沪科版物理九年级全册阶段练习：第十六章　电流做功与电功率 自我综合评价（含答案）

第十六章　时间:40分钟　分值:100分]
一、选择题(每题3分,共30分)
1.下列说法正确的是 (　　)
A.电流做功的过程,就是将电能转化为内能的过程
B.电功的常用单位是kW·h
C.用电器消耗的电能越多,它的电功率就一定越大
D.加在导体两端的电压越大,通过导体的电流越大,电流做功就越多
2.下列用电器中,电功率约为1 kW的是 (　　)
A.空调 B.台灯
C.洗衣机 D.电风扇
3.标有“220 V　40 W”字样的电风扇、电视机、电烙铁、节能灯都正常工作相同时间,产生热量最多的是 (　　)
A.电风扇 B.电视机
C.电烙铁 D.节能灯
4.将一个标有“220 V　40 W”的灯泡接入某电路,测得通过它的电流是0.15 A,则灯泡的实际功率 (　　)
A.等于40 W B.等于33 W
C.小于33 W D.无法判断
5.灯L1标有“16 V　16 W”的字样,灯L2标有“24 V　36 W”的字样,两灯串联后,接在电压为U的电路中,要保证两灯不损坏,电压U的最大值应是(设灯丝电阻不变) (　　)
A.16 V B.24 V
C.32 V D.40 V
6.灯泡L1、L2串联在同一电路中,闭合开关后,发现灯泡L1较亮,L2 较暗,其原因可能是 (　　)
A.灯泡L2断路
B.灯泡L2的电阻小于L1的电阻
C.灯泡L2的额定功率小于L1的额定功率
D.灯泡L2中的电流小于L1中的电流
7.如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向b端移动的过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.电流表的示数变大 B.电压表的示数变大
C.小灯泡的亮度不变 D.电路的总功率变大
8.如图甲所示是某电热器内部电路的结构示意图,其中R1、R2为加热电阻丝(R1>R2)。如图图乙所示为电阻丝的四种连接方式,可使电热器提供不同的发热功率,其中所提供发热功率最大的连接方式是 (　　)
9.小明家的电能表上标有“3000 r/(kW·h)”的字样,他将家中的其他用电器都断开,仅让电水壶在额定电压下工作,观察到1 min内电能表的转盘转了45 r,则下列说法错误的是 (　　)
A.电水壶是利用电流的热效应来工作的
B.烧水过程中消耗的电能为5.4×105 J
C.电水壶的额定功率为900 W
D.当实际电压为额定电压的90%时,电水壶的实际功率为729 W
10.如图甲所示,电源电压恒定为9 V,滑动变阻器的最大阻值为100 Ω,电流在0.1~0.4 A范围时电子元件均能正常工作,若此电子元件两端电压与通过它的电流的关系如图图乙所示,下列判断正确的是 (　　)
A.电子元件工作时,电阻保持不变
B.电子元件处于正常工作状态时,电路消耗的最小功率为3.6 W
C.当滑片P在中点时,电子元件与滑动变阻器两端的电压之比为1∶1
D.为使电子元件处于正常工作状态,滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5~70 Ω
二、填空题(每空2分,共40分)
11.铭牌上标有“220 V　11 W”的节能灯,正常工作时的电流为　　　　A,若它每天正常工作2 h,那么一个月消耗的电能是　　　　kW·h。(一个月按30天计算)
12.小华发现家里电能表的示数在3 h内由变成了,则他家在这段时间内消耗的电能为　　　　kW·h,用电器消耗的实际功率是　　　　W。如图果电能表上标有“220 V　5 A”字样,则电路中　　　　(选填“能”或“不能”)再接入一个额定功率为800 W的电饭煲。
13.某灯泡上标有“6 V　6 W”字样,如图果将该灯泡接到电压为9 V的电源上,为使灯泡正常发光,应　　　　联一个　　　　Ω的电阻,该电阻的电功率为　　　　W。
14.某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡,电路如图所示,开关S接　　　　时,是“高温”挡;当开关S分别接“1”和“2”时,电流表的示数为5 A和1 A,则电阻R0=　　　　Ω、R=　　　　Ω。电烤箱处于“高温”挡工作10 min产生的热量为　　　　J。
15.小军利用如图所示装置探究电阻产生的热量与电流大小的关系,当电路正常工作且通电时间一定时,电阻　　　　(选填“R1”或“R2”)产生的热量多;若通过R1的电流为1 A,通电时间为10 s,则电阻R2产生的热量为　　　　J。
16.如图所示的电路中,R1的阻值为10 Ω,只闭合开关S1时电流表的示数为0.3 A,若再闭合开关S2后,电流表的示数为0.45 A,则R2的阻值为　　 　Ω,电路中消耗的最大电功率是
　 　　W。
17.甲、乙两个小灯泡上分别标有“6 V　6 W”和“6 V　3 W”的字样,现将甲、乙两灯串联起来,则电路两端允许加的最大电压是　　　　V,此时　　　　(选填“甲”或“乙”)灯泡更亮,电路总功率为　　　　W(不考虑灯丝电阻变化)。丙、丁两个电阻上分别标有“10 Ω　1 A”和“15 Ω　0.6 A”字样,若将它们并联起来,则干路允许通过的最大电流是　　　　A。
三、实验探究题(共14分)
18.(4分)为了探究电流产生的热量跟什么因素有关,王军设计了如图所示的甲、乙两种装置,他将两根阻值不同的电阻丝(R1(1)实验中通过　　　　　　　　　的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。
(2)甲装置可探究电流产生的热量与　　　　的关系。
(3)在利用甲、乙两装置进行的两次实验中,通过比较相同时间内气球B与D的变化情况,可探究电流产生的热量与　　　　的关系。
(4)用甲、乙两装置同时进行实验,在相同的通电时间里,与　　　　(填气球字母标号)气球相通的电阻丝产生的热量最多。
19.(10分)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,正常发光时的电阻约为8 Ω。
(1)在甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表有较大的示数,经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡　　　　(选填“短路”或“开路”)。
(3)移动滑片P到某一位置时,电压表的示数如图图乙所示,为　　　　V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向　　　　(选填“左”或“右”)端移动。
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图所示的I-U图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是　　　　W。
　　　　　　　　　　　　　　　
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如图所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如图下,请补充完整:
①闭合开关　　　　,调节　　　　　　　　　　　,使电流表的示数为　　 　　;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,记下此时电流表的示数为I;
③小灯泡额定功率的表达式为P额=　　　　　　　　　(用已知量和测量量的符号表示)。
四、计算题(共16分)
20.(6分)电吹风机是现代家庭的常用电器,如图甲所示是某电吹风机的电路原理图,R是电热丝,M是带动风扇转动的电动机,该电吹风机的主要技术参数如图图乙所示。
(1)当只闭合S1时,电动机正常工作,通过电动机的电流为多大
(2)当同时闭合S1、S2时,电吹风机正常工作,10 min内电流通过电热丝R产生的热量是多少
(3)小明家的电能表如图图丙所示,当小明家其他用电器都关闭,只有电吹风机正常工作且吹热风时,在15 min内电能表的转盘能转多少圈
21.(10分)如图所示,电源电压为12 V且保持不变,小灯泡L的规格为“6 V　3 W”,滑动变阻器的最大阻值为12 Ω,电流表的量程为0~3 A。
(1)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为多大 在10 min内R1产生的热量是多少
(2)当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,滑动变阻器接入电路的阻值不得小于多少 R2的最大电功率是多少
　
答案
1.B　2.A　3.C　4.C　5.C
6.B　 闭合开关后,灯泡L1较亮,L2较暗,说明电路是通路,故A不正确;因为串联电路中各处的电流相等,所以灯泡L2中的电流等于灯泡L1中的电流,故D不正确;由题意可知,灯泡L1的实际功率大于灯泡L2的实际功率,由P=I2R可知,L1的电阻大于L2的电阻,故B正确。
7.C　8.D
9.B　 电水壶是利用电流的热效应来工作的,故A正确;电能表转盘转过45 r,则电水壶消耗的电能为W= kW·h=5.4×104 J,故B错误;电水壶的额定功率为P===900 W,故C正确;由P=可知,在电阻不变的情况下,实际电压是额定电压的90%时,实际功率是额定功率的81%,即P实=81%P额=81%×900 W=729 W,故D正确。
10.D　 由图乙可知电子元件工作时,其电压与电流的比值是变化的,所以它的电阻也是变化的,A选项错误。
由于电源电压不变,所以当电路中的电流最小时电路消耗的电功率最小。电子元件处于正常工作状态时,电路中的最小电流是0.1 A,则电路消耗的最小功率为P=UI=9 V×0.1 A=0.9 W,B选项错误。
由图乙可知电子元件处于正常工作状态时的电阻最小为R小===10 Ω,最大为R大===20 Ω,当滑片P在中点时,滑动变阻器接入电路的阻值为50 Ω,由串联分压规律可知,电子元件与滑动变阻器的电阻不相等,那么电子元件与滑动变阻器两端的电压之比不可能为1∶1,C选项错误。
为使电子元件处于正常工作状态,滑动变阻器接入电路的阻值最小为Rmin===12.5 Ω,阻值最大为Rmax===70 Ω,故D选项正确。
11.0.05　0.66
12.1.2　400　不能
13.串　3　3
14.1　44　176　6.6×105　 (1)当S接1时,只有电阻R0接入电路中,总电阻为R0;当S接2时,为串联电路,总电阻为R+R0;根据P=可知,在电源电压不变的情况下,总电阻越小,功率越大,所以开关S接1时,是“高温”挡。(2)当开关S接“1”时电流表的示数为5 A,此时只有电阻R0接入电路中,根据欧姆定律可得R0的电阻为R0===44 Ω;当开关S接“2”时电流表的示数为1 A,此时R、R0串联,根据欧姆定律可得总电阻为R'===220 Ω;则R的阻值为R=R'-R0=220 Ω-44 Ω=176 Ω。(3)电烤箱处于“高温”挡工作10 min产生的热量为Q=W=UI1t=220 V×5 A×600 s=6.6×105 J。
15.R1　25　 (1)由图可知,R2与R3并联后再与R1串联,由并联电路的电流特点可知,I1=I2+I3,所以I1>I2,而R1=R2=10 Ω,由Q=I2Rt可知,通电时间一定时,电阻R1产生的热量多;(2)因为R2与R3并联,所以两者电压相等,电阻也相等,由I=知,通过R2和R3的电流相等,所以I1=I2+I3=2I2=1 A,I2=0.5 A,所以通电10 s时R2产生的热量:Q=R2t=(0.5 A)2×10 Ω×10 s=25 J。
16.20　1.35　 只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,根据I=可知,电源的电压为U=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V。
若再闭合开关S2后,两电阻并联,电流表测干路电流,并联电路各支路独立工作,互不影响,所以通过R1的电流不变,仍为0.3 A,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则通过R2的电流为I2=I-I1=0.45 A-0.3 A=0.15 A,
并联电路各支路两端的电压相等,则R2的阻值:R2===20 Ω,此时电路中消耗的电功率最大,即P大=UI=3 V×0.45 A=1.35 W。
17.9　乙　4.5　1.5　 (1)由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为
I甲===1 A,I乙===0.5 A,
由I=可得,两灯泡的电阻分别为
R甲===6 Ω,R乙===12 Ω;
因为串联电路中各处的电流相等,
所以两电阻串联时,电路中的最大电流I=I乙=0.5 A,
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,
所以电路两端允许加的最大电压:U串=I(R甲+R乙)=0.5 A×(6 Ω+12 Ω)=9 V。
串联电路中电流处处相等,乙的电阻较大,根据P=I2R可知,乙灯的实际功率大,则乙灯泡更亮;
此时电路的总功率为P=U串I=9 V×0.5 A=4.5 W。
(2)丙电阻两端的最大电压为U丙=I丙R丙=1 A×10 Ω=10 V,
丁电阻两端的最大电压为U丁=I丁R丁=0.6 A×15 Ω=9 V,
两电阻并联时,各支路两端的电压相等,
则并联电路的最大电压U并=U丁=9 V,此时通过丁的电流为0.6 A,
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以干路允许通过的最大电流:I并=I丙'+I丁=+0.6 A=1.5 A。
18.(1)气球膨胀程度　
(2)电阻
(3)电流　
(4)C
19.(1)如图图所示
(2)开路　
(3)2.2　右　
(4)0.75　
(5)①S、S2　滑动变阻器R的滑片P　I额
③R0(I-I额)I额
(1)小灯泡正常发光时的电流约为IL===0.3125 A,所以电流表应选用小量程,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出。(2)电流表无示数,说明电路开路;电压表有示数,说明电压表的正、负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为小灯泡开路。(3)电压表使用0~3 V量程,每一个大格代表1 V,每一个小格代表0.1 V,示数为2.2 V。要使小灯泡正常工作,小灯泡两端电压需从2.2 V增大到2.5 V,则滑动变阻器连入电路中的电阻需减小,故滑片应向右端移动。(4)由图像可知,小灯泡在2.5 V的电压下工作时,电流为0.3 A,P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W。(5)实验步骤:①闭合开关S、S2,调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表的示数为I额;②闭合开关S、S1,断开开关S2,记下此时电流表的示数为I;③算出小灯泡的额定功率。定值电阻R0中的电流为I0=I-I额,定值电阻R0两端的电压为U0=I0R0=(I-I额)R0,因为小灯泡两端的电压等于定值电阻两端的电压,所以小灯泡的额定功率为P额=U0I额=R0(I-I额)I额。
20.(1)当只闭合S1时,只有电动机工作,电吹风机吹冷风,由表格数据可知,P冷=110 W,
由P=UI可得,通过电动机的电流:I===0.5 A。
(2)当同时闭合S1、S2时,电动机和电热丝同时工作,电吹风机吹热风,
电热丝的功率:
PR=P热-P冷=880 W-110 W=770 W,
10 min内电流通过R产生的热量:
Q = W1=PRt1=770 W×10×60 s=4.62×105 J。
(3)电吹风机正常工作并且吹热风时,15 min消耗的电能:W2=P热t2=880×10-3 kW×0.25 h=0.22 kW·h,
电能表的转盘转动的圈数n=0.22 kW·h×600 r/(kW·h)=132 r。
21.(1)当开关S1、S2都断开时,电路为R1与L的串联电路。
小灯泡L恰能正常发光,说明小灯泡两端电压为额定电压6 V,
电路中的电流:I===0.5 A;
R1两端电压:U1=U-UL=12 V-6 V=6 V,
则R1===12 Ω。
10 min内R1产生的热量:Q1=I2R1t=(0.5 A)2×12 Ω×10×60 s=1800 J。
(2)当开关S1、S2均闭合时,电路为R1与R2的并联电路,电流表测干路电流。
电流表的量程为0~3 A,要使电流表安全使用,干路电流最大为3 A。
通过R1的电流:I1===1 A,
通过R2的最大电流:I2=I大-I1=3 A-1 A=2 A;
R2接入电路的最小阻值:R2===6 Ω,
R2的最大电功率:P=UI2=12 V×2 A=24 W。