第2节 电功率(第2课时)-【新课程能力培养】2024-2025学年九年级上册物理同步练习（人教版）

第十八章 电 功 率 对于纯电阻电路有 P=UI= U 2 R =I 2 R 。 在电源电压不变的情况下 ， 用电器的电阻小 ， 电路总功率大 （ 但电阻也不能过小 ， 如果用电 器电阻与导线电阻差不多时 ， 用电器两端电压就不再是电源电压了 ）。 对于两个电阻组成的电路 ： （ 1 ） 两电阻串联总电阻最大 ， 电路的总功率最小 。 （ 2 ） 两电阻并联总电阻最小 ， 电路的总功率最大 。 对于如图所示的电路 ： 当把 S 1 接 a 触点 ， S 2 闭合时 ， 两电阻丝并联 ， 用电器处于高温加热挡 ； S 1 接 b 触点 ， S 2 断开 ， 两电阻丝串联 ， 用电器处于低温保温挡 ； S 1 接 b 触点 ， S 2 闭合 ， 只有左侧电阻丝连入电路 ， 用电器处于中温挡 。 能力提升 综合拓展 1. 如图所示电路中电源电压不变 ， R 是定值电阻 。 当将一个 “ 2.5 V 0.3 A ” 的小灯泡 接在 a 、 b 两点间时 ， 小灯泡恰好正常发光 。 若换一个 “ 3.8 V 0.3 A ” 的小灯泡接在 a 、 b 两点间 ， 设灯泡工作时电阻不变 。 则这个小灯泡 （ ） A. 能正常发光 B. 比正常发光暗些 C. 比正常发光亮些 D. 灯丝会被烧断 2. 将一只 “ 6 V 3 W ” 的小灯泡 （ 忽略温度影响 ） 与一个阻值为 12 Ω 的电阻串联后接 到 12 V 的电源上 ， 闭合开关后 ， 小灯泡的实际功率 （ ） A． 大于 3 W B． 等于 3 W C． 等于 3.2 W D． 大于 3.2 W 3. 如图是一台电热饮水机的电路简图 。 其额定电压为 220 V ， 具有加热和保温两种功 能 ， 对应的功率分别是 400 W 和 40 W ， 下列说法正确的是 （ ） A. S 1 、 S 2 均闭合时 ， 饮水机处于保温状态 B. R 1 的阻值为 121 Ω C. R 2 的阻值为 1210 Ω 第 2 节 电功率 （ 第 2 课时 ） 知识清单 电源 a b R R S 2 S 1 第 3 题图 R 1 R 2 S 1 S 2 220 V 第 1 题图 R a b 117 九年级 人教版上册 D. 高温挡加热 1 h ， 耗电 0.35 kW · h ， 则饮水机处于正常工作状态 4. 灯泡 L 1 和 L 2 上分别标有 “ 3 V 6 W ” 和 “ 3 V 3 W ” 字样 。 假设灯丝电阻不变 ， 若将两灯串联 ， 保证两灯不被烧毁 ， 电路可以通过的最大电流为 ， 两灯两端可以施 加的最大总电压为 ， 此时两灯的总功率为 。 5. 灯泡 L 1 和 L 2 上分别标有 “ 6 V 3 W ” 和 “ 3 V 6 W ” 字样 。 假设灯丝电阻不变 ， 若将两灯并联 ， 保证两灯不被烧毁 ， 两灯两端可以施加的最大总电压为 ， 电路可以 通过的最大电流为 ， 此时两灯的总功率为 。 6. 某实验小组自制电加热器时 ， 设计的电路图如图所示 。 R 1 、 R 2 都是电热丝 ， 其中 R 1 的电阻是 20 Ω ， 电源电压是 30 V 。 只闭合 S 3 ， 电路处于低温挡 ， 加热器的功率是 18 W ； 只 闭合 S 1 、 S 2 ， 电路处于高温挡 。 求 ： （ 1 ） 低温挡时 ， 电路中的电流是多少 ？ （ 2 ） R 2 的电阻是多少 ？ （ 3 ） 高温挡时 ， 加热器的功率是多少 ？ 素养探究 综合实践 1. 如图甲所示是便携式可折叠电热壶 ， 该型号电热壶额定电压为 220 V ， 具有加热 、 保 温两挡 。 保温挡的额定功率为 200 W ， 内部简化电路如图乙所示 ， 双触点开关只能在触点 1 和 2 、 2 和 3 及 3 和 4 之间切换 。 R 1 、 R 2 是两个阻值不变的发热元件 ， R 2 ＝60.5 Ω ， 现将此电 热壶接到 220 V 的家庭电路中 。 求 ： （ 1 ） 当双触点开关接触点 （ 选填 “ 2 和 3 ” 或 “ 3 和 4 ”） 时为保温挡 。 （ 2 ） R 1 的电阻是多少 ？ 加热挡的电功率是多少 ？ （ 3 ） 若电热壶内装有 0.5 L 的水 ， 现用加热挡使水从 20 ℃ 升高到 100 ℃ ， 加热效率为 80% ， 则需要加热多长时间 ？ ［ c 水 ＝4.2×10 3 J/ （ kg · ℃ ）］ 第 6 题图 R 1 R 2 S 1 S 2 S 3 第 1 题图 甲 乙 R 1 220 V R 2 3 4 2 1 118 第十八章 电 功 率 2. 阅读短文 ， 回答下列问题 。 体 脂 秤 脂肪是人体的重要成分 ， 主要分布在内脏周围和皮肤下面 ， 脂肪供给维持生命必需的能 量 ， 氧化热值约为 3.8×10 7 J/kg ， 皮下脂肪还能防止热量散失 。 脂肪过量使人肥胖 ， 并导致 一些慢性疾病 。 人体脂肪率表示脂肪含量的多少 ， 简称体脂率 ， 是人体中脂肪质量与人体总 质量的百分比 ， 脂肪率可反映人体肥胖的程度 ， 是现代人衡量身体健康水平的重要指标 。 体 脂率的测量有多种方法 ， 比较方便的一种是利用脂肪几乎不含水分 ， 其导电性和其他成分不 同 ， 可以用测量人体电阻的办法来计算体脂率 。 这是市面上多数体脂秤测量体脂率的原理 。 如图甲所示为一款市面常见的体脂秤 ， 其体重测量部分的原理简化图如图乙所示 ， 由压 敏电阻 R （ 其阻值随所受压力 F 变化的关系如图丙所示 ）、 数字式仪表 P （ 电阻可忽略不 计 ）、 滑动变阻器 R 0 、 电池等组成电路 。 R 0 为滑动变阻器用作仪表 P 的调零 。 台板部分的质 量忽略不计 ， 电源电压为 6 V 。 当被测者站上体脂秤后数字式仪表 P 显示被测者体重 。 在测 量体重的同时 ， 踏板上的导电镀膜玻璃会给人体通入特定频率的电信号 ， 利用脂肪部分比肌 肉和人体的其他组织导电性差 。 利用一个安全的特定频率电信号通过人体时 ， 电信号会因人 体导电性的不同而发生不同程度的变化 。 根据这一变化加上被测者的身高 、 体重信息 ， 可计 算出人体体脂率的大概值 。 （ 1 ） 比较脂肪和人体其他成分的物理属性 ， 下列说法错误的是 （ ） A. 导热性较差 B. 导电性较差 C. 比热容较大 （ 2 ） 测量体脂率前需要先录入被测者的身高信息 ， 才能准确计算出体脂率 ， 因为人体身 高越高 ， 相当于导体的 越大 ， 电阻就越大 。 （ 3 ） 若 R 0 连入电路的阻值为 100 Ω ， 体脂秤最大可承受压力为 1000 N ， 则测量电路测 量体重的最大功率为 W 。 （ 4 ） 某被测者穿着橡胶拖鞋站上体脂秤 ， 发现体重正常显示 ， 而体脂率测量结果偏差很 大 ， 原因是 。 第 2 题图 甲 乙 丙 R 0 R S P R/Ω F/N1000 750500250 100 150 200 250 300 119 九年级 人教版上册 最大阻值由 （ 2 ） 求得 R 最大 =15 Ω-5 Ω=10 Ω 。 23. （ 1 ） 半导体 无光 （ 2 ） 减小 光照强度增加 ， 灯变亮 （ 3 ） 15 （ 4 ） 大 第十八章 电 功 率 第 1 节 电能 电功 【 基础巩固 达标闯关 】 1. 光 机械 内 2. E 焦耳 千瓦时 kW · h 1 kW · h=3.6×10 6 J 3. 220 20 4. 94.2 kW · h 47.1 5. 其 他形式 电能转化为其他形式的能 6. 机械能 做功 内 能 做功 内 7. 90 90 【 能力提升 综合拓展 】 1. 电 化学 用电器 2. 4.5 3 405 3. 0.02 7.2× 10 4 4. ACD 5. D 6. （ 1 ） 灯泡的亮度 （ 2 ） 不相同 （ 3 ） 电流 通电时间 （ 4 ） 电流表示数大 ， 所在支路的灯 泡亮度也大 【 素养探究 综合实践 】 1. 39960 200 2. （ 1 ） B （ 2 ） 光 内 光 小 第 2 节 电功率（第 1 课时） 【 基础巩固 达标闯关 】 1. 快慢 电功与时间之比 P P= W t UI 2. 瓦特 W 3. C 4. 4400 800 3600 5. 5.4 6. 0.01 60 7. 0.5 24 0.25 1.5 8. D 【 能力提升 综合拓展 】 1. D 2. C 3. C 4. AC 【 素养探究 综合实践 】 1. B 2. 解 ： （ 1 ） Q 吸 =c 水 mΔt=4.2×10 3 J/ （ kg · ℃ ） ×1 kg× （ 100℃- 45 ℃ ） =2.31×10 5 J 。 （ 2 ） 保温功率是 220 W ， ∵P=UI ， I= U R ， ∴R= U 2 P 保 = （ 220 V ） 2 220 W =220 Ω 。 （ 3 ） 加热功率是 880 W ， ∵P= W t ， ∴W=P 热 t=880 W× 5×60 s=2.64×10 5 J 。 煮茶器加热状态的热效率 浊= Q 吸 W = 2.31×10 5 J 2.64×10 5 J =87.5% 。 3. 解 ： （ 1 ） 由 I= U R 得 R 2 = U I = 4.5 V 0.3 A =15 Ω 。 （ 2 ） U 2 =U-U 1 =4.5 V-1.5 V=3 V ， I=I 1 =I 2 = U 2 R 2 = 3 V 15 Ω = 0.2 A ， P 1 =U 1 I 1 =1.5 V×0.2 A=0.3 W 。 （ 3 ） 电流表示数为 0.18A 时 ， U′ 2 =I′ 2 R 2 =0.18 A×15Ω=2.7 V 。 U′ 1 =U-U′ 2 =4.5 V-2.7 V=1.8 V R′ 1 = U′ 1 I′ 2 = 1.8 V 0.18 A =10 Ω ， 滑片 P 移动的距离 L= 10 Ω 0.5 Ω/cm =20 cm 。 第 2 节 电功率（第 2 课时） 【 能力提升 综合拓展 】 1. B 2. B 3. B 4. 1 A 4.5 V 4.5 W 5. 3 V 2.25 A 6.75 W 6. 解 ： （ 1 ） 由 P＝UI 得 I 低 ＝ P 低 U ＝ 18 W 30 V ＝0.6 A 。 （ 2 ） 低温挡时 ， R 1 与 R 2 串联由 I＝ U R ， R 低 ＝ U I 低 ＝ 30 V 0.6 A ＝50 Ω ， R 2 ＝R 低 -R 1 ＝50 Ω-20 Ω＝30 Ω 。 （ 3 ） 高温挡时 ， R 1 与 R 2 并联 。 I 1 ＝ U R 1 ＝ 30 V 20 Ω ＝1.5 A ， I 2 ＝ U R 2 ＝ 30 V 30 Ω ＝1 A ， P 高 ＝UI 高 ＝U （ I 1 ＋I 2 ） ＝30 V× （ 1.5 A＋1 A ） ＝75 W 。 【 素养探究 综合实践 】 1. 解 ： （ 1 ） 2 和 3 （ 2 ） 保温挡时由 P=UI ， I= U R 得 R 1 = U 2 P 保温 = （ 220 V ） 2 200 W = 242 Ω 。 加热挡时电阻 R 2 的功率 P 2 = U 2 R 2 = （ 220 V ） 2 60.5 Ω =800 W ， P 加热 ＝P 保温 ＋P 2 ＝200 W＋800 W＝1000 W 。 （ 3 ） V＝0.5 L＝0. 5×10 -3 m 3 ， 由 籽= m V 得 m＝籽V＝1.0×10 3 kg/m 3 ×0.5×10 -3 m 3 ＝0.5 kg ， Q 吸 ＝c 水 m （ t-t 0 ） ＝4.2×10 3 J/ （ kg · ℃ ） ×0.5 kg× （ 100 ℃-20 ℃ ） ＝1.68×10 5 J 。 由 浊= W Q 吸 得消耗的电能 W= Q 吸 浊 = 1.68×10 5 J 80% =2.1×１0 ５ J 。 由 P= W t 得加热时间 t= W P 加热 = 2.1×10 5 J 1000 W =210 s 。 2. （ 1 ） C （ 2 ） 长度 （ 3 ） 0.144 （ 4 ） 橡胶为绝缘体 第 3 节 测量小灯泡的电功率 【 基础巩固 达标闯关 】 1. C 2. （ 1 ） P＝UI （ 2 ） 0～0.6 A （ 3 ） C 【 能力提升 综合拓展 】 1. D 2. C 3. （ 1 ） 如图所示 （ 2 ） 断开 B （ 3 ） 将滑动变阻器下面两个接线柱接 入电路 （ 4 ） 向 A 端移动滑片 ， 直至电压表示数为 2.5 V （ 5 ） 0.8 【 素养探究 综合实践 】 1. （ 1 ） 如图所示 第 1 题答图 A B C D P 第 3 题答图 182