苏教版物理九年级下册第十五章 电功和电热定向练习试题（含解析）

苏教版物理九年级下册第十五章 电功和电热定向练习
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、下列描述中最符合实际的是（　　）
A．节能灯正常工作时的电流大约0.1A
B．对人体讲，安全电压只能是36V
C．冰箱正常工作时的消耗的功率大约20W
D．空调机正常工作时的电流大约0.5A
2、一台电动机额定电压为220V，线圈电阻R=0.5Ω，电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4A，电动机正常工作1min产生的热量为（　　）
A．5.28×104J B．480J C．2.42×104W D．880W
3、在如图所示的电路中，电源电压恒定不变。开关闭合时两灯均发光，其中一个电流表示数为1.4A，另外一个电流表的示数为0.9A，下列判断正确的是（　　）
A．通过L1的电流为0.5A B．若拆去L1，则L2也不亮
C．灯泡L1的实际功率比L2的大 D．若拆去L1，则L2两端电压变大
4、在国际单位制中，电功率的单位是（　　）
A．安培 B．瓦特 C．焦耳 D．欧姆
5、下列选项符合安全用电要求的是（　　）
A．控制灯的开关可以安装在火线或零线上
B．更换灯泡时先断开电源开关
C．用湿布擦拭正在工作的电视机
D．零线和地线都与大地相连，因此在家庭电路中可以不安装地线
6、电能具有使用地无污染，转化方便且转化效率高等优点，如图是一个小型电动起重机，用来提升重物。已知电源电压36V，工作电流为0.5A，用时1分钟，将重440N的物体匀速提升了2m，这个电动机的效率最接近（　　）
A．60% B．70% C．80% D．90%
7、如图所示电路，电源电压恒为6V，定值电阻R1为10Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。为了保证电路中各元件安全工作，下列选项正确的是（ ）
A．电路中允许通过的最大电流是0.6A
B．变阻器R2接入电路的最大阻值是10Ω
C．定值电阻R1的最大功率是3.6W
D．电路的总功率最小值是0.9W
8、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
9、灯上标有“”，灯上标有“”。先将和串联接到的电路中，通过两灯的电流分别为和，两灯的功率分别为和；若将和并联接到同一电路中，通过两灯的电流分别为和，两灯的功率分别为和。若不计灯丝电阻的变化，下列判断正确的是（　　）
A． B．
C． D．
10、小明按照图甲连接了实验电路，闭合开关S，滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中，记录了不同位置电流表和电压表的示数。他依据实验数据作出U-I图像，如图乙所示。当电压表示数是4.5V时，电阻R0消耗的电功率大小是（　　）
A．1.5W B．3W C．4.5W D．6.75W
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、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。
2、插排上的指示灯在开关闭合时会发光，指示灯与插排上的用电器是______联。为了安全洗衣机应使用______（选填“两脚”或“三脚”）插头。
3、（1）图中，电能表的示数为______kW·h。
（2）图中，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，金属箔因带______电荷而张开。（选填“同种”或“异种”）
（3）图中，电阻箱的示数为______Ω。
4、小明家新购电热水壶的铭牌下表所示，待电热水壶装满水后，他关闭了家中的其他用电器，只让电热水壶工作，他记录到家里的电能表（如图）的指示灯在1min内闪烁了50次这段时间电热水壶消耗的电能是______J，这段时间壶中的水温度升高了10水吸收的热是______J，这段时间家庭电路的实际电压是______V。
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 1210W
容量 1L
5、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。
6、用如图甲所示电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率，电源电压恒为4.5V，从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据，画出小灯泡的U-I图象如图乙所示。由图象可知，灯丝的电阻随温度的升高而___。根据上述实验数据，小灯泡的额定功率是___________W，电路消耗的最小功率是___________W。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器R2最大阻值是20Ω。闭合开关，滑动变阻器的功率P与其电阻R图像如图乙所示。求：
（1）R1的电阻；
（2）当滑片P滑至最右端时，电流表的示数为多少？
（3）当滑片P滑至中点时，通电10min电流通过R1产生的热量是多少？
2、（1）电热水壶的加热电阻R两端的电压为220V，加热功率1100W，求通过R的电流是多少？R的阻值为多少？
（2）体积为1×10﹣3m3的水的质量是多少？这些水从30oC升高到80oC要吸收多少的热量？【ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg oC）】
3、如图所示，是某电加热饮水机的简化电路图，其中R1、R2为阻值一定的电热丝。当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，通过控制开关S2，可使饮水机处于保温状态。已知饮水机处于加热状态的功率为550W，保温状态的功率为220W，电源电压保持220V不变。
（1）请你利用所学知识，判断当开关S1闭合、S2断开时，饮水机处于加热状态还是保温状态？（要求：写出判断过程和结论）
（2）求饮水机处于保温状态时，工作5min所消耗的电能；
（3）求电热丝R1的阻值。
4、如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。求：
（1）低温挡工作时，电路中的电流是多少？
（2）发热电阻R1的阻值是多少？
（3）小明发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化）
-参考答案-
一、单选题
1、A
【解析】
【详解】
A．节能灯的额定功率一般为22W左右，由电功率的公式可得
故A符合题意；
B．对人体讲，安全电压是不高于36V，故B不符合题意；
C．冰箱正常工作时的电流为1A左右，由电功率的公式可得
故C不符合题意；
D．空调机正常工作时的功率1100W左右，由电功率的公式可得
故D不符合题意。
故选A。
2、B
【解析】
【分析】
【详解】
电动机正常工作时为非纯电阻电路，工作时将消耗的电能主要转化为机械能，还有一部分转化为内能；所以根据焦耳定律，电动机正常工作1min产生的热量
故ACD错误，B正确。
故选B。
【点睛】
3、C
【解析】
【详解】
由电路图可知，灯泡L1与L2并联，电流表A1测L1支路的电流，电流表A2测干路电流。
A．由题意可知，一个电流表示数为1.4A，另一个电流表的示数为0.9A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流I＝1.4A，通过L1支路的电流I1＝0.9A，故A错误；
BD．因并联电路各支路独立工作、互不影响，且电源的电压不变，所以，拆去L1后，L2两端的电压不变且发光，故BD错误；
C．则通过L2的电流
因并联电路中各支路两端的电压相等，I1＝0.9A，所以，由P＝UI可知，灯泡L1的实际功率比L2的大，故C正确。
故选C。
4、B
【解析】
【详解】
A．安培是电流的国际单位，故A不符合题意；
B．瓦特是电功率的国际单位，故B符合题意；
C．焦耳是电功的国际单位，故C不符合题意；
D．欧姆是电阻的国际单位，故D不符合题意。
故选B。
5、B
【解析】
【详解】
A．开关要接在灯泡和火线之间，断开开关，切断火线，触及灯泡时更安全，故A不符合题意；
B．在未断开电源开关的情况下更换灯泡，容易引发触电事故，故B符合题意；
C．用湿布擦拭正在工作的电视机，可能会因湿布导电引发触电事故，故C不符合题意；
D．零线与大地相连，不安装地线，当零线断路时，会发生触电事故，家庭电路中必须要安装地线，故D不符合题意。
故选B。
6、C
【解析】
【详解】
由题意可知，电源电压为36V，工作电流为0.5A，故由P=UI可知，电动机的总功率为
P总=UI=36V×0.5A=18W
工作时间为1min，故可知电动机所做的总功为
W总=P总t=18W×60s=1080J
由题意可知，电动机做的有用功为将物体提升所做的功，故可得电动机所做的有用功为
W有=Gh=440N×2m=880J
故可得电动机的效率为
可知最接近80%，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7、B
【解析】
【详解】
A．电路中定值电阻和滑动变阻器串联，由滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”可知电路中允许通过的最大电流为0.5A。故A错误；
B．由图知，R1、R2串联，量程为0~3V的电压表测量的是R2两端电压，且最大电压为3V，根据串联电路电压规律：总电压等于各用电器两端电压之和。所以R1两端电压最高为
此时R1、R2刚好平分电源电压，即R2此时连入电路的的阻值最大和R1相等，即为10Ω。故B正确；
C．电路中定值电阻和滑动变阻器串联，由滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”可知电路中允许通过的最大电流为0.5A。根据得，定值电阻R1的最大功率为
故C错误；
D．由题知，电路的总电压恒为6V，根据得，由B分析知，滑动变阻器能接入电路的最大阻值为10Ω时，此时电路的总电阻最大为
根据得，电路的总功率最小值为
故D错误。
故选B。
8、C
【解析】
【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。
9、B
【解析】
【详解】
灯上标有“”，灯的电阻为
灯上标有“” 灯的电阻为
A．先将和串联接到的电路中，由于串联，电流处处相等，故，根据 可知，电阻大的，功率大，故，故A错误；
D．若将和并联接到同一电路中，根据可知，电阻越大，电流越小，故，电压相同，电功率的大小是，故D错误；
B．先将和串联接到的电路中，其电流为
当两灯并联时，通过的电流为
则
根据可知，电阻的大小相同，故
故B正确；
C．两灯并联时，通过的电流为
两灯串联时，其电流为
故
由于电阻相同，故
故D错误。
故选B。
10、B
【解析】
【详解】
根据图甲可知，两电阻串联，电压表测量滑动变阻器的电压，根据图乙可知，当电流为0.5A，电压表的示数为6V，则电源电压为
根据图乙可知，当电流为1.5A时，电压表的示数为3V，则此时的电源电压为
联立两式可知电源电压与电阻
当电压表的示数为4.5V，定值电阻的电压为
电阻R0消耗的电功率大小是
故B符合题意。
故选B。
二、填空题
1、 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。
2、 并 三脚
【解析】
【详解】
[1]插排上的指示灯与插排上的用电器单独工作，互不影响，所以两者是并联。
[2]洗衣机是大功率电器，在使用时金属外壳要接地，所以应选择“三脚”插头。
3、 1038.5 同种 2021
【解析】
【详解】
（1）[1]如图所示，电能表示数的最后一位是小数位，故读数为1038.5kW·h。
（2）[2]用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，接触验电器的金属球，电子经金属球、金属杆到电金属箔片，金属箔片由于带同种电荷，相互排斥而张开。
（3）[3]如图所示的电阻箱，×1000表示千位数，千位数指的是2，表示2000Ω，同理，百位数是0，十位数是2，个位数是1，故读数为2021Ω。
4、
【解析】
【详解】
[1]由题意知电热水壶消耗电能
[2]水温度升高了10水吸收的热量
[3]电热水壶的实际电功率
由
知
所以
5、 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
6、 增大 1 0.45
【解析】
【详解】
[1]由图像数据可知，电压与电流不成正比，说明小灯泡的电阻不是一个定值，同时发现曲线向电压轴弯曲，说明随着电压越来越大，电流的增加比电压慢，因此可得出结论，灯丝的电阻随温度的升高而增大。
[2]由图像可知，当小灯泡的电压为额定电压时，电流为0.4A，所以小灯泡的额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.4A=1W
[3]由图像可知，当滑动变阻器接入电路阻值最大时，电路中电流最小，为0.1A，此时电路中消耗的功率最小，因此电路消耗的最小功率为
P小=UI小=4.5V×0.1A=0.45W
三、计算题
1、（1）10Ω；（2）0.2A；（3）540J
【解析】
【详解】
解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器滑片P滑至最右端时，滑动变阻器的电阻最大，为R2＝20Ω，由图像可知滑动变阻器消耗的电功率P2＝0.8W，串联电路中各处的电流相等，由P＝I2R可得，电路中电流表的示数
（2）由P＝UI得R2两端电压
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，则
R1＝R﹣R2＝30Ω﹣20Ω＝10Ω
（3）当滑动变阻器的滑片在中点时电路的电流
通电10min＝600s电流通过R1产生的热量
Q1＝I′2R1t＝(0.3A)2×10Ω×600s＝540J
答：（1）R1的电阻为10Ω；
（2）当滑动变阻器滑片P滑至最右端时，电流表的示数为0.2A；
（3）当滑动变阻器滑片P滑至中点时，通电10min电流通过R1产生的热量是540J。
2、（1）5A，44Ω；（2）1kg，2.1×105J
【解析】
【详解】
解：（1）由得，通过电阻R的电流
由可知，电热水壶加热电阻的阻值
（2）由可知，体积为1×10﹣3m3的水的质量
水吸收的热量
答：（1）通过R的电流是5A，R的阻值是44Ω；
（2）体积为1×10﹣3m3的水的质量是1kg，这些水从30℃加热到80℃要吸收2.1×105J的热量。
3、（1）当开关S1闭合，S2闭合，为加热状态，当开关S1闭合，S2断开，为保温状态；（2）；（3）88Ω
【解析】
【详解】
解：（1）根据可知，电源电压一定，电阻越大，总功率越小，故当开关S2断开时，S1闭合，两电阻串联，此时的总电阻最大，功率最低，为保温状态，当开关S1、S2都闭合时R2短路，只有一个电阻R1工作，电阻变小，功率变大，为加热状态，故当开关S1闭合，S2闭合，为加热状态，当开关S1闭合，S2断开，为保温状态。
（2）饮水机处于保温状态时，工作5min所消耗的电能
（3）高温状态只有电阻丝R1工作，故电热丝R1的阻值
答：（1）当开关S1闭合，S2闭合，为加热状态，当开关S1闭合，S2断开，为保温状态；
（2）饮水机处于保温状态时，工作5min所消耗的电能为；
（3）电热丝R1的阻值为88Ω。
4、（1）2A；（2）40Ω；（3）200V
【解析】
【详解】
解：（1）低温挡工作时电路中的电流
（2）当只闭合S1时，R1、R2串联，处于低温挡，此时电路的总电阻为
根据串联电路的电阻关系可知，发热电阻R1的阻值
（3）“3000r/(kW h)”表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000转，电能表转盘转25转消耗的电能
电烤箱的实际功率
根据
可知，电烤箱的实际电压
答：（1）低温挡工作时，电路中的电流是2A；
（2）发热电阻R1的阻值是40Ω；
（3）用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。