加热功率 880W
额定保温功率 100V
4、在如图所示电路中，电源电压为6V，闭合开关，小灯泡两端电压为2.5V，电流表的示数为0.5A。
求：
（1）小灯泡的功率。
（2）通电10s电阻R消耗的电能。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。安培、伏特和焦耳分别跟电流、电压和能量的研究有更大的关系，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2、C
【详解】
A．如图，R1与R2串联，电压表V1测量R2两端电压，V2测量R1两端电压，电流表测电路中电流。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，所以电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故A错误；
B．电路中的电流变大，由欧姆定律可知，R1两端的电压变大，即电压表V2的示数变大，由于电源电压不变，根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的等于之和可知，R2两端的电压变小，即电压表V1的示数变小，故B错误；
C．电源电压不变，电路中的电流变大，根据P＝UI可知电路中消耗的总功率变大，故C正确；
D．由欧姆定律可知，电压表V2与电流表A示数的比值等于定值电阻R1的阻值，则两者的比值不变，故D错误。
故选C。
3、C
【详解】
A．电风扇工作时，主要是电能转化为机械能，不是利用电流的热效应，故A不符合题意；
B．电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能和少部分内能，不是利用电流的热效应，故B不符合题意；
C．电热水壶工作时，电能转化为内能，是利用电流的热效应，故C符合题意；
D．笔记本电脑工作时，主要将电能转化为光能、声能和少部分内能，不是利用电流的热效应，故D不符合题意。
故选C。
4、B
【详解】
A．电压的单位是伏特，故A不符合题意；
B．电功的单位是焦耳，故B符合题意；
C．电阻的单位是欧姆，故C不符合题意；
D．电功率的单位是瓦特，故D不符合题意。
故选B。
5、A
【详解】
由图知道，闭合开关S，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，L1正常发光时，通过电路的电流
灯泡的电阻
串联电路总电压等于各部分电压之和，则滑动变阻器两端的电压为
UR1=U-U1=12V-6V=6V
滑动变阻器的功率为
PR1=I1UR1=0.5A×6V=3W
L2正常发光时，通过电路的电流
灯泡的电阻
串联电路总电压等于各部分电压之和，则滑动变阻器两端的电压为
UR2=U-U2=12V-4V=8V
滑动变阻器的功率为
PR2=I2UR2=0.5A×8V=4W
综上所述，知道
A．电压表示数之比为3∶4，故A错误，符合题意；
B．电流表示数之比为1∶1，故B正确，不符合题意；
C．L1、L2电阻之比为3∶2，故C正确，不符合题意；
D．变阻器功率之比为3∶4，故D正确，不符合题意。
故选A。
6、D
【详解】
两只灯泡串联且规格相同，通过它们的电流和它们的电阻都相同，所以这两只灯泡两端分得的电压相同。两只灯泡串联接在8V的电源两端时，每只灯泡两端的电压都为4V。由图像可知，电流为0.2A。因此小灯泡的电阻为
小灯泡的实际电功率为
故选D。
7、D
【详解】
A．安培简称安，用A表示，是电流的单位，故A不符合题意；
B．伏特简称伏，用V表示，是电压的单位，故B不符合题意；
C．焦耳简称焦，用J表示，是一切功和能的单位，故C不符合题意；
D．瓦特简称瓦，用W表示，是所有功率的单位，也是电功率的单位，故D符合题意。
故选D。
8、B
【详解】
A．金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相反，电流方向为正电荷移动的方向，自由电子带负电，故A错误；
B．导体的电阻是导体的一种性质，导体的电阻与导体两端的电压和通过导体的电流无关，与材料、横截面积、长度和温度有关，故B正确；
C．电能W=UIt=Pt，用电器功率越大，消耗的电能不一定越多，还要看时间的大小，故C错误；
D．通电时间相同时，功率大的用电器消耗的电能一定比功率小的用电器消耗的电能多，但产生的热量不一定比功率小的用电器产生的热量多，因为有些用电器工作时消耗的电能不一定全部转化为内能，故D错误。
故选B。
9、C
【详解】
AB．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，其电阻值不同，所以是研究电流产生的热量和电阻的关系；右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，右侧电阻产生热量多，则右侧容器内空气吸收的热量多，故AB错误；
CD．乙图实验中，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系；由于左侧的电流大，产生的热量多，则左侧U形管中液面的高度差比右侧的大，故C正确，故D错误。
故选C。
10、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。
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、
【解析】
【详解】
从电能表上可以看出电能表的示数为20385，最后一位是小数，单位是，故电能表的读数为。
3、 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
4、 2200 4453.6 3.6×105
【解析】
【详解】
[1]“220V”表示电能表应该接在220V的电路中；“10A”是指电能表平时工作时允许通过的最大电流，则该同学家同时使用的用电器最大总电功率为
[2]电能表的读数时最后一位是小数，单位kW h，所以电能表的示数为4453.6kW h。
[3]3000r/kW h表示的是电路中每消耗1kW h的电能，则电能表转盘转动300r时该用电器消耗的电能为
5、 88 串 变亮 变大 变大 18 变暗 9
【解析】
【详解】
（1）[1][2]因照明电路电压为220V，小彩灯的额定电压为2.5V，要使灯泡正常发光，应将灯泡串联，要使串联后的总电压为220V，由串联电路的特点可知，串联个数应为
（2）[3][4][5]当R2比R1小很多时，某一只小彩灯的灯丝断了，R2接入电路中总电阻应减小，则电路中电流变大，流过其余的每一个小彩灯的电流变大，则由P=I2R得，其余彩灯里的灯丝R1的实际功率变大，亮度变亮。
[6]根据每个小彩灯上标有“2.5V 0.25A”字样可知。小彩灯的电阻为
若R1的实际功率等于1W时，由可知，R1两端电压为
则此时电路中没有烧断的灯泡的个数为
取n′=70，故最多允许小彩灯的灯丝断的个数为
88﹣70=18
[7]当R2比R1大很多，某一只小彩灯的灯丝断了，R2接通时，电路总电阻应变大，则电路中电流应变小，即流过其余小彩灯的电流变小，则灯泡的功率变小，灯泡亮度变暗。
[8]设R2=15R1，则
R2=15×10Ω=150Ω
若其余小彩灯上R1的实际功率为0.1W时，电路中的电流为
故总电阻为
因有88个彩灯串联，断去R1小彩灯的个数为n，则由串联电路的电阻特点有
nR2+（88﹣n）R1=2200Ω
将R1=10Ω,R2=150Ω代入解得n=9.4，又由P=I2R可知，若n变大，电路中的总电阻R变大，电流I变小；小灯泡的电阻R不变，通过的电流I变小，P会变小，所以小灯泡的实际功率会低于0.1W，造成不能发光；所以n只能取9，即最多允许9盏小彩灯的灯丝R1断去，其余的小彩灯还能发光。
三、计算题
1、（1）；（2）；（3）0
【详解】
解：（1）当闭合、、时，被短路，、两灯并联，电流表测量干路电流，已知电源电压为，则并联电路两端的电压为，所以、两端电压为，与灯泡的额定电压相等，所以，灯泡、正常工作，则由可得
则电流表的示数为
（2）闭合，断开、时，、两灯串联，由于、规格相同，根据串联电路的分压特点可知
则、正常工作，总功率为
（3）闭合开关、，断开开关，被短路，只有连入电路，因为电源电压为，则此时两端电压为远高于的额定电压，因此被烧坏，故实际功率为零。
答：（1）闭合开关、、，调节电源电压为时，电流表的示数为。
（2）闭合开关，断开开关、，调节电源电压为时，电路消耗的总功率为。
（3）闭合开关、，断开开关，调节电源电压为时，小灯泡的实际功率为0。
2、（1）；（2）220Ω；（3）
【详解】
解：（1）和都闭合时，两电阻并联，根据可知，此时总电阻最小，总功率最大，为高温档，总电流也最大，故此时的电流为3A，则总功率为
（2）当只闭合S时，只有电阻R1接入电路，电阻比较大，是低温档，此时的总电流为2A，那么通过R2的电流为
电热丝的阻值
（3）因为纯电阻电路中，电能全部转化为内能，这内电饭锅产生的热量
答：（1）和都闭合时电饭锅的电功率为660W；
（2）电热丝的阻值为220Ω；
（3）这内电饭锅产生的热量为；
3、（1）4A；（2）加热状态，429Ω，55Ω；（3）600W
【详解】
解：（1）由表中数据知，浴足盆的额定加热功率是880W，由可得，额定加热电流
（2）由电路图知，S接b时只有R2接入电路中，电源电压一定，由可知，此时电路的功率较大，为加热状态；S接a时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态。由欧姆定律可得R2的阻值
保温状态下，由串联电路的特点和可得总电阻
则
（3）由图乙可知，电能表上标有，表示每消耗的电能，电能表的表盘就转过3000r，则表盘转过30转时，浴足盆消耗的电能
此时浴足盆加热的实际电功率
答：（1）额定加热电流为4A；
（2）开关S接b触点，浴足盆处于加热状态，R1和R2的阻值分别为429Ω和55Ω；
（3）浴足盆加热的实际电功率为600W。
4、（1）1.25W；（2）17.5J
【详解】
解：（1）由电路图可知，小灯泡L与电阻R串联，电流表测电路中电流，由题意可知电流表示数为0.5A，即电路中电流为I=0.5A，小灯泡两端电压为UL=2.5V，故由P=UI可得，小灯泡的功率为
PL=ULI=2.5V×0.5A=1.25W
（2）因电源电压为6V，故由串联电路中电压规律可知，电阻R两端电压为
U0=U-UL=6V-2.5V=3.5V
由欧姆定律可知，电阻R的阻值为
故可知通电10s电阻R消耗的电能为
答：（1）小灯泡的功率为1.25W；
（2）通电10s电阻R消耗的电能为17.5J。