2022年最新强化训练北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率难点解析练习题（精选含解析）

北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率难点解析
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、如图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。开关闭合后，则（　　）
A．左侧容器中导体产生的热量较多
B．图中两导体串联，能探究电热与电流关系
C．若图中两导体改为并联，右侧导体产生的热量较多
D．一段时间后，右侧U形管两端液柱高度差较左侧大
2、小美观察到家中的电能表如图所示，根据表盘的信息，下列选项中正确的是（　　）
A．电能表此时的读数为2385.6J
B．接在这个电能表上的用电器总功率最大为2200W
C．电能表是测量电功率的仪表
D．若家里只让电热水器正常工作10min， 观察到电能表的圆盘转动了90转，则电热水器的功率为1500W
3、关于家庭安全用电，下列说法正确的是（　　）
A．使用测电笔时若氖管发光，说明接触处与零线是连通的
B．空气开关“跳闸”，可能是电路超负荷运行
C．电能表用来计量家中所用用电器的总功率
D．低于220V的电压对人体都是安全的
4、随着生活水平的提高，家用电器越来越多，使用时若出现如图所示的情形，会导致连接插座的导线发热，稍不小心就会导致火灾，究其原因是（　　）
A．电路中的用电器用电时间太长 B．电路中的用电器的总功率过大
C．电路中的用电器过多 D．电路中的用电器的总电阻过大
5、下列说法中正确的是（　　）
A．负电荷定向移动的方向规定为电流的方向
B．用电器的额定电压越高，其额定功率就越大
C．导体的长度越长、横截面积越大，导体的电阻越大
D．教室里再多几盏灯同时使用，电路中总电流会变大
6、如图所示，是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像，由图像可知（　　）
A．乙是小灯泡的I﹣U图像
B．定值电阻的阻值为5Ω
C．定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上，甲乙消耗的电功率之比为1∶2
D．定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上，电路的总功率为2W
7、如图所示电路中，电源电压为6V，闭合开关S，两灯泡的电阻不变，两个小灯泡消耗的总功率等于（　　）
A．9W B．4.5W C．2W D．2.25W
8、下列关于家庭电路和安全用电说法不正确的是（　　）
A．当人的两只手分别接触火线和零线而发生后触电事故，家里的漏电保护器一定会自动断电
B．通过火线的电流和通过零线的电流不同，漏电保护器会“跳闸”切断电路
C．使用试电笔判断火线、零线时，手要按住笔尾金属帽
D．使用三线插头和三孔插座的目的，是将用电器的金属外壳与大地相连
9、家庭电路中，造成人体发生触电事故的原因是（　　）
A．人体带来了电 B．有电流通过人体
C．有电压加在人体上 D．通过，人体的电流超过安全值
10、如图所示是额定电压为3V的小灯泡的I-U变化关系图像．根据图像，下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是(　　)
A．此过程中电流与电压成正比 B．此过程中小灯泡电阻保持不变
C．额定电流是0．3A D．额定功率是1．5W
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、如图是一款消防应急照明灯及它的铭牌。当外部电路有电时应急灯不亮，停电时应急灯正常发光：
（1）应急灯的两个灯泡是　 　（选填“串联”或“并联”）的。
（2）应急灯的电池充满后，可储存的电能为　 　J。
2、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．
3、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。
4、某玩具车电动机M的转子线圈电阻R0=1Ω，一同学把该电动机M接入如图所示的电路中，闭合开关，调节滑动变阻器R，使电动机M正常工作，此时电压表的示数为9V，电流表的示数为1A，则该电动机的额定功率为 　 　W；正常工作1min，该电动机M把 　 　J的电能转换为机械能。
5、（1）如图所示电阻箱的示数为　 　Ω；
（2）如图所示电能表的示数为　 　kW h。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、在如图所示的电路中，电源电压为6V，电阻 的阻值为10Ω，滑动变阻器 上标有“30Ω 2.5A”字样。闭合开关S，电流表A的示数为0.9A．求：
（1）此时通过电阻 的电流；
（2）此时滑动变阻器 消耗的电功率。
2、如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“3V 1.5W”字样，当开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.8A。求：
（1）电源的电压U；
（2）滑动变阻器的最大阻值R1；
（3）当开关S1闭合、S2断开，滑片P置于a端时，电流表的示数为0.1A，求此时R2的电功率。
3、如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，高温挡功率为1100W。已知R1＝55Ω。求：
（1）电阻R2的阻值；
（2）当S1断开，S2连接触点B时，处于低温挡，求此时电路的总功率；
（3）如图丙是在一次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅在中温挡产生的热量。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，灯泡的额定电压为2.5V。滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有　 　有示数，经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确　 　；
（2）改正错误后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片适当向　 　 （选填“左”或“右”）滑动；
（3）图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图像，根据图像可知，小灯泡的额定功率为　 　W。
2、如图甲所示的是小东同学在探究“电流通过导体产生热量的影响因素”的实验装置。两个透明容器中封闭着等质量的空气且与U形管相连，容器内各有一段电阻丝以如图所示的方式接入电路中：
（1）小东利用图甲可以探究在通电时间相同和　 　相同的情况下，导体产生的热量与　 　大小是否有关；
（2）实验中小东通过观察　 　来反映电流产生热量多少；
（3）闭合开关后一段时间，小东观察到电流表有示数，而两侧U形管液面关系却如图甲所示。他分析导致该现象的原因可能是：　 　；
（4）小东在做某次实验中，观察到电流表的示数如图乙所示，则右侧透明容器中定值电阻在2min内产生的热量是　 　J。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】D
【解析】【解答】AD．容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流与通电时间相同，右侧容器中电阻较大，产生的热量较多，右侧U形管两端液柱高度差较左侧大，D符合题意，A不符合题意；
B．在装置中，容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流与通电时间相同，左边容器中的电阻与右边容器中的电阻不同，实验是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，B不符合题意；
C．若图中两导体改为并联，两个电阻两端的电压和通电时间相同，由Q= 可知，右侧容器中电阻较大，产生的热量较少，C不符合题意。
故答案为：D
【分析】在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
2、【答案】D
【解析】【解答】A．由图可知，电能表此时的读数为2385.6kW·h，A不符合题意；
B．电能表的工作电压U=220V允许通过的最大电流I=20A则接在这个电能表上的用电器的最大总功率P大=UI大=220V×20A=4400W
B不符合题意；
C．电能表是测量电功（或消耗电能）的仪表，C不符合题意；
D．电能表的圆盘转动了90转时，热水器消耗的电能W= kW·h=0.25kW·h
电热水器的电功率P= =1.5kW=1500W
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】通过电能表的表盘可以看出，每消耗一度电转盘转动360圈，结合题目给出的转盘转动的圈数求解消耗的电能； 结合消耗的电能和用电器工作的时间，利用公式P=W/t求解用电器的功率。
3、【答案】B
【解析】【解答】A．使用测电笔时若氖管发光，说明接触处与火线是连通的，故A错误；
B．空气开关“跳闸”，可能是电路过载，也可能是短路，故B正确；
C．电能表用来计量家中所用用电器消耗的总电能，故C错误；
D．不高于36V的电压对人体才是安全的，故D错误。
故答案为：B。
【分析】用试电笔来鉴别火线与零线；使用试电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体，才能在接触火线时氖管发光，接触零线时氖管不发光。
家庭电路中电流过大的原因是：短路或电路中的总功率过大。
电能表是用来测量电路中消耗电能多少的仪表。
不高于36V的电压为安全电压。
4、【答案】B
【解析】【解答】A．电路中的用电器用电时间太长，如果用电器的总功率不大，或用电器没有全部工作，不会造成干路中的电流过大，不会造成图中的情形，A不符合题意；
B．图中在同一插座上同时使用几个大功率的用电器，会使用电器的总功率过大，会导致干路中的电流过大，会使得连接插座的导线发热甚至燃烧起来，B符合题意；
C．电路中用电器过多，只有用电器的功率较大且同时工作时，才会造成干路中的电流过大，C不符合题意；
D．若电路中用电器的总电阻过大，由欧姆定律可知干路中的电流较小，不会造成图中的情形，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电路中电流过大的原因可能是短路，也可能是是用电器的总功率过大；这两种情况都会使保险丝烧断或跳闸，使家里的其它用电器停止工作。
5、【答案】D
【解析】【解答】A．正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，不是负电荷，A不符合题意；
B．根据 可知，用电器的额定电压越高，如果它的电阻也很大，那么其额定功率不一定大，B不符合题意；
C．由于材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大；材料和长度相同时，导体横截面积越大，电阻越小；所以导体的长度越长、横截面积越大，导体的电阻不一定越大，C不符合题意；
D．教室的灯是并联的，再多几盏灯同时使用，那么会增加干路的电流，电路中总电流会变大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】正电荷定向移动的方向规定为电流的方向；用电器的额定功率是固定值；电阻的影响因素是材料、长度、横截面积，横截面积越大，电阻越小；并联电路中，总电流等于各电流之和。
6、【答案】D
【解析】【解答】AB．由图象可知乙图像为过原点的直线，说明电流与电压成正比，所以乙为定值电阻的图像，当U＝4V时，I＝0.4A，由欧姆定律可得，电阻R的阻值为
AB不符合题意；
C．将R和L并联在电源电压为4V的电路中时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且支路电压等于电源电压，所以它们两端的电压均为4V，由图象可知对应的电流为
所以甲消耗的电功率为
乙消耗的电功率为
则甲乙消耗的电功率之比为
C不符合题意；
D．串联电路各处电流相等，由图可知当通过电路的电流为0.4A时，灯泡两端的电压为1V，定值电阻两端的电压为4V，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以此时的电源电压为
符合题目条件，则电路的总功率为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由图可知乙为定值电阻的图像，通过电阻的电流和两端的电压成正比，任意读出一组电压和电流，根据欧姆定律求出R的阻值；两灯泡并联时两端的电压相等，且都等于电源电压，根据图象读出对应的电流，利用P=UI求得甲乙消耗的电功率之比；串联电路各处电流相等，由图可知当通过电路的电流为0.4A时灯泡两端的电压和定值电阻两端的电压，根据串联电路电压规律计算电源电压，利用P=UI求出电路的总功率。
7、【答案】C
【解析】【解答】由图可知，两灯泡的额定电压为U1=U2=6V
额定功率分别为P1=6W，P2=3W
由 可得，两灯泡的电阻分别为 ，
两个小灯泡串联后接到6V的电源时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两个小灯泡消耗的总功率 。
故答案为：C。
【分析】根据电压和电功率可以计算用电器的电阻；利用总电压和总电阻，可以计算总电功率的大小。
8、【答案】A
【解析】【解答】AB．当有漏电现象时，例如当家中的冰箱外壳带电，且恰好有人接触外壳时，会有一部分电流经过人体流入大地，使家庭电路中火线和零线的电流不相等，漏电保护器工作，切断电源，从而达到保护的功能；而当人站在干燥的木凳上，两只手分别接触火线和零线而发生触电事故，此时人体相当于用电器（与其他用电器并联），此时流过火线和零线的电流相等，则家里的漏电保护器不会自动断电，A错误，符合题意，B正确，不符合题意；
C．使用测电笔时，手必须接触笔尾金属体，笔尖接触导线，氖管发光的导线是火线；氖管不发光的是零线，C正确，不符合题意；
D．三孔插痤中的上孔是用来连接地线的，让有金属外壳的用电器的外壳接地，可以防止因漏电导致金属外壳带电而发生触电事故，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】该题目考查的是安全用电原则，例如，维修电路时应将电路断开；有人触电时，不能用手接触，应先将电源断开；测电笔测量电路中是否有电时，手指必须得与测电笔后的金属帽相接触，与地面构成回路才可以；结合四个选项中的行为分析即可。
9、【答案】D
【解析】【解答】有电流通过人体时，不一定会人体有伤害，合适的电流可以治疗疾病；当电流超过人体的安全值，对人造成伤害，人就触电了，D符合题意。
故答案为：D
【分析】人体触电造成伤害时，电流过大，通电时间过长。
10、【答案】D
【解析】【解答】AB.根据图像，在电压-电流图像中图像是弯曲的，不是正比例图像，说明电流和电压不成正比，也说明电阻发生了变化；AB不符合题意；
C.灯泡的额定电压为3V，根据图像可知，此时的电流为0.5A，C不符合题意；
D.灯泡的额定功率为P=UI=3V×0.5A=1.5W，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】电阻变化时，电流和电压不成正比；利用电压和电流的乘积计算电功率。
二、填空题
1、【答案】（1）并联
（2）5.4×104 J
【解析】【解答】(1)根据铭牌的数据可知，灯泡的额定电压为6V，电源电压为6V，当两个灯泡并联时，每个灯泡两端的电压都为6V，两盏灯都能正常发光，所以应急灯的两个灯泡应该是并联的。
(2)应急灯的电池充满电后，可储存的电能为
【分析】（1）根据电源电压和灯泡的额定电压分析两个灯泡的连接方式。
（2）根据电池的数据和公式W=UIt求出电池充满电时储存的电能。
2、【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。
3、【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。
4、【答案】9；480
【解析】【解答】该电动机的额定功率为P=UI=9V×1A=9W
机械能为
【分析】利用P=UI求得电动机的额定功率；电动机工作时，将电能转化为机械能和内能，根据W机械=W电-W内=UIt-I2R0t可求电能转换的机械能。
5、【答案】（1）1998
（2）2022.6
【解析】【解答】（1）由图中可知，电阻箱的示数为R=1000Ω×1+100Ω×9+10Ω×9+8Ω×1=1998Ω
（2）电能表的最后一位数为小数，故由图中可知电能表的示数为2022.6kW h。
【分析】电阻箱各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值；电能表黑色数字为整度数,红色的为小数点后面的度数。
三、计算题
1、【答案】（1）解：由电路图知， 与 并联，电流表测干路的电流；由欧姆定律 可得，通过 的电流
答：此时通过电阻 的电流为0.6A
（2）解：根据并联电路电流的规律可得通过 的电流
消耗的电功率为
答：此时滑动变阻器 消耗的电功率为1.8W。
【解析】【分析】（1）根据电压和电阻的比值计算电流；（2）根据并联电路电流规律可以计算支路电流，利用电压和电流的乘积计算电功率的大小。
2、【答案】（1）解：当开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，电路为L和R1的并联电路，小灯泡正常发光，可知电源电压为3V。
答：电源的电压是3V；
（2）解：灯泡正常发光的电流是
通过滑动变阻器的电流是
滑动变阻器的最大阻值
答：滑动变阻器的最大阻值是10Ω
（3）解：当开关S1闭合、S2断开，滑片P置于a端时，电路为R1和R2的串联电路，此时R1两端的电压
R2两端的电压
此时R2的电功率
答：当开关S1闭合、S2断开，滑片P置于a端时，R2的电功率是0.2W。
【解析】【分析】（1）闭合两个开关，电路中只有灯泡，故灯泡两端的电压为电源电压；
（2）小灯泡与滑动变阻器是并联关系，电压相等，干路电流等于两条支路电流之和，明确电流表和电压表的测量对象，利用并联电路电流规律和欧姆定律求解电阻即可；
（3）定值电阻和滑动变阻器是串联关系，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。
3、【答案】（1）解：由电路图知，当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，电阻R1、R2并联，高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流I＝ ＝5A
通过R1的电流I1＝ ＝4A
通过R2的电流I2＝I﹣I1＝5A﹣4A＝1A
R2的阻值R2＝ ＝220Ω
答：电阻R2的阻值是220Ω；
（2）解：由电路图知，当S1断开，S2连接触点B时，处于低温挡，电阻R1和R2串联，电路的总电阻R总＝R1+R2＝55Ω+220Ω＝275Ω
此时电路消耗的功率P低＝ ＝176W
答：低温挡时电路的总功率为176W；
（3）解：由电路图知，闭合开关S1、S2接b时，只有电阻R1接入电路，处于中温挡。此时电路消耗的功率P中＝ ＝880W
结合丙图，本次煮饭过程中电饭锅在中温挡产生的热量为W＝P中t＝880W×15×60s＝7.92×105J
答：本次煮饭过程中电饭锅在中温挡产生的热量为7.92×105J。
【解析】【分析】（1）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；并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，结合电流与电压求解R2的电阻；
（2）结合用电器两端的电压和用电器的电阻，利用功率公式P=U2/R求解功率即可；
（3）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。
四、实验探究
1、【答案】（1）电压表；
（2）左
（3）0.625
【解析】【解答】（1）由图甲可知，闭合开关后，电压表串联进电路，相当于测量电源电压，故电压表有示数，而电压表相当于开路，故电流表无示数。
要测量灯的额定功率，应将电压表并联在小灯泡两端，电路改正如下图所示
（2）由图甲可知电压表选择小量程，故由图乙可知，电压表示数为1.8V，应灯泡的额定功率为2.5V，故应增大小灯泡两端电压，由串联电路电阻等比例分压可知，应减小滑动变阻器接入电路中的阻值，故应将滑片适当向左滑动。
（3）由图丙可知，小灯泡两端电压为U=2.5V时，流过小灯泡的电流为I=0.25A，故由P=UI可得，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
【分析】（1）观察图甲可知电压表串联在电路中，由于电压表相当于开路，据此可知闭合开关后可能出现的现象；然后根据电压表应并联使用，将电压表并联在灯泡两端。
（2）利用串联分压的原理确定滑片的移动方向。
（3）灯泡在额定电压下正常发光，由图丙中的图象得出额定电压下的电流，根据P=UI可求出灯泡的额定功率。
2、【答案】（1）电流；电阻
（2）U形管内液柱高度差
（3）右侧透明容器漏气
（4）300
【解析】【解答】(1)由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，单一变量是两电阻的阻值不同。(2)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过U型管液面高度差的变化来反映，采用的是转换法。(3)通电一段时间后，两侧U形管液面高度几乎不变，出现该现象的原因可能是装置气密性不良。(4)图中电流表的读数为0.5A，2min=120s，根据公式
【分析】（1）在通过的电流和通电时间相同，探究电流产生的热量和电阻的关系；（2）电流通过导体产生热量的多少，可以通过U型管液面高度差的变化来反映；（3）空气盒漏气时，U型管中液面高度变化不明显；（4）根据电流、电阻和时间，可以计算产生的热量的多少。