2021-2022学年度北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率定向练习试卷（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、将两只电压表按图所示电路连接，“探究电功率与电压的关系”，下列说法错误的是（　　）
A．小灯泡的实际电功率可以通过灯泡的亮度来判断
B．选用的两只小灯泡规格必须相同
C．将小灯泡串联是为了控制通过灯泡的电流相同
D．将其中一只电压表移接到电源两端也可以完成实验
2、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
3、下列操作符合安全用电的是（　　）
A．勤俭节约，电线只要能导电，即使破损了也应该继续使用
B．为防止空气开关自动断开，应滴入少量胶水使其粘合
C．在高压线下雨中漫步，感受科技与自然的美妙融合
D．发现有人触电时，不应立即用手将其拉开，而是应先切断电源
4、如图所示是现在一般标准住宅户内配电系统方框图。下列说法正确的是（　　）
A．电能表用来计量家中所有用电器的总功率
B．空调正常工作时，吊灯一定发光
C．如果插座被短路，“漏电保护器”就会切断电流
D．空气开关“跳闸”，可能是电路发生短路引起的
5、小芳家的电能表上标有的字样，当家里只使用某一用电器时，观察表盘5min转了2周，关于此用电器下列判断正确的是（　　）
A．此用电器可能是电饭锅
B．1度电可供此用电器在此状态下工作25小时
C．此用电器与开关是并联的
D．若此时电路电压为200V，则这段时间内通过此用电器的电荷量为6C
6、小明国庆小长假回老家看望奶奶，发现奶奶卧室的白炽照明灯烧坏了，现商店只有“”的白炽灯泡销售，且该规格白炽灯泡正常工作时的寿命较短，爱动脑筋的小明想到了一种解决办法，即（　　）
A．买两只相同的灯泡并联安装，亮度比安装一只灯泡更亮
B．买两只相同的灯泡串联安装，亮度比安装一只灯泡更亮
C．买两只相同的灯泡并联安装，亮度比安装一只灯泡更暗
D．买两只相同的灯泡串联安装，亮度比安装一只灯泡更暗
7、关于家庭电路和安全用电，下列说法中正确的是（　　）
A．发现有人触电时，立即用手直接将人拉开
B．空气开关“跳闸”一定是出现了短路
C．同时工作的用电器越多，总电阻越大
D．使用试电笔时，手指要碰到笔尾的金属体
8、下列是小松同学收集的一些物理数据，不正确的是（　　）
A．一节干电池电压是1.5V B．我国家庭电路的电压是220V
C．实验用小灯泡的电流大约为2A D．家中电视机的电功率约为200W
9、如图甲的电路中，滑动变阻器的滑片P从a端移到b端，定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器阻值变化的图像如图乙，下列说法正确的是（　　）
A．R1的阻值为15Ω
B．R2=20Ω时，电压表示数为4V
C．该电路的最大功率为3.6W
D．滑片在b端时，电路中的电流为0.02A
10、如图所示，在闭合电路中，只有滑动变阻器甲和乙串联，将阻值调到相等的地方，此时甲和乙的电功率均为P。先将乙的滑片向右移甲不动，其电功率分别为Р甲和P乙，再将甲的滑片向右移，乙不动，其电功率分别为P′甲和P′乙，下列说法正确的是（　　）
A．Р甲＞P B．P乙＜Р甲 C．P′甲 ＜P甲 D．P′乙＜P乙
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、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。
2、小明用如图所示的电路来探究影响电流产生的热量的因素。两个完全相同的烧瓶中装有质量和初温相同的煤油，阻值不变的电阻丝R1和R2（R13、标有“220V 100W”的白炽灯正常工作时的电压为　 　V，若不考虑灯丝电阻变化，当把此灯泡接在110V的电路中时，它的额定功率为　 　W。实际功率为　 　W。
4、如图所示的电路中，电阻R1的阻值为4Ω，当开关闭合后，电压表V1的示数为2V，V2的示数为1V，电阻R2在1min内产生的热量是　 　J。
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、如图所示电路，电源电压保持不变。小灯泡上标有“8V 8W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P置于最左端a点时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的电阻；
（2）移动滑片使电流表的示数为0.4A时，滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）再次移动滑片，当小灯泡消耗的功率为时，滑动变阻器消耗的功率是多少？
2、小明的妈妈买来了一只电热水壶，小明先看了电热水壶的铭牌如下表，然后又看了家中的电能表如图所示，请你帮他计算：
电热水壶铭牌
额定电压 220V
额定功率 1210W
容积 1.6L
（1）电能表允许接入用电器的最大功率是多少？电热水壶正常工作的电阻是多少？
（2）该电热水壶正常工作时，烧开一壶水需要6min，其消耗的电能是多少？会使家中电能表的表盘转过多少圈？
（3）在用电高峰期使用，如果实际电压只有200V，求此时电热水壶的实际功率？
3、如图甲所示为一种有保温功能的电饭锅，其内部电路如图乙所示，图丙为其相关参数（电阻 R1 、R2均有加热功能），试求∶
（1）加热时电路中电流大小；
（2）R2的阻值
（3）某次做饭加热和保温各10min总共消耗的电能。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、小明同学在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V保持不变，所用小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。
（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端。闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是______（填序号）
A．检查开关是否闭合
B．检查电压表是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光
D．更换小灯泡
（3）慢慢移动滑动变阻器的滑片P，眼睛注视电压表的示数为2.5V时，读出电流表的示数，并做好数据记录。图乙的U-I图像是根据多组实验数据绘制而成，根据图像可得小灯泡的额定功率为　 　W。
2、在“测定小灯泡的电功率”的实验中，小明同学选取了一个标有“2.5V”、额定功率约为1W的小灯泡和必要的实验器材，连接的电路如图甲所示。
次数 电压表示数U/V 电流表示数I/A 灯泡亮度
1 1.50 0.32 发光微弱
2 2.00 0.38 较暗
3 2.50 　 正常发光
4 3.00 0.46 很亮
（1）用笔画线代替导线，将电路图连接完整。
（2）连接电路时，开关S应当处于　 　状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最　 　（选填“左端”或“右端”）。
（3）闭合开关，若小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因是　 　；若小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是　 　。
（4）经检查电路连接正确后，小明连续进行了4次测量，并把测量的数据和观察到的现象填写在表格里，其中第3次测量时电流表的示数如图乙所示，此时的电流为　 　A，小灯泡的额定功率为　 　W。
（5）从表格中的数据可知，灯丝的电阻随两端电压的增加而　 　（“增大”或“减小”），原因是　 　。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】A．灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以小灯泡的实际电功率可以通过灯泡的亮度来判断，A正确，不符合题意；
B．探究电功率与电压的关系时，应控制电流相等，而两灯的电压不同，由欧姆定律可知两灯的电阻应不同，即两只小灯泡的规格不同，B错误，符合题意；
C．由串联电路电流的规律可知，将小灯泡串联是为了控制通过灯泡的电流相同，C正确，不符合题意；
D．探究电功率与电压的关系时，应控制电流相等，比较两灯的电压大小，若将其中一只电压表移接到电源两端，根据串联电压的规律可得出另一个灯的电压，所以也可以完成实验，D正确，不符合题意。
故答案为：B
【分析】探究电功率和电压关系时，选择不同规格的灯泡串联，保持电流相等，通过电压表测量电压探究电功率和电压关系。
2、【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。
3、【答案】D
【解析】【解答】A．破损的电线容易造成漏电，发生人身触电伤亡事故，A不符合题意；
B．粘合后，空气开关无法正常工作，在过载或短路时无法起到保护作用，B不符合题意；
C．下雨天四周空气变潮，高压电通过电介质向大地放电的电容电流会增大，在高压线下漫步容易触电，C不符合题意；
D．人体是良好的导体，发现有人触电时，不应立即用手将其拉开，而是应先切断电源，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】该题目考查的是安全用电原则，结合四个选项中的行为分析即可。
4、【答案】D
【解析】【解答】A．电能表是用来计量家中所有用电器消耗的电能的，A不符合题意；
B．空调和吊灯属于并联，他们并不影响互相的工作，B不符合题意；
C．漏电保护器与插座是串联的，插座处发生漏电或有人触电时才会切断电源；如果插座被短路，空气开关就会切断电流，C不符合题意；
D．电路发生短路，电路中的电流非常大，这时空气开关就会“跳闸”，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电能表是用来计量家中所有用电器消耗的电能的；家庭电路中各用电器并联；空气开关就会“跳闸”，可能是短路或总功率过大。
5、【答案】B
【解析】【解答】A．转过2r消耗的电能
所需的时间为
用电器的电功率为
电饭锅的功率在1000W左右，A不符合题意；
B．由可知：1度电可供此用电器工作的时间为
B符合题意；
C．开关控制用电器，故开关与用电器串联，C不符合题意；
D．由公式可知
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合电能表的参数求转动2r消耗的电能，根据公式P=求出电功率；根据生活经验估测家用电器的名称。
根据P=计算时间；根据公式W=QU计算电荷量；注意开关与用电器串联。
6、【答案】D
【解析】【解答】由于是在卧室内，亮度可以小一点，可以将两个灯泡串联，这样连接：总电功率较小、在相同时间内消耗电能少；通过电流小、使用寿命长；
AC．相同灯泡的电阻相等，因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以，两盏灯并联时电路中的电阻小于一盏灯的电阻，因家庭电路上的电压不变，由
可知，两盏灯并联时的实际功率大于接其中一盏时的功率，由灯泡的亮暗取决于实际功率的大小可知，买两只相同的灯泡并联安装，亮度比安装一只灯泡更亮，AC不符合题意；
BD．因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，两盏灯串联时电路中的电阻大于一盏的电阻，因家庭电路上的电压不变，由
可知，两盏灯串联时的实际功率小于接其中一盏时的功率，由灯泡的亮暗取决于实际功率的大小可知，这两盏灯的亮度比接其中一盏时要暗些，B不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由于是在卧室内，亮度可以小一下，可以将两个灯泡串联，根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小判断亮暗关系。
7、【答案】D
【解析】【解答】A. 发现有人触电应该先切断电源，不能直接用手拉开，否则施救者也会触电，A不符合题意；
B. 当电路发生短路或用电器的总功率过大时，空气开关会发生跳闸现象，B不符合题意；
C. 同时工作的用电器越多，相当于增大了导体的横截面积，因此总电阻越小，C不符合题意；
D. 使用测电笔辨别火线和零线时，用手接触笔尾金属体电极，笔尖接触电线，氖管发光，表明检测的是火线，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】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。
8、【答案】C
【解析】【解答】A．一节新干电池电压是1.5V，A正确，不符合题意；
B．我国家庭电路的电压是220V，B正确，不符合题意；
C．实验用小灯泡的电流约为0.2A，C错误，符合题意；
D．家中电视机的电功率约为200W，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
9、【答案】C
【解析】【解答】A．由图乙可知，当 时， 的电压等于电源电压，所以电源电压为6V，当 时， 的电压为1V，则 的电压为5V，此时的电流
的电阻
A不符合题意；
B．由图乙可知，R2=20Ω时，电压表示数为2V，B不符合题意；
C．由 可知，当总电阻最小时，总电功率最大，所以当滑动变阻器阻值为0时，电路中最大总功率
C符合题意；
D．滑片在b端时，电路中的电流为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】分析电路结构，定值电阻和滑动变阻器是串联关系，明确电流表和电压表的测量对象，滑动变阻器接入电路中的电阻越大，电路中的电流越小，分得的电压越大，定值电阻分得的电压越小，整个电路的功率越小，结合欧姆定律求解电路中的电流和电压，利用功率公式P=UI求解功率即可。
10、【答案】C
【解析】【解答】AB．设最初滑动变阻器甲、乙接入电路的电阻相等且都等于R，此时甲和乙的电功率均为P，欧姆定律可知，此时电路电流
甲和乙的电功率均为 ，将乙的滑片向右移甲不动，设滑动变阻器乙的电阻增大了 ，则电路总电阻
根据欧姆定律可知，此时电路电流
此时甲的电功率为
因为
故I> I'
故P＞Р甲
乙的电功率为
因为
根据P=I2R可知P甲＜P乙
AB不符合题意；
C．设甲右滑后的电阻为R甲，乙右滑后的电阻为 ，甲右滑后甲的功率为
而
因为
可得
所以
C符合题意；
D．因为
所以I'＜I''
根据P=I2R可知P乙＜P'乙
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合电路中的电阻，利用欧姆定律求解电流，利用功率公式P=I2R求解功率即可。
二、填空题
1、【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。
2、【答案】导体的电阻或电阻
【解析】【解答】根据“两个完全相同的烧瓶中装有质量和初温相同的煤油”可知其吸热多少，只与温度变化，有关。由图可知，电阻丝市串联的，电流相同，通电时间相同，故产生的热量多少，只与电阻大小有关。故而是探究“电流产生的热量与导体的电阻是否有关”或“电流产生的热量与电阻是否有关”
【分析】当电流、通电时间相同，可以探究导体产生的热量与电阻的关系。
3、【答案】220；100；25
【解析】【解答】由铭牌知，正常工作电压为220V，额定功率为100W，额定功率与实际电压无关。灯泡电阻为
所以实际功率为
【分析】家庭电路中的电压为220v，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；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。
4、【答案】30
【解析】【解答】如图R1、R2串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电路中的电流
电阻R2在1min内产生的热量Q=W=U2It=1v 0.5A 60s=30J
【分析】利用电压和电阻的比值计算电流；根据电压、电流和时间的乘积计算产生的热量。
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：小灯泡上标有“8V 8W”字样，并且温度对灯丝电阻没有影响，所以小灯泡的电阻是
答：小灯泡的电阻是
（2）解：由题意可知，当滑动变阻器的滑片P置于最左端a点时，小灯泡正常发光，则可知电源电压是
移动滑片使电流表的示数为0.4A时，这时电路的总电阻是
这是一个串联电路，滑动变阻器接入电路的阻值是
答：移动滑片使电流表的示数为0.4A时，滑动变阻器接入电路的阻值是；
（3）解：再次移动滑片，当小灯泡消耗的功率为时，小灯泡两端的电压是
流过小灯泡的电流大小是
根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器的电压是
那么这时滑动变阻器消耗的功率是
答：再次移动滑片，当小灯泡消耗的功率为时，滑动变阻器消耗的功率是。
【解析】【分析】（1）根据用电器的电压和电功率，可以计算电阻；
（2）根据电压和电流的比值， 计算电阻；根据串联电路电阻规律计算部分电阻；
（3）根据用电器的实际电功率和电阻，可以计算实际电压大小；利用电压和电阻的比值， 计算电流；根据串联电路分压规律计算分压，利用电压和电流的乘积，计算电功率。
2、【答案】（1）解：电能表允许接入用电器的最大功率 =U =220V 20A=4400W
电热水壶的电阻是R= = =40
答：电能表允许接入用电器的最大功率是4400W，电热水壶正常工作的电阻是40Ω
（2）解：电水壶消耗的电能W=Pt=1.21kW h=0.121kW
电能表转过的圈数n=0.121kW·h 2000r/kW·h=242r
答：消耗的电能是0.121kW·h，会使家中电能表的表盘转过242r
（3）解：当实际电压为200V时电水壶的实际功率P实= = =1000W
答：此时电热水壶的实际功率1000W。
【解析】【分析】（1）利用电压和电流的乘积计算电功率；利用电压和电功率计算电阻；（2）根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能；结合转盘转数规格，计算实际转数；（3）根据实际电压和电阻计算电功率的大小。
3、【答案】（1）解：由图丙知道，额定加热功率P加热=880W，由P=UI知道，加热时电路中的电流
答：加热时电路中的电流大小为4A；
（2）解：电源电压一定，由 和图乙知道，S闭合时，只有R1连入电阻，电路中电阻小，为加热状态；S断开两电阻串联，电路中电阻大，为保温状态，由欧姆定律知道R1的阻值
由串联电路特点和 知道，保温时电路中电阻
即
解得R2=2365Ω
答：R2的阻值为2365Ω；
（3）解：由W=Pt知道，做饭加热和保温各10min总共消耗的电能W=P加热t+P保温t=（P加热+P保温）t=（880W+20W）×10×60s=5.4×105J
答：某次做饭加热和保温各10min总共消耗的电能为5.4×105J。
【解析】【分析】（1）利用电功率和电压的比值计算用电器的电流；（2）根据电压和电流的比值计算电阻；利用电压和电功率计算总电阻；（3）利用电功率和时间的乘积计算消耗的电能。
四、实验探究
1、【答案】（1）
（2）C
（3）0.5
【解析】【解答】(1)测量小灯泡的电功率实验中，所用小灯泡的额定电压为2.5 V，小灯泡的电阻约为10 Ω，所以小灯泡的额定电流约为 所以电流表应该选择“0.6”的接线柱；滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮，由串联电路的分压原理知，即P向右滑动时变阻器连入阻值变小，所以应该将变阻器右下接线柱接入电路中，如图所示：
。(2)因为电流表和电压表都有示数，说明电路没有断路，而灯泡不亮可能是灯泡实际功率太小，所以应该移动滑动变阻器，观察小灯泡是否发光，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。(3)当灯泡正常发光时电压为2.5V，由图乙知，电流为0.2A，所以灯泡的额定功率是
【分析】（1）测量灯泡电功率时，滑动变阻器和电流表、灯泡串联；滑动变阻器要一上一下；电流表要正入负出；（2）灯泡和滑动变阻器串联时灯泡不发光，通过调节滑片位置，检查电路故障；（3）根据电压和电流的乘积计算电功率大小。
2、【答案】（1）
（2）断开；右端
（3）小灯泡短路（或电压表短路）；小灯泡断路
（4）0.42；1.05
（5）增大；灯丝的电阻随温度升高而增大
【解析】【解答】(1)电流表选择0~0.6A量程，滑动变阻器选择上面接线柱。
；(2)连接电路时，开关处于断开状态，防止因电路接错而烧坏元件。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处，以保护电路。(3)电流表有示数，说明电路没有发生断路；灯泡不亮电压表无示数，说明小灯泡短路。小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路发生了断路；电压表有示数，说明被测部分短路，即小灯泡断路。(4)由图可知，电流表选择的是0~0.6A量程，读数为0.32A。小灯泡的额定功率为 (5)从表格中的数据可知，灯丝的电阻随两端电压的增加而增大，原因是灯丝电阻跟温度有关，温度升高电阻变大。
【分析】（1）测量灯泡电功率时，电流表和滑动变阻器串联，滑动变阻器要一上一下，根据电流大小选择量程；（2）连接电路时，开关处于断开状态；滑动变阻器的滑片置于最大阻值处；（3）在串联电路中，电流表有示数，电压表无示数，电压表测量的位置短路；若电流表无示数，电压表有示数，电压表测量的位置断路；（4）根据电流表选择的量程和指针位置读取电流；利用电压和电流的乘积计算电功率；（5）灯丝电阻随温度的增大而增大。