北京课改版九年级全册《11.1 电功和电能》同步练习
一 、单选题(本大题共9小题,共27分)
1.(3分)下述电器使用现象中,由电能转化为机械能的是
A. 电动抽水机抽水 B. 电水壶烧水
C. 用蓄电池点灯照明 D. 用发电机发电
2.(3分)已知,将它们接在如图所示电源电压为的电路中,闭合开关,则通过它们的电流之比及它们两端的电压之比是
A. B.
C. D.
3.(3分)发光二极管是一种电子元件,简称。它的两根引脚中较长的为正极,较短的为负极。将与一个小灯泡串联接入电路中,如图所示,闭合开关,和小灯泡均发光。下列说法正确的是
A. 主要由超导材料制成
B. 图中引脚为的负极,引脚为的正极
C. 将、引脚对调,再次闭合开关,和小灯泡均不发光
D. 将、引脚对调,再次闭合开关,不发光,但小灯泡发光
4.(3分)体育测试要用一个电子身髙测量仪.如图的四个电路中,是定值电阻,是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随身高上下平移.能够实现身高越高,电压表或电流表示数越大的电路是
A. B. C. D.
5.(3分)如图所示,下列四种家用电器中,利用电流热效应工作的是
A. 电风扇
B. 组合音响
C. 电暖气
D. 电冰箱
6.(3分)标有“”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示。若把这样的三只灯泡串联起来,接在的电源两端,灯泡的电阻和实际功率约为
A. B.
C. D.
7.(3分)电炉丝断了,去掉后,仍然接在原来的电源两端,则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为
A. : B. : C. : D. :
8.(3分)小花利用电能表测量其家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器工作时,测得内,消耗电能,则这个用电器可能是
A. 空调 B. 电冰箱 C. 日光灯 D. 收音机
9.(3分)图甲是小灯泡的电压--电流图象。将此灯泡与滑动变阻器串联在电压为的电路中如图乙,闭合开关,移动滑片,当小灯泡的功率为时,
A. 电流表的示数为
B. 滑动变阻器接入电路中的电阻为
C. 电路消耗的总功率为
D. 内滑动变阻器产生的热量为
二 、填空题(本大题共4小题,共18分)
10.(5分)在一只阻值为的电阻两端加上的电压时,通过它的电流为 ______ ;当它两端的电压降为零时,它的电阻是 ______
11.(5分)如图所示,电源电压恒定,,闭合开关断开开关,电流表示数是:若再闭合,发现电流表示数变化了,则电源电压为______,的阻值为________。
12.(5分)随着我国经济的飞达发展,汽车已经进入寻常百姓人家。如图是一种自动测定汽车油箱内油面高度的装置。为定值电阻,是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端。从油量表用电流表改装指针所指的刻度就可知道油箱内油面高低,当油面下降时,滑动变阻器连入电路的阻值将______________,电流表的示数将______________选填“变大”、“变小”或“不变”。若换用电压表改装成油量表,要求油面升高时电压表示数变大,电压表应并联在图______________元件两端。
如图所示是电阻和灯泡的图象,若电阻和灯泡串联接在某一电源上时,电路中的电流为,则电源电压为 ______________;若将电阻和灯泡并联接在电压为的电源上,此时灯的电阻为 ______________,干路电流为 ______________。
13.(3分)灯泡的图象如图甲所示,电阻的阻值是,电源电压是在图乙所示的电路中,若只闭合和时,电压表的示数是,此时电路中的电流是______;若只闭合和时,电压表的示数是,内电流通过电阻产生的热量是______;若将电压表换成电流表,闭合、和,时,电流表的示数是______。
三 、实验题(本大题共1小题,共10分)
14.(10分)在电阻一定时“探究电流与电压关系”的实验中,小凯所在的兴趣小组用导线将开关、电源、定值电阻、电流表、电压表和规格为“”的滑动变阻器连接成如图所示的电路。
连接电路时,开关应处于 ______状态。连接好电路闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 ______选填“”或“”端。
小凯正准备闭合开关时,旁边的小兰急忙告诉他,电路连接有错,只要改接一根导线就可以了。请你在图中把小凯接错的那根导线找出来,并打上“”符号,再用画线代替导线连接到正确的位置上。
小凯排除故障闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如表所示。
数据序号
电压
电流
①实验中,调节滑动变阻器滑片的目的是 ______。
②分析表格中的数据可得出结论:______。
小凯想将定值电阻换成小灯泡完成以上实验,但这种方案其实是不可行的,其原因主要是 ______。
四 、计算题(本大题共3小题,共30分)
15.(10分)由生活经验知道,电熨斗通电一段时间后,熨斗面很烫,而连接电熨斗的导线却不怎么热,请你结合所学到的物理知识进行合理的解释。
16.(10分)电饭锅是家中常用的用电器,如表是小字家中一台电饭锅的铭牌,其内部结构简化如图所示,其中和都是电热丝不考虑温度对电阻的影响
额定电压
频率
额定功率 加热
保温
电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流是多少?
电阻的阻值是多少?
一天,小宇断开家中其它用电器,只接通电饭锅且处于加热状态,发现家中标有“;”的电能表内转了圈,求电饭锅此时的实际加热功率是多少?
17.(10分)图甲是某款电熨斗,图乙是其电路原理图。电源电压为,、为发热体。该电熨斗两挡功率分别为和,通过开关实现温度控制,闭合时为高温挡。
求的阻值;
在使用过程中,若电熨斗消耗电能,请通过计算说明:在这段时间内电熨斗处于何种工作状态,并求出相应状态下的工作时间;
为了适应不同室温和更多衣料,小明对电路做了改进,将换成滑动变阻器,如图丙所示,、均为发热体。假定电熨斗每秒钟散失的热量跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差关系如图丁所示。在一个的房间,要求电熨斗表面保持不变,应将的阻值调为多大?
答案和解析
1.【答案】A;
【解析】解:、电动抽水机抽水是电能转化为水的机械能;
B、电水壶烧水是电能转化为水的内能;
C、用蓄电池点灯照明,先是将蓄电池的化学能转化电能,然后再将电能转化为光能;
D、用发电机发电是机械能转化为电能.
故选A.
根据电流做功的能量转化分析各个选项.
该题考查了用电器中的能量转化和发电机中的转化.电流做功是把电能转化为了其它形式的能的过程.
2.【答案】A;
【解析】
此题主要考查了并联电路的电流特点和欧姆定律的应用,关键是公式和规律的灵活运用,是一道较为简单的题。
已知两电阻并联,根据并联电路的电压特点可知通过两电阻的电压关系;
根据欧姆定律求出两电阻两端的电流之比。
有图可知两电阻并联,
所以两电阻两端电压相等,即;
因为,
所以,
故正确,错误。
故正确。
3.【答案】C;
【解析】解:、主要由半导体材料制成;故错误;
、闭合开关,和小灯泡均发光,则引脚为的正极,引脚为的负极;故错误;
、、将、引脚对调,二极管具有单向导电性,再次闭合开关,和小灯泡均不发光;故正确,错误;
故选:。
发光二极管是由半导体材料制成的,工作时将电能转化为光能,半导体具有单向导电性。
此题主要考查了对半导体材料制成的灯的了解,以及半导体单向导电性的掌握,难度不大。
4.【答案】B;
【解析】解:、两电阻串联,电流表测量电路中的电流,身高越高接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即电流表示数变小,故A不符合题意;
B、两电阻串联,电压表测两端的电压,身高越高接入电路的电阻变大,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器分得的电压变大,即电压表的示数变大,故B符合题意;
C、两电阻串联,电压表测两端的电压,身高越高接入电路的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器分得的电压变小,即电压表的示数变小,故C不符合题意;
D、两电阻并联,电流表测量定值电阻所在支路电流,由于并联电路中各支路互不影响,因此通过定值电阻的电流不变,与身高无关,故D不符合题意.
故选B.
先识别电路,然后根据身高的变化,判断滑动变阻器接入电路的阻值的变化,再根据欧姆定律、串联电路分压的特点以及并联电路电流的规律判断电压表或电流表示数的变化.
明确电压表、电流表的测量对象是解题的基础,熟练应用欧姆定律、串联分压原理来分析电路中电流、电压的变化是解答该题的关键.
5.【答案】C;
【解析】解:、电风扇工作时,主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故错误;
、组合音响工作时,主要把电能转化为声能,不是利用电流的热效应工作的,故错误;
、电暖气工作时,主要把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故正确;
、电冰箱工作时,主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故错误;
故选:。
电流的热效应:电流通过导体要发热,这叫做电流的热效应,如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子;
电流的化学效应:电流通过导电的液体会使液体发生化学变化,产生新的物质,电流的这种效果叫做电流的化学效应,如电解,电镀,电离等就属于电流的化学效应的例子;
电流的磁效应:给绕在软铁芯周围的导体通电,软铁芯就产生磁性,这种现象就是电流的磁效应,如电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的。
此题主要考查学生对电流的热效应,以及电能和其它形式能的相互转化,利用热效应工作的电器特点是把电能主要转化成内能,是一道基础题。
6.【答案】D;
【解析】
此题主要考查了串联电路的电压特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是从图象中找到灯泡的电压和对应的电流。
根据串联电路的电压特点可得到三个这种灯泡串联时各灯的电压,由图象找到此时灯泡的电流,从而计算电阻的实际功率。
根据串联电路中总电压等于各部分两端电压之和,
所以三只相同的灯泡串联在电源上,每只灯泡两端电压,
由图象当,,
所以此时灯泡的电阻:;
此时每只灯泡的实际功率:所以错误,正确。
故选。
7.【答案】A;
【解析】解:电炉丝断了,去掉了,
现在电炉丝和原来的电炉丝的电阻关系:
:::,
电流通过电炉丝做功消耗电能全部转化为内能,
,
仍然接在原来的电源两端分,所加电压相等,
在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比:
::::,
故选A.
电炉丝断了,去掉后,电阻变为原来的,知道仍然接在原来的电源两端,所加电压不变,利用分析判断.
该题考查了学生对焦耳定律、并联电路的电压关系、影响电阻大小的因素的了解和掌握,为防止因颠倒而出错,记住规律:在并联电路中,除了电压相等外,各电阻的电流、电功、电功率、电热都与电阻成反比.
8.【答案】B;
【解析】解:用电器在,消耗的电能,
则用电器的电功率:,
空调的电功率一般大于,电冰箱的功率约为,日光灯的电功率约为,收音机的电功率约几瓦,所以电功率为的用电器可能是电冰箱。
故选:。
知道用电器工作时消耗的电能,根据求出用电器的电功率,再与题目中给出的用电器的功率比较进行解答。
此题主要考查了电功率公式的应用,同时考查了学生的常见用电器电功率的了解情况,是基础性题目。
9.【答案】C;
【解析】解:
A、当小灯泡的功率为时,根据图甲可知,灯泡两端的电压为,通过灯泡的电流为,即电流表的示数为,故A错误;
B、根据串联电路电压的规律,变阻器两端的电压:
,
由可得,滑动变阻器接入电路中的电阻:
,故B错误;
C、电路消耗的总功率:
,故C正确;
D、变阻器在产生的热量:,故D错误。
故选:。
A、根据图甲,由确定当小灯泡的功率为时,灯的电压和通过的电流;
B、根据串联电路电压的规律,由欧姆定律可求变阻器连入电路中的电阻;
C、根据求电路消耗的总功率;
D、根据内滑动变阻器产生的热量。
该题考查串联电路的规律、电功率公式和电热公式和欧姆定律的运用,关键是确定当小灯泡的功率为时,灯的电压和通过的电流。
10.【答案】;;
【解析】分析:已知电阻的阻值和两端的电压,根据欧姆定律求出通过的电流;电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关.
解:通过导体的电流:
;
因电阻与两端的电压无关,
所以当电阻两端的电压为时,电阻的阻值不变,仍为
故答案为:;
此题主要考查了欧姆定律的计算,关键是知道电阻与两端的电压和通过的电流无关.
11.【答案】;;
【解析】
此题主要考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,要注意开关闭合前后电流表示数的变化量即为通过的电流。
闭合开关、断开开关时,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;再闭合后,与并联,电流表测干路电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过的电流不变,则电流表示数的变化量即为通过的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出的阻值。
闭合开关、断开开关时,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,
由可得,电源的电压:;
再闭合后,与并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过的电流不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,的阻值:。
故答案为:;。
12.【答案】变大;变小;
;;
;
【解析】
此题主要考查串联电路特点和欧姆定律的应用,要掌握好滑动变阻器的变阻原理:通过改变连入电阻丝的长度,改变阻值的大小,从而改变电路中的电流。
当油箱中油面下降时,从杠杆的偏转确定滑动变阻器的变化,再利用欧姆定律进行分析判断电路中电流的变化;
根据油面升高时判断变阻器连入阻值变化,由串联电路的分压原理判断两电阻的电压变化,从而判断电压表的连接。
由图知,和变阻器串联,电流表测电路中电流,当油箱中油面下降时,滑片向上滑动,变阻器连入电路的长度变大,阻值变大,电路中总电阻变大,电源电压一定,由欧姆定律可知电路中电流变小;
油面升高时,滑片向下滑动,变阻器连入电路的阻值变小,由串联电路的分压原理知,变阻器分得电压减小,分得电压变大,根据题目要求电压表示数变大,所以电压表应并联在两端。
故答案为:变大;变小;。
此题主要考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是根据图象得出有用的信息。
电阻和灯泡串联接在某一电源上时,电路中的电流为,通过它们的电流相等,根据图象读出它们两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压;
若将电阻和灯泡并联接在电压为的电源上时,它们两端的电压相等,根据图象读出对应的电流,根据欧姆定律求出此时灯的电阻,根据并联电路的电流特点得出干路电流。
电阻和灯泡串联接在某一电源上时,
因串联电路中各处的电流相等,电路中的电流为,
所以,通过它们的电流均为,
由图象可知,它们两端的电压分别为,,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
;
若将电阻和灯泡并联接在电压为的电源上时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,它们两端的电压均为,
由图象可知对应的电流分别为,,
由可得,此时灯的电阻:
,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流:
。
故答案为:;;。
13.【答案】0.6; 32; 2.4;
【解析】解:若只闭合和时,定值电阻和灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,电压表示数是,由图象知,灯泡电流是,即此时电路电流是。
若只闭合和时,定值电阻和灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,电压表示数是,由图象知,灯泡电流为,即此时电路电流是,电源电压是,根据串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和,所以定值电阻两端的电压为:,
所以定值电阻的阻值为:,
内电流通过电阻产生的热量是:。
若将电压表换成电流表,闭合、和,时,定值电阻和并联,电流表测量干路电流,
电源电压是,
所以通过定值电阻的电流为:,
所以通过定值电阻的电流为:,
故电流表示数为:。
故答案为:;;。
若只闭合和时,定值电阻和灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,电压表示数是,由图象知,灯泡的电流即电路电流。
若只闭合和时,定值电阻和灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,由图象找出灯泡电流,根据串联电路电压和电流特点求出定值电阻的电压和电流,根据欧姆定律求出定值电阻的阻值,根据焦耳定律求出内电流通过电阻产生的热量。
若将电压表换成电流表,闭合、和时,定值电阻和并联,电流表测量干路电流,先根据欧姆定律求出各支路电流,然后根据并联电路电流特点求出干路电流,即电流表示数。
本题通过开关的闭合和断开,以及电流表代替电压表,改变电路连接方式,然后根据欧姆定律和串联电路、并联电路中电压和电流特点求解。
14.【答案】断开 A 改变通过定值电阻的电流和两端的电压 电阻一定时,电流与电压成正比 灯泡的电阻随温度的变化而变化;
【解析】解:在连接实物图的时候,要把开关断开,滑动变阻器滑片滑到阻值最大处,图中下接线在点,故滑片应置于处;
图中电流表和定值电阻并联,要改为串联,如图所示;
;
①探究电流和电压关系,滑动变阻器的作用是改变通过定值电阻的电流和两端的电压;
②分析表格中的数据可知:电压和电流的比值为定值,故结论为:电阻一定时,电流与电压成正比;
小灯泡的阻值随温度的变化而变化,其电阻不是定值,所以这种方案其实是不可行的。
故答案为:断开;;如图所示;①改变通过定值电阻的电流和两端的电压;②电阻一定时,电流与电压成正比;灯泡的电阻随温度的变化而变化。
在连接实物图的时候,要把开关断开,滑动变阻器滑片滑到阻值最大处;
图中电流表和定值电阻并联,要改为串联;
①探究电流和电压关系,滑动变阻器的作用是改变通过定值电阻的电流和两端的电压;
②分析表格中的数据可知:电压和电流的比值为定值;
小灯泡的阻值随温度的变化而变化,不是一定值。
此题主要考查了探究电流与电压关系的实验,重点掌握滑动变阻器的作用和定值电阻与小灯泡的区别。
15.【答案】答:电熨斗与导线串联,电流与通电时间相同,而电熨斗的电阻远远大于导线的电阻,由焦耳定律Q=I2Rt可知,电熨斗上产生的热量远远大于导线上产生的热量,所以熨斗面很热,但导线不怎么热。;
【解析】
电熨斗和导线串联,通过的电流和通电时间相同,根据焦耳定律可知,电阻越大电流产生的热量越多,据此分析。
此题主要考查学生对焦耳定律的了解与掌握,分析时注意用好控制变量法。
16.【答案】解:
(1)由题知,电饭锅正常工作时,在加热状态下功率P=880W,
由P=UI可得总电流:
I===4A;
(2)当S、S0闭合时,R1和R2并联,电路总电阻较小;当S闭合、S0断开时,电路中只有R2,电路总电阻较大;由P=可知,当S、S0闭合时,电功率较大,为加热档;当S闭合、S0断开时,电功率较小,为保温档;P保温=44W,由P=可得:
R2===1100Ω;
(3)3000r/kW h表示电饭锅每消耗1kW h的电能,电能表的转盘转3000r,
则电能表转盘转200r消耗的电能:
W=kW h=kW h,
电饭锅此时的实际加热功率:
P实===0.8kW=800W。
答:
(1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流是4A;
(2)电阻R2的阻值是1100Ω;
(3)电饭锅此时的实际加热功率是800W。;
【解析】
知道电饭锅正常工作时在加热状态下功率,利用求电路总电流;
分析、闭合和闭合、断开时的电路组成、电阻大小关系,利用可知什么情况为保温档,再利用求的阻值;
表示电饭锅每消耗的电能,电能表的转盘转,据此求电能表转盘转消耗的电能,再利用求电饭锅此时的实际加热功率。
该题考查了电能和电功率的计算,分析电路图得出高低温档的电路组成是关键。
17.【答案】解:(1)观察图乙可知当S闭合时R2被短路,只有R1接入电路,对应高温挡功率P=500W,
由P=得R1===96.8Ω;
(2)已知时间与所消耗电能,可计算出这段时间电熨斗的平均功率P===220W;
因为100W<220W<500W,所以这段时间内电熨斗在100W到500W之间切换;
设电熨斗在P=100W下工作时间为t,则有W=P1t+P2(600s-t);
将W=1.32×105J、P1=100W、P2=500W带入可得t=420s;
即电熨斗在P=100W下工作了420s,在P=500W下工作了120s;
(3)由题干可知室温为20℃,电熨斗表面为220℃,则温差△t=220℃-20℃=200℃;
观察图像丁可知,在温差为200℃下电熨斗每秒钟散失的热量为400J;
则损失热量的功率为P===400W;
要想保持电熨斗表面温度不变,则电熨斗的加热功率P=400W;
电路丙中消耗的总功率P=;
将P=400W、U=220V、R1=96.8Ω带入可得R3=24.2Ω。
答:(1)R1的阻值是96.8Ω;
(2)在这段时间内电熨斗处于高温挡与低温挡相互切换的状态,电熨斗在P=100W下工作了420s,在P=500W下工作了120s;
(3)如果要求电熨斗表面温度不变,应将R3的阻值调为24.2Ω。;
【解析】
观察电路图乙,识别开关断开与闭合时的电路结构;
已知时间与所消耗电能,可计算出这段时间电熨斗的平均功率,将其与高温挡与低温挡比较即可得出答案,再根据可计算出对应时间消耗的电能。
图像丙是让与滑动变阻器串联,根据题干与图像可得出时每秒消散失的热量,若要使电熨斗表面温度保持不变,需要加热功率与散热功率相等,此时根据即可计算出的阻值。
本题综合性较强,考查的内容较多,会辨别串、并联,会用欧姆定律计算,会用电功率公式计算,知道串、并联电路的电压规律,电流规律,电阻规律。第关键能读懂题意,让电熨斗的功率与其每秒钟散失热量相等即可。