初中物理苏科版九年级全册第十五章 电功和电热综合与测试习题

这是一份初中物理苏科版九年级全册第十五章 电功和电热综合与测试习题，共12页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．小明家5月初电能表示数为1 432.7度，电能表的部分示数及6月初的示数如图所示，下列说法正确的是( )
A．电能表是测量用电器电功率的仪表
B．此电能表适用于电流方向一秒钟改变50次的交流电路
C．小明家5月消耗的电能是105 kW·h
D．若电能表转盘在10 min内转过250转，则用电器的总功率为1 kW
2．下列情况符合安全用电原则的是( )
A．发生触电事故时，不能用手去拉，要立即切断电源
B．控制用电器的开关连接在零线和用电器之间
C．将电风扇三脚插头最长的脚折弯后，插在两孔插座上使用
D．在同一个插排上连接多个大功率用电器
3．某同学家的电灯均正常工作，当他把“220 V 16 W”的台灯插入插座后，闭合台灯开关，室内电灯全部熄灭. 发生这一现象的原因可能是( )
A．插座处短路
B．台灯灯头处短路
C．插座处断路
D．台灯灯头处断路
4．某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是( )

5．小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220 V 40 W”的字样．下列说法正确的是( )
A．该灯泡只能在220 V电压下工作 B．该灯泡的实际功率是40 W不变
C．该灯泡每秒消耗的电能是40 W D．该灯泡正常发光时的功率是40 W
6．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑片P向右移动时，下列说法错误的是( )
A．电压表表示数变大 B．电流表示数变小
C．灯L的亮度不变 D．电路的总功率变小
7．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示．把它们串联在电路中，如图乙所示．闭合开关S，这时电流表的示数为0.4 A，则电源电压和元件B的电功率分别是( )
A．2.0 V 0.8 W B．2.5 V 1.0 W C．4.5 V 1.0 W D．4.5 V 1.8 W
8．下列数据最符合实际的是( )
A．手机充电器的工作电流约为20 A
B．USB接口的输出电压约为5 V
C．家用微波炉的额定功率约为10 W
D．家用空调工作一晚消耗约100度电
9．如图甲所示，闭合开关后，在滑片P由b端向a端移动的过程中，电压表示数U随滑动变阻器的电阻R2变化的关系图像如图乙所示，下列说法错误的是( )
A．电源电压是6 V
B．R2的最大阻值是20 Ω
C．R1的电阻是10 Ω
D．当滑片P移动到中点时，10 s内电流通过R1产生的热量是18 J
10．具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现功能切换．如图所示是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为10 V，四段电热丝电阻均为10 Ω，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大．下列说法正确的是( )
A．开关旋至“1”挡，开启化霜功能
B．开启防雾功能，电路总电阻为5 Ω
C．化霜与防雾电路的总功率之差为15 W
D．从防雾到除露，电路总电流变化了1 A
二、填空题(每空1分，共22分)
11．某灯泡上标有“PZ220 40”的字样，“PZ”表示普通白炽灯，它的额定功率是________W，正常发光时灯丝的电阻是________Ω，工作电流是________A.
12．电子式电能表表盘上标有“3 000 imp/(kW·h)”字样，将某用电器单独接在该表上工作20 min，电能表指示灯闪烁了300次．该用电器在上述时间内消耗的电能为________kW·h，它的电功率是________W.
13．一只标有“2.5 V 0.3 A”的小电灯和滑动变阻器串联接在电压为6 V的电源两端，调节滑动变阻器使小电灯两端电压为________V时，灯正常发光．此时灯1 min消耗的电能为________J；再调节滑动变阻器使灯两端的电压为1.5 V时，灯的亮度与正常发光相比________(填“变亮”“变暗”或“不变”)．
14．两个灯泡分别标有“220 V 40 W”“220 V 60 W”字样，并联在220 V电源上，通过灯丝电流强度大的是____________灯泡，灯丝电阻较大的是____________灯泡．如果两灯泡钨丝长短一样，则钨丝较粗的是____________灯泡，使用相同时间，两灯消耗的电能之比是________．
15．家庭电路中的各用电器之间是________(填“串”或“并”)联的．家庭电路中发生短路时，电路中的________很大，此时电路中的________会起到保护作用，避免发生火灾．“十字”路口上安装着交通指示灯，每组指示灯是由“红、黄、绿”三盏灯组成，每盏灯上都标有“220 V 100 W”字样，则每组灯正常工作时每小时耗电________kW·h.
16．太阳能充电宝上表面贴有太阳能板，可利用太阳能为内部锂电池充电，但销量低迷．某款太阳能充电宝内锂电池容量为0.1 kW·h，合__________J．在充足阳光下太阳能板产生5 V电压、0.25 A电流为锂电池充电，充电效率为80%，将锂电池从无电状态下充满，太阳能板需要输出________J的电能，若每天充足太阳光照10 h，需要________天才能将锂电池充满．
17．一学生按照如图所示的电路图做实验．此时两表示数如图所示，电压表的示数为________V，则电热丝电阻Rx的阻值为__________Ω.已知电热丝Rx和滑动变阻器的最大阻值相等，滑片P在b端时，电热丝的发热功率为Pb，滑片P在a端时，电热丝的发热功率为Pa，那么Pa∶Pb＝________．(不考虑电热丝阻值随温度的变化)
三、作图题(3分)
18．请将图中的开关和三孔插座正确接入家庭电路，使开关能控制插座的通、断电．
四、实验题(每题8分，共16分)
19．小明用如图所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同．
(1)实验中，必须取________(填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体．
(2)实验中，用________(填序号)间接反映液体吸收热量的多少；通过比较________(填序号)来判断液体吸热能力的强弱．
A．通电时间
B．温度计示数的变化
(3)下表是某次的实验数据，分析可知，液体________(填“甲”或“乙”)的吸热能力较强．

(4)若在甲、乙两烧瓶中，液体是质量相同的同种液体，电阻丝的阻值不同，则该装置可用来探究电流产生的热量与________的关系．
20．在“测量小灯泡电功率”的实验中，提供的器材有铭牌上仅能看清标有“0.3 A”字样的小灯泡、电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干．
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整．
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最________(填“左”或“右”)端．闭合开关，小灯泡不亮，两电表均无示数．现将电压表接在滑动变阻器两端时有示数，接在开关两端时无示数，则电路故障是__________________________．
(3)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3 A，此时电压表示数如图乙所示，其值为________V，小灯泡的额定功率为________W.
(4)在实验过程中，电压表发生故障，现增加电阻箱和单刀双掷开关，设计了如图丙、丁两种方案，则能测出小灯泡额定功率的方案是________．
五、计算题(21题9分，22、23题每题10分，共29分)
21．在如图甲所示的电路中，电源电压为6 V且保持不变，滑动变阻器R1标有
“100 Ω 2 A”字样．闭合开关S后，电流表A1和A2的示数分别如图乙所示．求：
(1)电阻R2的阻值．
(2)通电10 s，电流通过电阻R2所做的功W2.
(3)重新移动滑动变阻器R1的滑片P，使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同，求此时滑动变阻器R1消耗的功率P1.
22．某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态，铭牌上的部分参数如下表所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75 ℃.简化电路如图所示，R1、R2均为加热电阻(温度对电阻的影响忽略不计)，若电热水器中已装满质量为40 kg、温度为25 ℃的水．请完成下列问题．[已知水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量．
(2)开关S1闭合，S2接b，电热水器处于慢加热工作状态，求R2的阻值．
(3)若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度用快加热比用慢加热节约多少秒？ (结果保留整数)
23．如图甲所示是某电吹风的工作原理图．电吹风工作时，可以分别吹出热风和凉风．为了防止温度过高，用一个热敏电阻R0与电阻为100 Ω的电热丝R串联，R0的阻值随温度的变化如图乙所示．
(1)当开关S指向1位置时，电吹风吹________风．
(2)该电吹风吹热风时，其温度基本恒定在200 ℃左右，当它的温度继续升高时，R0的电阻将________，电热丝的发热功率将________．(均填“增大”“不变”或“减小”)
(3)该电热丝的最大发热功率是多少？
答案
一、1．C 2．A
3．B 点拨：如果是断路，则只会影响到台灯，不会影响到其他灯，故C错误．如果是插座处短路，则不用等到闭合开关就会导致保险丝烧断，室内电灯全部熄灭，故A错误．台灯灯头处短路符合题中所述情景，闭合开关之后，保险丝被烧断，室内电灯全部熄灭，故选B.
4．B 点拨：影响电热的因素有电流、电阻和通电时间，探究电热和电阻的关系，必须控制电流和时间相等．只有B图符合要求．
5．D 点拨：该灯泡在220 V电压下正常工作时，功率为40 W，每秒消耗的电能为40 J．电压略高于或略低于220 V时，灯泡也能发光，但其实际功率不是40 W.
6．A 点拨：由题图可知，滑动变阻器与灯泡并联，两端电压相等，都等于电源电压，电压表与滑动变阻器并联，即测电源电压，电流表测干路电流．电源电压不变，闭合开关S，当滑片P向右移动时，电压表示数不变，始终等于电源电压，故A错误．滑动变阻器的左端连入电路，滑片向右移动，连入电路的电阻变大，所在支路的电流减小，则干路总电流减小，故电流表示数变小，故B正确．灯泡所在支路的电流不变，其亮度不变，故C正确．电路的总电压不变，总电流减小，根据P＝UI，可得电路的总功率变小，故D正确．
7．C 点拨：根据图像可知，当电路中的电流为0.4 A时，元件A两端的电压为2.0 V，元件B两端的电压为2.5 V，则总电压为4.5 V，元件B的电功率
P＝UI＝2.5 V×0.4 A＝1.0 W.
8．B 点拨：手机充电器工作电流较小，约0.5 A，所以A错误．微波炉的额定功率约1 000 W，C错误.1匹家用空调的电功率约735 W，根据公式W＝Pt按每晚工作10 h算，W＝0.735 W×10 h＝7.35 kW·h＝7.35度，所以D错误．故B正确．
9．D 点拨：如题图甲所示，滑动变阻器R2与电阻R1串联，电压表并联在电阻R1两端，测R1两端电压．闭合开关后，滑片P由b端向a端移动，如题图乙所示，电压表示数U随电阻R2的增大而减小，当滑片在b端时，R2＝0，只有R1接入电路，此时电压表测的是电源电压，由题图乙可得，电源电压
U＝6 V，故A正确．由题图乙可得，R2的最大阻值为20 Ω，故B正确．当R2＝20 Ω时，电压表的示数U1＝2 V，两电阻串联，则滑动变阻器两端的电压U2＝U－U1＝6 V－2 V＝4 V，根据串联电路中电阻和电压的规律可得，
eq \f(R1,R2)＝eq \f(U1,U2)＝eq \f(2 V,4 V)＝eq \f(1,2)，R1＝eq \f(1,2)R2＝eq \f(1,2)×20 Ω＝10 Ω，故C正确．当滑片P移动到中点时，R2＝10 Ω，此时电路的总电流为I＝eq \f(U,R1＋R2)＝eq \f(6 V,10 Ω＋10 Ω)＝0.3 A，根据焦耳定律得，10 s内电流通过R1产生的热量为Q＝I2R1t＝(0.3 A)2×
10 Ω×10 s＝9 J，故D错误．
10．C 点拨：如题图所示，“1”挡时，两段电热丝串联；“2” 挡时，只有一段电热丝连接在电路中；“3” 挡时，两段电热丝并联．由电功率知识可知，“3” 挡发热功率最大，为化霜挡，其总电阻为5 Ω，总功率P＝eq \f(U2,R)＝eq \f(102,5) W＝20 W．“1” 挡发热功率最小，为防雾挡，其总电阻为20 Ω，总电流I＝eq \f(U,R)＝eq \f(10,20) A＝0.5 A，总功率P＝eq \f(U2,R)＝eq \f(102,20) W＝5 W，化霜与防雾电路的总功率之差为(20－5)W＝15 W．除露时电路中的电流I＝eq \f(U,R)＝eq \f(10,10) A＝1 A，则从防雾到除露，电路中总电流变化了(1－0.5)A＝0.5 A.
二、11．40；1 210；0.18 点拨：根据铭牌知道额定功率为 40 W，其电阻R＝
eq \f(U2,P)＝eq \f((220 V)2,40 W)＝1 210 Ω，正常工作电流I＝eq \f(P,U)＝eq \f(40 W,220 V)≈0.18 A.
12．0.1；300 点拨：消耗的电能W＝eq \f(300 imp,3 000 imp/（kW·h）)＝0.1 kW·h；电功率
P＝eq \f(W,t)＝0.3 kW＝300 W.
13．2.5；45；变暗 点拨：灯正常发光时，两端的电压为额定电压2.5 V，电流等于额定电流0.3 A，1 min消耗的电能W＝UIt＝2.5 V×0.3 A×60 s＝45 J．当灯两端的电压为1.5 V时，小于其额定电压，则实际功率小于额定功率，灯的亮度变暗．
14．220 V 60 W；220 V 40 W；220 V 60 W；2：3 点拨：当两者并联时，都能正常发光，实际功率等于额定功率，而工作电流I＝eq \f(P,U)，电功率越大，电流越大，因此通过“220 V 60 W”灯泡的电流较大，而电阻R＝eq \f(U2,P)，额定电压相等，额定功率越大，电阻越小，当灯丝长度相等时，横截面积越大电阻越小，因此电阻较大的是“220 V 40 W”的灯泡，灯丝较粗的是“220 V
60 W”的灯泡．相同时间内消耗的电能之比等于实际电功率之比，实际电功率都等于额定功率，为40 W：60 W＝2：3.
15．并；电流；熔丝；0.1 点拨：虽然有红、黄、绿三盏灯，每次只有一盏灯在工作，实际功率为100 W＝0.1 kW.1小时消耗的电能W＝Pt＝0.1×
1 kW·h＝0.1 kW·h.
16．3.6×105；4.5×105；10 点拨：锂电池容量W＝0.1 kW·h＝0.1×3.6×106 J＝3.6×105 J；太阳能板需要输出的电能W′＝eq \f(W,η)＝eq \f(3.6×105 J,80%)＝4.5×105 J；充电时间t＝eq \f(W′,UI)＝eq \f(4.5×105 J,5 V×0.25 A)＝3.6×105 s＝100 h，需要10天才能充满．
17．2；5；4∶1
三、18．解：如图所示．
点拨：三孔插座中央接线柱接地线，右侧接开关后接在火线上．
四、19．(1)质量 (2)A；B (3)甲 (4)电阻
20．解：(1)如图所示． (2)左；滑动变阻器断路
(3)2.5；0.75 (4)丁
点拨：(4)因为灯泡电阻是变化的，采用图丙中的方案，不能恰好使灯泡正常发光，从而不能测量其额定功率．
五、21．解：(1)电流表A1的示数为0.4 A；电流表A2的示数为1.2 A，电阻R2中的电流I2＝I－I1＝1.2 A－0.4 A＝0.8 A，电阻R2＝eq \f(U2,I2)＝eq \f(6 V,0.8 A)＝7.5 Ω.
(2)电流通过电阻R2所做的功W2＝U2I2t＝6 V×0.8 A×10 s＝48 J.
(3)由分析可知此时滑动变阻器R1中的电流与电阻R2中的电流之比为1：4.由于电阻R2的阻值和电压不变，电阻R2中的电流不变，I2＝0.8 A，故滑动变阻器R1中的电流I1′＝0.2 A，功率P1＝U1I1′＝6 V×0.2 A＝1.2 W.
点拨：当两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同时，电流表A2的示数是电流表A1示数的5倍．据此可以推算出滑动变阻器R1中的电流大小．
22．解：(1)水吸收的热量为Q＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(75－25) ℃＝8.4×106 J.
(2)R1的电阻为R1＝eq \f(U2,P)＝eq \f((220 V)2,1 210 W)＝40 Ω，
总电阻为R总＝eq \f(U2,P保温)＝eq \f((220 V)2,605 W)＝80 Ω，
R2的电阻为R2＝80 Ω－40 Ω＝40 Ω.
(3)快加热时的功率P快＝eq \f(U2,R1)＋eq \f(U2,R2)＝eq \f((220 V)2,40 Ω)＋eq \f((220 V)2,40 Ω)＝2 420 W，
加热电阻产生的总热量为Q总＝eq \f(Q吸,η)＝eq \f(8.4×106 J,84%)＝1×107 J.
快加热的时间t快＝eq \f(Q总,P快)＝eq \f(1×107 J,2 420 W)≈4 132 s，
慢加热的时间t慢＝eq \f(Q总,P慢)＝eq \f(1×107 J,1 210 W)≈8 264 s，
用快加热比用慢加热节约的时间Δt＝8 264 s－4 132 s＝4 132 s.
23．解：(1)热 (2)增大；减小
(3)由题图乙知温度在35 ℃时，R0的电阻最小为10 Ω，
R0与电热丝串联支路的总电阻R总＝R0＋R＝10 Ω＋100 Ω＝110 Ω，
电热丝所在支路的电流I＝eq \f(U,R总)＝eq \f(220 V,110 Ω)＝2 A，
该电热丝的最大发热功率P热＝I2R＝(2 A)2×100 Ω＝400 W.
点拨：(1)当开关S指向1位置时，电动机与电热丝同时接入电路(并联)，电吹风吹出热风．(2)电吹风吹热风时，其温度基本恒定在200 ℃左右，当它的温度继续升高时(在200～400 ℃之间)，由题图乙可知，R0的电阻将增大；电热丝阻值不变，则R0与电热丝串联支路的总电阻将增大，由欧姆定律可知，该支路的电流减小，根据P热＝I2R可知，电热丝的发热功率将减小．
额定电压
220 V
保温功率
605 W
慢加热功率
1 210 W
快加热功率