第18章 电功率 素养检测卷-2025-2026学年新教材九年级物理全一册单元大小卷（人教版2024）

第十八章 电功率 素养检测卷 时间：60 min 满分：100 分 一、选择题（每题 3 分,1 - 8 题单选，9 - 10 多选题） 1. 小明对生活用电的数据进行估测，下列数据符合实际的是（ ） A. 手机“快充”充电器的输出功率约为 66 W B. 家用空调正常工作时通过的电流约 50 A C. 人体的安全电压是 36 V D.吹风机工作 10 分钟消耗电能约为 1 kW⋅h 答案：A 解析： 选项 分析 判断 A 手机“快充”充电器的输出功率约为66 W √ B 家用空调的功率约为1 000 W ，正常工作时通过的电流 𝐼 = 𝑃 𝑈 = 1 000 W 220 V ≈ 5 A × C 人体的安全电压不高于36 V × D 吹风机的电功率约为600 W = 0.6 kW ，工作 10 分钟消耗电能约为 𝑊 = 𝑃 吹 𝑡 = 0.6 kW × 10 60 h = 0.1 kW ⋅ h × 158/234 2. 某用电器的能量流向图如图所示，由此可知该用电器可能是（ ） A. 电饭煲 B. 白炽灯 C. 电热水器 D.电风扇 答案：D 解析：结合该用电器的能量流向图可知该用电器工作时，将电能大部分转化为机械能，少部分 转化为内能。电饭煲和电热水器工作时，主要将电能转化为内能，故 A、C 不符合题意；白炽 灯工作时，主要将电能转化为内能和光能，故 B 不符合题意；电风扇工作时，主要将电能转 化为机械能，并产生少部分内能，故 D 符合题意。 3. 小明家购买了一台电饭煲，在使用时闻到了橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而 电饭煲仍正常工作，发生这一现象的原因可能是（ ） A. 电压太高 B. 电源线太短 C. 电源线太粗 D.电源线太细 答案：D 解析：电饭煲与电源线串联，流过它们的电流和通电时间相等，由(Q = I^{2}Rt)可知，电源线 很热，说明电源线电阻产生的热量多，电源线电阻比较大。导体的电阻与导体材料、长度、横 截面积有关，电饭煲电源线的材料、长度一定，电阻较大是因为电源线横截面积太小，电源线 太细造成的，故选 D。 4. 将小灯泡L1和L2 接入电路，测得电流如图所示，下列说法正确的是( ) A.L1两端电压比L2大 B.L1电流做功比L2 快 C.L1的实际功率比L2小 D.L1发光时电阻比L2 大 159/234 答案：B 解析：由图可知，两灯泡并联，并联电路中各支路电压都相等，则L1 两端电压和L2两端电压相 等，故 A 错误；根据𝑃 = 𝑈𝐼可知，𝑃1 > 𝑃2，即L1的实际功率比L2 大，由于功率表示电流做功 的快慢，功率越大，电流做功越快，所以L1 电流做功比L2快，故 B 正确，C 错误；已知图中 灯泡发光时的电流分别为𝐼1 = 0.4 A ，𝐼2 = 0.3 A，两灯泡并联，并联电路中各支路电压都相等， 由𝑅 = 𝑈 𝐼 可知，L1 发光时电阻比L2 小，故 D 错误。 5. 某型号电饭锅具有保温与加热两种功能，其简化电路如图所示，𝑅1、𝑅2 均为电热丝。下列 说法正确的是( ) A.S1断开、S2 闭合时，电饭锅处于加热状态 B.S1、S2 闭合时，电饭锅处于保温状态 C.S1闭合、S2 断开时，电饭锅处于保温状态 D.S1闭合、S2 断开时，电饭锅处于加热状态 答案：C 解析： 160/234 开关状态 电路情况 电阻大小 电功率大小 电饭锅状态 判断 S1、S2 闭合 𝑅1 被短路，电路为 𝑅2 的简单电路 较小 较大 加热状态 C 正确， A、B、 D 错误 S1闭合,S2 断开 𝑅1和𝑅2 串联 较大 较小 保温状态 S1断开,S2 闭合 整个电路断开 - - 不工作 6. 小明家的家用电水壶独自连续正常工作约 6 min ，可使他家的电能表转盘转动 320 r ，则 他家安装的电能表铭牌上的参数最可能是（ ） A. 600 r/(kW⋅h) B. 160 r/(kW⋅h) C. 3200 r/(kW⋅h) D.320 r/(kW⋅h) 答案：C 解析：家用电水壶的功率约为1 kW，正常工作6 min 消耗的电能 𝑊 = 𝑃𝑡 = 1 kW × 6 60 h = 0.1 kW ⋅ h，可使他家的电能表转盘转动320 r ， 则他家安装的电能表铭牌上的参数为 320 r 0.1 kW⋅h = 3 200 r/(kW ⋅ h) 。 7. 如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1 ，电流表示数为0.3 A，再闭合S2，电流表示数变化 了0.4 A 。则同时闭合S1、S2后，相同时间内𝑅1、𝑅2 消耗的电能之比是( ) A. 3 : 4 B. 4 : 3 C. 7 : 3 D.4 : 7 答案：A 161/234 解析：由图知，只闭合S1时，𝑅1单独接入电路，电流表测通过𝑅1 的电流，则𝐼1 = 0.3 A； 再闭合S2时，𝑅1、𝑅2 并联，电流表测干路中的电流，由于并联电路中各电阻互不影响， 所以通过𝑅1的电流仍然为𝐼1 = 0.3 A，电流表示数变化了0.4 A ， 则说明通过𝑅2的电流为𝐼2 = 0.4 A ，由于并联电路各支路两端的电压相等， 即𝑈1 = 𝑈2，所以，在相同时间内𝑅1、𝑅2消耗的电能之比为 𝑊1 𝑊2 = 𝑈1𝐼1𝑡 𝑈2𝐼2𝑡 = 𝐼1 𝐼2 = 0.3 A 0.4 A = 3 4 。 8. 如图甲所示的电路，闭合开关 S ，调节滑动变阻器的滑片，使其从最右端向左滑动到 a 点， 此时小灯泡恰好正常发光。在图乙中绘制出电流表与两电压表示数的关系图像，下列说法中 正确的是（ ） A. 曲线 m 是灯泡的(I - U)图像 B. 小灯泡正常发光时的电阻为 25 Ω C. 滑动变阻器的最大阻值为 15 Ω D.滑片在 a 点时，滑动变阻器与小灯泡的功率之比为 5 : 1 答案：B 解析：滑片从最右端向左滑动到 a 点的过程中，变阻器接入电路中的电阻不断变小，电路中的电 流不断变大，由串联分压可知，变阻器𝑅 两端的电压不断变小，灯泡两端的电压不断变大， 则图乙中曲线𝑚是变阻器𝑅的𝐼 − 𝑈图像，曲线𝑛 是灯泡的𝐼 − 𝑈图像；电路中的电流为0.3 A时， 滑动变阻器𝑅 两端的电压和小灯泡两端的电压均为6 V，则电源电压为12 V ；当小灯泡恰好正 162/234 常发光时，电路中的电流最大， 由图乙可知，灯泡正常发光时通过它的电流𝐼′ = 0.4 A ， 此时变阻器两端的电压𝑈′𝑅 = 2 V ，根据串联电路的电压特点可知， 灯泡正常发光时其两端的电压𝑈′L = 𝑈 − 𝑈′𝑅 = 12 V − 2 V = 10 V ； 根据欧姆定律可知小灯泡正常发光时的电阻为𝑅L = 𝑈′L 𝐼′ = 10 V 0.4 A = 25 Ω ； 滑片在𝑎点时，根据𝑃 = 𝑈𝐼 可知滑动变阻器与小灯泡的功率之比为𝑃𝑅 𝑃L = 𝑈′𝑅𝐼′ 𝑈′L𝐼′ = 𝑈′𝑅 𝑈′L = 2 V 10 V = 1 5 。 由图乙可知，电路中的电流为0.3 A 时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的最大阻值为𝑅 = 𝑈″𝑅 𝐼″ = 6 V 0.3 A = 20 Ω 。 故 B 正确，A、C、D 错误。 9. （多选）灯泡(L)标有“2.5 V ”字样，它的电阻—电压图像如图甲所示。将该灯泡(L)和电阻(R_0) 接入电源电压恒为 3 V 的电路中（如图乙），闭合开关(S)，灯泡(L)恰好正常发光。下列说法 正确的是（ ） A.闭合开关 S，灯泡 L 的电阻为10Ω B.闭合开关S，10 s内电阻𝑅0产生的热量为6.25 J C.𝑅0的电阻值为2 Ω D.灯泡L的额定功率为0.625 W 163/234 答案：ACD 解析：由图乙可知，灯泡L与电阻𝑅0串联；闭合开关S，灯泡L 恰好正常发光，则 灯泡L两端的电压𝑈L = 2.5 V，由图甲可知，此时灯泡的电阻为10 Ω ，故 A 正确； 此时通过灯泡的电流𝐼L = 𝑈L 𝑅L = 2.5 V 10 Ω = 0.25 A ，根据串联电路的电流特点可知，通 过电阻𝑅0的电流𝐼0 = 𝐼L = 0.25 A，根据串联电路的电压特点可知，电阻𝑅0 两端的 电压𝑈0 = 𝑈 − 𝑈L = 3 V − 2.5 V = 0.5 V，电阻𝑅0 是纯电阻用电器，消耗的电能全 部转化为内能，所以闭合开关S，10 s内电阻𝑅0 产生的热量 𝑄0 = 𝑊0 = 𝑈0𝐼0𝑡 = 0.5 V × 0.25 A × 10 s = 1.25 J，故 B 错误；由𝐼 = 𝑈 𝑅 可知，𝑅0 的 阻值为𝑅0 = 𝑈0 𝐼0 = 0.5 V 0.25 A = 2 Ω ，故 C 正确；灯泡L 的额定功率 𝑃L = 𝑈L𝐼L = 2.5 V × 0.25 A = 0.625 W，故 D 正确。故选ACD 。 10. （多选）如图所示，电源电压不变，定值电阻𝑅1 = 6 Ω ，电流表的测量范围为0～0.6 A，电压 表的测量范围为0～3 V，滑动变阻器𝑅2 的规格为“40 Ω 1 A”，闭合开关后，当滑片𝑃置于𝑀 点 时，电流表示数为0.3 A，当滑片置于𝑁点时，电流表示数变化了0.1 A ，且滑动变阻器连入电路中的阻 值𝑅𝑀: 𝑅𝑁 = 1: 2 ，下列说法正确的是( ) A. 电源电压为 3.6 V B. 滑片分别位于𝑀、𝑁点时𝑅1的功率之比为9: 16 C. 在保证电路安全的前提下，移动滑片，电路中电流范围为 0.1～0.6 A D.在保证电路安全的前提下，滑动变阻器能够接入电路的阻值范围为 0～30 Ω 164/234 答案：ACD 解析：由电路图知，定值电阻与滑动变阻器串联在电路中，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流 表测量电路中的电流。滑片置于𝑀 点，电流表示数为𝐼1 = 0.3 A，置于𝑁点时，变阻器接入电 路的阻值比置于𝑀 点时的大，电流表示数变化了0.1 A，即此时电流表示数为𝐼2 = 0.2 A，设滑 片置于𝑀 点时，变阻器接入电路的阻值为𝑅，由题知滑片置于𝑁点时，变阻器接入电路的阻值 为2𝑅 ，电源电压为𝑈，据欧姆定有0.3 A × 6 Ω + 0.3 A × 𝑅 = 𝑈，0.2 A × 6 Ω + 0.2 A × 2𝑅 = 𝑈 ， 联立两式，解得𝑈 = 3.6 V，𝑅 = 6 Ω ，故 A 正确；滑片分别位于𝑀、𝑁点时，𝑅1 的功率之比 为𝑃𝑀: 𝑃𝑁 = 𝐼1 2𝑅1: (𝐼2 2𝑅1) = (0.3 A) 2: (0.2 A)2 = 9: 4 ，故 B 错误；在保证电路安全的前提下， 电路中的电流最大为0.6 A，此时定值电阻两端的电压𝑈1大= 𝐼大𝑅1 = 0.6 A × 6 Ω = 3.6 V ，等于电 源电压，所以变阻器此时接入电路的阻值为 0，变阻器两端的电压最大为3 V 时，变阻器接入电路 的阻值最大，此时定值电阻两端的电压𝑈1 = 𝑈 − 𝑈2 = 3.6 V − 3 V = 0.6 V ，据串联电路的分 压特点有0.6 V: 3 V = 6 Ω: 𝑅 大 ，解得变阻器接入电路的阻值𝑅 大 = 30 Ω ，此时，电路中的电 流最小，为𝐼 小 = 𝑈2 𝑅 大 = 3 V 30 Ω = 0.1 A，所以电路中电流范围为0.1～0.6 A ，变阻器接入电路的阻 值范围为0～30 Ω ，故 C、D 正确。 二、填空题（本题共 5 小题，每空 2 分，共 20 分） 11. 小刚家要安装一台额定功率为 1500 W 的热水器，需要加装一个开关便于控制热水器工作。现 有两种开关S1(250 V 6 A) 、S2(250 V 16 A) ，为了安全和实用，应选用开关___。 答案：S2 解析：热水器正常工作时的功率𝑃 = 𝑃 额 = 1 500 W，由𝑃 = 𝑈𝐼 可得， 正常工作时的电流𝐼 = 𝑃 𝑈 = 1 500 W 220 V ≈ 6.8 A，所以应选用规格为“250 V 16 A”的开关S2 。 165/234 12. 如图是超市常用的塑料袋封口夹的电路原理图。电源电压为 6 V，电热丝(R)阻值为 2 Ω 。 闭合开关(S)，电热丝温度升高，利用电流的____效应实现高温封口，3 s 内产生的热量为____J 。 答案：热；54 解析：塑料袋封口夹是利用电流的热效应实现高温封口的。通电工作时， 通过电热丝的电流为𝐼 = 𝑈 𝑅 = 6 V 2 Ω = 3 A，通电3 s ， 电流通过电热丝产生的热量为𝑄 = 𝐼2𝑅𝑡 = (3 A)2 × 2 Ω × 3 s = 54 J 。 13. 将规格都是“220 V 150 W ”的一台电脑、一台电视机和一床电热毯同时接入家庭电路中， 正常工作 5 min 一共消耗电能___________J ，在这段时间内________产生的热量最多。 答案： 1.35 × 105 ；电热毯 解析：将一台电脑、一台电视机和一床电热毯同时接入家庭电路中， 电路中的总功率𝑃 总 = 150 W + 150 W + 150 W = 450 W， 正常工作5 min 消耗的电能𝑊 = 𝑃 总 𝑡 = 450 W × 5 × 60 s = 1.35 × 105 J ； 电脑和电视机都是非纯电阻用电器，工作时将电能部分转化为内能； 电热毯是纯电阻用电器，工作时电能全部转化为内能， 所以在这段时间内电热毯产生的热量最多。 14. 如图所示，电源电压恒定。闭合开关，发现两电表的指针偏转角度相同，则电阻𝑅1、𝑅2 两 端的电压之比𝑈1: 𝑈2 =_____，电阻𝑅1 与整个电路消耗的功率之比𝑃1: 𝑃 = _____。 166/234 答案：1 : 1；4 : 5 解析：由图可知，该电路为𝑅1和𝑅2的并联电路，电流表A1 测干路的电流，电流表A2测通过𝑅2的电流； 由并联电路的电压特点可知电阻𝑅1、𝑅2 两端的电压相等，即𝑈1: 𝑈2 = 1: 1；由图可知，A1的测 量范围为0～3 A，A2的测量范围为0～0.6 A ，已知两电表的指针偏转角度相同，则有𝐼 = 5𝐼2 ， 由并联电路的电流特点可知通过𝑅1的电流为𝐼1 = 𝐼 − 𝐼2 = 5𝐼2 − 𝐼2 = 4𝐼2，由𝑃 = 𝑈𝐼可知电阻𝑅1 与整个电路消耗的功率之比为𝑃1: 𝑃 = 𝑈𝐼1: (𝑈𝐼) = 𝐼1: 𝐼 = (4𝐼2): (5𝐼2) = 4: 5 。 15. 有一个电路元件(A)和灯泡(L_1)，(L_1)标有“3 V 0.9 W ”，通过它们的电流与其两端电压的 关系如图甲所示，把它们串联在电路中，如图乙所示。闭合开关(S)，小灯泡正常发光，此时 小灯泡的电阻为______，电源电压为___V。若把它们并联接在电压为 2.0 V 的电源上，电路 消耗的总功率为______。 答案：10 Ω；6；0.9 W 167/234 解析：小灯泡正常发光，由𝑃 = 𝑈 2 𝑅 可知小灯泡的电阻为𝑅L = 𝑈 额 2 𝑃 额 = (3 V)2 0.9 W = 10 Ω ； 由题意可知电路元件𝐴 和灯泡串联，灯泡正常发光时电流为𝐼 额 = 𝑃 额 𝑈 额 = 0.9 W 3 V = 0.3 A； 由图甲可知当电路电流为0.3 A时，电路元件𝐴 和灯泡两端的电压均为3 V， 则电源电压𝑈 = 3 V + 3 V = 6 V ；若把它们并联接在电压为2.0 V的电源上， 由图甲可知电压为2.0 V时，通过电路元件𝐴的电流为0.2 A ， 通过灯泡的电流为0.25 A，则干路电流𝐼 总 = 0.2 A + 0.25 A = 0.45 A， 由𝑃 = 𝑈𝐼 可知此时电路消耗的总功率𝑃 总 = 𝑈′𝐼 总 = 2.0 V × 0.45 A = 0.9 W 。 三、实验探究题（本题共 3 小题，每空 2 分，共 30 分） 16. 如图是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。 （1）图甲中在两个密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装 置可探究电流产生的热量与______的关系。 答案：电阻 解析：由图甲可知，电阻丝𝑅1、𝑅2串联，则通过电阻丝𝑅1、𝑅2的电流相等，𝑅1 、𝑅2的通电时间相等， 电阻丝𝑅1、𝑅2 的电阻大小不同，由此可知该实验装置控制了电流和通电时间相同，改变了电 阻大小，探究的是电流产生的热量与电阻的关系。 168/234 （2）图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相同的电阻丝， 若图乙中两 U 形管内液面高度差相同，则故障可能是________。排除故障后，通电相同时间， 发现左侧 U 形管内液面高度差较大，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，__________， 产生的热量越多。 答案 𝑅5断路；电流越大 解析：由图乙可知，电阻丝𝑅4、𝑅5并联后，再与电阻丝𝑅3串联，若两U 形管内液面的高度差相同， 根据焦耳定律𝑄 = 𝐼2𝑅𝑡可知，𝑄、𝑅、𝑡 都相同，说明通过𝑅3、𝑅4两根电阻丝的电流相同，电 阻丝𝑅5 不通电，所以电路中出现的故障可能是电阻丝𝑅5断路了；由图乙可知，电阻丝𝑅4、𝑅5 并联后，再与电阻丝𝑅3 串联，通过电阻丝𝑅3的电流等于通过电阻丝𝑅4的电流与通过电阻丝𝑅5 的电流之和，则通过电阻丝𝑅3的电流大于通过电阻丝𝑅4的电流，所以左侧U 形管中液面高度 差较大，电流通过𝑅3 产生的热量多，由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流 产生的热量越多。 （3）为了使图乙实验中两侧 U 形管液面高度差差异更明显，可将电阻丝𝑅5换为阻值______（选 填“大于”或“小于”）5 Ω 的电阻丝。 答案：小于 解析：为了使实验中两侧U形管液面高度差的差异更明显，可以增大通过𝑅3 的电流，减小通过𝑅4的电 流；减小𝑅5 的电阻，此时电路总电阻减小，干路电流变大，通过𝑅3的电流变大，𝑅3两端电压 变大，𝑅4两端电压变小，通过𝑅4 的电流变小，可以使两侧U形管内液面高度差的差异更明显， 故可将𝑅5换为阻值小于5 Ω 的电阻丝。 169/234 17. 小明设计图甲装置比较小灯泡和 LED 发光二极管的发光效率，该装置电路由电路①、密 封箱和电路②组成，电路①中光敏电阻(R_P)的阻值与光照强度的关系如图乙所示。 （1）小明将小灯泡安装在灯座上进行实验。 ①在开关闭合前，滑动变阻器的滑片调到最大阻值处； ②闭合开关，小明发现调节滑动变阻 器滑片位置时，电路②中电流表几乎没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是 __________； ③排除故障后，小明向左移动滑动变阻器滑片，电路②中灯泡亮度______，电 路①中电压表示数______（选填“变大”“不变”或“变小”）； ④调节滑动变阻器滑片位置，分 别记录下电路①和电路②中电表的示数。 答案：灯泡断路；变亮；变大 解析：②闭合开关，小明发现调节滑动变阻器滑片位置时，电路②中电流表几乎无示数，说明电路可 能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联部分以外的电路 是完好的，与电压表并联的部分断路了，即电路中的灯泡可能出现了断路。③排除故障后，小 170/234 明向左移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器连入电路的阻值变小，根据串联分压原理，滑动变阻 器两端电压变小，根据串联电路电压规律，灯泡两端电压变大，灯泡实际功率变大，灯泡亮度 变亮；由图乙可知，光敏电阻𝑅𝑃 的阻值随光照强度增大而减小，根据分压原理，光敏电阻𝑅𝑃 两端的电压减小，根据串联电路电压规律，𝑅0 两端电压变大，即电路①中电压表示数变大。 （2）小明将 LED 发光二极管安装在灯座上并更换分度值更小的电流表进行实验。实验时，调 节滑动变阻器滑片，分别记录下电路①和电路②中电表的示数。电路②中电表示数如表所示。 电压/V 0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.6 3.7 电流/mA 0 5 10 60 160 380 690 900 1250 已知该 LED 发光二极管的额定电压为 3.6 V，则其额定功率为_____W 答案：3.24 解析：已知该 LED 发光二极管的额定电压为 3.6 V ，由表可知，发光二极管的额定电流为(I = 900 mA = 0.9 A)，则发光二极管的额定功率为(P = UI = 3.6 V×0.9 A = 3.24 W)。 （3）利用实验时记录的电表示数比较小灯泡和 LED 发光二极管的发光效率，方法是当电路 ①中的电压表示数相同时，比较___________________________________。 答案：小灯泡和 LED 发光二极管实际功率大小 解析：当电路①中的电压表示数相同时，说明光敏电阻受到的光照强度相同，即小灯泡和 LED 发光二极管发光强度相同，此时只需要比较电路②中两电表示数乘积的大小，即比较小灯泡 和 LED 发光二极管实际功率的大小。 18. 小明所在小组利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为 2 V 。 171/234 （1）用笔画线代替导线，将图乙中所示的器材连接成完整电路。 答案： （2）正确连接后，应将滑片(P)由最大电阻处缓慢向___（选填“A”或“B ”）端移动，使灯逐渐 变亮，并在表格中记录数据。第 4 次实验时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡此时的电功 率为____W 。 次数 𝑈/V 𝐼/A 1 1.0 0.18 2 1.5 0.22 3 2.0 0.25 4 3.0 172/234 答案：A；0.9 解析：灯逐渐变亮说明电流变大，电路中的电阻减小，故滑动变阻器的滑片 应向𝐴端移动；由题图丙可知，电流表接的是小量程，分度值为0.02 A ，所以第 4 次实验电流表示数为0.3 A；由表中数据可知，第 4 次实验小灯泡两端的电压为3 V ， 电功率为𝑃4 = 𝑈4𝐼4 = 3 V × 0.3 A = 0.9 W 。 （3）由表格数据可知，灯丝未通电时的电阻不超过_____Ω （结果保留 2 位小数）。 答案：5.56 解析：灯丝电阻随温度的升高而增大，故灯丝未通电时的电阻不超过𝑅1 = 𝑈1 𝐼1 = 1.0 V 0.18 A ≈ 5.56 Ω 。 （4）实验结束后，组内另一同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为𝑈1的小灯泡电功率，已 知滑动变阻器最大阻值为𝑅0，定值电阻𝑅 阻值未知，实验步骤如下： ①断开S2，闭合S、S1，移动滑片𝑃 ，使电压表的示数为____； ②保持滑片𝑃位置不变，断开S1，闭合S、S2，读出电压表示数为𝑈2 ； ③移动滑片𝑃至最左端，读出电压表示数为𝑈3 ； ④移动滑片𝑃至最右端，读出电压表示数为𝑈4 ； ⑤小灯泡的额定功率𝑃 额 = _________________（用测量量和已知量的符号表示）。 答案：𝑼𝟏 ， 𝑈1𝑈2(𝑈3−𝑈1)(𝑈3−𝑈4) 𝑈4𝑅0(𝑈3−𝑈2) 解析：①断开S2，闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片𝑃，使电压表示数为𝑈1 ，此时小灯泡正常发光； ②保持滑片𝑃位置不变，断开S1，闭合S、S2，此时定值电阻𝑅 与滑动变阻器串联，电压表测 定值电阻两端的电压，读出电压表示数为𝑈2 ，根据串联分压原理可得 𝑈2 𝑅 = 𝑈−𝑈2 𝑅 滑 ； 173/234 ③移动滑片𝑃 至最左端，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 0，电压表示数等于电源电压，读 出电压表示数为𝑈3，即𝑈 = 𝑈3 ； 四、综合计算题（本题共 2 小题，共 20 分） 19.（8 分）如图所示的电路中，电源电压恒为10 V，定值电阻𝑅1的阻值大小为6 Ω ，闭合开关后电流表的 示数为0.5 A ，求： （1）闭合开关后电压表的示数； 解：两个电阻串联，电压表测量𝑅1 两端的电压，电流表测量电路中的电流𝑅1两端电压，即电压表示数为𝑈1 = 𝐼𝑅1 = 0.5 A × 6 Ω = 3 V （2）定值电阻𝑅2 的阻值； 解：𝑅2两端电压为𝑈2 = 𝑈 − 𝑈1 = 10 V − 3 V = 7 V 定值电阻𝑅2的阻值为𝑅2 = 𝑈2 𝐼 = 7 V 0.5 A = 14 Ω （3）电路消耗的总功率。 解：电路消耗的总功率为𝑃 = 𝑈𝐼 = 10 V × 0.5 A = 5 W 174/234 20.（12分）如图所示，电源电压和小灯泡电阻均保持不变。小灯泡L上标有“4 V 1.6 W ”字样，𝑅1 = 20 Ω ， 滑动变阻器𝑅2允许通过的最大电流为1 A ，电流表测量范围为0～0.6 A，电压表测量范围为0～3 V ，只闭 合开关S1时，电压表的示数为2 V 。 （1）小灯泡L 正常发光时的电流为多大？ 解：由𝑃 = 𝑈𝐼得，灯泡正常发光时的电流为𝐼L = 𝑃L 𝑈L = 1.6 W 4 V = 0.4 A （2）只闭合开关S1时，𝑅1 消耗的电功率是多少？ 解：由𝑃 = 𝑈2 𝑅 得，灯泡正常发光时的电阻为𝑅L = 𝑈L 2 𝑃L = (4 V)2 1.6 W = 10 Ω 只闭合开关S1时，灯泡L与电阻𝑅1串联，通过小灯泡的电流等于通过电阻𝑅1 的电流， 为𝐼 = 𝑈′L 𝑅L = 2 V 10 Ω = 0.2 A ，𝑅1消耗的电功率𝑃1 = 𝐼 2𝑅1 = (0.2 A) 2 × 20 Ω = 0.8 W （3）在不损坏各电路元件前提下，闭合所有开关，滑动变阻器𝑅2 的最大功率和最小功率之比为3: 1；则只 闭合开关S2时，小灯泡L 的电功率变化范围是多少？ 解：因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，灯泡L的电阻𝑅L = 10 Ω ， 所以电源电压𝑈 = 𝐼 × (𝑅L + 𝑅1) = 0.2 A × (10 Ω + 20 Ω) = 6 V 闭合所有开关时，𝑅1与𝑅2并联，电流表测通过𝑅2的电流， 由𝑃 = 𝑈2 𝑅 可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，其电功率最小，最小功率𝑃2小= 𝑈2 𝑅2 滑动变阻器𝑅2允许通过的最大电流为1 A，电流表的量程为0～0.6 A， 所以通过𝑅2 的最大电流𝐼2大= 0.6 A，滑动变阻器𝑅2最大功率𝑃2大= 𝑈𝐼2 大 175/234 滑动变阻器𝑅2的最大功率和最小功率之比为 𝑃 2 大 𝑃 2 小 = 𝑈𝐼 2 大 𝑈2 𝑅2 = 3 1 ，则𝑅2 = 3𝑈 𝐼 2 大 = 3×6 V 0.6 A = 30 Ω 只闭合开关S2时，小灯泡与滑动变阻器𝑅2串联，当电压表的示数最大为𝑈″L = 3 V 时，电路中的电流𝐼1 = 𝑈″L 𝑅L = 3 V 10 Ω = 0.3 A < 0.6 A，电路中的最大电流为0.3 A , 小灯泡的最大电功率𝑃L大= 𝐼1 2𝑅L = (0.3 A) 2 × 10 Ω = 0.9 W 当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，电路中的电流最小，小灯泡的电功率最小， 电路中的最小电流𝐼2 = 𝑈 𝑅L+𝑅2 = 6 V 10 Ω+30 Ω = 0.15 A ， 小灯泡的最小电功率𝑃L小= 𝐼2 2𝑅L = (0.15 A) 2 × 10 Ω = 0.225 W ， 小灯泡的电功率变化范围是0.225 W～0.9 W 176/234 第十八章 电功率 素养检测卷 时间：60 min 满分：100 分 一、选择题（每题 3 分,1 - 8 题单选，9 - 10 多选题） 1. 小明对生活用电的数据进行估测，下列数据符合实际的是（ ） A. 手机“快充”充电器的输出功率约为 66 W B. 家用空调正常工作时通过的电流约 50 A C. 人体的安全电压是 36 V D.吹风机工作 10 分钟消耗电能约为 1 kW⋅h 2. 某用电器的能量流向图如图所示，由此可知该用电器可能是（ ） A. 电饭煲 B. 白炽灯 C. 电热水器 D.电风扇 3. 小明家购买了一台电饭煲，在使用时闻到了橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而 电饭煲仍正常工作，发生这一现象的原因可能是（ ） A. 电压太高 B. 电源线太短 C. 电源线太粗 D.电源线太细 4. 将小灯泡L1和L2 接入电路，测得电流如图所示，下列说法正确的是( ) A.L1两端电压比L2大 B.L1电流做功比L2 快 C.L1的实际功率比L2小 D.L1发光时电阻比L2 大 97/142 5. 某型号电饭锅具有保温与加热两种功能，其简化电路如图所示，𝑅1、𝑅2 均为电热丝。下列 说法正确的是( ) A.S1断开、S2 闭合时，电饭锅处于加热状态 B.S1、S2 闭合时，电饭锅处于保温状态 C.S1闭合、S2 断开时，电饭锅处于保温状态 D.S1闭合、S2 断开时，电饭锅处于加热状态 6. 小明家的家用电水壶独自连续正常工作约 6 min ，可使他家的电能表转盘转动 320 r ，则 他家安装的电能表铭牌上的参数最可能是（ ） A. 600 r/(kW⋅h) B. 160 r/(kW⋅h) C. 3200 r/(kW⋅h) D.320 r/(kW⋅h) 7. 如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1 ，电流表示数为0.3 A，再闭合S2，电流表示数变化 了0.4 A 。则同时闭合S1、S2后，相同时间内𝑅1、𝑅2 消耗的电能之比是( ) A. 3 : 4 B. 4 : 3 C. 7 : 3 D.4 : 7 98/142 8. 如图甲所示的电路，闭合开关 S ，调节滑动变阻器的滑片，使其从最右端向左滑动到 a 点， 此时小灯泡恰好正常发光。在图乙中绘制出电流表与两电压表示数的关系图像，下列说法中 正确的是（ ） A. 曲线 m 是灯泡的(I - U)图像 B. 小灯泡正常发光时的电阻为 25 Ω C. 滑动变阻器的最大阻值为 15 Ω D.滑片在 a 点时，滑动变阻器与小灯泡的功率之比为 5 : 1 9. （多选）灯泡(L)标有“2.5 V ”字样，它的电阻—电压图像如图甲所示。将该灯泡(L)和电阻(R_0) 接入电源电压恒为 3 V 的电路中（如图乙），闭合开关(S)，灯泡(L)恰好正常发光。下列说法 正确的是（ ） A.闭合开关 S，灯泡 L 的电阻为10Ω B.闭合开关S，10 s内电阻𝑅0产生的热量为6.25 J C.𝑅0的电阻值为2 Ω D.灯泡L的额定功率为0.625 W 99/142 10. （多选）如图所示，电源电压不变，定值电阻𝑅1 = 6 Ω ，电流表的测量范围为0～0.6 A，电压 表的测量范围为0～3 V，滑动变阻器𝑅2 的规格为“40 Ω 1 A”，闭合开关后，当滑片𝑃置于𝑀 点 时，电流表示数为0.3 A，当滑片置于𝑁点时，电流表示数变化了0.1 A ，且滑动变阻器连入电路中的阻 值𝑅𝑀: 𝑅𝑁 = 1: 2 ，下列说法正确的是( ) A. 电源电压为 3.6 V B. 滑片分别位于𝑀、𝑁点时𝑅1的功率之比为9: 16 C. 在保证电路安全的前提下，移动滑片，电路中电流范围为 0.1～0.6 A D.在保证电路安全的前提下，滑动变阻器能够接入电路的阻值范围为 0～30 Ω 二、填空题（本题共 5 小题，每空 2 分，共 20 分） 11. 小刚家要安装一台额定功率为 1500 W 的热水器，需要加装一个开关便于控制热水器工作。现 有两种开关S1(250 V 6 A) 、S2(250 V 16 A) ，为了安全和实用，应选用开关___。 12. 如图是超市常用的塑料袋封口夹的电路原理图。电源电压为 6 V，电热丝(R)阻值为 2 Ω 。 闭合开关(S)，电热丝温度升高，利用电流的____效应实现高温封口，3 s 内产生的热量为____J 。 100/142 13. 将规格都是“220 V 150 W ”的一台电脑、一台电视机和一床电热毯同时接入家庭电路中， 正常工作 5 min 一共消耗电能___________J ，在这段时间内________产生的热量最多。 14. 如图所示，电源电压恒定。闭合开关，发现两电表的指针偏转角度相同，则电阻𝑅1、𝑅2 两 端的电压之比𝑈1: 𝑈2 =_____，电阻𝑅1 与整个电路消耗的功率之比𝑃1: 𝑃 = _____。 15. 有一个电路元件(A)和灯泡(L_1)，(L_1)标有“3 V 0.9 W ”，通过它们的电流与其两端电压的 关系如图甲所示，把它们串联在电路中，如图乙所示。闭合开关(S)，小灯泡正常发光，此时 小灯泡的电阻为______，电源电压为___V。若把它们并联接在电压为 2.0 V 的电源上，电路 消耗的总功率为______。 101/142 三、实验探究题（本题共 3 小题，每空 2 分，共 30 分） 16. 如图是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。 （1）图甲中在两个密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装 置可探究电流产生的热量与______的关系。 （2）图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相同的电阻丝， 若图乙中两 U 形管内液面高度差相同，则故障可能是________。排除故障后，通电相同时间， 发现左侧 U 形管内液面高度差较大，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，__________， 产生的热量越多。 （3）为了使图乙实验中两侧 U 形管液面高度差差异更明显，可将电阻丝𝑅5换为阻值______（选 填“大于”或“小于”）5 Ω 的电阻丝。 102/142 17. 小明设计图甲装置比较小灯泡和 LED 发光二极管的发光效率，该装置电路由电路①、密 封箱和电路②组成，电路①中光敏电阻(R_P)的阻值与光照强度的关系如图乙所示。 （1）小明将小灯泡安装在灯座上进行实验。 ①在开关闭合前，滑动变阻器的滑片调到最大阻值处； ②闭合开关，小明发现调节滑动变阻 器滑片位置时，电路②中电流表几乎没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是 __________； ③排除故障后，小明向左移动滑动变阻器滑片，电路②中灯泡亮度______，电 路①中电压表示数______（选填“变大”“不变”或“变小”）； ④调节滑动变阻器滑片位置，分 别记录下电路①和电路②中电表的示数。 （2）小明将 LED 发光二极管安装在灯座上并更换分度值更小的电流表进行实验。实验时，调 节滑动变阻器滑片，分别记录下电路①和电路②中电表的示数。电路②中电表示数如表所示。 电压/V 0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.6 3.7 电流/mA 0 5 10 60 160 380 690 900 1250 已知该 LED 发光二极管的额定电压为 3.6 V，则其额定功率为_____W （3）利用实验时记录的电表示数比较小灯泡和 LED 发光二极管的发光效率，方法是当电路 ①中的电压表示数相同时，比较___________________________________。 103/142 18. 小明所在小组利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为 2 V 。 （1）用笔画线代替导线，将图乙中所示的器材连接成完整电路。 （2）正确连接后，应将滑片(P)由最大电阻处缓慢向___（选填“A”或“B ”）端移动，使灯逐渐 变亮，并在表格中记录数据。第 4 次实验时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡此时的电功 率为____W 。 （3）由表格数据可知，灯丝未通电时的电阻不超过_____Ω （结果保留 2 位小数）。 （4）实验结束后，组内另一同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为𝑈1的小灯泡电功率，已 知滑动变阻器最大阻值为𝑅0，定值电阻𝑅 阻值未知，实验步骤如下： ①断开S2，闭合S、S1，移动滑片𝑃 ，使电压表的示数为____； ②保持滑片𝑃位置不变，断开S1，闭合S、S2，读出电压表示数为𝑈2 ； ③移动滑片𝑃至最左端，读出电压表示数为𝑈3 ； ④移动滑片𝑃至最右端，读出电压表示数为𝑈4 ； ⑤小灯泡的额定功率𝑃 额 = _________________（用测量量和已知量的符号表示）。 次数 𝑈/V 𝐼/A 1 1.0 0.18 2 1.5 0.22 3 2.0 0.25 4 3.0 104/142 四、综合计算题（本题共 2 小题，共 20 分） 19.（8 分）如图所示的电路中，电源电压恒为10 V，定值电阻𝑅1的阻值大小为6 Ω ，闭合开关后电流表的 示数为0.5 A ，求： （1）闭合开关后电压表的示数； （2）定值电阻𝑅2 的阻值； （3）电路消耗的总功率。 105/142 20.（12 分）如图所示，电源电压和小灯泡电阻均保持不变。小灯泡L上标有“4 V 1.6 W ”字样，𝑅1 = 20 Ω ， 滑动变阻器𝑅2允许通过的最大电流为1 A ，电流表测量范围为0～0.6 A，电压表测量范围为0～3 V ，只闭 合开关S1时，电压表的示数为2 V 。 （1）小灯泡L 正常发光时的电流为多大？ （2）只闭合开关S1时，𝑅1 消耗的电功率是多少？ （3）在不损坏各电路元件前提下，闭合所有开关，滑动变阻器𝑅2 的最大功率和最小功率之比为3: 1；则只 闭合开关S2时，小灯泡L 的电功率变化范围是多少？ 106/142