人教版物理九年级全一册同步练习：第十八章　电功率 章末复习（有答案）

章末复习(一)
核心要点突破
一、电能　电功
1.电能的利用:利用电能的过程实质是将电能转化为　　　　　　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量。
2.单位:生活中常用的单位是　　　　,俗称“度”;国际单位制中是　　　。1度=　　　kW·h=　　　　J。
3.电能的计量:用电器在一段时间内消耗的　　　　用电能表来计量。电能表的计数器上前后两次示数之　　　　即为这段时间内消耗的电能。
4.电功:电流所做的功叫做电功,电功的大小等于　　　　、　　　　和　　　　　　的乘积,即用公式　　　　　　　来计算。
5.电路中的总电功:无论是串联电路还是并联电路,电路中的总电功都等于各个用电器消耗的电功之　　　　,即W=　 。
二、电功率
1.定义:电功率等于电功与时间之　　　　。
2.公式:P=　　　　=　　　　。
3.单位:J/s、W、kW。
4.意义:电功率是用来表示电流做功　　　　的物理量。1 W的物理意义是　 　 。
5.电路中的总功率:无论是串联电路还是并联电路,电路中的总功率都等于各个用电器消耗的功率之　　　　　,即P=　 。
三、额定电压　额定功率
1.额定电压:用电器　　　　工作时的电压,用电器上所标的电压值就是额定电压。一个用电器只有一个额定电压。
2.额定功率:用电器在　　　　电压下工作时的功率,用电器上所标的电功率值就是额定功率。一个用电器只有一个额定功率。
3.实际电压:用电器实际工作时的电压,有无数个。
4.实际功率:用电器实际工作时的功率,有无数个。
5.实际功率与额定功率的关系
①当U实②当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作;
③当U实>U额时,P实>P额,用电器不能正常工作(功率偏高),易损坏用电器,如灯泡很亮,电风扇转得很快;
④实际功率与额定功率的数量关系:当用电器的电阻不变时,P实=　　　　。
四、电流的热效应
1.定义:电流通过导体时　　　　能转化成　　　　能的现象叫做电流的热效应。
2.各用电器里都有导体,只要有电流通过用电器就会产生热量。
3.电热既有利,也有害。有利的可以利用,有害的要防止。
五、焦耳定律
1.内容:电流通过导体产生的热量跟　　　　　　　成正比,跟导体的　　　　　成正比,跟　　　　　　　　成正比。
2.表达式:Q=　　　　　　　。
教材知识纵横
电功与电热的关系
项目 纯电阻电路 非纯电阻电路
电功 W=Pt=UIt=I2Rt=t W=Pt=UIt
电功率 P电==UI=I2R= P电==UI
电热 Q=I2Rt=UIt=t Q=I2Rt
发热功率 P热=I2R=UI= P热=I2R
关系 W=Q　P电=P热 W>Q　P电>P热
教材图片解读
命题点1　电能表
　　观察如图所示电能表:220 V表示 　 ;
10 A表示　 ;
20 A表示　　　　　　　　　　;该电能表的示数为　　　　　　;该电能表允许接入的用电器的最大电功率为　　　　。
命题点2　用电器的额定物理量
　　如图所示,24 W表示　　　　　　　　　　　　　　;若灯泡的额定电压为220 V,则其正常工作时的电流为　　　　A,电阻为　　　　Ω。
重点实验再现
实验一　测量小灯泡的电功率
1.实验原理:P=　　　　。
2.实验电路
3.实验设计:根据小灯泡的规格,恰当地选择电压表和电流表的量程,按照电路图连接实物电路,连接电路时断开开关,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处。分别使小灯泡在等于、小于、稍大于其额定电压下工作,记下对应的电流值,观察小灯泡的亮度,最后计算出不同情况下的电功率,比较小灯泡的亮度与实际功率间的关系。
4.实验器材:电源(电压为6 V);开关;电流表;电压表;滑动变阻器;小灯泡(额定电压为3.8 V,灯丝电阻约为10 Ω);导线。
5.进行实验
(1)根据电路图,连接如图甲所示的电路。
(2)使小灯泡两端电压等于其额定电压,观察小灯泡的亮度,记录通过小灯泡的电流(如图乙所示),为　　　A。
(3)使小灯泡两端电压小于其额定电压,观察小灯泡的亮度,记录小灯泡两端的电压和通过它的电流。
(4)使小灯泡两端电压稍大于其额定电压,观察小灯泡的亮度,记录小灯泡两端的电压和通过它的电流。
(5)断开开关,计算出小灯泡每一次的功率,其额定功率为　　　　W。比较灯泡亮度与电功率间的关系,最后整理器材。
6.实验结论:用电器两端电压不同,实际功率　　　　;小灯泡两端的电压越高,实际功率　　　　,小灯泡越　　　　。
7.评估交流:实验误差不能避免,但是可以减小,多次测量求平均值是减小实验误差的常用方法。为什么在“伏安法测定值电阻”的实验中可以取电阻的平均值,而在“测量小灯泡电功率”的实验中不能取电功率的平均值
实验二　探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关
1.实验设计:首先将一个5 Ω电阻和一个10 Ω电阻　　　　(选填“串联”或“并联”)在电路中,闭合开关,通电相同时间,观察　　　　　　　　　　　,并记录,探究出电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系;然后将两个5 Ω电阻并联后再与一个5 Ω电阻串联在电路中,闭合开关,通电相同时间,观察U形管两边液面的高度差,并记录,探究出电流通过导体产生的热量与　　　　　　　　的关系。
2.探究方法:控制变量法、转换法。
3.进行实验
(1)在探究“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。
(2)在探究“电阻、通电时间相同,电热与电流的关系”时,可将相同阻值的两电阻分别放在　　　　电路的干路和支路上,如图所示。
4.得出结论:在电流、通电时间相同的情况下,电阻　　　　,这个电阻产生的热量越多;在电阻、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,这个电阻产生的热量　　　　　。
中考真题链接　　　　　　　　　　　　　　
类型一　电能　电功　电功率
1.[2021·齐齐哈尔] 如图所示的电能表,在某段时间内转盘转了1800转,则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是　　　　 kW·h,此电能表允许接入用电器的最大总功率是　　　　W。
2.[2021·齐齐哈尔] 如图所示的电路中,L1标有“6 V　3 W”字样,L2标有“3 V　3 W”字样,闭合开关后,两灯均发光,此时两电压表示数之比为U1∶U2=　　　　;若两灯并联后接入3 V电路中,则L1、L2两灯的实际功率之比为P1∶P2=　　　　。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
3.[2021·岳阳] 如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置,电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。则电源电压为　　　　V,灯泡的额定功率为　　　　W。
4.[2021·泰州] A、B两只灯泡的额定电压均为6 V,通过它们的电流随两端电压变化的关系如图所示,下列选项正确的是 (　　)
A.A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小
B.将两灯泡并联接在3 V的电源两端,A、B两灯泡的实际功率之比为2∶1
C.将两灯泡串联接在某电源两端,使B灯泡恰好正常发光,电源两端电压为9 V
D.将5 Ω的电阻与B灯泡串联接在6 V的电源两端,该电阻消耗的功率为0.8 W
5.[2021·齐齐哈尔] (多选)如图所示,电源电压为4.5 V保持不变,电压表选择0~3 V量程,电流表选择0~0.6 A量程,电阻R1阻值为10 Ω,滑动变阻器R2规格为“20 Ω　1 A”,闭合开关S,在保证各元件安全的条件下,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是 (　　)
　　A.电流表的示数变化范围是0.3~0.6 A
B.电压表的示数变化范围是1.5~3 V
C.滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是5~20 Ω
D.该电路的最大总功率是2.7 W
6.[2021·昆明] 如图所示的电路,电源电压为6 V保持不变,R1=4 Ω。开关闭合,滑动变阻器R2的滑片置于a端时,电压表V1的示数为2 V,求:
(1)电压表V2的示数。
(2)电流表的示数。
(3)整个电路的功率。
(4)当滑片滑到b端时,通电1 min电流做的功。
类型二　测量小灯泡的电功率
7.[2021·黔东南州] 小明在做“测量小灯泡电功率”的实验,实验室有如下器材:电源(设电压恒为6 V不变);小灯泡(额定电压为2.5 V,灯丝的电阻约为10 Ω);电流表、电压表、开关各一个;规格分别为R1“10 Ω　1 A”和R2“30 Ω　0.5 A”的滑动变阻器各一个;导线若干。
(1)连接电路时,小明应选用滑动变阻器　　　　(选填“R1”或“R2”)。
(2)连接好电路后,闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应置于　　　　(选填“A”或“B”)端;闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡发生　　　　(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片P到某位置时,电压表的示数为2.2 V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向　　　　(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为　　　　V;通过实验,得到小灯泡的U-I图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率为　　　　W。
(4)由图乙可知,小灯泡灯丝电阻大小的变化可能与　　　　　　有关。
类型三　焦耳定律
8.[2021·云南] 将规格都是“220 V　15 W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中,正常工作相同时间。以下说法正确的是(　　)
A.三个用电器均能将电能全部转化为内能
B.根据R=可计算出三个用电器的电阻相等
C.三个用电器消耗的电能一样多
D.三个用电器产生的热量相等
9.[2021·宜昌] 甲、乙两电热丝电阻之比为2∶3,通过的电流之比为3∶1,则相同时间内产生的热量之比为 (　　)
A.2∶1 B.6∶1
C.1∶2 D.1∶6
10.[2021·攀枝花] 某物理兴趣小组的师生自制了一个电炉。电炉的电阻丝通过5 A的电流时,每分钟可产生6.6×104 J的热量,则这个电炉的电功率为　　　　W,电阻丝工作时的电阻为
　　　　 Ω。
11.[2021·自贡] 有一种电热水壶有“烧水”和“保温”两个挡,如图所示是其内部简化电路图,已知R0=44 Ω,R1=1056 Ω,当开关S接1时,电热水壶处于　　　　(选填“烧水”和“保温”)挡,当开关S接2时,通电2 min该电热水壶产生的热量是　　　　　　　J。
12.[2021·黔东南州] 如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器,里面密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,闭合开关前,A、B两U形管内液面相平。
(1)实验中,乙容器外部电阻的作用是使左右容器内导体中的　　　　不相等。
(2)由于电流通过导体产生的热量不易直接测量,因此在实验中通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化,这里采用的物理研究方法是　　　　　　。
(3)通过对比观察A、B两U形管中液面高度的变化,　　　　(选填“甲”或“乙”)容器中导体产生的热量较多。由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越　　　　(选填“大”或“小”),导体中产生的热量越多。
13.[2021·福建] 如图所示是某电蒸锅的内部简化电路图,R1、R2均为发热电阻,R1=484 Ω,加热挡功率为1200 W。用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75 ℃,需要的时间为375 s,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)保温挡的功率。
(2)电阻R2的阻值。
(3)电蒸锅的加热效率。
答案
【核心要点突破】
一、1.其他形式
2.千瓦时(kW·h)　焦耳(J)　1　3.6×106　3.电能　差
4.电压　电流　通电时间　W=UIt
5.和　W1+W2+……+Wn
二、1.比　
2.　UI
4.快慢　电流在1 s内所做的功是1 J
5.和　P1+P2+……+Pn
三、1.正常　2.额定　5.④×P额
四、1.电　内
五、1.电流的二次方　电阻　通电时间
2.I2Rt
【教材图片解读】
命题点1　电能表接在220 V的电路中使用
标定电流是10 A　
额定最大电流是20 A
2.0 kW·h　4400 W
命题点2　灯泡的额定功率为24 W　0.11　2016.67
【重点实验再现】
实验一　1.UI
2.如图所示
5.(1)如图所示
(2)0.3　(5)1.14
6.不同　越大　亮
7.定值电阻的阻值受温度影响不大,多次测量求平均值可以提高测量结果的精确度。小灯泡灯丝电阻随温度的变化而变化,小灯泡两端电压不同,电功率也不同,因此不能取电功率的平均值。
实验二　1.串联　U形管两边液面的高度差
通过导体的电流
3.(1)串　(2)并联
4.越大　越多
【中考真题链接】
1.0.6　4400
2.5∶1　1∶4　[解析] 根据P=UI=可知,L1的电阻R1===12 Ω,
L2的电阻R2===3 Ω;
闭合开关后,两灯串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量L2两端的电压,且串联电路中电流处处相等,根据欧姆定律的变形式U=IR可知,此时两电压表示数之比为U1∶U2=I(R1+R2)∶IR2=(R1+R2)∶R2=(12 Ω+3 Ω)∶3 Ω=5∶1;
若两灯并联后接入3 V电路中,根据并联电路的电压特点可知两灯两端的电压都为3 V,
根据P=UI=可知L1、L2两灯的实际功率之比为P1∶P2=∶=R2∶R1=3 Ω∶12 Ω=1∶4。
3.4.5　1.05　[解析] 由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流;当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,并且滑动变阻器分得的电压最大,因此根据图乙可知,此时电路中电流为0.1 A,灯泡两端电压为0.5 V,滑动变阻器两端电压为4 V,此时灯泡的功率PL=ULImin=0.5 V×0.1 A=0.05 W;因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压:U=UL+U滑=0.5 V+4 V=4.5 V。根据题意可知,当电流表示数最大时,灯泡正常发光,由图乙可知,此时电路电流为0.3 A,滑动变阻器两端电压为1 V,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯泡的额定电压:U额=U-U滑'=4.5 V-1 V=3.5 V,灯泡的额定功率:P额=U额Imax=3.5 V×0.3 A=1.05 W。
4.D　[解析] 由图可知,电流增大,电压变大,曲线的斜率变大,说明电阻变大,故两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而增大,故A错误;将两灯并联接在3 V的电源两端,两灯两端电压都是3 V,A中电流为0.7 A,B中电流为0.3 A,所以A、B两灯的实际功率之比为====,故B错误;使B灯恰好正常发光,所以B两端电压为6 V,电流为0.5 A,两灯串联,此时A两端电压为2 V,电源电压为U=6 V+2 V=8 V,故C错误;如果电阻功率为0.8 W,则电阻两端电压为U1===2 V,电源电压为6 V,B两端电压为4 V,此时电流为0.4 A,符合题意,故D正确。
5.BC
6.(1)开关闭合,R1、R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。滑动变阻器R2的滑片置于a端时,电压表V1的示数为2 V,则R1两端的电压为2 V,电压表V2的示数:U2=U-U1=6 V-2 V=4 V。
(2)电流表的示数:I===0.5 A。
(3)整个电路的功率:P=UI=6 V×0.5 A=3 W。
(4)当滑片滑到b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电路为R1的简单电路,通电1 min电流做的功:W=t=×1×60 s=540 J。
7.(1)R2　(2)A　短路
(3)B　2.5　0.625　(4)灯丝温度
8.C　9.B　10.1100　44
11.保温　1.32×105　[解析] (1)由电路图可知,当开关S置于“1”挡时,两电阻串联,电路电阻最大,电源电压一定,由P=可知,电热水壶电功率最小,处于保温状态。
(2)当开关S置于“2”挡时,R1短路,只有R0接入电路,电路电阻最小,电热水壶电功率最大,处于加热状态,此时电路中电流:I===5 A;
通电1 min电路产生的热量:Q=I2R0t=(5 A)2×44 Ω×2×60 s=1.32×105 J。
12.(1)电流　(2)转换法　(3)甲　大
13.(1)只闭合S1时,只有R1接入电路,电蒸锅处于保温挡,
由P=可得保温挡功率:P保===100 W。
(2)当S1、S2均闭合时,R1、R2并联,电蒸锅处于加热挡,
则电阻R2的电功率:P2=P热-P保=1200 W-100 W=1100 W,
由P=可得电阻R2的阻值:R2===44 Ω。
(3)质量为1.2 kg的水温度升高75 ℃,水吸收的热量:
Q=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1.2 kg×75 ℃=3.78×105 J;
其消耗的电能:W=P热t=1200 W×375 s=4.5×105 J;
则该电蒸锅的加热效率:η=×100%=×100%=84%。