沪粤版九年级上册物理 第15章 电能与电功率 达标测试卷（含答案）

第十五章达标测试卷
一、填空题(每空2分，共20分)
1．繁忙的交通路口安装了很多交通灯，提醒每位市民要遵守交通规则，如图为某一路口的红灯、黄灯、绿灯设施，三只灯均标有“220 V　100 W”，这套设备工作24 h耗电__________度。

(第1题)　　　 (第2题)　　　 (第3题)　　　 (第6题)
2．如图所示电路，灯L1、L2串联接在9 V的电源两端，灯L1标有“6 V　6 W”，灯L2标有“6 V　3 W”，闭合开关，1 min内L2消耗的电能是________J(不计温度对灯泡电阻的影响)。
3．图中R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，把它们并联在U＝3 V的电路中，通电30 s，则电阻R1消耗的电能为________J。
4．华为手机的超级快充充电器最大充电电流可达5 A，现有华为某一型号的电池，容量为4 200 mA·h(其中“mA”为电流的单位“毫安”，“h”为时间的单位“小时”)，假设充电器始终以最大充电电流充电，则把电池充满，只需要________min。
5．将一只“220 V　100 W”的灯泡用输电线引到学校运动场，发现灯泡亮度较暗，测得灯泡的实际功率只有81 W，则输电线上消耗的功率约为________W。
6．如图所示的电路，当S1、S2都闭合时，R1的电功率为25 W，当把S2断开时，R1的电功率为4 W，则此时R2的电功率为________W。
7．下图是小明家电能表的表盘。小明将家中所有其他用电器关闭，只让暖风机单独工作，观察到1 min内电能表指示灯闪烁了32次，它的实际功率是__________W。

(第7题) 　 (第8题)
　
(第9题) 　 (第10题)
8．有一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，通过L、R的电流跟其两端电压关系如图所示。由图可得当小灯泡的实际功率为1 W时，R消耗的电功率为________W。
9.如图所示电路，电源电压不变，定值电阻R0与滑动变阻器R串联。调节滑动变阻器的滑片至某一位置时，电流表示数为0.1 A，R的功率为0.6 W；当滑片移动到另一位置时，电流表示数变化了0.2 A，R的功率为0.9 W。则电源电压U＝________V。
10．【新题】如图甲所示，图中阴影部分的面积在数值上等于物体在2 s内通过的路程。某用电器的电功率与时间的关系如图乙所示，联系甲、乙两图，则该用电器80 s内消耗的电能是________J。
二、选择题(每题2分，共14分)
11．为了改善学习环境，政府为全校40个教室每个教室装上2个立式空调。采购方案甲打算购买能效等级为3级，能效比为3.0，额定输入功率为2 000 W的空调(能效比是指空调器在制冷运行时，制冷量与有效输入功率之比，能效等级越高，相同情况下越节能)。而采购方案乙则打算购买能效等级1级，能效比为4.0的空调。若教室内所需的制冷量相等，每个教室按照每天工作8小时计。则这个学校如果按照乙方案实施，可以比甲方案每天节约多少电能(　　)
A．32 kW·h B．160 kW·h C．320 kW·h D．640 kW·h
12．如图所示电路中，将开关S闭合，完全相同的灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是(　　)
A．灯L1比灯L2亮
B．通过A点的电流大于通过B点的电流
C．灯L1的实际电功率比灯L2的实际电功率小
D．电路中AB两点间的电压等于BC两点间的电压

(第12题)　　　 (第14题)　　 　 (第16题)
13．有关“测定小灯泡电功率”的实验分析正确的是(　　)
A．所选择的电源的电压必须等于小灯泡的额定电压
B．实验原理是P＝I2R
C．要计算三次实验的功率并取平均值
D．滑动变阻器的作用之一是保护电路
14．标有“6 V　3.6 W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压的变化关系如图所示，若把这种规格的三个灯泡串联接在6 V的电源两端，每一个灯泡的实际电阻和实际功率分别为(　　)
A．10 Ω　0.4 W B．5 Ω　0.9 W
C．6 Ω　1.5 W D．5 Ω　0.8 W
15．小华在做实验时，将额定电压相同的灯L1和L2串联在电路中，闭合开关后，发现灯L1亮而灯L2不亮；当他用一根导线并联接在灯L1的两端时，发现灯L2亮了而灯L1却不亮了。分析出现上述现象的原因是(　　)
A．灯L2一定短路了
B．灯L1一定断路了
C．灯L1的电阻一定比灯L2的电阻大得多
D．灯L1的额定功率一定比灯L2的额定功率大得多
16．如图甲所示的电路，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P从一端滑到另一端的过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A．滑片从最左端向最右端滑动过程中，电流表示数变小
B．滑片滑动过程中，电压表与电流表示数之比不变
C．电源电压为6 V
D．电路消耗的最大功率为3.6 W
17．【新题】物理兴趣小组的同学，为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，按照如图甲的电路进行实验。组装好电路后，闭合开关，让滑片P从最右端开始向左滑动，测量滑片到最右端的距离X，同时观察电压表、电流表的示数，记录数据并绘制图象。电压表读数U与X的关系如图乙所示，电流表读数I与X的关系如图丙所示。根据题目信息，以下说法中(　　)
①由图象可知，电源电压为3.0 V，滑动变阻器出现了断路故障，且断点位置X＝5 cm
②滑动变阻器滑片P每滑动1 cm的阻值变化2 Ω
③滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是20 Ω
④若电流表的量程为0～3 A，则此电路的最大功率可达4.5 W
A．只有①③正确 B．只有②④正确
C．只有①④正确 D．只有①②④正确
三、实验探究题(第18题10分，第19题6分，共16分)
18．图甲是小奇探究“影响电流热效应的因素”的实验装置图。
(1)小奇通过观察____________________________来反映电流产生热量的多少；通电一段时间后，可知R1电阻产生热量多，由此可以说明：______________。
(2)实验过程中，小奇发现实验现象并不明显，可能的原因是______(一条即可)。
(3)利用图甲小奇同学想探究“电流热效应与电流的关系”，请写出他需要收集的数据：__________________________________。
(4)小奇用如图甲所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据焦耳定律可知，图乙中能正确反映h?I关系的是__________。
19．小王做“测量小灯泡电功率”的实验所用器材有：标有“2.5 V”字样、正常发光时阻值约为13 Ω的完全相同的小灯泡两个，电压恒为3 V的学生电源，标有“20 Ω　1 A”的滑动变阻器，电流表，电压表，开关及导线若干。
(1)图甲是实验电路图，图乙是实物连接图，接线过程中有一处连接错误，请在错误的接线上打“×”并用笔画线代替导线进行改正，要求改正后滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)小王在实验之前检查仪表时发现：电流表有电流通过时能发生偏转；电流表未接入电路时，电流表指针如图丙所示，出现这种现象的原因是_________。
(3)按电路图正确连接后，闭合开关，灯不亮，电压表示数接近电源电压，电流表无示数。造成这种现象的原因可能是__________(填正确选项前的字母)。
A．滑动变阻器断路 B．开关接触不良
C．小灯泡与灯座接触不良 D．电流表断路
四、计算题(第20题6分，第21题6分，第22题8分，共20分)
20.图甲是理发店用的一款电吹风，它的原理图如图乙，铭牌信息如图丙。请解答下列问题：
(1)请结合图乙、丙，说出开关S1、S2分别处于什么状态时，电吹风处于冷风挡、暖风挡、热风挡？
(2)电阻R2的阻值为多少？
(3)已知R1的阻值为24.2 Ω，那么用暖风挡工作1 min，消耗的电能为多少？
21．把一个标有“10 V　3 W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12 V的电源上(如图所示)，小灯泡恰能正常工作。通过计算回答：
(1)通过小灯泡的电流是多少？
(2)串联在电路中的定值电阻的阻值多大？(计算结果保留1位小数)
(3)该电路工作10 s，定值电阻产生的热量是多少？
22.某同学根据如图所示电路进行实验：先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，记下电压表示数和电流表示数，后松开夹子，使电动机转轴转动，移动滑动变阻器滑片，记下电压表示数和电流表示数。数据记录如下：
转动情况 U/V I/A W/J Q/J
不转动 0.2 0.2 W1 Q1
转动 3.0 1.2 W2 Q2
利用上表数据计算和分析：
(1)电动机不转动时，通电10 s，电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1。
(2)电动机转动时，通电10 s，电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2。
(3)试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系，并分析其原因。
答案
一、1．2.4　
2．180　点拨：根据P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为I1＝＝＝1 A，I2＝＝＝0.5 A，根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻：R1＝＝＝6 Ω，R2＝＝＝12 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则两灯泡串联后接在9 V 的电源上时，电路中的电流：I＝＝＝0.5 A，1 min内L2消耗的电能为：W＝I2R2t＝(0.5 A)2×12 Ω×60 s＝180 J。
3．67.5　4．50.4　5．9　
6．6　点拨：由电路图可知，当闭合开关S1、S2时，电阻R2被短路，电路为R1的简单电路，则R1两端电压等于电源电压U，且R1的功率P＝25 W，由P＝可得，R1的电阻为R1＝；由图可知，当把S2断开时，R1与R2串联，设此时R1两端电压为U1，且R1的功率P′＝4 W，R1的电阻为R1＝；R1的阻值不变，则：＝，变形可得：＝＝，解得：＝，所以U1＝U；串联电路的总电压等于各分电压之和，即U＝U1＋U2，则此时R2两端的电压为U2＝U－U1＝U－U＝U；根据P＝UI可得，此时R1的电功率与R2的电功率之比为＝＝＝＝，则：P2＝P′＝×4 W＝6 W。
7．1 200　8．0.4　9．7.5　10．120
二、11．C　点拨：根据能效比是指空调器在制冷运行时制冷量与有效输入功率之比可得：甲、乙方案制冷量P＝3P甲＝3×2 000 W＝6 000 W＝6 kW，P＝4P乙，则乙的额定输入功率为P乙＝＝＝1.5 kW，这个学校乙方案比甲方案每天工作8小时节约的电能为：ΔW＝W甲－W乙＝(P甲－P乙)t＝(2 kW－1.5 kW)×8 h×40×2＝320 kW·h，C正确。
12．D　13．D　
14．D　点拨：把这种规格的三个灯泡串联接在6 V的电源两端，由串联电路的电压特点和分压规律可知，每个灯泡两端的电压都为2 V，从图象上可以看出，此时电路中电流为0.4 A，根据欧姆定律可得每个灯泡的实际电阻：R＝＝＝5 Ω；每个灯泡的实际功率：P＝UI＝2 V×0.4 A＝0.8 W。
15．C　16．C　17．D
三、18．(1)细玻璃管中红色液柱上升的情况；在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多
(2)加热时间短(合理即可)
(3)相同时间、同一电阻、不同的两个电流、对应的红色液柱上升的高度
(4)A
19．解：(1)如图所示。
(2)电流表指针没有调零　(3)C
四、20．解：(1)当S1闭合，S2接A时，R1、R2串联后与电动机并联，当S1闭合，S2接B时，R2与电动机并联，串联总电阻大于R2；根据公式P＝知道，当S2接A时，发热功率小，电吹风处于暖风挡，当S2接B时，发热功率大，电吹风处于热风挡。当仅S1闭合，S2断开时，电吹风处于冷风挡。
(2)当电吹风处于热风挡时，R2与电动机并联在电路中，热风挡功率等于冷风挡功率与电阻R2的功率之和，所以电阻R2的功率为P2＝2 200 W－200 W＝2 000 W，R2的阻值为：R2＝＝＝24.2 Ω。
(3)电吹风处于暖风挡时，R1、R2串联后的总电阻R＝R1＋R2＝24.2 Ω＋24.2 Ω＝48.4 Ω；发热功率P′＝＝＝1 000 W，所以暖风挡功率为P＝1 000 W＋200 W＝1 200 W；工作1 min，消耗的电能为W＝Pt＝1 200 W×60 s＝7.2×104 J。
21．解：(1)小灯泡正常工作时UL＝U额＝10 V，PL＝P额＝3 W，
通过小灯泡的电流I＝＝＝0.3 A。
(2)定值电阻R两端的电压UR＝U－UL＝12 V－10 V＝2 V，定值电阻的阻值R＝＝＝ Ω≈6.7 Ω。
(3)根据焦耳定律，定值电阻产生的热量Q＝I2Rt＝(0.3 A)2× Ω×10 s＝6 J。
22．解：(1)由数据记录表格可知，电动机不转动时，U1＝0.2 V，I1＝0.2 A，则通电10 s，电动机所做的电功W1＝U1I1t1＝0.2 V×0.2 A×10 s＝0.4 J。线圈的电阻R线圈＝＝＝1 Ω，所产生的热量Q1＝I12R线圈t1＝(0.2 A)2×1 Ω×10 s＝0.4 J。
(2)由数据记录表格可知，电动机转动时，U2＝3.0 V，I2＝1.2 A，则通电10 s，电动机所做的电功W2＝U2I2t2＝3.0 V×1.2 A×10 s＝36 J。所产生的热量Q2＝I22R线圈t2＝(1.2 A)2×1 Ω×10 s＝14.4 J。
(3)比较可得W1＝Q1，W2>Q2。电动机未转动时，电流流经线圈时，电能全部转化为内能，因此W1＝Q1；电动机转动时，电流流经线圈时，电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，因此W2>Q2。