专题7 电功、电功率、电热的综合应用&6.4 跨学科实践：半导体与光伏发电-【指南针·课堂优化】2025-2026学年九年级上册物理（教科版）

指南针·谋堂忧化”九年圾上普·物理参考答凳K) h/-ta=程VsV-4￥ 的开亮醒度甘不豹的变化 寒1mW: a--其=1wV一6V=3V 侧骨续交用接人电风第值 动餐裤由的多图Q与1的数西出草销QI图单再根 ---世口 鱼”-一货程 有★生周接入社疹的电黑 飞像州结精银是香正确着要等是一条出伊点的直线利精 恒正璃不是一条过厚的直线，侧情想不正确 R-要-器-Nn 的肖8用合SS舞斯用时，电降中果大电旋号a5A时 长器 又因为电压素测使屋围为0一巧￥，新以滑动变阻器周 同市清动室唇使绵摩的维大功率 峰开天5模1，带片在量左属时，可交电图R达到量大风 五，计具是 偏，最大电压不侧婚过佰Y,武时电两中的电流最小， 月-(6h=BVc45A=6w 141)当8接▣时，月有k接人电亮，电饭将处千高挡， 植，与品率菜，为同西挡最小动率地W由1一景即，电高 梨絮秋胡定非商申度电路的包压初或，北时公灯装同暗的 当8SS都周合时，与妇4：R和昆信在电局中：列 风用值 息毫中的息流 的总电题 电核为 1=L十-03A十L5-2A -是-- 起-长-留哥-湘n U一，w8V-店=3V W 此时电牌中前电境为 骨动龙菜都的最大图值 Pa -Ta220 VX4 A-8w R=4-局=限0-4利0=4用0 4-景品-a 侧铺时晟电流 含开关8套动切满群时名无离电即中最，电饭银处于 水的更整售和工升高到到工表收的势量 所凹滑山用都接人电是的息昌大为 =「==gA=lA=A 餐5 心-坐-X-mn 市潜诗变室器.爬得通过它的最小电成 分板电即虎的位 =4.XJ/s-C)×le0℃-oC) -是器A 品 溶：(1D小灯表的图京息医为真8A:)小灯海的电图是 m1.25×10T1 到为不计热提失，所以商L的电能署一一1X1证) 树电路中的最小电减 保组1诺由，分压电凰民产生的热量为 范用是的一动自. 14-k+-1+号A-4 Q=4名=鱼岂APX色nX面 合P一即，西夏的时间 14(1酸至2消时，品被服路.仪有电围&接人电牌，则R的 气药×1」 用消 电量小率 算，山混的和国为5出()电调高盖肾的功率为的每 100 月4-1EVX号A-的W 探服，分标电厘民产生的热景为4纸X行1： 雾，电热愿在恒温情时的电流为收5A:2)可变电用 %{-密罗-n 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由于电流流的制量直围为一A,青动变是营允存通过 界A5A 笛最大电随为，码A,小灯流的电流不胞题过A6A所 一，填司 以电降中的最人电放为QA:光对小灯泡的电属为6V,】1.避作磁作，再■细蓝怪阿N5 B当开美5接1开片在量6@，电 滑城丽荐接人电的电限最小刷情内变周春再编的电玉南()士幻 密中只有风工作，为直餐大店 压为 人（们）异名图板柜置量事2间名壁经相区得作 56第6章电功束 如图乙所示，灯泡正常发光时，某块电表的示 专题7电功、电功率、电热的综合应用 数恰好达到最大值；再断开S,闭合S,将滑片 P调回至最右端，电压表示数和滑动变阻器连 课后 巩固 提升 入电路的阻值关系图像如图丙所示。则电源 【基础训练】 电压为 V,变化过程中，灯泡的最小电阻 一、填空题 为 Ω，灯泡的额定功率为 1.(2024·遂宁)在甲图所示的电路中，闭合开关 S,再闭合开关S,电流表A的示数变大，此 时两电流表指针都指在刻度盘的中央，均如乙图 所示，则通过R的电流为 A.R:R2= ,在相同时间内两电阻产生的热量 I/A ↑U/V 之比Q：Q2= 0. 02↑0.4 0 U/V 20R0 A 内 R B A 品 4.(2024·齐齐哈尔)如图甲所示的电路，电源电 甲 乙 压为12V且保持不变，R2为阻值未知的定值 2.(2024·德州)图甲是一款家用蒸箱，图乙是其 加热盘模块的简化电路，蒸箱有“低温”“中 电阻，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流 随它们两端电压变化的图像。当同时闭合开 温”“高温”三挡，其中R、R为阻值不变的电热 关S、S和S时，小灯泡L的实际功率为P,定 丝，当开关S断开、S接a时，蒸箱处于 挡，此时通过温控开关的电流为2A,已知蒸箱 值电阻R的功率为P,则P：P 当闭合开关S、断开开关S和S时，小灯泡 的额定电压为220V,R=882,则R的阻值为 的实际功率为0.6W,此时灯丝电阻为R,则 Ω，高温挡的电功率为 W R:R2= 湿控开 220V0 1.0 0.8 0.6 R 0.4 0.2 0246810120八V 甲 乙 甲 乙 3.(2023·铁岭)如图甲所示的电路，电源电压不 5.(2024·达州)如图甲所示，将定值电阻R,与 变，电流表测量范围为0~0.6A,电压表测量 规格为“4022A”的滑动变阻器R2连入电 范围为0~15V。闭合开关S、S,断开S,滑动 源电压恒定不变的电路中。移动滑片P,R 变阻器的滑片P从最右端向左移动，直至灯泡 的电功率P与其连入电路电阻R之间的变化 正常发光，电流表示数和电压表示数关系图像 图像如图乙所示。则电源电压U=V, ·155· 格而针·课堂优化·九年纸上册·物理(K R的阻值为 2,电路的最大电功率为 D.电路中，电流的最大值与最小值之比为5：1 W. 8.(2023·雅安)如图所示为一种电子显示的握 Pw 力计和它的工作原理示意图。电源电压不 7.2 6.4 变，握力计显示表是由电流表改装而成，定值 电阻Rz起保护电路作用，其电阻值为52，不 1020 40R0 施加力时弹簧一端的滑片P在电阻R1的最上 甲 端，移动到最下端时施加的力最大（弹簧的电阻 二、选择题 不计)。电路中电流变化的范围为0.1~0.6A, 6.(2023·西藏)如图所示，电源两端电压恒为 则下列说法正确的是 12V,定值电阻R的阻值为10Ω，滑动变阻 器R的最大阻值为402，开关S闭合后，滑动 模力方向 变阻器的滑片P从最右端滑至中点的过程 A 中，下列选项正确的是 () 捏力方向弹簧还片 A施加的力最大时电路中电流为0.6A B.R连入电路阻值变化范围是0一302 C.电路消耗的总功率变化范围是0.3~1.5W A.电流表的示数变小 D.R消耗的最大功率为0.45W B.电流表示数的最大值与最小值之比是2：1 9.(2024·德州)如图所示，电源电压恒为4.5V, C.电路中的最大功率是21.6W 灯泡L上标有“3V1.5W”字样，滑动变阻 D.通电1min,电阻R1消耗的电能是14.4J 器R2上标有“1521A”字样，定值电阻R阻 7.(2024·西藏)如图甲所示电路，电源电压保持 值为102，电压表测量范围为0~3V,不计温 不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片由最 度对灯丝电阻的影响，在保证电路元件安全 右端向左端移动的过程中，电压表与电流表 的前提下，下列说法错误的是 () 示数的变化关系如图乙所示。下列选项正确 的是 () A.小灯泡正常工作时电流为0.5A 00.1 0.5 A 甲 B.当开关S、S2、S断开，S闭合时，R2接入电 A.电源电压为12V 路的最小阻值为32 B.电路的最小功率为1.4W C.当开关S、S、S闭合，S断开时，电路总功 C.电压表与电流表对应的示数之比变大 率最小值为3.375W ·156· 第6幸电功束 D.当开关S、S闭合，S、S断开时，R2接入电 12.(2024·呼伦贝尔)如图甲所示的电路中，电 路的最大阻值为152 源电压恒定，闭合开关S,将滑动变阻器的滑 10.(2023·抚顺)（多选）如图所示电路，定值电阻 片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两 R为40Ω，滑动变阻器允许通过的最大电流 电压表示数与电流表示数变化的关系图像 为0.4A,当滑动变阻器的滑片P在最右端 如图乙所示，则下列说法正确的是 () 时，先闭合开关S,电流表示数为0.1A,再闭 合开关S,电流表示数为0.2A,在保证电路 元件安全的条件下，将滑动变阻器的滑片向 左最大范围移动。下列说法正确的是() 0.2 0.5 A.b曲线表示电压表V2示数与电流表示数 变化的关系图像 B.电源电压为8V C.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2~ A.电源电压为8V 402 B.滑动变阻器连入电路的阻值范围是40~ D.灯泡的额定功率为3.5W 102 三、计算题 C.定值电阻R的功率为0.8W 13.(2024·常州)如图所示的电路中，电源电压 D.通电1min,整个电路消耗的电能最多为 恒定，小灯泡L标有“6V3.6W”字样（忽 120J 略温度变化对灯丝电阻的影响)，滑动变阻 11.(2022·无锡)如图所示，电源电压保持不变， 器R标有“20021.25A”字样，定值电阻 R1是电阻箱，最大阻值为R,R2是定值电阻。 R阻值为202，电流表的测量范围为0一 闭合开关S,当电阻箱阻值调为R时，电压表 3A,电压表的测量范围为0~15V,求： 示数为3V,电阻箱的功率为0.9W:当电阻 (1)小灯泡的额定电流： 箱阻值调为0.5R时，电压表的示数变化了 1.5V。则下列说法中正确的是 () (2)小灯泡的电阻： A.电源电压为3V B.电阻箱R的最大阻值为402 C.前后两次电路总功率变化了0.45W D.为保证电路安全，电流表测量范围不能选 00.6A ·157· 格南针·裸堂优化·九年纸上册·物理(K) (3)只闭合开关S、S,小灯泡恰好正常发光， 开关S旋至1挡时，电路的工作电流为1A: 求电源电压； 当开关S旋至2挡时，电路的功率为550W。 某次用2挡烹饪中，用时1min将质量为50g、 比热容为4.0×103J/(kg·℃)的某种食物从 20℃加热至119℃。求： (1)电阻R、R2、R3的阻值； (2)该次烹饪中电煎锅加热食物的效率。 (4)只闭合开关S、S,在保证电路元件安全 的前提下，求滑动变阻器接人电路的电阻 范围。 220V R 14.(2023·攀枝花)某品牌电煎锅的简化电路如 图所示，它分为高、中、低三挡，最大功率为 990W。S为旋钮开关，转动S可将开关分 别调至0、1、2、3挡位置，与该挡的两个触点 同时接通。R1、R、R为发热电阻，且阻值恒 定。将电煎锅接人220V的家庭电路中，当 ·158· 第6章 电功率 第四节 跨学科实践：半导体与光伏发电 实验探究：测量太阳能电池的输出功率 如图所示，我们 可以在不同条件下， 太 测量太阳能电池的电 必 知识点①认识半导体 压和电流，计算太阳 (1)定义：半导体是导电性能介于导体和绝 能电池 能电池的输出功率， 缘体之间的一些材料，如锗、硅、砷化镓等。半 进一步确定影响太阳能电池的输出功率的 导体只有在一定条件下才能导电。 因素。 (2)特点：纯度很高的半导体材料，如高纯 (1)改变光照强度，测量太阳能电池的电压 硅、锗等，电阻很大。但如果在半导体材料中掺 和电流： 入微量的其他元素，它们的导电能力就会显著 (2)改变光源入射角度，测量太阳能电池的 提高。科学家通过控制摻人元素的种类，研制 电压和电流； 出了N型半导体和P型半导体，两种类型的半 (3)改变2片太阳能电池板的连接方式，测 导体以不同的方式结合，能制成二极管、三极管 量太阳能电池的电压和电流。 等各种半导体元器件 (3)二极管的单向导电性 跨学科实践 活 动 如图所示，发光 二极管是常见的电子 主题：设计校园光伏发电项目方案 元件。当电流从较长 原理：光伏电池板由半导体材料制成。光 接线脚（正极）流入 伏发电是利用半导体太阳能电池板将光能直接 负极正极 负极 正极 时，发光二极管中有 转变为电能的一种技术。 电流通过，发光二极 发光二极管 任务： 管发光。如果电流从较短接线脚（负极）流入， 1.测算学校屋顶光伏理论发电量及学校用 电路处于开路状态。 电量 知识点②半导体的应用 请各小组通过实地调查、网络查询和图书 查阅，估算学校日常用电量，研究测算学校屋顶 半导体无处不在。它们控制着计算机、手 机、汽车、飞机、医院中的CT机、无人机、导弹以 太阳能板的理论日发电量。 2.确定太阳能电池板安装方式 及生活中无处不在的其他电子设备。 查阅电子地图，记录学校所在位置及当日 半导体广泛应用于多个重要技术领域，如 太阳高度角，模拟并测算出太阳能电池板最佳 集成电路、通信设备、光伏发电、激光与照明、大 方位角及当日太阳能电池板倾角度数。 功率电源转换等。某些半导体材料的导电性能 3.撰写学校屋顶光伏发电项目方案 受温度、光照、压力等影响而显著变化，某些半 搜集本地区自然环境特征资料，分析实际 导体有特殊的光电特性，能在一定条件下释放 发电量少于理论发电量的原因，分析影响学校 光能。人们利用半导体的这些特性，制成了热 发电量的有利条件和不利条件，思考如何提高 敏电阻、光敏电阻、力敏电阻等传感元件，以及 太阳能电池板的发电量，撰写项目方案。 二极管、三极管、整流器等电子元件，还发明了 4.交流展示 半导体激光器、LED光源、太阳能电池、芯片等 举办报告会，尝试从能源结构、环境保护角 器件，芯片(chip),是在一块半导体薄片上集成 度讨论能源利用对环境的影响，并与其他同学 二极管、三极管和其他电子元件而制成的电路。 芯片的发明和应用，是二十世纪的一项创举，是 分享和交流自己设计的校园光伏发电项目 信息时代的基础。 方案。 ·159·