2021年初中九年级物理(全国版)-课后习题-第18章电功率-及答案第十八章测评.pdf

1 第十八章测评(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(本大题共 10小题,每小题 3分,共 30 分。下列各题给出的四个选项中,只有一项符合题意)1.下列说法错误的是()A.电能表是测电能的仪表 B.电功的单位和能量的单位一样,都是焦耳 C.千瓦时是电功的单位 D.电流做功的过程就是其他形式的能转化为电能的过程 2.如图所示,将两只额定电压相同的小灯泡 L1、L2串联在电路中,闭合开关后,发现灯 L1较亮,灯 L2较暗,其原因可能是()A.灯 L1额定功率较大 B.灯 L2两端电压较大 C.灯 L1的电阻较大 D.通过灯 L1的电流较大 3.人类正面临能源危机,为选用节能交通信号灯的灯源,实验室通过实验发现,下表中的LED 灯和白炽灯在正常工作时光照强度相同。有关数据如下表:两种灯 LED 灯 白炽灯 发光原理 二极管发光 钨丝高温发光 额定电压/V 24 220 响应时间/s 10-9 10-3 额定功率/W 12 100 请根据以上材料说明下列说法错误的是()A.在光照强度相同的情况下,LED 灯不必要达到很高的温度就能发光,电能基本上不转化成内能,几乎全部转化为光能,因而发光效率高 B.LED 灯的额定电压低,人直接接触不会触电 C.LED 灯响应时间短,也就是从开始发光到正常发光所用的时间短 D.LED 灯额定功率小,消耗的电能肯定比白炽灯少 4.将 A、B两个灯泡按图甲、图乙两种方式连接,已知 RA=4、RB=6,电源电压相同,下面分析正确的是()甲 乙 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.图甲中的总功率比图乙中的总功率大 2 5.通过甲、乙两个电熨斗的电流之比为 21,它们的电阻之比为 32,那么电能转化成内能时功率之比为()A.21 B.61 C.31 D.条件不足,无法判断 6.如图所示,电源电压恒为 4.5 V,A 的量程为 00.6 A,V的量程为 03 V,灯泡上标有“2.5 V 1.25 W”(不考虑灯丝电阻变化),滑动变阻器 R的规格为“20 1 A”。闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片 P 的过程中()A.A的示数最大为 0.6 A B.灯泡消耗的最小功率为 0.12 W C.电路消耗的最大总功率为 2.7 W D.滑动变阻器接入电路的最小电阻为 4 7.用右图的电路测量小灯泡的功率,当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时,小灯泡消耗的功率和亮度将分别()A.变大,变暗 B.变小,变亮 C.变大,变亮 D.变小,变暗 8.为测量某电热杯的电功率,小明同学把家中其余用电器从电源上断开,只将该电热杯接入电路,观察电能表,发现在 1 min 内电能表转盘转过 15 转。电能表的部分技术参数如表所示,该电热杯的电功率是()电压 220 V 电流规格 10(20)A 电流频率 50 Hz 每千瓦时的转数 3 000 revs/(kWh)A.300 W B.30 W C.150 W D.200 W 9.某型号的电饭锅有加热和保温两挡,其原理如图所示,以下说法正确的是()A.开关 S 断开时,为电阻 R2的简单电路 B.开关 S 断开时,电阻 R1与 R2并联 C.开关 S 闭合时为加热状态 D.开关 S 闭合时为保温状态 10.如图所示,电源电压为 6 V 且保持不变,R0=30,滑动变阻器的规格为“20 1 A”,电流表的量程为 00.6 A,小灯泡上标有“3 V 1.5 W”字样。不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则()3 A.当 S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是 420 B.当 S闭合,S1、S2都断开时,电路消耗的最大功率是 3.6 W C.当 S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为 2.4 W D.当 S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是 15 二、填空题(每空 2分,共 24 分)11.一台家用电视机待机状态下的电功率大约是 10 W,这表示 1秒钟电流做的功是 J。如果这台电视机平均每天的待机时间以 18 h 计,那么在待机状态下 100 天消耗的电能是 kWh。12.如图所示,电源电压为 6 V,电阻 R1的阻值为 10。闭合开关后,电流表的示数为 0.9 A,则通过电阻 R1的电流为 A,R2的电功率为 W。13.一根阻值为 50 的电阻丝,通电 100 s,通过的电流为 1 A,则电流通过电阻丝产生的热量为 J,此时电阻的电功率为 W。14.有一只标有“6 V 3 W”的小灯泡和一个标有“100 1 A”的滑动变阻器,小明同学将它们并联后直接接到恒定电源上,小灯泡恰好正常发光,其两端的电压是 V,此时整个电路允许消耗的最大功率是 W。15.夏天常用的电热驱蚊器是利用电流的 效应工作的。其发热元件正常工作时的电阻为 8 800,接在家庭照明电路中正常工作 100 s 产生的热量是 J。16.下图是某种电砂锅的工作电路图,S 是温控开关。当 S闭合时,电砂锅处于 (选填“加热”或“保温”)状态;电砂锅加热时功率为 1 100 W,保温时功率为 55 W。则电阻R2为 。三、实验题(17题 12分,18题 14 分,19 题 8分,共 34分)17.小明同学手里有一个标有“3.8 V”字样的小灯泡,他想知道小灯泡正常工作时的电功率,于是在学校实验室借来一些实验器材,连接了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。(1)在图中找出连接错误的一根导线并在该导线上画“”,用笔画线代替导线将电路连接正确。(所画的导线要用实线,不可用虚线)4 (2)该实验的原理是 。(3)连接电路时,开关应该 。(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,他发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数。则故障原因可能是 。(5)在实验时,电压表出现了故障不能使用。小明向老师借了一只定值电阻 R0(R0阻值已知),设计了如图乙所示的电路,继续测量恒定电压为 U的小灯泡的额定功率。测量时,应先闭合开关 S和 S1,调节滑动变阻器,当电流表的示数为 时,小灯泡正常发光;接着将 S1断开,S2闭合,读出电流表的示数为 I,则小灯泡的额定功率 P额=(用I、U额和 R0表示)。18.某实验小组的同学用下图所示器材测量小灯泡的电功率。已知电源电压恒为 6 V不变,待测灯泡的额定电压为 3.8 V,功率估计在 1.1 W 左右。甲 乙 丙(1)请在图甲中用笔画线代替导线,使其成为完整的实验电路。(2)请根据实物图在虚线框内画出对应电路图。(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片 P 应该位于 (选填“A”或“B”)端。(4)闭合开关,同学们发现,电流表没有示数,灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,此时电路故障为 。(5)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P,使灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示为 A,则待测灯泡的额定功率为 W。(6)若实验器材中电压表 015 V 量程被损坏,利用上图器材怎样测定待测灯泡的额定功率?写出简要步骤 。19.小明和小红想利用如图所示的装置探究导体产生的热量与电阻大小的关系。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶 A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶 B 中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。两瓶煤油中的温度计可以显示煤油的温度。5 (1)根据 法的研究思想,应该使这两个烧瓶中煤油的质量相等。(2)小红问小明:“打开水龙头就可以得到水,为什么不用水代替煤油?”对于这个问题,小明与他的同学给出了下列四种答案,你认为最合理的是 。A.因为煤油有颜色便于观察 B.因为煤油有比较大的热值 C.因为煤油有比较小的密度 D.因为煤油有比较小的比热容(3)实验中,小明和小红发现烧瓶 B中温度计的示数升高得快。这表明在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越 ,产生的热量越多。(4)小红把实验装置做了一些改动:在相同的烧瓶 A、B中装满煤油,用细玻璃管代替温度计做实验,当煤油温度上升时,会看到细玻璃管内的液面明显上升。下列实验中也用到这种思想和方法的是 。A.将不同的电阻丝分别接到同一电路中,通过比较电流的大小来比较电阻的大小 B.将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动 C.让不同的纸团从相同高度同时下落,通过落地的先后判断运动的快慢 四、计算题(12分)20.如图所示的电路中,电源电压恒定,灯泡 L标有“3 V 1.5 W”。开关 S1闭合、S2断开时,灯泡 L正常发光;开关 S1、S2均闭合时,电流表的示数为 1.5 A。求:(1)灯泡 L正常发光时的电流;(2)电阻 R的阻值;(3)开关 S1、S2均闭合时电路的总功率。6 第十八章测评 1.D 电流做功的过程是消耗电能的过程,是电能转化为其他形式能的过程,消耗多少电能,就有多少电能转化为其他形式的能,故选项 D 是错误的。电能的测量工具是电能表,电能、电功和其他能的单位都是焦耳,所以选项 A、B、C都正确。2.C L1、L2串联在电路中,通过的电流相等,灯 L1较亮,即 L1的实际电功率大,根据公式P=I2R可知,灯 L1的电阻大,灯 L1两端的电压大。3.D 由题表可知,选项 A、B、C正确。根据 W=Pt,功率小的用电器消耗的电能不一定少,故选项 D错误。4.B 题图甲中两灯泡串联,串联电路中各处电流相等,因 A 灯泡的电阻较小,由P=UI=I2R 可知,A灯泡的实际功率较小,由于灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以 A灯比 B灯暗,A错误;题图乙中两灯泡并联,并联电路中各支路两端的电压相等,因 A灯泡的电阻较小,由 P=UI=2可知,A 灯泡的实际功率较大,所以 A 灯比 B灯亮,B正确;由于图甲中 A灯泡两端的电压小于电源电压,图乙中 A 灯泡两端的电压等于电源电压,所以,由P=UI=2可知,图甲中 A灯泡的实际功率较小,灯泡较暗,即图甲中 A灯比图乙中 A灯暗,C 错误;因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以,图甲中的总电阻大于图乙中的总电阻,由 P=UI=2可知,图甲中的总功率比图乙中的总功率小,故 D 错误。5.B P1P2=12R122R2=61。6.D 由电路图可知,灯泡与滑动变阻器 R串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。由 P=UI 可得,灯泡的额定电流 IL=LL=1.25 W2.5 V=0.5 A,A错误;因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为 00.6 A,滑动变阻器允许通过的最大电流为 1 A,所以,电路中的最大电流 I大=0.5 A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,由 I=可得,灯泡的电阻和电路的总电阻分别为 RL=LL=2.5V0.5 A=5,R总=大=4.5V0.5 A=9,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值 R小=R总-RL=9-5=4,D 正确;电路消耗的最大总功率 P大=UI大=4.5 V0.5 A=2.25 W,C错误;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡消耗的电功率最小,因串联电路中总电阻等于各电阻之和,所以,电路的最小电流 I小=L+大=4.5V5+20=0.18 A,则灯泡消耗的最小功率 PL小=小2RL=(0.18 A)25=0.162 W,B错误。7.D 当滑片向右滑动时,电路中电阻变大,电流变小,根据公式 P=I2R可知,小灯泡的实际功率变小。灯泡的亮度跟它的实际功率有关,实际功率变小,灯泡变暗。8.A 转 15转消耗的电能 W=13 00015 kWh=0.005 kWh=1.8104 J,t=1 min=60 s,P=1.8104 J60s=300 W,选项 A正确。9.AC 由电路图可知,开关 S 断开时,电流的路径只有一条,所以是串联电路,故选项 A 正确,选项 B 错误;当 S 闭合时,电阻 R1被短接,只有电阻 R2接入电路,电路中电阻较小,电源两端的电压不变,由电功率公式 P=2可知,此时电饭锅电功率较大,电饭锅处于加热状态,S 断开时处于保温状态,故选项 C 正确,选项 D 错误。10.D 当 S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器与灯泡串联。由 P=2可得,小灯泡电阻RL=额2额=(3V)21.5W=6,由 P=UI可得小灯泡正常发光时的电流 I=额额=1.5W3V=0.5 A,当电路中电流最大时,电阻最小,则滑动变阻器接入电路的最小阻值 R小=-额=6V-3V0.5A=6;滑动变阻器的规格为“20 1 A”,则最大阻值 R大=20,故滑动变阻器接入电路的阻值范围是 620,故 A错误;S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与 L串联,电阻最小时电流最 7 大,其最大电流 I最大=6V6+6=0.5 A,电路消耗最大功率 P最大=UI最大=6 V0.5 A=3 W,故 B错误;S、S1、S2都闭合,滑动变阻器与 R0并联,通过 R0的电流 I1=0=6V30=0.2 A,当滑动变阻器的阻值最大时,此支路上的电流最小,则 I2=最大=6V20=0.3 A,则干路上的电流 I最小=I1+I2=0.2 A+0.3 A=0.5 A,电路消耗的总功率最小值 P最小=UI最小=6 V0.5 A=3 W,故C错误;由电流表的量程可知,干路中的最大电流为 0.6 A,则电路消耗的总功率最大,电路中的总电阻 R总=6V0.6A=10,滑动变阻器与 R0并联,则1总=10+1滑,即110=130+1滑,解得 R滑=15,故 D 正确。11.答案 10 18 12.解析 由电路图可知,闭合开关后两电阻并联,电流表测干路电流;两电阻两端的电压相等,都为 6 V,通过 R1的电流 I1=1=6V10=0.6 A;通过 R2的电流 I2=I-I1=0.9 A-0.6 A=0.3 A,R2的电功率 P2=UI2=6 V0.3 A=1.8 W。答案 0.6 1.8 13.解析 Q=I2Rt=(1 A)250 100 s=5 000 J;此时的电功率 P=I2R=(1 A)250=50 W。答案 5 000 50 14.解析 小灯泡正常发光,其实际电压等于额定电压,为 6 V;由于滑动变阻器允许通过的最大电流为 1 A,所以它允许消耗的最大功率 P=UI=6 V1 A=6 W,整个电路允许消耗的最大总功率 P总=PL+P=9 W。答案 6 9 15.解析 电热驱蚊器是利用电流的热效应工作的;将电热驱蚊器接在家庭电路中 100 s 产生的热量是 Q=W=2t=(220V)28 800 100 s=550 J。答案 热 550 16.解析 由题图知,当 S 闭合时,只有 R1工作,电路中电阻小,电源电压不变,由 P=2可知,此时电功率大,为加热状态;当 S闭合时,R1单独工作,为加热状态,由 P=2可得,R1=2加热=(220V)21 100 W=44;当 S断开时,R1与 R2串联,总电阻最大,总功率最小,为保温状态,由 P=2可得,保温时电路的总电阻 R=2保温=(220V)255 W=880;根据串联电路的电阻特点可得,R2=R-R1=880-44=836。答案 加热 836 17.解析(1)要测量 3.8 V 的小灯泡的电功率,应将电压表的量程选择“015 V”,把电压表量程改过来。(2)测量小灯泡的电功率的实验原理是 P=UI。(3)为了保护电路,在连接电路时开关应该处于断开状态。(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,说明电路是通路,小灯泡或电压表发生短路,故障原因可能是小灯泡短路。(5)要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压等于额定电压,应断开 S2,闭合 S1、S,此时电流表的示数应为 I0=额0;要测通过灯泡的电流,在不拆电流表的情况下,则应闭合 S2、S,断开 S1,此时电流表测干路电流,则灯泡的电流 I额=I-I0=I-额0;根据功率公式 P额=U额I额=U额(-额0)。答案(1)如图所示(2)P=UI(3)断开(4)小灯泡短路(5)额0 U额(-额0)8 18.解析(1)灯泡额定电压为 3.8 V,电压表选择 015 V量程,把电压表并联在灯泡两端,如图所示。(2)如图所示。(3)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片 P 应调至阻值最大处,根据电路连接可知,应该将滑片调至 B 端。(4)连好电路,闭合开关,发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数,说明电压表两接线柱之间的电路是断路,所以出现故障的可能原因是灯泡的灯丝断了(或连接灯泡的导线断了)。(5)电流表的量程为 00.6 A,分度值为 0.02 A,所以示数为 0.30 A。额定功率 P=UI=3.8 V0.30 A=1.14 W。(6)灯泡和滑动变阻器串联在电路中;把电压表并联在滑动变阻器的两端;移动滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器两端电压为 6 V-3.8 V=2.2 V;读出电流表示数。答案(1)见解析图(2)见解析图(3)B(4)小灯泡断路(5)0.30 1.14(6)把电压表和滑动变阻器并联,移动滑片使电压表示数等于 2.2 V,读出电流表示数 19.解析(1)通电后电流通过电阻丝做功,产生热量使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数大小来判断电流产生热量的多少,为准确反映电流产生热量的多少,应控制两个烧瓶中所盛煤油的质量相等,应用了控制变量的思想。(2)因为煤油的比热容比水的小,相同质量的煤油和水比较,吸收相同的热量,煤油温度升高得多,用煤油做实验效果更明显。(3)由实验现象可知,在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多。(4)本题通过液面高度的上升来反映温度的变化,采用了转换法,转换法常用来演示一些不易观察的现象。选项 A中将不同的电阻丝分别接到同一电路中,通过比较电流的大小来比较电阻的大小,应用了控制变量法;选项 B中将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动,采用了转换法;选项 C中让不同的纸团从相同高度同时下落,通过落地的先后判断运动的快慢,采用了控制变量法。答案(1)控制变量(2)D(3)大(4)B 20.解析(1)由 P=UI可得,灯泡 L正常发光时的电流 IL=额额=1.5W3 V=0.5 A。9 (2)开关 S1闭合、S2断开时,只有灯泡 L工作,且正常发光,则电源电压等于其额定电压,即U=3 V;开关 S1、S2均闭合时,灯泡和电阻并联,电流表测量干路电流,根据并联电路的电流特点可得,通过电阻 R 的电流 IR=I-IL=1.5 A-0.5 A=1 A,根据欧姆定律可得,R=3V1 A=3。(3)开关 S1、S2均闭合时电路的总功率 P=UI=3 V1.5 A=4.5 W。答案(1)0.5 A(2)3 (3)4.5 W