沪科版物理九年级全一册阶段综合练习：第十六章　电流做功与电功率 单元测试（Word 含答案）

第十六章　电流做功与电功率 单元测试
一、选择题(每题3分,共30分)
1.中的用电器主要利用电流热效应工作的是 (　　)
2.小明家正在进行新房装修,需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯,他设计了如图甲所示的电路,S1和S2是单刀双掷开关,图乙是已经安装的电能表。为保证用电安全,下列说法正确的是 (　　)
A.若用电器消耗5 kW·h的电能,电能表的转盘转600转
B.若熔断器的熔丝熔断了,可以用铁丝代替
C.a端应该接火线,b端接零线
D.a端应该接零线,b端接火线
3.一个标有“220 V　440 W”字样的电热器,当通过它的电流为1 A时,则 (　　)
A.电热器的额定功率变小 B.电热器的电阻变大
C.电热器的实际电压等于220 V D.电热器的实际功率小于440 W
4.将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是 (　　)
A.电冰箱产生的热量最多
B.电脑产生的热量最多
C.电热毯产生的热量最多
D.三者产生的热量一样多
5.已知小灯泡的额定电压,小明打算增加一个定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作开关来测量小灯泡的额定功率。如图所示是小明设计的四种不同方案的电路图,其中能够测出小灯泡额定功率的是 (　　)
A.甲和丙 B.丙和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
6.灯泡L1、L2分别标有“10 V　10 W”和“9 V　5.4 W”的字样,若将它们串联使用,电路两端允许加的最大电压值是(忽略温度对灯丝电阻的影响) (　　)
A.11 V B.9 V C.15 V D.19 V
7.把标有“3 V　3 W”字样的灯泡L1和标有“3 V　1.5 W”字样的灯泡L2按如图所示的方式连接在电源电压为3 V的电路中,当开关S闭合后,下列说法中正确的是(不考虑温度对灯丝电阻的影响) (　　)
A.灯泡L1消耗的实际功率是3 W
B.灯泡L2消耗的实际功率是1.5 W
C.两灯泡消耗的总功率是1 W
D.电压表的示数与电源电压之比是1∶2
8.如图所示,在四个相同的水槽中盛有质量和温度都相同的水,现将电阻丝R1、R2(R19.甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4,通过的电流之比为2∶1,通电时间之比为1∶2,则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为 (　　)
A.5∶2 B.5∶4 C.2∶5 D.10∶1
10.灯泡L标有“2.5 V”字样,它的电阻R随它两端电压U变化的关系图像如图甲所示。将该灯泡L和电阻R0接入电源电压恒为3 V的电路中(如图图乙所示),闭合开关S,灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是 (　　)
A.闭合开关S,灯泡L的电阻为8 Ω
B.灯泡L的额定功率为0.625 W
C.断开开关S,灯泡L的电阻为0 Ω
D.闭合开关S,1 s内电阻R0产生的热量为0.325 J
二、填空题(每空2分,共30分)
11.某节能灯泡标有“220 V　11 W”的字样,当灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为　　　　A。手机充满电后电板储存的电能为2×10-2 kW·h,相当于　　　　J。
12.家用电水壶利用了电流的　　　　效应。某型号电水壶铭牌标有“220 V　400 W”字样,它正常工作时,发热元件的阻值为　　　　Ω。正常工作5 min,电水壶消耗的电能为　　　　J。
13.在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根导线连接起来,连接处更容易被烧断,这是因为连接处的电阻比别处要　　　　(选填“大”或“小”),在相等的时间内,导线连接处发热比别处更　　　　(选填“多”或“少”)。
14.如图所示为测定小灯泡电功率的实验电路。闭合开关S,使滑片P向左不断移动,则电流表的示数　　　　,小灯泡消耗的电功率　　　　。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
15.如图所示是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系的图像。现将它们并联后接在电压为2 V的电源两端,则干路中的电流是　　　　A,小灯泡L的实际功率是　　　　W。
16.直流电动机两端的电压为5 V,通过它的电流为1 A,电动机线圈的电阻为1 Ω,则电动机在10 s内消耗的电能是　　　　J,产生的热量是　　　　J。
17.已知甲、乙两个用电器的额定电压都是6 V,某实验小组通过实验画出两个用电器的I-U图像,如图所示。若把它们串联到同一电路中,它们两端的总电压不得超过　　V;若把它们并联在有变阻器的电路中,移动变阻器的滑片时,两用电器消耗的功率之和最大是　　W。
三、实验探究题(共24分)
18.(14分)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压保持不变,待测小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)为了比较精确的测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0~　　　　V。
(2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电压表有示数,电流表示数几乎为零,则故障可能是　　　　　　　　　(选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数是2.5 V时,电流表示数如图甲所示,则小灯泡的额定功率是　　　　W。
(4)测量结束后,应先　　　　　　　　　,再拆除导线,最后整理好器材。
(5)某实验小组在处理实验数据时,采用描点法,在坐标纸上作出了如图图乙所示的I-U图像,请指出作图过程中存在的错误或不足之处:　 。
(6)某实验小组设计了如图图丙所示的电路,可以测量小灯泡的额定功率,其中R为定值电阻。请写出本实验的主要测量步骤及所测物理量:
①电路连接完整后,开关S2断开,S1、S3闭合,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额;
②　　　　　　　　　　　　　　　　,开关S3断开,S1、S2闭合,记录电压表的示数为U2;
③小灯泡额定功率的表达式P额=　　　　　　(用R、U额、U2表示)。
19.(10分)在“探究影响电流热效应的因素”实验中:
(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小明设计了如图甲所示的装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种物理研究方法叫　　　　　　。若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用　　　　(选填“煤油”或“水”),理由是　。
(2)小明先测量烧瓶内液体的温度,闭合开关,通电30 s再测量烧瓶内液体的温度,将得到的温度升高量填入表中;然后移动滑动变阻器的滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第2组数据(见下表)。
实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃
1 0.3 30 10 1.5
2 0.6 30 10 6.0
由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量　　　　。
(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择图乙中　　　　(选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶　　　　(选填“串联”或“并联”)。
四、计算题(共16分)
20.(6分)如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=5 Ω,R2=15 Ω。
(1)当开关S闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.2 A,则电源电压是多少
(2)当开关S、S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.9 A,则通过电阻R3的电流是多少 此时电路消耗的总功率是多少
21.(10分)如图甲、乙所示是某调温型电烤箱和其简化电路图,它的工作电压为220 V,R1和R2均为电烤箱中的加热元件,R2的阻值为70 Ω。当只闭合S1时为低温挡,电烤箱低温挡的电功率为440 W。(不考虑电阻值随温度的变化)
(1)低温挡工作时,电路中的电流是多少
(2)发热电阻R1的阻值是多少
(3)开关都闭合时,高温挡的电功率是多少
(4)小余发现在傍晚用电高峰时,电烤箱内比平时温度低,他猜想是用电高峰时电压偏低所致,于是他想用电能表和停表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时,他关闭家里所有用电器,只让电烤箱以高温挡工作,发现在30 s内电能表的转盘转了25转,电能表的表盘如图图丙所示,则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少
答案
1.A
2.C　 3000 r/(kW·h)表示每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转3000 r,用电器消耗5 kW·h的电能,则电能表转盘的转数:n=3000 r/(kW·h)×5 kW·h=15000 r,故A错误;熔丝熔断后,不能用铁丝来代替,因为铁丝的电阻率小、熔点高,用铁丝代替保险丝,不能在电流过大时自动切断电路,故B错误;为了安全,开关要接在火线和所控制的电灯之间,则由图可知a端应该接火线,b端接零线,故C正确,故D错误。
3.D　 额定功率是指用电器在额定电压下正常工作时的功率,当通过它的电流为1 A时,额定电压不变,则额定功率不变,故A错误;由P=可得,电热器的电阻:R===110 Ω,当通过它的电流为1 A时,电热器的电阻不变,故B错误;由I=可得,通过它的电流是1 A时,电热器的实际电压:U实=IR=1 A×110 Ω=110 V4.C　 由W=Pt可知,三者消耗的电能一样多,但电热毯是利用电流的热效应工作的,故其产生的热量最多。
5.C　 (1)定值电阻与灯串联,电路中只有电压表,只闭合S2,电压表测定值电阻两端的电压;当只闭合S1时,电压表测灯与定值电阻两端的电压,无法确定灯是否正常发光,故甲选项不可行。(2)只闭合S2,移动变阻器的滑片,使电压表示数为U额,则灯正常发光;保持滑片位置不动,闭合S1,断开S2,记下电压表的示数U1,此时电压表测R0与灯两端的电压,因电路的连接没有改变,各电阻的大小和电压没有改变,灯仍正常发光,由串联电路电压的规律,R0两端的电压U0=U1-U额,通过R0的电流,即灯的额定电流:I=,根据P=UI可求灯的额定功率,故乙选项可行。(3)闭合开关S1,将S2往右上方打,灯与R0并联,电流表测通过R0的电流,移动滑片使电流表示数为I=,根据并联电路电压的规律,则灯的电压一定为U额,灯正常发光;保持滑片位置不动,将S2往左下方打,记下电流表示数I',即为通过灯与定值定阻R0的总电流,因电路的连接没有改变,各电阻的大小和电压没有改变,通过灯与定值电阻的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流IL=I'-I=I'-,根据P=UI可求灯的额定功率,故丙选项可行;(4)图中只有电流表,通过开关的转换,定值电阻与灯分别与变阻器串联,无法确定灯是否正常发光,故丁选项不可行。
6.C　7.C　8.D
9.A　 电热器产生的热量之比为Q甲∶Q乙=R甲t甲∶R乙t乙=(22×5×1)∶(12×4×2)=5∶2。
10.B
11.0.05　7.2×104　 根据P=UI可得灯泡正常发光时的电流为I===0.05 A;2×10-2 kW·h=2×10-2×3.6×106 J=7.2×104 J。
12.热　121　1.2×105
13.大　多　 连接处,由于接触不良,电阻较大;在电流、通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多。
14.增大　增大
15.0.8　1.2
16.50　10　 消耗的电能:W=UIt=5 V×1 A×10 s=50 J;产生的热量:Q=I2Rt=(1 A)2×1 Ω×10 s=10 J。
17.8　9　 (1)因两用电器串联,根据串联电路电流的特点知,通过两用电器的最大电流不能超过0.5 A,由图知,当I2=0.5 A时,两用电器两端的电压分别为U1=2 V,U2=6 V;由串联电路电压的特点知,它们两端的总电压不得超过:U=U1+U2=2 V+6 V=8 V。
(2)因两用电器并联,根据并联电路电流的特点和图像知,当U=6 V时,通过两用电器的电流分别为I1=1.0 A,I2=0.5 A,干路中的电流为I=I1+I2=1.0 A+0.5 A=1.5 A,电路消耗的最大总功率为P=UI=6 V×1.5 A=9 W。
18.(1)3　(2)灯泡与灯座
(3)1.25　(4)断开开关
(5)图线不应画成直线,横坐标的标度取值过大
(6)②保持滑动变阻器滑片的位置不动　
③U额
(1)灯的额定电压为2.5 V,故为了比较精确的测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0~3 V。
(2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电流表示数几乎为零,则电路可能开路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则故障可能是灯泡与灯座接触不良。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数是2.5 V时,电流表示数如图图甲所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流表读数为0.5 A,则小灯泡的额定功率是:
P=UI=2.5 V×0.5 A=1.25 W。
(4)测量结束后,为防止短路,应先断开开关,再拆除导线,最后整理好器材。
(5)灯的电阻随温度的变化而变化,故I-U图像为一曲线,图中横坐标分度值为0.3 V,而灯的额定电压为2.5 V,故横坐标的标度取值过大;作图过程中存在的错误或不足之处是:图线不应画成直线,横坐标的标度取值过大。
(6)测量步骤:
①电路连接完整后,开关S2断开,S1、S3闭合,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额;
②保持滑动变阻器滑片位置不动,开关S3断开,S1、S2闭合,记录电压表的示数为U2;
③在①中,电压表测灯两端的电压,因电压表示数为U额,故灯正常发光;在②中,电压表测R与灯串联后的总电压,因滑动变阻器滑片位置不变,故此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压为UR=U2-U额,由欧姆定律可求出通过R的电流,即灯的额定电流:IL==,小灯泡的额定功率表达式:
P额=U额IL=U额。
19.(1)转换法　煤油
煤油的比热容比水小,相等质量的水和煤油吸收相同的热量,煤油的温度变化明显
(2)越多　(3)B　串联
20.(1)开关S闭合,S1、S2都断开时,电阻R1和R2串联,电源电压:U=I(R1+R2)=0.2 A×(5 Ω+15 Ω)=4 V。
(2)开关S、S1、S2都闭合时,R2短路,R1和R3两个电阻并联,通过R1的电流:I1===0.8 A,根据并联电路电流特点可知,通过R3的电流:I3=I'-I1=0.9 A-0.8 A=0.1 A。电路消耗的总功率:P=UI'=4 V×0.9 A=3.6 W。
21.(1)电烤箱低温挡的电功率为440 W,根据P=UI得低温挡工作时电路中的电流:I===2 A。
(2)当只闭合S1时,两电阻串联,为低温挡,低温挡的工作电流为2 A,由欧姆定律和串联电
路的电阻规律可得,R1的阻值:
R1=R总-R2=-R2=-70 Ω=40 Ω。
(3)开关S1、S2均闭合时,电路为R1的简单电路,高温挡的电功率:
P高===1210 W。
(4)电能表的转盘转25转,消耗的电能:
W= kW·h= kW·h=×3.6×106 J=3×104 J,
实际功率:P实===1000 W;
根据P=可得,用电高峰时家庭电路的实际电压:U实===200 V。