粤沪版物理九年级上册阶段综合练习：第十五章　电能与电功率 单元测试（Word有答案）

第十五章　
一、选择题(每题3分,共30分)
1.商场中,卖微波炉的售货员和顾客就微波炉省电还是费电发生了争论。售货员说:“微波炉很省电,用它加热食物花不了多少电费。”顾客说:“微波炉很费电,我家的微波炉一开就跳闸。”上述争论中,顾客混淆的两个概念是 (　　)
A.电压和电流 B.电功率和电流 C.电能和电功率 D.电能和电功
2.小明利用电能表测某家用电器的电功率。当电路中只有这个用电器工作时,测得30 min内消耗的电能为0.6 kW·h,这个用电器可能是 (　　)
A.空调 B.电冰箱 C.电视机 D.白炽灯
3.如图果导体没有电阻,以下可能发生的现象是 (　　)
A.白炽灯发光更亮 B.电热吹风机不能吹出热风
C.用电热水壶将水烧开 D.电动汽车不能正常行驶
4.现将“PZ220—100”“PZ110—100”和“PZ36—100”3盏灯并联接在36 V的电路中,比较它们的亮度,则 (　　)
A.“PZ220—100”最亮 B.“PZ110—100”最亮
C.“PZ36—100”最亮 D.3盏灯一样亮
5.小张同学在家发现客厅白炽灯发的光比卧室白炽灯发的光亮,对这种现象判断正确的是 (　　)
A.流过客厅白炽灯灯丝的电流小 B.客厅白炽灯灯丝的电阻小
C.客厅白炽灯两端的电压大 D.以上判断都有可能
6.下表是小明在某个实验中得到的电压和电流的测量值,他可能进行的实验探究是 (　　)
①探究通过导体的电流与导体两端电压的关系②测量小灯泡的电功率
③测量小灯泡的阻值 ④探究影响电流做功多少的因素
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0
电流I/A 0.26 0.34 0.42 0.48 0.52 0.54
A.①②③ B.②③④ C.②③ D.①③
7.额定电压均为6 V的甲、乙两灯的I-U图线如图示,下列说法正确的是 (　　)
A.甲、乙两灯的电阻均随电压的增大而减小
B.甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,电阻之比为3∶2
D.甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,实际功率之比为1∶3
8.如图所示为天然气泄漏检测电路原理图,电源电压恒定,R0为定值电阻,气敏传感器两端电压UQ随天然气浓度C变化的关系图像如图图乙所示,则描述R0的功率P0、电路的总功率P随天然气浓度C变化的关系图线,可能正确的是 (　　)
9.如图示,电源电压恒为10 V,闭合开关S,当滑动变阻器的阻值为10 Ω时,电压表的示数为8 V,此时电动机正常工作。若电动机内部线圈的电阻为2 Ω,则通电1 min电流通过电动机内部线圈产生的热量是(　　)
A.4.8 J B.120 J C.1920 J D.3000 J
10.如图所示,电源电压为4 V且保持不变,滑动变阻器的规格为“20 Ω　1 A”。灯泡L的额定电流为0.25 A,通过L的电流与其两端电压的关系如图图乙所示。闭合开关S,移动滑片P,在保证电路安全的情况下,下列说法中正确的是 (　　)
A.灯泡正常发光时的电阻是7.5 Ω
B.灯泡正常发光1 min消耗的电能是60 J
C.电路消耗的总功率最大是1.6 W
D.当电流表的示数为0.2 A时,滑动变阻器连入电路的阻值是12.5 Ω
二、填空题(每空2分,共36分)
11.如图示是小明家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数,由图可知,他家在该月消耗的电能为　　　　　kW·h,他家现已接入用电器的总功率为2000 W,则最多还可连接规格为“220 V　60 W”的白炽灯　　　　盏。
12.某型号摄像机的随机蓄电池的容量是“2 A·h”(“2 A·h”的含义是该蓄电池若以2 A的电流放电,可放电1 h)。若输出电压为12 V,这样的蓄电池充好电后,能释放的最大电能为　　 　J。
13.LED灯在现代生活中得到普遍应用,具有节能、环保的特点。若一个规格为“220 V　5 W”的LED灯每天正常工作10小时,则30天消耗的电能是　　　　kW·h,这些电能可供规格为“220 V　40 W”的日光灯正常工作　　　　h。
14.如图示是现在家庭常用的电子式单相电能表表盘,表盘上标有“3200 imp/(kW·h)”的字样,表示每消耗1 kW·h的电能,指示灯闪烁3200次。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6 min,电能表指示灯闪烁了320次。该家用电器的额定功率是　　　　W,则这个家用电器可能是　　　　　　　(选填“电热水壶”“台灯”或“电视机”)。
15.现有规格为“220 V　100 W”的电灯泡一只,若将它接在家庭电路中,通过该灯泡的电流为
　　　　A;若将它接在电压为110 V的电路中,该灯泡的电阻为　　　　Ω(不考虑温度对灯丝电阻的影响),实际功率为　　　　W,消耗1 kW·h的电能可供它连续工作　　　　h。
16.如图示,标有“12 V　24 W”字样的灯泡L和电阻R连接在电路中,灯泡正常发光,电流表的示数为3 A,则R的阻值为　　　　Ω,它的电功率为　　　　W。
17.如图示,电源电压不变,当开关S1、S2同时闭合时,电流表的示数是0.3 A,电压表的示数是6 V,R1的阻值为　　　　Ω。若两表互换位置,当开关S2闭合、S1断开时,电流表示数是0.2 A,R2消耗的电功率为　　　　W。
18.某品牌的电热水壶在220 V电压下正常工作,其工作电路如图所示,工作时分为加热挡和保温挡,定值电阻R1的阻值为22 Ω,R2的阻值为1210 Ω,使用加热挡加热时的功率为
　　　　W。将2 L初温为20 ℃的水用加热挡加热至100 ℃,需要用时　　　　s(不计热量损失)。水沸腾后可进入保温状态,如图果保温3 h要消耗　　　　J的电能。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3]
三、实验探究题(共22分)
19.(10分)为了探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”,小明采用了如图所示的实验装置,其中R1(1)实验中,R1、R2采用　　　　的连接方法,使通过它们的电流相等。
(2)在通电时间相同时,两个烧瓶中煤油温度上升较高的是　　　　(选填“甲”或“乙”)瓶。由此可知,在通电时间相同,电流一定的情况下,电阻越大,电流产生的热量越　　　　(选填“多”或“少”)。
(3)影响电流产生热量的因素有多个,为此该实验采用了　　　　　　法进行探究,在研究以下两个问题时,方法与此相同的是　　　　(填字母)。
A.探究电流与电压的关系时,要保持电阻一定
B.在研究光的传播情况时,用光线来表示光的传播情况
20.(12分)某同学利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率,电源电压恒定,小灯泡的额定电压为2.5 V,实验步骤如图下:
(1)请根据如图图甲所示的电路图,用笔画线代替导线帮助该同学将图乙中的实物电路连接完整(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小)。
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于　　 　　(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S,发现电流表指针偏转,小灯泡微弱发光,而电压表指针不偏转,则故障的原因可能是电压表　　　　(选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使小灯泡两端电压达到额定电压,此时电流表的示数如图图丙所示,则通过小灯泡的电流为　　　　A。
(5)通过以上数据可以计算出小灯泡的额定功率为　　　　W。
(6)在测量小灯泡额定功率时,另一位细心的同学在调节滑动变阻器的过程中,记录了多组电流表与电压表的示数,并大致描绘出了小灯泡的I-U图像,如图图丁所示。通过图像可以发现:在不同电压下,小灯泡灯丝的电阻不同,小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而　　　　。
四、计算题(共12分)
21.(6分)如图所示,电源电压保持不变,灯L标有“6 V　3 W”字样。当只闭合开关S1时,灯L正常发光,再闭合开关S2时,电流表的示数为1.5 A。求:
(1)灯L正常发光时,通过灯L的电流。
(2)通电1 min电阻R产生的热量。
22.(6分)甲是某种压力秤的电路原理示意图,电压表(量程为0~3 V)可对应显示压力的大小。已知R0=100 Ω,电源电压U=4.5 V且保持不变,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图图乙所示。(踏板的重力忽略不计)
(1)当一个重力大小为600 N的中学生站在压力秤的踏板上时,电压表的示数为多少
(2)此时电路消耗的总功率为多少
1.C
2.A　 用电器在30 min内消耗的电能为0.6 kW·h,用电器的电功率:P===1.2 kW=1200 W,故该用电器可能为空调。
3.B　 白炽灯、电热吹风机、电热水壶都是利用电流的热效应工作的,如图果导体没有电阻,用电器不会产生电热,白炽灯不能发光,电热吹风机不能吹出热风,电水壶不能烧水,故B正确。
4.C　 当三盏灯并联在36 V的电路中时,额定电压为220 V、110 V和36 V的三盏灯均能发光,但额定电压为220 V、110 V的灯泡都不能正常发光,因此它们的实际功率都小于额定功率100 W,只有额定电压为36 V的灯泡正常发光,故它的实际功率等于额定功率100 W,因此额定电压为36 V的灯泡最亮。
5.B
6.C　 由表中数据可知,电流与电压的测量值不成正比。若探究通过导体的电流与导体两端电压的关系,当电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比,实验①不符合题意;若测量小灯泡的电功率,由于灯丝的电阻随温度的升高而变大,所以通过灯丝的电流与其两端的电压不成正比,实验②③符合题意;探究影响电流做功多少的因素的实验中需要测量时间,实验④不符合题意。
7.D　 由I-U图线可知,甲、乙两灯的电阻随电压的增大而增大,故A错误;由于甲、乙两灯的额定电压均为6 V,由图线可知,I甲额=0.6 A,I乙额=0.3 A,则甲、乙两灯的额定功率之比:====,故B错误;甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,通过的电流分别为I甲=0.3 A、I乙=0.2 A,根据I=可得,电阻之比:===,故C错误;把甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,通过它们的电流相等,且电源电压等于两灯泡两端的电压之和,由图线可知,当电路中的电流为0.3 A时,甲灯的实际电压为2 V,乙灯的实际电压为6 V,满足电源电压为8 V,所以实际功率之比:===,故D正确。
8.C　 由图甲可知,R0与气敏传感器串联,电压表测气敏传感器两端的电压。由图乙可知,气敏传感器两端的电压与天然气浓度C成正比,即UQ=kC,则R0两端电压:U0=U-kC,R0的功率P0=,故P0与C是二次函数关系,故A、B错误;电路总功率P=UI=U×=-,故P与C是一次函数关系,且P随C的增大而减小,故C正确,D错误。
9.A　 由图知,R与M串联,电压表测M两端电压,电流表测电路中电流,串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,所以R两端的电压:UR=U-UM=10 V-8 V=2 V,串联电路中电流处处相等,所以电路中的电流:IM=IR===0.2 A,所以通电1 min电流通过电动机内部线圈产生的热量:Q=I2RMt=(0.2 A)2×2 Ω×1×60 s=4.8 J。
10.D　 由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流。灯泡正常发光时的电流IL=0.25 A,由图乙可知,灯泡正常发光时的电压UL=2.5 V,由I=可得,灯泡正常发光时的电阻:RL===10 Ω,故A错误;灯泡正常发光1 min消耗的电能:WL=ULILt=2.5 V×0.25 A×60 s=37.5 J,故B错误;灯泡正常发光时,电路中的电流最大,电路的总功率最大,则P大=UI大=UIL=4 V×0.25 A=1 W,故C错误;由图乙可知,当电流表的示数为0.2 A时,灯泡两端的电压UL'=1.5 V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压:UR=U-UL'=4 V-1.5 V=2.5 V,则滑动变阻器连入电路的阻值:R===12.5 Ω,故D正确。
11.90　3　 该月份小明家消耗的电能是W=1377.6 kW·h-1287.6 kW·h=90 kW·h,他家可以同时使用的用电器的总功率最大是P=UI=220 V×10 A=2200 W,现已接入用电器的总功率为2000 W,还可以利用的电功率为P'=2200 W-2000 W=200 W,所以最多还可以接入的白炽灯数目:n==≈3。
12.86400
13.1.5　37.5　 若一个规格为“220 V　5 W”的LED灯每天正常工作10小时,则30天消耗的电能:W=Pt=5×10-3 kW×10 h×30=1.5 kW·h;这些电能可供规格为“220 V　40 W”的日光灯正常工作的时间:t'===37.5 h。
14.1000　电热水壶
用电器消耗的电能W==0.1 kW·h,用电器的功率P===1 kW=1000 W。
15.0.45　484　25　40
通过灯泡的电流:I==≈0.45 A,灯泡的电阻:R===484 Ω,
实际功率:P实===25 W,可连续工作时间:t===40 h。
16.12　12
分析电路可知,灯泡L与电阻R并联在电路中,由灯泡正常发光可知,电源电压为12 V,通过灯泡的电流为I额===2 A,则通过电阻R的电流为IR=I-I额=3 A-2 A=1 A,电阻R的阻值为R===12 Ω;电功率为P=UIR=12 V×1 A=12 W。
17.20　0.4　 由电路图可知,开关S1、S2同时闭合时,电压表测电源电压,电流表测通过电阻R1的电流,电阻R1的阻值:R1===20 Ω;两表互换位置,当开关S2闭合、S1断开时,两电阻串联,电阻R1两端的电压:U1=I1R1=0.2 A×20 Ω=4 V,电阻R2两端的电压:U2=U-U1=6 V-4 V=2 V,电阻R2消耗的功率:P2=U2I1=2 V×0.2 A=0.4 W。
18.2240　300　4.32×105　 由电路图可知,只有开关S闭合时,电路为R2的简单电路;当S、S1都闭合时,两电阻并联,此时电路中的总电阻最小,由P=UI=可知,电路的总功率最大,电热水壶处于加热挡,则电热水壶处于加热挡时的功率:P=P1+P2=+=+=2200 W+40 W=2240 W。由ρ=可得,水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg,水吸收的热量Q=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J;不计热量损失,消耗电能W=Q=6.72×105 J;由P=可得,加热时间t===300 s。开关S闭合时,电路为R2的简单电路,此时为保温状态,保温3 h要消耗的电能W'=P2t=40 W×3×3600 s=4.32×105 J。
19.(1)串联　(2)乙　多　(3)控制变量　A
(1)由电路图知,电阻R1与R2首尾顺次连接,是串联,这样可以控制通过两电阻的电流与通电时间相等。
(2)电阻R1与R2串联,通过它们的电流I及通电时间t都相等,已知R1(3)影响电流产生热量的因素有多个,为此该实验采用了控制变量法进行了探究。探究电流与电压的关系时,要保持电阻一定,采用的是控制变量法。在研究光的传播时,用光线来描述光的传播情况,采用的是模型法。
20.(1)如图图所示
(2)A　(3)断路
(4)0.3　(5)0.75　(6)增大
(1)滑片P向左移动的过程中电流表示数变小,此时滑动变阻器连入电路的阻值变大,由实物电路知,滑动变阻器应选择B端接线柱串联入电路中。(2)为了保护电路,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处。(3)闭合开关S,发现电流表指针偏转,小灯泡微弱发光,若电压表断路,则电压表无示数,符合题意;若电压表短路,则灯泡不亮,不符合题意。(4)由图丙知,电流表使用小量程,分度值为0.02 A,所以灯泡两端电压达到额定电压时,通过小灯泡的电流为0.3 A。(5)灯泡的额定功率:P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W。(6)由图丁知,通过灯丝的电流随灯丝两端电压的增大而增大,
灯泡实际功率增大,温度升高,灯丝的电阻增大。
21.(1)由P=UI可得,灯泡正常发光时,通过灯L的电流为IL===0.5 A。
(2)当只闭合开关S1时,电路为L的简单电路,由灯L正常发光可知,电源电压:U=UL=6 V。
再闭合开关S2时,R与L并联,
电流表测干路电流,其示数I=1.5 A,
则通过电阻R的电流为
IR=I-IL=1.5 A-0.5 A=1 A,
通电1 min电阻R产生的热量为
Q=W=UIRt=6 V×1 A×60 s=360 J。
22.(1)当压力F=600 N时,由图乙可知,此时压力传感器的电阻R=150 Ω,
电路中的电流:
I===0.018 A,
电压表示数:
U0=IR0=0.018 A×100 Ω=1.8 V。
(2)此时电路消耗的总功率:
P总=UI=4.5 V×0.018 A=0.081 W。