第十五章《电功和电热》学习效果检测卷-2024-2025学年九年级物理下册步步为赢·课课练（苏科版）

苏 科 版 物 理 九 年 级 下 册 第十五章《电功和电热》 学习效果检测卷 （满分100分，时间90min） 一、单选题（每小题3分，共36分） 1．“估测”是物理学中常用的重要方法。下列估测中，符合生活实际的是（   ） A．两节新干电池串联的电压为4V B．华为智能手机的电池电压最接近于100V C．家用电饭锅的额定电流约为4A D．实验室中所用导线的电阻约为1kΩ 【答案】C 【详解】A．一节新干电池的电压为1.5V，两节新干电池串联的电压为3V，故A不符合题意； B．华为智能手机的电池电压最接近于3.7V，故B不符合题意； C．家用电饭锅的额定功率约为880W，额定电流约为 故C符合题意； D．实验室中所用导线的电阻很小，接近为零，故D不符合题意。 故选C。 2．下列做法符合安全用电原则的是（　　） A．电路“跳闸”了一定是由于电路的总功率过大 B．发现有人触电时，应赶紧用手将其拉开 C．家庭电路中的导线破皮了只要还能通电，可不用处理 D．一般有金属外壳的用电器需要接地 【答案】D 【详解】A．电路“跳闸”了是因为电路中电流过大，造成电流过大的原因可能是电路的总功率过大，也可能是电路短路，故A不符合题意； B．发现有人触电时，应先切断电源，故B不符合题意； C．家庭电路中的导线破皮后，可能会导致电击、短路、火灾等，需要尽快处理，故C不符合题意； D．有金属外壳的用电器，金属外壳一定要通过三孔插座接地，避免发生触电事故，故D符合题意。 故选 D。 3．如图所示， 将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中， 在甲图中灯L1的功率为9W，在乙图中灯L1的功率为16W。若灯丝电阻不变，下列说法中正确的是（　　） A．甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是1∶4 B．L1、L2两灯灯丝电阻之比是3∶4 C．乙图中灯L1、L2的功率之比是3∶1 D．乙图中电路消耗的总功率为64W 【答案】D 【详解】A．根据可知，已知在甲图中灯L1的功率为9W，在乙图中灯L1的功率为16W，则甲、乙两图中L1灯两端的电压之比为 故A错误； B．在甲图中，L1的电压是电源电压的，根据串联电路电压的规律，则L2的电压是电源电压的，所以在甲图中，L1的电压是L2的电压的3倍，由串联分压原理可知，L1的电阻是L2的电阻的3倍，即RL1=3RL2，即L1、L2两灯丝电阻之比为3∶1，故B错误； CD．乙图中并联电路各支路电压相等，根据可得，乙图中灯L1、L2的功率之比是 因为乙图中灯L1的功率为16W，所以乙图中灯L2的功率为 则乙图中电路消耗的总功率为 故C错误，D正确。 故选D。 4．分别标有“PZ220-100”、“PZ36-100”的甲、乙两盏白炽灯，当它们正常发光时（   ） A．甲灯更亮 B．乙灯更亮 C．一样亮 D．无法确定 【答案】C 【详解】由题意知，两只灯泡的额定功率相同，都是100W，并且都是正常发光状态，所以实际功率都等于额定功率，即两灯亮度相同。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．电梯超载容易引发安全隐患，其超载报警电路简化后如图所示。电源电压恒定不变，R0为保护电阻，R为压敏电阻，阻值大小随电梯内压力的增大而减小，电流表的示数超过临界值就会自动报警。电梯正常工作，当有人进入电梯后，则（　　） A．电流表示数减小 B．电压表示数增大 C．电压表与电流表的示数之比减小 D．R0的电功率不变 【答案】C 【详解】A．由图得，压敏电阻R与定值电阻R0串联，电压表测量压敏电阻R的电压，电流表测量电路电流。电梯正常工作，当有人进入电梯后，压敏电阻受到的压力变大，其阻值变小，电路电阻变小，由欧姆定律得，电路电流变大，则电流表示数变大，故A不符合题意； B．由串联电路中电阻越小，分到的电压越小得，此时压敏电阻R的电压变小，则电压表示数减小，故B不符合题意； C．电压表与电流表的示数之比为压敏电阻R的阻值，则此时比值减小，故C符合题意； D．R0的电阻不变，电流变大，由得，R0的电功率变大，故D不符合题意。 故选C。 6．随着“双碳”政策实施，绿色能源快速发展，新能源汽车迅速进入人们的生活，下列说法正确的是（　） A．接了漏电保护器后，充电桩就不用再接地线了 B．排列成串的充电桩是相互串联安装的 C．充电过程中将化学能转化为电能 D．充电桩在安装时必须安装配套漏电保护器 【答案】D 【详解】A．漏电保护器是有人接入电路后，将电路断开，保护人的安全，而接地线的目的是防止充电桩带电存在安全隐患，所以即使接了漏电保护器，充电桩也需要接地线，故A错误； B．充电桩之间相互独立，互不干扰，所以是并联安装的，故B错误； C．充电过程中将电能转化为化学能，储存在汽车的蓄电池中，故C错误； D．充电桩输出的功率较大，为了安全，在安装时必须安装配套漏电保护器，故D正确。 故选D。 7．如图所示，是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（    ） A．若把L、R串联在电路中，电流为0.2A，则该电路电源电压为4V B．电阻R的电阻值是10Ω C．若把L、R并联在电压是2V的电路中，干路的电流是0.5A D．当通过L的电流是0.4A的时候，其消耗的电功率是1.6W 【答案】D 【详解】A．由图可知，当通过L的电流为0.2A，对应的电压大小为1V，R的电压是4V，根据串联电路的特点可知电源电压为 U=UL+UR=1V+4V=5V 故A错误； B．由图可知，R两端的电压和通过它的电流成正比，R为定值电阻，电阻R的电阻值 C．当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为2V电路中，由并联电路电压的规律，R和灯的电压都为2V，由图知，R和灯的电流分别为0.1A和0.3A，由并联电路电流的规律，电路干路里的电流 I=IR+IL=0.1A+0.3A=0.4A 故C错误； D．由图可知，当通过L的电流为0.4A，对应的电压大小为4V，它消耗的电功率为 PL=UL1IL1=4V×0.4A=1.6W 故D正确。 故选D。 8．如图所示的家庭电路，下列说法正确的是（　　） A．使用试电笔辨别火线和零线时，手不能触碰试电笔任何金属部位 B．灯泡L1、L2同时熄灭，保险丝却完好。用试电笔检测插座的两孔，发现氖管均发光，说明插座短路 C．电冰箱、洗衣机等带金属外壳的用电器也可以接在两孔插座中使用 D．用灯泡L0取代保险丝接入电路，只闭合S1，若L0和L1都发光但都比较暗，说明L1所在支路正常 【答案】D 【详解】A．用试电笔时，手必须接触笔尾的金属体，故A错误； B．两盏电灯全部熄灭但保险丝完好，说明电路中干路上有断路，测电笔测试插座的两孔，氖管都发光，说明两孔与火线是连通的，故只可能是零线断了，故B错误； C．电冰箱、洗衣机等带金属外壳的用电器需要使用三孔插座，把金属外壳与大地相连，所以带金属外壳的用电器不能接在两孔插座中使用，故C错误； D．用灯泡L0取代保险丝接入电路，只闭合开关S1，此时两灯泡串联，若L0和L1都发光但都比较暗，说明L1所在支路正常，故D正确。 故选D。 9．超导材料的电阻为零，在新超导体研究领域，中国物理学家站在新超导体研究的最前沿。假如人们已研制出常温下的超导体，则下列家用电器中可以用它制作的是（　　） A．电烙铁 B．电风扇 C．电炉的电阻丝 D．白炽灯泡的灯丝 【答案】B 【详解】电烙铁、电炉的电阻丝、白炽灯泡的灯丝都利用电流的热效应工作，电阻为零无法将电能转化为内能，因此不能使用使用超导体制作，而电风扇是电能转化为机械能，超导体可以用作风扇，故ACD不符合题意，故B符合题意。 故选B。 10．我国已建成全球规模最大、技术领先的5G网络，5G移动电话用户达7.54亿户。智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，这是通过以下哪种方式实现的（　　） A．增大电池的输出电流 B．减小电池的额定电压 C．减小电子线路的电阻 D．减小电池的输出功率 【答案】D 【详解】ABD．智能手机耗电达到一定量时，剩余的电能也是一定的，由可知，要延长手机的工作时间，需要减小电池的输出功率，而手机工作时的电压（即电池的输出电压）是不变的，由可知，在省电模式下，应减小电池的输出电流，故D符合题意，AB不符合题意； C．因电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以电子线路的电阻不变，故C不符合题意。 故选D。 11．一款消防应急照明灯的铭牌如图所示。当外部电路有电时应急灯不亮，停电时应急灯内电路接通，两个灯泡正常发光。请根据铭牌上的情况进行分析，以下说法正确的是（   ） A．给应急灯电池充电的过程是将化学能转化为电能 B．应急灯电池充满后，储存的电能是6.0×104J C．应急灯电池充满后，可以让两个灯泡同时正常发光3小时 D．应急灯每个灯泡正常工作时的电流都是0.5A 【答案】D 【详解】A．在给应急灯电池充电时，是将电能转化为化学能储存起来,故A错误； B．应急灯电池充满后，储存的电能为 故B错误； C．应急灯电池充满后，可以让两个灯泡同时正常发光的时间为 故C错误； D．根据铭牌数据可知，灯泡正常工作时的电流为 故D正确。 故选D。 12．如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯泡正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为12V B．灯泡的额定电流为0.2A C．滑动变阻器的最大阻值是 D．灯泡正常工作50s消耗的电能是24J 【答案】C 【详解】A．从图乙中可以看到，当电流 时，电压 和 ，由于电路是串联的，电源电压U等于两个电压表读数之和，即 故A错误； B．将滑动变阻器的滑片从最右端移动，移动过程滑动变阻器阻值变小，滑动至灯泡正常发光的位置，电路电流为0.6A，灯泡正常发光时，对应的电流为 。故B错误； C．当滑动变阻器的阻值最大时，电流最小。从图乙中可以看到，最小电流 ，此时 和 ，根据欧姆定律 ，滑动变阻器的最大阻值为 故C正确； D．由图分析，灯泡正常工作的电流是0.6A，此时滑动变阻器的电压为3V，故灯泡的电压为8V，灯泡正常工作时的功率 消耗的电能 故D错误。 故选C。 二、填空题（每空1分，共14分） 13．小慧家有一款厨房热水宝，其铭牌标有“220V 1500W”，该热水宝正常工作48分钟，消耗电能为 kW·h，她家安装的电能表表盘标有3000r/（kW·h）；若她家中只有热水宝在工作，在2 min内电能表的转盘转了120转，此时该热水宝的实际功率为 W。 【答案】 1.2 1200 【详解】[1]已知热水宝的额定功率为 P=1500W=1.5kW工作时间为 消耗电能为 W=Pt=1.5kW×0.8h=1.2kW⋅h[2]“3000r/（kW·h）”的含义是：电路中的用电器每消耗的电能，电能表转盘转3000r，电能表转盘转过120时，热水宝消耗的电能为 通过的时间为 该热水宝的实际功率为 14．分别标有“6V 12W”和“3V 3W”的甲、乙两只灯泡（不考虑灯丝电阻的变化），若将这两只灯泡串联接入一个电路中，要使它们同时发光，为保证两灯的安全，电源电压不超过 V，小张认为甲灯会更亮些；小李认为一样亮。你同意 的想法。 【答案】 6 小李 【详解】[1][2]甲、乙两只灯泡的额定电流分别为 甲、乙两只灯泡的电阻分别为 所以若将这两只灯泡串联接入一个电路中，要使它们同时发光，为保证两灯的安全，串联电流相等，则电路中电流最大为1A，则电源电压最大为 串联电流相等，甲、乙两只灯泡电阻相同，根据可知实际功率相同，则亮度相同，小李想法正确。 15．图甲是通过灯泡L的电流与其两端电压关系的图像。现将L与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路。闭合开关S，L的实际功率为1.8W，则电源电压是 V，此时消耗的总功率是 W。 【答案】 6 5.4 【详解】[1]如图，小灯泡和定值电阻并联在电路中；由图像可知，L的实际功率为1.8W时，其两端电压为6V，通过它的电流为0.3A，则电源电压是6V。 [2]通过定值电阻的电流为 此时干路电流为 此时消耗的总功率是 16．如图所示是一个便携式电风扇，已知其上标有“3.6V  1.8W”字样，已知电动机线圈的阻值为，则该小电风扇正常工作时的电流为 A，正常工作1min线圈产生的热量为 J。 【答案】 0.5 15 【详解】[1]电风扇正常工作的电流为 [2]计算正常工作1min线圈产生的热量为 17．我国家用电器的额定电压是 V。如图甲、乙所示是小雯同学使用试电笔的两种方法，正确的是 。 【答案】 220 甲 【详解】[1]我国家庭电路电压是220V，因此我国家用电器的额定电压是220V。 [2]如图所示，使用测电笔时，笔尖接触被检测的导线，如果手不接触笔尾金属体，笔尖无论接触火线还是零线，氖管都不发光，所以手一定要接触笔尾的金属体，氖管发光时接触的是火线，氖管不发光时接触的是零线，因此正确的是甲。 18．如图甲所示，电源电压为6V不变，为定值电阻，闭合开关后，滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一瑞的过程中，R2的电功率P随电压表示数U的变化关系如图乙所示，则R2的最大值为 Ω，该电路消耗的最大电功率为 W。 【答案】 50 3.6 【详解】由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 [1]滑动变阻器的最大电阻接入电路中，变阻器两端电压最大，由图乙可知，滑动变阻器两端电压最大为5V时，滑动变阻器消耗的功率P2=0.5W，根据可得滑动变阻器接入电路的最大阻值 [2]当滑动变阻器两端电压最大为5V时，由P=UI可得，此时电路中的电流为 根据欧姆定律及串联电路的电压规律可得，电源的电压 U=IR1+U2=0.1A×R1+5V因电源电压为6V不变，把代入上式可得 当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路的电阻最小，则电路消耗的最大电功率 19．某家庭电路的部分组成如图所示，为了安全，该家庭电路中的灯泡和开关 （填“可以”或“不可以”）互换位置，如果把一个直流电动机接入三孔插座，电动机 （填“会”或“不会”）转动。 【答案】 不可以 不会 【详解】[1]控制灯泡的开关接在火线上，断开开关，切断火线，操作电路更安全，所以家庭电路中的灯泡和开关不可以互换位置。 [2]家庭电路中使用的是交流电，电流方向不断变化，如果把一个直流电动机接入三孔插座，电动机不会转动。 三、作图题（每小题3分，共6分） 20．如图所示，小杰用测电笔测试某家庭电路中的输电线时，只有接触中间那条电线a时测电笔的氖管发光。据此，请你按照安全用电的原则将图中的电灯、开关（用来控制电灯）和三孔插座、保险丝（用来保护三孔插座）接入家庭电路中，使它们能正常工作。 【答案】 【详解】如图所示，用测电笔测试某家庭电路中三条输电线时，只有接触中间那条电线时测电笔的氖管才发光，即说明中间这条线是火线，则上面一条是零线，下面一条是地线；对于灯泡来说：火线首先过开关，然后进入灯泡顶端的金属块，零线直接进入螺旋套；对于三孔插座来说：三孔插座的上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，将保险盒接在火线和插座之间。如答案所示。 21．物理实践活动中，小聪想设计一个台灯，由两个开关控制，当只闭合开关一时，调节滑动变阻器可以改变灯的亮度；当只闭合开关二，灯亮但是无法调节灯的亮度。请你帮小聪用画笔代替导线完成图所示的电路设计。 【答案】 【详解】开关应该接到火线和用电器之间；当只闭合开关一，调节它的旋钮（相当于移动滑动变阻器），可以改变灯的亮度，即说明开关一、滑动变阻器和灯泡串联；只闭合另一个开关二，灯也可以亮，但是无法调节灯的亮度，说明开关二与灯泡串联；如答案所示。 四、实验题（每空1分，共26分） 22．电功大小与电流、电压、通电时间都有关．用如图所示装置探究电功大小的影响因素，请回答以下问题： （1）该装置可用来探究电功与 （选填“电压”或“电流”）的关系，因为两灯泡串联，控制了 和 相等这一条件； （2）根据 ，我们可以比较相同时间内电流做功的多少，在实验中，两灯泡规格应 （选填“相同”或“不相同”）； （3）实验中发现L1更亮且电压表V1示数更大，这说明在电流相同、通电时间相同时，电压 ，电流做的功也就越多。 【答案】 电压 电流 通电时间 灯泡的亮度 不相同 越大 【详解】（1）[1][2][3]图中两个灯泡串联，通过两个灯泡的电流相等，通电时间相同，探究电功与电压的关系。 （2）[4][5]实验中，可以根据灯泡亮度比较相同时间内电流做功的多少，灯泡越亮，相同时间内电流做功越多。为了使实验结论具有普遍性，应该选择不同规格的灯泡进行实验。 （3）[6]由实验现象可知，L1更亮且电压表V1示数更大，可以得到电流做功与电压有关，在电流相同、通电时间相同时，电压越大，电流做的功也就越多。 23．如图甲， 是小于同学测量小灯泡的电功率的实验电路， 电源电压为3 V 且保持不变， 小灯泡L 的额定电压为2.5V。 闭合开关S， 移动滑动变阻器的滑片P， 多次实验并将数据和现象记录在如表中。分析表中信息， 回答（1）-4） 题。 实验序号 电压 U/V 电流 I/A 小灯泡的亮度 电功率 P/W 1 0.5 0.20 不亮 0.10 2 1.0 0.24 暗 0.24 3 2.0 0.32 较暗 0.64 4 2.5 正常亮 5 3.0 0.38 很亮 1.14 (1)小灯泡L在额定电压下工作时， 电流表的指针位置如图乙所示， 则小灯泡L的额定功率为 W。 (2)第1 次实验中， 小灯泡L不亮的原因是 。 (3)分析数据还发现，通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比，其原因是 。 (4)为了测量小灯泡的电功率， 在具体的实验操作中， 手和眼睛的分工应该是_________ A．手移动滑动变阻器的滑片， 眼睛观察电流表 B．手移动滑动变阻器的滑片， 眼睛观察电压表 C．手移动滑动变阻器的滑片， 眼睛观察灯泡是否发光 D．手按开关， 眼睛观察小灯泡 (5)另组小明同学在测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率时， 发现电流表损坏， 他又找来了两个开关， 并利用5Ω定值电阻， 测出了小灯泡的额定功率， 请将他的实验步骤补充完整： ①如图丙所示的电路图中a、b处虚线框内，分别为待测小灯泡或定值电阻， 则小灯泡应接在 框内； ②闭合开关S和S1， 调节滑动变阻器的滑片， 使电压表的示数为 V时， 小灯泡正常发光； ③闭合开关S和S2， 滑动变阻器的滑片保持不动， 此时电压表的示数为4V； ④则小灯泡的额定功率为 W。 【答案】(1)0.9 (2)小灯泡L实际功率太小 (3)灯泡的电阻随温度升高而变大 (4)B (5) a 2.5 0.75 【详解】（1）如图乙所示，电流表所选量程为0~0.6A，分度值为0.02A，所以电流表示数为0.36A；灯泡的额定电压2.5V，此时的电流为0.36A，则灯泡的额定功率为 （2）由表中数据知，第一次实验灯泡的电压很小，电路中电流很小，实际功率太小，不能使灯泡发光。 （3）灯丝的阻值会受温度的影响，温度越高阻值越大，所以灯泡的电流与两端的电压不成正比。 （4）按电路图连接电路，闭合开关之前，为保护电路，要求滑动变阻器的滑片在阻值最大处，闭合开关时，电压表的示数不一定等于小灯泡的额定电压，此时要通过调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压等于其额定电压，用手调节滑片，眼睛看着电压表的示数。故选B。 （5）[1]① 如图丙所示的电路图中a、b处虚线框内，分别为待测小灯泡或定值电阻， 则小灯泡应接在a框内，当闭合开关S和S1，S2，电压表可测灯泡电压。 [2][3]② 已知小灯泡L 的额定电压为2.5V，闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片， 使电压表的示数为2.5V，小灯泡正常发光。 ③ 闭合开关S和S2， 滑动变阻器的滑片保持不动， 此时电压表测量定值电阻和灯泡的总电压，电压表的示数为4V，则定值电阻两端的电压为 UR定=4V−2.5V=1.5V 此时电路电流为 ④ 则小灯泡的额定功率为 PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W 24．如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取阻值为5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联。 (1)在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中 来比较的，应用的物理科学探究方法是 ； (2)图甲可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧盒子中的电阻产生的热量多； (3)图乙可探究电流产生的热量与 的关系； (4)由公式可知，图乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为 ； (5)将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，可探究电流产生热量和 的关系。 【答案】(1) 液面的高度差 转换法 (2) 电阻 右 (3)电流 (4)4∶1 (5)电阻 【详解】（1）[1][2]在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中液面的高度差来比较的，密闭容器中产生的热量越多，U形管中液面的高度差越大；应用的物理科学探究方法是转换法。 （2）[1][2]甲装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，故该装置用来探究电流热效应与电阻大小的关系；通电一段时间后，根据可知，因右侧容器中电阻大，右侧盒子中的电阻产生的热量多。 （3）乙装置中，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，故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系。 （4）根据并联电路电压的规律及欧姆定律可知，通过图乙右侧容器内的电阻丝的电流等于通过容器外电阻丝的电流，根据串联电路各处的电流相等及并联电路干路电流等于各支路电流之和可知，通过左侧容器内的电阻丝的电流为通过右侧容器内电阻丝电流的2倍，由焦耳定律可知，因容器内电阻丝的阻值和通电时间相同，故电阻丝产生的热量与电流的平方成正比，故乙实验通电一段时间后，左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为4∶1。 （5）将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，根据并联电阻的规律，容器内的等效电阻为2.5Ω，左、右两侧容器内的电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，故可探究电流产生热量和电阻的关系。 25．阅读短文，回答问题。 综合实践活动——研究制作风速仪 【提出问题】 风力发电是现代主流的发电方式，因此风速也是气象观测中的重要参数，常用风速仪来测量。风速仪工作原理是什么？怎样设计制作简易风速仪呢？ 【实地学习】 同学们来到气象馆，了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示，质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动，转动时传感器将风速转换成输出电流信号，再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。 杯式风速仪工作参数 量程 0.4~50m/s 输出电流信号范围 4~20mA 启动风速 0.4m/s 电功率 ≤0.48W (1)关于文中杯式风速仪，下列说法错误的是______。 A．风吹动风杯说明风具有能量 B．的阻值随压力F的增大而减小 C．能在0.4m/s风速下正常工作 D．能在60m/s风速下正常工作 (2)杯式风速仪正常工作20min，最多消耗 J的电能； 【设计制作】 受到杯式风速仪工作原理的启发，同学们设计并制作了简易风速仪，其原理如图乙所示。已知电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。电流表量程为0~0.6A，为10Ω的定值电阻，为压力传感器，无风时受到的压力为零，有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给，的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数，即可知此时的风速，同学们通过查阅资料，知道了风压是指垂直于气流方向的平面上所受风的压力，风压与风速的关系如表。 风速 2 4 6 10 12 16 24 风压F/N 2.5 10 22.5 62.5 90 160 360 【进行实验】 (3)迎风板是一块固定面积的轻质薄板，测量时风始终垂直吹在迎风板上，记录电表示数，当风速增大时，电阻的阻值将变 。 【交流评价】 同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。 (4)实验中，读出简易风速仪中电流表示数为0.4A，电压表示数为8V。 ①= ．经计算后得出风速；②恒流源可提供 A的恒定电流。 (5)风力发电和火力发电在不同地区都有着广泛的应用，请你客观的评价，与火力发电相比，风力发电有哪些优势 （说出一条即可）。 【答案】(1)D (2)576 (3)小 (4) 20 1.2 (5)没有污染 【详解】（1）[1]A．风是流动的空气，具有动能，能带动风杯转动，说明风具有能量，故A正确，A不符合题意； B．在相同条件下，滚动摩擦比滑动摩擦小，用滚动代替滑动可以减小摩擦，故B正确，B不符合题意； C．由表中参数可知，杯式风速仪的量程为0.4-50m/s，所以杯式风速仪能在0.4m/s风速下正常工作，故C正确，C不符合题意； D．由表中参数可知，杯式风速仪的量程为0.4-50m/s，所以杯式风速仪不能在60m/s风速下正常工作，故D错误，D符合题意。 故选D。 （2）由表中数据可知，杯式风速仪正常工作时消耗的最大功率为0.48W，所以正常工作20min最多消耗的电能为 （3）根据图丙可知，当风速增大时，电阻的阻值将变小。 （4）[1]根据乙图可知，R0与R1并联。简易风速仪中电流表示数为0.4A，即通过R1的电流为0.4A，此时电压表示数为8V时，所以R1的电阻为 [2]恒流源提供的恒定电流为 （5）与火力发电相比，风力发电的优点：没有污染。 五、计算题（共18分） 26．（8分）某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，该火锅产品铭牌和电路图如图表所示：（其中R1＝R2） 额定电压 220V 额定功率 高温挡 中温挡 低温挡 880W 440W 220W (1)当电火锅使用中温挡正常工作时，电路中电流是多大？接入电路的电热丝的阻值是多少？ (2)用电火锅高温挡在额定电压下烧水7min，电流做了多少功？若电热丝产生热量的85%被水吸收，在1个标准大气压下，能使1kg初温为30℃的水温升高多少？ (3)在物理综合实践活动中，小芳和小丽利用所学的物理知识，合作测量电火锅高温挡的实际功率。电表上标着“1200r/kW·h”。他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让电火锅接入电路中烧水。2.5min电能表的转盘转了40r，求电火锅的实际功率？ 【答案】(1)2A，110Ω (2)，70℃ (3)800W 【详解】（1）根据串并联电路的电阻特点可知，当S1断开，S2接a时，两电热丝串联，此时电路的总电阻最大，根据可知，电功率最小，电火锅处于低温挡；当S1断开，S2接b时，电路为R2的简单电路，根据可知，电功率较大，电火锅处于中温挡；挡S1闭合，S2接b时，两电热丝并联，此时电路总电阻最小，根据可知，电功率最大，电火锅处于高温挡。电火锅使用中温挡正常工作时，根据P=UI可得，电路中电流是 接入电路的电热丝的阻值是 （2）用电火锅高温挡在额定电压下烧水7min，电流做的功为 水吸收的热量为 根据可得，可使1kg初温为30℃的水的温度升高 因为 且因为在1个标准大气压下，水的沸点是100℃，且水的初温为30℃，所以只能使水升高 （3）转盘转动40转消耗电能为 根据可得，电火锅的实际功率为 27．（10分）2024年9月6号台风“摩羯”在海南省文昌市登陆，风力达到17级以上，对我国沿海地区造成了不可估量的损失；为了更好的预防台风，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置模型，如图甲所示，电源电压恒为16V，R0为定值电阻，L为额定电压是2.5V的小灯泡，其I-U关系的部分数据如图乙所示，R为长14cm、阻值60Ω粗细均匀的电阻丝（电阻丝的阻值与长度成正比），电阻均不计的金属弹簧连接一个挡板，挡板上有一滑片与电阻R连接．闭合开关S；无风时，滑片在电阻R最左端，此时电流表示数为0.2A；有风时，风对挡板的作用力F方向始终水平向右，已知风力每增加1N挡板就会前进1cm，滑片始终与电阻R接触良好且无摩擦；求： (1)电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为多少； (2)无风时R0消耗的电功率为多少； (3)为保护电路，允许风对挡板施加的最大作用力为多少； 【答案】(1)5 (2)0.6W (3)7N 【详解】（1）由图乙可知，当电流表示数为0.2A时，小灯泡两端的电压为1V，小灯泡的电阻为 （2）无风时，滑片在电阻R最左端，此时电流表示数I=0.2A；小灯泡两端电压为UL=1V，此时R两端的电压为 此时R0两端的电压为 此时时R0消耗的电功率为 （3）当I’=0.3A时，风对挡板施加的作用力最大，由（2）可知，R0的阻值为 当I’=0.3A时，R0两端的电压为 由乙图可知，当I’=0.3A时，小灯泡L两端的电压为2.5V，由串联电路分压的特点可知，此时R两端的电压为 R的阻值为 根据电阻丝的阻值与长度成正比可知，接入电路的电阻丝长度为 已知风力每增加1N挡板就会前进1cm，可得允许风对挡板施加的最大作用力 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$ 苏 科 版 物 理 九 年 级 下 册 第十五章《电功和电热》 学习效果检测卷 （满分100分，时间90min） 一、单选题（每小题3分，共36分） 1．“估测”是物理学中常用的重要方法。下列估测中，符合生活实际的是（   ） A．两节新干电池串联的电压为4V B．华为智能手机的电池电压最接近于100V C．家用电饭锅的额定电流约为4A D．实验室中所用导线的电阻约为1kΩ 2．下列做法符合安全用电原则的是（　　） A．电路“跳闸”了一定是由于电路的总功率过大 B．发现有人触电时，应赶紧用手将其拉开 C．家庭电路中的导线破皮了只要还能通电，可不用处理 D．一般有金属外壳的用电器需要接地 3．如图所示， 将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中， 在甲图中灯L1的功率为9W，在乙图中灯L1的功率为16W。若灯丝电阻不变，下列说法中正确的是（　　） A．甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是1∶4 B．L1、L2两灯灯丝电阻之比是3∶4 C．乙图中灯L1、L2的功率之比是3∶1 D．乙图中电路消耗的总功率为64W 4．分别标有“PZ220-100”、“PZ36-100”的甲、乙两盏白炽灯，当它们正常发光时（   ） A．甲灯更亮 B．乙灯更亮 C．一样亮 D．无法确定 5．电梯超载容易引发安全隐患，其超载报警电路简化后如图所示。电源电压恒定不变，R0为保护电阻，R为压敏电阻，阻值大小随电梯内压力的增大而减小，电流表的示数超过临界值就会自动报警。电梯正常工作，当有人进入电梯后，则（　　） A．电流表示数减小 B．电压表示数增大 C．电压表与电流表的示数之比减小 D．R0的电功率不变 6．随着“双碳”政策实施，绿色能源快速发展，新能源汽车迅速进入人们的生活，下列说法正确的是（　） A．接了漏电保护器后，充电桩就不用再接地线了 B．排列成串的充电桩是相互串联安装的 C．充电过程中将化学能转化为电能 D．充电桩在安装时必须安装配套漏电保护器 7．如图所示，是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（    ） A．若把L、R串联在电路中，电流为0.2A，则该电路电源电压为4V B．电阻R的电阻值是10Ω C．若把L、R并联在电压是2V的电路中，干路的电流是0.5A D．当通过L的电流是0.4A的时候，其消耗的电功率是1.6W 8．如图所示的家庭电路，下列说法正确的是（　　） A．使用试电笔辨别火线和零线时，手不能触碰试电笔任何金属部位 B．灯泡L1、L2同时熄灭，保险丝却完好。用试电笔检测插座的两孔，发现氖管均发光，说明插座短路 C．电冰箱、洗衣机等带金属外壳的用电器也可以接在两孔插座中使用 D．用灯泡L0取代保险丝接入电路，只闭合S1，若L0和L1都发光但都比较暗，说明L1所在支路正常 9．超导材料的电阻为零，在新超导体研究领域，中国物理学家站在新超导体研究的最前沿。假如人们已研制出常温下的超导体，则下列家用电器中可以用它制作的是（　　） A．电烙铁 B．电风扇 C．电炉的电阻丝 D．白炽灯泡的灯丝 10．我国已建成全球规模最大、技术领先的5G网络，5G移动电话用户达7.54亿户。智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，这是通过以下哪种方式实现的（　　） A．增大电池的输出电流 B．减小电池的额定电压 C．减小电子线路的电阻 D．减小电池的输出功率 11．一款消防应急照明灯的铭牌如图所示。当外部电路有电时应急灯不亮，停电时应急灯内电路接通，两个灯泡正常发光。请根据铭牌上的情况进行分析，以下说法正确的是（   ） A．给应急灯电池充电的过程是将化学能转化为电能 B．应急灯电池充满后，储存的电能是6.0×104J C．应急灯电池充满后，可以让两个灯泡同时正常发光3小时 D．应急灯每个灯泡正常工作时的电流都是0.5A 12．如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯泡正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为12V B．灯泡的额定电流为0.2A C．滑动变阻器的最大阻值是 D．灯泡正常工作50s消耗的电能是24J 二、填空题（每空1分，共14分） 13．小慧家有一款厨房热水宝，其铭牌标有“220V 1500W”，该热水宝正常工作48分钟，消耗电能为 kW·h，她家安装的电能表表盘标有3000r/（kW·h）；若她家中只有热水宝在工作，在2 min内电能表的转盘转了120转，此时该热水宝的实际功率为 W。 14．分别标有“6V 12W”和“3V 3W”的甲、乙两只灯泡（不考虑灯丝电阻的变化），若将这两只灯泡串联接入一个电路中，要使它们同时发光，为保证两灯的安全，电源电压不超过 V，小张认为甲灯会更亮些；小李认为一样亮。你同意 的想法。 15．图甲是通过灯泡L的电流与其两端电压关系的图像。现将L与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路。闭合开关S，L的实际功率为1.8W，则电源电压是 V，此时消耗的总功率是 W。 16．如图所示是一个便携式电风扇，已知其上标有“3.6V  1.8W”字样，已知电动机线圈的阻值为，则该小电风扇正常工作时的电流为 A，正常工作1min线圈产生的热量为 J。 17．我国家用电器的额定电压是 V。如图甲、乙所示是小雯同学使用试电笔的两种方法，正确的是 。 18．如图甲所示，电源电压为6V不变，为定值电阻，闭合开关后，滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一瑞的过程中，R2的电功率P随电压表示数U的变化关系如图乙所示，则R2的最大值为 Ω，该电路消耗的最大电功率为 W。 19．某家庭电路的部分组成如图所示，为了安全，该家庭电路中的灯泡和开关 （填“可以”或“不可以”）互换位置，如果把一个直流电动机接入三孔插座，电动机 （填“会”或“不会”）转动。 三、作图题（每小题3分，共6分） 20．如图所示，小杰用测电笔测试某家庭电路中的输电线时，只有接触中间那条电线a时测电笔的氖管发光。据此，请你按照安全用电的原则将图中的电灯、开关（用来控制电灯）和三孔插座、保险丝（用来保护三孔插座）接入家庭电路中，使它们能正常工作。 21．物理实践活动中，小聪想设计一个台灯，由两个开关控制，当只闭合开关一时，调节滑动变阻器可以改变灯的亮度；当只闭合开关二，灯亮但是无法调节灯的亮度。请你帮小聪用画笔代替导线完成图所示的电路设计。 四、实验题（每空1分，共26分） 22．电功大小与电流、电压、通电时间都有关．用如图所示装置探究电功大小的影响因素，请回答以下问题： （1）该装置可用来探究电功与 （选填“电压”或“电流”）的关系，因为两灯泡串联，控制了 和 相等这一条件； （2）根据 ，我们可以比较相同时间内电流做功的多少，在实验中，两灯泡规格应 （选填“相同”或“不相同”）； （3）实验中发现L1更亮且电压表V1示数更大，这说明在电流相同、通电时间相同时，电压 ，电流做的功也就越多。 23．如图甲， 是小于同学测量小灯泡的电功率的实验电路， 电源电压为3 V 且保持不变， 小灯泡L 的额定电压为2.5V。 闭合开关S， 移动滑动变阻器的滑片P， 多次实验并将数据和现象记录在如表中。分析表中信息， 回答（1）-4） 题。 实验序号 电压 U/V 电流 I/A 小灯泡的亮度 电功率 P/W 1 0.5 0.20 不亮 0.10 2 1.0 0.24 暗 0.24 3 2.0 0.32 较暗 0.64 4 2.5 正常亮 5 3.0 0.38 很亮 1.14 (1)小灯泡L在额定电压下工作时， 电流表的指针位置如图乙所示， 则小灯泡L的额定功率为 W。 (2)第1 次实验中， 小灯泡L不亮的原因是 。 (3)分析数据还发现，通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比，其原因是 。 (4)为了测量小灯泡的电功率， 在具体的实验操作中， 手和眼睛的分工应该是_________ A．手移动滑动变阻器的滑片， 眼睛观察电流表 B．手移动滑动变阻器的滑片， 眼睛观察电压表 C．手移动滑动变阻器的滑片， 眼睛观察灯泡是否发光 D．手按开关， 眼睛观察小灯泡 (5)另组小明同学在测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率时， 发现电流表损坏， 他又找来了两个开关， 并利用5Ω定值电阻， 测出了小灯泡的额定功率， 请将他的实验步骤补充完整： ①如图丙所示的电路图中a、b处虚线框内，分别为待测小灯泡或定值电阻， 则小灯泡应接在 框内； ②闭合开关S和S1， 调节滑动变阻器的滑片， 使电压表的示数为 V时， 小灯泡正常发光； ③闭合开关S和S2， 滑动变阻器的滑片保持不动， 此时电压表的示数为4V； ④则小灯泡的额定功率为 W。 24．如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取阻值为5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联。 (1)在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中 来比较的，应用的物理科学探究方法是 ； (2)图甲可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧盒子中的电阻产生的热量多； (3)图乙可探究电流产生的热量与 的关系； (4)由公式可知，图乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为 ； (5)将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，可探究电流产生热量和 的关系。 25．阅读短文，回答问题。 综合实践活动——研究制作风速仪 【提出问题】 风力发电是现代主流的发电方式，因此风速也是气象观测中的重要参数，常用风速仪来测量。风速仪工作原理是什么？怎样设计制作简易风速仪呢？ 【实地学习】 同学们来到气象馆，了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示，质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动，转动时传感器将风速转换成输出电流信号，再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。 杯式风速仪工作参数 量程 0.4~50m/s 输出电流信号范围 4~20mA 启动风速 0.4m/s 电功率 ≤0.48W (1)关于文中杯式风速仪，下列说法错误的是______。 A．风吹动风杯说明风具有能量 B．的阻值随压力F的增大而减小 C．能在0.4m/s风速下正常工作 D．能在60m/s风速下正常工作 (2)杯式风速仪正常工作20min，最多消耗 J的电能； 【设计制作】 受到杯式风速仪工作原理的启发，同学们设计并制作了简易风速仪，其原理如图乙所示。已知电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。电流表量程为0~0.6A，为10Ω的定值电阻，为压力传感器，无风时受到的压力为零，有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给，的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数，即可知此时的风速，同学们通过查阅资料，知道了风压是指垂直于气流方向的平面上所受风的压力，风压与风速的关系如表。 风速 2 4 6 10 12 16 24 风压F/N 2.5 10 22.5 62.5 90 160 360 【进行实验】 (3)迎风板是一块固定面积的轻质薄板，测量时风始终垂直吹在迎风板上，记录电表示数，当风速增大时，电阻的阻值将变 。 【交流评价】 同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。 (4)实验中，读出简易风速仪中电流表示数为0.4A，电压表示数为8V。 ①= ．经计算后得出风速；②恒流源可提供 A的恒定电流。 (5)风力发电和火力发电在不同地区都有着广泛的应用，请你客观的评价，与火力发电相比，风力发电有哪些优势 （说出一条即可）。 五、计算题（共18分） 26．（8分）某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，该火锅产品铭牌和电路图如图表所示：（其中R1＝R2） 额定电压 220V 额定功率 高温挡 中温挡 低温挡 880W 440W 220W (1)当电火锅使用中温挡正常工作时，电路中电流是多大？接入电路的电热丝的阻值是多少？ (2)用电火锅高温挡在额定电压下烧水7min，电流做了多少功？若电热丝产生热量的85%被水吸收，在1个标准大气压下，能使1kg初温为30℃的水温升高多少？ (3)在物理综合实践活动中，小芳和小丽利用所学的物理知识，合作测量电火锅高温挡的实际功率。电表上标着“1200r/kW·h”。他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让电火锅接入电路中烧水。2.5min电能表的转盘转了40r，求电火锅的实际功率？ 27．（10分）2024年9月6号台风“摩羯”在海南省文昌市登陆，风力达到17级以上，对我国沿海地区造成了不可估量的损失；为了更好的预防台风，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置模型，如图甲所示，电源电压恒为16V，R0为定值电阻，L为额定电压是2.5V的小灯泡，其I-U关系的部分数据如图乙所示，R为长14cm、阻值60Ω粗细均匀的电阻丝（电阻丝的阻值与长度成正比），电阻均不计的金属弹簧连接一个挡板，挡板上有一滑片与电阻R连接．闭合开关S；无风时，滑片在电阻R最左端，此时电流表示数为0.2A；有风时，风对挡板的作用力F方向始终水平向右，已知风力每增加1N挡板就会前进1cm，滑片始终与电阻R接触良好且无摩擦；求： (1)电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为多少； (2)无风时R0消耗的电功率为多少； (3)为保护电路，允许风对挡板施加的最大作用力为多少； 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$