【定向强化测试卷】北师大版九年级物理 第13章 电功和电功率 (含答案解析)

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九年级物理第十三章电功和电功率定向练习
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示，测量额定电压为2.5V小灯泡电功率，电源电压恒为4.5V。移动滑动变阻器的滑片，由接入电路中的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的 图像，由此可知（　　）
A．灯泡的额定功率为6.25W B．电路消耗的最小功率为0.45W
C．滑动变阻器的最大阻值为20Ω D．正常工作时灯丝电阻为40Ω
2、如图所示是电阻甲和乙的I—U图象，下列说法正确的是（　　）
A．电阻甲的阻值不变，大小为0.1Ω
B．乙的电阻随着电压的增大而减小
C．若将甲、乙串联在9V的电源上，则乙的实际功率为2W
D．若将甲、乙并联，当干路电流为0.9A时，甲的实际功率为3.6W
3、下列做法符合安全用电原则的是（　　）
A．用湿手触碰开关
B．家用电器失火时，应先断电后灭火
C．用正在充电的手机通电话
D．用电器电线绝缘层破损了仍继续使用
4、探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。如图甲和乙所示，两个透明容器中密闭着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端，通电一定时间后，比较 两个U形管中液面高度差的变化。则（　　）
A．在图甲中，通过两电热丝的电流不相等，是探究通过导体产生的热量与通过导体电阻的关系
B．在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与导体电流的关系
C．在该实验中，我们是通过观察U形管中液面的高度来比较各容器中电热丝产生热量的多少的
D．英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电阻的二次方成正比，跟导体的电流成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律
5、小芳家的电能表上标有的字样，当家里只使用某一用电器时，观察表盘5min转了2周，关于此用电器下列判断正确的是（　　）
A．此用电器可能是电饭锅
B．1度电可供此用电器在此状态下工作25小时
C．此用电器与开关是并联的
D．若此时电路电压为200V，则这段时间内通过此用电器的电荷量为6C
6、下列说法中正确的是（　　）
A．负电荷定向移动的方向规定为电流的方向
B．用电器的额定电压越高，其额定功率就越大
C．导体的长度越长、横截面积越大，导体的电阻越大
D．教室里再多几盏灯同时使用，电路中总电流会变大
7、将两个定值电阻串联接到电压为 U 的电源两端，R1 消耗的功率为 P1，R2 消耗的功率为 3P1．将这两个定值电阻并联接在电压为U的电源两端时，下列说法中正确的是（　　）
A．R1 与 R2 的电阻之比为 3：1
B．并联时通过 R1 与 R2 的电流之比为 1：1
C．并联时 R2 消耗的功率为 P1
D．并联时两电阻消耗的总功率为 P1
8、下列是小松同学收集的一些物理数据，不正确的是（　　）
A．一节干电池电压是1.5V B．我国家庭电路的电压是220V
C．实验用小灯泡的电流大约为2A D．家中电视机的电功率约为200W
9、如图所示分别是小阳家8月1和9月1日电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断正确的是（　　）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．小阳家8月份消耗的电能为1011kW·h
C．电能表工作时的电流不应超过标定电流40A
D．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW·h
10、如图所示是现在一般标准住宅户内配电系统方框图。下列说法正确的是（　　）
A．电能表用来计量家中所有用电器的总功率
B．空调正常工作时，吊灯一定发光
C．如果插座被短路，“漏电保护器”就会切断电流
D．空气开关“跳闸”，可能是电路发生短路引起的
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、LED灯具有节能、环保的特点，一盏“220 V 5 W”的LED灯与一盏“220 V 25 W”的普通节能灯亮度相当。一盏“220 V 25 W”的普通节能灯每天正常工作6小时消耗的电能是　 　 kW h，这些电能可供“220 V 5 W”的LED灯正常工作　 　h。
2、如图是小军家的电能表，让“220V 1200W”的用电器单独正常工作5min，发现电能表的转盘转过200r，此用电器消耗的电能为　 　 J ， 电能表的示数变为　 　kW·h。每消耗1kW·h的电能，该电能表转盘转　 　r。
3、有两个电路元件 A 和 B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，A 的电阻值为　 　Ω;当 A 和 B 串联,两者电阻相同时，电源电压为　 　V；A 和 B 并联在电压为 2.5V的电源两端 A、B 的电功率之比为　 　 。
4、如图照明电路中电灯突然熄灭，用试电笔测a、b、c点，试电笔均发亮，测试d点不亮，故障是　 　；试电笔发亮时，火线、试电笔、人体与大地构成　 　联电路。
5、冬天到了，下班回到家后爸爸将电取暖器的开关上，不一会家里就变得暖和了。那么合上开关前后，家庭电路中的总功率P　 　，总电流I　 　（都选填“变大”，“变小或“不变”）。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、某款电热水壶的相关信息如表所示，现在该水壶内装入质量为1kg、初温为20℃的水，放置在水平桌面上接通电源使其正常工作，在标准大气压下将水烧开(不计热量损失)求：
额定功率 1000W
自重 5N
与桌面接触面积 200cm2
（1）装入水后水壶对桌面的压强p；
（2）水吸收的热量Q；
（3）将水烧开所需时间t；(c=4.2×103J/(kg·℃),g=10N/kg)
2、如图所示是一款电蒸锅的简化电路图，它具有高温和低温两个挡位。高温挡加热功率为 。 、 均为加热电阻丝， 的电阻为 。求：
（1）电阻 的阻值是多少？
（2）电蒸锅低温挡的功率是多少？
（3）若不计热量损失，用电蒸锅高温挡将 水从20℃加热到100℃，需要多长时间？（ ）
3、如图所示，电源电压恒定，的阻值为20Ω，的阻值为10Ω。当S闭合，S1、S2断开时，电流表的示数为0.5A．求：
（1）电源电压；
（2）当S闭合，S1、S2断开时，通电10s内电路消耗的总电能；
（3）当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数变化了0.4A，则的阻值是多大？
4、下表为一只三角牌电饭锅的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。
求：
三角牌电饭锅
额定电压 220V
额定 功率 高温挡 1100W
低温挡 66W
电源频率 50Hz
（1）电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能，高温档时S2是闭合还是断开？
（2）电路中R1的阻值；
（3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率。
5、小明用家中电热淋浴器将的水，从加热到，发现家中电能表的示数变化了（此段时间内家中其他用电器均没有工作）。已知水的比热容，求此过程中：
（1）水吸收的热量；
（2）电热淋浴器的热效率。
四、实验探究（1小题，每小题10分，共计10分）
1、为了测量2.5V的小灯泡的额定功率：
（1）小明连接的实验电路如图甲所示，闭合开关前，应将变阻器的滑片移至　 　（选填“A”或“B”）端；
（2）闭合开关后移动变阻器滑片到某一位置，电压表示数如图乙所示，若想测量2.5V小灯泡的额定功率，则接下来的操作是∶　 　（要求写出滑片 P移动的方向）；
（3）小明想设计另一种方案测量小灯泡的额定功率，用一只5Ω的定值电阻替换图甲中的电流表后，按照如下的步骤操作：
①闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为2.5V；
②保持滑片P位置不变，将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”，记下此时电压表示数为U；
③则该灯泡的额定功率为 　 　。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】由图知，小灯泡与变阻器串联，电流表测整个电路的电流，电压表测小灯泡两端的电压；当滑片位于最大值端时，小灯泡分得的电压为0.5V，电路中的电流为0.1A；当小灯泡正常工作时，电压为2.5V，电路中的电流为0.4A
A．小灯泡的额定功率为 ，A不符合题意；
B．当滑片位于最大值端时，电路消耗的功率最小 ，B符合题意；
C．滑动变阻器的最大阻值为 ，C不符合题意；
D．正常工作时灯丝电阻为 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】分析电路结构，小灯泡和滑动变阻器是串联关系，明确电流表和电压表的测量对象，滑动变阻器接入电路中的电阻越大，电路中的电流越小，分得的电压越大，小灯泡分得的电压越小，整个电路的功率越小，结合欧姆定律求解电路中的电流和电压变化范围，利用功率公式P=UI求解功率即可。
2、【答案】C
【解析】【解答】A．如图所示，甲的电压与电流的图像是一条直线，故电压与电流之比是一个定值，说明甲是定值电阻，该定值电阻的阻值为
A不符合题意；
B．由图像可知，当电压为1V时，电流为0.2A，故电阻的大小为
当电压为4V时，电流为0.5A，此时电阻的大小为
B不符合题意；
C．若将甲、乙串联在9V的电源上，即电流相等，电压之和为9V，如图，此时的电流为0.5A，此时甲电阻的电压为4V，乙电阻的电压为5V，故乙的实际电功率为
C符合题意；
D．若将甲、乙并联，则电压相等，当干路电流为0.9A时，根据图像可知，此时甲乙两电阻两端的电压为4V，甲的电流为0.4A，乙的电流为0.5A，此时甲的实际功率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】在电压-电流图像中，利用电压和电流的比值计算电阻，并分析电阻变化；根据串联电路电流相等和电压规律，分析电压大小，利用电压和电流的乘积计算电功率；。
3、【答案】B
【解析】【解答】A．用湿手触碰开关很容易发生触电事故，不符合安全用电原则，A不符合题意；
B．家用电器失火时，应先断电，保护电路和其它用电器，后灭火，防止火势蔓延，符合安全用电原则，B符合题意；
C．你通电话的手机，因为运行程序，手机会特别热，而这个时候如果一边充电一边通电话，很有可能会因为不稳定而爆炸的，所以这是很危险的，不符合安全用电原则，C不符合题意；
D．用电器电线绝缘层破损了仍继续使用，很容易发生触电事故，不符合安全用电原则，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】家庭电路中，开关要连在火线上，保险丝和空气开关要连在火线上，三孔插座遵循遵循左零右火上接地的连线，用电器的金属外壳要接地线，可以防止表面带电而引发触电事故。
4、【答案】B
【解析】【解答】A．在图甲中，由于两容器中的电阻丝串联起来，故通过两电热丝的电流相等，是探究通过导体产生的热量与通过导体电阻的关系，A不符合题意；
B．在图乙中，右侧容器中的电阻在容器外并联一个相同的电阻，根据并联分流则容器内的电流变小，是探究电流通过导体产生的热量与导体电流的关系，B符合题意；
C．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，C不符合题意；
D．英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系；焦耳定律的内容为：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，即 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】要探究电流大小对导体产热的影响，需要控制电阻大小和通电时间相同；当电阻大小和通电时间相同时，流过导体的电流越大，产生的热量越多。
5、【答案】B
【解析】【解答】A．转过2r消耗的电能
所需的时间为
用电器的电功率为
电饭锅的功率在1000W左右，A不符合题意；
B．由可知：1度电可供此用电器工作的时间为
B符合题意；
C．开关控制用电器，故开关与用电器串联，C不符合题意；
D．由公式可知
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合电能表的参数求转动2r消耗的电能，根据公式P=求出电功率；根据生活经验估测家用电器的名称。
根据P=计算时间；根据公式W=QU计算电荷量；注意开关与用电器串联。
6、【答案】D
【解析】【解答】A．正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，不是负电荷，A不符合题意；
B．根据 可知，用电器的额定电压越高，如果它的电阻也很大，那么其额定功率不一定大，B不符合题意；
C．由于材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大；材料和长度相同时，导体横截面积越大，电阻越小；所以导体的长度越长、横截面积越大，导体的电阻不一定越大，C不符合题意；
D．教室的灯是并联的，再多几盏灯同时使用，那么会增加干路的电流，电路中总电流会变大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】正电荷定向移动的方向规定为电流的方向；用电器的额定功率是固定值；电阻的影响因素是材料、长度、横截面积，横截面积越大，电阻越小；并联电路中，总电流等于各电流之和。
7、【答案】C
【解析】【解答】A．串联电流相等，由 可知，两电阻功率之比等于电阻之比，即： ；
A不符合题意；
B．并联电压相等，电阻与电流成反比，即： ；
B不符合题意；
C．在串联中时，R1 消耗的功率： ；
所以有： ；
并联时R2消耗的功率： ；
C符合题意；
D．并联时总功率： ；
D不符合题意。
故答案为：C
【分析】两个定值电阻是串联关系，电流相等，用电器电压之和为电源电压，明确电流表和电压表的测量对象，利用串联电路电压规律和欧姆定律求解，两个定值电阻是并联关系，电压相等，干路电流等于两条支路电流之和，结合欧姆定律求解电流电压，进而求解功率即可。
8、【答案】C
【解析】【解答】A．一节新干电池电压是1.5V，A正确，不符合题意；
B．我国家庭电路的电压是220V，B正确，不符合题意；
C．实验用小灯泡的电流约为0.2A，C错误，符合题意；
D．家中电视机的电功率约为200W，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
9、【答案】D
【解析】【解答】A．电能表是测量电能的仪表，A不符合题意；
B．小阳家8月份消耗的电能5647.8kW·h﹣5546.7kW·h＝101.1kW·h，B不符合题意；
C．“10（40）A”表示电能表的标定电流为10A，平时工作允许通过的最大电流为40A，C不符合题意；
D．指示灯闪烁320次消耗的电能W＝ kW·h＝0.2kW·h，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】测量电流做功或消耗的电能，可以利用电能表来测量，需要注意的是电能表的最后一位是小数；通过电能表的表盘可以看出，每消耗一度电闪烁1600次，结合题目给出的闪烁次数求解消耗的电能。
10、【答案】D
【解析】【解答】A．电能表是用来计量家中所有用电器消耗的电能的，A不符合题意；
B．空调和吊灯属于并联，他们并不影响互相的工作，B不符合题意；
C．漏电保护器与插座是串联的，插座处发生漏电或有人触电时才会切断电源；如果插座被短路，空气开关就会切断电流，C不符合题意；
D．电路发生短路，电路中的电流非常大，这时空气开关就会“跳闸”，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电能表是用来计量家中所有用电器消耗的电能的；家庭电路中各用电器并联；空气开关就会“跳闸”，可能是短路或总功率过大。
二、填空题
1、【答案】0.15；30
【解析】【解答】一个“220V 25W”的白炽灯每天正常工作6小时，则消耗的电能W=Pt=25×10-3kW×6h=0.15kW h这些电能可供“220V 5W”的LED灯正常工作的时间
【分析】根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能；利用电能和电功率的比值计算工作时间。
2、【答案】；2021.7；2000
【解析】【解答】此用电器的功率为1200W，正常工作5min消耗的电能为W=Pt=1200W×5×60s=3.6×105J=0.1kW·h
电能表原来示数为2021.6kW·h，此用电器单独工作5min消耗了0.1kW·h，则电能表的示数变为W'=2021.6kW·h+0.1kW·h=2021.7kW·h
此用电器单独工作5min消耗了0.1kW·h，电能表的转盘转过200r，则电能表转速为n=
即每消耗1kW·h的电能，该电能表转盘转过2000r。
【分析】根据电功率和时间的乘积，计算消耗的电能；根据电能和电能表盘实际转数，计算电能表转数规格。
3、【答案】5；6；5:4
【解析】【解答】根据图像，A的电阻为，在串联电路中电流相同，若电阻相同，此时的电压也相同，根据图像，相同的电压各位3V，电源电压为U=3V+3V=6V，当电阻并联时，且电压为2.5V，此时的电流分别为0.5A和0.4A，则电功率的比值为。
故答案为：5；6；5：4。
【分析】利用电压和电流的比值计算电阻，根据并联电路电压相等，结合不同的电流计算电功率大小。
4、【答案】cd段断路；串
【解析】【解答】用试电笔测a、b、c点，试电笔均发亮，说明火线到c点之间都没故障，测试d点不亮，说明故障是cd段断路。
试电笔发亮时，火线、试电笔、人体与大地连接成一条闭合的回路，故火线、试电笔、人体与大地构成串联电路。
【分析】家庭电路中进户线的零线断路时，闭合开关后，用电器的两端都带电。
5、【答案】变大；变大
【解析】【解答】家庭电路中各用电器之间是并联的，并联后相当于增加了导体的横截面积，所以并联的用电器越多，总电阻越小，所以合上取暖器的开关后，总电阻减小，由 可知，总电流会增大，由 可知，总功率也会变大。
【分析】家庭电路中各用电器之间是并联的，并联后相当于增加了导体的横截面积，总电阻变小，由 可知总电流变化情况，再由 可知总功率变化情况。
三、计算题
1、【答案】（1）解：壶内装入质量为1kg的水，重力是：G水=mg=1kg×10N/kg=10N，
装入水后水壶对桌面的压力是：F=10N+5N=15N；
装入水后水壶对桌面的压强是： =750Pa；
（2）解：水壶装了质量为1kg，初温为20℃的水，标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量是：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J∕（kg ℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J
（3）解：不计热损失，W=Q吸，由 知道，电热水壶工作时间是： =336s
【解析】【分析】（1）处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（2）结合水的质量和温度变化量，利用比热容公式求求解水吸收的热量；
（3）水吸收的热量即为消耗的电能，除以功率即为工作时间。
2、【答案】（1）解：由 知道，电阻 的阻值是
答：电阻 的阻值是 。
（2）解：由图知道，电蒸锅低温挡时，两电阻串联，此时电路的总电阻
由 知道，电蒸锅低温挡的功率
答：电蒸锅低温档的功率是 。
（3）解： 水从20℃加热到100℃吸收的热量
由于不计热量损失，即 ，故需要的时间
答：需要时间 。
【解析】【分析】（1）利用电压和电功率，可以计算电阻大小；（2）利用电压和总电阻，可以计算总功率；（3）根据比热容、质量和温度差可以计算吸收的热量，根据热量和电功率的比值计算工作时间。
3、【答案】（1）解：当S闭合，S1、S2断开时，、串联，电流表测整个电路的电流，根据欧姆定律可得电源电压
答：电源电压为15V；
（2）解：当S闭合，S1、S2断开时，通电10s内电路消耗的总电能为
答：当S闭合，S1、S2断开时，通电10s内电路消耗的总电能为75J
（3）解：当S、S1、S2都闭合时，、串联，被短路，电流表测整个电路的电流，则此时干路电流为
通过的电流为
通过的电流为
则的阻值为
答：当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数变化了0.4A，则的阻值为100Ω。
【解析】【分析】 （1）根据电流和总电阻的乘积，计算电源电压；
（2）根据电压、电流和时间的乘积，计算消耗的电能；
（3）根据并联电路电流规律，计算干路电流，利用电压和电阻的比值，计算电流，结合并联电路电流规律，计算支路电流，利用电压和电流的比值， 计算电阻。
4、【答案】（1）解：由表中信息可知，高温挡的功率为P高=1100W，故由W=Pt可知，电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能为W=P高t=1100W×10×60s=6.6×105J
由可知，电路中的总电阻越小，电功率越大，由电路图可知，当开关S2闭合时，此时电阻R2被短路，只有R1接入电路，总电阻较小，故可知此时电烤箱处于高温挡，即高温挡时S2是闭合状态。
答：电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能为6.6×105J，高温挡时S2是闭合状态
（2）解：由表中信息可知，高温挡的功率为P高=1100W，故由可得，电阻R1的阻值为
答：R1的阻值为44Ω；
（3）解：当电阻箱在低温挡正常工作时，由表中数据可知，低温挡的功率为P低=66W，故由P=UI可得，此时电路中的电流为
故由可得，此时R1的功率为
答：电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流为0.3A，R1的功率为3.96W。
【解析】【分析】（1）根据电功率和时间的乘积，计算消耗的电能；在串联电路中，电阻越小，总电功率越大；
（2）利用电压和电功率，可以计算电阻大小；
（3）根据电功率和电压，可以计算用电器的电流大小；根据电流和电阻，可以计算实际电功率。
5、【答案】（1）解：水吸收的热量
答：水吸收的热量为
（2）解：电热淋浴器消耗的电能
电热淋浴器的热效率
答：电热淋浴器的热效率为。
【解析】【分析】（1）根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；
（2）根据物体吸收的热量和消耗的电能的比值，计算电热效率。
四、实验探究
1、【答案】（1）B
（2）向A端移动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V
（3）
【解析】【解答】(1)为保护电路，闭合开关前，滑片P应位于最大值端，由图知，闭合开关前，滑片应位于B端。
(2)由图乙知，此时电压表的示数为1.2V，小于小灯泡的额定电压2.5V，说明变阻器接入电路的阻值过大，分得的电压过大，要使小灯泡两端的电压等于2.5V，应减小变阻器接入电路的阻值，即应将滑片向左移动，直至电压表的示数为2.5V。
(3)③小灯泡的额定功率为
【分析】 (1)、滑动变阻器主要作用是保护电路。
(2)、测小灯泡的额定电功率，要使小灯泡在我定电压下，所以移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为额定电压。
(3)、 电压表更换位置后测的是电源电压。
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