专题05 第15章 电能与电功率【考点清单】-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲（沪粤版）

专题05 第15章 电能与电功率 清单01 电能、电功和电功率 一、电能与电功 物理学中，当电能转化为其他形式的能时，我们就说电流做了功。电功用字母W表示，它的单位与机械功的单位一样，也是焦。生活中常用千瓦时表示电功。1kW·h＝3.6×106J。 二、电功率 意义 表示消耗电能的快慢，用符号P表示 单位 国际单位瓦特(W) 常用单位：千瓦kW，1kW＝103W 大小 用电器消耗电能与时间的比值 公式 P＝ 公式中各量及其单位 W——电功 t——通电时间 P——电功率 1．额定电压和额定功率：用电器在正常工作时的电压叫额定电压，用电器在额定电压下工作时所消耗的功率叫额定功率。 2．计算电功率最常用的基本公式：，该公式表明：用电器的电功率P等于用电器两端的电压U和通过用电器的电流I的乘积。 3．公式变形： ； 4．推导公式 清单02 焦耳定律 1．定义：电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的热效应。 2．焦耳定律：电流流过时导体的产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。计算公式是Q＝I2Rt。 3．电热器是利用电流的热效应来工作的，电热器的主要组成部分是发热盘，它是由电阻率大，熔点高的电阻丝制成的。生活中常见的电热器有电熨斗、电热水壶、电吹风等。 实验一　测量小灯泡的额定功率 小红在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。 (1)请将图甲中的实验电路补充完整（要求导线不得交叉）； (2)连接正确电路后闭合开关，小红发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，接下来应进行的操作是C； A．更换小灯泡 B．检查开关是否闭合 C．移动滑动变阻器滑片 D．检查电压表是否断路 (3)实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向A（选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为1.25W； (4)由图丙所示的I-U图像可知灯丝的电阻随温度变化的特点，这种现象在生活中也有体现。家里的白炽灯在开灯瞬间（选填“开灯瞬间”或“开灯一段时间后”）灯丝更容易烧断； 【拓展】 小红还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻，在保证电路安全的前提下，设计了如图丁所示的电路（电源电压恒定大于U额且未知，电压表量程足够大，滑动变阻器R的最大阻值未知，定值电阻的阻值为R0），请将实验步骤与结论补充完整： ①闭合S、S2，断开S1，移动滑片P，使电压表示数为 U额； ②闭合S、S1，断开S2，保持滑片P位置不变，读出电压表的示数为U1； ③闭合S、S1，断开S2，将滑片P移到最左 端，读出电压表的示数为U2； ④小灯泡正常发光时的电阻RL=（用U1、U2、U额、R0表示）。 实验二　探究影响电流的热效应的因素 如图甲、乙所示，在探究“影响电流的热效应的因素”实验中，三个烧瓶中装入等质量的煤油。 (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了如图甲所示的装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，该实验通过比较 温度计示数的变化（选填“温度计示数的变化”或“加热时间”）来判断相同时间内不同电流产生热量的多少。下列探究实验也采用这种研究方法的是C。 A．探究电流与电压、电阻的关系； B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻； C．在探究影响动能大小因素的实验中，小车动能的大小通过木块移动的距离来比较。 (2)实验中，对于烧瓶内的液体，小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是煤油的比热容小，吸收相同的热量，温度变化比较大。 (3)小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度；然后移动滑动变阻器的滑片改变电流的大小，重复上述操作（见表）。 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度的升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出结论：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越多。 (4)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙所示的 C（选填“B”或“C”）烧瓶中的电阻与图甲所示烧瓶中的电阻串联（选填“串联”或“并联”）。 【练习1】（23-24九年级上·河北石家庄·期末）如题图所示，开关闭合，电压表V1的示数为6V，电压表V2的示数为2.4V，则灯L1两端的电压为 V，L1与L2的电阻之比为 ，若把两灯并联起来同时接通电路，当L1耗电能6J时，L2耗电能为 J。 【答案】 2.4 4 【解析】[1][2]开关闭合，、串联，电压表测电源电压，电压表测电压，则灯L1两端的电压为2.4V，根据串联电压规律，电压为 串联电流相等，根据，电压与电阻成正比，则L1与L2的电阻之比为 [3]若把两灯并联起来同时接通电路，电压相等，根据，时间相同时，消耗电能与电阻成反比，L1与L2的电阻之比为，则消耗电能之比为，则当L1耗电能6J时，L2耗电能为 【练习2】（23-24九年级上·河南郑州·期末）学校将教室中“220V 40W”的日光灯更换为“220V 22W”的LED护眼灯，如图所示。若学校共更换护眼灯120盏，电灯每天正常工作10h（按30天）可节约 kW·h的电能。教室中电灯的连接方式是 ，你判断的依据是 。 【答案】 648 并联 各灯之间互不影响 【解析】[1]120盏LED灯30天消耗的电能 W=Pt=120×22×10-3kW×30×10h=792kW·h 120盏日光灯30天共消耗的电能 W'=P't=120×40×10-3kW×30×10h=1440kW·h 一个月节约的电能为 ∆W=W'﹣W=1440kW·h﹣792kW·h=648kW·h [2][3]教室里的一个开关同时控制多个电灯，但各个电灯都能独立工作，互不影响，所以是并联的。 【练习3】（22-23九年级上·陕西咸阳·期末）如图是灯L和定值电阻R的I-U图像，则R的阻值为 Ω．当灯L和定值电阻R串联在一电源上时L消耗的功率为0.3W，电源电压为 V，定值电阻R在该电路工作1min产生的热量为 J。 【答案】 10 4 54 【解析】[1]定值电阻的阻值 [2]因小灯泡L消耗的功率为0.3W，由图可知通过小灯泡的电流为0.3A，小灯两端的电压为1V。因灯L和定值电阻R串联在一电源上，由串联电路的电压规律得电源电压 [3]定值电阻R在该电路工作1min产生的热量 【练习4】（23-24九年级上·湖北武汉·期末）如图甲所示，多芯线是生产、生活中常用的导线，由多根细导线制成。多芯线的电阻远 （选填“大于”或“小于”）每根细导线的电阻，多芯线接入电路时各根导线之间的连接方式是 。家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来使用，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，原因是通电时连接处的电阻比别处的电阻较 ，在相同时间内产生的热量较 。 【答案】 小于 并联 大 多 【解析】[1][2]多芯线是由多根细导线绕制而成，且接入电路时各根细导线之间是并联的，根据电阻的并联规律可知，多芯线的电阻远小于每根细导线的电阻。 [3][4]在家庭电路中，导线相互连接处接触不良，导致该处的电阻较大。根据焦耳定律可知，在通过导体的电流相等，通电时间相等的情况下，电阻越大产生的热量更多。 【练习5】（23-24九年级上·江苏扬州·期末）道路两侧的树上和商店门前五光十色的彩灯，扮靓了我们的城市。若取走其中一盏灯，整串灯却会熄灭，但当其中一只彩灯灯丝断裂后，其他的灯依然明亮，其亮度将 （变大/不变/变小），这是因为在这类彩灯灯丝支架下方还有一根与灯丝并联的特殊金属丝，如图所示，灯丝断裂后，金属丝中 （有/没有）电流，如果每只彩灯正常工作的电压为12V，至少可以将 盏这样的灯泡接在电路中，若其中一盏灯丝断裂的瞬间，该灯泡两端的电压为 V。 【答案】 变大 有 19 220 【解析】[1]用电器串联时，任何一个用电器开路，则其它用电器都不能工作，所以取走其中一盏灯，整串彩灯同时熄灭，说明这串彩灯是串联的；一只彩灯的灯丝和特殊金属丝是并联的，小彩灯正常发光时，电流从灯丝通过，灯丝断时，电流从金属丝中通过，当其中一只彩灯灯丝断裂后，电流会通过金属丝将电路接通，使电路的总电阻减小，电流变大，所以其他的灯依然明亮，由公式可知，灯泡实际功率变大，灯泡亮度将变大。 [2]小彩灯正常发光时，电流从灯丝通过，灯丝断时，电流从金属丝中通过，故灯丝断裂后，金属丝中有电流。 [3]如果每只彩灯正常工作的电压为12V，由串联分压可知，若将19盏这样的灯泡接在电路中，灯泡两端电压为 若将18盏这样的灯泡接在电路中，灯泡两端电压为 故为了保证电路安全，彩灯两端电压不能超过12V，故至少可以将19盏这样的灯泡接在电路中。 [4]若其中一盏灯丝断裂的瞬间，相当于该灯丝的电阻无限大，可分得所有电压，则该灯泡两端的电压为220V，这样才能击穿金属丝的绝缘层，使电路重新接通。 【练习6】（23-24九年级上·陕西咸阳·期末）小明设计了一个声音分贝测试仪，其原理如图甲所示，R为声敏电阻，其阻值随声音强度N的变化关系如图乙所示，R0是阻值为100Ω的定值电阻，电源电压为6V，利用电压表作为声音分贝测试仪的表盘。闭合开关S，求： (1)当声音强度变大时，声敏电阻R的阻值 （选填“变大”“不变”或“变小”）； (2)当声音强度为80dB时，R0的电功率是多少 W? (3)电流表的量程是0~50mA，电压表的量程是0~3V，在确保电路安全的情况下，此声音分贝测试仪能够测量的声音强度最大为多少 ? 【答案】(1)变小 (2)0.0225 (3)160dB 【解析】（1）由图可知，当声音强度变大时，声敏电阻R的阻值变小。 （2）当声音强度为80dB时，声敏电阻的阻值为300Ω，电路中的电流为 R0的电功率是 （3）根据题意可知，电流表允许通过的最大电流为 电压表的示数最大为3V，则定值电阻允许通过的最大电流为 综合分析可知电路中允许通过的最大电流为0.03A，当声敏电阻越小时，声音的强度越大，即当电路中电流最大时，声敏电阻的阻值最大，则此时电路中的电阻为 此时声敏电阻的阻值为 由乙图可知，此声音分贝测试仪能够测量的声音强度最大为160dB。 【练习7】（23-24九年级上·广东深圳·期末）如图是一款既能吹冷风又能吹热风的冷暖风机的原理图及其简化电路，为了安全，冷暖风机都装有跌倒开关S（图乙跌倒开关S未画出）。当风机正立时，跌倒开关的活动球使电路连通，当工作的风机跌倒时，活动球能切断整个风机电路。 （1）跌倒开关中的活动球应使用 （选填“导体”或“绝缘体”）材料制作，跌倒开关在电路中应安装在 （选填“O”“P”或“Q”）处，理由是 ； （2）风机正立时，若只闭合开关S1，风机吹出的是 风；若将开关S1、S2都闭合，风机吹出的是 风（以上两空均选填“热”或“冷”），此时发热丝和电动机是 联； （3）风机正立工作，且只闭合开关S1时，插头处电流为1.2A，然后再把S2闭合，插头处电流变为3A，此时流过发热丝的电流是 A，此时电路消耗的总功率是 W。 【答案】 导体 O 并联电路中干路开关控制整个电路 冷 热 并 1.8 660 【解析】（1）[1]风机正立时，活动球将两侧金属片连接起来，电路通路，所以活动球应选导体材料制作。 [2] [3]当工作的风机跌倒时，活动球能切断整个风机电路，所以跌倒开关应安装在干路上，即安装在图中“O”处，并联电路中干路上的开关控制整个电路。 （2）[4]风机正立时，即跌倒开关闭合，再闭合开关S1，电动机工作，发热丝不工作，故风机吹冷风。 [5] 风机正立时，即跌倒开关闭合，再闭合开关S1、S2，电动机、发热丝均工作，故风机吹热风。 [6] 由图可知，电路中有两条电流路径，电动机与电热丝并联。 （3）[7]风机正立时，即跌倒开关闭合，闭合开关S1，电路中电流为1.2A，即通过电动机的电流为1.2A，再闭合开关S2，此时插头处的电流为3A，即干路中电流为3A，由并联电路的电流特点可知，通过发热丝的电流 [8]此时干路中电流为3A，则电路消耗的总功率 一、单选题 1．如图所示，已知小灯泡L的额定电压为5V，R1，R2写有“20Ω 0.55A”，先将单刀双掷开关S拨下端，调节滑动变阻器R1至小灯泡正常发光，此时滑动变阻器电阻为，，再将S拨上端，调节R2使电流表示数为0.5A，此时上下端两电路总电阻相同，再闭合S1，记录电压表示数为U1，再断开S1，闭合S2，此时电压表示数为U2，U1∶（U2-U1）=9∶2，则下列说法正确的是（　　） A．电源电压为9V B．小灯泡额定电功率为2.4W C．电路总功率最大约为12.22W D．R2的最大功率为6.05W 【答案】C 【解析】AB．当闭合S0，将单刀双掷开关S拨下端时，调节滑动变阻器R1至小灯泡正常发光，此时简化电路图如图所示 此时小灯泡和R1串联，根据串联电路特点和欧姆定律可得   ① 当将S拨上端，调节R2使电流表示数为0.5A，简化电路图如图所示 此时R0和R2串联，根据串联电路特点和欧姆定律可得   ② 此时上下端两电路总电阻相同，则   ③ 电源电压不变，由①②③可得 即 解得小灯泡正常发光时的电阻为，根据可得，小灯泡的额定功率为 再闭合S1，此时电压表测的是R0的两端电压，记录电压表示数为U1，即 ④ 再断开S1，闭合S2，此时电压表测的是电源电压，即   ⑤ 根据题意可得   ⑥ 联立④⑤⑥可得   ⑦ 根据题意可得   ⑧ 联立①⑦⑧可解得，，电源电压；故AB错误； C．根据题图和串并联电路特点可知，当闭合S0，S拨下端，S3、S1同时闭合时，此时电路为并联电路，电路的总电功率有最大值，考虑电路的安全性问题，此时灯泡正常发光，简化电路如图所示 根据串并联电路特点和以及可得，此时电路总功率最大为 故C正确； D．根据题图可知，要求得R2的电功率，无论开关处于何种状态，比如闭合S0、将S拨上端或只闭合S0、S3、S2等，R2需与R0串联接入电路中，且R2与R0的两端总电压等于电源电压，假设此时通过R2与R0所在支路的电流为I′，则R2的电功率为 根据数学二次函数知识可知，当 R2的电功率有最大值（此时电路电流小于变阻器的允许通过的最大电流，电路安全），为 故D错误。 故选C。 2．北京的道路上行驶着很多公交电车，这种车的车顶上有两根电缆，被称为集电杆，电车通过集电杆与高压电线相连，给电车供电。关于这种电车，下列说法中错误的是（　　） A．相邻的两辆电车之间是并联关系 B．在等红绿灯时，一些电车会放下电缆，此时相当于断开了电路的开关 C．高压电线相当于电源 D．电车会把电能全部转化为机械能 【答案】D 【解析】A．相邻的两辆电车互不影响，之间是并联关系，故A正确，不符合题意； B．在等红绿灯时，一些电车会放下电缆，此时相当于断开了电路的开关，电车没有电流经过，故B正确，不符合题意； C．高压电线相当于电源，给电车提供电压，故C正确，不符合题意； D．由于存在摩擦，电车会不能把电能全部转化为机械能，故D错误，符合题意。 故选D。 3．在学校主题为“宜居靓校园，健康新生活”活动中，同学们正在热火朝天打扫教室，如图所示。对教室里有关数据的估测中，合理的是（　　） A．教室里每只日光灯两端的电压约为36V B．通过每只日光灯中的电流约为1A C．空调的额定功率约为1000W D．将一把扫帚举高1m做的功约为100J 【答案】C 【解析】A．教室里每只日光灯两端的电压约为220V，故A不符合题意； B．教室里一只日光灯的功率约为40W，由公式可知，通过每只日光灯中的电流约为 故B不符合题意； C．空调的额定功率约为1000W，故C符合题意； D．一把扫帚的质量约0.5kg，重力约为 则将一把扫帚举高1m做的功约为 故D不符合题意。 故选C。 4．关于“伏安法测小灯泡电功率”和“伏安法测小灯泡的电阻”，下列说法正确的是（　　） A．伏安法测小灯泡电功率实验原理是 B．两个实验都采用多次测量取平均值来减小误差 C．两个实验使用的实验器材完全相同 D．伏安法测小灯泡的电阻采用了控制变量法 【答案】C 【解析】A．分别用电压表和电流表测出灯泡两端的电压和通过的电流，根据P=UI求灯泡的电功率，伏安法测小灯泡电功率实验原理是P=UI，故A错误； B．“伏安法测小灯泡的电阻”的实验多次测量的目的找电阻丝的电阻与温度的关系，“伏安法测小灯泡的电功率”的实验多次测量的目的是得出实际电压低于、等于、高于实际电压时，实际功率和额定功率的关系，故B错误； C．根据和P=UI知这两个实验可以使用同一电路，测量小灯泡两端的电压和电流，两个实验使用的实验器材完全相同，故C正确； D．两个实验都没有采用控制变量法，故D错误。 故选C。 5．许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，和为加热电阻．下列分析正确的是（    ） A．除雾状态，电路中只有工作 B．除霜状态，电路中只有工作 C．除雾状态，电路的总电流最大 D．除霜状态，电路的总功率最大 【答案】D 【分析】在电压U一定的情况下，由电功率公式可知，电阻R越小，电功率P越大；电阻R越大，电功率P越小。 【解析】AC．当开关S闭合，S1断开时，电路中只有R2工作，此时电路中的总电阻最大，总电流最小，总功率最小，后视镜处于“低温”除雾状态，故A、C错误； BD．当开关S、S1均闭合时，电路中R1与R2并联，此时电路中的总电阻最小，总电流最大，总功率最大，后视镜处于“高温”除霜状态，故B错误，D正确。 故选D。 6．如图为探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关的部分装置。两个相同的平底烧瓶里装上质量和初温都相同的液体，将两根电阻分别为R1和R2（R1≠R2）的电阻丝浸入液体的中部，如图所示，再将导线a、b的两端接上电源和开关通电。下列说法正确的是（　　） A．图中实验是探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系 B．本探究实验用到的研究方法主要是控制变量法和转换法 C．为使实验现象更明显，应在两个烧瓶中装入比热容较大的不同液体 D．实验时观察到乙瓶中温度计示数变化大些，说明乙瓶中的电阻R2小些 【答案】B 【解析】A．要探究电流对电热的影响，应控制通电时间和电阻大小相同，而电流不同，甲、乙容器内电阻的阻值不相等，但通过的电流相等，故A错误； B．电流通过电阻丝产生的热量越多，容器内液体吸收的热量越多，液体的温度越高，即通过液体温度的变化可以反映电流产生热量的多少，采用了转换法；由于电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间均有关，所以探究电流通过导体产生的热量跟某个因素的关系时，要用到控制变量法，故B正确； C．在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故C错误； D．由图知，两电阻丝串联，电流和通电时间相同，乙瓶中温度计的示数变化大，电阻丝R2产生的热量多，根据Q=I2Rt可知R1＜R2，故D错误。 故选B。 二、多选题 7．如图所示，电源电压恒为U，R1、R3为定值电阻，阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为2R。a、b、c为电流表或电压表中的任意一种。闭合所有开关，将滑动变阻器的滑片置于中间位置时，三个电表均有示数；保持滑动变阻器滑片的位置不动，断开S3，只闭合开关S1和S2，此时只有两个电表有示数，且电路中至少有一个电流表的指针正好在表盘正中间，且示数为I。下列说法正确的是（　　） A．b表为电流表 B．只闭合S1，向右移动滑片，b表示数可能不变 C．开关全部闭合，移动滑片，电路的最小功率为UI D．闭合开关S1和S3，R2接入电路的最小阻值为0.5R 【答案】AC 【解析】A．闭合所有开关，将滑动变阻器的滑片置于中间位置时，由于滑动变阻器R2的最大阻值为2R，所以此时滑动变阻器接入电路的电阻为R，由于b与R2串联，c与R3串联；若b、c为电流表，则滑动变阻器最大阻值的一半与定值电阻R3并联，根据欧姆定律可知b、c两个电表的示数相同，由于b、c两个电表示数不同，所以b、c不可能都是电流表；若b为电压表，则c为电流表，保持滑动变阻器滑片的位置不动，断开S3，只闭合开关S1和S2时，b表一定有示数，a、c中只能有一个表有示数，此时若a表是电压表，则c没有示数，此时若a表是电流表，则a、c都示数，不符合题意中电路中至少有一个电流表的指针正好在表盘正中间的特点；所以，b为电流表，则c为电压表，保持滑动变阻器滑片的位置不动，断开S3，只闭合开关S1和S2时，b表一定有示数，由于c有示数，则此时a表是电流表没有示数，但符合题意中电路中至少有一个电流表的指针正好在表盘正中间的特点，故A正确； B．只闭合S3，定值电阻R1与滑动变阻器串联，向右移动滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变大，由知，通过滑动变阻器的电流变小，b表示数变小，故B错误； C．保持滑动变阻器滑片的位置不动，断开S3，只闭合开关S3和S2，由于电压表的电阻很大，所以通过定值电阻R3的电流为零，电流表a的示数为零，此时只有电压表c和电流表b有示数，且电路中至少有一个电流表的指针正好在表盘正中间，且示数为I，所以b电流表的最大示数为2I；此时电源电压为 U=I×2R=2IR 开关全部闭合，只有滑动变阻器连入电路，当滑动变阻器的电阻最大时，电路的总电阻最大，电路中的总电流最小，总功率最小，最小功率为 故C正确； D．闭合开关S1和S3，只有滑动变阻器连入电路，由题意知通过b电流表的最大电流为2I，则R2接入电路的最小阻值为 故D错误。 故选AC。 8．实验是物理学的基础，关于下列教材中四个重要的实验说法中正确的是（　　） A．图甲所示蜡烛熔化过程中温度升高，内能增加 B．乙图探究的是电流产生的热量与电流的关系 C．图丙探究不同物质吸放热能力的实验，热源相同通过比较加热时间比较物质吸热多少 D．图丁伏安法测电阻实验中，多次测量的目的是为了得出普遍规律 【答案】ABC 【解析】A．蜡烛是非晶体，在熔化过程中吸收热量，温度不断升高，内能增加，故A正确； B．乙图中，密闭容器内电阻丝阻值相同，右侧两段电阻丝并联，根据并联电路电流特点可知，左侧密闭容器内电阻丝电流大于右侧容器内电阻丝电流，所以乙图可以探究电流产生的热量与电流的关系，故B正确； C．探究不同物质吸放热能力，用相同的酒精灯加热，可以通过比较加热时间比较物质吸收热量的多少，加热时间越长，吸收的热量越多，故C正确； D．在伏安法测电阻实验中，多次测量的目的是为了求平均值减小误差，故D错误。 故选ABC。 9．小海设计了电热水器限温电路并接在家庭电路中，如图甲所示。为具有加热功能的定值电阻，R为热敏电阻，其阻值R随温度t变化的关系如图乙所示，（）为限流开关，其参数如图丙所示。当水温达到限制温度75℃时，电路中的电流会达到的保护电流，使在内自动断开。下列说法正确的是（    ） A．的阻值为 B．消耗的最大电功率为 C．若用电高峰时家庭电路中的电压降低，则实际的限制温度将升高 D．若将换成阻值为的定值电阻，则限制温度将变为50℃ 【答案】AC 【解析】A．由图甲可知，R0和R串联，由图丙可知，的保护电流是2A，由图乙可知，水温达到限制温度75℃时，R的阻值是10Ω，此时电路的总电阻 R0的阻值 R0=R总-R=110Ω-10Ω=100Ω 故A正确； B．由图丙可知，的保护电流是2A，电路中的最大电流是2A，消耗的最大电功率为 P0大=I2R0=(2A)2×100Ω=400W 故B错误； C．若用电高峰时家庭电路中的电压降低，的保护电流不变，由可知电路的总电阻变小，由电阻的串联可知R的阻值变小，由图乙可知，限制温度将升高，故C正确； D．若将换成阻值为的定值电阻，的保护电流是2A，电路的总电阻 R的阻值是 R′=R总-R′0=110Ω-40Ω=70Ω 由图乙可知，限制温度小于50℃，故D错误。 故选AC。 三、实验题 10．复习课上，如图甲所示，是小明和小聪设计的同时探究“电流与电压的关系”和“研究小灯泡的电功率”的实验电路图。选用额定电压为3.8V的小灯泡，其他器材的规格和量程选择如图乙所示。 (1)根据甲电路图，将乙实验电路连接完整 ； (2)小明闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表、和电流表A均无示数，则电路故障可能是滑动变阻器 ； (3)排除故障后，进行实验收集的证据如下表： 实验次数 电流表I/A 电压表示数/V 电压表示数/V 1 0.1 0.3 0.7 2 0.2 1.0 1.4 3 0.3 3.8 2.1 ①分析上表可以得到的实验结论是 ； ②记录第三组实验数据时，滑动变阻器的滑片所在的位置是 端；（选填“A”或“B”） ③小明发现利用以上数据无法完成“研究小灯泡不在额定电压的功率，并与额定功率进行比较”这一实验目的，他的理由是 。利用此实验器材，解决问题的办法是 。 【答案】(1) (2)断路 (3)电阻一定时，电流与电压成正比 B 见解析 去掉定值电阻，只让灯泡和变阻器串联 【解析】（1）分析甲电路图可知，灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，电压表与灯泡并联，电压表与定值电阻并联，滑动变阻器选择右下接线柱串联到电路中，据此连接乙实验电路如下： （2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表A无示数，则发生断路，电压表、无示数，说明两个电压表的两端没有与电源相通，则电路故障可能是滑动变阻器断路。 （3）[1]分析表格数据可知，定值电阻的电压扩大几倍，电路中电流就扩大几倍，可得：电阻一定时，电流与电压成正比。 [2]电源电压为6V，由表可知，第三组实验数据中，有 说明此时变阻器两端电压基本为零，根据串联分压原理，则此时变阻器阻值为零，所以记录第三组实验数据时，滑动变阻器的滑片所在的位置是B端。 [3][4]记录第三组实验数据时，滑动变阻器的滑片所在的位置是B端，即阻值最小处，根据串联分压原理，此时灯泡电压最大，恰好为3.8V。而要研究小灯泡不在额定电压的功率，并与额定功率进行比较，需要让灯泡的电压大于额定电压，所以无法完成这一实验目的。利用此实验器材，解决问题的办法是去掉定值电阻，只让灯泡和变阻器串联，没有定值电阻参与分压，灯泡的电压可以大于额定电压。 11．某实验小组利用如图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率，电源电压恒为6V，规格分别为R1（10Ω 1A）和R2（30Ω   0.5A）的滑动变阻器各一个，小灯泡的额定电压是2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω。 (1)连接电路时，滑动变阻器应选 （选填“R1”或“R2”），选好后，并把滑片移到 处。 (2)连接好电路后，闭合开关，发现电流表的指针反偏，原因是 ，正确连接电路后，经过多次实验，测得的实验数据通过描点绘制出电流随电压变化的图象如图乙所示，小灯泡的额定功率是 W。 (3)实验时发现小灯泡的亮度是变化的，小灯泡的亮度是由 （选填“实际功率”或“额定功率”）决定的。测量小灯泡的电功率 （选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值。 (4)小花从数据中发现，灯泡的电阻是变化的，原因是 。 (5)小明在做该实验时，电流表烧坏了，他找来一定值电阻R，操作步骤如下： ①断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，记下电压表示数U1； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U2，则小灯泡的额定功率表达式P额= （用U1、U2和R表示）。 【答案】(1)R2 阻值最大 (2)电流表正负接线柱接反了 0.625 (3)实际功率 不需要 (4)灯丝的电阻随温度的升高而增大 (5) 【解析】（1）[1]小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时小灯泡的电阻约为10Ω，灯的额定电流约为 当灯正常发光时，根据串联电路的电压规律及欧姆定律可知 故滑动变阻器应选R2。 [2]为了保护电路，连接电路时，应把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。 （2）[1]连接好电路后，闭合开关，电流表指针反向偏转，说明电流表正负接线柱接反了。 [2]由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，流过小灯泡的电流为0.25A，则小灯泡额定功率为 （3）[1]小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的，实际功率越大小灯泡越亮。 [2]小灯泡在不同电压下的实际功率不同，测量小灯泡电功率不需要多次测量求平均值。 （4）由图乙可知，当灯泡两端电压增大时，通过小灯泡的电流也增大，根据可知，小灯泡实际功率增大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，故灯泡的电阻是变化的。 （5）在步骤①中，断开S1，闭合S2，灯L与定值电阻R串联后再与滑动变阻器串联，电压表测灯L两端电压，调节滑动变阻器的滑片，使灯正常发光，此时电压表的示数U1为灯L的额定电压； 在步骤②中，断开S2，闭合S1，灯L与定值电阻R串联后再与滑动变阻器串联，电压表测灯L与定值电阻R的总电压，示数为U2，因为保持滑动变阻器滑片位置不变，此时灯L与定值电阻R的阻值大小和两端电压不变，灯仍正常发光，此时定值电阻两端的电压为 由串联电路电流特点和欧姆定律可知，电路中的电流为 小灯泡的额定功率表达式为 12．小萌探究不同物质的吸热能力（装置图甲）。在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝，装入质量相等的a、b两种液体 (1)实验中，液体吸热能力是通过 （选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”）来反映的。为了使两种液体吸收相同的热量，应选用两根阻值 （选填“相同”或“不同”）的电阻丝。 (2)某时刻A瓶温度计（示数如图乙）为 ℃，a、b两种液体温度随时间变化的图像如图丙所示。 (3)为了节约时间，使两种液体的温度升高得更快，请写出一种方法： 。 (4)若同时停止加热，a放出的热量与降低的温度之比 b放出的热量与降低的温度之比（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】(1)温度计示数的变化量 相同 (2)36 (3)向右移动滑动变阻器滑片 (4)大于 【解析】（1）[1]根据转换法可知，实验中通过比较温度计示数的变化量来判断液体吸热能力的强弱。 [2]图1中两电阻丝串联，通过的电流相同，通电时间相同，为控制吸热相同，根据可知，实验中选用的两根电阻丝的阻值应相同。 （2）根据图乙可知，温度计的分度值为1°C，液面在0°C以上，示数为36°C。 （3）为了节约时间，使两种液体的温度升高得更快，可以向右移动滑动变阻器来减小电阻，由知电路的电流更大，根据知在电阻一定时，在相同时间内产生的热量更多，使两种液体的温度升高得更快，节约时间。 （4）相同质量的a和b吸收相同的热量，a的温度变化小，则a的吸热能力强。同时停止加热，在相同质量的a和b温度降低的过程中，放出相同的热量，a降低的温度要小于b降低的温度，a放出的热量与降低的温度之比大于b放出的热量与降低的温度之比。 四、综合题 13．为锻炼身体，小明利用物理知识设计了一个电子拉力计，图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起，为定值电阻，ab是一根长为40cm的均匀电阻丝，阻值，电流表的量程为，当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端。已知该弹簧所受拉力每增加20N，弹簧长度增加1cm。（弹簧的电阻不计，P与间的摩擦不计，实验中弹簧始终在弹性限度内。） （1）闭合开关，图甲中电流表的示数为； （2）当拉力增加时，图甲中电流表的示数将 ； （3）当施加500N的拉力时，图甲中电流表的示数为。如果将电流表的刻度盘改装成拉力计的刻度盘，则拉力计的刻度 ；（选填“均匀”或“不均匀”） （4）小明又利用图甲中实验器材和电压表（量程为）设计了如图乙所示的电路，将电压表的刻度盘改为拉力计的刻度盘，当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端，当向右施加拉力时，电阻的电功率将 ； （5）图乙所示的拉力计量程为多少？（写出必要的文字说明、表达式及最后结果） 【答案】 变大 不均匀 不变 0~600N 【解析】（2）[1]如图甲所示，当拉力增加时，连入电路的电阻丝变短，的电阻减小，串联电路的总电阻减小，电源电压不变，由知电路中的电流增大，电流表示数变大。 （3）[2]已知该弹簧所受拉力每增加20N，弹簧长度增加1cm，根据得，电路中的电流为 因为电流与电阻不成正比，故拉力计的刻度不均匀。 （4）[3]当向右施加拉力时，连入电路的电阻始终不变，总电阻等于、之和，因此电路中的电流不变，所以电阻的电功率将不变。 （5）[4]由图甲，电流表的示数，得    ① 根据得 则弹簧向右拉动25cm，连入电路的长度 L=40cm-25cm=15cm 根据ab是一根长为40cm的均匀电阻丝，阻值，则1cm的电阻为1Ω，那么，电阻丝ab连入电路的电阻。当时，图甲中电流表的示数，则    ② 解①②得 ， 由图乙可知 当电压表示数达到满刻度3V时，拉力达到最大值。则电压表测量的ab的阻值 所以弹簧向右拉动，则此时拉力的大小 所以拉力计的量程为0~600N。 14．阅读短文并回答问题。 华为手机Mate60以其优雅简约的外观设计受到广大消费者的青睐。该手机采用了国产自主研发芯片，搭载麒麟9000S处理器，性能出色，能够提供流畅的使用体验。此外手机还配备了一块高容量的电池，而且支持100W有线快充和50W无线充电，续航能力和充电速度都非常出色，让用户无需担心电量问题。当手机电量低于时，手机可以自动调节为省电模式，这种模式可以通过关闭一些不必要的功能和降低屏幕的亮度等措施来延长手机的续航时间。 (1)该手机的芯片主要材料是硅，该物质属于 （选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）； (2)手机电池在充电过程中是将 能转化为 能； (3)手机省电模式的原理是通过减小 来减小电能消耗的； (4)手机电池的铭牌上标有“”，该电池充满电可以储存 J的电能；手机正常使用时功率为4W，如果某次使用过程中，当发现电池电量剩余时，立刻插上配套的100W有线快充，并持续正常使用，则最快需要 可以将电量充满。 【答案】(1)半导体 (2)电 化学 (3)电功率 (4) 10 【解析】（1）该手机的芯片主要材料是硅，该物质属于半导体材料，半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。 （2）[1][2]手机电池在充电过程中消耗电能，将电能转化为化学能储存在电池中。 （3）手机的电能一定时，省电模式可以延长时间，根据知，此时的电功率减小，其原理是通过减小电功率来减小电能消耗的。 （4）[1][2]手机电池的铭牌上标有“”，该电池充满电可以储存的电能 手机充电时需要的电能 充电过程中的功率 手机充电的时间 五、计算题 15．某品牌4L容量智能电饭锅的简化电路图如图所示，R1、R2是加热电阻，煮饭时把电饭锅接入220V电源。已知电饭锅处于加热状态时的电功率为1100W；处于保温状态时通过，R1的电流为1A。忽略温度对电阻的影响，电源两端电压不变。请你： (1)画出电饭锅处于加热状态时的等效电路图； (2)加热状态时通过R1的电流； (3)加热电阻R2的阻值； (4)电饭锅处于保温状态时加热电阻R2消耗的电功率。 【答案】(1) (2)5A (3)176Ω (4)176W 【解析】（1）只闭合S1时，两电阻串联，两开关同时闭合时， R2短路，电路为R1的简单电路，因串联电阻大于其中任一电阻，故两开关同时闭合时电路的电阻小，根据可知，此时电路的功率大，为加热状态，等效电路图如下： （2）已知电饭锅处于加热状态时的电功率为1100W，根据电功率公式求得加热状态时通过通过R1的电流为 （3）当开关S1闭合，S2断开时，电路处于保温状态，两电阻串联，此时电路中总电阻 在（2）中，由欧姆定律可知 根据串联电阻的规律，因此 R2=R总-R1=220Ω-44Ω=176Ω （4）电饭锅处于保温状态时加热电阻R2消耗的电功率 P2=I12R2=(1A)2×176Ω=176W 16．为了研究家用电器对电路的影响，物理老师带领同学们进行了探究。 (1)老师带来一个标有“220V5.5A”的电热水壶，在壶中装入1.5L水，初始温度为27℃。仅将电热水壶接入图甲所示的电能表所在的电路，加热7.5min，电能表的转盘转过了250r； ①电热水壶消耗的电能是多少? ②消耗的电能中有70%的能量被水吸收，则水的温度变为多少？[，] ③若电热水壶的电阻始终保持不变，则该过程中电热水壶工作的实际电压是多少？ (2)为了研究家用电器电压偏低的原因，老师指导同学们设计了如图乙所示的电路进行模拟实验：、、相当于家用电器电饭煲、电暖器、电烙铁；由于实际中输电线较长，电阻不可忽略，相当于输电线的电阻。依次闭合S和、、，描绘出两电压表、的示数、随电流表A的示数I变化的规律，如图丙所示。则随着接入电路的家用电器增加，输电线电阻上的电压怎么变化？ 【答案】(1)见解析 (2)电压 【解析】（1）电热水壶消耗的电能为 水吸收的热量为 水的质量为 则水升高的温度为 则水的温度变为 电热水壶的电阻为 该过程中电热水壶工作的实际功率为 根据，实际电压为 （2）分析乙图可知，、、并联部分和串联，电压表测电源电压，电压表测、、并联部分的电压。由丙图可知，随着接入电路的家用电器增加，电流表A的示数I变大，电压表示数不变，电压表示数变小，根据串联分压规律可知输电线电阻上的电压变大。 17．小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1＝4Ω。 （1）只闭合开关S1时，通过R1的电流是多大？ （2）只闭合开关S1时，R1的电功率是多少？ （3）电源两端电压为6V时，“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源，则使用“速热”挡通电10s产生的热量是多少？ 【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）250J 【解析】解：（1）只闭合开关S1时，通过R1的电流为 （2）只闭合开关S1时，R1的电功率为 （3）电源两端电压为6V时，干路电流为 通过R2的电流为 R2的阻值为 电源两端电压为5V时，干路电流为 使用“速热”挡通电10s产生的热量为 答：（1）只闭合开关S1时，通过R1的电流是1.5A； （2）只闭合开关S1时，R1的电功率是9W； （3）电源两端电压为6V时，“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源，则使用“速热”挡通电10s产生的热量是250J。 六、科普阅读题 18．如图甲是一种便携式电气两用分体炉，可接气罐或电源使用，搭配1.8L煮锅、1.3L炒锅、1L煎锅三种不同锅型，可满足不同烹饪需求。气罐模式下，燃料在炉头处燃烧，给锅体加热，可通过阀门调节火力大小。接电模式下，电热丝在发热盘内发热，给锅体加热，其工作电路如图乙所示，均为电热丝，调节开关S的位置可以实现多挡位工作的要求。 (1)某次使用时用1.8L煮锅烧水，在煮锅内装入1.5kg初温为20℃的水，然后将装有液化丁烷气的气罐接到炉子上，用时5min刚好将水加热到100℃： ①水吸收的热量是多少； ②若此过程电气炉烧水的效率是80%，则本次烧水消耗多少丁烷气（）； (2)接电模式工作时，将电气炉接入的家庭电路中，调节开关S的位置，电气炉可以在“低温”、“中温”、“高温”之间转换，且工作电流越大，对应挡位的温度也越高。已知“中温”挡工作时的电流是“低温”挡工作时的电流的2倍，； ①S接 （填“1”、“2”或“3”）时处于“低温”挡；S接3时，电路中的电流是 A； ②中温挡工作时的电流是多少。 【答案】(1) 0.014kg (2)1 4 2A 【解析】（1）①[1]根据可得，水吸收的热量是 ②[2]若此过程电气炉烧水的效率是80%，则丁烷气完全燃烧发出的热量为 根据可得，本次烧水消耗丁烷的质量为 （2）①[1]已知，，根据串并联电路的电阻特点可知，当开关S接到1时，R1和R3串联，此时电阻总电阻最大，根据可知，电功率最小，为低温挡；当开关S接到2时，R2和R3串联，此时电阻总电阻较大，根据可知，电功率较小，为中温挡；当开关S接到3时，电路为R3的简单电路，此时电阻总电阻最小，根据可知，电功率最大，为高温挡。 [2]S接3时，电路为R3的简单电路，根据欧姆定律可得，电路中的电流是 ②[3]当开关S接到1时，R1和R3串联，为低温挡，根据欧姆定律可得，此时电路中的电流是 当开关S接到2时，R2和R3串联，为中温挡，根据欧姆定律可得，此时电路中的电流是 因为“中温”挡工作时的电流是“低温”挡工作时的电流的2倍，且，则 解得，则中温挡工作时的电流是 19．阅读短文，回答问题； 压敏电阻 压敏电阻是用半导体材料制成的电阻，其阻值随压力的变化而变化；阻值随压力增大而变小的，称为负压力系数压敏电阻；阻值随压力增大而变大的，称为正压力系数压敏电阻； 小明同学利用压敏电阻设计了一套测量体重的装置，其工作原理如图甲所示，电源电压恒为，定值电阻的阻值为；装置中用到的压敏电阻R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示； （1）压敏电阻R是 （选填“正”或“负”）压力系数电阻；当压敏电阻所受的压力为零时，压敏电阻的阻值为 ；当压敏电阻所受的压力变大时，电流表的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）当体重为的人站在该装置压敏电阻上时，电流表的示数为 A，此时定值电阻消耗的电功率为 W； （3）若电源使用一段时间后电压下降，如果对装置不做任何调整，利用电流表测量出的压力值将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】 负 70 变大 0.4 1.6 偏小 【解析】（1）[1]由题意可知，阻值随压力增大而变小的，称为负压力系数压敏电阻；由图乙可知，压敏电阻的阻值随压力增大而变小，所以压敏电阻R是负压力系数电阻。 [2]由图乙可知，在不放物体时，压敏电阻受到的压力为0， 压敏电阻的阻值为70Ω。 [3]当压敏电阻所受的压力变大时，压敏电阻的阻值减小，由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的总电阻减小，则电路中电流表的示数变大。 （2）[4]当体重为500N的人站在该装置压敏电阻上时，压敏电阻受到的压力为500N，由图乙可知，压敏电阻的阻值为20Ω，电源电压恒为12V，定值电阻R0的阻值为10Ω，则电流表的示数 [5]此时定值电阻R0消耗的电功率 （3）[6]电池组使用一段时间后电压会下降，如果对装置不做任何调整，测量相同重力时，电路中的电流偏小，利用电流表测量出的压力值将偏小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 第15章 电能与电功率 清单01 电能、电功和电功率 一、电能与电功 物理学中，当电能转化为其他形式的能时，我们就说电流做了________。电功用字母________表示，它的单位与机械功的单位一样，也是________。生活中常用________表示电功。1kW·h＝________J。 二、电功率 意义 表示消耗电能的________，用符号________表示 单位 国际单位________ 常用单位：千瓦kW，1kW＝________W 大小 用电器消耗电能与时间的________ 公式 P＝________ 公式中各量及其单位 W——电功 t——通电时间 P——电功率 1．额定电压和额定功率：用电器在________时的电压叫额定电压，用电器在________电压下工作时所消耗的功率叫额定功率。 2．计算电功率最常用的基本公式：，该公式表明：用电器的电功率P等于用电器两端的电压U和通过用电器的电流I的乘积。 3．公式变形： ； 4．推导公式 清单02 焦耳定律 1．定义：电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的________。 2．焦耳定律：电流流过时导体的产生的热量，跟电流的平方成________，跟导体的电阻成________，跟________________成正比。计算公式是________。 3．电热器是利用电流的热效应来工作的，电热器的主要组成部分是发热盘，它是由电阻率________，熔点________的电阻丝制成的。生活中常见的电热器有________、________、________等。 实验一　测量小灯泡的额定功率 小红在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。 (1)请将图甲中的实验电路补充完整（要求导线不得交叉）； (2)连接正确电路后闭合开关，小红发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，接下来应进行的操作是C； A．更换小灯泡 B．检查开关是否闭合 C．移动滑动变阻器滑片 D．检查电压表是否断路 (3)实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向A（选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为1.25W； (4)由图丙所示的I-U图像可知灯丝的电阻随温度变化的特点，这种现象在生活中也有体现。家里的白炽灯在开灯瞬间（选填“开灯瞬间”或“开灯一段时间后”）灯丝更容易烧断； 【拓展】 小红还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻，在保证电路安全的前提下，设计了如图丁所示的电路（电源电压恒定大于U额且未知，电压表量程足够大，滑动变阻器R的最大阻值未知，定值电阻的阻值为R0），请将实验步骤与结论补充完整： ①闭合S、S2，断开S1，移动滑片P，使电压表示数为 U额； ②闭合S、S1，断开S2，保持滑片P位置不变，读出电压表的示数为U1； ③闭合S、S1，断开S2，将滑片P移到最左 端，读出电压表的示数为U2； ④小灯泡正常发光时的电阻RL=（用U1、U2、U额、R0表示）。 实验二　探究影响电流的热效应的因素 如图甲、乙所示，在探究“影响电流的热效应的因素”实验中，三个烧瓶中装入等质量的煤油。 (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了如图甲所示的装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，该实验通过比较 温度计示数的变化（选填“温度计示数的变化”或“加热时间”）来判断相同时间内不同电流产生热量的多少。下列探究实验也采用这种研究方法的是C。 A．探究电流与电压、电阻的关系； B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻； C．在探究影响动能大小因素的实验中，小车动能的大小通过木块移动的距离来比较。 (2)实验中，对于烧瓶内的液体，小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是煤油的比热容小，吸收相同的热量，温度变化比较大。 (3)小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度；然后移动滑动变阻器的滑片改变电流的大小，重复上述操作（见表）。 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度的升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出结论：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越多。 (4)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙所示的 C（选填“B”或“C”）烧瓶中的电阻与图甲所示烧瓶中的电阻串联（选填“串联”或“并联”）。 【练习1】（23-24九年级上·河北石家庄·期末）如题图所示，开关闭合，电压表V1的示数为6V，电压表V2的示数为2.4V，则灯L1两端的电压为 V，L1与L2的电阻之比为 ，若把两灯并联起来同时接通电路，当L1耗电能6J时，L2耗电能为 J。 【练习2】（23-24九年级上·河南郑州·期末）学校将教室中“220V 40W”的日光灯更换为“220V 22W”的LED护眼灯，如图所示。若学校共更换护眼灯120盏，电灯每天正常工作10h（按30天）可节约 kW·h的电能。教室中电灯的连接方式是 ，你判断的依据是 。 【练习3】（22-23九年级上·陕西咸阳·期末）如图是灯L和定值电阻R的I-U图像，则R的阻值为 Ω．当灯L和定值电阻R串联在一电源上时L消耗的功率为0.3W，电源电压为 V，定值电阻R在该电路工作1min产生的热量为 J。 【练习4】（23-24九年级上·湖北武汉·期末）如图甲所示，多芯线是生产、生活中常用的导线，由多根细导线制成。多芯线的电阻远 （选填“大于”或“小于”）每根细导线的电阻，多芯线接入电路时各根导线之间的连接方式是 。家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来使用，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，原因是通电时连接处的电阻比别处的电阻较 ，在相同时间内产生的热量较 。 【练习5】（23-24九年级上·江苏扬州·期末）道路两侧的树上和商店门前五光十色的彩灯，扮靓了我们的城市。若取走其中一盏灯，整串灯却会熄灭，但当其中一只彩灯灯丝断裂后，其他的灯依然明亮，其亮度将 （变大/不变/变小），这是因为在这类彩灯灯丝支架下方还有一根与灯丝并联的特殊金属丝，如图所示，灯丝断裂后，金属丝中 （有/没有）电流，如果每只彩灯正常工作的电压为12V，至少可以将 盏这样的灯泡接在电路中，若其中一盏灯丝断裂的瞬间，该灯泡两端的电压为 V。 【练习6】（23-24九年级上·陕西咸阳·期末）小明设计了一个声音分贝测试仪，其原理如图甲所示，R为声敏电阻，其阻值随声音强度N的变化关系如图乙所示，R0是阻值为100Ω的定值电阻，电源电压为6V，利用电压表作为声音分贝测试仪的表盘。闭合开关S，求： (1)当声音强度变大时，声敏电阻R的阻值 （选填“变大”“不变”或“变小”）； (2)当声音强度为80dB时，R0的电功率是多少 W? (3)电流表的量程是0~50mA，电压表的量程是0~3V，在确保电路安全的情况下，此声音分贝测试仪能够测量的声音强度最大为多少 ? 【练习7】（23-24九年级上·广东深圳·期末）如图是一款既能吹冷风又能吹热风的冷暖风机的原理图及其简化电路，为了安全，冷暖风机都装有跌倒开关S（图乙跌倒开关S未画出）。当风机正立时，跌倒开关的活动球使电路连通，当工作的风机跌倒时，活动球能切断整个风机电路。 （1）跌倒开关中的活动球应使用 （选填“导体”或“绝缘体”）材料制作，跌倒开关在电路中应安装在 （选填“O”“P”或“Q”）处，理由是 ； （2）风机正立时，若只闭合开关S1，风机吹出的是 风；若将开关S1、S2都闭合，风机吹出的是 风（以上两空均选填“热”或“冷”），此时发热丝和电动机是 联； （3）风机正立工作，且只闭合开关S1时，插头处电流为1.2A，然后再把S2闭合，插头处电流变为3A，此时流过发热丝的电流是 A，此时电路消耗的总功率是 W。 一、单选题 1．如图所示，已知小灯泡L的额定电压为5V，R1，R2写有“20Ω 0.55A”，先将单刀双掷开关S拨下端，调节滑动变阻器R1至小灯泡正常发光，此时滑动变阻器电阻为，，再将S拨上端，调节R2使电流表示数为0.5A，此时上下端两电路总电阻相同，再闭合S1，记录电压表示数为U1，再断开S1，闭合S2，此时电压表示数为U2，U1∶（U2-U1）=9∶2，则下列说法正确的是（　　） A．电源电压为9V B．小灯泡额定电功率为2.4W C．电路总功率最大约为12.22W D．R2的最大功率为6.05W 2．北京的道路上行驶着很多公交电车，这种车的车顶上有两根电缆，被称为集电杆，电车通过集电杆与高压电线相连，给电车供电。关于这种电车，下列说法中错误的是（　　） A．相邻的两辆电车之间是并联关系 B．在等红绿灯时，一些电车会放下电缆，此时相当于断开了电路的开关 C．高压电线相当于电源 D．电车会把电能全部转化为机械能 3．在学校主题为“宜居靓校园，健康新生活”活动中，同学们正在热火朝天打扫教室，如图所示。对教室里有关数据的估测中，合理的是（　　） A．教室里每只日光灯两端的电压约为36V B．通过每只日光灯中的电流约为1A C．空调的额定功率约为1000W D．将一把扫帚举高1m做的功约为100J 4．关于“伏安法测小灯泡电功率”和“伏安法测小灯泡的电阻”，下列说法正确的是（　　） A．伏安法测小灯泡电功率实验原理是 B．两个实验都采用多次测量取平均值来减小误差 C．两个实验使用的实验器材完全相同 D．伏安法测小灯泡的电阻采用了控制变量法 5．许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，和为加热电阻．下列分析正确的是（    ） A．除雾状态，电路中只有工作 B．除霜状态，电路中只有工作 C．除雾状态，电路的总电流最大 D．除霜状态，电路的总功率最大 6．如图为探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关的部分装置。两个相同的平底烧瓶里装上质量和初温都相同的液体，将两根电阻分别为R1和R2（R1≠R2）的电阻丝浸入液体的中部，如图所示，再将导线a、b的两端接上电源和开关通电。下列说法正确的是（　　） A．图中实验是探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系 B．本探究实验用到的研究方法主要是控制变量法和转换法 C．为使实验现象更明显，应在两个烧瓶中装入比热容较大的不同液体 D．实验时观察到乙瓶中温度计示数变化大些，说明乙瓶中的电阻R2小些 二、多选题 7．如图所示，电源电压恒为U，R1、R3为定值电阻，阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为2R。a、b、c为电流表或电压表中的任意一种。闭合所有开关，将滑动变阻器的滑片置于中间位置时，三个电表均有示数；保持滑动变阻器滑片的位置不动，断开S3，只闭合开关S1和S2，此时只有两个电表有示数，且电路中至少有一个电流表的指针正好在表盘正中间，且示数为I。下列说法正确的是（　　） A．b表为电流表 B．只闭合S1，向右移动滑片，b表示数可能不变 C．开关全部闭合，移动滑片，电路的最小功率为UI D．闭合开关S1和S3，R2接入电路的最小阻值为0.5R 8．实验是物理学的基础，关于下列教材中四个重要的实验说法中正确的是（　　） A．图甲所示蜡烛熔化过程中温度升高，内能增加 B．乙图探究的是电流产生的热量与电流的关系 C．图丙探究不同物质吸放热能力的实验，热源相同通过比较加热时间比较物质吸热多少 D．图丁伏安法测电阻实验中，多次测量的目的是为了得出普遍规律 9．小海设计了电热水器限温电路并接在家庭电路中，如图甲所示。为具有加热功能的定值电阻，R为热敏电阻，其阻值R随温度t变化的关系如图乙所示，（）为限流开关，其参数如图丙所示。当水温达到限制温度75℃时，电路中的电流会达到的保护电流，使在内自动断开。下列说法正确的是（    ） A．的阻值为 B．消耗的最大电功率为 C．若用电高峰时家庭电路中的电压降低，则实际的限制温度将升高 D．若将换成阻值为的定值电阻，则限制温度将变为50℃ 三、实验题 10．复习课上，如图甲所示，是小明和小聪设计的同时探究“电流与电压的关系”和“研究小灯泡的电功率”的实验电路图。选用额定电压为3.8V的小灯泡，其他器材的规格和量程选择如图乙所示。 (1)根据甲电路图，将乙实验电路连接完整 ； (2)小明闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表、和电流表A均无示数，则电路故障可能是滑动变阻器 ； (3)排除故障后，进行实验收集的证据如下表： 实验次数 电流表I/A 电压表示数/V 电压表示数/V 1 0.1 0.3 0.7 2 0.2 1.0 1.4 3 0.3 3.8 2.1 ①分析上表可以得到的实验结论是 ； ②记录第三组实验数据时，滑动变阻器的滑片所在的位置是 端；（选填“A”或“B”） ③小明发现利用以上数据无法完成“研究小灯泡不在额定电压的功率，并与额定功率进行比较”这一实验目的，他的理由是 。利用此实验器材，解决问题的办法是 。 11．某实验小组利用如图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率，电源电压恒为6V，规格分别为R1（10Ω 1A）和R2（30Ω   0.5A）的滑动变阻器各一个，小灯泡的额定电压是2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω。 (1)连接电路时，滑动变阻器应选 （选填“R1”或“R2”），选好后，并把滑片移到 处。 (2)连接好电路后，闭合开关，发现电流表的指针反偏，原因是 ，正确连接电路后，经过多次实验，测得的实验数据通过描点绘制出电流随电压变化的图象如图乙所示，小灯泡的额定功率是 W。 (3)实验时发现小灯泡的亮度是变化的，小灯泡的亮度是由 （选填“实际功率”或“额定功率”）决定的。测量小灯泡的电功率 （选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值。 (4)小花从数据中发现，灯泡的电阻是变化的，原因是 。 (5)小明在做该实验时，电流表烧坏了，他找来一定值电阻R，操作步骤如下： ①断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，记下电压表示数U1； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U2，则小灯泡的额定功率表达式P额= （用U1、U2和R表示）。 12．小萌探究不同物质的吸热能力（装置图甲）。在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝，装入质量相等的a、b两种液体 (1)实验中，液体吸热能力是通过 （选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”）来反映的。为了使两种液体吸收相同的热量，应选用两根阻值 （选填“相同”或“不同”）的电阻丝。 (2)某时刻A瓶温度计（示数如图乙）为 ℃，a、b两种液体温度随时间变化的图像如图丙所示。 (3)为了节约时间，使两种液体的温度升高得更快，请写出一种方法： 。 (4)若同时停止加热，a放出的热量与降低的温度之比 b放出的热量与降低的温度之比（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 四、综合题 13．为锻炼身体，小明利用物理知识设计了一个电子拉力计，图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起，为定值电阻，ab是一根长为40cm的均匀电阻丝，阻值，电流表的量程为，当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端。已知该弹簧所受拉力每增加20N，弹簧长度增加1cm。（弹簧的电阻不计，P与间的摩擦不计，实验中弹簧始终在弹性限度内。） （1）闭合开关，图甲中电流表的示数为； （2）当拉力增加时，图甲中电流表的示数将 ； （3）当施加500N的拉力时，图甲中电流表的示数为。如果将电流表的刻度盘改装成拉力计的刻度盘，则拉力计的刻度 ；（选填“均匀”或“不均匀”） （4）小明又利用图甲中实验器材和电压表（量程为）设计了如图乙所示的电路，将电压表的刻度盘改为拉力计的刻度盘，当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端，当向右施加拉力时，电阻的电功率将 ； （5）图乙所示的拉力计量程为多少？（写出必要的文字说明、表达式及最后结果） 14．阅读短文并回答问题。 华为手机Mate60以其优雅简约的外观设计受到广大消费者的青睐。该手机采用了国产自主研发芯片，搭载麒麟9000S处理器，性能出色，能够提供流畅的使用体验。此外手机还配备了一块高容量的电池，而且支持100W有线快充和50W无线充电，续航能力和充电速度都非常出色，让用户无需担心电量问题。当手机电量低于时，手机可以自动调节为省电模式，这种模式可以通过关闭一些不必要的功能和降低屏幕的亮度等措施来延长手机的续航时间。 (1)该手机的芯片主要材料是硅，该物质属于 （选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）； (2)手机电池在充电过程中是将 能转化为 能； (3)手机省电模式的原理是通过减小 来减小电能消耗的； (4)手机电池的铭牌上标有“”，该电池充满电可以储存 J的电能；手机正常使用时功率为4W，如果某次使用过程中，当发现电池电量剩余时，立刻插上配套的100W有线快充，并持续正常使用，则最快需要 可以将电量充满。 五、计算题 15．某品牌4L容量智能电饭锅的简化电路图如图所示，R1、R2是加热电阻，煮饭时把电饭锅接入220V电源。已知电饭锅处于加热状态时的电功率为1100W；处于保温状态时通过，R1的电流为1A。忽略温度对电阻的影响，电源两端电压不变。请你： (1)画出电饭锅处于加热状态时的等效电路图； (2)加热状态时通过R1的电流； (3)加热电阻R2的阻值； (4)电饭锅处于保温状态时加热电阻R2消耗的电功率。 16．为了研究家用电器对电路的影响，物理老师带领同学们进行了探究。 (1)老师带来一个标有“220V5.5A”的电热水壶，在壶中装入1.5L水，初始温度为27℃。仅将电热水壶接入图甲所示的电能表所在的电路，加热7.5min，电能表的转盘转过了250r； ①电热水壶消耗的电能是多少? ②消耗的电能中有70%的能量被水吸收，则水的温度变为多少？[，] ③若电热水壶的电阻始终保持不变，则该过程中电热水壶工作的实际电压是多少？ (2)为了研究家用电器电压偏低的原因，老师指导同学们设计了如图乙所示的电路进行模拟实验：、、相当于家用电器电饭煲、电暖器、电烙铁；由于实际中输电线较长，电阻不可忽略，相当于输电线的电阻。依次闭合S和、、，描绘出两电压表、的示数、随电流表A的示数I变化的规律，如图丙所示。则随着接入电路的家用电器增加，输电线电阻上的电压怎么变化？ 17．小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1＝4Ω。 （1）只闭合开关S1时，通过R1的电流是多大？ （2）只闭合开关S1时，R1的电功率是多少？ （3）电源两端电压为6V时，“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源，则使用“速热”挡通电10s产生的热量是多少？ 六、科普阅读题 18．如图甲是一种便携式电气两用分体炉，可接气罐或电源使用，搭配1.8L煮锅、1.3L炒锅、1L煎锅三种不同锅型，可满足不同烹饪需求。气罐模式下，燃料在炉头处燃烧，给锅体加热，可通过阀门调节火力大小。接电模式下，电热丝在发热盘内发热，给锅体加热，其工作电路如图乙所示，均为电热丝，调节开关S的位置可以实现多挡位工作的要求。 (1)某次使用时用1.8L煮锅烧水，在煮锅内装入1.5kg初温为20℃的水，然后将装有液化丁烷气的气罐接到炉子上，用时5min刚好将水加热到100℃： ①水吸收的热量是多少； ②若此过程电气炉烧水的效率是80%，则本次烧水消耗多少丁烷气（）； (2)接电模式工作时，将电气炉接入的家庭电路中，调节开关S的位置，电气炉可以在“低温”、“中温”、“高温”之间转换，且工作电流越大，对应挡位的温度也越高。已知“中温”挡工作时的电流是“低温”挡工作时的电流的2倍，； ①S接 （填“1”、“2”或“3”）时处于“低温”挡；S接3时，电路中的电流是 A； ②中温挡工作时的电流是多少。 19．阅读短文，回答问题； 压敏电阻 压敏电阻是用半导体材料制成的电阻，其阻值随压力的变化而变化；阻值随压力增大而变小的，称为负压力系数压敏电阻；阻值随压力增大而变大的，称为正压力系数压敏电阻； 小明同学利用压敏电阻设计了一套测量体重的装置，其工作原理如图甲所示，电源电压恒为，定值电阻的阻值为；装置中用到的压敏电阻R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示； （1）压敏电阻R是 （选填“正”或“负”）压力系数电阻；当压敏电阻所受的压力为零时，压敏电阻的阻值为 ；当压敏电阻所受的压力变大时，电流表的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）当体重为的人站在该装置压敏电阻上时，电流表的示数为 A，此时定值电阻消耗的电功率为 W； （3）若电源使用一段时间后电压下降，如果对装置不做任何调整，利用电流表测量出的压力值将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$