苏教版物理九年级下册第十五章 电功和电热同步测评试题（含解析）

苏教版物理九年级下册第十五章 电功和电热同步测评
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、如图甲所示的电路中，电源两端电压保持不变，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从右端移动到左端的过程中，读出相应的电流表和电压表的示数，记录实验数据。根据数据作出I—U的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　）
A．电源两端电压为3V
B．电路总功率最大时，电流表的示数为0.1A
C．滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω
D．电压表示数最大时，电路总功率最小
2、在如图甲所示的电路中，电源两端的电压保持不变，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P由a端滑至b端的过程中，通过小灯泡的电流I随其两端电压U变化的I-U图像如图乙所示。已知小灯泡的额定电压为12V，下列说法中正确的是（　　）
A．在电压表示数变小的过程中，电路消耗的总功率不断变大
B．滑动变阻器的最大阻值为9Ω
C．滑片P由a端滑至b端的过程中，小灯泡的电功率变化了9W
D．滑片P由a端滑至b端的过程中，电路的总电功率变化了21W
3、在国际单位制中，电功率的单位是（　　）
A．伏特（V） B．安培（A） C．焦耳（J） D．瓦特（W）
4、下列用电器中利用电流热效应工作的是（　　）
A．电风扇 B．电视机 C．电热水壶 D．笔记本电脑
5、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
6、如图所示是家用电吹风的工作原理图，圆弧形触片可置于A、B、C三处，电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风，下列说法正确的是（ ）
A．电风扇工作时将机械能转化为电能
B．电热丝选材时要选择导电性能好的铜丝
C．圆弧形触片置于A处时电风扇和电热丝串联
D．圆弧形触片置于B处时电吹风吹凉风
7、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
8、如图甲所示电路中，R为滑动变阻器，R0为定值电阻，电源电压4V恒定不变。（不计温度对电阻影响），在滑片滑动过程中，电流表与电压表的示数变化图乙所示，则根据图象信息可知（　　）
A．R0阻值是35Ω B．电路的最大总功率是3.2W
C．电路的最小总功率是0.35W D．滑动变阻器的最大阻值是5Ω
9、下列估测的数据中，最接近实际的是（　　）
A．手机正常通话时的电流约为5A B．一个电子所带的电量约为1C
C．人体的安全电压为36V D．教室里一盏日光灯的功率约为40W
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、家庭电路中电视机和电灯的连接方式是______（选填“串联”或“并联”）的，控制电灯的开关应接在______（选填“零”或“火”）线上，1度电可供“220V 40W”的灯泡正常工作______h。
2、电冰箱使用三脚插头与电源连接，如图a所示，细心观察可以发现，三脚插头中接用电器金属外壳的那个插脚比另外两个插脚要稍长。
（1）这样的设计主要考虑下列哪一因素______（选填字母）；
A．使插头的造型更美观
B．插入插座中可更稳固插头
C．有利于识别火线和零线插脚
D．插入插座时，可确保用电器外壳先接地
（2）如图b所示是电冰箱的简化电路图，图中M是电冰箱压缩机内的电动机，L是电冰箱内的照明灯，打开冰箱门时，开关______自动闭合，使得照明灯亮；冰箱内温度降低到设定温度时，开关______自动断开，电动机停止工作；
（3）冰箱的压缩机是一台电动机，它工作时是把______能转化为______能；
（4）提出一项使用冰箱时的节能措施：______。
3、两个带电体相互排斥，则它们带的是______种电荷（选填“同”或“异”）；如果用______材料做输电线输送电能，就可以减少电能损耗（选填“半导体”或“超导”）；如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车，给汽车蓄电池充电时，电池相当于______（填“用电器”或“电源”）。
4、用电器的电压和电功率的关系：
电压关系 功率关系 用电器工作情况
U实=U额 P实=P额 用电器正常工作
U实＜U额 P实＜P额 用电器不能正常工作
U实＞U额 P实＞P额 易损坏用电器
电灯的亮度由____________决定，_______（填“电流”“电压”或“实际功率”）越大，灯越亮。
5、在家庭电路中，电热水器与其他用电器是______联连接的。我国家庭电路的供电电压是______V，对人体安全的电压：______。
6、白炽灯上标有“220V，110W”字样，灯泡正常发光时它两端的电压______V，通过的电流______A，正常发光时电阻______Ω。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、如图所示，两电阻串联，R1阻值为20，R2阻值为30，电源电压6V，闭合开关后，求：
（1）电流表的示数；
（2）通电60s，电阻R1消耗的电能。
2、在如图所示的电路中，电源两端的电压恒为15V，白炽灯泡L的规格为“12V 3W”，若其灯丝电阻值保持不变，R为定值电阻。闭合开关S，灯泡正常工作。求：
（1）电阻R的阻值；
（2）电路的总功率。
3、某电热水壶铭牌的部分信息如表所示该电热水壶正常工作时，把2kg水从20℃加热到100℃用时14min。求：
型号 XX
额定电压 220V
额定功率 1000W
频率 50Hz
（1）水吸收的热量；
（2）电热水壶的热效率。
4、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。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【解析】
【详解】
A．由图可知，滑动变阻器和定值电阻串联在电路中，电压表测量定值电阻R1两端的电压，滑动变阻器的滑片P从右端移动到左端的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电流表示数变大，由欧姆定律可知，电压表示数变大，当滑动变阻器滑片在最左端时，滑动变阻器电阻为零，电路中电流最大，电压表示数最大，且等于电源电压，由图乙可知，电压表示数最大值，即电源电压为2.5V，故A错误；
B．由可知，当电路中电流最大的时候，电路总功率最大，由图可知，电路中最大电流为0.5A，即电路总功率最大时，电流表的示数为0.5A，故B错误；
C．当滑动变阻器滑片在最右端时，滑动变阻器电阻最大，此时电路中电流最小，为0.1A，此时电压表示数为0.5V，滑动变阻器两端的电压为
此时滑动变阻器的电阻，即滑动变阻器的最大值为
故C正确；
D．电压表示数最大时，电流表的示数也最大，由可知，此时电流总功率最大，故D错误。
故选C。
2、B
【解析】
【详解】
A．如图灯泡和滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，在电压表示数变小的过程中，由图乙可知，电路中的电流变小，根据 电路消耗的总功率不断变小，故A错误；
B．当滑片P在a端时，滑动变阻器的最大阻值最大，最大阻值为
故B正确；
C．滑片P由a端滑至b端的过程中，小灯泡两端的电压变大，电流变大，根据小灯泡的电功率大，变化了
故C错误；
D．滑片P滑至b端时，电路中只有灯泡，故灯泡两端的电压12V就是电源电压，滑片P由a端滑至b端的过程中，电路的总电功率变化了
故D错误.。
故选B。
3、D
【解析】
【详解】
A．伏特是电压的基本单位，故A不符合题意；
B．安培是电流的基本单位，故B不符合题意；
C．焦耳是电能的基本单位，故C不符合题意；
D．瓦特是电功率的基本单位，故D符合题意。
故选D。
4、C
【解析】
【详解】
A．电风扇工作时，主要是电能转化为机械能，不是利用电流的热效应，故A不符合题意；
B．电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能和少部分内能，不是利用电流的热效应，故B不符合题意；
C．电热水壶工作时，电能转化为内能，是利用电流的热效应，故C符合题意；
D．笔记本电脑工作时，主要将电能转化为光能、声能和少部分内能，不是利用电流的热效应，故D不符合题意。
故选C。
5、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。
6、D
【解析】
【详解】
A．电风扇工作时将电能主要转化为机械能，故A错误；
B．根据焦耳定律可知，电流产生的热量与导体的电阻、通电时间、电流的大小有关；选择电热丝时，电热丝要有一定的电阻值，而铜丝的导电性较好，同种情况下的电阻很小，容易造成电路短路，故B错误；
C．圆弧形触片置于A处时，电流的路径有两条，电风扇和电热丝并联，故C错误；
D．圆弧形触片置于B处时，只有电动机接入电路，电吹风吹凉风，故D正确。
故选D。
7、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。
8、B
【解析】
【详解】
A．当滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路为R0的简单电路，由乙图可知，所以
故A不符合题意；
B．电路的最大功率
故B符合题意；
CD．当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由乙图可知，电路的总电阻为
滑动变阻器的最大阻值为
电路的最小功率为
故CD不符合题意。
故选B。
9、D
【解析】
【详解】
A．手机正常通话时的电流约为0.15A，故A不符合题意；
B．一个电子所带的电量约为，故B不符合题意；
C．在不同的环境下人体的安全电压值不同，一般认为人体的安全电压不高于36V，故C不符合题意；
D．教室里一盏日光灯的工作电流约0.2A，功率约为40W，故D符合题意。
故选D。
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、 并联 火 25
【解析】
【详解】
[1]家庭电路电压为220V，电视和电灯的额定电压都是220V，为保证它们正常工作并且可以独立工作，要并联到电路中。
[2]在家庭电路中为用电安全，开关与电灯串联，开关一端接电灯，一端接火线，这样在开关断开后，电灯与火线脱离，保证用电安全。
[3] 40W=0.04kW ，1度电即1kW h，可供“220V 40W”的灯泡正常工作时间为
2、 D S2 S1 电 机械 尽量减少开冰箱门的次数
【解析】
【详解】
（1）[1]三孔插座的上端接线柱与地线相连接，脚插头中接用电器金属外壳的那个插脚比另外两个插脚要稍长，是为了插入插座时，可确保用电器通电前外壳先接地，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（2）[2]由图b得，开关S2控制照明灯，因此打开冰箱门时，开关S2自动闭合，使得照明灯亮。
[3]由图b得，开关S1控制电动机，冰箱内温度降低到设定温度时，开关S1自动断开，电动机停止工作。
（3）[4]冰箱的压缩机是一台电动机，它工作时消耗电能，主要用于电动机转动，故工作时是把电能转化为机械能。
（4）[5]冰箱工作时，温度达到一定温度，冰箱开始运行，当温度降低到一定温度，冰箱停止运行，故应减少开冰箱的次数或者缩短开冰箱的时间，减少热传递，通过减少冰箱运行的次数来省电。
3、 同 超导 用电器
【解析】
【详解】
[1]由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以，当两个带电体相互排斥时，说明它们带的是同种电荷。
[2]由于超导体的电阻为零，所以在用超导体进行远距离输电时不会消耗电能产生热量，减少了在输电过程中的能量损耗，大大节约了能源。
[3]给汽车蓄电池充电时，电池消耗电能，所以，此时蓄电池相当于用电器。
4、 实际功率 实际功率
【解析】
【详解】
[1][2]由表中数据可知，灯泡两端的实际电压越大，灯泡的实际功率越大，灯泡越亮，所以灯泡的亮度是由实际功率决定的。
5、 并 220 不高于36V
【解析】
【详解】
[1]家庭电路中，家用电器之间保证各用电器之间互不影响，又能正常工作，所以是并联连接。
[2]我国家庭电路中，用电器正常工作的电压是220V。
[3]由物理学常识可知，对人体安全的电压是不高于36V。
6、 220 0.5 440
【解析】
【详解】
[1]由灯泡的铭牌可知，灯泡的额定电压为220V，额定功率为110W，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，即为220V。
[2]正常发光时通过灯丝的电流
灯泡的电阻
三、计算题
1、（1）0.12A；（2）17.28J。
【解析】
【详解】
解：（1）闭合开关后，两电阻串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中电流表的示数
（2）通电60s，电阻R1消耗的电能
W1=U1It=I2R1t=（0.12A）2×20Ω×60s=17.28J
答：（1）电流表的示数为0.12A；
（2）通电60s，电阻R1消耗的电能为17.28J。
2、（1）；（2）
【解析】
【详解】
解：（1）因串联电路总电压等于等部分电压之和，故定值电阻R两端的电压
串联电路各处电流相等，根据，电路电流
根据欧姆定律，电阻R的阻值
（2）根据，电路的总功率
答：（1）电阻R的阻值为；
（2）电路的总功率为。
3、（1）6.72105J；（2）80%
【解析】
【详解】
解：（1）水吸收的热量
（2）电热水壶正常工作时的功率
由可得，正常工作消耗的电能
电热水壶的效率
答：（1）水吸收的热量为；
（2）电热水壶加热效率为80%。
4、（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。