苏科版物理九年级下册课课练：第15章　电功和电热自我综合评价（含答案）

第十五章　时间:40分钟　分值:100分]
一、选择题(每题3分,共33分)
1.下列选项中,利用电流的热效应工作的家用电器是 (　　)
A.油烟机 B.电热毯
C.洗衣机 D.电风扇
2.下列关于电功和电功率的说法中正确的是 (　　)
A.电流越大,电流做功越多
B.电功率越大,电流做功越多
C.电流做功越快,电功率越大
D.电流做同样多的功,用的时间越长,电功率越大
3.家庭电路中,熔丝的主要作用是 (　　)
A.可以节省电能 B.防止电路中出现短路
C.限制用电器的电功率 D.当电路中电流过大时自动切断电路
4.关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是 (　　)
A.空气开关跳闸,一定是电路发生了短路
B.控制电灯的开关应接在火线与电灯之间
C.使用测电笔时,必须用手直接接触金属笔尖
D.一般对人体而言,只要电压不高于220 V就是安全的
5.下列情况中不会使空气开关断开的是 (　　)
A.用电器总功率过大 B.短路
C.开关内两根线相碰 D.电路中总电流过大
6.下列四个灯泡正常发光时,最亮的是 (　　)
A.“220 V　25 W” B.“220 V　60 W”
C.“100 V　60 W” D.“100 V　100 W”
7.将一个标有“6 V　9 W”字样的灯泡(灯丝电阻不变)接入某电路,测得灯泡两端的电压是2 V,那么这个灯泡的实际功率等于 (　　)
A.9 W B.3 W C.6 W D.1 W
8.要使一个电热器在单位时间内放出的热量减少一半,应该 (　　)
A.使通过电热器的电流减小一半
B.使加在电热器两端的电压减小一半
C.使电热器的电阻减小一半
D.使加在电热器两端的电压和它的电阻都减小一半
9.王老师的新家买了250 W的电视机一台,300 W的洗衣机一台,100 W的电冰箱一台,2200 W的柜式空调一台,250 W的电脑一台,800 W的电饭锅一个,40 W的照明灯8盏.请为王老师选择一种合适的电能表 (　　)
A.“220 V　5 A” B.“220 V　15 A”
C.“220 V　20 A” D.“220 V　30 A”
10.小明在中国科技馆看到“1度电的意义”展品后,绘制了1度电可供他家中的一些额定电压相同的用电器分别在额定功率下持续工作的时间图像,如图所示.关于图中家用电器的比较,下列说法中正确的是 (　　)
A.浴霸正常工作时的电流最小
B.节能灯正常工作时的电压最大
C.电风扇的额定功率比白炽灯的额定功率大
D.节能灯正常工作时的电流比白炽灯正常工作时的电流大
11.如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,滑片从最右端移至最左端时,小灯泡恰好正常发光.电流表示数与电压表示数的关系图像如图图乙所示.下列说法中正确的是(　　)
A.电源电压为9 V
B.滑动变阻器的最大阻值为12 Ω
C.小灯泡的额定功率为8 W
D.电路总功率的变化范围为6~12 W
二、填空题(每空1分,共22分)
12.在家庭电路中,电视机与空调的连接方式是　　　　联;灯泡与控制灯泡的开关是　　　
联,且开关要接在　　　　(选填“火线”或“零线”)与灯泡之间.
13.如图所示是没有链条的混合动力电动自行车,此车既可以给锂电池直接充电获得能量,也可以通过骑行者踩脚踏板发电.锂电池容量为10 A·h,电压为36 V,给它充满电后,大约存储了　　　　J的电能.充电时充电线会发热,这是电流的　　　　效应.
14.如图所示,在三线插座的A、B、C三孔中,连接火线的是　　　孔,通过三线插头和家用电器的金属外壳相连的是　　　　孔.
15.是某电水壶的铭牌,该电水壶正常工作1 min产生　　　　　J的热量,如图果这些热量的84%被冷水吸收,能使2 L的冷水温度升高　　　　℃.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
16.小明家中的电能表如图所示,此时该电能表的示数为　　　　　　　;小明家同时使用用电器的总功率不能超过　　　　W;若1 min内电能表的指示灯闪烁了10次,则这段时间内,小明家所使用用电器的实际功率为　　　　W.
17.有一台电动机,额定电压为3 V,额定电流为1 A,电动机线圈的电阻为0.5 Ω.这台电动机正常工作1 min消耗的电能为　　　　J,产生的热量为　　　　J,输出的机械能为　　　　J.
18.如图所示,电源电压为9 V,当闭合S、S1,断开S2时,调节滑片P,使电压表的示数为5 V,此时电流表的示数为1 A,小灯泡正常发光,则小灯泡的额定功率为　　　　W.若保持滑片P位置不动,闭合S、S2,断开S1,电流表的示数增大了0.5 A,则定值电阻R0的阻值为　　　　Ω,此时R0的功率为　　　　　W.
19.如图甲所示为某型号室内电加热器,有高温和低温两个挡,其额定电压为220 V,高温挡和低温挡的功率分别为2200 W和1000 W,简化电路如图图乙所示.
(1)当开关S1闭合、S2断开时,电加热器处于　　　　温挡.
(2)在额定电压下,使用高温挡工作3 h,电加热器产生的热量是　　　　　J.
(3)电阻丝R1的阻值为　　　　Ω,通过电阻丝R2的电流为　　　　A(结果保留一位小数).
三、解答题(共45分)
20.(5分)如图所示,家庭电路中有一盏用声控开关和光控开关控制的电灯,电灯只有在光线昏暗并且有人经过时才会发光,同时电路中接入了一只三线插座,请用笔画线代替导线将图中电路连接完整.
21.(8分)如图甲所示,灯泡L标有“20 V　8 W”的字样,把它与滑动变阻器R'串联接入电路,电源电压恒为25 V,灯泡L的I-U图像如图图乙所示.求:
(1)当灯泡L正常发光时,整个电路1 min内消耗的电能。
(2)移动滑动变阻器的滑片P,使灯泡L的实际功率为3 W,则滑动变阻器连入电路的阻值为多少,滑动变阻器消耗的电功率为多少。
22.(10分)家庭电路中某电热锅的额定电压是220 V,加热状态的额定功率是1210 W,简化电路如图所示,S1为温控开关,发热电阻R1与R2的阻值恒定,电阻R2在保温状态与加热状态时的功率之比为4∶25.
(1)求电阻R1和R2的阻值.
(2)在用电高峰期,家中只有电热锅和电视机工作时,电热锅的实际功率为1000 W(始终处于加热状态),电视机的实际功率为200 W,计算此时通过电视机的电流.
23.(10分)如图所示,甲、乙两个完全相同的烧瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝,瓶中插入温度计a、b.
(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时,在两瓶中加入质量、初温都相同的煤油.闭合开关一段时间,可以通过观察　　　　　　　　　　　　,来判断电阻丝产生热量的多少.此方案是探究　　　　和通电时间相同时,电流通过电阻丝产生的热量与
　　　　大小的关系.
(2)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且电阻丝的阻值R甲　　　　R乙时,可以比较不同物质的吸热能力.若温度计a比温度计b示数升高得快,则甲、乙两瓶内液体的比热容关系是c甲　　　　c乙.(均选填“>”“<”或“=”)
24.(12分)如图甲所示是测量小灯泡额定功率的实验装置,电源电压恒为6 V,小灯泡的额定电压U额=2.5 V,正常发光时的电阻约为10 Ω,有两个规格分别为“10 Ω　2 A”和“50 Ω　1 A”的滑动变阻器.请回答下列问题:
(1)本实验应选择规格为　　　　　　　的滑动变阻器,图甲中有部分电路已连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整.
(2)若连接好电路后闭合开关,发现小灯泡发光,电流表有示数,电压表无示数,可能是导线　　　　
(选填“a”“b”或“c”)断路了.
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数为2.5 V时,电流表的示数如图图乙所示,则小灯泡的额定功率为　　　　W.
(4)若电压表损坏,小明利用一个定值电阻R0和两个开关,设计了如图图丙所示的电路,并进行实验:①只闭合开关S和S1,调节滑片P,使电流表的示数为　　　　;②保持滑片P位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,读出电流表的示数为I;③小灯泡的额定功率表达式为P额=　　　　
(用题中字母表示).
答案
1.B　 油烟机工作时,主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故A错误;电热毯工作时,主要把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故B正确;洗衣机工作时,主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故C错误;电风扇工作时,主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故D错误.
2.C　3.D
4.B　 当电路发生短路或严重过载时,空气开关会跳闸,故A错误;由安全用电原则可知,控制电灯的开关应接在火线和电灯之间,故B正确;使用测电笔时,必须用手接触笔尾的金属体,不能与金属笔尖接触,故C错误;不高于36 V的电压对人体是安全的,故D错误.
5.C　6.D　7.D
8.D　 对于电热器来说,电能几乎全部转化为内能,所以有Q=W=Pt=UIt=I2Rt=t,对于不同情况要注意选择适当的公式进行判断.对于A选项,应选用Q=I2Rt,可知当电流减小一半,其他量不变时,放出的热量是原来的;对于B选项,应选用Q =t,当电压减小一半,其他量不变时,放出的热量应是原来的;对于C选项,应选用Q =t,电阻减小一半时,电压和时间没有改变,放出的热量是原来的2倍(如图果选用Q=I2Rt,就存在两个变量,因为电阻改变会引起电流的改变);对于D选项,也应选用Q =t,当电压和它的电阻都减小一半而时间不变时,放出的热量是原来的.
9.C　
10.C　 1度电可供用电器持续工作的时间越短,用电器的额定功率越大;各用电器正常工作电压(额定电压)都相等,都等于220 V;由P=UI可知额定功率越大的用电器,正常工作时的电流越大.
11.D　12.并　串　火线
13.1.296×106　热　 (1)给此车充满电后,所存储的电能:W=UIt=36 V×10 A×1×3600 s=1.296×106 J;(2)充电时充电线会发热,电流做功而消耗电能,产生了热量,这是电流的热效应.
14.B　C
15.9×104　9　 (1)由图知,电水壶正常工作1 min产生的热量:Q=W=Pt=1500 W×60 s=9×104 J;
(2)水的质量:m=ρV=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg,产生的热量的84%被冷水吸收,由Q=cmΔt得水升高的温度:
Δt===9 ℃.
16.107.6 kW·h　4400　200　 (1)由图可知该电能表的工作电压为220 V,平时工作允许通过的最大电流为20 A,他家同时使用用电器的总功率最大为P最大=UI最大=220 V×20 A=4400 W;
(2)指示灯闪烁10次消耗的电能:
W= = kW·h,小明家所使用用电器的总功率:
P===0.2 kW=200 W.
17.180　30　150　
这台电动机正常工作t=1 min=60 s,电动机消耗的电能:
W=UIt=3 V×1 A×60 s=180 J,
产生的热量:Q=I2Rt=(1 A)2×0.5 Ω×60 s=30 J,
输出的机械能:W机械=W-Q=180 J-30 J=150 J.
18.4　1　2.25　 (1)当闭合S、S1,断开S2时,电压表的示数为5 V,电流表的示数为1 A,小灯泡正常发光,小灯泡正常发光时两端的电压:UL=U-UR=9 V-5 V=4 V,
小灯泡的额定功率:
PL=ULI=4 V×1 A=4 W;
(2)变阻器连入电路的阻值:
R===5 Ω,若保持滑片P位置不动,闭合S、S2,断开S1,R与R0串联,电流表测电路中的电流,由电流表的示数增大了0.5 A可知,此时电路中的电流I'=1.5 A,则此时电路中的总电阻:R总===6 Ω,
定值电阻R0的阻值:
R0=R总-R=6 Ω-5 Ω=1 Ω,
此时R0的功率:
P0=(I')2R0=(1.5 A)2×1 Ω=2.25 W.
19.(1)低　
(2)2.376×107
(3)48.4　5.5
20.如图图所示
21.(1)已知灯泡的额定电压为20 V,由图像知,当灯泡两端的电压为20 V时,通过的电流I额=0.4 A,
由于串联电路电流处处相等,所以电路中的电流为I=I额=0.4 A,
此时整个电路1 min内消耗的电能:
W=UIt=25 V×0.4 A×1×60 s=600 J.
(2)由图像知,当灯泡的实际功率P实=3 W时,U实=10 V,I实=0.3 A,
滑动变阻器两端的电压:U'=U-U实=25 V-10 V=15 V,
电路中的电流为I'=I实=0.3 A,
由I=可得,滑动变阻器连入电路的电阻值:
R'===50 Ω;
滑动变阻器消耗的电功率:P'=U'I'=15 V×0.3 A=4.5 W.
22.(1)当开关S、S1均闭合时,只有电阻R2接入电路中,此时为加热状态,
R2的阻值:R2===40 Ω.
当开关S闭合、S1断开时,电阻R1、R2串联,此时为保温状态,保温时R2两端的电压与加热时R2两端的电压之比为=,
即串联时R2两端的电压与电源电压之比为2∶5,R1和R2串联时,R2两端的电压与R1两端的电压之比为2∶3,
由串联分压原理可得,R2∶R1=2∶3,
则R1=R2=×40 Ω=60 Ω.
(2)家庭电路的实际电压:
U实===200 V,
通过电视机的电流:I电视===1 A.
23.(1)温度计示数的变化　电流　电阻
(2)=　<
24.(1)50 Ω　1 A　如图图所示
(2)c　(3)0.65　
(4)①　③U额I-
(1)电源电压恒为6 V,小灯泡的额定电压U额=2.5 V,正常发光时的电阻约为10 Ω,由欧姆定律可知,灯泡的额定电流约为I===0.25 A,根据串联电路电压的规律及欧姆定律可知,灯泡正常发光时变阻器连入电路的电阻:R滑====14 Ω,故选用规格为“50 Ω　1 A”的滑动变阻器.
(2)若连接好电路后闭合开关,发现小灯泡发光,电流表有示数,则电路为通路,而电压表无示数,则说明电压表断路,可能是导线c断了.
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.26 A,则小灯泡的额定功率:
P额=U额I额=2.5 V×0.26 A=0.65 W.