北师大版九年级全一册《第十三章 电功和电功率》章节练习
一 、单选题(本大题共11小题,共33分)
1.(3分)小红同学家的电冰箱正常工作时电流大约是,则它正常工作所消耗的电能是
A. B.
C. D.
2.(3分)如图所示,当开关S闭合后,发现电灯L不亮,用测电笔测试c、d两点时,氖管都发光,测试a、b两点时,只有a点氖管发光,则故障可能是( )
A. 火线与零线短路 B. a、d之间某处断路
C. b、c之间某处断路 D. 电灯的灯丝断了
3.(3分)将分别标有“6V 9W”和“6V 3W”的两个灯L1、L2串联接在12V电源上,则( )
A. 两灯都能正常发光 B. 灯L1比灯L2亮
C. 两灯都比正常发光时暗 D. 灯L2可能被烧毁
4.(3分)如图所示电路,电源电压保持不变,灯标有“”字样,电流表的量程为,电压表的量程标有“”,滑动变阻器的最大阻值是当开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片,假设灯丝电阻不随温度变化而变化,在保证电路安全的情况下,则下列说法正确的是
A. 电流表的最大示数为 B. 电压表的最小示数为
C. 整个电路消耗的总功率最大为 D. 灯消耗的最小功率为
5.(3分)在“测量小灯泡电功率”的实验中,当用手移动变阻器滑片时,眼睛应观察
A. 灯泡发光情况 B. 电流表的示数
C. 电压表的示数 D. 变阻器滑片的位置
6.(3分)电阻R1和R2阻值之比是1:2,分别把它们并联在同一电源的两端,在相同的时间里电流分别通过两电阻产生的热量之比是( )
A. 1:3 B. 2:9 C. 2:1 D. 1:4
7.(3分)如图标出了电能表面板上的一些参数,下列相关说法正确的是
A. 此表是测量电功率的仪器
B. 此时电能表的读数为
C. “”中的“”是指这个电能表中通过的电流是
D. “”指电路每消耗电能,转盘转过转
8.(3分)如图所示电路,电源电压恒为,小灯泡的规格为“”,小灯泡的规格“”,滑动变阻器标有“”字样。假设灯丝阻值不随温度改变,下列说法中正确的是
A. 小灯泡 的电阻小于小灯泡的电阻
B. 电路中小灯泡、都不能正常发光
C. 闭合开关后,小灯泡比小灯泡要亮些
D. 相同时间内电流通过小灯泡做的功小于通过小灯泡做的功
9.(3分)用电安全成为社会关注的话题,下列安全用电注意事项正确的是
A. 可以在高压线附近放风筝
B. 保险丝熔断后,可以使用铜丝代替
C. 检修电路时,必须先切断电源
D. 洗衣机必须有接地线,洗衣机的金属外壳可以与零线相连
10.(3分)如图所示的电路中,甲、乙两灯泡串联后接在电路中,观察到甲灯泡比乙灯泡亮,则下列描述中错误的是
A. B. C. D.
11.(3分)下列关于生活用电的说法中正确的是
A. 保险丝一般使用电阻较大,熔点较高的合金材料制成
B. 当家庭电路中的电流过大时,漏电保护器就会自动跳闸以切断电路
C. 站在地上的人接触火线发生触电时,漏电保护器自动切断电路
D. 站在地上的人接触火线发生触电时,空气开关自动切断电路
二 、填空题(本大题共6小题,共15分)
12.(1分)同学家中用电器的额定电压一般是____V.
13.(2分)一度电可供一只标有“”的白炽灯正常工作______小时,若实际电压为,则其实际功率为______结果保留到小数点后第一位,不计温度对灯丝电阻的影响
14.(3分)2节新干电池串联起来后的电压是___________V.家庭电路电压___________V,几十只街灯是___________联.
15.(3分)如图,甲、乙两个相同的烧瓶内装有质量和初温相同的煤油,电阻丝的阻值为,的阻值为,接通电路后,示数上升较快的是______填“甲”或“乙”烧瓶内的温度计;和两端的电压之比是______。当电流表的示数为时,在内产生的热量是______。
16.(4分)甲、乙两只灯泡,分别标有“”和“”的字样,不考虑灯丝电阻的变化,则甲、乙两灯的电阻之比:______;将它们串联后接在电源上,通电后发现有一只灯泡正常发光,另一只灯泡较暗,其中能正常发光的是灯泡______,此时电路中的电流是______,电源电压是______。
17.(2分)家庭电路中电灯、电视机、电冰箱等用电器之间是______联的,这些用电器一起工作的越多,电路的总功率______选填“越大”或“越小”。
三 、实验题(本大题共1小题,共10分)
18.(10分)小明同学用图甲所示实验器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡的额定电压为,额定功率不大于,电源电压恒为,滑动变阻器的规格为“”,图甲所示是该实验没有连接完整的电路。
请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整;
正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数明显,仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因可能是 ______ ;
排除故障后,通过正确操作,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 ______ ;
小红也做了同样的实验,并将实验数据记录在下表中。分析表中数据,指出小红在实验中存在的问题是 ______ 。
实验次数
电压
电流
四 、作图题(本大题共1小题,共10分)
19.(10分)如图是家庭电路某一部分的示意图,请用笔画线代替导线把该电路连接完整,并且使之符合安全用电的要求。其中开关只控制电灯
五 、计算题(本大题共2小题,共20分)
20.(10分)家庭电路应特别注意安全用电,如图所示是安装一盏螺口电灯和一个大功率插座的实物示意图,A、B为保险丝,B与大功率插座相连.请在图上用笔画线代替导线连接电路,将图的各元件连接到家庭电路中.所连接的电路应符合安全用电的原则.
21.(10分)如图是饮水机控制电路原理,电热丝、绕在出水管上,水经过出水管时被加热,通过改变“保温、加热选择开关”的状态,可以自动加热或保温开水。该饮水机的额定电压是,加热电功率是,保温电功率是,已知:电热丝、电阻不随温度变化,水的比热容,水的密度,取。问:
饮水机正常工作时,加热时电热丝中的电流是多少?保温时电热丝中的电流是多少?电热丝和的电阻各是多少?
现在需要的开水,已知水的初温是,水需要吸收多少热量?如果电能转化为水的内能的效率是,饮水机正常工作时,烧开这些水需要多少时间?此题要求简要解题过程
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】
该题考查了电功的计算,关键是知道家庭电路的电压为不变。
家庭电路的电压为,知道电冰箱正常工作时的电流,根据求出正常工作所消耗的电能。
电冰箱正常工作所消耗的电能:,故D正确。
故选D。
2.【答案】C;
【解析】解:闭合开关后,c点和d点都能使氖管发光,说明电流可以流经灯泡,即可以到达c点;而测试b点时,氖管不发光,说明电流无法到达b点.因此,电流能到达c,却不能到达b,说明bc之间某处断路.
故选C.
3.【答案】D;
【解析】解:灯泡L1电阻R1=
U2
P额1
=
(6V)2
9W
=4Ω;灯泡L2电阻R2=
U2
P额2
=
(6V)2
3W
=12Ω;
通过灯泡L1额定电流I1=
P1
U
=
9W
6V
=1.5A;通过灯泡L2额定电流I2=
P2
U
=
3W
6V
=0.5A;
所以串联时电路的电流最大为0.5A;
允许的最大电源电压为U=I2(R1+R2)=0.5A×(4Ω+12Ω)=8V;
当把两灯泡串联在12V电源上时,电路中的电流会变大,灯泡L2会是烧坏.
故选D.
4.【答案】D;
【解析】解:灯泡正常工作时的电流为:
;
灯泡的电阻为:
,
为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流,故A错误;
整个电路消耗的总功率最大为:,故C错误;
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电压表的最小示数:,故B错误;
当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,灯消耗的功率最小,
此时灯泡两端的电压:
,
灯泡消耗的最小功率:
,故D正确。
故选:。
根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,由求出灯泡的额定电流,由欧姆定律求出灯泡的电阻,根据要求保证电路安全比较灯泡的额定电流和电流表的量程确定电路中的最大电流,根据算出电路的最大功率;电路中电流最大时电压表的示数最小;
当滑动变阻器接入电路的电阻增大时,根据欧姆定律可知电路中的电流减小,由电阻的分压特点可知滑动变阻器两端的电压变大;当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小;根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,利用求出灯消耗的最小功率。
该题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,知道电压表的示数最大时灯泡的电功率最小和根据灯泡的额定电压、电流表的量程确定电路中的最大电路。
5.【答案】C;
【解析】解:灯在额定电压下正常发光,灯在不同电压下的功率不同,实际电压小于灯的额定电压时,灯发光较暗,稍大于灯的额定电压时,发光比正常发光时亮,故在测量小灯泡电功率的实验中,当用手移动变阻器滑片时,眼睛应观察电压表示数再记录电流表示数,根据求出灯的实际功率,只有正确。
故选:。
灯在额定电压下才正常发光,灯在不同电压下的功率不同,据此分析。
本题测量小灯泡电功率实验,考查实际的操作过程,要掌握。
6.【答案】C;
【解析】解:两电阻并联时,它们两端的电压U相等,
相等时间内电阻产生的热量之比
Q1
Q2
=
W1
W2
=
U2R1
U2
R1
t
U2
R2
t=
R2
R1
=
2
1
;
故选C.
7.【答案】D;
【解析】解:、电能表是测量电功的仪表,故错误;
、电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是,由图可知,此时电能表的示数为,故错误;
、:表示电能表的标定电流是,电能表的额定最大电流是,故错误;
、表示电路中的用电器每消耗电能,电能表的转盘转过转,故正确。
故选:。
电能表是测量电功的仪表;
电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是;
:表示电能表的标定电流是,电能表的额定最大电流是;
表示电路中的用电器每消耗电能,电能表的转盘转过转。
此题主要考查对电能表参数的理解和掌握,熟记电能表上各个参数的物理意义是解答该题的关键。
8.【答案】C;
【解析】
根据可求小灯泡的电阻和的电阻,加以比较;
根据可求小灯泡的额定电流,根据串联电路的特点解得;
灯泡的亮度取决于其实际功率的大小,根据可分析两灯泡的亮度;
串联电路相同时间内电流通过小灯泡做的功与通过小灯泡做的功和电阻成正比,据此分析。
该题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功公式的应用,关键是公式及其变形的灵活运用。
解:、根据可得,小灯泡的电阻:
,,,故A错误;
B、根据可求小灯泡的额定电流,
的额定电流:,,
串联电路的电流特点,,该电路只可以使小灯泡保持正常发光,而不能使小灯泡保持正常发光,故B错误;
C、灯泡的亮度取决于其实际功率的大小,已知串联电路中的电流处处相等,由可知,小灯泡的实际功率大于小灯泡的实际功率,故小灯泡比小灯泡要亮些,故C正确;
D、串联电路相同时间内电流通过小灯泡做的功与通过小灯泡做的功和电阻成正比,可知,相同时间内电流通过小灯泡做的功大于通过小灯泡做的功,故D错误。
故选:。
9.【答案】C;
【解析】解:
A、高压输电线的电压很高,若在高压线附近放风筝,可能会发生高压触电事故,故A错误;
B、因为铜的熔点较高,在电路中电流过大时,铜丝不能自动熔断,不能起到保险的作用,所以保险丝熔断后不能用铜丝代替,故B错误;
C、检修电路时,必须先切断电源,再检修,否则容易发生触电事故,故C正确;
D、洗衣机的三脚插头接入三孔插座中,能使洗衣机金属外壳接地,能防止金属外壳漏电而发生触电事故,但金属外壳不能与零线相连原因:当火线绝缘皮破损碰到了金属外壳时,也就等于碰到了零线,会造成短路,故D错误。
故选:。
在高压输电线旁,易发生高压电弧触电和跨步电压触电;
由于铜的熔点较高,保险丝熔断后千万不能用铜丝代替;
检修电路时,要先切断电源,再检修;
洗衣机使用三孔插座的目的是使其金属外壳接地,避免因漏电而发生触电事故。
本题以家庭电路中的一些常见问题为内容,考查了对安全用电常识和家庭电路基本知识,属于基础题,难度不大。
10.【答案】D;
【解析】解:因为甲灯泡比乙灯泡亮,所以甲的实际功率大于乙灯的实际功率,即,故A正确.
两灯是串联关系;则,故B正确.
由可得:,根据串联分压的特点:,故,故C正确、D错误.
故选D.
灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率;先根据亮度判断出实际功率的大小,再根据串联电路的特点判定电流的大小关系;再根据公式:即可确定电阻大小的关系;最后据串联分压的特点即可确定电压的大小关系.
解决本题的关键是掌握决定灯泡亮度的因素实际功率,然后从实际功率入手,再根据功率公式逐一分析即可.
11.【答案】C;
【解析】解:、保险丝一般使用电阻较大,熔点较低的合金材料制成,而不能选用熔点高的材料,故A错误;
B、漏电保护器一般是在电路发生对地漏电现象时才会自动跳闸,而电路中电流过大不会跳闸,故B错误;
C、站在地上的人接触火线发生触电时,电路中流入电流和流出电流不相等,此时漏电保护器会自动切断电路,故C正确;
D、站在地上的人接触火线发生触电时,不会造成电路的电流过大,空气开关不会自动切断电路,故D错误。
故选:。
保险丝:用熔点低、电阻率大的合多材料制成,在电路中电流过大时产生较多热量,自动熔断,切断电路;
空气开关:空气开关是一种只要有短路、过流现象,就会跳闸的开关,为什么叫做空气开关,是由于它的灭弧原理决定的;
漏电保护器:漏电保护器俗称漏电开关,是用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路时防人身触电和电气火灾的保护电器,一般安装于每户配电箱的插座回路上和全楼总配电箱的电源进线上,后者专用于防电气火灾。
知道保险丝、漏电保护器、空气开关,三者的作用既有相同之处,但其原理和使用过程又有本质的区别,应深入理解,正确加以运用。
12.【答案】220;
【解析】解:因为我国家庭电路的电压是220V,所以同学家中用电器的额定电压一般都是220V.
故答案为:220.
13.【答案】25; 33.1;
【解析】解:灯泡正常工作时的功率,电压,
由可得,电能可供灯泡正常工作的时间:
;
由可得,该灯泡正常工作的电阻:
;
不计温度对灯丝电阻的影响,实际电压是时灯泡的实际功率:
。
故答案为:;。
根据求出电能可供灯泡正常工作的时间;
由可得灯泡正常工作的电阻,根据求出实际电压是时灯泡的实际功率。
该题考查了电功率公式的灵活应用,关键是知道用电器正常工作时的功率和额定功率相等,是一道较为简单的应用题。
14.【答案】3;220;并;
【解析】①一节新干电池的电压为1.5伏,2节干电池串联后电压为3V;家庭电路电压是220V;
②街灯与街灯之间互不影响,独立工作,所以几十只街灯是并联.
15.【答案】甲 ; 2:1 ; 600J ;
【解析】解:两电阻丝串联在电路中,电流和通电时间相等,电阻丝的阻值为,的阻值为,根据可知,放出的热量多,它所在的甲烧瓶内的温度计示数上升较快;
根据串联分压特点可知,;
在内产生的热量:
。
故答案为:甲;:;。
两电阻丝串联在电路中,电流和通电时间相等,根据分析产生热量的多少;
根据串联电路的分压特点来求解;
根据求出产生的热量。
此题主要考查的是学生对焦耳定律实验和计算公式的理解和掌握,难度不大,注意控制变量法和转换法在实验中的应用。
16.【答案】2:1; L甲; 0.25; 9;
【解析】解:
根据可得,两灯的电阻分别为:
,,
则甲、乙两灯的电阻之比:
:::;
比较可知;
由于与串联,电阻大的分得的电压大,所以可知达到了额定电压,即能正常发光,发光较暗。
因正常工作,则加在两端的电压为;
由于与串联,根据可得,此时电路中的电流:
,
根据可得,电源电压:
。
故答案为::;;;。
根据电功率公式就可分别求出它们的电阻,然后求出两者的电阻之比,进而可知正常工作的是那只灯;根据串联电路各支路的电流与干路上的电流相等,根据电功率公式就会算出电路中的电流;根据欧姆定律就可求出电源电压。
该题考查电流、电阻、实际电压、实际功率、总功率等的计算,关键是根据串联电路电流特点确定电路中的最大电流。
17.【答案】并;越大;
【解析】解:家庭电路中电灯、电视机、电冰箱等用电器之间是互不影响的,根据并联电路的特点可知,它们的连接方式是并联。
同时使用的用电器越多,即并联的电阻越多,则总电阻越小,根据可知,总功率变大。
故答案为:并;越大。
知道家庭电路各用电器因工作时不能相互影响,因而用电器之间是采取并联连接的。
同时要掌握并联电路的总电阻与各电阻之间的关系,知道并联的支路越多,总电阻越小,根据可知总功率变大。
该题考查家庭电路的电压值。家中用电器为了相互不影响而采用了并联的连接方式。
18.【答案】灯泡断路 1 电压表并联在滑动变阻器两端了;
【解析】解:待测小灯泡的额定电压为,电压表选用小量程与灯并联,额定功率不大于,根据,灯的额定电流最大值:
,故电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一下一上连入电路中,如下所示:
正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电路可能断路,电压表示数明显,则电压表与电源连通,仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因可能是灯泡断路;
排除故障后,通过正确操作,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为,电流为,则小灯泡的额定功率为:
;
本实验中,变阻器与灯串联,当电路的电流变小,根据欧姆定律,灯的电压变小,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变大,根据实验数据,小红在实验中存在的问题是:电压表并联在滑动变阻器两端了。
故答案为:如上所示;灯泡断路;;电压表并联在滑动变阻器两端了。
根据待测小灯泡的额定电压为确定电压表选用小量程与灯并联,额定功率不大于,由得出灯的额定电流最大值,从而确定电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一下一上连入电路中;
若电流表示数为,灯不亮,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了;
根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据得出小灯泡的额定功率;
本实验中,变阻器与灯串联,当电路的电流变小,根据确定灯的电压变化,由串联电路电压的规律分析变阻器的电压变化,据此回答。
本题测量小灯泡电功率,考查电路连接、故障分析、电流表读数、功率计算和反常现象的分析。
19.【答案】解:首先辨别上面三根线地线、火线、零线。
(1)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
如图所示:
;
【解析】
灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。
三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法,同时考虑使用性和安全性。
20.【答案】解:(1)火线过保险丝之后,再过开关,进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套.在更换灯泡时,断开开关,切断火线,操作更安全.
(2)上孔接地线,左孔接零线,火线首先过B保险丝,再进入右孔.如图所示:
;
【解析】(1)家庭电路中,开关控制灯泡时,火线首先过保险丝,再进入开关,最后进入灯泡的金属点,零线直接进入灯泡螺旋套.
(2)大功率的插座插入大功率的用电器时,电流很大,产生的电热很多,容易烧坏导线,为了起到保护作用,接插座的火线首先进入保险丝,然后再进入插孔.
三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线.
21.【答案】解:(1)加热电功率是2200W,由P=UI可得,加热时电热丝中的电流是:
I1===10A;
保温电功率是110W,保温时电热丝中的电流是:
I2===0.5A;
当“温、开水选择开关”闭合时,只有电阻R0接入电路;由P=可知,此时饮水机处于加热状态;
当“温、开水选择开关”断开时,电阻R1和R0串联接入电路,由电阻的串联规律,串联电阻大于任一电阻,此时饮水机处于保温状态;
饮水机处于加热状态时,只有电阻R0接入电路,R0的电阻:
R0===22Ω;
饮水机处于保温状态时,只电路总电阻:
R===440Ω,
由电阻的串联规律有:R1的阻值:
R1=440Ω-22Ω=418Ω;
(3)由ρ=可得,1000mL水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/×1000×10-6=1kg,
水吸收的热量:
Q=cm(t-)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J,
由η=×100%可得,消耗的电能:
W===4.2×105J,
由P=可得,烧开这些水需要的时间:
t′===190.9s。
答:
(1)饮水机正常工作时,加热时电热丝中的电流是10a;保温时电热丝中的电流是0.5A;电热丝R0和R1的分别是22Ω、418Ω;
(2)水需要吸收热量3.36×105J;烧开这些水需要时间190.9s。;
【解析】
已知加热和保温电功率,根据分别求出加热和保温时电热丝中的电流;
分析当“温、开水选择开关”转换时电路的连接,由和电阻的串联规律分析不同档位电路连接,根据和电阻的串联规律求出和;
根据求出水的质量,根据求出水吸收的热量,根据求出消耗的电能,利用求出烧开这些水需要的时间。
该题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式、吸热及效率和密度公式的运用,关键是电路的分析,属于常考题型,务必熟练掌握。