2021-2022学年人教版物理九年级全册第十八章电功率定向测试试题（有解析）

人教版物理九年级全册第十八章电功率定向测试
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 ，电路中电源电压恒为 6V，定值电阻 R2为 10Ω，滑动变阻器 R1的规格为“20Ω 0.5A”，电压表量程为 0~3V，电流表量程为 0~0.6A。则（　　）
A．电压表测量的是电阻 R2两端的电压
B．当变阻器 R1的滑片 P 向右适度移动时，电压表的示数变小
C．当变阻器 R1接入电路中的阻值是 5Ω 时，通电 30s 电阻 R2产生的热量是 24J
D．为了保证电路中各元件安全工作，变阻器 R1接入电路的阻值范围是 2～10Ω
2、下列数据中，最接近生活实际的是（　　）
A．人步行的速度约为1.1m/s
B．一瓶普通矿泉水的质量约为50g
C．小汽车内的汽油机效率可以达到95%
D．一台家用空调正常工作时功率约为400W
3、如图甲所示电路中，电源电压不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，灯泡L的额定电压为4V。第一次只闭合开关S、S1，滑片P从a端移到b端，图乙是滑动变阻器功率与电压表示数的关系图象；第二次只闭合开关S、S2，保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P，图丙是在安全的前提下通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系图象。则下列说法正确的是（　　）
A．定值电阻R0的阻值为20Ω
B．电源电压为10V
C．只闭合开关S、S1，滑动变阻器的最大功率为0.9W
D．只闭合开关S、S2，为保证电路安全，滑动变阻器移动的阻值范围为10~50Ω
4、如图所示，阿里公司的数据运行服务器浸泡在装有冷却液的容器中。冷却液直接吸收服务器通电工作产生的热量，再进入外循环冷却，之后再送回服务器所在容器。以下分析正确的是（　　）
A．此冷却液属于导电性能强的材料 B．此冷却液的比热容应该很小
C．服务器的内能不会发生转移 D．冷却液有效减小电热产生的危害
5、下列估测数据最符合实际情况的是（ ）
A．重庆城区冬天的平均气温约为-10℃ B．电饭煲正常工作时电流约为0.05A
C．教室里电灯正常工作的电压是220V D．电热水器加热时的电功率约为1.2W
6、如图所示，当开关闭合时，电压表V1、V2的示数分别为10V和4V，已知电动机M的线圈电阻为1Ω，R是阻值为4Ω的定值电阻，下列结论正确的是（　　）
A．R 两端的电压为6V B．通过电动机的电流为6A
C．电阻R消耗的电功率为8W D．电动机消耗的电功率为6W
7、某调光灯电路如图所示，已知电源电压不变，不考虑灯丝电阻变化，当滑动变阻器滑片P滑至a端时，灯泡L的功率为36W；滑片P滑至b端时，灯泡L的功率为4W，则滑片P滑至ab的中点时，灯泡L的功率为（　　）
A．9W B．16W C．18W D．27W
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、下列物理量最接近实际的是（　　）
A．人体能承受的最大安全电压为220V B．通过电冰箱的电流大约0.1A
C．书房里台灯的功率大约为10W D．1W的节能灯工作1h消耗电能1kW·h
10、如题图甲所示，电源电压恒为3V，灯泡L标有“2.5V”，滑动变阻器R标有“10Ω 1A”的字样，灯泡L的I-U图线如图乙所示，闭合开关S，在电路安全的情况下，下列说法不正确的是（　　）
A．滑片P向右移动的过程中，电压表示数变小
B．滑片P向左移动的过程中，灯丝电阻变大
C．滑片P处于b端时，电压表示数为1.5V
D．灯泡正常发光时，电路总电功率为0.75W
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、学校创客小组探究气压传感器的使用参数，同学们将一节塑料管与抽气机连接，将气压传感器插入管内，传感器与计算机相连，如图甲所示，抽气时，从计算机上可读出该位置气压。
（1）抽气时，管内气压______外界大气压（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）气压传感器内部工作原理如图乙，R0是定值电阻，R1是压敏电阻，其阻值与气压的关系如图丙所示。当R1=30Ω时，压敏电阻受到的气压为______Pa，随着抽气速度增大，阻值会______，电压表示数会______（以上两空选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）若电源电压为12V，R0=10Ω，当气压传感器的读数为0.9×105Pa时，压敏电阻的阻值为______Ω，此时R0的电功率为______W。
2、某家庭某月初电能表的示数如图甲所示，月底表盘示数如图乙所示，他所在地区每度电的电费是0.5元，则本月他家应缴纳电费______元；将某家用电器单独接在该电能表上正常工作5min，电能表指示灯闪烁了160次（即160imp），该家用电器正常工作5min消耗的电能是______kW h，该家用电器的额定功率是______W。
3、如图所示，小灯泡L1、L2的连接方式是______联。闭合开关后电压表的示数是1.4V，若电源电压是3V，则小灯泡L2两端的电压是______V，测得流过L1的电流是0.15A，则小灯泡L2的实际电功率是______W。
4、有一台电动机，额定电压为3V，额定电流为1A，电动机线圈的电阻为0.5Ω，这台电动机正常1min，电动机损耗热量是______J，电动机的效率是______。
5、一盏灯标有“220V，100W”是表示______是220V，（不考虑温度对灯丝电阻的影响）其阻值为______Ω，如果接在110伏的电路中，则实际功率是______W。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、如图所示电路中，电源电压为4V，R1=1Ω，R2=4Ω。求：
（1）当开关S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数和通电1min电阻R1上产生的热量；
（2）当开关S1、S2闭合，S3断开时，电路消耗的总功率。
2、现代人提倡“低碳生活”，某公司发明了一种走路时能发电并充电的鞋子充电鞋，这种鞋的后跟装有一个小型涡轮发电机。行走时利用脚跟下落时对鞋跟向下的压力压缩鞋跟做功，使小型涡轮旋转发电，并能给手机、MP3等充电。如图所示，是一名质量为60kg的成年人走路时提起脚跟的示意图，O点是脚尖与鞋底面的接触点，F1为人抬脚时提起脚跟的力，F2的大小等于人的体重，OA=20cm，AB=5cm。每次脚跟下落时，脚跟对鞋跟的下压力F为F1的1.2倍，并向下压缩鞋跟0.5cm。则：（g取10N/kg）
（1）脚跟对鞋跟的下压力F为多大？
（2）人落脚一次下压力做功多少J？
（3）若人步行时平均步距为50cm，充电鞋发电并充电的效率为15%。利用充电鞋给标有“3.6V 1000mAh”耗尽电能的手机电池充电，人至少要行走多远的距离？
3、人类正面临能源危机，为了找到更节能的光源，科学家做了大量的实验，实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同。请通过计算回答下列问题：
类型 LED灯 白炽灯
发光原理 二极管发光 钨丝高温发光
额定电压 24伏 220伏
响应时间 10-9秒 10-3秒
额定功率 12瓦 100瓦
（1）LED灯正常发光时的电流是多大？
（2）LED灯正常发光时的电阻是多大？
（3）正常工作10h，使用LED灯比白炽灯要节约多少电能？
4、某家用电饭锅工作时有加热和保温两种状态，工作状态的切换由温控开关S自动控制，如图甲是该电饭锅的简化电路图，如图是它的有关参数。求：
额定电压 220V
加热功率 880W
保温功率 88W
（1）电饭锅在加热状态下工作1min消耗的电能；
（2）电阻R1的阻值；
（3）电饭锅处于保温状态下工作1min电阻R1放出的热量。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．定值电阻 R2 与滑动变阻器 R1串联，电压表测滑动变阻器的电压，电流表测电路的电流，故A不符合题意；
B．当变阻器 R1 的滑片 P 向右适度移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大，由分压原理，电压表的示数变大，故B不符合题意；
C．当滑动变阻器 R1 接入电路中的阻值是 5Ω 时，根据串联电阻的规律，电路的电阻为
R=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω
由欧姆定律，电路的电流为
通电 30s 电阻 R2 产生的热量是
Q=I2 R2 t=(0.4A)2×10Ω×30 s=48J
故C不符合题意；
D．滑动变阻器 R1 的规格为“20Ω 0.5A”，可知滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，电流表量程为 0～0.6A，故电路的最大电流为0.5A，此时滑动变阻器连入电路的电阻最小，根据串联电阻的规律及欧姆定律，滑动变阻器 R1 接入电路的最小电阻为
滑动变阻器连入电路的电阻越大，电压表示数越大，根据电压表选用的量程可知，滑动变阻器的最大电压为3V，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为
U定=6V-3V=3V
即滑动变阻器电压和定值电阻的电压相等，根据分压原理，滑动变阻器 R1 接入电路的最大阻值为10Ω，故为了保证电路中各元件安全工作，变阻器 R1 接入电路的阻值范围是 2～10Ω，故D符合题意。
故选D。
2、A
【详解】
A．人步行的速度约为1.1m/s，符合实际；故A正确；
B．一瓶普通矿泉水的质量约为500g；故B错误；
C．汽车内的汽油机效率在30%左右；故C错误；
D．家用空调正常工作时功率约1000W以上；故D错误。
故选A。
3、C
【详解】
AB．只闭合开关S、S1，R0和滑动变阻器串联，由图乙结合串联分压规律得
解方程得
故AB错误；
C．只闭合开关S、S1，滑动变阻器的功率
即当滑动变阻器阻值等于R0的阻值时其功率最大，滑动变阻器的最大功率为
故C正确；
D．只闭合开关S、S2，灯L和滑动变阻器串联，由图丙知灯L正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值最小，最小值为
因为电压表量程是0~15V，滑动变阻器滑片可滑至阻值最大处，即a端，由图乙可知，滑动变阻器的最大阻值是
在电路安全的情况下，滑动变阻器移动的阻值范围为5~50Ω，故D错误。
故选C。
4、D
【详解】
A．服务器浸泡在冷却液中，如果导电性强，会引起服务器短路，应选择绝缘性好的材料，故A错误；
B．冷却液选择比热容大的，在质量相同时，改变相同的温度，相比比热容小的物质吸收的热量更多，故应选择比热容大的物质。故B错误；
C．冷却液的作用是将服务器的内能通过热传递转移走，内能减小，温度降低，保护服务器，故C错误；
D．由于电流的热效应，电流通过导体时一般都会发热，设备内能增加，温度升高，冷却液通过热传递将热量带走，防止因温度过高而损坏，可以保护设备。故D正确。
故选D。
5、C
【详解】
A．重庆城区冬天的平均气温约为4~8℃，故A不符合题意；
B．电饭煲为大功率用电器，功率约1100W，因此电饭煲正常工作时电流约为5A，故B不符合题意；
C．我国家庭电路电压为220V，因此教室里电灯正常工作的电压是220V，故C符合题意；
D．电热水器为大功率用电器，加热时的电功率约为1200W，故D不符合题意。
故选C。
6、D
【详解】
A．由电路图可知，电阻R和电动机串联，电压表V1测电源的电压，V2测电阻R两端的电压；所以电阻R两端的电压为UR＝4V，故A错误；
B．电动机的电压
UM＝U﹣UR＝10V﹣4V＝6V
电路中的电流为
故B错误；
C．电阻R消耗的电功率
PR＝URIR＝4V×1A＝4W
故C错误；
D．电动机消耗的电功率
PM＝UMIM＝6V×1A＝6W
故D正确。
故选D。
7、A
【详解】
设电源的电压为U，当滑动变阻器的滑片P滑至a端时，电路为L的简单电路；灯泡的功率为
﹣﹣﹣①
当滑片P滑至b端时，电路为L与滑动变阻器的最大阻值R串联；由串联电阻的规律及欧姆定律，电路中的电流为
此时灯泡的功率为
﹣﹣﹣②
当滑片P滑至ab的中点时，电路为L与0.5R串联，此时电路中的电流为
此时灯泡的功率为
﹣﹣﹣③
①除以②可得
即R＝2RL；将R＝2RL带入③式可得
故选A。
8、B
【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、C
【详解】
A．人体的安全电压值因环境不同而不同，一般认为不高于36V的电压是安全电压，故A不符合题意；
B．电冰箱在工作时，通过电冰箱的电流大约1A，故B不符合题意；
C．书房里台灯的功率大约为10W接近实际，故C符合题意；
D．功率为1kW的用电器工作1h消耗电能是1kW·h，故D不符合题意。
故选C。
10、C
【详解】
由图甲可知，该电路为R和L的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测灯L两端的电压。
A．滑片P向右移动的过程中，变阻器连入电路的电阻变大，由串联分压可知变阻器两端的电压变大，由串联电路的电压的规律可知灯泡两端的电压变小，即电压表的示数变小，故A正确，不符合题意；
B．滑片P向左移动的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，由串联分压可知变阻器两端的电压变小，由串联电路的电压的规律可知灯泡两端的电压变大，由图乙可知，灯泡两端的电压分别为0.5V、1.5V、2.5V时，通过灯泡的电流分别为0.1A、0.2A、0.25A，由可知，灯泡的电阻依次为5Ω、7.5Ω、1Ω，则滑片P向左移动的过程中，灯丝电阻变大，故B正确，不符合题意；
C．滑片P处于b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联；假设灯泡的阻值不变，灯泡正常发光时的电阻为
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路的总电阻为
R总=RL+R=10Ω+10Ω=20Ω
电路电流为
电压表的示数
UL′=I′RL=0.15A×10Ω=1.5V
此时灯泡的电压小于额定电压，灯泡的实际电阻小于灯泡正常发光时的电阻，又因为串联电路起分压作用，所以灯泡分得的电压小于1.5V，即电压表示数小于1.5V，故C错误，符合题意；
D．小灯泡L正常发光时的电压为2.5V，由图乙可知灯正常发光时通过的电流为0.25A，即电路中的电流为I=0.25A，则小灯泡正常发光时，电路总功率为
P=UI=3V×0.25A =0.75W
故D正确，不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、 小于 0.6×105 变小 变小 40 0.576
【解析】
【详解】
（1）[1]利用抽气机抽气前管内气压等于外界大气压，抽气后管内气体减少，气压减小，小于外界大气压。
（2）[2]由图丙可知，当R1=30Ω时，压敏电阻受到的气压为0.6×105Pa。
[3][4]由图乙可知，R0与R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中电流，随着抽气速度增大，管内的气压变小，压敏电阻R1的阻值变小，由串联电路的分压特点可知，R1两端的电压减小，即电压表的示数变小。
（3）[5]由图丙可知，当气压传感器的读数为0.9×105Pa时，压敏电阻的阻值为40Ω。
[6]因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时电路中的电流为
则此时R0的电功率为
P0=I2R0=(0.24A)2×10Ω=0.576W
2、 45 0.05 600
【解析】
【详解】
[1]由甲、乙图知，某月消耗的电能为
应缴纳电费为
0.5元/kW·h×90kW·h＝45元
[2]3200imp/kW h表示每消耗1kW h的电能，电能表的指示灯闪烁3200次，指示灯闪烁160次消耗的电能为
[3]该用电器正常工作时的电功率，即额定功率
3、 串 1.6 0.24
【解析】
【详解】
[1]由图知，电路中的电流逐一通过开关和两个灯泡，所以灯泡L1、L2是串联的。
[2]由电路图知，电压表与L1并联，所以电压表测的是L1两端的电压，则灯L1两端的电压为1.4V。因为串联电路的总电压等于各串联电路的电压之和，所以L2两端的电压
U2=U-U1=3V-1.4V=1.6V
[3]因为串联电路的电流处处相等，所以通过L2的电流
I2=I1=0.15A
L2的实际电功率
P2=U2I2=1.6V×0.15A=0.24W
4、 30 83.3%
【解析】
【详解】
[1] 这台电动机工作消耗的电能
电流通过线圈产生的热量
[2]获得的机械能
电动机的效率
5、 额定电压 484 25
【解析】
【详解】
[1]标有“220V 100W”的灯泡，表示额定电压是220V，额定功率是100W。
[2]由可得，其阻值为
[3]如果接在110伏的电路中，由于不考虑温度对灯丝电阻的影响，则实际功率为
三、计算题
1、（1）0.8A，；（2）2W
【详解】
解：（1）当开关S1、S2断开，S3闭合时，R1与R2串联，由欧姆定律及串联电路电阻的关系可得电流表的示数为
通电1min电阻R1上产生的热量
（2）当开关S1、S2闭合，S3断开时，电阻R1与R2并联，由欧姆定律及并联电路电压的关系可得通过电阻R1 、R2的电流分别为
，
根据电功率的计算公式及并联电路电流的规律可得电路消耗的总功率
答：（1）当开关S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数为0.8A，通电1min电阻R1上产生的热量为；
（2）当开关S1、S2闭合，S3断开时，电路消耗的总功率为。
2、（1）576N；（2）2.88J；（3）1.5×103m
【详解】
解：（1）人的重力
F2的大小等于人的体重，即
依题意得
由杠杆平衡条件得
每次脚跟下落时，脚跟对鞋跟的下压力F为F1的1.2倍，即
（2）每次脚跟下落时，脚跟对鞋跟的下压力F为F1的1.2倍，并向下压缩鞋跟0.5cm，所以人落脚一次下压力做功
（3）手机充满电需要的电能为
将手机充满电，需要压力做的功为
人需要行走的距离为
答：（1）脚跟对鞋跟的下压力F为576N；
（2）人落脚一次下压力做功2.88J；
（3）若人步行时平均步距为50cm，充电鞋发电并充电的效率为15%。利用充电鞋给标有“3.6V 1000mAh”耗尽电能的手机电池充电，人至少要行走1.5×103m。
3、（1）0.5A；（2）48Ω；（3）0.88kW h
【详解】
解：（1）该LED灯正常工作时电流
（2）由欧姆定律可得LED灯正常发光时的电阻
（3）每天正常工作10h，使用一个LED灯比使用一个白炽灯可节约电能
W=(P白炽灯-PLED)t=(0.1kW-0.012kW)×10h=0.88kW h
答：（1）LED灯正常发光时的电流是0.5A；
（2）LED灯正常发光时的电阻是48Ω；
（3）正常工作10h，使用LED灯比白炽灯要节约0.88kW h的电能。
4、（1）52800J；（2）55Ω；（3）528J
【详解】
解：（1）由表中数据知道，电饭锅加热功率为880W，由 知道，加热状态下工作1min消耗的电能
W=P加热t=880W×60s=52800J
（2）由电路图知道，S闭合时，只有R1连入电路，电路中电阻较小，电源电压一定，由知道，此时电路消耗电功率较大，为加热状态，所以电阻R1的阻值
（3）由电路图知道，S断开，电阻R1、R2串联接在电路中，电路中电阻较大，电路消耗功率较小，为保温状态，由P=UI知道，此时电路中电流
1min电阻R1放出的热量
Q=I2R1t=（0.4A）2×55Ω×60s=528J
答：（1）电饭锅在加热状态下工作1min消耗的电能为52800J；
（2）电阻R1的阻值为55Ω；
（3）电饭锅处于保温状态下工作1min电阻R1放出的热量为528J。