初中物理人教版九年级全册第十八章 电功率综合与测试课后测评

这是一份初中物理人教版九年级全册第十八章 电功率综合与测试课后测评，共10页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(每小题4分,共40分)
1.(2021陕西咸阳秦都期末)下列用电器工作时主要把电能转化为机械能的是( )
A.电饭锅 B.洗衣机
C.节能灯 D.电视机
2.(2021四川成都武侯期末)三只灯泡分别标着“220 V 20 W”“48 V 20 W”和“36 V 20 W”,它们都正常工作,在相等时间里消耗的电能( )
A.“220 V 20 W”的灯泡最多
B.三只灯泡一样多
C.“48 V 20 W”的灯泡最多
D.“36 V 20 W”的灯泡最多
3.(2021江苏太仓期末)如图18-8-1所示分别是小明家11月1日和12月1日电能表的示数,结合表盘上的信息可知,下列判断正确的是( )
图18-8-1
A.电能表是测量电功率的仪表
B.小明家11月份消耗的电能为1 011 kW·h
C.电能表工作时允许通过的最大电流为10 A
D.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2 kW·h
4.(2021江苏高邮期末)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( )
A.降低了电池的输出电压
B.增大了电池的输出功率
C.减小了电子线路的电阻
D.减小了电池的输出电流
5.(2021四川成都青羊期末)小辉想“探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关”,他连接了如图18-8-2所示的电路进行实验,已知两个完全相同的烧瓶内分别装有质量、初温均相等的煤油,电阻丝阻值R1>R2。闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数。根据上述实验,下列说法中正确的是( )
图18-8-2
A.此实验探究的是产生的热量与电压的关系
B.此实验探究的是产生的热量与时间的关系
C.此实验探究的是产生的热量与电流的关系
D.此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少
6.(2020山东胶州期末)如图18-8-3所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面的高度差变化反映密闭空气温度的变化,下列说法正确的是( )
图18-8-3
A.该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
C.不改变导线的连接方式,将左边容器中的电阻丝换成10 Ω的电阻丝后,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D.不改变导线的连接方式,将右边容器上方的5 Ω电阻丝也放入右边容器内,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
7.(2021北京东城期末)如图18-8-4所示的电路中,电源电压不变,R1∶R2=2∶1。当开关S闭合时,R1、R2两端的电压分别为U1、U2,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,R1、R2消耗的电功率分别为P1、P2,电路消耗的总电功率为P。则下列选项中正确的是( )
图18-8-4
A.U1∶U2=2∶1 B.I1∶I2=2∶1
C.P1∶P=2∶1 D.P2∶P=2∶3
8.(2021北京昌平期末)如图18-8-5所示的电路中,将开关S闭合,完全相同的灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是( )
图18-8-5
A.灯L1比灯L2亮
B.通过A点的电流大于通过B点的电流
C.灯L1的实际电功率等于灯L2的实际电功率
D.电路中A、B两点间的电压大于B、C两点间的电压
9.(2021江西南昌东湖校级月考)某同学为了估测一个铭牌缺失的家用电热水壶正常工作时的电阻。将壶中装入1 kg 25 ℃的自来水。按下开关后3 min水被烧开。则该电热水壶正常工作时的电阻约为[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),在1标准大气压下]( )
A.2 Ω B.30 Ω
C.200 Ω D.2 000 Ω
10.(2021福建福州闽侯月考)图18-8-6甲是小灯泡L和电阻R的I-U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1 W。下列说法错误的是( )
图18-8-6
A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为4 Ω
B.再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2 A
C.再闭合开关S2时,电路总功率为1.4 W
D.再闭合开关S2后,电流表示数为0.3 A
二、填空题(每空2分,共26分)
11.(2020天津和平期末)给电动车充电过程中,车载蓄电池相当于 (选填“用电器”或“电源”)。某电动自行车的电池上面标明电压为36 V、容量为10 000 mA·h,它充满电后,储存的电能约为 J。
12.(2020北京大兴期末)如图18-8-7甲所示电路,L1标有“6 V 3 W”,L2标有“3 V 3 W”,闭合开关后,两灯均发光,两电压表示数之比U1∶U2= ;如图乙所示电路,若将此两灯并联后接入3 V电路中,则L1、L2两灯的实际功率之比P1∶P2= 。(不计温度对灯丝电阻的影响)
图18-8-7
13.在18 V的电源上接入一个标有“36 V 10 W”的灯泡,则此灯泡的实际功率为 W(假设灯丝电阻不随温度改变)。
14.(2021天津南开期末)电饭煲、电水壶和电熨斗分别标有“220 V 1 000 W”“220 V 1 800 W”和“220 V 500 W”的字样,它们各自正常工作相同时间, (选填“电饭煲”“电水壶”或“电熨斗”)产生的热量最多。标有“220 V 500 W”的电熨斗正常工作0.2 h,电流通过电熨斗产生的热量为 。
15.(2020湖北鄂州鄂城期末)小明购买了一个容积为1.2 L的电热水壶。他往壶中装满了温度为25 ℃的水,在一标准大气压下若使壶中的水加热至沸腾,水需要吸收 J的热量;小明将电热水壶接到家庭电路中,通电7 min烧开了这壶水,如果在这一过程中它的效率是90%,电热水壶的实际功率是 W。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
16.(2020陕西西安雁塔模拟)小明家中有两只如图18-8-8所示的白炽电灯,甲灯标有“PZ 220 V 40 W”,乙灯标有“PZ 220 V 100 W”,其中“220 V”表示 电压,“40 W”表示 功率(均选填“额定”或“实际”)。当两灯均正常发光时,较亮的灯是 ;若两灯串联在原电路中,较亮的灯是 (后两空均选填“甲灯”或“乙灯”)。
图18-8-8
三、实验探究题(12分)
17.(2020北京朝阳期末)小致在做“测量小灯泡的电功率”实验,电路图如图18-8-9甲所示,被测小灯泡的额定电流为0.3 A,灯丝电阻在10 Ω到15 Ω之间,所提供的器材有电压表、电流表、电源(电压恒为6 V)、开关各一个,滑动变阻器(5 Ω 2 A、20 Ω 1 A)两个,导线若干。
图18-8-9
(1)小致选用的滑动变阻器的规格为 。
(2)闭合开关,移动滑片,当电流表的示数为0.3 A时,电压表的示数如图乙所示,小灯泡的额定电压是 V,额定功率P额= W。实验中,当电路中的电流为0.15 A时,小灯泡的实际功率P实 P额4(选填“>”“<”或“=”)。
(3)测完小灯泡的电功率后,小致又拿来一个小灯泡,这次他没用电压表,但多用了一个开关,设计了如图丙所示的电路,也测出了这个小灯泡的额定功率。在图丙电路中,已知电源电压为U,小灯泡的额定电流为I额,电表选取的量程合适。请完成下列填空:
①只闭合开关S,移动滑片P,使电流表的示数为I额;
② ,记下电流表的示数为I。
小灯泡额定功率的表达式:P额= 。
四、计算题(18题10分,19题12分,共22分)
18.(2021辽宁沈阳皇姑期末)如图18-8-10甲所示是小明家的“无油空气炸锅”,其原理是利用循环的热空气流加热食物,工作电路图如图乙所示。其中使空气循环流动的电风扇标有“220 V 44 W”的字样,R1、R2为加热空气的电热丝,其中R1是定值电阻,其阻值为50 Ω,R2是滑动变阻器。
(1)某次烤薯条时,小明先将滑动变阻器R2阻值调为零,然后闭合定时开关并设定时间为6 min,同时温控开关闭合5 min后断开1 min。求此过程中R1产生多少焦耳的电热;(不考虑温度对电阻的影响)
(2)当定时开关、温控开关均闭合,调节滑动变阻器R2的阻值,使R2两端电压为20 V,求此时电路的总功率。
图18-8-10
19.(2020广西月考)如图18-8-11所示,电源电压不变。滑动变阻器R2的最大阻值为200 Ω。灯泡L上标有“18 V 9 W”字样(不考虑灯丝电阻的变化),电流表的量程为0~3 A,电压表的量程为0~15 V。当闭合开关S、S1、S2时,灯泡正常发光;当只闭合S1,且R2接入电路中的阻值为10 Ω时,R1的电功率为8.1 W。求:
(1)小灯泡正常发光时,灯丝的电阻;
(2)电源电压;
(3)R1的阻值;
(4)在保证电路安全的情况下,整个电路消耗的最小电功率。
图18-8-11
初中物理·人教版·九年级全一册——第十八章 电功率
一、选择题
1. 答案 B 电饭锅主要将电能转换为内能,节能灯将电能转化为光能和内能,电视机将电能转化为光能、声能及内能,洗衣机主要将电能转化为机械能,故选B。
2. 答案 B 由题可知,三只灯泡的额定功率都为20 W且都正常工作,所以它们的实际功率相同,当工作时间相同时,根据公式W=Pt可知,它们消耗的电能相同。故选B。
3. 答案 D 电能表是测量电功的仪表,故A错误;小明家11月份消耗的电能为5 647.8 kW·h-5 546.7 kW·h=101.1 kW·h,故B错误;“10(40) A”表示电能表的标定电流为10 A,平时工作允许通过的最大电流为40 A,故C错误;指示灯闪烁320次表示电路消耗的电能W=3201 600 kW·h=0.2 kW·h,故D正确。
4. 答案 D 由W=Pt可知,要延长手机的工作时间,需要减小电池的输出功率,而手机工作的电压是不变的,由P=UI可知,在省电模式下,应减小电池的输出电流,故D正确,A、B错误;因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以电子线路的电阻不变,故C错误。
5. 答案 D 由图可知,两电阻丝串联,则通过两电阻丝的电流是相同的,电阻不同,在通电时间相同时,探究的是产生的热量与电阻的关系,故A、B、C错误;电流通过电阻丝做功,消耗的电能转化为内能,产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量、温度升高,所以本实验通过温度计的示数变化反映电流产生热量的多少,故D正确。
6. 答案 D 根据串联电路的电流特点可知,通过右边两个电阻的总电流和通过左边的电阻电流相等,即I右=I左,右边两个5 Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,两电阻阻值相等,则两支路中电流相等,I1=I2,所以右边容器中通过电阻的电流是左边容器中通过电阻的电流的一半,两容器中电阻丝的阻值相等,但通过它们的电流不同,这是探究电流产生的热量与电流的关系,不是探究电流产生的热量与电阻的关系,故A错误;电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但容器中空气温度的变化会导致容器中空气体积的变化,即可以通过U形管中液面高度差的变化来反映电阻丝放出热量的多少,故B错误;不改变导线的连接方式,将左边容器中的电阻丝换成10 Ω的电阻丝后,此时两容器中电阻丝的阻值不相等,结合前面分析可知,通过它们的电流也不同,所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系,故C错误;不改变导线的连接方式,将右边容器上方的5 Ω电阻丝也放入右边容器内,此时I右=I左,由于右侧容器中两个5 Ω的电阻并联,所以总电阻小于5 Ω,左右两侧容器中电阻丝的阻值不同,所以可以探究电流产生的热量与电阻的关系,故D正确。
7. 答案 D 因为R1、R2并联,所以两电阻两端的电压相等,即U1∶U2=1∶1,故A错误;因为I=UR,所以I1∶I2=UR1∶UR2=R2∶R1=1∶2,故B错误;根据P=UI知,R1和R2的电功率之比为P1∶P2=UI1∶UI2=I1∶I2=1∶2,总功率为两电阻功率之和,P=P1+P2,则P1∶P=P1∶(P1+P2)=1∶(1+2)=1∶3,故C错误;P2∶P=P2∶(P1+P2)=2∶(1+2)=2∶3,故D正确。
8. 答案 C 由电路图可知,两个完全相同的灯泡串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过A点的电流等于通过B点的电流,故B错误;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,且相同两灯泡的电阻相等,所以,由P=UI=I2R可知,灯L1的实际电功率等于灯L2的实际电功率,两灯一样亮,故A错误、C正确;由U=IR可知,两灯泡两端的电压相等,即电路中A、B两点间的电压等于B、C两点间的电压,故D错误。
9. 答案 B 水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-25 ℃)=3.15×105 J,电热水壶正常工作时消耗的电能近似等于水吸收的热量,即W=Q吸=3.15×105 J,根据W=UIt=U2Rt可得,电热水壶正常工作时的电阻R=U2Wt=(220V)23.15×105 J×3×60 s≈27.7 Ω,B选项中30 Ω与之最接近,故选B。
10. 答案 D 只闭合开关S1时,为灯泡L的简单电路,从甲图中看出,当通过小灯泡的电流为0.5 A,电压为2 V时,电功率为1 W,此时小灯泡电阻R=UI=2V0.5A=4 Ω,故A正确。再闭合开关S2时,电阻R和小灯泡L并联,R和L相互不影响,故小灯泡L中的电流为0.5 A不变,电阻R两端的电压与小灯泡两端的电压相同,为2 V,电阻R中的电流可从图甲中读出,为0.2 A,电流表在干路上,测量总电流,原来的示数为0.5 A,电流表示数增加0.2 A,电流表示数即总电流I总=0.2 A+0.5 A=0.7 A,此时电路总功率P=UI总=2 V×0.7 A=1.4 W,故B、C正确,D错误。
二、填空题
11. 答案 用电器 1.296×106
解析 给电动车充电过程中,蓄电池消耗了电能,此时蓄电池相当于电路中的用电器。该电池充满电后储存的电能W=UIt=36 V×10 000×10-3 A×3 600 s=1.296×106 J。
12. 答案 5∶1 1∶4
解析 由P=UI=U2R可得,两灯泡的电阻之比R1R2=U1额2P1额U2额2P2额=U1额2U2额2×P2额P1额=(6V)2(3V)2×3W3 W=41;由图甲可知,L1与L2串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,两电压表的示数:U1U2=I(R1+R2)IR2=R1+R2R2=4+11=51;由图乙可知,L1与L2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,L1、L2两灯的实际功率之比P1P2=U2R1U2R2=R2R1=14。
13. 答案 2.5
解析 因为P=U2R,所以灯泡电阻为R=U额2P额=(36V)210W=129.6 Ω,灯泡接到18 V电源上,实际功率为P实=U实2R=(18V)2129.6Ω=2.5 W。
14. 答案 电水壶 3.6×105 J
解析 电饭煲、电水壶和电熨斗三个用电器都为纯电阻用电器,用电器正常工作时的功率与额定功率相等,由题知,电水壶的额定功率最大,则根据Q=W=Pt可知,在相同时间内,电水壶消耗的电能最多,产生的热量最多。电熨斗正常工作0.2 h产生的热量Q=W=P电熨斗t=500 W×0.2×3 600 s=3.6×105 J。
15. 答案 3.78×105 1 000
解析 电热水壶装满水的体积V=1.2 L=1.2×10-3 m3,由ρ=mV可得水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×1.2×10-3 m3=1.2 kg,一标准大气压下水的沸点为100 ℃,将水加热至沸腾水吸收的热量Q=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1.2 kg×(100 ℃-25 ℃)=3.78×105 J。由η=QW得,电热水壶消耗的电能W=Qη=3.78×105 J90%=4.2×105 J,加热时间t=7 min=420 s,则电热水壶的实际功率P=Wt=4.2×105 J420s=1 000 W。
16. 答案 额定 额定 乙灯 甲灯
解析 (1)电灯铭牌上标的“220 V”表示额定电压,“40 W”表示额定功率;
(2)当两灯均正常发光时,甲灯的实际功率为40 W,乙灯的实际功率为100 W,由灯泡的亮暗取决于实际功率的大小可知,较亮的灯是乙灯;
(3)由两灯的铭牌可知,它们的额定电压相等,甲灯的额定功率小于乙灯的额定功率,由P=UI=U2R的变形式R=U2P可知,甲灯的电阻大于乙灯的电阻,若两灯串联在原电路中,通过它们的电流相等,由P=UI=I2R可知,甲灯的实际功率较大,则较亮的灯是甲灯。
三、实验探究题
17. 答案 (1)20 Ω 1 A (2)4 1.2 <
(3)②再闭合S1 (U-I额×UI)I额
解析 (1)小灯泡的额定电流为0.3 A,灯丝电阻在10 Ω到15 Ω之间,由欧姆定律U=IR,灯的额定电压在3 V到4.5 V之间,由串联电路电压的规律,变阻器两端的电压在1.5 V到3 V之间,由欧姆定律,变阻器连入电路的电阻应在5 Ω到10 Ω之间,故选用“20 Ω 1 A”的滑动变阻器;
(2)因灯的额定电压大于3 V,故电压表选用大量程,分度值为0.5 V,故小灯泡的额定电压是4 V,额定功率P额=U额I额=4 V×0.3 A=1.2 W;根据P=I2R,若R不变,功率与电流的平方成正比,则当电路中的电流为0.15 A时,灯的实际功率为P额4,但因灯的电阻随温度的降低而变小,故小灯泡的实际功率P实(3)①只闭合开关S,移动滑片P,使电流表的示数为I额;
②再闭合S1,记下电流表的示数为I。
在①中,灯与变阻器串联,灯正常发光;
在②中,灯短路,为变阻器的简单电路,由欧姆定律,变阻器连入电路的电阻:R滑=UI
在①中,由欧姆定律,灯的额定电压为:U额=U-I额×UI
小灯泡额定功率的表达式:
P额=U额I额=(U-I额×UI)I额。
四、计算题
18. 答案 (1)2.904×105 J (2)924 W
解析 (1)由电路图知,R1与R2串联再与电风扇并联在220 V电路中,烤薯条时,滑动变阻器R2连入电路的阻值为零,闭合定时开关并设定时间为6 min,同时温控开关闭合5 min后断开1 min,即R1的通电时间t1=5 min=300 s,由并联电路的电压特点和Q=W=U2Rt可得,R1产生的热量:Q1=W1=U2R1t1=(220V)250Ω×300 s=2.904×105 J;
(2)当定时开关、温控开关均闭合,调节滑动变阻器R2的阻值,使R2两端电压为20 V,此时R1两端电压:U1=U-U2=220 V-20 V=200 V
所以电热丝支路电流:I=I1=U1R1=200V50Ω=4 A
电热丝支路消耗的电功率P加热=UI=220 V×4 A=880 W
电路的总功率:P=P加热+PM=880 W+44 W=924 W。
19. 答案 (1)36 Ω (2)18 V (3)10 Ω (4)1.5 W
解析 (1)由P=U2R可得,小灯泡正常发光时灯丝的电阻RL=UL2PL=(18V)29W=36 Ω。
(2)当闭合开关S、S1、S2时,电阻R1与小灯泡并联,电压表、电流表、滑动变阻器被短路,灯泡正常发光,说明灯泡两端的电压为额定电压,为18 V,因为并联电路各支路电压相等,且等于电源电压,所以电源电压为18 V。
(3)当只闭合S1,电阻R1和滑动变阻器R2串联,且R2接入电路中的阻值为10 Ω时,R1的电功率为8.1 W,则有:P=I2R1=UR1+R22×R1=8.1 W,即:18VR1+10Ω2×R1=8.1 W,解得:R1=10 Ω。
(4)在保证电路安全的情况下,当整个电路消耗的电功率最小时,需要将灯泡和滑动变阻器串联,且电压表示数最大,最大为15 V,此时小灯泡两端的电压为UL'=18 V-15 V=3 V,电路中的最小电流为I小=UL'RL=3V36Ω=112 A,此时整个电路消耗的最小电功率为P小=UI小=18 V×112 A=1.5 W。