第十八章 电功率 单元练 2026-2027学年度人教版九年级全一册
2026-08-17
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摘要:
**基本信息**
人教版九年级电功率单元卷,覆盖电功、电功率等核心知识,通过生活情境与综合应用,适配单元复习,强化物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单项选择|10小题|电功单位、电能表、电功率概念|结合“超级快充”“地球一小时”等情境,基础巩固|
|多项选择|3小题|电路功率比较、用电器参数分析|考查串并联电路功率规律,能力提升|
|填空|6小题|电热效应、电能计算、电路连接|涉及手机电池容量、吹风机电路,联系生活|
|综合题|6小题|实验探究(测定小灯泡功率)、实际计算(足浴盆效率)|融合I-U图像分析与电饼铛电路计算,科学探究与问题解决并重|
内容正文:
2026-2027学年度人教版九年级全一册第18单元电功率单元检测题
一.单项选择题(共10小题)
1.下列哪项是电功单位( )
A.千瓦•时 B.伏特 C.库仑 D.瓦特
2.图是小霞家12月初的电能表示数,关于该电能表说法正确的是( )
A.利用电能表可以直接读出用电器的电功率
B.当前电能表的示数为15377kW•h
C.此电能表转盘每小时转2500转
D.此电能表正常工作时电压为220V
3.关于电功,下列说法正确的是( )
A.电流通过电灯做功时,电能只转化为光能
B.电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能量的多少
C.通过导体的电流越大,电流做的功一定越多
D.电流做了多少功,就相当于有多少电能转化为其他形式的能
4.“地球一小时”活动,号召人们在每年3月最后一个星期六关灯1h,践行节能减排,下列电器中,关闭1h最可能节约1度电的是( )
A.空调 B.家用电冰箱
C.台灯 D.家用洗衣机
5.如图是某手机的“超级快充”插头,根据输出参数“5V 2A”或“10V 4A”或“11V 6A”可推断,“超级快充”的“快”是指( )
A.电压大 B.电流大 C.电能大 D.电功率大
6.如图所示的四个电路中,电源电压U相同,R1<R2,电路消耗的总功率由小到大的顺序是( )
A.丙、乙、甲、丁 B.丁、丙、乙、甲
C.丁、甲、乙、丙 D.甲、乙、丙、丁
7.两个灯泡分别标有“6V,1A”和“6V,0.5A”,串联接入电路时,允许通过的最大电流为( )
A.0.5A B.1A C.1.5A D.无法判断
8.R1、R2两个定值电阻并联接入电路中(R1=5Ω,R2=10Ω),接通电源,两个电阻正常工作,则下列说法正确的是( )
A.流过R1、R2的电流之比是1:1
B.流过R1、R2的电流之比是1:2
C.R1、R2电功率之比是4:1
D.R1、R2电功率之比是2:1
9.如图是一个灯泡L和一个定值电阻R的I﹣U图像。下列分析正确的是( )
A.甲为灯泡L的I﹣U图线
B.电压为0时L与R阻值为0
C.将L和R串联在6V的电源两端,电路总功率为0.24W
D.将L和R并联在6V的电源两端,电路总电阻为8Ω
10.“道路千万条,安全第一条”,酒后不开车是必须遵守的交通法规。酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车,图甲是它的原理图,R是酒精气体传感器,其阻值大小跟酒精气体浓度的关系如图乙所示。R0是定值电阻,如果测试到的酒精气体浓度越大,那么( )
A.酒精气体传感器的电阻越大
B.电流表示数越小
C.电路的总功率越大
D.电压表与电流表示数的比值越小
二.多项选择题(共3小题)
11.某大功率用电器,用铝导线接到电源上,工作不久发现导线过热,为使导线不过热,下列措施中可行的是( )
A.将原铝导线加长
B.将原铝导线减短
C.换上比原铝线更粗的铝线,长短相同
D.换上长短粗细与铝线相同的铜线
12.学习了电学知识后,小明按照当地的计费标准,将节能灯、白炽灯、电视机和电饭锅四个家用电器正常工作1h所用的电费绘制成了柱状图,如图所示。下列说法正确的是( )
A.电饭锅正常工作时的电功率大于电视机正常工作时的电功率
B.四个家用电器正常工作时,电饭锅内部电路中的总电流最大
C.电视机正常工作时的电压大于节能灯正常工作时的电压
D.每月使用电饭锅用的电费一定比使用电视机用的电费多
13.如图所示,电源电压恒定,两个小灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”、“12V 3W”字样。闭合开关S,两灯均发光。下列说法正确的是(忽略温度对电阻的影响)( )
A.灯L1、L2两端的电压相等
B.灯L2的电阻是灯L1的2倍
C.灯L1、L2的实际功率相等
D.通过灯L1的电流是通过灯L2的4倍
三.填空题(共6小题)
14.图甲是新型取暖器件——电热膜,它是由一条条导电墨线压在绝缘薄膜制成,其结构如图乙所示。电热膜工作时利用了电流的 效应,若其中一根导电墨线脱落,则电热膜的总电阻将 。
15.将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入220V的电路中,通电相同时间,电流通过它们产生的热量 ,消耗的电能 (填“三者一样多”“电风扇最多”“电视机最多”或“电烙铁最多”)。
16.如图所示,华为P60手机的电池上标有电压4.0V,容量4815mA•h,将该手机充满电后,大约储存 J的电能。
17.如图是理发吹风机的电路,其中电热丝通电后可发热,电动机通电时可送风,选择开关可在“1、2”间、“2、3”间、“3、4”间三个位置与触点接触。当选择开关在“ ”位置时,吹风机送热风,这时电热丝与电动机是 联的。
18.两个电阻用如图的形式连接在同一电路中,已知它们的阻值R1:R2=2:3,则通过它们的电流之比I1:I2= ,相同时间内产生的热量之比Q1:Q2= 。
19.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的整个过程中,电流表的示数与电压表的示数的关系图像如图乙所示,则定值电阻R的阻值为 Ω,当滑动变阻器的滑片P处于b端时,R消耗的电功率为 W。
四.综合题(共6小题)
20.小明家买了一个足浴盆,其额定功率为800W.某次正常工作20min,将8kg、20℃的水加热至45℃,求此过程中:
(1)足浴盆消耗电能;
(2)水吸收的热量;
(3)消耗电能转化为水吸收热量的效率。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
21.(1)如图甲所示,电流表的分度值为 A,示数为 A。
(2)如图乙所示,电压表的示数为 V,电压表要 联在电路中。
(3)如图丙所示的电能表,从表盘信息可知,电能表的示数为 kW•h,接入的用电器总功率不能超过 W.当电能表在1min内转30转,则消耗的电能为 J。
22.如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置,将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内,盒内封闭一定量的空气,其中图乙中另取阻值为5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联。
(1)实验中,电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中 来比较的;
(2)图甲可探究电流产生的热量与电阻的关系,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧盒子中的电阻产生的热量多;
(3)通电一段时间后,图乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为 。
23.如图甲是某款家用电饼铛,简化电路如图乙所示,其中R1为下烤盘加热电阻,R2为上烤盘加热电阻,阻值分别为R1=55Ω,R2=110Ω。求:
(1)只闭合S1,通过R1的电流;
(2)同时闭合S1和S2,R2的电功率;
(3)同时闭合S1和S2,电饼铛工作100s所消耗的电能。
24.在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中,电源电压保持不变。
(1)连接电路时,开关应该 。实验时,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数,则故障可能是 。
(2)故障排除后,闭合开关,将滑动变阻器滑片移至某处时,电压表示数如图乙所示,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片P向 端(选填“左”或“右”)移动,直到电压表的示数为2.5V。此时电流表示数如图丙所示,此时通过小灯泡的电流为 A;则小灯泡的额定功率 W。
(3)在该实验结束后,将小灯泡换成定值电阻,继续探究电流与电压关系,移动滑片P测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I—U图象如图丁所示。①由图象可得实验结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;②结合所测数据分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 。
25.如图甲所示,电源电压为12V,小灯泡上标有“9V”字样,图乙是小灯泡I﹣U图像。滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω,定值电阻R2的阻值为18Ω。闭合开关S和S2、断开开关S1,调节滑动变阻器使小灯泡恰好正常发光。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)此时滑动变阻器R1的阻值;
(3)闭合开关S和S1、断开开关S2,若电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,为保证电路安全,滑动变阻器连入的阻值范围。
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2026-2027学年度人教版九年级全一册第18单元电功率单元检测题
一.单项选择题(共10小题)
1.下列哪项是电功单位( )
A.千瓦•时 B.伏特 C.库仑 D.瓦特
【答案】A
【解答】解:A、千瓦•时俗称“度”,是电功的单位,故A符合题意;
B、伏特是电压的单位,故B不符合题意;
C、库仑是电荷量的单位,故C不符合题意;
D、瓦特是电功率的单位,故D不符合题意。
故选:A。
2.图是小霞家12月初的电能表示数,关于该电能表说法正确的是( )
A.利用电能表可以直接读出用电器的电功率
B.当前电能表的示数为15377kW•h
C.此电能表转盘每小时转2500转
D.此电能表正常工作时电压为220V
【答案】D
【解答】解:
A、电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,可以间接测量用电器的电功率(还需使用钟表),故A错误;
B、电能表示数的最后一位是小数位,则当前电能表的示数应为1537.7kW•h,故B错误;
C、“2500r/kW•h”表示电路中每消耗1kW•h电能,电能表转盘转过2500转,故C错误;
D、由图可知,电能表上标有220V,说明电能表正常工作时的电压是220V,故D正确。
故选:D。
3.关于电功,下列说法正确的是( )
A.电流通过电灯做功时,电能只转化为光能
B.电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能量的多少
C.通过导体的电流越大,电流做的功一定越多
D.电流做了多少功,就相当于有多少电能转化为其他形式的能
【答案】D
【解答】解:A、电流通过电灯做功时,电能转化为内能和光能,故A错误;
BD、根据能量守恒定律可知,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,故B错误,D正确;
C、由W=UIt可知,电流做功的多少与通过导体的电流、导体两端的电压以及通电时间有关,故C错误。
故选:D。
4.“地球一小时”活动,号召人们在每年3月最后一个星期六关灯1h,践行节能减排,下列电器中,关闭1h最可能节约1度电的是( )
A.空调 B.家用电冰箱
C.台灯 D.家用洗衣机
【答案】A
【解答】解:用电器关闭1h节约1度电,即用电器在1小时内消耗的电能约为1度=1kW•h,则用电器功率P1kW,普通家用空调功率多在1000W~1500W,电冰箱的功率约为200W,台灯的功率约为40W,洗衣机的功率约500W,因此该用电器可能是空调,故A符合题意。
故选:A。
5.如图是某手机的“超级快充”插头,根据输出参数“5V 2A”或“10V 4A”或“11V 6A”可推断,“超级快充”的“快”是指( )
A.电压大 B.电流大 C.电能大 D.电功率大
【答案】D
【解答】解:充电的快慢,指的是单位时间内给电池输入的电能多少,也就是充电功率;功率,功率越大,相同时间内输入的电能越多,充电速度就越快,故D正确。
故选:D。
6.如图所示的四个电路中,电源电压U相同,R1<R2,电路消耗的总功率由小到大的顺序是( )
A.丙、乙、甲、丁 B.丁、丙、乙、甲
C.丁、甲、乙、丙 D.甲、乙、丙、丁
【答案】A
【解答】解:两个电阻串联时,总电阻等于各分电阻之和,即总电阻越串越大,大于任何一个分电阻;
两电阻并联时,总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,即总电阻越并越小,小于任何一个分电阻;
∵R1<R2,
∴甲、乙、丙、丁四个电路两端电压相等,电阻关系为R丙>R乙>R甲>R丁,
∵P,且电源的电压U相同,
∴四个电路的总功率关系为P丙<P乙<P甲<P丁。
故选:A。
7.两个灯泡分别标有“6V,1A”和“6V,0.5A”,串联接入电路时,允许通过的最大电流为( )
A.0.5A B.1A C.1.5A D.无法判断
【答案】A
【解答】解:标有“6V 1A”的灯泡允许通过的最大电流:I1=1A,
“6V 0.5A”的灯泡允许通过的最大电流:I2=0.5A,
两灯泡串联时,因串联电路中电流处处相等,所以为保证电路安全,电路中允许通过的最大电流为两者额定电流较小的,即允许通过的最大电流为I=I2=0.5A,故A正确,BCD错误。
故选:A。
8.R1、R2两个定值电阻并联接入电路中(R1=5Ω,R2=10Ω),接通电源,两个电阻正常工作,则下列说法正确的是( )
A.流过R1、R2的电流之比是1:1
B.流过R1、R2的电流之比是1:2
C.R1、R2电功率之比是4:1
D.R1、R2电功率之比是2:1
【答案】D
【解答】解:R1、R2并联接入电路中,由并联电路的电压特点可知,U=U1=U2。
AB、流过R1的电流为,流过R2的电流为,所以,流过R1、R2的电流之比是,故A错误,B错误;
CD、R1的电功率为P1=UI1,R2的电功率为P2=UI2,所以,R1、R2电功率之比是,故C错误,D正确。
故选:D。
9.如图是一个灯泡L和一个定值电阻R的I﹣U图像。下列分析正确的是( )
A.甲为灯泡L的I﹣U图线
B.电压为0时L与R阻值为0
C.将L和R串联在6V的电源两端,电路总功率为0.24W
D.将L和R并联在6V的电源两端,电路总电阻为8Ω
【答案】D
【解答】解:A.由于灯泡的电阻受温度的影响会发生改变,I﹣U关系图像不是倾斜的直线,因此乙图是灯泡L的图线,故A错误;
B.电阻是导体本身的一种的属性,与导体两端电压无关,因此当电压为0时,L与R的阻值均不为0,故B错误;
C.将L和R串联在6V的电源两端,结合图像可知,此时电路中的电流为0.2A,此时L的电压为1.2V,R的电压为4.8V,电路总功率为:
P=UI=6V×0.2A=1.2W,故C错误;
D.将L和R并联在6V的电源两端,由图可知,经过L和R的电流分别为0.5A、0.25A,由并联电路中电流规律可得干路电流为I=I1+I2=0.5A+0.25A=0.75A,
电路总电阻为,故D正确。
故选:D。
10.“道路千万条,安全第一条”,酒后不开车是必须遵守的交通法规。酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车,图甲是它的原理图,R是酒精气体传感器,其阻值大小跟酒精气体浓度的关系如图乙所示。R0是定值电阻,如果测试到的酒精气体浓度越大,那么( )
A.酒精气体传感器的电阻越大
B.电流表示数越小
C.电路的总功率越大
D.电压表与电流表示数的比值越小
【答案】C
【解答】解:由图乙可知,酒精气体浓度越大,传感器R的电阻越小,故A错误;
B.如果测试到的酒精气体浓度越大,酒精气体传感器R的电阻越小,串联电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大,故B错误;
C.由B的分析可知,测试到酒精浓度越大,电路中的电流变大,由电路的总功率P=IU可知总功率变大,故C正确;
D.电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R0的阻值,R0是定值电阻,阻值不变,故D错误;
故选:C。
二.多项选择题(共3小题)
11.某大功率用电器,用铝导线接到电源上,工作不久发现导线过热,为使导线不过热,下列措施中可行的是( )
A.将原铝导线加长
B.将原铝导线减短
C.换上比原铝线更粗的铝线,长短相同
D.换上长短粗细与铝线相同的铜线
【答案】CD
【解答】解:A.根据焦耳定律公式Q=I2Rt可知,电阻越小,电热越小;导体的电阻与自身的长度成正比,若将原铝导线加长,铝导线电阻变大,导线的电热变大,若将原铝导线减短,铝导线电阻变小,导线的电热变小,但铝导线减短会影响使用,故AB错误;
C.导体的电阻跟横截面积成反比,故换上比原铝线更粗、长短相同的铝线,铝导线电阻变小,电热变小,故C正确;
D.铜的导电性比铝好,换上长短粗细与铝线相同的铜线,铜线的电阻比铝线小,电热变小,故D正确。
故选:CD。
12.学习了电学知识后,小明按照当地的计费标准,将节能灯、白炽灯、电视机和电饭锅四个家用电器正常工作1h所用的电费绘制成了柱状图,如图所示。下列说法正确的是( )
A.电饭锅正常工作时的电功率大于电视机正常工作时的电功率
B.四个家用电器正常工作时,电饭锅内部电路中的总电流最大
C.电视机正常工作时的电压大于节能灯正常工作时的电压
D.每月使用电饭锅用的电费一定比使用电视机用的电费多
【答案】AB
【解答】解:A、从柱状图可知,同样工作1h时,电饭锅耗费的电费比电视机的多,说明电饭锅在1h内消耗的电能较多,由P可知,电饭锅的电功率大于电视机的电功率,故A正确;
B、从柱状图可知,同样工作1h时,电饭锅耗费的电费最多,电饭锅消耗的电能最多,而电压和时间都相等,由W=UIt可知,电饭锅内部电路中的总电流最大,故B正确;
C、电视机正常工作时的电压与节能灯正常工作时的电压相等,都等于220V,故C错误;
D、电饭锅的功率虽然比电视机大,但工作时间未知,所以无法比较两者消耗的电能及电费,故D错误。
故选:AB。
13.如图所示,电源电压恒定,两个小灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”、“12V 3W”字样。闭合开关S,两灯均发光。下列说法正确的是(忽略温度对电阻的影响)( )
A.灯L1、L2两端的电压相等
B.灯L2的电阻是灯L1的2倍
C.灯L1、L2的实际功率相等
D.通过灯L1的电流是通过灯L2的4倍
【答案】AD
【解答】解:A.由图可知,小灯泡L1、L2并联,并联电路各支路两端的电压相等,灯L1、L2两端的电压相等,故A正确;
B.由两个灯泡的规格可知,灯泡L1的阻值为,
灯泡L2的阻值为,
则R2=4R1,故B错误;
C.小灯泡L1、L2并联,则灯L1、L2两端的电压相等,由可知两个灯泡的实际功率关系为P1=4P2,故C错误;
D.小灯泡L1、L2并联,则灯L1、L2两端的电压相等,由可知通过灯L1的电流与通过灯L2的电流关系为I1=4I2,故D正确。
故选:AD。
三.填空题(共6小题)
14.图甲是新型取暖器件——电热膜,它是由一条条导电墨线压在绝缘薄膜制成,其结构如图乙所示。电热膜工作时利用了电流的 效应,若其中一根导电墨线脱落,则电热膜的总电阻将 。
【答案】热;增大。
【解答】解:电热膜工作时利用了电流的热效应;
若其中一根导电墨线脱落,并联电阻的个数将减少,则电热膜的总电阻将增大。
故答案为:热;增大。
15.将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入220V的电路中,通电相同时间,电流通过它们产生的热量 ,消耗的电能 (填“三者一样多”“电风扇最多”“电视机最多”或“电烙铁最多”)。
【答案】电烙铁最多;三者一样多。
【解答】解:(1)电风扇工作时,电能转化成内能和机械能;电视机工作时,电能转化成内能、光能和声能;电烙铁工作时,电能全部转化成内能;
电器转化成的内能越大,产生的热量越多,因此相同时间内,电烙铁产生的热量最多;
(2)三个电器都在额定电压下工作,实际功率相同都是100W,相同时间内电流通过三个电器做的功即消耗的电能一样多。
故答案为:电烙铁最多;三者一样多。
16.如图所示,华为P60手机的电池上标有电压4.0V,容量4815mA•h,将该手机充满电后,大约储存 J的电能。
【答案】69336
【解答】解:存储的电能W=UIt=4.0V×4815×10﹣3A×3600s=69336J。
故答案为:69336。
17.如图是理发吹风机的电路,其中电热丝通电后可发热,电动机通电时可送风,选择开关可在“1、2”间、“2、3”间、“3、4”间三个位置与触点接触。当选择开关在“ ”位置时,吹风机送热风,这时电热丝与电动机是 联的。
【答案】3、4;并。
【解答】解:从图示可知,开关在“1、2”间时,电路是断路;开关接在“2、3”间时,电动机工作,吹风机送冷风;开关接在“3、4”间时,电动机和电热丝并联,此时电路吹热风。
故答案为:3、4;并。
18.两个电阻用如图的形式连接在同一电路中,已知它们的阻值R1:R2=2:3,则通过它们的电流之比I1:I2= ,相同时间内产生的热量之比Q1:Q2= 。
【答案】1:1;2:3
【解答】解:
由图可知两电阻串联,因串联电路中各处的电流相等,则通过它们的电流之比I1:I2=1:1;
在电流和通电时间相同时,由Q=I2Rt可得,在相同时间内产生的热量之比等于电阻之比,即Q1:Q2=R1:R2=2:3。
故答案为:1:1;2:3。
19.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的整个过程中,电流表的示数与电压表的示数的关系图像如图乙所示,则定值电阻R的阻值为 Ω,当滑动变阻器的滑片P处于b端时,R消耗的电功率为 W。
【答案】6;1.5。
【解答】解:滑动变阻器和定值电阻R串联,电压表测R的电压,电流表测电路的电流。电阻R的电压为3V时,电流为0.5A,则R的阻值为。
当滑动变阻器的滑片P处于b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电流最小为0.5A,P=I2R=(0.5A)2×6Ω=1.5W。
答案为:6;1.5。
四.综合题(共6小题)
20.小明家买了一个足浴盆,其额定功率为800W.某次正常工作20min,将8kg、20℃的水加热至45℃,求此过程中:
(1)足浴盆消耗电能;
(2)水吸收的热量;
(3)消耗电能转化为水吸收热量的效率。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由P得,足浴盆消耗的电能:
W=Pt=800W×20×60s=9.6×105J。
(2)水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×8kg×(45℃﹣20℃)=8.4×105J。
(3)消耗电能转化为水吸收热量的效率:
η100%100%=87.5%。
答:(1)足浴盆消耗电能为9.6×105J;
(2)水吸收的热量为8.4×105J;
(3)消耗电能转化为水吸收热量的效率为87.5%。
21.(1)如图甲所示,电流表的分度值为 A,示数为 A。
(2)如图乙所示,电压表的示数为 V,电压表要 联在电路中。
(3)如图丙所示的电能表,从表盘信息可知,电能表的示数为 kW•h,接入的用电器总功率不能超过 W.当电能表在1min内转30转,则消耗的电能为 J。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:由图知:
(1)电流表选择的是0~3A量程,对应的分度值为0.1A,此时的示数为1.8A;
(2)电压表选择的是0~15V量程,对应的分度值为0.5V,此时的示数为12V,电压表应并联在电路中;
(3)从表盘信息可知,电能表的示数为31.6kW•h;
接入用电器总功率不能超过:P=UI=220V×10A=2200W;
转一转消耗的电能为kW•h,
转过30转消耗的电能WkW•h×30=0.01kW•h=0.01×3.6×106J=3.6×104J。
故答案为:(1)0.1;1.8;(2)12;并;(3)31.6;2200;3.6×104。
22.如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置,将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内,盒内封闭一定量的空气,其中图乙中另取阻值为5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联。
(1)实验中,电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中 来比较的;
(2)图甲可探究电流产生的热量与电阻的关系,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧盒子中的电阻产生的热量多;
(3)通电一段时间后,图乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为 。
【答案】(1)液面的高度差;(2)右;(3)4:1。
【解答】解:(1)实验中,电流通过电阻产生热量的多少是通过观察U形管中液面高度差的变化来比较的。
(2)图甲中,左右两侧盒内电阻不同即a与b,它们是串联的,电流相同,所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系。根据 Q=I2Rt,可知电流和时间相同,电阻大的产生热量多。故右侧盒子产生的热量多。
(3)图乙中,左右两侧盒内电阻相同(都是5Ω),但右侧盒外并联了一个5Ω电阻,所以右侧盒内电阻的电流是左侧盒内电阻电流的一半。设左侧电流为I,那么右侧盒内电流为。由 Q=I2Rt可得
,即热量之比为 4:1。
故答案为:(1)液面的高度差;(2)右;(3)4:1。
23.如图甲是某款家用电饼铛,简化电路如图乙所示,其中R1为下烤盘加热电阻,R2为上烤盘加热电阻,阻值分别为R1=55Ω,R2=110Ω。求:
(1)只闭合S1,通过R1的电流;
(2)同时闭合S1和S2,R2的电功率;
(3)同时闭合S1和S2,电饼铛工作100s所消耗的电能。
【答案】(1)只闭合S1,通过R1的电流是4A;
(2)同时闭合S1和S2,R2的电功率是440W;
(3)同时闭合S1和S2,工作100s消耗的总电能是1.32×105J。
【解答】解:图中同时闭合S1和S2,两个电阻并联;
(1)只闭合S1,只有R1工作,通过R1的电流:
I1=U/R1=220V/55Ω=4A;
(2)同时闭合S1和S2两个电阻并联;电压都等于电源电压,
R2的电功率P:
P2=U2/R2=(220V)2/110Ω=440W;
(3)同时闭合S1和S2,工作100s消耗的总电能为:
W=W1+W2=UI1t+P2t=220V×4A×100s+440W×100s=1.32×105J。
答:(1)只闭合S1,通过R1的电流是4A;
(2)同时闭合S1和S2,R2的电功率是440W;
(3)同时闭合S1和S2,工作100s消耗的总电能是1.32×105J。
24.在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中,电源电压保持不变。
(1)连接电路时,开关应该 。实验时,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数,则故障可能是 。
(2)故障排除后,闭合开关,将滑动变阻器滑片移至某处时,电压表示数如图乙所示,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片P向 端(选填“左”或“右”)移动,直到电压表的示数为2.5V。此时电流表示数如图丙所示,此时通过小灯泡的电流为 A;则小灯泡的额定功率 W。
(3)在该实验结束后,将小灯泡换成定值电阻,继续探究电流与电压关系,移动滑片P测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I—U图象如图丁所示。①由图象可得实验结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;②结合所测数据分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 。
【答案】(1)断开;小灯泡短路;
(2)右;0.3;0.75;
(3)正比;25Ω。
【解答】解:
(1)为了保护电路,连接电路时,开关应该断开。实验时,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明与电压表并联的部分发生短路,则故障可能是小灯泡短路。
(2)故障排除后,闭合开关,将滑动变阻器滑片移至某处时,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数小于2.5V,若想测量小灯泡的额定功率,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,需减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器滑片P向右端移动,直到电压表的示数为2.5V。此时电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,即此时通过小灯泡的电流为0.3A。小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(3)①由图象图丁可知,定值电阻的I﹣U图象是一条过原点的直线,可得实验结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。②由图丁可知,定值电阻的阻值。探究电流与电压关系时,电源电压通常为两节干电池串联,即U源=3V。当电路中电流最小,由图丁可知最小电流Imin=0.1A,此时定值电阻两端电压URmin=IminR=0.1A×5Ω=0.5V,滑动变阻器两端电压U滑=U源﹣URmin=3V﹣0.5V=2.5V,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于。
故答案为:
(1)断开;小灯泡短路;
(2)右;0.3;0.75;
(3)正比;25Ω。
25.如图甲所示,电源电压为12V,小灯泡上标有“9V”字样,图乙是小灯泡I﹣U图像。滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω,定值电阻R2的阻值为18Ω。闭合开关S和S2、断开开关S1,调节滑动变阻器使小灯泡恰好正常发光。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)此时滑动变阻器R1的阻值;
(3)闭合开关S和S1、断开开关S2,若电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,为保证电路安全,滑动变阻器连入的阻值范围。
【答案】(1)小灯泡的额定功率为4.5W;
(2)此时滑动变阻器R1的阻值为6Ω;
(3)为保证电路安全,滑动变阻器连入的阻值范围2Ω﹣6Ω。
【解答】解:(1)小灯泡上标有“9V”字样,即灯的额定电压为9V,根据图乙可知,灯的额定电流为0.5A,小灯泡的额定功率
P=U灯I灯=9V×0.5A=4.5W
(2)闭合开关S和S2、断开开关S1,变阻器与灯串联,调节滑动变阻器使小灯泡恰好正常发光,灯的电压为额定电压9V,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为
U滑=12V﹣9V=3V
由欧姆定律可知,此时滑动变阻器R1的阻值
R16Ω
(3)闭合开关S和S1、断开开关S2,变阻器与R2串联,电压表测变阻器的电压,若电流表的量程为0~0.6A,故电路的最大电流为0.6A,此时变阻器连入电路的电阻最小,由欧姆定律和串联电路电阻的规律,变阻器连入电路的最小电阻为
R滑小R218Ω=2Ω
电压表的量程为0~3V,故变阻器的最大电压为3V,此时变阻器连入电路的电阻最大,由串联电路电压的规律,此时R2的电压为
U2=12V﹣3V=9V
变阻器的电压与R2的电压比值为
由分压原理可知,变阻器连入电路的最大电阻
R滑大18Ω=6Ω
为保证电路安全,滑动变阻器连入的阻值范围为2Ω﹣6Ω。
答:(1)小灯泡的额定功率为4.5W;
(2)此时滑动变阻器R1的阻值为6Ω;
(3)为保证电路安全,滑动变阻器连入的阻值范围2Ω﹣6Ω。
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