初中物理人教版九年级全册第十八章 电功率综合与测试同步练习题

这是一份初中物理人教版九年级全册第十八章 电功率综合与测试同步练习题，共15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。

本章检测
一、选择题(每小题4分,共36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山东济宁汶上期末)有两个电阻R1和R2,R1>R2,在电源电压一定的前提下,通电时间相同,电流做功最多的电路是( )

A B C D
3.(2021山东临沂蒙阴一模改编)将一个标有“220 V 200 W”的电风扇单独接在家庭电路中,正常工作1 min后,电能表示数如图18-5-1所示。下列说法中正确的是( )
图18-5-1
A.该电能表允许通过的最大电流为10 A
B.这段时间内电风扇消耗了1 123.4 J的电能
C.这段时间内电能表转盘共转了10转
D.电风扇工作过程电能全部转化为机械能
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.(2020山东胶州期末)如图18-5-2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形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,下列说法正确的是( )
图18-5-2
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
6.(2021北京东城期末)如图18-5-3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18-5-3
A.U1∶U2=2∶1 B.I1∶I2=2∶1
C.P1∶P=2∶1 D.P2∶P=2∶3
7.(2021湖南长沙开福二模)如图18-5-4所示,电源电压不变,R为定值电阻,L1上标有“8 V 4 W”字样,L2的额定电压模糊不清,额定功率为6 W。当开关S接a端时,L1恰好正常发光,电路的总功率为P1;当开关S接b端时,L2两端的电压为9.6 V,电路的总功率为P2。已知P1∶P2=5∶4(忽略温度对灯丝电阻的影响)。下列说法正确的是( )
图18-5-4
A.电源电压是16 V
B.灯泡L2的额定电压为10 V
C.定值电阻的阻值为24 Ω
D.当开关S接b端时,电路的总功率为8 W
8.(2021内蒙古满洲里模拟)如图18-5-5为电阻甲和乙的I-U图象,下列说法正确的是( )
图18-5-5
A.甲、乙串联在电路中,相同时间内甲、乙产生热量之比为2∶1
B.将甲和乙并联,当甲两端电压为2 V时,则它们的干路电流为0.6 A
C.甲、乙并联在电路中,相同时间内甲、乙消耗电能之比为1∶2
D.将甲和乙串联,当它们两端电压为3 V时,通过甲的电流为0.6 A
9.(2021福建福州闽侯月考)图18-5-6甲是小灯泡L和电阻R的I-U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中,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18-5-6
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时,电流表示数为0.3 A
二、填空题(每空3分,共30分)
10.(2021吉林中考)如图18-5-7甲所示,小灯泡的额定电压为2.5 V,开关闭合后,小灯泡正常发光,图乙是通过定值电阻R和小灯泡L的电流与电压关系图象,则小灯泡正常发光时的电流为 A;通电10 s,定值电阻R产生的热量为 J。
图18-5-7
11.(2020北京大兴期末)如图18-5-8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18-5-8
12.如图18-5-9所示是具有加热和保温作用的养生壶。小明认为养生壶烧开同样多的水时,因为保温功率小于加热功率,所以用保温功率烧水更省电。小明的看法其实是 的,因为烧开同一壶中的水,水吸收的热量相同,保温功率较小,电流做功时间较 ,散失的 较多,消耗的电能较多。
图18-5-9
13.(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 。
14.(2021安徽合肥三模)如图18-5-10所示,电源电压保持不变,断开开关S时,电流表示数为I1,闭合开关S时,电流表示数为I2,如果I1∶I2=1∶3,则闭合开关S后,电阻R1和R2消耗的电功率之比为 。
图18-5-10
三、实验探究题(15分)
15.(2021湖北十堰中考)小华利用如图18-5-11甲所示的电路测量额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率。
图18-5-11
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整(要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮)。
(2)小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光,则她连接电路时存在的错误是 。
(3)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。实际测量时,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,若考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏 。
(4)小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表损坏,善于动脑的小明认真思考后,利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额,设计如图丙所示电路,测出Rx的阻值,请你帮助小明补全实验步骤。
①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 ;
②再断开开关S1,闭合开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电压表示数为U;
③待测电阻Rx= (用所测物理量和已知物理量符号表示)。
四、计算题(第16题8分,第17题11分,共19分)
16.(2021辽宁沈阳皇姑期末)如图18-5-12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连入电路的阻值调为零,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连入电路的阻值,使R2两端电压为20 V。求此时电路的总功率是多大?
图18-5-12
17.(2021湖南郴州中考)如图18-5-13甲所示电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,滑动变阻器的电功率P随电流I变化关系图线如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器接入电路电阻为零时,电路中的电流;
(2)滑动变阻器接入电路电阻最大时,滑动变阻器两端的电压;
(3)滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,滑动变阻器的最大功率。
图18-5-13
第十八章 电功率
本章检测
一、选择题
1.B 在常见的家用电器中,电饭锅工作时主要是将电能转化为内能;节能灯工作时是将电能转化为光能和内能;电视机工作时是将电能转化为光能、声能及内能;洗衣机工作时主要是将电能转化为机械能。故选B。
2.D A图中单独将R1接在电路中,B图中单独将R2接在电路中,C图中将R1、R2串联接在电路中,D图中将R1、R2并联接在电路中;根据串并联电路的电阻特点可知,两个电阻串联时,总电阻等于各分电阻之和,即总电阻越串越大,大于任何一个分电阻;两个电阻并联时,总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,即总电阻越并越小,小于任何一个分电阻;已知R1>R2,则A、B、C、D四个电路中总电阻的关系为RC>RA>RB>RD;由题可知电源电压不变,根据公式W=UIt=U2Rt可知,相同时间内,两电阻并联时电流做功最多,故A、B、C错误,D正确。故选D。
3.C 由图知该电能表允许通过的最大电流为20 A,故A错误;电风扇接在家庭电路中正常工作,则P=200 W,1 min消耗的电能W=Pt=200 W×60 s=12 000 J=1300 kW·h,故B错误;因为“3 000 r/(kW·h)”表示的是电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过3 000转,所以,这段时间内电能表转盘转动了n=3 000 r/(kW·h)×1300 kW·h=10转,故C正确;电风扇在工作过程中,电能大部分转化为机械能,还有一部分电能转化为内能,故D错误。故选C。
4.D 智能手机耗电达到一定量时,剩余的电能也是定量,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。故选D。
5.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电阻的电流相等,即I右=I左,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侧电阻通过电流的一半,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;探究电流产生的热量与电阻的关系,应控制两电阻丝中的电流相同、改变电阻的阻值;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。
6.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,R1消耗的电功率P1与电路消耗的总功率P之比为:P1∶P=P1∶(P1+P2)=1∶(1+2)=1∶3,故C错误;R2消耗的电功率P2与电路消耗的总功率P之比为:P2∶P=P2∶(P1+P2)=2∶(1+2)=2∶3,故D正确。故选D。
7.A L1上标有“8 V 4 W”字样,表示灯的额定电压为8 V,额定功率为4 W,灯的额定电流:IL=PLUL=4W8V=0.5 A,
当开关S接a端时,L1与R串联,L1恰好正常发光,灯两端的电压为UL=8 V,根据串联电路的电流规律和欧姆定律得:
R=U-ULIL=U-8V0.5A①
电路的总功率:P1=UIL=U×0.5 A②
当开关S接b端时,L2与R串联,L2两端的电压为U2=9.6 V,根据串联电路的电流规律和欧姆定律得电路中的电流:
I2=U-U2R=U-9.6VR③
此时电路的总功率为:P2=UI2=U×U-9.6VR④
且P1∶P2=5∶4⑤
由①②④⑤解方程组,可得:U=16 V,R=16 Ω,
故A正确、C错误;将电源电压U和电阻R的大小代入③得:
I2=U-U2R=U-9.6VR=16V-9.6V16Ω=0.4 A,
电路的总功率:P2=UI2=16 V×0.4 A=6.4 W,故D错误;
由欧姆定律,L2的电阻:RL2=U2I2= Ω,
因L2的额定功率为6 W,根据P=U2R可知灯L2的额定电压:
UL2=PRL2=6W×24Ω=12 V,故B错误。故选A。
8.B 若甲、乙串联在电路中,电流是相同的,由图象可知,当电流都为0.2 A时,甲两端的电压为1 V,乙两端的电压为2 V,即甲两端的电压等于乙两端电压的12(取其他电流值仍然存在这样的关系),根据Q=I2Rt=UIt可知,相同时间内甲、乙产生热量之比为1∶2,故A错误;将甲和乙并联,并联电路各支路两端的电压相等;当甲两端电压为2 V时,由图象可知,通过甲的电流为0.4 A,通过乙的电流为0.2 A,根据并联电路的电流关系可知,干路电流为0.4 A+0.2 A=0.6 A,故B正确;甲、乙并联在电路中,电压是相同的,由图象可知,当电压为2 V时,通过甲的电流是0.4 A,通过乙的电流是0.2 A,即通过甲的电流是通过乙的电流的2倍,根据W=UIt可知,相同时间内甲、乙消耗的电能之比为2∶1,故C错误;将甲和乙串联,通过的电流相同,由图象可知,当电路中的电流为0.2 A时,甲两端的电压为1 V,乙两端的电压为2 V,满足它们两端电压(总电压)为3 V,所以由串联电路的电流特点可知,通过甲的电流为0.2 A,故D错误。故选B。
9.D 只闭合开关S1时,电路为灯泡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,两端的电压为2 V时,电功率为1 W。此时小灯泡电阻RL=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,电阻R和小灯泡L相互不影响,故通过小灯泡L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。通过电阻R的电流可从图中读出,为0.2 A。电流表在干路上,测量总电流,原来的示数为通过小灯泡的电流0.5 A,现在又多了电阻R中的电流,故电流表示数增加0.2 A,故B正确。再闭合开关S2时,电阻R和小灯泡L并联,总电流为通过电阻R和小灯泡L的电流之和,即I=0.2 A+0.5 A=0.7 A。此时电路总功率为W=UI=2 V×0.7 A=1.4 W,故C正确。再闭合开关S2时,电阻R和小灯泡L并联,电流表在干路上,测量总电流,I=0.2 A+0.5 A=0.7 A,故D错误。故选D。
二、填空题
10.答案 0.2 2
解析 由图象可知,在灯泡正常工作时灯泡两端的电压为2.5 V,灯丝中通过的电流:IL=0.2 A,串联电路中电流处处相等,所以通过定值电阻的电流:IR=IL=0.2 A,由图象可知,此时定值电阻两端的电压:UR=1 V,通电时间:t=10 s,定值电阻消耗的电能:W=URIRt=1 V×0.2 A×10 s=2 J,定值电阻消耗的电能全部转化为内能,所以产生的热量:Q=W=2 J。
11.答案 5∶1 1∶4
解析 由P=UI=U2R可得,两灯丝的电阻之比:R1R2=U1额2P1额U2额2P2额=U1额2U2额2×P2额P1额=(6V)2(3V)2×3W3W=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。
12.答案 错误 长 热量
解析 利用养生壶烧水时,消耗了电能,水得到了内能,同时还有一部分能量散失掉了,加热的时间越长,损失的电能就越多。
13.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,消耗的电能可认为全部转化为内能,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。
14.答案 1∶2
解析 由图知,S断开时,只有R1接入电路,电流表示数为I1,即通过R1的电流为IR1=I1,S闭合时,R1和R2并联,电流表示数为I2,即干路中的电流为I2,由I1∶I2=1∶3可知:I2=3I1,由并联电路的电流特点可知,通过R2的电流为:IR2=I2-I1=3I1-I1=2I1,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由公式P=UI可知,R1和R2消耗的电功率之比为PR1∶PR2=IR1∶IR2=I1∶2I1=1∶2。
三、实验探究题
15.答案 (1)如图所示 (2)开关没有断开 (3)1.14 大 (4)U额 U-U额I额
解析 (1)从电源的正极出发,依次连接开关、灯泡、滑动变阻器、电流表到电源的负极,要求滑片向右移动灯泡变亮说明电路中电阻变小,故滑动变阻器接入右半段,电压表并联在灯泡的两端,由于灯泡的额定电压是3.8 V,故电压表选择0~15 V量程,电路连接如答案图所示。
(2)小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光,说明连接完最后一根导线电路接通,是因为连接电路时,开关没有断开。
(3)电流表使用的是0~0.6 A量程,每一个小格代表0.02 A,电流表示数为0.3 A,故灯泡的额定电流I额=0.3 A,灯泡的额定电压是U额=3.8 V,则灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8 V×0.3 A=1.14 W。
电压表和灯泡并联,考虑有电流通过电压表,电流表测量通过电压表和灯泡的总电流,故灯泡的额定电流测量值偏大,灯泡两端的电压测量是准确的,根据P额=U额I额得,所测灯泡的额定功率偏大。
(4)实验步骤:
①先闭合开关S、S1,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中,电压表测量灯泡两端的电压,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额,灯泡正常工作,所测灯泡中的电流是I额;
②再断开开关S1,闭合开关S2,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电压表示数为U,即灯泡和定值电阻两端的总电压,定值电阻两端的电压Ux=U-U额;
③灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中,定值电阻中的电流Ix=I额,待测电阻Rx=UxIx=U-U额I额。
四、计算题
16.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电源上,
烤薯条时,滑动变阻器R2连入阻值为零,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连入电路的阻值,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,
所以电热丝所在支路电流:I=I1=U1R1=200V50Ω=4 A,
电热丝所在支路消耗的电功率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。
17.答案 (1)0.6 A (2)5 V (3)0.9 W
解析 闭合开关,R0和R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。
(1)当滑动变阻器连入电路的电阻为0时,电路为R0的简单电路,此时电路中电阻最小,电流最大,由图象知,此时电路中的电流I=0.6 A;
(2)当滑动变阻器接入电路电阻最大时,电路中电阻最大,电流最小,由图象知,此时电路中电流I'=0.1 A,滑动变阻器的电功率P=0.5 W,根据P=UI可得,滑动变阻器两端的电压:UR=PI'= V;
(3)滑动变阻器连入电路的电阻为0时,根据欧姆定律表示电源电压:U=IR0=0.6 A×R0 ①
滑动变阻器接入电路电阻最大时,根据串联电路电压特点和欧姆定律表示电源电压:U=UR+I'R0=5 V+0.1 A×R0 ②
解①②可得:U=6 V,R0=10 Ω,
滑动变阻器消耗的电功率:
P=I2R=(UR0+R)2R=U2R(R0+R)2=U2R(R0-R)2+4R0R,
所以,当R=R0=10 Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,
则滑动变阻器的最大功率:P最大=U24R0=(6V)24×10Ω=0.9 W。