第十五章 电功和电热综合实践活动--2024～2025学年苏科版九年级物理下册

第十五章 电功和电热综合实践活动 一、选择题 1.某家庭电路的组成如图所示，下列说法正确的是（　　） A．彩灯接入电路后都不亮，是由于其中的一个小彩灯短路 B．控制灯泡的开关可以接在零线上 C．有金属外壳的家用电器必须用三孔插座，以确保安全 D．图中的插座可以是并联的，也可以是串联的 2.当家庭电路中接入一个大功率电炉时，正在使用的台灯变暗了，对于这一现象，下列判断中错误的是（　　） A．输电线路上的电流变大 B．输电线路上的热损耗变大 C．台灯灯泡两端的电压变小 D．电路的总电阻变大 3.如图所示，曹嘉扬用自家的电能表测量某一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在6min内电能表的转盘转了300转，那么这个用电器可能是（　　） A．电磁炉 B．台灯 C．电视机 D．电风扇 4. 如图分别是一台电冰箱和一台电风扇的铭牌，在24h内正常使用电冰箱和连续运转电扇消耗的电能（　　） BC﹣65B 电冰箱 额定电压 220V 工作频率 50Hz 额定功率 70W 耗电量 0.50（kw•h）/24h FS﹣69 电扇 规格 400mm 额定电压 220V 工作频率 50Hz 额定功率 65W A．电冰箱多 B．电风扇多 C．一样多 D．无法确定 5.小明发现近来家里的白炽灯泡发光变暗了些，小刚用下面的四句话解释了造成这个现象的一个可能原因：①通过灯丝的电流减小．②灯丝在高温下升华变细，电阻变大．③灯泡发光变暗．④灯泡实际功率变小．这四句话的正确排列顺序是（　　） A．②④①③ B．①②④③ C．②③④① D．②①④③ 6. 夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行。一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系见图，此空调器运行1小时用电（ 　） A．1.0度 B．1.5度 C．2.0度 D．2.5度 二、填空题 7.某家庭电路的组成如图所示，图上注明A、B、C、D、E、F字母处的元件名称分别为：A是　　，B是　　，C是　　，D是　　，E是　　，F是。 8. 小明同学想在家里安装一盏照明灯，如图所示是他设计的电路。图中虚线框1和2应连入开关和电灯，则开关应装在　 　方框中。安装完毕后，闭合开关，电灯不亮，用测电笔分别测试a、b、c点时，测电笔的氖管都发光，则电路的故障为　 　。 9.如图所示，LED灯具有节能、环保等特点．一只“220V 9W”的LED灯与一只“220V 60W”的白炽灯在正常工作时发光效果相当． （1）该节能灯正常发光10h消耗的电能是　　kW•h． （2）若白炽灯的发光效率为10%，则该节能灯的发光效率为　　 ． 10.芳芳家里有一盏电灯不亮了，是停电了还是灯泡坏了？芳芳采用了以下两种方法进行判断，请你分析两种方法各得出什么结论，并说明理由． 方法一：打开电视机可以正常观看电视节目． 方法二：取下灯泡，用电池做电源，连接灯泡、电池和电流表，组成电路，观察电流表，发现指针无偏转． 方法一：结论： 理由： 方法二：结论： 理由： 三、解答题 11.学习了家庭电路后，小明在家中进行综合实践活动“对家庭用电的调查研究”。 （1）观察供电箱时看到如图甲所示的情景，其中的A为　　 （漏电保护断路器/空气断路器），当有人因操作失误而触电或用电器漏电时，　　 （选填“A”、“B”、“A和B都”）能自动断开； （2）观察厨房中的电器时，妈妈告诉他，以前电饭锅不用时要将插头从插座上拔下来，既不方便也容易损坏插座。后来电工师傅改进线路连接后只要拨动下开关就可以断开电了。小明仔细观察了如图乙所示的插座后，很快就在纸上画出了如图丙所示的插座背面接线示意图。则图中最上面的一根线应该是　　 （火/零）线，两孔插座与三孔插座是　 　 联的。 （3）小明上网查阅资料得知：一般情况下空调制冷时调高2℃，虽然人体并不会感觉很明显，但对空调来说，平均可省近10%的电能。为了验证这种说法的可靠性，小明进行了测算。请你填写实验步骤中空缺的内容。①　 　 ；②打开空调，将制冷温度设定为25℃，待其正常工作后，数出电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数；③将制冷温度调高2℃，待其正常工作后，数出电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数；④计算并分析比较，得出结论。其中计算空调每次工作时消耗时，要用到如图丁所示电能表表盘上的参数　 　。 12.某学校的一层教学楼有6个教室，安装的电能表上标有“220V 20A”的字样，每个教室装有40W的日光灯12盏，“220V 150W”的彩色电视机一台，走廊里共装有6盏100W的照明灯．问： （1）若将这层教学楼里所有的灯和电视机都打开，电路中的总电流多大？ （2）若这层教学楼里所有的灯平均每天使用3小时，一个月（按30天计）共用电多少千瓦时？ （3）如果不使用彩电，该电路稳定工作时还可以连接多少只25W的灯． 13.不同类型的电灯是怎样工作的？某中学“STS”课外活动小组的同学就这个问题进行了调查，收集了有关数据如表：其中，效率是电灯把电能转换为光能的一种量度，而寿命表示这种灯泡平均使用多长时间。 普通钨丝灯，为了得到适当的电阻，钨丝要比人的头发还细并有1m多长。为了使它能放入灯泡里，被做成“螺旋形线圈”。同时为了防止灯丝的氧化和升华，玻璃泡里充有不起反应的惰性气体氩和氮。钨丝灯泡效率低并且寿命短，但是很便宜，它们可以直接从电源得到电，不需要额外的设备。 额定电压（V） 额定功率（W） 效率（新的时候） 寿命 （h） 每只售价（元） 每度电费（元） 白炽灯 220 60 3% 1000 1.5 0.5 电子节能灯 220 11 25% 3000 6 0.5 （1） 一根钨丝被做成“螺旋形线圈”后，其电阻　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （2）一只普通的灯泡中应用了较多的物理知识，请写出2个物理知识在灯泡上的应用。 ①　　 ； ②　　 。 （3）这种60W的普通钨丝灯泡，在实际使用时与功率是　　W的电子节能灯发出的光的亮度相当。 （4）如果用11W的电子节能灯代替60W的白炽灯，通过计算说明，哪个更经济？ 14. 在综合实践活动中，小峰设计了一种具有加热和保温功能的电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻丝，S1是电路控制开关，他将该电路接入220V家庭电路中，在30min内，该电路消耗的总功率随时间变化的图象如图乙所示，求： （1）由乙图可知在0～20min内，电路电功率最大，此时开关S2是断开还是闭合？请简要说明理由； （2）R1的电阻大小； （3）30min内该电路消耗的电能； （4）R2工作时的电功率。 参考答案 1.C2.D3.A4. B5.D6. B7.电能表；总开关；保险盒；插座；开关；电灯8.2；零线断路 9.（1）0.09；（2）66.7% 解析：（1）该节能灯正常发光10h消耗的电能是W=Pt=0.009kW×10h=0.09kW•h； （2）因9W的节能灯与60W的白炽灯在正常工作时发光效果相当，所以，两灯泡获得光能的功率相等，则P白η白=P节η节，即60W×10%=9W×η节，解得该节能灯的发光效率：η节=66.7%。 10.方法一：没有停电，是灯泡坏了．理由：因电视机和灯泡是并联的，电视机能工作，根据并联电路中的用电器之间互不影响，所以是灯泡坏了． 方法二：灯泡坏了．理由：因开路时电路中没有电流，此时电流表没有示数，所以是灯泡坏了．做法：可以直接换一个新的完好的灯泡接入灯座试试，如果新灯泡能够发光说明旧灯泡是坏的． 11.（1）漏电保护断路器；A；（2）零；并； （3）断开家中其他用电器，只让空调工作；3000imp/（kW•h） 解析：（1）由图甲可知，A位于干路为漏电保护断路器，当有人因操作失误而触电或用电器漏电时，切断A断开电路；（2）由图丙可知，图中最上面的一根线应该是零线；两孔插座与三孔插座的用电器可以独立工作、互不影响，则两孔插座与三孔插座是并联的；（3）①利用电能表和秒表测量空调的电功率时，应断开家中其他用电器，只让空调工作； ②知道电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数，根据电能表参数“3000imp/（kW•h）”求出消耗的电能，利用P＝求出空调的电功率。 12.（1）19.9A；（2）313.2千瓦时；（3）36 解析：（1）这层教学楼里所有的灯和电视机都打开，电路的总功率：P=（40W×12+150W）×6+6×100W=4380W；电路中的总电流：； （2）所有的灯的总功率：P′=40W×12×6+6×100W=3480W，所有灯泡平均每天使用3小时，一个月共用电量为：W′=P′t=3.48kW×3h×30=313.2kW•h； （3）电能表承受的最大功率：P总=220V×20A=4400W，还可以连接25W的灯泡的盏数为：． 13.（1）不变；（2）①玻璃泡用玻璃制成，因为玻璃是绝缘体，并且透明；②灯泡中的气压小于外界，这样如果破碎碎片不会向外伤人；（3）7.2； （4）11W的电子节能灯更经济。 解析：（1）钨丝被做成“螺旋形线圈”后，显然材料和长度没有变化，仅仅是形状改变，电阻是不变的；做成螺旋状的目的是相对减少与外界的接触面，不利于散热，使热量较集中，这样最大限度的将电能转化为光能，达到照明的目的。（2）灯泡上的导体：灯丝、灯泡顶端的金属点、螺旋套；灯泡上的绝缘体：玻璃、金属点和螺旋套之间的绝缘胶木。灯泡中的气压小于外界气压，这样如果破碎碎片不会向外伤人。（3）60W的白炽灯工作时转化成光能的效率是3%，转化后的光的功率为：60W×3%＝0.18W； ∵电子节能灯工作时转化成光能的效率是25%，因此要想获得0.18W的光功率，需要电子节能灯的功率为：P′＝＝7.2W。一只白炽灯消耗的电能：W＝Pt＝0.06kW×1000h＝60kw•h 一只电子节能灯消耗的电能：W′＝P′t′＝0.011kW×3000h＝33kw•h；3只60W的白炽灯工作的时间和一只电子节能灯工作的时间相同，因此3个60W白炽灯消耗的成本电费为3×（60×0.5+1.5）元＝104.5元。一只11W节能灯的成本加电费33×0.5元+30元＝48.5元。因此选择11W的电子节能灯。 14. （1）开关S2是闭合的；（2）44Ω；（3） 1.584×106J；（4）264W 解析：（1）由图象可知，在0～20min内，电路消耗的功率较大，电压不变时，电阻较小，电功率较大，故开关S2是闭合的。 （2）0～10min内通过R1的电流为：I1＝＝＝5A， R1的电阻大小：R1＝＝＝44Ω。 （3）由图象可知，加热时间t加＝20min＝1200s，保温时间t保＝10min＝600s， 加热消耗的电能：W加＝P加t加＝1100W×1200s＝1.32×106J， 保温消耗的电能：W保＝P保t保＝440W×600s＝2.64×105J， 则30min内该电路消耗的电能： W＝W加+W保＝1.32×106J+2.64×105J＝1.584×106J。 （4）由P＝UI得，保温时的电流：I保＝＝＝2A； 电路处于保温状态时电路的总电阻： R＝＝＝110Ω；R2的阻值： R2＝R﹣R1＝110Ω﹣44Ω＝66Ω， 则R2的电功率为：P2＝I保2R2＝（2A）2×66Ω＝264W。 ( 3 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$