沪科版物理九年级全一册同步练习：第16章 章末复习 （Word 含答案）

章末复习(五)
一、电功
1.电流做功的过程就是电能转化为　　　　　能的过程,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。
2.电流所做的功与电压、电流和通电时间成正比。电功等于电压、电流和通电时间的乘积,用公式表示:　　　　　。电功的国际单位:　　　　;1度=1 kW·h=　　　　　　J。
3.电能表是测量　　　　　的仪表,计量单位是　　　　。
二、电功率
1.电功率是表示消耗电能　　　　的物理量,用符号　　　　表示,单位是　　　　,简称　　　　,符号是　　　　。定义式:　　　　　　;计算公式:　　　　。
2.额定功率:用电器在　　　　电压下工作时的电功率(或者说用电器正常工作时的电功率),叫做额定功率。
三、焦耳定律
电流通过导体产生的热量跟　　　　　　　成正比,跟导体的　　　　成正比,跟通电　　　　成正比。计算公式:　　　　　　　　。
一、串、并联电路中电功率、电功、电热的比例关系
项目 串联电路 并联电路
电路图
电流 I1∶I2=1∶1 I1∶I2=R2∶R1
电压 U1∶U2=R1∶R2 U1∶U2=1∶1
电功率 P1∶P2=R1∶R2 P1∶P2=R2∶R1
电功 (相等时间) W1∶W2=R1∶R2 W1∶W2=R2∶R1
电热 (相等时间) Q1∶Q2=R1∶R2 Q1∶Q2=R2∶R1
综述 　在串联电路中,电流通过定值电阻时,除电流之比为1∶1外,电功、电功率、电热和电压之比都等于电阻之比 　在并联电路中,电流通过定值电阻时,除电阻两端电压之比为1∶1外,电功、电功率、电热和电流之比都等于电阻的反比
二、“伏安法”测电阻与测电功率的异同点
实验名称 伏安法测灯泡的电阻 伏安法测灯泡的电功率
实验目的 研究造成灯丝电阻不同的真实原因 　测量小灯泡在不同电压下的实际功率和观察灯泡的发光情况
实验原理 R=(欧姆定律) P=UI
电路图
实验设计 　调节滑动变阻器,改变灯泡两端的电压(电压的变化要稍大些),得到多组对应的电压值和电流值,并算出对应的电阻,分析电阻不同的原因 　调节滑动变阻器,使灯泡分别在额定电压、略高于额定电压、低于额定电压下工作。分析实际功率与实际电压的关系和灯泡亮度与实际功率的关系
滑动变阻器的主要作用 　保护电路;改变灯泡两端的电压
多次测量 的目的 　分析温度对灯丝电阻的影响 　分析实际功率与实际电压的关系和灯泡亮度与实际功率的关系
三、电功、电功率与电热
应用公式 基本公式 导出公式
电功 W=UIt=Pt W=t=I2Rt
电功率 P==UI P==I2R
电热 Q=I2Rt Q=t=UIt
适用范围 所有电路 纯电阻电路
命题点1　电能表表盘上的数字
(1)如图所示,电能表是测量　　　　的仪表,方框内的数字记录的是所消耗的　　　　总数,虚线框内的数字为　　　　,单位是　　　　。
(2)电能表表盘上标有“220 V”表示　; “2.5(5) A”中的“2.5 A”表示:　 , “5 A”表示:　 。
(3)电能表表盘上标有“2400 r/(kW·h)”,表示:　 。
某段时间内,该表转盘转了60转,共消耗了　　　　J的电能。
命题点2　灯泡的铭牌
如图所示灯泡的规格为“220 V　60 W”,其中“220 V”表示　 ; “60 W”表示　 。
实验一　测量小灯泡的电功率
(1)实验原理:　　　 　。
(2)实验电路图:根据实验的目的和原理在虚线框内设计实验电路图,并按电路图连接如图所示实物图。
　　　　　　　　　　
(3)设计实验:用电压表、电流表同时测出小灯泡在不同电压下工作时的电压值和电流值,就可间接地计算出它的电功率。
(4)测量工具:电流表、电压表。
(5)实验结论
①同一个小灯泡两端电压不同,小灯泡的亮度　　　　;小灯泡两端电压越高,小灯泡　　　　,电功率　　　　。
②小灯泡只有在　　　　电压下工作时才能正常发光。
(6)评估交流
①你认为决定小灯泡亮暗的物理量是灯泡的　　　　　　。
②张斌同学在求额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率时,为了减小误差,将实验中的电功率的平均值作为额定功率,你认为这种做法对不对 为什么
实验二　探究电流产生的热量与哪些因素有关
(1)实验设计:通过观察温度计示数　　　　　　　　来反映导体产生热量的多少。
(2)探究方法:　　　　　　法、　　　　法。
(3)设计实验
①探究“电阻、电流相同,电热与通电时间的关系”时,电路如图所示。保持电流大小不变,记录不同时间间隔下温度计升高的示数。
②探究“电阻、通电时间相同,电热与电流的关系”时,电路仍如图所示,调节电流的大小,记录相同的时间内温度计示数变化的多少。
③探究“电流、通电时间相同,电热与电阻的关系”时,应将阻值不同的两电阻　　　　联,如图所示。
(4)进行实验:略。
(5)实验结论
①对同一电阻丝,在电流大小不变的情况下,通电时间越长,电流产生的热量越　　　　。
②对同一电阻丝,在通电时间相同的情况下,通电电流越大,电流产生的热量越　　　　。
③在通电电流大小不变,通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量越　　　　。
类型一　电功与电功率
1.[2020·北京] 如图所示电路中,将开关S闭合,完全相同的灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是 (　　)
A.灯L1比灯L2亮
B.通过A点的电流大于通过B点的电流
C.灯L1的实际功率比灯L2的实际功率小
D.电路中A、B两点间的电压等于B、C两点间的电压
2.[2020·河池] “赛龙舟”是端午节里的传统节目。小浩自制了一个卡通龙舟,用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。他用规格为“12 V　6 W”的红灯、“12 V　12 W”的绿灯及“24 Ω　2 A”的滑动变阻器等元件,设计了如图所示电路。当闭合开关S1、S2、S,且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时,两灯都正常发光。电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是 (　　)
A.电源电压为24 V
B.该电路最大工作电流是2 A
C.该电路最小电功率是3 W
D.该电路最大电功率与最小电功率之比为9∶2
3.[2020·眉山] 两个定值电阻,甲标有“10 Ω　1 A”字样,乙标有“15 Ω　0.6 A”字样,现把它们连入由一个开关和电源组成的电路,以下说法正确的是 (　　)
A.甲、乙并联时允许干路的最大电流为1.6 A
B.甲、乙并联时允许乙的最大功率为9 W
C.甲、乙串联时允许电源的最大电压为19 V
D.甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6 W
4.[2020·广安] 灯泡L1标有“12 V　12 W”字样,L2标有“12 V　6 W”字样,当它们串联时,电路两端允许加的最大电压是　　　　。如图果把两灯泡分别串联或并联接入同一电源下(电源电压不变),L1和L2串联时两灯泡的总功率记为P1,并联时两灯泡的总功率记为P2,那么P1∶P2=　　　　。(忽略灯丝电阻的变化,灯泡的实际电压不能超过其额定电压)
5.[2020·葫芦岛] 如图所示,电源电压为4.5 V不变,小灯泡的额定电压为2.5 V,R1=10 Ω。闭合开关S1、S2,将滑动变阻器R2的滑片滑到最左端时,小灯泡正常发光,小灯泡的额定功率为　　　　　　W,通电5 min,电阻R1产生的热量为　　　　J。只闭合开关S1,滑动变阻器R2的滑片从最左端滑到最右端,电压表的示数从1.5 V变化到3 V,滑动变阻器R2的最大阻值为　　　　Ω。
6.[2020·日照] 在如图甲所示的电路中,通过小灯泡L的电流随其两端电压的变化关系如图图乙所示。当开关S、S1闭合,S2断开时,电压表的示数为6.0 V;当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表的示数为1.0 A;当开关S闭合,S1、S2断开时,电压表的示数为3.0 V。已知电源电压恒定不变,R1、R2为定值电阻。求:
(1)当开关S、S1闭合,S2断开时,5 min内小灯泡L消耗的电能。
(2)当开关S闭合,S1、S2断开时,电阻R2的电功率。
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,电流表的示数。(保留两位小数)
类型二　测量电功率
7.[2020·阜新] 在“测量小灯泡额定功率”的实验中,器材有:电源(电压恒为3 V)、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5 V的灯泡、滑动变阻器(20 Ω　1 A)、导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将甲中的实物图连接完整。(要求:滑片向左移动时小灯泡变亮)
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图图乙所示,其原因是　。
(3)问题解决后,第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值,得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图图丙所示,则小灯泡的额定功率为　　　　W。
(4)第一小组的同学在实验中还发现,电压表与电流表示数的比值变大,原因是 　。
(5)第二小组的同学在准备进行实验时,发现电压表坏了,他们找到了一个阻值为10 Ω的定值电阻R0,设计了如图图丁所示的电路,也顺利完成了实验:
①先闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表的示数为I1,则I1=　　　　A。
②保持滑片P的位置不变,闭合开关S、S2,断开S1,读出电流表的示数为I2,则小灯泡的额定功率P额=　　　　　　(用U额、I1、I2表示)。
类型三　电流的热效应
8.[2020·宿迁] 如图所示是探究“影响电流热效应因素”的实验装置,将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内,且R1>R2,瓶内装入等质量的煤油,下列说法错误的是 (　　)
A.烧瓶内选用比热容较小的液体,可以使实验现象更明显
B.该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
C.实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D.若要比较水和煤油的比热容大小,只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
9.[2020·甘南州] 现有两电热丝,甲标有“10 Ω　1 A”,乙标有“15 Ω　0.6 A”,把它们并联起来,通电10 s后,甲、乙两电热丝产生的总热量最多为　　　　。
10.[2020·北海] 如图甲所示电路,电源电压恒为4.5 V,闭合开关S后,滑片P由右向左滑动,因变阻器某处发生断路,滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数,当电流表开始有读数时,再闭合开关S1,此时电压表的示数为2.5 V。电流表读数I与滑片P滑动距离s的关系如图图乙所示。求:
(1)当电流表开始有读数时,R1接入电路的阻值。
(2)当滑片P移到s=2 cm处时,电阻R0在10 s内产生的热量。
(3)当滑片P移到s=6 cm处时,R1消耗的电功率。
(4)电压表的量程为“0~3 V”,电流表的量程为“0~0.6 A”。若R1未断路,且其最大阻值为30 Ω,为保护电路安全,R0的电功率变化范围。
答案
【核心要点突破】
一、1.其他形式
2.W=UIt　焦耳(J)　3.6×106
3.电功　kW·h
二、1.快慢　P　瓦特　瓦　W　P=　P=UI
2.额定
三、电流的二次方　电阻　时间　Q=I2Rt
【教材图片解读】
命题点1　(1)电功　电能　小数位　kW·h
(2)工作电压为220 V
正常工作时的标定电流为2.5 A
短时间内允许通过的最大电流为5 A
(3)电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转2400转　9×104
命题点2　(1)灯泡的额定电压为220 V
灯泡在220 V的额定电压下工作时,额定功率为60 W
【重点实验再现】
实验一　(1)P=UI
(2)如图图所示
(5)①不同　越亮　越大　②额定
(6)①实际功率
②不对。额定功率是用电器在额定电压下的功率,求平均值毫无意义。
实验二　(1)升高的多少　(2)控制变量　转换
(3)③串　(5)①多　②多　③多
【中考真题链接】
1.D　 由图知,两灯泡串联,在串联电路中,各处电流都相等,所以通过A点的电流等于通过B点的电流;已知灯L1和灯L2完全相同(其电阻相同)并且串联,所以由U=IR可知,两灯的电压相同,即A、B两点间的电压等于B、C两点间的电压;灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,两只灯泡两端电压相同,通过的电流相同,由公式P=UI知,其实际功率相同,所以两灯泡的亮度相同,故D正确。
2.C　 当闭合开关S1、S2、S,且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时,两灯并联,两灯都正常发光,说明灯泡两端的电压为额定电压,根据并联电路电压的规律知电源电压为12 V,故A错误。根据P=UI知,红灯中的电流:I红===0.5 A,绿灯中的电流:I绿===1 A,因为两灯并联,所以电路中的总电流:I=I红+I绿=0.5 A+1 A=1.5 A,所以该电路最大工作电流是1.5 A,故B错误。由P=UI知,电压一定,当R电阻最小且两灯并联时,电路中的电流最大,电路中的功率最大,两灯泡并联且滑片P在最右端时电路的总电阻最小,此时两灯并联且都正常发光,所以电路中的最大功率为P最大=P红+P绿=12 W+6 W=18 W;当R的阻值最大,且和两灯中电阻较大的灯串联时,电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,消耗的总功率最小,由R=可知,两灯的额定电压相同,红灯的功率较小,所以红灯电阻较大,R红===24 Ω,电路中的总电阻:R总=R红+R=24 Ω+24 Ω=48 Ω,由题意知,电源电压为U=12 V,电路消耗的最小功率:P最小===3 W,故C正确。该电路最大电功率与最小电功率之比为P最大∶P最小=18 W∶3 W=6∶1,故D错误。
3.D　 由I=可得,两电阻两端允许加的最大电压分别为U甲=I甲R甲=1 A×10 Ω=10 V,U乙=I乙R乙=0.6 A×15 Ω=9 V,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,甲、乙并联时,电源的最大电压U=U乙=9 V,此时通过甲电阻的电流:I甲'===0.9 A,通过乙电阻的电流:I乙'=I乙=0.6 A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路中允许通过的最大电流:I大=I甲'+I乙'=0.9 A+0.6 A=1.5 A,故A错误;允许乙的最大功率:P乙'=UI乙'=9 V×0.6 A=5.4 W,故B错误。因串联电路中各处的电流相等,且甲、乙允许的最大电流分别为1 A、0.6 A,所以,甲、乙串联时电路的最大电流I大'=I乙=0.6 A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,允许电源的最大电压:U大'=I大'(R甲+R乙)=0.6 A×(10 Ω+15 Ω)=15 V,故C错误;允许甲的最大功率:P甲'=(I大')2R甲=(0.6 A)2×10 Ω=3.6 W,故D正确。
4.18 V　2∶9　 由P=可得,两灯泡的电阻分别为R1===12 Ω,R2===24 Ω;由P=UI可得,L1的额定电流:I1===1 A,I2===0.5 A,因为I1>I2,所以串联时电路中最大电流为I2=0.5 A,由I=可得,串联时,电路两端允许加的最大电压:U=I2(R1+R2)=0.5 A×(12 Ω+24 Ω)=18 V;两灯泡串联接在电源电压为U的两端,电路消耗的总功率:P串===,两灯泡并联接在该电源上时,电路消耗的总功率:P并=+=+=,则串、并联电路消耗的总功率之比===。
5.0.5　120　10　 闭合开关S1、S2,将滑动变阻器R2的滑片滑到最左端时,小灯泡与R1串联,小灯泡正常发光,故小灯泡两端的电压为2.5 V,由串联电路的规律及欧姆定律,电路的电流为IL===0.2 A,即为小灯泡的额定电流,小灯泡的额定功率为P=ULIL=2.5 V×0.2 A=0.5 W。通电5 min,电阻R1产生的热量:Q=W=R1t=(0.2 A)2×10 Ω×5×60 s=120 J。只闭合开关S1,小灯泡与变阻器串联后再与R1串联,滑动变阻器R2的滑片在最左端时,电压表测小灯泡两端的电压,滑片在最右端时,电压表测小灯泡与变阻器的总电压,因电压表接在滑片上,故在滑片移动过程中,电流要全部经过电阻丝,即电路的总电阻不变,电路中的电流不变;
滑片在最左端时,由串联电路电压的规律及欧姆定律,电路的电流为I===①;滑片在最右端时,由串联电路电压的规律及欧姆定律,电路的电流为I===0.15 A②,把②代入①得,R滑大=10 Ω。
6.(1)当开关S、S1闭合,S2断开时,电路为小灯泡的简单电路,电压表的示数为6.0 V,即电源电压为6 V;由图乙知此时通过小灯泡的电流为0.28 A,5 min内小灯泡L消耗的电能:
W=UI1t=6 V×0.28 A×5×60 s=504 J。
(2)当开关S、S2闭合,S1断开时,电路为R1的简单电路,电流表的示数为1.0 A,由欧姆定律得,R1的阻值:R1===6 Ω;当开关S闭合,S1、S2断开时,电阻R1、R2、小灯泡串联,电压表测小灯泡两端的电压,电压表的示数为3.0 V,由图乙知,通过小灯泡的电流:I3=0.2 A,由欧姆定律得,R1两端的电压:U1=I3R1=0.2 A×6 Ω=1.2 V,根据串联电路的规律及欧姆定律得,R2的阻值:
R2===9 Ω;
电阻R2的电功率:
P2=R2=(0.2 A)2×9 Ω=0.36 W。
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,电阻R1、R2、灯泡L并联,电流表测干路的电流,由图知,通过小灯泡的电流为I1=0.28 A,由欧姆定律得,通过R2的电流:I2'===A;根据并联电路各支路不影响,通过R1的电流为I2=1 A,由并联电路电流的规律,电流表的示数:I=I2'+I1+I2= A+0.28 A+1 A=1.95 A。
7.(1)如图图所示
(2)没有将电流表的指针调零
(3)0.625
(4)灯丝电阻随着温度的升高而增大
(5)①0.25　②U额(I2-I1)
(1)因滑片向左移动时小灯泡变亮,即电流变大,电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如图图所示。
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图图乙所示,其原因是:没有将电流表的指针调零。
(3)根据图丙小灯泡的电流随其两端电压变化的图像知,小灯泡在额定电压2.5 V时的电流为0.25 A,则小灯泡的额定功率:P=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W。
(4)由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值变大,即小灯泡的电阻变大,原因是灯丝电阻随着温度的升高而增大。
(5)①先闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表的示数为I1=0.25 A;
②保持滑片P的位置不变,闭合开关S、S2,断开S1,读出电流表的示数为I2,在①中,电流表测定值电阻的电流,电流表的示数为I1=0.25 A,使定值电阻两端的电压为2.5 V,由并联电路电压的规律可知,小灯泡两端的电压为2.5 V,小灯泡正常发光;在②中,电流表测小灯泡与R0并联的总电流,根据并联电路电流的规律,小灯泡的额定电流:I额=I2-I1,则小灯泡的额定功率:P额=U额I额=U额(I2-I1)。
8.D　 在液体质量相同、吸收热量相同的情况下,比热容小的物质温度要升高得多,所以用比热容较小的液体可以使实验现象更明显,故A正确;由图可知,该电路为串联电路,通过两个电阻的电流和通电时间是相同的,电阻不同,所以该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系,故B正确;通电后电流通过电阻丝做功,产生热量使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少,这个研究方法为转换法,故C正确;比较水和煤油的比热容大小时,需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体,使它们在相同的时间内吸收相同的热量,所以需要控制两个电阻的阻值相同,故D错误。
9.135 J　 由I=可得,两电热丝两端允许加的最大电压:U甲=I甲R甲=1 A×10 Ω=10 V,U乙=I乙R乙=0.6 A×15 Ω=9 V,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电热丝并联时,电路中的最大电压U=U乙=9 V;两电热丝并联的总电阻:
R===6 Ω,通电10 s后,甲、乙两电热丝产生的总热量最多为
Q=W=t=×10 s=135 J。
10.由电路图可知,两开关均闭合时,R1与R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
(1)由图乙和题意可知,当电流表开始有读数即I=0.2 A时,滑片P移动的距离s=2 cm,此时电压表的示数为2.5 V,由I=可得,R1接入电路的阻值:R1===12.5 Ω。
(2)当s=2 cm时,电压表的示数为2.5 V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压:U0=U-U1=4.5 V-2.5 V=2 V,则电阻R0的阻值:R0===10 Ω,
电阻R0在10 s内产生的热量:
Q0=I2R0t=(0.2 A)2×10 Ω×10 s=4 J。
(3)当滑片P滑到s=6 cm处时,由图乙可知,此时电路中的电流I'=0.4 A,此时R0两端的电压:U0'=I'R0=0.4 A×10 Ω=4 V,此时R1两端的电压:U1'=U-U0'=4.5 V-4 V=0.5 V,则R1消耗的电功率:
P1=U1'I'=0.5 V×0.4 A=0.2 W。
(4)假设滑动变阻器某处未发生断路,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路中的电流最大,则电路中的最大电流:
I大===0.45 A<0.6 A,
R0的最大电功率:
P0大=R0=(0.45 A)2×10 Ω=2.025 W;
由串联分压的规律可知,当电压表的示数U1大=3 V时,允许R1接入电路中的电阻最大,此时R0两端的电压:U0小=U-U1大=4.5 V-3 V=1.5 V,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的最小电流:I小===0.15 A,
滑动变阻器接入电路的电阻:
R1'===20 Ω<30 Ω,
R0的最小电功率:
P0小=R0=(0.15 A)2×10 Ω=0.225 W;所以R0的电功率变化范围为0.225~2.025 W。