福建省2022-2023九年级物理上学期 期末试题选编 电功率(解析版)

电功率 期末试题选编 2022-2023学年福建省九年级物理上学期
一、单选题(本大题共12小题)
1. (福建省泉州2022-2023学年九年级(上)期末考试物理试题)根据所学的电学知识和生活经验,下列数据最接近实际的是(  )
A.我国家庭电路电压是36V
B.一节新干电池的电压为1.5V
C.教室里的日光灯正常工作时电流为5A
D.家用空调的功率为40W
2. (福建省泉州2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)小灯泡L1与L2串联(灯丝电阻不变),其中L2的电功率为4W,且L1比L2亮,使用一段时间后,L2灯突然熄灭,L1的亮度明显变亮,此时L1的功率为25W,则L2发生的电路故障及L2未熄灭之前,L1的电功率为(  )
A.短路;1W B.短路;9W C.短路;16W D.断路;18W
3. (福建省泉州市2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)如图所示电路,电源电压不变,R是定值电阻。将一个“6V 2W”的小灯泡L1接在a、b两点间,L1恰能正常发光;若换个“ 6V 3W”的小灯泡L2接在a、b两点间,则此时
A.两端的电压仍为6V
B.比正常发光时暗
C.阻值一定比Ll大
D.消耗的电能一定比Ll多
4. (福建省泉州2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)三只灯泡分别标着“220V 20W”“48V 20W”和“36V 20W”,它们都正常工作,在相等时间里消耗的电能(  )
A.“220V 20W”最多 B.三只灯泡一样多
C.“48V 20W”最多 D.“36V 20W”最多
5. (福建省泉州市2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路,测出相应的电阻两端的电压U和通过的电流I,把测得的数据在坐标系中描点,如图所示。根据图中信息判断,下列说法正确的是(  )
A.阻值相差最大的两个电阻是a和d
B.阻值相差最小的两个电阻是b和c
C.电功率相差最大的两个电阻是b和d
D.电功率相差最小的两个电阻是a和d
6. (福建省莆田城厢区2022-2023学年九年级(上)期末质量检测物理试题)灯L1标有“8 V 16 W”的字样,灯L2标有“6 V 6 W”的字样,两灯串联后,接在电压为U的电路中,有一灯可以正常工作,电压U的值应是(  )
A.10 V B.12 V C.16 V D.20 V
7. (福建省莆田城厢区2022-2023学年九年级(上)期末质量检测物理试题)定值电阻R1和小灯泡R2的伏安特性曲线分别如图所示。若将R1和R2串联后接在12 V的电源两端,则R1与R2的电功率之比为(  )
A.1:5 B.1:3 C.1:2 D.5:7
8. (福建省泉州2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)小敏学习物理之后,养成了节约用电的好习惯,她总是随手关闭不必要使用的家用电器。每多关闭一个家用电器,电路里变大的物理量是(  )
A.总电流 B.总电压 C.总功率 D.总电阻
9. (福建省莆田城厢区2022-2023学年九年级(上)期末质量检测物理试题)如图,电源电压18 V保持不变,电流表量程是0~0.6 A,电压表量程是0~15 V,小灯泡上标有“6 V 3 W”字样。要求:开关闭合后两个电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定电压(灯丝电阻不变)。则下列说法正确的是(  )
A.该电路的最大功率为9 W
B.滑动变阻器允许调节的范围是18 Ω~60 Ω
C.当电流表示数为0.4 A时,电压表示数为12 V
D.滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表和电压表示数都变大
10. (福建省泉州市2022-2023学年九年级(上)期末考试物理试题)下列家用电器中,利用电流热效应工作的是(  )
A.电风扇 B.电视机 C.电热水壶 D.电冰箱
11. (福建省泉州市2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)如图所示的电路中的a、b、c为三只电表(电压表或电流表),闭合开关S,标有“3V 3W”的灯泡L1正常发光,标有“6V 3W”的灯泡L2虽然发光但较暗,若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是(  )
A.电表a为电流表,且示数为1.5A
B.电表b为电压表,且示数为3V
C.电表c为电压表,且示数为3V
D.灯泡L2的实际功率为0.7W
12. (福建省泉州市2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)如图所示电路,电源电压保持6V不变,滑动变阻器的最大阻值为15Ω,定值电阻R2为5Ω,电压表示数为U1,R2的电功率为P2,电流表示数为I,闭合开关后,移动滑片P,下列图像可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
二、填空题(本大题共5小题)
13. (福建省莆田城厢区2022-2023学年九年级(上)期末质量检测物理试题)小玲家的电能表标有“1 600 imp/(kW·h)”,这表示每消耗1 kW·h的电能电能表上的指示灯闪烁1 600次。若他只让热水器接入电路正常工作3 min,指示灯闪烁160次,则热水器消耗的电能是 kW·h,额定功率是 W。
14. (福建省莆田城厢区2022-2023学年九年级(上)期末质量检测物理试题)某型号电饭煲有加热和保温功能,如下图甲所示为其内部电路原理图,当开关S接触点1时,该电饭煲处于 (填“保温”或“加热”)状态.如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像,则图中阴影部分面积表示的物理量是 ,其大小为 .
15. (福建省泉州市2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)已知甲灯标有“6V 3W”字样,乙灯的额定电压是3V,甲、乙两灯的U﹣I关系如图所示,确保电路安全的前提下,两灯串联使用,电路两端的最大电压是 V,两灯并联使用,电路最大电流是 A。
16. (福建省泉州市2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)如图所示电路中,定值电阻R1的阻值为20Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω。开关闭合后,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表V1的示数如图所示,R2的功率为1.75W;电流表的示数为 A,电源电压为 V。
17. (福建省泉州2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)仅将一把电热水壶接入图示电能表所在的电路,正常工作6min,电能表的转盘转过了360r,则电热水壶消耗的电能为 kW·h,电功率为 kW。
三、实验题(本大题共2小题)
18. (福建省泉州市2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样,小强为了测量该小灯泡的额定功率,进行了如下实验。
(1)他连接了如图甲所示的电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示数始终为零,电压表的示数接近3V保持不变,为了排除故障,接下来的操作合理的是 (选填字母);
A.拧紧开关两端的接线柱B.拧紧小灯泡和它两端的接线柱
(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是 (填公式),图甲中 (填仪器名称)的量程选择不合理;
(3)排除故障后,正确连接电路 使小灯泡正常发光,电压表示数如图乙所示为 V,小灯泡的额定功率为 W;
(4)小强对实验进行了拓展,利用如图丙所示的电路,测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率,请完成实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0;
③则小灯泡的额定功率表达式P额= (用字母表示)
19. (福建省泉州2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)小娟利用如图所示的器材测量小灯泡的电功率,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)根据测得的数据小娟绘制了小灯泡的电流随电压变化的图像,如图所示。由图像可知,小灯泡正常工作时的电功率是 W,进一步分析图像可以发现小灯泡的电阻不断变化,这是因为灯丝的电阻随温度的升高而 ;
(2)继续调节滑动变阻器的滑片,让小灯泡两端的电压逐渐降低,小灯泡逐渐变暗,在这段时间内,若小灯泡电阻变化量的绝对值是ΔR1,滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是ΔR2,则ΔR1 ΔR2(“大于”、“小于”或“等于”);
(3)小娟同学用定值电阻代替小灯泡,并对电路进行了调整,设计了如图所示的电路,也测量出此电阻的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为R0,她的操作如下:
①将滑动变阻器的滑片调到中央位置,记录电压表示数为U1;
②将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,记录电压表示数为U2。则 (填“大于”、“小于”或“等于”),未知电阻的表达式Rx= 。
四、计算题(本大题共2小题)
20. (福建省莆田城厢区2022-2023学年九年级(上)期末质量检测物理试题)一电水壶在某次使用过程中,300 s内把1.2 kg的水从25 ℃加热到100 ℃,消耗了电能4.2×105 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:
(1)水吸收的热量;
(2)电水壶的电功率;
(3)电水壶效率。
21. (福建省泉州市2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题)一新款节能电炖锅如图甲,有关技术参数如表(设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变).
额定电压 电炖锅挡位 额定功率/W
220V 低温 200
中温 400
高温 600
(1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流(计算结果保留一位小数);
(2)在用电高峰期,关掉家里的其他用电器,只让处于中温挡状态的电炖锅工作,观察到标有“1800r/(kW h)”的电能表转盘在121s内转了20圈,求此时的实际电压;
(3)电炖锅正常工作时,用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热,待水温达到50℃时开始计时,绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示.结合所给信息,通过计算,分析比较用高温挡还是用低温挡更节能.
参考答案
1. 【答案】B
【详解】
A.我国家庭电路电压是220V,故A不符合题意;
B.一节新干电池的电压为1.5V,故B符合题意;
C.教室里的日光灯正常工作时电流约为0.2A,故C不符合题意;
D.家用空调的功率约为1000W,故D不符合题意。
故选B。
2. 【答案】C
【详解】由图可知,两灯泡串联,若两灯中只有一灯发光,则电路故障一定不是断路,而是另一个灯泡短路,因为是L2灯突然熄灭,L1的亮度明显变亮,则故障是L2短路。当L2短路时,此电路为L1的简单电路,灯L1的功率为
……①
两灯泡串联,灯L2的功率为4W,设此时L1的功率为Px,L1两端的电压为U′,则
……②
①②两式联立可得
解得
则L2两端的电压为
此时通过电路的电流为
……③
灯L2的功率为
……④
将①代入④得
解得
Px=1W或Px=16W,
因为小灯泡L1与L2串联(灯丝电阻不变)时,L2的电功率为4W,且L1比L2亮,所以此时L1的功率为16W。
综上可知,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3. 【答案】B
【详解】ABC.由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,L2的额定功率大于L1的额定功率,由R=可知,L2的阻值小于L1的阻值,灯泡L1接在a、b两点间时,L1恰能正常发光,说明L1两端的电压为6V,因L2的阻值小于L1的阻值,所以由串联分压的规律(即电阻小的分得的电压小)可知,灯泡L2接在a、b两点间时,灯泡L2两端的电压会小于6V,则灯泡L2消耗的功率小于3W,即L2比正常发光时暗些,故B符合题意,AC不符合题意;
D.由W=UIt可知,工作时间不确定,所以消耗电能的多少无法比较,故D不符合题意。
4. 【答案】B
【详解】当用电器正常工作时,三只灯泡的实际功率等于额定功率,电功率相同均为20W。根据公式W=Pt,在相等的时间内,三只灯泡消耗的电能相同。
故选B。
5. 【答案】C
【详解】AB.结合图,由欧姆定律可知,a电阻最大,c但最小,即a、c阻值相差最大;b、d阻值相同,阻值差最小。故AB错误;
CD.根据公式可知,b电功率最大,d电功率最小,电功率差最大;a、c电功率相同,阻值差最小。故C正确,D错误。
故选C。
6. 【答案】A
【详解】
由题意知,两灯正常工作时,通过的电流分别为

则两灯串联时,正常工作的是灯L2。两灯的灯丝电阻

据串联的分压特点有
U1ˊ:6V=4Ω:6Ω
解得,L1两端的实际电压
Uˊ=4V
所以电源的电压
U=Uˊ+U2=4V+6V=10V
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7. 【答案】D
【详解】
由图像知,两电阻串联在电路中,电路中的电流为0.5A时,R1两端的电压为5V,R2两端的电压为7V,此时满足
12V=5V+7V
据P=I2R知,R1与R2的电功率之比
P1:P2=I2R1:I2R2=R1:R2=5V:7V=5:7
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8. 【答案】D
【详解】B.因为家庭电路的电压不变为220V,故B不符合题意;
D.电路中各个用电器并联,因此每多关闭一个家用电器,根据
可知,电路里的总电阻增大,故D符合题意;
A.根据可知,电压不变,电阻增大,总电流减小,故A不符合题意;
C.根据可知,电压不变,总电流减小,总功率减小,故C不符合题意。
故选D。
9. 【答案】A
【详解】
由电路图知,小灯泡和滑动变阻器串联在电路中,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由题意知,小灯泡正常发光时的电流
那么电路中允许通过的最大电流为0.5A。此时电路中功率最大为
P=UI额=18V×0.5A=9W
故A正确;
B.电路中的电流最大时,变阻器接入电路的阻值最小,此时变阻器两端的电压最小为
U1=U-U额=18V-6V=12V
变阻器接入电路的最小阻值为
小灯泡灯丝的阻值
电压表的量程为0~15V,则变阻器两端的最大电压为15V,此时变阻器接入电路的阻值最大,小灯泡两端的电压
UL=U-U2=18V-15V=3V
据串联电路的分压特点有
R2:12Ω=15V:3V
解得,变阻器接入电路的最大阻值
R2=60Ω
那么变阻器接入电路的阻值范围是:24Ω~60Ω,故B错误;
C.当电流表的示数为0.4A时,小灯泡两端的电压
ULˊ=IˊR=0.4A×12Ω=4.8V
则变阻器两端的电压,即电压表的示数
U3=U-ULˊ=18V-4.8V=13.2V
故C错误;
D.滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器接入电路的阻值变小,则电路的电流变大,即电流表的示数变大,而电源电压不变、小灯泡的电阻不变,据串联电路的分压特点知,变阻器接入电路的阻值变小时,分得的电压变小,所以电压表示数变小,故D错误。
故选A。
10. 【答案】C
【详解】
A.电风扇工作时主要将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,不符合题意;
B.电视机工作时主要将电能转化为光能与声能,不是利用电流热效应工作的,不符合题意;
C.电热水壶工作时主要将电能转化为内能,是利用电流热效应工作的,符合题意;
D.电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,不符合题意。
故选C。
11. 【答案】C
【详解】A.由P=UI可知L1正常发光的电流为
L2正常发光的电流为
L1的电阻为
L2的电阻为
由题知L1正常发光,通过的电流为1A,而L2发光较暗,说明通过的电流小于其额定电流0.5A,因此通过两灯的电流不同,则两灯应该是并联;由并联电路的特点和电表的连接方法可知电表a和b应该是电流表,电表c应该是电压表;则电流表a测干路的电流,电流表b测通过L2的电流,电压表c测电源电压;由并联电路的电压特点可知电源电压为
U=U1=3V
则通过L2的实际电流为
则干路的电流为
即电流表a的示数为1.25A,故A错误;
B.由上述分析可知电表b是电流表,其示数为0.25A,故B错误;
C.由上述分析可知电表c是电压表,其示数为3V,故C正确;
D.灯泡L2的实际功率为
故D错误。
故选C。
12. 【答案】D
【详解】如图,两个电阻串联,电压表测滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB.R1为滑动变阻器最大阻值为15Ω时,电流最小,
对应电压表的读数
图中对应的点应该为(0.3A,4.5);
当滑动变阻器阻值为0时,电流最大,最大电流为
在图中对应的点应改为(0,1.2);A图中对应点(0,6V)不应在图像上,B图中(0.3,5)不应在图像上,故A错误,故B错误;
CD.R2的最小功率
R2的最大功率
以上图像上的点均正确,由公式可知,P与I2成正比,图像应为二次函数图像的一部分,故C错误;D正确。
故选D。
13. 【答案】0.1;2 000;
【详解】
由题意知,热水器3min内消耗的电能
热水器的额定功率
14. 【答案】加热;电热(电功);4.8×105J;
【详解】
当开关S接触点1时,电路中只有电阻R1,由P=U2/R可知,电路的电功率较大,故电饭煲处于加热状态.图乙是电功率与时间的关系图像,阴影部分面积表示电功率与时间的乘积,因W=Pt,所以表示的物理量是电功.其大小W=Pt=800W×10×60s=4.8×105J.
15. 【答案】 8 ;0.9
【详解】[1]根据图像可知,甲灯两端电压为额定电压6V时,甲的额定电流为0.5A;乙灯两端电压为额定电压3V时,乙的额定电流为0.6A;因为串联电路中电流处处相等,所以两灯串联时,电路中的最大电流
I=I甲=0.5A
此时甲灯正常发光(其电压为6V),由图像可知,当通过乙灯泡的电流为0.5A时,乙灯泡两端电压为2V,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电路两端允许加的最大电压
U串=U甲+U乙′=6V+2V=8V
[2]因为并联电路两端电压相等,所以并联电路两端的最大电压为3V,由图像可知,甲乙两端电压为3V时
I甲′=0.3A,I乙′=0.6A
因为并联电路中的干路电流等于各支路电流之和,所以干路允许通过的最大电流
I并=I甲′+I乙′=0.3A+0.6A=0.9A
16. 【答案】 0.25 ;12
【详解】[1][2]闭合开关,电阻R1和变阻器R2串联接入电路,电压表V1测定值电阻R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路电流;若电压表的示数为1V,由欧姆定律可得此时通过电路的电流
R2两端的电压
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以电源电压
U=U1+U2=1V+35V=36V
滑动变阻器接入电路的阻值
故不可取;
若电压表的示数为5V,由欧姆定律可得此时通过电路的电流
R2两端的电压
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以电源电压
U′=U1′+U2′=5V+7V=12V
滑动变阻器接入电路的阻值
故可取。
17. 【答案】 0.12 ;1.2
【详解】[1]电能表的转盘转过了360r,电热水壶消耗的电能
W=×1kW·h=×1kW·h=0.12kW·h
[2]电热水壶消耗的电能
W=0.12kW·h=4.32×105J
电热水壶工作的时间
t=6min=360s
电热水壶的电功率
P===1200W=1.2kW
18. 【答案】 B ; P=UI ; 电流表 ; 2.4 ; 1.2 ; I1 ; I12R0
【详解】(1)[1]闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路出现了断路;电压表示数接近于电源电压,说明电压表与电源正负极之间是接通的,所以故障是灯泡断路,因此应拧紧小灯泡和它两端的接线柱,检查是否是由此引起的断路,故选B。
(2)[2]伏安法测小灯泡额定功率的实验原理是P=UI。
[3]小灯泡的额定电流为0.5A,电流表应选小量程,图甲中电流表的选择大量程,故电流表的量程选择不合理。
(3)[4] [5]图乙所示电压表选择小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,即小灯泡额定电压为2.4V,小灯泡的额定功率
P=U额I额=2.4V0.5A=1.2W
小灯泡的额定功率为1.2W。
(4) ①[6]闭合开关S1,开关S2连接b,滑动变阻器与灯泡串联,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1, 此时小灯泡正常发光。
②③[7]保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,滑动变阻器与电阻箱串联,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0;当电流表示数为I1时,此时电阻箱连入电路的电阻与①中电流为I1时灯丝电阻相同;灯丝中电流为I1时阻值一定为R0,则小灯泡的额定功率
P额=I12R0
19. 【答案】 0.75 ; 增大 ; 小于; 大于 ;
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,由图象可知,当它两端电压为2.5V时,通过它的电流为0.3A,所以小灯泡正常工作时的电功率是
[2]小灯泡两端电压越高,通过它的电流越大,发光越亮,灯丝温度越高,由图象可看出,此时电阻越大,所以,小灯泡的电阻不断变化,这是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(2)[3]调节滑动变阻器的滑片,让小灯泡两端的电压逐渐降低时,滑动变阻器的阻值变大,灯泡的电阻变小;此时,电路中的电流变小,而电源电压不变,根据可知,电路总电阻变大,则有
所以小于。
(3)[4]设电源电压为U0,当滑片在中央时,根据串联分压规律有
当滑片在最大阻值处时,根据串联分压规律有
两式相比得


[5]由
变形可解得
20. 【答案】(1)3.78×105 J;(2)1400 W;(3)90%
【详解】
解:(1)水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.2 kg×(100℃-25℃)=3.78×105 J
(2)电水壶的电功率
=1400 W
(3)电水壶效率
η=×100%=×100%=90%
答:(1)水吸收的热量为3.78×105J;
(2)电水壶的电功率为1400W;
(3)电水壶的效率为90%。
21. 【答案】(1)2.7A;(2)200V;(3)用高温挡更节能
【详解】(1).由表中数据可知,高温的功率为600W,
在高温挡工作时,电路中的电流
I高温=≈2.7A;
(2).电炖锅在中温挡时的电阻:
R==121Ω,
电炖锅在高温挡工作时,电能表转盘在121s
内转了20r,则电炖锅消耗的电能:
W实==kW h=×3.6×106J=4×104J,
实际功率
P实=,
电路的实际电压:
U实==200V;
(3).由图乙可知,高温挡加热到70℃,需要
的时间是6min,低温挡加热到58℃,需要的
时间是9min,高温挡消耗的电能
W高=P高t高=600W×6×60s=2.16×105J,
则水升高1℃消耗的电能
=1.08×104J,
低温挡消耗的电能
W低=P低t低=200W×9×60s=1.08×105J,
则水升高1℃消耗的电能为
=1.35×104J,
因为
1.08×104J<1.35×104J,
且两档加热水的质量相同,所以加热等质量的
水升高1℃,高温挡比低温挡消耗电能少,用
高温挡节能.
答:(1).求电炖锅在高温挡正常工作时的电流
是2.7A;
(2).在用电高峰期,此时的实际电压是200V;
(3).详见解析.

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