北京课改版物理九年级全一册同步练习：第十一章　电功和电功率 单元测试（有答案）

第十一章　
一、单项选择题(每题4分，共48分)
1．下面是一些用物理学家的姓氏命名的物理量单位，其中电功的单位是(　　)
A．伏特(V) B．欧姆(Ω) C．焦耳(J) D．瓦特(W)
2．在如图所示的家用电器中，不是利用电流热效应工作的是(　　)
3．安全用电，人人有责。下列做法符合安全用电原则的是(　　)
A．更换灯泡时必须先切断电源
B．用湿手接触与电源相连的电器
C．在电线上晾晒衣服
D．使用试电笔时，手不要接触试电笔后端的金属部分
4．关于电功和电功率，下列说法中正确的是(　　)
A．电功率是表示电流做功快慢的物理量
B．用电器消耗的电能越多，电功率越大
C．灯泡两端的电压不等于其额定电压时，消耗的电功率可以等于其额定功率
D．额定功率越大的用电器，消耗的电能一定越多
5．如图所示的四个电路中，电源电压相同且保持不变，已知电阻R1和R2的阻值大小关系为R1>R2。在这四个电路中，总功率最大的是(　　)
6．如图所示是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是(　　)
A．电冰箱接入三孔插座后其外壳与零线相连
B．断开开关S时，用试电笔接触A点氖管发光，接触B点时氖管不会发光
C．保险丝烧断后可用铜丝代替
D．闭合开关S时，电灯不亮，保险丝未烧断，可能是电灯短路
7．如图所示，把分别标有“6 V　6 W”和“6 V　3 W”的甲、乙两个小灯泡串联接入电路，闭合开关后，其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡发光较暗，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则以下说法正确的是(　　)
A．甲灯的电阻大于乙灯的电阻 B．整个电路此时消耗的总功率是4.5 W
C．1 s内甲灯消耗的电能是3 J D．甲灯两端的电压为6 V
8．如图所示是“伏安法”测电阻的电路，电源电压不变。闭合开关S，将滑片P向左滑动的过程中(　　)
A．电流表示数变小 B．电压表示数不变
C．电路总功率变小 D．两电表示数的比值不变
9．电熨斗通电一段时间后，熨斗面很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这是因为(　　)
A．导线的电阻远小于电熨斗的电阻 B．通过导线的电流小于电熨斗中的电流
C．导线的散热比电熨斗快 D．导线外的绝缘皮隔热
10．根据额定电压为2.5 V小灯泡的I－U图像(如图所示)分析，下列结论正确的是(　　)
A．当小灯泡两端的电压为0 V时，其电阻为0 Ω
B．当通过小灯泡的电流为0.1 A时，其实际功率为0.1 W
C．通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比
D．小灯泡的额定功率为0.625 W
11．如图所示是探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关的实验装置。将两根阻值不等的电阻丝R1、R2(R1＜R2)串联后分别放入两个透明容器中，并封闭等量的空气。通电前，A、B两个U形管内的液面相平。接通电源1 min后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则下列判断中正确的是(　　)
　
A．I1＞I2，A管中的液面较高 B．I1＜I2，A管中的液面较低
C．I1＝I2，A管中的液面较高 D．I1＝I2，A管中的液面较低
12．如图所示，电源电压为12 V保持不变，闭合开关S后，当滑片P从最右端向最左端滑动的过程中，小灯泡的I－U关系图像如图乙所示，最后小灯泡正常发光。下列说法中正确的是(　　)
　　　
A．小灯泡的额定电压为3 V
B．滑动变阻器的最大阻值为9 Ω
C．该电路总功率的变化范围为3～24 W
D．小灯泡正常发光1 min，电流所做的功为24 J
二、多项选择题(每题4分，共8分)
13．小明在家中将某用电器插入插座后，家中的空气开关自动切断，原因可能是(　　)
A．插座短路 B．插头短路
C．用电器功率太大 D．该用电器有断路部分
14．如图所示，将一只标有“12 V　6 W”的灯泡L1和“6 V　6 W”的灯泡L2并联后，接在6 V的电源上，闭合开关S，则(设灯丝电阻不变)(　　)
A．灯泡L1比灯泡L2亮 B．灯泡L2比灯泡L1亮
C．两灯的实际功率之和小于12 W D．两灯的实际功率之和等于12 W
三、实验解答题(共28分)
15．(10分)小强在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用电源为两节新干电池，小灯泡上标有“2.5 V”字样。请回答下列问题：
实验次数 电压U/V 电流I/A 实际功率P/W 小灯泡亮度
1 0.5 0.18 不亮
2 2.0 0.30 较亮
3 2.5 0.32 很亮
4 2.8 0.35 特别亮
(1)请你帮助小强用笔画线代替导线，将中的实物电路连接完整(要求滑片向右移动时滑动变阻器接入电路中的阻值变大)。
(2)闭合开关后，小强发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数。若电路中只有一处故障，则这个故障可能是小灯泡________(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后继续实验，小强进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中。请你分析第1次实验中小灯泡不亮的原因是：____________________。
(4)由表格中的数据可知，小灯泡的额定功率为________W，且小灯泡的亮度是由它的______________决定的。
(5)通过分析本次实验的数据和现象还会有一个新的发现，即__________________。
16．(8分)实验桌上有如下器材：一个保温烧瓶(烧瓶内装有适量的煤油)、温度计和阻值已知的电阻丝R，还有满足实验要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线若干。小强想利用这些器材探究“电流通过电阻时产生的热量Q与电流I的定性关系”。
(1)如图所示是小强连接的电路。请你帮助他将电路连接完整，并满足开关S闭合前，滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)小强要想完成此实验，还需添加的一个测量工具是________。
(3)实验中，电流通过电阻时产生的热量Q的大小用__________________来反映。
(4)利用上述器材还可以探究电流通过电阻时产生的热量跟____________的关系。
17．(10分)在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，小雨同学选择的器材有：一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为3 V的电源、额定电压为2.5 V的小灯泡和一个标有“20 Ω　1.5 A”字样的滑动变阻器。
(1)如果小灯泡的额定功率小于1 W，电流表的量程应选__________。
(2)请用笔画线代替导线，将甲中的实物电路连接完整(连线不得交叉)。要求：当滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表的示数增大。
　　　
(3)改变滑动变阻器接入电路中的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据，小雨画出了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像(如图乙所示)，并根据图像提供的信息，计算出小灯泡的额定功率为________W，小灯泡灯丝电阻随电压的增大而________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)另一组同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出实验中的操作不当之处：_______________________。
四、科普阅读题(4分)
18．阅读短文，回答问题。
新型发热材料——PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料制成的。
PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)家用固体电热灭蚊器就是用PTC陶瓷电热元件制成的，为其电阻随温度变化的图像，由图可知，该PTC材料的居里点温度为________℃。
(2)家用固体电热灭蚊器工作时两端电压不变，温度基本恒定在165 ℃左右，若它的温度高于165 ℃(但低于300 ℃)，电阻________(选填“变大”或“变小”)，功率________(选填“变大”或“变小”)，使其温度________(选填“升高”或“降低”)；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。
五、计算题(共12分)
19．(6分)如图所示的电路中，电源电压为15 V且保持不变，R1和R2为定值电阻，R1＝10 Ω。闭合开关S1，断开开关S2，电流表示数I＝0.3 A。求：
(1)10 s内电阻R1上产生的电热。
(2)电阻R2的阻值。
(3)开关S1、S2都闭合时，电路的总功率。
20．(6分)如图所示是某电吹风的工作原理图。电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风。已知此电吹风的热风挡额定功率为572 W，冷风挡额定功率为88 W。
(1)请画出该电吹风处于热风挡的等效电路图。
(2)求电吹风在热风挡正常工作时，通过电热丝的电流I。
1．C　2.B　3.A　4.A　5.D
6．B　 电冰箱接入三孔插座能使电冰箱金属外壳接地，防止由于冰箱的外壳漏电而使人发生触电事故，故A错误；断开开关S时，A点在火线上，所以接触A点时氖管会发光，B点与火线没有直接接触也没有间接接触，所以接触B点时氖管不会发光，故B正确；当电路中电流过大时，保险丝熔断从而保护电路，如果用铜丝代替保险丝后，就起不到保护作用了，故C错误；若闭合开关S时，电灯不亮，保险丝未烧断，可能是电灯断路，若电灯短路，则保险丝烧断，故D错误。
7．B　 由P＝UI＝可得，两灯泡的电阻分别为R甲＝＝＝6 Ω，R乙＝＝＝12 Ω，则R甲＜R乙，故A错误；两灯泡的额定电流分别为I甲＝＝＝1 A，I乙＝＝＝0.5 A，因串联电路中各处的电流相等，且一个灯泡正常发光，另一个灯泡发光较暗，所以，电路中的电流I＝I2＝0.5 A，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，整个电路此时消耗的总功率：P＝I2(R甲＋R乙)＝(0.5 A)2×(6 Ω＋12 Ω)＝4.5 W，故B正确；1 s内甲灯消耗的电能：W甲＝I2R甲t＝(0.5 A)2×6 Ω×1 s＝1.5 J，故C错误；甲灯两端的电压：U甲′＝IR甲＝0.5 A×6 Ω＝3 V，故D错误。
8．D　 由电路图可知，电阻Rx与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻Rx两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑片P向左滑动时，接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，故A错误；根据U＝IR可知，定值电阻的阻值不变，电流变大，则其两端的电压变大，即电压表示数变大，故B错误；电源电压不变，电流变大，根据P＝UI可知，电路总功率变大，故C错误；电压表与电流表示数的比值为待测电阻Rx的阻值，阻值不变，比值不变，故D正确。
9．A　 导线和发热电阻串联，所以电流相等；导线的电阻远小于发热电阻，由焦耳定律可知，导线的发热量远小于发热电阻的发热量。
10．D　 电阻是导体本身的一种属性，跟导体的材料、长度、横截面积有关，跟导体两端的电压和通过的电流无关，故A错误；由图可知，小灯泡的电流为0.1 A时，其实际电压小于1 V，根据P＝UI可知，实际功率小于0.1 W，故B错误；由图可知，灯泡的电流与其两端电压的图像，不是正比例函数，即不成正比，故C错误；由图可知，小灯泡在额定电压为2.5 V时，电流为0.25 A，额定功率P＝UI＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W，故D正确。
11．D
12．B　 由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流。
由题意可知，当滑片P位于最左端时，小灯泡正常发光，此时变阻器接入电路中的电阻为零，通过灯泡的电流最大，由图乙可知，灯泡两端的电压为12 V，即小灯泡的额定电压为12 V，故A错误；
当滑片P位于最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，灯泡两端的电压UL＝3 V，电路中的电流I＝IL＝1 A，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＝12 V－3 V＝9 V，
由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：
R＝＝＝9 Ω，故B正确；
当滑片P位于最左端时，电路为小灯泡的简单电路，电路中的电流最大，电路的总功率最大，由图乙可知，通过灯泡的电流I额＝2 A，则P大＝P额＝U额I额＝12 V×2 A＝24 W，当滑片P位于最右端时，接入电路中的电阻最大，电路的电流最小，电路的总功率最小，由图乙可知，灯泡两端的电压UL＝3 V，电路中的电流I＝IL＝1 A，则：
P小＝UI＝12 V×1 A＝12 W，
所以，该电路总功率的变化范围为12～24 W，故C错误；
小灯泡正常发光1 min，由P＝可得，电流所做的功：WL＝P额t＝24 W×60 s＝1440 J，故D错误。
13．BC　
14．BC
15．(1)如图所示
(2)短路　
(3)小灯泡的实际功率太小
(4)0.8　实际功率
(5)灯丝的电阻随温度的升高而变大
(1)要求滑片向右移动时滑动变阻器接入电路中的阻值变大，应该将变阻器的左下方接线柱接入电路，小灯泡上标有“2.5 V”字样，电压表选择0～3 V的量程，电压表和灯泡并联。
(2)闭合开关后，电流表有示数，电路为通路，小强发现灯泡不亮，电压表无示数，若电路中只有一处故障，这个故障可能是小灯泡短路。
(3)根据第1次实验数据，灯的实际功率：
P1＝U1I1＝0.5 V×0.18 A＝0.09 W，小灯泡不亮的原因是小灯泡的实际功率过小。
(4)灯在额定电压下正常发光，由表格中的数据可知，灯在2.5 V时的电流为0.32 A，小灯泡的额定功率为PL＝ULIL＝2.5 V×0.32 A＝0.8 W。同理，第2、4次灯的实际功率为0.6 W、0.98 W，故小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。
(5)由欧姆定律可知，第1次实验中灯的电阻为R1＝＝≈2.8 Ω，同理第2、3、4次灯的电阻分别为6.7 Ω、7.8 Ω、8 Ω；灯的功率越大，灯丝的温度越高，故通过分析本次实验的数据和现象还会有一个新的发现，即灯丝的电阻随温度的升高而变大。
16．(1)如图所示
(2)停表　
(3)煤油升高的温度
(4)通电时间
(1)将图中的滑动变阻器、电流表串联接入电路中，要求开关S闭合前，滑动变阻器接入电路的阻值最大，则应将变阻器的左下接线柱接入电路中。(2)要探究“电流通过电阻时产生的热量Q与电流I的定性关系”，必须控制电阻和通电时间相同，改变电流大小，所以还需要添加的一个测量工具是停表，用来控制通电时间相同。(3)根据Δt＝，实验中应通过比较液体升高的温度，来比较电流通过电阻时产生热量的多少。(4)在不改变器材和电路连接的情况下，该实验方案还可以探究的问题是电流通过电阻产生的热量与通电时间的关系，即：在电阻R和电流I不变时，改变通电时间，比较电流通过电阻时产生的热量的多少。
17．(1)0～0.6 A
(2)如图所示　
(3)0.75　增大
(4)连接电路时开关未断开且滑动变阻器的阻值未调至最大
(1)根据I＝，可以粗略算出小灯泡的额定电流为I＝＝0.4 A，故电流表量程应选0～0.6 A。(3)从图像中可看出电压为2.5 V时通过小灯泡的电流为0.3 A，根据公式P＝UI计算出小灯泡的额定功率为0.75 W。从图像中可以看出，随着电压的增大，小灯泡的电阻逐渐增大。
18．(1)100　
(2)变大　变小　降低
19．(1)10 s内电阻R1上产生的电热：
Q＝I2R1t＝(0.3 A)2×10 Ω×10 s＝9 J。
(2)闭合开关S1，断开开关S2，R1和R2串联，
R总＝＝＝50 Ω，
则R2＝R总－R1＝50 Ω－10 Ω＝40 Ω。
(3)闭合开关S1、S2，R2短路，只有R1接入电路，电路的总功率：
P＝＝＝22.5 W。
20．(1)电吹风吹热风时，电动机和电阻丝并联，等效电路图如下。
(2)当电吹风在热风挡时，电热丝和电动机并联，电吹风的热风挡额定功率为P1＝572 W；当电吹风在冷风挡时，只有电动机工作，冷风挡额定功率为P2＝88 W，则电热丝正常工作时的功率为P＝P1－P2＝572 W－88 W＝484 W，
则由P＝UI得，电热丝正常工作时的电流：
I＝＝＝2.2 A。