第十三章电功与电功率素养提优测试卷课件 2024-2025学年北师大版物理九年级全一册

第十三章　素养提优测试卷 (时间：45分钟 满分：100分) 初中试卷 一、选择题(共9小题,每小题3分,计27分。每小题只有一个选项是符合题意的) 1. (★☆☆)下列做法符合安全用电原则的是 (　    ) A. 在电线上晾晒衣服　　　     B. 高压线下放风筝 C. 湿手拔插头　　　     D. 冰箱的金属外壳接地 解析    D　湿衣服容易导电,在电线上晾晒衣服易使人触电;高压线的电压很高, 在其旁边放风筝,风筝容易挂到高压线上,很有可能会发生触电事故;生活用水是 导体,用湿手拔插头,可能会因水导电而发生触电事故;冰箱的金属外壳接地,是 为了防止因外壳带电而发生触电事故。故选D。 D 初中试卷 2. (新独家原创,★☆☆)关于电能和电功,下列说法正确的是 (　    ) A. 电能的国际单位是度　　　    B. 电流表可以测量电功 C. 电压表可以测量电能　　　    D. 电功的国际单位是焦耳 解析    D　电流表是测量电流的,电压表是测量电压的,都不能测量电功和电能, B、C错误;电功和电能的国际单位是焦耳,不是度,A错误,D正确。故选D。 D 初中试卷 3. (新独家原创,★☆☆)下列电器中与电流热效应无关的是 (　    ) A. 电熨斗　　　    B. 电热水壶　　　    C. 电烙铁　　　    D. 电风扇 解析    D　电熨斗、电热水壶、电烙铁是电能转化为内能,属于电流的热效应; 电风扇是电能转化为机械能,与电流的热效应无关,故选D。 D 初中试卷 4. (2023北京房山期末,6,★☆☆)关于家庭电路,下列说法中正确的是 (　    ) A. 我国家庭照明电路的电压是36 V B. 家庭电路中的电视机和洗衣机是串联的 C. 电能表是测量消耗电能多少的仪表 D. 导致家庭电路中电流过大的原因一定是短路 解析    C　家庭电路的电压为220 V,A错误;因为电视机和洗衣机均可以单独工 作且互不影响,所以二者是并联的,B错误;电能表是测量电路中用电器消耗电能 多少的仪表,C正确;电路中电流过大有两个原因:一是电路中用电器的总功率过 大,二是电路发生了短路,D错误。故选C。 C 初中试卷 5. (★☆☆)如图所示为小琴做的小小电动机。矩形线圈的左端引线漆皮被全部 刮掉,右端引线漆皮只刮掉了上半周,小小电动机由两节新干电池供电。线圈快 速稳定转动过程中,线圈中的电流为0.67 A,则线圈快速稳定转动1 min内电路消 耗的电能约为 (　    ) A. 150 J　　    B. 120 J　　    C. 90 J　　    D. 60 J 解析    D　电动机由两节新干电池供电,电源电压U=3 V,线圈快速稳定转动1 min,线圈中有电流通过的时间t= ×1 min=30 s,则电路消耗的电能W=UIt=3 V×0. 67 A×30 s=60.3 J,故选D。 D 初中试卷 6. (2024甘肃酒泉六中期末,8,★☆☆)将两只电压表按如图所示电路连接探究电 功率与电压的关系,下列说法错误的是 (　    )   A. 小灯泡的实际电功率可以通过灯泡的亮度来判断 B. 选用的两只小灯泡规格必须相同 C. 将小灯泡串联是为了控制通过灯泡的电流相同 D. 将其中一只电压表移接到电源两端也可以完成实验 对应目标编号：P9303003 B 初中试卷 解析    B　灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以小灯泡的实际电功率可以通 过灯泡的亮度来判断,A正确;探究电功率与电压的关系时,应控制通过的电流相 等,而两灯两端的电压不同,由欧姆定律可知两灯的电阻应不同,即两只小灯泡的 规格不同,B错误;将小灯泡串联是为了控制通过灯泡的电流相同,C正确;探究电 功率与电压的关系时,应控制通过的电流相等,比较两灯两端的电压大小,若将其 中一只电压表移接到电源两端,根据串联电路电压的规律可得出另一个灯两端 的电压,所以也可以完成实验,D正确。故选B。 初中试卷 7. (2024陕西商洛实验中学期末,12,★★☆)老王的 手机电池的铭牌上标有“5 V    4 000 mA·h”的字样,手机正常使用时功率为2 W。如果他在电池电量剩余30%时,立刻插上30 W的充电器,并持续正常使用,直 到电量充满。他这次给手机充电的时间是 (　    ) A. 0.2 h　　　    B. 0.47 h　　　    C. 0.5 h　　　    D. 0.67 h 学科 物理学与日常生活 解析    C　手机充满电储存的电能为W=UIt=5 V×4 000×1  A×1 h=20 W·h。需 要充的电能W-Wη=W充-W用=P1t-P2t。充满需要的时间t= =  =0.5 h。 C 初中试卷 8. (2024河北沧州期中,8,★★☆)已知甲电阻是乙电阻的3倍,若分别对甲、乙两 导体通电,通过甲、乙两导体的电流之比为2∶3,则甲、乙的功率之比为     (　    ) A. 2∶1　　　    B. 2∶3　　　    C. 4∶3　　　    D. 9∶2 对应目标编号：P9303001 解析    C　甲、乙的功率之比 = = × = ×3= ×3= 。故 选C。 C 初中试卷 9. (2023新疆中考,12,★★★)用如图所示的电路研究滑动变 阻器R的电功率。电源电压保持不变,R0为定值电阻,滑动变阻器R的滑片可移动 的最大距离为18 cm,滑动变阻器R的电阻丝的阻值与其长度成正比。闭合开关S 后,当滑片位于滑动变阻器R的中点时,滑动变阻器R的电功率为1.50 W;将滑片移 动一段距离后,滑动变阻器R的电功率变为2.94 W,则滑动变阻器R的滑片移动的 方向和距离可能为(　    ) 课标 模型建构 A. 向左移动7 cm　　　    B. 向左移动6 cm C. 向右移动5 cm　　　    D. 向右移动4 cm C 初中试卷 解析    C　假设滑动变阻器R的每1 cm的电阻为R0的n倍,假设某次接入的长度为 k cm,则滑动变阻器的电功率P= ×knR0;第一次滑片位于中点时,电阻 丝接入电路的长度k=9 cm;有1.50 W= ×9nR0①; A假设滑片向左移动7 cm,电阻丝接入电路的长度为16 cm,有:2.94 W=  ×16nR0②; 联立①②解得n<0,故A不可能; B假设滑片向左移动6 cm,电阻丝接入电路的长度为15 cm,有:2.94 W=  ×15nR0③; 联立①③解得n<0,故B不可能; 初中试卷 C假设滑片向右移动5 cm,电阻丝接入电路的长度为4 cm,有:2.94 W=  ×4nR0④; 联立①④解得n=0.624,故C可能; D假设滑片向右移动4 cm,电阻丝接入电路的长度为5 cm,有:2.94 W=  ×5nR0⑤; 联立①⑤解得n<0,故D不可能,故选C。 初中试卷 二、填空题(共5小题,计24分) 10. (★☆☆)(4分)家庭电路中为了用电安全,洗衣机应选用　　　　　　    孔的 插座,当家中同时使用的用电器的总功率过大时,家庭电路中的　　　　      (选填 “漏电保护器”或“空气开关”)会自动断开,切断电路,起到保护电路 的作用。 对应目标编号：P9303004 答案　三　空气开关 解析　洗衣机等家用电器应使用三孔插座,当洗衣机的金属外壳带电时,电流能 通过地线流入大地,不会发生触电事故;电路中同时使用的用电器总功率过大时, 由P=UI可知会使电路电流过大,空气开关会自动断开,起到保护电路的作用。 空气开关 三 初中试卷 11. (2024河北沧州实验中学月考,13,★★☆)(4分)用如图所示的装置可探究电流 产生热量与电流的关系,若通过R2的电流为1 A,通电1 min,R2产生的热量为　     　　　    J。若将R3更换为10 Ω的电阻,　　　　　    (选填“仍能”或“不 能”)完成该实验探究。   对应目标编号：P9303003 答案    300　仍能 解析    R1与R3并联后与R2串联,根据串、并联电路电流特点可知,通过R1的电流小 于通过R2的电流,R1和R2电阻相同,所以可以探究电流产生的热量与电流大小的 关系;通电1min,R2产生的热量:Q2=I2R2t=(1 A)2×5 Ω×1×60 s=300 J;若将R3更换为1 0 Ω的电阻,电阻的分流作用还在,仍能完成该实验探究。 仍能 300 初中试卷 12. (2023山东烟台中考,20,★★☆)(6分)如图甲所示, 电源电压恒定不变,R1的阻值为10 Ω,图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。 当只闭合S1、S2时,电压表示数为2 V,通过小灯泡的电流为　　　　　    A,电源 电压为　　　　　    V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4 V,电路在1 min内消耗 的电能为　　　　　　    J。  　      课标 模型建构 384 0.6  8 初中试卷 答案    0.6    8    384 解析　当只闭合S1、S2时,R1、L串联,电压表测量灯泡L两端的电压;由图乙可知, 当小灯泡两端的电压为2 V时,通过小灯泡的电流为0.6 A;根据串联电路的电流 特点和欧姆定律可知,R1两端的电压:U1=IR1=0.6 A×10 Ω=6 V,根据串联电路的电 压特点可知,电源电压:U=UL+U1=2 V+6 V=8 V;当只闭合S2、S3时,R2与L串联,电 压表测量灯泡L两端的电压;根据图乙可知,当小灯泡两端的电压为4 V时,通过小 灯泡的电流为0.8 A,根据串联电路的电流特点可知,电路中的电流为0.8 A,电路 在1 min内消耗的电能:W=UI't=8 V×0.8 A×1×60 s=384 J。 初中试卷 13. (2024甘肃白银实验中学期末,16,★★☆)(4分)标有“20 Ω    0.5 A”的定值 电阻R1与标有“8 V    0.4 A”的定值电阻R2并联接在电压可调的电源两极上,R 1、R2消耗的电功率之比为　　　　　    ,电路的总功率允许的最大值为　　     　　    W。 对应目标编号：P9303002 答案    1∶1    6.4 解析　电阻R2的阻值:R2= = =20 Ω,两电阻并联,电阻消耗的功率之比: =  = = = ;电阻R1的额定电压:U1=I1R1=0.5 A×20 Ω=10 V,两电阻并联时所 能加的最大电压:U=U2=8 V,电路允许的最大功率:P= + = + =6.4 W。 6.4 1∶1  初中试卷 14. (★★☆)(6分)如图所示,电源电压为6 V保持不变,R1=10 Ω,R2=20 Ω,R3=30 Ω, 若只闭合S2,R1与R2两端电压之比为　　　　　　    ;若同时闭合三个开关,通过R 2与R3的电流之比为　　　　　　    ;电路中的最大功率可达　　　　　        W。 1∶2 3∶2 3 初中试卷 答案    1∶2    3∶2    3 解析　若只闭合S2,R1、R2串联,因为串联电路电流处处相等,所以此时R1与R2两端 的电压之比为 = = = = ;若同时闭合三个开关,R1被短路,R2、R3并联, 因为并联电路中各支路两端电压相等,都等于电源电压,所以通过R2与R3的电流 之比为 = = = = ;根据串、并联电路的电阻特点和P= 可知,同时闭 合三个开关,电阻R2、R3并联时电路中的总电阻最小,电路中的功率最大,则P最大= P2+P3= + = + =3 W。 初中试卷 三、实验探究题(共2小题,计26分) 15. (2024甘肃礼县期末,25,★★☆)(14分)在“测定小灯泡 电功率”的实验中小灯泡额定电压为2.5 V、电压恒定为4 V的电源以及其他相 关器材按图甲连接电路,进行实验。  (1)闭合开关前,应该将滑动变阻器滑片移至　　　　　　    (选填“A”或 “B”)端,闭合开关后,移动滑片,先注意观察　　　　　　    ,当其示数为　　     　　　    时,可以判断此时小灯泡正常发光。 中考 设计实验 对应目标编号：P9303003  2.5 V A 电压表 初中试卷 (2)在实验过程中,小明将滑动变阻器的滑片从A端开始移动,直到灯泡正常发光, 在此过程中测得通过小灯泡的电流和其两端电压的几组数据,并正确画出曲 线a,如图乙所示。由图可知该小灯泡的额定电功率为　　　　　    W,此电路的 数据　　　　　　    (选填“能”或“不能”)研究导体中的电流与电压的关 系。 (3)当灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率为　　　　　    W。 (4)小明在图乙中还画出了本实验中通过滑动变阻器的电流随其两端电压变化 的曲线b,老师据图指出该曲线中明显可以看出有一处是错误的,所以此图不正 确,你认为这一处错误是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。 当滑动变阻器接入电路的电阻与灯泡的电阻相等时 0.75 不能 0.45  (曲线的交点处)电压之和明显不等于4 V(电源电压) 初中试卷 答案    (1)A　电压表    2.5 V    (2)0.75　不能    (3)0.45    (4)当滑动变阻器接入 电路的电阻与灯泡的电阻相等时(曲线的交点处)电压之和明显不等于4 V(电源 电压) 解析    (1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处,由图甲可知,滑片应 移至A端;因为小灯泡的额定电压为2.5 V,由图甲知,电压表测小灯泡两端电压,所 以应当观察电压表的示数为2.5 V时,小灯泡正常工作。(2)由图乙曲线a可知,小 灯泡在额定电压下通过的电流为0.3 A,根据电功率公式可知P=UI=2.5 V×0.3 A= 0.75 W,因为小灯泡的电阻会随电压的变化而变化,无法控制电阻一定,所以无法 研究导体中的电流与电压的关系。(3)由电路图可知滑动变阻器与小灯泡串联, 电源电压为4 V,当小灯泡正常工作时,滑动变阻器两端电压为1.5 V,通过的电流 为0.3 A,用电功率公式可知,滑动变阻器的功率为:P=UI=1.5 V×0.3 A=0.45 W。 (4)根据串联电路电压的特点,各用电器两端电压之和等于电源电压。而当滑动 初中试卷 变阻器接入电路的电阻与灯泡的电阻相等时(曲线的交点处)电压之和明显不等 于电源电压4 V,所以此图不正确。 初中试卷 16. (2024陕西西安高新一中一模,19,★★☆)(12分)在探究电 流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想:电流 通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,于 是他们选用甲、乙、丙三个装置进行实验探究,如图所示,三个装置的透明容器 中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气。             (1)要探究电热与电阻的关系,应选用　　　　　　    组合(选填“甲、乙”或“甲、丙”),并将它们　　　　　　    联接到电源两端进行实验。 中考 新实验 对应目标编号：P9303003 甲、乙 串 初中试卷 (2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现 乙装置U形管中液面高度差大,由此可得到的结论是在电阻相同、通电时间相 同的情况下,　　　　　　    越大,导体产生的热量越多。某同学在利用同样装 置实验时,发现乙、丙装置U形管液面高度差相同,与其他小组的实验现象都不 同,经检查气密性良好,请你分析实验现象不同的原因:　　　　　　    。 A. R4断路　    B. R4短路　    C. R3断路 (3)同学们进一步学习了解到:物理学家　　　　　　    最先确定了电流通过导 体产生的热量与电流等因素的定量关系。下列属于利用电热的是　　　　     　    。 A. 电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温 B. 用电饭煲煮饭 C. 电视机的后盖有许多孔 电流 A 焦耳 B 初中试卷 答案    (1)甲、乙　串    (2)电流    A    (3)焦耳    B 解析    (1)串联电路各处的电流相等,要探究电热与电阻的关系,要控制电流和通 电时间相同,应选用甲、乙组合,并将它们串联接到电源两端进行实验。(2)选用 乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,丙中两电阻并联后再与乙中电阻串联, 容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过乙中容器中电阻 的电流大于通过丙中容器中电阻的电流,而通电时间相同,故选用乙、丙实验可 以研究电流产生的热量与电流的关系;在通电时间相同的情况下,发现乙装置U 形管中液面高度差大,由此可得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况 下,电流越大,导体产生的热量越多;若R4断路,根据串联电路电流的规律,通过两 容器内电阻的电流相等,因两电阻相等,通电时间相同,根据Q=I2Rt可知电阻产生 的热量相同,A符合题意;若R4短路,R3也被短路,产生的热量为0,丙装置U形管液面 高度差为0,B不符合题意;若R3断路,产生的热量为0,丙装置U形管液面高度差为 初中试卷 0,C不符合题意。故选A。(3)物理学家焦耳最先确定了电流通过导体产生的热 量与电流等因素的定量关系。电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温,是 为了减小电热带来的危害;用电饭煲煮饭,是利用电热来工作的;电视机的后盖有 许多孔,是为了及时散热,减小电热带来的危害。故选B。 初中试卷 四、计算题(共2小题,计23分) 17. (2023辽宁营口中考,27,★★☆)(8分)如图所示,电源电压 恒为18 V,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~15 V。闭合开关,移动变阻器 的滑片,当电压表示数为12 V时,电流表示数为0.5 A。求:    (1)电阻R1的阻值以及R1通电60 s消耗的电能; (2)在保证元器件安全的前提下,电阻R1的最大功率。 课标 模型建构 对应目标编号：P9303002 初中试卷 解析    (1)根据电路图可知,两个电阻串联接入电路,电压表测量滑动变阻器两端 的电压;当电压表示数为12 V时,电流表示数为0.5 A,则电阻R1的阻值为:R1= =  = =12 Ω;R1通电60 s消耗的电能为:W=I2R1t=(0.5 A)2×12 Ω×60 s=1 80 J;(2)滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,滑动 变阻器分担的电压变小,此时电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电 流变大,电流表量程为0~0.6 A,所以电路中的最大电流为0.6 A,此时电阻R1两端 的电压为:U'=I'R1=0.6 A×12 Ω=7.2 V;滑动变阻器两端的电压为:U2'=U-U'=18 V- 7.2 V=10.8 V,没有超过电压表的量程,故电阻R1的最大功率为:P=U'I'=7.2 V×0.6 A=4.32 W。 初中试卷 18. (2023重庆中考,21,★★★)(15分)李老师桌上有一张 老式加热鼠标垫(内有一根加热电阻丝),如图所示,鼠标垫质量为200 g,规格为 “5 V　5 W”。忽略温度对电阻的影响。    对应目标编号P9303002 (1)求鼠标垫的电阻; (2)鼠标垫正常工作10 min,温度升高7 ℃,若此过程中热损失为30%,估算鼠标垫 的比热容; (3)月月想帮老师扩大鼠标垫温度调节范围,现有12 V的电源、规格为“5 Ω    2 A”“20 Ω    1 A”的两个滑动变阻器。她准备通过滑动变阻器来保护电路并 调节鼠标垫加热功率,请你帮她选择合适的滑动变阻器接入电路,并计算改装后 电路消耗的最大功率与最小功率的差值。 中考 项目式学习 初中试卷 解析    (1)鼠标垫的电阻为:R鼠标垫= = =5 Ω; (2)鼠标垫正常工作10 min消耗的电能为:W=P鼠标垫t=5 W×10×60 s=3 000 J;鼠标垫 的比热容为:c= = = =1.5×103 J/(kg·℃);(3)鼠标垫 允许通过的最大电流为:I鼠标垫大= = =1 A;通过滑动变阻器来保护电路并 调节鼠标垫加热功率,滑动变阻器应与鼠标垫串联,根据串联电路的分压规律,滑 动变阻器至少应负担电压:U滑=U-U鼠标垫=12 V-5 V=7 V;滑动变阻器连入电路的 初中试卷 阻值最小应为:R滑小= = =7 Ω,故应选规格为“20 Ω    1 A”的滑动变阻 器接入电路;因为电路中允许通过的最大电流为1 A,所以改装后电路消耗的最 大功率为:P大=UI鼠标垫大=12 V×1 A=12 W;当滑动变阻器连入电路的电阻值最大时, 电路中电流最小,消耗的电功率最小,为:P小= = =5.76 W。改装后电路 消耗的最大功率与最小功率的差值为:P大-P小=12 W-5.76 W=6.24 W。 初中试卷 谢谢观看 初中试卷 $$