苏科版九年级物理下册《电功和电能计算》专项练习题及答案

第页苏科版九年级物理下册《电功和电能计算》专项练习题及答案电功和电能计算相比较欧姆定律的计算，只是多了公式W=UIt,P=UI，其中的物理量在欧姆定律中都已学过。在纯电阻电路中又可推导出公式W=I2Rt，P=I2R，因此合理选择公式很重要。在电功和电能计算中常常涉及到家用电加热器，对于识别电加热器的电路图，搞清楚加热和保温档，或者低、中、高档电路的开关状态尤为关键。另外计算中涉及到电能表，因此我们还要了解电能表上各参数的含义。一、选择题1．如图所示的电路，电源电压恒为4.5V，灯泡标有“2.5V1.25W”字样（灯丝电阻不变），滑动变阻器RX标有“20Ω1A”字样，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V。闭合开关S，在不损坏电路元件的前提下，移动滑动变阻器的滑片P，则（）A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω-20ΩB.电流表示数的变化范围是0.18A-0.5AC.电压表示数的变化范围是1.5V-3VD.电路总功率的变化范围是1.35W-2.25W2．小刚利用电能表测某家用电器的电功率．当电路中只有这个用电器工作时，测得在15min内，消耗电能0.3kW·h，这个用电器可能是（）A．空调器B．电冰箱C．电视机D．收音机3．标有“6V3.6W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压的变化关系如图所示，若把这种规格的两只灯泡串联接在6V的电源两端，则每只灯泡的实际功率和实际电阻分别为（）A．10Ω0.9WB．6Ω0.9WC．6Ω1.5WD．10Ω1.8W4．如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0．1A，则该电阻的电功率变化了（）A．1．6WB．4.0WC．0.4WD．3.4W5．如图所示电路，电源电压不变，R是定值电阻。当将一个“2.5V0.5A”的小灯泡接在a、b两点间是，小灯泡恰好正常发光；若换一个“3.8V0.5A”的小灯泡接在a、b两点间，则这个小灯泡（）A．比正常发光亮些B．比正常发光暗些C．能正常发光D．灯丝将会被烧断6.一盏电灯接在恒定电压的电源上，其功率为100W。若将这盏电灯先接在一段很长的导线后，再接在同一电源上，已知导线上损失功率是9W，那么此时电灯实际消耗功率是（）A．91WB．小于91WC．大于91WD．条件不足，无法确定7.A、B两只灯泡的额定电压均为6V，通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示，下列选项正确的是（）A.A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小B.将两灯并联接在3V的电源两端，A、B两灯的实际功率之比为2：1C.将两灯串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，电源两端电压为9VD.将5Ω的电阻与B灯串联接在6V的电源两端，该电阻消耗的功率为0.8W8．如图甲所示电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2=10Ω，滑动变阻器R3的阻值变化范围为0~50Ω。闭合开关，滑动变阻器滑片从一端向另一端移动过程中，滑动变阻器的电功率随其电阻变化的图象如图乙所示。则（）A．电源电压为9VB．滑动变阻器最大功率为0.45WC．电路工作时总功率最大值与最小值之比为5∶2D．电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比变大9.用如图所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L的额定功率。调节电阻箱R，使它接入电路的阻值为4Ω。闭合开关S、S1，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V，保持滑片P的位置不变、闭合开关S2，断开开关S1，此时电压表示数为1.6V，断开开关S，调节电阻箱R，使它接入电路的阻值为14Ω，闭合开关S，此时电压表示数为2.8V。则小灯泡的额定功率为（）A.1.OW B.0.75WC.0.625WD.0.5W10.图甲中，电源电压为12V、电流表（0～0.6A）、电压表（0～15V）、滑动变阻器标有“？Ω；1A”字样，虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡（6V；0.5A）闭合开关，在元件安全的情况下，使滑片P移动范围最大，得到滑动变阻器的I-U图像如图乙。则：①虚线框内是小灯泡；②电路的最大功率为6W；③虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的阻值为10Ω；④滑动变阻器最大阻值为20Ω。以上结论正确的有（）A.③④ B.②③ C.①② D.①④11.图甲是灯泡L的I-U图像，灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路，已知电阻R0的阻值为5Ω，电流表量程为0-0.6A，电源电压可调。在电路安全工作的前提下，下列判断正确的是（提示：可在图甲中作出电阻R0的I-U图像）（）A.两条支路中的电流不可能相同 B.灯泡实际功率总比电阻功率大C.电路总功率最大可达到1.5W D.电源可调的最大电压为1.8V12．当S1闭合，S2断开时，为保温状态；当S1、S2都闭合时为加热状态。其中不符合上述要求的是（）二、填空题13．灯L1标有“6V6W”,L2标有“6V3W”，串联接入电路，两灯都发光时电路中最大电流应为A,更亮些。14．电子式电能表表盘上标有“3200imp/(kw.h)”字样（imp表示闪烁次数）。将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min，电能表指示灯闪烁了320次，该用电器在上述时间内消耗的电能为kw.h，该用电器的额定功率是W。15．月底，小明对自家用电的情况进行调查，观察到电能表的表盘如图所示，小明家中用电器正常使用的总功率不能超过______W，用电器工作时消耗0.5kW·h的电能，电能表指示灯闪烁______次。若上月底电能表示数为1877.6kW·h，则本月消耗的电能为______kW·h。16．一台电冰箱的铭牌中标有“耗电量0.50（kW·h/24h），这个参数的含义是该冰箱正常使用24h消耗的电能为。如果按照额定功率是70W和24h计算，则消耗的电能是kW·h，这个计算结果与电冰箱铭牌上提供的相关参数差异较大，是由于冰箱具有工作的特点。17．小明测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时，电流表的示数为0.10A。当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数为0.30A。则电压表的示数为2.0V时,电流表的示数可能为________(填“0.20A”“0.25A”“0.28A”或“0.30A”)。18．如图所示，电源电压U=12V，灯泡L的额定电压为9V，其电流与电压的关系如图所示，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω，则灯泡L正常发光时的功率为______W，阻值为______Ω，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是______W，在某次正常调节中，R的阻值变化量比L的阻值变化量大，则滑片P的移动方向是______（选填“一定向左”“一定向右”或“向左、向右均可”）19．如图甲所示，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。则电源电压为_____V，灯的额定功率为______W。20.用该定值电阻R0=15Ω、额定电压为5V的灯泡L连接电路如图所示，灯泡的I-U关系图像如图所示，闭合开关S，灯泡的实际功率为其额定功率的一半，则电源电压为______V。21.某种灯泡的电阻R与电流I关系图像如图甲所示，当两个该种灯泡串联接在电压恒为U0的电源上时，通过灯泡的电流为1A，此时灯泡的电阻为________Ω，U0为________V。若将该种灯泡L按图乙的方式接在电压为3V的电源上，其中定值电阻R0的阻值为3.5Ω，闭合开关后，电阻R0两端的电压为_____V，灯泡L的电功率为________W。三、简答题22．某电吹风的简化电路图如图所示，R1、R2是发热电阻丝，M是电动机。开关S1闭合后，S2接l、2时吹冷风，通过电动机的电流为0.1A；S2接2、3时吹温风，R1的阻值为110Ω。S2接3、4时吹热风，电吹风的总功率为1100W。电源电压为220V。试求：⑴吹冷风时，电动机的功率是多少？⑵吹温风时，通过R1的电流是多少？⑶吹热风时，R2的电阻是多少？（结果保留小数点后两位）23．某兴趣小组利用图甲所示电路进行如下的实验研究.（1）闭合S1，断开S2，调节电源电压，得到上表中三组数据．请根据表中的数据，计算电阻R的阻值．（计算结果保留1位小数）（2）断开S1，闭合S2，调节电源电压进行有关测量.根据记录到灯泡L的电压和电流的数据绘制成电压和电流的关系图像（如图乙）.根据图像，当电压表示数为0.5V时，50s时间内，灯泡L消耗了多少电能？（3）同时闭合S1和S2，调节电源电压，当灯泡L的功率为1W时，R与RL的总功率是多大？24．如图甲所示，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R0的U—I图像；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡L的U—I图像，如图乙所示。（1）求定值电阻R0的阻值；（2）将R0与灯L串联接在6V的电源两端时，求灯丝的实际电阻值；（3）将R0与灯L并联接入电路并调节电源电压，当R0消耗的电功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，求灯L的额定电功率。25．如图甲所示是某模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作。（1）若要在较低温度下接通受控电路，应将R1的阻值适当（选填“增大”或“减小”）。（2）当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路。已知热敏电阻的电流随电压变比的I-U关系图像如图乙所示，则此时控制电路中的电流为A。26．太阳能是21世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。图15所示的是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8m2，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为P0=1kW,在晴朗有天气，电池对着太阳时产生的电压U=120V，并对车上的电动机提供I=10A的电流，试问：（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？（2）如果这辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大？27．如图（甲）所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。其中S为一激光源，R1为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R2为定值保护电阻，a、b间接一“示波器”(示波器的接入不影响电路)。光敏电阻两端的电压随时间变化的图象，可由示波器显示出来。水平传送带匀速前进，每当产品从传送带上通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若运送边长为0.1m，质量为0.6kg的均匀正方体产品时，示波器显示的电压随时间变化的图象如图（乙）所示。请回答下列问题：（1）此产品的密度为多大？（2）已知计数器电路的电源电压恒为6V，保护电阻R2的阻值为40Ω，求光敏电阻在两种状态下的阻值分别为多大？光敏电阻1h消耗的电能为多少？28．崇左市努力调整农业产业结构，增加农民收入，农村家庭电气化普及程度越来越高。小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：（1）若某种食物需要用该电烤箱高温档烘烤1000s，则该电烤箱消耗的电能是多少？（2）电路中R1的阻值是多少？（3）该电烤箱在低温档正常工作时，电路中的电流和R1的功率分别是多少？29．某型号的电饭锅有两档，分别是高温烧煮和保温焖饭挡，其原理如图所示（虚线框内为电饭锅的发热部位）．已知R1=44Ω，R2=2156Ω．（1）开关S置于_____挡（选填“1”或“2”）时是高温烧煮挡，它的功率是多大？（2）保温焖饭时电路中电流是多少？10min产生的热量是多少？（3）若只要求保温焖饭挡的功率提升10%，请通过计算具体说明改进措施30．在综合实践活动中，小峰设计了一种煮饭电路，如图所示，图中R1和R2均为电阻丝，S1是自动控制开关，煮饭时，将该电路接入220V电源，在30min内，电路总功率随时间变化的图像如图所示，求：（1）0～5min内通过R1的电流；（2）30min内电路消耗的电能；（3）10～15min内R1的电功率。31．在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低挡”、“高挡”之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系图像如图乙所示。求：(1)30min内电路消耗的总电能；(2)饮水机工作时，通过电阻R1的电流；(3)电阻R2的阻值。32.新型电饭锅煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热,其内部电路如图所示,R1和R2均为电热丝,S1是温度自动控制开关.高、低温挡的额定功率见表、煮饭时,闭合开关S,电饭锅正常工作30min消耗的电能为0.44kWh.求:(1)煮饭时通过R1的电流。(2)电热丝R2的电阻。(3)30min内R2消耗的电能。(4)R2通电时间。33．小强同学设计了一种电热水壶，电路如图所示，S是温控开关，R1为发热体，当开关S接到a时，电热水壶处于加热状态，此时发热体的电功率为1000W；当水烧开时，开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时发热体的电功率为160W.（1）请你算出R1、R2的电阻值(不计温度对电阻值的影响)（2）为充分利用好电能，在不改变电路连接方法的前提下，请你对小强的设计提出合理的改进办法。34．李佳同学家里的电热饮水机有加热和保温两种状态，这两种状态轮流工作，完全由温控开关S0自动控制：当胆内水的温度被加热到90℃时，加热状态就停止而进入保温状态；当胆内水的温度降到60℃时，加热状态就启动。图是该饮水机的电路原理图。李佳同学通过观察还发现：当胆内装有1千克水时，饮水机的加热状态每次只启动5分钟就停止。问：(1)温控开关S0在何种状态(断开或闭合)时，饮水机处在保温状态?这时饮水机的电功率是多少?(2)在加热状态中，饮水机把电能转化为水的内能的效率是多少?[已知水的比热容为4.2×103J／(kg·℃)]35.图甲是一新款电火锅，图乙是其内部电路简化图，图乙是该电火锅铭牌，中温挡功率模糊不清。（1）该电火锅的工作原理是___________。（2）中温挡功率为___________W。（3）仅闭合开关S、S1，电火锅在低温挡工作，可推算出R1∶R2=___________。（4）电火锅正常工作时，用高温挡加热质量为2kg、初温为20℃的水，经过10min水温升高到100℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的加热效率。[c水=4.2×10³J/（kg·℃）]36．下表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．求：(1)低温挡正常工作时的额定功率；(2)中温挡工作10分钟产生的热量；(3)高温挡正常工作时的额定电流.37.某型号的电热水器有高、中、低三挡位，其简化电路如图所示，R1和R2为电热丝，闭合开关S、S1，S2接b，电流表示数为10A，再断开S1，电流表示数变化了8A。则（1）R1=__________Ω；（2）低温挡工作2min产生的热量是__________J；（3）高温挡功率为__________W。38．张老师向同学们展示了一只具有高、低温两挡调节功能的自制电加热器，并告知其内部电路由电阻丝R1、R2、和开关S1三个元件组成，两根电阻丝允许通过的最大电流均为1A，R1=10Ω，在不拆解加热器的情况下，小军用图甲电路对其进行探究：他先闭合S2，电流表的示数为0.24A；再闭合S1，电流表的示数变为0.84A，所用电源电压为6V．（1）电阻丝R2的阻值为Ω；（2）若电源电压可调，闭合S1和S2后，为保证电路安全，求此电加热器允许消耗的最大电功率；（3）张老师指导小军仅利用原有元件对该电加热器的内部电路进行改装，要求改装后的电加热器须同时满足下列两个条件：①具备高、低温两挡调节功能；②在6V电源电压下，用高温挡给0.1kg的水加热14min，可使水温升高7.2℃，设电加热器消耗的电能全部转化为水的内能．请在图乙虚线框中画出内部改装电路图，并通过计算说明．39.小明发现家中有一段足够长且粗细均匀的电阻丝，他想用来制作电加热器。不考虑电阻丝阻值随温度的变化。（1）小明截取5cm长电阻丝，用图1电路来测量其阻值R0。①用笔画线代替导线，请在图中将实验电路连接完整；_____②闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最_____端；③小明根据实验数据得到的U-I图线如图2所示，则R0=_____Ω。（2）小明选择以下器材制作电加热器：熔断器（允许通过的最大电流为12A）；R1、R2是从上述电阻丝中截取的两段，R1长22cm；开关若干；导线若干。①电阻丝R1=_____Ω；②图3是小明制作的电加热器，其低温挡功率为880W，则R2长度为_____cm；③小明将图3改装成图4所示的电加热器。他调试时发现该电加热器不能正常工作，你认为原因是_____；④解决③中问题后，小明利用选择的器材又对图4电加热器进行改装，使其具有“四挡”调温功能，请帮他在图5虚线框内画出改装电路图。_____40.生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为U0的电源上（如图所示），加热功率为P0，该电热丝的电阻R0____________。（不考虑温度对电阻的影响）【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为U0的电源上，可以得到另外两个加热功率P1和P2，且P1＜P2。请你在图甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出P1与P2与之比为______。。说明：电热丝上只有三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S，通过开关S0的通断和S在1、2触点间的切换，实现加热垫P0、P1和P2三档功率的变换。请你在图丙中将各元件连接成符合优化要求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。参考答案一|选择题题号123456789101112答案DACABBDBCADD二、填空题13．0.5A；L214．0.1；20015.8800；1600；140。16．0.5kW·h；1.68；间隙性17．0.28A从电阻大小上分析0.2/0.1＜2/I/＜2.4/0.318．13.5W，6Ω0.75W，向左、向右均可19．10V，5.6W。20.10.5V21.①.4.5②.9③.1.75④.0.625此题有两种解法，一利用原图象得到灯的电阻与电流的函数关系式列出一元二次方程求解，二图像法求解，在原来的图象上作出电阻R的电阻与电流图象，分析图象，寻找一个电流值下，灯与电阻上的电压之和为3V，这电流就是此时电路中的电流，同时也由图象知道灯的电阻，根据P=I2R可求灯的电阻。三、解答题22.解析；（1）吹冷风时，电动机的功率P电动机=UI=220V×0.1A=22W⑵吹温风时，通过R1的电流⑶吹热风时，R1电功率P1=UI1=220V×2A=440WR2电功率P2=P总-P电动机-P1=1100W-22W-440W=638W23．解析：（1）根据表中数据，求出三次R的电阻值分别是10Ω，10.26Ω，9.80Ω，它们的平均值为10.0Ω，所以电阻R的阻值为10.0Ω（2）根据图像当电压表示数为0.5V时，灯泡L电流0.2A，通电50s消耗电能W=UIt=0.5V×0.2A×50s=5J（3）根据图像当灯泡L的功率为1W时，灯泡上电压2.5V，电流0.4A,此时电源电压为2.5V。当电压为2.5V时，R的电功率，R与RL的总功率P总=PL+PR=1W+0.625W=1.625W.24．解析：（1）根据图像，当R0的电压为8V时，电流为0.8A，R0的电阻根据图像，当电路电流为0.4A时，R0的电压为4V，灯L的电压2V，灯丝电阻（3）当R0消耗的电功率为4.9W时，根据图像此时R0的电压为7V.这是灯L正常发光，说明灯上电压为7V，根据图像灯上电流为0.75A，灯L的额定电功率P额=U额I额=7V×0.75A=5.25W25．解析：（1）由于热敏电阻阻值随温度的升高而减小，要在较低温度下接通受控电路，则热敏电阻阻值增大。当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作，在控制电路电压和电流一定时，控制电路总电阻一定，因此要在较低温度下接通受控电路，在热敏电阻阻值增大时，应将R1的阻值适当减小。（2）该问题有两种解法：方法一，根据控制电路图，控制电路电源电压U总，电流I，R2上电压U，它们之间关系是U总=U+IR1，可推出，I=6—U其单位为mA。画出这函数图象如图甲所示，图甲中两图象交点的电流值为2.0mA，所以此时控制电路中的电流为0.002A。方法二，当电阻R1调到1kΩ时，它上电流I与电压U的关系式是，I=U单位为mA，画出这函数图象如图乙所示。在图乙中我们发现当控制电路的电流为2.0mA，R1与R2上电压分别是2V和4V，总电压刚好为6V，所以所以此时控制电路中的电流为0.002A。26．解析：（1）电池板的辐射功率为P总=8×1kW=8kW转化为电功率P=UI=120V×10A=1200W太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是这辆车的电动机将电能最终转化为机械能,获得的机械功率P机械=Pη/=1200W×75%=900W。由P机械=Fv得27．解析：（1）产品的密度光敏电阻上电压U1=2V，R2上电压U2=4V，由，得，R1=20Ω，此时电流光敏电阻上电压U1=4V，R2上电压U2=2V，由，得，R1/=80Ω，此时电流敏电阻1h消耗的电能为W=I12R1t1+I22R1/t1=（0.1A）2×20Ω×2400s+（0.05A）2×80Ω×1200s=720J28．解析：（1）电烤箱消耗的电能W=P高t=1100W×1000s=1100000J（2）R1的阻值（3）低温档正常工作时，电路中的电流29．解析：（1）S置于2挡时是高温烧煮挡，它的功率（2）保温焖饭时电路中电流10min产生的热量Q=UIt=220V×0.1A×600s=13200J只要求保温焖饭挡的功率提升10%时，说明高温烧煮不变，R1电阻值不，改变R2，此时电功率时保温焖饭挡的110%得推导出R1+R2=η(R1+R)，44Ω+2156Ω=110%（44Ω+R）解得R=1956Ω，即将R2换成电阻值为1956Ω电阻。30．解析：（1）0～5min内通过R1的电流（2）30min内电路消耗的电能W=P1t1+P2t2=1100W×20×60s+4400W×10×60s=1584000J（3）当电路总功率P2=440W时，电流10～15min内R1的电功率P=I22R1=（2A）2×44Ω=176W31．解析：(1)W=P1t1+P2t2=660W×10×60s+220W×20×60s=660000J（2）饮水机工作时，通过电阻R1的电流（3）R2的电功率P=P1-P2=660W-22OW=440W ,32.解析：(1)煮饭时通过R1的电流(2)R2的电功率P=P2-P1=1100W-440W=66OW，R2的电阻(3)30min内R1消耗的电能W1=P1t=0.44KW×0.5h=0.22kWh30min内R2消耗的电能W2=W-W1=0.44KWh-0.22kWh=0.22kWh(4)R2通电时间33．解析：（1）加热时只有R1通电，，保温时R1的电功率为P1=160W，，解得R2=72.6Ω34．解析：(1)当S0断开饮水机处在保温状态，这时饮水机的电功率加热状态消耗电能水吸收热量Q=cm∆t=4.2×10