人教版物理九年级全一册同步练习：第十八章　电功率 单元测试（有答案）

第十八章
一、选择题(每题3分,共30分)
1.下列关于电能的说法正确的是 (　　)
A.可以通过电流表把电能直接测量出来
B.电能的单位是“度”,学名叫做千瓦
C.消耗电能越多的用电器,电功率就越大
D.消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同
2.若1度电可使某用电器正常工作约5 h,如图所示,那么这个用电器可能是 (　　)
3.如图所示是额定电压为6 V的小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象,则关于该小灯泡的说法中正确的是 (　　)
A.小灯泡的电阻是一个定值 B.小灯泡的额定电流是0.3 A
C.小灯泡的额定功率是1.5 W D.电压为4 V时小灯泡的电阻是0.2 Ω
4.如图所示电路中,闭合开关,发现甲灯不发光,乙灯发光。经检查,电路连接正确,两只灯泡都完好无损。甲灯不发光的原因最有可能是 (　　)
A.甲灯的实际功率较大
B.甲灯两端的电压远小于乙灯两端的电压
C.通过甲灯的电流远大于通过乙灯的电流
D.甲灯的实际功率太小
5.如图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向上滑动时,下列判断正确的是 (　　)
A.灯泡变暗,电压表示数变大
B.灯泡变亮,电压表示数不变
C.电路消耗的总功率变小,电压表示数不变
D.电路消耗的总功率变大,电压表示数变大
6.把标有“12 V　12 W”的灯泡L1和“12 V　6 W”的灯泡L2串联起来接在电源上,其中一只灯泡能正常发光(不考虑灯丝电阻随温度的变化)。下列分析正确的是 (　　)
A.电路中的电流为1 A
B.电源电压为24 V
C.灯泡L2能正常发光,但比灯泡L1暗
D.L1、L2两灯泡消耗的电功率之比为1∶2
7.如图所示,长度、横截面积一样,材料不同的两个长方体电阻串联在电路中,电阻分别为R1=2 Ω,R2=4 Ω,在它们表面涂上厚度一样的蜡,现在闭合开关给它们通电,过一段时间后,我们观察到 (　　)
A.R1上的蜡熔化得快
B.R2上的蜡熔化得快
C.R1、R2上的蜡熔化得一样快
D.无法比较
8.用电器R1和R2上都标有“6 V”字样,它们的电流随电压变化的关系图象如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A.R1和R2的阻值不随温度的变化而变化
B.R1∶R2=2∶1
C.R1和R2并联在4 V电源上,通过电流之比I1∶I2=2∶1
D.R1和R2并联在4 V电源上,消耗总功率为1.2 W
9.如图所示的电路中,a、b是电表(电压表或电流表),闭合开关S,标有“3 V　3 W”的灯泡L1正常发光,标有“6 V　6 W”的灯泡L2发光较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是 (　　)
A.电表a为电压表,且示数为3 V
B.电表b为电流表,且示数为1 A
C.电路的总功率为6 W
D.在1 min内电路消耗的电能为270 J
10. 如图甲所示电路,电源电压恒为6 V,滑动变阻器R的规格为“25 Ω　1 A”,电流表量程选择“0~0.6 A”,电压表量程选择“0~3 V”,小灯泡上标有“4.5 V　0.3 A”字样,其I-U图象如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列说法正确的是 (　　)
A. 电路的最大功率是3.6 W
B. 小灯泡的最小功率是0.75 W
C. 电流表的最小示数是0.15 A
D. 电流表的最大示数是0.4 A
二、填空题(每空2分,共32分)
11.小林家5月底电能表示数如图所示,6月底电能表示数为1174.0 kW·h,那么6月份他家消耗了　　　　kW·h的电能;由表盘可知,小林家接入电路的用电器的总功率不能超过
　　　　W。现只将一电烤箱接入电路中,工作10 min电能表的转盘转动100转,电烤箱的实际功率为　　　　W。
　12.某电热器标有“16 V　64 W”字样,则它的额定电流为　　　　A。若该电热器的电阻保持不变,将它接在电压为8 V的电源上,它的额定功率是　　　　W,此时它的实际功率是
　　　　W,在8 V的电压下连续工作30 min所消耗的电能为　　　　　　J。
13.两个发热电阻R1∶R2=1∶4,当它们串联在电路中时,R1、R2的电功率之比P1∶P2=　　　　;已知R1=10 Ω,那么它们并联在4 V电路中时,两个电阻在100 s内总共产生的热量是
　　　　J。
14.家用电吹风的简化电路如图所示,主要技术参数如下表所示。该电吹风正常工作吹热风时,电热丝的阻值是　　　　Ω,正常工作吹热风5 min电热丝产生的热量是
　　　　　　J。
热风温度 50~75 ℃
额定功率 热风时:1000 W 冷风时:120 W
额定电压 220 V
质量 0.5 kg
15.一辆电动玩具车标有“6 V　3 W”字样,车内电动机线圈电阻为0.5 Ω。当该玩具车正常行驶1 min时,电动机线圈产生的热量是　　　　J,消耗的电能是　　　　J。
16.如图甲所示,电源电压为6 V保持不变,滑动变阻器R2的最大阻值为20 Ω。闭合开关,滑动变阻器的电功率随其接入电路中电阻的关系图象如图乙所示,则定值电阻R1=
　　　　Ω;滑动变阻器R2的电功率最大时,电路中的电流是　　　　A,滑动变阻器R2的最大电功率是　　　　W。
三、实验探究题(共24分)
17.(12分)小红做“测量小灯泡电功率”的实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6 V),小灯泡(额定电压为2.5 V、灯丝电阻约为10 Ω),电流表、电压表、开关各一个,规格分别为“10 Ω　1 A”和“50 Ω　0.5 A”的滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)小红设计了如图甲所示的电路,她应选用规格为　　　　　　　的滑动变阻器。
(2)正确连接电路后,闭合开关,若小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,原因是　　　　　　　;若小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是　　　　　　。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片到不同位置,得到小灯泡的U-I图象如图乙所示,小灯泡的额定功率为　　　　W。
(4)由图乙发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要因素是　　　　　　　。
(5)在没有电压表、只有电流表的情况下,小红增加了一只10 Ω的定值电阻R1并利用原有器材,也测出了额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率。步骤如下:
①按照图丙所示的电路图正确连接实物电路。
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为　　　　A,此时灯泡正常发光。
③断开开关,保持　　　　　　　　　　　　　　　　　不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I。
④小灯泡额定功率的表达式为P额=　　　 　。
18.(12分)如图甲、乙所示是探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。
(1)实验中,用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　反映密闭空气温度的变化。
(2)图甲装置可探究电流产生的热量与　　　　　　的关系,通电一段时间后,　　　　(选填“左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量多。
(3)图乙装置中的电阻R3的作用主要是　 。
(4)如果图乙装置中R3发生了断路,在通电时间相同的情况下,与R3发生断路之前相比较,左侧U形管中液面的高度差将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这一现象,该现象可用图　　　　(选填“甲”或“乙”)的实验结论来解释。
四、计算题(共14分)
19.(6分)图甲是某品牌家用蛋糕机,该蛋糕机配有很多卡通模型,可以做出多种多样的创意小蛋糕,图乙是该蛋糕机的简化电路图,可以实现蛋糕机的低、中、高三挡加热功能。单独闭合开关S1时,蛋糕机处于440 W的低温挡加热状态;单独闭合开关S2时,阻值为55 Ω的电阻R2让蛋糕机处于中温挡加热状态。求蛋糕机正常工作时:
(1)低温挡加热电流。
(2)中温挡加热功率。
(3)高温挡加热5 min消耗的电能。
20.(8分)如图甲所示的电路,闭合开关S,在滑动变阻器R2的滑片P从B端向A端滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。试问:
(1)滑动变阻器的最大阻值是多少
(2)该电路的最小电功率是多少
答案
1.D
2.C　[解析] 由题知,该用电器在5 h内消耗的电能为W=1度=1 kW·h,则用电器的电功率:P===0.2 kW=200 W。壁挂空调的电功率约为1000 W,吸尘器的电功率约为800 W,台式电脑的电功率约为200 W,LED台灯的电功率约为10 W,所以,这个用电器最有可能是台式电脑。
3.C　[解析] 小灯泡的I-U图象是一条曲线,说明通过灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比,也说明小灯泡的电阻是变化的,原因是灯丝电阻随温度的升高而增大,A错误;根据图象可知,小灯泡的额定电压为6 V时,小灯泡的额定电流是0.25 A,B错误;小灯泡的额定功率为P额=U额I额=6 V×0.25 A=1.5 W,C正确;由图可知,当灯泡两端电压为4 V时,通过灯泡的电流为0.2 A,由I=可知,此时灯泡的电阻:R===20 Ω,D错误。
4.D　[解析] 根据题意“电路连接正确,两只灯泡都完好无损”可知,电路无故障。甲、乙两灯并联在电路中,所以两灯两端电压相等,故B错误;又因为灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率,当甲、乙两只灯泡并联接在电源上时,闭合开关,发现乙灯亮,甲灯不亮,说明甲灯的实际功率太小,而乙灯的实际功率较大,故D正确,A错误;甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率,根据P=UI可知,通过甲灯的电流小于通过乙灯的电流,故C错误。
5.C
6.D　[解析] (1)由P=UI可得,两灯的额定电流分别为:
I1===1 A,I2===0.5 A;
由I=可得,两灯的电阻分别为:
R1===12 Ω,R2===24 Ω。
因为串联电路中电流处处相等,L2的额定电流小于L1的额定电流,所以两灯泡串联时,L2正常发光,且电路中电流为I=0.5 A,故A错误。
(2)电路中的电流为I=0.5 A,由I=可得,电源的电压为U=I(R1+R2)=0.5 A×(12 Ω+24 Ω)=18 V,故B错误。
(3)串联电路中电流相等,L2的电阻大,由P=I2R可知,L2的实际功率大,L2比L1亮,故C错误。
(4)两灯泡的实际功率之比为====,故D正确。
7.B
8.C　[解析] 两电阻的电流随电压变化关系图象为过原点的直线,故两电阻都为定值电阻,即R1和R2的阻值不随温度的变化而变化,故A正确;
由图知,当电压为4 V时,通过R1和R2的电流分别为0.1 A和0.2 A,通过R1和R2的电流之比:I1∶I2=0.1 A∶0.2 A=1∶2,故C错误;
R1和R2并联在4 V电源上,两电阻两端的电压相同,根据U=IR可知,在电压不变时,电流与电阻成反比,故R1∶R2=I2∶I1=0.2 A∶0.1 A=2∶1,故B正确;R1和R2并联在4 V电源上,干路电流为I=I1+I2=0.1 A+0.2 A=0.3 A,电路消耗的总功率为P=UI=4 V×0.3 A=1.2 W,故D正确。
9.D　[解析] (1)由P=UI可得,L1正常发光时的电流为I1===1 A,L2正常发光时的电流为I2===1 A=I1,已知灯泡L1正常发光,灯泡L2发光较暗,故两灯的连接方式为并联,且电源电压等于灯泡L1正常发光时的电压,为3 V。故电表b为电压表,测量电源电压,示数为3 V,电表a为电流表,测量L2中的电流,由欧姆定律可知,L2的电阻为R2===6 Ω,此时电流表的示数为I2'===0.5 A,A、B错误;此时电路总电流为I=I1+I2'=1 A+0.5 A=1.5 A,电路总功率为P总=UI=3 V×1.5 A=4.5 W,在1 min内电路消耗的电能为W总=P总t=4.5 W×60 s=270 J, 故C错误, D正确。
10.B　[解析] 由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;由题意可知,为保证电路安全,电路中允许通过的最大电流是0.3 A,即电流表的最大示数是0.3 A,电路的最大功率是P=UI=6 V×0.3 A=1.8 W,故A、D错误。由串联电路的分压特点可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,灯泡两端的电压最小,而且此时流过小灯泡的电流也最小,即电流表的示数最小;即当电压表的示数为3 V时,小灯泡的电功率最小,此时小灯泡两端的电压为UL=U-U滑=6 V-3 V=3 V,由图乙可知,此时流过小灯泡的电流是0.25 A,即电流表的最小示数是0.25 A,小灯泡的最小功率是PL=ULIL=3 V×0.25 A=0.75 W,故B正确,C错误。
11.50.6　4400　1000　[解析] 5月底电能表示数为W1=1123.4 kW·h,6月份小林家消耗电能:W=W2-W1=1174.0 kW·h-1123.4 kW·h=50.6 kW·h;由电能表参数可知,电能表正常工作的电压为220 V,允许通过的最大电流为20 A,则电能表允许接入用电器的最大总功率:P最大=UI=220 V×20 A=4400 W;600 r/(kW·h)表示电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转600转,10 min内电烤箱消耗的电能:W= kW·h= kW·h=×3.6×106 J=6×105 J,电烤箱的实际功率:P===1000 W。
12.4　64　16　2.88×104　[解析] 已知电热器的额定电压和额定功率,它的额定电流为I===4 A;电热器的电阻为R===4 Ω。将它接在电压为8 V的电源上,它的额定功率仍是64 W;此时的实际功率为P===16 W;连续工作30 min所消耗的电能为W=Pt=16 W×30×60 s=2.88×104 J。
13.1∶4　200　[解析] (1)当两电阻串联在电路中时,因为串联电路中各处的电流相等,所以,由P=I2R可得,R1、R2的电功率之比:===。
(2)已知R1=10 Ω,R1∶R2=1∶4,所以R2=4R1=4×10 Ω=40 Ω,当两电阻并联在电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两个电阻在100 s内产生的热量:Q总=W总=W1+W2=t+t=×100 s+×100 s=200 J。
14.55　2.64×105　[解析] 由表格数据可知,电吹风正常工作吹冷风时的功率,即电动机的功率为120 W,由图知,电吹风正常工作且吹热风时,电动机和电热丝并联,因为电路的总功率等于各用电器功率之和,所以电热丝的功率:P电热丝=P热-PM=1000 W-120 W=880 W,并联电路中各支路两端的电压相等,由P=可得电热丝的电阻:R电热丝===55 Ω;电吹风正常工作且吹热风时,5 min内电流通过电热丝产生的热量:Q=W=P电热丝t=880 W×5×60 s=2.64×105 J。
15.7.5　180　[解析] 由P=UI可得,玩具车正常工作时通过电动机的电流:I===0.5 A,正常行驶1 min,电动机线圈产生的热量:Q=I2Rt=(0.5 A)2×0.5 Ω×60 s=7.5 J,消耗电能:W=Pt=3 W×60 s=180 J。
16.10　0.3　0.9　[解析] 由图象可知,当R2=10 Ω时,滑动变阻器R2的功率最大,最大为P2=0.9 W,由P=I2R可得,电路中的电流:I===0.3 A,由I=可得,电路中的总电阻:R===20 Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R1=R-R2=20 Ω-10 Ω=10 Ω。
17.(1)“50 Ω　0.5 A”
(2)小灯泡短路　小灯泡断路
(3)0.625　(4)灯丝温度
(5)②0.25　③滑动变阻器滑片的位置　
④2.5 V·I
[解析] (1)灯泡的额定电压为2.5 V,所以,灯泡正常发光时滑动变阻器要分去6 V-2.5 V=3.5 V的电压,根据分压原理,=,滑动变阻器的阻值至少为R滑=×RL=×10 Ω=14 Ω。根据欧姆定律知,灯泡正常发光时的电流约为0.25 A,故应选用“50 Ω　0.5 A”的滑动变阻器。
(2)正确连接电路后,闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路,小灯泡不亮,电压表无示数,说明小灯泡短路;若小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路断路,电压表有示数,说明电压表与电源是连通的,所以可能是小灯泡断路。
(3)由图乙知,当灯泡两端电压为2.5 V时对应的电流为0.25 A,小灯泡的额定功率:P额=ULI=2.5 V×0.25 A=0.625 W。
(4)因为灯丝的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,所以,由图乙发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是灯丝温度。
(5)②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.25 A,此时灯泡正常发光;
③断开开关,保持变阻器滑片P的位置不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I;
④此时电路的连接关系没有改变,只是电流表由原来测通过R的电流变为测通过灯泡的电流I,R与灯泡两端的电压与变阻器两端的电压均保持不变,灯泡仍正常发光,通过灯泡的电流I即为灯泡正常发光时的电流大小,故灯泡额定功率的表达式为P额=2.5 V·I。
18.(1)U形管中液面高度的变化　(2)电阻　右
(3)使通过R1和R2的电流不相等
(4)变小　(5)甲
19.(1)蛋糕机正常工作时的电压U=220 V,根据P=UI可得,低温挡加热电流为I低===2 A。
(2)由题知,蛋糕机处于中温挡时只有电阻R2工作,中温挡加热功率为P中===880 W。
(3)当开关S1和S2都闭合时蛋糕机处于高温加热挡,此时两电阻并联,则总功率P高温=P低+P中=440 W+880 W=1320 W,根据P=可得,高温挡加热5 min消耗的电能为W=P高温t=1320 W×5×60 s=3.96×105 J。
20.(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0 Ω时,电路中的电流最大,由图乙可知最大电流I1=0.9 A,由I=可得,电源电压:U=I1R1=0.9 A×R1。
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,最小电流I2=0.2 A,变阻器两端的最大电压U2=14 V,则滑动变阻器的最大阻值:
R2===70 Ω。
(2)因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压:
U=U2+I2R1=14 V+0.2 A×R1,
因电源电压不变,所以0.9 A×R1=14 V+0.2 A×R1,
解得R1=20 Ω。
电源电压:
U=I1R1=0.9 A×20 Ω=18 V,
电路的最小电功率:
P小=UI2=18 V×0.2 A=3.6 W。