第十五章 电功和电热同步练习-2024-2025学年苏科版物理九年级下册

第十五章 电功和电热 一、单选题 1．将规格都是“220V　100W”的一台电风扇和一床电热毯，接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（　　） A．电风扇产生的热量多 B．电热毯产生的热量多 C．二者产生的热量一样多 D．无法比较二者产生的热量 2．测量小灯泡电功率的电路图如图所示，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“16Ω 1A”，小灯泡规格“2V 1W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（　　） A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大 B．电流表的示数允许变化范围是0.3～0.6A C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是8～16Ω D．电路的最大电功率是3.6W 3．根据电工手册可知，通过人体的电流与通电时间的乘积大于时，会对人体产生致命危险.下列4组通过人体的电流和通电时间中，会对人体产生致命危险的是（    ） A．30mA  0.5s B．20mA  1.2s C．25mA  2.0s D．35mA  0.2s 4．关于电功，下列说法中正确的是（　　） A．用电器通电时间越长，电流做功一定越多 B．通过用电器的电流越大，电流做功一定越多 C．用电器两端电压越大，电流做功一定越多 D．用电器消耗电能越多，电流做功一定越多 5．一只电热水壶有两根电阻丝、，其阻值，现把这只电热水壶接入照明电路中将一壶水加热至沸腾，则下列说法正确的是（  ） A．只接入所用时间最短 B．只接入所用时间最短 C．两根电阻丝串联接入电路所用时间最短 D．两根电阻丝并联接入电路所用时间最短 6．下列家用电器中利用电流的热效应工作的是（　　） A．电风扇 B．电视机 C．电饭锅 D．吸油烟机 7．中药煎煮方式分为“文火”和“武火”，小明受此启发，用手动开关、温控开关、水量开关、加热电阻和限流电阻（、阻值不随温度变化），设计了煎药壶电路，其中为总开关，电源电压为220V．闭合开关，能实现如表所示的功能，下列关于此电路的分析正确的是（    ） 温度/℃ 温控开关 壶内水量V/L 水量开关 的功率P/W 煎煮方式 ＜60 闭合 ＞0.2 闭合 800 武火 ≥60 断开 ＞0.2 闭合 800 武火 ≥60 断开 ≤0.2 断开 100 文火 A．温控开关与水量开关是串联的 B．加热电阻的阻值是484Ω C．若壶内水量小于0.2L，煎药壶工作时无法进行“武火”加热 D．若限流电阻断路，煎药壶工作时只能进行“武火”加热 8．如图中的哪些图所示的情况不会发生触电事故（重要提示：千万不要尝试或模仿！）（　　） A．②④ B．③④ C．①② D．①③ 二、填空题 9．一个家用电火锅，电路如图所示，已知R1＝88Ω，R2＝44Ω，那么它有 个温度挡：当只闭合开关S1时，它处于 温挡；它的中温挡的功率是 W；若它在高温挡工作10s，能放出 J热量；若电火锅放出4.2×105J的热量，可将质量为2kg、初温为20oC的水加热到 oC。（已知加热效率为60%） 10．通常情况下，家庭电路中各个用电器的连接方式是 （选填“串联”或“并联”）。已知家庭电路的电压是220V，在额定电流为10A的插座上，接入一台“220V，200W”的电冰箱后，最多还可以接入总功率为 W的用电器。 11．小华将电阻丝和分别浸没在质量和初温均相同的煤油中，按如图所示接入电路，开关闭合后，通过两电阻丝的 相等，根据温度计示数的变化可比较电阻丝产生 的多少，通电一段时间，发现甲瓶中温度计的示数上升 。    12．现将“6V 3W”的小灯泡接入9V的电源中，若要使小灯泡正常发光，需 （选填“串联”或“并联”）一个 Ω的电阻。 13．家用电视机跟电冰箱只能是 联的，要让它正常工作应该接在 V电源上。 三、实验题 14．小明需要测量小灯泡的额定功率，灯泡铭牌是“3.8V，1.15W”。 电压表示数 电流表示数 3.0V 0.32A 3.8V 0.4A 4.5V （1）小明连接电路后，发现灯泡不亮，下列哪种方法可以一次性解析多项问题( ) A．检查电源                        B．检查导线连接 C．检查电流表和电压表的示数        D．调节滑动变阻器观察灯泡亮度 （2）实验过程中，小明发现小灯泡较暗，如果要让小灯泡正常发光，他应将滑动变阻器向 （左或右）滑动； （3）如图乙所示，当电压表示数为4.5V时，电流表示数为 A； （4）从上表可以求出，当灯泡正常发光时电阻为 Ω； （5）通过计算，判断出这只小灯泡铭牌上的参数 （合格，不合格）；在这个实验中，可能会观察到小灯泡出现的现象是 （一点即可） 15．为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，小雨设计了如图甲所示的实验电路，已知小灯泡的额定电压是“2.5V”，请完成下列题目； 实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡的亮度 1 0.5 0.16 0.08 不亮 2 1.5 0.20 0.3 较暗 3 2.5 正常 4 3.0 0.26 0.78 很亮 （1）图甲是小雨连接的实验电路，请用笔画线代替导线，将实验电路补充完整 ； （2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表无示数，电压表有示数。则可能的故障是 ； （3）排除故障后，移动滑片至某一位置时电压表的示数为2.2V，为使小灯泡正常发光，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动，直到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。如表所示是小雨测量的数据表格，有同学认为，无需测量，也能计算出小灯泡的额定功率，可以利用表格中的其中一组数据，计算出1.5V电压下小灯泡的电阻R，再根据计算小灯泡在2.5V下的额定功率。那么按此方案算出的小灯泡的额定功率与上一步测量的额定功率相比 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）； （4）由实验得出结论：小灯泡两端的电压越高， ，灯泡越亮； （5）同学小侨又设计了一种测量额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻，请你将步骤补充完整： ①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点 （选填“A”或“B”），移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1； ②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U2； ③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P＝ 。 四、计算题 16．一个小灯泡的两端加2.5V电压时电流是0.3A，它在这种情况下通电2min，电流做了多少功？消耗的电能是多少？ 17．如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝15Ω。当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在R3的B端时，电流表示数为0.2A；当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在R3的中点时，电压表的示数为8V。求： （1）滑动变阻器R3的最大阻值； （2）当开关S1闭合，滑动变阻器的滑片P在R3的B端时，10s内R3产生的热量； （3）这个电路消耗的最大电功率。 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 《第十五章 电功和电热》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B C C D D C D A 1．B 【详解】由题意知，两种用电器的额定电压都是220V，额定功率都是100W；而家庭电路电压是220V，把这两个用电器接入家庭电路，用电器都正常工作，则其实际功率相同都等于额定功率，即 P实=P额=100W由W=Pt可知，两个用电器工作时间t相等，则两个用电器消耗的电能相同。由于电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小；电热毯工作时电热丝几乎把电能全部转化为内能，所以产生热量最多的是电热毯。 故选B。 2．C 【详解】A．由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑片向右滑动时，接入电路中的电阻变大时，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，由串联电路的分压特点可知，滑动变阻器两端分得的电压变大，则灯泡两端的电压变小，即电压表的示数变小，故A错误； BD．由P＝UI可得，灯泡的额定电流 因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流为0.5A；此时电路的总功率最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，最大的电功率为 故BD错误； C．电路的最小总电阻和灯泡的电阻分别为 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值 当滑动变阻器接入电路中的电阻越大时，电路中的电流越小，电压表的示数越小，电路越安全，所以滑动变阻器的阻值允许调节的范围是8～16Ω，故C正确。 故选C。 3．C 【解析】略 4．D 【详解】A．由电功的公式W=UIt可知，不知道电压与电流的大小，用电器通电时间越长，电流做功不一定越多，故A错误； B．由电功的公式W=UIt可知，不知道电压与通电时间，通过用电器的电流越大，电流做功不一定越多，故B错误； C．由电功的公式W=UIt可知，不知道电流与通电时间，用电器两端的电压越大，电流做功不一定越多，故C错误； D．用电器消耗电能的过程就是对外做功的过程，因此，用电器消耗电能越多，电流做功一定越多，故D正确。 故选D。 5．D 【详解】将一壶水加热至沸腾时，产生的热量相同，根据热量的公式可知，电源电压不变，接入电路的电阻越小，产生相同热量的时间越少，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，两根电阻丝并联接入电路时，总电阻最小，加热时间最短。 故选D。 6．C 【解析】略 7．D 【详解】根据电路中只有两个电阻，而的功率可以改变，说明电路中的电流改变，则两个电阻必须串联，武火时，限流电阻被短路，当温控开关和水量开关同时断开时，两个电阻串联，处于文火状态，而只有温控开关断开时，限流电阻仍被短路，故温控开关和水量开关均与限流电阻并联．若壶内水量小于0.2L，但温度低于60℃，温控开关将限流电阻短路，仍是武火加热，故AC错误；武火时，限流电阻被短路，只有工作，的功率是800W，其电阻，故B错误；若限流电阻断路，如果温控开关和水量开关都断开，则电路断路，不能加热，当温控开关和水量开关中任意一个闭合，是武火加热，故D正确．故选D． 8．A 【详解】人体触电的原因是有电流流过，形成通路。 ①③人体为导体，一边与火线相接，一边与零线相接或与大地相接，都会形成通路，有电流流过人体，会触发生触电事故； ②干燥的椅子是绝缘体，单手触摸火线，没有电流通过人体，不会发生触电事故； ④正常情况下，零线不带电，触摸零线没有电流流过人体，不会发生触电事故； 由分析可知，不会发生触电事故的是图②和④；故A符合题意。 故选A。 9． 3 低 1100 16500 50 【详解】[1]根据电路图可知，只闭合S1，电路为R1的基本电路；只闭合S2，电路为R2的基本电路，同时闭合S1、S2，R1、R2并联；由 可知，电路由高、中、低三个温度挡。 [2]当只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路，由于R1>R2，即此时电路电阻最大，由 可知，电路功率最小，电路为低温挡。 [3]因为并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以闭合S1、S2时，电路总电阻最小，由 可知，电路功率最大，电路为高温挡；则只闭合S2，电路处于中温挡，中温挡的功率 [4]高温挡工作10s，能放出的热量 [5]水吸收的热量 Q吸＝ηQ放＝60%×4.2×105J＝2.52×105J 由 Q吸＝cm（t-t0） 可得 10． 并联 2000 【详解】[1]家庭电路中各个用电器互不影响，采用并联。 [2]插座的最大电功率为 接入一台“220V，200W”的电冰箱后，最多还可以接入用电器的总功率为 11． 电流 热量 高 【详解】[1]如图所示，两电阻丝串联，通过的电流相等。 [2]电阻丝通电后产生热量，热量被煤油吸收，导致煤油温度升高，所以可根据温度计示数的变化可比较电阻丝产生热量的多少。 [3]如图所示，两电阻丝串联，通过的电流相等，通电时间相同，且R1>R2，通电一段时间后，根据焦耳定律可知，电阻丝 R1产生的热量多，由于瓶内的煤油质量、初温相同，不考虑热量损失，甲瓶中温度计的示数上升高。 12． 串联 6 【详解】[1][2]由已知条件，小灯泡的额定电压为6V，将灯泡接入电源电压为9V的电路，要使灯泡正常发光，灯泡两端的电压应该是6V，所以需要再串联一个电阻分压，由串联电路电压的规律，那么定值电阻的电压 U1=U﹣UL=9V﹣6V=3V 根据P=UI可知此时灯泡的额定电流，即电路中的电流 根据欧姆定律可知定值电阻的阻值 13． 并 220 【详解】[1]家用电视机跟电冰箱工作时互不影响，是并联的。 [2]我国家庭电路的电压为220V，要让它正常工作应该接在220V电源上。 14． C 左 0.44 9.5 不合格 小灯泡发光较亮，灯丝烧断 【详解】（1）[1] A．检查电源，若电源正常而小灯泡仍然不亮，则不能确定电路中出现的别的问题，故A不符合题意； B．检查导线连接，若导线没问题而小灯泡仍然不亮，则不能确定别的问题，故B不符合题意； C．检查电流表和电压表的示数，若电流表和电压表都无示数，则可能是电路中除小灯泡外的某处发生断路；若电流表无示数而电压表有示数，则可能是小灯泡灯丝断了；若电流表有示数而电压表无示数，则可能是小灯泡处发生短路了，所以，通过检查电流表和电压表可以一次性解析多项问题，故C符合题意； D．调节滑动变阻器观察灯泡亮度，若灯泡仍然不亮，则有可能是灯泡处短路、断路，或者其他地方发生断路，不能确定多项问题，故D不符合题意。 故选C。 （2）[2]小灯泡较暗，是因为小灯泡两端分配的电压过小，根据串联电路的分压原理可知，此时应将滑动变阻器滑片向左移动，减小滑动变阻器两端的电压，使小灯泡两端电压增大为额定电压，小灯泡即可正常发光。 （3）[3]图乙中，电流表选择了“0～0.6A”量程，一大格0.2A，一小格0.02A，读数为0.44A。 （4）[4]当小灯泡正常发光时，两端电压U=3.8V，电流I=0.4A，则小灯泡的电阻 （5）[5][6]由表中数据可知，小灯泡的额定功率 P=UI=3.8V×0.4A=1.52W>1.15W 这个数值与小灯泡铭牌上的参数不相符，说明小灯泡铭牌上的参数不合格；由于计算得出的电功率大于小灯泡铭牌上的数据，故在这个实验中，可能会观察到小灯泡发光较亮，灯丝烧断。 15． 灯泡断路 左 0.6 偏大 实际电功率越大 A 【详解】（1）[1]结合表中数据确定两表的量程可知两表均选小量程，电流表与小灯泡串联，电压表并联在小灯泡两端，正确连接如图 （2）[2]电路连接正确后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能出现了断路故障，电压表有示数，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源之间是接通的，所以故障为灯泡断路。 （3）[3]电压表的示数为2.2V低于小灯泡的额定电压，所以应该增大小灯泡两端的电压，灯泡才能正常发光，根据串联分压的规律可知，应减小滑动变阻器连入电路的电阻从而减小滑动变阻器两端的电压，所以应将滑片向左移动。 [4]如图乙所示，可知电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，小灯泡的额定功率是 [5]灯的电阻随温度的升高而变大，用已经测量的其中一组数据，计算出1.5V电压下小灯泡的电阻R，小于灯在额定电压下的电阻，再根据计算小灯泡在2.5V下的额定功率，则按此方案算出的小灯泡的额定功率与前一步测量的额定功率相比偏大。 （4）[6]由实验得出结论：小灯泡的实际电压越高，实际电流越大，根据得，实际电功率越大，灯泡越亮。 （5）①[7]连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点A，移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1。 ②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点（B），读出电压表的示数U2。 ③[8]在①中，电压表测灯的电压，灯正常发光；在②中，电压表测灯与R0的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压 通过定值电阻的电流 即灯的额定电流，小灯泡的额定功率表达式 16．90J；90J 【详解】解：根据可知电流做的功为 因为灯泡消耗的电能与电流通过灯泡做的功相等，故消耗的电能也为90J。 答：在这种情况下通电2min，通过小灯泡的电流做功90J，消耗电能90J。 17．（1）30Ω；（2）12J；（3）14.4W 【详解】解：（1）只闭合开关S1时，滑片P在R3的B端时R1与R3串联，由欧姆定律知道 ① 当S1闭合，滑片P在R3的中点时，R1与R3的一半串联，则   ② 由①②解得 U＝12V R3＝30Ω （2）S1闭合，滑片P在R3的B端时，R1与R3串联，10s内R3产生的热量 （3）当S1、S2闭合，滑片P在R3的A端时，R1与R2并联，连入电路中的电阻最小，电路消耗的功率最大。此时消耗的功率 答：（1）滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω； （2）当开关S1闭合，滑动变阻器的滑片P在R3的B端时，10s内R3产生的热量为12J； （3）这个电路消耗的最大电功率为14.4W。 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 $$