苏科版物理九年级下册课课练：15.1 电能表与电功　第2课时　电功的影响因素　电功的计算（含答案）

[第十五章　一、电能表与电功　第2课时　电功的影响因素　电功的计算]
一、选择题
1.下列说法中正确的是 (　　)
A.通电时间越长,电流所做的功越多
B.通过用电器的电流越大,电流所做的功越多
C.用电器两端的电压越大,电流所做的功越多
D.电流做功越多,消耗的电能就越多
2.如图图所示,导体A、B是由同种材料制成的,A和B等长,但A比B的横截面积大.当开关S闭合后,在相同的时间内,下列叙述正确的是 (　　)
A.电流通过A、B所做的功WA>WB
B.电流通过A、B所做的功WAC.电流通过A、B所做的功WA=WB
D.无法比较电流通过A、B时所做的电功的多少
3.如图图所示,与开关S闭合前相比,当开关S闭合后(设通电时间与开关S闭合前的通电时间相等),电路中消耗的电能将 (　　)
A.减小 B.增大 C.不变 D.无法判定
4.当一个定值电阻两端的电压变为原来的2倍时,在相同时间内,这个电阻消耗的电能变为原来的 (　　)
A.4倍 B.2倍 C. D.
5.把两段阻值相等的电热丝串联后接在电源上,在时间t内电流做的功为W1.若把这两段电热丝并联后接在同一电源上,在时间t内电流做的功为W2,则W1与W2之比是 (　　)
A.4∶1 B.2∶1 C.1∶4 D.1∶2
6.在“比较两个灯泡亮暗”的活动中,小惠连接了如图图所示的电路,以下说法中错误的是(　　)
A.此电路验证的是电功与电压的关系
B.通过灯泡的亮暗反映相同时间内电功的大小
C.滑动变阻器在电路中起到保护电路的作用
D.移动滑动变阻器的滑片从而改变电路中的电流,可以进一步验证电功与电流的关系
二、填空题
7.通过某导体的电流为0.5 A,通电10 s电流做功180 J,可知导体两端的电压为　　　　V.
8.某日光灯接在照明电路中正常工作时,通过它的电流是0.13 A,通电10 min,有　　　　J的电能转化成了内能和　　　　能.
9.已知电阻R1=6 Ω、电阻R2=9 Ω,若把这两个电阻串联在电路中,则通电相同时间后,R1、R2消耗的电能之比为　　　　;若把这两个电阻并联在电路中,则通电相同时间后,R1与R2消耗的电能之比为　　　　.
10.[2020·岳阳]如图图所示是某小灯泡的I-U图像,小灯泡正常工作的电压为6 V.小灯泡正常发光时,灯丝的电阻是　　　　Ω.若将小灯泡与R=10 Ω的定值电阻并联接入某电路,干路中的总电流为0.5 A,通电10 s,电阻R消耗的电能为　　　　J.
11.如图图所示,电源电压不变,R1=6 Ω,R2=4 Ω.
(1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6 A,电路总电阻是　　　　Ω,电源电压为
　　　　V.
(2)当开关S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数为1.5 A,则通过R1的电流是　　　　A,10 s内电流通过灯泡L做的功为　　　　J.
三、解答题
12.在做“比较两个灯泡的亮暗”实验时,可以根据灯泡的亮暗程度验证相同时间内电流做功的多少与电压、电流的关系.如图图所示是进行实验的电路之一.
(1)提供标有“2.5 V”和“3.8 V”字样的灯泡若干,则应选用　　　　(选填“相同规格”或“不同规格”)的灯泡.
(2)利用如图图图所示电路进行实验,控制了　　　　和通电时间相同,验证电流做功多少与　　　　
的关系.若实验操作正确,且验证了实验的结论,则支持该结论的实验现象是　.
(3)对于“电流做功多少与通电时间的关系”,是否一定要通过实验探究发现 　　　　　(选填“不一定”或“一定”).
13.在“比较两个灯泡亮暗”的活动中,小王所在小组的同学设计连接了如图图甲所示的电路(两个灯泡的电阻不相等).请你回答以下问题:
(1)实验中是根据　　　　　　　来判断相同时间内电流通过灯泡做功多少的,这种方法叫
　　　　法.
(2)如图图图甲所示的电路是为了验证相同时间内,电流做功多少与　　　　的关系.
(3)图甲中两个灯泡是　　　　(选填“串联”或“并联”)的,这样连接的目的是　 　.
(4)通过图甲实验观察到的现象是电压　　　　的灯泡亮,由此可得出结论:　 　.
(5)电压、电流两个因素,已经有一个因素得到探究,请你将如图图图乙所示的实物连接成探究另一个因素的电路.
14.如图图所示的电路中,电源电压恒为24 V,电阻R1的阻值为20 Ω,滑动变阻器R2上标有“100 Ω　3 A”字样.闭合开关S后,电流表的示数为0.3 A,通电时间为2 min,求:
(1)电阻R1、滑动变阻器R2两端的电压U1、U2.
(2)电流通过电阻R1做的功W1.
(3)电流通过滑动变阻器R2做的功W2.
(4)电路消耗的总电能W.
15.如图图所示是某品牌家用电饭锅的工作原理图.已知R2的阻值为44 Ω,只闭合开关S1时,电饭锅处于保温状态,此时通过R1的电流为0.2 A.求:
(1)R1的阻值.
(2)同时闭合开关S1、S2,电饭锅工作1 min,R1消耗的电能、R2消耗的电能、电路消耗的总电能分别是多少.
16.小奕看见他爸爸的手机锂电池上面标有电压为3.7 V、容量为3000 mA·h字样,则它充满电后存储的电能为　　　　J.该手机的待机电流为15 mA,则该手机的最长待机时间为　　 h.
答案
1.D　 电流做功的多少与用电器两端的电压和通过用电器的电流和通电时间有关,其中一个因素变大时,不能说明电流所做的功越多,故A、B、C不正确;电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程,电流做功越多,消耗电能越多,故D正确.
2.B　 在串联电路中,电流相等,但是电阻的阻值不同,则电阻两端的电压不同,所以电流通过它们所做的功不同.因导体A、B是由同种材料制成的,且等长,但导体A比B的横截面积大,则导体B的电阻较大,在串联电路中,导体B两端的电压较大.由W=UIt可知,电流通过导体B时所做的功较多.
3.B　 当开关S闭合后,电阻R2短路,所以电路中的总电阻变小,在电源电压不变时,电路中的电流变大;再根据电功的计算公式W=UIt可知,在电压和通电时间相同时,电流变大,所以电功变大,即电路中消耗的电能将增大.
4.A　 当一个定值电阻两端的电压变为原来的2倍时,由电功的变形公式W=t可知,在相同时间内,这个电阻消耗的电能变为原来的4倍.
5.C　 设每段电热丝的阻值为R,则串联时总阻值R1=2R,并联时总阻值R2=.因为接在同一电源上,所以电压相等.由W=t得,串联时做功:W1==;并联时做功:W2==;则W1∶W2=1∶4.
6.D
7.36　 通过某导体的电流为0.5 A,通电10 s电流做功180 J,根据公式W=UIt变形可得,导体两端的电压U===36 V.
8.17160　光
根据“照明电路”可知,日光灯工作时的电压为220 V,通电10 min(即600 s)消耗的电能为W=UIt=220 V×0.13 A×600 s=17160 J;日光灯通电后,将电能转化为内能和光能.
9.2∶3　3∶2　 若把这两个电阻串联在电路中,通过的电流和通电时间相同,由W=I2Rt可知,消耗的电能与电阻成正比,所以R1与R2消耗的电能之比W1∶W2=R1∶R2=6 Ω∶9 Ω=2∶3;若把这两个电阻并联在电路中,电阻两端的电压和通电时间相同,由W=t可知消耗的电能与电阻成反比,所以R1与R2消耗的电能之比W1'∶W2'=R2∶R1=9 Ω∶6 Ω=3∶2.
10.20　9　 小灯泡正常发光时,两端的电压为6 V,由图可知,通过小灯泡的电流为0.3 A,小灯泡正常发光时的电阻:RL===20 Ω;由图可知,当电压为3 V时,通过灯泡L的电流为0.2 A,并联电路各支路两端的电压相等,通过R的电流:IR===0.3 A,干路电流为0.2 A+0.3 A=0.5 A,符合题意,故并联电路两端的电压为3 V,通电10 s,电阻R消耗的电能为W=U'IRt=3 V×0.3 A×10 s=9 J.
11.(1)10　6
(2)1　30
(1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,R1与R2组成串联电路,总电阻:R串=R1+R2=6 Ω+4 Ω=10 Ω;电源电压:U=I串R串=0.6 A×10 Ω=6 V.
(2)当开关S1、S2和S3都闭合时,R2短路,R1与L组成并联电路,通过R1的电流:I1===1 A;通过L的电流:IL=I-I1=1.5 A-1 A=0.5 A;10 s内电流通过灯泡L做的功:
WL=UILt=6 V×0.5 A×10 s=30 J.
12.(1)不同规格　
(2)电压　电流　
电流表示数较大的支路灯泡较亮
(3)不一定
13.(1)灯泡的亮暗　转换
(2)电压
(3)串联　控制电流和通电时间相同
(4)高　电流和通电时间相同时,电压越高,电流做的功越多
(5)如图图图所示
(1)本实验中,灯泡越亮,表示电流通过灯泡做的功越多,因此可以通过观察比较灯泡的亮暗来比较电流做功的多少,这种方法叫转换法.
(2)因为图甲中两灯泡串联,所以通过两灯泡的电流相等,通电时间相等,而两灯泡两端的电压不相等,因此探究的是电流做功多少与电压的关系.
(3)两个灯泡顺次连接,因此为串联连接,这样可以确保通过两灯泡的电流相同,电路中由一个开关控制,可以保证通电时间相同.
(4)串联电路中电流处处相等,从实验现象可知灯泡两端的电压越高,灯泡越亮;由此可得出的结论是电流和通电时间相同时,电压越高,电流做功越多.
14.(1)电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.3 A×20 Ω=6 V;
滑动变阻器R2两端的电压:
U2=U-U1=24 V-6 V=18 V.
(2)电流通过电阻R1做的功:
W1=U1It=6 V×0.3 A×2×60 s=216 J.
(3)电流通过滑动变阻器R2做的功:
W2=U2It=18 V×0.3 A×2×60 s=648 J.
(4)方法一:电路消耗的总电能:
W=UIt=24 V×0.3 A×2×60 s=864 J.
方法二:电路消耗的总电能:
W=W1+W2=216 J+648 J=864 J.
15.(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流为0.2 A,则R1的阻值:R1===1100 Ω.
(2)1 min内R1消耗的电能:W1=UI1t=t=×60 s=2640 J.
1 min内R2消耗的电能:W2=UI2t=t=×60 s=6.6×104 J.
1 min内电路消耗的总电能:W=W1+W2=2640 J+6.6×104 J=6.864×104 J.
16.39960　200　 手机电池充满电后存储的电能:W=UIt=3.7 V×3000×10-3 A×3600 s=39960 J;由W=UIt得,该手机最长待机时间:t'=====200 h.