第十五章 电功和电热 单元练-2025-2026学年苏科版物理九年级下冊

第十五章 电功和电热 一、单选题 1．下列情境中容易发生危险的是（　　） A．发现有人触电应先断开电源 B．高大建筑物上安装避雷针 C．夏天站在高压变电器旁纳凉 D．使用测电笔时手要接触金属体笔尾 2．已知电源电压恒定，灯泡标有“6V 9W”字样，灯丝电阻不变。如图甲所示，当灯泡与阻值为8Ω的定值电阻R1串联时，灯泡的功率是P1。如图乙所示，当灯泡改为与定值电阻R2串联时，灯泡的功率为P2。若P1︰P2=4︰9，则R2的阻值为（　　） A．2Ω B．4Ω C．6Ω D．12Ω 3．关于家庭电路，下列说法中正确的是（　　） A．各用电器之间都是串联的 B．电冰箱、洗衣机可以使用两孔插座 C．在未断开电源开关的情况下，可以用湿布擦拭电视机 D．保险丝烧断，可能是由于电路中用电器的总功率过大引起的 4．安全用电，远离危险。下列符合用电安全的是（   ） A．更换灯泡时断开电源开关 B．用湿手将吹风机插头插在插座上 C．用铜丝临时代替保险丝使用 D．电水壶的电源线绝缘皮破损仍继续使用 5．以下对物理现象的估测符合实际的是（　　） A．一册物理课本的重力约为20N B．一盏日光灯的额定功率约40W C．洗澡淋浴时水温约为60℃ D．中学生1s内的脉搏约为70次 6．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表A2的示数变大 B．电压表V的示数变大 C．电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大 D．电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变大 7．如图所示为单相电子式电能表，关于该电能表说法正确的是（　　） A．主要用来测量用电器的电功率 B．允许通过的最大电流为10A C．此时的示数为13148J D．指示灯闪250次表示消耗电能0.1kW•h 8．生活中，我们应“珍爱生命，规范用电”。如图是一般住宅户内配电系统方框图，下列说法不正确的是（　　）    A．处应接入空气开关，处接入电能表 B．更换灯泡时，不必断开开关 C．当有人使用三孔插座触电时，漏电保护器会迅速切断电路 D．控制电灯的开关连接错误 二、填空题 9．LED灯具有节能、环保等特点，如图是额定电压为220V、额定功率为22W的LED灯泡，该灯泡的额定电流是 A，若它每天正常发光5h，一个月（30天） kW·h，与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约90%的电能，则这个LED灯与功率为 W的白炽灯亮度相当。 10．如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系如图乙所示，则曲线 （“”或“”）是电流表示数与电压表示数的关系图像，电源电压是 ，此过程中灯泡的电功率变化了 。 11．如图1所示，正确使用测电笔的方法是图 ，小红家电能表表盘如图2所示，某次小红在帮助妈妈煮饭时，发现家中只有电饭煲工作时电能表指示灯比只有电视机工作时闪烁得快，这是因为电饭煲 （选填“消耗的电能”或“电功率”）比电视机的大。小红经过测量，还发现家中只有电饭煲正常工作时，5min内电能表指示灯闪烁了200次，则该电饭煲的额定功率是 W。 12．如图是电动汽车动力系统示意图，汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度，当汽车速度最大时，电压表的示数为180V，电流表的示数为15A，此时电动机消耗的功率为 W，若电动机的内阻为0.4Ω，则电动机内阻的发热功率为 W。 13．图1中，灯泡L的额定电流为0.25A，其电流与电压关系如图2所示，滑动变阻器R的规格为“30Ω，1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，闭合开关S，调节R，当电压表的示数为2V时，L恰好正常发光，则电源电压为 V；为保证电路安全，R的调节范围为 ，灯泡L的最小电功率为 W。 三、实验题 14．小明要设计了一款水暖电热毯的电路，该电热毯具有“调温”和“恒温”两挡。现有滑动变阻器R和两个阻值相同的加热电阻丝和。 （1）如图是小明设计的部分电路，请你帮他完成其余部分的电路设计，要求开关接0时电热毯不工作，开关S接1为“调温”挡工作，开关S接2为“恒温”挡工作，并在方框内将电路图补充完整；( ) （2）按照你的设计，当开关S接1时，滑动变阻器R的滑片在最 端为调温挡最大功率，因为根据公式 可知，电压一定时，电阻越 ，加热电阻的功率越大。 15．小宇想测量额定电压为2.5V小灯泡的额定电功率，它正常工作时的电阻约为10Ω。实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，三个不同规格的滑动变阻器（规格分别为“10Ω  0.5A”“50Ω  0.2A”和“50Ω  0.5A”），导线若干。 （1）小宇设计了图甲所示电路，他应选规格为 的滑动变阻器才能完成实验； （2）图乙是小宇根据电路图连接的实物图，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，经检查是由于一根导线连接错误，请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线 ； （3）小宇排除故障后，继续实验。实验中、当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 W，此时滑动变阻器接入电路的阻值约为 Ω（计算结果保留一位小数）； （4）小月同学准备利用图乙中连接好的实物电路，探究电流跟电阻的关系。实验时，她将小灯泡分别换成多个已知阻值的定值电阻R，保持电压表示数始终为如图丁所示，并记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，更换的定值电阻的阻值范围是： Ω到 Ω； 【拓展】小月打算增加一个阻值为10Ω的电阻，只利用一只电表，通过简单操作（开关S接a、b各一次）来测量小灯泡的额定功率，如图戊，方案1、方案2是小月设计的两种不同的电路图，能否测出小灯泡的额定功率，下列判断正确的是 。 A．两种方案都能                                     B．两种方案都不能 C．方案1不能，方案2能                             D．方案1能，方案2不能 四、计算题 16．如图所示，电源电压U保持不变。当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电流表A1的示数，两电流表的差值为3A，电路的总功率为；当只闭合开关S2，滑动变阻器的滑片在最右端时，电流表A2的示数为，再将滑片滑至最左端，有一只电表的示数变为原来的，当开关S1和S3闭合､S2断开，滑动变阻器的滑片从最右端滑至中点时，的电功率变化了1.92W。已知｡ (1)当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，流过的电流； (2)的最大值与的比值； (3)电源电压U和的值。 17．如图甲为某电饭锅的实物图，图乙为其电路原理图，电饭锅铭牌的主要参数如图丙所示。R1和R2为电阻不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220V的电路中，求： （1）电饭锅在处于加热挡时的电流是多少? （2）R1和R2的阻值分别是多少? （3）若在电路中增加一个电阻R3，使该电饭锅的加热功率提高到1100W，请说明R3在图乙中的连接情况，并求电阻R3的阻值。 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 C B D A B C D B 1．C 【详解】A．发现有人时，首先要切断电源，再采取救援措施，这样不会发生危险，切不可带电救人，容易造成救人者的人身伤害，故A不符合题意； B．安装避雷针后，当有雷电时，电流会从避雷针传入大地，从而避免电流通过建筑物产生破坏作用，故B不符合题意； C．夏天站在高压变电器旁纳凉，很容易造成高压电弧触电，故C符合题意； D．使用测电笔时，手要与笔尾金属体接触，不能碰到笔尖及其附近的金属部分，以防触电，故D不符合题意。 故选C。 2．B 【详解】灯泡的电阻为 当灯泡与R1串联时，根据欧姆定律和串联电路的电阻特点可知电路中的电流为 此时灯泡的功率为 当灯泡与R2串联时，根据欧姆定律和串联电路的电阻特点可知电路中的电流为 此时灯泡的功率为 因为P1︰P2=4︰9，所以 代入数值得 解得 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．D 【详解】A．在家庭电路中，各用电器是并联的，各用电器工作时互不影响，故A错误； B．洗衣机与电冰箱都是有金属外壳的家用电器，为防止触电，有金属外壳的家用电器金属外壳应接地，则应使用三孔插座，故B错误； C．在未断开电源开关的情况下，用湿布擦拭电视机，湿布是导体，容易发生触电事故，故C错误； D．保险丝烧断是由于家庭电路中总电流过大造成的，可能是由于短路造成的，也可能是由于电路的总功率过大造成的，故D正确。 故选D。 4．A 【详解】A．更换灯泡时要断开电源开关，避免触电，故A符合题意； B．生活用水是导体，用湿手将插头插在插座上，会使人触电，故B不符合题意； C．保险丝采用电阻率大熔点低的铅锑合金制成，在电流过大时能自动切断电源；铜的熔点高，在电流过大时不能自动切断电源，不能起到保险的作用，所以不能用铜丝代替，故C不符合题意； D．电水壶电源线绝缘皮破损容易发生触电事故，不能继续使用，故D不符合题意。 故选A。 5．B 【详解】A．一册物理课本的质量约 所受的重力为 故A不符合题意； B．一盏日光灯的额定功率约40W，故B符合题意； C．人体的正常体温为37℃，洗澡淋浴时水温略高于此温度，约为40℃，故C不符合题意； D．中学生1min内的脉搏约为70次，1s约为1次，故D不符合题意。 故选B。 6．C 【详解】定值电阻与滑动变阻器并联，电压表V测量的是电源电压，电流表A1测量的是干路电流，电流表A2测量的是定值电阻所在支路的电流。 A．滑动变阻器向右滑动，定值电阻所在支路的电压始终是电源电压，故此支路的电流大小不变，所以电流表A2的示数不变，故A错误； B．电压表测量的是电源电压，故电压表V的示数不变，故B错误； C．滑动变阻器向右滑动，滑动变阻器所在支路的电阻变大，则电路的总电阻也变大，电压表V的示数与电流表A1的示数的比值为电路的总电阻，该比值应变大，故C正确； D．电路的总电阻也变大，根据欧姆定律可知，电源电压一定，电路的总电流变小，所以电路的总功率变小，电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积为电路的总功率，该乘积变小，故D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．电能表是来测量家庭电路中用电器消耗的电能的仪表，故A错误； B．“10（20）A”表示电能表的标定电流是10A，20A是指这个电能表平时工作允许通过的最大电流，故B错误； C．电能表显示数字中最后一位是小数，由图可知，该电能表此时示数为1314.8kW•h，故C错误； D．2500imp/(kW•h)表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁2500次，则指示灯闪烁250次，电路消耗电能为 故D正确。 故选D。 8．B 【详解】A．由家庭电路的连接要求，电能表应该在空气开关前面，所以处为电能表，处为总开关，故A正确，不符合题意； B．更换灯泡前，应断开电源开关，以防止人接触灯泡的金属部分时触电，故B错误，符合题意； C．当有人使用三孔插座触电时，会有一部分电流经火线、人体流入大地，此时火线和零线中的电流大小不同，漏电保护器能检测出“漏电了”，从而迅速切断电路，起到保护作用，故C正确，不符合题意； D．家庭电路中，控制用电器的开关应接在火线和用电器之间，断开时用电器不带电；由图可知，此时的开关接在了零线与用电器之间，接法是错误的，故D正确，不符合题意。 故选B。 9． 0.1 3.3 220 【详解】[1]由P＝UI可知，灯泡的额定电流 [2]灯泡一个月消耗的电能 W＝Pt＝22×10﹣3kW×30×5h＝3.3kW·h [3]设两种灯泡正常发光的时间为t，由可得 W1＝P1t′＝22W·t′ 白炽灯消耗的电能为W2＝P2t′，由题知，在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约90%的电能，即 解得：P′＝220W。 10． 【详解】[1]由甲图可知，灯与滑动变阻器串联，电压表测量灯两端的电压，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量通过电路中的电流，当滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路中电阻变小，电路中电流变大，电流表示数变大，根据欧姆定律的变形公式可知，灯泡两端电压变大，即电压表示数变大，由串联电压规律可知，电压表示数变小，故曲线是电流表示数与电压表示数的关系图像，曲线是电流表示数与电压表示数的关系图像。 [2]灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯两端的电压，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当电路中的电流为0.2A时，两电压表的示数分别为2V和9V，根据串联电路的总电压等于各部分电压之和，电源电压 [3]由上述分析和题意可知，滑动变阻器的滑片是从最右端移至灯正常发光的位置，因此由乙图可知，当滑动变阻器两端电压为时，电路中电流为，此时灯泡正常发光，则灯泡的额定功率 滑动变阻器的滑片在最右端时，由乙图可知，电流为，灯泡两端电压为，则此时灯泡的功率 则此过程中灯泡变化的电功率 11． 甲 电功率 800 【详解】[1]使用测电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体，故图甲正确。 [2]电能表指示灯闪烁得快，说明电流通过用电器所做的电功越快，用电器的电功率越大；只有电饭煲工作时电能表指示灯比只有电视机工作时闪烁得快，这是因为电饭煲电功率比电视机的大。 [3]指示灯闪烁200次，电饭煲消耗的电能 电饭煲正常工作的时间 电饭煲正常工作的功率（额定功率） 12． 2700 90 【详解】[1]电动机消耗的功率可用电动机两端的电压和通过的电流根据电功率的公式P=UI，可得此时电动机消耗的功率为 P=UI=180V×15A=2700W [2]加在电动机线圈两端的电压为 U1=IR=15A×0.4Ω=6V 内阻发热的功率为 P1=U1I=6V×15A=90W 13． 4.5 8~15Ω 0.3 【详解】[1]当电压表的示数为2V时，L恰好正常发光，则电路中的电流为0.25A，由图2可知，此时电灯泡的电压为2.5V，那么电源电压为 U=UR -UL=2V+2.5V=4.5V [2]为保证电路安全，电灯泡正常工作，最大的电流为0.25A，此时滑动变阻器阻值最小，最小阻值为 由于串联分压，电阻越大，电压越大，由于电压表的量程可知，滑动变阻器的最大电压为3V，滑动变阻器阻值最大，此时灯泡两端的电压为 UL′=U-UR′=4.5V-3V=1.5V 当灯泡的电压为1.5V时，由图2可知，此时电流为0.2A，那么滑动变阻器的阻值为 故滑动变阻器的范围为8Ω~15Ω。 [3]当滑动变阻器两端电压为3V时，灯泡L有最小电功率为 P=UL′I′=1.5V×0.2A=0.3W 14． 右 小 【详解】（1）[1]开关接0时电热毯不工作，说明电路未接通；根据，当开关S接1为“调温”挡工作，开关S接2为“恒温”挡工作，即开关S接1比接2时的电阻要小，所以滑动变阻器R与电阻R1并联后再与电阻R2串联即可满足要求，具体如图所示： （2）[2][3][4]当开关S接1时，当滑动变阻器在最右端时，电阻最小，调温挡的功率最大，根据公式可知，当电压一定时，电阻越小，电阻的功率越大。 15． 50Ω  0.5A 0.75 11.7 4 25 B 【详解】（1）[1]灯泡的额定电压是2.5V，正常工作时的电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为 灯正常发光时，由串联电路的电压规律和欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻为 故他应选规格为“50Ω  0.5A”的滑动变阻器才能完成实验。 （2）[2]原电路中，电压表串联在电路中，灯与变阻器并联是错误的，电压表与灯并联，变阻器与灯串联，如下图所示： （3）[3]当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，小灯泡额定功率为 PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W [4]此时滑动变阻器两端的电压 U滑1=U-UL=6V-2.5V=3.5V 滑动变阻器接入电路的阻值 （4）[5][6]由图丁知，电压表选用小量程，分度值为0.1V，电阻两端的电压始终保持UV=2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压 U滑=6V-2V=4V 电压表示数为变阻器分得的电压的0.5倍，根据分压原理，当变阻器的最大电阻接入电路中时，定值电阻的最大值为 0.5×50Ω=25Ω 因允许通过变阻器的最大电流为0.5A小于0.6A，故电路中的最大电流为0.5A，由欧姆定律，电路的最小电阻为 由分压原理，变阻器连入电路中电阻为定值电阻阻值为2倍，根据电阻的串联规律 R定小+2R定小=12ΩR定小=4Ω，更换的定值电阻的阻值范围是4Ω~25Ω。 （5）[7]方案一中，无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；方案二中，R0、小灯泡、变阻器三者串联，S接a时，电压表测定值电阻的电压，S接b时测灯和定值电阻的总电压，都无法确定小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率。所以，两种方案都不能测出小灯泡的额定功率，故选B。 16．(1) (2)2∶1 (3)9V， 【详解】（1）当所有开关都闭合，滑动变阻器滑片在最左端时，电路为R2和R3的并联电路，R1被短路。电流表A1测R2和R3的总电流，电流表A2测R2的电流。已知两电流表差值为3A，因为电流表A1示数，，所以解得I3=3A，即R3流过的电流为3A。 （2）只闭合开关S2时，R1与R2串联。电压表V1测R2两端电压，电压表V2测R2和R1左端部分电阻两端电压。当滑片从最右端滑至最左端时，电流表A2示数不变，V1示数不变，V2示数变小，V2示数变为原来的（V2此时也测的是R2的电压），所以。根据欧姆定律变形可得， 解得。 （3）设电源电压为U，由第1问已知I3=3A，当所有开关都闭合，滑动变阻器滑片在最左端时，……① 当只闭合开关S2，滑动变阻器的滑片在最右端时，R1与R2串联，又因为，所以……② 已知，联合①②解得……③ 已求得……④ 联合③④解得，结合第2小问可得，当开关S1和S3闭合､S2断开，滑动变阻器的滑片处于最右端时，通过电路的电流 当滑动变阻器的滑片移到中点时，通过电路的电流 由题意可知R3的电功率差值 已求出，将数据代入上面的式子，解得R3=3Ω，可求出电源电压 根据已求出的电阻之间的关系可算出R1和R2的阻值， 根据电功率公式算出 17．（1）4A；（2）55Ω和550Ω；（3）电阻R3与R1并联使用，220Ω 【详解】解：（1）由图表格参数可知，电饭锅的加热挡功率P加=880W，电饭锅在处于加热挡时的电流 （2）由图乙可知，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电饭锅处于保温挡；当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，由可知，总功率最大，电饭锅处于加热挡；R1的阻值 R1、R2的串联总电阻 根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值 R2=R-R1=605Ω-55Ω=550Ω （3）使该电饭锅的加热功率提高到1100W，根据可知，电阻值应减小，由于电阻有越串越大，越并越小的特点，所以应找一个合适电阻R3与R1并联使用，总电阻为 由电阻的并联可知 R3=220Ω 答：（1）电饭锅在处于加热挡时的电流是4A； （2）R1和R2的阻值分别是55Ω和550Ω； （3）使该电饭锅的加热功率提高到1100W，需要并联的电阻R3的阻值是220Ω。 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 $