2021-2022学年北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率章节测评试题（有解析）

北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率章节测评
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、两根电阻丝的阻值之比是2：3，通过的电流之比是3：2，那么，在相同的时间内两根电阻丝产生的热量之比为(　　)
A．2：3 B．3：2 C．1：1 D．9：4
2、三只灯泡分别标着“220V 20W”“48V 20W”和“36V 20W”，它们都正常工作，在相等时间里消耗的电能（　　）
A．“220V 20W”最多 B．三只灯泡一样多
C．“48V 20W”最多 D．“36V 20W”最多
3、如图所示的四种情况中，符合安全用电原则的是（　　）
A．电动机外壳没有接地
B．使用绝缘层破损的电线
C．人靠近高压带电体
D．使用试电笔时，手要接触笔尾金属体
4、下列说法正确的是（　　）
A．甲图：辰辰家电表如图所示，他家同时使用的用电器总功率不可超过8800W
B．乙图：R1=R2=R3,通电后左侧U型管两边液面的高度差会比右侧U型侧小
C．丙图：把A、B金属块都向O点移动相同距离，杠杆失去平衡，B端向下倾斜
D．丁图：分别沿左右两个斜面把同一物体推上平台，若物体在两斜面上所受摩擦力相等，则左斜面更省力，机械效率也更高
5、灯泡L与定值电阻R组成的电路如图1所示。已知R＝20Ω，灯泡L的I﹣U图象如图2所示，闭合开关S，L正常发光，此时电路的总功率为4.8W，此时灯泡L的（　　）
A．功率为3W B．电流为0.3A C．电阻为20Ω D．电压为8V
6、如图所示电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，当R2的滑片向右滑动时，下列说法中正确的是（　　）
A．电流表示数不变，两电压表的示数都变大
B．电压表V1与电流表的示数之比保持不变
C．电流表示数变小，电压表V1示数不变，电压表V2示数变大
D．电路消耗的总功率变大
7、两只小灯泡L1和L2的额定电压为 1.5V，它们的电流随电压变化的曲线如图所示。根据图像判断，下列选项中正确的是 （　　）
A．L1的电阻大于 L2的电阻
B．通过 L1的电流为 0.25A
C．L2的电阻值为 7.5Ω
D．L1和 L2并联后正常发光，电路消耗的总功率为 0.675W
8、将两盏分别标有“6V 3W”和“6V 9W”字样的小灯泡L1和L2，串联后接入电压为8V的电路中，设灯泡电阻不变。下列说法中正确的是（　　）
A．两灯均能正常发光 B．两灯额定电流相同
C．L1的实际功率比L2小 D．L1的亮度比L2大
9、如图甲所示，电源电压可调，定值电阻R与额定电压为6V的新型灯泡L串联，多次调节电源电压，读出电压表示数，画出小灯泡电压UL与电源电压U总的关系图像如图乙。下列描述电路中的电流I、电路总功率P总、R的功率PR和灯泡的功率PL分别随电压表示数UL和电源电压U总变化关系的图像中，可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
10、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16W。电源电压不变，且灯丝电阻不受温度的区影响。则L1、L2两灯灯丝电阻之比是（　　）
A．1：3 B．4：3 C．3：1 D．3：4
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、将标有“6V 3W”字样的小灯泡L1与额定电压为12V的小灯泡L2并联接在电源上，L1正常发光，L2较暗，此时干路中的总电流为1.1A，L1正常发光时通过它的电流为　 　A；若将L1、L2串联到另一个电压可调的电源上，电源电压最大为　 　V。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
2、如图所示是手机广告中的一款黑科技空调扇。广告宣传比空调还暖和，这说明它的主要工作原理是利用电流的　 　效应。宣传它三天只需1度电，说明它的实际功率仅为　 　W（小数点后保留一位有效数字）。这样小的功率相同时间产生的热量比功率1kW以上的空调还多，这完全不符合　 　定律，是一则虚假广告。
3、电能是通过　 　（选填“高压”或“低压”）输电线路从发电站输向远处的。图为某型号节能灯，它的额定功率是　 　W，若在用电高峰期时，该灯泡发光偏暗，说明其实际功率　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）额定功率。
4、如图所示电路，电源电压为6V，定值电阻R1=24Ω，滑动变阻器 规格是“50Ω 1A”，电流表 和 的量程均为0～0.6A。闭合开关S，为了不损坏电路元件，允许通过滑动变阻器的最大电流是　 　A，干路中允许通过的最大电流是　 　A，此电路工作1min，电阻 会产生　 　J 的热量。
5、如图所示，“ 　 ”和“ 　 ”的两只小灯泡　 　（选填“串联”或“并联” 在电路中，闭合开关后，观察到“ ”的小灯泡比“ ”的小灯泡亮，说明“ ”小灯泡的实际功率比“ ”小灯泡的实际功率　 　（选填“大”或“小” 。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21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、在图（a）所示的电路中，电源电压为12伏且保持不变，电流表规格如图（b）所示。将电阻R1连入MN之间，闭合开关S，电流表A示数为2安。
①求电阻R1的阻值。
②求通电5秒，电流通过R1做的功W1。
③将电阻R1与电阻R2以某种连接方式重新连入MN之间，闭合开关S，发现电流表示数变化了0.8安。
请计算出电阻R2的阻值。
3、在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个档位，工作电路简化为图乙所示，其中 为档位开关， 、 为定值电阻，A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火档时，红灯亮；处于文火档时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火档的额定功率为2420W， 。
（1）判断A灯是红灯还是绿灯；
（2）求电中药壶文火档的额定功率；
（3）暑假的一天晚上，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，先用猛火档加热6min至沸腾后，再用文火档慢熬30min，共消耗电能0.3KW·h，由此计算电中药壶的实际电压。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻和电功率。
（1）如图所示是实验电路图，图上的圆圈表示电表，请在圆圈内填入相应的字母。
（2）某实验小组通过改变小灯泡两端的电压，进行了三次测量，部分记录如表。请你填出表格中的两个空格。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电功率P/W
1 1.00 0.14 7.14 0.14
2 1.70 0.22 7.73 0.37
3 2.50 　 　 　 　 0.75
（3）老师看了各小组的记录，说：“你们注意到这个现象吗？小灯泡的电阻随功率的增大而增大。”请解释这一现象：　 　。
2、如图甲所示是测量额定电压为6V的某电阻元件电功率的电路。
（1）请用笔画线代替导线将电路连接完整；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，直到电阻元件正常工作，记录实验数据并绘制I-U图像如图乙所示。由图像可知，电阻元件的额定功率为　 　W；
（3）分析图像发现，通过电阻元件的电流与其两端的电压不成正比，原因是　 　；
（4）若在调节滑动变阻器的过程中，突然电流表示数变为零，电压表示数接近电源电压，分析可知　 　发生了断路。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】根据焦耳定律，计算热量为，B符合题意。
故答案为：B
【分析】根据焦耳定律，计算电阻丝的热量，再计算比值。
2、【答案】B
【解析】【解答】当用电器正常工作时，三只灯泡的实际功率等于额定功率，电功率相同均为20W。根据公式W=Pt，在相等的时间内，三只灯泡消耗的电能相同。
故答案为：B。
【分析】求解电流做功，利用公式W=Pt求解即可，P是用电器的功率， t是用电器工作的时间。
3、【答案】D
【解析】【解答】A．所有有金属外壳的用电器在使用时都必须要接地，电动机外壳没有接地不符合安全用电的原则，A不符合题意；
B．使用绝缘层破损的电线容易发生触电事故，不符合安全用电的原则，B不符合题意；
C．人靠近高压带电体也可能发生触电事故，不符合安全用电的原则，C不符合题意；
D．使用试电笔时，手接触笔尾金属体使试电笔形成闭合回路，符合安全用电的原则，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）安全用电原则：不接触低压带电体、不靠近高压带电体；
（2）有金属外壳的用电器要接地；
（3）使用试电笔时，手要接触金属体笔尾。
4、【答案】A
【解析】【解答】A.根据甲图可知，通过电能表的最大电流为40A，那么用电器的总功率最大：P=UI=220V×40A=8800W，故A正确；
B.根据乙图可知，R1在干路上，R2在支路上，则电流I1>I2。根据公式Q=I2Rt可知，产生的热量Q1>Q2，则左侧液面的高度差更大，故B错误；
C.根据图丙可知，A端的力臂大于B端的力臂，则GAD.根据丁图可知，右侧斜面更长，则更省力。提升同一物体到相同高度，根据W有=Gh可知，它们做的有用功相等。根据W额=fs可知，左侧的额外功小于右侧的额外功，根据可在，左侧斜面的机械效率更高，故D错误。
故选A。
【分析】 （1）电能表上的电流为额定电流，括号内的电流为最大电流，根据P=UI计算用电器的总功率；
（2）根据公式Q=I2Rt比较产生热量的多少，产生热量多的，液面的高度差越大；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）斜面越长越省力；根据W额=fs比较额外功的大小，从而比较机械效率的大小。
5、【答案】A
【解析】【解答】解：根据图象可知，在电压为6V时，通过灯泡的电流IL＝0.5A，
图甲中灯泡和电阻并联，因并联电路各支路两端的电压相等，
通过电阻R的电流IR＝ ＝ ＝0.3A，则干路中的电流：I＝IL+IR＝0.5A+0.3A＝0.8A，
此时的总功率：P＝UI＝6V×0.8A＝4.8W，满足题中的要求；
所以，电源电压为6V，此时灯泡L的电压为6V，通过灯泡的电流IL＝0.5A，BD不符合题意；
此时灯泡的功率为：PL＝UIL＝6V×0.5A＝3W；A符合题意；
根据欧姆定律可得，此时灯泡的电阻：RL＝ ＝ ＝12Ω，C不符合题意。
故答案为：A
【分析】灯泡和定值电阻是并联关系，结合并联电路电流、电压规律和欧姆定律分析求解各个用电器两端的电压和流过它们的电流，结合选项分析求解即可。
6、【答案】B
【解析】【解答】AC．由
电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测电源两端的电压，电流表测电路中的电流。因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表V2的示数不变，AC不符合题意；
B．由R＝ 可知，电压表V1与电流表的示数之比等于R1的阻值，而R1为定值电阻，则滑片移动时该比值不变，B符合题意；
D．当R2的滑片向右滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由P＝ 可知，电路消耗的总功率变小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】滑动变阻器滑片向右端移动，接入电路中的电阻变大，再结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律分析电路中电流和电压的变化。
7、【答案】D
【解析】【解答】ABC．由图可知，两灯泡的电流随电压变化而变化，且图像不是直线，说明亮灯泡灯丝的电阻会改变，因不知道两灯泡的电压，所以不能确定两灯泡的电流和电阻，ABC不符合题意；
D．当两灯泡的电压都为1.5V时，通过L2的电流为0.2A，通过L1的电流为0.25A，根据并联电路的电流规律可知，干路中的总电流为
电路消耗的总功率为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】两个灯泡串联，电流相同，分得的电压与电阻成正比；两个灯泡并联，电压相同，分得的电流与电阻成反比，结合电阻的关系求解分得的电压和流过的电流。
8、【答案】D
【解析】【解答】B.由P=UI可得，两灯泡的额定电流分别为I1= =0.5A，I2= =1.5A
由此可知，两灯额定电流不相同，故B不符合题意；
A.由I= 可得，两灯泡的电阻分别为R1= =12Ω，R2= =4Ω
两盏灯串联后接在电压为8V的电源上时，通过的电流I= =0.5A
则L1能正常发光，故A不符合题意；
CD．两盏灯串联后接在电压为8V的电源上时，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由P=I2R可知，灯泡L1的电阻大，实际功率较大，灯泡较亮，即L1的亮度比L2大，故C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据灯泡的规格，可以计算电流和电阻，在串联电路中电流相等，电阻越大，实际电功率越大。
9、【答案】B
【解析】【解答】AC．由图乙可知
结合图甲所示电路可知，R的分压即为2V固定不变，则通过其的电流也不变，因此其功率也不变，则AC不符合题意；
BD．电路中的电流不变，灯两端的电压增大，总电压增大，根据 ，电流一定时，其功率与电压成正比，B符合题意，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】分析电路结构，定值电阻和灯泡是串联关系，电流相等，用电器电压之和为电源电压，明确电流表和电压表的测量对象，利用串联电路电压规律和欧姆定律求解即可。
10、【答案】C
【解析】【解答】只闭合开关S时，两个灯泡串联，灯L1的功率 ①
断开开关S，闭合S1、S2时，两个灯泡并联，灯L1的功率 ②
由①②得到
故答案为：C。
【分析】在电阻相同时，根据电功率的比值可以计算分压之比，串联电路中，电阻的分压比等于电阻比。
二、填空题
1、【答案】0.5；11
【解析】【解答】L1正常发光时的功率为3W，电压为6V，根据P=UI可得，通过它的电流为
根据欧姆定律可得，L1的电阻为
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，两灯泡并联时，通过L2的电流I2=I-I1=1.1A-0.5A=0.6A
并联电路中各支路两端的电压相等，且L1正常发光，L2较暗，L2的电阻为
L2的额定电压为12V，则L2的额定电流为
串联电路中各处的电流相等，所以将L1、L2串联到另一个电压可调的电源上后，通过的最大电流只能是两个灯泡额定电流中最小的0.5A，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源电压为U=I1(R1+R2)=0.5A×(12Ω+10Ω)=11V
【分析】根据用电器的电压和电功率，可以计算电流；根据用电器的电流，结合串联电路电流相等判断最大电流，利用电流和电阻的乘积计算电源电压。
2、【答案】热；13.9；能量守恒
【解析】【解答】解：（1）广告宣传黑科技空调扇比空调还暖和，说明电流通过黑科技空调扇也会产生热量，是利用电流的热效应工作的；（2）因为黑科技空调扇三天只需1度电，1度＝1kW h，
所以黑科技空调扇的电功率：P＝ ＝ ≈0.0139kW＝13.9W；（3）由Q＝W＝Pt可知这样小的功率，相同时间产生的热量比功率1kW以上的空调少的多，不会比空调还暖和，这完全不符合能量守恒定律，是一则虚假广告。
故答案为：热；13.9；能量守恒
【分析】将电能转化为内能利用了电流的热效应，利用电能和时间的比值计算电功率，能量转化或转移中总量守恒。
3、【答案】高压；25；小于
【解析】【解答】根据 可知，功率一定时，电压越高，电流越小，根据 可知，电流越小，导线中的电能损耗越小，所以使用高压输电。由图可知，该灯泡的功率为25W。若在用电高峰期时，该灯泡发光偏暗，说明实际功率未达到额定功率，灯泡功率偏小。
【分析】额定电压、额定电流和额定功率都是用电器正常工作时的量，用电器不正常工作时的量都记为实际电压、实际电流和实际功率，当用电器正常工作时，额定值等于实际值。
4、【答案】0.35；0.6；90
【解析】【解答】由图知， 、 并联，电流表 测干路的电流， 测通过 的电流，则通过 的电流为
因电流表 为0～0.6A，为了不损坏电路元件，则干路允许通过的最大电流为0.6A，由并联电路电流的特点可得，通过 的最大电流为 电路工作1min，电阻 会产生的热量为
【分析】电压和电阻的比值计算电流，根据电流表的量程判断电流的最大；根据电压、电流和时间，计算产生的热量。
5、【答案】串联；大
【解析】【解答】如图所示，“ 　 ”和“ 　 ”的两只小灯泡逐个依次连接，即两灯泡串联在电路中。闭合开关后，观察到 的小灯泡比 的小灯泡亮，因灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，则说明 小灯泡的实际功率比 小灯泡的实际功率大。
【分析】用电器顺次连接的电路是串联电路，灯泡的亮度由实际电功率决定的。
三、计算题
1、【答案】（1）解：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
答：闭合开关、、，调节电源电压为时，电流表的示数为。
（2）解：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
答：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）解：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：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。
【解析】【分析】（1）根据电功率和电压的比值，计算电流，根据并联电路电流规律计算干路电流；
（2）根据开关状态判断电路的连接方式，结合串联电路分压规律，计算分压；经过用电器的电功率，计算总功率；
（3）用电器的实际电压超过额定电压，用电器损坏，实际电功率为零。
2、【答案】解：将电阻R1连入MN之间，由电路图可知，电路中只有R1，电流表测电路中的电流。
①根据欧姆定律可得：R1＝ ＝ ＝6Ω，
②R1做的功W1＝UI1t＝12V×2A×5s＝120J；
③若R1、R2串联连接，根据串联电路电流的特点可知：此时电路中的电流I＝I1﹣△I＝2A﹣0.8A＝1.2A，
根据欧姆定律可得：R总＝ ＝ ＝10Ω，
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得：R2＝R总﹣R1＝10Ω﹣6Ω＝4Ω；
若R1、R2并联连接，由于并联电路中各支路互不影响，所以通过R2的电流为0.8A，
根据欧姆定律可得：R2＝ ＝ ＝15Ω。
答：①电阻R1的阻值为6Ω。
②通电5秒，电流通过R1做的功为120J。
③若R1与R2串联，则电阻R2的阻值为6Ω；若R1与R2并联，则电阻R2的阻值为15Ω
【解析】【分析】（1）根据电压和电流的比值计算电阻；（2）利用电压、电流和时间的乘积计算电流做功的多少；（3）电流变大则电阻并联，电流减小，则电阻串联，利用总电压和电流的比值计算总电阻，结合串联电路电阻规律、并联电路电流规律，利用电压和电流计算电阻。
3、【答案】（1）解：由 可知，在电压一定时，电路中的电阻越小，电功率越大。由电路图可知， 接N时，电路中只有R1连入电路中，电阻小，电功率越大，处于猛火档，A灯亮，由题意可知，A灯是红灯， 接M时，R1、R2串联，电阻大，电功率小，处于文火档。
答：A灯是红灯；
（2）解：R1的电阻
电中药壶文火档时电路中的电阻
电中药壶文火档的额定功率
答：电中药壶文火档的额定功率是242W
（3）解：由题意可知，电中药壶消耗的电能
解得
答：电中药壶的实际电压是200V。
【解析】【分析】（1）根据用电器的工作和电功率的大小，判断用电器；
（2）利用电压和电功率计算电阻；根据串联电路电阻的规律计算总电阻；结合电压和总电阻计算电功率大小；
（3）利用电功率和时间的乘积计算消耗的电能，结合已知的电阻、时间、电能计算实际电压。
四、实验探究
1、【答案】（1）
（2）0.30；8.33
（3）小灯泡的实际功率越大，温度越高，小灯泡的电阻随温度升高而增大
【解析】【解答】（1）电压表与灯并联，电流表与灯串联，如下图所示：
（2）第3次实验中，小灯泡两端的电压为2.5V，电功率为0.75W，根据P=UI可知通过灯泡的电流
根据欧姆定律可知此时灯泡的电阻
（3）小灯泡灯丝的电阻受温度影响很大，小灯泡的实际功率越大，温度越高，小灯泡的电阻随温度升高而增大。
【分析】（1）测量灯泡的电功率，需要测量灯泡的电流和电压；
（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I=P/U求解用电器的电流即可；结合小灯泡的电流和电压，利用欧姆定律求解灯泡的电阻即可；
（3）电阻的大小还与温度有关，一般来说，导体的温度越高，电阻越大。
2、【答案】（1）
（2）1.8
（3）电阻元件受温度影响不是定值
（4）电阻元件
【解析】【解答】(1)滑动变阻器在电路中应遵循“一上一下”的接法
；(2)由图像可知，该元件正常工作时的电流为0.3A，其额定功率 (3)分析图像发现，通过电阻元件的电流与其两端的电压不成正比，原因是“电阻元件受温度影响，其阻值不是定值”。(4)[若在调节滑动变阻器的过程中，突然电流表示数变为零，电压表示数接近电源电压，其原因极有可能是“电阻元件断路”，此时电压表被串联进入电路，造成电路中电阻过大，电流表示数几乎为零；又根据串联电路的分压原理可知，电压表其示数接近电源电压。
【分析】（1）测量元件功率的原理即为功率公式P=UI；利用功率公式P=UI求解即可；
（2）电阻的大小还与温度有关，一般来说，导体的温度越高，电阻越大；
（3）分析电路结构，电路为串联电路，结合电流表、电压表示数的变化，分析电路存在的故障即可。