第十一章　电功和电功率 素能测评 2024-2025学年京改版物理九年级上册

第十一章素能测评 一、 单项选择题（下列每题均有四个选项，其中只有一个选项符合题 意。共30分，每题3分） 1. 小明习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。 手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程 度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为 自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W， 充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（　D　） A. 2V B. 3V C. 4V D. 5V D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2. 如图所示为两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2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，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并 联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是（　D　） A. 通过R1的电流等于通过R2的电流 B. R1两端的电压大于R2两端的电压 C. R1的电功率大于R2的电功率 D. R1消耗的电能小于R2消耗的电能 第2题 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 3. 如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L1、L2分别标有“3V 0.75W”和“3V　1.5W”字样。当开关S闭合时，由于电路故障，只有 一个灯泡发光，此时电压表示数为3V。忽略温度对灯丝电阻的影响，下 列说法正确的是（　C　） A. 可能是灯泡L1短路 B. 可能是灯泡L2断路 C. 排除故障后闭合开关S，灯泡L1、L2两端的电压之比为2∶1 D. 排除故障后闭合开关S，电路总功率为0.2W C 第3题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 4. 如图所示，电源电压为4.5V且保持不变，电流表的量程为0～0.6A， 电压表的量程为0～3V，灯泡L标有“3V　1.5W”字样（不考虑灯丝电 阻的变化），滑动变阻器R标有“20Ω　1A”字样。将滑片P置于中点位 置，闭合开关S，在保证电路安全的情况下，下列判断正确的是 （　B　） A. 滑片P向左移动过程中，滑动变阻器消耗的电功率一直 变大 B. 滑片P向左移动过程中，滑动变阻器消耗的电功率先变 大后变小 C. 滑片P向右移动过程中，滑动变阻器消耗的电功率一直 变大 D. 滑片P向右移动过程中，滑动变阻器消耗的电功率先变 大后变小 第4题 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5. 用如图所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L的额定功率，调节 电阻箱R，使它接入电路的阻值为4Ω，闭合开关S、S1，移动滑动变阻 器的滑片P，使电压表示数为2.5V；保持滑片P的位置不变，闭合开关 S2，断开开关S1，此时电压表示数为1.6V；断开开关S，调节电阻箱R， 使它接入电路的阻值为14Ω，闭合开关S，此时电压表示数为2.8V，则 小灯泡L的额定功率为（　C　） A. 1.0W B. 0.75W C. 0.625W D. 0.5W 第5题 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 6. 小明家连接插线板的导线折断后，他把两根导线拧在一起继续使用， 用久后发现连接处容易发热，其主要原因是连接处（　C　） A. 电阻变小 B. 电流比别处电流小 C. 电阻变大 D. 电流比别处电流大 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7. 某台豆浆机的主要构造是一个电动机通过金属杆带动其下部的刀片旋 转粉碎打浆，刀片外部是一个环状加热管（电热丝），用来对豆浆进行 加热。制作豆浆的过程中，加热和打浆交替进行。如图是该豆浆机在家 庭电路中打好一次豆浆的P－t图像。下列说法正确的是（　B　） A. 豆浆机的电动机和加热管是串联的 B. 加热管的电阻是40Ω C. 电动机正常工作时的电流是2A D. 打好一次豆浆，需消耗11110J的电能 第7题 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8. 小明家的电路简化后的示意图如图所示，关于该电路，下列说法正确 的是（　B　） A. 白炽灯、电视机和台灯是串联在电路中的 B. 开关和白炽灯串联后接在火线和零线之间 C. 各个小彩灯之间是并联的 D. 去掉空气开关不影响电路的工作和安全 第8题 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9. 如图所示的家庭电路中，正常发光的灯泡L突然熄灭，电工用试电笔 分别测a、b、c、d四点，发现a、b两点氖管都发光，c、d两点氖管都不 发光。若电路只有一处故障，则可能是（　C　） A. 火线上熔丝断了 B. 开关S处断路 C. 灯泡L灯丝断了 D. c、d间断路 第9题 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　D　） A. 我国家庭电路的电压是36V B. 工作中的用电器发生火灾时应立即用水将火扑灭 C. 家庭电路中的空气开关自动断开就是因为发生了短路 D. 用电器使用三线插头可有效防止因用电器漏电而引发的触电事故 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 二、 多项选择题（下列每题均有四个选项，其中符合题意的选项均多 于一个。共6分，每题3分。每题选项全选对的得3分，选对但不全的得1 分，有错选的不得分） 11. 额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的 电能W和通电时间t的关系如图。关于这三个用电器，下列判断正确的是 （　BC　） BC A. 正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少 B. 正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大 C. 正常工作时，通过电饭锅的电流最小 D. 在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多 第11题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 12. 如图所示的电路中，电源两端的电压U保持不变。小灯泡L标有“6V　 3W”字样，且灯丝电阻不变。当三个开关都闭合时，小灯泡L正常发 光，电流表示数为0.6A；当只闭合开关S，滑动变阻器的滑片置于某点 时，电路消耗的总电功率为1.5W，此时小灯泡L消耗的电功率为PL。下 列判断正确的是（　BC　） A. U＝12V B. RL＝12Ω C. PL＝0.75W D. RL＝5R 第12题 BC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 三、 实验探究题（共24分，13题3分，14题2分，15题10分，16题9分） 13. 小平家5月份缴纳的电费为50元，当地的电价为0.5元/（kW·h），5 月末他家的电能表示数如图，则5月初电能表的示数应 为 kW·h。他家可以同时使用的用电器的总功率不能超 过 W。他单独使用电炖锅正常工作3min，电能表转盘转过 160r，则电炖锅的额定功率为 W。 1923.6　 4400　 1600　 第13题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 14. 小彬用如图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关 系”，电源电压为3V，电阻丝R1＝10Ω、R2＝20Ω，甲、乙两气球相 同。闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到 ⁠气球先鼓 起来。通电1min，R2产生的热量为 J。 第14题 乙　 12　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 15. 课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组的同学在“测量小灯泡的 电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为 6V，小灯泡的额定电压为2.5V（正常发光时的电阻约为12Ω）。 　 　 （1） 为能顺利完成该实验，应选用下列滑动变阻器中的 ⁠。 A. “10Ω　0.5A”的滑动变阻器 B. “20Ω　2A”的滑动变阻器 C. “5Ω　1A”的滑动变阻器 B　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （2） 电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电 流表无示数，小灯泡不亮，那么出现该故障的原因是 ⁠。 （3） 排除故障后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数 如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片 向 （填“左”或“右”）端移动。 小灯泡断路　 左　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （4） 通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯 泡的额定功率为 W。 0.5　 第15题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 第15题丁 （5） 实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为 6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为 20Ω。实验步骤如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ① 闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R'，使小灯泡正常发光。 ② 保持滑片位置不动，闭合开关S、S2，断开S1，此时电压表的示数为 8V。 ③ 再将滑动变阻器R' 的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V。 ④ 小灯泡的额定功率P额＝ W。 1.8　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16. 小海想要探究“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率 与该电阻的阻值是否成正比”，现有如下实验器材：符合要求的两端电 压恒定的电源一个，已调零的电流表、电压表各一个，滑动变阻器一 个，开关一个，阻值已知且不同的定值电阻六个，导线若干。请帮助小 海完成实验设计。 （1） 画出实验电路图。 解：（1） 如图所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （2） 写出主要实验步骤。 解：（2） 实验步骤：① 断开开关S，按照电路图连接电路，调节滑动 变阻器的滑片，使其接入电路的阻值最大。② 闭合开关S，调节滑动变 阻器的滑片至适当位置，用电压表和电流表分别测出R两端的电压U和 通过R的电流I，将R、U、I的数据记录在表格中，断开开关S。③ 将R 换为其他定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值最 大。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数仍为I，读出电 压表的示数U，将R、U、I的数据记录在表格中，断开开关S。④ 仿照步骤③，再进行四次实验，将各次实验中R、U、I的数据记录在表格中。⑤ 利用公式P＝UI分别计算出各电阻R消耗的电功率P，将数据记录在表格中 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （3） 设计实验数据记录表格。 解：（3） 如表所示 R/Ω U/V I/A P/W 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 四、 科普阅读题（4分） 17. 阅读短文，回答问题。 超导现象 1911年，荷兰物理学家昂尼斯发现，水银的电阻率（电阻率即某种 材料制成的长为1m，横截面积为1m2的导体的电阻）并不像预料的那样 随温度降低而逐渐减小，而是当温度降到4.2K（K表示开尔文温标，起 点为绝对零度；0K＝－273.15℃）附近时，水银的电阻突然降到0。某 些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度附近某一特定温度时，它 们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫作超导现象。能够发生超导现 象的物质叫作超导体。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度（或 临界温度）Tc。现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物 都能在不同条件下显示出超导电性。如钨的转变温度为0.012K，锌为 0.75K，铝为1.196K，铅为7.193K。昂尼斯曾用铅环做实验，当铅处于 超导态时，电流在铅环中流动不止，在两年半的时间内一直没有衰减。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 让材料在正常温度环境下进入超导状态，就必须提高它的转变温 度。从1911年至1986年，超导温度由水银的4.2K提高到23.22K。2008 年，我国科学家赵忠贤所在课题组突破极限温度，研制出转变温度为 55K的铁基高温超导体，创造了新的世界纪录。这一重大突破，激发了 物理和材料学界新一轮高温超导研究热，也让全世界看到了中国在凝聚 态物理领域展现出的强大实力。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 如今，超导材料已走出实验室，进入寻常百姓的日常生活。超导磁 共振成像仪已成为医院临床诊断重要的辅助设备。2023年8月，位于上 海市徐汇区的世界首条35千伏公里级超导输电示范工程顺利实验满负荷 运行。超导电缆，由于超导材料的使用，在电力输送过程中，可以减少 65％的输电损耗。 （1） 导体的电阻率越大，则导体的导电性能越 （填“强”或 “弱”）。 （2） 超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的 ⁠ ，通常用符号Tc来表示。 弱　 转变温度 （或临界温度）　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （3） 利用所学知识，简单分析超导电缆在电力输送过程中，为什么能 减少输电损耗。 解：（3） 根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，导体的电阻越大，电流通过导 体产生的热量越多。超导体的电阻为0，电流通过超导体产生的热量为 0，所以，超导电缆在电力输送过程中，可以减少输电损耗 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 五、 计算题（6分） 18. 图甲为小海家使用的某品牌电火锅，其内部简化电路如图乙， R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2。通过控制开关S1、S2的断 开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作，该电火锅铭牌的部 分参数如下表。 　 第18题　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ✕✕牌电火锅 额定电压 220V 额定功率 低温挡 500W 中温挡 1000W 高温挡 1500W （1） 求该电火锅在高温挡工作6min所消耗的电能。 解：（1） 该电火锅在高温挡工作6min所消耗的电能W＝Pt＝ 1500W×6×60s＝5.4×105J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （2） 该电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？ 解：（2） 由于电源电压不变，根据P＝可知，低温挡时电阻较大， 又因为R1＜R2，因此低温挡时S1断开、S2闭合 （3） 若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，则用该插座 仅给该电火锅供电，在安全用电的前提下，为了使加热更快，应选择哪 个挡位？请说明理由。 解：（3） 电源电压为220V，插座的额定电流是5A，故允许的最大功 率P大＝UI额＝220V×5A＝1100W，P大＜1500W，此时为了使加热更 快，只能用中温挡来加热 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 $$