第十八章 电功率自我评估 课时练习（含解析） 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

第十八章 电功率自我评估
注意事项:本试卷共4个大题,15小题,满分60分,考试时间45分钟。
一、填空题(本题共5小题,每空2分,共20分)
1.如图所示,电源电压4.5 V保持不变,闭合开关,电压表示数为3 V,电流表示数为0.5 A,则电阻R1=　 　Ω,通电10 s电阻R2产生的热量是　 　J。
2.如表所示,这是一种电热暖手宝的主要参数。若把它正常接入电路中加热,设消耗电能的100%转化为水的内能,则暖手宝内的水由15 ℃加热至自动断电时消耗的电能　　　　J,此过程暖手宝加热的时间需要　　　　s。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
主要参数 袋内水的质量:1 kg 额定电压:220 V 额定功率:500 W 自动断开温度:65 ℃
3.李雷家里有1000 W的电饭煲、500 W的电熨斗、1000 W的电吹风各一个,使用时它们之间是　 　联的。若各自正常工作相同时间,　 　消耗的电能最少。
4.如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻R1=10 Ω,滑动变阻器R2的规格为“30 Ω　2 A”,电压表的示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值的关系如图乙所示。则电源电压为　 　V;当滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时,定值电阻R1在5 min内产生的热量为　 　J。
5.灯泡的亮度取决于灯泡的　 　的大小。小明利用家中电能表测量灯泡的电功率,将其单独连接在电路中,发现电能表(如图所示)上的铝盘3 min内转了5转,则灯泡的电功率为　 　W(要求保留一位小数)。
二、选择题(本题共6小题,每小题3分,共18分,每小题只有一个选项符合题目要求)
6.小明家中的电能表表盘示数如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.电能表是测量用电器电功率的仪表
B.小明家已经消耗的电能是2016.5 J
C.电能表铝盘转了300转,则用电器消耗了0.1 kW·h的电能
D.小明家所有用电器同时工作,总功率不得超过2200 W
7.5G手机能够传输高质量视频图像,功能要比4G手机更先进,频带利用率更高,速度更快。以下为某5G手机的主要参数,该手机正常通话10 min,消耗的电能是 ( )
手机类型 5G手机
主屏参数 6.5英寸2400×1080像素
电池规格 3.7 V　4000 mA·h锂电池
摄像头像素 6400万像素
正常通话时电流 300 mA
A.53280 J B.66600 J
C.666 J D.14.8 J
8.如图所示的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,则下列说法正确的是 ( )
A.该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
B.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩反映电阻丝放出热量多少的
C.通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的小
D.将左边电阻丝换成10 Ω后,可以探究电热与电阻的关系
9.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.2 A;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.6 A。则当开关S1闭合、S2断开时,电阻R1与R2的功率之比为 ( )
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.1∶4
10.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,移动变阻器滑片,使电压表V1和V2示数之比为2∶1,此时R2的功率为P1;再次移动变阻器滑片,使电压表V1和V2示数之比为1∶2,此时R2的功率为P2,则P1∶P2为 ( )
A.1∶4
B.1∶1
C.2∶1
D.4∶1
11.如图所示,灯泡L1“6 V　6 W”和L2“12 V　6 W”(灯泡电阻保持不变)串联在电压为12 V的电源上,闭合开关S,两灯都能发光,下列说法正确的是 ( )
A.L2更亮些
B.电流表的示数为0.5 A
C.L2的实际功率为384 W
D.当电源电压换为18 V时,两盏灯将同时正常工作
三、实验探究题(本题共2小题,第12小题4分,第13小题6分,共10分)
12.如图,两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值在图中已标出),U形管中装有等量的液体,接通电源,观察现象。
(1)实验中通过观察　 　的变化来比较导体所产生的热量的多少。
(2)甲图是探究电流通过导体产生的热量与　 　的关系;乙图在右边窗口外接一个电阻是为了改变　 　。
(3)小明家的电饭锅电源线坏了,他在网上新买了一根,使用时闻到橡胶的焦糊味,他立即拔下电源插头,发现这根电源线很热,其他用电器仍然正常工作,结合实验中甲图,小明找到了原因,是因为新买的电源线比旧电源线　 　。
13.【2023石家庄月考】 小明为了测量额定电压为2.5 V小灯泡的电功率情况,设计了如图甲所示的电路,其中电源电压为4.5 V。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)改正电路连接后,闭合开关,小灯泡不发光,两表没有示数。将导线一端连接电压表“3”接线柱,导线另一端接到B接线柱上,情况没有改变;接在C接线柱时,灯泡发光,两表有示数。据此可知电路中出现故障的元件是　 　。
(3)排除故障后,开始进行实验,并记录实验数据。进行第一次实验时,移动滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为　 　V。
(4)进行多次实验后,收集到的数据如表格所示,由表中数据可知,小灯泡的额定功率为　 　W。
实验次数 电压U/V 电流I/A 实际功率
1 0.28
2 2.5 0.30
3 2.7 0.32
4 3.0 0.34
(5)由实验数据计算可得:当电压表示数为2.5 V和3.0 V时,滑动变阻器的功率之比为　 　。
【拓展】完成上述实验后,某小组设计了如图丙所示的电路,用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率,请将实验步骤补充完整并回答问题:
①把定值电阻R0接入电路,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片的位置不变,将电压表改接在R0两端,读出电压表示数;
③算出小灯泡的额定功率。
现有阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值电阻,为了能测出小灯泡的额定功率,结合题中的数据分析,定值电阻R0应选　 　Ω的。
四、计算题(本题共2小题,第14题6分,第15题6分,共12分)
14.如图所示,这是一种电热水龙头和它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝,R2=55 Ω,温水挡的电功率是2.2 kW。试回答或求解下列问题:
(1)扇形开关S同时接触2、3两个触点时,流出的水为　 　(选填“冷水”、“温水”或“热水”)。
(2)R1的阻值是多少
(3)出热水时的总功率是多少kW
15.某款家用电饭锅的铭牌如下表所示,内部简化电路如右图所示。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),g取10 N/kg。有加热和保温两种功能。
电饭锅铭牌数据
额定功率 加热 1000 W
保温 275 W
电源 220 V　50 Hz
(1)该电饭锅处于加热功能时,开关S应该接哪个位置
(2)保温功能正常工作时通过R1的电流是多少
(3)当实际电压为198 V时,电饭锅的实际加热功率是多少
(4)如果用该电饭锅在1标准大气压下将2 kg的水由20 ℃加热至沸腾,用时14 min,求电饭锅的加热效率。
第十八章 电功率自我评估参考答案
1.3　15
2.2.1×105　420
【解析】由表中数据可知,水的质量为1 kg,暖手宝自动断电时水的温度为65 ℃,则水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(65 ℃-15 ℃)=2.1×105 J,因为消耗电能的100%转化为水的内能,所以消耗的电能W=Q吸=2.1×105 J;由表中数据可知,暖手宝的额定功率为500 W,此过程暖手宝加热时间t===420 s。
3.并　电熨斗
4.24　1080
5.实际功率　33.3
6.C　7.C　8.A　9.B　10.B　11.A
12.(1)U形管液面高度差
(2)导体的电阻　电流
(3)电阻大
13.(1)如图所示:
(2)开关
(3)2.2
(4)0.75
(5)20∶17
【拓展】5
14.(1)热水
【解】(1)当开关同时接触1、2两个触点时,只有电阻R1接入电路,电路电阻最大,根据P=可知,此时功率最小,可见此时放出的是温水;当开关同时接触2、3两个触点时,电阻R1、R2并联接入电路,电路总电阻最小,根据P=可知,此时功率最大,所以此时放出的是热水。
(2)由(1)可知温水挡时只有R1接入电路,且温水挡功率为2.2 kW,即2200 W,故可得R1的阻值:
R1===22 Ω
(3)S旋到热水挡时,电阻R1、R2并联接入电路,R1的功率不变,为2200 W,则R2的功率:
P2===880 W
出热水时的总功率:
P热水=P1+P2=P温水+P2=2200 W+880 W=3080 W=3.08 kW
15.【解】(1)电饭锅加热时,开关S应该接a位置。
(2)由P=UI 可得,电饭锅保温功能正常工作时通过R1的电流:
I===1.25 A
(3)加热时,电路中只有R1工作,由P=可得,电饭锅的加热电阻:R1===48.4 Ω
当电压为198 V时,电饭锅的实际功率:
P实===810 W
(4)在 1 标准大气压下水的沸点是 100 ℃,则水吸收的热量:
Q吸= cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J
电饭锅消耗的电能:
W=P加热t=1000 W×14×60 s=8.4×105 J
电饭锅的加热效率:
η=×100%=×100%=80%
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