第十八章 电功率 达标测试卷（含答案） -2022-2023学年人教版物理九年级

第十八章 电功率 达标测试卷
（时间：60分钟 分数：100分）
一、选择题(每小题4分,共40分)
1.现代社会生活和生产几乎处处离不开电,用电实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是(　 　)
A.用电器通过电流做功把电能转化为其他形式的能
B.发电站把电能转化为其他形式的能
C.电功和电能的单位都是瓦特
D.电功和电能是同一个物理量
2.如图所示,将两根电热丝R1和R2串联在电路中,若R1=10R2,则先被点燃的是(　 　)
A.R2上的火柴
B.R1上的火柴
C.同时点燃
D.无法确定
3.某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电,第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后,会自动停止充电并处于待机状态,当电能消耗到一定程度后,又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中,待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2 W,充电器的充电电流为2.0 A,则充电器的充电电压约为 (　 　)
A.2 V B.3 V C.4 V D.5 V
4.现有“6 V　3 W”和“12 V　6 W”字样的甲、乙两只灯泡,不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是(　 　)
A.通电时间相同时,甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B.通电时间相同时,电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C.两只灯泡串联工作时,甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D.两只灯泡并联工作时,干路中允许通过的最大电流为1 A
5.如图所示,在“比较两个灯泡的亮暗”的活动中,闭合开关后,调节滑动变阻器,使图甲和图乙中白炽灯L1和L2发光,L1的规格为“2.5 V　0.3 A”,L2的规格为“3.8 V　0.3 A”。下列说法正确的是(　 　)
甲 乙
①白炽灯越亮,表明在相同时间内电流做功越多
②图甲可“探究电流做功多少与电压的关系”
③图乙可“探究电流做功多少与电流的关系”
④甲和乙中,L1均比L2亮
A.只有① B.只有②③ C.只有①②③ D.①②③④都正确
6.下列电路中,电源电压都相等,闭合开关后,在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最少的是(　 　)
A B C D
7.如图甲所示是体育课上坐位体前屈测量仪,图乙是小明设计的模拟电路,当推动绝缘柄使滑动变阻器的滑块向左移动,可利用示数增大的电表反映测量成绩。下列说法正确的是(　 　)
A.向前推的距离越大,电压表示数越大
B.向前推的距离越大,电路的总功率越大
C.闭合开关不推动时,电路中的电流为零
D.此电路设计中,用电压表示数反映测量成绩
甲 乙
第7题图
8.如图所示,电学元件由一个“2 V　2 W”的小灯泡和一个定值电阻R0连接而成。将该元件接入电源电压为6 V的电路中,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表的示数总在0.2～1 A的范围内变化(小灯泡的电阻不随温度变化,且电路元件始终完好),则R0与小灯泡的连接方式及R0的阻值为(　 　)
第8题图
A.串联;R0=4 Ω B.并联;R0=4 Ω C.串联;R0=8 Ω D.并联;R0=8 Ω
9.(多选题)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。图乙是通过小灯泡L的电流I随小灯泡两端的电压U变化的图象。下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器滑片P向右移动,小灯泡变亮
B.小灯泡两端电压增大时,小灯泡电阻变小
C.滑动变阻器滑片P向左移动,电流表示数变大
D.小灯泡两端电压为2.5 V时,小灯泡的功率为0.70 W
甲 乙
第9题图
10.(多选题)如图甲所示,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为20 Ω B.R2的最大阻值为30 Ω
C.电源电压为6 V D.该电路消耗的最大电功率为3.6 W
甲 乙
第10题图
二、填空题(每空2分,共28分)
11.小明家电能表上个月初的示数为,月底的示数如图所示,可知他家本月电能表的表盘转了　　　　　　转。他家最多能接入总功率为　　　　　　的用电器。
第11题图
12.一块手机用的锂电池,上面标明电压为3.7 V,容量4 000 mA·h。它充满电后,大约储存了　　　　　　J电能。充电时手机电池中　　　　　　能转化为　　　　　　能。
13.LED灯具有节能、环保的特点。一个“220 V　5 W”的LED灯与一个“220 V　60 W”的白炽灯亮度相当。一个“220 V　60 W”的白炽灯每天正常工作4小时,30天消耗的电能是　　　　　　kW·h,这些电能可供“220 V　5 W”的LED灯正常工作　　　　　　小时。
14.物理兴趣小组的学生自制了一个电炉。电炉的电阻丝通过5 A的电流时,每分钟可产生6.6×104 J的热量,则这个电炉的电功率为
　　　　　　W,电阻丝工作时的电阻为　　　　　　Ω。
15.如图所示,电源电压不变,灯泡L上标有“6 V　6 W”字样,闭合开关S1,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为　　　　　　Ω;再闭合开关S2,前后两次电流表示数之比为2∶3,则电阻R的阻值为　　　　　　Ω,电阻R在10 s内产生的热量为　　　　　　J。
第15题图
16.某一天晚上睡觉前,小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。小文将大米等食材放入电饭煲内,接通220 V的家庭电路,经过了待机、加热、保温三个过程,早餐前断开电源,电饭煲消耗的电功率随时间变化的图象如图甲所示,电饭煲加热过程消耗的电能是　　　　　　kW·h。已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示,S是电饭煲的开关,S1是自动开关,R1和R2为电阻不变的电热丝,则R2=　　　　　　Ω。
三、实验探究题(共12分)
17.(7分)同学们在“测定小灯泡电功率”的实验中,电源用三节新干电池,小灯泡额定电压为2.5 V,灯丝电阻阻值约为10 Ω。
甲
乙
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于　　　　　　(选填“A”或“B”)端。
(3)电路正确连接后,闭合开关,移动滑片,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障可能是　　　　　　。
(4)小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,计算出小灯泡的额定功率为　　　　　　W。
(5)向左移动滑动变阻器滑片,会看到灯泡变　　　　　　(选填“暗”或“亮”),这说明灯泡的亮暗与灯泡的　　　　　　有关系。
18.(5分)小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中,两个透明容器中密封等量的空气,各放置一段电阻丝,并连接一个装水的U形管,他们通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好,电源电压为6 V。
甲 乙
(1)小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时,　　　　　　,电阻产生的热量越多”的结论。
(2)小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关,下列能支持她猜想的现象是　　　　　　。
A.正常发光时,“36 V　54 W”的灯泡比“12 V　6 W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多,导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热
(3)为了验证猜想,小芳选用了5 Ω和100 Ω的电阻丝进行实验,如图乙所示,请你用笔画线代替导线将电路连接完整。闭合开关,她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显,原因是　　　　　　,请你提出改进办法:　　　　　　。
四、计算题(共20分)
19.(8分)如图所示电路,电源电压恒为8 V,小灯泡标有“6 V　3 W”字样。若不考虑温度对灯泡电阻的影响,闭合开关S,求:
(1)小灯泡的额定电流。
(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器R接入电路的阻值。
(3)移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为3 V时,小灯泡的实际
功率。
20.(12分)如图所示是一款自动炖煮机的简化电路图,R1、R2是两个完全相同的电热丝,S为电源开关,通过控制开关S1、S2实现“低温”“中温”“高温”三个挡位间的切换。从该炖煮机铭牌信息中获知,其额定电压220 V,加热效率为75%,但功率信息模糊不清。为研究该炖煮机的工作情况及有关信息,在炖煮机中装入5 kg的水,闭合开关S,通过观察其电子显示屏(消耗电能忽略不计),记录有关信息如表格所示。水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃),求:
指示灯状态 工作时间 水温变化
高温灯亮 0～14 min 34 ℃升至100 ℃
中温灯亮 14～24 min 100 ℃保持不变
低温灯亮 24～29 min 100 ℃保持不变
(1)0～14 min水吸收的热量。
(2)炖煮机高温挡时的功率。
(3)炖煮机消耗的电能。
第十八章 电功率 达标测试卷
1.A　2.B
3.D　由题意可知充电功率P′=50P=50×0.2 W=10 W,根据P=UI可知充电器的充电电压U===5 V,故选D。
4.C　实际功率大小不能确定,由W=Pt知,无法判断两灯在相同时间内消耗电能的多少,所以电流通过两灯做功的快慢也无法确定,A、B错误;由P=可得,R甲===12 Ω,R乙===24 Ω,两只灯泡串联工作时,通过的电流相等,由Q=I2Rt知,相等时间里甲灯产生热量小于乙,C正确;甲灯的额定电压小于乙灯,由并联电路的电压规律知,甲、乙两灯并联时,电源电压最大为U=U实乙=U额甲=6 V,干路中允许通过的最大电流I=I甲+I乙=+=+=0.75 A,D错误。故选C。
5.C　由欧姆定律可得灯泡的电阻R1==≈8.33 Ω,R2==≈12.67 Ω,图甲中两灯串联,两电压表分别测两灯两端的电压,根据串联分压原理可知电阻大的灯泡其两端电压大,比较可知灯泡L2两端的电压大,串联电路各处电流相等,根据P=UI可知灯泡两端的电压越大,实际功率大,灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,所以灯泡L2比L1亮,相同时间做功也多,所以可“探究电流做功多少与电压大小的关系”,②正确,④错误。图乙中两灯并联,两电流表分别测通过两灯电流,根据P=UI可知通过电流大的灯泡,实际功率大,相同时间做功也越多,可“探究电流做功多少与电流大小的关系”,故③正确;灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,白炽灯越亮,其实际功率越大,根据W=Pt可知在相同时间内电流做功越多,①正确。故选C。
6.C　串联电路总电阻大于任何一个分电阻,并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,根据电阻串、并联电路的特点可知,四个电路的总电阻关系为RC>RB>RA>RD,甲、乙、丙、丁四个电路两端电压相等,图C中电路的总电阻最大,由Q=t可知,相同时间内产生的总热量最少。故选C。
7.B　由题图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。向前推的距离越大,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器两端的电压变小,电压表示数变小,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,A错误、B正确;闭合开关不推动时,电路是通路,电路中的电流不为零,C错误;向前推的距离越大,电流表示数变大,电压表示数变小,所以用电流表示数反映测量成绩,D错误。故选B。
8.A　灯泡正常工作时的电流I===1 A,电阻RL===2 Ω;由题意知,滑动变阻器连入电阻为零时,通过电路的最大电流是1 A,电学元件的总电阻R===6 Ω,则R>RL,串联电路总电阻大于任何一个分电阻,所以灯泡和定值电阻串联接入电路;当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路总电阻最小,定值电阻R0的阻值R0=R-RL=6 Ω-2 Ω=4 Ω。故选A。
9.CD　由图甲可知,闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,由图乙可知,灯泡两端的电压变小,根据P=UI可知灯泡的电功率变小,所以灯泡变暗,A错误;由图象可知通过灯泡的电流变化量小于其两端的电压变化量,故小灯泡两端电压增大时,小灯泡电阻变大,B错误;滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路总电阻变小,根据欧姆定律可得通过电路的电流变大,电流表示数变大,C正确;由图象可知,灯泡两端的电压为2.5 V时,通过灯泡的电流为0.28 A,灯泡的功率P=UI=2.5 V×0.28 A=0.70 W,D正确。
10.CD　由图甲可知,R1、R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器消耗的功率为0.8 W时,其两端电压为2 V,由P=UI可得,此时电路中的电流为I1===0.4 A,由欧姆定律及串联电路的电压规律可得,电源的电压U=I1R1+U1=0.4 A×R1+2 V①,当滑动变阻器消耗的功率为0.5 W时,其两端电压为5 V,由P=UI可得,此时电路中的电流为I2===0.1 A,由欧姆定律及串联电路的电压规律可得,电源的电压U=I2R1+U2=0.1 A×R1+5 V②,电源电压不变,联立①②解得R1=10 Ω,U=6 V,A错误,C正确;由图乙可知,当滑动变阻器两端电压最大为5 V时,滑动变阻器全部接入电路中,其电阻最大,此时电流最小为I2=0.1 A,则滑动变阻器的最大阻值为R2===50 Ω,B错误;当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电路中的电阻最小,电流最大,则电路中的最大电流为I大===0.6 A,该电路消耗的最大电功率P大=UI大=6 V× 0.6 A=3.6 W,D正确。故选CD。
11.6×104　8 800 W　解析:电能表上个月底的示数W1=262.6 kW·h,这个月底电能表的示数W2=362.6 kW·h,则小明家本月用电W=W2-W1=362.6 kW·h-262.6 kW·h=100 kW·h,“600 r/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转600转,则本月电能表转盘转过的圈数n=600 r/(kW·h)×100 kW·h=6×104 r;电能表的工作电压U=220 V,允许通过的最大电流I=40 A,则他家最多能接入用电器的总功率P=UI=220 V×40 A=8 800 W。
12.53 280　电　化学　解析:手机电池充满电后储存的电能W=UIt=3.7 V×4 000×10-3 A×3 600 s=53 280 J;充电时,手机电池中电能转化为化学能。
13.7.2　1 440　解析:白炽灯消耗的电能为W=P1t1=0.06 kW×30×
4 h=7.2 kW·h,这些电能可供LED灯正常工作时间t2===
1 440 h。
14.1 100　44　解析:电阻丝的电功率P====1 100 W,电阻丝的电阻R===44 Ω。
15.6　12　30　解析:闭合开关S1,灯泡L正常发光,此时电路为灯泡L的简单电路,灯泡两端的电压为电源电压U=U额=6 V,由P=得灯泡L正常发光时的电阻RL===6 Ω,此时电路中的电流I===1 A;再闭合开关S2,灯泡L与电阻R并联,前后两次电流表示数之比为2∶3,则电流表示数为I′=I=×1 A=1.5 A,则通过电阻R的电流IR= I′-I=1.5 A-1 A=0.5 A,则电阻R的阻值R===12 Ω,电阻R在10 s内产生的热量Q=W=UIRt=6 V×0.5 A ×10 s=30 J。
16.0.88　220　解析:由图甲可知,0～5 h为待机状态,待机功率P待=44 W;5～6 h为加热状态,加热功率P加=880 W;6～7 h为保温状态,保温功率P保=220 W。
加热过程的时间t加=1 h,P加=880 W=0.88 kW,则加热过程消耗的电能W加=P加t加=0.88 kW×1 h=0.88 kW·h。
由图乙可知,当开关S、S1都闭合时,R1与R2并联,电路总电阻较小,总功率较大,总功率为P加=880 W,
当开关S闭合,S1断开时,电路只有R2工作,总电阻较大,功率较小,总功率为P保=220 W,则R2的阻值R2===220 Ω。
17.(1)如图所示
(2)A　(3)小灯泡断路　(4)0.5　(5)暗　实际功率
解析:(1)电流表应串联在电路中,电压表与灯泡并联,滑动变阻器已经接了一个下接线柱,应再接一个上接线柱与灯泡串联。(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处,即A端。(3)灯泡不亮,电流表无示数,说明电路断路;电压表有示数,说明电压表与电源的两端相连,则故障为与电压表并联的小灯泡断路。(4)电流表使用的0～0.6 A量程,分度值为0.02 A,电流表的示数为0.2 A,小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V×0.2 A=0.5 W。(5)滑片向左端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻丝变长,电阻变大,电路总电阻变大,电路电流减小,灯泡电压减小,根据P=UI可知,灯泡的功率变小,发光变暗,这说明灯泡的亮度与实际功率有关系。
18.(1)电流越大　(2)C　(3)如图所示
电路中电流太小或电源电压太低　将100 Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝或增大电源电压
19.(1)0.5 A　(2)4 Ω　(3)0.75 W
解析:(1)小灯泡的额定电流
I额===0.5 A。
(2)电源电压U=8 V,小灯泡正常发光时两端的电压U额=6 V,则滑动变阻器R两端的电压UR=U-U额=8 V-6 V=2 V,通过滑动变阻器的电流IR=I额=0.5 A,故滑动变阻器R接入电路的阻值R===4 Ω。
(3)小灯泡灯丝的电阻RL===12 Ω,则小灯泡的实际功率PL===0.75 W。
20.(1)1.386×106 J　(2)2 200 W　(3)2.673×106 J
解析:(1)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg× (100 ℃-34 ℃)=1.386×106 J。
(2)根据η=知,高温挡消耗的电能W1===1.848×106 J,高温挡的功率P1===2 200 W。
(3)高温挡时总功率最大,由P=可知总电阻最小,由题图可知此时R1和R2并联,且两电阻相同,根据P=知,两电阻丝的阻值R1=R2===44 Ω,由表格数据知,24～29 min低温挡工作,低温挡时总功率最小,由P=可知总电阻最大,由题图可知,此时R1和R2串联,低温挡的功率P2===550 W,低温挡消耗的电能W2=P2t2=550 W×(29-24)×60 s=1.65×105 J,14～24 min中温挡工作,中温挡时总功率较大,由P=可知总电阻较小,由题图可知,此时电路中只有R1工作,中温挡的功率P3===1 100 W,中温挡消耗的电能W3=P3t3=1 100 W×(24-14)×60 s=6.6×105 J,炖煮机消耗的电能W=W1+W2+W3=1.848×106 J+1.65×105 J+6.6×105 J= 2.673×106 J