第十三章 电功和电功率 单元练习-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

第十三章电功和电功率 一、单选题 1．把一定值电阻接到某电压不变的电源两端，的功率为100W。将与另一个定值电阻串联后接到同一电源两端，功率为81W，则电阻消耗的功率是（　　） A．8W B．9W C．10W D．12W 2．下列估测最符合实际的是（   ） A．光在空气中的传播速度约为 B．1个标准大气压下冰的熔点为0℃ C．华为手机充电器的输出电压约为36V D．一盏护眼台灯正常工作1h消耗的电能约为1kW·h 3．如图所示为电烤炉的简化电路图，小张查看说明书后得知：R1、R2均为电热丝，R1=44Ω，R2=66Ω。当开关S1闭合，S2处于不同状态时，电烤炉处于不同挡位，忽略温度对电热丝电阻的影响。下列说法正确的是（　　） A．闭合S1、S2时，电烤炉处于低温挡状态 B．电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，R1两端的电压之比为3:2 C．电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，电路在相同时间内所消耗的电能之比为5:2 D．电烤炉处于低温挡状态时，R1、R2所消耗的电功率之比为3:2 4．当温度降到一定程度时，某些金属导体的电阻会突然消失，这种现象被称为超导现象。目前，我国对超导体的研究已走在世界前列。若常温下的超导体研制成功，则它适合于做（　　） A．保险丝 B．输电线 C．电饭锅的发热盘 D．滑动变阻器的电阻线 5．两个定值电阻R1和R2，将它们串联后接在电路中，总功率为P1，将它们并联后接在原电路中，总功率为P2，则（　　） A．P1=P2 B．P1>P2 C．P1<P2 D．无法判断 6．小明家新购置了一款智能扫地机器人，关于扫地机器人的说法正确的是（　　） A．扫地机器人工作主要是把电能转化为机械能 B．可以用潮湿的手去触摸电源 C．可以把三脚插头上最长的插头去掉，插入两孔插座中 D．空气开关跳闸一定是短路引起的 7．某型号电热水瓶具有高热挡、加热挡、保温挡、电动出水挡及干烧断电功能，其简化电路如图所示。壶底温控开关S通常是闭合的，当壶底发热盘的温度达到120℃时，干烧断电功能会自动断开防止干烧；按下壶壁温控开关S2后，可以对水进行快速加热或普通加热，水烧开后S2将自动断开，同时启动保温功能；电动出水开关通常是断开的，按下时电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为100W。电磁泵的规格是“12V，12W”，电磁泵能正常工作，R1=10R2，下列结论正确的是（　　） A．加热挡烧水功率为1210W B．通过温控开关S的最大电流为5.5A C．电热水瓶保温同时将水抽出，经过20s电热水瓶消耗的电能为2240J D．电热水壶以高加热功能工作了10min，电流通过电热丝产生的热量为7.26×105J 8．某科技小组设计了一种能自动记录跳绳的次数的跳绳自动计数器，其简化电路如图甲所示，电源电压为6V，是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向的红外线时，的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。某一时段AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示，下列有关说法错误的是（　　） A．光敏元件主要是用半导体材料制作的 B．绳子挡住了射向的红外线时，信号处理系统记录的电压为1V C．绳子没有挡住红外线时， D．绳子没有挡住红外线时消耗的电功率是绳子挡住时消耗的电功率的9倍 二、填空题 9．如图所示是家用电能表的表盘，该家中同时能接入的用电器的最大功率是 W，关闭家中其他用电器，只用一个电水壶烧水，将质量为1.5kg、初温为20℃的水烧开（标准大气压下），用时12min，如图所示的电能表指示灯闪烁320次。则电水壶的实际电功率为 W，电水壶的加热效率是 %。[] 10．如图甲是通过灯泡L的电流与其两端电压的关系图像。将灯泡L与阻值为的电阻R连入图乙所示电路，闭合开关S，当灯泡L的实际功率为时，电阻R在内产生的热量为 J。 11．小刚利用如图甲所示的电路测量额定电压为的小灯泡正常发光时的电功率。实验过程中，调节滑动变阻器的滑片直到电压表的示数为 V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 12．如图所示，有居民将电线插座从窗口悬挂至室外，给电瓶车充电，“飞线”充电存在安全隐患： (1)夜晚气温下降，空气中的水蒸气 （填物态变化名称）成小水珠附着在插座内部，会导致电路 （选填“短路”或“断路”）； (2)悬挂于室外的电线与窗台、外墙等摩擦，会导致绝缘皮破损，人体接触 线绝缘皮破损处，导致触电事故； (3)某次充电中，上图电能表指示灯在1min内闪烁8次，则本次充电的功率为 W。 13．近年来，新能源汽车越来越受到人们的青睐。在专门建设的快速充电桩内可以实现快速充电，快速充电是以较大电流为汽车提供短时充电服务，若充电电压为380V，充电电流为200A，则充电时电功率是 kW，充电30min要消耗 kW·h电能，若充电桩着火，应立即采取的措施是 （填“切断电源”或“用水灭火”）。 三、实验题 14．“测量小灯泡电功率”的实验电路如图甲所示。电源电压约为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)某次实验时，闭合开关，灯不亮，电压表和电流表的示数都不为零，灯泡不亮原因可能是 ； (2)某次实验时，闭合开关，滑片P移到某个位置时，电压表的示数为2.2V，若想让小灯泡正常发光，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，若灯正常发光时电流表的示数如图乙所示，读数为 A，此灯泡的额定电功率为 W； (3)从闭合开关到灯泡正常发光，灯泡的阻值变化量的大小为ΔR1，滑动变阻器接入电路的阻值变化量大小为ΔR2，它们的大小关系是ΔR1 ΔR2（填大于、小于或等于）。 15．小王和同学为探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲所示的电路图，小组成员在实验室找到如下器材：电压恒为的电源，电流表、电压表各一只，开关一个，阻值分别为、、的定值电阻各一个，滑动变阻器一个，导线若干。 (1)连接电路前，开关应 ： (2)请用笔画代替导线，把电路连接好，要求向右移动滑片，电流表示数变小； (3)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至 （选填“C”或“D”端）； (4)现电路中接入的是的定值电阻，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表示数如图丙所示，为 A，定值电阻消耗的电功率为 W； (5)多次实验后，分析数据得出结论：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。 四、计算题 16．假期，典典发现妈妈在看短视频直播间里卖电热水壶，直播间里主播在大声吆喝：“热得快，热得快，快来看，3分钟，水烧开！”“热得快，超省电，我们家1000W热水壶比友商1500W的更省电！”，典典同学来了兴趣，进入购物橱窗查看这款电热水壶（如图）的相关数据，记录如下：“水壶品牌：××牌节能热水壶；额定电压：220V；额定功率：1000W；容积：2L；超温保护器：自动断开温度110℃；优点：高效、节能”。同时典典同学也收集了当地的一些数据：当地大气压为1个标准大气压，水的常温为30℃，（，）。 请你根据典典提供的相关数据，帮典典同学和妈妈一起计算、分析： (1)相同条件下，不考虑热损耗，1000W的热水壶比1500W的 （选填“更省电”或“耗电一样”）。 (2)电热水壶正常工作时的电阻是多少？ (3)烧开一壶水需要的热量是多少？ (4)通过计算说明主播宣传的“3分钟，水烧开”是否可信。 17．如图所示电路，电源电压保持不变，是定值电阻，是最大阻值为的滑动变阻器。闭合开关，当的滑片位于最左端时，电路中的电流为0.6A。求： (1)电阻的阻值； (2)滑片从最左端移动到最右端的过程中，滑动变阻器的最大功率。 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B B C B C A D D 1．B 【详解】当 单独接电源时，功率 当 与串联时，电路电流，此时 的功率 化简得 ，则 与串联，电流相同，根据公式，可知，则，，故电阻消耗的功率为9W。 故选B。 2．B 【详解】A．光在空气中的传播速度约为，故A不符合题意； B．常见温度中，1个标准大气压下冰的熔点为0℃，故B符合题意； C．华为手机充电器的输出电压约为5V，故C不符合题意； D．一盏护眼台灯正常工作的功率一般在40W左右，假设护眼台灯功率 可算出1小时消耗电能约为 由于消耗的电能远小于1kW·h，故D不符合题意。 故选B。 3．C 【详解】A．由电路图知，两个开关都闭合时，电阻R2被短路，R1单独工作，电路中的总电阻较小，据知，电路总功率较大，处于高温挡；开关S1闭合，S2断开时，两个电阻串联在电路中，电路的总电阻较大，据知，电路总功率较小，处于低温挡。故A错误； B．电烤炉处于高温挡时，R1两端的电压为220V，低温挡时，电路的总电阻 R=R1+R2=44Ω+66Ω=110Ω 据串联电路的分压特点有 44Ω:110Ω=U1:220V 解得，R1两端的电压为U1=88V。高温挡与低温挡状态时，R1两端的电压之比 U:U1=220V:88V=5:2 故B错误； C．电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，电路在相同的时间内所消耗的电能之比 故C正确； D．处于低温状态时，R1、R2所消耗的电功率之比 故D错误。 故选C。 4．B 【详解】A．保险丝利用的是电流的热效应，当电流过大时，自动熔断来保护电路，如果保险丝用超导体制成，当电流过大时，无法熔断，故A不符合题意； B．利用超导体制成输电线，在输电过程中不会由于电流流过导体产生热而损失电能，可以减少电能的损失，故B符合题意； C．电饭锅的发热盘是利用电流的热效应工作的，若电阻为零，无法将电能转化为内能，电饭锅无法加热，故C不符合题意； D．滑动变阻器是靠改变电阻线在电路中的长度来改变电阻，若电阻为零，滑动变阻器不能改变电阻，故D不符合题意。 故选B。 5．C 【详解】两电阻串联时，电路中总电阻为 两电阻并联时，根据并联电路电阻特点可知，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，故，两电阻串联与并联后接在同一电源上，电压U相等，由可知。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．A 【详解】A．扫地机器人工作时消耗电能，获得机械能，故它在运动时电能转化为机械能，故A正确； B．湿手触碰正在充电的扫地机器人，一旦发生漏电容易触电，对人体造成伤害，故B错误； C．三脚插头上最长的插头为接地线，能有效防止用电器漏电时人触电，不宜去掉，故C错误； D．空气开关“跳闸”是由于电路中电流过大，可能是电路中总功率过大或短路引起的，故D错误。 故选A。 7．D 【详解】已知壶底温控开关S通常是闭合的，分析电路可知：当开关S1与b点接触时，电阻R1与R2串联，此时总电阻最大，总功率最小，电热水瓶处于保温挡；当闭合开关S2，开关S1与a点接触时，电阻R1与R2并联，此时总电阻最小，总功率最大，电热水瓶处于高热挡；当闭合开关S2，开关S1与b点接触时，只有电阻R2工作，此时电路消耗的电功率较大，电热水瓶处于加热挡；只闭合开关S和S3时，电动机和电阻R3串联，电磁泵将水抽出。 A．已知保温功率P保＝100W，则保温时的总电阻为 因为R1=10R2，所以R1+R2=11R2=484Ω 解得R2=44Ω，则R1=10R2=10×44Ω= 440Ω 电热水瓶处于加热挡时，只有电阻R2工作，则加热挡烧水功率为，故A错误。 B．电热水瓶处于高热挡时，R1与R2并联，其总电阻为 高热挡时电路的总电流 当电热水瓶以高热挡加热且同时电磁泵抽水时，总功率最大，总电流最大，由P=UI可得通过电磁泵支路的电流 所以通过温控开关S的最大电流为，故B错误。 C．电热水瓶保温同时将水抽出，t=20s，保温时消耗的电能W保=P保t=100W×20s= 2000J 电磁泵和R3所在支路消耗的电能W泵=UI泵t =220V×1A×20s=4400J 则电热水瓶消耗的总电能W总=W保+W泵=2000J+4400J=6400J，故C错误。 D．电热水瓶以高加热功能工作了10min，电流通过电热丝产生的热量为Q=W=UI高热t′=220V×5.5A×600s=7.26×105J，故D正确。 故选D 。 8．D 【详解】A．光敏元件制作的材料主要是硅等半导体材料，利用的是半导体，故A正确，不符合题意； B．由甲图电路知道，两电阻串联，AB间电压为两端电压，由题意可知，当绳子挡住了射向的红外线时，阻值变大，根据串联电路的分压原理知，分得电压增大，分得电压减小，若绳子没有挡住射向的红外线时，阻值小，根据串联电路的分压原理知，分得电压小，分得电压大，所以由图乙可知，当绳子挡住了射向的红外线时， 自动计数器会计数一次，即信号处理系统记录的电压为1V，故B正确，不符合题意； C．当绳子没有挡住红外线时，阻值变小，分得电压减小，分得电压增大，由图乙可知，此时， 根据串联电路的分压规律知道， 即 所以，故C正确，不符合题意； D．绳子挡住了射向的红外线时，此时两端的电压为1V，根据串联电路的电压规律可知，此时两端的电压为 根据串联电路的分压规律知道， 所以，消耗的功率为，绳子没有挡住红外线时，消耗的功率为，所以绳子没有挡住红外线时消耗的电功率与绳子挡住时消耗的电功率之比为 即，故D错误，符合题意 。 故选D。 9． 4400 1000 70 【详解】[1]“220V”表示电能表的工作电压，“10(20)A”中，10A是电能表的标定电流，20A是电能表短时间允许通过的最大电流，则家中同时能接入的用电器的最大功率为 [2]已知电能表指示灯闪烁320次，则电水壶消耗的电能 所以电水壶的实际功率为 [3]在标准大气压下，水的沸点为100℃，可得水吸收的热量为 所以电水壶的加热效率为 10．72 【详解】由图乙可知，R与L并联，并联电路中各支路两端电压与电源电压相等。由图甲可知，当电源电压是12V时，灯L的电流为0.4A，此时灯L的实际功率为 所以灯L的实际功率为4.8W时，电源电压为12V，此时电阻R在10s内产生的热量为 11． 2.5 0.6 【详解】[1]当小灯泡两端电压等于额定电压时，小灯泡正常发光，利用伏安法测量小灯泡的电功率时，电压表并联在小灯泡两端，所以要让电压表的示数等于小灯泡的额定电压，即。 [2]由图可知，电流表的测量范围为，此时电流表的示数为，则小灯泡的额定功率。 12．(1) 液化 短路 (2)火 (3)150 【详解】（1）[1][2]夜晚气温下降，空气中的水蒸气遇冷会液化成小水珠附着在插座内部，会导致火线和零线直接相连，使得电路短路。 （2）常见的触电是直接或间接触摸火线造成的；悬挂于室外的电线与窗台、外墙等摩擦，会导致绝缘皮破损，人体接触火线绝缘皮破损处，会导致触电事故。 （3）消耗的电能为 则本次充电的功率为 13． 76 38 切断电源 【详解】[1]由题意可知，充电电压和充电电流的值，根据，可得充电时电功率 [2]由题意可知充电时间 由电能公式，可得充电30min消耗的电能 [3]水是导体，若用水灭火，可能会导致触电事故，还可能会因水的流动使火势蔓延，造成更严重的后果。而切断电源可以阻止电流继续提供能量，防止火势因电的因素进一步扩大，是更安全、正确的做法。 14．(1)灯泡的实际电功率太小 (2) B 0.32 0.8 (3)小于 【详解】（1）实验中，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡的电压，电流表测量电路电流。某次实验时，闭合开关，灯不亮，电压表和电流表的示数都不为零，说明灯泡没有断路，也没有短路，则灯不亮的原因可能是灯泡的电功率太小，不足以发光。 （2）[1]某次实验时，闭合开关，滑片P移到某个位置时，电压表的示数为2.2V，若想让小灯泡正常发光，应将滑片P向B端移动，减小滑动变阻器接入电路中的电阻，增大通过小灯泡的电流，直到电压表的示数为2.5V。 [2]由图乙所示，电流表的量程为0~0.6A，电流表的分度值为0.02A，示数为0.32A。 [3]灯泡的额定电功率为 （3）从闭合开关到灯泡正常发光，灯泡的电压最大，实际功率增大，温度升高，根据灯丝电阻随温度升高而增大可知，灯泡的电阻增大。因为电源电压不变，灯泡两端电压增大，则滑动变阻器两端电压减小，滑动变阻器接入电路的电阻减小。设电源电压为U，开始时灯泡电阻为RL1，滑动变阻器接入电路的电阻为R滑1，由串联电路的特点与欧姆定律可得 由于，则，则，即则。 15．(1)断开 (2) (3)D (4) 0.4 0.8 (5)反比 【详解】（1）连接电路时，为了保护电路，开关应断开。 （2）探究电流与电阻的关系的实验中，滑动变阻器与定值电阻串联，要求向右移动滑片，电流表示数变小，说明电路中的电阻变大，即滑动变阻器接入电路的电阻变大，滑动变阻器应接入左下接线柱，变阻器左下接线柱与电阻右接线柱相连接，如图： （3）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器应滑到最大值，即应将滑动变阻器的滑片移至D端。 （4）[1][2]如图丙所示，电流表接入测量范围，分度值为0.02A，电流表示数为0.4A；定值电阻的阻值为5Ω，通过定值电阻的电流为0.4A，消耗的电功率为 （5）实验数据表明，在导体两端的电压恒定时，通过导体的电流与导体电阻的乘积保持不变，故二者成反比关系；可得结论：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 16．(1)耗电一样 (2)48.4Ω (3)5.88×105J (4)不可信 【详解】（1）根据题意，在相同条件下烧开同样多的水，水吸收的热量是相同的，在不考虑热损耗的情况下，电热水壶消耗的电能全部转化为水的内能，即 因此，两种功率的电热水壶消耗的电能是相同的，即耗电一样，功率大的热水壶只是加热时间更短。 （2）电热水壶正常工作时，其实际功率等于额定功率，实际电压等于额定电压，根据电功率公式可得，电热水壶的电阻为 （3）电热水壶装满水时，水的体积为2L，即，根据密度计算公式，可得水的质量为 在1个标准大气压下，水的沸点是100℃，根据热量计算公式，可得水吸收的热量为 （4）假设电热水壶产生的热量全部被水吸收，没有热量损失，即 电热水壶正常工作时的功率为1000W，根据功率计算公式，可得烧开这壶水所需的最短时间为 将时间单位换算为分钟 由于实际加热过程中存在热量损失，实际加热时间会更长，计算得出的最短时间9.8min大于主播宣传的3min，所以主播的宣传是不可信的。 17．(1)15Ω (2)1.35W 【详解】（1）闭合开关，当R2的滑片位于最左端时，此时电路中只有R1，电阻R1的阻值为 （2）电路中电阻R1和滑动变阻器R2串联，滑动变阻器R2的功率为 分析上式可知，当R2=R1=15Ω时，滑动变阻器的功率最大为 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 $