2021-2022学年最新北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率专题训练试题（Word版含答案）

北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率专题训练
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，是电学中比较重要的电路图，利用此电路图可以完成多个电学实验。若电源电压保持不变，闭合开关S，下列说法正确的是（　　）
A．若探究电流与电阻关系，定值电阻R由5Ω换成10Ω，为完成实验，应将滑片右移
B．若要测量定值电阻R的值，可多次改变滑动变阻器的滑片位置，记录多组数据，算出多个电阻值求其平均值，可以减小误差
C．若将定值电阻 R换成小灯泡，可以探究电流与电压的关系
D．若将定值电阻R换成小灯泡，测量小灯泡的额定功率，可多次改变滑动变阻器的滑片位置，记录多组数据，算出功率并求其平均值，减小误差
2、a、b、c三盏灯分别标有“110V，20W”、“220V，40W”、“36V，60W”的字样,三盏灯都正常发光，比较它们的亮度（　　）
A．a灯最亮 B．b灯最亮
C．c灯最亮 D．三盏灯一样亮
3、关于家庭电路，下列说法中正确的是（　　）
A．电灯的开关短路会造成电路中电流过大，保险丝熔断
B．开关要接在电灯和火线之间
C．使用试电笔时，手不能接触笔尾金属体
D．保险装置、插座、家用电器等达到使用寿命后，若没有损坏还可以继续使用
4、下列关于安全用电的说法，错误的是（　　）
A．电能表上标有 10（20）A，则其工作时的电流不应超过 20A
B．电对人体造成的伤害程度与通过人体的电流的大小及持续时间有关
C．洗衣机电源插头上标着 E 的导线跟其金属外壳相连
D．某人使用试电笔的时候，试电笔中电流很大，人体中电流很小
5、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
6、如图所示的电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，闭合开关S滑动变阻器R的滑片P从a端滑到b端的过程中，电流表和电压表示数变化的规律如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为8V
B．定值电阻R0的阻值为20Ω
C．整个电路消耗的最大功率为0.5W
D．滑片P在滑动的过程中，滑动变阻器的最大功率为0.9W
7、如图，将甲，乙两灯电联在电路中闭合开关，发现甲灯发光，乙灯不发光。则乙灯不发光的原因可能是（　　）
A．乙灯灯丝断了
B．乙灯的实际功率太小
C．乙灯的额定电压太低
D．通过乙灯的电流小于甲灯的电流
8、如图所示电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，当R2的滑片向右滑动时，下列说法中正确的是（　　）
A．电流表示数不变，两电压表的示数都变大
B．电压表V1与电流表的示数之比保持不变
C．电流表示数变小，电压表V1示数不变，电压表V2示数变大
D．电路消耗的总功率变大
9、如图所示，小科在家庭电路图中设置了五处开关。小江觉得有几处开关无需设置，这几处开关是（　　）
A．1、2 B．2、4 C．1、4 D．3、5
10、在某温度下，两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图可知（　　）
A．元件A的电阻大于元件B的电阻
B．通过导体的电流相同时，导体A的电功率较大
C．将A和B并联后接在电压为2V的电源两端，干路总电流为0.6A
D．将A和B串联后接到另一电源上，当通过元件A的电流为0.3A时，电路的总功率为0.45W
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、如图所示是研究电流产生热量多少与哪些因素有关的实验装置，在通电加热的过程中，电流通过R1产生的热量Q1和通过R2产生热量Q2之比Q1:Q2=　 　。
2、如图所示，R1的电阻为10Ω，当S1、S2都闭合时，电压表示数为4.5V，电源电压为　 　V。接着只将S2断开，电压表的示数为3V，此时R2消耗的电功率为　 　W。
3、一台电动机正常工作时的电压为220V，线圈电阻为2Ω，通过线圈的电流为1A。则正常工作2min电动机的线圈产生的热量为　 　J，电动机的工作效率为　 　。
4、现代家庭中，都有各种各样的电器，比如冰箱、洗衣机、彩电、空调等，它们都是通过　 　（选填“串联”或“并联”）方式连接起来的。工作时间长了，有些电器外壳发烫，是由于电能转化成了　 　能。
5、某款家用茶具煮茶时的电阻为55Ω，正常情况下通过茶具的电流是　 　A，煮一壶茶用了5 min，产生的热量为　 　J。
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，电源电压恒为10V，电阻 的阻值为 ，闭合开关S，电流表示数为0.2A。求：
（1）电阻 两端的电压 ；
（2）电阻 的阻值；
（3）电路工作10秒钟，电流通过电阻 做的功 。
2、如图是一个饮水机的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻，下表是它的部分参数。[水的比热容为 ]求：
额定电压 220V
额定加热功率 2000W
额定保温功率 88W
（1）S1、S2都闭合时，饮水机处于哪种状态？
（2）1kg的水温度从升高到吸收的热量？
（3）饮水机正常工作时，加热效率为84%，则将1kg的水从加热到需用多长时间？
3、如图甲为新型电饭锅，它采用“聪明火”技术，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。其简化电路如图乙所示，其中和均为电热丝，是自动控制开关。煮饭时，把电饭锅接入电路中，在电饭锅工作的内，电路中总电流随时间变化的图象如图丙所示。求：
（1）和都闭合时电饭锅的电功率；
（2）电热丝的阻值；
（3）这内电饭锅产生的热量。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验，实验室提供的器材有：不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池（若干）和其他常用器材。
（1）图甲是小红进行实验的实物电路图，小灯泡额定电压为3.8V，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大。
（2）连接好电路之后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不发光，小红猜想可能的原因：①小灯泡的灯丝断了；②小灯泡短路；③滑动变阻器断路。她再观察，发现电流表示数为零，由此可判断猜想　 　是错误的；又进一步观察到电压表有示数，最终确定猜想　 　是正确的。（两空均选填“①”“②”或“③”）
（3）排除故障后，小红移动滑片，使电压表的示数达到小灯泡的额定电压，此时电流表的指针如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，为此必须对实验器材进行调整，下列措施可行的是：　 　、　 　。（填字母代号）
A．换最大阻值较小的滑动变阻器 B．串联定值电阻
C．减少电池个数 D．增加电池个数
2、如图所示，图甲是测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验电路图。
（1）请用笔画线代替导线在图乙中完成实物电路的连接。
（2）闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到最　 　（选填“左”或“右”）端。
（3）闭合开关，调节滑动变阻器，改变小灯泡两端电压，同时读出通过小灯泡的电流，记录下每次电压和电流的测量值，并依据记录的实验数据，以电压为横坐标，电流为纵坐标，建立直角坐标系，用描点法得到小灯泡的I U图象如图丙所示，该图象不是一条直线的原因是　 　。
（4）该小灯泡正常发光时的电流为0.48A，则其额定功率为　 　。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】由图得，电阻R与滑动变阻器RP串联，电压表测量电阻R的电压，电流表测量电路的电流，滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小。
A．探究电流与电阻关系，要控制电阻的电压不变，定值电阻R由5Ω换成10Ω，定值电阻分到的电压变大，因此为完成实验，应将滑片左移，使滑动变阻器接入电路中的电阻变大，使滑动变阻器的电压变大，直到定制电阻的电压为原来的电压值，A不符合题意；
B．若要测量定值电阻R的值，可多次改变滑动变阻器的滑片位置，记录多组定值电阻的电压和电流，根据欧姆定律算出多个电阻值求其平均值，减小误差，B符合题意；
C．若将定值电阻R换成小灯泡，由于小灯泡的电阻随温度的改变而改变，因此不可以探究电流与电压的关系，C不符合题意；
D．若将定值电阻R换成小灯泡，测量小灯泡的额定功率，多次改变滑动变阻器的滑片位置，得到的是不同的电压和电流，灯在不同电压下的功率不同，故算出不同电压下的功率是错误的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象，逐项分析判断即可。
2、【答案】C
【解析】【解答】由题可知，三盏灯都正常发光，它们的实际功率都是各自的额定功率。三盏灯中c灯的额定功率最大，所以c灯的实际功率也最大，灯泡亮度由实际功率决定。C灯最亮。
故答案为：C。
【分析】灯泡亮度由实际功率决定。灯泡的实际功率越大，亮度越大。
3、【答案】B
【解析】【解答】 A．电灯的开关短路不会造成电路中电流过大，而是电灯处于常亮状态，无法关闭，保险丝不会熔断，A不符合题意；
B．开关要控制电灯，要与电灯串联，且接在火线与电灯之间，这样开关断开时，灯泡不再与火线相连，在维修和更换灯泡时不会造成触电事故，B符合题意；
C．使用试电笔时，手要接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体，C不符合题意；
D．保险装置、插座、家用电器等达到使用寿命时要及时更换，符合安全用电原则，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合安全用电原则、家庭电路的连接解答即可，注意使用试电笔时，手要接触笔尾金属体。
4、【答案】D
【解析】【解答】解：A、电能表上标有 10（20）A，其中“20”表示其工作时的短时间电流不应超过20A，A正确，不符合题意；
B、电对人体造成的伤害程度不仅与通过人体的电流大小有关，还与通电时间有关，B正确，不符合题意；
C、三脚插头上标着E的导线（接地线）和用电器的金属外壳相连，是为了防止金属外壳漏电时发生触电事故，C正确，不符合题意；
D、在使用试电笔时，试电笔的高值电阻和人串联在火线和大地之间，所以通过试电笔和人体的电流相等。D错误，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。
5、【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。
6、【答案】D
【解析】【解答】AB．由图可知，电阻R0和变阻器R串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流。滑片在a端时，只有R0的简单电路，电路的总电阻最小，由 可知通过电路的电流最大，由图可知最大电流是0.6A，电源电压U=I大R0=0.6A×R0①
由图可知，当变阻器连入电路的阻值最大时，电压表的示数是5V，通过电路的最小电流是0.1A，由串联电路电压的规律和欧姆定律得到0.1A= ②
由①②得到R0=10Ω，U=6V
AB不符合题意；
C．整个电路消耗的最大功率为P最大=UI大=6V×0.6A=3.6W
C不符合题意；
D．滑动变阻器的功率为
当R=R0=10Ω
时，变阻器的功率最大，最大功率为P最大= =0.9W
D符合题意。
故答案为：D。
【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。
7、【答案】B
【解析】【解答】A．乙灯灯丝断了，电路断路，电路中没有电流通过，两个灯泡都不发光，A不符合题意；
B．灯泡的亮度由实际功率决定，甲灯发光，乙灯不发光，说明乙的实际功率比甲的实际功率小得多，B符合题意；
CD．两个灯泡串联，通过两个灯泡的电流相等，甲灯发光，乙灯不发光，说明甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率，由P=UI可知甲灯的实际电压大于乙灯的实际电压，两个灯泡的额定电压大小无法判断，CD不符合题意。
故答案为：B
【分析】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；两个灯泡串联，电流相同，分得的电压与电阻成正比，电阻越大，电压也大，灯泡越亮。
8、【答案】B
【解析】【解答】AC．由
电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测电源两端的电压，电流表测电路中的电流。因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表V2的示数不变，AC不符合题意；
B．由R＝ 可知，电压表V1与电流表的示数之比等于R1的阻值，而R1为定值电阻，则滑片移动时该比值不变，B符合题意；
D．当R2的滑片向右滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由P＝ 可知，电路消耗的总功率变小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】滑动变阻器滑片向右端移动，接入电路中的电阻变大，再结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律分析电路中电流和电压的变化。
9、【答案】B
【解析】【解答】在家庭电路中，电路的总开关应该接在干路中，在电能表之后，故1合理，三线插座中，接地线无需开关控制，故2无需设置，三线插座的右孔接的是火线，为防止触电事故，故3合理，控制灯泡的开关应接在火线和灯泡之间故5合理，在灯与零线之间无需设置开关，故4不合理。
故答案为：B。
【分析】在家庭电路中，电路的总开关应该接在干路中，在电能表之后；为了用电安全，开关必须要控制火线，当开关断开时，用电器不带电。
10、【答案】C
【解析】【解答】A．由图可知，电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系成线性关系，可知二者均为定值电阻，电阻值分别为
可知元件A的电阻小于元件B的电阻，A不符合题意；
B．通过导体的电流相同时，根据 可知导体A的电功率较小，B不符合题意；
C．将A和B并联后接在电压为2V的电源两端后两端电压相同，干路总电流为
C符合题意；
D．将A和B串联后接到另一电源上，通过的电流相同，当通过元件A的电流为0.3A时，电路的总功率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合题目给出的两个用电器的伏安特性曲线，定值电阻的图像为直线，说明电阻为定值，利用欧姆定律求解电阻；两个用电器串联，电流相同，分得的电压与电阻成正比；两个用电器并联，电压相同，分得的电流与电阻成反比，结合图像、欧姆定律和电流电压规律求解用电器两端的电流和电压，再结合选项分析求解即可。
二、填空题
1、【答案】4:1
【解析】【解答】由图可知电阻R1在干路上，R2和R3并联在两条支路上，根据并联电路电流的特点可知I1=I2+I3
因为R2=R3，所以I2=I3
由此可得I1=2I2
流通过R1产生的热量Q1=I12R1t=（2I2）2R1t=4I22R1t
所以
【分析】根据Q=I2Rt计算即可。
2、【答案】4.5；0.45
【解析】【解答】开关S1和S2都闭合时，电阻R2被短路，此时电压表示数为电源电压，故电源电压为4.5V。只断开S2，此时R1和R2串联，电压表测量的为R1两端电压，由欧姆定律可计算出电路中电流
串联电路中电流处处相等，所以流过R2的电流为0.3A，此时R2两端电压为
由R2的电压和电流，可求R2消耗的功率
【分析】由题意可知，本题考查了电路中电压、电功率等常见物理量的计算。可以根据欧姆定律以及电功率的计算公式进行解析。
3、【答案】240；99.1%
【解析】【解答】电动机正常工作2min产生的热量Q＝I2Rt＝(1A)2×2Ω×2×60s＝240J
电动机正常工作2min消耗的电能W＝UIt＝220V×1A×2×60s＝26400J
电动机输出的机械能W机＝W﹣Q＝26400J﹣240J＝26160J
所以电动机的工作效率η＝ ×100%≈99.1%
【分析】根据Q=I2Rt求出电动机正常工作2min线圈产生的热量，根据W=UIt求出这台电动机正常工作2min消耗的电能，消耗的电能减去线圈产生的热量即为输出的机械能，进一步利用η＝ 求得这台电动机的工作效率。
4、【答案】并联；内
【解析】【解答】家庭电路中，各个用电器互不影响，它们是并联的。工作时间长了，有些电器外壳发烫，消耗电能，会产生一部分内能，将电能转化为一部分内能。
【分析】家庭电路中，各用电器并联；电路通过导体会产生热量。
5、【答案】4；2.64×105
【解析】【解答】家用茶具正常情况下工作时两端电压为220V，此时通过茶具的电流
5min产生的热量Q=I2Rt=(4A)2×55Ω×5×60s=2.64×105J
【分析】结合用电器的电阻和电压，利用欧姆定律求解用电器两端的电流即可；电流通过导体时会产生热量，此现象就是电流的热效应，产生的热量通过焦耳定律Q=I2Rt来计算。
三、计算题
1、【答案】（1）解：电阻 两端的电压
答：电阻 两端的电压 为6V；
（2）解：电阻 的两端的电压为
电阻 的阻值
答：电阻 的阻值20Ω；
（3）解：电路工作10秒钟，电流通过电阻 做的功
答：电路工作10秒钟，电流通过电阻 做的功 为12J。
【解析】【分析】（1）理清元件的连接方式，由公式U=IR可求出电阻R1两端的电压。
（2）串联电路中总电压等于各分电压之和得出R2两端的电压，由公式R=可求出电阻R2的阻值。
（3）根据公式W=I2Rt可求出电路工作10秒钟，电流通过电阻R1做的功。
2、【答案】（1）解：由图可知，当S1、S2都闭合时，电路中只有R1工作；只闭合S1时，电阻R1、R2串联，串联电阻大于其中任一电阻，根据可知，当电路中的电阻最小，电路中的电功率最大，所以当S1、S2都闭合时，饮水机处于加热状态。
答:S1、S2都闭合时，饮水机处于加热状态；
（2）解：水吸收的热量:
答:1kg的水温度从从升高到吸收的热量为；
（3）解：由可得，饮水机正常工作时消耗的电能
由可知，需要的加热时间
答:饮水机正常工作时，加热效率为84%，则将1kg的水从加热到需用150s。
【解析】【分析】（1）在串联电路中，所串联的电阻越少，电功率越大；
（2）根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；
（3）根据热量和热效率的比值， 计算消耗的电能，根据电能和电功率的比值， 计算用电器的工作时间。
3、【答案】（1）解：和都闭合时，两电阻并联，根据可知，此时总电阻最小，总功率最大，为高温档，总电流也最大，故此时的电流为3A，则总功率为
答：和都闭合时电饭锅的电功率为660W；
（2）解：当只闭合S时，只有电阻R1接入电路，电阻比较大，是低温档，此时的总电流为2A，那么通过R2的电流为
电热丝的阻值
答：电热丝的阻值为220Ω；
（3）解：因为纯电阻电路中，电能全部转化为内能，这内电饭锅产生的热量
答：这内电饭锅产生的热量为；
【解析】【分析】（1）根据电压和电流的乘积，计算电功率的大小；
（2）根据并联电路电流规律，计算支路电流，利用电压和电流的比值计算电阻；
（3）利用电压、电流和实际的乘积，计算消耗的电能，计算产生的电热。
四、实验探究
1、【答案】（1）
（2）②；①
（3）1.14
（4）B；C
【解析】【解答】（1）采用伏安法测量灯泡的额定电功率，电压表与灯泡并联，测量灯泡的电压，电流表与灯泡串联，测量灯泡的电流。小灯泡额定电压为3.8V，故电压表的量程要选择0~15V；图中滑动变阻器滑片置于最左端，要使连入电路的阻值最大，则下端应连接右端接线柱。如图所示：
（2）移动滑片小灯泡始终不发光，电流表示数为零。若小灯泡短路，则电路中仍然有电流，故猜想②是错误的。
进一步观察到电压表有示数，则说明滑动变阻器没有出现断路现象，因此是小灯泡的灯丝断了。
（3）从图乙中可以看出，电流表的量程选择0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率为
（4）小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，为此必须对实验器材进行调整。串联电路起到分压作用，可以串联定值电阻，和灯泡一起分压。也可以减少电池个数，减小电源电压，减小电路电流。
【分析】（1）滑动变阻器采用一上一下的连接方式，电压表测量小灯泡两端的电压。
（2）根据故障现象分析故障原因，通过分析电流表和电压表的示数，判断电路故障原因。
（3）根据电流表的量程、分度值读出电流表的示数，通过P=UI计算功率。
（4）根据串联电路中电流和电压规律分析降低灯泡两端电压的方法。
2、【答案】（1）
（2）左
（3）小灯泡的电阻随温度的升高而增大
（4）1.2W
【解析】【解答】(1)灯的额定电压为 ，故电压表选用小量程与灯并联，如下图所示：
。
(2)原电路中，变阻器滑片以左电阻丝与灯并联后再与变阻器滑片以右电阻丝串联，闭合开关前，为保护电路，灯的电压要最小，故需将滑动变阻器的滑片移到最左端（灯短路，灯的电压为0）。
(3)小灯泡的 图象如图丙所示，则灯的电阻不是定值，该图象不是一条直线的原因是：小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
(4)该小灯泡正常发光时的电流为 ，则其额定功率为
【分析】（1）根据电路图，根据电压大小选择电压表量程，连接实物图；（2）闭合开关前，滑片在阻值最大处；（3）电流和电压不能成正比，是因为电阻改变了；（4）根据电压和电流的乘积计算电功率。