2024沪科版九年级物理全一册单元测试卷--第十六章　电流做功与电功率（有答案）

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2024沪科版九年级物理全一册单元测试卷
第十六章　电流做功与电功率
时间:60分钟　满分:90分　　　　
题号 一 二 三 四 总分
得分
一　填空题(每空2分,共32分)
　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　
1.[教材素材变式]如图所示为10月1日小明家电能表的示数,已知他家10月份消耗的电能是80.5 kW·h,则11月1日电能表的示数应为　　　　kW·h;如果按0.6元 /(kW·h)的电价计费,则小明家10月份应付电费　　　　　元.
第1题图　　第2题图
2.如图所示是生活中常见的网络路由器,其后排有很多接口,可以同时连接多台电脑,则各接口之间是　　　(选填“串联”或“并联”)的.由于电流的　　　　　　,路由器工作时间长了,其外壳会发烫,为此,路由器外壳上留有很多小孔,这些小孔的作用是　.
3.小钟在VR体验展馆中体验了一款“额定电压是20 V,额定功率是10 W”的VR眼镜,并用它看完了一部5 min的虚拟电影.该款VR眼镜的额定电流为　　　　A;看完上述电影,VR眼镜正常工作时消耗的电能约　　　　J.
4.如图所示,把标有“6 V　3 W”的灯泡L和滑动变阻器R串联接入恒定电压为9 V的电源上,通过L的电流I与L两端的电压U的关系如图乙所示,则L正常发光时,滑动变阻器R接入电路的电阻是　　　　Ω;当L的实际功率是1.6 W时,电路的总功率是　　　　W.
5.有一只标有“36 V　6 W”字样的灯泡,其正常工作时灯丝的电阻为　　　Ω;若将该灯泡接在24 V的电源上工作10 min,则消耗的电能为　　　　J,其实际功率　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)6 W.(假设灯丝电阻不随温度改变)
6.如图甲是某同学自制的电子秤的原理图,电源电压一定,R0是定值电阻,压力表是电压表改造成的,R是压敏电阻,其阻值随所受压力F的大小变化的关系如图乙所示.闭合开关,当踏板上的压力增大时,通过R的电流　　　　;当踏板上的压力减小时,电路中的总功率　　　　.(均选填“增大”“减小”或“不变”)
7.如图甲所示的电路中,电压表V1、V2的示数之比为3∶1,则定值电阻R1、R2的功率之比P1∶P2=　　　　;若将电阻R1、R2接入图乙所示的电路中,则电流表A1、A2的示数之比为　　　　.
　　　　甲　　　　　　　　　　　　乙
二　选择题(每小题3分,共27分.多选题每小题至少有2个选项符合题意,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分)
题号 8 9 10 11 12 13 14 15 16
答案
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
8.有甲、乙两台电饭锅,甲电饭锅标有“1 000 W”字样,乙电饭锅标有“800 W”字样.下列说法正确的是 (　　)
A.正常工作时,甲消耗的电能多
B.正常工作时,乙消耗的电能多
C.正常工作时,电流流经甲做功较快
D.正常工作时,电流流经甲做功较多
9.下列措施中,属于利用电流热效应工作的是 (　　)
A.电视机的后盖上有很多小孔
B.电熨斗通电后发热可以熨平衣物
C.与空调相连的导线很粗
D.电脑的主机中安装了微型风扇
10.如图是一款迷你暖手宝,它内置锂电池,利用USB接口充电,内部发热片发热.下列说法正确的是 (　　)
A.暖手宝充电的过程,是电流做功的过程
B.暖手宝发热的过程,是机械能转化为内能的过程
C.用暖手宝取暖时,手因为含有的热量增加而感到暖和
D.无论暖手宝是在充电还是在发热,锂电池在电路中都是电源
11.张强搬新家时到商场买了300 W的电冰箱一台,100 W的电视机一台,1 800 W的空调机一台,800 W的电水壶一个,800 W的电饭锅一台,40 W的电灯五盏.则张强应选择安装下列哪一种电能表 (　　)
A.220 V　20 A B.220 V　15 A
C.220 V　5 A D.220 V　10 A
12.白炽灯泡内的钨丝正常工作时的温度在 2 000 ℃左右(钨的熔点是3 410 ℃).长期使用后,钨丝因为发生升华现象而变细,下列说法中正确的是 (　　)
A.灯丝的电阻变大,实际功率变大
B.灯丝的电阻变大,实际功率变小
C.灯丝的电阻变小,实际功率变小
D.灯丝的电阻变小,实际功率变大
13.设电阻R1A.R1单独接入电路
B.R2单独接入电路
C.R1、R2串联后接入电路
D.R1、R2并联后接入电路
14.某同学想通过如图所示的电路图做下列四个实验(电源电压保持不变,R1为阻值已知的定值电阻),你认为不可行的实验是 (　　)
A.验证电流与电压的关系
B.验证焦耳定律
C.测量电阻R1的电功率
D.验证串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和
15.如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑片P向b端移动时 (　　)
A.电流表A的示数变大,电压表V1的示数不变
B.电压表V1的示数与电压表V2的示数之和变小
C.电压表V2的示数变小,电路的总功率变小
D.电压表V1的示数与电流表A的示数的比值不变
第15题图　　第16题图
16.(多选)如图所示是小刚家电烤箱的内部简化电路图,其中S1为单刀双掷开关,可分别与触点a、b接触,R1和R2为发热电阻,且R2=2R1.电烤箱有高、中、低三个挡位,正常工作时中挡位的电功率为1.2 kW,则下列说法正确的是 (　　)
A.当S1接a端、S2闭合时,发热电阻是并联的
B.当S1接b端、S2闭合时,电烤箱处于低挡位
C.电烤箱在中挡位正常工作1 s消耗的电能为1 200 W
D.电烤箱在高挡位正常工作1 s消耗的电能为1 800 J
三　实验探究题(共14分)
17.(4分)在学习“探究影响电流热效应的因素”时,某学习小组的同学用电阻丝给煤油加热来进行实验,但观察温度计的示数变化的过程非常耗时.为了减少实验的时间,他们提出了如下两种设想.
设想一:将煤油换成水来做实验.
设想二:通过加热空气来做实验.
(1)根据所学知识,他们经过讨论,断定设想一是错误的,你认为他们判断的依据可能是　　　　　　　　　　　　　　　.
(2)根据设想二,他们设计了下面的实验:在相同的密封瓶中装入等量的空气,用相同的电阻丝(R甲=R乙)及U形玻璃管组成如图A所示的装置,通电后通过U形玻璃管中液柱的高度差来显示　　　　　　的多少.用图A所示的装置做实验时,发现在相同的时间内甲中U形玻璃管中液柱的高度差比乙中U形玻璃管中液柱的高度差大,这说明　　　　　　　　　　　　　　　　　.
图A　　　　　　　　　　　　　　图B
(3)同学们将两根电阻丝(R丙>R甲)接入如图B所示的电路,闭合开关一段时间后,甲、丙中两U形玻璃管中的液面如图所示,由此可初步得出的关于电热的结论是　.
18.[教材素材变式](10分)在测量小灯泡电功率的实验中,小明同学设计的实验电路如图甲所示.
甲
(1)在本实验中,小灯泡的电功率不是直接测量得到的,而是利用公式　　　　计算出来的.
(2)他的实验步骤如下:
①图甲中,闭合开关前,变阻器的滑片应放在最　　　(选填“左”或“右”)端.
②调节滑片使小灯泡正常发光时,两电表示数如图乙、丙所示,则小灯泡的额定电压是　　　V,正常工作时的电流是　　　A,额定功率是　　　W.
③在②的基础上,向　　　(选填“左”或“右”)移动滑片,使小灯泡两端的电压低于额定电压,观察到小灯泡发光较暗,并计算其电功率.
④移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍,观察到小灯泡发光较亮,并画出了如图丁所示的小灯泡的I-U图像.
(3)实验结论:
①由实验数据可知,小灯泡的亮度取决于它的　　　　　　　.
②由图丁可知,通过小灯泡的电流跟它两端的电压不成正比,造成这一结果的直接原因是灯丝的　　　　发生了变化.
四　综合应用题(共17分)
19.(4分)如图所示,灯泡L标有“6 V　3 W”字样,电源电压U保持不变.当S闭合,S1断开时,灯泡L正常发光;当S、S1均闭合时,电流表的示数为1.1 A(不考虑温度对电阻的影响).求:
(1)灯泡L的电阻和电源电压;
(2)当S、S1均闭合时,通电5 min电阻R1产生的热量.
20.(6分)爸爸给自家的小汽车安装的从网上购得的电加热座椅垫如图甲所示.小华研究发现该座椅垫有“高温”“低温”两个挡位,其电路示意图如图乙所示,电源电压恒为12 V,高温挡功率为30 W,低温挡功率为9 W.求:
(1)座椅垫处于低温挡时,电路中的电流.
(2)座椅垫处于高温挡时,工作1 h消耗的电能.
(3)加热片R1的阻值.
21.(7分)如图甲是小梦家的全自动豆浆机的电路图,其中电动机是用来将原料进行粉碎打浆的,R是加热电阻.豆浆机正常工作做一次豆浆需要先对原料加热,之后电动机和加热电阻交替工作,共需12 min,制作过程中的“P-t”图像如图乙所示.请你解答下列问题:
(1)豆浆机正常加热时,加热电阻的阻值是多少
(2)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少
(3)在某次做豆浆时,小梦将家里的其他用电器都关闭,只让豆浆机工作做一次豆浆,则小梦家的如图丙所示的电能表的转盘会转过多少转
易错点针对特训
(本部分不计入总分)
【易错加练1】→针对第5题
额定功率相同的两个用电器,把它们并联在同一电源上,以下说法正确的是(　　)
A.实际功率一定相同
B.实际功率一定不同
C.额定电压大的实际功率大
D.额定电压小的实际功率大
【易错加练2】→针对第8题
如图所示,将电水壶和白炽灯分别接在装有相同电能表的家庭电路中做实验,当它们正常工作时,发现与白炽灯连接的电能表的转盘转动得比较慢.下列说法正确的是 (　　)
A.白炽灯消耗电能比电水壶消耗电能少
B.通过电水壶的电流比通过白炽灯的电流小
C.电水壶消耗电能比白炽灯消耗电能快
D.白炽灯两端的电压比电水壶两端的电压低
第十六章　电流做功与电功率
8 9 10 11 12 13 14 15 16
C B A A B D B D AD
1.2 899.2　48.3
【解析】题图中电能表的示数是2 818.7 kW·h,则11月1日电能表的示数应为2 818.7 kW·h+80.5 kW·h=2 899.2 kW·h;小明家10月份应付电费0.6元/(kW·h)×80.5 kW·h=48.3元.
2.并联　热效应　加快散热,防止路由器被烧坏
【解析】同一台路由器为多台电脑提供网络服务,一台电脑连不上网络,其他电脑不受影响,所以根据并联电路的特点可知,各接口之间是并联的.由于电流的热效应,路由器工作时间长了,其外壳会发烫,而路由器外壳上的小孔可加快散热,以防路由器被烧坏.
3.0.5　3 000
【解析】由P=UI可得,VR眼镜的额定电流I===0.5 A;VR眼镜消耗的电能W=Pt=10 W×5×60 s=3 000 J.
4.6　3.6
【解析】由题图甲可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,灯泡L正常发光时,R两端的电压UR=U-UL=9 V-6 V=3 V;由题图乙可知,当灯泡L两端的电压为6 V时,通过灯泡L的电流为0.5 A,因为串联电路中各处的电流相等,所以滑动变阻器R接入电路的电阻R1====6 Ω;由题图乙可知,当U'L=4 V,I'L=0.4 A时,L的实际功率是1.6 W,此时电路的总功率P'=UI'L=9 V×0.4 A=3.6 W.
5.216　1 600　小于
【解析】正常工作时灯丝的电阻R===216 Ω;将该灯泡接在24 V的电源上工作10 min消耗的电能W=P实t=t=×600 s=1 600 J,由于U实6.增大　减小
【解析】分析题图甲可知R0与R串联,根据题图乙可知,当踏板上的压力增大时,R的电阻减小,则电路中电流增大.当踏板上的压力减小时,R的电阻增大,电路中的总电阻增大,由P=可知电路中的总功率减小.
7.1∶2　2∶3
【解析】题图甲中R1、R2串联,通过它们的电流相等,电压表V1测总电压U,电压表V2测R1两端电压,U∶=3∶1,由P=UI可得定值电阻R1、R2的功率之比为====;根据串联电路的分压原理可知,R1、R2的电阻的比值为===;题图乙中R1、R2并联,它们两端的电压相等,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路中的电流I',则两电流表的示数的比值为===.
8.C　电功率是表示电流做功快慢的物理量,而做功多少,不仅要看电功率,还要看工作时间,故选C.
9.B　电视机的后盖上有很多小孔,可以更好地散热,属于防止电热产生的危害,故A不符合题意;电熨斗工作时主要把电能转化为内能,电熨斗发热可以熨平衣物,这是利用电流的热效应工作的,故B符合题意;空调与导线是串联的,与空调相连的导线很粗,电阻很小,在其他条件相同时,由Q=I2Rt可知,较粗的导线产生的热量较少,可以避免因产生热量过多烧坏导线绝缘皮,故C不符合题意;电脑的主机中安装了微型风扇,这是通过增大空气流动来进行散热的,属于防止电热产生的危害,故D不符合题意.故选B.
10.A　暖手宝在充电的过程中,将电能转化为化学能储存在锂电池中,是电流做功的过程,故A正确;暖手宝发热的过程,是将电能转化为内能,故B错误;热量是个过程量,不能说含有热量,故C错误;电池在充电的过程中,将电能转化为化学能,电池相当于用电器;发热的过程中,将化学能转化为电能,再转化为内能,此时电池是电源,故D错误.故选A.
11.A　当这些用电器都正常工作时,电路的总功率P=(300+100+1 800+800+800+40×5)W=4 000 W,电路中的最大电流I==≈18.2 A,故选A.
12.B　导体的电阻和导体的横截面积有关,在材料、长度、温度一定时,横截面积越小,电阻越大;根据公式P=可知,灯泡两端的电压不变,灯泡的实际功率与其电阻成反比,故电阻增大时灯泡的实际功率会变小.
13.D　设电源电压为U,时间为t,则将R1单独接入电路中时,电流做的功W1=UIt=,同理可得,R2单独接入电路时电流做的功W2=,R1、R2串联后接入电路时电流做的功W3=,R1、R2并联后接入电路时电流做的功W4=+.由上可知,相同时间内要使电路中电流做功最多,应采用的连接方法是R1、R2并联后接入电路,故选D.
14.B　R1是定值电阻,通过移动滑动变阻器的滑片,改变R1两端的电压,能研究电流跟电压的关系,故A不符合题意;由焦耳定律Q=I2Rt可知,没有计时器,无法研究电热与通电时间的关系,而且电热无法直接测量,故B符合题意;用电压表V1能测R1两端的电压,电流表A能测通过R1的电流,故根据P=UI可计算出电阻R1的电功率,故C不符合题意;电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电压表V测R1、R2两端的总电压,能验证串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,故D不符合题意.
15.D　由电路图知,电阻R1、R2串联,V1测量R1两端的电压,V2测量R2两端的电压,电流表A测量电路中的电流.当滑片P向b端移动时,变阻器接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=可得,电路中的电流变小,电流表A的示数变小,V1的示数变小,故A错误;V1的示数与V2的示数之和即电源电压,保持不变,故B错误;V1的示数变小,电源电压保持不变,V2的示数变大,故C错误;电压表V1与电流表A的示数的比值为定值电阻R1的阻值,所以比值不变,故D正确.
16.AD　当S1接a端、S2闭合时,发热电阻R1、R2是并联的,电路总电阻最小,根据P=可知,电阻越小,电功率越大,此时电烤箱处于高挡位,故A正确.当S1接b端、S2闭合时,R2被短路,电路为发热电阻R1的简单电路,此时电路中的阻值比两电阻并联时大,比两电阻串联时小,故此时电烤箱处于中挡位,故B错误.电烤箱在中挡位正常工作1 s消耗的电能W=P中t=1.2×103 W×1 s=1 200 J,故C错误.电烤箱在高挡位时,发热电阻R1、R2并联,正常工作1 s发热电阻R1消耗的电能是1 200 J,因为R2=2R1,根据W=t可知,在电压、通电时间一定时,发热电阻R2消耗的电能是发热电阻R1消耗的电能的一半,即600 J,则电烤箱在高挡位正常工作1 s消耗的电能为1 200 J+600 J=1 800 J,故D正确.故选AD.
17.(每空1分)(1)水的比热容比煤油的大(合理即可)　(2)电阻丝产生热量　在导体的电阻和通电时间相同时,通过导体的电流越大产生的热量越多　(3)在通过导体的电流和通电时间相同时,导体的电阻越大产生的热量越多
18.(除标注外,每空1分)(1)P=UI　(2)①左　②2.5　0.26　 0.65(2分)　③左　(3)①实际功率(2分)　②电阻
【解析】(1)测量小灯泡电功率的实验原理是P=UI.(2)①闭合开关前,变阻器的滑片应放在阻值最大端,防止开关闭合时,电路电流过大,烧坏电流表等元件.②由题图乙知,电压表所选量程是0~3 V,示数是2.5 V;由题图丙知,电流表所选量程是0~0.6 A,示数是0.26 A;此时小灯泡正常发光,所以由P=UI可计算出其额定功率为0.65 W.③要使电压表示数小于小灯泡的额定电压,应向左移动滑动变阻器的滑片.(3)①小灯泡的亮度是由其实际功率决定的,实际功率越大,小灯泡越亮;②灯丝电阻受温度的影响,温度越高,电阻越大.
19.(1)灯泡正常发光时的电流IL===0.5 A
灯泡的电阻RL===12 Ω
电源电压U=UL=6 V (2分)
(2)当S、S1均闭合时,灯泡L与电阻R1并联,此时通过电阻R1的电流I1=I总-IL=1.1 A-0.5 A=0.6 A (1分)
R1===10 Ω
5 min=300 s,则通电5 min电阻R1产生的热量Q=R1t=(0.6 A)2×10 Ω×300 s=1 080 J (1分)
20.(1)由P=UI可得,座椅垫处于低温挡时,电路中的电流I低===0.75 A (2分)
(2)由P=可得,座椅垫处于高温挡时,在1 h内消耗的电能W=P高t=30 W×3 600 s=1.08×105 J (1分)
(3)座椅垫处于高温挡时,只有R2接入电路中,R2的电阻R2===4.8 Ω (1分)
座椅垫处于低温挡时,两电阻串联,电路中的总电阻R总===16 Ω (1分)
电阻R1=R总-R2=16 Ω-4.8 Ω=11.2 Ω (1分)
21.(1)当开关S1断开、S2闭合时,电动机不工作,此时豆浆机处于加热状态,加热功率P1=1 000 W (1分)
根据P=UI,R=可知,豆浆机的加热电阻的阻值
R===48.4 Ω (1分)
(2)由题图乙可知,豆浆机正常工作做一次豆浆,加热电阻工作时间t1=(4+3+3) min=10 min=600 s,电动机工作时间t2=2 min=120 s (1分)
豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能
W=P1t1+P2t2=1 000 W×600 s+200 W×120 s= 6.24×105 J(2分)
(3)豆浆机做一次豆浆消耗的电能W=6.24×105 J,而家庭电路中消耗1 kW·h 电能,电能表转盘转过3 000转,且1 kW·h=3.6×106 J,故电能表的转盘转过的转数
n==520 (2分)
易错点针对特训
【易错加练1】　D　由P额=可知,额定功率相同时,额定电压越小,用电器的电阻越小.因为两用电器并联在电路中,它们两端的实际电压相等,根据P实=可知,电阻越小,实际功率越大,即两用电器并联时,额定电压小的用电器的实际功率大.故选D.
【易错加练2】　C　由W=Pt可知,要比较消耗电能的多少,需要考虑时间因素,不知道时间,无法判断哪个用电器消耗的电能多,故A错误;与白炽灯连接的电能表表盘转动得比较慢,说明电水壶消耗电能比白炽灯消耗电能快,即电流通过电水壶做功比较快,又因为家庭电路两端的电压一定,由P=UI可知,通过电水壶的电流大,故B、D错误,C正确.故选C.
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