第6章 电功率 章末复习与评价 课件 2024-2025学年物理教科版九年级上册

第6章 电功率章末复习与评价 一、单项选择题 1.下列家用电器主要利用电流的热效应工作的是(　A　) A.电饭锅 B.电冰箱 C.电视机 D.电风扇 2.下列关于电能的说法正确的是 (　D　) A.可以通过电流表把电能直接测量出来 B.电能的单位是“度”,学名叫做千瓦 C.消耗电能越多的用电器,电功率就越大 D.消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同 3.有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800 W,乙的额定功率为1200 W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是 (　B　) A.甲电热水壶两端的电压较高 B.电流通过甲电热水壶做功较快 C.通过两个电热水壶的电流相等 D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多 4.小刚家的电能表本月底信息如图所示,从表盘可知以下信息错误的是 A.电能表的示数为931.6 kW·h B.若上月底小刚家电能表的读数为 ,则本月小刚家耗电50.8 kW·h (　C　) C.若小刚家的用电器消耗了0.5 kW·h的电能,则电能表上的转盘转过125转 D.若家庭电路中只使用了一台电视机,发现某段时间内电能表上的转盘转过了50转,则电视机消耗的电能为7.2×104 J 5.如图所示电路,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动一小段距离的过程中(　D　) A.电流表示数变小 B.电压表示数变小 C.灯泡的功率变大 D.电路总功率变大 6.如图所示的电路中,电源电压恒为3 V,灯泡L1、L2分别标有“3 V　0.75 W”和“3 V　1.5 W”的字样。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3 V,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0.2 W 7.额定电压均为6 V的甲、乙两灯,I-U图像如图所示。下列说法正确的是 (　D　) A.甲、乙两灯的电阻均随电压的增大而减小 B.甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1 C.甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,电阻之比为3∶2 D.甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,实际功率之比为1∶3 二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合要求) 8.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的关系如图所示。关于这三个用电器,下列判断正确的是 (　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 9.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离,电压表V1、V2示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数的变化量为ΔI,阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为ΔP1、ΔP2。则下列判断正确的是 (　C　) A.ΔP1+ΔP2=(ΔI)2×(R1+R2) B.> C.+=R1+R2 D.< 10.(2023·德州)如图甲所示,电源电压保持不变。电流表A的量程为0~0.6 A,电压表V1、V2的量程均为0~3 V,滑动变阻器R的规格为“50 Ω,2 A”,某一小灯泡的额定电压为2.5 V。滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表V2的示数为1.5 V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是 (　D　) A.电源电压为3 V B.电压表V1的示数变化范围为1.5~3 V C.滑动变阻器的取值范围是3~50 Ω D.小灯泡的功率范围为0.1~1.25 W 11.(2023·成都)如图所示的电路,电源电压U恒定不变,R1=30 Ω,R2=20 Ω,滑动变阻器标有“100 Ω　2 A”字样,电压表量程为0~15 V,电流表量程为0~3 A。当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,电流表的示数为0.8 A;当开关S接通触点2,为保障电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值为R';当改变滑片位置、开关S接不同触点,在保障电路安全的情况下,电路工作的最大电流和最小电流分别为I大和I小。下列计算正确的是 (　AC　) A.U=24 V B.R'的范围为0~100 Ω C.I大∶I小=4∶1 D.电路工作的最小功率P小≈4.4 W 三、填空题 12.最先精确地确定了电流通过导体产生的热量(电热)与电流、电阻和通电时间关系的物理学家是　焦耳　;将10 Ω的电阻丝接在3 V 的电源上,5 min内产生的热量为　270　J。 13.LED灯具有节能、环保的特点。一个“220 V　5 W”的LED灯与一个“220 V　60 W”的白炽灯亮度相当。若一个“220 V　60 W”的白炽灯每天正常工作4小时,30天消耗的电能是　7.2　kW·h,这些电能可供“220 V　5 W”的LED灯正常工作　1.44×103　小时。 14.小张用家中的电能表来测量家中电热水壶的实际功率,他关闭其他所有用电器,只打开电热水壶,观察如图所示的电能表转盘在3 min时间转动了110转,则电热水壶的实际功率是　1 100　W,电热水壶正常工作时电流是　5　A。 15.如图所示是某小灯泡的I-U图像,小灯泡的额定电压为6 V。小灯泡正常发光时,灯丝的电阻是　20　Ω。若将小灯泡与R=10 Ω的定值电阻并联接入某电路,干路中的总电流为0.5 A,通电10 s,电阻R消耗的电能为　9　J。 16.(2023·成都)小强同学利用家庭实验室中的器材,设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”,如图所示,电源电压为6 V,电阻丝R1=5 Ω,R2=15 Ω,a、b是两个触点。闭合开关S,当开关S1接通触点　a　时,“电饭锅”的功率更大。将R2接入电路工作3 min产生的热量是　432　J。 17.如图所示,电源电压恒为10 V,滑动变阻器R的最大阻值为20 Ω,直流电动机 的额定电压为6 V,线圈电阻为2 Ω。当闭合开关S,滑片P 移到中点时,电动机刚好正常工作,此时电路中的电流为　0.4　A,整个电路通电100 s产生的内能为　192　J。 18.如图甲所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示,则电源电压为　6　V。当滑片在a点时,通电10 s,R0消耗的电能为　180　J。 四、计算题 19.(2023·泸州)某种带保温功能的电热水壶,其发热部分电路如图所示。已知电源电压U=220 V保持不变,电阻丝R1=110 Ω、R2=88 Ω。通过调节开关S1、S2可以实现低温、中温、高温三挡的切换;当水温降到60 ℃时,电路自动切换成低温挡进行保温。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。 (1)当电热水壶处于中温挡时,求电热水壶消耗的电功率; 解:(1)当S1闭合,S2拨到B时,R1、R2并联;当S1断开,S2拨到A时,R1、R2串联;当S1闭合,S2拨到A时,电路为仅有R1的简单电路;因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻,串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻, 所以由P=可知:R1、R2并联时,电路中的电阻最小,电功率最大,电热水壶为高温挡;R1、R2串联时,电路中的电阻最大,电功率最小,电热水壶为低温挡;电路为R1的简单电路时,为中温挡 则中温挡电热水壶消耗的电功率: P中温===440 W (2)当电热水壶分别处于高温挡与低温挡时,求通过电阻丝R1的电流之比; (2)高温挡通过电阻丝R1的电流: I1高温===2 A 低温挡通过电阻丝R1的电流: =I低温==== A 则电热水壶分别处于高温挡与低温挡时,通过电阻丝R1的电流之比:== (3)用电热水壶高温挡把m=2 kg的水从t1=28 ℃加热到t2=100 ℃,自动断电,其中电热水壶加热效率η=84%。当电热水壶中水温降到60 ℃时,继续保温t=1.8 h,问电热水壶这次加热和保温一共消耗多少度电? (3)低温挡的电功率: P低温=== W 电热水壶保温消耗的电能:W保温=P低温t= W×1.8×3 600 s=1.584×106 J 水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-28 ℃)=6.048×105 J 电热水壶加热消耗的电能: W加热===7.2×105 J 故电热水壶这次加热和保温一共消耗电能: W=W加热+W保温=7.2×105 J+1.584×106 J=2.304×106 J=0.64 kW·h=0.64度 20.(2023·德阳)如图甲所示,电路中电源电压保持不变,电压表量程可选,电流表量程0~1.2 A,滑动变阻器R2(最大阻值未知),定值电阻R3=100 Ω。闭合开关S1、S3,断开开关S2,将滑动变阻器R2的滑片从b端移动到a端,流过定值电阻R1的电流与其两端的电压关系图像如图乙所示。求: (1)定值电阻R1的阻值和滑动变阻器R2的最大阻值; 解:(1)闭合开关S1、S3,断开开关S2,滑动变阻器R2的滑片在a端时,此时只有定值电阻R1接入电路;由图乙可知:此时电路中的电流最大,故流过定值电阻R1的电流为I1=1.2 A,此时电压表的示数等于电源电压为U=12 V 则定值电阻R1的阻值:R1===10 Ω 滑动变阻器R2的滑片在b端时,滑动变阻器最大值R2与R1串联,此时流过定值电阻R1的电流最小;由图乙可知:流过定值电阻R1的电流为I2=0.2 A,R1两端的电压为U'=2 V 则滑动变阻器的电压: U2=U-U'=12 V-2 V=10 V 故滑动变阻器的最大阻值:R2===50 Ω (2)闭合开关S2、S3,断开开关S1,使R2的滑片位于滑动变阻器的中点位置c,整个电路通电100 s产生的电热; (2)电源电压保持不变,若闭合开关S2、S3,断开开关S1,电阻R2与R3并联,电流表测干路电流,使R2的滑片位于中间位置c点,滑动变阻器接入电路的电阻为R'=25 Ω 此时通过滑动变阻器R2的电流: I'2===0.48 A 通过R3的电流:I3===0.12 A 则I干=I3+I'2=0.6 A 故整个电路通电100 s产生的电热: Q=UI干t=12 V×0.6 A×100 s=720 J (3)闭合开关S1、S3,断开开关S2,若电压表的量程为0~15 V,在保证电路元件都安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片,电路总功率的变化范围。 (3)闭合开关S1、S3,断开开关S2,滑动变阻器R2的滑片在b端时,滑动变阻器R2与R1串联 电路的最小功率: Pmin=UImin=12 V×0.2 A=2.4 W 滑动变阻器R2的滑片在a端时,接入电路的电阻最小,电路中的电流最大,尽管电压表的量程0~15 V,但电源电压为12 V,此时电压表的示数最大值为12 V,根据图乙可知:此时电流为1.2 A 则电路的最大功率 Pmax=UImax=12 V×1.2 A=14.4 W 综上所述,电路总功率的变化范围为2.4~14.4 W 五、实验与探究题 21.(2023·枣庄改编)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,于是他们利用甲、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,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。 (1)要探究电热与电阻的关系,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,在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管中液面高度变化大,由此可得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下,　通过导体的电流越大,产生的热量越多　。 (3)实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列实例采用研究方法与此相同的是　B　。 A.探究电流与电压、电阻的关系 B.用小桌陷入沙子中的深度表示压力作用效果的大小 C.研究光的传播时,引入“光线” D.探究平面镜成像的特点 22.(2023·丹东)在“测量小灯泡的额定功率”实验中,小潘选用的小灯泡L的额定电压为2.5 V。 (1)小潘设计了如图甲所示的电路图,连接好电路后,闭合开关S,发现电流表的指针向左偏转,如图乙所示,其原因是　电流表正、负接线柱接反了 　。 (2)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片P到某一位置时,电压表示数如图丙所示,为　1.8　V,要测量小灯泡L的额定功率,滑片P应向　左　(选填“左”或“右”)移动,使电压表示数为2.5 V,此时电流表示数为0.24 A,则小灯泡L的额定功率为　0.6　W。 (3)实验结束后,小潘认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率。于是他找来了另一个电源(电压恒为8 V)、一个额定电压为6 V的小灯泡L1和一个阻值为20 Ω的定值电阻R0等器材,设计了如图丁所示的电路,并完成了实验。实验过程如下: ①断开开关S1,闭合开关S、S2,移动滑动变阻器R的滑片P,使电压表的示数为　2　V,小灯泡L1正常发光; ②断开开关S2,闭合开关S、S1,保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,读出电压表的示数为1.6 V; ③小灯泡L1的额定功率为　2.4　W。 1.【创新探究】(2023·成都)某品牌电吹风铭牌上标有“220 V　2 000 W”字样,有“断开、冷风、慢速中温、快速高温”四个挡位。物理兴趣小组同学把此款电吹风拆解后,发现有两条不同的电阻丝绕于支架上并置于出风筒内,经研究后画出了简化电路图(如图)。 (1)同学们研究说明书和电吹风内部结构后,有以下认识,其中不合理的是　C　。 A.说明书提示“请勿在手湿的情况下使用”,主要是为了防止触电或引发短路 B.说明书提示“请勿在使用过程中用手触摸出风口”,主要是为了避免烫伤 C.电吹风额定功率是指电吹风正常工作时的最大发热功率 D.绕电阻丝的支架应采用绝缘、耐高温材料制作 (2)开关S与0、1两触点接触时,电吹风处于“慢速中温”挡;开关S与2、3两触点接触时,电吹风处于“快速高温”挡。两挡相比,电动机在“快速高温”挡转得更快,原因是　电动机两端的电压更大 　。 (3)同学们进一步研究发现该电吹风具有过热自动断电保护功能,其内部有一个双金属片开关,当温度达到设定值,双金属片开关自动断开,电吹风停止工作,待温度下降到安全值后又自动接通。则双金属片开关应安装在图中的　d　点(选填“a”“b”“c”或“d”)。 (4)同学们在组长家中采用以下步骤测量电吹风的实际功率: ①测量开始前关闭家中所有用电器,记录智能电能表示数为2 127.23 kW·h; ②将电吹风调至“快速高温”挡工作4分钟断开开关,记录电能表示数为2 127.36 kW·h; ③根据实验数据,计算电吹风在“快速高温”挡工作的实际功率为　1 950　W。 2.【模型建构】(2023·内江)如图为某商场安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中,A为点光源,B为匀速运行的自动扶梯,电源的电压为6 V,R为光敏电阻,R0为定值电阻(R0=15 Ω),R0两端接计数器。当点光源的光照射在光敏电阻上时,光敏电阻R=R0;当扶梯上有顾客通过,挡住由点光源射向光敏电阻的光线时,R的电阻值就增大,计数器则计数一次。 (1)若自动扶梯满载时,前、后相邻的两个顾客之间的距离均为45 cm,自动扶梯运行的速度为0.9 m/s,第1次光源计数到第203次计数所用的时间是多少? 解:(1)第1次光源计数到第203次计数,计数器计数202次 则所用的时间:t===101 s (2)当自动扶梯载着顾客正常运行时,定值电阻R0消耗的最大功率是多少? (2)当自动扶梯载着顾客正常运行时,根据P=I2R可知:当通过R0的电流最大时,定值电阻R0消耗的功率最大;当电路的总电阻最小时,电路的电流最大,因此R最小时,电路的总电阻最小, 而当点光源的光照射在光敏电阻上时,此时光敏电阻R的阻值最小,即为:R=R0=15 Ω 则此时的电路电流:I===0.2 A 故定值电阻R0消耗的最大功率: P=I2R0=(0.2 A)2×15 Ω=0.6 W $$