第十五章 电能与电功率 同步训练 2024-2025学年沪粤版物理九年级上册

电能与电功率 同步训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．李凯家有白炽灯、电风扇、空调各一个，三个用电器的额定电压、额定功率如下表所示。当它们都在正常工作时，下列说法正确的是（　　） 白炽灯 电风扇 空调 U（V） 220 220 220 P（W） 100 100 2200 A．三个用电器的电功率一样大 B．通过白炽灯的电流等于通过空调的电流 C．空调的用电费用一定比白炽灯的用电费用多 D．相同时间内，电流通过白炽灯产生的热量比电风扇多 2．如图所示的四个电路中，电源电压已知，电阻R的阻值已知，根据电压表或电流表的示数，不能间接求出灯泡电功率的电路图是（  ） A． B． C． D． 3．如图所示，电源电压恒为，电流表的量程为“”，电压表的量程为“”，灯泡上标有“”字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器R的规格为“”。闭合开关S，在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器R的滑片P的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数最大为 B．滑动变阻器R接入电路的最小电阻为 C．电路消耗的最大总功率为 D．小灯泡消耗的最小电功率为 4．如图所示为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法错误的是（　　） A．通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是转换法 B．右侧电阻丝的阻值比左侧大 C．通过右侧电阻丝的电流与左侧电阻丝的电流相等 D．该装置是用于探究电流通过导体产生的热量多少与电流的关系 5．一只小灯泡标有“3.8V”字样，额定功率模糊不清，某同学设计了如图甲所示的电路进行测量，电源电压恒为6V，电压表、电流表使用的量程分别为0~3V、0~0.6A，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，他根据实验数据作出了电压表、电流表示数的U—I图像，如图乙所示。则以下判断正确的是（　　） A．小灯泡的额定功率为0.88W B．滑片向左移时电压表示数变大，小灯泡变亮 C．变阻允许连入电路的最大阻值约为8.82Ω D．小灯泡正常发光2s内，变阻器产生的电热为3.04J 二、填空题 6．图甲是小红同学家中的电能表，该电表在月初和月底的读数如图乙所示，则这个月小红家里用了 度电，这些电能可供功率为1640W的用电器工作 h。若将某用电器单独接在该电能表所在的电路中工作，电能表在45min内转了1800r，则该用电器的电功率为 W。 7．某品牌电动汽车的电池容量为130Ah，额定电压为400V， 充满电后它存了 kW·h的能量。 8．有两个电阻，已知R1是R2的2倍，把它们串联在电路中，P1∶P2= ；把它们并联在电路中，Q1∶Q2= 。 9．一台电动机，额定电压为100V，电阻为2Ω，正常工作时，通过的电流为5A，则电动机正常工作10min产生的电热为 J，若只考虑电流热效应引起的能量损失，该电动机的效率为 。 三、实验题 10．小明同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，如图所示，用到以下器材：额定电压为2.5V的待测小灯泡L1、滑动变阻器R1“50Ω  0.5A”、R2“100Ω  1A”各一个、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、学生电源（电压恒为6V）、开关、导线若干。 （1）用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整（要求滑片右移灯泡变暗，且导线不交叉）； （2）连接好电路，正确操作，移动滑动变阻器的滑片P，小明发现灯泡忽亮忽暗，则故障可能 ； A．小灯泡断路 B．小灯泡短路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器滑片接触不良 （3）故障排除后，小明移动滑片P，使电压表的示数达到额定电压，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； （4）小明根据实验中获得的6组数据绘制的小灯泡的“I-U”图像如图丙所示，则本实验中小明对滑动变阻器的最佳选择是 （选填“R1”、“R2”）。由图像可知小灯泡的电阻随温度的升高而 （选填“增大”、“不变”或“减少”）； （5）实验时调节灯泡L1正常发光后，小明测量出了小灯泡的额定功率。但老师说：虽然电压表的内阻很大，但电路接通后仍有微小电流流过电压表；虽然电流表的内阻很小，但是电路接通后电流表的两端仍有微小的电压，请你根据这一事实并结合电路图分析判断，该电路引起测量的小灯泡电功率偏 （选填“大”或“小”）。当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率P实 （选填“>”“<”或“=”）； （6）同组的小海发现还可借助本实验电路图来探究“电流与电阻的关系”，于是，她将图中的灯泡依次换成阻值为5Ω、15Ω、20Ω、50Ω的定值电阻，其余元件保持不变，电表量程可更换，为了能够顺利完成四次实验，应控制电压表的示数范围为 V～ V。 四、简答题 11．小明在使用电炉子的时候发现，闭合开关，电炉丝红热，但连接电炉丝的导线却并不热，你能帮小明解释一下吗？ 12．入冬后，小明和爸爸一起到商场给爷爷、奶奶选购一台电暖器。对于同一款电暖器在高温挡和低温挡工作时的电路情况，父子俩有不同的意见。爸爸认为高温挡时电暖气接入电路的电阻大，而小明认为高温挡时电暖气接入电路的电阻小。你赞同谁的观点，并阐述理由。 五、计算题 13．某学校科技小组的同学们设计了一款家用充电式电吹风，其简化电路图如图甲所示。蓄电池的电压恒定，电动机的规格为“”，定值电阻R的阻值为12Ω。当开关S闭合，S1断开时，电动机恰好正常工作，电吹风吹冷风；闭合开关S、S1时，电吹风吹热风。家里的电能表如图乙所示，将完全没电的蓄电池单独接入电路充电直到充满，发现电能表的铝盘恰好转了圈，求： （1）电吹风吹热风时，定值电阻R的发热功率是多少瓦？ （2）若充电过程中消耗的电能有80%被储存在蓄电池中，则蓄电池能存储多少能量？ （3）充满一次电，电吹风可吹热风多少分钟？ 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 答案 D C C D C 1．D 【详解】A．三个用电器的电功率分别为100W、100W、2200W，故不一样大，故A错误； B．由P=UI，当额定电压相同时，电功率与电流成正比，白炽灯的功率小于空调的功率，故通过白炽灯的电流小于通过空调的电流，故B错误； C．电费的多少与消耗电能有关，根据可知，消耗电能的多少与功率和时间有关，没有指明工作时间，空调消耗的电能不一定比白炽灯多，故空调用电费用不一定比白炽灯的用电费用多，故C错误； D．白炽灯将电能主要转化为内能，电风扇将电能主要转化为机械能，白炽灯与电风扇的额定功率相同，相同时间内，消耗的电能相同，电流通过白炽灯产生的热量比电风扇多，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】灯泡的功率可以利用P=UI来计算，只要能算出灯两端的电压和流过的电流就能算出功率。本题中设电源电压为U，电压表示数为U'，电流表的示数为I，电阻R的阻值为R。 A．R两端电压为 UR=U-U' 流过R的电流为 则灯的功率为 故A不符合题意； B．R中的电流为 灯的功率为 故B不符合题意； C．无法算出灯中的电流，无法算出其功率。故C符合题意； D．灯的功率为 故D不符合题意， 故选C。 3．C 【详解】A．灯泡上标有“”字样，则灯泡允许通过的最大电流为 电路中允许通过的最大电流为0.5A，即电流表的示数最大为，故A错误； B．灯泡两端最大电压为2.5V，滑动变阻器两端的最小电压为 滑动变阻器R接入电路的最小电阻为 故B错误； C．电路消耗的最大总功率 故C正确； D．灯泡的电阻 电路中电流最小值 小灯泡消耗的最小电功率 故D错误。 故选C。 4．D 【详解】A．把不便于测量的热量转换成为便于测量的液面高度的变化，这种方法叫做转换法，故A正确，不符合题意； B C．实验中，两电阻丝串联，通过两电阻丝的电流相等，通电时间相等，右侧玻璃管中液面比左侧高，说明右侧电阻产生热量多，根据焦耳定律可知，右侧电阻丝的阻值比左侧大，故BC正确，不符合题意； D．实验时，控制通过电阻丝的电流和通电时间相等，电阻丝阻值不同，是探究电流通过导体产生的热量多少与电阻的关系，故D错误，符合题意。 故选D。 5．C 【详解】A．如图电路，电压表与滑动变阻器并联，当滑动变阻器两端电压为2.2V时，根据串联电路的分压特点，此时灯泡两端的电压为 由乙图得，此时电流为0.4A，故灯泡的功率为 故A错误； B．如图滑片向左移时，接入电路的电阻变小，电流变大，小灯泡变亮，但根据串联电路的分压特点可知，电压表示数变小，故B错误； C．由乙图知，电压表为3V时，电流为0.34A，所以变阻器允许连入电路的最大阻值约为： 故C正确； D．小灯泡正常发光2s内，变阻器产生的电热为 故D错误。 故选C。 6． 82 50 800 【详解】[1][2] 电能表的单位是，最后一位是小数位，所以这个月小红家里所用电能为 即用了82度电。这些电能可供功率为1640W的用电器工作时间为 [3] 转了1800r消耗电能为 则该用电器的电功率为 7．52 【解析】【小题1】充满电后它存储的电能为 8． 2∶1 1∶2 【详解】[1]因为串联电路中的电流处处相等，所以两电阻串联时，它们的电功率之比 [2]因为并联电路中各支路两端电压相等，所以两电阻并联时，相同时间内产生的热量之比 9． 3×104 90% 【详解】[1]电动机正常工作10min产生的电热为 Q=I2Rt=(5A)2×2Ω×10×60s=3×104J [2]电动机消耗的电能 W=UIt=100V×5A×10×60s=3×105J 若只考虑电流热效应引起的能量损失，电动机输出的机械能 W机械=W-Q=3×105J-3×104J=2.7×105J 该电动机的效率为 10． 38.7 0.1 2.0 3.4 30.6 3000 0.02 【详解】（1）[1]图中温度计的分度值是0.1℃，温度计的读数为38.7℃。 （2）[2][3]B刻度尺上1cm之间有10个小格，分度值是0.1cm，A的分度值为0.2cm，根据长度测量的要求，刻度尺应紧贴被测物长度，故A刻度尺符合要求，木块的长度为2.0cm。 （3）[4]弹簧测力计的分度值为0.2N；读数为3.4N。 （4）[5]电能表显示的数字中最后一位是小数点下一位，单位为kW•h，示数为30.6kW•h。 [6]由“3000revs/（kW•h）”可知接在这种电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过3000转。 [7]用电器工作1min消耗的电能为 11． D 0.75 增大 大 2 5 【详解】（1）[1]变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联接入电路；变阻器滑片右移灯泡变暗，说明变阻器接入电路的阻值变大，据此确定变阻器左下接线柱与电源串联在电路中，如下图所示： （2）[2]A．如果小灯泡断路，电压表串联在电路中，电路中的电流很小，小灯泡不会亮，故A不符合题意； B．如果小灯泡短路，小灯泡不会亮，故B不符合题意； C．如果滑动变阻器短路，电路是通路，小灯泡会亮，故C符合题意； D．如果滑动变阻器滑片接触不良，小灯泡忽亮忽暗，故D不符合题意。 故选D。 （3）[3]故障排除后，小明移动滑片P，使电压表的示数达到额定电压，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为 （4）[4][5]根据绘制的小灯泡的图像如图丙可知，当电压为0.5V时，电流为0.1A，根据串联电路的电压规律和欧姆定律，此时变阻器连入电路中的电阻为 故滑动变阻器的最佳选择是；由图丙知，当电压为1V、2V、3V时，对应的电流分别为0.2A、0.3A、0.35A；由P=UI可知实际功率增大，灯泡温度升高；由欧姆定律的变形公式可知，灯的电阻分别为：、、，即小灯泡的电阻随温度的升高而增大。 （5）[6][7]测量功率时，应该测量电阻两端的实际电压和通过电阻的实际电流，而电流表实际测量的是通过待测电阻和电压表的总电流，即电流偏大，而电压表是与电阻并联连接，测量的电压是准确的，根据功率公式可知灯泡额定功率的测量值大于真实值，故灯泡额定功率的测量值偏大；当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，根据公式可知，若灯泡电阻不变，则灯泡的实际功率 但是随着功率减小，灯泡电阻随温度的降低而减小，故灯泡的实际功率 （6）[8][9]当灯泡换成的定值电阻时，且滑动变阻器接入最大阻值时，由欧姆定律和电阻的串联规律，此时电路的电流最小值为 根据可得，电压表最小示数 即为了能够顺利完成四次实验，电压表的示数最低应为2V；当灯泡换成的定值电阻时，因滑动变阻器允许通过电流为1A，由欧姆定律，则应控制定值电阻两端电压最大为 即应控制电压表的示数范围为2V至5V。 12．见解析所示 【详解】试题分析：焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比．焦耳定律数学表达式：Q=I²Rt因为电炉丝与导线是串联的，所以电流相等，但电炉丝的电阻大于导线的电阻，所以根据焦耳定律可得电流通过电炉丝产生的热量大于导线产生的热量，即电炉丝红热，连接电炉丝的导线却并不热． 考点：焦耳定律 13．赞同小明的观点，由于家庭电路的电压一定，根据知，高温挡的电功率大，因而电阻较小。 【详解】由于家庭电路的电压一定，根据知，高温挡的电功率大，因而电阻较小，故小明的观点正确。 14．（1）48瓦；（2）；（3）8分钟 【详解】解：（1）当开关S闭合，S1断开时，只有电动机接入电路且电动机恰好正常工作，电吹风吹冷风，则 闭合开关S、S1时，电动机与R并联，则R两端的电压 定值电阻R的发热功率是 （2）将完全没电的蓄电池单独接入电路充电直到充满，消耗的电能为 则蓄电池能存储的能量为 （3）电吹风吹热风时，电机和R同时工作，总功率为 根据得，充满一次电，电吹风可吹热风的时间为    答：（1）电吹风吹热风时，定值电阻R的发热功率是48瓦； （2）若充电过程中消耗的电能有80%被储存在蓄电池中，则蓄电池能存储的能量为2.88×104J； （3）充满一次电，电吹风可吹热风8分钟。 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 $$