第十八章 电功率 单元检测（含答案） 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

第十八章 电功率 章节测试 2023-2024学年人教版物理九年级全一册
一、单选题
1．下列数据中最接近实际的是（　　）
A．人体安全电压是36V B．手机正常工作的电流约为10A
C．家庭电路的电压为220V D．一盏台灯的功率约为500W
2．一盏电灯接在恒定电压的电源上，其功率为100W。若将这盏电灯先接在一段很长的导线后，再接在同一电源上，以知导线上损失功率是9W，则此时电灯实际消耗功率是（）
A．91W B．小于91W
C．大于91W D．条件不足，无法确定
3．将两个定值电阻串联接在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为4P1；将这两个定值电阻并联接在电压为U的电源两端，下列分析正确的是（　　）
A．R1与R2的电阻之比为4：1
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
4．如图所示，电源电压为6V，当小灯泡正常发光时，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.5A，则小灯泡的额定功率是（　　）
A．8W B．4W C．3W D．2W
5．灯泡灯丝断了再搭上，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡变暗，因为阻值增大而电流减小
B．灯泡变亮，因为阻值增大，产生的热量增大
C．灯泡亮度不变，因为电源电压不变
D．灯泡变亮，因为其阻值减小，电流增大，根据公式“P＝UI”可知，其电功率增大
6．下列用电器中利用电流热效应工作的是（　　）
A． 电冰箱 B． 电视机
C． 电风扇 D． 电饭锅
7．如图为一只“6V1.5W”小灯泡的电流随电压变化的关系图象．若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，则此时每只灯泡的电阻和实际功率为（　　）
A．24Ω1.5W B．20Ω1.5W C．24Ω0.8W D．20Ω0.8W
8．如图为小林“探究电热与什么因素有关”的实验示意图。用该实验装置在“研究电流做功产生的热量与电流的关系”实验时，需要控制相等的量是（　　）
A．甲和乙的电阻相等
B．通过甲和乙的电流和通电时间相等
C．甲电阻前后两次实验的通电时间相等
D．甲和乙的电阻、两端电压、通电时间和电流相等
二、多选题
9．小雪用标有“2.5V，0.3A”的小灯泡进行“研究小灯泡的电阻”实验，得到该灯泡的U﹣I关系图象如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡的电功率随电压的增加而增大
B．小灯泡的电阻随温度的升高而增大
C．小灯泡正常发光时的电阻是8.3Ω
D．小灯泡的额定功率是0.9W
10．如图所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压为3V且保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．R1的电阻为15Ω
B．滑动变阻器的最大电阻为10Ω
C．电路消耗的最大总功率为1.8W
D．电路中消耗的总功率最小时，通电5s，R1上产生的热量是1J
三、填空题
11．家用电水杯利用了电流的　 　效应.某型号电水杯铭牌标有“220V 400W”字样，它正常工作时，发热元件的阻值为　 　Ω.正常工作5分钟，电水杯消耗的电能为　 　J.
12．电阻R1、R2串联在电路中，已知R1：R2=3：2，则通过的电流之比I1：I2=　 　。电阻两端的电压之比U1：U2=　 　；若将其并联在该电路中，在相同时间内，消耗电能之比W1：W2=　 　，电流之比I1：I2=　 　。
13．电阻R1、R2串联在电路中，已知R1∶R2＝3∶2，则通过两电阻的电流之比I1∶I2＝　 　，电阻两端的电压之比U1∶U2＝　 　，两电阻消耗的电功率之比P1∶P2＝　 　.
14．如图所示，电源电压保持不变，开关S和S1都闭合时，小灯泡正常发光，再将开关S1断开，电流表示数　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）小灯泡的亮度　 　（填“变亮”、“变暗”或“不变”），小灯泡的额定功率　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）．
15．两个电阻A和B中的电流与两端电压的关系如图，则A的阻值是　 　Ω．若将电阻A和B并联后接在电压为6V的电源两端，则总电流是　 　A，两个电阻A、B产生的热量之比是　 　．
四、计算题
16．如图所示，电源电压恒定，R1的阻值为20Ω。R2的阻值为10Ω。当S闭合，S1、S2断开时，电流表的示数为0.4A。
（1）求电源电压；
（2）当S闭合，S1、S2断开时，求通电10s内电路消耗的电能；
（3）当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数变化了0.7A，且小灯泡L正常发光，求小灯泡L的额定功率。
17．如图的电路中，电源电压恒定，灯泡L标有“2.5V 0.3A”。开关S闭合、S1断开时，灯泡L正常发光；开关S、S1均闭合时，电流表的示数为0.8A。求：
（1）灯泡L正常发光2min电流做的功；
（2）电阻R1的阻值；
（3）开关S、S1均闭合时电路的总功率。
18．如图是我们家庭用的一种电热饮水机的简化电路图，其参数如下表，R1、R2 是发热电阻丝。
型号： YSJ-66
额定电压 220V
加热功率 1100W
保温功率 44W
水箱容积 5L
频率 50Hz
（1）若饮水机正常工作的加热效率为90%，现将质量为0.4kg、初温为25℃的水在一标准大气压下加热至沸腾，已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，求：水需要吸收的热量是多少？烧开这些水消耗了多少电能？
（2）当饮水机处于保温状态时，R1的电阻值是多大？
19．在如图甲所示的电路中，灯泡的额定电压为6V，灯泡的I-U关系如图乙所示，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~0.6A，变阻器R2的最大阻值为100Ω，只闭合开关S2，滑片滑到某处时，电压表的示数为10V，电流表的示数为0.4A，定值电阻R1消耗的功率为2.8W。求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）R1的阻值及电源电压；
（3）只闭合开关S1，在电路安全的情况下，求电路消耗的最大功率及变阻器连入电路的最大阻值为多少
五、实验探究题
20．一个同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，所用小灯泡的额定电压是2.5伏，电路实物图如图所示。按实验要求，他测出了一组实验数据，并记录了小灯泡亮度的变化情况，结果如下表所示：
（1）请你用笔画线代替导线，将实物图连接完整；
（2）闭合开关，接通电路后，电流表、电压表工作正常，示数均不为零。移动滑动变阻器滑片P发现电流表和电压表指针不随着发生变化，则可能的原因是　 　；
（3）改正电路后进行实验，测的某次实验结果如图（a）、（b）所示，此时电流表的示数为 　 　A，电压表的示数为　 　V；
（4）在实验（3）中，你认为该同学的实验操作不妥之处是　 　，改进的办法是　 　。
21．夏日炎炎，蚊子滋生，传播疾病，令人烦恼.小明根据蚊子在夜间具有趋光性（尤其是紫色光）的特点，打算自制灭蚊灯.小明从废旧节日彩灯上拆得一个紫色小灯泡，其额定电压为2.5V.为测得小灯泡的额定功率，小明找来蓄电池组（电压为6V）、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线等，展开实验探究.
（1）请根据电路图用笔画线代替导线连接实物图（电流表使用大量程）.
（2）闭合开关S前，滑片P应放在使滑动变阻器接人电路的阻值 　 　（最大／最小）处.
（3）闭合开关S后，小灯泡不亮，观察发现：小灯泡是完好的；电压表有示数；电流表指针指向零刻度线.电路可能存在的故障是 　 　.
（4）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P直至电压表的示数为 　 　V，此时小灯泡处于额定工作状态，根据右图所示电流表的示数可知其额定功率为 　 　W.
22．如图所示，是测量小灯泡电功率的实验装置，小灯泡标有2.5V字样 .
（1）用笔画线代替导线，将缺少的一根导线接好　 　 .
（2）电路接好后，闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大，接下来应进行的操作是　 　，　 　 （按操作步骤先后顺序填写字母代号）.
A．更换电池或小灯泡 B．检查电路是否短路
C．移动滑动变阻器滑片至最大值位置 D．断开电路开关
（3）实验过程中，当电压表示数为　 　 V 时，小灯泡正常发光，图乙为此时电流表的示数，其值为　 　 A；小灯泡的额定功率为　 　 W。
六、综合题
23．油电混合动力汽车即燃料（汽油，柴油）和电能的混合，由电动机作为发动机的辅助动力驱动汽车，属于一种优势互补的技术，现在我国油电混合动力汽车的技术有了很大的提升。
（1）汽车的座椅有通风和加热功能，通风功能由电动机带动风扇完成，加热功能由电加热丝通电产生热量完成，它们各自独立工作，因此它们是　 　联的；
（2）座椅加热有“快”和“慢”两个挡位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，若选择“快”档应将选择开关置于　 　（选填“1”或“2”）的位置；若R2=10Ω。选择“快”档时通电100s，电流通过R2产生的热量为　 　J。
24．某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作.[c 水 =4.2×10 3 J/（kg℃)]电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7min.
求：
（1）①水吸收的热量是多少
②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少
（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10％.求：这时电水壶的实际功率P.(电阻不随温度改变)
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2 000 W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2，如下图所示，并分别推导出了R2的表达式.
请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果.
25．电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具。电梯的简易结构如图甲所示，电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧，在电梯半载时（半载指最大载重的一半），轿厢总重和配重的重力基本相等。满载上升时，主电动机提供动力，驱动轿厢。某商业大厦安装的观光电梯（该商业大厦每天营 业时间为 12h），其相关参数如表：
额定电压/V 220
额定运行功率/kW 25
待机功率/kW 1
最大载重/N 4000
轿厢质量/kg 500
为了安全，电梯设置了超载自动报警系统， 其工作原理如图乙所示，控制电路的电源电压 U为 12V，压力传感器的电阻 R 与所受压力 F 的关系图像如图丙所示，电磁继电器阻值可忽略。当控制电路中的电流大于 0.2A 时，会启动警报系统，同时无论
（1）为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的　 　性；
（2）该观光电梯配重的重力约为　 　N；
（3）下列有关该电梯的说法中，正确的是________ ；
A．主电机与钢丝绳之间的摩擦为有害摩擦
B．超载自动报警系统中电磁铁的右端为S 极
C．电梯满载上行时，电动机需顺时针转动
D．报警电铃的工作原理是电磁感应
（4）控制电路中 R0＝　 　Ω。若使用一段时间，电梯未满载就报警，则说明 R0的阻值变　 　（选填“大”或“小”）；
（5）若该商业大厦每天电梯运行时间为 3.5h，设电梯均在额定功率下运行，则该观光电梯平均每天耗电　 　kW·h。
26．如图所示，R0是阻值为80Ω的定值电阻，R为滑动变阻器，其上标有“100Ω 3A”字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡上标有“8V 1.6W”字样．求：
（1）灯泡的额定电流；
（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，求电源电压的大小；
（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，求R消耗电功率的最小值和最大值．
参考答案
1．C
2．B
3．C
4．D
5．D
6．D
7．D
8．C
9．A,B,C
10．B,C,D
11．热；121；1.2×105
12．1：1；3：2；2：3；2：3
13．1∶1；3∶2；3∶2
14．变小；不变；不变
15．5；1.8；2：1
16．（1）解：当S闭合，S1、S2断开时，R1和R2串联接入电路中，串联电路总电阻为
根据欧姆定律可知，电源电压为
答：电源电压为12V；
（2）解：通电10s内电路消耗的电能为
答：通电10s内电路消耗的总电能为48J；
（3）解：当S、S1、S2都闭合时，R2被短路，此时R1和L并联接入电路中，电流表测干路中的电流，此时的总电阻要小于R1，当S闭合，S1、S2断开时，R1和R2串联接入电路中，此时的总电阻要大于R1，所以，R1和L并联的总电阻小于R1和R2串联的总电阻，由欧姆定律可知，当S、S1、S2都闭合时，干路中的电流变大，故并联后干路中的电流为
通过R1的电流为
并联电路干路电流等于各支路电流之和，由并联电路的电流特点可得，通过L的电流为
则L的额定功率为
答：小灯泡L的额定功率为6W。
17．（1）解：灯泡L标有“2.5V 0.3A”，表示灯的额定电压为2.5V，额定电流为0.3A，灯泡L正常发光2min电流做的功
答：灯泡L正常发光2min电流做的功是90J；
（2）解：由电路图可知，开关S闭合、S1断开时，只有灯L连入电路中，此时灯泡L正常发光，电源电压
当开关S、S1均闭合时，灯L、R1并联，电流表测干路电流，由并联电路两端的电压相等，电阻R1两端的电压
通过电阻R1的电流
电阻R1的阻值
答：电阻R1的阻值是 ；
（3）解：开关S、S1均闭合时，电路的总功率
答：开关S、S1均闭合时电路的总功率是2W。
18．（1）解：水吸收的热量
由 可得，消耗的电能
答：水需要吸收的热量是1.26×105J，烧开这些水消耗1.4×105J电能
（2）解：由电路图可知，开关S2断开时两电阻串联，电路电阻较大，开关S2闭合时，只有电阻R2接入电路，电阻R1被短路，此时电路电阻较小，电源电压U一定，由 可知，电阻越大，电路功率越小，电阻越小，饮水机功率越大，因此当开关S2断开时，电路阻值较大，电功率较小，饮水机处于保温状态；因此当开关S2闭合时，电路阻值较小，电功率较大，饮水机处于加热状态。
加热时
保温时
则R1的电阻值
答：R1的电阻值是1056Ω。
19．（1）解：因为灯泡的额定电压为6V，根据灯泡的I-U关系图乙可以知道，其额定电流为0.5A，故灯泡的额定功率为PL=ULIL=6V×0.5A=3W
答：灯泡的额定功率为3W；
（2）解：当只闭合S2时，电阻R1和变阻器R2串联，电压表测量R2的电压则U2=10VI1=I=0.4A
由P=I 2R得R1= = =17.5Ω
U1=I1R1=17.5Ω×0.4A=7V
电源电压为U=U1+U2=7V+10V=17V
答：R1的阻值17.5Ω；电源电压17V；
（3）解：只闭合S1时，滑动变阻器与灯泡串联，因为小灯泡额定电流为0.5A，故电路中的最大电流为Imax=0.5A，因此电路消耗的最大功率为Pmax=UImax=17V×0.5A=8.5W
当电压表示数为15V时，滑动变阻器阻值最大，因为串联，此时灯泡两端电压为U L/=17V-15V=2V
由图乙可以知道此时电流为I L′=0.3A，所以I2=I L′=0.3A
滑动变阻器接入的最大阻值为R 2 = = =50Ω
答：只闭合开关S1，在电路安全的情况下，电路消耗的最大功率8.5W；变阻器连入电路的最大阻值为50Ω。
20．（1）
（2）同时连接了上面的两个接线柱（相当于导线）或下面的两个接线柱（相当于在电路中串联了一个定值电阻）。
（3）0.2；1.2
（4）电流表量程选择过大；选择0~0.6A量程接入电路
21．（1）连线如下图所示
（2）最大
（3）灯座断路
（4）2.5；4.5
22．（1）解 : 如图所示 :
（2）D；C
（3）2.5；0.3；0.75
23．（1）并
（2）2；1440
24．（1）解：水吸收的热量（有用能量）：Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，电水壶在额定电压下，P=P额=2000W，工作7min消耗电能（总能量）：W=Pt=2000W×7×60s=8.4×105J，电水壶烧水过程中的能量转化效率： ；
答：水吸收的热量是6.72×105J；②电水壶烧水过程中的能量转化效率是80%；
（2）解：电水壶中的电阻丝的阻值： ，用电高峰时的实际电压： ，电水壶的实际功率： ；
答：这时电水壶的实际功率为1620W；
（3）解：为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲同学的推导：并联电阻的电功率：P2=P额-P1，∵ ， ；
乙同学的推导：∵两电阻并联，∴并联电路的电阻：R=R1+R2，（错）∴实际总电功率： ，∴ ，该表达式是错误的；用此电阻丝来改造，总电阻变小，电路消耗的总电功率大于2000W，电路中的电流过大，易引起火灾．
答：乙表达式是错误的，若用此电阻丝来改造电水壶，电路中的电流过大，易引起火灾．
25．（1）透光
（2）7000
（3）C
（4）20；小
（5）96
26．（1）解：由P=UI得灯泡L额定电流为：
I额= {#mathmL#}{#/mathmL#} = {#mathmL#}{#/mathmL#} =0.2A．
答：灯泡的额定电流为0.2A；
（2）解：闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R0串联，灯泡正常发光，
则此时灯泡两端的电压为UL=I额=8V，此时电路中的电流为I=I额=0.2A，
由I= {#mathmL#}{#/mathmL#} 可知：
电阻R0两端的电压为：U0=IR0=0.2A×80Ω=16V，
所以，电源电压U=U0+UL=16V+8V=24V．
答：闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，电源电压为24V；
（3）解：开关S、S1、S2都闭合时，电阻R0和滑动变阻器R并联，灯泡被短路；电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流．
由于滑动变阻器的最大电阻为R大=100Ω，则R消耗电功率的最小值为：
Pmin= {#mathmL#}{#/mathmL#} = {#mathmL#}{#/mathmL#} =5.76W．
此时通过R0的电流为：I0= {#mathmL#}{#/mathmL#} = {#mathmL#}{#/mathmL#} =0.3A，
电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，
所以，通过R的最大电流为：Imax=I﹣I0=3A﹣0.3=2.7A，
R消耗电功率的最大值为：Pmax=UImax=24V×2.7A=64.8W．
答：开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，R消耗电功率的最小值为5.76W、最大值为64.8W