沪科版物理九年级上册第十六章 电流做功与电功率达标测试卷（含答案）

第十六达标测试卷
一、选择题(每题3分，共30分)
1．下列关于电能的说法正确的是(　　)
A．可以通过电流表把电能直接测量出来
B．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
C．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
D．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
2．将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表(如图乙)的转盘转6
r用时1
min。下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是(　　)
A．电能表应接在空气开关和用电器之间
B．该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大功率不能超过2
200
W
C．电热水瓶的实际功率是600
W
D．若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间是串联的
INCLUDEPICTURE"J16-1.tif"
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"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\J16-1.tif"
\
MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE"DJ16-2.tif"
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"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\DJ16-2.tif"
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MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE"J16-2.tif"
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"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\J16-2.tif"
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(第2题)
　
(第3题)
　
(第4题)
3．将A、B两个灯泡，按图甲、图乙两种方式连接，已知RA＝4
Ω，RB＝6
Ω，电源电压相同，下列分析正确的是(　　)
A．图甲中A灯比B灯亮
B．图乙中A灯比B灯亮
C．图甲中A灯比图乙中A灯亮
D．图甲中电路的总功率比图乙中电路的总功率要大
4．如图甲所示，小灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5
V的电路中，闭合开关S移动滑片P，得到小灯泡的I?U图像如图乙所示。当小灯泡的功率为0.75
W时，下列说法正确的是(　　)
A．电流表的示数为0.2
A
B．滑动变阻器接入电路的电阻为15
Ω
C．电路消耗的总功率是135
W
D．10
s内电流对滑动变阻器做的功是6
J
5．甲、乙两只小灯泡上分别标有“6
V
3
W”“4
V
2
W”字样，现在把它们按不同方式接在不同电路中，下列判断错误的是(　　)
A．若把它们串联在10
V电路中，两只灯泡恰好都能正常发光
B．若把它们串联在10
V电路中，两只灯泡都不能正常发光
C．若把它们并联在6
V电路中，只有甲灯泡能正常发光
D．若把它们并联在4
V电路中，只有乙灯泡能正常发光
6．如图所示，电源电压U为10
V并保持不变，滑动变阻器的规格为“20
Ω
1
A”。闭合开关S，当滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，电流表示数为0.5
A；当滑片P移至中点时，电流表示数为0.4
A，则(　　)
INCLUDEPICTURE"DJ16-4.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\DJ16-4.tif"
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A．电路消耗的最小功率为2.5
W
B．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为2.4
W
C．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为3.2
W
D．滑片P在最左端时，2
min内电流通过灯泡所做的功为10
J
7．如图所示，电源电压保持12
V不变，小灯泡L上标有“6
V
3
W”字样，滑动变阻器的最大电阻值R＝48
Ω，闭合开关，若不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"DJ16-5.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\DJ16-5.tif"
\
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A．要使电压表的示数增大1
V，小灯泡L两端的电压就会减小1
V
B．小灯泡L的最小实际电功率为0.6
W
C．当滑片P移到变阻器的中点时，小灯泡L正常发光
D．当滑片P移到最右端时，通电10
s滑动变阻器消耗的电能是19.2
J
8．右图是某家用电器内部电路结构图，其中R1、R2为加热电阻丝(R1>R2)。下列关于电阻丝的四种连接方式，可使电热器提供不同的发热功率，其中说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"DJ16-3.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\DJ16-3.tif"
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A．甲的连接方式发热功率最小
B．乙的连接方式发热功率最大
C．丙的连接方式发热功率最小
D．丁的连接方式发热功率最大
9．一根电阻丝接在电压为U的电路中，它在某段时间内产生的热量为Q，下列措施可以使电阻丝在相等时间内产生的热量为2Q的是(　　)
A．将该电阻丝对折起来接到电压为U的电路中
B．将该电阻丝改接在电压是2U的电路中
C．将该电阻丝均匀拉长到原来长度的2倍后接到电压为U的电路中
D．将该电阻丝剪去一半接在原电路中
10．图示为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2。下列说法正确的是(　　)
A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器的滑片P向左移动
INCLUDEPICTURE"J16-3.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\J16-3.tif"
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INCLUDEPICTURE"DJ16-10.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\DJ16-10.tif"
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INCLUDEPICTURE"DJ16-11.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\DJ16-11.tif"
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(第10题)　　　　
(第11题)　　　　
(第12题)
二、填空题(每空1分，共14分)
11．某电吹风工作6
min，能使如图所示的电能表的转盘转过120
r，则该电吹风消耗的电能为________kW·h，电功率为________W。这些电能可供一只“220
V
10
W”的LED灯正常工作________h。一只这样的LED灯与一只“220
V
100
W”的白炽灯正常发光时亮度相当，若LED灯正常发光时的效率为80%，则白炽灯正常发光时的效率为________。
12．标有“6
V
3
W”字样的小灯泡，它的电流－电压图像如图所示，则它正常工作10
s消耗的电能为________J；若将它与一个10
Ω的定值电阻串联在电压为8
V的电路中，则电路消耗的总功率为________W。
13．LED灯具有节能、环保的特点，一个“220
V
8.5
W”的LED灯与一个“220
V
60
W”的白炽灯亮度相当。若一个“220
V
8.5
W”的LED灯每天正常工作4
h，30天消耗的电能是__________度，这些电能可供“220
V
60
W”的白炽灯正常工作__________h。
14．将标有“4
V
4
W”字样的A灯和标有“4
V
2
W”字样的B灯串联接入电源电压不变的电路中，其中一盏灯恰好正常发光，此时________灯正常发光，若不考虑灯丝电阻随温度的变化，则电源电压应该是________V。
15．如图所示，灯泡L上标有“6
V
3
W”字样，电源电压为6
V且保持不变，定值电阻R＝8
Ω(不计灯丝电阻的变化)。只闭合S1和S3，电阻R在100
s内产生的热量是________J；电路在工作状态下，整个电路消耗的最小功率是________W。
INCLUDEPICTURE"DJ16-12.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\DJ16-12.tif"
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INCLUDEPICTURE"DJ16-13.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\DJ16-13.tif"
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(第15题)
(第16题)
16．如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物。已知电源电压为80
V，电压表示数为60
V，线圈电阻为1.5
Ω，电动机正常工作时，通过线圈的电流为2
A，在10
s内电动机将重物提升了40
m，此过程中电动机消耗的电能为________J，电流通过线圈产生的热量为________J。
三、实验探究题(17题10分，18题16分，19题12分，共38分)
17．图甲所示为测量小灯泡电功率的实物图，所选小灯泡的额定电压为2.5
V，电路连接完成后：
(1)闭合开关发现小灯泡不发光且电流表无示数，但是电压表的示数很大且接近电源电压，经检查导线连接无误，则出现这种现象的原因可能是________。
A．电流表断路
B．小灯泡断路
C．电压表断路
D．变阻器断路
(2)排除电路故障后继续实验。当电压表示数为2
V时，电流表的示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为________A，小灯泡消耗的电功率为________W。为了测量小灯泡的额定功率，则应将滑动变阻器的滑片P向________(填“A”或“B”)端移动。
(3)图丙是根据多组实验数据描绘出的I?U关系图像，分析通过灯泡的电流与其两端电压不成正比的原因是__________________________。
INCLUDEPICTURE"DJ16-14.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\DJ16-14.tif"
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18．小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，设计了如图甲所示的实验电路，小灯泡标有“2.5
V”的字样。
INCLUDEPICTURE"9J-11.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\9J-11.tif"
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(1)图甲是小明连接的实验电路，同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并在图中改正。
(2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表有示数，电压表没有示数，则可能的故障是________________。
(3)排除故障后继续实验，小明进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在如下表格中。当电压表示数为1.7
V时，电流表示数如图乙所示，请根据电流表的示数把表格补充完整。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电功率P/W
灯泡的亮度
1
0.5
0.16
3.1
0.08
不亮
2
1.7
较暗
3
2.5
0.28
8.9
0.70
正常
4
3.0
0.30
10.0
0.90
很亮
(4)根据实验目的分析实验数据及现象，可得出的结论是_____________________________________________________。
(5)实验中小灯泡的电阻变化的原因是_________________________________________________。
(6)此实验中将小灯泡换成5
Ω、10
Ω、15
Ω的定值电阻还能完成的探究实验是_____________________________________________________。
19．如图所示的是“探究电流产生的热量与电流、电阻的关系”的实验装置。(甲、乙、丙是完全相同的密闭容器，内装有等量红墨水，闭
INCLUDEPICTURE"DJ16-15.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\DJ16-15.tif"
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合开关前，甲、乙、丙三个容器内三根玻璃管液面相平)
(1)电流产生的热量不易直接测量，在实验中是通过观察玻璃管中液面的________来比较甲、乙、丙容器内空气温度的变化。
(2)在通电时间相同的情况下，通过对比观察________容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量Q与电阻R的关系，得出的结论是_________________________________________________________。
(3)在通电时间相同的情况下，通过对比观察________容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量Q与电流I的关系，得出的结论是________________________________________________________。
(4)请根据以上实验结论简要解释“电炉工作时，电炉丝发红而与电炉丝相连的导线却不怎么发热”：____________________________________。
四、计算题(20题8分，21题10分，共18分)
20．图甲所示是某型号电热加湿器的原理图，右表为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的转换(低挡为小功率加热，高挡为大功率加热)。
(1)加湿器需在高挡加热，开关S应旋转至触点________(填“1、2”“2、3”或“3、4”)位置。
(2)求电阻R1的阻值。
(3)求加湿器处于低挡位置时的发热功率。
(4)图乙所示是某次使用加湿器工作30
min的图像，请计算加湿器消耗的总电能。
　INCLUDEPICTURE"DJ16-17.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\DJ16-17.tif"
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额定电压
220
V
高挡发热功率
400
W
水箱容积
3
L
适用面积
20～40
m2
21．下图所示为模拟调光灯电路，电路中电源电压不变，灯泡L标有
“6
V
3
W”字样，且灯丝电阻随温度的变化而变化，定值电阻R1的阻值为6
Ω。将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6
V和0.2
A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为3
V和0.5
A。求：
INCLUDEPICTURE"DJ16-16.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\DJ16-16.tif"
\
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(1)灯泡L正常发光时的电阻为多大？
(2)当R2的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率是多少？
(3)为使灯泡安全工作，R2的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应采取怎样的保护措施？请计算说明。
答案
一、1．D　2．C　3．B
4．D　点拨：由电路图可知，小灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，由图乙可知，当灯泡两端的电压UL＝2.5
V、通过的电流IL＝0.3
A时，小灯泡的功率PL＝ILUL＝0.3
A×2.5
V＝0.75
W，则电流表的示数为0.3
A，故A错误；滑动变阻器两端的电压UR＝U－UL＝4.5
V－2.5
V＝2
V，滑动变阻器接入电路的电阻R＝＝＝≈6.67
Ω，故B错误；电路消耗的总功率P＝IU＝ILU＝0.3
A×4.5
V＝1.35
W，故C错误；10
s内电流对滑动变阻器做功WR＝URIRt＝URILt＝2
V×0.3
A×10
s＝6
J，故D正确。
5．B　点拨：由P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为I甲＝＝＝0.5
A，I乙＝＝＝0.5
A，由I＝可得，两灯泡的电阻分别为R甲＝＝＝12
Ω，R乙＝＝＝8
Ω。两灯泡串联时，因为串联电路中各处的电流相等，且两灯泡的额定电流相等，所以两灯泡可以同时正常发光，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源的电压U＝I(R甲＋R乙)＝0.5
A×(12
Ω＋8
Ω)＝10
V，故A正确，B错误。两灯泡并联在6
V电路中时，因为并联电路中各支路两端的电压相等，且在额定电压下灯泡正常发光，所以只有甲灯泡能正常发光，乙灯泡不能正常发光，可能被烧毁，故C正确；同理可知，两灯泡并联在4
V电路中时，只有乙灯泡能正常发光，甲灯泡的实际功率小于额定功率，不能正常发光，故D正确。
6．B　点拨：当滑片P移至最左端时，电路为灯泡的简单电路，电流表测电路中的电流，此时灯泡正常发光，由I＝可得，灯泡正常发光时的电阻RL＝＝＝20
Ω；当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，电路消耗的功率最小，若不考虑灯泡电阻随温度的变化，根据串联电路的电阻特点可得，最小总功率P最小＝＝＝2.5
W；由于灯泡不正常工作时的电阻低于正常工作时的电阻，所以电路消耗的最小功率不是2.5
W，故A错误。滑片P在中点时，电流表示数为0.4
A，根据I＝可得，此时滑动变阻器两端的电压U滑＝IR滑＝0.4
A××20
Ω＝4
V，因为串联电路中总电压等于各电压之和，所以此时灯泡两端的电压UL′＝U－U滑＝10
V－4
V＝6
V，灯泡的实际功率PL＝UL′I＝6
V×0.4
A＝2.4
W，故B正确，C错误。滑片P在最左端时，2
min内电流通过灯泡做的功WL＝UILt＝10
V×0.5
A×2×60
s＝600
J，故D错误。
7．D　8．D　9．D
10．C　点拨：由图知，两电阻串联，通过的电流和通电时间相等，而电阻不同，故可研究电流产生的热量与电阻的关系，A、B错误；根据Q＝I2Rt，因R1＜R2，故右边容器中电阻丝产生的热量多，由转换法，甲管中液面上升比乙慢，C正确；闭合开关后，要使电流增大，由欧姆定律知，要减小电路的电阻，故应将滑动变阻器的滑片P向右移动，D错误。故选C。
二、11．0.1；1
000；10；8%　12．30；3.2
13．1.02；17　点拨：由P＝可得，该LED灯30天消耗的电能W＝Pt＝8.5×10－3
kW×30×4
h＝1.02
kW·h；这些电能可供“220
V
60
W”的白炽灯正常工作的时间t′＝＝＝17
h。
14．B；6　15．450；1.8
16．1
200；60　点拨：消耗的电能W＝UIt＝60
V×2
A×10
s＝1
200
J；电流通过线圈产生的热量Q＝I2Rt＝(2
A)2×1.5
Ω×10
s＝60
J。
三、17．(1)B　(2)0.32；0.64；B
(3)灯丝的电阻随温度的变化而变化
18．解：(1)如图所示。
INCLUDEPICTURE"D16-4.tif"
INCLUDEPICTURE
"F:\\邵\\20秋\\物理\\9年级\\HK-全国\\word\\D16-4.tif"
\
MERGEFORMATINET
(2)灯泡短路　(3)0.24；7.1；0.41
(4)灯泡的实际功率越大，灯泡越亮
(5)灯泡的电阻随温度的变化而变化
(6)电压一定时，电流与电阻的关系
19．(1)高度
(2)甲和乙；在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多
(3)乙和丙；在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多
(4)电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，电炉丝的电阻较大，产生的热量较多，而导线的电阻极小，几乎不发热
四、20．解：(1)3、4
(2)由图乙可知，高挡功率P高＝400
W，
由P＝可得R1的阻值R1＝＝＝121
Ω。
(3)由题知，R2＝3R1，低挡发热功率为
P低＝＝＝＝100
W。
(4)由图乙知，工作30
min，其中高挡10
min，低挡20
min，所以加湿器消耗的总电能W＝W高＋W低＝P高t高＋P低t低＝400
W×10×60
s＋100
W×20×60
s＝3.6×105
J。
21．解：(1)由题可知，灯泡正常发光时的电阻为
R＝＝＝12
Ω。
(2)灯泡正常发光时的电流I额＝＝＝0.5
A，由题可知，移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为3
V和0.5
A，即此时电路中的实际电流I＝0.5
A＝I额，故此时灯泡恰好正常发光，可得灯泡两端电压U灯＝U额＝6
V，R2两端电压即电压表示数U2＝3
V，R1两端电压U1＝IR1＝0.5
A×6
Ω＝3
V，则电源电压U＝U1＋U2＋U灯＝3
V＋3
V＋6
V＝12
V，当滑片在最右端时，R1两端电压U1′＝I1′R1＝0.2
A×6
Ω＝1.2
V，灯泡两端电压U灯′＝U－U1′－U2′＝12
V－1.2
V－6
V＝4.8
V，此时灯泡的实际电功率为P灯实＝U灯′I1′＝4.8
V×0.2
A＝0.96
W。
(3)由图可知灯泡、R1、R2串联连接，当滑片P滑到最左端时，电路由R1与灯泡串联组成，根据题意，灯泡两端电压最多为U大＝6
V，通过的电流I大＝I额＝0.5
A，则此时R1的值应为R1′＝＝＝12
Ω，故应该将R1替换为阻值为12
Ω的电阻。