第十六章电流做功与电功率-【沪科版期末试题】福建省厦门市近三年九年级物理上学期期末统考试题分类汇编（含答案）

第十六章 电流做功与电功率-【沪科版期末试题】福建省厦门市近三年九年级物理上学期期末统考试题分类汇编
一、单选题
1．（福建省厦门市2021-2022学年九年级（上）期末考试物理试题）我国研发智能加热织物，为北京冬奥会运动员提供保暖服装，如图。该服装应用了电流的热效应，发现其规律的科学家是（　　）
A．焦耳 B．安培 C．瓦特 D．伏特
2．（福建省厦门市2021-2022学年九年级（上）期末考试物理试题）有两只灯泡L1、L2，它们的额定电压分别是1.5V、2.5V，忽略温度对灯泡电阻的影响。将它们串联到3V电源上时，它们的实际功率相同。将它们并联到1.5V电源上时，下列说法中正确的是（　　）
A．L1的实际功率较小 B．L2的实际功率较小
C．L1的额定功率较大 D．两灯的实际功率仍相等
3．（福建省厦门市2019-2020学年九年级（上）期末考试物理试题）科技改变生活，下列说法符合实际的是
A．华为P30手机的待机功率约为200W
B．WIFI是通过红外线来传递信息的
C．电器连接设备中的USB接口的输出电压低于36V
D．路由器可通过接口连接多台电脑，各接口间是串联的
二、填空题
4．（福建省厦门市2019-2020学年九年级（上）期末考试物理试题）2019年11月，第28届中国金鸡百花电影节在厦门举行，无人机群组成3D金鸡造型惊艳夜空。如图，若每架无人机上的LED灯功率为20W，1200架无人机持续亮灯5min消耗的电能为__________kW·h。LED灯比传统白炽灯节电70%，减少了将电能转化为_______能的比例。
5．（福建省厦门市2019-2020学年九年级（上）期末考试物理试题）如图是某国产智能手机电池的铭牌，电池充电时将电能转化为_______能，充满电后电池储存的电能是_________J。
6．（福建省厦门市2020-2021学年九年级（上）期末质量检测物理试题）一款暖手鼠标垫，内有两个10Ω的加热电阻，通过改变电阻的连接方式可实现多档位加热。最多可设置______个加热档位，最大功率是最小功率的______倍。
7．（福建省厦门市2020-2021学年九年级（上）期末质量检测物理试题）定值电阻R的阻值为10Ω，小灯泡L的I-U图象如图。若将R和L并联后接在5 V的电源上，则电路的总电流为 __________ A；若将 R和L串联后接在8 V的电源上，则L的电功率为 ______ W。
三、实验题
8．（福建省厦门市2019-2020学年九年级（上）期末考试物理试题）小滨设计实验对“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”进行探究。
（1）为了科学地比较电流通过导体时产生的热量，图中容器A、B、C内应装________相同的煤油。
（2）在实验中，通过观察温度计示数变化量来比较________________________。
（3）用图甲装置探究时，观察到A的温度计示数变化量比B的大，则A中电阻丝的电阻________（填“大于”或“小于”）5 Ω。
（4）小滨想用图乙装置来探究电流通过电阻丝产生的热量与电流有关，请判别该方案是否可行，并简述理由：______________________________。
9．（福建省厦门市2019-2020学年九年级（上）期末考试物理试题）在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供如下器材：电源（电压8V），小灯泡（额定电压2.5V），定值电阻（10Ω、20Ω），电流表（0~0.6A、0~3A），电压表（0-3V、0~15V），滑动变阻器（20Ω 2A），开关若干、导线若干。
（1）小华设计了如图1的电路，请用笔画线代替导线，完成图2实物电路的连接。
( )
（2）实验时，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图3所示，则小灯泡的额定功率为 ________ W。
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.24 0.27 0.30 0.33
（3）分析表格数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而 _______ 。根据数据还可判断出，小华在实验中选用的是R0= ______ Ω的定值电阻。
（4）另一小组实验时电流表损坏，请利用余下器材帮助该小组设计一种仅用电压表测量小灯泡额定功率的方法。要求：只连接一次电路，所测物理量与最终表达式均用物理符号表示，如U额、R0等。
①将设计电路图画在方框中；
( )
②实验中，电压表量程选择 _________ （填“0~3V”或“0~15V”）；
③简要说明测量步骤： ______________________________ 。
④写出最终计算式P额= ______________ 。
四、计算题
10．（福建省厦门市2019-2020学年九年级（上）期末考试物理试题）在如图的电路中，灯泡L标有“12V 6W”字样，滑动变阻器的最大阻值为40 Ω，定值电阻R0=20 Ω。求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）S、S1都闭合，滑片P移动到最左端时，灯泡L正常发光，此时电流表的示数；
（3）S闭合、S1断开，且滑片P移动到最右端时，通电1min电路产生的总热量。
11．（福建省厦门市2019-2020学年九年级（上）期末考试物理试题）如图甲，电源电压恒为8V，滑动变阻器滑片P从b端滑到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙，R2与R1的电功率之比k与R2的关系如图丙。求：
（1）滑片P在a端时，电路消耗的功率。
（2）R2与R1之比的最大值。
（3）R2消粍的最大功率。
12．（福建省厦门市2020-2021学年九年级（上）期末质量检测物理试题）如图电路，电源电压不变,定值电阻R=15Ω，小灯泡L标有“12 V”字样，不考虑温度对灯泡电阻的影响。闭合开关，小灯泡恰能正常发光，电流表示数为1.2 A。求
(1)通电10s电路消耗的电能；
(2)小灯泡的额定功率。
13．（福建省厦门市2021-2022学年九年级（上）期末考试物理试题）某电吹风有冷风和热风两挡，其简化电路如图。图中的M为电动机，R为加热电阻，阻值为55Ω。电吹风的额定电压为220V，电动机的额定功率为110W。求：
（1）电吹风用冷风挡正常工作200s所消耗的电能；
（2）电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流。
14．（福建省厦门市2021-2022学年九年级（上）期末考试物理试题）某电热管R1的标识模糊不清，只剩有“220V，**A”字样。为了测出该电热管的额定电流，将它接入如图甲的电路。电路中电源电压恒定不变，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器R2标有“120Ω，0.5A”。测量并画出电压表示数U与电流表示数I的图象，如图乙。求：
（1）当电流为0.2A时，滑动变阻器接入电路的阻值；
（2）电热管的额定电流；
（3）滑动变阻器消耗的最小功率。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A【详解】A．焦耳是通过实验研究出电流热效应规律的科学家，故A符合题意；
B．安培发现了判断通电螺线管磁极与电流方向关系的安培定则，故B不符合题意；
C．瓦特对蒸汽机的发明、改进及蒸汽机的广泛应用，直接推动了热力学理论的研究和发展，故C不符合题意；
D．伏特因发明电堆而出名，故D不符合题意。
故选A。
2．D【详解】ABD．灯泡L1、L2的额定电压分别是1.5V、2.5V，将它们串联到3V电源上时，通过两灯泡的电流相同，且它们的实际功率相同，根据P＝I2R可知，它们的电阻大小关系为
R1＝R2
将它们并联到1.5V电源上时，根据并联电路的电压特点可知两灯泡两端的电压都为1.5V，根据可知，两灯泡的实际功率相同，故AB错误，D正确；
C．灯泡L1、L2的额定电压分别是1.5V、2.5V，即灯泡L1的额定电压小于灯泡L2的额定电压，已知两灯的电阻大小关系为
R1＝R2
根据可知L1的额定功率较小，故C错误。
故选D。
3．C【详解】A．手机电池电压为3.7V，待机时的电流约是10mA，手机的待机功率
P=UI=3.7V×0.01A=0.037W，
故A不符合题意；
B．WIFI是通过电磁波来传递信息的，故B不符合题意；
C．电器连接设备中的USB接口的输出电压低于人体的安全电压，即低于36V，故C符合题意；
D．同一台路由器为多台电脑提供网络服务，一台电脑不工作，其它电脑不受影响，互不影响，各接口间是并联的，故D不符合题意。
4． 2 内【详解】[1]1200架无人机持续亮灯5min消耗的电能
W=Pt=1200×0.02kW×h=2kW·h；
[2]传统白炽灯主要电能转化为内能，LED灯主要将电能转化为光能，LED灯减少了将电能转化为内能的比例。
5． 化学 54720【详解】[1]电池充电时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能；
[2]充满电后电池储存的电能
W=UIt=3.8V×4A×3600s=54720J。
6． 3 4【详解】[1][2]暖手鼠标垫的两个加热电阻都是10Ω，在电源电压不变时，据知，最多可设置3个加热档，三个加热档分别是：将两个电阻串联在电路中；将两个电阻并联在电路中，只将一个电阻接入电路中。两个电阻并联在电路中时，电路的电功率最大，最大功率
两个电阻串联在电路中时，电路中的电功率最小，最小功率
所以
即最大功率是最小功率的4倍。
7． 0.8 1.5【详解】[1]由题意知，定值电阻R与小灯泡L并联在电路中，由图象知，通过小灯泡L的电流为0.3A，通过R的电流为0.5A，则电路的总电流
I=I1+I2=0.5A+0.3A=0.8A
[2]将R和L串联在电源为8V的电路中，由图象知，R两端的电压为3V，小灯泡两端的电压为5V，通过的电流为0.3A，所以L的电功率
P=UIL=5V×0.3A=1.5W
8． 质量（体积） 电流通过导体产生热量的多少 大于 可行，详见解析【详解】(1)[1]比较电流通过导体时产生的热量，根据控制变量法可知，容器A、B、C内应装质量相同的煤油；
(2)[2]温度计的示数变化量较大，说明吸收的热量较多，通过观察温度计示数变化量来比较电流通过导体产生热量的多少；
(3)[3]由图可知，两电阻串联，通过它们的电流相等，电阻大的在相同时间产生的热量多，升高的温度快，A的温度计示数变化量比B的大，则A中电阻丝的电阻大于5Ω；
(4)[4]该方案可行，两个容器中电阻、通电时间相同，由并联电路电流的规律可知通过容器B电阻的电流大于通过容器C电阻的电流，可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系。
9． 0.8 增大 10 0~15V 详见解析 【详解】(1)[1]滑动变阻器一上一下串联接入电路中，如图所示：
(2)[2]由图3可知，电流表的量程是0-0.6A，电流表的示数为0.32A，小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
(3)[3]由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P=UI可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大；
[4]由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，第5次实验时电路总电阻：
R总=≈24.2Ω，
灯泡的电阻
RL=≈9.1Ω，
因
R总=RL+R0+R滑，
已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω，故在实验中选用的是
R0=10Ω；
(4)①[5]通过移动滑片使灯两端的电压为2.5V，使灯正常工作，所以应将电压表与灯并联；因没有电流表，所以电压表和定值电阻应起到电流表的作用，在保持滑片位置不变的情况下，通过开关的转换测算出定值电阻的电压，即可求出通过定值电阻的电流大小，如下图所示：
②[6]电源电压是8V，灯泡的额定电压是2.5V，灯泡正常发光时的电流是0.32A，灯泡正常发光时的电阻
RL1=≈8Ω，
R0的阻值是10Ω，由串联分压可知R0两端的电压大于2.5V，电压表测量灯泡和定值电阻的总电压，总电压大于3V，电压表的量程选择0-15V；
③[7]实验步骤：断开S2，闭合S和S1，调节滑片至电压表示数为U额；保持滑片位置不变，断开S2，闭合S和S1，读出电压表示数U；
④[8]定值电阻R0两端的电压为
U0=U-U额，
根据串联电路电流的特点， 通过灯泡的电流大小
I额=I0=，
灯泡的额定功率
P额=U额I额=。
10．(1)24Ω；(2)1.1A；(3)144J。【详解】(1)灯泡的额定电流
I额==0.5A，
灯泡正常发光时的电阻
RL==24Ω；
(2)当S、S1都闭合，滑片P移动到最左端时，R0与灯泡L并联，电流表测量干路电流；由于灯泡L正常发光，则电源电压
U=U额=12V；
通过R0的电流：
I0==0.6A，
由于灯泡L正常发光，则
IL=I额=0.5A；
电流表的示数
I=I0+IL=0.6A+0.5A=1.1A；
(3)当S闭合、S1断开，且滑片P移动到最右端，R0与变阻器R的最大阻值串联，则此时电路的总电阻：
R总=R0+R=20Ω+40Ω=60Ω，
1min内电路中的产生的热量：
Q=W=×60s=144J。
答：(1)灯泡L正常发光时的电阻是24Ω；
(2)S、S1都闭合，滑片P移动到最左端时，灯泡L正常发光，此时电流表的示数是1.1A；
(3)S闭合、S1断开，且滑片P移动到最右端时，通电1min电路产生的总热量是144J。
11．(1)16W；(2)4；(3)4W。【详解】(1)由图可知，R1和变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑片P在a端时，变阻器连入电路的电阻为零，电路的总电阻最小，由I=可知电路中的电流最大，由图乙可知，最大电流是2A，电路消耗的功率
P=UI最大=8V×2A=16W；
(2)根据串联电路电流的规律及P=I2R，R2 与 R1 的电功率比值：
k=，
由图丙可知，当R2连入电路的电阻最大时，
k=4，
R2与R1之比的最大值
=k=4；
(3)当滑片P在a端时，只有R1的简单电路，R1的阻值
R1==4Ω，
变阻器的消耗功率
P滑=I2R2=()2R2=，
当
R1=R2=4Ω
时，变阻器消耗的功率最大，R2消粍的最大功率
P2最大==4W。
答：(1)滑片P在a端时，电路消耗的功率是16W；
(2)R2与R1之比的最大值是4；
(3)R2消粍的最大功率是4W。
12．(1)144J；(2)4.8W【详解】解：(1)如图，定值电阻R和小灯泡L并联，电流表测干路电流。闭合开关，小灯泡恰能正常发光，故电源电压
通电10s电路消耗的电能
(2)通过定值电阻R的电流
通过小灯泡L的电流
小灯泡的额定功率
答：(1)通电10s电路消耗的电能为144J。
(2)小灯泡的额定功率为4.8W。
13．（1）2.2×104J；（2）4.5A【详解】解：（1）由电路图可知，当S1闭合、S2断开时，只有电动机工作，吹冷风，电动机的实际功率
PM=P额=110W
由可得电吹风用冷风挡正常工作200s所消耗的电能
WM=PMt=110W×200s=2.2×104J
（2）当S1、S2都闭合时，电动机和加热电阻并联接入电路，电吹风吹热风，通过电动机的电流
通过加热电阻的电流
电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流
I=IM+IR=0.5A+4A=4.5A
答：（1）电吹风用冷风挡正常工作200s所消耗的电能为2.2×104J；
（2）电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流为4.5A。
14．（1）80Ω；（2）5.5A；（3）2W【详解】解：（1）由图甲知，电热管R1与滑动变阻器R2串联在电路中，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙知，电路中的电流为0.2A时，变阻器两端的电压为16V。此时变阻器接入电路的阻值
（2）由图乙知，当电路中的电流为0.4A时，变阻器两端的电压为8V，据串联电路的特点有
U=0.4A×R1+8V
当电路中的电流为0.2A时，有
U=0.2A×R1+16V
解以上两式得，电源电压及电热管的电阻分别为
U=24V，R1=40Ω
电热管的额定电流
（3）据串联电路的电流特点得，滑动变阻器的电功率
P=P总-P1=UI-I2R1=24V×I-I2×40Ω=-40(I-0.3)2+3.6
而电路中的最大电流为0.5A，所以此时变阻器消耗的电功率最小为
P=24V×0.5A-(0.5A)2×40Ω=2W
答：（1）当电流为0.2A时，滑动变阻器接入电路的阻值为80Ω；
（2）电热管的额定电流为5.5A；
（3）滑动变阻器消耗的最小功率为2W。