第十六章 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（沪科版）.rbm

九年级物理·沪科版（下册） 专题1 电与热综合计算 [客案] 奥型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 (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R1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 1题图 为4.2×103J/(kg·℃)] kW.h 00826 2V020450 1500r/w的 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)足浴器装人质量为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*=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)》 控制面板 类國②用电器铭牌问题 ⊙42℃⊙ 4④（山西太原一模）每年山东的供暖时间长达四个 O 汝 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 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本= 1g/cm3)求： (1)R的电阻值 10 见此图标眠科音/微信扫码领取配套资源稳步提升成绩 第十六章电流做功与电功率 (2)滑动变阻器R的最大阻值。 (3)已知水箱内加满初温为12℃的纯净水， 6[科学恩维]（江西）如图甲所示是小姬妈妈为宝 把加湿器调到最大功率正常工作一段时 宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭 间后，水刚好沸腾产生水蒸气，求此过程 牌。暖奶器具有加热、保温双重功能，当双触点开 中加湿器的工作时间。[水的比热容c= 关连接触点1和2时为关闭状态，连接触点2和3 4.2×103J/(kg·℃)，环境为标准大气 时为保温状态，连接触点3和4时为加热状态。 压，不计热量损失] (温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为40℃) 额定电压 220V 型号 I7J620 最大功率 110W 额定电压 220V 最小功率 22W 水箱最大容积 IL 加热功率 220W 适用面积 20=40m o 220 Vo- 保温功率 20W 甲 a/℃ 50 40 30 220V 2 甲 10 4题图 0501001502002503001/s 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。[c4粉=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 温度随时间变化的图像，求暖奶器在加热过 ⑤（福建）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P1=44W;当开关S、S2均闭合时，晾衣机开 启烘干功能，通过R的电流I2=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。 ① 0220V0 5题图 见此图标服井音/微信扫码领取配套资源稳步提升成绩 九年级物理·沪科版（下册） 专题2与电功率有关的动态电路计算 [客案9] 类型①简单计算 (3)再闭合开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使 标有“6V3W”的小灯 ↑N R,和R2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 0.5 率P最小。 示，则它正常发光10s消 0.4 0.3 耗的电能是J:将 0.2 0.1 它与一个102的定值电 阻串联在8V的电路中， 0123456U/ 1题图 则电路消耗的总功率为 W。 6题图 2如图所示的电路中，电阻R,的阻值为20。闭 合开关S,电流表A,的示数为1.5A,电流表A 的示数为0.6A,求： (1)电源电压。 (2)电阻R2的阻值。 (3)电路消耗的总功率。 [科孿思维]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=202, 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 0.2 0.1 01234/N 矣国②比值类计算 甲 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S3,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$闭合后，电流表 P,小灯泡的I-U图像如图乙所示，在保证 A1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 类國③极值、范围类计算 6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R1的阻值。 (2)求通电10s,电流通过电阻R,所做的功W。 12g 见此图标眠科音/微信扫码领取配套资源稳步提升成绩参考答案及解析 器的滑片P滑至b端时，定值电阻R产生的热量|2.(1)电流(2)转换法(3)甲大 U22 Q=22,所以，=22，由于4=9min,马=下 3.（1)热量 (2)当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生 36血，所以=之，则R=R:当滑动变强器的 的热量跟导体的电阻成正比 (3)1.6 滑片P滑至山的中点时，滑动变阻器接入电路中的 [解析](1)采用优质保温材料的目的是减少实验过 阻值R,'=2R,设R两端的电压为儿，此时U心= 程中热量的散失。(2)水的质量相同，水温变化△T 3:2,定值电阻R产生的热量Q=R,所以行%、 与吸收热量的多少成正比，水温变化△T越大，电阻 丝产生的热量越多，即当电流和通电时间一定时， U, R5,即6=4=4×9min=20.25mi。故选C。 9 9 电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。 5.低温6×104 (3)不计热量损失，Qk=Qa,cm4T=f,A-, '4T2 [解析]旋转触片接触触点1和2时，电路为R,的 U △T3= 7_04℃×04A=1.6℃。 简单电路，电路消耗的电功率为P,=尼，栽转触片 12 (0.2A)2 专题1电与热综合计算 接触触点2和3时，电路为R,和R2的并联电路，电 1.解：(1)当开关S,闭合、S断开时，电阻： 路消耗的电功率为P尺+元，显然P<P,故 R=-0=0n: 触片接触触点1和2时，电熨斗为低温挡；该挡位 (2)当开关S,、S2均闭合时，U2=U=3V, 通电1min产生的热量为Q=W=P%‘R 通过儿的电流-是-品-0.1A (220vx60s=6×10J. 48.4Ω 通电10s电阻R2产生的热量： 6.1100210热传递 Q=122R24=(0.1A)2×300×10s=3J。 [解析]分析电路简图可知，当S闭合时，R2被短 答：(1)电阻R的阻值为10：(2)当开关S,、S2均 路，只有R,接入电路；当S2断开时，R与R串联 闭合时，通电10s电阻R2产生的热量为3J。 接入电路。由P=只可知，总电阻地小，电功单地 2.解：(1)足浴器在加热状态下正常工作时的电流： 大，所以当S2闭合后为加热挡，此时电功率P= 1法-4： U V_20V=1100W:1kg的养生茶从20℃加热至 (2)由图知，足浴器将水加热到42℃，水吸收的热量 R,442 Q段=c*m(t-o)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg× 75℃需吸收热量Q=c*m△r=4.2×10J/(kg·℃)× (42℃-20℃)=4.62×10J, 1kg×(75℃-20℃)=2.31×10J;若加热过程中不 不计热量损失，则Q顾=Q微， 计热量损失，则所消耗的电能与养生茶吸收的热量 相等，即W=Q=Pm,可得1=g=231×10」 如热时间生，4.62x1心」.55 880W 1100W 210s;养生茶吸收热量、内能增加，属于热传递。 (3)加热状态下，足浴器的电阻R=-220Y 4A 实验2探究电流的热效应 55Ω，当实际电压为200V时，足浴器的实际加热功 1.(1)温度计示数(2)越多(3)B串联 (4)转换法控制变量法 U2_(200v2=727.27W。 率P=R50 [解析](3)要探究电热器产生的热量与电阻的关 答：(1)足浴器在加热状态下正常工作时的电流是 系，应保持电流和通电时间相等，电阻不同。 4A:(2)当水温达到控制面板上显示的温度时，水 ·7· 九年级物理·沪科版（下册）】 吸收的热量是4.62×10J,加热所用的时间是 气，此过程中水吸收的热量： 5258:(3)足浴器的实际加热功率是727.27W。 Qw=cm△r=4.2×10°J/(kg·℃)×1kg×(100℃ 3.解：(1)电冰箱消耗电能： -12℃)=3.696×10J, 3r Wk-15007kw:n300kW.h=7.2×10J5 不计热量损失，加湿器消耗的电能W=Q毁，则由公 (2)共消耗电能： 式P=”可得，此过程中加湿器的工作时间： 33r 11 W=15007kw·h-30kW.h=7.92×10J W_3.696×10」=3.36×1038。 110W 电热水壶消耗电能：Ws=W-W冰=7.92×10°J- 答：(1)R。的电阻值为440D:(2)滑动变阻器R的 7.2×103J=7.2×10J,b=1min=60s, 最大阻值为1760：(3)此过程中加湿器的工作时 电热水壶的电功率： 间为3.36×1038。 P-"a=7.2×10」=1200W: 5.解：(1)使用风干功能时，电路中只有电动机工作， 608 P-44W (3)水吸收热量：Q级=cm(t-)=4.2× 根据P=M得1=元-220V=0.2A 103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36× (2)使用烘干功能时，电路中电动机和发热电阻R 103J, 并联，U相同，则发热电阻R在1min内产生的热 消耗电能：W1=Q囊=3.36×10J, 量：Q=W2=U241=220V×1A×60s=1.32×10J: 需要的时同-吕33600280 (3)电阻R的功率：P2=U2=220V×1A=220W, 1200W 总功率：P=P1+P2=44W+220W=264W, 答：(1)电冰箱在这段时间消耗的电能是 总电能：W=P%2=264×10’kW×1h=0.264kW·h. 7.2×10J:(2)此时电热水壶的电功率是1200W; 答：(1)使用风干功能时通过电动机的电流为 (3)如果用此电热水壶把1kg的水由20℃加热至 0.2A;(2)使用烘干功能时电阻R在1min内产生 沸腾需要的时间是2805。 的热量为1.32×10J:(3)使用烘干功能1h消耗 4.解：(1)由图乙知，当滑片P在最左端时，只有R。接 的电能为0.264kW·h。 入电路中，加湿器以最大功率正常工作，由表格可 6.解：(1)由题意可知，当开关连接触点2和3时，电 知最大功率P=10W,由P=发可得，尼的电阻 路为R,的简单电路，暖奶器处于保温状态：当开关 ='.20y2=40n: 连接触点3和4时，R1、R2并联，暖奶器处于加热状 值：R=P10W 态，因为电路中的总功率等于各用电器的功率之 (2)由图乙可知，当滑片P在最右端时，R连入电路 和，所以电阻R,的功率： 的阻值最大，R。与R中联，加湿器以最小功率正常 P2=P知齿-P题=220W-20W=200W, 工作，由表格可知最小功率P=22W,此时电路中 (220V)2 -(20v2=22000, R:- 200W =242n; 总电阻：Ra=P22W (2)牛奶吸收的热量Q鬟=c年畅m(:-。）= 因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以R 4.0×103J/(kg·℃)×0.4kg×(40℃-20℃)= 的最大阻值： 3.2×10J; R=Ra-R=2200n-4402=17600; (3)由题图乙可知，加热时间为208，由P=?可 (3)p本=1g/cm3=1×10kg/m',由p=可得，水 知，加热过程消耗的电能W=P如t=220W× 箱内装满水时水的质量： 200s=4.4×10J,则暖奶器在加热过程中的热效 m=P*V=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg, 加湿器正常工作一段时间后，水刚好沸腾产生水蒸 率刀= ×10%-2108 4.4×10J ×100%=72.7%。 ·8 参考答案及解析 答：(1)电阻R2的阻值为242D:(2)牛奶吸收的热 W 量为3.2×10°J;(3)暖奶器在加热过程中的热效率 4.2:1[解析]由P=W ,得=里上 P W P'tW W2 为72.7%。 P :以素养解读 P=4×3=2 本题以生活中的暖奶器为载体，考查了电热学 知识的综合应用，学生在解答此题时，要懂得将 5.2:33:2 物理知识迁移到实际生活中来，考查了学生用 [解析]由电路图可知，R,与R2并联，电流表A1测 物理知识解决实际问题的能力，体现了“科学思 干路电流，电流表A2测R2支路的电流，由并联电 雏”的核心素养。 路中电流特点可知，通过R,和尼的电流之比上 专题2与电功率有关的动态电路计算 1.303.2 -1=-1=，由并联分流规知 [解析]小灯泡正常发光时，实际电压等于额定电 压，实际电功率等于额定功率，小灯泡正常发光105 风为风的原维之比是-异=子由P:Ⅲ可济。 消耗的电能W=Pt=3W×105=30J;小灯泡与一 R,和R2消耗的电功率之比 U山I13 个10Ω的定值电阻R串联在电压为8V的电路中 时，因串联电路中的电流处处相等，且总电压等于 6.解：(1)只闭合开关S,电路为只有R的简单电路， 各分电压之和，所以，由1=只可知，U=+儿R。 U 3V 电阻尼的阻值：R=703A=10: 即8V=U'+1'×10,由题图可知，当U'=4V, (2)通电10s,电流通过电阻R,所做的功： I1'=0.4A时特合，则电路消耗的总功率P=U'= W=Ul1t=3V×0.3A×10s=9J: 8V×0.4A=3.2W。 （)形闭合开关8，风、儿并联，由P-发可知，要 2.解：由题图可知，R1、R并联接入电路，A1测干路的 使R,和R,消耗的总功率最小，即电路中总电阻最 电流，A2测R,所在支路的电流； 大，即滑动变阻器滑片P移至最右端，通过R的最 (1)R,所在支路电流： U 3V 1=1-12=1.5A-0.6A=0.9A, 小电流：山=元20n=0.15A, 电源电压：U=U1=I,R1=0.9A×200=18V; 电路中最小电流： 1=I1+I2=0.3A+0.15A=0.45A, (2)电阻么的阻值尾=号-08头=30n: 则最小总功率P最小=U1=3V×0.45A=1.35W。 (3)电路消耗的总功率P=UⅢ=18V×1.5A=27W。 答：(1)电阻R的阻值为102：(2)通电10s,电流 答：(1)电源电压为18V;(2)电阻R2的阻值为 通过电阻R所做的功W为9J:(3)此最小总功率 30Ω：(3)电路消耗的总功率为27W。 P最小为1.35W。 3.1:21:2 7.解：1)由P=号可得，小灯泡正常工作时的电阻 R 【解析]两灯并联时=山，P:P,=2:1,由P= U.2-4y-10: U R.-Pe=1.6W (2)当只闭合开关S、S和S,时，等效电路如答图甲 免，是-后-片=若两打率张，由P=R构 所示，当电流表示数为0.5A时，由P=PR可知，通 P 过R2的电流： PR_R=⊥ PaPRR2 1.25W=0.25A, ·9. 九年级物理·沪科版（下册） 则通过滑动变阻器R,的电流： 能表转盘转了90转，用电器消耗的电能：W= 1=1-2=0.5A-0.25A=0.25A, 3600/kw·h)=0.025kW·h;该用电器的电功 90r 又电源电压： 0=U1=U2=12R2=0.25A×202=5V, 率：P=罗-_0.02kW.h=0.5kw=50W。 t 则此时滑动变阻器R,接人电路中的阻值： R-受2a=2mn: 2.102.26600 [解析]由P=U川可知，暖风机的额定电流1= (3)只闭合开关S和S时，等效电路如答图乙所 U= 示，因为串联电路中各处的电流相等，且小灯泡正 2200W=10A:已知暖风机的颜定功率P= 220V 常发光时的电流： 2200W=2.2kW,则正常工作1h消耗电能W= _P=6W=04A, l-0-4V P=2.2kW×1h=2.2kW·h,电能表铭牌上 3000imp/(kW·h)的含义是电路中每消耗 电流表的量程为0-0.6A,所以电路中的最大电流 1kW·h的电能，指示灯闪炼3000次，所以电能表 I大=0.4A,电路的最小总电阻： 的脉冲指示灯闪炼次数n=3000imp/(kW·h)× R==12.5n 2.2 kW.h =6 600 impo 所以滑动变阻器R,连入电路中的最小阻值： 3.A[解析]由题图知，三个电阻串联，根据串联电路 R1本=Ra-R=12.50-100=2.50: 中电阻两瑞的电压与其阻值成正比，有(R+R) 当电压表的示数U1大=3V时，滑动变阻器R,连入 (R1+R2)=4:3,则40：(R+200)=4:3,解得 R=10Ω：若把两个电压表换成两个电流表，三个 电路中的电阻最大，所以灯泡两端的电压： 电阻并联，A,测R,和R2的总电流，A2测R2和R U'=0-U1大=5V-3V=2V, U 3U 由题图乙可知，通过灯泡的电流为0.25A,即电路 的总电流，A的示数=0n+nA的 中的电流I小=0.25A,则滑动变阻器R,连入电路 UUU 中的最大阻值： 示数1=20n+20n10n则1=3：2串联电 _0=3V R大=7=0.25A=120, 路消耗的总功率B10n+20n+20n50n,并 所以滑动变阻器R,允许的取值范围是2.5~12Ω。 联电路消轮的总功率月=80+对。+。 答：(1)小灯泡正常工作时的电阻为10Ω：(2)此时 滑动变阻器R1接入电路中的阻值为20；(3)滑动 50则P:B=1:10。故选A。 变阻器R,允许的取值范围是2.5~12Ω. 4.D[解析]分析灯泡L的I-U图像可知，灯泡的 电阻随其两端电压的增大而增大，故当灯泡两端电 压最小时，灯泡的电阻最小；在移动滑片P的过程 中，当P在a端时，灯泡两端的电压最小且为1V, 此时通过灯泡的电流为0.2A,灯泡的电阻R= I V 甲 0.2A=50,故灯泡的最小电阻为5，A错误；电 7题答图 源电压U=1V+0.2A×30n=7V,大于灯泡的 真题松测训练 额定电压，因此滑片P不能移到b端，故B错误；若 1.0.025500 灯泡L与R,并联接在6V电路中，R,中的电流l,= [解析]3600/(kW·h)表示电路中每消耗 1kW·h的电能，电能表的转盘转过3600转，则电 名01.2A,通过灯泡的电流为0.6A,千路电流1 。10