鲁教版物理 九年级上第十四章 电功率 综合评价检测 （解析版）

第十四章
电功率
综合评价检测
(45分钟　100分)
一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)
1.下列四位科学家中,以他的名字命名电功率单位的是(　　)
A.焦耳　　　
B.安培　　　
C.瓦特　　
　D.欧姆
【解析】选C。本题考查学生对常见物理量及其对应单位的记忆情况。焦耳是能量的单位;安培是电流的单位;瓦特是电功率的单位;欧姆是电阻的单位。故选C。
2.两个电阻R1和R2,且R1A.只用R1　　　　　　　　　
B.只用R2
C.R1和R2串联
D.R1和R2并联
【解析】选D。本题考查电热的有关计算。根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻和电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知,当两个电阻并联时总电阻最小;根据Q=W=t可知,两电阻并联时,电路的总电阻最小,相同时间内产生的热量最多。故选D。
3.
如图所示,将甲、乙两灯串联在电路中,闭合开关,发现甲灯发光,乙灯不发光,则乙灯不发光的原因可能是(　　)
A.乙灯灯丝断了
B.乙灯的实际功率小
C.相同时间内,乙灯消耗的电能远大于甲灯消耗的电能
D.通过乙灯的电流小于甲灯的电流
【解析】选B。本题考查电路故障的判断。在串联电路中,各串联用电器相互影响,有一处断开,整个电路都不工作,A错;灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,如果灯泡的实际功率很小,灯泡不会发光,B正确;实际功率越小,在相同的时间内消耗的电能越少,C错;在串联电路中,电流处处相等,D错。故选B。
4.如图所示的电路中。电源电压保持不变,闭合开关S后(　　)
A.电压表的示数变大
B.电流表的示数变大
C.电路中的总电阻变大
D.电路消耗的总功率变小
【解析】选B。本题考查动态电路的知识。开关闭合前电路中只有R2工作、电压表测电源电压、电流表测通过R2的电流,开关闭合后R1、R2并联,电压表仍然测电源电压、电流表测通过R1、R2的总电流,电路中的总电阻变小,所以电流表的示数变大,总电压不变,故消耗的总功率变大。B选项正确。
5.甲、乙两用电器功率之比为1∶2,通电时间之比为3∶4,则消耗的电能之比为(　　)
A.1∶2　　　
B.3∶8　　　
C.3∶4　　　
D.2∶3
【解析】选B。本题考查电功率的计算公式。根据电功率的定义式P=,可知W=Pt,故==×=×=,故选B。
6.标有“6
V　3
W”的小灯泡,通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与一只阻值为8Ω的电阻并联接在电压为4
V的电路中,则整个电路消耗的功率为(　　)
A.3
W
B.3.3
W
C.3.6
W
D.5
W
【解析】选C。本题考查并联电路电功率的计算。通过电阻的电流I2===
0.5
A,电路总电流I=I1+I2=0.4A+0.5
A=0.9
A,则整个电路消耗的功率为P=UI=
4
V×0.9
A=3.6
W。故选C。
7.甲、乙两只白炽灯的铭牌如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.甲灯灯丝比乙灯灯丝细
B.两灯都正常发光时,甲灯消耗的电能较少
C.两灯都正常发光时,甲灯电阻小于乙灯电阻
D.两灯串联后,接在220
V电路中,甲灯比乙灯暗
【解析】选A。本题考查用电器电功率与电压和电阻等的关系。甲灯的额定功率为25
W,乙灯的为100
W,由P=UI=可知R=,甲灯的电阻较大,所以甲灯的灯丝是细而长,故A选项正确,同理可以知道C选项错误;都正常工作时,两灯消耗的电能还与发光时间有关,故B选项错误;当两灯串联时,通过它们的电流相等,由公式P=UI=I2R可知甲灯的电阻大,甲灯的实际功率比乙灯的大,所以甲灯比乙灯亮,故D选项错误。
8.某型号天然气泄漏检测仪器的电路如图甲所示,图中R为气敏电阻,其阻值R与天然气浓度β的变化关系如图乙所示,已知R0为定值电阻,电源电压恒定不变,用此仪器检测天然气是否泄漏,则下列判断正确的是(　　)
A.天然气浓度增大时,电压表示数变小
B.天然气浓度减小时,电流表示数变大
C.天然气浓度增大时,电路消耗的总功率变小
D.无论天然气浓度怎样变化,电压表与电流表示数的比值不变
【解析】选D。本题考查动态电路分析。由题图乙可知气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小,故由欧姆定律可得电路中电流增加,即电流表示数增大,由U0=IR0可知,定值电阻两端的电压会增大,即电压表的示数会变大;这时根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,所以A、C说法错误;由题图乙可知气敏电阻的阻值随天然气浓度的减小而升高,故由欧姆定律可得电路中电流减小,即电流表示数减小,但是根据欧姆定律知电压表与电流表示数的比值为R0的阻值,而R0为定值电阻,阻值不变,所以B说法错误,D说法正确。故选D。
二、填空题(本大题共6小题,每空2分,共26分)
9.小华发现家中空调每制冷工作10
min后,就转变成送风状态工作5
min,再转变为制冷状态,如此反复。为了测量空调制冷时电功率,他在空调插座处接入一个电能表用于测量空调消耗的电能。相关数据见表。空调送风10
min所消耗的电能为__________kW·h,30
min内空调消耗的电能为________kW·h,空调制冷时的电功率为______kW。
送风状态时消耗的电功率：0.18
kW
测量时间
30
min
电能表示数
开始计时时
30
min后
【解析】本题考查用电能表测电功和电功率。空调送风状态时消耗的电功率为0.18
kW,则10
min即h消耗的电能W=Pt=0.18
kW×h=0.03
kW·h;电能表开始计时时示数为1
700
kW·h,30
min后示数为1
700.5
kW·h,30
min内空调消耗的电能为0.5
kW·h;在30
min的时间内,空调送风10
min,制冷20
min即h,设制冷功率为P′,则P′×h=(0.5-0.03)kW·h,P′=1.41
kW。
答案：0.03　0.5　1.41
10.报纸上有一篇题为“电器待机‘偷电’多少,你知道吗 ”的文章,配有如图所示的一幅插图。图中正在使用一种叫“电力监测仪”的测量工具对计算机显示器进行测量。小明根据插图中“电力监测仪”显示屏显示的内容判断出此时测量的是显示器的____________(填写物理量名称)。小明还注意到插图边的文字说明存在科学性错误,正确的文字说明应该是“显示器待机________”。
【解析】本题考查学生对于电功率的理解。显示屏上的数字是“0.3
W”,这说明显示器待机的功率是0.3
W;插图中的文字0.3
W/h不能表达任何意思,它的正确意思应该是显示器待机的电功率为0.3
W。
答案：电功率(或功率)　电功率(或功率)为0.3
W
11.我国空调“能效比”实行新的等级标准,空调制冷“能效比”EER是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率比。小明家需要一台制冷量为3
200
W的空调,若选“能效比”为3.2的空调,则制冷消耗的电功率为____________W;若选“能效比”为4.0的空调,工作1
h将比原空调节约电能__________kW·h。
【解析】本题考查电功率公式的应用。根据题干所述：能效比=,所以电功率P=,即P==1
000
W,而更高效的空调的功率为P1==800W,两部空调功率差为P-P1,消耗的电能差为W=(P-P1)t=0.2kW×1h=0.2
kW·h。
答案：1000　0.2
12.白炽灯是将____________能转化为内能的装置。工作时,通过导线和灯丝的电流相等,灯丝的电阻比导线大,根据__________________可知,相同时间内灯丝产生的热量比导线多,所以灯泡烫手而导线不热。
【解析】本题考查电流的热效应。白炽灯是将电能转化为内能的装置;工作时,通过导线和灯丝的电流相等,灯丝的电阻比导线大,根据Q=I2Rt可知,相同时间内灯丝产生的热量比导线多,所以灯泡烫手而导线不热。
答案：电　焦耳定律
13.已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),要把
2
kg的水从20℃加热到100℃,至少要供给的热量为________J,若用额定电压为220
V,额定功率为1
000
W的电热水器加热,产生的热量全部被水吸收,则正常工作时需要的时间为________s。
【解析】本题考查了热量和时间的计算。水吸收的热量：Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2
kg×(100℃-20℃)=6.72×105J;因为电热水器正常工作,所以P=P额=1
000
W,又因为W=Q吸=6.72×105J,所以需要加热t===672
s。
答案：6.72×105　672
14.
如图所示是探究“电流产生的热量与电阻关系”的实验装置。已知R甲>R乙,其余条件均相同。将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过两电阻丝的________及通电时间相等。实验发现,甲瓶温度计示数升高快,表明该实验条件下,导体的电阻越大,电流产生的热量越________。
【解析】本题考查电流产生的热量与电阻的关系。根据串联电路中电流处处相等知,将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过两电阻丝的电流及通电时间相等;根据公式Q=I2Rt知,在电流和通电时间相等时,导体的电阻越大,电流产生的热量越多。
答案：电流　多
三、实验探究题(本大题共2小题,共22分)
15.(10分)某物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电功率”实验时,选取的电源为三节新干电池,使用的小灯泡额定电压为2.5
V。
(1)电路连接完成后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电压表没有示数,电流表指针有明显的偏转,他们分析电路故障原因可能是(　　)
A.小灯泡断路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
(2)故障排除后重新闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端电压为________V;
(3)在(2)的基础上,若要使小灯泡正常发光,他们应将图甲中滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动;
(4)他们移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像,根据图像信息,可知小灯泡的额定功率是________W;
(5)一位小组成员将图甲中的小灯泡更换成定值电阻,电路其他部分不改变,他还可以完成的探究实验是(　　)
A.探究电流与电阻的关系
B.探究电流与电压的关系
C.探究电流产生的热量与电阻的关系
【解析】本题考查对电功率测量实验的理解。(1)电流表有示数,表示电路是通路,灯泡不亮,且电压表没有示数,说明电压表所测量灯泡两端的电压为零,即灯泡短路;(2)电路中电源为三节干电池,电源电压为4.5
V,小灯泡额定电压为
2.5
V,故电压表使用的是0～3
V的量程测量的数据最精确,根据指针位置,可知灯泡两端电压为2.4
V;(3)灯泡的额定电压是2.5
V,根据U=IR,应调节滑动变阻器接入电路中的电阻变小,使电路中的电流变大,灯泡两端的电压才会变大,因此应当把滑片向B端移动;(4)灯泡的额定功率是指灯泡在额定电压下发光时的功率,根据P=UI=2.5
V×0.2
A=0.5
W;(5)定值电阻的阻值受温度变化的影响较小,可以通过滑动变阻器改变电阻两端的电压,探究电路中的电流与电阻两端电压的关系。
答案：(1)B　(2)2.4
V　(3)B　(4)0.5　(5)B
16.(12分)在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”中,如果用电阻丝对煤油加热,观察温度计示数变化的过程会非常耗时,为了减少实验时间,提出了如下改进的设想：
设想一：将煤油换成水来做实验。
设想二：通过加热空气来做实验。
(1)根据所学知识,经过讨论,断定设想一是错误的,判断的依据是___________。
(2)为了验证设想二,设计了下面的实验：
①在锥形瓶中装入________的红墨水,用相同的电阻丝及玻璃管组成如图A、B所示的装置,通电后通过玻璃管中液柱的高度来显示____________的大小。然后把它们分别接入相同的电路,发现在相同的短时间内,A管中的液柱比B管上升迅速,这说明_____________________________________________。
②在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面,这是因为____________________________,使管内的液柱与瓶内液面相平,用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内,接下来的操作是________。
③同学们用两根电阻丝(R甲>R乙)插入相同的甲、乙瓶中并接入电路如图C所示,闭合开关,甲、乙两玻璃管中液面如图D所示,由此得出的结论______________
_________________________________________________________。
【解析】本题考查了焦耳定律的实验。(1)设想一是错误的,因为水的比热容大,吸收相同的热量后,温度升高的小;放出相同的热量后,温度降低的小;如果变化相同的温度,会更耗时间。(2)①为了便于比较,两锥形瓶中的红墨水的质量应该是相等的。本实验采用了转换法,用玻璃管中液柱的高度变化来显示物体温度变化的大小。把它们分别接入相同的电路,发现在相同的短时间内A管中的液柱比B管上升迅速,说明A瓶中气体的导热能力比B瓶中液体的导热能力要好一些。②在塞橡皮塞时,瓶内气体的体积变小,压强变大,使瓶内的气压大于外部的气压,把红色墨水压入到玻璃管中。要使管内的液柱与瓶内液面相平,就要让瓶中的气压减小,可以用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内把瓶内的气体抽出一部分。③图C中的两个电热丝串联,电流相等,且同时通断电,加热相等时间后,甲、乙两玻璃管中液面如图D所示,甲管中的液面上升的比乙管中液面上升的高,表明电阻丝放出热量的多少和电阻丝电阻值的大小有关,电阻越大放出的热量越多。可以得出结论是：电流和通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多。
答案：(1)水的比热容大,温度难改变,会更耗时间　(2)①等质量　温度变化　气体传热本领比液体好　②瓶内气压大于外部大气压　抽气　③电流和通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多
四、计算题(12分)
17.小满了解到从2012年10月1日起禁止进口和销售100
W及以上普通照明白炽灯,推广使用节能灯,于是马上买来“220
V　20
W”的节能灯(图乙),与“220
V　100
W”的白炽灯(图甲)做了对比实验,发现两灯发光效果相当。
(1)试计算换用这只节能灯和使用原来的白炽灯相比,一年工作2
000
h节约的电能。
(2)若实际电压为200
V,求该节能灯的实际功率。(结果保留整数)
【解析】本题考查电功率的有关计算。(1)由题意已知节能灯和白炽灯功率及发光时间,由公式W=Pt可求出节约的电能;(2)当节能灯两端电压变化时,节能灯的电阻保持不变,已知实际电压大小,代入公式P实=可求得节能灯实际功率。
答案：(1)一年工作2
000
h节约的电能为W=Pt=(0.1-0.02)kW×2
000
h=
160
kW·h;
(2)由R===2
420Ω,则节能灯电压为200
V时,实际功率为
P实==≈17
W。