专题训练：电能与电功率 -2024-2025学年沪粤版物理九年级上册

专题训练：电能与电功率 一、单选题 1．在如图所示的电路中，电源的电压保持不变，R1为定值电阻，开关S闭合后，将滑动变阻器R2的滑动触头向右移动时，下列说法正确的是( ) A．电压表V的示数减小 B．电流表A1的示数减小 C．电流表A的示数变大 D．电源消耗的电功率变小 2．乘坐高铁列车全程禁止吸烟，列车车厢内安装有烟雾报警器。小硕同学设计了一种模拟烟雾报警装置，其工作电路如图甲所示。电源电压恒为12V，R2为定值电阻，阻值为30Ω，R1为烟雾传感器，它的阻值与空气中烟雾浓度的关系如图乙所示。当空气中烟雾浓度10时，电路发出警报。下列说法正确的是（    ） A．空气中烟雾浓度升高，电流表示数变小 B．电流表示数为0.2A时，电路发出警报 C．当烟雾浓度为10%时，R2的功率为2.7W D．若需要降低烟雾报警的最低浓度，可以将R2换成阻值更大的定值电阻 3．实验课上，小明连接了如图甲所示的电路，电源两端的电压保持不变。开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P由a端滑至b端的过程中，通过小灯泡的电流I 随其两端电压U变化的I-U图像如图乙所示。已知小灯泡的额定电压为 12V，下列说法中正确的是（　　） A．在电压表示数变小的过程中，电路消耗的总功率不断变大 B．滑动变阻器的最大阻值为10Ω C．滑片P由a端滑至b端的过程中，小灯泡的电功率变化了2.7W D．滑片P由a端滑至b端的过程中，电路的总电功率变化了3.6W 4．下列有关物理量的估测，符合生活实际的是（　　） A．人体感觉舒适的环境温度为36℃ B．托起一支普通2B铅笔所用的力约为0.1N C．家用电冰箱的功率约1000W D．一个中学生的体积约为50cm3 5．将一台“220V 100W”的电风扇、一个“220V 100W”的充电器、一个“220V 100W”的电饭锅，分别接到220V的电源上，在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是（　　） A．充电器 B．电饭锅 C．电风扇 D．一样多 6．以下物理规律通过进一步推理得出来的，无法用实验直接验证的是 A．欧姆定律 B．光的反射定律 C．焦耳定律 D．牛顿第一定律 7．如图所示，电源电压不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动的过程中，下列判断正确的是（　　） ①电流表A的示数增大 ②电压表V的示数减小 ③电压表V的示数与电流表A1示数的比值不变 ④电路中消耗的总功率变小 A．只有①③正确 B．只有②④正确 C．只有③④正确 D．只有①②③正确 8．关于家庭电路，下列说法正确的是(    ) A．工作的用电器越多，电路的总电阻越大 B．使用试电笔时，手必须接触试电笔的笔尾金属体 C．家庭中的电能表是测量总电功率的仪表 D．洗衣机、电冰箱等家用电器使用三线插头是为了节约用电 二、填空题 9．如图所示是在探究电流通过导体产生的热量与 的关系，如果要探究导体产生的热量与电阻的关系可以拆去R3，同时R2的电阻应与R1的阻值 （选填“相等”或“不相等”）。 10．标有“220V  40W”的灯泡甲和“220V  100W”的灯泡乙，若将这两个灯泡串联在220V的电源上，则 灯泡更亮一些（选填“甲”或“乙”）；某导体的电阻是10Ω，通过3A的电流时，5s产生的热量是 J。 11．如图所示，电能表的示数为 kW·h，观察此表，你能得到哪些信息？请写出两条： ① ；② 。 12．电能跟我们关系十分密切，生产和生活都离不开它，某物理学习小组进行综合实践社会活动 （1）如图是小丽房间里的一只照明台灯，它正常工作时的电流约是 A，使用一段时间后灯丝因升华变细，因此灯的亮度 （填“变亮”“变暗”“不变”）； （2）如表是小丽家BC﹣65B型电冰箱的铭牌，请你仔细阅读该铭牌，该电冰箱的压缩机一天正常工作的总时间是 h，该压缩机正常工作6min，家中标有3000r/kW•h的电能表转 r。 BC﹣65B电冰箱 额定电压：220V 工作频率：50Hz 额定功率：70W 耗电量：0.63kW•h/24h 13．甲、乙两个灯泡上分别标有“6V3W”和“3V3W”的字样，把它们并联在电路中，为保证两灯不损坏，则干路电流不能超过 A；若将它们串联起来，电路允许消耗的最大功率是 W（忽略温度对灯丝电阻的影响）。 14．图示是一款平面镜防雾膜，膜内有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，利用电流的 效应，可防止水蒸气在镜面上 （填物态变化的名称）。但断电后，渐渐看不清镜子里的像了，原因是此时光在镜面上发生了 反射。小明站在镜前0.6m处，他在镜中的像和他相距 m。 15．某家庭电能表如图所示，若该家庭单独让空调工作，测得1min内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为 J，空调的电功率是 W。 16．额定电压为2.5V的灯泡，正常发光时通过灯泡灯丝的电流是0.3A，则该灯泡的额定功率是 W。 三、实验题 17．小涵要探究“影响电流热效应的因素”。如图所示，两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。 (1)组装之前，小涵在U形管内注入适量红墨水，U形管 （选填“属于”或“不属于”）连通器。 (2)小涵是探究在电流相等和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小是否有关的装置。 (3)实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，小涵发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是 。 四、简答题 18．如图所示，是小明制作的一种自动恒温孵化箱模型的电路，其中电源两端电压U不变，为阻值不变的电热丝，为热敏电阻，当孵化箱内的温度低于某一数值t时，电热丝在单位时间内产生的热量会增加；当孵化箱内的温度高于这一数值t时，电热丝在单位时间内产生的热量会减少。这样，孵化箱便具有了自动恒温的功能。请分析并说明热敏电阻的阻值与温度的关系。 19．如何节约用电？ 20．如图所示是一个电热水壶正在烧水的情景，结合你所学的物理知识和对电热水壶的了解，回答相关问题。 （1）电热水壶利用电流的什么效应工作？ （2）此时电水壶的电热丝和插头比，哪处温度更高，怎么解释？ 五、计算题 21．如图所示，电源电压恒定，电阻R3的阻值为20Ω，滑动变阻器滑片置于最左端，只闭合开关S3时，电流表的示数为0.1A，电压表示数为4V，只闭合S2时，电流表示数为0.12A。求： （1）电源电压； （2）滑动变阻器R2的最大阻值； （3）开关均闭合，且滑动变阻器滑片置于最左端时通电1min整个电路消耗的电能。 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 答案 D C D B B D A B 1．D 【详解】A．由电路图可知，开关S闭合后，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流，电压表V测电源两端的电压，因电源的电压保持不变，所以滑片移动时电压表V的示数不变，故A错误； B．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R1支路的电流不变，即电流表A1的示数不变，故B错误； CD．将滑动变阻器R2的滑动触头向右移动时，变阻器接入电路中的电阻变大，由 可知，通过R2的电流变小，而变阻器两端的电压不变等于电源电压，则由 可知，滑动变阻器R2消耗的电功率变小；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流变小，即电流表A的示数变小，故C错误，D正确； 故选D。 2．C 【详解】由图甲可知，烟雾传感器R1与定值电阻R2串联，电流表测串联电路的电流。 A．由图乙可知，空气中烟雾浓度升高时，传感器R1的阻值变小，则串联电路的总电阻变小，电源电压不变，由可知串联电路的电流变大，即电流表示数变大，故A错误； B．当电流表示数为0.2A时，由可知此时串联电路的总电阻 则此时烟雾传感器R1的阻值为 由图乙可知此时烟雾浓度小于10%，所以电路不会发出警报，故B错误； C．当烟雾浓度为10%时，由图乙可知此时烟雾传感器的阻值为R1′=10Ω，此时串联电路的总电阻 此时电路中的电流 则此时R2的功率为 故C正确； D．由图乙可知，烟雾浓度降低时，R1的阻值变大，若定值电阻的阻值不变，则串联电路的电流变小，由题意可知该电路不会发出警报；为使串联电路的电流变大，应减小定值电阻的阻值，从而降低烟雾报警的最低浓度；所以，若需要降低烟雾报警的最低浓度，可以将R2换成阻值更小的定值电阻，故D错误。 故选C。 3．D 【详解】A．由图甲可知，滑动变阻器与小灯泡串联，电流表测电路中电流，电压表测小灯泡两端电压，电压表示数变小即小灯泡两端电压变小，则滑动变阻器两端电压变大，由串联电路分压规律可知，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，故电路中的总电阻变大，则由欧姆定律可得，电路中的电流逐渐变小，而电源电压不变，故由P=UI可得，在电压表示数变小的过程中，电路消耗的总功率不断变小，故A错误； B．由A中分析可知，滑动变阻器接入电路中的阻值越小，小灯泡两端电压越大，当滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0，此时小灯泡两端电压等于电源电压，故由图乙可知，电源电压为U=12V，当滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，此时小灯泡两端电压最小，电路中电流最小，由图乙可知，此时小灯泡两端电压为UL=3V，故由串联电路的电压规律可得，此时滑动变阻器两端电压为 U滑=U-UL=12V-3V=9V 此时电路中电流为I=0.3A，故由欧姆定律可得，滑动变阻器的最大阻值为 故B错误； C．由B中分析及图乙可知，滑片P由a端滑至b端的过程中，小灯泡的最大功率为 P大=U大I大=12V×0.6A=7.2W 小灯泡的最小功率为 P小=ULI=3V×0.3A=0.9W 则小灯泡的功率变化量为 ΔPL=P大-P小=7.2W-0.9W=6.3W 故C错误； D．由图乙可知，滑片P由a端滑至b端的过程中，电路中电流的变化量为 ΔI=I大-I=0.6A-0.3A=0.3A 故由P=UI可得，电路的总电功率变化量为 ΔP=UΔI=12V×0.3A=3.6W 故D正确。 故选D。 4．B 【详解】A、人体感觉舒适的环境温度为23℃，故A不符合题意； B、托起一支普通2B铅笔所用的力约为0.1N，故B符合题意； C、家用电冰箱的电流约为1A，家用电冰箱的功率为 故C不符合题意； D、水的密度是1.0×103kg/m3，人体密度与水的密度差不多，在1.0×103kg/m3左右。中学生的质量在50kg左右，由得，中学生的体积约为 故D不符合题意。 故选B。 5．B 【详解】电风扇、充电器、电饭锅的功率虽然相等，但是电风扇主要把电能转化为机械能，充电器主要电能转化为化学能，电饭锅主要那电能转化为内能。所以在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是电饭锅。 故选B。 6．D 【分析】有不少实验由于条件限制难以实现，在大量可靠实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法，但得出的某些规律却又不能用实验直接验证，这种研究方法叫实验推理法，又称理想实验法． 【详解】欧姆定律、焦耳定律、光的反射定律都是直接通过真实的实验数据得出的结论，其结论形成方法与牛顿第一定律不同，所以A、B、C都不能选； 牛顿第一定律的建立是在大量实验事实的基础上，通过分析，概括推理得出的（实际上不受摩擦力的物体根本不存在），所以该实验主要是利用了实验推理法形成的，所以D选项正确．故选D． 【点睛】本题的关键是了解“推理法”的实验过程，然后回忆所学内容，即可解决． 7．A 【详解】由电路图可知，R2与R1并联，电流表A1测 R1支路的电流，电流表A测干路电流，电压表测电源两端的电压；电源电压不变，则滑片移动过程中电压表示数不变；滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据可知，通过滑动变阻器的电流变大；并联电路各支路互不影响，则通过R1的电流不变，即电流表A1示数不变；根据并联电路的电流关系可知，干路中的电流变大，即电流表A示数变大；电压表V的示数不变，电流表A1示数不变，其比值不变；根据P=UI可知，电路的总功率变大；综上所述，①③正确，故A正确，BCD错误。 故选A。 8．B 【详解】A、家庭电路是并联，工作的用电器越多，相当于增大导体的横截面积，总电阻越小．故A错误； B、使用试电笔时，用手接触才能形成通路使电流通过，但笔管中有一个很大的电阻，使电流减小到对人无害，故B正确； C、家庭中的电能表是测量总电功（总电能）的仪表，故C选项错误 D、洗衣机、电冰箱等家用电器使用三线插头是使家电的金属壳接地，为了安全防止漏电发生，故D错误． 9． 电流 不相等 【详解】[1]由图可知，R3和R2并联后，再与R3串联，此时通过R1和R2的电流是不同的，电阻相同，通电时间相同，所以探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系； [2]探究导体产生的热量与电阻的关系时，应控制电流和通电时间相同，电阻不同，故应拆去R3，同时R2的电阻应与R1的阻值不同。 10． 甲 450 【详解】[1]由题意知，两个灯泡的额定电压相等，甲的额定功率比乙的小，据知，正常工作用时，甲的电阻比乙的大，两个灯泡串联在220V的电源上，都不能正常工作，通过的电流相等，据串联电路的分压特点知，甲分得的电压比乙的大，据P=UI知，甲的实际功率比乙的大，所以甲灯更亮。 [2]某导体产生的热量 11． 751.8 电能表接在220V的电路中使用 每消耗1kW·h的电能，表盘转2500转 【详解】[1][2]电能表读数为751.8kW·h。 [3]由表盘上的数据我们可知：电能表接在220V的电路中使用；每消耗1kW·h的电能，表盘转2500转。 12． 0.11 变暗 9 21 【详解】（1）[1] 由可得，它正常工作时的电流 [2]使用一段时间后灯丝因升华变细，其电阻变大，而两端电压不变，由得，灯泡的实际功率减小，因此灯的亮度变暗。 （2）[3]由电冰箱的铭牌可知，压缩机正常工作时的功率 由得，压缩机一天正常工作的总时间 [4]该压缩机正常工作6min，消耗的电能 则家中标有3000r/kW•h的电能表转过的转数 13． 1.25 3.75 【详解】[1]甲灯泡的电阻为 乙灯泡的电阻为 把它们并联在电路中，为保证两灯不损坏，电压最大为3V，电路中干路电流不能超过 [2]甲灯泡的额定电流为 乙灯泡的额定电流为 若将它们串联起来，为保证两灯不损坏，电路中电流最大为0.5A，电源电压为 U总=I1(R1+R2)=0.5A×(12Ω+3Ω)=7.5V 电路允许消耗的最大功率是 P=U总I1=7.5V×0.5A=3.75W 14． 热 液化 漫 1.2 【详解】[1]电流通过导体时会产生热量，这种现象叫做电流的热效应，所以平面镜防雾膜的电热丝是利用电流的热效应来工作的。 [2]温度较高的水蒸气遇到温度低的镜面会液化成小水滴，镜面温度较高时可以避免水蒸气在镜面上液化。 [3]断电后，镜面温度降低，水蒸气在镜面上发生液化，形成一层水雾，镜面不再光滑，此时光在镜面发生了漫反射，所以就看不清镜子里的像了。 [4]由平面镜成像的特点可知，像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等，已知小明站在镜前0.6m处，所以他的像离镜面也是0.6m，则他在镜中的像和他相距 0.6m+0.6m＝1.2m 15． 72000 1200 【详解】[1]空调消耗的电能为 [2]空调的电功率是 16．0.75 【详解】灯泡的额定电压为2.5V，额度电流为0.3A，根据公式P=UI可知，灯泡的额定功率为 P=UI=2.5V×0.3A=0.75W 17． 属于 通电时间 电阻 U形管液面高度 透明容器密闭性不好 【详解】(1)[1]由图知，组装之前，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器。 (2)[2][3]由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，由串联电路电流的规律，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系。 (3)[4]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，根据转换法，实验中通过观察U形管液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。 [5]由Q=I2Rt可知，两阻值不同的电阻丝在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差，而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的透明容器密闭性不好或对应电阻丝短路。 18．见解析 【详解】通过电热丝的电流为 电热丝在单位时间内产生的热量为 热敏电阻的阻值为 当孵化箱内的温度低于某一数值t时，电热丝在单位时间内产生的热量会增加，说明此时的电流增大，故变小，故热敏电阻R2变小，当当孵化箱内的温度高于这一数值t时，电热丝在单位时间内产生的热量会减少，说明电流变小，说明变大，热敏电阻变大，故热敏电阻与温度的关系为当孵化箱内的温度低于某一数值t时，随着温度的升高，电阻变小，当温度高于某一数值t时，随着温度的升高电阻增大。 19．见解析 【详解】节约用电必须从每个人、每个家庭做起，节约用电的方法有：①家用电器不要让它长时间处于待机状态；②尽量选用节能灯；③平时随手关灯；④使用电器时可以适当调低电器的功率等。 20．(1)电热水壶是利用电流的热效应工作的；(2)见详解 【详解】(1)[1]电热水壶是利用电流的热效应工作的，它工作时将电能转化成内能。 (2)[2]电热水壶在使用时，电热丝和插头串联，，通电时间t相同，而，由可知电流产生的热量：，所以会出现电热丝温度很高，插头不怎么热的现象。 21．（1）6V；（2）40Ω；（3）126J 【详解】解：（1）滑动变阻器滑片置于最左端，只闭合开关S3，滑动变阻器R2的最大电阻与R3串联，电压表测滑动变阻器R2的电压，电流表测量电路中的电流；由欧姆定律得，电阻R3两端的电压为 根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得，电源电压为 （2）由欧姆定律得，滑动变阻器R2的最大阻值为 （3）只闭合开关S2时，R1与R3串联电路，电流表测量电路中的电流；R1与R3串联的总电阻为 根据串联电路的总电阻等于各用电器两端的电阻之和可得，R1的阻值为 开关均闭合，且滑动变阻器滑片置于最左端时，R1与R2最大电阻并联，通电1min整个电路消耗的电能为 答：（1）电源电压为6V； （2）滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω； （3）开关均闭合，且滑动变阻器滑片置于最左端时通电1min整个电路消耗的电能为126J。 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 $$