第十八章 电功率 单元练习--2026-2027学年人教版物理九年级全一册

物理　九年级全一册 第十八章　电功率 （时间：45分钟　分值：100分） 一、选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 1．“220 V　15 W”的LED灯和“220 V　15 W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图如图所示。当两灯均正常工作时，下列说法正确的是（　　） A．灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯 B．相同时间产生的内能：LED灯多于白炽灯 C．相同时间消耗的电能：LED灯少于白炽灯 D．电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯 2．下列事例中，不属于防止电流热效应产生危害的是（　　） A．利用鸡苗孵化器孵小鸡 B．电视机后盖有许多小孔 C．电脑机箱里装有散热风扇 D．电动机外壳上装有散热片 3．小嘉同学设计了一款身高测量仪，其工作原理如图所示。已知电压表、电流表示数分别为U、I，电压表、电流表示数变化量分别为ΔU、ΔI，则下列说法正确的是（　　） A．被测人员身高越高，整个电路中的总电阻越小 B．被测人员身高越高，整个电路中的电功率越大 C．无论被测人员身高如何，UI的值不变 D．无论被测人员身高如何，的值不变 4．如图甲所示的电路中，电源电压不变，闭合开关后，滑片P由b端移动到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A．电源电压为9 V B．滑片P在b端时，通电1 min电流通过电阻R做的功为900 J C．滑动变阻器的最大阻值为12 Ω D．定值电阻的阻值为6 Ω 5．小明在医院看到一种输液报警器（如图甲），当管内药液流完时，电铃发声。报警器内部有一可变电阻，当输液管内有液体时，电阻大，无液体时，电阻小，电路如图乙所示。闭合开关，报警器工作时，下列分析正确的是（　　） A．输完药液时，电流表示数变小 B．输完药液时，通过电铃的电流变小，电路的实际功率变小 C．输完药液时，电铃响的原因是电铃两端的电压变大，电铃正常工作 D．未输完药液时，电铃不响是因为没有电流通过 6．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，开关S始终闭合。开关S1闭合前后电流表示数之比为3∶5，则开关S1闭合后（忽略灯丝电阻的变化），下列说法正确的是（　　） A．通过灯L1和L2的电流之比是3∶2 B．灯L1和L2的电阻之比是2∶3 C．灯L1和L2的电功率之比是2∶3 D．灯L1和L2两端的电压之比是3∶5 7．许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，始终保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，R1和R2为加热电阻丝的电阻。下列分析正确的是（　　） A．除雾状态，电路中只有电阻为R1的电阻丝工作 B．除霜状态，电路中只有电阻为R2的电阻丝工作 C．除雾状态，电路的总电流最大 D．除霜状态，电路的总功率最大 8．探究电流热效应的实验装置如图，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻为R1、R2的电阻丝，其中R1=5 Ω，R2=R3=10 Ω。下列说法正确的是（　　） A．只闭合S1，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 B．只闭合S1，若电路中的电流为0.2 A，则通电1 min电阻为R1的电阻丝产生的热量为12 J C．闭合S1和S2，通过电阻为R1的电阻丝的电流是电阻为R2的电阻丝电流的 D．闭合S1和S2后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样 9．如图所示，15 L的圆柱形塑料桶装满水，在桶的顶部安装一个直流电动抽水器（额定功率5 W，工作电压5 V），抽水器工作时，5 s内能抽出150 mL的水。关于抽水器的说法正确的是（　　） A．正常工作电流为1 A B．工作时，机械能转化为电能 C．工作5s的时间，抽水器消耗电能为25J D．抽水机的效率可能大于100％ 10．某水果店使用的电子秤工作原理简化图如图所示，1、2、3为接线柱，R0为定值电阻的电阻，电源电压保持不变。滑片P可在竖直放置的最大电阻为R的滑动变阻器上滑动，不放水果时，P处于滑动变阻器的最上端。当所称水果的质量增大时，由电表（电流表或电压表）改装成的显示器示数也增大。下列说法正确的是（　　） A．此时接线柱“1”应与“3”连接 B．显示器是由电压表改装而成的 C．为了节约电能，可去掉电阻为R0的定值电阻 D．当水果质量越大时，电阻为R0的定值电阻消耗的电功率越大 二、填空题（本大题共5个小题；每空1分，共14分） 11．小张想设计一个有“低温”“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220 V，开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝，R1=242 Ω，另外两根电热丝的电阻分别是121 Ω和242 Ω，电阻为R2的电热丝该选取电阻为________Ω的电热丝。开关S接触“1”“2”两个触点时，通电1min，电流产生的热量是________J。 12．如图甲所示，电源电压不变，R1为定值电阻。闭合开关S后，滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，R2的电功率P随电压表示数U变化的关系图像如图乙所示，则R2的最大阻值为________Ω，电源电压为________V，该电路的最大电功率为________W。 13．在如图甲所示的电路中，电压表V1与电压表V2的示数之比为1∶3，则R1∶R2=________；若将R1、R2改接到图乙所示的电路中，则电流表A1与电流表A2的示数之比为________，在相同的时间内，R1与R2消耗的电能之比为________。 14．夏天，人们常用电热驱蚊器灭蚊。电热驱蚊器的发热部分使用了一种新型发热材料，它的电阻随温度变化规律如图所示，使用时发热体两端电压为200 V。 （1）当发热体温度为________℃时，它的电功率最大。当发热体的温度为60 ℃时，电功率为________W。 （2）如果这个电热驱蚊器的平均电功率为5 W，按一天工作10 h计算，那么该家庭用电热驱蚊器一个月（按30天计算）消耗的电能为________kW·h。 15．中医是中国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎药时的火候，某厂家生产了一款全自动电煎药壶，它有“加热”和“保温”两个挡位，简化电路图如图甲所示，其中S2是一个温控开关，温度过高时自动断开。 （1）如图甲所示，当S1和S2都闭合时，电煎药壶处于________（选填“加热”或“保温”）挡。 （2）图乙电能表的示数为________kW·h。 （3）某次煎药时关闭家里其他用电器，测出加热1min电能表表盘转过40圈，则电煎药壶实际功率为________W。 三、实验探究题（本大题共2个小题；每空2分，共30分） 16．为探究“影响电功的因素”，某课外活动小组设计了如图所示的实验方案。图中白炽灯L1的电阻R1=1 210 Ω，L2的电阻R2=484 Ω；电能表的参表盘如图所示。其实验过程：S1闭合，S2断开，观察到5 min内电能表转盘的转数n1=8；S1断开，S2闭合，观察到5 min内电能表转盘的转数n2=20；S1、S2均闭合，观察到5 min内电能表转盘的转数n3=28。在三次实验中均观察到L2比L1亮；用手接近白炽灯（不接触）均感到L2比L1热。 　 （1）S1、S2均闭合时，L1、L2的连接方式为________联，L1、L2两端的电压_______，通过的电流_______（后两空均选填“相同”或“不同”）。 （2）由n2＞n1可知，在相同时间内，L1消耗的电能_______L2消耗的电能。 （3）根据欧姆定律，通过L1的电流I1_______通过L2的电流I2。 （4）通过以上分析可以得出如下结论：在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与_______有关，_______越大，电流做功_______。 17．某校物理兴趣小组利用课余时间做实验探究影响电热的因素，器材及电路如图甲所示，其中R1=5 Ω，R2=R3=10 Ω。 （1）只闭合S1，可以探究电流产生热量与_______的关系；电流产生热量的多少可以通过_____________________反映出来，这种物理研究方法叫转换法。通电一段时间后，小刚发现两个U形管的左右液面如甲图中所示，他指出实验出现问题，建议停止实验并检查器材，若问题出现在两个空气盒中的一个，那么是哪一个空气盒出现了什么问题?答：____________________________。 兴趣小组排除故障后继续实验，一段时间，观察到两U形管液面如图乙所示，表明在______________和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 （2）图甲，同时闭合S1和S2，通过R1的电流是R2的2倍，左侧U形管内液面的高度差比右侧更大，这说明_______（选填“电流”或“电阻”）对产生热量的影响更大。若通过R1的电流是1 A，则1 min内R2放出的热量是_______J。小明利用甲图器材，再增加一个秒表，_______（选填“能”或“不能”）完成“电阻和通电时间一定时，电流对电热的影响”的实验探究。 四、计算应用题（本大题共2个小题；第19小题12分，第20小题14分，共26分。解答时，要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分） 18．小明家的电水壶的内部电路示意图如图所示，其中R1、R2为电热丝，S是电源开关，S0是温控开关（水温达到100 ℃时，自动由加热状态切换为保温状态）。该电水壶的部分重要参数如表所示。已知电源电压为220 V。求： 　 额定电压 220 V 电源频率 50 Hz 加热功率 880 W 保温功率 44 W （1）当开关S闭合，S0断开时，电路中的电流。 （2）当开关S和S0均闭合时，R1的电功率。 （3）在加热状态下，该电水壶工作50 s消耗的电能。 19．如图所示，电源电压为6 V恒定不变，灯泡L标有“2 V　0.4 W”的字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器标有“60 Ω　1 A”的字样，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。 （1）求灯泡L正常发光时的电阻。 （2）当S1、S2均闭合，S3接b，滑动变阻器的滑片移到最大阻值处时，电流表示数为0.4 A，求R1的大小。 （3）在保证电路安全的情况下，求整个电路电功率的变化范围。 参考答案 1．【答案】D 【解析】两灯的额定电压和额定功率均相等。当两灯均正常工作时，灯两端的实际电压等于额定电压，即LED灯两端实际电压等于白炽灯两端实际电压，所以A错误。当两灯均正常工作时，相同时间内，根据W=Pt可知，两灯消耗的电能相等。由题图可知，白炽灯把大部分电能转化为内能，LED灯把大部分电能转化为光能，因此相同时间内LED灯产生的内能小于白炽灯，即LED灯电能转化为光能的效率高，所以B、C错误，D正确。 2．【答案】Ａ 【解析】利用鸡苗孵化器孵小鸡，属于利用电热。 3．【答案】D 【解析】由电路图可知，闭合开关S，电阻为R的定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压.身高越高时，滑动变阻器接入电路中的电阻越大，电路中总电阻越大，根据欧姆定律可知，电路中的电流越小；由P=UI可知，整个电路消耗的电功率越小，所以A、B错误。身高越高时，滑动变阻器接入电路中的电阻越大，电压表示数与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的电阻，所以电压表示数与电流表示数的比值越大，所以C错误。由于电源电压不变，所以滑动变阻器两端电压的变化量等于定值电阻两端电压的变化量，所以，因此的值不变，所以D正确。 4．【答案】B 【解析】由图甲可知，当滑片P在a端时，电路为定值电阻的简单电路，电路中电阻最小，电流最大，电压表测电源电压，由图乙可知，此时电路中的电流为1.5 A，电源电压为9 V，定值电阻的阻值为，所以A、D正确；当滑片P在b端时，滑动变阻器和定值电阻串联，且滑动变阻器接入电路中的阻值最大，电路中电流最小，由图乙可知，此时定值电阻两端电压为3 V，电路中电流为0.5 A，滑动变阻器两端电压为UP=U-UR=9 V-3 V=6 V，滑动变阻器的最大阻值，滑片P在b端时，通电1 min电流通过电阻R做的功W=URI′t=3 V×0.5 A×60 s=90 J，所以B错误，C正确。 5．【答案】C 【解析】由电路图可知，可变电阻与电铃串联，电压表并联在电铃两端，电流表测电路中的电流。当输完药液时，报警器的电阻较小，电路中的总电阻较小，电路中的电流较大，即电流表的示数变大，所以A错误。由A知，输完药液时，电路中的电流变大，所以通过电铃的电流变大，电路的实际功率变大，所以B错误。输完药液时，电铃两端的电压变大，所以电铃可以正常工作而发声，所以C正确。未输完药液时，总电阻较大，电铃不响并不是因为没有电流通过，而是因为电流较小，所以D错误。 6．【答案】Ｃ 【解析】只闭合开关S，电路为L2的简单电路，电流表测量电路电流，再闭合开关S1后，L1、L2并联，电流表测量干路电流，根据并联电路的特点可知通过L2的电流不变。闭合开关S1后：设电源电压为U，根据并联电路的电压特点可知L1和L2两端电压都为U，则L1和L2两端电压之比之比为1∶1，所以D错误；开关S1闭合前后电流表示数之比为3∶5，可设开关S1闭合前后电流表示数分别为3I、5I，则通过L2的电流I2=3I，通过L1的电流I1=5I-3I=2I，L1和L2的电流之比为，所以A错误；根据欧姆定律可知L1和L2的电阻之比为，所以B错误；C、根据P=UI可知L1和L2的电功率之比为，所以C正确。 7．【答案】D 【解析】由题图乙可知，当开关S闭合、S1断开时，电路中只有电阻为R2的电阻丝工作。当开关S、S1都闭合时，电阻为R1和R2的电阻丝并联，总电阻变小，由可知，此时电路中电流最大，由可知，此时电路的总功率最大。由可知，当开关S闭合、S1断开时，电路为“低温”除雾功能。当开关S、S1都闭合时，电路为“高温”除霜功能。可知，此时电路中电流最大，由可知，此时电路的总功率最大。由可知，当开关S闭合、S1断开时，电路为“低温”除雾功能。当开关S、S1都闭合时，电路为“高温”除霜功能。 8．【答案】AB 【解析】只闭合S1，电阻为R1、R2的电阻丝串联，通电时间和电流大小均相等，电阻的大小不相等，因此可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，所以A正确。只闭合S1，若电路中的电流为0.2 A，则通电1 min电阻为R1的电阻丝产生的热量Q=I2R1t=（0.2 A）2×5 Ω×60 s=12 J，所以B正确。闭合S1和S2，电阻为R2和R3的电阻丝并联后，再与电阻为R1的电阻丝串联，则通过电阻为R1的电阻丝的电流等于通过电阻为R2和R3的电阻丝并联部分的电流之和，则通过电阻为R1的电阻丝的电流是通过电阻为R2的电阻丝电流的2倍。由Q=I2Rt可知，左侧容器中产生的热量多，则左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差不一样，所以C、D错误。 9．【答案】AC 【解析】抽水器的工作电流，所以A正确。电动抽水器将电能转化为水的机械能，所以B错误。工作5 s，抽水器需消耗的电能W=Pt=5 W×5 s=25 J，所以C正确。使用任何机械都不可避免地做额外功，因此效率不可能达到或大于100％，所以D错误。 10．【答案】AD 【解析】闭合开关接通电路时，题图中电表串联在电路中，所以该显示器由电流表改装而成。当所称水果的质量增大时，由电表改装成的显示器示数也增大，则说明滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以接线柱“1”应与“3”连接，这样，当质量增大时，滑片向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，由欧姆定律可知，电流表示数变大。当水果质量越大时，电路中的电流也越大，根据P=I2R可知，电阻为R0的定值电阻消耗的电功率越大。若没有定值电阻，则电流过大时会损坏电流表，因此定值电阻起保护电路的作用。综上所述，A、D说法正确。 11．【答案】121　　1.2×104 【解析】由电路图可知，电路的工作状态有三种，分别是电阻为R1的电热丝单独接入、电阻为R1和R2的电热丝并联接入、电阻为R2的电热丝单独接入。如果想要有3种挡位，那么需要R1、R2的大小不同。R1=242 Ω，则R2应为121 Ω。当开关接触“1”“2”两个触点时，只有电阻为R1的电热丝单独接入，通电1 min电流产生的热量 。 12．【答案】7.50　　6　　3.6 【解析】由图甲可知，闭合开关S，R1、R2串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。滑动变阻器全部接入电路中，变阻器两端电压最大，由图乙可知，变阻器两端电压最大为5 V，此时滑动变阻器消耗的电功率P2=0.5 W，滑动变阻器接入电路的最大阻值。当滑动变阻器两端的电压最大为5 V时，由P=UI可得，此时电路中的电流， 电源的电压 U=IR1＋U2=0.1 A×R1＋5 V①； 当滑动变阻器两端电压为U2′=2 V时，消耗的电功率P2′=0.8 W，由P=UI可得，此时电路中的电流， 电源的电压 U=I′R1＋U2′=0.4 A×R1＋2 V②； 联立①②可得，R1=10 Ω，U=6 V。 当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路电流最大，则 ， 则电路消耗的最大电功率 P最大=UI最大=6 V×0.6 A=3.6 W。 13．【答案】1∶2　　2∶3　　2∶1 【解析】由图甲知两电阻串联，电压表V1测R1两端电压，V2测总电压，根据串联电路的分压原理可知，即 ，解得。 由图乙知两电阻并联，电流表A1测通过R1的电流，A2测总电流，并联电路中总电流等于各支路电流之和，根据并联电路的分流原理可知，所以， R1、R2在相同时间内消耗的电能之比 。 14．【答案】（1）30　　4　　（2）1.5 【解析】（1）使用时发热体两端电压是不变的，电功率最大时，发热体的电阻最小。由题图可知，30 ℃时发热体电阻最小。 由题图可知，当发热体的温度为60 ℃时，R=10 kΩ=10 000 Ω， 此时电功率 。 （2）该家庭用电热驱蚊器一个月消耗的电能 W=P′t=5×10-3 kW×30×10 h=1.5 kW·h。 15．【答案】（1）加热　　（2）2 022.8　　（3）800 【解析】（1）当S1和S2都闭合时，电路是并联电路，此时总电阻最小，电功率最大，电煎药壶处于加热状态。 （3）加热1 min电能表表盘转过40圈，消耗的电能 ， 电煎药壶实际功率 。 16．【答案】（1）并　　相同　　不同　　 （2）小于　　（3）小于 （4）电流　　电流　　越多 【解析】（1）由电路图可知，S1、S2均闭合时，L1、L2并联，因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以L1、L2两端的电压相同，因为两灯泡的电阻不相等，所以根据欧姆定律可知，两灯泡的电流不同。 （2）由题意可知，5 min内，L1单独工作时电能表转盘的转数为8圈，L2单独工作时电能表转盘的转数为20圈，所以在相同时间内，L1消耗的电能小于L2消耗的电能。 （3）两灯泡两端的电压相同，L1的电阻大于L2的电阻，通过L2的电流大于L1的电流。 17．【答案】（1）电阻　　U形管左右液面高度差　　右边空气盒漏气　　电流 （2）电流　　150　　能 【解析】（1）只闭合S1，甲图中，容器内两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，可以探究电流产生热量与电阻的关系；电流产生热量的多少可以通过U形管左右液面高度差反映出来，这种物理研究方法叫转换法。R2大于R1，根据Q=I2Rt可知，R2产生的热量多，右侧U形管液面高度差应较大，而通电一段时间后，小刚发现左侧U形管液面高度差较大，若问题出现在两个空气盒中的一个，可知原因是右边空气盒漏气。兴趣小组排除故障后继续实验，一段时间，观察到两U形管液面如图乙所示，右侧U形管液面高度差较大，根据转换法，可知R2产生的热量多，表明在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 （2）通过R1的电流是R2的2倍，而R1∶R2=1∶2，左侧U形管内液面的高度差比右侧更大，这说明电流对产生热量的影响更大。若通过R1电流是1 A，根据欧姆定律可知，通过右侧两电阻的电流相等，由并联电路电流的规律可知，通过R2的电流为0.5 A，则1 min内R2放出的热量Q=I2Rt=（0.5 A）2×10 Ω×60 s=150 J。探究电流对电热的影响，应控制电阻和时间相同。如图甲，先闭合S1、断开S2，用秒表记录通电时间及左侧U形管液面的高度差；然后断开S1，待左侧U形管液面相平后，再闭合S1、S2，此时通过R1的电流变大，通电时间与第一次相同，记录左侧U形管液面的高度差，通过比较两次液面的高度差关系，就能探究出电流对电热的影响。 18．【答案】（1）0.2 A　　（2）836 W　　（3）4.4×104 J 【解析】（1）当开关S闭合，S0断开时，电水壶处于保温状态，由P=UI得电路中的电流 。 （2）当开关S和S0均闭合时，电水壶处于加热状态，其总功率等于两电阻电功率之和，则R1的电功率 P1=P总-P2=880 W-44 W=836 W。 （3）在加热状态下，该电水壶工作50 s消耗的电能 W=P总t=880 W×50 s=4.4×104 J。 19．【答案】（1）10 Ω　　（2）20 Ω　　（3）0.6～3.6 W 【解析】（1）灯泡L正常发光时的电阻 。 （2）当S1、S2均闭合，S3接b，滑动变阻器滑片移到最大阻值处时，灯泡被短路，电阻为R1的定值电阻与滑动变阻器并联，电流表测量干路电流。 通过滑动变阻器的电流 ； 通过R1的电流 I1=I-I2=0.4 A-0.1 A=0.3 A； 由可得。 （3）当S1和S2断开，S3接a时，灯泡L、定值电阻与滑动变阻器串联。当电压表示数为3 V时，此时电路电流最小，电路总功率最小。 灯泡L与定值电阻两端的电压之和 U′=U-U滑=6 V-3 V=3 V， 电路最小电流 ， 电路最小功率 P最小=UI′=6 V×0.1 A=0.6 W。 当S1、S2均闭合，S3接b，灯泡短路，定值电阻与滑动变阻器并联，移动滑片，使电流表示数I最大=0.6 A时，电路总功率最大，此时电路的最大功率 P最大=UI最大=6 V×0.6 A=3.6 W。 所以整个电路电功率的变化范围是0.6～3.6 W。 学科网（北京）股份有限公司 $