第十八章 电功率 单元复习（含答案） 2024-2025学年物理人教版九年级全一册

第十八章 电功率
(时间:85分钟　分值:80分)
一、填空题(共16分,每空1分)
1.电脑以及网络是现代化社会科技发展的产物,它给人们的生活和工作带来许多便利,使用时电脑必须　　　　联在家庭电路中。为了散热,电脑内都装有小型风扇,当风扇转动时,是电能转化为　　　　能。
2.“地球一小时”活动是提倡在每年三月最后一个周六晚上,家庭及商户关闭不必要的电灯及耗电产品一小时。根据电功与电功率知识可知,这个活动既能减少通电　　　　又能减少电路中用电器的　　　　,从而减少电能消耗。
3.电灯泡上标着“PZ220-100”,这里的“100”表示的是灯泡　　　　,此灯泡正常工作时的电流为　　　　A。
4.电动机是一种广泛应用的电动设备,它主要把电能转化为机械能,线圈电阻还有一小部分转化为内能。有一台电动机线圈的内阻为0.4 Ω,当两端电压为220 V时,通过线圈电阻的电流为10 A,1 min内电动机消耗的电能为　　　　J,产生的热量为　　　　J。
5.某同学家的电能表,月初的示数是,月底的示数是,则这位同学家一个月用了　　　　度电。1度电可供一台标有“220 V　200 W”字样的微波炉正常工作　　　　小时。
6.电子式电能表盘上标有“2000 imp/(kW·h)”字样,将某用电器单独接在该表上工作3 min,电能表指示灯闪烁了20次,该用电器工作时的电功率为　　　　W,该用电器可能是　　　　(选填“节能灯”、“电冰箱”或“空调”)。
7.有甲、乙两只灯泡分别标有“220 V　40 W”和“110 V　40 W”字样,当它们正常发光时　　　　,将它们串联接在110 V的电路中时　　　　。(均选填“甲灯较亮”、“乙灯较亮”、“一样亮”或“无法判断”)
8.如图所示,闭合开关S后,在移动滑动变阻器滑片的过程中,电压表示数从3 V变到6 V,电流表的示数变化了0.3 A,则电阻R0为　　　　Ω,R0变化的功率为　　　　W。
二、选择题(共14分,把你认为正确选项的代号填在题后的括号内。第9~12小题,每小题只有一个正确答案,每小题2分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确答案,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.“估测”是物理学中常用的一种方法,下列估测符合实际的是 (　　)
A.教室里每盏日光灯的功率约为400 W
B.电风扇工作1小时产生的热量约为7.2×105 J
C.家用电热水壶工作时功率约为2500 W
D.电视机正常工作时电流约为10 A
10.如图所示,将两根电热丝R1和R2串联在电路中,若R1=10R2,请问哪根火柴会先被点燃 (　　)
A.在R2上的火柴 B.在R1上的火柴
C.同时点燃 D.无法确定
11.在“测量小灯泡的电功率”实验中,闭合开关后,灯泡正常发光,如果小灯泡的灯丝断了,会出现下列哪一种现象 (　　)
A.电流表的指针满偏
B.电压表的指针不偏转
C.电压表的示数接近电源电压
D.滑动变阻器的滑片可以改变电压表的示数
12.如图所示,电源电压不变,下列说法正确的是 (　　)
A.只闭合S1,将P向左移动,电流表示数变大,电压表示数变大
B.闭合S1、S2,断开S3,将P向左移动,R1消耗的功率增大
C.开关都闭合,将P向左移动,电压表的示数为零,电流表示数变小
D.开关都闭合,将P向左移动,L消耗的功率不变,R2消耗的功率变小
13.小明用标有“12 V　60 W”的汽车灯甲和标有“12 V　30 W”的汽车灯乙做实验,关于这两个汽车灯的比较,下列说法中正确的是(忽略温度对灯丝电阻的影响) (　　)
A.甲灯的额定功率一定大于乙灯的额定功率
B.甲灯的实际功率一定小于乙灯的实际功率
C.甲灯和乙灯均正常工作时,甲灯消耗的电能一定比乙灯少
D.甲、乙两灯串联在电路中时,甲灯比乙灯暗
14.如图所示,这是某家用电器的内部电路图,其中R1和R2为加热电阻,1、2、3、4分别为四个接线柱。有关电路的连接的说法正确的是 (　　)
A.用导线连接1、3再用导线连接2、4,两电阻并联,发热功率最小
B.用导线连接2、3,两电阻串联,发热功率最小
C.绝对不可以将接线柱3、4用导线连接,否则会造成短路
D.若将接线柱2、3用导线连接起来,再用导线连接1、4,则只有R2接入电路
三、计算题(共22分,第15、16小题各7分,第17小题8分)
15.空气能热水器节能、高效、安全、环保,其工作原理是压缩机运转时,制冷剂汽化吸收空气中的热量,到冷凝器液化放热,释放的热量传递给水箱中的水,使水温升高。图为空气能热水器,其制热能效比(即制热量和压缩机所耗电能之比)为4∶1。
(1)若某同学洗一次澡用水30 kg,这些水的温度由20 ℃升高到50 ℃吸收的热量是多少 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)若这些热量分别由空气能热水器、热效率为90%的电热水器提供,则空气能热水器压缩机所耗电能比电热水器所耗电能减少了多少
16.如图所示的电路中电源电压恒定,小灯泡L的额定电压为6 V,滑动变阻器R1标有“200 Ω　1 A”的字样,电压表量程为0~15 V。只闭合开关S2,当滑动变阻器R1的滑片P移至最右端时,小灯泡L恰好正常发光,此时电流表示数为0.5 A;保持滑片P的位置不变,再闭合开关S1,电流表的示数变为0.8 A。
(1)求小灯泡L的额定功率;
(2)求定值电阻R2的阻值;
(3)只闭合开关S1时,计算电路总功率的最小值,以及此时R1接入电路的阻值。
17.小明所在学校的每两个教室的门外均安装了一个储水式电热饮水器供学生使用。其内部的简化等效电路如图1所示,主要参数如表。
**牌智能储水式电热饮水器
额定电压 220 V
内盆容量 9 L
加热功率 1210 W
R2 510 Ω
(1)启动加热功能正常加热时,通过电热饮水器的电流是多少
(2)R1的阻值是多少 保温功率是多少
(3)在调试过程中,当电热饮水器内装满水后,关闭其他用电器,水温从25 ℃升高到45 ℃时,图2的电能表铝盘在3 min内转过了125圈,求此电热饮水器的效率。
四、实验与探究题(共28分,每小题7分)
18.在探究“电流做功的多少与哪些因素有关”时,同学们猜想电流做功的多少可能与用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间有关。小浩同学利用所学知识设计并连接了如图所示的实验电路。
(1)小浩设计的实验中,利用小灯泡把电能部分转化为　　　　能来显示电流做功的多少。
(2)实验电路中的两个小灯泡L1和L2的规格应　　　　(选填“相同”或“不同”)。
(3)小浩在实验电路中接入一个滑动变阻器,目的之一是为了保护电路,另一个目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)在如图所示的电路中,两个小灯泡是　　　　(选填“串联”或“并联”)的,这样连接是为了探究电流做功的多少与　　　　　　　　　　　　　的关系。
(5)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想,小浩是否必须通过实验验证 你的看法是　　　　(选填“不必”或“必须”),你的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
19.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小华选择了额定电压为2.5 V的小灯泡进行实验,电源电压保持6 V不变,滑动变阻器规格为“50 Ω　1 A”。
(1)小华连接的电路如图甲所示,闭合开关,电流表有示数,小灯泡　　　　(选填“亮”或“不亮”)。
(2)检查电路后发现电路中的连线存在一处错误,请你在错误的导线上画“×”,用笔画线代替导线画出正确的连线。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2 V时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的功率为　　　　W。要测小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向　　　　(选填“左”或“右”)移动,调节过程中,眼睛应注视　　　　　　(选填“滑动变阻器”、“电压表”或“电流表”)。
(4)小华还想探究电流与电阻的关系,他将小灯泡换成5 Ω的定值电阻,电路其他部分的连接均未改变,实验时保持定值电阻两端的电压为2 V不变。完成第一组实验后,小华断开开关,拆下5 Ω的电阻,改接15 Ω的电阻,接下来小华的操作是“直接闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2 V,记下电流表示数”,上述操作中,小华在闭合开关前遗漏的操作是　,
遗漏这一操作导致的结果是　　　　　　　　　　　　　　　。
20.某学习小组在老师的指导下,探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关,他们用的实验器材如图甲所示,两个透明容器中密封着等量的空气。
(1)请用笔画线代替导线,把图甲两个容器内的电阻丝接到电路中。
(2)实验中利用U形管中　　　　来判断电流产生热量的多少,利用的实验方法是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)连接好电路,闭合开关,通电一段时间后,　　　　(选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度差大,此实验现象表明,在电流和通电时间相同的情况下,　　　　越大,产生的热量越多。
(4)接下来他们将实验装置按图乙进行改装,这是为了探究电流通过导体产生热量的多少与　　　　的关系,图中R3的作用是　。
21.如图甲所示,这是一位同学探究灯泡的亮度与小灯泡的电功率的关系的实验电路,器材有:三节干电池,额定电压为2.5 V的小灯泡,“35 Ω　1 A”的滑动变阻器,已调零准确的电流表和电压表,开关和导线若干。
【设计实验】小明同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
【进行实验】正确连线后,共进行了8次实验,测量的数据如表。
数据序号 1 2 3 4 5 6 7 8
发光情况 特亮 明亮 亮 较亮 较暗 微光 熄灭 熄灭
电压表示数U/V 2.8 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流表示数I/A 0.31 0.26 0.25 0.21 0.18 0.16 0.05
【分析论证】(1)小明同学连接好电路后,按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电流为　　　　,小灯泡的额定功率是　　　　W。
(2)由表格数据可知,灯泡的亮度由灯泡的　　　　功率决定;小华同学发现小明的第8组数据出错,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)从表格中还可以分析得到小灯泡的电阻随其两端的电压增大而　　　　;这是因为电压越高,灯泡越亮,灯丝的温度越高,灯丝的电阻　　　　。
参考答案
1.并　机械
2.时间　功率
3.额定功率　0.45
4.132000　2400
5.20　5
6.200　电冰箱
7.一样亮　甲灯较亮
8.10　2.7
9.C　10.B　11.C　12.B　13.AD　14.BCD
15.解:(1)这些水温度由20 ℃升高到50 ℃吸收的热量:
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(50 ℃-20 ℃)=3.78×106 J　(3分)
(2)因空气能热水器的制热能效比为4∶1,所以,由空气能热水器提供这些热量时,消耗的电能:
W1=Q吸=×3.78×106 J=0.945×106 J
已知电热水器的效率为90%,由η=×100%可得,用电热水器加热时消耗的电能:
W2===4.2×106 J
则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比可节约的电能:
ΔW=W2-W1=4.2×106 J-0.945×106 J=3.255×106 J　(4分)
16.解:(1)只闭合开关S2,当滑动变阻器R1的滑片P移至最右端时,变阻器接入电路中的电阻为零,电流表测电路中的电流,由小灯泡L恰好正常发光可知,电源的电压:U=UL=6 V,此时电流表示数为0.5 A
所以,小灯泡L的额定功率:PL=ULIL=6 V×0.5 A=3 W　(2分)
(2)保持滑片P的位置不变,再闭合开关S1时,R2与L并联,电流表测干路电流,则干路电流I=0.8 A,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过灯泡的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过定值电阻R2的电流:
I2=I-IL=0.8 A-0.5 A=0.3 A
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,定值电阻R2的阻值:
R2===20 Ω　(3分)
(3)只闭合开关S1时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大R1=200 Ω时,电路中的电流最小,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路的最小总功率:
P小===≈0.16 W　(2分)
17.解:(1)由P=UI可得,该电热饮水器正常加热时电路中的电流:
I===5.5 A　(1分)
(2)由图可知,当开关S闭合时,为R1的简单电路,由P=可知,电热饮水器处于加热状态;
由P=可得,R1===40 Ω　(1分)
保温功率P保温===88 W　(2分)
(3)电热饮水器中装满水时水的质量:m=ρV=1.0×103 kg/m3×9 L=9 kg　(1分)
电热饮水器中装满水时吸收的热量:
Q吸 =cm(t-t0)=4.2×103 J/kg×9 kg×(45 ℃-25 ℃)=7.56×105 J　(1分)
电热饮水器在这段时间内消耗的电能:W==0.5 kW·h=1.8×106 J　(1分)
此电热饮水器的效率:η=×100%=×100%=42%　(1分)
18.(1)内
(2)不同
(3)改变灯泡的电压,便于多次实验得出普遍规律
(4)串联　用电器两端的电压
(5)不必　对电路中的同一个灯泡,电压和通过的电流相同,根据生活经验可知,通电时间越长,灯消耗的电能越多
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)不亮
(2)如图所示:
(3)0.52　左　电压表
(4)没有将变阻器的滑片移至阻值最大值处　可能烧坏电压表
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)液面高度差　转换法
(3)右　电阻
(4)电流大小　改变通过R2的电流大小
评分标准:每空1分,共7分;有其他合理答案参照给分
21.【设计实验】如图所示:
【分析论证】(1)0.28　0.7
(2)实际　滑动变阻器接入最大的电阻时,电压表示数不可能达到0.1 V,电流表示数也达不到0.05 A
(3)增大　越大
评分标准:每空1分,共7分;有其他合理答案参照给分