人教版九年级全册第十八章 电功率综合与测试单元测试测试题

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一、选择题(每小题只有一个正确选项，每小题3分，共39分)
1. 小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图，他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是
A. 电能表的额定功率为2500W B. 电能表的标定电流为5A
C. 拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW•hD. 拍照片时，小明家已消耗的电能为931.6J
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】电能表上的“2500”表示每耗电1kW·h,电能表转动2500转;“5A”表示额定电流为5A;电能表读数的最后一位是小数部分,所以拍照片时,小明家已消耗的电能为931.6kW·h.
【点睛】难度不大，掌握电能表各参数的意义是解答本题的关键．
2. 家用的手电筒．用干电池作电源．正常发光时电流为0.32A．小灯泡的电功率接近（ ）
A. 1WB. 10WC. 0.1KWD. 1KW
【答案】A
【解析】
试题分析：家用的手电筒，用干电池作电源，每节干电池的电压是1.5V，故电源电压为3V，根据P=UI=3×0.32W=0.94W，最接近1W，故选A．
考点：电功率的计算
3. 额定电压相同的甲、乙两灯并联在电路中时，甲灯比乙灯亮，那么( )
A. 甲灯的额定功率比乙灯的大
B. 甲灯的电阻比乙灯的大
C. 通过甲灯的电流强度比通过乙灯的小
D. 甲灯两端的电压比乙灯两端的电压大
【答案】A
【解析】
灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，两灯泡的额定电压相等并且并联，所以甲的额定功率比乙的大，故A正确；因为甲、乙两灯并联在电路中，所以两灯泡并联时两端的电压相等，故D不正确；并联在电路中时，甲灯比乙灯亮，即甲的实际功率大于乙的实际功率，由P=UI知道通过甲的电流大于通过乙的电流，故C不正确；根据欧姆定律I=U/R知道，甲的电阻小于乙的电阻，故B不正确，故选A．
4. 将一个标有“36 V 40 W”的灯泡接入某段电路时，测得通过它的电流强度是1 A，那么，它的实际功率( )
A. 大于40 WB. 等于40 W
C. 小于40 WD. 无法确定
【答案】C
【解析】
由题意可知，灯泡额定电压是36V，额定功率是40W，所以灯泡电阻R=U2/P=(36V)2/40W=32.4Ω，当通过的电流是1A时，灯泡实际功率是P实=I2 R=（1A）2×32.4Ω=32.4W＜40W，即C正确，故选C．
5. 两个分别标有“220 V 60 W”和“220 V 25 W”字样的灯泡，如将它们并联后接在220 V的电路中，则( )
A. 电阻大的灯泡较亮
B. 功率大的灯泡较亮
C. 功率小的灯泡较亮
D. 两个灯泡一样亮
【答案】B
【解析】
由题意知道两灯额定电压相同，当将它们并联后接在220V电路中时，由于实际电压等于额定电压，所以两灯的实际功率都等于其实际功率，即分别为60W和25W，而灯泡的亮暗取决于实际功率，因此功率大的灯泡较亮，故选B．
6. 有一盏“220 V 25 W”的电灯，在额定电压下正常工作，在1 min内电流做的功是( )
A. 13 200 JB. 5 500 J
C. 1 500 JD. 220 J
【答案】C
【解析】
因为P额=25W，t=1min=60s，所以电流做的功W=P额t=25W×60s=1500J，故选C．
7. 如图所示的电路图，电源电压不变同闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡L变暗，电压表示数变小
B. 灯泡L变亮电压表示数不变
C. 电路消耗的总功率变小，电压表示数不变
D. 电路消耗的总功率变小，电压表示数变大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AD．以滑片移动时电压表的示数不变，选项AD不正确；
B．将滑动变阻器的滑片P向上移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，选项B不正确；
C．由得，电路消耗的总功率变小，故C正确；
故选C。
8. 在如图所示的电路中，小灯泡上标有“6V、6W”字样，当变阻器的滑片P移到b端时，干路中的电流强度为1.5安培，则在电路中变阻器的电阻值变化范围是（电源电压不变）
A. 0～6欧姆B. 0～12欧姆
C. 0～18欧姆D. 0～24欧姆
【答案】B
【解析】
由灯泡铭牌可知灯泡额定电压为6V，额定功率为6W，由P=UI知道灯泡额定电流：IL =PL/UL=6W/6V=1A，由图示可知，当滑片在b端时，灯泡与滑动变阻器最大值并联，电压为电源电压6V，所以灯泡正常发光，通过滑动变阻器的电流为I滑 =I-IL =1.5A-1A=0.5A，则滑动变阻器最大阻值：R滑最大 =U/I滑=6V/0.5A=12Ω；当滑片在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值最小为0，电路短路，所以电路中变阻器的电阻值变化范围是0～12 Ω，故选B．
9. 要使电热器消耗的电功率增大为原来的2倍，可以通过改变电热器两端的电压U及改变电热器电阻R来实现，那么可以采取的办法有( )
A. U不变，使电阻变为
B. 使电压和电阻分别变为、
C. 使电压和电阻分别变为、
D. U不变，使电阻变为2R
【答案】A
【解析】
因为可以通过改变电热器两端的电压U及改变电热器电阻R来实现电功率的变化，所以根据P=U2/R知道，若U不变，使电阻变为R/2，则电热器的功率P=U2/（R/2）=2U2/R=2P，故A符合题意；若电压和电阻分别变为U/2和R/4，则电热器的功率P =(U/2)2/（R/4）=U2/R=P，故B不符合题意；若电压和电阻分别变为U/4、R/8，则电热器的功率P= (U/4)2/（R/8）=U2/2R=P/2，故C不符合题意；若U不变，使电阻变为2R时，则电热器的功率P =U2/2R=P/2，故D不符合题意，故选A．
10. 在电路中，电流对电风扇做功的过程实质是将电能转化为内能和机械能的过程，则电流做功的多少
A. 一定等于此过程中获得热能
B. 一定等于此过程中获得的机械能
C. 一定小于电风扇获得的机械能
D. 一定等于电风扇消耗的电能
【答案】D
【解析】
电流通过电风扇做功时，主要是将电能转化为机械能，还有一部分转化为热能，所以电流做的功一定大于此过程中获得的机械能，但电流做功和消耗的电能相等，故选D．
11. 下列家用电器中，利用电流热效应工作的是( )
A. 电风扇B. 电动机
C. 电饭锅D. 电视机
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．电风扇、电动机主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应，不符合题意；
C．电饭锅是把电能转化为内能，是利用电流的热效应，符合题意；
D．电视机主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应，不符合题意．
12. 电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，其原因是
A. 导线的绝缘皮隔热
B. 导线散热比电熨斗快
C. 通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
D. 导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】电熨斗与导线串联，电流相等，根据公式Q=I2Rt，电流和通电时间相同时，导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻，导线放出的热量远少于电熨斗，选项D符合题意．故选D．
13. 如图所示的实验装置中，三个相同的烧瓶A、B、C内都盛有质量和初温均相等的液体，其中A、B烧瓶中装的是水，C烧瓶中装的是煤油，A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、Rc且RA=Rc>RB。当合上开关S通电一定时间后(三个烧瓶中的液体均未达到沸腾)，A、B、C瓶中温度计示数分别为TA、TB、TC。对三支温度计示数的判断，下列说法正确的是(均不计热损失，比热容c水>c煤油)（ ）
A. TA＝TB＜TCB. TA＝TC＞TBC. TC＞TA＞TBD. TA＞TB＞TC
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由图知道三段电阻丝串联，所以通过的电流相等，又因为RA＝RC＞RB，由Q=I2 Rt知道，A、C中电阻丝产生的热量相同，B中产生的热量最少，由于AB中都为水，因此产生热量多的温度计升高的示数就大，故TA ＞TB；由Q=cmΔt可知，吸收的热量和质量都相同时，比热容越小，温度变化越快，因此煤油中温度计的示数大，故TC ＞TA。综上所述，TC ＞TA ＞TB。
故选C。
二、填空题(每小题3分，共27分)
14. 一顶太阳能风扇凉帽，凉帽的顶部装有一个太阳能电池板，帽沿装有一个小型电风扇。电池板在太阳光的照射下，将________能转化为电能，驱动电风扇工作。电风扇工作时的电压为1.2 V，电流为50 mA，若电风扇正常工作了1 h，电流做功为________J。
【答案】 (1). 太阳 (2). 216
【解析】
【分析】
【详解】[1]由题意知道太阳能电池板就可以将太阳能转化为电能。
[2]当电风扇正常工作了1 h时，电流做功为
W=UIt=1.2V×0.05A×3600s=216J
【点睛】
15. 某37英寸液晶电视机的铭牌上有“220 V 200 W”的字样，则该电视机正常工作1小时消耗_________kW·h的电能．
【答案】0.2
【解析】
根据题意知道电视机的额定功率P=200W=0.2kw，所以电视机正常工作1小时消耗的电能为W=Pt=0.2kw×1h=0.2kw•h．
16. 右表是某种家用电热水器的铭牌上所列的主要技术参数．请根据铭牌中的数据计算，此热水器在额定电压下工作时，通过电热水器的电流约为_________A．(保留一位小数)
【答案】6.8
【解析】
由电热水器的铭牌知道，电热水器的额定电压是U=220V；电热水器的额定功率是P=1500W，故热水器在额定电压下工作时的电流，即额定电流为：I=P/U=1500W/220V≈6.8A．
17. 小华开着空调看电视，妈妈打开电饭锅做饭时，家里的自动空气开关“跳闸”了．则“跳闸"的原因可能是____________．根据小华家自动空气开关上的铭牌(如图所示)．他家的电路允许使用的电器总功率最大为________W．
【答案】 (1). 用电器的总功率过大 (2). 2 200
【解析】
因为当开着空调看电视时，又打开电饭锅，然后家里的自动空气开关“跳闸”了，由此知道两个大功率用电器同时使用可能是总功率过大了导致“跳闸”；从图中知，额定电压值为220V，最大电流值为10A，故电器总功率最大为P=IU=10A×220V=2200W．
18. 据报道，青岛一个小伙子在自家居民楼顶上，自己设计、组装了一套微型太阳能发电站，被媒体称为“中国家庭光伏电站第一人”．
(1)该太阳能发电站发电时，将光能转化为______能，太阳能发电具有___________的优点；
(2)该太阳能发电站工作8h可发电10kW·h，则其功率是_________kW；
(3)10kW·h的电能，如果由热电转化效率为30％的热电厂来供电，需要完全燃烧煤_________kg．(煤的热值q煤=3×107J/kg，1kW·h=3.6×106J)
【答案】 (1). 电 (2). 清洁无污染(或环保；节能；取之不尽，用之不竭) (3). 1.25 (4). 4
【解析】
【分析】
【详解】试题分析：（1）目前人类利用太阳能主要有两种方式：将太阳能转化为内能，将太阳能转化为电能；太阳能属于可再生能源，具有清洁无污染、环保、节能、取之不尽，用之不竭等特点；
（2）已知发电量和发电时间，利用公式P=W/t得到发电功率P=10kW·h/8h=1.25Kw,
（3）根据热电转换效率和发电量，可以得到需要的热量需要的热量为Q=W/η=10×3.6×106J/（30％）=1.2×108J，由Q=qm知道，需要完全燃烧煤m=Q/q=1.2×108J/3×107J/kg=4kg
考点：太阳能应用的本质、电功率的计算、热量的计算
19. 如图所示，电源电压恒定。小灯泡L标有“”字样，R为定值电阻，闭合S，断开S1，小灯泡正常发光；若再闭合S1，发现电流表示数变化0.3 A，则R的阻值为_______Ω，此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比是__________。
【答案】 (1). 10Ω (2). 2∶3
【解析】
【分析】
【详解】[1] 当闭合S，断开S1，电路中只有灯泡正常工作，此时灯泡两端电压即为电源电压
若再闭合S1，则灯泡与电阻并联，因为电流表示数变化0.3 A，则通过电阻R的电流为0.3 A，所以电阻R的阻值
[2] 电阻R消耗的功率
此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比
【点睛】熟练使用电路分配关系：串联电路正比分压，并联电路反比分流（电阻比）。
20. 小明家安装了新的感应式电能表，一个月后此表的面板如图所示，这个月他家用电 _______，电能表的转盘转过了 _____ 圈，小明家最多能接入总功率为 _________ W的用电器。
【答案】 (1). 125.0 (2). 2.5×105 (3). 4.4×103
【解析】
【分析】
（1）电能表的读数方法月末的减去月初的示数；最后一位是小数；单位。
（2）2000r/所表示的物理意义。2000r/表示的是电路中每消耗1的电能，电能表的转盘转2000r，求出耗电125转盘转的圈数。
（3）根据额定电压和额定电流求出额定功率。
【详解】(1)[1]本月消耗电能
(2)[2]每消耗1电能，电能表的转盘转2000r，耗电125转盘转的圈数
(3)[3]额定电压是220V，额定电流是20A，额定功率是
21. 如图所示电路，电源电压保持不变，R1＝R2＝5 Ω，R1、R2两端的电压之比是_________，R1、R2产生的热量之比是_________．
【答案】 (1). 1∶1 (2). 4∶1
【解析】
由图知道R1与R2并联，所以R1、R2两端的电压相等，为电源电压，故R1、R2两端的电压之比是1∶1；又因为R1＝ R2/4，所以通过R1、R2的电流之比为4∶1，故由Q=I2 Rt知道，R1、R2产生的热量之比是4∶1．
22. 如图5所示，是电热水器原理的简易示意图，通过开关S可以使热水器处于加热或保温状态．闭合开关S时，热水器处于____状态．在热水器的蓄水桶中装水至最高水位后，桶中水的质量为10kg，则把这些水由28℃加热到98℃时需吸收热量____J，相当于完全燃烧____kg焦碳放出的热量．[已知水的比热容为4.2X10 3J/(kg·℃)，焦碳的热值为3.0×107J/kg]
【答案】 (1). 加热 (2). 2 940 000 (3). 0.098
【解析】
【分析】
【详解】当S1、S2均闭合时，R1和R2并联，此时电路中的电阻最小，由P=U2 /R 可知，功率最大，此时饮水机处于加热状态；
（1）水吸收热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×10kg×（98℃-28℃）=2.94×106J；
（2）由题知，Q放=Q吸=2.94×106J，
∵Q放=m′q，
∴m′=Q放 /q =2.94×106J /3×107J/kg =0.098kg．
三、实验探究题(每小题6分，共12分)
23. 对于“电流产生的热量与哪些因素有关”的问题，刘星同学作了如下猜想：
猜想A：电流产生的热量可能与电压有关．
猜想B：电流产生的热量可能与电流有关．
猜想C：电流产生热量可能与通电时间有关．
为了验证自己的猜想，他选择了如图甲所示的装置(除电阻丝阻值不同外，其余条件均相同)及电源、开关、电压表、导线若干．他将两电阻丝串联后接入电路，如图乙所示．
(1)将两电阻丝串联接入电路的目的是为了控制通过电阻丝的________和通电时间相同，他采用的科学探究方法是______________．
(2)接通电路前他想：通电一段时间后观察温度计示数的变化，若两只温度计示数变化不同，则说明电流做功与电阻丝两端的__________有关，这就验证了猜想________．
【答案】 (1). 电流 (2). 控制变量法 (3). 电压 (4). A
【解析】
（1）根据猜想，电流产生的热量可能与电压、电流和通电时间三者有关，两电阻串联就控制了通过电阻丝的电流和通电时间相同，就可以只探究电功与电压的关系，所以实验采用了控制变量法；
（2）两电阻丝串联接入电路即控制通过电阻丝的电流和通电时间相同；而不同电阻丝串联起来时，两电阻丝两端的电压就不同，而电阻丝将电流所做的功全部转化为液体的内能，因此可以观察温度计的示数比较电流所做的功与电阻丝两端电压的关系，就可以验证猜想A．
24. 图甲是测量标有“3.8V”字样的小灯泡额定功率的电路图．
(l）连接电路时，开关应处于________状态，滑动变阻器的滑片应移到最________端．
(2）当电压表示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，是________A，由此可得，小灯泡的额定功率为________W．
(3）在实验中，小明把电流表与电压表的位置互换，闭合开关后造成________（选填选项前的字母）．
A．电流表被烧坏
B．电压表被烧坏
C．小灯泡被烧坏
D．小灯炮不亮
(4）小强的电流表损坏了，老师告诉他己经没有电流表可换，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，小强重新设计了如图所示的电路，
在不改变该电路连接的情况下，也能正确测出小灯泡的额定功率．正确连接电路后，接下来的实验步骤是：________
保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电压表的示数为U2；出小灯泡的额定功率的表达式P=________
【答案】 (1). 断开 (2). 左 (3). 0.3 (4). 1.14 (5). D (6). 闭合开关S、S1，调节滑片位置，直到电压表的示数为3.8V (7). 3.8 V (U2-3.8 V)/ R
【解析】
【分析】
【详解】(l）连接电路时，保护电路，开关应断开，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大位置处．
(2）当电压表示数为3.8V时，电流表用的小量程，示数是0.3 A，根据P额=UI,求出小灯泡的额定功率为1.14W．
(3）在实验中，电流表与电压表的位置互换，电压表内阻很大，在电路中相当于断路，闭合开关后，电路中几乎无电流，因而小灯炮不亮．
(4）先要测出小灯泡额定电压，还要测出通过小灯泡的额定电流，闭合开关S、S1，调节滑片位置，直到电压表的示数为3.8V；R与小灯泡串联，只要求出通过R的电流即可，保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，电压表的示数为U2就是R与小灯泡总电压；R两端电压就是U2-3.8v，通过R的电流（U2-3.8v）/R,也是通过小灯泡的额定电流，根据P额=UI,求出小灯泡的额定功率为3.8 V (U2-3.8 V)/ R．
四、综合应用题(25题6分，26题8分，27题8分，共22分)
25. 小明家的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态，饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S1自动断开，处于保温状态；当水温降至一定温度t时，S1又闭合重新加热．饮水机的铭牌数据与电路原理图如图所示：
（1）求电阻R1的阻值；
（2）求正常加热时通过饮水机的电流；
（3）在无人取水情况下，饮水机重新加热一次的时间为5min．加热一次消耗的电能是多少？重新加热前的水温t是多少？（不计能量损失，c水=4.2×103J/（kg•℃））
【答案】(1)1 210 Ω；(2)2 A；(3)76.3 ℃
【解析】
试题分析：（1）电阻R1的阻值
（2）正常加热时通过饮水机的电流
（3）加热一次消耗的电能是
W=P额t=440W×5×60s=1.32×105J
重新加热前的水温是
Q=W=cm(t－t0)
1.32×105J =4.2×103J/(kg·℃) ×2kg×(92℃－t0)
t0 ≈76.3℃ （
考点：电功、电功率、热量
点评：并联电路中各支路两端电压相等，由公式可知，电压不变是，电阻越大功率越小．
26. 寒冷的冬天，小明给住在农村的奶奶买了一个如图－12所示的“暖手宝”，铭牌如下表所示，请回答下列问题：
(1)该“暖手宝”正常工作3分钟产生的热量是多少？
(2)小明奶奶家离变电站较远(变电站输出的电压为220 V)，输电导线的总电阻为11 Ω，当小明在奶奶家断开其他用电器只使用该“暖手宝”时，“暖手宝”消耗的实际功率是多少？(小数后面保留一位小数，不考虑温度对电阻的影响)
【答案】(1)7.92×104 J；(2) 363.6 W
【解析】
（1）由铭牌知道P额 =440W，所以“暖手宝”正常工作3分钟产生的热量：Q=Pt=440W×3min=440W×180s=79200J；
（2）暖手宝电热丝的电阻为R=U2/P额=(220V)2/440W=110Ω
当只使用该“暖手宝”时，电路总电阻为R总 =R+R0 =110Ω+11Ω=121Ω
通过暖手宝的电流为I实 =U/R总=220V/121Ω=20/11A
暖手宝的实际功率为P实 =I实 2 •R=（20/11A）2 ×110Ω≈363.6W
27. 如图所示，电源电压为12V，且保持不变，己知滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω，定值电阻R1 = 10Ω，R2= 15Ω，电流表的量程为0.6A。
(1)S、S1闭合，S2断开时，要使电流表的示数最小，则滑动变阻器的滑片P应滑到何处？此时电压表的示数为多少？10min内电流通过R1产生的热量是多少？
(2)S、S2闭合，S1断开时，求电路允许消耗的最大功率。
【答案】(1)a端，8V，960J；(2)7.2W
【解析】
【分析】
(1)S、S1闭合，S2断开时，R1与R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，据此判断滑片的位置，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压表的示数，根据求出10min内电流通过R1产生的热量。
(2)S、S2闭合，S1断开时，R2与R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻为零时电路中的电流，然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流，此时电路的功率最大，根据求出其最大值。
【详解】(1)S、S1闭合，S2断开时，R1和R3串联在电路中，电源电压不变，要使电流表的示数最小，电路的电阻应该最大，滑动变阻器连入的电阻最大，即滑片在a端；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则电路中的最小电流
此时电压表示数
10min内电流通过R1产生的热量
(2)S、S2闭合，S1断开时，R2和R3串联在电路中，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流
为了使电路安全，此时电路中允许的最大电流为0.6A，电路的功率最大，则电路最大功率
答：(1)S、S1闭合，S2断开时，要使电流表的示数最小，则滑动变阻器的滑片P应滑到a端，此时电压表的示数为8V，10min内电流通过R1产生的热量是960J；(2)S、S2闭合，S1断开时，电路允许消耗的最大功率7.2W。
热水箱水量
额定电压
加热时功率
保温时功率
2kg
220V
440W
40W