第六章电功率学业水平评价(六)课件- 2023--2024学年教科版九年级物理上册

学业水平评价（六） [测试范围:第六章　电功率 　时间:40分钟　分值:100分] 一、选择题(每题3分,共30分) 1.下列用电器消耗相同的电能时产生热量最多的是 (　　) A.电水壶 B.电吹风 C.电风扇 D.洗衣机 A 2.假期小明一家要出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为200 W的冰箱正常工作,其他用电器都已关闭。小明看到家里电能表的示数为2021.6 kW·h,过了7天小明回到家再次查看电能表的示数如图6-Z-1所示。下列有关说法正确的是(　　) A.这段时间冰箱消耗的电能是7 kW·h B.冰箱每天平均工作的时间为0.5 h C.冰箱正常工作1 min电能表的转盘转过12转 D.再有其他家用电器和冰箱一同正常工作时,电能表转盘的转速不变 A 图6-Z-1 3.用两只电流表按如图6-Z-2所示电路探究“电功率与电流的关系”,下列说法不正确的是 (　　) A.小灯泡电功率的大小可通过灯泡的亮度 来判断 B.将灯泡并联是为了控制灯泡两端的电压相同 C.选用的两只小灯泡的规格必须相同 D.将其中一只电流表移到干路上也可以完成实验 图6-Z-2 C 4.小霍同学做了一个“魔法火焰”实验,如图6-Z-3所示。加热铅笔芯时,小灯泡慢慢亮了起来,此过程逐渐增大的物理量是 (　　) A.电源的电压 B.铅笔芯的电阻 C.电路中的电流 D.小灯泡的额定功率 C 图6-Z-3 5.如图6-Z-4所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P向右移动时,则(灯丝电阻不变) (　　) A.电压表的示数不变,总功率变小 B.电流表的示数变大,总功率变大 C.电压表的示数变大,小灯泡变暗 D.电压表的示数变小,小灯泡变暗 B 图6-Z-4 6.如图6-Z-5所示,长度、横截面积相同,材料不同的两个长方体电阻R1、R2串联在电路中,R1=2 Ω,R2=4 Ω,在它们表面涂上一层厚度相同的蜡,现在闭合开关给它们通电,过一段时间后,我们观察到 (　　) A.R1上的蜡熔化得快 B.R2上的蜡熔化得快 C.R1、R2上的蜡熔化得一样快 D.无法比较 B 图6-Z-5 7.如图6-Z-6所示,将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置,电压表的示数由8 V变为6 V,电流表示数相应由 0.4 A变为0.6 A,那么定值电阻R0的电功率改变量为(　　) A.2 W B.1.2 W C.0.8 W D.0.4 W A 图6-Z-6 8.如图6-Z-7甲所示,电源电压恒为4.5 V,小灯泡L上标有 “2.5 V”字样;图乙是通过小灯泡L的电流I与其两端电压U的关系图像。闭合开关S,电流表示数为0.2 A,下列说法正确的是(　　) A.此时小灯泡L的电阻为10 Ω B.通电10 s电路消耗的电能为90 J C.小灯泡L的实际功率为0.5 W D.电阻R的阻值为15 Ω D 图6-Z-7 9.将灯L1接在电压为U=3 V的电路中,其功率为6 W。若保持电压U不变,再在电路中连入灯L2,L2的规格如图6-Z-8所示,使电路的总功率为9 W。在如图6-Z-8所示的四个电路中,连接正确的是(　　) C 图6-Z-8 10.如图6-Z-9所示,电源电压恒为4.5 V,电流表的量程 为“0~0.6 A”,电压表的量程为“0~3 V”,灯泡L标有 “2.5 V　1.25 W”字样,滑动变阻器R的规格为“20 Ω　 1 A”。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是(　　) A.电流表的最大示数为0.6 A B.灯泡正常发光时电压表示数为2 V C.变阻器连入电路的最小阻值为2 Ω D.电路消耗的最大功率为2.25 W D 图6-Z-9 二、填空题(每空2分,共28分) 11.如图6-Z-10甲所示,将一张锡纸剪成中间窄、两边宽的形状,ab、bc段长度相等。再将锡纸两端分别与干电池的正、负极连接,过一会儿,发现bc段燃烧起来(图乙),这是因为bc段是中间较窄的细条,该段电阻较　　　　(选填“大”或“小”),发热较快,其原理是　　　　　　。  焦耳定律 大 图6-Z-10 12.如图6-Z-11所示是超市常用的塑料袋封口夹的电路原理图,电源电压为5 V,电热丝R的阻值为1 Ω。闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的　　　　效应实现高温封口,3 s内产生的热量为　　　　J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以　　　　(选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。  增大 热 75 图6-Z-11 13.如图6-Z-12所示是小新家中电能表上的信息,该电能表应接在　　　　V的电路中使用。若小新只让家中2000 W的热水器工作15 min,消耗的电能为　　　　　　J,此时电能表的示数变为　　　　kW·h。  220 1.8×106 图6-Z-12 6861.1 14.为了延长楼道灯的使用寿命,小张将两只原本并联、分别标有“220 V　100 W”和“220 V　40 W”字样的灯泡串联使用。他观察两灯发现“220 V　100 W”的灯丝较 　　　　(选填“粗”或“细”)。改装后与改前相比 　　　　(选填“省电”或“不省电”)。  粗 省电 15.如图6-Z-13所示的电路,电源电压恒为6 V,灯泡L1标有“5 V　0.25 A”字样,灯泡L2标有“6 V　3 W”字样,R的阻值为 10 Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响,只闭合开关S1时,灯泡 　　　　更亮;只闭合开关S2时,R的功率为　　　　W。  L1 图6-Z-13 0.4 16.如图6-Z-14甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数与电压表示数的变化关系如图乙所示,则电源电压为 　　　V,当滑片P滑到b端时,R1消耗的电功率为　　　W。  图6-Z-14 3 0.2 三、实验探究题(共22分) 17.(10分)利用如图6-Z-15所示的5个阻值均为5 Ω的电阻和三个封闭有等量空气的透明容器完成“焦耳定律”的探究实验。 (1)通电后观察甲、乙两个容器,可以得出结论:在　　　　和通电时间一定时,　　　　越大,产生的热量越多。   电流 图6-Z-15 电阻 (2)若要探究电流对电热的影响,应该选择观察　　　　两个容器。  (3)不计热量损失,通电后比较三个容器,会发现在相同时间内 　　　　容器中空气吸收的热量最多。三个容器中,空气最多吸收的热量是最少吸收热量的　　　　倍。 甲、丙 乙 8 18.(12分)小周利用如图6-Z-16甲所示电路,测量标有“2.5 V”字样的灯泡L正常发光时的电阻和电功率。请按要求完成下列问题: (1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整。 【答案】如图所示(答案不唯一) 图6-Z-16 (2)连接电路后,闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表示数为零,产生这种现象的原因可能是 　　　　　　。  (3)排除故障后进行实验,闭合开关S,发现电压表的示数为0.5 V,为使灯泡L两端电压达到额定电压,应向　　(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片P,直到观察到电压表示数为2.5 V。此时,电流表示数如图乙所示,电流表示数为　　　A,则灯泡L正常发光时的电阻为　　Ω,电功率为　　　　W。  小灯泡断路 A 0.5 5 1.25 四、计算题(共20分) 19.(10分)如图6-Z-17所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R的最大阻值为40 Ω,小灯泡L标有“5 V　2.5 W”的字样,将滑片移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.3 A,忽略温度对灯丝电阻的影响。求: (1)灯泡的电阻。 (2)电源电压。 (3)将滑片移到某位置,电压表示数为10 V, 滑动变阻器电阻丝1 min内产生的热量是多少。 图6-Z-17 【答案】(1)由P=可知,灯泡的电阻:RL===10 Ω。 (2)由电路图可知,滑动变阻器R与小灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中电流。 将滑片移到最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻R=40 Ω, 由串联电路的电阻特点可知,此时电路的总电阻:R总=R+RL=40 Ω+10 Ω=50 Ω, 由欧姆定律可知,电源电压:U=IR总=0.3 A×50 Ω=15 V。 (3)由串联电路的电压特点可知,小灯泡两端的电压:UL'=U-UR'=15 V-10 V=5 V, 此时电路中电流:I'===0.5 A, 则滑动变阻器电阻丝1 min内产生的热量: Q=W=UR'I't=10 V×0.5 A×60 s=300 J。 20.(10分)如图6-Z-18甲所示是一款家用煮茶器,有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路图如图乙所示,R1和R2均为发热电阻,煮茶器的部分参数如表所示,煮茶器的加热效率为80%。求:[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)] 图6-Z-18 装满时水的质量 1.5 kg 额定电压 220 V 保温挡功率 100 W 加热挡功率 1000 W (1)发热电阻R1的阻值。 (2)煮茶器中装满初温为20 ℃的水,在标准大气压下,将水刚好加热到沸腾,水吸收的热量是多少。 (3)煮沸一壶水所用时间。 【答案】(1)由电路图可知,闭合开关S1、S2时,电阻 R1与R2并联;只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,此时煮茶器处于保温挡,由P=可得,R1的阻值: R1===484 Ω。 (2)标准大气压下水的沸点为100 ℃,加热过程水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(100 ℃- 20 ℃)=5.04×105 J。 (3)由η=可得,消耗的电能: W===6.3×105 J; 由P=可得,煮沸一壶水所用时间: t时===630 s。 相关解析 1.A　[解析] 用电器工作时将电能转化为其他形式的能量。电水壶工作时将电能全部转化为内能;电吹风内有电动机和电热丝,工作时将电能转化为机械能和内能;电风扇和洗衣机工作时主要把电能转化为机械能,产生很少的热量。比较可知,消耗相同的电能,产生热量最多的是电水壶。 2.A　[解析] 电能表原来的示数为2021.6 kW·h,7天后电能表的示数为2028.6 kW·h,则这段时间冰箱消耗的电能是W=2028.6 kW·h-2021.6 kW·h=7 kW·h,故A正确; 冰箱的功率为200 W,即0.2 kW,冰箱在这7天内工作的总时间为t===35 h,则冰箱每天平均工作的时间为t'==5 h,故B错误; 冰箱正常工作1 min消耗的电能为W'=Pt″=0.2 kW× h= kW·h,电能表转盘转的圈数为n= kW·h× 600 r/(kW·h)=2 r,即冰箱正常工作1 min电能表的转盘转过2转,故C错误; 再有其他家用电器和冰箱一同正常工作时,电路中消耗电能变快,电能表转盘的转速增大,故D错误。 4.C　[解析] 灯泡慢慢亮了起来,说明灯泡的实际功率变大,电路中电流变大,铅笔芯的电阻随温度的升高而变小,而电源电压、小灯泡的额定功率是不变的。 5.B　[解析] 灯泡与滑动变阻器串联,电压表测电源电压,示数不变,故C、D错误;电流表测电路中电流,当滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路总电阻变小,由欧姆定律知,电路中电流变大,即电流表示数变大,根据P=UI可得,电路总功率变大,故A错误,B正确。 6.B　[解析] 由图可知,该电路为R1、R2的串联电路。通过两个电阻的电流、通电时间相同,电阻不同,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,电阻越大,产生的热量越多,R1的电阻小于R2的电阻,则R2产生的热量较多,R2上的蜡熔化得快一些,故B正确。 7.A　[解析] 由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当电压表示数为U1=8 V时,电流表示数为I1=0.4 A, 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,由I=可得,电源的电压: U=I1R0+U1=0.4 A×R0+8 V。 当电压表示数为U2=6 V时,电流表示数为I2=0.6 A, 同理可得电源电压: U=I2R0+U2=0.6 A×R0+6 V。 因电源的电压不变, 所以,0.4 A×R0+8 V=0.6 A×R0+6 V, 解得:R0=10 Ω, 由P=I2R可得,定值电阻R0消耗功率的变化量: ΔP0=P0'-P0=R0-R0=(0.6 A)2×10 Ω-(0.4 A)2×10 Ω=2 W, 综上,A符合题意。 8.D　[解析] 由电路图可知,L与R串联,电流表测电路中的电流, 由图像可知,电流表的示数为0.2 A时,灯泡两端的电压UL=1.5 V, 由I=可得,此时小灯泡的电阻: RL===7.5 Ω,故A错误; 通电10 s电路消耗的电能: W=UIt=4.5 V×0.2 A×10 s=9 J,故B错误; 灯泡的实际功率: PL=ULI=1.5 V×0.2 A=0.3 W,故C错误; 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,电阻R两端的电压: UR=U-UL=4.5 V-1.5 V=3 V, 则电阻R的阻值: R===15 Ω,故D正确。 10.D　[解析] 由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。 根据P=UI可得,灯泡的额定电流: IL额===0.5 A, 因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6 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(即电流表的最大示数)为Imax=IL额=0.5 A,故A错误; 已知灯泡的额定电压为2.5 V,所以灯泡正常发光时灯泡两端电压为2.5 V,即此时电压表示数为2.5 V,故B错误; 由I=可得,灯泡正常发光时的电阻: RL===5 Ω, 电流最大时,电路的总电阻: R===9 Ω, 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滑=R-RL=9 Ω-5 Ω=4 Ω,故C错误; 电路消耗的最大功率: Pmax=UImax=4.5 V×0.5 A=2.25 W,故D正确。 11.大　焦耳定律　[解析] 影响电阻大小的因素为材料、长度、横截面积、温度,在其他条件不变时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。将锡纸两端分别与干电池的正、负极连接,造成电源短路,此时通过锡纸的电流大、中间狭窄的地方电阻较大,根据焦耳定律公式Q=I2Rt可知,短时间内锡纸狭窄处会产生较多热量,所以,过一会儿会看到锡纸中间部分燃烧起来,因此这一简易电加热器的原理是焦耳定律。 12.热　75　增大　[解析] 电流通过电阻,因为电流的热效应,电阻发热产生热量,温度升高,实现高温封口;电阻产生的热量:Q=t=×3 s=75 J;由Q=t可知,电压不变,要减小电阻产生的热量,应增大R的阻值。 13.220　1.8×106　6861.1　[解析] 电能表上的“220 V”表示该电能表应接在220 V的电路中使用;已知热水器的功率P=2000 W,工作时间t=15 min=15×60 s=900 s,则消耗的电能:W=Pt=2000 W×900 s=1.8×106 J=0.5 kW·h;电能表上的数字最后一位为小数部分,所以此时电能表的示数为6860.6 kW·h+0.5 kW·h=6861.1 kW·h。 14.粗　省电　[解析] 由公式P=可得,R=,电压U相同时,功率越大的灯泡,其电阻越小,则“220 V　100 W”的灯泡电阻小。灯丝的电阻与材料、长度、横截面积和温度有 关,在其他因素相同时,灯丝越粗、电阻越小,因此“220 V　100 W”的灯丝较粗;并联时,两灯泡都能达到额定电压,电路总功率为两灯泡额定功率之和;串联时电路总功率变小,因此改装后与改装前相比省电。 15.L1　0.4　[解析] 忽略温度对灯丝电阻的影响,根据I=可知,L1的电阻:R1===20 Ω,根据P=可知,L2的 电阻:R2===12 Ω; 只闭合开关S1时,两灯泡串联,串联电路中电流处处相等,且R1>R2,根据P=I2R可知,L1的实际功率大,故L1更亮; 只闭合开关S2时,L1和R串联,则电路中的电流: I===0.2 A, 故R的功率: P=I2R=(0.2 A)2×10 Ω=0.4 W。 16.3　0.2　[解析] 由图甲可知,R1、R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流; 当滑动变阻器滑片P在a端时,其接入电路中的电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知,I1=0.6 A, 由I=可得,电源的电压: U=I1R1=0.6 A×R1, 当滑动变阻器滑片P在b端时,其接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,I2=0.2 A,U2=2 V, 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压: U=I2R1+U2=0.2 A×R1+2 V, 因电源的电压不变,所以,0.6 A×R1=0.2 A×R1+2 V,解得: R1=5 Ω, 电源的电压:U=I1R1=0.6 A×5 Ω=3 V; 滑片P滑到b端时,R1消耗的电功率: P=R1=(0.2 A)2×5 Ω=0.2 W。 $$