九年級物理上冊 第15章電能與電功率》單元綜合測試 （新版）粵教滬版.doc

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第15章電能與電功率 　一．選擇題（共10小題，滿分30分，每小題3分） 1．如圖是一個油量表的示意圖，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”。閉合開關，當浮球最低時滑片P滑到a端，電流表示數為0.3A，當浮球最高時，滑片P滑到b端，電流表示數為0.5A．下列說法錯誤的是（　?。? A．電阻R1的阻值為30Ω B．電源電壓為15V C．在加滿油后，1min內電阻R1產生的熱量為450J D．電阻R1最小功率為7.5W 2．如圖所示，電源電壓恒為6V，定值電阻R1=10Ω，滑動變阻器R2的最大阻值為20Ω，電壓表接入電路的量程為0～3V，電流表接入電路的量程為0～0.6A；當開關S閉合，滑動變阻器的滑片P從b端向a端移動過程中，在保證電壓表和電流表安全的情況下，下列說法不正確的是（　?。? A．電壓表的示數變小，電流表的示數變大 B．電流表的示數變化范圍為0.2A～0.3A C．電阻R2的兩端電壓由4V減小到3V D．電阻R1消耗的功率的變化范圍為0.4W～0.9W 3．為了防止甲醛超標的危害，如圖甲所示是我校創(chuàng)新小組的同學們設計的甲醛監(jiān)測設備的原理圖。電源電壓恒為3V，R0為10Ω的定值電阻，R為可以感知甲醛污染指數的可變電阻，其阻值隨污染指數變化的情況如圖乙所示。用電壓表示數反映污染指數，污染指數在50以下為輕度污染，50﹣100之間為中度污染，100以上為重度污染，以下分析正確的是（　?。? A．污染指數越小，電壓表示數越大 B．電壓表示數為1V時，屬于重度污染 C．污染指數越大，電路中消耗的總功率越小 D．污染指數為50時，電壓表的示數為2.5V 4．如圖所示為保溫電飯鍋的電路示意圖，R1和R2為兩發(fā)熱體電阻絲，S為溫控開關，A、B兩點接在穩(wěn)壓電源上，R1：R2=10：1，加熱狀態(tài)時電路的功率為1100W，則下列說法正確的是（　?。? A．S斷開時，兩發(fā)熱體R1、R2均發(fā)熱是加熱狀態(tài) B．加熱狀態(tài)時10分鐘消耗1.1104J電能 C．保溫狀態(tài)時R2的功率為110W D．保溫狀態(tài)時電路的總功率為100W 5． LED燈是一種高效的節(jié)能光源，其核心元件是發(fā)光二極管。發(fā)光二極管的主要材料是（　?。? A．半導體材料 B．超導材料 C．隱形材料 D．納米材料 6．在如圖所示的電路中，電源電壓不變。閉合開關S，電路正常工作，一段時間后，發(fā)現(xiàn)其中一個電壓表示數變大，則下列說法正確的是（　?。? A．燈L可能變亮 B．只可能電阻R斷路 C．電阻R可能斷路、燈L可能短路 D．電阻R可能短路、燈L可能斷路 7．如圖所示電路，電源電壓恒定，R為光敏電阻，其阻值隨著光照的增強而減小，R0為定值電阻，當光照減弱時（　　） A．V與A1示數的比值減小 B．V與A2示數的比值不變 C．A2與A1示數之差變大 D．電路消耗的總功率減小 8．如圖所示電路中，電源電壓保持不變，閉合開關S后，將滑動變阻器R的滑片P向左移動，在此過程中（　　） A．電壓表V1示數變小，電壓表V2示數變大 B．電流表A示數變小，電壓表V1示數不變 C．電流表A示數不變，燈泡L亮度變亮 D．電壓表V1示數不變，燈泡L亮度變暗 9．小金同學用一只標有“3.0V”字樣的小燈泡練習測定小燈泡的電功率。按照電路圖連接好電路后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數，電流表無示數，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數不變。經檢查電路連接無誤，且導線無接觸不良之處，排除故障后，小金同學還想利用這套實驗裝置測量一段電爐絲的電阻R，可是連接電路時發(fā)現(xiàn)電流表已燒壞。根據以上信息，下列說法錯誤的是（　?。? A．閉合開關前滑動變阻器的滑片 P 應置于左端 B．產生這種故障原因是燈泡處斷路 C．發(fā)生故障時，電壓表測量的是電源電壓 D．小金同學認為利用現(xiàn)有器材不能測出電爐絲的電阻 10．如圖甲所示，L上標有“6V　3W”字樣，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，變阻器R的最大電阻為100Ω．只閉合開關S1，滑片置于a點時，變阻器連入電路中的電阻為Ra，電流表示數為Ia；只閉合開關S2，移動滑片P，變阻器兩端電壓與其連入電路的電阻關系如圖乙所示，當滑片P置于b點時，電壓表示數Ub=8V，電流表示數為Ib．已知Ra：R0=12：5，Ia：Ib=3：5（設燈絲電阻不隨溫度變化）．則下列選項正確的是（　?。? A．Ib=0.5 A B．只閉合S1時，電源電壓U與I、R的關系式是U=0.5A（Ra+12Ω） C．電源電壓U=9 V D．只閉合開關S1時，在電表的示數不超過量程，燈泡兩端的電壓不超過額定電壓的情況下，電路消耗的功率范圍為4.5～9 W 　 二．填空題（共10小題，滿分25分） 11．（2分）在如圖所示電路中，定值電阻R0的阻值為20Ω，電動機線圈電阻為2Ω，閉合開關，電流表A1、A2的示數分別為0.8A，0.3A，則該電路電源電壓為　 　V，1min內電流通過電動機產生的熱量為　 　J。 12．（2分）在學習了動物的呼吸作用之后，科學興趣小組設計了如圖裝置來研究昆蟲是否進行呼吸作用。O點是一固定點，活塞連接金屬滑片，活塞運動，滑動變阻器阻值會隨之改變，閉合開關后小燈泡發(fā)光（堿石灰可以吸收二氧化碳）．實驗預測與分析： （1）如果昆蟲進行呼吸作用，活塞最終將停留在a的　 　位置（選填“原來”、“偏左”或“偏右”）。 （2）隨著昆蟲不斷地呼吸，小燈泡的亮度將　 　。 （3）裝置中指針設計成AO段比OB段短，這對實驗現(xiàn)象起到了　 　作用。 13．（2分）一只電烙鐵標有“220V、75W”字樣，其中“220V”表示　 　，“75W”表示　 　，該電烙鐵正常工作時通過的電流強度是　 　，電阻是　 　。 14．（3分）在測定小燈泡額定功率的實驗中，小薇同學連接的實物電路如圖甲所示，其中小燈泡的額定電壓為2.5V，額定功率小于1W。 （1）同組的小明在檢查線路時，發(fā)現(xiàn)有一根導線連接錯誤，若此時閉合開關，可觀察到的現(xiàn)象是：（寫出兩個即可）①　 ??；②　 　。 （2）排除故障后，實驗數據記錄如上表。 ①此表格設計不妥之處是　 ?。? ②當電壓表的示數為2.5V時，電流表的示數如圖乙所示，故小燈泡的額定功率是　 　W。 次數 U/V I/A P/W 1 2.00 0.16 0.32 2 2.50 3 3.00 0.27 0.81 小燈泡電功率的平均值 P額=W 15．（3分）無水箱式電熱水器具有體積小、加熱快的優(yōu)點，圖甲是它的工作原理圖。 （1）溫控器：水溫傳感器測量到出水溫度并將信息傳給微電腦芯片，微電腦芯片將測量到的水溫和預先設定的溫度進行比較，然后即時控制溫控器內的兩個開關的狀態(tài)，從而讓噴頭噴出預先設定溫度的熱水。請在圖乙虛線框中補齊溫控器內的兩個開關。 （2）水壓控制開關：當熱水器內沒有水或水壓過低時，圖丙所示的水壓控制開關能確保電熱水器停止工作。圖中頂桿必須具有很好的　 　性才能防止漏電。 （3）家庭電路中該電熱水器在正常電壓下工作，當噴頭噴出水的流量為4.5L/min時，5℃的冷水經過加熱后溫度最高可達38℃，已知通過電熱水器的電流為52.5A，則該電熱水器的加熱效率多少？如果此時還要進一步提高水溫，應該怎樣調節(jié)冷水的流量的大?。? 16．（3分）小林家新買的一臺快速電水壺，這臺電水壺的銘牌如下表。為了測量該電水壺燒水時的實際功率，小林所學知識和爸爸合作進行了如下實驗；關掉家里所用電器，將該電水壺裝滿水，接入家庭電路中，測得壺中水從25℃上升到35℃所用的時間是50s，這壺水吸收的熱量　 　J，同時觀察到家中“220V 10A（40A） 3200imp/（kw?h）”的電子式電能表耗電指示燈閃爍了80次，電水壺加熱的效率是　 　。[C水=4.2103J/（kg?℃）]。 17．（3分）電冰箱是間斷式工作的（即工作一段時間停止一段時間，再工作再停止，如此循環(huán)）。某電冰箱銘牌有關參數如表所示。在家庭電路中只有電冰箱在標定耗電量下工作時，一天實際工作　 　h；若電冰箱每次從啟動到停止工作的時間都為12min，每消耗1kW?h電能，電能表轉盤轉1500轉，則該電冰箱每天啟動　 　次，每工作一次電能表轉盤轉　 　轉。從表中提供的數據可以推算出該電冰箱正常工作一個月（按30天計算）耗電　 　度。若該電冰箱每工作一次后的間歇時間都相等，那么它的間歇時間的可能值是　 　min．（填整數位） 容積（L） 175 功率（W） 150 耗電量（kW?h/24h） 0.96 額定電壓（V） 220 18．（2分）在如圖所示電路中，電源電壓6V保持不變。只閉合開關S1，電流表示數為0.2A；再閉合開關S2，電流表示數變化了0.4A．則R2的阻值為　 　Ω，S2閉合前后R1消耗的電功率相差　 　W。 19．（3分）如圖所示，彈簧下懸掛小鐵塊A．閉合開關，電磁鐵的上端為　 　極?；琍向左滑動過程中，彈簧將　 ?。ā吧扉L”或“縮短”）；保持滑片位置不變，當開關S由“1”接“2”，彈簧將　 ?。ā吧扉L”或“縮短”）。 20．（2分）如圖所示，當開關S閉合時，燈L1、L2均不發(fā)光，電流表示數為零，但電壓表指針有明顯偏轉，則此電路的故障是　 　。 三．實驗探究題（共2小題，滿分20分，每小題10分） 21．（10分）在復習電學知識時，小明在實驗室又做了“測量小燈泡電功率”和“探究電流與電壓、電阻關系”的實驗。實驗中，所用的電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為3.8V，滑動變阻器的規(guī)格為“30Ω 1A”。 （1）在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，小明按圖甲所示的電路圖正確連接了電路。實物中少了兩根導線。請用筆畫線代替導線補上，將圖乙中的實物電路連接完整。 （2）連接電路時開關應　 　，滑動變阻器滑片P應放在最　 　端（選填“左”或“右”）。 （3）閉合開關后，移動變阻器的滑片，當電壓表的示數為3.8V 時，電流表的示數如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為　 　W。 （4）移動變阻器的滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成如圖丁所示的小燈泡的I﹣U 圖象。由圖象可知：當小燈泡兩端的電壓增大時，小燈泡的電阻　 ?。ㄟx填“變大”、“不變”或“變小”），如果小燈泡兩端的電壓為1.9V，則小燈泡的實際功率　 　0.38W（選填“大于”、“小于”或“等于”）。 （5）在做“探究電流與電阻關系”的實驗時，小明所用的四個定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．他直接利用測量小燈泡電功率時所連的電路進行實驗，他把電路中的小燈泡取下，電路的其他元件連接方式不動，把四個定值電阻分別接入電路中進行探究。如果要保證電路中各元件的安全，且用四個電阻都能順利地完成實驗，則定值電阻兩端的電壓應該在　 　范圍內選擇。 A．U≤3V B． 2.4V≤U≤3V C．U≥3V D．3V≤U≤6V。 22．（10分）電流做的功跟電壓、電流和通電時間三個因素都有關。李明同學要通過實驗探究電功跟電壓的關系，他選用的器材如圖所示。其中甲、乙兩容器完全相同，電阻絲R1的阻值大于電阻絲R2的阻值。 （1）請你用筆畫線代替導線，幫他把實驗電路連接完整。 （2）他在該實驗中選用兩根阻值不同的電阻絲，其目的是　 　。 （3）在這個實驗中，李明是通過觀察比較　 　來比較電流做功多少的。電流通過電阻絲　 　做的功多（填R1或R2）。 （4）由這個實驗可以得到的結論是：　 　。 　 四．計算題（共3小題，滿分15分，每小題5分） 23．（5分）如圖所示電路中電源兩端電壓保持不變，小燈泡L的規(guī)格為“12V 12W”且電阻不隨電壓變化而變化，滑動變阻器的最大阻值為R3．將滑動變阻器的滑片P置于A端，只閉合開關S1時，電壓表V1的示數為U1，電路中的總電流為I1，電壓表V2的示數為U2，將滑動變阻器的滑片P置于B端，仍只閉合開關S1，電壓表V1的示數為U1，電路中的總電流為I2，電壓表V2的示數為U2，R1消耗的電功率為0.72W．已知U1：U1=4：7，U2：U2=2：1，求： （1）小燈泡L的電阻； （2）I1與I2的比值； （3）電源電壓； （4）若電流表的量程為0～3A，此電路的最大和最小功率。 24．（5分）如圖所示是小明家電飯煲銘牌，有額定功率高、中、低三檔，但中、低檔已模糊不清。從說明書中的電路圖可知，內部有兩根電阻絲，每根電阻絲的阻值均為110Ω（設電阻絲阻值恒定不變），中檔是一根電阻絲接入電路，低檔是兩根電阻絲串聯(lián)接入電路。把電飯煲接在正常的家庭電路中使用。求： 定電壓 220V 頻率 50Hz 額定功率 高檔 900W 中檔 低檔 （1）當電飯煲使用中檔時，通過它的電流是多少？當電飯煲使用低檔時，它消耗的電功率多大？ （2）若使用高檔，電飯煲正常工作20min，消耗的電能是多少？如圖所示是小明家的電能表，在這過程中若小明家只使用電飯煲，則電能表轉盤旋轉多少圈？ （3）晚上，由于是用電高峰期，該電飯煲的實際工作電壓只有200V，加熱效率為80%，求利用高檔功率把2kg的水從20℃加熱到80℃需要多長時間？ 25．（5分）如圖甲所示的電路，燈L標有“9W”的字樣，R2兩端的電壓隨電流的變化曲線如圖乙所示，滑動變阻器R1上標有“50Ω 2.5A”的字樣，電壓表V1接入0﹣15V 的量程，閉合S3，斷開S1和S2，燈L恰好正常發(fā)光，電流表的示數達到半偏，且電路安全工作。求： （1）燈L的額定電壓和電源電壓 （2）閉合S2、S3，斷開S1，若用電壓表V2替換定值電阻R2，標有“1A”的定值電阻R0替換燈L，移動滑片，使兩電壓表先后均能達到滿刻度，且電路安全工作，求滿足所有條件時，定值電阻R0允許的替換阻值范圍是多少？整個電路總功率的最大值？ 　  參考答案 一．選擇題 1．D。 2．A。 3．B。 4．D。 5．A。 6．C。 7．D。 8．A。 9．D。 10．AD。 二．填空題 11．6；30。 12．（1）偏左；（2）變暗；（3）放大。 13．額定電壓為220V；額定功率為75W；0.34A；645.33Ω。 14．（1）①電壓表示數接近電源電壓；②燈不亮，電流表示數為0； （2）①設計了小燈泡電功率的平均值一欄；②0.5。 15．（1）如上圖所示； （2）絕緣； （3）該電熱水器的加熱效率為90%；進一步提高水溫的可行措施：調小進入熱水器的冷水的流量。 16．7.56104；84%。 17．6.4； 32； 45； 28.8； 33。 18．20；3.2。 19．N；伸長；縮短。 20．L2斷路。 　 三．實驗探究題 21．（1）圖見上；（2）斷開；左；（3）1.52；（4）變大；大于；（5）B。 22．（1） （2）使R1、R2兩端的電壓不同； （3）溫度計示數的變化，R1； （4）在電流一定、通電時間一定時，電壓越高，電流做的功越多。 　 四．計算題 23．解：（1）根據P=可得燈泡L的電阻： RL===12Ω； （2）將滑片P置于變阻器的A端，只閉合開關S1時，等效電路如圖1所示； 將滑片P置于變阻器的B端，只閉合開關S1時，等效電路如圖2所示； 由圖1、圖2得電路中的電流之比： ==， （3）圖1、圖2中，根據歐姆定律和串聯(lián)電路的特點可得： =，即： =， 所以， =﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①， 圖1中，電源電壓：U=I1（R1+RL）， 圖2中，電源電壓：U=I2（R1+RL+R3）， 因電源電壓不變，則： ==﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②， 解①②得：R1=RL=12Ω=8Ω； 滑動變阻器的最大阻值為R3=R1=8Ω=20Ω， 由P=I2R 得：I2===0.3A， 所以電源電壓：U總=I2（R1+RL+R3）=0.3A（8Ω+12Ω+20Ω）=12V； （4）根據P=可知在電源電壓不變的條件下，電路中的電阻越小功率越大； 所以，由圖可知：只閉合開關S1，將滑片P置于變阻器的B端，電阻R1、RL、R3串聯(lián)時電路中的總電阻最大，功率最小，如圖2所示； 則最小功率為P最小=UI2=12V0.3A=3.6W； 只開關S1、S2、S3都閉合，電阻R1、RL、R3并聯(lián)時電路中的總電阻最小，功率最大，如圖3所示： 由于電流表測量通過電阻R1和R3的電流，量程為0～3A，所以，R1和R3的電流之和I′最大為3A， 燈泡的電流為IL===1A， 則最大總電流I最大=I′+IL=3A+1A=4A， 所以最大功率為P最大=UI最大=12V4A=48W。 答：（1）小燈泡L的電阻為12Ω； （2）I1與I2的比值為2：1； （3）電源電壓為12V； （4）若電流表的量程為0～3A，此電路的最大和最小功率分別為3.6W、48W。 　 24．解：（1）當電飯煲使用中檔時，一根電阻絲接入電路，通過的電流： I===2A， 電飯煲使用低檔時，兩根電阻絲串聯(lián)接入電路， 因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， 所以，消耗的電功率： P低===220W； （2）使用高檔時，由P=可得，電飯煲正常工作20min消耗的電能： W=P高t=90010﹣3kWh=0.3kW?h， 因600R/kW?h表示的是電路中每消耗1kW?h的電能，電能表的轉盤轉600R， 所以，電能表轉盤旋轉的圈數： n=0.3kW?h600R/kW?h=180R； （3）電飯煲加熱時的電阻 R===Ω， 水吸收的熱量： Q吸=cm（t﹣t0）=4.2103J/（kg?℃）2kg（80℃﹣20℃）=5.04105J， 由η=100%可得，電飯煲消耗的電能： W===6.3105J， 由W=t可得，需要的加熱時間： t′===847s。 答：（1）當電飯煲使用中檔時，通過它的電流是2A；當電飯煲使用低檔時，它消耗的電功率為220W； （2）若使用高檔，電飯煲正常工作20min，消耗的電能是0.3kW?h；電能表轉盤旋轉180R； （3）利用高檔功率把2kg的水從20℃加熱到80℃需要847s。 　 25．解：（1）由圖乙可知，通過R2的電流I2=0.5A時其兩端的電壓U2=6V， 由I=可知，R2的阻值： R2===12Ω， 閉合S3、斷開S1和S2，R2與L串聯(lián)，電壓表V1測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流， 由電流表的示數達到半偏可知，電路中的電流可能為0.3A，也可能為1.5A， 因燈泡正常發(fā)光時的功率為9W， 所以，由P=UI可得，燈泡兩端的電壓： UL===30V或UL===6V， 由電壓表的量程為0～15V且電路安全工作可知，燈泡的額定電壓應為6V，電路中的電流為1.5A， 因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和， 所以，電源的電壓： U=UL+IR2=6V+1.5A12Ω=24V； （2）閉合S2、S3，斷開S1，若用電壓表V2替換定值電阻R2，標有“1A”的定值電阻R0替換燈L后， 電路為R0與R1串聯(lián)，電壓表V1測R0兩端的電壓，電壓表V2測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流， 由電壓表V1的示數為15V時、電壓表V2的示數為9V可知，電壓表V2的量程為0～15V， 當電壓表V2的示數為15V、且滑動變阻器的阻值最大時，電路中的電流最小，R0的阻值最大， 此時電路中的最小電流： I小===0.3A， 則R0的最大阻值： R0大===30Ω； 因滑動變阻器允許通過的最大電流為2.5A，R0允許通過的最大電流為1A， 所以，電路中的最大電流為1A， 當電壓表V1的示數為15V，且電路中的電流最大時，R0的阻值最小，電路的總功率最大， 則R0的最小阻值： R0小===15Ω， 所以，定值電阻R0允許的替換阻值范圍是15Ω～30Ω； 整個電路的最大總功率： P大=UI大=24V1A=24W。 答：（1）燈L的額定電壓為6V，電源電壓為24V； （2）定值電阻R0允許的替換阻值范圍是15Ω～30Ω，整個電路總功率的最大值為24W。