沪科版初中物理九年级全册第16章电流做功与电功率单元综合测试含解析新版沪科版 10页

1 第十六章 电流做功与电功率 单元测试 【满分：100 分 时间：45 分钟】 一、选择题(每题 4 分，共 40 分) 1、下列家用电器中，功率最接近 1kW 的是（ ） A．台灯 B．液晶电视 C．笔记本电脑 D．空调 【答案】D 【解析】台灯的电功率在 10～60W 左右，所以 A 不符合实际；25 寸液晶电视它的电功率在 100～125W 左右， 所以 B 不符合实际；笔记本的电功率在 100～125W 左右，所以 C不符合实际；空调的电功率在 1000～1500W 左右，所以 D 符合实际。选 D。 2、关于电功和电功率说法不正确的是（ ） A．用电器消耗的电能越多，电功率越大 B．功率是表示电流做功快慢的物理量 C．单位时间内，电流做功越多，电功率越大 D．千瓦时是电功的单位，千瓦是电功率的单位 【答案】A 【解析】电功率的大小与电能多少和通电时间都有关系，时间不确定，功率大小不能确定，A 说法错误；电 功率是表示电流做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，B 说法正确；时间一定，电流做功越多，用电器 功率越大,C 说法正确；D千瓦时也就是“度”是电功的单位，千瓦是电功率的单位,D 说法正确。所以选 A。 3、可调节台灯的电路是由一只灯泡和一个电位器（滑动变阻器）串联组成的。调节电位器的旋钮使灯由亮 变暗的过程中，电路的总功率将（ ） A．变小 B．变大 C．不变 D．无法确定 【答案】A 【解析】灯泡变暗，电位器的电阻变大，总电阻变大，电压不变，所以总功率变小。 4、如图所示电路中，电源电压不变，开关 S由断开到闭合，下列说法正确的是（ ） 2 A. 电路总电阻变大 B. 电路总功率变小 C. 电压表示数变小 D. 电流表示数变大 【答案】D 【解析】电源电压不变，则各支路互不影响。 5、（多选）灯 L1和 L2分别标有“4V 8W”和“8V 32W”，把它们与“4A 10Ω”的滑动变阻器串联后接在 12 伏的电源上，如图所示，当滑片 P由 b向 a滑动时，若电阻不随温度变化，则（ ） A．两灯都变亮，且一样亮 B．两灯都变亮，因为 L2的额定功率大，所以比 L1更亮 C．两灯都变亮，且 L1首先正常发光 D．两灯都变亮，且 L1可能先烧毁 【答案】ACD 【解析】灯 L1的电阻 2 2 1 1 1 (4 ) 2 8 U VR P W     ，灯 L2的电阻 2 2 2 2 2 (8 ) 2 32 U VR P W    ，所以在串联电路中， 因为电流相等，由 P=I 2 R 可知，两灯泡的实际功率相等，所以两灯泡一样亮；当滑片 P 由 b 向 a 滑动时，滑 动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电压不变，电路中电流变大，所以灯泡变亮，A正确，B 错误。因为 L1的额定功率小于 L2的额定功率，所以当滑片由 b向 a 滑动时，L1首先正常发光，也可能先烧毁， C、D 正 确。 6、将灯 L 接到电压为 U 的电路上时，灯的电功率为 36W，若将灯 L与一个电阻 R 串联后仍接在原电路上时， 灯 L 消耗的电功率为 25W，设灯丝电阻不变，则此电阻消耗的电功率是（ ） A．3W B．4W C．5W D．11W 【答案】C 【解析】灯 L 接到电压为 U 的电路上时，根据 2UP R  可得灯泡功率 2 L L UP R  ，即： 2 L 36W U R   …① 串联电阻后灯泡功率为： 2 L L UP R   ， 2 L 25W U R   …② 3 ①÷②得： 6= 5 U U  ，即 5= 6 U U ， 由串联电路的特点知 R 上的电压为 5 1=U- = 6 6RU U U ，由 P=UI 得： 1= 6RP UI ， L 5= =25W 6 P UI ， 所以 L 1 1= = 25W=5W 5 5RP P   。所以 A、B、D 错误，C 正确。故选 C。 7、有三个灯泡 L1、L2、L3，它们的额定电压分别是 3V，6V，9V。将它们串联到 9V 电源上时，它们的实际功 率相同。将它们并联到 3V 电源上时，下列说法错误的是（ ） A．灯 L1能正常发光 B．三个灯泡都不能正常发光 C． 灯 L3的额定功率最大 D．三个灯泡的实际功率仍然相等 【答案】B 【解析】串联到 9V 电源上时，它们的实际功率相同，可得它们电阻相同。将它们并联到 3V 电源上时，因 为 L1额定电压是 3V，所以灯 L1能正常发光，A 说法正确，B 说法错误。题目已经给三灯泡的额定电压，又 因为它们的电阻相同，由 2UP R  可得：灯 L3的额定功率最大，C 说法正确。因为并联，所以各支路两端电 压相等，又因为它们的电阻相同，所以由 P=UI 得：三个灯泡的实际功率仍然相等，D 说法正确。所以选 B。 8、有两个分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的灯泡，若将它们串联在电路中，使其中一个灯泡能正常发光， 则加在串联电路两端的电压是（ ） A．9V B．12V C．18V D．6V 【答案】A 【 解 析 】 标 有 “6V 3W” 和 “6V 6W” 的 灯 泡 的 电 阻 分 别 是 : 2 2 1 1 1 (6 ) 12 3 U VR P W     ， 2 2 2 2 2 (6 ) 6 6 U VR P W    ，将它们串联起来，两灯泡两端电压之比 1 1 2 2 2 1 U R U R   ,又因为其中一个灯泡正常 发光即两端电压为 6V，为了不烧坏另一个灯泡，则另一个灯泡两端电压要小于 6V，所以“6V 3W”的灯泡 正常发光，其两端电压为 6V，“6V 6W”的灯泡两端电压为 3V，电源电压为 9V，A 正确。 9、一个电热器的电阻为 R，当它两端电压为 U，通电时间 t 消耗电能为 W，若使它消耗的电能为 4W，下列 方法正确的是（ ） A．电阻 R 不变，电压 U 不变，通电时间 t 变为原来的 2 倍 B．电阻 R 减半，电压 U 增大 1倍，通电时间 t 不变 C．电阻 R 不变，电压 U 增大 1倍，通过时间 t 不变 4 D．电阻 R 减半，电压 U 不变，通电时间 t 不变 【答案】C 【解析】当电阻 R 不变，电压 U不变，通电时间 t 变为原来的 2倍时，消耗电能 2 1 2 2UW t W R    ，A 不 合题意；当电阻 R减半，电压 U 增大 1 倍，通电时间 t不变时，消耗电能 2 2 2 (2 ) 8 8 2 U UW t t WR R     ，B 不合题意；当电阻 R 不变，电压 U增大 1 倍，通过时间 t不变时，消耗电能 2 2 3 (2 ) 4 4U UW t t W R R     ， C符合题意；当电阻 R 减半，电压 U不变，通电时间 t不变时，消耗电能 2 2 4 2 2 2 U UW t t WR R     ，D 不 合题意。故选 C。 10、电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接着的铜导线却不怎么热，原因是（ ） A．铜导线比电炉丝传热快，所以不怎么热 B．铜导线有绝缘层，所以不怎么热 C．铜导线的电阻小，消耗电能小，炉丝的电阻大，消耗电能多，所以热得发红 D．通过电炉丝的电流比通过电线的电流小 【答案】C 【解析】电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，由于电炉丝的电阻大，根据焦耳定 律 Q=I 2 Rt,可得电炉丝产生的热量多，因此电炉丝通电后热得发红，而铜导线却不怎么热。由上述可知选项 A、B、D 都不正确。故选 C。 二、填空题(每空 2 分，共 36 分) 11、两个电路元件 A 和 B 中的电流与两端电压的关系如图所示： ①由图可知通过元件________的电流与它两端电压之间的关系遵循欧姆定律；（填“A”或“B”） ②根据图中的信息可得元件 B 在电压为 2.0V 时的电功率为________W。 5 【答案与解析】 （1）A （2）0.6。由图像可知：元件 A 中的电流与两端电压成正比，所以元件 A 中的电流与两端电压的关系遵循 欧 姆 定 律 ， 当 U=2V 时 ， 根 据 图 像 知 道 ， 元 件 B 中 的 电 流 ， 元 件 B 的 电 功 率 。 12、如图是茜茜家的电能表，她家同时使用的用电器总功率不超过 W。茜茜打开一台“220V 40W” 的电风扇（其它用电器均未工作）。当电风扇工作半小时，电能表的转盘转 转。 【答案】4400；64 【解析】（1）电能表的工作电压 U=220V，允许通过的最大电流 I 最大=20A，所以允许使用的用电器的最大电 功率 P 最大=UI 最大=220V×20A=4400W。 （2）电风扇半小时消耗的电能为：W=0.04kW×0.5h=0.02kW•h，而电能表的转盘是消耗 1kW•h 转动 3200 转， 所以 0.02kW•h 转盘就是转动 3200r/kW•h×0.02kW•h=64 转。 13、如图所示电路中，电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑片 P 由中点向右端移动的过程中，电流表的 示数将_______，灯泡 L消耗的电功率将_______。 (选填“变大”“变小”或“不变”) 6 【答案】变小；不变 【解析】当滑动变阻器向右移动时，电阻变大，总电阻变大，电压不变，所以电流表变小；滑动变阻器和 灯泡并联，彼此互不影响，所以灯泡的电功率不变。 14、如图所示，电源电压为 4.5V，滑动变阻器标有“20Ω 0.6A”字样，R0阻值为 5Ω，闭合开关后，滑动 变阻器接入 10Ω时，R0两端的电压为________V，在该电路中 R0消耗的最大功率为________W。 【答案】1.5；1.8 【解析】当 R=10Ω时，电路中的总电阻 ， 电路中的电流 ，R0两端的电压 ， 由 可知：当电路中电流最大时，R0消耗的功率最大：P 位于最左端时， 电路中的电流 ，所以电路中的电流最大为 0.6A， 此时 R0消耗的最大功率为 。 15、如图所示，电源电压恒定，小灯泡 L标有“3V，0.6W”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了 0.3A，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】10；2：3 【解析】由灯泡正常发光可知，电源电压为 3V，当电流表示数增加了 0.3A 时， 说明 R 的电阻为 。电阻消耗的功率为 ，灯泡正常发光，实际功率 等于额定功率 0.6W，所以灯泡与电阻的功率之比为 2：3。 7 16、如图是电动汽车动力系统示意图，汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而 改变行驶速度，当汽车速度最大时，电压表的示数为 180V，电流表的示数为 15A，此时电动机消耗的功率 为________W，若电动机的内阻为 0.4Ω，则电动机内阻的发热功率为________W。 【答案】2700；90 【解析】电动机消耗的功率可用电动机两端的电压和通过的电流利用电功率的公式 P=UI，直接计算求解； 加在电动机线圈两端的电压为 ，内阻发热的功率为 6V×15A=90W。 三、实验探究题(（1）（3）（4）题每空 2 分，（2）题 6 分，共 20 分) 17、小明在进行“测量小电灯的功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有：6V 蓄电池、电流表（0—0.6A、 0—3A）电压表（0—3V，0—15V），滑动变阻器（50Ω，1.5A）额定电压为 2.5V 的小电灯（正常发光时的 电阻约为 7Ω），开关各一个，导线若干。 （1）小明在实验中电流表应该选择________的量程，电压表应该选择________的量程。 （2）他连接的实物电路如图所示，请你在虚线框内画出该电路图。 （3）闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到________（填写“C”或“D”）端。 （4）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为 6V，产生此故障的原因 可能是下列情况中的________和________。（填写序号） A．小电灯短路 B．小电灯的灯丝断了 C．小电灯的灯座接触不良 D．电压表的正、负接线柱接反 E．变阻器滑片放在了最小阻值处 （5）排出故障后。调节滑动变阻器测得如表所示的三组数据。则小电灯的额定功率为_______W。 8 实验次数 1 2 3 电压 U/V 2.0 2.5 2.8 电流 I/A 0.30 0.36 0.38 （6）小明发现，由表中数据计算可知：小电灯亮度不同时灯丝的电阻不相符，你认为造成这种结果的原因 是______。 【答案与解析】 （1）由于小电灯的额定电压为 2.5V，故电压表的量程应选 0～3V，再根据题中小电灯正常发光时电阻 约为 7Ω，可知此时电流约为 0.36A，故电流表的量程应选在 0～0.6A。 （2）电路图如图所示。 （3）闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到电阻最大的位置，故为 C端。 （4）此时可用排除法来确定；若小电灯短路，则电流表的示数就不可能为零，故 A 排除；若电压表的 正负接线柱接反，电流表的示数也同样不可能为零，电压表的示数也不会正常发，故 D 排除，正确的答案 为 B、C，它们都是因为断路，电压表串联接入电路，电路中几乎没有电流。 （5）当小电灯正常工作时，电压为 2.5V，通过的电流为 0.36A，由此可求出它的额定功率为 0.90W。 （6）这是由于灯丝的电阻与温度有关。 四、计算题(18 题 6 分，19、20 题各 10 分，共 26 分) 18、“220V 40W”的电炉，在照明电路上，使用 10 分钟产生了多少热量？ 【 答 案 与 解 析 】 电 炉 的 额 定 电 压 为 220V ， 额 定 功 率 为 40W ， 则 10 分 钟 产 生 的 热 量 W=Pt=40W×10min=40W×600s=2.4×10 4 J。 19、如图是某型号电压力锅的工作电路简图。接通电源后，开关S自动闭合，开始加热。当锅内温度达到105℃ 时，开关S自动断开，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾，保压时的额定功率为220W。把2.5L初温为 25℃的水加入电压力锅中，将它单独接入家庭电路，使其工作1min40s，观察到家中标有“220V 3600imp/kW•h”字样的电能表指示灯闪烁84次．已知水的比热容为4.2×10 3 J/（kg•℃），假设电能全部转 化为内能。求： （1）保压状态时的电流大小。（2）加热状态时的实际功率。（3）加热多少秒后开始保压？ 9 【答案与解析】（1）根据 P=UI 可得，保压电流 I=P/U=220W/220V=1A； （2）加热消耗的电能 W=（84/3600）kW•h=8.4×10 4 J，由 P=W/t 可得，加热功率 P=W/t=8.4×10 4 J/100s =840W， （3）根据ρ=m/V 可得，水的质量：m=ρV=1×10 3 kg/m 3 ×2.5×10 -3 m 3 =2.5kg， 水吸收的热量：Q 吸=cm（t-t0）=4.2×10 3 J/（kg•℃）×2.5kg×（105℃-25℃）=8.4×10 5 J， 根据 P=W/t 可得，需要时间：t1=W/P=8.4×10 5 J/840W=1000s； 答：（1）保压状态时的电流为 1A。（2）加热状态时的实际功率为 840W。（3）加热 1000 秒后开始保压。 20、如图，电源电压不变，灯的电阻不随温度变化。当开关S1、S2都闭合时，灯L正常发光，R1消耗的功率为 36瓦；当开关S1、S2都断开时，灯L的功率为其正常发光时功率的1/4，已知R1=R2，求灯L正常发光时的功率。 【答案与解析】当 S1、S2都闭合时，等效电路如图甲，当开关 S1、S2都断开时，等效电路如图乙 在图甲中，灯泡正常发光。 ' 4 1 L L P P  ,所以 '' 2 1 L L L L LL L P R PU U PP R    1 2 1 2 L L L U R U R R R     又因为 1 2R R 10 所以： 1 2: : 2 :1:1LR R R  并联电路各支路两端电压相等，所以 3 1 2 1 2 1 1 1: : : : 1: 2 : 2 L I I I R R R   3 3 1 1 1 1 2 L UI IP P UI I    灯 L 正常发光时的功率 1 1 18 2LP P W 