2021-2022学年度人教版物理九年级全册第十八章电功率综合测试试题（含详细解析）

人教版物理九年级全册第十八章电功率综合测试
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、如图所示，电源电压恒定不变，开关都闭合后，电路正常工作。当断开开关S1时，下列判断中正确的是（　　）
A．电流表示数变大
B．电压表示数变大
C．电路的总电阻变小
D．电路的总功率变小
2、将一个“3.8V 1W”的小灯泡直接接在电压为3V的电源两端，则（　　）
A．小灯泡比正常发光时要亮 B．小灯泡的额定功率变大
C．小灯泡的额定功率变小 D．小灯泡的实际功率小于1W
3、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
4、如图所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的U－I关系图象如图所示。则下列判断正确的是 （　　）
A．电路消耗的最大功率是3.6 W
B．滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～10Ω
C．电压表V2示数随电流变化的图线对应的是图线乙
D．定值电阻R1通电1分钟放出的热量是24 J
5、关于电能和电功率，下列说法正确的是（　　）
A．电能是表示用电器消耗电能快慢的物理量
B．电功率大的用电器一定比电功率小的用电器消耗电能多
C．用电器消耗电能越多，电功率越大
D．在相同的时间内，用电器消耗电能越多，电功率越大
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、用电学知识判断下列说法中正确的是（　　）
A．一节新干电池的电压约为5V B．教室里每盏日光灯的功率约为400W
C．家用电热水壶的功率约为1000W D．书桌上的台灯正常工作时的电流约为2A
8、铭牌上均标有“ ”的下列用电器都正常工作，在相等时间内产生热量最多的是（　　）
A．电风扇 B．日光灯 C．电视机 D．电炉
9、如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为110V且保持不变，电路中的电流是5A，重500N的物体在电动机带动下以0.9m/s的速度匀速上升，不计各处摩擦，则电动机线圈的电阻是（　　）
A．2Ω B．22Ω C．10Ω D．4Ω
10、如图所示的电路中，电源电压保持不变。当电键S由断开到闭合时，变小的是（　　）
A．电压表V的示数
B．电压表V示数与电流表A示数的比值
C．电流表A1的示数
D．电压表V示数与电流表A示数的乘积
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、家庭电子式电能表的表盘上标有“3200imp/(kW·h)”，表示用电器每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作，该电能表的指示灯在4min内闪烁320次，则该家用电器的额定功率是_____W。
2、如图所示小雷家电能表示数为______kW h。该电能表后面允许连接的最大功率是______W，该电能表的转盘转过1500转时，消耗的电能为______J。
3、如图所示是某家用电能表的表盘，将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁32次，该用电器在上述时间内消耗的电能为______kW·h。该用电器的实际功率为______W。
4、如图，甲，乙为两只相同电表，当闭合S1 ，S2时，甲、乙两表示数之比为5∶3，两电阻大小之比R1 ∶R2 为 ______ ，电路总功率为 P1；同时更换两电表种类，调整开关状态，使两表均有正常示数，此时电路总功率为P2，则P1∶P2为______。
5、如图，有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上，则相同时间内产生热量较多的是图中______图的电路（填“a”或“b”）。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、如图所示，电源两端电压为10V并保持不变，电阻R1的阻值为15Ω。当开关S闭合时，电压表示数为4V。求：
（1）电阻R2的阻值；
（2）电阻R1的电功率。
2、如图所示，电源电压保持不变，小灯泡标有“6V 3W”字样，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样，通过灯泡的电流I与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示。闭合开关S，求：
（1）只闭合S3，当滑动变阻器的滑片P滑到中点时，灯泡恰好正常发光，求此时灯泡的电阻和电源电压。
（2）移动滑动变阻器的滑片，当灯泡两端的电压为4V时，小灯泡的实际功率。
3、如图所示，电路中定值电阻R1和R2并联在电压为6V的电源上，当开关S闭合时，电流表A1的示数为0.6A，电流表A2的示数为0.2A。求：
（1）定值电阻R1的大小；
（2）通电2min，电路消耗的总电能。
4、柴电混合动力机，就是燃烧柴油的发动机、大容量的蓄电池及电动机的有机组合。一辆大众2021款小汽车在平直的路面上匀速前行36km。求：在这段平直的路面上。
2021款大众牌汽车说明书
自重 1.6t
2.0TFSI发动机 最大输出功率10kW
蓄电池 工作电压48V，最大输出容量5A×6h
电动机 额定电压48V，额定功率1kW
水箱 最大容量30L
（1）若此时小汽车受到的阻力为1.0×103N，则牵引力所做的功是多少？
（2）若蓄电池的最大输出容量5A×6h表示工作电流为5A时，它最多可以提供电能6h。则该蓄电池工作时，最多可以向外提供多少J的电能？
（3）若柴油的热值q＝4×107J/kg，柴电混合动力机将柴油完全燃烧放出的热量转化为机械功的效率为50%，则小汽车在这段平直的路面上消耗柴油的质量是多少？
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
ABC．由图可知，开关都闭合时，灯泡和电阻并联，电流表测量干路中的电流，电压表测量电源电压，开关S1控制灯泡，开关S在干路中，当断开开关S1时，只有R0的简单电路，由并联电路电阻的关系可知，电路的总电阻变大，由可知通过电路的电流变小，电流表的示数变小，电压表测量电源电压，电压表的示数不变，故ABC错误；
D．由P=UI可知，电源电压U不变，电路中的电流变小，电路的总功率变小，故D正确。
故选D。
2、D
【详解】
A．小灯泡只有在额定电压下才能正常发光，已知U实＜U额，所以小灯泡不能正常发光，灯泡的电阻一定，根据可知，P实＜P额，灯泡发光较暗，故A不符合题意；
BC．用电器的额定功率是用电器正常工作时的功率，额定功率的大小不变，与实际电压无关，故BC不符合题意；
D．因为U实＜U额，所以P实＜P额，故D符合题意。
故选D。
3、C
【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。
4、A
【详解】
AB．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小，
由U﹣I图象可知，电路中的最小电流I＝0.2A，此时R1两端的电压U1＝2V，R2两端的电压U2＝4V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压
U＝U1+U2＝2V+4V＝6V
由可得，定值电阻R1的阻值
滑动变阻器的最大阻值
即滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～20Ω； 当电路中的电流最大时，电路消耗的电功率最大，由图象可知，电路中的最大电流为0.6A，则电路消耗的最大功率
P大＝UI大＝6V×0.6A＝3.6W
故A正确，B错误；
C．根据电路图知道R1与滑动变阻器串联，当由题知动变阻器阻值从最大变化到最小，电流由小变大，电压表V2测量的是滑动变阻器，因此电压表V2的示数由大变小，滑动变阻器阻值从最大变化到最小时，电路中的电流会逐渐增大，R1两端的电压会逐渐减小，所以甲是滑动变阻器R２的U－I关系图像，乙是电阻R1的U－I关系图像，故C错误；
D．定值电阻R1通电1分钟，只知道电阻值与通电时间，根据焦耳定律，缺乏电流或电压值，无法计算得出R1产生的热量，故D错误。
故选A。
5、D
【详解】
A．电功率是表示消耗电能快慢的物理量，故A错误；
B．电功率大的用电器消耗电能快，但不一定越多，因为消耗电能的多少还与通电时间有关，故B错误；
C．用电器消耗的电能越多，电功率不一定大，因为消耗电能的多少还与通电时间有关，故C错误；
D．由电功率的概念和公式可知，在相同的时间内，用电器消耗电能越多，电功率越大，故D正确。
故选D。
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、C
【详解】
A．一节新干电池的电压约为1.5V，故A错误；
B．教室里的日光灯的功率约为40W，故B错误；
C．家用电热水壶的正常工作电流约为5A，额定功率
P=UI=220V×5A=1100W
故C正确；
D．书桌上台灯正常工作的电流约为0.2A，故D错误。
故选C。
8、D
【详解】
铭牌上都标有“ ”，根据公式W=Pt可知，相同时间内它们消耗的电能相等，电风扇、日光灯、电视机把消耗电能的大部分转化为机械能、光能等，只有一小部分电能转化为内能，即Q＜W，而电炉把消耗的全部电能都转化为内能，即Q=W，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
9、D
【详解】
由题意可知，电源电压为U=110V，电路中的电流为I=5A，故由P=UI可知，电动机消耗的总功率为
P1=UI=110V×5A=550W
因电动机输出的机械功率等于物体克服重力做功的功率，由P=Fv可知，电动机的输出功率为
P2=Gv=500N×0.9m/s=450W
故由能量守恒可得电动机的热功率为
P3=P1-P2=550W-450W=100W
又由焦耳定律可知，电动机的发热功率为
P3=I R=100W
解得电动机的电阻为
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
10、B
【详解】
A．电键S由断开到闭合，电压表始终测量电源电压，所以电压表的示数不变，故A不符合题意；
B．电压表测电源电压，电键断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，则电压表与电流表的比值为电阻R1的阻值；电键S闭合时，R1R2并联，电压表示数为电源电压，电流表测量电路总电流，电压表与电流表的比值为电路中的总电阻，即R1R2并联后的总电阻，因为两电阻并联后总电阻小于任一电阻，所以闭合后的总电阻小于R1的电阻，即闭合后电压表和电流表的比值变小，故B符合题意；
C．电键S断开前后，电流表A1的示数都为电源电压与电阻R1的比值，断开前后电源电压不变，电阻R1的大小不变，所以电流表A1的示数不变，故C不符合题意；
D．电压表始终测电源电压，电流表始终测电路中的总电流，则电压表的示数与电流表示数的乘积为电路中的总功率。电键S断开前后电源电压不变，由断开到闭合，电流表的示数变大，故总功率变大，即电压表的示数与电流表示数的乘积变大，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、1500
【解析】
【详解】
指示灯闪烁320次，该家用电器消耗的电能
该用电器的功率
因为用电器正常工作，所以用电器的额定功率等于1500W。
2、 201.9 4400 1.5×106
【解析】
【详解】
[1]电能表的读数时注意最后一位是小数，单位kW h，由图示知小雷家电能表示数为201.9kW h。
[2]由该电能表的参数知，它允许通过的最大额定电流为20A，标定电流为10A，所以它后面允许连接的最大功率
P=UI=220V×20A=4400W
[3]电能表转盘转动1500r，电路消耗的电能为
3、 0.01 200
【解析】
【详解】
[1]由图知该电能表的参数为3200imp/（kW·h），表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次。3min电能表指示灯闪烁32次，则该用电器在上述时间内消耗的电能为
[2]根据得，该用电器的实际功率为
4、 2∶3 6∶25
【解析】
【详解】
[1]当闭合S1 ，S2时甲、乙都有示数，则R1、R2是串联关系，甲、乙为电压表，甲测R1、R2两端的总电压，乙测R2两端的电压，根据串联电路的分压原理可得
解得
①
[2]由题意可知，当R1、R2串联时，电路总功率为
②
当将甲、乙更换为电流表，闭合开关S1，断开开关S2，此时R1和R2并联，总功率
③
由①②③式解得
5、a
【解析】
【详解】
两电阻并联相当于增加了导体的横截面积，总电阻比任何一个并联电阻都小，两电阻串联相当于增加了导体长度，总电阻比任何一个串联电阻都大，所以，a图中总电阻Ra小于b图中总电阻Rb，加在两电路上的电压相同，所以a图中电路总电流大于b图中电路总电流，即
Ia＞Ib
根据公式Q=I2Rt=UIt可知，相同时间内
UIat＞UIbt
即Qa＞Qb，产生较多热量的是a图。
三、计算题
1、（1）10Ω；（2）2.4W
【详解】
解：由电路图可知，当开关S闭合时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压。
（1）因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电阻R1两端的电压
U1=U-U2=10V-4V=6V
因串联电路中各处的电流相等，电路中的电流
电阻R2的阻值
（2）电阻R1消耗的电功率
P1=U1I1=6V×0.4A=2.4W
答：（1）电阻R2的阻值是10Ω；
（2）电阻R1的电功率是2.4W。
2、（1）12Ω，11V；（2）1.6W
【详解】
（1）灯泡正常发光时，灯泡两端电压U灯=6V，灯泡的电流
灯泡正常发光时电阻
滑动变阻器两端电压
电源电压
U=U灯+U滑=6V+5V=11V
（2）由图像可知，当灯泡两端的电压为4V时，灯泡电流为0.4A，则灯泡的功率
P=UI=4V×0.4A=1.6W
答：（1）灯泡的电阻12Ω，电源电压11V；
（2）灯泡的电功率1.6W。
3、（1）10Ω；（2）576J
【详解】
解：（1）由图知，电阻R1和电阻R2并联，电流表A1测R1支路的电流，即
电流表A2测R2支路的电流，即
因并联电路中各支路两端的电压与电源电压相等，即
则由欧姆定律可知，定值电阻R1的阻值为
（2）根据并联电路的电流特点可知，电流中的总电流为
通电2min内，电路消耗的总电能为
答：（1）定值电阻R1的阻值为10Ω；
（2）通电2min，电路消耗的总电能为576J。
4、（1）3.6×107J；（2）5.184×106J；（3）1.8kg
【详解】
解：（1）小汽车在平直的路面上匀速前行，根据二力平衡的条件
F=f=1.0×103N
牵引力所做的功
W=Fs=1.0×103N×3.6×104m=3.6×107J
（2）已知蓄电池的工作电压为48V，蓄电池的最大输出容量5A×6h，蓄电池最多可以向外提供的电能
W = UIt=48V×5A×6×3600s=5.184×106J
（3）柴电混合动力机将柴油完全燃烧放出的热量转化为机械功的效率为50%，根据
在这段平直的路面上消耗柴油的质量
答：（1）若此时小汽车受到的阻力为1.0×103N，则牵引力所做的功是3.6×107J；
（2）最多可以向外提供5.184×106J的电能；
（3）小汽车在这段平直的路面上消耗柴油的质量是1.8kg。