期末抢分训练：第十五章 电能与电功率- 2024-2025学年沪粤版物理九年级上册

期末抢分训练：电能与电功率 一、单选题 1．小明观察到傍晚时候家里的白炽灯比较暗，而在早晨时较亮，他进一步观察发现：傍晚电能表转动比早晨还快一些，这是什么原因呢？（    ） A．傍晚时家里的同盏白炽灯的额定功率比早晨时的小 B．傍晚时家里的同盏白炽灯电阻比早晨的大，实际功率减小 C．傍晚时家里的同盏白炽灯实际电压比早晨的小 D．傍晚时家里用电器的总功率比早晨的小 2．如图所示电路中，L1“3V 3W”、L2“3V 1.5W”，其中一灯泡能正常工作。开关S闭合后，下列说法正确的是（忽略灯泡电阻的变化）（　　） A．L1和L2的电阻之比是2:1 B．L1和L2的电流之比是1:2 C．电源电压是4.5V D．两灯消耗的总功率是4.5W 3．题图甲是小明测量小灯泡电阻的电路图，他根据测量数据绘制了小灯泡和滑动变阻器的图，如图乙所示，下列说法正确的是（　　）    A．图象b是小灯泡的图 B．电源电压为 C．电路总功率不超过 D．滑动变阻器的阻值至少要 4．有两只标有“220V 1000W”的相同规格电加热器，这种电加热器在它两端不超过额定电压时，电流随电压的变化关系如图所示．将这两个电加热器串联起来接到家庭电路中，消耗的总功率为P总，则                                                A．0<P总<500W B．P总=500W C．500W<P总<1000W D．P总=2000W 5．下列物理学家中，以其名字命名电功单位的是 A．安培 B．伏特 C．焦耳 D．欧姆 6．下列估测数据中，最符合实际的是(  ) A．餐桌的高度约为150 cm B．一部华为手机的质量约为50 g C．一盏日光灯的额定功率约为40 W D．广播一遍眼保健操的时间约为20 min 二、填空题 7．灯泡L1、L2上分别标有“6V，3W”“6V，6W”字样（不考虑灯丝电阻的变化），若将它们并联在6V的电路中，此时 （选填“L1”或“L2”）的亮度较亮；若将它们串联接入某电路，保证灯泡不被烧坏，可以正常发光的灯泡是 （选填“L1”或“L2”），此时两灯实际功率之比为 。 8．如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置示意图．A、B两瓶中装入质量相等的 （煤油、水），理由是 ．各瓶中浸泡着一段金属丝，且RA＞RB ． 实验时当开关闭合后，发现A瓶中温度计示数上升较快，说明 ． 9．如图所示，是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置。已知R甲=5Ω，R乙=10Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝 联在电路。该实验用到的研究方法是 （写出一种方法即可）。 10．电子式电能表表盘上标有“220V 10（40）A”“3200imp/（kW•h）”等字样（imp表示电能表指示灯闪烁次数），将某用电器单独接在该电能表上，正常工作15min，电能表指示灯闪烁了800次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是 kW•h，该用电器的电功率是 W。 11．在探究焦耳定律实验中，如图所示是为了探究导体产生热量多少与 的关系，其中导体A产生的热量比B ，导体C的作用是 （填序号：①“使A、B两端的电压不相等”、②“使通过A、B的电流不相等”、③“产生更多的热量”或④“散热”）。 三、实验题 12．如图是研究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置．左右两个透明的容器中密闭了等量的空气，两个密闭容器中都有一段电阻丝，U形管中装的是红色液体． （1）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系． （2）若甲、乙两次实验的电源电压及通电时间相同，则a、c中两电阻产生热量较多的是 （填“a”或“c”）． （3）若图乙中两侧玻璃管中液面高度变化相同，则电路中故障可能是 ． 四、简答题 13．如图所示是一种应急的取火方法，取出口香糖的锡纸，剪成“螺旋桨”的形状，中间要够窄，将锡纸条带锡的一面（亮面）接在电池的正负极，很快发现纸条中间最窄处先开始冒烟起火。请根据所学的物理知识解释这一现象。 14．一位同学手边没有电压表，只有如下几种器件：电源、滑动变阻器、电流表、已知电阻值的定值电阻、开关、导线若干，但他仍完成了测定灯泡实际功率的实验请你画出他实验的电路图，写出实验所需要测量的物理量和计算灯泡实际功率的表达式. 15．电炉丝工作时，电炉丝与连接它的导线相比，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？请你运用学过的理论解释。 五、计算题 16．小明同学在物理课上做了一系列的电学实验后，发现实验盒里不仅有白炽灯，还有LED（发光二极管），于是小明利用两节干电池作为电源分别连接了白炽灯和LED发光的电路，对比发现LED发光要明亮得多，如图甲所示。小明测量了白炽灯和LED发光时两端的电压和通过的电流，数据如表所示。请回答下列问题： （1）请根据小明测量的数据分别计算出白炽灯和LED的电功率； （2）小明查阅资料发现生活中使用的额定功率为60W的白炽灯的亮度跟额定功率为10W的LED灯的亮度相当，如果家中分别接入1盏60W的白炽灯和1盏10W的LED灯，每天照明时间按7小时计算，哪个更节能？一天能节省多少千瓦时的电能？ （3）请从能量转化的角度结合计算结果分析家中照明灯应该选用白炽灯还是LED灯，并简要说明原因。 种类 电压U/V 电流I/A 白炽灯 2.8 0.3 LED 3.0 0.1 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 答案 C C D C C C 1．C 【详解】由于傍晚时分处于用电高峰期，各种电器都在工作，电路电流较大，输电线上损失的电压大，灯泡两端的实际电压较小，小于早晨时灯泡两端的电压，由于灯泡实际电压较小，由知，灯泡的实际功率较小，灯泡较暗，而灯的额定功率是不变的；由于傍晚时家用电器总功率较大，早晨家用电器总功率较小，所以傍晚电能表转动比早晨快一些，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．C 【详解】A．忽略灯泡电阻的变化时，灯L1的阻值 灯L2的阻值 L1与L2的电阻之比 R1:R2=3Ω:6Ω=1:2 故A错误； B．由电路图知，两灯串联在电路中，通过的电流相等，故B错误； C．两灯正常发光时，通过L1和L2的电流 ， 所以串联时，正常发光的是灯L2，此时灯L1两端的电压 电源电压 U总=U1+U=1.5V+3V=4.5V 故C正确； D．两灯消耗的总功率 P总=U总I2=4.5V×0.5A=2.25W 故D错误。 故选C。 3．D 【详解】A．由图甲可知，灯泡和变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路中的电流，变阻器的滑片向左移动时，变阻器连入电路的电阻变小，电路总电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，由U=IR可知灯泡两端的电压变大，所以图象a是小灯泡的图，图象b是变阻器的图，故A错误； B．由图乙可知，当电流是0.15A，由串联电路电流的规律可知通过灯泡和变阻器的电流都是0.15A，灯泡两端的电压是1V，变阻器两端的电压是2V，电源电压 U=1V+2V=3V 故B错误； C．由图乙可知，电路中的最大电流大于0.25A，电路总功率大于 P大=UI大=3V×0.25A=0.75W 故C错误； D．变阻器连入电路的电阻最大，电路的总电阻最大，由欧姆定律可知电路中的电流最小，由图b可知，最小电流是0.1A，变阻器两端的电压是2.5V，变阻器的阻值 所以滑动变阻器的阻值至少要，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】由P＝可得，灯泡在额定电压下的电阻：R＝＝48.4Ω，假设灯泡电阻不变，两灯泡串联时的总功率：P总＝ ＝500W，由图象可知，灯泡电阻是变化的，灯泡电阻随电压增大而变大，两灯泡串联时灯泡两端电压为110V，小于灯泡额定电压，灯泡电阻小于正常发光时的电阻，由P＝可知，两灯泡实际功率大于500W，它们串联后的电路电流I′＝<＝I,串联后的总功率P总＝UI′<UI＝1000W，即500W<P总<1000W.故选C. 点睛：要解决此题，需要掌握电功率的计算公式及推导公式：P＝UI＝＝I2R．同时要会对公式进行变形．两个电阻串联的总电阻为各串联电阻的总电阻之和，灯泡阻随温度的升高而增大．若将两个电阻串联，则P总＝，由于两个灯泡串联时，它们两端的电压将低于其额定电压，而不能正常工作，所以电阻将小于正常工作时的电阻． 5．C 【详解】A．安培是电流的基本单位，故不符合题意； B．伏特是电压的基本单位，故不符合题意； C．焦耳是功和各种能量的基本单位，也是电功的单位，故符合题意； D．欧姆是电阻的基本单位，故不符合题意． 6．C 【详解】A. 餐桌的高度和课桌的高度接近，约为80 cm，故A错误；B. 一部华为手机的质量约为150 g，故B错误；C. 一盏日光灯的额定功率约为40 W，故C正确；D. 广播一遍眼保健操的时间约为5min，故D错误．故选C. 【点睛】不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个． 7． L2 L1 2:1 【详解】[1]灯泡L1、L2上分别标有“6V，3W”“6V，6W”字样，若将它们并联在6V的电路中，两灯的电压均为6V，则两灯的实际电压分别为3W、6W，灯泡的电功率越大，灯越亮，则此时L2的亮度较亮。 [2]若将它们串联接入某电路，两灯电流相等，由得，L1的额定电流为 L2的额定电流为 为了保证灯泡不被烧坏，电路中最大电流为0.5A，则可以正常发光的灯泡是L1。 [3]不考虑灯丝电阻的变化，由得，L1的电阻为 L2的电阻为 由得，此时两灯实际功率之比为 8． 煤油 煤油的比热容比较小，升温快或水的比热容较大，升温慢 电流相同时，电阻大的升温快，产生热量多 【详解】根据控制变量法，实验中改变要研究的因素，控制不研究的因素一定，所以A、B两瓶中装入质量相等的煤油，理由是煤油的比热容比较小，升温快；由图知，两电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，因为R A＞R B ， 电流通过A瓶产生的热量多，因此A瓶中的煤油温度上升的快，由此得出，当通过的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大、电流产生的热量越多． 9． 串 控制变量法或转换法 【详解】[1]已知R甲=5Ω，R乙=10Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应控制电流和通电时间相同，即需要将两个电阻丝串联接入电路即可。 [2]电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，实验中采用的是控制变量法；实验中通过温度计升高的示数的大小判定吸收热量的多少，采用的是转换法。 10． 0.25 1000 【详解】[1]3200imp/kW•h表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消耗电能，指示灯闪烁800次，电路消耗电能为 [2]用电器的功率 11． 电流大小 多 ② 【详解】[1]由图可知，B、C两个电阻并联，再和A电阻串联，两容器中电热丝阻值相同，由串并联电路电流的规律可知通过两个电阻的电流不同，故探究的是导体产生热量多少与电流大小的关系。 [2]在电阻相同、通电时间相同的情况下，由串并联电路电流的规律可知导体A中的电流大于B中电流，故A产生的热量多。 [3]B、C中电流之和与A中电流大小相等，通过AB的电流关系 IA>IB 导体C可以使通过A、B的电流不相等，以便探究导体产生的热量与电流的关系。 12． 电阻 c R3断路 【详解】(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映；如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；(2)甲装置中电阻a与10Ω的电阻b串联,则总电阻R甲RaRb5Ω10Ω15Ω，乙装置5Ω的电阻c与5Ω的电阻d、R3并联后再串联,则总电阻R乙RcRd=5Ω×5Ω7.5Ω，由于甲、乙两次实验的电源电压相同,则根据欧姆定律可知：I甲<I乙，由于a、c两电阻的阻值相等、通电时间相同,据QI2Rt可知：Qa<Qc；(3)若图乙中c、d两玻璃管内液面上升高度相同,则说明c、d电流产生热量相同,由于c、d电阻相等,根据QI2Rt可知，通过电阻的电流相等，则说明R3没有电流通过，即R3电阻开路． 13．见解析 【详解】因为锡属于金属，因此具有导电性，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，形成了电源短路，电路中的电流较大，根据决定导体电阻的因素，在长度和材料相同时，横截面积越小，电阻越大，由Q=I2Rt可知，最窄处产生的热量多，纸条中间最窄处先达到锡纸的着火点而使之冒烟起火。 14．见解析 【详解】 设计电路如图所示，电流表分别测电阻R的电流和灯泡的电流，因为并联电路各支路电压等于总电压，因此可得 ， 则灯泡实际功率 ． 15．因为电炉丝的电阻大，产生的热量多；而导线的电阻小，产生的热量少，所以电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。 【详解】电炉在使用时，电炉丝和导线串联，，通电时间t相同，因为，由可知，电流产生的热量，所以电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热。 16．（1）0.84W，0.3W；（2）0.35kW·h；（3）见解析 【详解】解：（1）白炽灯的电功率 =2.8V×0.3A=0.84W LED的电功率 =3.0V×0.1A=0.3W （2）白炽灯一天消耗的电能 =60×10-3kW×7h=0.42kW·h LED灯一天消耗的电能 =10×10-3kW×7h=0.07kW·h 因为，所以LED灯更节能；节省的电能 =0.42kW·h-0.07kW·h=0.35kW·h （3）家中照明灯应该选用LED灯；从能量转化角度来看，白炽灯工作时主要将电能转化为内能和光能，LED灯工作时主要将电能转化为光能；从计算结果来看，亮度相同，说明获得相同光能，相同时间内白炽灯消耗的电能比LED灯多，LED灯更节能，故应选用LED灯作为家中照明灯。 答：（1）白炽灯的电功率为0.84W，LED的电功率为0.3W； （2）LED灯更节能，一天能节省的电能为0.35kW·h； （3）家中照明灯应该选用LED灯，LED灯更节能。 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 $$