沪粤版九年级物理第十五章电能与电功率单元测试解析版.docx
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沪粤版九年级物理第十五章电能与电功率单元测试解析版
沪粤版九年级物理第十五章电能与电功率单元测试
姓名：
_______________班级：
___
____________考号：
_______________
一、选择题
1、如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，电压表V1、V2示数的变化量分别为△U1、△U2，电流表示数的变化量为△I，阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为△P1、△P2．则下列判断正确的是（ ）
A．△P1+△P2＝△I2．（R1+R2） B．|△U1|＞|△U2|
C．|
|+|
|＝R1+R2 D．|△U1|＜|△U2|
2、如图所示的电路中，a、b、c是三只电表（电压表或电流表），闭合开关S，标有“3V1.5W”的灯泡L1正常发光，标有“6V3W”的灯泡L2发光较暗。
若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电表a为电流表，且示数为1A
B．电表b为电压表，且示数为3V
C．电表c为电流表，且示数为0.25A
D．闭合开关S，电路消耗的总功率为2.25W
3、 图甲是身高、体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示身高和体重。
电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R的阻值随压力增大而增大,滑片P随身高增高而上滑。
下列分析正确的是（ ）
A.身高越高电压表示数越大 B.身高越高通过R0的电流越小
C.体重越大电流表示数越大 D.体重越大电路消耗总功率越大
4、如图所示,电源电压为6V且保持不变,R0=30Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“3V 1.5W”字样。
不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则（ ）
A.当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是4~20Ω
B.当S闭合,S1、S2都断开时,电路消耗的最大功率是3.6W
C.当S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4W
D.当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω
5、用下图的电路测量小灯泡的功率,当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时,小灯泡消耗的功率和亮度将分别（ ）
A.变大,变暗 B.变小,变亮
C.变大,变亮 D.变小,变暗
6、智能手机在现代生活中的作用越来越重要,频繁地使用会导致它的电能消耗很快,当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间,这是通过以下哪种方式实现的（ ）
A.增大电池电压 B.增加总功率
C.减小总功率 D.降低散热能力
7、通过甲、乙两个电熨斗的电流之比为2∶1,它们的电阻之比为3∶2,那么电能转化成内能时功率之比为（ ）
A.2∶1
B.6∶1
C.3∶1
D.条件不足,无法判断
8、 右图是电阻甲和乙的U-I图象,下列说法正确的是（ ）
A.甲的电阻值保持10Ω不变
B.乙的电阻值保持20Ω不变
C.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.3A
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,甲的功率为0.6W
9、人类正面临能源危机,为选用节能交通信号灯的灯源,实验室通过实验发现,下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时光照强度相同。
有关数据如下表:
两种灯
LED灯
白炽灯
发光原理
二极管发光
钨丝高温发光
额定电压/V
24
220
响应时间/s
10-9
10-3
额定功率/W
12
100
请根据以上材料说明下列的说法错误的是（ ）
A.在光照强度相同的情况下,LED灯不必要达到很高的温度就能发光,电能基本上不转化成内能,几乎全部转化为光能,因而发光效率高
B.LED灯的额定电压低,人直接接触不会触电
C.LED灯响应时间短,也就是从开始发光到正常发光所用的时间短
D.LED灯额定功率小,消耗的电能肯定比白炽灯少
10、智能手机在现代生活中的作用越来越重要，但频繁的使用会导致它的电能消耗很快。
当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间。
这种设计实际上是（）
A.增大电池电压 B.增大总功率
C.减小总功率 D.降低散热能力
二、填空题
11、图是某电水壶的铭牌，该电水壶正常工作1min产生 J的热量，如果这些热量84%被冷水吸收能使2.0L的水温度升高上 ℃。
12、如图所示，电源电压恒定不变，电阻R1的阻值为30Ω，小灯泡L标有“9V，4.5W”字样（小灯泡的电阻不变）。
只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P移至最右端时，小灯泡L恰好正常发光，则电源电压为 V；闭合开关S、S1、S2，滑片P移至最左端时，电路消耗的总功率为8.1W；只闭合开关S，移动滑片P，当滑动变阻器消耗的电功率为1W时，小灯泡消耗的电功率为 W。
13、电热水壶上标有“220V800W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻 ；在额定电压下，热水壶烧水210s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为 J，若发热体产生的热量全部被水吸收，能将 kg的水从20℃升高至100℃．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
14、某一天晚上睡觉前，小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。
小文将大米等食材放入电饭煲内，接通220V家庭电路，经过了待机、加热、保温三个过程，早餐前断开电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图象如图甲所示，电饭煲加热过程消耗的电能是________kW•h．已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示，S是接通家庭电路的开关，S1是自动开关，R1和R2为电阻不变的电热丝，则R2=________Ω。
15、如图7所示，电源电压保持不变.滑动变望器的滑片P移动到某一位置不动，然后改变电阻R/的阻值，得到多组电流、电压值，记录如下表。
第4次实验时电阳箱的电功率为 W:
分析数据发现电阻箱在第2、6次（或第3、5次）实验时电功率相等由此推理：
电阻箱在第1次与后而第n次实验时的电功率也相等.则第n次实验时电阻箱的阳值为 Ὠ
16、夏天常用的电热驱蚊器是利用电流的 效应工作的。
其发热元件正常工作时的电阻为8800Ω,接在家庭照明电路中正常工作100s产生的热量是 J。
17、有一只标有“6V 3W”的小灯泡和一个标有“100Ω 1A”的滑动变阻器,小明同学将它们并联后直接接到恒定电源上,小灯泡恰好正常发光,其两端的电压是 V,此时整个电路允许消耗的最大功率是 W。
18、一根阻值为50Ω的电阻丝,通电100s,通过的电流为1A,则电流通过电阻丝产生的热量为 J,此时电阻的电功率为 W。
19、如图所示,电源电压为6V,电阻R1的阻值为10Ω。
闭合开关后,电流表的示数为0.9A,则通过电阻R1的电流为 A,R2的电功率为 W。
20、一台家用电视机待机状态下的电功率大约是10W,这表示1秒钟电流做的功是 J。
如果这台电视机平均每天的待机时间以18h计,那么在待机状态下100天消耗的电能是 kW·h。
三、作图题
21、投影仪的灯泡功率很大，配有风扇进行散热。
使用投影仪时，先闭合开关S1，风扇转动，再闭合开关S2，灯泡发光；若只闭合开关S2，灯泡不发光。
请将图所示的原理图连接完整。
（风扇用电动机的符号表示）
22、在用电流表、电压表测小灯泡功率的实验时，灯泡上标有“3．4V”字样。
小红连接的电路如图，请你用笔画线代替导线，帮助小红连接成正确的电路。
四、实验,探究题
23、（2018•白银）某实验小组的同学通过图甲所示的电路进行实验探究。
（1）断开开关S3，闭合开关S1和S2，移动滑动阻器滑片P，发现电压表始终无示数，电流表有示数，其原因可能是 （填符号）
A．滑动变阻器断路 B．R断路 C．R短路
（2）故障排除后断开开关S3，闭合开S1和S2，通过调节滑动变阻器，读出多组相应的电压表和电流表的示数。
甲同学根据测量数据绘成如图乙所示图象。
由图象可知定值电阻R= Ω；
（3）乙同学根据测量数据分别计算出多个R的阻值并取平均值，其目的是为了 ；
（4）断开开关S2，闭合开关S1和S3，通过多次调节滑动变阻器，测量灯L的电压和电流，根据测量数据绘成如图丙所示的图象。
若灯L的额定电压为2.0V，则它的额定功率为 W。
（5）由图丙可看出灯丝的U﹣I图象不是一条直线，原因是 。
24、小明探究电流一定时，导体消耗的电功率与导体电阻的关系”，现有实验器材：
稳压电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱（符号为
）、开关及若干导线。
（1）为了完成此探究实验，请你在题22—1图的虚线框内将实验电路图补充完整；若连接电路后，闭合开关，发现电压表的指针偏转如题22—2图所示，其原因可能是 。
（2）实验中利用公式 计算电阻箱阻值不同时消耗的电功率，实验过程需要记录的物理量有：
电阻箱两端电压U、通过电阻箱的电流I和 。
（3）在实验中，小明需多次改变电阻箱的阻值进行测量，每改变一次阻值，都必须移动滑动变阻器的滑片来控制 ，多次改变电阻箱阻值的目的是 。
（4）完成上述实验后，小明又从实验室借了一个额定功率为2.5V的小灯泡和一个单刀双掷开关，设计了题22—3图所示实验电路图来测量小灯泡的额定功率，实验如下：
闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，把电阻箱调到10Ω，刚好使电压表的示数为2.5V；再将开关S2拨到触点l，读出电压表的示数为4.5V，小灯泡额定功率P= W。
25、小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右．实验室有如下器材：
电源（电压为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、滑动变阻器三只：
R1（20Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3．
（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是 ．正确连接电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是 ．
（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙），则小灯泡的额定功率为 W．在多次测量中，小明还发现：
当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 ．（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑．灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生 （选填物态变化名称）而变细，消耗的实际功率变 的缘故（选填“大、小）．
（4）灯泡的功率测量完毕，小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象，则小明应选用滑动变阻器 （选填“R1”、“R2”或“R3”）．若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所选定值电阻的阻值为 ．
26、小明观察发现家里轿车的前灯有好几组，且灯丝粗细不同，发光的亮度也不同，他猜想车灯的亮度可能与灯丝的粗细有关，于是他设计了模拟电路，并选择下列器材：
电源、滑动变阻器、小灯泡（L1“2.5V1.25W”、L2“2.5V0.5W”各一只，代替轿车前灯）、电流表、电压表等进行实验来验证自己的猜想．
（1）按图甲连接电路时，应先将开关 ，并将变阻器的滑片移至 处．
（2）闭合开关S，发现无论怎样移动变阻器的滑片，灯泡L1、L2均不亮，A、V1无示数，V2有示数，则电路出现的故障是 ．
（3）排出故障后，移动变阻器的滑片，分别读出电流表、电压表的示数，观察共记录灯泡发光情况，填入表一，当变阻器滑片移至某一位置时，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为 A，此时发现灯L2发光异常耀眼，原因是 ，此时，他应该 ．
（4）分析数据，可得结论：
两灯串联，灯泡的灯丝越细，发光越 ．
（5）然后，小明按图丙所示设计连接电路进行实验，记录的实验数据及现象如表二，根据表二可得出结论：
两灯并联时，灯泡的灯丝越细，发光越 ．
表一：
灯泡L1
粗细
电压/V
电流/A
亮度
灯泡
L2
粗细
电压/V
电流/A
亮度
粗
0.6
0.12
不发光
细
1.5
0.12
微亮
粗
0.8
0.16
微亮
细
2.0
0.16
不很亮
粗
1.0
0.20
微亮
细
2.5
0.20
较亮
粗
1.3
不很亮
细
3.25
异常耀眼
表二：
灯泡L1
粗细
电压/V
电流/A
亮度
灯泡
L2
粗细
电压/V
电流/A
亮度
粗
1.0
0.2
微亮
细
1.0
0.08
不发光
粗
1.5
0.3
不很亮
细
1.5
0.12
微亮
粗
2.0
0.4
较亮
细
2.0
0.16
不很亮
粗
2.5
0.5
明亮
细
2.5
0.20
较亮
（6）小明完成实验后有困惑，通过向爸爸请教，明白了轿车的同侧前灯是可以不同时工作的，在额定电压相同时，若想要更换更亮的轿车前灯，应选择灯丝较 （选填“粗”或“细”）的灯泡．
五、计算题
27、（2019•德州）如图（a）所示电路，电源电压保持不变。
小灯泡L标有“4V0.5A”字样，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器R1的最大阻值20Ω．只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片P，得到电流表与电压表示数关系如图（b）所示。
求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）电源电压及定值电阻R2的阻值；
（3）只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图（c）所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。
28、（2018•玉林）如图所示，R0是阻值为10Ω的定值电阻，R为滑动变阻器，灯泡上标有“4V2W“字样，且小灯泡的阻值始终保持不变。
当断开S2，闭合S、S1时，灯泡恰好正常发光，电压表示数为U1；断开S1，闭合S、S2，将滑动变阻器的滑片P置于中点时，电压表数为U2，已知U2与U1相差1V，求：
（1）灯泡的额定电流；
（2）电源的电压；
（3）滑动变阻器最大阻值；
（4）该电路消耗的最小电功率。
六、综合题
29、阅读短文«无链条电动自行车»，并回答下列问题：
外形时尚的无链条电动自行车，由于没有链条，外观变得与普通自行车或电动车有些不同，如图9所示，这款自行车也被称为“没有链条的混合动力电动自行车”，它结合了电子动力和人体动力，此车既可以给锂电池直接充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板产生的动能经发电机转化为电能，储存在自行车框架中的锂电池内，最终通过电动机驱动后轮转化为动能，以此驱动自行车前进。
因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。
图中这款无链条电动自行车，其锂电池容量为10Ah（电池容量是指放电电流与放电时间的乘积）、电压为36V，正常行驶时，若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，这种“电力驱动”可使车连续行驶2×104m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池驱动给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.5×104m。
与链条车相比，这种新型自行车具备许多优点，比如：
省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便，骑行12000km也无须大修。
因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。
（1）无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板产生的动能通过发电机转化为 能，再由自行车框架中的锂电池转化为 能储存起来；
（2）这款车的锂电池最多储存的电能约为 J；
（3）这款车在“混合动力驱动”，并正常行驶时，人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池
提供的能量之比为 。
30、某大学利用电动巴土提供从学校到火车站的送站服务，两地相距10km，行驶中巴士所受阻力恒为1.2×103N．设巴土的电机将电能转化为机械能的效率为80％，牵引力F与车速倒数
的关系如图．
（1）巴士轮胎表面的花纹是为了________摩擦；轮胎与地面接触的总面积为0.2m2，搭载20名大学生后，巴士对地面的压强约增大________Pa．
（2）由图像可知，巴士的速度越大牵引力越________；当牵引力为2.4×103N时，巴士的速度为________m/s．
（3）提供动力的电池电压为500V，总容量为120Ah．行驶过程中电池的放电量不能超过总量的80％．则巴士充满一次电最多能来回跑_________趟．
参考答案
一、选择题
1、C解：
由电路图可知，R1与R0、R2串联，电压表V1测R0与R2两端的电压之和，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，设移动前后电路中的电流分别为I1、I2，
由I＝
可得，电压表V2示数的变化量：
△U2＝U2﹣U2′＝I1R2﹣I2R2＝（I1﹣I2）R2＝△IR2，则|△U2|＝|△IR2|，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电压表V1示数的变化量：
△U1＝U1﹣U1′＝（U﹣I1R1）﹣（U﹣I2R1）＝（I2﹣I1）R1＝﹣△IR1，则|△U1|＝|△IR1|，
因R1、R2的阻值相同，
所以，|△U1|＝|△U2|，故BD错误；
由|
|＝R1、|
|＝R2可知，|
|+|
|＝R1+R2，故C正确；
（2）定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为△P1、△P2，
则△P1+△P2＝（I12﹣I22）（R1+R2）＝（I1﹣I2）（I1+I2）（R1+R2）＝△I（I1+I2）（R1+R2），故A错误。
故选：
C。
2、解：
由P＝UI可得，两灯泡正常发光时的电流分别为：
I1
0.5A，I2
0.5A，
由I
可得，灯泡L2的电阻：
R2
12Ω；
因灯泡L1正常发光，灯泡L2虽然发光但较暗，
所以，通过L1、L2的电流不相等，L1与L2应并联，
则a一定是电流表，b是相当于导线的电流表，c是相当于开路的电压表，故B错误；
此时电流表a测干路电流，电流表b测L2支路的电流，电压表c测电源的电压，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡L1正常发光，
所以，电源的电压U＝U1＝3V，即电压表c的示数为3V，故C错误；
此时通过R2的电流：
I2′
0.25A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流表a的示数：
I＝I1+I2′＝0.5A+0.25A＝0.75A，故A错误；
电路消耗的总功率：
P＝UI＝3V×0.75A＝2.25W，故D正确。
故选：
D。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的判断三电表的类型和电路的连接方式是关键。
3、A【解析】分析电路可知，滑动变阻器R0与压敏电阻R并联，R0滑片移动时，阻值不变，当电源电压不
变时，通过R0电流不变，身高越高，电压表所测电阻的阻值越大，根据大电阻分大电压，电压表示数
也越大，体重越大，R阻值越大，电流表测通过R的电流，当电源电压不变时，电流表示数越小，同时总电流也越小，由公式P=UI可知，当电源电压不变时，总功率也越小，综上所述选A.
4、D 当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器与灯泡串联。
由P=
可得,小灯泡电阻RL=
=6Ω,由P=UI可得小灯泡正常发光时的电流I=
=0.5A,当电路中电流最大时,电阻最小,则滑动变阻器接入电路的最小阻值R小=
=6Ω;滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,则最大阻值R大=20Ω,故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6~20Ω,故A错误;S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联,电阻最小时电流最大,其最大电流I最大=
=0.5A,电路消耗最大功率P最大=UI最大=6V×0.5A=3W,故B错误;S、S1、S2都闭合,滑动变阻器与R0并联,通过R0的电流I1=
=0.2A,当滑动变阻器的阻值最大时,此支路上的电流最小,则I2=
=0.3A,则干路上的电流I最小=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A,电路消耗的总功率最小值P最小=UI最小=6V×0.5A=3W,故C错误;由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A,则电路消耗的总功率最大,电路中的总电阻R总=
=10Ω,滑动变阻器与R0并联,则
即
解得R滑=15Ω,故D正确。
5、D 当滑片向右滑动时,电路中电阻变大,电流变小,根据公式P=I2R可知,小灯泡的实际功率变小。
灯泡的亮度跟它的实际功率有关,实际功率变小,灯泡变暗。
6、C 由P=
可得,t=
要延长使用时间t,则减小总功率P,因此手机的“省电模式”是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
7、B P1∶P2=
R1∶
R2=6∶1。
8、C 由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化;当U甲=2V时,对应的电流为0.1A,故甲的电阻为20Ω,故选项A、B错误。
甲、乙并联在2V电源上时,两电阻两端的电压为2V,由图象可知,I甲=0.1A,I乙=0.2A,故干路电流I=I甲+I乙=0.1A+0.2A=0.3A,故选项C正确。
甲、乙串联在电路中时,通过两电阻的电流相等,由题图可知U甲=4V,故甲的功率为P甲=U甲I=4V×0.2A=0.8W,故选项D错误。
9、D 由题表可知,选项A、B、C正确。
根据W=Pt,功率小的用电器消耗的电能不一定少,故选项D错误。
10、 C
二、填空题
11、由电水壶的铭牌可知其额定功率，由Q＝W＝Pt计算正常工作1min产生的热量；
由密度公式先计算2.0L水的质量，再根据Q吸＝cm△t＝84%Q计算水温升高的多少。
【解答】解：
（1）由图知，电水壶的额定功率为1500W，所以正常工作1分钟产生的热量：
Q＝W＝Pt＝1500W×60s＝9×104J；
（2）由ρ＝可得水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2.0×10﹣3m3＝2kg，
这些热量84%被冷水吸收，即Q吸＝84%Q放，
由Q＝cm△t得水升高的温度：
△t＝＝
＝9℃。
故答案为：
9×104；9。
【点评】此题主要考查的是学生
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