第十八章 电功率 2024-2025学年物理人教版九年级全一册（含答案）

第十八章 电功率
基础过关测试卷
时间:60分钟　　满分:100分
题序 一 二 三 四 评卷人 总分
得分
一、填空题(本题共6小题,每空2分,共24分)
1.测量家庭电路中所用电能多少的仪表是　　　表。当标有“220 V　11 W”字样的节能灯正常工作时,通过节能灯的电流为　　　A。
2.某型号电热水杯铭牌上标有“220 V　　400 W”的字样，它正常工作时，发热元件的阻值为　　　Ω。正常工作5 min,电热水杯消耗的电能是　　　J。
3.某电能表表盘上标有“3200 r/(kW·h)”的字样。将某用电器单独接在该电能表上正常工作30 min,电能表的转盘转过了320转,这个用电器消耗的电能是　　　　J,其电功率是　　　W。
4.如图甲所示，这是电阻R和灯泡L的U-I图像，由图可知，电阻R的阻值为　　　Ω；若将电阻R和小灯泡L串联在电路中(如图乙所示),电流表的示数为0.4 A,则电路消耗的总功率是　　　　　W。
5.如图所示的电路中,电源电压一定,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,电压表的示数将　　　,滑动变阻器R消耗的电功率将　　　。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
6.如图所示，这是电饭锅内部的简化电路图，已知R0=55 Ω，R1=1045 Ω，当S接“1”时，电饭锅正常工作时处在　　　　(选填“加热”或“保温”)状态；当S接“2”时，通电1 min电路产生的热量是　　　J。
二、选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分)
7.下列估测正确的是 (　　)
A.空调的电功率约为100 W B.冰箱正常工作时的电流约为10 A
C.台式电脑的电功率约为200 W D.家庭电路的电压为1000 V
8.下列现象或装置,利用了电流的热效应的是 (　　)
①电视机后罩有许多小孔;②电动机外壳上装散热片;③长期不用的电视机隔一段时间通一次电;④白炽灯;⑤电脑机箱里装有小风扇;⑥电暖手宝。
A.①②⑥ B.①②⑤
C.③④⑥ D.②③⑥
9.如图所示的电路中,电源电压为6 V。闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片P,当小灯泡正常发光时,电压表的示数为3.5 V,电流表的示数为0.4 A,则小灯泡的额定功率是 (　　)
A.2.4 W B.2 W
C.1.4 W D.1 W
10.甲、乙两电阻,通过的电流之比为1∶2,通电时间之比为3∶4,若产生的电热相等,则甲和乙的电阻之比为 (　　)
A.8∶3 B.3∶8
C.3∶16 D.16∶3
11.如图所示,在左、右两个相同的容器中分别装有质量和温度都相同的水,通电后,观察到左侧容器中的水先沸腾,由此可知 (　　)
A.R1>R2
B.R1C.R1=R2
D.条件不足,无法确定
12.如图所示,这是某液晶彩电的铭牌,下列说法正确的是 (　　)
A.该彩电正常工作时,1 s内消耗150 W的电能
B.1度电可供彩电正常工作2.5 h
C.该彩电只能在240 V的电压下使用
D.与“220 V　60 W”的灯泡相比,它们正常工作时,液晶彩电消耗电能快
13.如图所示,这是甲、乙两种电暖器及其参数,如果它们都正常工作,下列说法正确的是 (　　)
A.甲电暖器两端的电压较高
B.通过两个电暖器的电流相等
C.电流通过甲电暖器做功较快
D.相同时间内,两个电暖器消耗的电能一样多
14.电源电压为3 V且保持不变,把标有“3 V　3 W”的灯泡L1和标有“3 V　1.5 W”的灯泡L2按如图所示的方式连接,当开关S闭合后,下列说法正确的是(不考虑灯丝电阻的变化) (　　)
A.灯泡L1消耗的实际功率是3 W
B.灯泡L2消耗的实际功率是1.5 W
C.两灯泡消耗的总功率是1 W
D.电压表的示数与电源电压之比是1∶2
三、实验探究题(本题共1小题,共24分)
15.学习了焦耳定律之后,小林想通过实验再次探究“电流产生的热量与哪些因素有关”。请你和小林一起完成下面的实验。
(1)如图甲所示的实验装置,两个相同的透明容器中密封着质量相等且　　　　相同的空气。当电阻通电发热后,容器中的空气受热　　　,再通过U形管两侧液面的高度差反映产生热量的多少。
(2)用甲图所示的装置可以探究电流产生的热量与　　　的关系,实验现象是U形管右侧液面的高度差较大,得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)图乙中容器外并联了一个阻值相同的电阻丝,其目的是使通过两个容器中的电阻的　　　　不同,最后得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
四、计算题(本题共2小题,每小题10分,共20分)
16.如图所示,电源电压U为6 V且保持不变。闭合开关S,电流表A1的示数为0.3 A,电流表A2的示数为0.5 A。求:
(1)定值电阻R1的电功率。
(2)定值电阻R2在10 s内消耗的电能。
17.如图甲所示,这是某中学的电热饮水机,它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关自动控制),小明从说明书上收集到如图乙所示的电路图及下表数据。饮水机正常工作时,在1个标准大气压下,经过一段时间后,可将机内满水箱的水从60 ℃加热到沸腾,后转入保温状态,请你结合提供的电路图和有关参数信息解决以下问题:
　　
额定电压 220 V
加热时的功率 40 kW
保温时的功率 400 W
容水质量 50 kg
(1)求电热丝R2的阻值。
(2)水吸收的热量是多少
(3)若饮水机的加热效率是84%,从开始加热到自动转入保温状态需要的时间是多少
参考答案
一、填空题
1.电能　0.05
解析:测量家庭电路中所用电能多少的仪表是电能表;由节能灯的铭牌可知,节能灯的额定电压为220 V,额定功率为11 W,由P=UI可得,正常工作时的电流I===0.05 A。
2.121　1.2×105
解析:由P=可知,发热元件的电阻R===121 Ω,正常工作5分钟,电热水杯消耗的电能W=Pt=400 W×300 s=1.2×105 J。
3.3.6×105　200
解析:3200 r/(kW·h)表示每消耗1 kW·h的电能,电能表的表盘转动3200转,则表盘转320转,消耗的电能W==0.1 kW·h=3.6×105 J;用电器的电功率P===0.2 kW=200 W。
4.5　1.2
解析:由图像可知,当R两端的电压为2 V时,通过的电流为0.4 A,由I=可得,R的阻值R===5 Ω;将电阻R和小灯泡L串联在电路中,且电流表的示数为0.4 A时,因串联电路中的电流处处相等,所以通过电阻R和小灯泡L的电流IR=IL=0.4 A,由图像可知,此时UR=2 V,UL=1 V,则电源电压U=UR+UL=2 V+1 V=3 V,电路消耗的总功率P=UI=3 V×0.4 A=1.2 W。
5.不变　变小
解析:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表测电源电压,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量灯泡L所在支路的电流,因电源电压一定,所以滑片P向右移动时,电压表的示数不变;当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由P=UI=可知,滑动变阻器R消耗的电功率变小。
6.保温　5.28×104
解析:由电路图可知,当开关S接“1”时,两电阻串联,此时电路中的总电阻最大,根据P=可知,电饭锅消耗的电功率最小,处于保温状态;当开关S接“2”时,电阻R1被短路,只有电阻R0接入电路,此时电路中的总电阻最小,电饭锅消耗的电功率最大,处于加热状态,电路中的电流 I===4 A,通电1 min电路产生的热量Q=I2Rt=(4 A)2×55 Ω×60 s=5.28×104 J。
二、选择题
7 8 9 10 11 12 13 14
C C D D B D C C
7.C
解析:空调的电功率较大,通常在1000 W以上,故A选项不符合实际;电冰箱的额定功率约为150 W,其工作时的电流I==≈0.68 A,故B选项不符合实际;台式电脑的电功率约为200 W,故C选项符合实际;我国家庭电路的电压为220 V,故D选项不符合实际。
8.C
解析:①电视机的后罩有许多小孔是为了把电器元件产生的热量及时散失掉,不符合题意;②电流通过电动机产生的热量是有害的,散热片可以用来散热,不符合题意;③电视机长时间不用,隔一段时间应通电一次,利用电热防止家电受潮,符合题意;④白炽灯通电后发热发光,是利用电流的热效应工作的,符合题意;⑤过多的热量会影响电脑的正常工作,机箱内有风扇,这是为了散热,不符合题意;⑥电暖手宝将电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,符合题意。
9.D
解析:由图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。电源电压为6 V,闭合开关后,调节滑动变阻器滑片P,当小灯泡正常发光时,电压表的示数为3.5 V,则小灯泡两端的电压UL=U-U滑=6 V-3.5 V=2.5 V,小灯泡的额定功率P=ULI=2.5 V×0.4 A=1 W。
10.D
解析:根据题意可知,通过甲、乙两电阻的电流之比I甲∶I乙=1∶2,通电时间之比t甲∶t乙=3∶4,产生的热量之比Q甲∶Q乙=1∶1。由Q=I2Rt可得,甲和乙的电阻之比==×=××=××=。
11.B
解析:电流流过电阻产生的热量,被水吸收后,使水的温度升高,两容器内装有质量和温度都相等的水,则在相等时间内,哪个容器内的水吸收的热量多,哪个容器内的水先沸腾。因为甲容器中的水先沸腾,所以甲容器内的水吸收的热量多。由电路图可知,电阻R1与R2并联,它们两端的电压U相等,通电时间t相等,则由Q=W=t可知,R112.D
解析:该电视机正常工作时的功率为250 W,表示该电视机正常工作时1 s内消耗的电能是250 J,故A选项错误;1度电可供电视机正常工作的时间t===4 h,故B选项错误;由彩电铭牌可知,其正常工作电压为220~240 V,故C选项错误;电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量,与60 W的灯泡相比,正常工作时,电视机的电功率较大,说明电视机消耗的电能较快,故D选项正确。
13.C
解析:由图可知,两电暖器的额定电压相同,即两电暖器正常工作时的电压相同,故A选项错误;两电暖器的额定电压相同,甲的额定功率较大,根据I=可知,甲的额定电流较大,即正常工作时通过甲电暖器的电流较大,故B选项错误;电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲的额定功率为2200 W,乙的额定功率为1100 W,正常工作时,实际功率等于额定功率,甲的功率大于乙的功率,说明正常工作时,电流通过甲电暖器做功较快,故C选项正确;甲的额定功率较大,根据W=Pt可知,在相同时间内,甲电暖器消耗的电能多,故D选项错误。
14.C
解析:由P=可知,灯泡L1的电阻R1===3 Ω,灯泡L2的电阻R2===6 Ω。由图示电路图可知,两灯泡串联,电压表测量灯泡L1两端的电压,则电路中的电流I=== A。灯泡L1消耗的实际功率P1=I2R1=( A)2×3 Ω= W,故A选项错误;灯泡L2消耗的实际功率P2=I2R2=( A)2×6 Ω= W,故B选项错误;两灯泡消耗的总功率P=P1+P2= W+ W=1 W,故C选项正确;电压表的示数与电源电压之比===,故D选项错误。
三、实验探究题
15.(1)温度　膨胀　(2)电阻　在电流与通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多　(3)电流　在电阻与通电时间一定时,电流越大,产生的热量越多
四、计算题
16.解:(1)由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测量电阻R1所在支路的电流,电流表A2测量干路中的电流。因并联电路中各支路两端的电压相等,则定值电阻R1的电功率P1=UI1=6 V×0.3 A=1.8 W。 (5分)
(2)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-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A,定值电阻R2在10 s内消耗的电能W2=UI2t=6 V×0.2 A×10 s=12 J。 (5分)
17.解:(1)断开开关S1时,只有电热丝R2接入电路时,饮水机处于保温状态,则电热丝R2的阻值R2===121 Ω。 (3分)
(2)在1个标准大气压下,水的沸点是100 ℃,则水吸收的热量Q吸= cm(t2-t1)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(100 ℃-60 ℃)=8.4×106 J。 (3分)
(3)饮水机处于加热状态时,消耗的电能 W电===1×107 J,则从开始加热到自动转入保温状态所需的时间t时===250 s。 (4分)