北师大版物理九年级全册课课练：第十三章　电功和电功率 章末复习（含答案）

章末复习
教材图片 图片解读
(1)普通电能表 　电能表用来测量用电器在一段时间内消耗的　　　　,电能表的计量单位是　　　　　。小明家月初电能表的示数为,月末示数为,该月他家消耗的电能是　　　　kW·h
(2)电功率 　电功率表示电流做功的快慢,电功率的计算公式:①定义式:P=　　　　;②计算式:P=　　　　。家用电器的铭牌上一般都会标有　　　电压和　　　　功率,可以根据它们进行相关计算
(3)焦耳定律 　电流通过导体时,导体会发热,这种现象叫作　　　　　　　　　　,产生热量的多少与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,其关系式为Q=　　　　
(4)家庭电路的组成 　在家庭电路的安装过程中,电能表、总开关、保险盒三者的顺序是:　　　　、　　　　、　　　　。控制电灯的开关与电灯　　　联且直接与　　　线相连
(5)触电施救 　发生触电事故时,应立即　　　　电源开关,切断电路,或用　　　　将电线挑开,使触电者与电源脱离,并进行现场抢救。绝对不能用手直接拉触电者
判断下列说法的正误,并对错误的说法分析指正。
(　　)1.用电能表可以直接测量电流做功的多少。
分析指正: 　。
(　　)2.用电器的电功率越大,消耗的电能越多。
分析指正: 　。
(　　)3.小灯泡额定功率越大,亮度越大。
分析指正: 　。
(　　)4.“220 V　60 W”的电风扇和电热毯正常工作1 h,产生的热量一样多。
分析指正: 　。
(　　)5.电炉工作时,与之相连的导线不太热是因为导线的电阻小。
分析指正: 　。
(　　)6.如图图果人们已研制出常温下的超导体,则用它制作电饭煲的发热电阻丝,通过电阻丝的电流大,制热效果最好。
分析指正: 　 。
(　　)7.家庭电路中的空气开关突然断开,应先找出引起电流过大的原因,解决后再闭合空气开关。
分析指正: 　 。
(　　)8.家庭电路中保险丝熔断后,短时间内可以用细铜丝代替。
分析指正: 　。
(　　)9.使用试电笔时,手不能接触笔尾的金属体,防止发生触电事故。
分析指正: 　 。
(　　)10.当家用电器或电线着火时,应立即用水灭火。
分析指正: 　 。
(　　)11.发现有人触电,要立即用手拉开触电的人。
分析指正: 　。
考点●1　电功和电功率
1.[2020·黔东南州] 电能表是测量　　　　的仪表。小红同学家中电能表月初和月底的读数如图图所示,则这个月小红家里消耗了　　　　度电。小红同学为了测一只正在工作的电饭锅的实际功率,她关闭了家中其他所有电器,此时她家标有“3000 r/(kW·h)”字样的电能表每分钟转过30圈,则这只电饭锅工作时的实际功率为　　　　W。
2.[2020·雅安] 如图图所示,电源电压为7 V保持不变,灯泡L2的规格为“6 V　3.6 W”,当开关S闭合时,两灯泡均发光,使用一段时间后灯泡L1突然熄灭,灯泡L2更亮,则故障是L1　　　　,此时灯泡L2的实际功率为　　　　W。(假设灯丝电阻不变)
3.[2020·重庆] 灯泡L标有“6 V”字样,为探究其工作时的特点,小刚利用如图图甲所示的电路进行实验,其中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30 Ω　1 A”。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片P从a端向右缓慢移动,直到电压表的示数达到6 V时为止。如图图图乙所示是用获得的实验数据绘制出的I-U图像,下列判断中正确的是 (　　)
A.闭合开关,在移动滑片P的过程中,灯泡L的最小电阻为10 Ω
B.变阻器的滑片P移到b端时,灯泡L正常发光的额定功率为3.6 W
C.灯泡L与5 Ω的定值电阻R1并联接入电压为6 V的电路,电路的总功率为7.2 W
D.灯泡L与10 Ω的定值电阻R2串联接入电压为9 V的电路,R2每秒消耗的电能为2.5 J
4.[2020·聊城] 如图图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,将滑动变阻器的滑片P移到a端时,灯泡正常发光,电压表V的示数为6 V,电流表A2的示数为0.4 A。只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P移到b端时,电流表A1的示数为0.2 A,灯泡的实际功率为0.4 W(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)电阻R1的阻值。
(2)灯泡L的额定功率。
(3)滑动变阻器R2的最大阻值。
5.[2020·朝阳] 某同学利用如图图甲所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,但是数值较小,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不发光,两电表示数均不变,产生这一故障的原因可能是 　。
(3)该同学排除故障后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图图图乙所示,此时小灯泡两端的电压为　　　　V。要测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑动变阻器的滑片向
　　　　(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5 V。
(4)移动滑动变阻器的滑片,记下多组电压和电流值,并绘制成如图图图丙所示的I-U图像,根据图像的信息计算出小灯泡的额定功率为　　　　W。
(5)为了用电流表、电阻箱R和滑动变阻器,测量额定电流为I额的小灯泡的额定功率,该同学设计了如图图所示的电路。操作步骤:
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I额,此时小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片的位置不动,闭合开关S、S2,断开S1,调节电阻箱R,使电流表的示数为I额,读出此时电阻箱的电阻值为R0,则小灯泡的额定功率的表达式为P额=　　　　　　。
考点●2　焦耳定律
6.[2020·北京] 某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油,以及阻值为R1和R2的电阻丝(R1(1)该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与　　　　是否有关。
(2)该实验中,电流通过导体产生热量的多少用　　　　　　　　　　　　　来反映。
7.[2020·江西] 冬天打出来的果汁太凉,不宜直接饮用,如图图所示是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路的简化结构示意图,该榨汁杯的部分参数如图图下表所示,求:
榨汁杯部分参数表
额定电压 220 V
加热功率 300 W
保温功率 80 W
榨汁功率 66 W
容量 300 mL
(1)仅榨汁时的正常工作电流。
(2)R2的阻值。
(3)已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为90%,给榨汁杯盛满果汁并加热,使其温度升高30 ℃,要加热多长时间。[c果汁=4×103 J/(kg·℃),ρ果汁=1.2×103 kg/m3]
考点●3　家庭电路和安全用电
8.[2020·成都A卷] 关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是 (　　)
A.使用试电笔时不能接触笔尾的金属体
B.电灯开关安装在零线上
C.空气开关跳闸,一定是短路引起的
D.更换灯泡时,应先断开开关
9.[2020·衢州] 开关是电路的重要元件,既可确保安全用电,又能方便控制电路。小科在家庭电路图中设置了五处开关(如图图所示)。小江觉得该电路设计不合理,因为有几处开关必须处于常闭状态,所以无需设置,这几处开关是 (　　)
A.1、2 B.1、4 C.2、4 D.3、5
10.[2020·安徽] 如图图所示的家庭电路,当闭合开关时,发现电灯不亮。若原因是图中打“×”的位置发生了断路,则在开关闭合的情况下,用试电笔测试电路中A点时,试电笔的氖管
　　　　(选填“会”或“不会”)发光。
11.[2020·岳阳] 请用笔画线代替导线,按安全用电要求将如图图所示的开关、灯泡接入家庭电路中(开关控制灯泡)。
答案
知识梳理
①焦耳(J)　②W=UIt　③瓦特(W)　④UI
⑤P=UI　⑥电流　⑦电阻　⑧Q=I2Rt
⑨总开关　⑩保护设备
图说教材
(1)电能　千瓦时　10　
(2)　UI　额定　额定
(3)电流的热效应　I2Rt　
(4)电能表　总开关　保险盒　串　火　
(5)断开　绝缘体
易错辨析
1.√
2.×,由W=Pt可知,用电器消耗的电能与通电时间和电功率两个因素有关
3.×,小灯泡的亮度由实际功率决定,不知道实际电压,无法确定实际功率,无法确定亮度
4.×,电风扇和电热毯工作1 h消耗的电能相同,电风扇将电能主要转化为机械能,而电热毯将电能全部转化为内能
5.√
6.×,由焦耳定律可知,导体产生的热量与通电时间、电阻和电流有关,超导体的电阻为0,导体不产生热量,故无法制热
7.√
8.×,家庭电路中保险丝不能用铜丝代替,铜丝的熔点高,起不到保护作用
9.×,使用试电笔时,手要接触笔尾的金属体,这样才能构成通路,笔尖接触火线时氖管才会发光
10.×,当家用电器或电线着火时,应先断电,且不能用水灭火
11.×,因为人体是导体,发现有人触电时,不可以直接用手拉触电者,应先切断电源或用绝缘体挑开电线
中考链接
1.电能(或电功)　82　600　 电能表是测量电功(消耗电能)的仪表;这个月家里用电:1469.5 kW·h-1387.5 kW·h=82 kW·h=82度;“3000 r/(kW·h)”表示电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转3000转。当转盘转过30转时,消耗的电能:
W= kW·h=0.01 kW·h,
这只电饭锅工作时的实际功率:
P===0.6 kW=600 W。
2.短路　4.9　 由图可知,两灯泡串联,若两灯泡中只有一个灯泡发光,则电路故障一定不是断路,而是另一个灯泡短路,因为灯泡L1突然熄灭,灯泡L2更亮,则故障是灯泡L1短路。
由P=可得,灯泡L2的电阻:R===10 Ω,当灯泡L1短路时,此电路为灯泡L2的简单电路,灯泡L2的实际功率:P实===4.9 W。
3.D　 当滑片P在a端时,电路电阻最大,电流最小,由图像乙可知,灯泡两端的电压为1 V,通过灯泡的电流为0.2 A,则灯泡电阻:RL小==5 Ω;当滑片P移动到另一位置时,由图像乙可知,灯泡两端的电压为6 V,通过灯泡的电流为0.6 A,此时电路电阻最小,电流最大,灯泡电阻RL大==10 Ω,可见灯泡的最小电阻为5 Ω,故A错误;灯泡的额定电压为6 V,当灯泡两端的电压为6 V时正常发光,灯泡的额定功率:P额=U额I额=6 V×0.6 A=3.6 W,但此时滑片的位置不一定是b位置,故B错误;灯泡与R1并联在电压为6 V的电源两端,R1的电流:I1===1.2 A;干路电流:I=I1+I额=1.2 A+0.6 A=1.8 A,电路总功率:P=UI=6 V×1.8 A=10.8 W,故C错误;灯泡与R2串联在电压为9 V的电路中,电路中电流处处相等,UL+U2=U总,根据U=IR可知,UL+I×10 Ω=9 V,结合图像可得出此时电路中的电流I=0.5 A,灯泡L两端的电压UL=4 V,根据P=I2R可计算出定值电阻R2的功率:P2=I2R2=(0.5 A)2×10 Ω=2.5 W,则R2每秒消耗的电能:W=P2t=2.5 W×1 s=2.5 J,故D正确。
4.(1)闭合开关S1、S2,滑动变阻器的滑片P移到a端时,电阻R1和灯泡L并联,电压表测电阻R1两端的电压,电流表A2测通过电阻R1的电流,所以电阻R1的阻值:
R1===15 Ω。
(2)闭合开关S1、S2,滑动变阻器的滑片P移到a端时,电阻R1和灯泡L并联,灯泡正常发光,则灯泡的额定电压为6 V;只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P移到b端时,滑动变阻器和灯泡串联,电流表A1测电路中的电流,则灯泡的灯丝电阻:
RL===10 Ω;
灯泡L的额定功率:
P额===3.6 W。
(3)滑动变阻器的滑片P移到b端时阻值最大,只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P移到b端时,电路中的总电阻:
R总===30 Ω,
滑动变阻器R2的最大阻值:
R2=R总-RL=30 Ω-10 Ω=20 Ω。
5.(1)如图图图所示
图S13-F-1
(2)将滑动变阻器的两个下接线柱接入电路
(3)2.2　A
(4)0.5　(5)②R0
(1)实验中,电压表应该并联在小灯泡两端,电流表和滑动变阻器,以及小灯泡串联,如图图图所示。
(2)闭合开关,无论怎样移动滑片,小灯泡都不亮,但电流表和电压表都有示数,说明灯泡实际功率很小,两电表示数均无变化,说明滑动变阻器不能改变电路中的电阻,可能的电路故障是:将滑动变阻器的两个下接线柱接入电路。
(3)由图甲可知,电压表的量程是0~3 V,分度值是0.1 V,由图乙可知此时电压表的示数是2.2 V。灯泡在额定电压下正常发光,而此时小灯泡两端的电压为2.2 V,小于小灯泡的额定电压2.5 V,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片应向A端移动,使电压表的示数为2.5 V。
(4)根据绘制的小灯泡的I-U图像,当小灯泡两端的电压为2.5 V时,电流为0.2 A,小灯泡的额定功率是P=UI=2.5 V×0.2 A=0.5 W。
(5)保持滑动变阻器滑片的位置不动,闭合开关S、S2,断开S1,调节电阻箱R,使电流表的示数为I额,此时电阻箱的电阻值等于小灯泡正常发光时的电阻,则小灯泡的额定功率的表达式为P额=U额I额=R0。
6.(1)电阻　(2)温度计示数的变化量
(1)该实验两段电阻丝串联,通过的电流、通电时间相同,电阻丝的阻值不同,所以探究的是电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。(2)在探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关的实验中,利用转换法,将电流通过导体产生热量的多少用温度计示数的变化量来反映。
7.(1)由P=UI可知,仅榨汁时的正常工作电流:
I===0.3 A。
(2)仅闭合开关S2和S3时,榨汁杯处于加热挡;仅闭合开关S2时,榨汁杯处于保温挡,R2的功率:P2=P-P1=300 W-80 W=220 W,
R2的阻值:
R2===220 Ω。
(3)果汁的质量:m=ρ果汁V=1.2×103 kg/m3×300×10-6 m3=0.36 kg,
果汁吸收的热量:
Q吸=c果汁 mΔt=4×103 J/(kg·℃)×0.36 kg×30 ℃=4.32×104 J,
消耗的电能:
W===4.8×104 J,
加热时间:
t===160 s。
8.D
9.C　 在家庭电路中,电路的总开关应该接在干路中,在电能表之后,故1合理;三孔插座中,中间的孔接地线,不需要开关控制,故2是不合理的;三孔插座的右孔接的是火线,开关3控制的是火线,故3合理;控制灯泡的开关应该接在火线和灯泡之间,不能接在零线与灯泡之间,故4不合理、5合理。综上所述,无需设置的是2、4。
10.会
11.如图图图所示
图S13-F-2