苏教版物理九年级下册第十五章 电功和电热专题训练试卷（含答案详解）

苏教版物理九年级下册第十五章 电功和电热专题训练
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、某实验小组用如图甲所示的电路进行实验，根据获得的数据画出了电流表示数I随电压表示数U变化的图像，如图乙所示。已知电源两端的电压保持10V不变，下列说法中正确的是（　　）
A．随着电压表示数的减小，通过小灯泡的电流减小
B．当电压表的示数为3V时，电流表的示数为0.25A
C．当电流表的示数为0.25A时，小灯泡的电功率为1W
D．当小灯泡两端的电压为4V时，滑动变阻器接入电路的阻值为30Ω
2、如图所示的电路中电源电压保持不变。闭合开关，观察到小灯泡发光，然后将滑动变阻器的滑片P向右缓慢移动一段距离，观察到的现象是（　　）
A．小灯泡变暗，电流表示数变小 B．小灯泡变亮，电流表示数变大
C．小灯泡变暗，电流表示数变大 D．小灯泡变亮，电流表示数变小
3、关于家庭电路及安全用电，下列说法正确的是（　　）
A．为了防止触电，必须把用电器的开关接在火线上
B．用电器起火，可以迅速用水将火扑灭
C．家庭电路中空气开关跳闸，一定是电路中某处发生短路
D．家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越大
4、下列仪表中，专门用来测量电流做功的是（　　）
A．电压表 B．电能表 C．电流表 D．万用电表
5、在伏安法测小灯泡额定功率的实验中，下列做法错误的是（　　）
A．连接线路的过程中，开关应处于断开状态
B．实验前滑动变阻器的滑片要放在阻值最大端
C．电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联
D．为了减小误差，进行多次测量，取平均值
6、关于如图所示的实验，下列说法中错误的是（　　）
A．该实验研究的是电流的热效应，实验中要控制两烧瓶中煤油的质量相同
B．实验中串联的目的是为了控制通过两电阻丝的电流相同
C．该装置是探究电流产生的热量与电流大小的关系
D．实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少
7、如图电源电压恒定。闭合开关S，滑动变阻器滑片P向右移动，则开关闭合后，下列关于电路的说法正确的是（　　）
A．灯泡L变亮 B．灯泡L变暗
C．电流表示数不变 D．电压表示数变大
8、即热式电热水器具有即开即用，不用提前预热，没有预热时的热量散失等特点，相比传统储水式电热水器平均可以省电15%~30%，因此被国家划归为节能产品。某型号即热式电热水器和传统储水式电热水器的铭牌如图所示。下列说法中正确的是（　　）
即热式电热水器
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 8500W
设定温度 30~55℃
储水式电热水器
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 2200W
设定温度 75℃
A．两台电热水器均可直接在110V的电源上正常工作
B．正常工作时，即热式电热水器比储水式电热水器消耗电能多
C．正常工作时，即热式电热水器比储水式电热水器消耗电能快
D．正常工作时，即热式电热水器比储水式电热水器通过的电流小
9、下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　）
A．收音机 B．电视机 C．电饭锅 D．电冰箱
10、如图所示的电路中电源电压恒为9V，小灯泡的铭牌上标有“6V 3W”的字样。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3V，不计温度对灯丝电阻的影响。则此时（　　）
A．通过小灯泡中的电流是0.5A B．小灯泡的电功率是1.5W
C．电路中消耗的总功率为4.5W D．滑动变阻器接入电路的阻值为24Ω
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（6小题，每小题5分，共计30分）
1、图所示电能表的示数为______kW·h。
2、某段导体两端电压为4V时，通过的电流为0.2A，则该导体的电阻为________Ω，若该导体通电1min，则产生的热量为_________J。
3、如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R的阻值为10Ω，灯L的额定电压为3V，且灯L的电流随其两端电压变化关系的图像如图乙所示。只闭合开关S1，灯L正常发光，则灯L正常工作时的电阻为 _____Ω；再闭合开关S2，电流表示数为 _____A，1min内电流通过定值电阻R产生的热量为 _____J。
4、如图所示，电源电压保持不变，小灯泡标有“6V ？W”，其电阻不随温度变化，电流表的量程为0~3A。当开关S、S2闭合时，滑片P在a端时电压表示数为U1，电流表示数为I1；滑片P在b端时电压表示数为U2，电流表示数为I2，此时R2消耗的电功率为P2。当开关S、S2、S3闭合时，灯泡恰好正常发光。当开关S、S1、S2、S3闭合时，R2消耗的电功率为P2'，P2∶P2'=25∶121，U1∶U2=11∶9，R2=10Ω。电源电压为________V；小灯泡电阻RL和R2的电阻之比RL∶R2=________；当开关S、S1、S2、S3闭合时，电路消耗的总功率最小为________W。
5、以下是几种常用家用电器的铭牌，请你根据自己的生活经验，判断最有可能是家用电饭煲铭牌的是______。
A．
额定电压：220V 工作频率：50Hz 额定功率：30W
B．
额定电压：220V 容量：5L 额定功率：800W
C．
电源：220V 容量：50L 额定功率：1500W
6、如图所示，将“6V 3W”的灯和“6V 6W”的灯串联在同一个电路中，假设灯丝电阻值不随温度的变化而变化，现要使其中一盏灯长时间正常发光，则电源电压是___________V，电路的总功率是___________W。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、小民设计了一种提示客人来访的电路模型，如图所示，S闭合后，S1闭合L1亮对应前门来人，S2闭合L2亮对应后门来人。电源电压为18V恒定，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，灯L1和L2的规格分别为“6V 1.8W”和“6V 1.2W”，滑动变阻器R的规格为“270Ω 1.5A”，不计温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯L1的电阻是多少？
（2）闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使灯正常发光，此时滑动变阻器接入电路的阻值是多少？
（3）在保证电路元件安全使用的前提下，通过控制开关S、S1、S2的通、断和调节滑动变阻器滑片P的位置，可调得的整个电路的电功率最小是多少？
2、小明为准确测量家用电热水器电热丝的电阻值，小明先观察到电能表表盘上标着“3000imp/kW h”，然后在家中把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作5min，发现电能表指示灯闪烁了242次，求：
（1）小明测得该电热水器的实际电功率是多少？
（2）该电热水器电热丝的实际电阻值是多少？
3、小丹妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为700W，问：
（1）小丹帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？[]
（2）加热系统加热时的热效率是多少？
4、下表为一只三角牌电饭锅的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。
求：（1）电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能，高温档时S2是闭合还是断开？
（2）电路中R1的阻值；
（3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率。
三角牌电饭锅
额定电压 220V
额定 功率 高温挡 1100W
低温挡 66W
电源频率 50Hz
-参考答案-
一、单选题
1、D
【解析】
【详解】
由图甲得，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测量电路的电流。
A．由图乙得，随着电压表示数的减小，电流表示数增大，通过小灯泡的电流增大，故A错误；
BC．由图乙得，当电压表的示数为4V时，电流表的示数在0.25A，此时灯泡的电压为
小灯泡的电功率为
故BC错误；
D． 当灯泡的电压为4V时， 滑动变阻器的电压为
由图像得，此时电路中的电流为0.2A，由得，滑动变阻器接入电路的阻值为
故D正确。
故选D。
2、A
【解析】
【详解】
由图中可知，滑动变阻器与小灯泡串联接入电路，电流表测电路中的电流，将滑动变阻器的滑片P向右移动一段距离后，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电路中的总电阻变大，电源电压不变，故由欧姆定律可知，电路中的电流变小，故电流表示数变小；由P=I2R可知，小灯泡的实际功率变小，故小灯泡的亮度将变暗。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3、A
【解析】
【详解】
A．家庭电路的开关，一定要接在火线上，这样断开开关时，用电器才不会带电，更安全，故A正确；
B．家用电器起火时，应先切断电源再救火，不能立即用水去扑灭，因生活用水是导体，易发生触电事故，故B错误；
C．家庭电路中空气开关跳闸，可能是家庭电路的总功率过大，可能是电路中某处发生短路，故C错误；
D．家庭电路中各用电器是并联的，同时工作的用电器越多，相当于增大了横截面积，故总电阻越小，故D错误。
故选A。
4、B
【解析】
【详解】
A．电压表是测量电路两端电压的仪表，不能直接测量电功，故A不符合题意；
B．电能表是用来测量电路消耗电能（电流做功）的仪器，故B符合题意；
C．电流表可以直接测量电路中电流的大小，不能直接测量电功，故C不符合题意；
D．万用电表可以测量电压、电流、电阻的大小，但不能测量电功的大小，故D不符合题意。
故选B。
5、D
【解析】
【详解】
A．连接线路的过程中，为防止连接错误，电路中电流过大，保护电路元件，开关应断开，故A正确，不符合题意；
B．连接线路过程中，为了保护电路，滑动变阻器处于最大阻值的位置，故B正确，不符合题意；
C．电流表串联在被测电路中，电压表并联在被测灯泡两端，故C正确，不符合题意；
D．伏安法测小灯泡额定功率，测量出不同电压下的电功率，并分析灯泡亮暗与实际功率的关系，不取平均值，故D错误，符合题意。
故选D。
6、C
【解析】
【详解】
A．该实验探究的是电流产生热量多少的影响因素，探究的是电流的热效应，由于电流产生的热量无法直接观察，需要借助观察煤油吸收的热量，则根据Q=cm t结合控制变量法可知，需要控制煤油的质量相同，故A正确，不符合题意；
BC．如图装置中，两电阻丝串联，即通过的电流和通电时间相同，电阻不同，从而研究电流产生的热量与导体的电阻的关系，故B正确，不符合题意，C错误，符合题意；
D．实验中通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少，采用的是转换法，故D正确，不符合题意。
故选C。
7、B
【解析】
【详解】
CD．由图示电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测量灯泡两端的电压；当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路电流减小，电流表示数减小，根据U＝IR可知，灯泡两端的电压变小，电压表示数变小，故CD错误；
AB．电路电流减小，灯泡两端的电压变小，由P＝UI可知，灯泡实际功率变小，灯泡变暗，故A错误，B正确。
故选B。
8、C
【解析】
【详解】
两台电热水器的额定电压都是220V，接在110V的电源上时，，所以，用电器不能正常工作；
BC．正常工作时，即热式电热水器的额定功率大于储水式电热水器的额定功率，即热式电热水器比储水式电热水器消耗电能快；由公式可知消耗的电能由功率和时间共同决定，虽然即热式电热水器的额定功率大于储水式电热水器的额定功率，但是不知道工作时间，所以无法判断它们两个谁消耗电能多；故B错误，C正确；
D．根据表格得出即热式电热水器正常工作时的额定功率，储水式电热水器的额定功率，额定电压都是，则由公式可知，故D错误。
故选C。
9、C
【解析】
【详解】
A．收音机利用电能转化为声能，故A不符合题意；
B．电视机主要是利用电能，将电能转化为光能，故B不符合题意；
C．电饭锅是将电能转化为内能，且利用产生的内能工作的，故C符合题意；
D．电冰箱通过压缩机制冷，而压缩机将电能转化为机械能，故D不符合题意。
故选C。
10、D
【解析】
【详解】
A．由图得，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡的电压。由
得，灯泡的电阻为
当电压表的示数为3V，通过小灯泡中的电流是
故A不符合题意；
B．小灯泡的电功率是
故B不符合题意；
C．电路中消耗的总功率为
故C不符合题意；
D．滑动变阻器的电压为
由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的阻值为
故D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、2457.4
【解析】
【详解】
电能表表盘上的五位数字其中最后一位是小数点后第一位，因此读数为2457.4kW·h。
2、 20 48
【解析】
【详解】
[1]由欧姆定律得，该导体的电阻为
[2]若该导体通电1min，则产生的热量为
3、 15 0.5 54
【解析】
【详解】
[1]只闭合开关S1，灯L接入电路中，灯L正常发光，则灯泡两端的电压等于电源电压，所以电源电压为U＝3V；根据图乙可知，灯L正常发光时，电流为0.2A，则灯泡的电阻为
[2]再闭合开关S2，R与灯泡并联，则通过R的电流为
根据并联电路的电流规律可知，干路中的电流即电流表示数为
I=IR+IL=0.3A+0.2A=0.5A
[3]1min内电流通过定值电阻R产生的热量为
Q=W=UIRt=3V×0.3A×60s=54J
4、 6 6∶5 13.8
【解析】
【详解】
[1]当开关S、S2、S3闭合时，此时中只有灯泡L接入电路，灯泡恰好正常发光，电源电压
U=U额=6V
[2]当开关S、S2闭合时，滑片P在b端时，灯泡L与定值电阻R2串联，电压表示数为U2，R2消耗的电功率
当开关S、S1、S2、S3闭合时，滑动变阻器R1与灯泡L、定值电阻R2并联，此时R2两端的电压为电源电压，R2消耗的电功率为
因为
P2∶P2′=25∶121
得
当开关S、S2闭合时，滑片P在b端时，灯泡L两端的电压
通过灯泡L的电流
灯泡L的电阻
小灯泡电阻RL和R2的电阻之比
RL∶R2=12Ω∶10Ω=6∶5
[3]由于
U1∶U2=11∶9
且
解得
当开关S、S2闭合时，滑片P在a端时，电压表测量的是滑动变阻器R1和定值电阻R2两端的电压，此时灯泡L两端的电压
此时电路中的电流I1等于通过灯泡L的电流IL′，即
则总电阻
滑动变阻器R1的最大阻值
R1=R总-R2=15Ω-10Ω=5Ω
当开关S、S1、S2、S3闭合时，滑动变阻器R1与定值电阻R2并联，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，电路中的总功率最小，所以当滑动变阻器接入电路的电阻为5Ω时，通过滑动变阻器的电流
通过灯泡L的电流
通过R2的电流
电路中的总电流
I总=I滑+IL+IR2=1.2A+0.5A+0.6A=2.3A
此时电路中的电功率
P总=UI总=6V×2.3A=13.8W
5、B
【解析】
【详解】
A．由图知，铭牌上的额定电压相同都是220V，A中额定功率30W太小，不可能是电饭煲的功率，故A不符合题意；
B．额定电压为220V，容量为5L，额定功率为800W，这是电饭煲铭牌，故B符合题意；
C．铭牌中容量50L太大，不是家用电饭煲的容量，故C不符合题意。
故选B。
6、 9 4.5
【解析】
【详解】
[1][2]灯L1的额定电流为
灯L1的电阻为
灯L2的额定电流为
灯L2的电阻为
由图可知，灯L1和灯L2串联在电路中，由于，所以为了使其中一盏灯长时间正常发光，电路中的电流为
所以电源电压是
电路的总功率为
三、计算题
1、（1）120Ω；（2）40Ω；（3）1.8W
【解析】
【详解】
解：（1）由
可得，灯L1的电阻
（2）闭合开关S、S1，断开S2时，灯泡L1与滑动变阻器串联，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡L1正常发光，所以，由 可得，电路中的电流
由可得，电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时滑动变阻器接入电路的阻值
（3）灯L2的电阻
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，当电压表的示数最大为15V时，灯泡两端的电压为3V，因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且R1＜R2，所以，滑动变阻器与灯L2串联且电压表的示数最大为15V时，总电阻最大，电路中的电流最小，总功率最小，此时电路中的电流
则整个电路消耗的最小功率
答：（1）灯L1的电阻是20Ω；
（2）闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使灯正常发光，此时滑动变阻器接入电路的阻值是40Ω；
（3）在保证电路元件安全使用的前提下，通过控制开关S、S1、S2的通、断和调节滑动变阻器滑片P的位置，可调得的整个电路的电功率最小是1.8W。
2、（1）968W；（2）50Ω
【解析】
【详解】
解：（1）3000imp/kW h表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3000次，电能表指示灯闪烁了242次消耗的电能
该电热水器的实际电功率
（2）由可得，该电热水器电热丝的实际电阻值
答：（1）小明测得该电热水器的实际电功率是968W；
（2）该电热水器电热丝的实际电阻值是50Ω。
3、（1）；（2）80%
【解析】
【详解】
解：（1）由可知水吸收的热量为
（2）电能为
加热系统加热时的热效率为
答：（1）此加热过程中水吸收的热量是；
（2）加热系统加热时的热效率是80%。
4、（1）6.6×105J，闭合；（2）44Ω；（3）0.3A，3.96W
【解析】
【详解】
解：（1）由表中信息可知，高温挡的功率为P高=1100W，故由W=Pt可知，电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能为
W=P高t=1100W×10×60s=6.6×105J
由可知，电路中的总电阻越小，电功率越大，由电路图可知，当开关S2闭合时，此时电阻R2被短路，只有R1接入电路，总电阻较小，故可知此时电烤箱处于高温挡，即高温挡时S2是闭合状态。
（2）由表中信息可知，高温挡的功率为P高=1100W，故由可得，电阻R1的阻值为
（3）当电阻箱在低温挡正常工作时，由表中数据可知，低温挡的功率为P低=66W，故由P=UI可得，此时电路中的电流为
故由可得，此时R1的功率为
答：（1）电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能为6.6×105J，高温挡时S2是闭合状态；
（2）R1的阻值为44Ω；
（3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流为0.3A，R1的功率为3.96W。