第十五章 电能与电功率 素能测评 课件-2024-2025学年沪粤版九年级物理上册

第十五章　电能与电功率 素能测评 一、 选择题（每小题3分，共30分） 1. 利用电流热效应研制的新型智能加热织物，为北京冬奥会运动员提供 了保暖服装。揭示电流热效应规律的科学家是（　A　） A. 焦耳 B. 安培 C. 瓦特 D. 伏特 2. 智能手机耗电达到一定量时，会提示用户采用“省电模式”，在这种 模式下，可延长电池的供电时间，原因是（　B　） A. 降低了电池的输出电压 B. 减小了电池的输出功率 C. 减小了电子线路的电阻 D. 增大了电池的输出电流 A B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 3. 下列用电器正常工作时，电功率最接近1000W的是（　D　） A. 智能手表　　 B. 电风扇　　 C. 手电筒　　 D. 电熨斗 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 4. 王老师的手机电池铭牌上标有“5V　4000mA·h”的字样，手机正常 使用时功率为2W。如果他在电池电量剩余30％时，立刻插上30W的充 电器，并持续正常使用，直到电量充满，那么他这次给手机充电的时间 为（　B　） A. 0.67h B. 0.5h C. 0.47h D. 0.2h B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 5. 标有“6V　3W”字样和“6V　6W”字样的灯L1和L2（假设两灯灯丝 电阻不变），若将它们串联接在某电源两端，使其中一盏灯正常发光， 则下列说法正确的是（　B　） A. 通过灯L1和L2的电流之比为1∶2 B. 灯L1和L2两端的电压之比为2∶1 C. 灯L1和L2的发光亮度相同 D. 能够正常发光的灯应是灯L2 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 6. 将规格都是“220V　150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙 铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是 （　C　） A. 三个用电器均能将电能全部转化为内能 B. 根据R＝可计算出三个用电器的电阻相等 C. 三个用电器消耗的电能一样多 D. 三个用电器产生的热量相等 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 7. 如图甲所示为额定电压为12V的小灯泡L的I－U关系图像，小灯泡L与 电阻R接入如图乙所示的电路中。只闭合开关S，电流表的示数为0.3A， 再闭合开关S1，电流表的示数为0.9A。下列说法正确的是（　D　） 　　 第7题 D A. 此时小灯泡L的电阻为30Ω B. 此电路的电源电压为12V C. 整个电路的电功率为3.6W D. 通电10s电路消耗的电能为54J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 8. 如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温均相同的 水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2＝R4， R2＝1.5R1，若同时通电，则经过一段时间后这四个容器中的水温从高到 低的顺序是（　C　） A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、乙、甲 C. 丙、丁、乙、甲 D. 甲、乙、丁、丙 第8题 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 9. 物理兴趣小组开展“制作可调式电热水壶”的活动。设计电路时要求 满足：闭合开关后，顺时针调节变阻器的旋钮滑片P时，通过发热体的 电流增大，产热加快；同时反映发热体功率高低的显示仪（电压表）示 数增大。下列设计符合要求的是（　C　） A B C D C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 10. 如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P 从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率P随R1阻值变化的关系如图乙 所示。下列分析错误的是（　C　） 　 第10题 C A. 定值电阻R2的阻值为10Ω B. 电源电压为12V C. 将滑片P置于b端时，闭合开关S，电压表的示数为10V D. 将滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1minR2产生的热量为24J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 二、 填空题（每空2分，共22分） 11. 小李从小养成了节约能源的良好习惯，他经常观察家里的电能表， 提醒父母家里的用电情况。上月末他家电能表示数为1959.6kW·h，本月 末示数如图所示，则本月他家用电 kW·h；他家里有一台标有 “220V　1100W”字样的电饭煲，该电饭煲正常工作时的电阻 为 Ω；某次小李让该电饭煲单独正常工作6min，电能表转盘转动 了 r。 60　 44　 275　 第11题　　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 12. 绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图所示为额定功率为5W的 LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电能转化为光能，白炽灯则由灯 丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。 （1） 使用 ⁠灯照明更符合绿色生态理念。 LED　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 第12题 （2） 两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做 的功之比为 ⁠。 1∶12　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 第12题 13. 如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关 S，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为 V， 定值电阻R2在1min内消耗的电能为 J。 　 3　 36　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 第13题 14. 如图甲所示，R1＝R2，断开开关S时，电路消耗的总功率为P1；若将 开关S与电源的位置对换后，闭合开关S，电路消耗的总功率为P2，则 P1∶P2＝ ⁠。将如图甲所示的电路改变为如图乙所示的电路，若 R1＝4Ω，电源电压为8V，小灯泡的额定功率为4W，闭合开关S，小灯 泡正常发光，则小灯泡的额定电压为 V。 1∶4　 4　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 第14题 15. 如图所示为某电加热器的工作电路图，电加热器有“高温”和“低 温”两挡，其中R1＝44Ω，R2＝176Ω。当开关S1闭合，S2 ⁠时是 高温挡。该电加热器在低温挡正常工作5min所产生的热量 是 J。 　 闭合　 6.6×104　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 第15题 三、 实验探究题（共28分） 16. （12分）如图甲、乙所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪 些因素有关”实验的部分装置图，两个相同的透明容器中封闭着等量的 空气。 　 　 第16题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 （1） 甲、乙实验中，通过观察 ⁠来比较电阻 产生热量的多少。 （2） 探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时，应选择 图 （选填“甲”或“乙”）装置进行实验。通过观察实验现象， 可以得到的实验结论是当电阻和通电时间相同时，电流越 （选填 “大”或“小”），电流通过导体时产生的热量越多。 U形管两侧液面高度差　 乙　 大　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 第16题 （4） 完成上述实验后，小明同学又设计了如图丙所示的实验装置，探 究“比较不同物质的吸热能力”的实验，其中A、B两个电阻丝的电阻应 该是 （选填“相同”或“不同”）的。向两个烧瓶中分别加入 初温相同、质量相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高， 说明 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 （3） 连接好电路后闭合开关，通电一段时间后图乙的容器中左、右两 个电阻产生的热量之比Q左∶Q右＝ ⁠。 4∶1　 相同　 水　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 第16题 17. （16分）利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额 定电压为2.5V。 　 　 第17题 （1） 用笔画线代替导线，将图甲所示的器材连接成完整电路。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 （2） 连接电路时开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状 态，正确连接后，应将滑片P由最大阻值处缓慢向 （选填“A”或 “B”）端移动，使小灯泡逐渐变亮。 断开　 A　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 第17题 （3） 某次实验时，电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流 为 A；移动滑片P，记下多组电压和电流值，绘制成如图丙所示 的图像，根据图像信息，小灯泡的额定电功率为 W。 0.2　 0.625　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 第17题 （4） 实验时，由于操作失误，在未断开开关的情况下，直接将亮着的 小灯泡从灯座上取出，电压表的示数 （选填“变大”“变小” 或“不变”）。 变大　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 第17题 （5） 在没有电流表的情况下，用如图丁所示的实验电路，也可以测出 小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额，定值电阻的阻值为 R，实验步骤如下： ① 只闭合开关S、S1，调节滑片，使电压表示数为U额。 ② 保持滑片P位置不变，只闭合开关S、S2，此时电压表的示数为U。 第17题丁 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ③ 可知小灯泡的额定功率P额＝ （用U额、U和R表 示）；若已知电源电压为U0，则此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx ＝ （用U0、U额、U和R表示）。 　 ·R　 第17题丁 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 四、 计算题（共20分） 18. （8分）空气炸锅，因其烹制食物脂肪含量低、美味酥脆、无油烟 味，深受广大市民的青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件 为两个电阻，R1＝50Ω，额定工作电压为220V，工作时有高、低两个挡 位，其内部电路可简化为如图乙所示的电路，低温挡正常工作时电路中 的电流为1.1A。 第18题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解：（1） 当只闭合S时，电路中只有R2工作，电路中的电阻最大，由P ＝可知，电路中总功率最小，此时处于低温挡。低温挡正常工作时， R2＝＝＝200Ω （1） 求R2的阻值。 第18题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 （2） 高温挡正常工作时，求电路消耗的总功率。 解：（2） 当S、S1闭合时，R1与R2并联，电路中的电阻较小，电功率 较大，空气炸锅此时处于高温挡，高温挡正常工作时，电路消耗的总功 率P高＝＋＝＋＝1210W 第18题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 （3） 若使用空气炸锅高温挡（电能转化为热能的效率为80％），将 100g初温为20℃的原料薯条加热到180℃，求需要工作的时间。[c薯条＝ 3.63×103J/（kg·℃）] 解：（3） 薯条吸收的热量Q吸＝c薯条m（t－t0）＝3.63×103J/（kg·℃） ×100×1kg×（180℃－20℃）＝5.808×104J，由η＝×100％可 知，空气炸锅消耗的电能W＝＝＝7.26×104J，由P＝可 知，空气炸锅需要工作的时间t'＝＝＝60s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 第18题 19. （12分）如图所示的电路，电源电压恒定为4.5V，灯泡L上标有 “2.5V　1.25W”的字样（灯丝电阻不变），定值电阻R1的阻值为 15Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω　1A”，电流表量程为0～0.6A，电 压表量程为0～3V，求： （1） 灯泡L的电阻。 解：（1） 由P＝UI＝可知，灯泡L的电阻RL＝＝ ＝5Ω 第19题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 （2） 闭合开关S，断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A，此时滑动变阻 器R2接入电路的阻值。 解：（2） 闭合开关S，断开开关S1、S2，灯泡L与滑动 变阻器R2串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测 电路中的电流，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻 R总＝＝＝15Ω，由串联电路的电阻特点可知，此时 滑动变阻器R2接入电路的阻值R2＝R总－RL＝15Ω－5Ω ＝10Ω 第19题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 （3） 闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器R2的滑片滑至最右端，通电1min 定值电阻R1产生的热量。 解：（3） 闭合开关S、S1、S2，定值电阻R1与滑动变阻 器R2并联，电流表测干路电流，由并联电路的电压特点 可知，定值电阻R1两端的电压U1＝U＝4.5V，则通电 1min定值电阻R1产生的热量W1＝t＝×60s＝ 81J 第19题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 （4） 闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻 器R2的最大功率。 解：（4） 通过定值电阻R1的电流I1＝＝＝0.3A， 因为电流表的量程为0～0.6A，所以干路中的最大电流I 大＝0.6A，由并联电路的电流特点可知，滑动变阻器R2 允许通过的最大电流I2大＝I大－I1＝0.6A－0.3A＝0.3A＜ 1A，故滑动变阻器R2能安全工作，由并联电路的电压特 点可知，滑动变阻器R2两端的电压U2＝U＝4.5V，则滑 动变阻器R2的最大功率P2＝U2I2大＝4.5V×0.3A＝1.35W 第19题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 $$