第十五章 电功和电热 单元测试-2025-2026学年苏科版物理九年级下学期

**基本信息** 苏科版九年级物理第十五章《电功和电热》单元卷，以家庭电路、电功电热计算为核心，融合“兆瓦闪充”技术、智能农业大棚等真实情境，全面覆盖单元知识点，适配单元复习巩固与核心素养提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题/30分|家庭电路连接、安全用电、动态电路分析|结合体重秤电路、即热式水龙头等生活情境，考查物理观念| |填空题|5题/20分|电功计算、串并联电路功率、比热容应用|融入3D打印笔、充电桩技术，体现科技前沿与科学思维| |实验题|2题/24分|测量小灯泡功率、焦耳定律探究|通过故障分析、图像数据处理，培养科学探究能力| |计算题|2题/20分|电火锅多挡位功率、电路综合计算|联系实际加热效率问题，强化科学态度与责任|

第十五章电功和电热 一、单选题 1．对于家庭电路的理解，下列说法正确的是（    ） A．使用三脚插头的用电器不一定是大功率用电器 B．按照入户线、空气开关、电能表的顺序连接电路 C．漏电保护器和空气开关都会在电流过大时断开 D．家庭电路的入户线有三条，分别是相线、中性线和保护线 2．如图所示是家庭电路的部分连接情况，则下列说法正确的是（　　） A．该家庭一共用电123.4kW·h B．该家庭同时工作的用电器的总功率不能超过2200W C．当电路中发生漏电时空气开关会起到保护作用 D．图中的两根进户线分别为火线和地线 3．体重秤称量的质量越大，仪表显示的数值越大，它的电路原理如图乙所示，其中为压敏电阻，为定值电阻，电路中串联一个仪表。以下说法正确的是（　　） A．电路中串联的仪表是一个电压表 B．人体质量越大，的电阻值越大 C．人体质量越大，电路中电流越小 D．人体质量越大，的电功率越大 4．小陈家新购置一款即热式电热水龙头，可快速将常温水加热至45℃使用。已知水的比热容为，若该水龙头30s内出水量为1L，加热过程不计热量损失，则电热水龙头正常工作的功率约为（　　） A．4W B．40W C．400W D．4000W 5．如图所示为某家庭电路图，关于该电路下列说法正确的是（　　） A．导线a是零线 B．测电笔接触三孔插座右边孔时，手要接触笔尾金属体 C．空气开关跳闸是由于检测到漏电电流超过安全阈值 D．图中的小灯泡和控制小灯泡的开关可以互换位置 6．如图所示，关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（    ） A．图甲中，导线绝缘皮破损可以继续安全使用 B．图乙中，使用测电笔时手应握住笔尖金属体 C．图丙中，人体会触电，此时漏电保护器不会自动切断电路 D．图丁中，断开开关，更换灯泡时不用担心触电风险 7．如图所示，电源电压恒为6V，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程“0~3V”，滑动变阻器、小灯泡L（灯丝电阻不变）分别标有“20Ω  1A”、“2.5V  0.5A”字样。在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项中正确的是（　　） A．电流表的示数变化范围是0.3A~0.5A B．电压表的示数变化范围是1.2V~3V C．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是5Ω~20Ω D．灯泡的电功率范围是0.288W~1.25W 8．将一只“220V 100W”白炽灯和“220V 60W”的白炽灯串联接在220V的电源上，则两灯消耗的总功率P（   ） A． B． C． D． 9．如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，断开，甲、乙两表为电流表时，和消耗的功率；当开关S和都闭合，甲、乙两表为电压表时，两电压表示数分别为和，消耗的功率分别为和，则下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 10．智能农业大棚中常装有湿度自动监控电路，其原理如图所示，电源电压保持不变，为湿敏电阻，其阻值随湿度的减小而增大（的阻值在50Ω~80Ω之间变化），为定值电阻，阻值为50Ω。当棚内湿度减小时，下列说法正确的是（　　） A．电压表V1的示数变小，电压表V2的示数不变 B．电压表V1的示数与电流表A的示数之比不变 C．湿敏电阻的阻值变化过程中，的功率一直在减小 D．电压表V1的示数变化量与电流表A的示数变化量之比变大 二、填空题 11．如图甲的3D打印笔通电后，笔内的电阻丝发热，使笔内材料熔化。其加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为5V，打印笔有高、低温两个挡位，已知，。当闭合开关、时，打印笔处于______温挡。打印笔在低温挡工作10s，电路产生的热量为______J。 12．比亚迪发布的全液冷“兆瓦闪充”技术在充电领域引起了巨大反响。为了提高冷却效果，液冷冷却液应该选用_________大的液体。该充电桩最大输出功率可以达到1000kW，它支持最高充电电压达到1000V，则最高输出电流为_________A。 13．把标有“6V  6W”的小灯泡L₁和标有“6V  3W”的小灯泡L₂串联后接在电源电压为6V的电路中，通过L1和L2的电流之比为___________，L1比L2___________（选填“亮”或“暗”），它们的总功率___________（选填“大于”“小于”或“等于”）3W；若将L1和L2并联在电源电压3V的 电路中，L1和L2的实际功率之比为___________。（不考虑温度对灯泡电阻的影响） 14．如图甲所示的电路，电源电压恒定，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片的过程中，定值电阻与滑动变阻器的U－I图像如图乙所示。则定值电阻的阻值为______Ω，电路中的最大电功率为______W。 15．如图所示，电源电压恒为6V，若将甲、乙、丙三个装置的导线分别接在ab两点间，则在100s内消耗电能最少的装置是______，消耗的电能为______J。为了探究电流通过导体时产生的热量与电阻大小的关系，应将______两个装置的电阻串联后接入ab之间进行实验。 三、作图题 16．请用笔画线表示导线，将图中的电灯、开关和插座接入家庭电路中。 四、实验题 17．小田同学在“测量小灯泡的额定功率”实验中，所用电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格是“50Ω  1A”。 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲连接完整；（要求：导线不能交叉） (2)连接完电路后，闭合开关发现电压表和电流表均无示数，灯泡不亮，移动滑片时电压表和电流表仍然没有示数，灯泡不亮。电路的故障可能是_______； A．灯泡短路 B．滑动变阻器短路 C．灯泡断路 D．滑动变阻器断路 (3)故障排除后重新闭合开关，移动滑片，发现电压表示数为2.0V，要测定小灯泡的额定功率，则小田应将滑片适当地向_______（选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为2.5V；若小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_______W； (4)如果测得通过小灯泡的电流随电压变化的关系如图丙所示，若把这样的两只灯泡串联接在4V的电源上，则此时每只灯泡的实际功率为_______W。 (5)结合图丙的数据可知，灯泡的电流与电压不成正比，其原因是：_______； (6)小田完成实验后，他还想探究“电流与电阻的关系”，于是在不改变其他连接的情况下，将图中的小灯泡换成四个阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω和30Ω的定值电阻，小田先将5Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电压表的示数为2V；接着用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关后，他应将滑动变阻器的滑片向_______端移动（选填“左”或“右”）。当他把30Ω的电阻接入电路时，小田发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻接入电路都能顺利完成实验，他应控制定值电阻两端的电压范围为_______V。 18．在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时，小明和小华同时进行了实验，小明设计的实验电路如图1所示，两个完全相同的玻璃瓶甲、乙内，瓶中插入温度计a、b。 (1)为了让实验效果更显著，小明应在图1的甲、乙两瓶中加入质量、初温均相同的_______（选填“煤油”或“水”）； (2)实验中，通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，下列实验应用了该研究方法的是（　　）（选填序号）： A．探究电流与电压、电阻的关系 B．探究导体电阻的大小与哪些因素有关 C．“伏安法”测电阻 (3)爱思考的小明，还利用该实验装置比较不同物质的吸热能力，在图1甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，要求甲乙玻璃瓶中的电阻R甲______R乙。闭合开关，一段时间后，若温度计a比温度计b温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体比热容的关系，c甲______c乙。（均选填“>；”、“<；”或“=”） (4)另一小组的小华同学用如图2探究电流通过导体产生的热量与电流关系的实验，实验中给装置通电，_______（选填“左边”或“右边”）U形管内的液面高度变化较快，产生的热量之比为_______。 五、计算题 19．图甲是一新款电火锅，图乙是其内部电路简化图，图丙是该电火锅铭牌，中温挡功率模糊不清。求： (1)中温挡功率； (2)仅闭合开关S、，电火锅在低温挡工作，求出和的比值； (3)电火锅正常工作时，用高温挡加热质量为2kg、初温为20℃的水，经过10min水温升高到100℃，求此过程中电火锅的加热效率。[] 20．如图甲是定值电阻和标有“8V  8W”灯泡L的关系图像。如图乙所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为。当开关S、S2闭合，开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，灯泡的实际功率为1W。求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)灯泡的实际功率为时，滑动变阻器产生的热量； (3)当开关S、S1、S2同时闭合，调节滑片P，计算电路消耗的最大功率。 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 《第十五章电功和电热---2025-2026学年苏科版物理九年级下学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A D D B C D A B C 1．A 【详解】A．三脚插头的核心功能是提供‌接地保护‌，主要针对‌带金属外壳‌的用电器，以防止漏电时发生触电事故，因此使用三脚插头的用电器不一定是大功率用电器，故A正确； B．根据家庭电路的知识可知，输电线进户后首先接到电能表上，然后接空气开关，故B错误； C．家庭电路中空气开关，主要作用是在电流太大时断开，漏电保护器，只有在电路发生漏电时，才会切断电源，故C错误； D．家庭电路的入户线有两条，分别是中性线和相线，故D错误。 故选A。 2．A 【详解】A．电能表读数单位为，最后一位是小数位，由图可知该家庭一共用电，故A正确； B．由和电能表参数可知，可得该家庭电路允许的最大总功率为 故B错误； C．空气开关仅在电路电流过大时切断电路保护电路；发生漏电时，漏电保护器会起到保护作用，故C错误； D．家庭电路的两根进户线分别是火线和零线，故D错误。 故选A。 3．D 【详解】A．由图乙知，体重秤串联在电路中，相当于一个电流表，故A错误； BCD．图乙电路图中，两个电阻及体重秤串联在电路中，压敏电阻R1随着人体质量增大而变小，所以人体质量变大时，电路总阻值变小，而电源电压不变，据欧姆定律知，电路的电流变大，据串联电路的分压特点知，压敏电阻两端的电压变小，定值电阻R2两端电压变大，R2的电功率变大，故D正确，BC错误。 故选D。 4．D 【详解】出水量为 出水的质量为 常温水初始温度约为，加热后温度为，因此温度变化为 水吸收的热量 不计热量损失，电流做功，则电热水龙头正常工作的功率为 与比较接近，故选D。 5．B 【详解】A．家庭电路中开关需要接在火线上，由图可知开关接在导线a上，因此a是火线，故A错误； B．使用测电笔时，手必须接触笔尾金属体，才能形成通路使测电笔正常工作，该操作符合测电笔的使用要求，故B正确； C．空气开关跳闸的原因是电路总电流过大，由短路或用电器总功率过大导致，漏电触发的是漏电保护器，故C错误； D．若小灯泡和开关互换位置，开关会接在零线上，断开开关后灯泡仍与火线相连，存在触电风险，不符合安全用电要求，不能互换位置，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．导线绝缘皮破损后，里面的金属线裸露在外，容易发生漏电和触电事故，不能继续安全使用，故A错误； ‌B．使用测电笔时，手应握住笔尾金属体，不能接触笔尖金属体，否则容易发生触电危险，故B错误； C．图丙中，人站在绝缘凳上，电流从人的一只手进入，通过人体从另一只手流出，相线和中性线通过的电流相同，这种情况下漏电保护器不会自动切断电路，故C正确； D‌．图丁中，开关接在中性线和灯泡之间，断开开关时，灯泡未与火线断开连接，此时更换灯泡，人接触灯泡有触电风险，故D错误。 故选C。 7．D 【分析】首先判断电路连接方式，根据灯泡和电表的参数确定电路的最大电流；再根据串联电路电压规律以及欧姆定律求出滑动变阻器的最小阻值；当滑动变阻器阻值最大时，电路电流最小，此时根据欧姆定律可求出最小电流，再结合串联电路电压规律求出灯泡两端的最小电压；根据电功率公式，求出灯泡的最小和最大电功率，进而分析各选项。 【详解】由图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测电路电流，电压表测灯泡两端电压，灯泡灯丝电阻不变， 灯泡额定电流，电流表量程，滑动变阻器允许，电压表量程，但灯泡额定电压只有，因此灯泡两端最大电压为，因此电路最大电流 此时灯泡最大功率 滑动变阻器两端电压 滑动变阻器接入最小阻值 当滑动变阻器接入最大阻值时，电路总电阻最大，电流最小。总电阻为 电路最小电流 此时，灯泡两端最小电压 灯泡最小功率 A．电流变化范围是，故A错误； B．电压表示数，即灯泡电压变化范围是，故B错误； C．滑动变阻器连入阻值范围是，故C错误； D．灯泡电功率范围是，故D正确。 故选D。 8．A 【详解】两灯串联后总电阻变大，根据可知，电压为220V时，总功率一定小于任意一个灯单独工作时的功率，因此总功率小于60W，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．B 【详解】BD．当S闭合、S1断开，甲、乙为电流表时，此时与并联，各电阻两端的电压等于电源电压。根据 得，和消耗的功率比 故和的电阻比 当S、S1都闭合，甲、乙为电压表时，电压表相当于开路，此时与串联，电路中的电流处处相等。根据得，和消耗的功率比 即 ，故B正确，D错误； AC．甲电压表测电源总电压 乙电压表测两端电压，则，则甲、乙两电压表示数比 即，故AC错误。 故选B。 10．C 【详解】由图可知，定值电阻与湿敏电阻串联，电压表测两端电压，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流。 A．当棚内湿度减小时，阻值变大，根据串联分压原理可知，两端的电压变大，的示数变大。电源电压保持不变，电压表的示数不变，故A错误； B．由欧姆定律可知，电压表的示数与电流表A的示数之比为的阻值，湿敏电阻的阻值随湿度的减小而增大，因此该比值变大，故B错误； C．根据欧姆定律，串联电路中的电流 则的功率 根据数学知识，当时，的表达式中分母最小，取得最大值。湿敏电阻的最小值为50Ω，当棚内湿度减小时，湿敏电阻阻值增大，分母不断增大，因此，的功率持续减小，故C正确； D．串联电压规律，即 设电流变化前后分别为、​，则电压表的示数变化量 与电流表A的示数变化量之比为 为定值电阻，因此该比值不变。故D错误。 故选C。 11． 高 100 【详解】[1]同时闭合S1、S2，电阻R1与R2并联，电路的总电阻最小，由可知，此时功率最大，打印笔处于高温挡。 [2]只闭合S1时，R1与电源构成的简单电路，电路的总电阻最大，由可知，此时功率最小，打印笔处于低温挡。通过的电流为 低温挡工作10s，所产生的热量为 12． 比热容 1000 【详解】[1]相同质量的不同液体，比热容大的液体，升高相同温度时吸收的热量越多，冷却效果越好，因此冷却液需选用比热容大的液体。 [2]最高输出电流 13． 1:1 暗 小于 2:1 【详解】[1]根据串联电路的电流特点，串联电路中各处电流相等。所以把和串联后，通过和的电流之比为。 ‌[2]由可得，的电阻 的电阻 两灯串联，电流相等，根据，在电流相等时，电阻越大，实际功率越大，灯泡越亮。因为，所以的实际功率小于的实际功率，即比暗。‌ [3]两灯串联时，总电阻 根据，可得总功率 所以它们的总功率小于。‌ [4]两灯并联在电源上，它们两端的电压相等，根据，可得和的实际功率之比 14． 10 3.6 【解析】【小题1】[1][2]由图甲可知，定值电阻与滑动变阻器串联。电压表测量两端的电压为，电压表测量两端的电压为，电流表测量电路中的电流。根据欧姆定律，对于定值电阻，其两端电压与电流成正比。因此，图乙中电压随电流增大而增大的图线是的图像。由图乙可知，当定值电阻两端电压为6V时，电流为0.6A，此时滑动变阻器两端电压为0，即电路中只有定值电阻接入电路，并且此时电路中电流最大，则 电路最大功率 15． 乙 360 甲、乙 【解析】【小题1】由，可知，在电压和时间都相同的情况下，电路的总电阻越大，消耗的电能就越少，由图可知，乙装置接入电路时总电阻最大，100s内消耗的电能 要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，需要采用控制变量法，即保持电流和通电时间相同，改变电阻的大小，由图可知，甲、乙装置符合要求。 16． 【详解】灯泡接法：开关连在相线上，然后与灯泡顶端的金属点，灯泡的螺旋套与中性线相连，这样在断开开关时能切断相线，接触灯泡不会发生触电事故；三孔插座的接法：上孔接保护线、左孔接中性线、右孔接相线，如下图所示： 17．(1) (2)D (3) 左 0.6 (4)0.4 (5)灯泡的电阻随其温度的变化而变化 (6) 右 2.25V ~3 【详解】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选小量程与灯泡并联，据此作图。 （2）A．若小灯泡短路，电路为通路，则电流表有示数，又因电压表并联在灯泡两端则电压表示数为零，故A不符合题意； B．若滑动变阻器短路，电路为通路，灯泡发光、电流表和电压表都有示数，故B不符合题意； C．若灯泡断路，灯泡不发光，电压表串联在电路中，电流表无示数，电压表测电源电压（有示数），故C不符合题意； D．若变阻器断路，整个电路断路，灯泡不发光，电流表和电压表都无示数，故D符合题意。 故选D。 （3）[1]电压表示数为2.0V，低于额定电压，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，要减小变阻器的电压，根据分压原理，所以应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左端滑动，使电压表的示数为2.5V。 [2]如图此时电流表是小量程，分度值是0.02A，所以此时的示数是0.24A，故此时的额定功率是 （4）两只规格相同的灯泡串联接在4V的电源两端，根据分压原理，每个灯泡两端的电压相等，故灯的电压为 由图丙所示图像可知，灯泡两端电压为2V时，通过灯泡的电流为0.2A，此时灯泡实际功率为 （5）通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。结合图丙的数据可知，灯泡的电流与电压不成正比，其原因是灯泡的电阻随其温度的变化而变化。 （6）[1]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大，为了保持定值电阻两端电压不变，由分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V。 [2]根据串联电路电压的规律及分压原理 方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，定值电阻两端的电压最小 解得UV=2.25V。在不改变其他连接的情况下，电压表测量的最大电压为3V，定值电阻两端的电压最大电压为3V。综上分析可知，为了使四个电阻接入电路都能顺利完成实验，他应控制定值电阻两端的电压范围为2.25V ~3V。 18．(1)煤油 (2)B (3) = < (4) 左边 4：1 【详解】（1）因为水的比热容大于煤油的比热容，根据公式，在质量相同、吸收热量相同的情况下，煤油的温度升高量更大，实验效果更显著，所以应加入煤油。 （2）通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，这是转换法。 A．探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法； B．探究导体电阻的大小与哪些因素有关，根据电流表示数大小比较电阻的大小，将电阻大小转换为电流表示数大小，采用了转换法； C．“伏安法”测电阻，为减小误差要多次测量取平均值，没有采用转换法。 故选B。 （3）[1][2]根据，要控制相同时间不同物质吸热相同，因为电流和通电时间相同，所以换用的两根电阻丝的阻值。闭合开关一段时间后，温度计比温度计温度升高得快，根据比较吸热能力的方法，在质量相同、吸收热量相同的情况下，温度升高快的比热容小，所以。 （4）[1][2]图2中右边两个的电阻并联后再与左边的电阻串联，串联电路各处电流相等，即右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，设为，两个的电阻并联，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过左边电阻的电流，通过右边容器内电阻的电流。两瓶中的电阻值相等（均为），通电时间相同，根据焦耳定律，左边电阻丝产生的热量，右边电阻丝产生的热量，所以 左边电阻丝产生热量多，左边U形管内的液面高度变化较快。 19．(1)1000W (2) (3)80% 【详解】（1）因为仅闭合开关S、，电火锅在低温挡工作，此时单独接入电路； 当S、闭合、断开时，单独接入电路，为中温挡； 当S、、都闭合时，与并联，总功率等于两个电阻功率之和，为高温挡。 低温挡功率，高温挡功率，因此中温挡功率 （2）根据电功率公式，变形得。 低温挡单独工作，；中温挡单独工作， 因此与的比值 （3）水升高的温度 水吸收的热量 高温挡工作时间 电火锅消耗的总电能 加热效率 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）已知灯泡额定电压，额定功率，根据电功率公式变形得： （2）当开关S、闭合，断开，滑片P滑到端时，滑动变阻器的阻值为最大阻值，灯泡L与滑动变阻器串联。已知灯泡实际功率，结合图甲图像可得，此时，电路电流，满足，符合题意。 通电时间，根据焦耳定律可得滑动变阻器产生的热量： 滑动变阻器两端电压 根据串联电路电压规律得电源电压。 （3）当开关S、、同时闭合，滑动变阻器接入电阻为0，定值电阻与灯泡L并联，此时电路总电阻最小，总功率最大。由图甲可知，定值电阻在时，电流，根据欧姆定律得： 并联电路各支路电压等于电源电压，因此和L两端电压均为，等于灯泡额定电压，灯泡正常发光，功率。定值电阻的功率 电路总功率为并联支路功率之和 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 $