第十五章 电能与电功率 综合能力测评卷-【黄冈金牌之路·练闯考】2023-2024学年九年级物理上册单元测试(沪粤版)

第十五章综合能力测评卷 (时间：90分钟　　满分：100分) 一、选择题(每小题3分，共21分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的) 1．下列用电器利用电流热效应工作的是(　D　) A．电风扇 B．电视机 C．吸尘器 D．电饭锅 2．如图所示为单相电子式电能表，关于该电能表下列说法正确的是(　D　) A.允许通过的最大电流为10 A B．主要用来测量用电器的电功率 C．此时的示数为13 148 kW·h D．指示灯闪2 500次表示消耗电能3.6×106 J 3．两个工作原理相同的电暖器甲和乙，已知甲的规格为“220 V　1 000 W”，乙的规格为“220 V　1 800 W”，在它们均正常工作的情况下，关于这两个用电器，下列说法正确的是(　C　) A．电暖器乙工作一小时，消耗一度电 B．电暖器甲消耗电能快于乙消耗电能 C．流过电暖器乙的电流更大 D．两个电暖器使用相同时间，甲消耗的电能更多 4．智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁使用会导致它的电能消耗得很快，当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过以下哪种方式实现的(　B　) A．降低散热能力 B．减小总功率 C．增大电池电压 D．增大电流 5．(合肥瑶海区期末)将“220 V　100 W”的电风扇和“220 V　100 W”的电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，关于两者消耗的电能和产生的热量，下列说法正确的是(　B　) A．消耗的电能和产生的热量都一样多 B．消耗的电能一样多，但产生的热量不一样多 C．消耗的电能不一样多，但产生的热量一样多 D．消耗的电能和产生的热量都不一样多 6．将标有“6 V　6 W”和“3 V　3 W”的甲、乙两只灯泡并联接在电压为3 V的电源两端，闭合开关，不计温度对灯丝电阻的影响。则下列说法正确的是(　B　) A．甲灯较亮 B．乙灯较亮 C．甲、乙两灯实际总电功率为9 W D．甲、乙两灯实际电功率之比为2∶1 7．(合肥庐阳区三模)如图所示的电路中，电源电压恒为5 V，灯泡标有“2.5 V　1.25 W”字样，滑动变阻器的规格为“20 Ω　1 A”，电压表(量程0～3 V)和电流表(量程0～0.6 A)。闭合开关后，若要保证电路安全，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是(　C　) A．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是5～6 Ω B．灯泡的最小功率是1 W C．电流表示数的变化范围是0.4～0.5 A D．整个电路的最大功率是3 W 二、填空题(每空3分，共27分) 8．(合肥包河区模拟)为积极响应“低碳节能”的号召，家庭照明中已广泛使用LED节能灯，某型号LED节能灯的额定功率为10 W，该功率值表示的物理含义是__电流在1_s内做的功是10_J__。 9．小明自己家的电视机待机功率为10 W，他家有2台电视机，若每天待机5 h，则他家每天浪费电能__3.6×105__J。 10．将小灯泡L1“12 V　12 W”和小灯泡L2“12 V　6 W”串联在12 V电压下，小灯泡L1的实际功率P1__＜__(选填“＞”“＝”或“＜”)小灯泡L2的实际功率P2。 11．如图所示电能表接在家庭电路中，为了不损坏电能表，接到此电能表上的用电器的总功率不能超过4.4 kW，则电能表括号内的数值是__20__A。若此时电路中只有一个电磁炉在工作，且电能表转盘转过1 080转用时30 min，这个电磁炉的功率是__1_800__W，电能表的示数变为__2_051.5__kW·h。 12．如图所示，电动机M内部线圈的电阻为0.5 Ω，电阻R的阻值为10 Ω，当电阻R两端电压为4 V时，电动机正常工作，则电动机线圈1 min产生的热量是__4.8__J。 　　 13．标有“6 V　1.5 W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只小灯泡串联起来，接在12 V的电源两端，每只小灯泡的实际功率为__0.8__W。 14．如图所示，电源电压保持不变，灯L标有“6 V　0.6 W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，灯L正常发光，电压表示数为4 V，当滑片P移到最大阻值时，灯L与滑动变阻器的电功率之比为__3∶4__。 三、作图题(4分) 15．如图所示是一个双温电炉电路图。电路由两段阻值都为44 Ω的电阻丝R组成发热体，A、B、C为三段引出线，单刀双掷开关接A为低温挡，接B为高温挡，且高温挡的功率为低温挡的2倍，试在图中虚线框内画出两段电阻丝的连接图。 　　　　解： 四、实验题(第16小题4分，第17小题6分，共10分) 16．如图所示电路中，两个圆底烧瓶内装有等质量的煤油，且电阻R1＞R2。 (1)该实验装置是探究电流通过导体产生的热量多少与__电阻__之间的关系。 (2)为了比较水和煤油的比热容的大小，除了将两个圆底烧瓶内的液体换成等质量的水和煤油之外，还需对图中的装置进行的改进是__使电阻丝R1、R2的阻值相等__。　 17．一只小灯泡的额定电压为2.5 V，小明想测量这个小灯泡的额定功率，实验器材如图甲所示。 (1)请你用笔画线代替导线，将电路图甲连接完整。 (2)当开关S闭合，调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为__0.7__W。 (3)我们初中电学中将电压表视为理想电表。如果考虑到电压表的内阻，有微弱的电流通过，则电功率的测量结果比真实值__偏大__(选填“偏大”“准确”或“偏小”)。　 五、计算与推导题(第18小题5分，第19小题9分，第20小题12分，共26分；解答要有必要的公式和过程) 18．(1)如图所示，当两个电阻R1和R2并联时，设电阻R1的电功率为P1，电阻R2的电功率为P2。请推导两电阻消耗的总电功率：P＝U2(＋)。 (2)若R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，当电路A、B两端接在电压U＝6 V的直流电源上，求电路消耗的总电功率。 解：(1)证明：根据欧姆定律可知：I1＝，I2＝，I＝，根据并联电路电流、电压特点可知：I＝I1＋I2，U＝U1＝U2，可得：I＝＋＝U(＋)，所以电路中总电功率：P＝UI＝U×U(＋)＝U2(＋)。 (2)电路消耗的总电功率：P＝U2(＋)＝(6 V)2×(＋)＝30 W。 19．(安徽模拟)如图所示，小明用小电动机制成了起重机模型。当电源电压为12 V时，电流表示数为0.4 A，在5 s时间内将重为G＝10 N的物体提升h＝2 m。求： (1)5 s内电动机消耗的电能。 (2)电动机的电阻r。 解：(1)电动机消耗的电功率：P电＝UI＝12 V×0.4 A＝4.8 W，则5 s内电动机消耗的电能：W电＝P电t＝4.8 W×5 s＝24 J。 (2)匀速提升物体时，对物体的拉力大小等于物体重力，电动机的输出功率：P输出＝＝＝＝4 W；电机的发热功率：P热＝P电－P输出＝4.8 W－4 W＝0.8 W，根据P＝I2r可得，电动机线圈的电阻：r＝＝＝5 Ω。 20．新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。煮饭时，把电饭锅接入220 V电路中，在电饭锅工作的30 min内，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。求： (1)S和S1都闭合时电饭锅的功率。 (2)电热丝R2的阻值。 (3)若该电饭锅内饭的质量为2 kg，在前10 min内电饭锅的加热效率为85%，则这段时间锅中的饭温度升高了多少摄氏度？[c饭＝4.0×103 J/(kg·℃)，保留整数] 解：(1)由电路图可知，S和S1都闭合时，R1与R2并联，此时电路中的电流最大，由图乙可知，此时电路中的电流I＝3 A， 则电饭锅的功率：P＝UI＝220 V×3 A＝660 W。 (2)由电路图可知，开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，此时电路中的电流最小，由图乙可知，此时电路中的电流I1＝2 A，S和S1都闭合时，通过R1的电流为2 A不变，通过R2支路的电流：I2＝I－I1＝3 A－2 A＝1 A，电热丝R2的阻值：R2＝＝＝220 Ω。 (3)由图乙可知，在前10 min内通过电饭锅的电流为3 A，则消耗的电能：W＝UIt＝Pt＝660 W×10×60 s＝3.96×105 J，前10 min内电饭锅的加热效率为85%，则电饭锅内饭吸收的热量：Q吸＝ηW＝85%×3.96×105 J＝3.366×105 J，由Q吸＝cmΔt可得，这段时间锅中的饭升高的温度：Δt＝＝≈42 ℃。 六、综合能力题(12分) 21．阅读短文，回答问题。 PTC热敏陶瓷 热敏电阻陶瓷是功能陶瓷的一种，功能陶瓷的发展始于上世纪30年代，经历从电介质陶瓷→压电铁电陶瓷→半导体陶瓷→快离子导体陶瓷→高温超导陶瓷的发展过程。 热敏电阻陶瓷按阻温特性可分为三种：①正温度系数热敏电阻陶瓷，简称PTC热敏陶瓷，②负温度系数热敏电阻陶瓷，简称NTC热敏陶瓷，③临界温度热敏电阻陶瓷，简称CTR热敏陶瓷。 PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，它的发热效率较高，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。PTC有一个人为设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，通过材料电阻变化而控制温度，而不是依靠任何触点控制。利用这种特性，可以自动调节电热器的温度与电功率。如图甲所示是利用PTC材料制造的陶瓷电热水壶，图乙是其电阻随温度的变化图象。 (1)半导体材料的导电性能要比导体__弱__(选填“强”或“弱”)。 (2)由图乙可知，陶瓷电热水壶加热时PTC加热片的温度t0基本保持不变，t0最有可能是__A__(选填字母)。 　　　　　　　　　　　　　　　 A．100 ℃ B．200 ℃ C．300 ℃ D．400 ℃ (3)当陶瓷电热水壶加热时PTC加热片的温度高于t0时，通过加热片的电流__变小__，加热片的电功率__变小__。(均选填“变大”“变小”或“不变”) (4)若市场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，额定电压均为220 V，额定功率分别为800 W和1 500 W，若供电热水壶使用的插座额定电流是5 A，应该选购__甲__(选填“甲”或“乙”)电热水壶，理由是__甲的额定电流小于插座的额定电流(5_A)__。 学科网（北京）股份有限公司 $$