九年级全册第十三章 电功和电功率二 电功率综合训练题

这是一份九年级全册第十三章 电功和电功率二 电功率综合训练题，共14页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图与实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、选择题(本大题共9小题,每小题3分,共27分。每小题给出的四个选项中,只有一项符合题意)
1.如图13-1所示,手电筒中的电流为0.5 A,电源为三节干电池,则该手电筒小灯泡的功率最接近( )。
图13-1
W W
W W
2.“珍爱生命,注意安全”是中学生应具备的基本安全意识。下列关于安全用电的说法正确的是( )。
A.只要不接触高压设备就不会触电
B.使用测电笔时,手指不能接触笔尾金属体
C.电灯的开关可以接在零线和灯泡之间
D.一旦发生触电事故,应先切断电源再进行施救
3.家庭电路及家用电器在设计安装上都考虑到用电安全问题。下列措施中,与安全用电无关的是( )。
A.控制家用电器的开关应安装在火线上
B.连接各户的总开关上安装漏电保护器
C.洗衣机、电冰箱等用电器应使用三脚插头
D.为使用方便安装插座
4.关于电功,下列说法正确的是( )。
A.电流做功的过程,是其他形式的能转化为电能的过程
B.电功表示电流做功的快慢
C.电功的单位只有焦耳
D.电流做功的多少用电能表来测量
5.如图13-2所示,长度、横截面积一样,材料不同的两个长方体电阻串联在电路中,电阻分别为R1=2 Ω、R2=4 Ω,在它们表面涂上厚度一样的蜡,现在闭合开关给它们通电,过一段时间后,我们观察到( )。
图13-2
A.R1上的蜡熔化得快
B.R2上的蜡熔化得快
C.R1、R2上的蜡熔化得一样快
D.无法比较
6.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V,线圈的电阻为2 Ω,线圈中通过的电流为10 A。这台电动机工作1 s消耗的电能为W,产生的热量为Q,则( )。
A.W=3 800 J,Q=200 J
B.W=3 800 J,Q=3 800 J
C.W=7 200 J,Q=200 J
D.W=7 200 J,Q=3 800 J
7.如图13-3所示的家庭电路连接正确,各元件均正常,下列有关说法正确的是( )。
图13-3
A.洗衣机接入三孔插座后电灯与洗衣机是串联的
B.洗衣机接入三孔插座能使洗衣机金属外壳接地
C.闭合开关时,人接触B点或C点都可能引起触电
D.断开开关时,A、B两点都能使测电笔氖管发光
8.假期小明一家出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为0.2 kW的冰箱正常工作,其他用电器都已关闭。小明看到家里电能表的示数为2 021.6 kW·h,过了7天小明回家再次查看电能表的示数如图13-4所示。下列有关说法正确的是( )。
图13-4
A.这段时间冰箱消耗的电能是70 kW·h
B.冰箱每天平均工作的时间为1 h
C.冰箱正常工作1 h电能表的转盘转过120转
D.再有其他家电和冰箱一同正常工作时,电能表转盘的转速不变
9.李明同学为了探究电功率与电阻的关系,他找来额定电压均为6 V的L1、L2两只灯泡。将两灯串联起来,按照如图13-5所示的电路开始了实验探究,闭合开关后,看见灯L2微微发光,灯L1几乎不发光,则关于两灯的电阻R1和R2,两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是(不考虑灯丝电阻值随温度的变化)( )。
图13-5
A.R1>R2,P1>P2B.R1C.R1>R2,P1P2
二、填空题(11、13小题每题6分,其余每空2分,共 22分)
10.甲和乙两灯的额定电压均为6 V,图13-6是甲、乙两灯的电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电路中,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,电路的工作电流应为 A,电源电压最大为 V。
图13-6
11.图13-7为电能表的实物图,小文只让家里的空调单独工作,测出36 s内电能表转盘转过25 r,则空调这段时间内消耗的电能是 J,空调的实际功率为 W。
图13-7
12.在小明家的照明电路中,控制客厅灯的开关应接在 线和灯之间;他用试电笔检测电路操作方法正确的是图13-8中的 ;在使用滚筒洗衣机时,他发现接触金属门手柄会“麻手”,可解决的办法是给洗衣机电路 (选填“加接零线”“加接地线”或“加接空气开关”)。
图13-8
13.如图13-9所示的电路中,L1、L2为两个阻值恒定的灯泡,甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某种电表,只闭合开关S1,两灯均发光,两电表指针偏转角度相同。断开开关S1,在甲、乙位置分别接另一种电表,闭合开关S1和S2,两灯均发光,则此时两电表示数之比为 ,灯泡L1与L2的电功率之比为 。
图13-9
三、作图与实验题(14题5分,15题14分,16题8分,共27分)
14.请将如图13-10所示元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
图13-10
15.(2023·甘肃金昌中考)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,所用的实验器材有:电压恒为3 V的电源、小灯泡(额定电压为2.5 V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
甲
乙
丙
图13-11
(1)图13-11甲是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上画“×”并补画出正确的连线。
(2)连接电路的过程中,开关应该 (选填“断开”或“闭合”);闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移动到 (选填“最左”或“最右”)端。
(3)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是 (填选项字母)。
A.小灯泡短路
B.小灯泡断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如图13-11乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 A。
(5)正确连接电路并操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0 V。为了测量小灯泡的额定功率,这时应该向 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片。
(6)小丽根据记录的多组I-U数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图13-11丙所示),则小灯泡的额定功率为 W。
(7)小丽根据小灯泡的I-U图像(如图13-11丙所示),分析出小灯泡的电阻随小灯泡两端电压的增大而 (选填“增大”“不变”或“减小”),你认为原因是 。
16.物理兴趣小组的同学利用如图13-12所示的器材探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。电阻丝R1和R2分别装在两个密闭的空气盒内,R3固定在盒外,R1=5 Ω,R2=R3=10 Ω。橡胶管将密闭空气盒和装有液体的U形玻璃管相连。
图13-12
(1)用笔画线代替导线将图13-12中的实验电路连接完整。
(2)在实验中,观察U形玻璃管中液面高度差的目的是判断 。
(3)在电路连接正确的情况下,通电一段时间,发现其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变,则出现该现象的原因可能是 (写出一种即可)。
四、计算题(每小题12分,共24分)
17.某电热水壶铭牌的部分信息如表8所示。该电热水壶正常工作时,把1 kg水从20 ℃加热到100 ℃用时7 min,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),求:
表8
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶的热效率。
18.电饭煲是我国家电产品中的优秀代表之一,中国制造深受全球市场认可。图13-13甲为某国产智能电饭煲的外观图,该电饭煲有“快煮”“精煮”“保温”三种基本模式。图13-13乙为该电饭煲的基本原理简化电路图,额定电压U0=220 V;当S1置于a、S2置于d时处于“快煮”模式,电饭煲的额定功率P1=1 210 W;当S1置于a、S2断开时处于“精煮”模式,电饭煲的额定功率P2=484 W;当S1置于b、S2置于c时,处于“保温”模式。
图13-13
(1)求R1的阻值;
(2)小明采用“精煮”模式将饭煮熟用时t=50 min,求该电饭煲一次精煮过程消耗的电能;
(3)求该电饭煲保温模式下的额定功率P3。
第十三章学业质量评价
1.C 电源电压U=1.5 V×3=4.5 V,灯泡功率P=UI=4.5 V×0.5 A=2.25 W,故选C。
2.D
3.D 安装插座的目的是方便一些可移动的用电器,如电视、电冰箱、洗衣机等,提供接入电路的电源接口,与安全用电无关,其他三项都是在安装电路中安全用电的基本要求,故选项D符合题意。
4.D 电功表示电流做了多少功。消耗了多少电能,就有多少电能转化为其他形式的能。电流做功的实质是电能转化为其他形式的能。电功的单位不仅有焦耳(J),还有千瓦时(kW·h)等。
5.B 由题图可知,该电路为串联电路;通过两个电阻的电流、通电时间相同,电阻不同,根据焦耳定律可知,电阻越大,产生的热量越多,R1的电阻小于R2的电阻,则R2产生的热量较多,R2上的蜡熔化得快一些,故B正确。
6.A 电动机消耗的电能W=UIt=380 V×10 A×1 s=3 800 J;产生的热量Q=I2Rt=(10 A)2×2 Ω×1 s=200 J。
7.B 在家庭电路中,插座与用电器是并联的,A错误;家用电器的接地线与金属外壳相连,而插座中的接地线与大地相连接,当插头插入插座时,相当于金属外壳与大地相连接,B正确;闭合开关时,用手接触B点能造成触电,而接触C点则不会触电,C错误;断开开关时,B与C均与火线脱离,B点不能使测电笔发光,D错误。
8.C 由题图知,小明回到家时电能表的读数为2 028.6 kW·h,而离开家时电能表的示数为2 021.6 kW·h,则在这7天内所消耗的电能W=2 028.6 kW·h-2 021.6 kW·h=7 kW·h,故A错误;冰箱的电功率为P=200 W=0.2 kW,由W=Pt可得t=WP=7kW·h0.2kW=35 h,则每天工作的时间为35h7=5 h,故B错误;冰箱正常工作1 h消耗的电能为W'=Pt'=0.2 kW×1 h=0.2 kW·h,电能表的转盘转过0.2 kW·h×600 r/(kW·h)=120 r,故C正确;再有其他家电和冰箱一同正常工作时,总功率增加,则电能表转盘的转速增大,故D错误。
9.D 两灯串联在同一电路中,通过它们的电流相等,从题意可知,L2的亮度大于L1的亮度,可知L2的实际功率大于L1的实际功率,由公式P=I2R可判断,R2>R1;由于两灯的额定电压相等,均为6 V,根据公式P=U2R可判断出,L1灯的额定功率大。
10.解析 由题中图像可看出,两灯正常工作时电流分别为I甲=1 A、I乙=0.5 A,两灯串联后接在某一电路中,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,电路的工作电流应为小电流I乙=0.5 A,这时由题中图像得甲的电压U甲=2 V,乙的电压U乙=6 V,由串联电路电压特点得电源电压最大为U=U甲+U乙=2 V+6 V=8 V。
答案 0.5 8
11.答案 3.6×104 1 000
12.解析 从安全用电角度分析,开关和开关控制的用电器之间应该是串联的,开关必须接在火线和用电器之间。使用试电笔时,笔尖接触被检测的导线,手接触笔尾金属体,氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线。洗衣机等家用电器都应使用三孔插座,是由于这些用电器的外壳是金属,金属是导体,当用电器漏电时,会使外壳带电,在使用洗衣机时,接触到金属门手柄会“麻手”,这就说明出现了漏电现象。若接上地线,即便漏电,电流也会通过地线流入大地,从而防止了触电事故的发生,所以可解决的办法是给洗衣机电路加接地线。
答案 火 甲 加接地线
13.解析 由题图可知,只闭合开关S1,两表都是电流表时两灯泡才能发光,此时两电灯并联,甲电流表测总电流,乙电流表测通过L1的电流;由并联电路的电流特点可知,甲电流表示数应大于乙电流表示数,而两电表指针偏转角度相同,说明甲电流表的量程为0~3 A、乙电流表的量程为0~0.6 A,则可知甲电流表示数是乙电流表示数的5倍,设乙表电流为I乙=I,则甲表电流为I甲=5I,则由并联电路的电流特点可知,流过L2中的电流I2=I甲-I乙=5I-I=4I,则可得I1I2=I4I=14;并联电路各支路两端的电压相等,则由欧姆定律I=UR可得R1R2=UI1UI2=I2I1=41。
闭合开关S1和S2,两灯均发光时,由题意可知此时两表都是电压表,此时两灯泡串联,乙电压表测总电压,甲电压表测L1两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,则两灯两端的电压之比为U1U2=IR1IR2=R1R2=41,由串联电路的电压特点可知U乙=U1+U2,U甲=U1,故两电表示数之比为U甲U乙=U1U1+U2=45;此时灯泡L1与L2的电功率之比为P1P2=U1IU2I=U1U2=41。
答案 4∶5 4∶1
14.解析 三孔插座的连线要求是“左零右火中接地”,保险丝连接在火线上;对于灯泡的要求是开关控制火线,且螺套顶端接火线。
答案 如图D-C-5所示
图D-C-5
15.解析 (1)题图甲中,电流表与小灯泡并联、电压表串联在电路中是错误的,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在小灯泡两端,如图D-C-6所示。
图D-C-6
(2)为了保护电路,连接电路的过程中,开关应该断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移动到阻值最大处,即最左端。
(3)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的电路断路了,即电路的故障可能是小灯泡断路,故选B。
(4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如题图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,其示数为0.14 A。
(5)正确连接电路并操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0 V,小于小灯泡的额定电压2.5 V,为了测量小灯泡的额定功率,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路的电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故这时应该向右端移动滑动变阻器的滑片。
(6)由题图丙可知,当小灯泡两端电压为2.5 V时,通过小灯泡的电流为0.25 A,则小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W。
(7)由题图丙可知,当小灯泡两端电压增大时,通过小灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,小灯泡的功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度的升高而增大,故小灯泡的电阻随小灯泡两端电压的增大而增大。
答案 (1)见解析图 (2)断开 最左 (3)B
(4)0.14 (5)右 (6)0.625 (7)增大 小灯泡的电阻随温度的升高而增大
16.解析 本实验的原理是通过U形管内液体两液面高度差来反映盒内气体受热膨胀程度,而气体的受热膨胀越大,则反映出电流通过相应盒内的电阻丝做功越多。要探究电热与电阻的关系,应保持通过两电热丝的电流和通电时间相同,故将其串联在电路中,实验过程应保证两盒密封性良好,这样盒内空气受热后,才能使U形管两液面产生高度差,若两液面高度基本不变,则有可能盒子漏气或橡胶管被折起后不通气。
答案 (1)实验电路如图D-C-7所示
图D-C-7
(2)电流通过导体产生热量的多少
(3)空气盒漏气(或橡胶管被折住不通气)
17.解析 (1)水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J。
(2)工作时间t=7 min=420 s,电热水壶正常工作7 min消耗的电能
W=Pt=1 000 W×420 s=4.2×105 J
则电热水壶的热效率
η=Q吸W=3.36×105 J4.2×105J=80%。
答案 (1)3.36×105 J (2)80%
18.解析 (1)由题知,当S1置于a、S2断开时,电阻R2断路,电路中只有电阻R1工作,电饭煲处于“精煮”模式,此时电饭煲的额定功率P2=484 W,根据P=U2R得,电阻R1的阻值为R1=U02P2=(220V)2484W=100 Ω。
(2)电饭煲在“精煮”模式下,消耗的电能等于电流通过电饭煲做的功,工作50 min电流做的功为W=P2t=484 W×50×60 s=1.452×106 J。
(3)由题知,当电饭煲处于“快煮”模式时,电阻R1和R2并联,且同时工作,此时的电功率为P1=1 210 W。电饭煲处于“精煮”模式时,电阻R1单独工作的电功率为P2=484 W,根据并联电路的电功率关系得,在“快煮”模式下,电阻R2的功率为P=P1-P2=1 210 W-484 W=726 W,根据P=U2R得,电阻R2的阻值为R2=U02P=(220V)2726W=2003 Ω,当S1置于b、S2置于c时,电阻R1和R2串联,处于“保温”模式,根据串联电路电阻规律得,此时电路中的总电阻为R总=R2+R1=2003 Ω+100 Ω=5003 Ω,则电饭煲保温模式下的额定功率为P3=U02R总=(220V)25003 Ω=290.4 W。
答案 (1)100 Ω (2)1.452×106 J (3)290.4 W型号
××
额定电压
220 V
额定功率
1 000 W
频率
50 Hz