考向一 电学计算问题-【拔尖特训】2024-2025学年九年级下册物理（苏科版）

机械能(动能)→电能→小灯泡的内能 和光能. 5. [解析](1) 电池充电1h后,接收 器接收到的超声波能量W1=P0t0= 8W×3600s=2.88×104J;由题意 知,电池所储存的电能E电=η1W1= 50%×2.88×104J=1.44×104J. (2) 由v=st 可得,小车在平直路面 上匀速行驶5min的过程中,行驶的 距离s=vt=0.2m/s×5×60s= 60m;克服阻力做的功 W2=fs= 16N×60m=960J;消耗的电池电能 E= W2 η2 =960J80%=1200J. (3) 由题意 得,P P0 = L02 L2 ,则 P 8W= 1m 2m 2 ,解得 P=2W,2h内转化成的机械能W'= Pt'η1η2=2W×2×3600s×50%× 80%=5760J;由W=fs可得,s'= W' f =5760J16N =360m. 6. (1) U-E反 R (2) 80 [解析](1) 电 动机工作时,加在线圈两端的电压为 U-E反,根据欧姆定律,线圈中的电 流I= U-E反 R . (2) 该电动机工作时, 消耗的电能W输入=UIt,转化为的机 械能W机械=E反It,电能转化为机械 能的效率η= W机械 W输入×100%= E反It UIt× 100% = E反 U ×100% = 2.4V 3V × 100%=80%. 期末压轴题特训 考向一　电学计算问题 1. 21 5∶3 2.1 25∶18 [解析]P移至中点时,灯泡正常发光, I=IL= PL UL =3W6V=0.5A ,U=UL+I× 1 2R变大=6V+0.5A× 1 2R变大 ① , 滑片P移至某一端点时,电流表示数 减小,R变 变大,说明此时滑片P在最 右端,电压表示数变化3V即增大 3V,UL 减小3V,UL'=UL-3V= 6V-3V=3V,U=UL'+I'× R变大=3V+0.3A×R变大 ②,联立 ①②式解得R变大=60Ω,U=21V. I I' = 0.5A 0.3A=5∶3.ΔPL=PL- PL'=3W-UL'I'=3W-3V× 0.3A=2.1W.P1∶P2=(U变I)∶ (U变'I')=[(21V-6V)×0.5A]∶ [(21V-3V)×0.3A]=25∶18. 2. 450 [解析]根据实物图可知,R1 与R2并联,电流表测流过R2 的电 流,电压表测电源电压;电流表选择小 量程,分度值为0.02A,故可知流过 R2的电流I2=0.2A;电压表选择小 量程,分度值为0.1V,故可知电源电 压U=2.5V;由欧姆定律可知,电阻 R2的阻值R2= U I2 =2.5V0.2A=12.5Ω , 则电阻R1的阻值R1= 1 2R2= 1 2× 12.5Ω=6.25Ω;由欧姆定律可得,流 过R1 的电流I1= U R1 =2.5V6.25A= 0.4A,由并联电路中的电流规律可 得,干路中的电流I=I1+I2= 0.4A+0.2A=0.6A;由焦耳定律可 得,通电5min后R1、R2产生的总热 量Q=W=UIt=2.5V×0.6A×5× 60s=450J. 3. A [解析]由W=U 2 Rt 得Rab= U2t Wab ,Rbc= U2t Wbc ,Rac=Rab+Rbc= U2t Wab +U 2t Wbc =U2t 1Wab+ 1 Wbc = U2t(Wab+Wbc) WabWbc ,把a、c端接入电路 时,Wac= U2 Rac t= U 2t U2t(Wab+Wbc) WabWbc = WabWbc Wab+Wbc= 120J×60J 120J+60J=40J. 4. B [解析]设滑动变阻器的最大阻 值为R,只闭合S、S1,滑片P位于AB 的中点时,电压表测量定值电阻R1 两端的电压,示数为4V,变阻器接入 电路的电阻为R 2 ,电流表示数为I1, 滑动变阻器消耗的功率为P1,此时滑 动变阻器消耗的功率P1=I12· R 2= (U-4V)2 1 2R ,只闭合S、S2,滑片P 位 于B端时,电压表测量定值电阻R2 两端的电压,示数为2V,变阻器接入 电路的电阻为R,电流表示数为I2, 滑动变阻器消耗的功率为P2,此时滑 动变阻器消耗的功率P2=I22·R= (U-2V)2 R ,已知P1∶P2=1∶2,则 有 I12· R 2 I22·R = (U-4V)2 1 2R (U-2V)2 R =12 ,解得 I1 I2 =11 ,U=6V,故A错误;只闭合 S、S1,滑片P 位于AB 的中点时,电 压表示数即R1两端的电压为4V,有 I1= 4V R1 ,只闭合S、S2,滑片P位于B 端时,电压表示数即R2 两端的电压 为2V,有I2= 2V R2 ,因为I1 I2 =11 ,所 以4V R1 =2VR2 ,即R1=2R2,当S、S1、S2 都闭合,滑片P 位于A 端时,电路是 R1与R2的并联电路,电路消耗的总 功率为3W,则U 2 R1 +U 2 R2 =3W,代入数 据得 (6V)2 2R2 + (6V)2 R2 =3W,解得 R2=18Ω,则R1=2R2=36Ω,故C 错误;只闭合S、S2,滑片P 位于B端 时,R2与滑动变阻器的最大阻值串 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 44 联,电压表示数即R2 两端的电压为 2V,根据串联电路分压原理,滑动变 阻器 的 最 大 阻 值 R = URR2 U2 = (U-U2)R2 U2 = (6V-2V)×18Ω 2V = 36Ω,故D错误;根据P=U 2 R 可知,当 总电阻最大时,电路消耗的功率最小, 即只闭合S、S1,滑片P 位于B端时, 总电阻R总=R1+R=36Ω+36Ω= 72Ω,则电路消耗的最小功率P小= U2 R总= (6V)2 72Ω =0.5W ,故B正确. 5. D [解析]当只闭合S3 时,R1 与 L串联,且L正常发光,此时电路中的 电流I=IL= PL UL =3W6V=0.5A ,R1 两端的电压U1=U-UL=12V- 6V=6V,所以R1= U1 I = 6V 0.5A= 12Ω,1min内电流通过R1所产生的 热量Q1=U1It=6V×0.5A×60s= 180J,故A错误;L的电阻RL= UL IL = 6V 0.5A=12Ω ,当只闭合S1 时,R2 与 L串联,此时电路中的电流I'= U R2+RL ,则 R2 消耗的功率 P2= I'2R2 = U R2+RL 2 R2 = U2R2 (R2-RL)2+4R2RL ,则当R2=RL 时,R2 消耗的功率最大,最大功率 P2max= U2 4RL= (12V)2 4×12Ω=3W ,故B错 误;当三个开关都闭合时,L被短路, R1与R2 并联,电流表测干路电流, 通过R1的电流I1= U R1 =12V12Ω=1A , 电流表的最大示数Imax=3A,故通过 R2 的最大电流I2max=Imax-I1= 3A-1A=2A,所以R2接入电路的 最小阻值R2min= U I2max =12V2A=6Ω , 故C错误;当三个开关都闭合,R1 与 R2并联,R2接入电路的阻值最大时, R2消耗的电功率最小,则R2 消耗的 最小功率P2min= U2 R2max = (12V)2 24Ω = 6W,由前面分析可知,当三个开关都 闭合时,通过R2 的最大电流I2max= 2A,所以 R2 消耗的最大电功率 P2max'=UI2max=12V×2A=24W, 即R2 消耗的电功率的变化范围是 6~24W,故D正确. 6. [解析](1) 由P=U 2 R 可知,灯泡的 阻值 RL= U额2 P额 = (6V)2 3W =12Ω. (2) 当滑片P 置于a点时,电路中的 电流I= U额 RL =6V12Ω=0.5A ,灯泡与 滑动变阻器接入电路的电阻Ra、定 值电阻R0 串联,电压表V1 测灯泡 和Ra 两端的电压之和,因串联电路 中总电阻等于各分电阻之和,且灯 泡正常发光,所以,滑动变阻器两端 的电压Ua=U1-UL=9V-6V= 3V,由于灯泡正常发光,且串联电 路中各处的电流相等,则滑动变阻 器消耗的功率Pa=UaI=3V× 0.5A=1.5W.(3) 当滑片置于a 点时,电源电压U=U1+IR0=9V+ 0.5A×R0,当滑片置于b点时,电 路中的电流I'= U-U1' R0 = U-U2 RL , 即 (9V+0.5A×R0)-9.6V R0 = (9V+0.5A×R0)-7.2V 12Ω , 解 得 R0=6Ω或R0=2.4Ω.当R0=2.4Ω 时,电源电压U=10.2V;当R0=6Ω 时,电源电压U=12V,因为电源由几 节新干电池串联而成,所以电压应为 1.5V的倍数,则R0=6Ω,电源电压 为12V. 7. [解析](1) 由P=U 2 R 可知,电炉电 阻丝的阻值R=U 2 P = (220V)2 484W = 100Ω.(2) 由 电 能 表 的 参 数 “1200imp/(kW·h)”可知,指示灯闪 烁16 次,电炉消耗的电能 W = 16imp 1200imp/(kW·h)= 1 75kW ·h= 4.8×104J,检测时电炉的实际功率 P实 = Wt = 4.8×104J 120s =400 W. (3) 由P=UI可得,电阻丝的额定电 流I=PU= 484W 220V=2.2A. 电阻丝分 成两段后,每一段电阻丝通过的电流 不能超过其额定电流;若两段电阻丝 串联接入电路,则电路中的电流I'= Pmax U' = 27W 10V=2.7A>2.2A ,所以两 段电阻丝不是串联接入电路,而是并 联接入电路中,则其中阻值可调的电 阻丝R1的最大电功率P1max=U'I= 10V×2.2A=22W,另一段电阻丝 R2的电功率恒为P2=Pmax-P1max= 27W-22W=5W,则电阻丝R2的阻 值R2= U'2 P2 = (10V)2 5W =20Ω ,则电阻 丝R1 的最大阻值R1=R-R2= 100Ω-20Ω=80Ω,当阻值可调的电 阻丝接入电路的阻值最大为80Ω时, R1 的最小电功率 P1min= U'2 R1 = (10V)2 80Ω =1.25W ,则发热坐垫的最 小功率Pmin=P1min+P2=1.25W+ 5W=6.25W,发热坐垫在最小功率 状态下工作10s产生的热量Q= W'=Pmint'=6.25W×10s=62.5J. 考向二　电学图像问题 1. 6 9 5 [解析]由图甲可知,灯 泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 54 84 考向一　电学计算问题 ▶ “答案与解析”见P44 1. 如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡标有 “6V 3W”字样,闭合开关后,当滑片P 移 至中点位置时,小灯泡恰好正常发光,此时滑 动变阻器消耗的功率为P1.当滑片P移至某 一端点时,电流表示数为0.3A,电压表示数 变化了3V.此时滑动变阻器消耗的功率为 P2,则电源电压为 V,前后两次电流 大小之比为 ,前后两次小灯泡消耗 的功率变化了 W.滑动变阻器消耗 的功率P1∶P2= . (第1题) 2. (2023·凉山)如图甲所示,电路中电源电 压不变,R1、R2是定值电阻,R2=2R1,闭合 开关S,电流表和电压表示数如图乙所示, 则通电5min后,R1、R2 产生的总热量为 J. 甲 乙 (第2题) 3. 如图所示,ab和bc是两根电热丝,若将a、b 端接入某一电压恒定的电路中,1min内产生 的电热是120J.若将b、c端接入同一电路中, 1min内产生的电热是60J,则把a、c端接入 这个电路中,1min内产生的电热是 ( ) (第3题) A. 40J B. 60J C. 90J D. 180J 4. (2023·达州)如图所示,电源电压 恒定,R1、R2 是定值电阻,A、B 是 滑动变阻器R 的两个端点,当S、 S1、S2都闭合,滑片P位于A端时,电路消耗 的总功率为3W;只闭合S、S1,滑片P 位于 AB的中点时,电压表示数为4V,电流表示 数为I1,滑动变阻器消耗的功率为P1;只闭 合S、 S2,滑片P位于B端时,电压表示数为 2V,电流表示数为I2,滑动变阻器消耗的功 率为P2,已知P1∶P2=1∶2(各元件均在安 全工作范围),下列计算结果中,正确的是 ( ) A. 电流表示数I1、I2之比为2∶1 B. 电路消耗的最小功率为0.5W C. 定值电阻R2的阻值为36Ω D. 滑动变阻器R的最大阻值为18Ω (第4题) (第5题) 5. 如图所示,电源电压为12V且保持不变,小 灯泡的规格为“6V 3W”(灯丝电阻不变), 滑动变阻器的最大阻值为24Ω,电流表的量 程为0~3A.当只闭合S3时,小灯泡恰能正 常发光,则下列说法中,正确的是 ( ) A. 当只闭合S3时,在1min内电流通过R1 所产生的热量为1.8×103J 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级下 期末压轴题特训 85 B. 当只闭合S1 时,R2 消耗的最大功率为 2.67W C. 当三个开关都闭合时,要使电流表能安全 使用,R2接入电路的阻值不得小于5Ω D. 当三个开关都闭合时,R2消耗的电功率 的变化范围是6~24W 6. 在如图所示的电路中,电源由几节 新干电池串联而成且电压保持不 变,滑动变阻器上标有“50Ω 1A” 字样,灯泡标有“6V 3 W”字样.闭合开关 S,当滑片P 置于a点时,灯泡正常发光,电 压表V1的示数为9V;当滑片P 置于b点 时,电压表V1的示数为9.6V,电压表V2的 示数为7.2V.求:(设灯丝电阻不变) (1) 灯泡的电阻. (2) 当滑片P 置于a点时,滑动变阻器消耗 的功率. (3) 电源电压及R0的阻值. (第6题) 7. (2023·重庆A卷)寒假期间,小丽在外婆家 发现一闲置的旧电炉(如图甲所示),铭牌上 标有“220V 484W”字样,电炉只有一根电 阻丝.为检测电炉能否工作,将其单独接入家 庭电路中,观察到如图乙所示的电能表的表 盘指示灯在120s内闪烁了16次.忽略温度 对电阻的影响. (第7题) (1) 求电炉电阻丝的阻值. (2) 求检测时电炉的实际功率. (3) 小丽想为外婆制作一个可调温的发热坐 垫.在父母的陪同下,她拆下整根电阻丝并分 成两段,将其中一段制作为阻值可调的电阻 丝;将两段均可发热的电阻丝接入电源电压 恒为10V的电路中,在通过电阻丝的电流不 超过其额定电流的情况下,坐垫的最大功率 为27W.求发热坐垫在最小功率状态下工作 10s产生的热量. 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 期末压轴题特训