第十五章电能与电功率综合能力检测题（有答案）2023-2024学年度粤沪版物理九年级上册

第十五章综合能力检测题（后附答案）
(时间：45分钟　满分：100分)
一、填空题(每空1分，共20分)
1．随着科技的不断进步，出现了利用纤维材料制成的、接上电池就可以发热的“发热纸”。通电后，用这种纸包装的食品便香热可口。这种“发热纸”在工作时利用了电流的__ __效应，将电能转化为__ __能。
2．2022年冬奥会在中国成功举办，开幕式舞台上要求演员衣服轻薄，动作舒展流畅，由于现场气温低至－3 ℃，为做好演员的保暖工作，超薄保暖服采用了超级新型纳米材料——石墨烯发热膜，演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电，在给保暖服内的电池充电时，电能转化为 能；保暖服内充电电池的规格为“12 V　10000 mA·h”，则充满电时储存的电能为__ __kW·h。
3．某同学忘记将家中电视机的电源关闭，电视机处于屏幕保护状态，出门前他家电能表的示数如图所示，10天后他回到家中，电能表的示数为1574.7，这段时间电视机消耗了__ __kW·h的电能，这些电能可以使规格为“5 V　2 A”的灯泡正常工作__ __s。
　　　第7题图　　　　　
4．一台电炉通电后电炉丝热的发红，与电炉丝连接的导线却不怎么热，这台电炉的额定电压为220 V，额定功率为1100 W，与电炉丝连接的导线的电阻为0.1 Ω，电炉正常工作10 min，通过导线的电流为_ __A，导线产生的热量是__ __J。
5．小丽同学家电饭煲上的铭牌模糊不清，她想利用标有“3000 revs/(kW·h)”字样的电能表测量电饭煲的功率。她断开家中的其他电器，只将电饭煲接入电路，测得电能表在1 min内转了60圈，则电饭煲消耗的电能是__ __J，该电饭煲的功率为__ __W。
6．灯L1、L2分别标有“220 V　25 W”和“220 V　100 W”字样，若将它们串联接入家庭电路中，L1和L2的实际功率之比P1∶P2＝ 。若将它们并联接在同一电路中，灯_ __较亮。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
7．在某一温度下，两个电路元件甲和乙的电流与电压的关系图像如图所示。若将元件甲、乙串联后接在电压为4.5 V的电源两端，甲和乙消耗的总功率是__ __W。
8．如图所示电路中，L标有“3 V　1.5 W”字样，当S1、S3闭合，S2断开时，L正常发光。当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为0.2 A，则R的电阻为__ __Ω，此时灯L两端的电压是__ __V。(假设灯丝电阻不变)
9．如图所示是电饭锅内部简化电路图，已知R0＝55 Ω，R1＝1045 Ω，电饭锅正常工作，当S接“1”时，电饭锅处在__ __(选填“高温”或“低温”)挡；当S接“2”时，电路中的电功率为__ __W。
　第9题图　　　　
10．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为6 V。闭合开关S后，当滑片P从R的一端滑至另一端的过程中，小灯泡的I U关系图像如图乙所示。则小灯泡的额定功率为__ __W，电源电压为__ __V，滑片在最右端时，滑动变阻器的电功率为__ __W。
二、选择题(每小题3分，共21分)
11．下列关于电功和电功率的说法中正确的是( )
A．电流做功越多，电功率越大
B．电功率越大，电流做功越快
C．电流做功时间越短，电功率越大
D．额定功率大的用电器，通电后一定比额定功率小的用电器做功多
12．国家对延长线插座配用电缆的导线横截面积要求进行了修改，额定电流为16 A的延长线插座，导线最小标称横截面积由1 mm2提升到1.5 mm2。增大导线横截面积的目的是( )
A．增大导线的电阻 B．减小通过导线的电流
C．增大导线的电压 D．减小导线发热的功率
13．根据额定电压为2.5 V小灯泡的I U图像(如图所示)分析，下列结论正确的是( )
A．当小灯泡两端的电压为0时，其电阻为0
B．当小灯泡的电流为0.1 A时，其实际功率为0.1 W
C．通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比
D．小灯泡的额定功率为0.625 W
　第13题图　　第15题图
　　第17题图
14．电灯L1和L2上分别标有“9 V　3 W”和“4.5 V　3 W”字样，现将它们并联后接在电压为U的电源两端，恰好可以使其中一盏灯正常发光，则正常发光的灯和电路总功率分别为(假设灯丝电阻不变)( )
A．L2　6 W B．L2　3.75 W C．L1　6 W D．L1　3.75 W
15．如图所示的电路中，闭合开关S后，电流表A1的示数为0.2 A，电流表A2的示数为0.8 A，此时，电阻R1和R2消耗的功率之比是( )
A．1∶3 B．3∶1 C．1∶4 D．4∶1
16．如图所示的电路，闭合开关S后，当滑片P从中点向右移时，下列说法中正确的是( )
A．灯泡L变暗 B．电压表的示数变小
C．电流表A1的示数变大 D．电路消耗的总功率变小
17．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L1、L2分别标有“6 V　3 W”和“6 V　6 W”的字样，滑动变阻器R的阻值变化范围为0～12 Ω，当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，两灯都正常发光。不考虑温度对灯泡电阻的影响，则( )
A．电源电压为12 V B．两灯都正常发光时电流表的示数为3 A
C．整个电路的最小功率为2.25 W D．整个电路的最大功率为12 W
三、实验探究题(共30分)
18．(8分)圆圆同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图，完成下列问题。
(1)实验中通过观察两个U形管中__ _的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)如图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与__ __的关系。
(3)由图乙所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的__ __越大，电阻产生的热量越多。
(4)该实验采取的探究方法是__ __。
19．(9分)小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，所用电源电压恒为6 V，小灯泡上标有“4 V”字样。
　
　　物理量
次数　　 电压U/V 电流I/A 实际电
功率P/W 小灯泡
亮度
1 1.5 0.20 0.30 不亮
2 2.5 0.30 0.75 偏暗
3 4.0 0.40 正常
4 4.8 0.43 2.064 更亮
(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最__ __(选填“左”或“右”)端，目的是__ __。闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数。若电路中仅有一处故障，这个故障可能是__ __。
(2)排除故障后继续实验，小华进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表中。在第1次实验中小灯泡不亮的原因是__ __。
(3)分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为__ __W。实验得出的结论是：小灯泡的实际电功率越__ __，小灯泡越亮。
(4)由实验数据可知灯丝电阻是在变化的，原因是__ __。
(5)实验中，电压表的0～15 V量程损坏了，但0～3 V量程仍完好，为了测小灯泡的额定功率，应将电压表并联在__ __两端，调节滑动变阻器，使电压表的示数为__2__V，此时小灯泡将正常发光。
20．(13分)测量小灯泡的电功率的电路图如图甲所示，已知小灯泡的额定电流为0.5 A，滑动变阻器规格为“20 Ω　1 A”。
　　
(1)用笔画线代替导线，按电路图甲将图乙电路连接完整。(要求导线不交叉，且滑片左移时变阻器连入电路阻值变大)
(2)连接电路时开关应处于__ __状态，滑动变阻器滑片应置于__ __(选填“A”或“B”)端。
(3)电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则电路故障可能是__ __。
(4)排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.5 A，电压表示数如图丙所示为__ _V，则小灯泡的额定功率为__ __W。
(5)继续向B端移动滑动变阻器的滑片，观察到小灯泡变__ __(选填“暗”或“亮”)一些，这说明灯泡的实际功率__ __(选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率。
(6)某同学利用如图丁所示的电路，测出了另一个已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：
①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为 ；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；
③小灯泡的额定功率表达式P额＝_ __(用字母表示)。
四、计算与推导题(共29分)
21．(8分)一般家用电饭锅工作时有两种状态，分别是煮饭过程中的加热状态和米饭煮熟后的保温状态。如图所示为该种电饭锅的电路原理图，图中R1是一个电阻，R2是加热的电阻丝，U为电源电压。(R1和R2的阻值不随温度变化)
(1)请分析论证：当开关S闭合时，电饭锅处于加热状态。
(2)要使R2在保温状态时的功率是加热状态时的，求的值。
22．(9分)小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如表。电吹风在额定电压下工作，请解答下列问题：
(1)电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
(2)电热丝工作时的电阻是多大？
(3)电吹风内电动机的电阻是1 Ω，电吹风吹冷风30 min产生的热量是多少？
热风温度 50～75 ℃
额定功率
热风时：990 W
冷风时：110 W
额定电压 220 V
质量 0.5 kg
　　　　
23．(12分)如图所示，电源电压保持不变，灯泡上标有“12 V　6 W”，定值电阻R1＝120 Ω，滑动变阻器R2上标有“50 Ω　1 A”，电压表的量程选用“0～3 V”。断开S2，闭合S和S1，滑片P移到B端，灯泡刚好正常发光。
(1)将滑片P移到B端，三个开关都闭合，1 min内电路消耗的电能是多少？
(2)断开S1，闭合S和S2，在安全前提下，调节滑片P的过程中，电路消耗的最小功率是多少？
答案：
第十五章综合能力检测题
(时间：45分钟　满分：100分)
1．__热__，__内__。
2．__化学__，__0.12__
3．__2.4__，__8.64×105__s。
4．__5__A，__1500__J。
5．__7.2×104__J，__1.2×103__W。
6．__4∶1__。灯__L2__较亮。
7．__0.675__W。
8．__9__Ω，__1.2__V。(假设灯丝电阻不变)
9．__低温__，__880__W。
10．__1.2__W，_6__V，__0.45__W。
11．( B )
12．( D )
13．( D )
14．( B )
15．( B )
16．( D )
17.( C )
18．
(1)实验中通过观察两个U形管中__液面高度差__的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)如图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与__电阻__的关系。
(3)由图乙所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的__电流__越大，电阻产生的热量越多。
(4)该实验采取的探究方法是__控制变量法和转换法__。
19．
(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最__左__(选填“左”或“右”)端，目的是__保护电路__。闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数。若电路中仅有一处故障，这个故障可能是__灯泡(或电压表)短路__。
(2)排除故障后继续实验，小华进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表中。在第1次实验中小灯泡不亮的原因是__灯的实际功率太小__。
(3)分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为__1.6__W。实验得出的结论是：小灯泡的实际电功率越__大__，小灯泡越亮。
(4)由实验数据可知灯丝电阻是在变化的，原因是__灯丝的电阻随温度的升高而变大__。
(5)实验中，电压表的0～15 V量程损坏了，但0～3 V量程仍完好，为了测小灯泡的额定功率，应将电压表并联在__滑动变阻器__两端，调节滑动变阻器，使电压表的示数为__2__V，此时小灯泡将正常发光。
20．
(1)用笔画线代替导线，按电路图甲将图乙电路连接完整。(要求导线不交叉，且滑片左移时变阻器连入电路阻值变大)
解：
(2)连接电路时开关应处于__断开__状态，滑动变阻器滑片应置于__A__(选填“A”或“B”)端。
(3)电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则电路故障可能是__小灯泡断路__。
(4)排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.5 A，电压表示数如图丙所示为__1.6__V，则小灯泡的额定功率为__0.8__W。
(5)继续向B端移动滑动变阻器的滑片，观察到小灯泡变__亮__(选填“暗”或“亮”)一些，这说明灯泡的实际功率__大于__(选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率。
(6)某同学利用如图丁所示的电路，测出了另一个已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：
①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为__I1__；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；
③小灯泡的额定功率表达式P额＝__I12R0__(用字母表示)。
21．
解：(1)S闭合时，只有R2接入电路，R2的功率：P＝，S断开时，R1与R2串联，R2的功率：P′＝()2R2，由＝()2＞1，即P＞P′，则开关S闭合时，电饭锅处于加热状态
(2)由题意知，P′＝P，则()2R2＝可得＝2
22．
解：(1)当电吹风吹冷风时，只有电动机工作，电路功率：P1＝110 W，通过电动机的电流：I1＝＝＝0.5 A
(2)当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，电热丝R2的电功率：P2＝P－P1＝990 W－110 W＝880 W，电热丝R2的阻值：R2＝＝＝55 Ω
(3)30 min内电流通过电动机产生的热量：Q1＝I12R1t＝(0.5 A)2×1 Ω×30×60 s＝450 J
23．
解：(1)当断开S2，闭合S和S1，滑片移到B端时，只有灯泡接入电路，此时灯泡正常发光，则电源电压U＝UL＝12 V。当将滑片移到B端，三个开关都闭合时，滑动变阻器接入电路的电阻是零，灯泡L与R1并联，则U1＝UL＝U＝12 V，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5 A，通过R1的电流：I1＝＝＝0.1 A，干路电流：I＝I1＋IL＝0.1 A＋0.5 A＝0.6 A，电路消耗的电能：W＝UIt＝12 V×0.6 A×60 s＝432 J
(2)当断开S1，闭合S和S2时，R1与R2串联。在安全前提下，电压表示数U2＝3 V时，电路消耗的功率最小，设为Pmin，此时，R1两端的电压：U′1＝U－U2＝12 V－3 V＝9 V，则电路中的电流：I′＝＝＝0.075 A，电路消耗的最小功率：Pmin＝UI′＝12 V×0.075 A＝0.9 W