2021-2022学年度强化训练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试卷（Word版含答案）

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、甲、乙两只灯泡，其I﹣U关系图像如图所示。现将甲、乙两灯并联在电路中，当通过乙灯的电流为0.4A时，甲灯消耗的功率是（　　）
A．1.2W B．0.8W C．1.8W D．3W
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、如图甲所示，小灯泡L的额定电压为5V，滑动变阻器R的最大阻值为60Ω，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”，电源电压恒定。闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，绘制了电流表示数与电压表示数关系图像如图乙所示，电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像如图丙所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．电源电压为5V
B．小灯泡正常发光时电阻为2.5Ω
C．当电压表示数为1V时，滑动变阻器消耗的电功率为2.5W
D．当电压表示数为2V时，小灯泡和变阻器消耗的功率之比为1：4
4、如图，将甲，乙两灯电联在电路中闭合开关，发现甲灯发光，乙灯不发光。则乙灯不发光的原因可能是（　　）
A．乙灯灯丝断了
B．乙灯的实际功率太小
C．乙灯的额定电压太低
D．通过乙灯的电流小于甲灯的电流
5、将“220V100W”的电风扇和“220V100W”的电烙铁分别接人家庭电路中，正常工作相同时间，关于两者消耗的电能和产生的热量，下列说法正确的是（　　）
A．消耗的电能和产生的热量都一样多
B．消耗的电能一样多，但产生的热量不一样多
C．消耗的电能不样多，但产生的热量一样多
D．清耗的电能和产生的热量都不一样多
6、德强物理兴趣小组设计了一种测量仪器，实际上是压力测力仪，用来称量物体的重力，其原理结构如图所示，图中A为金属片，B为金属板，R1=24Ω，R2是最大值为72Ω的滑动变阻器，电源电压为12V不变。则下列说法正确的是（　　）
A．重力表应该用电流表改装
B．当称量物体重力增大时，接入电路的R2电阻变小，电路中的总电阻变小
C．当称量物体重力达到最大值时，R2两端的电压为12V
D．当称量物体重力达到最大值时，电路的总功率最小，为1.5W
7、符合安全要求的家用电能表及其配套装置如图所示，家中已有部分用电器正在工作，把一个800W的电吹风插头插进插座。闭合电吹风的开关时，空气开关跳闸，以下判断正确的是（　　）
A．电能表工作时的电流不应超过10A
B．电能表转盘每转一圈，用电器耗电1200kW·h
C．家中同时工作的用电器，总功率不应超过4400W
D．一定是电吹风或其使用的插头发生了短路
8、如图所示分别是小阳家8月1和9月1日电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断正确的是（　　）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．小阳家8月份消耗的电能为1011kW·h
C．电能表工作时的电流不应超过标定电流40A
D．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW·h
9、探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。如图甲和乙所示，两个透明容器中密闭着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端，通电一定时间后，比较 两个U形管中液面高度差的变化。则（　　）
A．在图甲中，通过两电热丝的电流不相等，是探究通过导体产生的热量与通过导体电阻的关系
B．在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与导体电流的关系
C．在该实验中，我们是通过观察U形管中液面的高度来比较各容器中电热丝产生热量的多少的
D．英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电阻的二次方成正比，跟导体的电流成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律
10、关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　）
A．能在高压线附近放风筝
B．家用电能表上的示数显示了家庭用电的总功率
C．使用有金属外壳的家用电器，其外壳必须接地
D．因漏电而发生触电事故时，保险丝会自动切断电路
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、电子式电能表表盘上标有“ ”字样（imp表示闪烁次数）。将某用电器单独接在该电能表上正常工作20min，电能表指示灯闪烁了320次，该用电器在上述时间内消耗的电能为　 　 ，该用电器的额定功率是　 　W。
2、小明有些质疑电热水壶铭牌中数字是否准确，于是小明拿了一个电能表，他将电热水壶单独接入该电路中，用电能表测量，工作1min后，电能表的转盘转了75转，则电热水壶在这段时间内消耗的电能为　 　kW·h，计算出电热水壶的实际电功率是　 　W。
3、甲、乙两只灯泡，其I﹣U关系图象如图，现将甲、乙两灯串联在电路中，当甲灯两端的电压为2V时，乙灯消耗的功率是　 　W．
4、将标有“6V，3W”、“6V，6W”的甲、乙两个灯泡，串联接在9V的电源上，闭合开关后发光较亮的是　 　，乙灯的实际功率是　 　W。
5、题图所示为小明家电能表月初、月末的读数，则他家本月用电为　 　kW·h；他家有一个规格为“220V 1500W”的用电器，可能是　 　（选填“台灯”“电热水壶”或“电视机”），当电路中只有这个用电器正常工作时，在20min内电能表的转盘转了　 　转。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、图甲所示为某款新型电饭煲，它可以智能化地控制不同时间段的烹饪温度，从而得到食物最佳的营养和口感。图乙所示为该电饭煲的工作原理图，R1和R2为阻值不等且不变的电热丝，S是手动开关，S1是自动控制开关。该电饭煲的额定电压是220V，在它正常工作30min内，它的电功率随时间变化的图像如图丙所示。
（1）请画出该电饭煲在保温和加热时的等效电路图；
（2）求出电热丝R1的阻值；
（3）在不考虑热损失的条件下，当用电高峰期实际电压为200V时，求出该电饭煲从开始工作到开关S1第一次自动断开需要的时间。
2、某灯泡若直接连在220V的电压不变的电源两端，灯泡的电功率为25W；现通过长导线将该灯泡连接到原来的电源上，灯泡的电功率为9W，若不计灯泡电阻的变化，求：
（1）灯泡电阻；
（2）此时灯两端的电压；
（3）长导线消耗的电功率。
3、如图甲所示是学校使用的一台电开水器，该电开水器有加热档和保温档。开水烧开后，电开水器会通过电磁继电器切换到保温状态，由感温电阻控制。图乙是其内部简化的工作原理图，， 是阻值恒定的加热电阻，其部分技术参数如表所示。［水的比热容为］
额定电压/V 220
最大容量/L 15
额定保温功率/W 1210
额定加热功率/W 5000
供水量/Lh-1 40
（1）水烧开后，若无人接水，电开水器处于额定保温状态时可保持水温不变，则电开水器每分钟散失的热量是多少？
（2）若电开水器处装有如图丙所示的电能表，某次仅电开水器接入电路中，当开启保温档连续工作10 min，发现该电能表的转盘恰好转过200 转，电开水器处的实际电压为多少？
（3）某次将水箱装满20 ℃的水并在电开水器正常工作，将水加热到100 ℃沸腾时（中途不接水），共耗时21 min。则该过程中电开水器的加热效率是多少？
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、学习安全用电时，小明想探究不能用铁丝代替保险丝的原因：
（1）他把铁丝和保险丝同时放到酒精灯火焰上，保险丝熔断而铁丝未断，这说明铁丝的熔点　 　.
（2）他在两个相同的烧瓶内装上初温相等的煤油，并将长度、横截面积相同的铁丝和保险丝分别放入两个烧瓶内，串联接入电路（如图所示是电路一部分）.他想通过温度计示数的变化来判断两金属丝放热的多少，请你观察图中实验装置并指出他设计中存在的问题：　 　.
（3）解决问题后，通电一段时间发现乙烧瓶内煤油温度升高得多，进一步分析得出，长度和横截面积相同时，铁丝的电阻比保险丝的电阻　 　.
2、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：　 　。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】根据图像，当乙灯的电流为0.4A时，电压为3V，由于灯泡并联，所以甲灯的电压为3V，此时甲的电流为0.6A,甲灯的电功率为P=UI=3V×0.6A=1.8W，C符合题意。
故答案为：C.
【分析】在并联电路中各支路电压相等，利用电压和电流的乘积计算电功率。
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】滑动变阻器与小灯泡串联，乙、丙图相结合
A．电路中电流为0.5A时，滑动变阻器的阻止为10Ω，电源电压为
A不符合题意；
B．小灯泡正常发光时电阻为
B不符合题意；
C．当电压表示数为1V时，电路中的电流为0,2A，滑动变阻器消耗的电功率为
C不符合题意；
D．当电压表示数为2V时，变阻器两端的电压为8V，小灯泡和变阻器串联，消耗的功率之比为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据电流和电阻的乘积计算电压，结合串联电路电压规律计算总电压；利用电压和电流的比值计算电阻；利用电压和电流的乘积计算电功率的大小；在串联电路中，电功率的比值等于用电器的分压比。
4、【答案】B
【解析】【解答】A．乙灯灯丝断了，电路断路，电路中没有电流通过，两个灯泡都不发光，A不符合题意；
B．灯泡的亮度由实际功率决定，甲灯发光，乙灯不发光，说明乙的实际功率比甲的实际功率小得多，B符合题意；
CD．两个灯泡串联，通过两个灯泡的电流相等，甲灯发光，乙灯不发光，说明甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率，由P=UI可知甲灯的实际电压大于乙灯的实际电压，两个灯泡的额定电压大小无法判断，CD不符合题意。
故答案为：B
【分析】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；两个灯泡串联，电流相同，分得的电压与电阻成正比，电阻越大，电压也大，灯泡越亮。
5、【答案】B
【解析】【解答】电风扇和电烙铁都在额定电压下工作，实际功率相同都是100W，相同时间内电流通过两个电器做的功以及消耗的电能一样多；电风扇工作时，电能转化成内能和机械能，电烙铁工作时，电能全部转化成内能，电器转化成的内能越大，产生的热量越多，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】家庭电路的电压是220V，说明用电器都在额定电压下工作，发挥的功率都是额定功率，再利用W=Pt分析消耗的电能，从每个电器的工作性质及能量转化上分析热量的多少。
6、【答案】D
【解析】【解答】A．重力表与滑动变阻器并联，应该用电压表改装，A不符合题意；
B．如图所示滑动变阻器与R1串联，当称量物体重力增大时，接入电路的R2电阻变大，电路中的总电阻变大，B不符合题意；
C．当称量物体重力达到最大值时，R2电阻为最大值72Ω，由串联电路分压原理可得
U=U1+U2=12V
解得U2=9V
则R2两端的电压为9V，C不符合题意；
D．当称量物体重力达到最大值时，电路中电流最小，为
电路的总功率最小，为P=UI=12V×0.125A=1.5W
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】在串联电路中，电阻越大，分压变大，电流减小；利用电压和电阻的比值接受电流；根据电压和电流的乘积计算电功率。
7、【答案】C
【解析】【解答】A．根据图示可知，该电能表工作时电流不应超过20A，A不符合题意；
B．由图示可知电能表每转1200圈，消耗电能1kW·h，B不符合题意；
C．家中用电器的总功率最大为 ，C符合题意；
D．空气开关跳闸可能是短路，也可能是总功率过大，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】电能表可以测量消耗的电能；利用电压和电流的乘积可以计算电功率大小。
8、【答案】D
【解析】【解答】A．电能表是测量电能的仪表，A不符合题意；
B．小阳家8月份消耗的电能5647.8kW·h﹣5546.7kW·h＝101.1kW·h，B不符合题意；
C．“10（40）A”表示电能表的标定电流为10A，平时工作允许通过的最大电流为40A，C不符合题意；
D．指示灯闪烁320次消耗的电能W＝ kW·h＝0.2kW·h，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】测量电流做功或消耗的电能，可以利用电能表来测量，需要注意的是电能表的最后一位是小数；通过电能表的表盘可以看出，每消耗一度电闪烁1600次，结合题目给出的闪烁次数求解消耗的电能。
9、【答案】B
【解析】【解答】A．在图甲中，由于两容器中的电阻丝串联起来，故通过两电热丝的电流相等，是探究通过导体产生的热量与通过导体电阻的关系，A不符合题意；
B．在图乙中，右侧容器中的电阻在容器外并联一个相同的电阻，根据并联分流则容器内的电流变小，是探究电流通过导体产生的热量与导体电流的关系，B符合题意；
C．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，C不符合题意；
D．英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系；焦耳定律的内容为：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，即 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】要探究电流大小对导体产热的影响，需要控制电阻大小和通电时间相同；当电阻大小和通电时间相同时，流过导体的电流越大，产生的热量越多。
10、【答案】C
【解析】【解答】A．靠近高压线有触电的危险，不能在高压线附近放风筝，A不符合题意；
B．电能表是显示家庭用电器消耗电能的情况，B不符合题意；
C．使用有金属外壳的家用电器，其外壳必须接地，这样才可避免因金属外壳带电而造成人体触电，C符合题意；
D．因漏电而发生 发生触电事故时，漏电保护器会自动切断电路，而保险丝在电流过大时，才会自动切断电路，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】用电器的金属外壳要接地线，可以防止表面带电而引发触电事故。
二、填空题
1、【答案】0.1；300
【解析】【解答】“ ”它表示电路中每消耗 的电能，电能表的闪烁3200次，闪烁了320次，用电器消耗电能 用电器的功率是
【分析】根据电能表指示灯闪烁次数和电能表参数计算消耗的电能；根据电能和时间的比值计算电功率。
2、【答案】0.025；1500
【解析】【解答】由电能表上的参数可知，转盘转3000转时消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转了75转，则电热水壶在这段时间内消耗的电能为
则电热水壶的实际电功率是
【分析】根据电能表转盘转数可以计算电功；根据电功和时间的比值计算电功率。
3、【答案】1.2
【解析】【解答】将甲、乙两灯串联在电路中，而且甲灯两端的电压为2V时，由图像可知通过甲灯泡的电流为0.4A，因串联电路中各处的电流相等，所以，此时通过乙灯泡的电流 ，由图像可知，I乙=0.4A时，乙灯泡两端的电压U乙=3V，则乙灯消耗的功率： ．
故答案为：1.2．
【分析】根据串联电路电流相等，结合电压和电流的乘积计算电功率。
4、【答案】甲灯；1.5
【解析】【解答】由甲、乙两灯的铭牌可解得它们的电阻
甲、乙串联时电路中的总电流
根据公式P=I2R可得，此时甲、乙的实际电功率P甲′=I2R甲=(0.5A)2×12Ω=3W
P乙′=I2R乙=(0.5A)2×6Ω=1.5W
因为甲的实际功率大，所以发光较亮的是甲；乙灯的实际功率为1.5W。
【分析】利用灯泡的电压和电功率，可以教师电阻大小；利用总电压和总电阻的比值， 计算电流；根据电流和电阻，可以计算电功率的大小。
5、【答案】190；电热水壶；1500
【解析】【解答】电能表表盘的最后一位是小数，小明家月初电能表的示数为1187.6kW·h，月末电能表的示数为1377.6kW·h，本月用电量为1377.6kW·h-1187.6kW·h=190kW·h
台灯的额定功率一般小于40W，电热水壶的额定功率在1000W左右、电视机的额定功率在200W左右，所以规格为“220V 1500W”的用电器可能是电热水壶。
当电路中只有这个用电器正常工作时，在20min内消耗的电能
20min内电能表的转盘转动圈数n=0.5kW·h×3000r/(kW·h)=1500r
【分析】电能表最后一位是小数位，单位是kW h，本月用电量等于月末与月初电能表的示数之差；结合电流表的参数，用电器正常工作时的电功率等于其额定功率，利用W=Pt求用电器正常工作20min消耗的电能，进而求出这段时间内电能表转盘的转数。
三、计算题
1、【答案】（1）解：开关S闭合，S1断开时为保温状态，只有R1接入电路，等效电路图如图所示：
开关S、S1均闭合时为加热状态，R1、R2并联接入电路，等效电路图如图所示：
答：该电饭煲在保温和加热时的等效电路图见解析
（2）解：由 可知电热丝R1的阻值为
答：电热丝R1的阻值为440Ω；
（3）解：不考虑热损失，则 ，即
化简得
则
答：该电饭煲从开始工作到开关S1第一次自动断开需要的时间为12.1min。
【解析】【分析】（1）根据电路中连接的元件，画出等效电路图；
（2）利用电压和电功率，可以计算用电器的电阻大小；
（3）根据热量和电阻相等时，结合电压和工作时间，可以计算实际时间。
2、【答案】（1）解：由 得，灯泡电阻
答：灯泡电阻是
（2）解：由 ，灯泡的电功率为9W时，灯两端的电压
答：此时灯两端的电压是132V
（3）解：由题意可知，长导线与灯泡串联，当灯泡两端的实际电压是132V时，长导线两端的电压是
由欧姆定律得，此时电路中的电流是
长导线消耗的电功率
答：长导线消耗的电功率6W。
【解析】【分析】（1）根据电压和电功率可以计算电阻的大小；（2）利用时间电功率和电阻，可以计算实际电压；（3）根据串联电路电压规律计算分压，利用电压和电阻的比值计算电流，利用电压和电流的乘积计算电功率。
3、【答案】（1）解：每分钟水散失的热量等于消耗的电能
答：电开水器每分钟散失的热量是7.26×104 J；
（2）解：电开水器处于保温档，工作10min消耗的电能为
保温档时的实验功率为
保温时，和串联，则
则保温时的实际电压为
答：电开水器处的实际电压为200 V；
（3）解：水的质量为
水吸收的热量为
加热时消耗的电能为
电开水器的加热效率为
答：该过程中电开水器的加热效率是80%。
【解析】【分析】（1）根据电功率和时间的乘积，计算消耗的电能；
（2）根据电能表转盘转数计算消耗的电能；根据电功和时间的比值，计算电功率；利用电压和电功率可以计算电阻；根据实际电功率和电阻，可以计算实际电压；
（3）根据物体的密度和体积的乘积，计算质量，利用物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；根据电功率和时间的乘积，计算消耗的电能；根据物体吸热的能量和消耗电能的比值， 计算电热效率。
四、实验探究
1、【答案】（1）高
（2）两烧瓶中煤油的质量不相等
（3）小
【解析】【解答】（1）铁丝和保险丝同时放到酒精灯火焰上，保险丝熔断而铁丝未断，这说明铁丝的熔点高；（2）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，为准确反应电流产生的热量的多少，两个烧瓶中所盛煤油的质量要相等；从图可以看出，甲、乙两个烧瓶内的液体质量不相等；（3）由 可知，电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多，温度计的示数越高；由于乙烧瓶内煤油温度升高得多，因此保险丝的电阻大；即长度和横截面积相同时，铁丝的电阻比保险丝的电阻小．
【分析】（1）固体熔化的温度是熔点，不同物体熔点不同；（2）通过煤油温度变化反应热量多少时，煤油质量相同；（3）当电流和时间相同时，电阻越小，产生的热量越小。
2、【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。