第15章 电功和电热（高效培优·单元测试）物理新教材苏科版九年级下册

第十五章 电功和电热 注意事项： 1．测试范围：苏科版九年级下册第15章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．下列做法不符合安全用电原则的是（     ） A．在同一个插座上不能同时使用多个大功率用电器 B．发现有人触电，应立即断开电源 C．手机充电完成后，应拔下充电器 D．使用试电笔时手指接触金属笔尖 2．下列关于电功和电功率的说法，正确的是（     ） A．电功率是表示电流做功多少的物理量 B．电流通过导体消耗的电能越多，电功率就越大 C．不同的用电器，工作时间越长的耗电一定多 D．单位时间内电流做的功越多，电功率就越大 3．出门的时候小林注意到门口的电表在不断闪烁，下列说法正确的是（     ） A．电表当前读数是125196度 B．1600imp/kW·h表示每消耗一度电指示灯闪烁1600次 C．50Hz表示电表闪烁时发出的声音频率是50Hz D．10（20）A表示电表需要在10A的电流下工作 4．国务院印发《新能源汽车产业发展规划》，如图关于充电桩描述正确的是（　　） A．安装充电桩时，不连接地线也可以 B．有经验的电工在安装充电桩时不必断开电源 C．每个充电桩在安装时都要装漏电保护器 D．万一有充电桩起火，不必断电，立即浇水扑灭即可 5．如图是小灯泡L和定值电阻R的图像。下列说法不正确的是（     ） A．小灯泡L灯丝的电阻随温度的升高而增大 B．甲是定值电阻R的图像，其阻值为5 C．若仅将小灯泡L和定值电阻R串联在电路中，当电流为0.3A时，电源电压为2.5V D．若仅将小灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为2.5V的电路中，在5s内定值电阻R产生的热量为6.25J 6．如图所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P向a端滑动的过程中，下列说法正确的是（     ） A．电压表示数变大 B．电流表示数变小 C．电压表与电流表的比值变小 D．电路中的总功率变小 7．将规格都是“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中使其正常工作，若通电时间相同。下列说法中（     ） ①电烙铁消耗的电能最多        ②电烙铁产生的热量最多 ③三个用电器消耗的电能一样多    ④三个用电器产生的热量一样多 A．只有②③正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 8．LED灯带在装饰材料中被广泛应用。芳芳同学在研究其内部结构时发现，灯带中的LED灯串联后经电源适配器接入照明电路，如图所示。她取下一只LED灯接在电池两端，灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，但用手触摸几乎不发热，以下符合上述事实的是（     ） A．一只LED正常工作的电压是220V B．灯带中一只LED灯断路后其它灯仍能发光 C．LED灯工作时主要将电能转化为内能 D．LED灯具有单向导电性 9．如图甲所示的电热加湿器，其内部结构及电路简图如图乙所示，通电后，发热电阻使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。已知水的比热容为，密度为，沸点为则下列说法错误的是（     ） A．电热加湿器的工作原理是电流的热效应 B．加热仓中的水吸热汽化变成水蒸气 C．加热仓内的水从加热至沸腾，吸收的热量为 D．电热加湿器产生的热量全部被水吸收 10．学习家庭电路相关知识后，对如图所示设计的家庭电路的认识正确的是（     ） A．图中两只灯与其对应控制开关的连接都是正确的 B．选用的保险丝的额定电流应大于电路正常工作时的最大电流 C．若某时刻小灯泡L1的灯丝断了，保险丝会熔断 D．若图中AB间发生断路，则试电笔检查插座C的各个插孔，试电笔的氖管都不发光 11．在如图所示电路中，电源电压恒为4.5V，电压表量程“0~3V”，滑动变阻器规格“20Ω1A”，灯泡L标有“2.5V1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），为确保不损坏电路元件，则以下选项错误的是（     ） A．电路中电流变化的范围是0.3A~0.5A B．滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω~10Ω C．灯泡的最小功率是0.45W D．该电路的最大总功率是4.5W 12．如图所示电路中，电源电压恒为9 V，灯泡L标有“4 V  1.6 W”字样，滑动变阻器的最大电阻为50 Ω，电流表的测量范围为0~0.6 A。当开关全部闭合，滑动变阻器滑片P位于最右端时，电流表示数为0.48 A，不考虑灯泡电阻变化，下列说法正确的是（     ） A．定值电阻的电阻R0为20 Ω B．此时定值电阻与滑动变阻器的功率之比为3∶5 C．当开关全部闭合时，为保证电路安全滑动变阻器的最小电阻为15 Ω D．只闭合开关S，为保证电路安全电流表示数变化范围为0.15 A~0.4 A 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共10小题，每空1分，共20分） 13．家庭电路中，电灯、电视机、电扇等用电器是________的，用电器与控制它的开关是________的（两空均选填“串联”或“并联”）。 14．图甲是小华房间的一个插座，用测电笔测试A孔时氖管发光，A孔与___________线相连。他想把图乙中插头插入插座中，D脚插入___________孔更安全。 15．手机正常工作时，内部电池提供的电压对人体_____________（选填“属于”或“不属于”）安全电压。某智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是减小了电池的输出_____________（选填“电压”“电能”或“电功率”）。 16．如图接入电路的用电器越多，越容易引起火灾，原因是电压一定时，接入电路的用电器越多总功率越___________（填“大”或“小”），电流越大，在电阻相同、通电时间相同时，产生热量越___________（填“多”或“少”）。 17．华为Pura70Pro高端旗舰手机电池容量为5000mA·h，支持100W有线快充，同时还支持20W无线反向充电。反向充电过程中，Pura70Pro的能量转化是_______________________。华为Pura70Pro电池上标明电压为3.7V，它充满电后储存了_____W·h的电能。 18．有一个看不见内部情况的小盒，盒上有两只规格为“6V 3.6W”的小灯泡，接通电源，两只小灯泡都发光，若拧下其中一只，另一只不发光。则这两只小灯泡是____________（选填“串联”或“并联”）的，通过该规格小灯泡的电流随两端电压的变化关系如图所示，若把这个小盒接在6V的电源两端，则每只灯泡的实际功率是____________W。 19．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。空白处的能量形式是___________。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。储能系统将2个质量均为的重物从高处放回地面的发电过程中，产生的电能约为，则该过程的发电效率约为___________（g取10N/kg，结果保留整数）。 20．如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，、为发热电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。如图乙，要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关________。已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，相同时间从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则_________。 21．如图所示，电源电压恒为4V，定值电阻，，则开关闭合后，电流表的示数是________A，通电5min，定值电阻产生的热量是________J。 22．如图甲是电阻R1、R2的U-I图像，则R1∶R2=__________。将R1、R2接入如图乙电路中，电源电压保持不变。在电路安全的前提下，若开关S1接“1”，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，闭合开关S，电压表的示数为U1，R1的功率为P1；若开关S1接“2”，滑片P移到中点时，闭合开关S，电压表的示数为U2，电路的总功率为P总。已知U1∶U2=6∶5，则P1∶P总=________。 三．作图题（本题共3小题，共6分） 23．如图所示，开关和灯泡正确接入电路，请用笔画线代替导线将插座正确接入电路。 24．如图所示为小乐家墙上安装的一个三孔带开关的插座。此插座的优点是，不用拔下插座上的插头，只需将插座上的开关断开就可以安全切断电源。请在答题卡虚线框内画出它的电路图。 25．小华家的卫生间装修，需要安装一个两孔插座以及额定电压均为220V的电灯和排风扇各一个，要求开关S只控制灯和排风扇，且闭合时两个用电器都能正常工作，两孔插座单独接入。请你用笔画线代替导线将如图所示电路补充完整。 四．实验题（本题共3小题，共20分） 26．在“测量小灯泡的电功率”实验中，待测小灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为10）。实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V）、开关各一个，导线若干，两个滑动变阻器：（10　2A）、（20　1A）。 (1)如图所示连接电路时，开关应______；闭合开关后，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表无示数，则电路中发生的故障可能是滑动变阻器______（选填“断路”或“短路”）。 (2)排除故障后，闭合开关，电压表示数为2V，要使小灯泡正常发光，滑片应向______（选填“A”或“B”）端移动；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是______W。 (3)根据上述描述可知，在实验时选择的滑动变阻器是______（选填“”或“”）。若还利用现有实验器材想探究“电流与电阻的关系”，还需要添加的器材是__________________。 27．探究“电流产生的热量与什么因素有关”，作出正确猜想后进行探究。选取符合要求的电阻丝，装入实验装置中，透明容器中密封等量空气，U形管中液面高度差的变化能比较容器中空气温度的变化。 (1)将乙装置接入图甲电路A、B之间，电阻丝和串联的目的是控制______相同。 (2)闭合开关前发现U形管中液面不相平，说明装置气密性______（“好”、“不好”）。解决问题后，闭合开关，通电一段时间，发现一侧U形管中液面始终相平，一侧U形管中液面出现高度差，导致该现象的原因可能是______________________________________________。 (3)将丙装置接入图甲电路A、B之间，闭合开关后，通过的电流______（“大于”、“小于”或“等于”）通过的电流，通电一段时间后，会观察到一侧比一侧U形管中液面高度差______（“大”、“小”或“相等”）。 (4)小明认为将乙装置接入图甲电路A、B之间，以为研究对象，分别将滑片调节至不同位置也能得出（3）的规律；小红分析后认为小明的方案必须添加测量仪器______才能完成探究。 28．在“测量小灯泡电阻”实验中，实验器材：电源电压恒为6V、额定电压为2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和若干导线。 (1)请用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整，要求当滑动变阻器的滑片向右滑动时小灯泡变亮。 (2)连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数且超过测量范围，则电路故障可能是________： (3)排除故障后，继续进行实验，当电压表示数如图乙所示，读数是________V，要测量小灯泡正常发光时的电阻，接下来的操作是向________移动滑动变阻器的滑片；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，此时灯丝电阻是________Ω（保留一位小数），小灯泡的额定功率为________W。在交流评估时，另一组同学发现移动滑动变阻器滑片，灯泡变暗时，电流表示数减小而电压表示数却增大，原因可能是________。 (4)多次实验的目的是________。 五．计算题（本题共3小题，共30分） 29．如图所示，电源电压不变，电阻的阻值为20Ω，的阻值为30Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，求： (1)电源电压U。 (2)通电100s，电阻消耗的电能。 30．小红在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，均是发热电阻 （阻值不随温度变化），欲将质量为1.2kg、初温为的汤加热至，设此汤的比热容为，求： 额定电压 220V 额定功率 低温挡 48.4W 高温挡 500W (1)汤需要吸收的热量。 (2)利用电饭煲高温挡煲汤时，将汤由加热至需要16分钟，则电饭煲的效率是多少？ (3)计算和的电阻分别是多少？（写出开关位置和电路处于高温挡还是低温挡） 31．如图甲所示的电路，电源电压可调，R为标有“30Ω 1A”字样的滑动变阻器，a、c为其两个端点，电流表量程为，电压表量程为，、是额定电压均为的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。求： (1)正常发光时的电阻； (2)闭合开关，断开、，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，电压表示数是多少? (3)若不限制电路中各开关的状态，滑动变阻器滑片P的移动范围为中点位置至最大阻值处。现移动滑片P的同时调节电源电压，使电路中有小灯泡正常发光，其它各元件均安全，求电路的最大功率和最小功率。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十五章 电功和电热 注意事项： 1．测试范围：苏科版九年级下册第15章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．下列做法不符合安全用电原则的是（     ） A．在同一个插座上不能同时使用多个大功率用电器 B．发现有人触电，应立即断开电源 C．手机充电完成后，应拔下充电器 D．使用试电笔时手指接触金属笔尖 【答案】D 【详解】A．同一个插座同时接多个大功率用电器，会导致电路总功率过大，电流过大，容易引发火灾，所以该做法符合安全用电原则，故A不符合题意； B．发现有人触电时，立即断开电源是正确的施救操作，能避免施救者也发生触电危险，符合安全用电要求，故B不符合题意； C．手机充电完成后拔下充电器，可避免充电器长时间空载过热，降低用电隐患，符合安全用电原则，故C不符合题意； D．使用试电笔时，若手指接触金属笔尖，笔尖接触火线时220V电流会直接通过人体，引发触电事故，正确操作是手指接触试电笔末端的金属笔卡，因此该做法不符合安全用电原则，故D符合题意。 故选D。 2．下列关于电功和电功率的说法，正确的是（     ） A．电功率是表示电流做功多少的物理量 B．电流通过导体消耗的电能越多，电功率就越大 C．不同的用电器，工作时间越长的耗电一定多 D．单位时间内电流做的功越多，电功率就越大 【答案】D 【详解】A．电功是表示电流做功多少的物理量，电功率表示电流做功快慢的物理量，故A错误； B．由可知，电功率与电功、通电时间两个因素有关，仅消耗的电能（电功）多，通电时间未知，无法判定电功率大，故B错误； C．由可知，消耗电能多少与电功率、通电时间两个因素有关，仅工作时间长，用电器电功率未知，无法判定耗电多，故C错误； D．单位时间即通电时间t为定值，由可知，单位时间内电流做功W越多，电功率P越大，故D正确。 故选D。 3．出门的时候小林注意到门口的电表在不断闪烁，下列说法正确的是（     ） A．电表当前读数是125196度 B．1600imp/kW·h表示每消耗一度电指示灯闪烁1600次 C．50Hz表示电表闪烁时发出的声音频率是50Hz D．10（20）A表示电表需要在10A的电流下工作 【答案】B 【详解】A．电能表读数最后一位是小数，当前读数为12519.6kW·h（度），故A错误； B．1600imp/kW·h表示每消耗1kW·h（1度）电能，指示灯闪烁1600次，故B正确； C．50Hz表示电能表适用的交流电源频率，而非声音频率，故C错误； D．10（20）A表示电能表标定电流为10A，额定最大电流20A，即是电能表能满足测量准确要求，且能长期正常运行的最大电流值。并非“需要在10A电流下工作”，故D错误。 故选B。 4．国务院印发《新能源汽车产业发展规划》，如图关于充电桩描述正确的是（　　） A．安装充电桩时，不连接地线也可以 B．有经验的电工在安装充电桩时不必断开电源 C．每个充电桩在安装时都要装漏电保护器 D．万一有充电桩起火，不必断电，立即浇水扑灭即可 【答案】C 【详解】A．安装充电桩时必须连接地线，地线能在设备漏电时将电流导入大地，避免触电事故，故A错误； B．安装、检修电气设备时，必须先断开电源，即使是有经验的电工也不能带电作业，否则易发生触电事故，故B错误； C．每个充电桩安装时都要装漏电保护器，当电路发生漏电时，漏电保护器会迅速切断电源，保障安全，故C正确； D．充电桩起火时，必须先切断电源，再使用干粉灭火器灭火。生活用水具有导电性，直接浇水会引发触电危险，故D错误。 故选C。 5．如图是小灯泡L和定值电阻R的图像。下列说法不正确的是（     ） A．小灯泡L灯丝的电阻随温度的升高而增大 B．甲是定值电阻R的图像，其阻值为5 C．若仅将小灯泡L和定值电阻R串联在电路中，当电流为0.3A时，电源电压为2.5V D．若仅将小灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为2.5V的电路中，在5s内定值电阻R产生的热量为6.25J 【答案】C 【详解】A．由图像可知，当电压增大时，图像逐渐靠近U坐标轴，说明U与I的比值逐渐增大，小灯泡的电阻逐渐增大，故说明小灯泡L灯丝的电阻随温度的升高而增大，故A正确； B．定值电阻的图像是过原点的直线，所以甲是定值电阻R的图像。取，，则阻值 故B正确； C．当L和R串联，电流时，从甲图（R）得 从乙图（L）得电流0.3A时，灯泡电压，电源电压 故C错误； D．当L和R并联在2.5V电路中时，定值电阻两端电压也为2.5V。定值电阻产生的热量 故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 6．如图所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P向a端滑动的过程中，下列说法正确的是（     ） A．电压表示数变大 B．电流表示数变小 C．电压表与电流表的比值变小 D．电路中的总功率变小 【答案】C 【详解】AB. 由电路图可知，与串联，电压表测两端电压，电流表测电路电流。滑片P向a端滑动，接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，由 可知电路电流变大，电流表示数变大；由 可知 两端电压变大，由串联电路电压规律可知两端电压变小，电压表示数变小，故AB错误； C. 根据欧姆定律可知，电压表测量两端的电压，电流表测量通过的电流，其比值表示 ，因 变小，故比值变小，故C正确； D. 由 可知，电源电压不变，电流变大，电路总功率变大，故D错误。 故选C。 7．将规格都是“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中使其正常工作，若通电时间相同。下列说法中（     ） ①电烙铁消耗的电能最多        ②电烙铁产生的热量最多 ③三个用电器消耗的电能一样多    ④三个用电器产生的热量一样多 A．只有②③正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 【答案】A 【详解】①③根据，相同、通电时间相同，则三个用电器消耗的电能相等，故①错误，③正确； ②④电烙铁为纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为内能；电风扇、电视机消耗的电能仅少部分转化为内能，因此相同时间内电烙铁产生的热量最多，故②正确，④错误。 综合上述分析可知②③正确，故选A。 8．LED灯带在装饰材料中被广泛应用。芳芳同学在研究其内部结构时发现，灯带中的LED灯串联后经电源适配器接入照明电路，如图所示。她取下一只LED灯接在电池两端，灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，但用手触摸几乎不发热，以下符合上述事实的是（     ） A．一只LED正常工作的电压是220V B．灯带中一只LED灯断路后其它灯仍能发光 C．LED灯工作时主要将电能转化为内能 D．LED灯具有单向导电性 【答案】D 【详解】A．灯带中的LED灯串联，由串联电路电压规律可知，一只LED灯正常工作电压远小于220V，故A不符合题意； B．灯带中的LED灯串联，串联电路中一处断路则整个电路断路，一只LED灯断路后其它灯不能发光，故B不符合题意； C．用手触摸几乎不发热，说明LED灯工作时主要将电能转化为光能，故C不符合题意； D．接在电池两端灯不亮，对调电池正负极后灯亮了，说明电流只能从单一方向通过LED灯，即LED灯具有单向导电性，故D符合题意。 故选D。 9．如图甲所示的电热加湿器，其内部结构及电路简图如图乙所示，通电后，发热电阻使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。已知水的比热容为，密度为，沸点为则下列说法错误的是（     ） A．电热加湿器的工作原理是电流的热效应 B．加热仓中的水吸热汽化变成水蒸气 C．加热仓内的水从加热至沸腾，吸收的热量为 D．电热加湿器产生的热量全部被水吸收 【答案】D 【详解】A．电热加湿器依靠发热电阻将电能转化为内能加热水，工作原理是电流的热效应，故A正确； B．液态水吸热变为气态水蒸气，这个过程属于汽化，故B正确; C．水的质量 吸收热量 故C正确； D．实际工作中，电热产生的热量会被加热仓吸收、还有部分散失到空气中，不可能全部被水吸收，故D错误。 本题选说法错误的，故选D。 10．学习家庭电路相关知识后，对如图所示设计的家庭电路的认识正确的是（     ） A．图中两只灯与其对应控制开关的连接都是正确的 B．选用的保险丝的额定电流应大于电路正常工作时的最大电流 C．若某时刻小灯泡L1的灯丝断了，保险丝会熔断 D．若图中AB间发生断路，则试电笔检查插座C的各个插孔，试电笔的氖管都不发光 【答案】B 【详解】A．由图可知，灯泡L1的开关S1接在中性线上，连接不正确；灯泡L2的开关S2接在相线上，断开开关时灯泡能与相线断开，符合安全用电原则，故A错误； B．保险丝在电流过大时熔断以保护电路，若其额定电流小于或等于电路正常工作时的最大电流，家庭电路正常工作时保险丝可能会熔断，故选用的保险丝的额定电流应稍大于电路正常工作时的最大电流，故B正确； C．若小灯泡L1的灯丝断了，该支路断路，不会导致电流过大，保险丝不会熔断，故C错误； D．若图中间发生断路，插座C的右孔通过点与相线连通，试电笔检查插座C的右孔时，氖管会发光，故D错误。 故选B。 11．在如图所示电路中，电源电压恒为4.5V，电压表量程“0~3V”，滑动变阻器规格“20Ω1A”，灯泡L标有“2.5V1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），为确保不损坏电路元件，则以下选项错误的是（     ） A．电路中电流变化的范围是0.3A~0.5A B．滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω~10Ω C．灯泡的最小功率是0.45W D．该电路的最大总功率是4.5W 【答案】D 【详解】分析电路：灯泡L和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压。根据，灯泡额定电流 根据欧姆定律，灯丝电阻 D．灯泡额定电流0.5A、滑动变阻器允许最大电流1A，因此电路允许的最大电流由灯泡决定，为，此时电路总功率最大，故D错误； A．电压表量程0~3V，即滑动变阻器两端最大电压为3V，此时灯泡两端电压最小 电路最小电流 因此电流变化范围是0.3A~0.5A，故A正确； B．电流最大时，滑动变阻器阻值最小，此时滑动变阻器电压 电流最小时，滑动变阻器阻值最大， 因此滑动变阻器阻值范围4Ω~10Ω，故B正确。 C．灯泡的最小功率对应最小电流，，故C正确。 本题选择错误的选项，故选D。 12．如图所示电路中，电源电压恒为9 V，灯泡L标有“4 V  1.6 W”字样，滑动变阻器的最大电阻为50 Ω，电流表的测量范围为0~0.6 A。当开关全部闭合，滑动变阻器滑片P位于最右端时，电流表示数为0.48 A，不考虑灯泡电阻变化，下列说法正确的是（     ） A．定值电阻的电阻R0为20 Ω B．此时定值电阻与滑动变阻器的功率之比为3∶5 C．当开关全部闭合时，为保证电路安全滑动变阻器的最小电阻为15 Ω D．只闭合开关S，为保证电路安全电流表示数变化范围为0.15 A~0.4 A 【答案】D 【详解】A．开关全部闭合，滑片P位于最右端时，灯泡L被短路，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 通过定值电阻的电流 定值电阻的阻值，故A错误； B．此时定值电阻与滑动变阻器的功率之比，故B错误； C．开关全部闭合时，电流表最大示数为，通过滑动变阻器的最大电流 滑动变阻器的最小电阻，故C错误； D．只闭合开关S时，灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流。灯泡的额定电流 电路允许的最大电流为；灯泡的电阻 当滑动变阻器接入最大阻值时，电路电流最小 电流表示数变化范围为，故D正确。 故选D。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共10小题，每空1分，共20分） 13．家庭电路中，电灯、电视机、电扇等用电器是________的，用电器与控制它的开关是________的（两空均选填“串联”或“并联”）。 【答案】 并联 串联 【详解】[1]电灯、电视机、电扇等用电器在使用时互不影响，所以用电器之间是并联的。 [2]控制用电器的开关闭合，用电器工作，所以开关与用电器是串联的。 14．图甲是小华房间的一个插座，用测电笔测试A孔时氖管发光，A孔与___________线相连。他想把图乙中插头插入插座中，D脚插入___________孔更安全。 【答案】 火 A 【详解】由测电笔氖管发光可知，A孔与火线相连。因开关需接在火线上保证用电安全，D脚与开关相连，故D脚插入A孔更安全。 15．手机正常工作时，内部电池提供的电压对人体_____________（选填“属于”或“不属于”）安全电压。某智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是减小了电池的输出_____________（选填“电压”“电能”或“电功率”）。 【答案】 属于 电功率 【详解】由安全电压的判定标准，手机正常工作的电池电压在安全电压范围内。 电池可提供的总电能为定值。由可知，总电能固定时，延长供电时间需减小电池的输出电功率。 16．如图接入电路的用电器越多，越容易引起火灾，原因是电压一定时，接入电路的用电器越多总功率越___________（填“大”或“小”），电流越大，在电阻相同、通电时间相同时，产生热量越___________（填“多”或“少”）。 【答案】 大 多 【详解】家庭电路中各用电器并联，总功率为各用电器功率之和，故接入用电器越多总功率越大。 由可知，电阻、通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。 17．华为Pura70Pro高端旗舰手机电池容量为5000mA·h，支持100W有线快充，同时还支持20W无线反向充电。反向充电过程中，Pura70Pro的能量转化是_______________________。华为Pura70Pro电池上标明电压为3.7V，它充满电后储存了_____W·h的电能。 【答案】 化学能转化为电能 18.5 【详解】因反向充电时手机电池相当于电源对外供电，故能量转化为化学能转化为电能。 充满电后储存的电能为 18．有一个看不见内部情况的小盒，盒上有两只规格为“6V 3.6W”的小灯泡，接通电源，两只小灯泡都发光，若拧下其中一只，另一只不发光。则这两只小灯泡是____________（选填“串联”或“并联”）的，通过该规格小灯泡的电流随两端电压的变化关系如图所示，若把这个小盒接在6V的电源两端，则每只灯泡的实际功率是____________W。 【答案】 串联 1.5 【详解】因拧下一只灯泡后另一只不发光，两灯互相影响，故两灯为串联。 每只灯泡两端的实际电压 ，由图像可知，灯泡两端电压为3V时，通过的电流 ，所以每只灯泡的实际功率 19．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。空白处的能量形式是___________。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。储能系统将2个质量均为的重物从高处放回地面的发电过程中，产生的电能约为，则该过程的发电效率约为___________（g取10N/kg，结果保留整数）。 【答案】 重力势能 56% 【详解】提升重物储存能量时，输入的电能用来将重物举高，使重物获得被举高所具有的重力势能，故空白处为重力势能。 单个重物的重力 2个重物的总重力做功 发电效率为 20．如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，、为发热电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。如图乙，要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关________。已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，相同时间从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则_________。 【答案】 S、S2 【详解】电吹风的“冷风”状态只有电动机工作，不产生额外热量；“暖风”状态需要电动机工作，同时只有一个发热电阻工作；“热风”状态是电动机和两个发热电阻同时工作。 观察电路图，要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关S、S2。 设相同时间为t，空气比热容为c，相同时间吹出的空气质量为m，热效率为η，家庭电路电压为。暖风状态下，只有R1​发热，产生的热量用来升温 热风状态下，和同时发热， 解得 21．如图所示，电源电压恒为4V，定值电阻，，则开关闭合后，电流表的示数是________A，通电5min，定值电阻产生的热量是________J。 【答案】 0.3 120 【详解】由图可知，R1与R2并联，电流表测干路电流。通过R1的电流 通过R2的电流 由并联电路干路电流等于各支路电流之和可知，电流表示数 定值电阻R1产生的热量 22．如图甲是电阻R1、R2的U-I图像，则R1∶R2=__________。将R1、R2接入如图乙电路中，电源电压保持不变。在电路安全的前提下，若开关S1接“1”，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，闭合开关S，电压表的示数为U1，R1的功率为P1；若开关S1接“2”，滑片P移到中点时，闭合开关S，电压表的示数为U2，电路的总功率为P总。已知U1∶U2=6∶5，则P1∶P总=________。 【答案】 【详解】由图甲，取电流为时，根据，得，，故 设电源电压为，滑动变阻器最大阻值为。 当开关接“1”，滑动变阻器滑片P移到最右端时，与滑动变阻器最大阻值串联，电压表测量两端电压，示数为，此时电路电流，电源电压 当开关接“2”，滑片P移到中点时，与串联，电压表测量两端电压，示数为，此时电路电流，电源电压 已知，结合，代入电源电压相等的等式 化简后可解得 电源电压 的功率 第二次电路的总功率 故 三．作图题（本题共3小题，共6分） 23．如图所示，开关和灯泡正确接入电路，请用笔画线代替导线将插座正确接入电路。 【答案】 【详解】灯泡接法是：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样既能控制灯泡，又能更安全。据此可以判断出最上方的一条线是火线，第二根线是零线。三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，据此作图。 24．如图所示为小乐家墙上安装的一个三孔带开关的插座。此插座的优点是，不用拔下插座上的插头，只需将插座上的开关断开就可以安全切断电源。请在答题卡虚线框内画出它的电路图。 【答案】 【详解】火线先接入开关，再从开关引出连接到插座的右孔（火线端），这样断开开关时，插座侧完全与火线断开，避免触电风险。三孔插座遵循“左零右火上接地”的接线规则：插座左侧插孔直接连接零线，上方的接地插孔直接连接地线。 25．小华家的卫生间装修，需要安装一个两孔插座以及额定电压均为220V的电灯和排风扇各一个，要求开关S只控制灯和排风扇，且闭合时两个用电器都能正常工作，两孔插座单独接入。请你用笔画线代替导线将如图所示电路补充完整。 【答案】 【详解】根据安全用电原则，开关S接火线，因此上面的线为火线，下面的线为零线；要在卫生间安装一个两孔插座以及额定电压均为220V的电灯和排风扇各一个，开关S只控制灯和排风扇，则说明开关在干路上，灯和排风扇并联，开关S接火线，然后分别进入灯和排风扇，然后回到零线上。 两孔插座单独接入，左边接零线，右边接火线。 四．实验题（本题共3小题，共20分） 26．在“测量小灯泡的电功率”实验中，待测小灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为10）。实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V）、开关各一个，导线若干，两个滑动变阻器：（10　2A）、（20　1A）。 (1)如图所示连接电路时，开关应______；闭合开关后，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表无示数，则电路中发生的故障可能是滑动变阻器______（选填“断路”或“短路”）。 (2)排除故障后，闭合开关，电压表示数为2V，要使小灯泡正常发光，滑片应向______（选填“A”或“B”）端移动；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是______W。 (3)根据上述描述可知，在实验时选择的滑动变阻器是______（选填“”或“”）。若还利用现有实验器材想探究“电流与电阻的关系”，还需要添加的器材是__________________。 【答案】(1) 断开 断路 (2) B 0.65 (3) 多个阻值不同的定值电阻 【详解】（1）为了安全，连接电路时，开关应断开。 闭合开关后，电流表无示数，可能是断路，电压表无示数，说明是与电压表并联以外的部分发生了断路，所以故障可能是滑动变阻器断路。 （2）闭合开关，移动滑片P至某位置时，电压表的示数为2V，小于额定电压2.5V，若想测量小灯泡的额定功率，根据串联电路分压原理，应减小滑动变阻器两端电压，减小滑动变阻器连入电路电阻值，将滑片P向B端移动，使电压表示数为2.5V。 由图乙可知，电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.26A，小灯泡的额定功率是 （3）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为 此时滑动变阻器接入电阻 大于的最大阻值，因此滑动变阻器选。 在探究“电流与电阻的关系”实验中，需要控制定值电阻两端电压不变，更换不同阻值的电阻多次实验，因此还需要添加多个阻值不同的定值电阻。 27．探究“电流产生的热量与什么因素有关”，作出正确猜想后进行探究。选取符合要求的电阻丝，装入实验装置中，透明容器中密封等量空气，U形管中液面高度差的变化能比较容器中空气温度的变化。 (1)将乙装置接入图甲电路A、B之间，电阻丝和串联的目的是控制______相同。 (2)闭合开关前发现U形管中液面不相平，说明装置气密性______（“好”、“不好”）。解决问题后，闭合开关，通电一段时间，发现一侧U形管中液面始终相平，一侧U形管中液面出现高度差，导致该现象的原因可能是______________________________________________。 (3)将丙装置接入图甲电路A、B之间，闭合开关后，通过的电流______（“大于”、“小于”或“等于”）通过的电流，通电一段时间后，会观察到一侧比一侧U形管中液面高度差______（“大”、“小”或“相等”）。 (4)小明认为将乙装置接入图甲电路A、B之间，以为研究对象，分别将滑片调节至不同位置也能得出（3）的规律；小红分析后认为小明的方案必须添加测量仪器______才能完成探究。 【答案】(1)电流和通电时间 (2) 好 电阻丝短路 (3) 大于 大 (4)秒表 【详解】（1）串联电路的核心特点是各处电流相等，且两个电阻丝接入同一电路，通电时间自然相同，所以将和串联是为了控制电流、通电时间相同，以此探究电流产生的热量与电阻的关系。 （2）闭合开关前U形管液面不相平，说明两侧液面上方气压存在差值，容器密封状态稳定，证明装置气密性好； 通电后侧U形管液面始终相平，说明该侧容器内空气没有受热膨胀，原因可能是电阻丝短路，没有电流通过，不产生热量。 （3）丙装置中和容器外的并联，再和串联，根据并联电路的电流规律，干路电流大于支路电流，因此通过的电流大于通过的电流； 根据焦耳定律，和电阻相同、通电时间相同，的电流更大，产生的热量更多，对应U形管的液面高度差更大。 （4）小明的方案是控制电阻和通电时间不变，改变电流来探究热量和电流的关系，电流可以通过调节滑动变阻器的滑片来改变，通电时间需要秒表来控制，因此必须添加秒表来测量不同位置滑片对应的通电时间，才能完成探究。 28．在“测量小灯泡电阻”实验中，实验器材：电源电压恒为6V、额定电压为2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和若干导线。 (1)请用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整，要求当滑动变阻器的滑片向右滑动时小灯泡变亮。 (2)连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数且超过测量范围，则电路故障可能是________： (3)排除故障后，继续进行实验，当电压表示数如图乙所示，读数是________V，要测量小灯泡正常发光时的电阻，接下来的操作是向________移动滑动变阻器的滑片；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，此时灯丝电阻是________Ω（保留一位小数），小灯泡的额定功率为________W。在交流评估时，另一组同学发现移动滑动变阻器滑片，灯泡变暗时，电流表示数减小而电压表示数却增大，原因可能是________。 (4)多次实验的目的是________。 【答案】(1) (2)小灯泡断路 (3) 2.2 右 8.3 0.75 电压表并联在了滑动变阻器两端 (4)探究灯丝电阻随温度变化的规律 【详解】（1）根据题意，当滑动变阻器的滑片向右滑动时小灯泡变亮，说明电路中电流增大，滑动变阻器接入电路的电阻减小。因此，应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路。将电压表并联在小灯泡两端，小灯泡额定电压为2.5V，故电压表量程选 。 （2）小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路中存在断路。电压表有示数且超过测量范围（电源电压为 ，电压表量程为 ），说明电压表串联在电路中，测量的是电源电压。因此，电路故障可能是小灯泡断路。 （3）由图乙可知，电压表选用 量程，分度值为 ，其读数为 。 小灯泡的额定电压为 ，当前电压 低于额定电压。要使小灯泡正常发光，需增大其两端电压，根据串联电路分压特点，应减小滑动变阻器接入电路的电阻。因此，滑片应向右移动。 由图丙可知，电流表选用 量程，分度值为 ，当小灯泡正常发光时，电流表示数为 。小灯泡正常发光时的电阻 小灯泡的额定功率 移动滑片，灯泡变暗，电流表示数减小，说明滑动变阻器接入电路的电阻增大。此时电压表示数反而增大，说明电压表测量的是滑动变阻器两端的电压。因此，原因可能是电压表并联在了滑动变阻器两端。 （4）多次实验的目的是为了测量小灯泡在不同电压下的电阻，从而探究灯丝电阻随温度变化的规律。 五．计算题（本题共3小题，共30分） 29．如图所示，电源电压不变，电阻的阻值为20Ω，的阻值为30Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，求： (1)电源电压U。 (2)通电100s，电阻消耗的电能。 【详解】（1）由电路图可知，两电阻并联，电流表测量上支路电阻的电流。根据欧姆定律及并联电路的电压特点，电源电压 （2）并联电路各支路两端电压相等，另一支路的电流 通电100s，该电阻消耗的电能 30．小红在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，均是发热电阻 （阻值不随温度变化），欲将质量为1.2kg、初温为的汤加热至，设此汤的比热容为，求： 额定电压 220V 额定功率 低温挡 48.4W 高温挡 500W (1)汤需要吸收的热量。 (2)利用电饭煲高温挡煲汤时，将汤由加热至需要16分钟，则电饭煲的效率是多少？ (3)计算和的电阻分别是多少？（写出开关位置和电路处于高温挡还是低温挡） 【详解】（1）汤吸收的热量 （2）高温挡加热时，工作时间，消耗的电能 电饭煲效率为 （3）开关S接2时，电路中只有工作，总电阻小、功率大，为高温挡，则阻值 开关S接1时，与串联，总电阻大、功率小，为低温挡，总电阻 由串联电阻规律得， 31．如图甲所示的电路，电源电压可调，R为标有“30Ω 1A”字样的滑动变阻器，a、c为其两个端点，电流表量程为，电压表量程为，、是额定电压均为的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。求： (1)正常发光时的电阻； (2)闭合开关，断开、，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，电压表示数是多少? (3)若不限制电路中各开关的状态，滑动变阻器滑片P的移动范围为中点位置至最大阻值处。现移动滑片P的同时调节电源电压，使电路中有小灯泡正常发光，其它各元件均安全，求电路的最大功率和最小功率。 【详解】（1）由图乙可知L1正常发光时电流， 由欧姆定律可得，正常发光时的电阻为 （2）闭合开关，断开、时，、是串联关系，此时电压表测两灯串联的总电压，若不损坏电路，由图乙可知 ，两灯泡电压分别为、 ，则电压表示数 （3）滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，由图像乙可知L1额定电流为1.2A，大于滑动变阻器允许通过最大 电流1A，所以L1不能正常发光，只能让L2正常发光，对应电路有两种情况： ①闭合开关S，断开S1、S2，L1、L2与R串联，L2正常发光，电路中的电流为，L1、L2两端电压，滑动变阻器最小电压 电源电压 ，则电路最小总功率 变阻器两端最大电压 电源电压，电路最大总功率 ②闭合开关S、S2断开S1，L1被短路，L2与R串联，L2正常发光，此时电路电流还是，电压表示数为 电源电压 则电路最小总功率 电源电压，则电路最大总功率 由以上可得，电路的最大功率为，最小功率为 / 学科网（北京）股份有限公司 $