第十八章电功率-2024-2025学年初中物理人教版九年级全一册

第十八章 电功率2024-2025学年 初中物理人教版九年级全一册 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．在国际单位制中，焦耳不是以下哪个物理量的单位（　　） A．热量 B．热值 C．电功 D．内能 2．平时输送电能中，不能减少电能在线路中的损耗的办法是 A．减小输送电流 B．用高压输电 C．用超导体输电 D．减少输送功率 3．如图甲所示是小伟设计的电梯超载报警器工作原理示意图，电源电压保持不变，R0为定值电阻，压敏电阻R的阻值随压力大小的变化情况如图乙所示，当电压表的示数超过设定值时会自动报警。闭合开关，当有人进入电梯后，下列说法正确的是（　　） A．压敏电阻R 的阻值变大 B．通过电路的电流变小 C．电压表示数变大 D．电路消耗的总功率变小 4．为了减少远距离输电在线路上的损失，通常采用的办法是（　　） A．增大输出线电线的电阻 B．减少通电时间 C．增大输出电流 D．提高电压 5．发光二极管简称LED。如图所示，把小灯泡和LED接入电路，闭合开关后小灯泡和LED发光，小灯泡很热，而LED几乎不发热。下列说法正确的是（　　）    A．LED主要将电能转化为内能 B．流过LED较长引脚的电流比较短引脚的大 C．把电源的正、负极对调后闭合开关，小灯泡发光，LED不会发光 D．同样功率的小灯泡和LED，正常工作时LED比小灯泡亮 6．如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面的高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（　　） A．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的小 B．将左边容器中的电阻丝换成的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系 C．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝产生热量的多少的 D．若通过R2的电流为1A，通电，则R2产生的热量为300J 7．如图所示的电路，闭合开关后，当滑片P向左移动时，下列说法正确的是（　　） A．灯泡L变亮 B．电路消耗的总功率变大 C．电流表示数变小 D．电压表示数变大 8．在如图的电路中，图甲的电源电压为9V且保持不变，电流表的规格为0～0.6A，电压表的规格为0～15V，灯泡上标有“6V 6W”字样，灯泡电流随电压变化关系如图乙所示，则下列说法错误的是（　　） A．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为8V B．为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值是11.67Ω C．灯泡消耗的最大功率为5.4W D．灯泡消耗的最大功率为1.2W 9．下列不是电功率单位的是（　　） A．焦每秒 B．伏·安 C．千瓦·时 D．千瓦 10．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”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，小灯泡正常发光，电压表示数为4V，当滑片P移到最大阻值时，灯L与滑动变阻器此时的电功率之比为 A．4：3 B．3：4 C．3：2 D．2：3 11．物理课上，同学做了一个“魔法火焰”实验：如图所示电路，当加热玻璃丝时，小灯泡慢慢亮了起来（不考虑灯丝电阻的变化），此过程中逐渐增大的物理量是（　　） A．电源的电压 B．玻璃丝的电阻 C．电路总功率 D．小灯泡的额定功率 12．张亮同学仔细观察家中的电视机、白炽灯和节能灯三种电器，发现它们上面都标着“220V 40W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，消耗电能最多的是（　　） A．电视机 B．一样多 C．白炽灯 D．节能灯 13．如图甲是一种电热膜，它不易氧化，工作时能自动控温。其构造是在绝缘薄膜表面，将多条薄的导电墨线两端与金属导线相连，如图乙。导电墨线电阻随温度变化图像如图丙。有关电热膜说法正确的是（　　） A．工作时通过导电墨线的电流始终不变 B．任意一条导电墨线断裂，电热膜将不发热 C．温度到达t0时，电热膜的发热功率会急剧减小 D．某一温度下，一条导电墨线断裂，电热膜的功率变大 14．某家用电能表的有关参数如图所示，可知（　　） A．该电能表上用电器的总功率不能超过2.2kW B．该电能表上用电器的总功率不能超过8.8kW C．该电能表的转盘每小时最多转3000r D．该电能表的读数为3021kW·h 15．下列数据中，最接近事实的是（  ） A．一只柠檬电泡能产生的电流 B．人体的安全电压为 C．家用电冰箱功率可达 D．一般分子的直径大约只有 二、填空题 16．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S后，将滑片P从左端b移动到右端a的过程中，电流表的示数I与R2的阻值关系如图乙所示，电压表的示数U与R2的阻值关系如图丙所示。那么，R1的阻值为 Ω，在滑片P移动过程中，滑动变阻器消耗的最大功率为 W（两表均安全使用）。 17．如图所示的一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗的电路原理图，它是利用 来工作的。分析电路图，当闭合开关S1、断开开关S2时，电熨斗处于 挡（选填“高温”或“低温”）。 18．观察下列实验图示，完成填空： （1）图甲中，电阻箱的读数是 Ω。 （2）图乙中，敲击音叉时，音叉发声，乒乓球被弹起，说明： 。 （3）图丙中，A、B是两个质量相同的物体，图中实验操作是为了探究重力势能大小与 的关系。 （4）图丁中，在探究影响电热大小因素的实验中，将两个阻值不同的电热丝串联在电路中的目的是控制 。 三、实验题 19．实验初中物理兴趣小组的小华和小舒同学为“探究电流与电压、电阻的关系”，在实验室找来了以下实验器材：学生电源（电压恒为4.5V），滑动变阻器（“20Ω 1A”），电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V、开关各一只。 表1 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2 2.5 电流I/A 0.15 0.2 0.25 表2 实验次数 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 电流I/A 0.4 0.2 0.13 （1）实验时小华设计了如图甲所示的电路图并连接成图乙所示的实物图。他将滑动变阻器的阻值调到最大，若闭合开关，则乙图中电流表无示数，这是因为乙图中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并画出正确的连线； （2）正确连接电路后，小华接入10Ω的定值电阻进行“电流与电压关系”实验的探究，得出3组实验数据记录在表1中，对数据进行分析后可得出实验结论是：当电阻一定时， ； （3）接下来小舒分别接入不同阻值的定值电阻探究“电流与电阻的关系”。他先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关S后，移动滑片P控制定值电阻两端的电压为2V；断开开关后，保持滑片P位置不变，用的定值电阻替换，再次闭合开关后，发现电压表示数如图丙所示，此时应向 （填“左”或“右”）移动滑片P才能达到实验要求； （4）小舒更换其它电阻，继续完成实验，测得数据记录在表2中，其中第4和第5组数据未完成收集。为了顺利收集第4和第5组数据，更好地得出普遍规律，小舒应在图甲电路的 （填“a”或“b”）点串联一个定值电阻，串联的定值电阻的阻值范围为 Ω； （5）下列图像中，不能大致反映小舒实验的各个物理量之间的变化关系的是 ； （6）小舒完成上述实验后，想用电压表和一个阻值为R0的定值电阻。在电源电压未知的情况下，测量额定电流为I额的小灯泡的额定功率，设计了如图丁所示电路，请完成实验步骤： ①闭合S、S1，断开S2，为使小灯泡中的电流为额定电流I额，应调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ；（用I额、R0表示） ②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，读出电压表示数为U； ③小灯泡的额定功率P额＝ 。（用I额、R0、U表示） 20．快速充电技术 智能手机的日益进步，使手机的耗电量急速上升，为保证手机的续航时间，其内部搭载电池的容量也日益增大，如何快速将手机充满电呢?于是，手机快速充电技术应运而生。 手机电池容量等于充电电流与充电时间的乘积，即: 手机电池容量=充电电流×充电时间 智能手机的电池容量普遍在3000mAh上下，若充电电流为1A，则为电池充满电需要3小时左右，快充技术能将时间压缩到1小时左右，而就在最近，这项技术又有新突破，现在已经出现只需要半个多小时即可将一块容量为5000mAh的电池完全充满的快充技术。从物理学角度看，充电功率等于充电电压与充电电流的乘积。在电池容量一定的情况下，功率大小标志着充电的快慢，当前缩短充电时间的方式主要有以下三种: 1电流恒定、增大电压:普通充电器电流维持在1A的条件下，将220V电源电压降至5V充电器电压，5V充电器电压再降到电池电压。当充电器电压增至9v时，理论上可以将充电时间压缩到50%，但是由于手机内部需要进行一次降压过程，而这一过程会放出较多的热量，导致充电器、手机发热。 2电压恒定、增大电流:该技术在恒定的低电压条件下，通过增加多条并联电路，提高电流总和值。电路并联分流之后，每部分模块承担的电功率并不大，可以很好地控制电路散热，避免手机发烫。 3将上述两种方案合并的快充技术:充电器内部芯片和手机沟通后，确认手机支持何种快充方案，然后以对应的方案为手机充电。例如图22中的充电器就支持两种快充方案。 随着快速充电技术的不断进步，未来还将有更多更大功率，兼容性更强，发热更小，更便携的充电器不断问世，为大屏养手机多样华、实用化的推广提供保障。 请根据上述阅读材料，回答下列各题: （1）充电器为手机充电时，电流通过电池，把电能转化为 能;在电池容量一定的情况下， 标志着充电的快慢。 （2）图所示的充电器的最大输出功率是 W。 （3）若用1小时就能将电池容量是5000mAh的手机充满电，则充电电流为 A。 四、计算题 21．在如图甲所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，则: (1) R1的电阻为为多少? (2)电路消耗的最小功率为多少? (3)滑动变阻器消耗的最大功率为多少? 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D C D D D B C C B 题号 11 12 13 14 15 答案 C B C B A 1．B 【详解】不同物理量有不同的单位，焦耳，简称焦，是能量的单位，包括热量、内能、电功等，热值的单位是J/kg，J/m3，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．D 【详解】A. 根据Q＝I2Rt可知，减小输送电流，会减少电能在线路中的损耗，故A不符合题意；B. 用高压输电，可以减小输送电线的电流，减少电能在线路中的损耗，故B不符合题意；C. 根据Q＝I2Rt可知，用超导体可以无损耗的输电，故C不符合题意；D. 根据P损＝可知，减少输送功率对减少电能在线路中的损耗不起作用，故D符合题意．故选D. 【点睛】由焦耳定律Q＝I2Rt可知：在R和t一定时，减小I，可以减小电能的损失；由公式I＝可知，当输送电功率一定时，输送电路的电压越大，输送导线的电流越小． 3．C 【详解】由图可知，该电路为串联电路，电压表测量定值电阻两端的电压；开关S闭合，有人进入电梯后，压敏电阻R受到的压力变大，其电阻变小，电路的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，通过压敏电阻R、R0中的电流变大，根据U＝IR可知，电阻R0两端的电压增大，电压表示数变大；根据P＝UI可知，电路消耗的总功率变大。 故选C。 4．D 【详解】A．在输电电流I输一定的情况下，由P损=I输2R知，输电导线电阻R越大，输电功率损失越大，故A不符合题意； B．输电过程中，主要考虑的是功率损耗，与通电时间无关，故B不符合题意； C．在输电导线电阻R一定情况下，由P损=I输2R知，输电电流I输越大，输电功率损失越大，故C不符合题意； D．由P =UI知，输电电流为，在输电功率P输一定的情况下，U输越大，输电电流I输越小，导线电阻R一定，由P损=I输2R知，则P损越小；所以提高电压能有效减少输电在线路上的损失，故D符合题意。 故选D。 5．D 【详解】A．LED工作时，主要将电能转化为光能，故A错误； B．根据串联电路的电流规律可知，流过LED较长引脚的电流和短引脚的电流是相同的，故B错误； C．lED是由半导体材料制成的，因为半导体具有单向导电性，所以把电源正负极对调，电流不会通过LED，此时电路是断路状态，LED不会发光，小灯泡不发光，故C错误； D．LED工作时电能转化为光能的效率远大于小灯泡电能转化为光能的效率，同样功率的小灯泡和LED，正常工作时LED比小灯泡亮，故D正确。 故选D。 6．D 【详解】AB．图中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故图中实验装置实验可以研究电流产生的热量与电流的关系，根据Q=I2Rt可知，左侧容器中电阻产生的热量多，U形管中液面的高度差比右侧的大，故AB错误； C．根据转换法，实验装置是利用U形管中气体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的，故C错误； D．若通过R2的电流为1A，通电1min，则R2产生的热量为 Q=I2R2t=(1A)2×5Ω×60s=300J 故D正确。 故选D。 7．B 【详解】D．由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R并联，电压表测电源两端的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测L支路的电流；因电源电压不变，所以，滑片移动时，电压表的示数不变，故D错误； A．因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过灯泡的电流和实际功率不变，即灯泡L的亮度不变，故A错误； C．当滑片P向左移动时，变阻器R接入电路中的电阻变小，由可知，通过R的电流变大，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变大，即电流表A1的示数变大，故C错误； B．电路电源电压不变，干路电流变大，由可知，电路消耗的总功率变大，故 B正确。 故选B。 8．C 【详解】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 A．当电流表示数为0.4A时，由图象可知灯泡两端的电压UL＝1V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表的示数 UR＝U﹣UL′＝9V﹣1V＝8V 故A正确。 B．由P＝UI知道，灯泡的额定电流 因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流Imax＝0.6A，由图象知道，灯泡两端的电压UL′＝2V，此时滑动变阻器两端的电压 U滑′＝U﹣UL′＝9V﹣2V＝7V 滑动变阻器接入电路中的最小阻值 故B正确； CD．灯泡消耗的最大功率 PL′＝UL′I大＝2V×0.6A＝1.2W 故C错误，D正确。 故选C。 9．C 【详解】焦每秒、伏∙安、千瓦都是电功率的单位，千瓦时是电功的单位，不是电功率的单位，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 10．B 【详解】由题，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，滑动变阻器连入电路的电阻，此时小灯泡正常发光，电压表示数为4V，根据串联电路电压与电阻成正比，则UL：UR=RL：R’=6:4，所以RL：R=6:8=3:4  ． 当滑片P移到最大阻值时，因串联电路各处的电流相等，由P=I2R可得，PL：PR=RL：R=3:4， 故B正确为答案． 11．C 【详解】灯泡慢慢亮起来了，说明小灯泡的实际功率变大，即电路总功率变大，玻璃丝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。 故选C。 12．B 【详解】由题意可知，三种电器的额定功率相同，若它们都在额定电压下工作，则实际功率等于额定功率，故三种电器的实际功率均相等，且工作相同时间，则由W=Pt可得，它们消耗的电能一样多，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 13．C 【详解】A．由图丙知道，导电墨线的电阻随温度的变化而变化，由知道，在电压不变时，通过各墨线的电流是变化的，故A错误； B．由图乙知道，各条导电墨线是并列连接的，故各导电墨线是并联的，所以一条导电墨线断裂，电热膜还能发热，故B错误； C．由图丙知道，当温度到达t0时，电热膜的电阻会急剧增大，由知道，发热功率会急剧减小，故C正确； D．由于各导电墨线是并联的，一条导电墨线断裂，则总电阻增大，由知道，电热膜的功率变小，故D错误。 故选C。 14．B 【详解】AB．电能表的表盘上，“220V”表示该电能表应该接在220V的电路中使用，10（40）A中“40A”是指平时工作允许通过的最大电流，该电能表上用电器的最大总功率 故A错误，B正确； CD．电能表上“3000r/(kW·h)”表示电路中的用电器每消耗1kW·h（即1度）的电能，电能表的转盘转3000r，但所用时间不一定为1h；电能表的表盘上面有五个数字窗口，最后一位是小数位，单位是kW·h，据此可知该电能表的读数为302.1kW·h，故CD错误。 故选B。 15．A 【详解】A．一只柠檬所产生的电流很小，的电流比较合理，故A符合题意； B．人体的安全电压为不高于，故B不符合题意； C．家用电冰箱功率约为，表示的是电能，故C不符合题意； D．一般分子的直径大约只有，故D不符合题意。 故选A。 16． 10 3.6 【详解】[1]乙图知，电流0.4A时滑动变阻器接入电路电阻20Ω，得电源电压可表示为      ① 丙图知，R1两端电压为3V时，滑动变阻器接入电路电阻30Ω，此时电路电流为，电源电压可表示为     ② 联合①②式可得 解得R1为10Ω，（舍去） [2]将R1代入①式得电源电压为 两电阻串联，电路电流为 滑动变阻器的电功率为 由上式可知，当时，功率有最大值，即 【点睛】综合考查了欧姆定律的应用及电功率的计算，能根据图象获得有用信息，根据乙丙两图得到两个电源电压的表达式是关键，第二问中能根据数学关系得知什么时候功率最大是难点。 17． 电流的热效应 低温 【详解】[1]电熨斗工作时，电流流过电阻产生热量，对水加热，使水汽化为蒸汽，因此电热丝是利用电流的热效应工作的。 [2]由电路图知，开关S1闭合、S2断开时电路为R1的简单电路，开关S1、S2均闭合时R1与R2并联，因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以，当闭合开关S1、断开开关S2时，电路的总电阻最大，由可知，电路的功率最小，电熨斗处于低温挡。 18． 1986 声音是由物体振动产生的 下落高度 电流和通电时间相等 【详解】（1）[1]图甲中电阻箱的读数是 1×1 000 Ω＋9×100 Ω＋8×10 Ω＋6×1 Ω＝1 986 Ω （2）[2]图乙中敲击音叉，音叉发声，同时音叉把乒乓球弹起是因为音叉在振动，所以这个实验说明声音是由物体振动产生。 （3）[3]图丙中两个物体的质量相同，高度不同，所以探究的是重力势能大小与下落高度的关系。 （4）[4]图丁中探究影响电热大小因素的实验中，将两个阻值不同的电热丝串联在电路中，是为了控制电流和通电时间相等，改变电阻，从而探究电流产生的热量与电阻的关系。 19． 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 右 b 11.25~25 B I额R0 【详解】（1）[1] 分析图乙所示的实物图，电流表与电压表串联了，由于电压表的电阻很大，几乎没有电流通过电流表，闭合开关，电流表无示数。应将电流表与滑动变阻器、定值电阻串联，将电压表与定值电阻并联，画出正确电路，如图所示： （2）[2] 由表1中数据知，当电阻一定时，导体两端的电压增大为原来的几倍，通过导体的电流也增大为原来的几倍，即电压与电流的比值为一定值，故可得结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 （3）[3] 用的定值电阻替换后，发现电压表示数如图丙所示，电压表的量程为，分度值为0.1V，示数为2.7V，定值电阻两端的电压变大，在实验中要保持定值电阻两端的电压不变，根据串联电路的电压特点，应增大滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应增大滑动变阻器接入电路的阻值，即滑动变阻器的滑片应向右端移动。 （4）[4][5] 由表格中数据与欧姆定律可知，定值电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压为 U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2V＝2.5V 滑动变阻器分得的电压是定值电阻分得的电压的倍，由题意可知，要能够顺利完成表2中第4和第5次实验探究，根据分压原理，当接入的定值电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻应为 R滑＝1.25×25Ω＝31.25Ω 而现有滑动变阻器最大电阻20Ω，小华应在图乙电路的b点串联一个定值电阻，串联的定值电阻阻值至少为 R串小＝31.25Ω﹣20Ω＝11.25Ω 当接入20Ω的定值电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻应为 R滑′＝1.25×20Ω＝25Ω 当滑动变阻器连入电路中的电阻为0时，所串联的电阻最大，则R串大＝25Ω，因此，串联的电阻的阻值范围是。 （5）[6] A．探究电流与电阻的关系时需控制定值电阻两端的电压不变，根据 可知与成正比，故A不符合题意； B．根据实验可得：电压一定时，电流与电阻成反比，故B符合题意； C．实验中控制定值电阻的电压不变，则变阻器的电压不变，根据串联分压原理，可知实验中定值电阻和变阻器的阻值成正比，故C不符合题意； D．电压表示数保持不变，根据 可知定值电阻的功率P与成正比，故D不符合题意。 故选B。 （6）[7][8] ①闭合S、S2，断开S2，此时灯泡、定值电阻和变阻器串联，电压表测电压，为使小灯泡中的电流为额定电流I额，应调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为I额R0； ②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，此时连接方式不变，电压表测灯泡和定值电阻的总电压，读出电压表示数为U； ③灯泡的额定电压为 则小灯泡的额定功率为 20． 化学 输入电流 50 5 【详解】(1)[1][2]充电器为手机充电时，电流通过电池，把电能转化为化学能；在电池容量一定的情况下，输入电流标志着充电的快慢； (2)[3]图所示的充电器的最大输出功率为 (3)[4]若用1小时就能将电池容量是5000mAh的手机充满电，则充电电流为 21．（1）R1=10Ω（2）1.2W（3）0.9W 【详解】由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流． 当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，电路为R1的简单电路．由图乙可知，此时电路中电流 I1=0.6A 由可得，R1的电阻 （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知 I2=0.2A 此时电路消耗的功率最小 P最小=UI2=6V×0.2A=1.2W （3）已知R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，则滑动变阻器消耗的功率为 当R2=R1=10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大 =0.9W 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$