第十八章 电功率 单元练习（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
(时间:85分钟　满分:80分)
姓名:　　　　　　　班级:　　　　　　　学号:　　　　
题号 一 二 三 四 总分
得分
一、填空题(共16 分,每空1分)
1.物理学中,为了纪念物理学家做出的杰出贡献,常将他们的名字命名为物理量的单位,其中,名字被命名为电阻的单位的是　　　　;名字被命名为能量的单位的是　　　　。
2.由于导体存在电阻,电流通过导线时会因电流的热效应而造成大量的能量损耗。1911年荷兰科学家发现某些导体在极低温度下电阻会突然消失,这种现象称为超导现象。用超导电缆输电,　　　　(选填“能”或“不能”)降低能量损耗。有一段输电线路,输电电流为200 A,输电线路的电阻为0.5 Ω,若以超导电缆替代该线路输电1 h,可节约电能　　　　kW·h。
3.在家庭电路中,电线相互连接处,因为接触不良,容易造成　　　　变大,根据焦耳定律可知,在通电时间和　　　　相同时,该处比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾。
4.标有“220 V　40 W”的灯泡甲和“220 V　100 W”的灯泡乙,其灯丝长短相同,可发现　　　　
灯泡的灯丝较粗;若将这两个灯泡串联在220 V的电源上,则　　　　灯泡更亮。(均选填“甲”或“乙”)
5.有两个电阻,R1=5 Ω,R2=10 Ω,如果把它们并联接入电路中,则通过它们的电流之比I1∶I2=　　　　,它们消耗的电功率之比P1∶P2=　　　　。
6.如图所示,这是分别测量两个电阻时得到的电流随电压变化的图像,将这两个电阻串联后接入电路中,R1两端的电压U1与R2两端的电压U2的关系是U1　　　　U2;将这两个电阻并联后接入电路中,R1消耗的电功率P1与R2消耗的电功率P2的关系是P1　　　　P2。(均选填“>”、“=”或“<”)
7.如图甲所示,电源电压一定,滑动变阻器的滑片从右端滑到左端时,灯泡L的U-I变化如图乙所示,当通过灯泡的电流为1 A时,灯泡正常发光,则灯泡的额定功率为　　　　W,滑动变阻器的最大阻值为　　　　Ω。
8.灯泡L的电流随电压的变化的图像如图甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S2,小灯泡的实际功率为0.5 W,再闭合S1,电流表的示数变化了0.1 A,则电源电压是　　　　V;通电1 min,定值电阻R消耗的电能是　　　　J。
二、选择题(共14 分,把你认为正确选项的代号写在答题卡的相应位置上。第9~12 小题,每小题只有一个正确选项,每小题2 分;第13、14 小题为多项选择,每小题有两个或两个以上正确选项,每小题3分,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分)
9.如图所示的电器中,利用电流热效应工作的是 (　　)
10.关于电功率,下列说法中正确的是 (　　)
A.电功率是表示电流做功快慢的物理量
B.电功率是表示电流做功多少的物理量
C.用电器的电功率越大,则它做的电功一定大
D.实际功率不可能大于额定功率
11.如图所示,滑动变阻器的滑片P处于中间位置,闭合开关S,两个灯泡均能发光(假设灯丝电阻不变),此时,将滑动变阻器的滑片P向右移动,则 (　　)
A.L1和L2都变亮
B.L1变暗,L2变亮
C.L1变亮,L2变暗
D.L1和L2都变暗
12.如图所示,小宇运用电学知识设计了一个电子身高测量仪,R接入电路的电阻与其长度成正比,金属杆cd和MP(左端P是滑片)与电路接触良好,杆cd和MP的电阻不计,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。当被测身高增加时(　　)
A.电流表示数增大
B.电压表示数减小
C.电阻R0消耗的功率减小
D.电压表与电流表的示数之比不变
13.电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态,局部电路图如图所示,断开开关S后,充电插口可以外接充电器对电池进行充电,电动自行车行驶过程中,其电动机正常工作的电压为48 V,此时通过电动机线圈的电流为5 A,电动机线圈的电阻是0.5 Ω。下列说法正确的是 (　　)
A.对蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的用电器
B.电动自行车的电动机是把电能全部转化为机械能
C.电动机正常工作1 min,电流通过线圈产生的热量为14400 J
D.电动机正常工作1 min,消耗的电能为14400 J
14.如图所示,小宇同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,将电压表接在了滑动变阻器两端,闭合开关,发现电路存在故障,并作了如下分析,下列判断正确的是 (　　)
A.若灯不亮,电压表有示数,电路故障可能是灯泡断路
B.若灯不亮,电流表有示数,电路故障可能是灯泡短路
C.若灯不亮,两表都有示数,电路故障可能是滑动变阻器短路
D.若灯不亮,电压表有示数,电路故障可能是滑动变阻器断路
三、计算题(共22 分,第15、16 小题各7 分,第17 小题8 分)
15.如图所示的电路中,已知电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,电源电压为6 V。问:
(1)当只闭合S2时,R1、R2在10 s内产生的热量分别是多少
(2)当只闭合S1、S3时,R1、R2在10 s内产生的热量分别是多少
16.一额定电压为20 V的小灯泡电流随电压变化的曲线如图甲所示,将它连入如图乙所示的电路中,电源电压为30 V保持不变,求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)小灯泡的额定功率。
(3)小灯泡正常工作10 min,电路消耗的总电能。
17.某型号豆浆机,由打浆和电热两部分装置构成。如图所示,这是它的电热装置的简化电路图,开关S可切换加热和保温两种状态,R1、R2是发热电阻,R2=193.6 Ω,豆浆机的额定电压为220 V,额定加热功率是1000 W。已知电路电压正常,试完成下列问题:
(1)电阻R1的阻值是多大
(2)豆浆机的保温功率是多大
(3)若豆浆机加热时将电能转化为豆浆内能的效率为90%,则用此豆浆机将1 kg的豆浆从40 ℃加热到100 ℃,需要多长时间 [已知豆浆的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
四、实验与探究题(共28分,每小题7分)
18.亲爱的同学,请你应用所学的物理知识解答下列问题。
(1)如图甲所示,这是家庭中用来测量电能的仪表,它此时的读数是　　　kW·h,当电路中只有一个电饭煲接入时,正常工作12 min,发现此电能表的转盘转过了500转,则这个电饭煲消耗的电能是　　　J,电饭煲的额定功率是　　　W。
(2)如图乙所示,这是“探究电流产生的热量与电流大小的关系”的实验装置。
①连接电路时,开关应处于　　　　状态。
②某次实验时,电流表的示数如图丙所示,则此时的电流是　　　A。
③本实验中,滑动变阻器的作用是　　　　　　　　。
④根据多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像。根据焦耳定律可知,图丁中能正确反映h-I关系的是　　　　。
19.小明探究“电流一定时,导体的电功率与导体电阻的关系”,现有实验器材:稳压电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱(符号为)、开关及导线若干。
(1)为了完成此探究实验,请你在图甲的虚线框内将实验电路图补充完整;若连接电路后,闭合开关,发现电压表的指针偏转如图乙所示,其原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验中利用公式　　　　计算电阻箱阻值不同时的功率,实验过程需要记录的物理量:电阻箱两端电压U、通过电阻箱的电流I和　　　　　　　　　　　。
(3)在实验中,小明需多次改变电阻箱的阻值进行测量,每改变一次阻值,都必须移动滑动变阻器的滑片来控制　　　　　　　　;多次改变电阻箱阻值的目的是　　　　　　　　　　　。
(4)完成上述实验后,小明又从实验室借了一个额定电压为2.5 V的小灯泡和一个单刀双掷开关设计了图丙所示的实验电路图来测量小灯泡的额定功率,实验如下:闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,把电阻箱调到10 Ω,刚好使电压表的示数为2.5 V;再将开关S1拨到触点1,读出电压表的示数为4.5 V,小灯泡的额定功率P=　　　　W。
20.在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,电阻约为10 Ω。
(1)如图甲,这是小梦连接的实物电路图,图中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并在图中改正。
(2)闭合开关前,滑片P应位于　　　(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,电压表指针有明显偏转且几乎不变,其故障原因可能是　　　　　　　　　　　　。
(4)排除故障后,移动滑片使电压表的示数为2.5 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是　　　　W。
(5)完成上述实验后,小梦又找来了一个阻值为R0的定值电阻和两个开关。设计了如图丙所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率。请补充完整下列实验步骤:
①断开开关,按照电路图连接好电路,滑片滑到最右端,确认电路连接无误;
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
④灯泡额定功率的表达式为P额=　　　　(用已知量和测量量表示)。
21.小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计了如图所示的实验电路。两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油,RA与RB是阻值不同的电热丝。
(1)RA与RB采用串联的连接方式,其目的是控制通电时间和　　　　相等。
(2)小明同学为比较RA与RB阻值的大小,用电压表分别测出RA与RB两端电压的大小。发现UA”、“<”或“=”)RB。
(3)在相同时间内,可通过观察　　　　来比较电流通过电热丝产生的热量多少;为了升温较快,实验液体选用煤油而不选用水,主要是水的比热容比煤油的　　　　。
(4)小华想改装实验装置用来测量煤油的比热容大小,则他们应将烧瓶A中煤油换成与其　　　　(选填“质量”或“体积”)相等的水,并将电热丝RA换成阻值和　　　　相等的电热丝。测量时,水和煤油的初温均为t0,通电一段时间后,水和煤油的末温分别为t水、t煤油,请写出煤油比热容的表达式:c煤油=　　　　。(已知水的比热容为c水)
第十八章 电功率
参考答案
1.欧姆　焦耳
2.能　20
3.电阻　电流
4.乙　甲
5.2∶1　2∶1
6.>　<
7.8　11
8.2　12
9.C　10.A　11.B　12.C　13.AD　14.BD
15.解:(1)当只闭合S2时,R1与R2串联,干路电流:
I===0.2 A
则Q1=I2R1t=(0.2 A)2×10 Ω×10 s=4 J
Q2=IR2t=(0.2 A)2×20 Ω×10 s=8 J　(3分)
(2)当只闭合S1、S3时,R1与R2并联,R1、R2产生的热量:
Q1'=t=×10 s=36 J
Q2'=t=×10 s=18 J　(4分)
16.解:(1)由图甲可知,小灯泡两端电压为额定电压U额=20 V时,通过小灯泡的电流I额=0.4 A,此时小灯泡正常发光,由I=可得,小灯泡正常发光时的电阻:RL===50 Ω　(2分)
(2)小灯泡的额定功率:P额=U额I额=20 V×0.4 A=8 W　(2分)
(3)小灯泡正常工作的时间t=10 min=600 s,电路中电流I=I额=0.4 A,则电路消耗的总电能:
W=UIt=30 V×0.4 A×600 s=7200 J　(3分)
17.解:(1)当开关S接a时,为R1的简单电路;S接b时,两电阻串联,串联电路中总电阻大于其中任一电阻,根据P=可知,当开关S接a时为加热状态;当开关S接b时,电阻R1和R2串联为保温状态;由P=可得,电阻R1的阻值:
R1===48.4 Ω　(2分)
(2)当开关S接b时,电阻R1和R2串联,为保温状态,根据P=和电阻的串联,则豆浆机的保温功率:
P保温===200 W　(2分)
(3)豆浆的初温为40 ℃,使豆浆的温度升到100 ℃,豆浆吸收的热量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1.0 kg×(100 ℃-40 ℃)=2.52×105 J　(2分)
电热装置的加热效率:η=×100%=×100%
则此豆浆机将1 kg的豆浆从40 ℃加热到100 ℃需要的时间:
t===280 s　(2分)
18.(1)931.6　7.2×105　　1000
(2)①断开　②1.2　③改变电路中电流的大小　④A
评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分
19.(1)如图所示:　电压表正负接线柱接反了
(2)P=UI　电阻箱的阻值R
(3)通过电阻箱的电流一定　　探究“电流一定时,导体的电功率与导体电阻的关系”的普遍规律
(4)0.5
评分标准:作图1分,其余每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分
20.(1)如图所示:
(2)B
(3)灯泡断路
(4)0.7
(5)②闭合开关S1、S3, 移动滑片P,当电压表的示数为2.5 V时,停止移动滑片
③保持滑片P的位置不动,断开S3,闭合S2,读出此时电压表的示数U
④2.5 V×
评分标准:作图1分,其余每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分
21.(1)通过的电流
(2)<
(3)温度计示数的变化　大
(4)质量　RB　
评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分