第15章 电功和电热（单元测试）--2025-2026学年九年级物理下册同步知识解读与专题训练（苏科版）

第十五章《电功和电热》单元测试卷（解析版） 注意事项： 1．测试范围：苏科版2024： 九年级下册第15章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．小琴家进户线上装有空气开关，当家庭电路中的总电流大于空气开关的额定电流时，空气开关会发生“跳闸”。小琴家空气开关的额定电流可能是（　　） A．60mA B．600mA C．60A D．600A 【答案】C 【详解】家庭电路中，各用电器一般是并联的，正常工作时的总电流大小与家庭中用电器的总功率有关。一般家庭中用电器的总功率在几千瓦左右，若总功率为13200W，则总电流 但实际上一般家庭用电器总功率达不到这么大，不过空气开关的额定电流需要能满足家庭正常用电时的电流，同时在电流过大（如短路、总功率过大）时及时 “跳闸” 保护电路。 60mA 和600mA（即 0.6A）太小，家庭中正常使用一些用电器（如空调、电热水器等大功率用电器）时，电流就会超过这个值，会频繁 “跳闸”，无法正常用电；600A 又太大，家庭电路中很难达到这么大的电流，起不到保护作用。所以小琴家空气开关的额定电流可能是60A。 故ABD不符合要求，C符合要求。 故选C。 2．关于家庭电路与安全用电，下列说法正确的是（　　） A．选择保险丝时应尽量选择粗的 B．当两孔插座的两个线头相碰时，会造成短路 C．高压线发生断线落地时，人可以靠近落地处 D．使用试电笔时，手若接触笔尾金属体，会发生触电事故 【答案】B 【详解】A．保险丝应选择电阻大、熔点低的材料制作；而在长度和材料相同时，导体横截面积越大，电阻越小；所以粗的保险丝电阻可能较小，不能在电流过大时切断电路，电路中应选择合适粗细的保险丝，故A错误； B．两孔插座的两个线头相碰时，相当于将火线和零线直接连接起来了，会造成短路，故B正确； C．高压线发生断线落地时，人不可以靠近落地处，可能造成高压电弧触电和跨步电压触电，故C错误； D．使用试电笔时，手必须接触笔尾金属体，但不能接触笔尖金属体，故D错误。 故选B。 3．如图甲所示是一款熨烫衣物的挂烫机，其简化电路如图乙所示，为限流电阻，为加热电阻，S为温控开关，自动切换加热和待机状态。下列说法正确的是（　　） A．开关置于1时为加热状态 B．开关置于2时为待机状态 C．用超导材料制成加热电阻更省电 D．挂烫机工作时主要利用了电流的热效应 【答案】D 【详解】AB．由图乙可知，当开关S接2时，只有工作，由于是加热电阻，所以此时挂烫机处于加热状态；当开关S接1时，只有工作，由于是限流电阻，所以此时挂烫机处于待机状态，故AB错误； CD．挂烫机，工作时将电能转化为内能，使挂烫机的内能增加，温度升高，所以它是利用电流的热效应工作，而电流通过号体产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，如果超导材料制成加热电阻，则加热电阻的阻值为零，中流通过加热电阻时不会产生热量，所以加热电阻不能用超导材料制成，故C错误、D正确。 故选D。 4．关于图中的电能表，说法正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪表 B．电能表的示数为2023.6J C．电能表允许通过的最大电流是40A D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越多 【答案】C 【详解】A．电能表是测量电功的仪表，故A错误； B．电能表所用单位是kW·h，示数为2023.6kW·h，故B错误； C．电能表正常工作的最大电流为10A，短时间内允许通过的最大电流为40A，故C正确； D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越快，不一定越多，故D错误。 故选C。 5．如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器内密封着等量的空气， ，下列有关说法正确的是（　　） A．通过R1的电流是通过R2的电流的一半 B．通电一段时间，R1产生的热量是 R2产生的热量的2倍 C．R3两端的电压等于R4两端的电压 D．通电一段时间，R3产生的热量是R4产生的热量的4倍 【答案】D 【详解】A．甲装置中，两电阻串联，串联电路中电流处处相等，通过R1的电流和通过R2的电流相等，故A错误； B．根据Q=I2Rt可知，电流和通电时间相同时，产生热量与电阻成正比，在通电一段时间，由已知条件有，故R1产生的热量是R2产生的热量的倍，故B错误； CD．乙装置中，R3=R4=R5，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，由欧姆定律和并联、串联电路电流的规律可知，通过R3的电流是R4电流的2倍，根据U=IR，R3两端的电压大于R4两端的电压；通电一段时间，根据Q=I2Rt可知，在电阻和通电时间不变条件下，产生热量与电流的平方成正比，R3产生的热量是R4产生的热量的4倍，故C错误，D正确。 故选D。 6．如图是一小灯泡L和一电阻R的I-U关系图像，小灯泡的额定电压为3.8V。下列说法正确的是（   ） A．通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比 B．小灯泡的额定功率为1.6W C．将L、R并联在电压是2V的电路中，干路中的电流是0.3A D．将L、R串联在电压是5V的电路中，电路中的电流是0.2A 【答案】D 【详解】A．由图可知，通过小灯泡的电流与其两端电压的关系图像是一条曲线，说明通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，故A错误； B．由图像可知，当灯泡两端的电压为4V时，通过的电流为0.4A，此时的电功率为 而小灯泡的额定电压为3.8V，此时的电流小于0.4A，因此小灯泡的额定功率小于1.6W，故B错误； C．将L、R并联在电压是2V的电路中，根据并联电路电压的特点和图像可知，此时通过灯泡的电流为0.3A，通过定值电阻的电流为0.1A，根据并联电路电流的特点可知，此时干路中的电流为 故C错误； D．将L、R串联在电路中，电路中的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为1V，定值电阻两端的电压为4V，根据串联电路电压的特点可知，电源电压为 故D正确。 故选D。 7．我们的生活离不开电，下列关于电的估测数据中，符合实际的是（　　） A．手机充电器的输出电压约为1.5V B．卧室空调正常工作时的电流约为5A C．电视遥控器的一节电池电压约为12V D．家用电吹风工作1分钟消耗电能1kW·h 【答案】B 【详解】A．手机充电器的输出电压通常为5V或更高（如快充可达9V或12V），1.5V是普通干电池的电压，故A不符合题意； B．卧室空调功率约为1100W，正常工作时的电流为 故B符合题意； C．电视遥控器使用干电池作为电源，一节干电池电压为1.5V，故C不符合题意； D．电吹风功率约1000W，1分钟消耗电能为 远小于1kW·h，故D不符合题意。 故选B。 8．如图甲所示的某路灯，白天光伏电池对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，图乙是这一过程中的能量转化图（图中a、b、c分别表示某种形式的能量）。下列判断正确的是（　　） A．a是电能，b是电能，c是光能 B．a是电能，b是机械能，c是光能 C．a是机械能，b是内能，c是光能 D．a是内能，b是光能，c是电能 【答案】A 【详解】太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，其能量转化过程如下：太阳能→电能→化学能→电能→光能，所以a是电能，b是电能，c是光能。故A正确，BCD错误。 故选A。 9．如图所示，将电风扇的插头插入三孔插座后，正在工作的电冰箱突然停止工作，但电灯仍然正常工作，拔出电风扇的插头，电冰箱仍不能工作，用试电笔分别测试三孔插座的左、右两孔氖管都发光。如果电路中只有一处故障，则（　　） A．电路的a、b之间导线存在开路 B．电路的d、c之间导线存在开路 C．电冰箱所在电路的b、c间开路 D．三孔插座所在电路的b、c间短路 【答案】B 【详解】A．若a、b之间开路，电冰箱和三孔插座均会断电，不符合冰箱正常工作的情况，故A不符合题意； B．用试电笔分别测试插座的左、右两孔，氖管都发光，说明插座的左右两孔与火线之间是接通的，即c点通过电冰箱与火线相连，所以电路的d、c之间导线存在开路，故B符合题意； C．若电冰箱所在电路的b、c间开路，三孔插座只有右孔使氖管发光，故C不符合题意； D．若三孔插座所在电路的b、c间短路，电灯不能正常发光，故D不符合题意。 故选B。 10．小夏想利用两根电热丝R1、R2自制一个加热器，他设计了如图甲、乙所示的两种电路，电源电压相同，闭合开关让其工作相同的时间，产生的热量为Q甲、Q乙。则下列关系正确的是（　　） A．Q甲>Q乙 B．Q甲=Q乙 C．Q甲<Q乙 D．条件不足无法判断 【答案】C 【详解】由图可知，甲图的两电阻串联，根据串联电路的电阻规律，总电阻；乙图的两电阻并联，根据并联电路的电阻规律，总电阻，则，由焦耳定律可知，当电压相同、通电时间相同时，电阻越小，产生的热量越多，故，故C正确，ABD错误。 故选C。 11．如图1所示，电路图由电流表及PQ部分组成，电源电压恒定不变。两个定值电阻R1和R2，且R2大于R1，按照下面四种不同接法分别接在电路图中的PQ两端，当开关闭合后，以下说法正确的是（　　） A．甲图接入电路后，电流表示数最大 B．乙图接入电路后，电流表示数最小 C．丙图接入电路后，R2消耗的功率最小 D．丁图接入电路后，R1消耗的功率最小 【答案】D 【详解】A B．乙图中与并联，总电阻最小；甲图是单独接入，丙图是单独接入，丁图是与串联（总电阻最大）。根据，乙图的总电阻最小，电流表示数最大，丁图的总电阻最大，电流表示数最小，故AB错误； C．丙图中的功率；丁图中的功率 因为，所以，丁图中消耗的功率更小，故C错误； D．丁图中的功率(U1<U)，乙图中的功率，丁图电压小于电源电压，消耗的功率最小，所以，故D正确。 故选D。 12．如图甲所示电路，闭合开关，滑片在滑动变阻器上某两点间滑动的过程中，L和R的U-I图像如图乙所示。小灯泡的额定电压为2.5V，则下列说法正确的是（　　） A．此过程电路的最小总功率为0.3W B．此过程滑动变阻器的最大功率为0.3W C．小灯泡正常工作时的电阻为25 D．滑动变阻器的最大阻值为10 【答案】A 【详解】A．由图甲可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流，此时电路总功率最小。当时，电源电压 则电路的最小功率为 故A正确； B．滑动变阻器的功率为，如下图2号曲线上的点与坐标轴围成的矩形面积；当在A点时，面积为12个网格的面积，此时变阻器的功率为 但在B点，面积大于12个网格的面积，所以滑动变阻器的最大功率一定大于0.3W，故B错误； C．小灯泡的额定电压为2.5V，由图乙可知，此时通过灯泡的电流为，则小灯泡正常工作的电阻为 故C错误； D．当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流，此时，则滑动变阻器的最大阻值为 故D错误。 故选A。 二、填空题（本题共10小题，每空1分，共20分） 13．将包装口香糖的锡箔纸剪成如图形状，其他条件相同时，C处的横截面积小，电阻 。A、B两端分别与电池正负极接触，观察到C处起火，该现象利用了电流的 效应。 【答案】 大 热 【详解】[1]导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关，其他条件相同时，导体的长度越长、横截面积越小导体的电阻越大，由图可知，其他条件相同时，C处的横截面积小，故C处的电阻大。 [2] A、B两端分别与电池正负极接触，观察到C处起火，说明电流通过导体产生了热量，即电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。 14．图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如图乙所示，电源电压为，电热丝R的电阻为，开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流的 效应工作的，通电产生的热量为 J。 【答案】 热 540 【详解】[1]电流通过电热丝，电热丝温度升高，说明电热丝产生电热，是利用电流的热效应工作的。 [2]电热丝产生的热量为 15．如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡L的规格“3V  0.9W”，滑动变阻器的规格“20Ω  1A”，电流表测量范围为0~3A，则小灯泡正常发光时阻值= Ω。当开关、同时闭合，把滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡的亮度将 （选填“变亮”“变暗”或“不变”）。 【答案】 10 不变 【详解】[1]小灯泡L的规格“3V  0.9W”，可求得灯泡正常发光时的阻值为 [2]由图可知，该电路为并联电路，由并联电路特点可知，各用电器之间互不影响，所以移动滑动变阻器的滑片时，小灯泡的亮度不会发生改变。 16．电热水器是常用的家用电器，它有金属外壳，接线时应将其外壳与 （火线/零线/地线）相连以防触电；在只有电热水器工作的情况下，家里标有“”的电能表转盘在100s内转过300转，该电热水器的电功率为 W。 【答案】 地线 3600 【详解】[1]家用电器的金属外壳一定要接地（即外壳与地线相连），可防止因漏电使外壳带电而造成触电事故。 [2]电能表转盘转过300转，热水器消耗的电能为 该电热水器的电功率为 17．如图所示的家庭电路，两虚线框中连入了电灯和开关，则方框 中为开关；闭合开关后，发现电灯不亮，使用测电笔测试a、b、c三点时测电笔的氖管均发光，测试d点时测电笔的氖管不发光，则该电路的故障为c、d之间 。 【答案】 乙 断路 【详解】[1]从用电安全考虑，控制电灯的开关要接在相线和电灯之间，当断开开关时，相线将被断开，人这时更换灯泡不会有触电危险。 [2]相线能使试电笔发光，中性线不能使试电笔发光，依据题意试电笔测试a、b、c三点时试电笔的氖管均发光，测试d点时试电笔的氖管不发光，说明a、b、c三点都可看作在相线上，d点在中性线上，由图分析可知，当cd之间断路时，a、b、c三点都可看作在相线上，d点在中性线上。 18．家用电吹风简化电路及主要技术参数如图所示。当开关旋至 时（选填“AB”“BC” 或“CD”），电吹风吹热风，吹热风5min通过电热丝产生的热量是 J。 热风温度 50-70℃ 额定功率 热风时：1000W 冷风时：120W 额定电压 220V 质量 0.5kg 【答案】 AB 【详解】[1]由电路图可知，当开关旋至CD时，电路处于断路状态；当开关旋至BC时，电动机接入电路，吹冷风；当开关旋至AB时，电动机和电热丝并联，同时工作，吹热风。 [2]由表中数据可知，当吹热风时，功率，电热丝的功率 吹热风5min通过电热丝产生的热量 19．在如图所示的电路中，电源电压不变，电阻的阻值为10Ω，闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为 V，该电路消耗的总功率为 W。 【答案】 3 1.5 【详解】[1]如图，两个电阻并联，电流表A测干路的电流，电流表A1测电阻R1的电流，通过电阻R2的电流 电阻R2两端的电压等于电源电压，电源电压 [2]该电路消耗的总功率 或 20．繁忙的交通路口安装了很多红黄绿交通灯，提醒每位市民要遵守交通规则。若三只灯均标有“220V100W”，其中一只灯正常工作时的电流是 A（保留两位小数），这套设备工作1小时耗电 度。 【答案】 0.45 0.1 【详解】[1][2]三只灯均标有“220V100W”，根据电功率计算公式，可得其中一只灯正常工作时的电流 这套设备同一时间，只有一只灯工作，工作1h耗电 21．雯雯想知道家里一个月能用多少电，暑假时她观察自家的电能表，读数为，10天后再次查看电能表，读数如图所示，则这段时间内消耗的电能为 度；若一度电0.5元，则这段时间需要缴纳 元电费。 【答案】 15.5 7.75 【详解】[1]如图，电能表的读数为，这段时间内消耗的电能为 [2]若一度电0.5元，则这段时间需要缴纳电费 22．如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡上标有“6V，3.6W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，滑动变阻器两端的电压为U1，电流表示数为，R2消耗的功率为P2；断开开关后，先将滑片移到最左端，再闭合开关S1、S3，此时R2消耗的功率为P2'，电流表的示数对比变化了0.5A；而当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电压表的示数是2V，滑动变阻器两端的电压为U1'，电流表示数为I3，已知U1：U1'=1：1，P2：P2'=1：9；则电流表示：= ；通过开关的通断和滑片的移动，该电路总功率的最大值与最小值的差值为 W。 【答案】 1:2 6.8 【详解】[1][2]灯泡上标有“6V，3.6W”字样，灯泡的电阻为RL==10Ω 当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电阻R1、R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测通过电路的电流。此时滑动变阻器两端的电压为U1，电流表示数为，电压U1=，根据电功率计算公式可得R2消耗的功率P2=； 当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，灯泡与串联，电压表测灯泡两端的电压，此时电压表的示数是2V，滑动变阻器两端的电压 已知U1:U1′=1:1 则 则电流表示I1:I3=1:2 因为I3= 所以=0.1A。 将滑片移到最左端，再闭合开关S1、S3，电阻R2、R3并联。 此时R2消耗的功率为P2′=，此时电流表的示数变大了0.5A，电路中的电流 由P2:P2'=1:9，即=1：9 解得U=1.5U1① 已知U1:U1'=1:1，则U1=U1′=U﹣2V② 由①②联立可得U=6V，U1=4V； 当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，滑动变阻器两端的电压为U1，根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值 定值电阻的阻值 当闭合开关S1，将滑片移到最左端，再闭合开关S3，通过通过R3的电流 根据欧姆定律可得定值电阻的阻值 当只闭合开关S2，滑动变阻器滑到最大值时，三个电阻和灯泡串联，此时电路总电阻最大，电路的电功率最小，最小电功率 滑动变阻器滑片移到最左端，闭合所有开关，灯泡和两电阻并联接入电路，此时电路总电阻最小，电路电功率最大，最大电功率： 因此电路总功率的最大值与最小值的差值为Pmax﹣Pmin=7.2W﹣0.4W=6.8W 三．解答题（本题共8小题，共56分） 23．图甲为某款三孔插座。在符合安全用电原则下，请在图乙中用笔画线表示导线将该开关、插座接入家庭电路中。 【答案】 【详解】家庭电路中，开关应连接在火线和插座之间，三孔插座的左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线，且插座上的指示灯与插孔并联，共同由开关控制，如图所示： 24．如图所示，根据安全用电知识，将图中元件用笔画线代替导线连起来（开关仅控制灯泡）。 【答案】 【详解】由图可知，试电笔接触上面的线时，氖管发光，则上面的线为火线，中间的线为零线。灯泡的接法：火线与开关相连，开关的另一端再接到灯泡顶端的金属点，零线接在灯泡的螺旋套上。三孔插座的接法：火线接三孔插座的右孔，地线直接接三孔插座的上孔，零线直接接三孔插座的左孔，如图所示： 25．小聪想测定额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的功率和电阻，将学生电源调到电压为3V，使用滑动变阻器规格为“20Ω，2A”。 (1)在图甲中，用笔画线代替导线将电路连接完整； (2)闭合开关后，若小灯泡断路，其它元件完好，则可能出现的现象是 ； (3)正确连接电路后，实验中当电压表的示数达到1.5V时，电流表的示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻为 Ω，为使灯泡正常发光，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动，同时眼睛注视 （选填“电流表”或“电压表”）； (4)根据测得的数据绘制了小灯泡的I﹣U关系图像如图丙所示。根据图像提供的信息，可计算出灯泡的额定功率是 W。小聪分析发现小灯泡的电阻随两端的电压发生改变，这是因为小灯泡两端电压的变化引起 发生变化，从而导致电阻发生改变； (5)完成上述实验后，小聪进一步思考，提出问题：在没有电流表的情况下，能否测量小灯泡的额定功率？他利用一个阻值为R0的定值电阻，设计的电路图如图丁所示。 ①调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额； ②接着保持滑片位置不变，将电压表B点的接线改接到C点，记录电压表示数为U； ③小灯泡的额定功率为P额＝ （用R0、U额、U等物理量符号表示）。 【答案】(1) (2)灯不发光，电压表有示数，电流表没有示数 (3) 5 右 电压表 (4) 1 温度 (5) 【详解】（1）在图甲中，灯与电流表串联，电压表与灯并联，如图所示： （2）闭合开关后，若小灯泡断路，电压表串联在电路中，其它元件完好，则可能出现的现象是灯不发光，电压表有示数，电流表没有示数。 （3）[1]正确连接电路后，实验中当电压表的示数达到1.5V时，电流表的示数如图乙所示，测量范围为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，此时小灯泡的电阻为 [2][3]为使灯泡正常发光，应增大灯的电压为2.5V，则要减小变阻器的电压，由分压原理知，将滑片向右移动，同时眼睛注视电压表，直到电压表示数为2.5V。 （4）[1]根据绘制了小灯泡的关系图像知，2.5V时的电流为0.4A，计算出灯泡的额定功率是 [2]小灯泡的电阻随温度的变化而变化。电压变化时，会导致灯泡的温度变化，从而使灯泡电阻发生变化。 （5）调节滑动变阻器滑片使电压表示数为，接着保持滑片位置不变，此时灯泡正常发光。 将电压表B点的接线改接到C点，此时电压表测量灯泡和定值电阻两端电压，观察并记录电压表示数，因为各电阻的大小和电压大小都不变，灯泡仍正常发光，根据串联电路的电压规律，定值电阻的电压 由欧姆定律可知，通过定值电阻的电流 根据串联电路的电流规律知，通过灯泡的电流为，小灯泡的额定功率为 26．小明在电学学习中，对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏，他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。 实验一：如图甲所示，在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材：电压恒为6V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个，导线若干。 (1)在检查电路时，他发现有一根导线连接错误，请你在甲图中将连接错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。 (2)要完成该实验，滑动变阻器应该选用以下哪种规格：　　（填下列选项前的字母）。 A．20Ω，0.5A； B．40Ω，0.2A； C．50Ω，1A。 (3)改正电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至最左端。闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化，可能是定值电阻发生 （填“断路”或“短路”）。 (4)更换正常电阻后， A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I﹣R图像，分析图像，你认为 （选填“A”或“B”）同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是： 。 (5)改正错误后，他们都正确完成了实验，并记录相关数据，描绘出合理的图像，据此得出结论： 。 实验二：为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关，设计了如图所示的实验装置（电源、开关未画出）。 (6)图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同，探究 对产生热量多少的影响；图丁是控制导体电阻和通电时间相同，探究 对产生热量多少的影响。 【答案】(1) (2)C (3)断路 (4) A 没有控制定值电阻两端的电压不变 (5)在电压一定时，导体中的电流与其电阻成反比 (6) 电阻大小 电流 【详解】（1）在“探究电流与电阻关系”的实验中，电压表应并联在定值电阻两端测量定值电阻电压，而图中电压表并联在了滑动变阻器和定值电阻两端，故正确电路如图所示： （2）该实验中，应控制定值电阻两端电压不变，由图乙，根据可知A曲线没有控制电压不变，不符合题意，B曲线控制电压为2V不变，因为电源电压为6V，故滑动变阻其两端电压为4V，根据串联电路的分压关系，当定值电阻阻值最大时，滑动变阻器阻值也最大，即滑动变阻器的最大阻值 故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （3）电流表无示数，可判断电路发生了断路，又因为电压表示数较大，电压表并联在定值电阻两端，可判断可能是定值电阻发生了断路。 （4）[1][2]该实验中，应控制定值电阻两端电压不变，根据可知A曲线没有控制电压不变，故A同学的实验操作是错误的。 （5）合理的是图线B，根据B图线可知电压一定时，通过导体的电流和电阻成反比。 （6）[1]图丙中通过导体的电流和通电时间相同，电阻不同，故可探究电阻大小对产生热量多少的影响。 [2]图丁控制导体电阻和通电时间相同，但第二个容器的电阻并联多了一个5Ω的电阻在容器外起到分流作用，故是探究电流对产生热量多少的影响。 27．小濮在测量小灯泡电功率实验中，使用的实验器材有：电压恒为3V的电源、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。 (1)请用笔画线代替导线将图甲补充完整（要求滑片向右移动时，电流表示数增大）。 (2)连接电路过程中，开关应该 （选填“断开”或“闭合”）。 (3)连接、检查、接通电路后，移动滑动变阻器的滑片，并记录电流表、电压表的示数，进行了多次实验，其目的是 （选填“求平均值减小误差”或“寻找普遍规律”）。 (4)小濮根据记录的多组I-U数据，通过描点画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W，由图像可知小灯泡的电阻是 （选填“定值”或“变化的”），这是因为电压越高，小灯泡发光越亮，灯丝 ，其电阻 。 (5)为保证实验顺利进行，请根据图像判断，小濮使用的滑动变阻器可能是以下的 （填选项符号）。 A．“10Ω  0.5A” B．“30Ω  0.3A” C．“50Ω  0.2A” 【答案】(1) (2)断开 (3)寻找普遍规律 (4) 0.625 变化的 温度越高 越大 (5)B 【详解】（1）测量小灯泡电功率实验中，电压表并联在小灯泡两端，小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表量程应选0~3V，滑动变阻器要求滑片向右移动时，电流表示数增大，所以应将右下接线柱接入电路，故连接实物图如下： （2）连接电路过程中，为保护电路安全，防止电路短路损坏元件，开关应断开。 （3）测量小灯泡电功率的实验中，多次实验是为了探究小灯泡在不同电压下的功率，寻找小灯泡的实际功率由实际电压决定的普遍规律。小灯泡两端的实际电压不同，电功率不同，小灯泡的电功率不是定值，求平均值没有意义。 （4）[1]小灯泡的额定电压为2.5V，分析图乙，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流为0.25A，根据电功率计算公式，可得小灯泡的额定功率 [2]图乙中，小灯泡的I-U图像是一条曲线，而不是一条直线，说明小灯泡的电阻不是一个定值，而是变化的。 [3][4]小灯泡两端电压越高，小灯泡越亮，灯丝的温度越高，电阻越大，灯丝电阻随温度的升高而增大。 （5）图乙中，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流为0.25A，所以滑动变阻器允许通过的最大电流应大于0.25A；当小灯泡两端电压为0.5V时，电路中的电流为0.1A，滑动变阻器与小灯泡串联，电源电压为3V，根据串联电路电压规律，可得滑动变阻器两端电压为 根据欧姆定律，可得滑动变阻器的阻值，说明滑动变阻器的最大阻值应大于，综上所述，B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 28．在如图所示电路中，电源电压恒为6V，小灯泡上标有“3V”字样（电阻不变），闭合开关S后，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.2A。求： (1)小灯泡正常发光时的阻值。 (2)通电1min，小灯泡消耗的电能。 【详解】（1）小灯泡正常发光，小灯泡两端的电压 小灯泡正常发光时的阻值 （2）通电1min，小灯泡消耗的电能 29．小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1=4Ω。 (1)只闭合开关S1时，通过R1的电流是多大？ (2)只闭合开关S1时，R1的电功率是多少？ (3)若“速热”挡的电功率为36W，则使用“速热”挡通电10s的时间，R2产生的热量是多少？ 【详解】（1）当只闭合开关S1时，电路中只有R1，根据欧姆定律得，通过R1 的电流为 （2）当只闭合开关S1时，R1 的电功率为 （3）当开关S1、 S2都闭合时，电阻R1和R2并联，电路总电阻最小。根据公式可知，此时电路的总功率最大，处于“速热”挡。在“速热”挡工作时，R1 的电功率不变，所以R2的电功率为 根据焦耳定律，通电10s的时间，R2产生的热量为 30．如图所示，电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V，3W”字样，滑动变阻器R标有“100Ω，1A”字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，为一定值电阻，当闭合开关S、，断开时，灯泡L恰好正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响。求： (1)小灯泡L的电阻； (2)闭合开关S、，断开时，在保证电路安全的情况下，求滑动变阻器的阻值范围； (3)闭合开关S、，断开时，调节滑动变阻器，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率和最小功率之比。 【详解】（1）根据灯泡的规格可得，小灯泡的电阻 （2）当闭合开关S、，断开时，滑动变阻器R与小灯泡L串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路中的电流。为了保证电路安全，电路中的电流不能超过各元件的限制。小灯泡的额定电流为 电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器允许的最大电流为1A。为保护小灯泡，电路中的最大电流不能超过其额定电流，故电路中的最大电流。当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小。此时电路的总电阻为 滑动变阻器接入电路的最小阻值为 此时电压表示数为 未超过电压表15V的量程。当滑动变阻器接入电路的电阻增大时，其两端电压也增大。为保护电压表，其示数不能超过15V，即，此时，滑动变阻器接入电路的电阻达到最大值。小灯泡两端的电压为 电路中的电流（最小电流）为 滑动变阻器接入电路的最大阻值为 该阻值未超过滑动变阻器的最大阻值100Ω。综上所述，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器的阻值范围是 （3）电路消耗的总功率，由于电源电压U恒定，当电路中电流最大时，总功率最大；当电流最小时，总功率最小。由第（2）问的分析可知，在保证电路安全的情况下，电路中的最大电流，电路中的最小电流，故电路消耗的最大功率和最小功率之比 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十五章《电功和电热》单元测试卷（解析版） 注意事项： 1．测试范围：苏科版2024： 九年级下册第15章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．小琴家进户线上装有空气开关，当家庭电路中的总电流大于空气开关的额定电流时，空气开关会发生“跳闸”。小琴家空气开关的额定电流可能是（　　） A．60mA B．600mA C．60A D．600A 2．关于家庭电路与安全用电，下列说法正确的是（　　） A．选择保险丝时应尽量选择粗的 B．当两孔插座的两个线头相碰时，会造成短路 C．高压线发生断线落地时，人可以靠近落地处 D．使用试电笔时，手若接触笔尾金属体，会发生触电事故 3．如图甲所示是一款熨烫衣物的挂烫机，其简化电路如图乙所示，为限流电阻，为加热电阻，S为温控开关，自动切换加热和待机状态。下列说法正确的是（　　） A．开关置于1时为加热状态 B．开关置于2时为待机状态 C．用超导材料制成加热电阻更省电 D．挂烫机工作时主要利用了电流的热效应 4．关于图中的电能表，说法正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪表 B．电能表的示数为2023.6J C．电能表允许通过的最大电流是40A D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越多 5．如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器内密封着等量的空气， ，下列有关说法正确的是（　　） A．通过R1的电流是通过R2的电流的一半 B．通电一段时间，R1产生的热量是 R2产生的热量的2倍 C．R3两端的电压等于R4两端的电压 D．通电一段时间，R3产生的热量是R4产生的热量的4倍 6．如图是一小灯泡L和一电阻R的I-U关系图像，小灯泡的额定电压为3.8V。下列说法正确的是（   ） A．通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比 B．小灯泡的额定功率为1.6W C．将L、R并联在电压是2V的电路中，干路中的电流是0.3A D．将L、R串联在电压是5V的电路中，电路中的电流是0.2A 7．我们的生活离不开电，下列关于电的估测数据中，符合实际的是（　　） A．手机充电器的输出电压约为1.5V B．卧室空调正常工作时的电流约为5A C．电视遥控器的一节电池电压约为12V D．家用电吹风工作1分钟消耗电能1kW·h 8．如图甲所示的某路灯，白天光伏电池对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，图乙是这一过程中的能量转化图（图中a、b、c分别表示某种形式的能量）。下列判断正确的是（　　） A．a是电能，b是电能，c是光能 B．a是电能，b是机械能，c是光能 C．a是机械能，b是内能，c是光能 D．a是内能，b是光能，c是电能 9．如图所示，将电风扇的插头插入三孔插座后，正在工作的电冰箱突然停止工作，但电灯仍然正常工作，拔出电风扇的插头，电冰箱仍不能工作，用试电笔分别测试三孔插座的左、右两孔氖管都发光。如果电路中只有一处故障，则（　　） A．电路的a、b之间导线存在开路 B．电路的d、c之间导线存在开路 C．电冰箱所在电路的b、c间开路 D．三孔插座所在电路的b、c间短路 10．小夏想利用两根电热丝R1、R2自制一个加热器，他设计了如图甲、乙所示的两种电路，电源电压相同，闭合开关让其工作相同的时间，产生的热量为Q甲、Q乙。则下列关系正确的是（　　） A．Q甲>Q乙 B．Q甲=Q乙 C．Q甲<Q乙 D．条件不足无法判断 11．如图1所示，电路图由电流表及PQ部分组成，电源电压恒定不变。两个定值电阻R1和R2，且R2大于R1，按照下面四种不同接法分别接在电路图中的PQ两端，当开关闭合后，以下说法正确的是（　　） A．甲图接入电路后，电流表示数最大 B．乙图接入电路后，电流表示数最小 C．丙图接入电路后，R2消耗的功率最小 D．丁图接入电路后，R1消耗的功率最小 12．如图甲所示电路，闭合开关，滑片在滑动变阻器上某两点间滑动的过程中，L和R的U-I图像如图乙所示。小灯泡的额定电压为2.5V，则下列说法正确的是（　　） A．此过程电路的最小总功率为0.3W B．此过程滑动变阻器的最大功率为0.3W C．小灯泡正常工作时的电阻为25 D．滑动变阻器的最大阻值为10 二、填空题（本题共10小题，每空1分，共20分） 13．将包装口香糖的锡箔纸剪成如图形状，其他条件相同时，C处的横截面积小，电阻 。A、B两端分别与电池正负极接触，观察到C处起火，该现象利用了电流的 效应。 14．图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如图乙所示，电源电压为，电热丝R的电阻为，开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流的 效应工作的，通电产生的热量为 J。 15．如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡L的规格“3V  0.9W”，滑动变阻器的规格“20Ω  1A”，电流表测量范围为0~3A，则小灯泡正常发光时阻值= Ω。当开关、同时闭合，把滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡的亮度将 （选填“变亮”“变暗”或“不变”）。 16．电热水器是常用的家用电器，它有金属外壳，接线时应将其外壳与 （火线/零线/地线）相连以防触电；在只有电热水器工作的情况下，家里标有“”的电能表转盘在100s内转过300转，该电热水器的电功率为 W。 17．如图所示的家庭电路，两虚线框中连入了电灯和开关，则方框 中为开关；闭合开关后，发现电灯不亮，使用测电笔测试a、b、c三点时测电笔的氖管均发光，测试d点时测电笔的氖管不发光，则该电路的故障为c、d之间 。 18．家用电吹风简化电路及主要技术参数如图所示。当开关旋至 时（选填“AB”“BC” 或“CD”），电吹风吹热风，吹热风5min通过电热丝产生的热量是 J。 热风温度 50-70℃ 额定功率 热风时：1000W 冷风时：120W 额定电压 220V 质量 0.5kg 19．在如图所示的电路中，电源电压不变，电阻的阻值为10Ω，闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为 V，该电路消耗的总功率为 W。 20．繁忙的交通路口安装了很多红黄绿交通灯，提醒每位市民要遵守交通规则。若三只灯均标有“220V100W”，其中一只灯正常工作时的电流是 A（保留两位小数），这套设备工作1小时耗电 度。 21．雯雯想知道家里一个月能用多少电，暑假时她观察自家的电能表，读数为，10天后再次查看电能表，读数如图所示，则这段时间内消耗的电能为 度；若一度电0.5元，则这段时间需要缴纳 元电费。 22．如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡上标有“6V，3.6W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，滑动变阻器两端的电压为U1，电流表示数为，R2消耗的功率为P2；断开开关后，先将滑片移到最左端，再闭合开关S1、S3，此时R2消耗的功率为P2'，电流表的示数对比变化了0.5A；而当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电压表的示数是2V，滑动变阻器两端的电压为U1'，电流表示数为I3，已知U1：U1'=1：1，P2：P2'=1：9；则电流表示：= ；通过开关的通断和滑片的移动，该电路总功率的最大值与最小值的差值为 W。 三．解答题（本题共8小题，共56分） 23．图甲为某款三孔插座。在符合安全用电原则下，请在图乙中用笔画线表示导线将该开关、插座接入家庭电路中。 24．如图所示，根据安全用电知识，将图中元件用笔画线代替导线连起来（开关仅控制灯泡）。 25．小聪想测定额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的功率和电阻，将学生电源调到电压为3V，使用滑动变阻器规格为“20Ω，2A”。 (1)在图甲中，用笔画线代替导线将电路连接完整； (2)闭合开关后，若小灯泡断路，其它元件完好，则可能出现的现象是 ； (3)正确连接电路后，实验中当电压表的示数达到1.5V时，电流表的示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻为 Ω，为使灯泡正常发光，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动，同时眼睛注视 （选填“电流表”或“电压表”）； (4)根据测得的数据绘制了小灯泡的I﹣U关系图像如图丙所示。根据图像提供的信息，可计算出灯泡的额定功率是 W。小聪分析发现小灯泡的电阻随两端的电压发生改变，这是因为小灯泡两端电压的变化引起 发生变化，从而导致电阻发生改变； (5)完成上述实验后，小聪进一步思考，提出问题：在没有电流表的情况下，能否测量小灯泡的额定功率？他利用一个阻值为R0的定值电阻，设计的电路图如图丁所示。 ①调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额； ②接着保持滑片位置不变，将电压表B点的接线改接到C点，记录电压表示数为U； ③小灯泡的额定功率为P额＝ （用R0、U额、U等物理量符号表示）。 26．小明在电学学习中，对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏，他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。 实验一：如图甲所示，在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材：电压恒为6V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个，导线若干。 (1)在检查电路时，他发现有一根导线连接错误，请你在甲图中将连接错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。 (2)要完成该实验，滑动变阻器应该选用以下哪种规格：　　（填下列选项前的字母）。 A．20Ω，0.5A； B．40Ω，0.2A； C．50Ω，1A。 (3)改正电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至最左端。闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化，可能是定值电阻发生 （填“断路”或“短路”）。 (4)更换正常电阻后， A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I﹣R图像，分析图像，你认为 （选填“A”或“B”）同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是： 。 (5)改正错误后，他们都正确完成了实验，并记录相关数据，描绘出合理的图像，据此得出结论： 。 实验二：为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关，设计了如图所示的实验装置（电源、开关未画出）。 (6)图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同，探究 对产生热量多少的影响；图丁是控制导体电阻和通电时间相同，探究 对产生热量多少的影响。 27．小濮在测量小灯泡电功率实验中，使用的实验器材有：电压恒为3V的电源、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。 (1)请用笔画线代替导线将图甲补充完整（要求滑片向右移动时，电流表示数增大）。 (2)连接电路过程中，开关应该 （选填“断开”或“闭合”）。 (3)连接、检查、接通电路后，移动滑动变阻器的滑片，并记录电流表、电压表的示数，进行了多次实验，其目的是 （选填“求平均值减小误差”或“寻找普遍规律”）。 (4)小濮根据记录的多组I-U数据，通过描点画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W，由图像可知小灯泡的电阻是 （选填“定值”或“变化的”），这是因为电压越高，小灯泡发光越亮，灯丝 ，其电阻 。 (5)为保证实验顺利进行，请根据图像判断，小濮使用的滑动变阻器可能是以下的 （填选项符号）。 A．“10Ω  0.5A” B．“30Ω  0.3A” C．“50Ω  0.2A” 28．在如图所示电路中，电源电压恒为6V，小灯泡上标有“3V”字样（电阻不变），闭合开关S后，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.2A。求： (1)小灯泡正常发光时的阻值。 (2)通电1min，小灯泡消耗的电能。 29．小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1=4Ω。 (1)只闭合开关S1时，通过R1的电流是多大？ (2)只闭合开关S1时，R1的电功率是多少？ (3)若“速热”挡的电功率为36W，则使用“速热”挡通电10s的时间，R2产生的热量是多少？ 30．如图所示，电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V，3W”字样，滑动变阻器R标有“100Ω，1A”字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，为一定值电阻，当闭合开关S、，断开时，灯泡L恰好正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响。求： (1)小灯泡L的电阻； (2)闭合开关S、，断开时，在保证电路安全的情况下，求滑动变阻器的阻值范围； (3)闭合开关S、，断开时，调节滑动变阻器，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率和最小功率之比。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $