第十八章　电功率 评估测试卷 2024-2025学年物理人教版九年级全一册（含解析）

第十八章　电功率
(满分:100分　时间:60分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分,每小题所给出的四个选项中,只有一项符合题意)
1.琳琅满目的电器丰富了我们的生活。下列常用电器中利用电流热效应工作的是 (　　)
A.电饭锅　　　　　　　 B.电冰箱　　　　　　　
C.电风扇　　　　　　　 D.电视机
2.将规格都是“220 V　200 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁,分别接入家庭电路中,通电时间相同。下列说法中,正确的是 (　　)
①电烙铁产生的热量最多; ②电烙铁消耗的电能最多;
③三个用电器产生的热量一样多; ④三个用电器消耗的电能一样多。
A.②③ B.①④
C.①② D.③④
3.如图所示是一块锂电池。下列说法中不正确的是 (　　)
A.这块电池能提供的电能大约为2.3×104 J
B.图中mA·h和W·h都是能量的单位
C.将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元
D.这块电池提供的电能若全部用来驱动电动机,能借助机械将一个中学生提升超过20 m高
4.如图是国庆节天安门广场升旗的庄严场景,若国旗护卫队士兵利用效率为60%的电动升旗装置将质量为17.5 kg的国旗在国歌声中升至旗杆顶部,则该升旗装置的电功率与以下用电器最接近的是 (　　)
A.节能灯泡 B.电冰箱
C.电饭锅 D.空调
5.(2024临沂中考)图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具,其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5 V,闭合开关后,规格为“0.5 V　0.2 W”的指示灯正常发光,线圈电阻为0.5 Ω的电动机正常工作,则 (　　)
　　　　　　　
甲　　　　　　　　　　　　　　乙
A.指示灯的灯丝电阻为0.8 Ω B.电动机的发热功率为1.6 W
C.电动机的额定功率为0.08 W D.电路的总功率为1.8 W
6.如图所示,把标有“6 V　6 W”字样的灯L1和标有“6 V　4 W”字样的灯L2串联在6 V的电源上,闭合开关,两盏灯都比正常发光时暗。这是因为每盏灯 (　　)
A.额定电压变小 B.额定功率变小
C.实际功率小于额定功率 D.额定电压小于实际电压
7.在如图甲所示的电路中,闭合开关S后,两个灯泡都发光,电源电压3 V保持不变,电流表A1指针的位置如图乙所示,电流表A2的读数是0.5 A。下列说法中正确的是 (　　)
　　　　　　
甲　　　　　　　　　　　乙
A.电流表A1的读数是0.4 A
B.灯泡L1的功率为4.5 W
C.通过灯泡L1的电流为0.1 A
D.若某时刻电流表A1和A2的示数相等,则可能是L2的灯丝烧断了
8.将标有“6 V　3 W”和“6 V　2 W”字样的甲、乙两只小灯泡(灯丝电阻不变)串联起来,接在电压为6 V的电源两端,接通电路后,以下说法正确的是 (　　)
A.乙灯泡比甲灯泡亮
B.两只小灯泡都能正常发光
C.通过乙灯泡的电流较大,所以乙灯泡较亮
D.两只小灯泡的总功率等于5 W
9.将定值电阻R1和R2分别按图甲和图乙两种方式连接在一起,已知R1=20 Ω,R2=30 Ω,电源电压相同,图乙中电流表示数为0.5 A。下列说法正确的是 (　　)
　　　　　
甲　　　　　　　　　　　乙
A.电源电压为10 V
B.图甲中电流表示数为0.12 A
C.甲、乙两种接法电路中总功率之比为5∶1
D.图甲中,通电1 min,该电路消耗的电能为180 J
10.(2024苏州中考)图甲中,电源电压为12 V,电流表选用0~0.6 A量程,电压表选用0~15 V量程,滑动变阻器标有“ Ω　1 A”的字样,虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡(6 V　0.5 A),闭合开关,在元件安全的情况下,使滑片P移动范围最大,得到滑动变阻器的I-U图象如图乙。则:①虚线框内是小灯泡;②电路的最大功率为6 W;③虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的阻值为10 Ω;④滑动变阻器最大阻值为20 Ω。以上结论正确的有 (　　)
　　　　　
甲　　　　　　　　　　　　乙
A.③④ B.②③
C.①② D.①④
二、填空题(本题共5小题,每空2分,共28分)
11.如图所示,小桂将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在电池的两极,发现铝箔纸发热并燃烧。实验中铝箔纸较粗部分的电流　　　　(选填“>”“=”或“<”)较细部分的电流,较　　　　(选填“粗”或“细”)的部位先燃烧起来。
12.(2024达州中考)某彩色电视机的铭牌如图所示,其额定电功率为　　　　　W,额定电流是
　　　　A。当它正常工作时,60 s内消耗的电能为　　　　J。
13.(2024河南中考)图甲为灯泡L的电流I与电压U的关系图象,将该灯泡接入图乙电路,电阻R的阻值为10 Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2 A,则电源电压为　　　　V,干路电流为　　　　A,此时灯泡L的电功率为　　　　W。
　　　　　
　甲　　　　　　　　　　　乙
14.额定电压均为6 V的小灯泡L1、L2,通过它们的电流随两端电压的变化关系如图甲所示,则小灯泡L2的额定功率为　　　　W;将L1、L2先后按图乙、图丙的方式连接在电源电压均为6 V的电路中,按图　　　　(选填“乙”或“丙”)的连接方式能使L1、L2均正常发光;闭合开关,图乙电路的总功率为　　　　W。
　　　　　　　　
　　甲　　　　　　　　　　　乙　　　　　　　　丙
15.如图所示是小依家的电能表,此时示数为　　　　度;当电路中只有一个电饭煲接入电路,正常工作12 min,发现如图所示电能表的转盘转过了720转,则这个电饭煲消耗的电能是　　　kW·h,它的额定功率是　　　　W。
三、实验探究题(本题共2小题,每空2分,共22分)
16.(2024凉山州中考)在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,小灯泡正常发光时的电阻约为9 Ω,按如图甲所示连接好电路。
　　　　　　　　　
　　　　　　甲　　　　　　　　　　乙　　　　　　　　　丙　　　　　　　　丁
(1)连接电路时应断开开关,闭合开关之前滑动变阻器的滑片应移到　　　　(选填“A”或“B”)端。
(2)小明试触时,发现电流表指针偏转如图乙所示,电路连接出现的问题为电流表　　　　(选填答案序号)。
A.量程选择过大 B.量程选择过小 C.正、负接线柱接反
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表示数为2.1 V,为了让小灯泡正常发光,滑片应向　　　　(选填“A”或“B”)端移动。
(4)移动滑片使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为　　　　W。
(5)小明同学通过计算发现在不同功率下小灯泡的电阻不同,主要原因是小灯泡的电阻受　　　　
的影响。
(6)在测量小灯泡电功率的拓展实验中,电流表坏了,老师给同学们提供了一个阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丁所示的实验电路图,下面是某同学的实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为U额;
②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到触点1,读出电压表的示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式P额=　　　　　　　　(用U额、U和R0表示)。
17.如图甲,两个相同的透明容器分别与U形管相连通,U形管内的液面相平。R1的阻值是5 Ω,R2的阻值是10 Ω,将两电阻串联后把导线a和b接入电路进行实验。通电一段时间后,右边U形管液面高度差较大,如图乙所示。
　　　　　
甲　　　　　　　　　　　　　　乙
(1)电阻丝R1产生的热量比电阻丝R2产生的热量　　　　(选填“多”“少”或“相等”)。
(2)流经R1的电流　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)流经R2的电流,判断依据是　 　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)若流经R1的电流为0.1 A,R1在20 s内产生的热量为　　　　　　J,R2在20 s内消耗的电能为
　　　　J。
四、计算应用题(本题共3小题,18题4分,19题8分,20题8分,共20分。解答时要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
18.细心的小伟观察到家中有两种手机充电线,爸爸说:“图甲是我国某品牌生产的‘超级快充’手机充电线,以较强的电流实现对手机快速充电的功能;图乙是普通手机充电线。”请你从线路安全的角度来分析设计“超级快充”手机充电线比普通手机充电线粗的原因。
　　　
甲　　　　　　　　乙　　
19.(2024临沂中考)水暖电热毯以其温润环保的加热方式成为部分人群冬天御寒的新宠。图甲是一款具有高、低两挡加热功能的水暖电热毯,其简化电路如图乙所示,其中两个加热电阻的阻值相同。该款电热毯低温挡的额定电流为0.25 A;高温挡正常工作20 min可将毯内1.1 kg的水从15 ℃加热到40 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),求该款电热毯:
(1)加热电阻的阻值。
(2)高温挡正常工作时的加热效率。
　　　
甲　　　　　　　　　　乙　　　
20.某实践小组设计了一个简易体重计,电路如图甲所示,定值电阻R0=10 Ω,体重计秤盘下方的滑动变阻器连入电路的阻值随秤盘所受压力大小的变化图象如图乙所示。已知电源电压为12 V保持不变,电流表接0~0.6 A量程。当开关接通,体重计上未站人时的电流表示数为0.12 A。求:
(1)该体重计的待机功率。
(2)一名体重为800 N的同学站在该体重计上,电流表的示数。
(3)此电路中允许通过的最大电流。
(4)该体重计能测量的最大质量。(g取10 N/kg)
　　　
甲　　　　　　　　　　　乙　　　　
【详解答案】
1.A
2.B　解析:由于U=220 V,则三种用电器的实际功率:P=P额=200 W,因为W=Pt,所以三种用电器消耗的电能相同;电视机将一部分电能转化为光能,电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能,电烙铁将电能全部转化为内能,所以产生热量最多的是电烙铁,故B正确,ACD错误。
3.B　解析:A.这块电池能提供的电能大约为W=UIt=3.7 V×1.7 A×3 600 s=2.264 4×104 J,与2.3×104 J相差不大,故A正确;B.mA是电流的单位,h是时间的单位,所以mA·h是电荷量的单位,不是能量的单位,W是功率的单位,h是时间的单位,故W·h是能量的单位,故B错误;C.由A知,电池能提供的电能大约为2.3×104 J≈0.006 kW·h,根据我国电的价格,将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元,故C正确;D.中学生的重力约为500 N,根据W=Gh知,h===46 m>20 m,故D正确。
4.B　解析:旗杆的高度约为33 m,升国旗时做的有用功约为W有=Gh=mgh=17.5 kg×10 N/kg×33 m=5 775 J,升旗时消耗的电能为W总===9 625 J,升旗时的时间大约是46 s,故升旗装置的电功率为P==≈210 W。A.节能灯泡的功率约为5 W,故A错误;B.电冰箱的功率约为200 W,故B正确;CD.电饭锅的功率约为800 W,空调的功率约为1 000 W,故CD错误。
5.D　解析:A.由P=可知,指示灯的灯丝电阻:RL===1.25 Ω,故A错误;B.由图乙可知,电动机和指示灯串联,指示灯正常发光时,由P=UI可知,电路中的电流:I=IM=IL===0.4 A,电动机的发热功率:P=RM=(0.4 A)2×0.5 Ω=0.08 W,故B错误;C.根据串联电路的电压特点可知,电动机两端的电压:UM=U-UL=4.5 V-0.5 V=4 V,电动机的额定功率:PM=UMIM=4 V×0.4 A=1.6 W,故C错误;D.电路的总功率:P=UI=4.5 V×0.4 A=1.8 W,故D正确。
6.C　解析:AB.标有“6 V　6 W”字样的小灯泡L1和标有“6 V　4 W”字样的小灯泡L2串联后接在电源电压为6 V的电路中,其额定电压和额定功率都不变,故AB错误;C.闭合开关,两盏灯都比正常发光时暗,因为小灯泡的发光亮度决定于小灯泡的实际功率,所以每盏灯的实际功率小于额定功率,故C正确;D.已知两盏灯的额定电压都是6 V,串联后接在电源电压为6 V的电路中,根据串联电路的特点可知,两盏灯两端的电压的和等于6 V,因此每盏灯的实际电压小于额定电压6 V,故D错误。
7.B　解析:A.根据电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过L2的电流,电流表A2的读数是0.5 A,因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A1的示数应大于0.5 A,由图乙可知,如果选择0~0.6 A的量程,电流表A1的读数为0.4 A,因此电流表A1一定选用0~3 A量程,电流表A1的读数是2 A,故A错误;BC.根据并联电路的电流特点,通过灯泡L1的电流为I1=I-I2=2 A-0.5 A=1.5 A,所以灯泡L1的功率P1=UI1=3 V×1.5 A=4.5 W,故B正确,C错误;D.若某时刻电流表A1和A2的示数相等,说明没有电流通过灯泡L1,则可能是L1的灯丝烧断了,故D错误。
8.A　解析:ABC.由P=可得,甲灯泡的电阻R1===12 Ω,乙灯泡的电阻R2===18 Ω,两灯泡串联,因串联电路中各处的电流都相等,所以两灯泡串联时通过的电流相同,甲灯泡的实际功率P甲=I2R1,乙灯泡的实际功率P乙=I2R2,因为R19.B　解析:A.已知图乙中电流表示数I乙=0.5 A,R1和R2并联,电流表测干路电流,由欧姆定律及并联电路的电流规律可知,I乙=+,即0.5 A=+,解得U=6 V,故A错误;B.图甲中R1和R2串联,则I甲===0.12 A,故B正确;C.由公式P=UI可知,图甲电路功率P甲=UI甲=6 V×0.12 A=0.72 W,图乙电路功率P乙=UI乙=6 V×0.5 A=3 W,则甲、乙两种接法电路中总功率之比==,故C错误;D.已知通电时间t=1 min=60 s,则图甲中,电路消耗的电能W=P甲t=0.72 W×60 s=43.2 J,故D错误。
10.A　解析:由电路图可知,定值电阻或小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。根据欧姆定律可得,滑动变阻器的I-U关系式为I=I定==或I=IL==,由图乙可知,滑动变阻器的I-U关系为一次函数关系,则虚线框内的元件阻值为一定值,由于小灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,所以虚线框内是定值电阻,不是小灯泡,故①错误。由于电压表最大量程大于电源电压,故滑动变阻器的滑片可以移动到最大阻值处,由图乙可知,滑动变阻器两端的电压最大为Umax=8 V,通过电路的最小电流为Imin=0.4 A,则滑动变阻器的最大阻值为Rmax===20 Ω,故④正确。此时定值电阻两端的电压为U定=U电-Umax=12 V-8 V=4 V,定值电阻的阻值为R定===10 Ω,当滑动变阻器两端的电压最小时,电路中的电流最大,此时定值电阻两端的电压为U定'=U电-Umin=12 V-6 V=6 V,电路中的最大电流为Imax=I定'===0.6 A,电路的最大功率为Pmax=U电Imax=12 V×0.6 A=7.2 W,故②错误。串联电路各处电流相等,当P定=P滑时,由P=UI=I2R可知,滑动变阻器接入电路的阻值与定值电阻的阻值相等,均为10 Ω,故③正确。综上所述,结论正确的是③④。
11.=　细
12.110　0.5　6 600　解析:额定功率可直接读出为110 W;由公式P=UI可知,额定电流I===0.5 A;它正常工作60 s消耗的电能W=Pt=110 W×60 s=6 600 J。
13.2　0.45　0.5　解析:已知电阻R的阻值R=10 Ω,电流表测通过电阻R的电流,则IR=0.2 A,由欧姆定律可知,电阻R两端的电压UR=IRR=0.2 A×10 Ω=2 V,因为电阻R与灯泡L并联,根据并联电路电压规律可知,电源电压U=UR=2 V;根据并联电路电压规律得UL=U=2 V,由图甲可知,此时通过灯泡L的电流IL=0.25 A,由并联电路电流规律得干路电流I=IL+IR=0.25 A+0.2 A=0.45 A;由P=UI可得,此时灯泡L的电功率PL=ULIL=2 V×0.25 A=0.5 W。
14.3.3　丙　1.5　解析:由图甲知,小灯泡L2在额定电压下的电流为IL2=0.55 A,小灯泡L2的额定功率为P2=UL2×IL2=6 V×0.55 A=3.3 W;小灯泡L1、L2的额定电压都为6 V,图乙中两灯泡串联接在电源电压为6 V的电路中,由串联电路电压的规律知,每个小灯泡两端的电压小于6 V,两灯泡都不能正常发光;图丙中两灯泡并联接在电源电压为6 V的电路中,两个灯泡两端的电压都为6 V,它们都能正常发光。图乙中两灯泡串联在电路中,电源电压为6 V,通过两灯泡的电流相同,由图甲知,通过两灯泡的电流为0.25 A时,灯泡L1两端的电压为5 V,灯泡L2两端的电压为1 V,满足U1+U2=6 V,则图乙电路的总功率为P=UI=6 V×0.25 A=1.5 W。
15.2 024.5　0.24　1 200　解析:电能表示数的最后一位为小数位,图中电能表示数为2 024.5 kW·h,即2 024.5度,这个电饭煲消耗的电能W= kW·h=0.24 kW·h,它的额定功率P===1 200 W。
16.(1)A　(2)C　(3)B　(4)0.75
(5)温度　(6)U额
解析:(1)电学实验普遍要求闭合开关前滑动变阻器滑片要移到阻值最大处,故应移到A端。(2)电路中电流表接线必须使电流正入负出,否则,电流表指针将向反向偏转,故图乙中电流表指针偏向零刻度线左端,是因为正、负接线柱接反了。(3)要想让小灯泡正常发光,必须使小灯泡两端电压为2.5 V,电压表示数为2.1 V时,为增大小灯泡两端电压,根据串联电路的电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,故滑片应向B端移动,才能使小灯泡两端电压达到2.5 V。(4)由电流表示数可知,小灯泡正常发光时,通过的电流为0.3 A,则小灯泡的额定功率P=U额I额=2.5 V×0.3 A=0.75 W。(5)灯丝电阻与温度有关,灯丝电阻随温度升高而增大。(6)①闭合S1,S2接触点2,则电压表测小灯泡两端电压,示数为U额,此时小灯泡正常发光;②保持滑片位置不动,则电路电流及各用电器两端电压不变,S2接触点1,则电压表测小灯泡与电阻R0两端电压,此时R0两端电压为U-U额,则电路中的电流I=I0=,故小灯泡的额定功率P额=U额I=U额。
17.(1)少
(2)等于　串联电路中电流处处相等
(3)1　2
解析:(1)由于通电一段时间后,右边U形管液面高度差较大,故电阻丝R1产生的热量比电阻丝R2产生的热量少。(2)根据题意可知,R1、R2串联在电路中,根据串联电路的电流特点可知,流经R1的电流等于流经R2的电流。(3)由(2)知,I1=I2=0.1 A,R1在20 s内产生的热量:Q1=R1t=(0.1 A)2×5 Ω×20 s=1 J,R2在20 s内消耗的电能:W2=Q2=R2t=(0.1 A)2×10 Ω×20 s=2 J。
18.解:“超级快充”手机充电线工作时电线中的电流大于普通手机充电线的电流,为保证线路安全,由焦耳定律可知,在通电时间一定时,为减少充电线产生的热量,在电流较大时,就应减小导线的电阻;在电线的材料和长度一定时,要减小电线的电阻,应增大电线的横截面积,即使电线粗一些,所以“超级快充”手机充电线比普通手机充电线粗。
19.解:(1)由图乙可知,当开关接低温挡时,只有一个加热电阻工作,此时电热毯的额定电流为0.25 A,
由I=可知,加热电阻的阻值:
R===880 Ω。
(2)由图乙可知,当开关接高温挡时,两个加热电阻R并联,
高温挡正常工作时的总功率:
P高=+=2=2×=110 W,
高温挡正常工作20 min消耗的电能:
W=P高t'=110 W×20×60 s=1.32×105 J,
水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1.1 kg×(40 ℃-15 ℃)=1.155×105 J,
高温挡正常工作时的加热效率:
η===87.5%。
答:(1)加热电阻的阻值为880 Ω;
(2)高温挡正常工作时的加热效率为87.5%。
20.解:(1)由电路图可知,滑动变阻器R和定值电阻R0串联,电流表测电路电流,当开关接通,体重计上未站人时的电流表示数为0.12 A,则该体重计的待机功率:
P0=UI0=12 V×0.12 A=1.44 W。
(2)一名体重为800 N的同学站在该体重计上,则秤盘所受压力F=800 N,由图乙可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R=50 Ω,则电流表的示数:
I===0.2 A。
(3)电流表接0~0.6 A量程,为了保证元件安全,则此电路中允许通过的最大电流为0.6 A。
(4)当电路中的电流最大为0.6 A时,电路的总电阻:
R总===20 Ω,
此时滑动变阻器R连入电路的阻值:
R'=R总-R0=20 Ω-10 Ω=10 Ω,
由乙图可知,此时的压力为1 600 N,则该体重计能测量的最大质量:
m====160 kg。
答:(1)该体重计的待机功率为1.44 W;
(2)一名体重为800 N的同学站在该体重计上,电流表的示数为0.2 A;
(3)此电路中允许通过的最大电流为0.6 A;
(4)该体重计能测量的最大质量为160 kg。