第六章电功率单元练习（含解析） 教科版物理九年级上册

第六章电功率
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于电功和电能，下列说法正确的是（ ）
A．电流越大，电流做的功就越多
B．导体两端的电压越大、通电时间越长，电流做的功就越多
C．电流做了多少功，就一定消耗了多少电能，二者在数值上是相等的
D．电流做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程
2．根据电功率公式可知，下列关于电功率的说法中正确的是（　　）
A．电流做功越多，电功率越大
B．电流做功时间越短，电功率越大
C．两端电压大的灯泡，电功率一定大
D．灯泡的电功率大，它两端的电压与通过它的电流的乘积就大
3．我国自主研发的IGBT芯片（如图所示）是高铁强劲有力的心脏，这一重大突破使得我国一举打破了高端IGBT芯片长期受制于人的局面。制造芯片的硅材料是（　　）
A．导体 B．绝缘体 C．半导体 D．超导体
4．在下列有关实验中能量转化关系的描述中，不正确的是（　　）
A．电热水壶工作时，电能主要转化为内能
B．风扇转动时，电能全部转化为机械能
C．给蓄电池充电时，电能转化为化学能
D．LED灯发光时，电能转化为光能和少量内能
5．如图所示关于下列电学知识的描述正确的是（ ）
A．甲图：电风扇工作主要利用了电流的热效应
B．乙图：轻质小球被丝绸摩擦过的玻璃棒吸引，说明小球带负电
C．丙图：给手机电池充电时，手机电池相当于用电器
D．丁图：使用测电笔时，手只要接触笔尾金属体，氖管就能发光
6．如图是两个定值电阻、的内部结构图，、所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，的电阻丝比的电阻丝细。将、并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是（　　）
A．通过的电流等于通过的电流
B．两端的电压大于两端的电压
C．电流通过做的功大于通过做的功
D．消耗的电能小于消耗的电能
7．利用所学的电学知识判断下列说法正确的是（　　）
A．电流做功越多，消耗的电能就越多 B．电功率越大的用电器消耗的电能越多
C．千瓦和千瓦时都是电功率的单位 D．电能表是测量用电器电功率的仪表
8．甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V　3W”和“4V　2W”的字样，现在把它们按不同方式接在不同电路中（不考虑灯丝电阻的变化），下列判断错误的是（　　）
A．若把它们串联在10V电路中，两灯都可以正常发光
B．若把它们串联在10V电路中，甲灯比乙灯亮
C．若把它们并联在6V电路中，两灯都可以正常发光
D．若把它们并联在6V电路中，甲灯正常发光
9．关于电功，下列说法不正确的是（ ）
A．电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B．电流越大，电流做功就一定越多
C．用电能表可以测量电流做功的多少
D．电流做功的过程就是消耗电能的过程
10．如图是小郡设计的家庭电路图，下列分析正确的是（ ）
A．保险盒接法正确，保险盒应该安装在零线上
B．两孔插座接法正确，其左端导线应该接在地线上
C．开关和灯泡接法正确，开关接在零线上符合安全用电原则
D．将一盏台灯刚接入该三孔插座时，保险丝烧断，可能是由于台灯插头短路
二、多选题
11．如图，在电热水壶旁放有一瓶普通500mL瓶装水，下列估测中较符合实际的是（　　）
A．该电水壶的安全烧水容积大约为1500mL B．春天久置于室内的瓶装水温度约为40℃
C．该电热水壶的额定电功率大约为1500W D．该电水壶的高度约为1.2dm
12．人类已经进入了电气化时代，生产生活离不开各种材料。下列说法中正确的是（　　）
A．导体容易导电是因为内部的电荷都能自由移动
B．LED灯是由半导体材料制作的，具有单向导电性
C．导体和绝缘体之间有明显界限，它们不可以相互转化
D．绝缘体不容易导电是因为内部几乎没有可以自由移动的电荷
13．如图甲所示，某公园安装了一种智能路灯，它能够根据环境光照强度（简称：照度，单位：lx）和行人活动情况自动调节亮度。智能路灯上装有一个光敏电阻（阻值随照度的变化情况如图乙所示）和一个红外传感器（用于检测行人）。已知：路灯的亮度自动调节范围在20%（照度：100lx）至100%（照度：500lx）之间，且当环境照度低于30lx时，路灯会自动开启；当环境照度高于70lx时，路灯会自动关闭。此外，当红外传感器检测到行人时，路灯的亮度会在当前基础上增加20%，以提供更好的照明效果。以下说法正确的是（ ）
A．某晴天从期间，光敏电阻阻值逐渐减小
B．若光照强度为某一特定值，且有行人通过时，路灯亮度可能为最大亮度的
C．若路灯当前亮度为，有行人通过时，路灯亮度变为最大亮度的
D．一般来说，光敏电阻会安装在智能路灯的灯泡照射范围以外
14．下列选项中的用电器在使用过程中与电熨斗的能量转化形式相同的是（ ）
A．电风扇 B．电饭煲
C．电水壶 D．笔记本电脑
15．下列情况属于防止电热危害的是（　　）
A．冬天用电暖器取暖 B．电脑机箱内装有小风扇
C．家用电器长时间不用，要隔一段时间通一次电 D．电动机外壳上有散热片
三、填空题
16．电功率的计算公式
（1）定义式： （适用于所有电路）。
（2）决定式： （适用于所有电路）。
（3）推导式：（仅适用于纯电阻电路）。
17．右图是一顶太阳能风扇凉帽，凉帽的顶部装有一个太阳能电池板，帽檐装有一个小型电风扇。电池板在太阳光的照射下，将 能转化为电能，驱动电风扇工作。电风扇工作时的电流为0.05A，若电风扇工作1h，电流做功216J，则电风扇工作时的电压为 V。
18．学完焦耳定律后，老师带领同学们感受电热与电阻的关系。如图所示，将锡纸条的中间剪掉一些，导致锡纸宽窄不同处电阻不同。其中AB、CD长度相等，直接将锡纸接在电池两极，很快锡纸冒烟，你认为 段最先冒烟，原因是电流和通电时间相同， 越大产生的热量越多。
19．旅行中人们常用便携式热水壶煮水（如图），要使该热水壶中1kg的水温度升高10℃，则这些水吸收的热量为 J；在这一过程中，若该热水壶的热效率为70%，则消耗的电能为 J。[水的比热容4.2×10 J/(kg·°C)]
20．如图探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，R1＜R2。实验中烧瓶内所装煤油的质量应 （选填“相同”或“不同”）。甲装置主要用来探究电热与 是否有关；通电时间相同，比较a和c可以探究电热与 的关系；通电时间相同，四个烧瓶中 （a/b/c/d）中的温度计示数最高。
四、实验题
21．在测额定电压为的小灯泡（电阻大约为左右）的额定功率的实验时，小明连接了如图甲所示的电路，其中电源电压为。
(1)请将实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变亮）；
(2)在连接电路时，开关应 。有、和三个滑动变阻器可供选择，则应该将滑动变阻器 （选填“A”“B”或“C”）接入电路，才能保证实验顺利进行；
(3)小明合理连接好电路，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不亮，小明分析后确定是小灯泡的故障。若电流表没有示数，电压表有示数，可以判断故障为小灯泡 ；
(4)在某次实验时，电压表出现了故障不能使用，小明向老师借了一个定值电阻（阻值已知），设计了如图乙所示的电路，继续测量额定电压为的小灯泡的额定功率。
①测量时，应闭合开关S和 ，调节滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为 时，小灯泡正常发光；
②断开所有开关后，再将开关S和 闭合，读出电流表的示数为I；
③算出小灯泡的额定功率 （用I、和表示）。
五、综合题
22．阅读材料，回答问题。
光伏发电
光伏发电在我国能源领域占据重要地位。光伏发电简易原理如图，电池板上具有大量的不稳定电子，当太阳光照射到电池板上时，这些电子获得能量会定向移动形成电流，电流通过控制器和逆变器就可以供我们生产生活使用。但光伏发电受环境影响较大，阴影遮挡是最常见的环境影响之一。
(1)电池板中有两层纯硅掺杂形成的材料（如图），其中电极1相当于电源的 极（在电源内部电流的方向是从电源的负极流向正极）；电池板的外壳材料选择也有较高要求，其中下列性质不是外壳材料所需具备的是 （填字母）。
A．良好的导热性B．良好的透光性C．良好的导电性D．良好的耐磨性
(2)若电池板每小时输出的电能是，则每小时输出的电能相当于节省了 kg的煤。（假设煤完全燃烧，煤的热值取）
23．小明家购买了一个多挡位电火锅，其内部电路如图所示，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为44Ω。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换；不考虑电热丝的电阻随温度变化，c冰=4.2×103J/（kg ℃）。
物理量 参数
额定电压 220V
中温挡功率 1100W
低温挡功率 440W
(1)此电火锅利用电流 效应原理工作。
(2)当旋转开关S跟触点3和4接触时，电火锅处于 挡。
(3)电加热器中的R2阻值为多少 ？
(4)在高温挡模式下，电路1min内消耗的电能是多少 ？
24．我国空间站建造阶段首个实验舱——问天实验舱所携带的太阳翼，是目前国内最长、最大的柔性太阳翼，刷新了我国航天器在轨使用太阳帆板的纪录，其单翼发电功率9kW，日平均发电量超过430度。试问：
(1)“9kW”表示的物理意义是 。
(2)若空间站中照明灯上标着“220V 48.4W”的字样，则该照明灯正常工作时灯丝电阻为多少？
(3)若空间站供电电压降低到200V，则此时（2）中照明灯的实际功率为多少？（忽略灯丝电阻变化）
(4)空间站为航天员配备了微波炉，若微波炉的额定功率为800W，430度电可供该微波炉正常工作多少小时？
《第六章电功率》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D C B C D A C B D
题号 11 12 13 14 15
答案 AC BD ACD BC BD
1．C
【详解】AB．电流做功的多少与电压的大小、电流的大小以及通电时间等都有关系，故AB错误；
CD．电流做功的过程就是将电能转化为其他形式能的过程，故消耗的电能在数值上等于电流做功的多少，故C正确，D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．由公式可知，电流做功越快，而不是越多，电功率越大，故A错误；
B．由公式可知，在做功相同的情况下，电流做功时间越短，电功率越大，故B错误；
C．根据电功率公式
可知，在电流相同的情况下，两端电压大的灯泡，电功率一定大，故C错误；
D．根据电功率公式可知，电功率在数值上等于电压与电流的乘积，所以灯泡的电功率大，它两端的电压与通过它的电流的乘积就大，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】硅材料的导电性能介于导体与绝缘体之间，是半导体，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】A．电热水壶工作时，通过内部的电阻加热元件（如电阻丝）将电能转化为内能。故A正确，不符合题意；
B．风扇转动时，电能大部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，故B错误，符合题意；
C．给蓄电池充电时消耗电能，把电能转化为化学能储存起来，故C正确，不符合题意；
D．LED灯发光时，消耗了电能，电能转化为光能和少量内能，故D正确，不符合题意。
故选B。
5．C
【详解】A．甲图：电风扇工作主要将电能转化为机械能，利用了通电导体在磁场中受力的作用，不是利用电流的热效应，故A错误；
B．乙图：轻质小球被丝绸摩擦过的玻璃棒吸引，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，由异种电荷相吸引与带电体吸引不带电的轻小物体，则小球带负电或者不带电，故B错误；
C．丙图：给手机电池充电时，手机电池消耗电能，相当于用电器，故C正确；
D．丁图：使用测电笔时，手接触笔尾金属体，且测电笔与火线接触，氖管才能发光，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积有关。已知R1、R2所用电阻丝材料相同，R1的电阻丝比R2的电阻丝细（横截面积小），且R1的圈数43圈比R2的33圈多（长度长），则R1>R2。
A．因为R1、R2并联，并联电路各支路电压相等，根据，U相同，R1>R2，所以通过R1的电流I1小于通过R2的电流I2，故A错误；
B．并联电路各支路两端电压相等，所以R1两端的电压等于R2两端的电压，故B错误；
C．根据电功公式W=UIt，U相同，t相同，I1D．电流做功的过程就是消耗电能的过程，所以R1消耗的电能小于R2消耗的电能，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】A．电功是描述电流做功多少的物理，电流做功越多，电能转化为其他形式能就越多，消耗的电能就越多，故A正确；
B．根据可知，电能的多少与电功率和通电时间有关，没有说明通电时间的情况下，电功率大，用电器消耗的电能不一定越多，故B错误；
C．千瓦是电功率的单位，千瓦时是电功的单位，故C错误；
D．电能表是测量用电器消耗多少电能（或电功）的仪表，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】A.根据可计算得出甲乙两灯正常工作时的电流，甲灯电流为
乙灯电流为
根据公式可计算得出甲乙两灯的电阻值，甲灯电阻
乙灯电阻
当正常发光，
总电压
所以把它们串联在10V电路中，两灯都可以正常发光。故A正确，不符合题意；
B.灯泡的亮度由实际功率决定，正常发光时，，所以甲灯比乙灯亮。故B正确，不符合题意；
C.若把它们并联在6V电路中，甲灯可以正常发光，乙灯的实际电压大于额定电压，将会烧坏。故C错误，符合题意；
D.若把它们并联在6V电路中，实际电压等于额定电压，甲灯可以正常发光，故D正确，不符合题意；
故选C。
9．B
【详解】A．电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故A正确，不符合题意；
B．电流做功的多少由公式 W=UIt 决定，不仅与电流有关，还与电压、时间有关。仅电流大，不能确定做功一定多，故B错误，符合题意；
C．电能表是用来测量电流做功（消耗电能）多少的仪器，故C正确，不符合题意；
D．电流做功的过程就是消耗电能的过程，电流做了多少功就消耗了多少电能。故D正确，不符合题意。
故选B。
10．D
【详解】A．保险盒应该安装在火线上，故A错误；
B．两孔插座的左端导线应该接在零线上，故B错误；
C．开关和灯泡串联后接在火线上才符合安全用电原则，故C错误；
D．将一盏台灯刚接入该三孔插座时，保险丝烧断，说明电路中的电流过大，可能由于台灯插头短路，故D正确。
故选D。
11．AC
【详解】A．电热水壶与普通水瓶高度接近，底面积是水瓶的3倍左右，即电水壶的容积约为水瓶的3倍，一般在1500mL 左右，故A符合题意；
B．室内温度一般不超过30℃，久置于室内的瓶装水温度应接近室内温度，约 25℃左右，故B不符合题意；
C．常见电热水壶的额定电功率通常在 1500～2000W 左右，1500W 是合理的，故C符合题意；
D．电热水壶的高度与水瓶的高度接近，一般在 20～30cm 左右，故D不符合题意。
故选AC。
12．BD
【详解】A．导体容易导电是因为内部存在自由移动的电荷，而不是所有电荷都能自由移动，故A错误；
B．LED灯是发光二极管，是由半导体材料制成的，LED灯具有单向导电性，故B正确；
C．导体和绝缘体之间没有明显界限，绝缘体在一定范围内，可以变为导体，故C错误；
D．因为绝缘体内部几乎没有可以自由移动的电荷，所以绝缘体不容易导电，故D正确。
故选BD。
13．ACD
【详解】A．晴天从期间，光照强度逐渐变强，根据图像知，光敏电阻阻值逐渐减小，故A正确；
B．路灯的亮度自动调节范围在20%（照度：100lx）至100%（照度：500lx）之间，最小是，当红外传感器检测到行人时，路灯的亮度会在当前基础上增加，即此时至少，故B错误；
C．若路灯当前亮度为，有行人通过时，路灯的亮度会在当前基础上增加，路灯亮度变为最大亮度的，故C正确；
D．光敏电阻会安装在智能路灯的灯泡照射范围以内时，路灯亮了，光照强了，可能会自动关闭，故不能正常照明，因而安装在路灯的灯泡照射范围以外，故D正确。
故选ACD。
14．BC
【详解】电熨斗使用过程中将电能转化为内能。
A．电风扇使用过程中将电能转化为机械能与内能，故A不符合题意；
B．电饭煲使用过程中将电能转化为内能，故B符合题意；
C．电水壶使用过程中将电能转化为内能，故C符合题意；
D．笔记本电脑使用过程中将电能转化为光能、内能与机械能，故D不符合题意
故选BC。
15．BD
【详解】A．冬天用电暖器取暖属于利用了电流的热效应，不属于防止电热危害，故A不符合题意；
B．电流通过电脑内部的电路元件产生大量的热，容易烧坏电路元件，所以在电脑机箱内装有小风扇散热，属于防止电热危害，故B符合题意；
C．家用电器长时间不用，要隔一段时间通一次电是为了防止家电受潮，属于利用电热，故C不符合题意；
D．电动机工作时会产生大量的热，温度过高容易烧坏电动机，因此电动机外壳上有散热片，属于防止电热危害，故D符合题意。
故选BD。
16． UI
【详解】[1][2]物理学中，把电流所做的功与所用时间之比叫做电功率，由定义可知，电功率的定义式为
[2]根据电功率的公式和电功的公式，可以通过电流和电压来计算电功率，即
17． 太阳 1.2
【详解】[1]电池板在太阳光的照射下，将太阳能转化为电能，驱动电风扇工作。
[2]电风扇工作时的电流为0.05A，若电风扇工作1h，电流做功216J，则电风扇工作时的电压为
18． AB 电阻
【详解】[1][2]锡纸条上AB、CD段长度相等，材料也相同，由图知AB段的横截面积最小，则AB段的电阻最大； 这两段锡纸条串联，通过的电流相等、通电时间也相同，AB段的电阻最大，由焦耳定律Q=I2Rt可知电流通过AB段产生的热量最多，所以AB段最先冒烟。
19． 4.2×104 6×104
【详解】[1]要使该热水壶中1kg的水温度升高10℃，则这些水吸收的热量为
[2]若该热水壶的热效率为70%，则消耗的电能为
20． 相同 电阻 电流 c
【详解】[1]在该实验中，是通过温度计示数的变化来反映电流通过导体产生热量的多少，而温度计示数的变化是由煤油吸收热量后温度升高引起的。根据热量计算公式Q=cmΔt，要比较不同情况下产生热量的多少，需要控制煤油的质量m和比热容c相同，这样温度计示数的变化才能准确反映产生热量的多少。所以实验中烧瓶内所装煤油的质量应相同。
[2]甲装置中，两个电阻丝R1 和R2 串联，根据串联电路的特点可知，通过它们的电流I和通电时间t都相同，而R1 [3]比较a和c两个烧瓶，电阻丝的阻值相同，通电时间相同，但图甲中两个电阻丝串联在同一电源上，图乙中两个电阻丝并联在同一电源上，由欧姆定律可知，通过a中电阻丝的电流小于通过c中电阻丝的电流，所以通过比较a和c可以探究电热与电流的关系。
[4]图甲中两电阻丝串联，且R1＜R2，由Q=I2Rt可得Qb >Qa。 图乙中两电阻丝并联，且R1＜R2，由可得Qc >Qd。 a和c两个烧瓶电阻丝的阻值相同，通电时间相同。由上述分析可知，a中电阻丝通过的电流小于c，由Q=I2Rt可得Qc >Qa。同理可得Qd >Qb。综合比较可知，c烧瓶中产生的热量最多，根据Q=cmΔt，在煤油质量m和比热容c相同的情况下，c烧瓶中温度计示数最高。
21．(1)
(2) 断开 B
(3)断路
(4)
【详解】（1）滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变亮，则滑动变阻器与小灯泡相互影响，二者串联，且滑动变阻器的滑片向左移动时通过灯泡的电流变大，则此时滑动变阻器接入电路中电阻变小，则滑动变阻器的A接线柱接入电路中；电压表测量灯泡的电压，灯泡的额定电压为3.8V，则电压表的量程选用0~15V，如图所示：
（2）[1]在连接电路时，为了保护电路，开关应断开。
[2]灯泡正常发光时，滑动变阻器的电压为
电路电流约为
由欧姆定律得，此时滑动变阻器接入电路中的电阻为
分析三个滑动变阻器规格，应该将滑动变阻器B接入电路，才能保证实验顺利进行。
（3）闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不亮，小明分析后确定是小灯泡的故障。若电流表没有示数，电压表有示数，说明电路出现断路现象，且电压表与电源相连接，则故障原因可能是小灯泡断路。
（4）[1][2]测量时，应闭合开关S和S1，灯泡与定值电阻并联后，再与滑动变阻器串联，电流表测量定值电阻的电流。并联电路各支路两端电压相等，调节滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为
时，小灯泡正常发光。
[3]断开所有开关后，再将开关S和S2闭合，电路连接方式不变，电流表测量干路电流，测试灯泡仍正常发光，读出电流表的示数为I。
[4]由并联电路电流特点，可得小灯泡的额定电流为
则小灯泡的额定功率
22．(1) 负 C
(2)0.072
【详解】（1）[1]在电路中，电流从电源的正极流出，经过用电器，流回电源的负极，在电源内部电流从负极流向正极，而负电荷定向移动的方向与电流方向相反，所以电极1相当于电源的负极。
[2]A．电池板的外壳需要具备良好的导热性，能够将壳体内的热量及时散出，降低壳体温度，故A不符合题意；
B．对于某些类型的电池板（如光伏电池板），外壳材料需要允许光线透过，以便电池板能够吸收光能并将其转换为电能。因此，良好的透光性是这类电池板外壳材料所需具备的重要性质，故B不符合题意；
C．如果外壳材料导电，那么它可能会成为电池板内部电路的短路路径，导致电池板无法正常工作甚至损坏。因此，外壳材料应该是绝缘的，以避免电流通过，故C符合题意；
D．电池板的外壳需要能够承受外部环境中的摩擦和磨损，以保护内部元件不受损害。因此，良好的耐磨性是外壳材料所需具备的重要性质，故D不符合题意。
故选C。
（2）已知一小时产生的电能为2.16×106J，则每小时输出的能量相当于节省的煤质量为
23．(1)热
(2)高温
(3)
(4)1.32×105J
【详解】（1）电火锅是利用电流通过导体发热来加热的，故电火锅是利用了电流的热效应原理工作。
（2）由可知，当电源电压一定时，电路中的总电阻越小，总功率就越大，当开关S和触点3、4接触时，R2与R3并联，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电火锅处于高温挡。
（3）开关S跟触点2和3接触时，电路中只有R2，为中温挡，所以
（4）开关S跟触点3和4接触时，R2与R3并联，为高温挡
电路在此模式下1min内消耗的电能
24．(1)该太阳翼每秒做功9000J
(2)
(3)40W
(4)537.5h
【详解】（1）“” 表示的物理意义是该太阳翼每秒做功9000J。
（2）已知照明灯的额定电压、额定功率，根据电功率公式，变形得该照明灯正常工作时灯丝的电阻
（3）忽略灯丝电阻变化，根据欧姆定律，此时照明灯的实际工作电流
根据电功率公式，得照明灯的实际功率
（4）“430度电”是电能，微波炉额定功率根据
根据公式，变形得工作时间：