第十八章测试

（时间：60分钟　满分：100分）

一、选择题（每小题3分，共30分）

1．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）

A．电脑 B．电热杯 C．电视机 D．电风扇

2．某阻值为4 Ω的定值电阻，通过的电流为0.5 A，则1 min产生的热量是（　　）

A．2 J B．30 J C．60 J D．120 J

3．用电高峰期，会看到家里的白炽灯泡比正常发光要暗一些。这是因为，用电高峰期并联用电器增多，造成（　　）

A．电路中的总电阻增大

B．电路中的总电流减小

C．白炽灯泡的实际功率减小

D．白炽灯泡的额定功率减小

4．标有“6 V　3 W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与一只阻值为8 Ω的电阻并联接在电压为4 V的电路中，则整个电路消耗的功率为（　　）

A．3 W B．3.3 W C．3.6 W D．5 W

5．同学们用如图所示电路探究“电功率与电流的关系”。以下观点不正确的是（　　）

A．实验要选取规格不同的灯泡

B．实验中将两灯并联控制了灯两端电压相同

C．将滑动变阻器串联在干路中可以完成实验

D．将题中并联电路改为串联电路也可以完成实验

6．李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”，他找来额定电压均为6 V的L1、L2两只灯泡。将两灯串联起来，按照如图所示的电路开始了实验探究，闭合开关后，看见灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，则关于两灯的电阻R1和R2两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是（不考虑灯丝电阻值随温度的变化）（　　）

A．R1＞R2，P1＞P2 B．R1＜R2，P1＜P2

C．R1＞R2，P1＜P2 D．R1＜R2，P1＞P2

7．如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝。不同的连接方式其发热功率不同。下列说法不正确的是（　　）

A．甲的发热功率与丙的发热功率相等

B．丁的发热功率是丙的发热功率的2倍

C．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍

D．丁的发热功率是乙的发热功率的4倍

8．甲、乙两只白炽灯的铭牌如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．甲灯灯丝比乙灯灯丝细

B．两灯都正常发光时，甲灯消耗的电能较少

C．两灯都正常发光时，甲灯电阻小于乙灯电阻

D．两灯串联后，接在220 V电路中，甲灯比乙灯暗

9．如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S1和S2，灯L正常发光；则断开开关S2时（　　）

A．电流表示数变小，灯L仍然正常发光

B．电流表示数变大，灯L变亮

C．电压表示数变大，灯L的实际功率变小

D．电压表示数不变，电路的总功率变大

10．如图所示，电源电压为6 V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为20 Ω，定值电阻R0为5 Ω。闭合开关后，移动滑片，发现能使电流表（“0～0.6 A”或“0～3 A”）和电压表（“0～3 V”或“0～15 V”）的指针同时达到满刻度线。则R0的电功率与电流的关系图象可能是（　　）

二、填空题（每空2分，共24分）

11．小明家的电能表月初的数字是，月末表盘的示数如图所示。若按0.5元1 kW·h的标准收费，他家本月应缴纳电费________元。若电能表的转盘在10 min内转过400转，则接在该电能表上的用电器总功率为________ W。

12．一盏标有“220 V　100 W”的白炽灯正常发光时的电阻为________ Ω，“220 V　100 W”的白炽灯与“220 V　20 W”的节能灯均正常工作时亮度相当，若两灯都正常工作，分别消耗1 kW·h的电能，节能灯比白炽灯多工作________ h。

13．如图所示电路，电源电压保持不变，R为定值电阻。闭合开关S，调节滑动变阻器R′，发现电流表示数从0.1 A变为0.3 A，电压表示数改变了4 V。由此可判断在这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值________（选填“变大”或“变小”），定值电阻R的电功率变化了________ W。

14．图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1 W；再闭合开关S1，电流表示数变化了______ A，此时电路消耗的总功率为______ W。

15．某同学把标有“8 V　16 W”的灯泡L1和“12 V　36 W”的灯泡L2串联在电路中，闭合开关后，其中一只灯泡能正常发光，另一只没有达到额定电压。由此可知电源电压为________ V，此时L1的实际功率________ （选填“大于”“等于”或“小于”）L2的实际功率。

16．如图电源电压恒定，闭合S0。当S闭合、甲乙两表为电压表时，两表示数之比U甲∶U乙＝7∶5；当S断开、甲乙两表为电流表时，两表示数之比I甲∶I乙＝________，此时R1、R2消耗的功率之比P1∶P2＝________。

三、简答与实验探究题（17题4分，18题6分，19题16分，共26分）

17．质监部门检查发现，伪劣电热器的电源线的芯线一般比合格产品的细，使用时存在很大的安全隐患。请你用学过的物理知识解释存在安全隐患的原因。

18．小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的小。

（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，主要是由于________________________________________________________________________。

（2）实验中，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是_________________

_________________________________________________________。

（3）若乙瓶中的温度计示数变化了10 ℃，镍铬合金丝消耗了3.5×10－3 kW·h的电能，烧瓶中煤油的质量是________ kg。〔已知c煤油＝2.1×103 J/（kg·℃），不计热损失〕

19．小明按如图所示电路图做“测量灯泡的电功率”的实验。实验室可提供下列器材：

A．电流表

B．电压表

C．滑动变阻器R（阻值0～20 Ω）

D．电阻为6 Ω的待测灯泡L（电阻不随温度变化）

E．电源E（电压4.5 V并保持不变）

F．开关S及导线若干

（1）根据电路图和实验室提供的器材，可判断出：实验时通过灯泡的最小电流为____ A；加在灯泡两端的最大电压为____ V。

（2）若小明所选电压表的量程为0～3 V、电流表的量程为0～0.6 A，实验要求测量时通过灯泡的电流至少为电流表满刻度的三分之一，则测出的灯泡的功率范围只能是________。

（3）小明按电路图连接好电路后进行实验，由于电路中某一处有故障，当闭合开关时电压表无示数，为查出电路故障，小明进一步观察并检查电路。当检查到电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好时，小明结合前面的观察，就可判断出电路的故障：

如果小明观察到__________，则故障是________；

如果小明观察到__________，则故障是________。

（4）排除故障后，小明继续进行实验，在对测量数据的记录和处理时，他设计了如下表格。你认为这张表格的设计是________（选填“正确”或“错误”）的。

四、综合计算题（每题10分，共20分）

20．如图所示，R1＝20 Ω，R2＝10 Ω，闭合开关后，电流表的示数是0.3 A。求：

（1）R1两端的电压；

（2）电阻R2消耗的功率。

21．小明发现自己家汽车照明大灯的灯泡内有两根灯丝，一根是功率较小的近光灯丝（主要用于照亮车前较近的路面，另一根是功率稍大的远光灯丝（主要用于照亮前方较远的路面）。当控制手柄拨到“近光”位置时，近光灯丝正常发光；当控制手柄拨到“远光”位置时，近光灯丝和远光灯丝同时正常发光。该灯泡上标有“12 V　60 W/54 W”的字样，通过计算回答：

（1）当控制手柄拨到“近光”位置时，通过近光灯丝的电流多大？

（2）近光灯丝正常发光时的电阻多大？

（3）小明爸爸驾车在郊区道路上行驶，将控制手柄拨到并保持在“远光”位置5分钟，这段时间内一个照明大灯消耗的电能是多少焦？

（4）说明这种灯泡内两根灯丝在电路中的连接方式，并简述理由。

参考答案

1．B　点拨：电脑工作时主要是把电能转化为光能；电热杯工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的；电视机工作时主要是将电能转化为光能、声能；电风扇工作时主要是将电能转化为机械能，B选项符合题意。

2．C　点拨：已经电阻值大小和通过的电流及通电时间，则根据焦耳定律得Q＝I2Rt＝（0.5 A）2×4 Ω×60 s＝60 J，C选项正确。

3．C　点拨：用电高峰时，并联的用电器增多，通过输电线的电流增大，根据欧姆定律可知，输电线上分去的电压增大，导致白炽灯泡两端的实际电压降低，从而使白炽灯泡的实际功率减小，C选项正确。

4．C　点拨：小灯泡与电阻并联时，电压均为4 V，从图象中可以看出，这时小灯泡中的电流为0.4 A，则小灯泡消耗的电功率为P1＝UI1＝4 V×0.4 A＝1.6 W，电阻消耗的电功率为P2＝＝2 W，所以整个电路消耗的功率为P＝P1＋P2＝1.6 W＋2 W＝3.6 W。

5．D　点拨：要探究电功率与电流的关系，需要控制灯泡两端的电压相等，在灯泡规格不同，即电阻不同的情况下，比较灯泡的发光亮度与电流的关系，从而得出电功率与电流的关系，所以D选项中观点不正确。

6．D　点拨：两灯串联在同一电路中，通过它们的电流相等，从题意可知，L2的亮度大于L1的亮度，可知L2的实际功率大于L1的实际功率，由公式P＝I2R可判断，R2＞R1；由于两灯的额定电压相等，均为6 V，根据公式P＝可判断出，电阻小的L1灯的额定功率大。

7．A　点拨：设R1、R2的电阻均为R，由于总电压220 V不变，变化的是因接线方式不同总电阻发生变化，所以用公式P＝来分析。甲：R1、R2都没有接入电路中，电路断开；乙：R1、R2串联，总电阻为R1＋R2＝2R；丙：只有R1接入电路中，总电阻为R；丁： R1、R2并联，总电阻最小，为。再由公式P＝分析可知：A选项错误，B、C、D选项正确。

8．A　点拨：根据公式R＝可判断，甲灯额定功率小，电阻大，在材料、长度相同的情况下，横截面积越小，电阻越大，所以甲灯灯丝比乙灯灯丝细，A选项正确，C选项错误；两灯消耗电能的多少不仅与功率的大小有关，还与时间有关，由于时间不确定，所以B选项错误；当两灯串联后，通过两灯丝的电流相等，根据公式P＝I2R可知，在电流相等时，电阻越大，实际功率越大，灯泡越亮，所以甲灯较亮， D选项错误。

9．A　点拨：闭合开关S1和S2时，灯L与电阻R并联，电压表测并联电路两端电压，示数等于电源电压，电流表测干路电流；断开开关S2时，电路中只有灯L，这时灯两端电压仍等于电源电压，电流表测的是灯L中的电流，而灯L中电流保持不变，灯L实际功率不变，仍然正常发光，由于减少了通过电阻R这一支路电流，故电流表示数变小，电路的总功率很显然比断开开关S2前减小了电阻R消耗的电功率，故总功率变小。

10．C　点拨：根据题中提供的信息可知，电源电压为6 V＜15 V，故电压表使用的是0～3 V量程，电流中的最大电流为I＝＝1.2 A＜3 A，所以电流表使用的是0～0.6 A量程；在移动滑动变阻器时，电路中的电流在时刻变化，由电功率的公式P＝I2R可知，电功率与电流的平方成正比，最大电功率为P最大＝（0.6 A）2×5 Ω＝1.8 W，电路中的最小电流I＝＝0.24 A，所以从0～0.24 A，这个范围内R0没有电流通过。

11．42　1 200

点拨：小明家本月消耗的电能

W1＝1 469.5 kW·h－1 385.5 kW·h ＝84 kW·h，

应缴纳电费0.5元/kW·h×84 kW·h＝42元。

电能表转盘转过400转，电路所消耗的电能

W2＝＝0.2 kW·h，

电路中用电器的总功率

P＝＝1.2 kW＝1 200 W。

12．484　40

点拨：白炽灯正常发光时的电阻R＝＝484 Ω；节能灯工作的时间t1＝＝50 h，白炽灯工作的时间t2＝＝10 h，故节能灯比白炽灯多工作40 h。

13．变小　1.6

点拨：从题中电路图可看出，滑动变阻器与定值电阻串联，且电流表示数在增大，根据欧姆定律可判断滑动变阻器接入电路中的阻值在变小，设开始时定值电阻两端的电压为U，滑动变阻器阻值变小后，定值电阻两端电压为U＋4 V，根据欧姆定律可得＝R，＝R，解得R＝20 Ω，U＝2 V，即变化后定值电阻两端的电压为U＋4 V＝6 V，因此定值电阻上电功率变化为ΔP＝＝1.6 W。

14．0.2　1.4

点拨：当只闭合开关S时，电路中只有灯泡L，此时灯泡两端的电压等于电源电压，此时小灯泡的实际功率为1 W，结合图象可知，此时小灯泡两端的电压为2 V，通过小灯泡的电流为0.5 A，即电源电压为2 V；当再闭合开关S1，此时灯泡和电阻R并联，电流表的示数等于通过灯泡的电流与电阻的电流之和，由图象可知，在电压为2 V时通过电阻的电流为0.2 A，所以电路中的电流将变化0.2 A；此时电路总电流即电流表的示数为0.5 A＋0.2 A＝0.7 A，所以电路消耗的总功率为P总＝2 V×0.7 A＝1.4 W。

15．16　等于

点拨：灯泡L1、L2正常工作时的电流分别为I1＝＝2 A，I2＝＝3 A；电阻可由R＝分别求出，R1＝＝4 Ω，R2＝＝4 Ω。为保证灯泡不被烧坏，通过的电流为2 A，只能是L1正常发光。两灯串联，电流相等，而电阻又相等，由U＝IR可知，两灯两端的电压相等，两灯两端的电压为8 V，所以电源电压为16 V；此时灯泡L1在额定电压下工作，P实＝P额＝16 W，灯泡L2的实际功率P实＝＝16 W，所以两灯的实际功率相等。

16．2∶7　5∶2

点拨：闭合S0，当S闭合、甲乙两表为电压表时，电路为电阻R1、R2串联，电压表甲测量的是串联电路的总电压U＝U1＋U2，电压表乙测量的是电阻R2两端的电压U2，则，化简得，根据欧姆定律变形式U＝IR知，电流I相等，则串联电路中电压的分配与电阻成正比，所以电阻R1、R2之比为；当S断开、甲乙两表为电流表时，电路为电阻R1、R2并联，电流表甲测量电阻R2中的电流，电流表乙测量干路中的电流，根据欧姆定律变形式I＝知，电压U相等，则并联电路中电流的分配与电阻成反比，所以，则两电流表示数之比为，根据电功率公式P＝，电压U相等，则并联电路中用电器的电功率与电阻成反比，即电阻R1、R2消耗的电功率之比为。

17．伪劣电热器的电源线的芯线细使得电线的电阻大，根据P＝I2R（或Q＝I2Rt）可知，在电流（或电流和通电时间）一定时，电线的发热功率大（或电流流过电线时产生的热量多），电线会显著发热，存在火灾隐患。

18．（1）水的比热容大于煤油的比热容

（2）在电流及通电时间相同时，导体的电阻越大产生热量越多　（3）0.6

点拨：实验探究电热的多少与哪些因素有关时，采用转换法，把电流产生的热量多少转化为煤油的温度变化，即用电流通过金属丝产生的热量给煤油加热，使煤油温度上升，根据比热容知识可知，相同质量的不同物体，吸收相同的热量，比热容小的温度上升得多，所以实验中采用煤油是利用了煤油的比热容小、温度变化显著的特点；由于实验时采用了串联，通过两金属丝的电流和通电时间均相同，只是电阻不同，乙瓶中温度计上升得快，说明导体的电阻越大，产生的热量越多；根据吸热公式Q吸＝cmΔt可求得m＝＝＝0.6 kg。

19．（1）0.173　4.5　（2）0.24～1.5 W　（3）电流表无示数　滑动变阻器断路　电流表有示数　灯泡短路　（4）错误

点拨：当变阻器滑片在阻值最大时，电路中电流最小，即I＝＝0.173 A，当滑片在最小阻值时，灯泡两端的电压最大为电源电压4.5 V；电流表示数至少为满刻度的三分之一，则电路中最小电流为0.2 A，此时灯的功率P小＝I2R＝（0.2 A）2×6 Ω＝0.24 W，最大电流应同时考虑电压表和电流表量程，所以通过灯泡的最大电流应是I大＝＝0.5 A，此时最大功率P大＝I大2R＝（0.5 A）2×6 Ω＝1.5 W；电路中电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好，所以当电流表无示数时故障为滑动变阻器断路，当电流表有示数时故障为小灯泡短路；由于灯泡的电功率在不同实际电压下的实际功率不同，所以实验中不能对电功率求平均值，即表格设计不正确。

20．（1）U1＝I1R1＝0.3 A×20 Ω＝6 V

（2）P2＝＝3.6 W〔或I2＝＝0.6 A　P2＝U2I2＝6 V×0.6 A＝3.6 W或I2＝＝0.6 A　P2＝＝（0.6 A）2×10 Ω＝3.6 W〕

点拨：R1的电阻及通过的电流已知，根据欧姆定律变形式U1＝I1R1可求出电阻R1两端电压，由于并联电路各支路两端电压相等，即可得到电阻R2两端电压，R2的电阻已知，电阻R2消耗的电功率可以利用电功率公式的推导式P2＝求得。

21．（1）由公式P＝UI，得：通过近光灯丝的电流I近＝＝4.5 A。

（2）由公式I＝，得：近光灯丝正常发光时的电阻R近＝≈2.7 Ω。

（3）t＝5 min＝300 s，P＝P远＋P近＝60 W＋54 W＝114 W

由公式P＝得：这段时间内一个照明大灯消耗的电能

W＝Pt＝114 W×300 s＝34 200 J。

（4）这种灯泡内两根灯丝是并联的。因为近光灯丝既可以单独正常发光，也可以和远光灯丝同时正常发光，所以它们是并联的。

点拨：灯泡上标有“12 V　60 W/54 W”，标识的物理意义是灯泡的额定电压是12 V，远光灯的电功率为60 W，近光灯的电功率为54 W。由于近光灯灯丝的额定电压和额定功率已知，根据I＝可求出通过近光灯灯丝的电流，然后再运用欧姆定律的变形式R＝求出近光灯灯丝的电阻；控制手柄拨到“远光”位置时，近光灯和远光灯同时发光，此时的总功率为两灯功率之和，然后根据W＝Pt求出这段时间内所消耗的电能；由于近光灯和远光灯互不影响，所以近光灯和远光灯是并联的。

物理九年级上第十八章测试（附答案）讲解