第十三章 专题1 电与热综合计算 &专题2 与电功率有关的动态电路计算-【勤径学升】2024-2025学年九年级物理下册同步练测（北师大版）

第十三章电功和电功率 专题1 电与热综合计算 [答案%] 国①电与热的简单计算 ③小明学习了电功率的知识后，想利用家里的电 ①（重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为3V, 能表（如图所示）和手表，测出一些家用电器的 电阻R2的阻值为30D。当开关S,闭合，S2断 有关数据。 开时.电流表示数为0.3A,求： (1)当家里只有一台电冰箱在正常工作时，他测 (1)电阻R,的阻值 出电能表1分钟转了3圈，电冰箱在这段时 (2)当开关S,、S2均闭合时，通电10s电阻R2产 间消耗的电能是多少？ 生的热量。 (2)当电冰箱和电热水壶同时工作时，他测出电 能表1分钟转33圈，此时电热水壶的电功 率是多少？ (3)如果用此电热水壶把1kg的水由20℃加热 至沸腾需要的时间是多少？[不考虑热量的 损失，气压为一个标准大气压，水的比热容 为4.2×103J/(kg·℃)] 1题图 00826 150r/W-间 2(西宁)孝顺的小梅同学给爷爷网购了一台额定 电压为220V的双挡位电热足浴器，足浴器某次 3题图 加热工作时的控制面板显示如图所示。 (1)足浴器在加热状态下正常工作时的电流是 多大？ (2)足浴器装入质量为5kg,初温为20℃的 水，当水温达到控制面板上显示的温度 时，水吸收的热量是多少？加热所用的时 间是多长？[不计热量损失，水的比热容 c水=4.2×103J/(kg·℃)] (3)若晚上用电高峰时的实际电压只有200V, 足浴器的实际加热功率是多少？（计算结果 保留两位小数，电热丝阻值不变) 控制雨板 类国②用电器铭牌问题 ⊙42℃© ④（山西太原一模）每年山东的供暖时间长达四个 多月，供暖时由于室内空气干燥，很多家庭采用 加湿器给空气加湿，如图甲所示是某型号电热 保温 圳热 500W880W 式加湿器，简化电路图如图乙，部分技术参数如 2题图 表。加湿器的发热电阻（虚线框内的部分）浸没 在水中，先把水箱中的水加热至沸腾后，即可喷 出水蒸气，增加空气湿度，通过调节滑动变阻器 R的阻值可以调节加湿器功率的大小。（P水= 1gcm3)求： (1)R。的电阻值。 见此图标服抖音/微信扫码领取配套资源稳步提升成绩 11 a 九年级物理·北师版（下册） (2)滑动变阻器R的最大阻值。 6[科学思雏]（江西）如图甲所示是小姬妈妈为宝 (3)已知水箱内加满初温为12℃的纯净水， 宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭 把加湿器调到最大功率正常工作一段时 牌。暖奶器具有加热、保温双重功能，当双触点开 间后，水刚好沸腾产生水蒸气，求此过程 关连接触点1和2时为关闭状态，连接触点2和3 中加湿器的工作时间。[水的比热容c= 时为保温状态，连接触点3和4时为加热状态。 4.2×103J/(kg·℃)，环境为标准大气 (温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为40℃) 压，不计热量损失] 型号 17J620 额定电压 220V 额定电乐220V 最大功率 110W 最小功率 22W 加热功率220W 水箱最大容积 1L. 0220V9 保温功率20W 适用面积20-40m 50 40 30 9 O 220 Vo 10 4题图 0501001502002503004 乙 6题图 (1)求电阻R2的阻值。 (2)把400g牛奶从20℃加热到40℃，求牛奶所 吸收的热量。[c年5=4,0×10J/(kg·℃)] (3)如图乙所示是暖奶器正常加热和保温过程中 奥型③多挡位问题 温度随时问变化的图像，求暖奶器在加热过 ⑤（福魂）如图是某晾衣机的工作电路图，电源电 程中的热效率。（结果保留到小数点后一位） 压U=220V,其中R是发热电阻。当开关S,闭 合、S2断开时，晾衣机开启风干功能，其额定功 率P,=44W;当开关S,、S均闭合时，晾衣机开 启烘干功能，通过R的电流12=1A。求： (1)使用风干功能时通过电动机的电流。 (2)使用烘干功能时电阻R在1min内产生的 热量 (3)使用烘干功能1h消耗的电能。 220V 5题图 2 见此图标跟抖音/縱信扫码领取配套资源稳步是升成绩 第十三章电功和电功率 专题2与电功率有关的动态电路计算 [答案PI0] 国①简单计算 (3)再闭合开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使 ①标有“6V3W”的小灯 ↑A R,和R,消耗的总功率最小，求此最小总功 0.6 泡，它的I-U图像如图所 05 率P敲小o 示，则它正常发光10；消 0.3 耗的电能是J:将 0.2 它与一个10的定值电 0.1 阻串联在8V的电路中， 0123456八 则电路消耗的总功率为 1题图 W。 6题图 2如图所示的电路中，电阻R,的阻值为20Ω。闭 合开关S,电流表A,的示数为1.5A,电流表A2 的示数为0.6A,求： (1)电源电压。 (2)电阻R,的阻值 (3)电路消耗的总功率。 ⑦[科学思维]如图甲所示的电路，电源电压保持 不变，小灯泡标有“4V1.6W”字样，滑动变阻 器R,的最大阻值为202，定值电阻R2=20D, 2题图 电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为 0-3V。 ↑∥A 0.4- 0.3 02 0.1 01234N 负型②比值类计算 乙 3把甲、乙两灯并联接在电源上，若甲、乙功率之 7题图 比为2：1，则甲、乙两灯电阻之比为 ;若 (1)求小灯泡正常工作时的电阻。 将甲、乙两灯串联接在与上述相同的电源上，则 (2)只闭合开关S、S,和S,移动滑动变阻器R 甲、乙两灯消耗电功率之比为 的滑片P使电流表示数为0.5A时，R2消耗 ④甲、乙两个用电器的电功率之比为2：3，消耗的 的电功率为1.25W,求此时滑动变阻器R 电能之比为4：3，则工作时间之比为 接入电路中的阻值。 ⑤（天津红桥模拟）如图所 (3)只闭合S和S,移动滑动变阻器R,的滑片 示，开关S闭合后，电流表 P,小灯泡的I-U图像如图乙所示，在保证 A,和A2的示数比为5：2， 各元件安全工作的情况下，求滑动变阻器R 则R,和R,的阻值之比为 允许的取值范围。 ,R,和R2消耗的 电功率之比为 5题图 茵国③)极值、范围类计算 ⑤在如图所示的电路中，电源电压为3V且保持不 变，滑动变阻器R2标有“20D2A"字样。只闭 合开关S,电流表示数为0.3A。 (1)求电阻R,的阻值 (2)求通电10s,电流通过电阳R,所做的功W 见此图标服抖音/微信扫码领取配套资源稳步提升成绩九年级物理·北师版（下册） 2 3.(1)热量 3:2,定值电阻R产生的热量Q= R,所以 s (2)当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生 ，即%=是=号×9m=2025m故选C 2 的热量跟导体的电阻成正比 (3)1.6 5.低温6×104 [解析](1)采用优质保温材料的目的是减少实验过 [解析]旋转触片接触触点1和2时，电路为R,的 程中热量的散失。(2)水的质量相同，水温变化△T 简单电路，电路消耗的电功率为P2=,旋转触片 与吸收热量的多少成正比，水温变化△T越大，电阻 接触触点2和3时，电路为R,和R,的并联电路，电 丝产生的热量越多，即当电流和通电时间一定时， 路消耗的电功率为P:名+儿，显然P,<P,故 电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。 触片接触触点1和2时，电熨斗为低温挡：该挡位 ③)不计热堂损夫，Qa=Q,m47=广，好-气， 通电1min产生的热量为Q=W=P1= P R △T3= T20.4℃x(0.4)=1.6℃ 12 (0.2A)2 (220Vy2×60s=6×10J 专题1电与热综合计算 48.4n 1.解：(1)当开关S,闭合、S2断开时，电阻： 6.1100210热传递 [解析]分析电路简图可知，当S,闭合时，R,被短 R=号-0=0n: 路，只有R,接入电路：当S断开时，R,与R串联 (2)当开关S,、S,均闭合时，U2=U=3V, 提入电路。由P=发可知，总也阻总小，电功非想 U2 3V 通过R的电流1=元=00=0.1A, 大，所以当S闭合后为加热挡，此时电功率P= 通电10电阻R2产生的热量： C_20V)=1100W:1kg的养生茶从20℃加热至 R,44 Q=122R21=(0.1A)2×302×108=3J。 75℃需吸收热量Q=c装m△/=4.2×10J/(kg·℃)× 容答：(1)电阻R,的阻值为102：(2)当开关S,、S,均 1kg×(75℃-20℃)=2.3引×10：若加热过程中不 闭合时，通电10s电阻R,产生的热量为3J。 计热量损失，则所消耗的电能与养生茶吸收的热量 2.解：(1)足浴器在加热状态下正常工作时的电流： 相等，即W=Q=m,可得1=号 2.31×10」 1100W 4 1= 210s:养生茶吸收热量、内能增加，属于热传递。 (2)由图知.足浴器将水加热到42℃，水吸收的热量： 实验2深究电流的热效应 Q袋=ckm(t-t)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg× 1.(1)温度计示数 (42℃-20℃)=4.62×10J. (2)越多 不计热量损失，则Q=Q, (3)B串联 涧是 (4)转换法控制变量法 (3)加热状态下，足溶器的电阻： [解析](3)要探究电热器产生的热量与电阻的关 系，应保持电流和通电时间相等，电阻不同。 -220y=55n. R=- /4A 2.(1)电流 当实际电压为200V时，足浴器的实际加热功率： (2)转换法 (3)甲大 m2_(200V=727.27W。 P*=R 550 8 参考答案及解析 答：(1)足浴器在加热状态下正常工作时的电流是 (3)pe=1g/em=1×10kg/m,由p=0可得，水 4A:(2)当水温达到控制面板上显示的温度时，水 吸收的热量是4.62×10J.加热所用的时间是 箱内装满水时水的质量： 5258:(3)足浴器的实际加热功率是727.27W。 m=P本V=1×103kg/m3×1×103m3=1kg, 3.解：(1)电冰箱消耗电能： 加湿器正常工作一段时间后，水刚好沸腾产生水蒸 3r 气，此过程中水吸收的热量： W*51500/kw·n=300kW,h=7.2×10J Qe=cm41=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃- (2)共消耗电能： 12℃)=3.696×10J, 33r W=15007kw·h)-500 kW·h=7.92×10J, 不计热量损失，加湿器消耗的电能F=Qm,则由公 电热水壶消耗电能：W%=W-W*=7.92×10」- 式P:号可得。此过程中加湿器的工作时间： 7.2×103J=7.2×10J,t=1min=60s, w=3.696×10」-3.36×10。 电热水壶的电功率： 110W P=Wa-7.2x10」=120W: 答：(1)R。的电阻值为4402：(2)滑动变阻器R的 608 最大阻值为1760Ω：(3)此过程中加湿器的工作时 (3)水吸收热量：Qw=cm(1-）=4.2× 间为3.36×10s。 10°J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×5.解：(1)使用风干功能时，电路中只有电动机工作， 10J, P144W 消耗电能：W,=Q-3.36×10J, 根据P=得1=元=220=0.2A: W3.36×10」=2808 (2)使用烘干功能时，电路中电动机和发热电阻R 时间：1=P=1200W 并联，U相同，则发热电阻R在1min内产生的热量 答：(1）电冰箱在这段时间消耗的电能是 Q=W2=Ul241=220V×1A×60s=1.32×10J: 7.2×10J:(2)此时电热水壶的电功率是1200W: (3)电阻R的功率：P2=U2=220V×1A=220W, (3)如果用此电热水壶把1kg的水由20℃加热至 总功率：P=P,+P:=44W+220W=264W, 沸腾需要的时间是280s。 总电能：W=P2=264×103kW×1h=0.264kW·h 4.解：(1)由图乙知，当滑片P在最左端时，只有R。接 答：(1)使用风干功能时通过电动机的电流为 入电路中，加湿器以最大功率正常工作，由表格可 0.2A:(2)使用烘干功能时电阻R在1min内产生 知最大功率P=110W,由P=可得，R的电图 的热量为1.32×10J:(3)使用烘干功能1h消耗 的电能为0.264kW·h。 值：R==220Y 110W=4400: 6.解：(1)由题意可知，当开关连接触点2和3时.电 (2)由图乙可知，当滑片P在最右端时，R连人电路 路为R,的简单电路，暖奶器处于保温状态：当开关 的阻值最大，R。与R串联，加湿器以最小功率正常 连接触点3和4时，R,、R2并联，暖奶器处于加热状 工作，由表格可知最小功率P。=22W,此时电路中 态，因为电路中的总功率等于各用电器的功率之 2(220V) 总电阻：R。=P2W -=22002, 和，所以电阻R的功率：P2=P施格-P=220W- U2(220V) 因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以R 20W=200W,R,=B200 -=2420; 的最大阻值： (2)牛奶吸收的热量：Q限=c中舒m(t-。)= R=R-R=22002-4402=17602: 4.0×10J/(kg·℃)×0.4kg×(40℃-20℃)= ·9· 九年级物理·北师版（下册） 3.2×10°J: 30Ω：(3)电路消耗的总功率为27W。 (3)由题图乙可知，加热时间为200s,由P=平可 3.1:21:2 知，加热过程消耗的电能： [解析]两灯并联时儿，=山，P:P,=2:1,由P= R W=Pu热t=220W×2008=4.4×103J, 02 则暖奶器在加热过程中的热效率： d年道申华维装2=号 7=0继×100%=32x102×1009%=72.7% P 4.4×10°J P'FR R 1 答：(1)电阻R2的阻值为2422：(2)牛奶吸收的热 PPRR2 量为3.2×10J:(3)暖奶器在加热过程中的热效率 4.2:1 为72.7%。 W 罩素养懈读 [解析]由P= W 本题以生活中的暖奶器为载体，考查了电热学 P’2 P: 知识的综合应用，学生在解答此题时，要懂得将 4 物理知识迁移到实际生活中来，考查了学生用 3-2 ×2=斤 物理知识解决实际问题的能力，体现了“科学思 5.2:33:2 雏”的核心素养 [解析]由电路图可知，R,与R2并联，电流表A,测 专题2与电功率有关的动态电路计算 干路电流，电流表A测R支路的电流，由并联电 1.303.2 [解析]小灯泡正常发光时，实际电压等于额定电 路中电流特点可知，通过R,和R,的电流之比} 1. 压，实际电功率等于颜定功率，小灯泡正常发光10 --1=各-1=由并联分流规体知 消耗的电能W=PA=3W×10s=30J:小灯泡与一 个10？的定值电阻R串联在电压为8V的电路中 ,和凡的阻值之比=兰=二，由P=1可得， R 时，因串联电路中的电流处处相等，且总电压等于 P Ul 1 3 各分电压之和，所以，由1=只可知，U=+1, R和R消耗的电功率之比 p==2 6.解：(1)只闭合开关S,电路为只有R,的简单电路， 即8V=U'+2'×10D,由题图可知，当U'=4V, 电阻R,的阻值： I1'=0.4A时特合，则电路消耗的总功率P=U山'= U 3V 8V×0.4A=3.2W R=703A=100: 2.解：由题图可知，R,R并联接人电路，A测干路的 (2)通电10$，电流通过电阻R,所做的功： 电流，A2测R,所在支路的电流： W=UL,t=3V×0.3A×10s=9J: (1)R,所在支路电流： 11=1-=1.5A-0.6A=0.9A. (3)再闭合开关5，R儿并联，由P-只可知，要 电源电压：U=U1=IR=0.9A×20D=18V: 使R,和R消耗的总功率最小，即电路中总电阻最 U 18 V (2)电阻尼，的阻值=70.6A=300: 大，即滑动变阻器滑片P移至最右端，通过R,的最 小电流： (3)电路消耗的总功率P=U川=18V×1.5A=27W。 答：(1)电源电压为18V:(2)电阻R的阻值为 4=是-0=015A ·10 参考答案及解析 电路中最小电流： 中的最大阻值： 1=1+12=0.3A+0.15A=0.45A, 则最小总功率P本=U1=3V×0.45A=1.35W。 R大=◆=0.25A=120, 答：(1)电阻R的阻值为102：(2)通电10s,电流 所以滑动变阻器R,允许的取值范围是2.5~122。 通过电阻R,所做的功W为9J:(3)此最小总功率 答：(1)小灯泡正常工作时的电阻为10：(2)此时 P本为1.35W。 滑动变阻器R,接人电路中的阻值为20D:(3)滑动 7,解：()由P-分可得，小灯泡正常工作时的电阻 变阻器R,允许的取值范围是2.5~12D。 =4 P1.6 W =102: (2)当只闭合开关S,S和S时，等效电路如答图甲 所示，当电流表示数为0.5A时，由P=R可知，通 过R的电流： 7题答图 P 1.25V=0.25A 五、家庭电路 4=NR=√200 【基础巩圈练】 则通过滑动变阻器R,的电流： 1.D[解析]家庭电路的室内电路组成顺序是电能 11=1-12=0.5A-0.25A=0.25A, 表、总开关、保险盒、用电器。故选D 又电源电压： 2.B[解析]电灯、电视和台灯工作时互不影响，是并 U=U,=U2=/2R2=0.25A×202=5V, 联在电路中的，A错误：开关与电灯串联连接，然后 则此时滑动变阻器R,接人电路中的阻值： 再接在火线和零线之间，B正确：根据图示可知，各 R-÷0220n: 个小彩灯顺次连接，因此各个小彩灯之间是串联 (3)只闭合开关S和S,时，等效电路如答图乙所 的，C错误：空气开关对电路起保护作用，去掉空气 开关一般不影响电路的正常工作，但一旦出现千路 示，因为申联电路中各处的电流相等，且小灯泡正 常发光时的电流： 电流过大时，会严重影响电路的安全，D错误。 _P=16W=0.4A, 3.A[解析]由P=川可知，当电压不变，用电器功 l-Um4V 率增大时，通过坛丝的电流就增大，故A正确；为了 电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流 安全，开关应接在火线上，所以甲处应安装开关，乙 1大=0.4A,电路的最小总电阻： 处安装用电器，故B错误；熔丝烧断的原因可能是 U 5 V 用电器短路或用电器总功率过大，故C错误；由于 Re=次04n=l2.50, 钢丝的熔，点很高，所以绝不能用铜丝代替熔丝，故 所以滑动变阻器R,连人电路中的最小阻值： D错误。 R1本=Ra-R=12.50-100=2.50: 4.D[解析]电灯总功率为P喜=7×6×40W= 当电压表的示数U,太=3V时，滑动变阻器R,连入 电路中的电阻最大，所以灯泡两端的电压： 1680W,==7.64A,因此应选10A的嫦丝， U'=U-0,大=5V-3V=2V, 故D正确。 由题图乙可知，通过灯泡的电流为0.25A,即电路 5.B[解析]该空气开关所允许的最大功率为P 中的电流：1小=0.25A,则滑动变阻器R,连人电路1U=5A×220V=1100W,故B正确。 ·11·