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：60 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．灯泡中有电流时，灯泡发光。关于这个过程中的能量转化，下列说法正确的是（　　） A．灯泡消耗的电能全部转化成了光能 B．因为消耗电能，所以流过灯泡后的电流变小了 C．电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能 D．光能最终消失了，没有转化成其他形式的能量 2．寒冷的冬天，小鹏的爸爸为了防止小鹏写作业时把手冻坏，给他买了一款桌面暖风机。一款暖风机的“挡位”旋钮如图所示，当由2挡位调至3挡位时，暖风机能够吹出更强劲的暖风，则相较于2挡，下列关于3挡的说法正确的是（　　） A．消耗电能更多 B.消耗电能更快 C．消耗电能更少 D.消耗电能更慢 3．为探究电功与哪些因素有关，小华连接了如图所示的电路，下列说法正确的是（　　） A．该实验要选用两个规格相同的小灯泡 B．此电路探究的是电功与电压的关系 C．实验中，通过电压表的示数反映电功的大小 D．移动滑动变阻器的滑片从而改变电流，可以进一步探究电功与电流的关系 4．为了培养同学们节约电能的意识，九年级各班开展了“节约一度电”主题活动。“一度电”可让额定功率为250 W的用电器正常工作的时间可能是（　　） A．4 s B.4 min C．4 h D.40 h 5．如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电压表V1、V2示数之比为2∶3。下列说法正确的是（　　） A．通过电阻分别为R1、R2的电阻器的电流之比I1∶I2=1∶2 B．电阻分别为R1、R2的电阻器两端的电压之比U1∶U2=2∶1 C．相同时间内电阻分别为R1、R2的电阻器消耗的电能之比W1∶W2=1∶2 D．电阻分别为R1、R2的电阻器的电功率之比P1∶P2=2∶1 6．一款电子量角器的实物图和电路图如图，AB为均匀半圆弧形电阻丝，O点为其圆心，OP为金属滑片，可绕O点转动。AO间连接的角度显示器是由电压表改装而成的，可用来显示∠AOP的大小。当滑片OP沿顺时针方向转动时，下列说法正确的是（　　） A．半圆弧形电阻丝连入电路的电阻变大 B．电压表的示数变大 C．电路中的电流变大 D．电路的总功率变小 7．将两根电阻为R1、R2的发热电阻丝串联起来接在电路中，如图所示，若R1＜R2，则经过足够长的时间，先被点燃的火柴是（　　） A．火柴甲 B.火柴乙 C．同时点燃 D.无法确定 8．小王家的电能表如图，下列说法正确的是（　　） A．电能表的示数为56 378 kW·h B．这个电能表正常工作的电压为220 V C．这个电能表只有在20 A的电流下才能正常工作 D．小王家的用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁1 600次 9．小白同学注意到天气冷了后手机耗电特别快。这主要是因为大部分手机使用的锂电池是通过内部的化学反应释放电能的，在低温环境下化学反应速度减小，导致电池可用容量减少，可通过降低屏幕亮度等办法节约电能。结合以上资料，下列判断合理的是（　　） A．低温环境下手机锂电池可提供的电能不变 B．低温环境下手机不用时，立即放入口袋保温，可增加手机待机时间 C．手机使用过程中，将电池的化学能转化为电能 D．降低屏幕亮度可增加手机消耗电能的功率 10．如图所示，图甲中电源电压恒定，R0为定值电阻。闭合开关，在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列选项正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为10 Ω B．电源电压为4 V C．当滑片在a端时，R0的功率为2.4 W D．当滑片在中点时，R0的功率为0.9 W 二、填空题（本大题共6个小题；每空1分，共13分） 11．小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，小明家4月份用电________kW·h。当地电价为0.5元/（kW·h），小明家4月份应交电费________元。 12．小灯泡L和电阻为R的定值电阻接在如图甲所示的电路中，二者的I-U关系图像如图乙所示，______（选填“A”或“B”）图像是灯泡的I-U关系图像。B图线所代表元件的电阻为________Ω。当电压表示数为8 V时，小灯泡L和定值电阻在10 s内消耗的总电能为________J。 13．图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像，将该灯泡接入图乙电路，定值电阻的电阻R为10 Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2 A，则电源电压为________V，干路电流为________A，此时灯泡L的电功率为________W。 14．“扬帆”学习小组对小灯泡L的电阻RL和定值电阻的电阻R进行测量后，根据实验数据作出的U-I图像如图所示。若将L和定值电阻串联接在8 V的电源两端，则L与定值电阻的电阻之比为________；若将L和定值电阻并联在2 V的电源两端，则在1 min内，L与定值电阻产生的热量之比为________。 15．某储水式电热水器的铭牌如图所示，它表明该热水器的额定电压为________V。若该热水器正常工作3 000 s，可将一箱装有额定容量的水从25 ℃加热到50 ℃，则这个过程中水吸收的热量为________J，热水器的效率为________％（结果保留整数）。水的密度为1.0×103 kg/m3，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）。 三、实验探究题（本大题共2个小题；每空2分，共24分） 16．在测定小灯泡电功率的实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，灯丝电阻约为8 Ω。 （1）某同学连接的电路如图甲所示，请指出其中的两处错误： ①____________________________________________________； ②____________________________________________________。 （2）将上述错误改正后，闭合开关，如果发现灯泡发出特别耀眼的光，且此时电流表、电压表都有示数，则出现该现象的原因可能是________________________。 （3）实验时，调节滑动变阻器，当电压表的示数为________V时，灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，读数为________A，该灯泡的额定功率为________W。 （4）该实验还可以测定小灯泡的电阻，根据以上实验数据，这个小灯泡正常工作时的电阻为________Ω。 17．研究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关的实验装置如图所示。左右两个透明的容器中密闭着空气，两个密闭容器中都有一段电阻丝，U形管中装的是红色液体。 （1）a、b或c、d容器中所装空气的质量________（选填“相等”或“不相等”）。 （2）若想探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，则应选择（选填“甲”或“乙”）装置，因为该装置可以控制________相同。 （3）若两次实验的电源电压及通电时间相同，电阻大小如图所示，则a、c中两电阻丝产生热量之比是________。 （4）图乙装置中三个电阻丝的电阻分别为R1、R2、R3。若乙装置中两侧U形管中液面高度变化相同，则电路中故障可能是________；若乙装置中左侧U形管液面高度差变化明显，右侧U形管液面无变化，则故障可能是________________________。 四、计算应用题（本大题共2个小题；第19小题15分，第20小题18分，共33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．如图所示，定值电阻的电阻分别为R1=20 Ω，R2=30 Ω。闭合开关S，通电10 s，电流表A1的示数为0.9 A。求： （1）电流通过电阻分别为R1、R2的定值电器所做的功。 （2）电流表A的示数以及整个电路所消耗的电能。 19．如图所示，电源电压恒为10 V，R1为定值电阻的电阻，滑动变阻器标有“40 Ω　2 A”字样，灯泡L标有“10 V　10 W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合，滑片P在A端时，电流表的示数为1.5 A。求： （1）灯泡L正常发光时的电阻。 （2）定值电阻的电阻R1。 （3）闭合S、断开S1，将电流表的测量范围换成0~0.6 A，求电路消耗的最大功率与最小功率的比。 参考答案 1．【答案】C 【解析】灯泡消耗的电能转化为光能和内能，所以A错误。灯泡工作过程中，消耗电能，但流过灯泡前后的电流大小不变，所以B错误。用电器消耗电能的过程，实质上是电能转化为其他形式能量的过程，电流做了多少功，电路就消耗了多少电能，所以C正确。由能量守恒定律可知，光能最终转化成其他形式的能量，所以D错误。 2．【答案】B 【解析】当由2挡位调至3挡位时，暖风机能够吹出更强劲的暖风，表示相同时间内电流做功更多，则电流做功更快，即电功率更大。 3．【答案】B 【解析】由电路图可知，两灯泡与滑动变阻器串联，两电压表分别测两灯泡两端的电压。两灯泡串联，则通过两灯泡的电流相等，如果两灯泡的规格相同，那么两灯泡两端的电压相等，而通电时间又相同，这对研究的问题无意义，因此探究电功与电压的关系时，必须改变电压，应选用不同规格的灯泡进行实验，所以A错误。因为串联电路中各处的电流相等，所以根据W=UIt可知，此电路可以探究电功与电压的关系，所以B正确。实验中，通过灯泡的亮度来反映相同时间内电功的大小，电压表的示数反映的是电压的大小，所以C错误。移动滑动变阻器的滑片是为了改变通过灯泡的电流，当通过同一个灯泡的电流改变时，其两端的电压也会改变，因此不能控制电压相同，不能探究电功与电流的关系，所以D错误。 4．【答案】C 【解析】用电器正常工作时的功率P=250 W=0.25 kW，1度电可以使其正常工作的时间。 5．【答案】C 【解析】由电路图可知，闭合开关后，两电阻器串联，电压表V2 测电源电压，电压表V1测电阻为R2的电阻器两端的电压。串联电路中电流处处相等，则通过电阻分别为R1、R2的电阻器的电流之比I1∶I2=1∶1，所以A错误。电压表V1、V2示数之比为2∶3，即U2∶U=2∶3。根据串联电路的电压规律可知，电阻分别为R1、R2的电阻器两端的电压之比U1∶U2=（U-U2）∶U2=1∶2，所以B错误。根据串联电路的电流规律和W=UIt可知，相同时间内电阻分别为R1、R2的电阻器消耗的电能之比等于电压之比，即W1∶W2=U1∶U2=1∶2，所以C正确。根据P=UI可知，电功率之比等于电压之比P1∶P2=U1∶U2=1∶2，所以D错误。 6．【答案】B 【解析】由电路图可知，电路为均匀半圆弧形电阻丝AB的简单电路，且半圆弧形电阻丝全部接入电路，电压表测弧AP部分电阻丝两端的电压。滑片OP移动时，电路中的总电阻不变。由欧姆定律可知，电路中的电流不会改变，所以A、C错误。当滑片OP沿顺时针方向转动时，弧AP部分的电阻变大，由U=IR可知，电压表示数会变大，所以B正确。根据P=UI可知，电路的总功率不变，所以D错误。 7．【答案】B 【解析】两电阻丝串联，所以通过它们的电流和通电时间都相同。R1<R2，根据焦耳定律Q=I2Rt可知Q1<Q2。因此电阻为R2的电阻丝的温度高，火柴乙先被点燃。 8．【答案】BD 【解析】电能表显示数字中最后一位是小数位，示数的单位为kW·h，题图中电能表示数为5 637.8kW·h，所以A错误。表盘上“220V”表示电能表的正常工作电压为220 V，所以B正确。“20 A”表示该电能表正常工作时允许通过的最大电流，所以C错误。“1 600 imp/（kW·h）”表示用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁1 600次，所以D正确。 9．【答案】BC 【解析】在低温环境下化学反应速度减小，导致手机锂电池可用容量减少，可提供的电能减少，所以A错误。低温环境下不用手机时，立即放入口袋保温，可促进内部的化学反应释放电能，增加手机待机时间，所以B正确。手机使用过程中，将电池存储的化学能转化为电能，所以C正确。屏幕是手机最耗电的部件之一，降低亮度能显著减小耗电功率，所以D错误。 10．【答案】AD 【解析】由图甲可知，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。当滑片从A端向b端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻逐渐增大，所以电路中的电流会逐渐变小，因此由图乙可知，当滑片在A端时，电路中的电流最大为Ia=0.6 A，当滑片在b端时，电路中的电流最小为Ib=0.2 A，此时滑动变阻器两端的电压最大为Ub=4 V，所以滑动变阻器的最大阻值为，另外可得电源电压U=IaR0，U-Ub=IbR0，解得U=6 V，R0=10 Ω；当滑片在A端时，R0的功率为P0=IaU=0.6 A×6 V=3.6 W；当滑片在中点时，滑动变阻器的阻值为R滑=10 Ω，此时电路中的电流，所以此时R0的功率P0′=I2R0=（0.3 A）2×10 Ω=0.9 W，所以A、D选项正确。 11．【答案】240　　120 【解析】4月末的电能表示数为6 262.3 kW·h，3月末的电能表示数为6 022.3 kW·h，小明家4月份用电W=6 262.3 kW·h-6 022.3 kW·h=240 kW·h。小明家4月份应交电费240 kW·h×0.5元/（kW·h）=120元。 12．【答案】A　　40　　48 【解析】因为定值电阻的I-U关系图像是一条直线，所以图线B表示定值电阻的I-U关系图像。小灯泡的电阻随温度的变化而改变，所以图线A表示小灯泡的I-U关系图像。由图线B可知，当电压U1=4 V时，对应电流I1=0.1 A，由可得，。由题图甲可知，灯泡与定值电阻并联，则小灯泡和定值电阻两端的电压都为8 V。由题图乙可知，此时通过小灯泡的电流IL=0.4 A，通过定值电阻的电流IR=0.2 A。根据并联电路的电流特点可得干路电流I=IL+IR=0.4 A+0.2 A=0.6 A。在10 s内小灯泡和定值电阻消耗的总电能W=UIt=8 V×0.6 A×10 s=48 J。 13．【答案】2　　0.45　　0.5 【解析】由题图乙可知，定值电阻和灯泡L并联。由欧姆定律可得，定值电阻两端的电压UR=IRR=0.2 A×10 Ω=2 V。根据并联电路电压规律可知电源电压U=UL=UR=2 V。由题图甲可知，此时通过灯泡的电流IL=0.25 A，由并联电路电流规律可得，干路电流I=IL+IR=0.25 A+0.2 A=0.45 A。此时灯泡的电功率PL=ULIL=2 V×0.25 A=0.5 W。 14．【答案】1∶1　　3∶2 【解析】若将小灯泡L和定值电阻R串联接在电压为8 V的电源两端，根据串联电路的特点，结合图像可知，当电路中的电流为0.2 A时，L与定值电阻两端的电压均为4 V，满足要求。L与定值电阻的电阻之比。若将小灯泡L和定值电阻R并联在电压为2 V的电源两端，由图像可知，通过小灯泡L与定值电阻的电流分别为0.15 A、0.1 A。由Q=I2Rt=UIt可得，在1 min内小灯泡L与定值电阻产生的热量之比为QL∶QR=UILt∶UIRt=IL∶IR=0.15 A∶0.1 A=3∶2。 15．【答案】20　　8.4×106　　93 【解析】由铭牌上参数可知，热水器的额定电压U=220 V。热水器中水的质量 m=ρV=1.0×103 kg/m3×80×10-3 m3=80 kg。 水吸收的热量 Q吸=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg·℃）×80 kg×（50 ℃-25 ℃）=8.4×106 J。 热水器消耗的电能 W=Pt=3 000 W×3 000 s=9×106 J。 热水器的效率。 16．【答案】（1）①电流表正、负接线柱接反了　　②滑动变阻器的接线柱接错了 （2）滑动变阻器的滑片没有位于最大阻值处 （3）2.5　　0.34　　0.85 （4）7.35 【解析】（1）连接电流表时要求电流要从电流表的“＋”接线柱流入，“-”接线柱流出，图中的电流表正、负接线柱接反了；滑动变阻器接入电路时要“一上一下”选择两个接线柱，才能起到改变电阻的作用，图中接入的是“两下”接线柱，不能改变连入电路的电阻。 （2）小灯泡很亮，表明灯泡两端的电压和通过它的电流都较大，可能是滑动变阻器接入电路的电阻较小的缘故。 （3）当小灯泡两端的电压为额定电压2.5 V时，小灯泡正常发光，这时电流表的示数为0.34 A，根据电功率公式，小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V×0.34 A=0.85 W。 （4） 根据欧姆定律公式，小灯泡正常发光时的电阻。 17．【答案】（1）相等 （2）甲　　通过电阻丝的电流和通电时间 （3）1∶4 （4）电阻为R3的电阻丝断路　　电阻为R2的电阻丝断路或电阻为R2的电阻丝短路或电阻为R3的电阻丝短路 【解析】（1）根据控制变量法可知，实验过程中需要控制a、b或c、d容器中所装空气的质量相等。 （2）探究电流产生的热量与电阻的关系时，需要控制通过电阻丝的电流和通电时间相同，因此选择甲装置。 （3）甲装置中5 Ω的电阻丝与10 Ω的电阻丝串联，则总电阻R甲=5 Ω+10 Ω=15 Ω。 乙装置中d容器内外两个5 Ω的电阻丝并联后再与c容器中5 Ω的电阻丝串联，则总电阻。由于甲、乙两次实验的电源电压相同，因此根据欧姆定律可得I甲∶I乙=R乙∶R甲=7.5 Ω∶15 Ω=1∶2。由于a、c中两电阻丝的电阻相等、通电时间相同，因此根据Q=I2Rt可得Qa∶Qc=I甲2∶I乙2=1∶4。 （4）若乙装置中两侧U形管中液面高度变化相同，则说明c、d两容器内电流产生热量相同，由于c、d两容器里面的电阻丝的电阻相等，根据Q=I2Rt可知，通过电阻丝的电流相等。由于d容器内外两个5 Ω的电阻丝并联后再与c容器中5 Ω的电阻丝串联，说明d容器外面的电阻丝没有电流通过，即故障是电阻为R3的电阻丝断路。若乙装置中左侧U形管液面高度差变化明显，右侧U形管液面无变化，说明右侧电阻为R2的电阻丝中没有电流通过，则可能是电阻为R2的电阻丝断路或电阻为R2的电阻丝短路或电阻为R3的电阻丝短路。 18．【答案】（1）162 J　　108 J （2）1.5 A　　270 J 【解析】（1）闭合开关，两定值电阻并联，电流表A1测量通过电阻为R1的定值电阻的电流，电流表A测干路电流。 电流通过电阻为R1的定值电阻所做的功 W1=U1I1t=I12R1t=（0.9 A）2×20 Ω×10 s=162 J。 电源电压 U=I1R1=0.9 A×20 Ω=18 V。 电流通过电阻为R2的定值电阻所做的功 。 （2）通过电阻为R2的定值电阻的电流 。 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流即电流表A的示数 I=I1+I2=0.9 A+0.6 A=1.5 A。 整个电路所消耗的电能 W=UIt=18 V×1.5 A×10 s=270 J。 19．【答案】（1）10 Ω　　（2）20 Ω　　（3）3∶1 【解析】（1）灯泡正常发光时的电阻。 （2）当开关S和S1都闭合，滑片P在A端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，电阻为R1的定值电阻和L并联，它们两端的电压均等于电源电压U，小灯泡正常发光。 由P=UI可得，通过小灯泡的电流， 通过电阻为R1的定值电阻的电流I2=I-I1=1.5 A-1 A=0.5 A， 定值电阻的电阻。 （3）当闭合S、断开S1时，滑动变阻器和L串联。电路中的最小电流， 电路中的最小功率P小=UI小=10 V×0.2 A=2 W， 电路中的最大功率P大=UI大=10 V×0.6 A=6 W， 电路消耗的最大功率与最小功率的比。 学科网（北京）股份有限公司 $