【单元预习衔接】第十八章 电功率（基础卷）-2025-2026学年人教版（2024）物理九年级上册

第十八章 电功率 一、单选题 1．如图是我校配电室的一个电能表，请同学们根据电能表上的参数，选出错误的选项是（　　） A．该电能表应该在220V的电路中使用 B．该电能表的家庭用电器的最大功率不超过4400W C．此电能表表盘旋转300转，说明用电 D．该电能表此时的读数是31.6J 2．如图所示的电路中，电源电压恒定，。开关S闭合后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2；R1、R2消耗的电功率分别为P1、P2；电流通过R1、R2做的功分别为W1、W2；R1、R2产生的热量分别为Q1、Q2。则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 3．小明同学在购物时看到商家用的电子秤，如图甲所示。他查询资料后设计了如图乙所示的模拟电路，其中电源电压保持不变，为定值电阻，为压敏电阻，的阻值随压力的增大而增大。当开关闭合后，下列说法正确的是（　　） ①质量表是由电压表改装而成 ②当托盘上所放重物越重时，质量表的示数越大 ③当托盘上所放重物越轻时，消耗的电功率越大 ④当托盘上所放重物越重时，电路消耗的电能越大 A．只有①②④正确 B．只有①②正确 C．只有②③④正确 D．只有①②③正确 4．如图所示分别是小明家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断正确的是（　　） A．小明家上个月消耗的电能为1011kW•h B．小明家家庭电路中的干路电流不得超过10A C．电能表上指示灯闪烁160次，表示家庭电路消耗0.1J的电能 D．电能表上指示灯闪烁的次数越快，说明电路中消耗的总电功率越大 5．两个电阻上都标有“3V”字样，其电阻分别为 和 ，它们的电流随电压变化关系如图所示．有(　　) A．电阻 的额定功率为0.36W B．电阻 的阻值为0.72Ω C．若把电阻 和 并联在电源电压为2V的电路中工作，则电阻 的实际功率是0.12W D．若把电阻 和 串联在电源电压为3V的电路中工作，则两电阻均能正常工作 6．疫情防控常态化，为节省同学们每天测量体温所花费的时间，小雨为教室设计了一个快速筛查体温异常同学的电路，报警器报警，其简化原理图如图所示。其中电源电压为24V，R0为定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如表格所示，其阻值随温度的变化关系如表格所示，通过电路的电流达到或超过0.3A时报警。下列判断正确的是（　　） 温度/℃ 55 36 37 38 39 40 41 42 电阻/Ω 66 63 60 58 55 53 50 48 A．湿度越高时，电路中的电流就越小 B．报警器报警时，电压表的示数小于6V C．电路中定值电阻R0的阻值为20Ω D．温度越高，定值电阻R0的电功率越小 7．如图所示，3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态（如图甲）。打印时有快慢两档（快档工作时温度更高），其内部电路如图乙，R1、R2是相同的PTC发热电阻，单个PTC的电阻与温度的关系如图丙。以下说法正确的是（　　） A．打印笔工作时，PTC电阻不发热 B．塑料受热逐渐变软变稀，塑料是晶体 C．乙图可知，只闭合开关S为慢档打印 D．温度为250℃时，打印笔快档通电10s产生的热量为400J 二、多选题 8．如图， 灯泡L1“3V3W”， 灯泡L2“3V 1.5W”， 电源电压4.5V，不计灯丝电阻变化，闭合开关，以下分析正确的是（　　） A．灯L2比灯L1亮 B．通过灯L1、L2的电流之比为2∶ 1 C．L2的实际功率为1.5W D．电路消耗的总功率2.25W 9．标有“6V 6W” 和“6V 3W”的甲、乙两盏灯（不计温度对灯丝电阻的影响），串联后接在6V电路中，则下列判断正确的是（　　） A．甲灯能够正常发光 B．两灯都不能正常发光 C．甲灯比乙灯更亮 D．甲灯两端的实际电压小于3V 10．如图所示是一个自动体重测试仪的工作原理图，CB部分为导体，BA部分为绝缘体，下列有关说法中正确的是（　　） A．体重显示表是用电压表改装成的 B．体重测试仪电路由于缺少开关，始终处于通路 C．体重测试仪所测体重越大，电路消耗电功率越大 D．体重越大，体重显示表的示数越大 11．如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0~3V，电流表量程是0~0.6A。只闭合S、S1，在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡和R1的I-U图象分别如图乙所示，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．灯泡的额定功率是0.15W B．只闭合S，S1时，电路的最小功率为1.35W C．只闭合S、S2，R1的滑片在a点，调节R2，R1的最大功率是2.16W D．只闭合S、S2，R1的滑片在a点，R2允许接入电路的最大阻值是12Ω 12．如图所示，电源电压为保持不变，当只闭合开关，滑片在中点时，电压表读数为，移动滑片到最右端时电压表读数为；当只闭合开关和时，电路中总功率为；当只闭合开关和，滑片从中点滑动到最右端时，电流表的读数变化了；当只闭合开关和，滑片在中点时，电路中总功率为，已知：：，：：。下列结论中正确的是（　　） A． B． C．的最大电阻值为 D．当只闭合开关、、，滑片在中点时，电流表和的读数之比为： 13．所示电路，电源两端的电压为7.5V，且保持不变。小灯泡L上标有“6V，3W”的字样，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω，1A”的字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。不考虑灯丝电阻随温度的变化。闭合开关S后，为保证电路安全，则下列说法正确的是（　　） A．电路中允许通过的最大电流是0.5A B．电压表的示数变化范围是0～3V C．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是3Ω～8Ω D．小灯泡最大电功率与最小电功率之比为16∶9 三、填空题 14．某学校共有电灯100盏，用的都是额定功率为40W的日光灯，平均每天照明4h。这些灯泡是 　 　（选填“串”或“并”）联的。这些灯正常工作时，一天耗电 　 　kW·h。学校某周一早晨电能表示数为，周末电能表示数为，本周用电为 　 　kW·h。 15．用电器工作的过程，就是将　 　能转化为其他形式能的过程．电流通过电热毯时，电能转化为　 　能；电流通过电风扇时，电能主要转化为　 　能． 16．人们在日常生活中使用的电饭锅是利用电流的　 　效应来工作的，它工作时将电能转化为　 　能。 17．如题图所示，电源电压不变，开关S闭合后，定值电阻R0与滑动变阻器R的连接方式为　 　联；当滑片P向右移动时，电流表示数　 　，R0的功率　 　.（后两空填“变大”“变小”或“不变”） 18．如图所示为某型号的太阳能充电宝，表面贴有太阳能电池板，在阳光照射下为内部锂电池充电。 （1）此过程中的能量转化为：太阳能→　 　能→ 　 　 能； （2）该充电宝上标明电压为3.7V，容量为10000mA▪h，它充满电后储存了　 　 J的电能。 19．将一只“220V　100W”的灯泡（设灯丝电阻不变）接在照明电路中，正常发光时，其电阻为　 　Ω；若用输电线把该灯泡由电源处引到学校运动场，发现灯泡的亮度较暗，测得灯泡实际功率只有81W，则输电线上消耗的功率为　 　W。 20．请写出下列“热”的物理含义： （1）摩擦生热，这里的“热”是指：　 　；物体吸热升温，这里的“热”是指：　 　；这杯水很热，这里的“热”是指：　 　； （2）电源电压为9V，现让一标有“6V 3W”的小灯泡正常发光，需　 　联一个　 　Ω的电阻； （3）如图所示，一定值电阻R0与最大阻值为30Ω的滑动变阻器串联在电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从最左端滑倒时，电流表的示数为0.3A；当滑动变阻器的滑片P继续滑到处时，电流表的示数为0.2A。则定值电阻R0=　 　Ω，电源的电压U=　 　V。 21．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器的滑片 P 从 a 端移到 b 端，定值 电阻 R1 两端的电压随滑片变阻器 R2 阻值变化的图象如图乙所示，则电源电压为　 　V，该电路的最大功率为　 　W，滑片的 P 在 b 端时，通电 10s 电流对 R1 做的功 为　 　J． 四、实验探究题 22．如图，这是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。 （1）实验中通过观察U形管中液面高度差的变化来反映密闭空气温度的变化，这种实验方法是　 　。 （2）将甲、乙装置分别通电一段时间后，观察到甲装置右侧容器相连的U形管中液面的高度差较大，乙装置左侧容器相连的U形管中液面的高度差较大。由此可知，当通电时间一定时，电流产生的热量与　 　有关。 23．实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、已调好的电流表和电压表各一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干．请设计一个实验证明：“在串联电路中，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”． （1）画出实验电路图． （2）写出实验步骤并画出出实验数据记录表格． 24．小华和同学们在“测量小灯泡的电阻”的实验中，使用的灯泡规格为“2.5V”，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“”。 （1）该实验的测量原理是　 　； （2）如图甲所示，闭合开关，小灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表满偏，则电路故障可能是小灯泡　 　（选填“短路”或“断路”）； （3）排除电路故障后，将滑片P移到某处时，电压表示数为2V，要使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片向　 　移； （4）同学们根据实验所测得的数据绘制成如图乙所示的图象，由数据可知小灯泡正常发光时的电阻约为　 　，观察图乙可发现小灯泡的电阻随着电压、电流的增大而　 　，该小灯泡的额定功率为　 　W； （5）为了深入探究“电流与电阻的关系”，小华同学又找来、和三个定值电阻继续实验，他将的定值电阻代替小灯泡接入电路，调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为2V；不改变其它电路元件，接下来断开开关，保持滑片位置不变，取下的定值电阻换成的定值电阻，则闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向　 　（选填“左”或“右”）移动；再用的定值电阻替换的定值电阻后，他发现电压表示数始终不能调到2V，为了完成实验探究，只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为　 　； （6）另一组的小轩同学在不使用电流表的情况下用图丙所示的电路测的阻值，其中是电阻箱（阻值可调、可读），请帮助她完成实验步骤： 只闭合开关、，移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针指在合适位置，读出电压表读数为，读出电阻箱的读数为； 只闭合开关　 　，保持滑动变阻器的滑片位置及电阻箱的阻值不变，读出电压表读数为； 则　 　（用、、表示） 五、计算题 25．小新喜欢吃爆米花，学习电加热原理后自己制作了一个简易的爆米花机，图甲是爆米花机的简易电路图．开关S接a时，加热同时电动机搅拌；开关S接b时，单独工作并处于保温状态。图乙是小新设计的相关参数。小新将的玉米粒放入制好的爆米花机中，玉米粒初温为，加热后玉米粒温度升高到并爆成了玉米花，此后小新将爆米花机调至保温状态。求：【】 （1）保温状态时电路中的电流； （2）电阻的阻值； （3）加热过程电路消耗的电能； （4）电阻给玉米加热的效率。 26．如图所示是某太阳能电动汽车的电路简化图，由太阳能电池给电动机提供动力，通过一个调速电阻改变电动机转速。已知太阳能电池的电压为600 V保持不变，调速电阻的最大阻值10 Ω。闭合开关，求： （1）当滑片P在最左端时，电动机的功率是 18 kW，此时电流表的示数为多大? （2）当滑片P在最右端时，电压表示数为500 V，通过调速电阻的电流为多大? （3）当滑片P在最右端时，电动机的能量利用率是多少?(电动机能量利用率：电动机消耗的功率与电源输出总功率的百分比；公式：η=×100%) 六、作图题 27．如图是“测定小灯泡的电功率”实验电路的实物图。小灯泡上标有“3.8V，0.3A”，请用笔画线代替导线，完成实物图的连接。 28．如图是探究“影响电流热效应因素”实验装置的一些器材，将R1、R2、R3三电阻丝密封在三只完全相同的烧瓶内，且R1= R3=10Ω，R2=5Ω，瓶内装入等质量的煤油，小梁选择了两个电阻进行探究电流产生热量与电阻关系，请你把实物图连接好。 29．如图所示，甲为某电饭锅，其工作电路由手动开关、温控开关及加热电阻和（，额定电压均为220V）构成，当闭合手动开关时（此时常温下的处于闭合状态），两电阻同时正常工作进行煮饭，当饭熟时，温控开关自动断开，进入极小功率的保温状态。请你将其电路图画在乙图虚线方框内（电源已画出）。 30．如图甲所示电路，闭合开关后将滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电压表示数U随滑动变阻器阻值R变化关系的图象如图乙所示，请你在答题卡的坐标系中画出滑片移动过程中滑动变阻器消耗的功率P随其阻值R变化关系的图象。（提示：当R1＝R2时，滑动变阻器的功率最大） 七、综合题 31．图甲是一款数字测力计，其简化电路如图乙所示。电源电压恒为3V，R2是敏感电阻，拉力为0时，电流表示数为0.1A。敏感电阻与挂钩所受拉力大小的关系如图丙所示。 （1）敏感电阻是由　 　（填“超导体”、“导体”或“半导体”）材料制成的，该敏感电阻的阻值随压力的增大而　 　； （2）拉力为0时，电路的功率多大？　 　 （3）R1的阻值为多少？　 　 （4）电流表示数为0.15A时的拉力多大？　 　 32．即热式热水宝是一种无内胆的纳米管加热装置，因为其体积小、加热速度快，真正实现即开即热的使用功能，得到了广泛应用。其电路原理如图，电热丝、绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变水龙头控制开关S、的状态，可以选择出凉水、温水或开水。该管线机的额定电压是220V，开水加热电功率是4200W，温水加热电功率是2200W。已知：电热丝、电阻不随温度变化，水的比热容，水的密度，g取10N/kg。求： （1）开关S断开时，水龙头出　 　（凉水、温水或开水）。开关S、都闭合时，水龙头出　 　（凉水、温水或开水）； （2）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是：20℃，水需要吸收多少热量　 　？ （3）如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多长时间　 　？ 33．如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器的最大阻值是20Ω。闭合开关，滑动变阻器消耗的电功率P与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图乙所示。 （1）当滑动变阻器滑片从左端移至右端的过程中，电压表的示数　 　(选填“逐渐增大”、“先增大后减小”或“逐渐减小”)； （2）结合图乙数据计算定值电阻R0的阻值　 　； （3）当滑动变阻器两次消耗的电功率都为0.8W时，对应滑动变阻器接入电路的阻值R1和R2分别是　 　、　 　? 答案解析 1．【答案】D 【知识点】电能表参数的理解 2．【答案】C 【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算；电功率的计算；焦耳定律的应用 3．【答案】D 【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功的计算；电功率的计算 4．【答案】D 【知识点】电能表参数的理解 5．【答案】A 【知识点】电功及电功的实质 【解析】解答：根据电阻的电流随电压变化关系图，可以读出不同电压时，电阻中的电流．电阻 的额定电压为3V，读出此时电阻 中的电流为0.12A，额定功率为 ．当电阻 两端电压为3V时，读出此时电阻中的电流为0.24A，电阻 的电阻为： ．电阻并联时，它们两端电压相等，当电压为2V时，电阻R2两端电压为2V，此时电流为0.16A， 实际功率为： ．把两电阻串联时，导体中的电流相等，它们两端电压之和等于电源电压，所以每个电阻两端电压都小于电源电压，电阻两端电压都小于额定电压，均不能正常工作． 分析：已知灯泡的额定电压，由图象得到额定电压对应的电流，利用公式P=UI得到额定功率． 6．【答案】C 【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算 7．【答案】C 【知识点】晶体和非晶体；电功的计算；电功率的计算 【解析】【解答】A.根据题意可知，3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的塑料，说明打印笔工作时PTC电阻发热，故A错误； B.打印笔工作时，PTC电阻发热，塑料条受热会逐渐变软变稀，直至完全变成液态。在此过程中，它的温度不断升高，没有一定的熔点，所以塑料是非晶体，故B错误； C.由图乙知，只闭合S时，只有发热电阻R1连入电路中，两开关都闭合时，两发热电阻并联，由并联电路特点和可知，只闭合S时电路消耗功率较小，为慢挡打印，故C正确； D.温度250℃时打印笔为快挡打印，由图象丙可知，一个PTC发热电阻的阻值为1210Ω，一个发热体的功率：， 此时打印笔的电功率：P总=2P=2×40W=80W， 打印笔快挡通电10s产生的热量：Q=W=P总t=80W×10s=800J，故D错误。 故选C。 【分析】A.电流通过导体时产生热量的现象叫电流的热效应； B.晶体和非晶体的重要区别是晶体有一定的熔化温度，这个温度叫熔点； C.根据图乙电路中开关在不同状态下电路消耗功率，判断S闭合时的工作状态； D.根据图象丙分析快速打印笔的工作状态一个PTC电阻的发热功率，进而得出总功率，根据焦耳定律推导公式求出产生的热量。 8．【答案】A,C,D 【知识点】电功率的计算 9．【答案】B,D 【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算 【解析】【解答】AB．两灯串联在6V的电路中时，根据串联电路的电压特点可得U=U甲+U乙=6V 所以甲、乙两灯的电压都不可能达到额定电压6V，所以都不能正常发光，B符合题意，A不符合题意； C．根据 ，甲灯电阻 乙灯电阻 两灯串联在6V的电路中使用时，灯泡的实际功率 灯泡的实际功率越大，灯泡越亮，故乙灯比甲亮，C不符合题意； D．甲灯泡的额定电流 乙灯泡的额定电流 因串联电路中各处的电流相等，且其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡发光较暗，所以，电路中的电流I=I乙=0.5A 此时甲灯两端的电压U甲′=IR甲=0.5A×6Ω=3V D符合题意。 故答案为：BD。 【分析】根据 ，求出两灯电阻；根据，比较实际功率大小；根据公式U甲′=IR甲，求出甲两端的电压。 10．【答案】C,D 【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算 【解析】【解答】A．由电路图知道，体重显示表串联在电路中，所以，体重显示表是用电流表改装成的，A不符合题意； B．体重测试仪电路虽然缺少开关，但是当体重测试仪的上方无物体时，滑片位于绝缘体的位置，电路处于断路，B不符合题意； C．体重测试仪所测体重越大，滑动变阻器接入电路的电阻越小，根据欧姆定律知道，电路中电流越大，根据P＝UI知道，电路消耗的功率越大，C符合题意； D．当测试仪所测体重越大时，杠杆的左端下降、右端上升，滑片上移，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由 知道，电路中的电流变大，即体重显示表的示数越大，D符合题意。 故答案为：CD。 【分析】电压表在电路中相当于断路，电流表在电路中相当于导线；当体重测试仪的上方无物体时，滑片位于绝缘体的位置，电路处于断路；根据P＝UI，判断电功率变化；根据，判断示数变化。 11．【答案】B,C,D 【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算 【解析】【解答】A．只闭合S、S1，灯泡、滑动变阻器R1串联，在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，R1的阻值减小，电路中的总电阻变小，电流变大，灯泡两端的电压变大，由此可知，图乙中，左边的曲线为灯泡的I-U图象，则右边的曲线为R1的I-U图象； 滑片在a点时R1的阻值最小（允许接入的最小阻值），电路中的电流最大，由于灯泡恰好正常发光，则根据I-U图象知道，小灯泡正常工作时的电压为1.5V，电流为0.5A，此时R1两端的电压为3V，则灯泡的额定功率P额=ULI最大=1.5V×0.5A=0.75W A不符合题意； B．只闭合S、S1，灯泡、滑动变阻器R1串联，由串联电路的特点知道，电源电压U=UL+U1=1.5V+3V=4.5V 当滑片在最右端时，R1的阻值最大，电路中的电流最小，电路的功率最小，由图知道，最小电流是0.3A，电路的最小功率 B符合题意； CD．由图知道，只闭合S、S2，R1的滑片在a点，R1与R2串联，电压表测变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流；由图乙及知道，R1的滑片在a点时R1的电阻 由于串联电路中各处的电流相等，电流表的量程为0~0.6A，所以，电路中的最大电流I最大′=0.6A 此时此时滑动变阻器R2接入电路中的电阻最小，由知道，R1的最大功率是 由于电压表采用0~3V量程，当电压表的示数U2最大=3V时，滑动变阻器R2接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时R1两端的电压 电路中的最小电流 则R2接入电路中的最大阻值 CD符合题意。 故答案为：BCD。 【分析】根据串并联电路电压电流特点，结合欧姆定律公式及电功率公式P＝UI进行解答。 12．【答案】B,D 【知识点】电流的测量及电流表的使用；并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算 【解析】【解答】A.B.C.D当只闭合开关S2和S3，此时R1和R3并联接入电路，滑片P从中点滑动到最右端时，R3接入阻值发生变化，连入电路的阻值由变大到原来的2倍R3，由可知，电源电压不变，电阻变大，电流变小，所以电流表A的读数减小了0.2A，电流表A为干路电流，通过R1的电流不变。 由欧姆定律，可得，电源电压U=8V，解得R3=40Ω； 当只闭合开关S和S3时，此时只有R1接入电路，电路中总功率为P1， P1=U2R1=(8V)2R1 ； 当只闭合开关S和S1， 滑片P在中点时，此时只有R2和串联接入电路，电路中总功率为P₂， P2=U2R2+R32=(8V)2R2+20Ω ： 由P1：P2=3：1解得R2= 10Ω； 当只闭合开关S，此时R1、R2和R3串联接入电路，滑片P在中点时，电压表读数为U1， 滑片P在中点时，电压表读数为U2， ， 将电源电压U=8V，R2= 10Ω，R3=40Ω代入 由U1： U2=9：10，解得R1=10Ω； 当只闭合开关S、S2、S3，滑片P在中点时，R1、R2和并联接入电路，通过各个之路电流分别为： ，通过R1的电流为：；通过R2的电流为：；通过R3的电流为：； 电流表A1测的是滑动变阻器的电流R3和R2电流，由并联电路电流规律可得电流表A1的示数为： IA1=0.4A+0.8A=1.2A； 电流表A测的是三个并联电阻的总电流，电流表A的示数为： IA=I1+I2+I3=0.8A+0.8A+0.4A=2A， 所以电流表A和A1的读数之比为5：3。 故BD正确，AC错误。 故选项为BD。 【分析】首先根据开关的闭合情况判断电路的连接状态以及各个电表测量的对应电阻的物理量，我们需要把电路图按照要求分成四个电路进行分析，根据相应的电学公式进行计算。 13．【答案】A,C,D 【知识点】电路的动态分析；电功率的计算 14．【答案】并；16；100 【知识点】串联电路和并联电路的辨别；电能表参数的理解；电功率的计算 15．【答案】电；内；机械 【知识点】电功及电功的实质 【解析】【解答】解：用电器工作的过程，就是将电能转化为其他形式能的过程．电流通过电热毯时，电能转化为内能；电流通过电风扇时，电能主要转化为机械能（或动能）． 故答案为：电；内；机械． 【分析】电流做功的过程就是能量转化的过程，根据题意具体分析能量的转化． 16．【答案】热；内 【知识点】电流的热效应 【解析】【解答】电饭锅通电之后产生热量，所以电饭锅是利用电流的热效应来工作的。 电放锅消耗电能，内能增加，所以电饭锅工作时将电能转化为内能。 【分析】电饭锅根据电流的热效应工作；将电能转化为内能。 17．【答案】并；变小；不变 【知识点】串联电路和并联电路的辨别；并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用 【解析】【解答】由图可知，开关S闭合后，定值电阻R0与滑动变阻器R的连接方式为并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流，当滑片P向右移动时，滑动变阻器的阻值变大，根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流变小，根据并联电路的特点，各条支路互不影响，可知通过定值电阻R0的电流不变，根据并联电路电流的规律可知，干路电流变小，即电流表示数变小，根据可知，R0电功率不变。 【分析】分析电路可知，定值电阻R0与滑动变阻器R并联，根据并联电路的特点可知，各条支路互不影响，即通过R0的电流不变，当滑动变阻器向右移时，根据欧姆定律分析通过滑动变阻器的电流变化，根据并联电路的电流规律，分析干路电流的变化，根据分析定值电阻R0的电功率变化。 18．【答案】电；化学；1.332×105 【知识点】能量的转化或转移；电功的计算 19．【答案】484；9 【知识点】电功率的计算 【解析】【解答】灯泡正常发光时的功率P=100W，由P= 得灯丝电阻R= = =484Ω 正常发光时灯丝电阻为484Ω。灯泡功率为81W时，根据P= 得灯泡两端的实际电压U实= = =198V 流过灯泡的实际电流I实= = = A 灯泡的电压降U线=U−U实=220V−198V=22V 输电导线上损失的功率P损=U损I损=22V× A=9W 输电线上消耗的功率为9W。 【分析】根据电压和电功率可以计算电阻；结合实际电功率和电阻可以计算实际电压大小；利用串联电路分压规律分析电压，电压和电流的乘积计算电功率。 20．【答案】内能；热量；温度；串；6；10；6 【知识点】温度、热量与内能的关系；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算 21．【答案】6；3.6；1 【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功的计算 【解析】【解答】解：由图甲所示电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压；(1)由电路图可知，滑片在a端时，只有定值电阻接入电路(此时R2＝0)，电压表测电源两端电压，由图乙所示图象可知，电源电压U＝6V；(2)由图乙所示图象可知，R2＝20Ω时，电压表示数U1＝2V，电路中的电流：I＝ ＝0.2A，由I 可得R1的阻值：R1 ＝10Ω；当滑片在a端时，电路中的电阻最小，则电路的功率最大，所以，电路的最大功率：P大＝ ＝3.6W；(3)滑片P在b端时，R1、R2串联，由图乙可知，变阻器的最大阻值R2＝50Ω，此时电路中的电流：Ib＝ ＝0.1A，通电10s电流对R1做的功：W1＝I2bR1t＝(0.1A)2×10Ω×10s＝1J. 故答案为：6；3.6；1. 【分析】由图甲知当滑动变阻器的滑片位于a端时电路中只有R1，此时电压表的示数等于电源电压，由图乙知电源电压；根据图乙找到一个R2的值和R1两端的电压，根据串联电路电压的规律和欧姆定律求出此时电路中的电流，进一步求出R1的值，再根据P=求解；由图乙找出滑片移到b端时R2的电阻及R1两端的电压，根据欧姆定律求出此时电路中的电流，再根据W=UIt求解。 22．【答案】转换法；电流和电阻 【知识点】焦耳定律；电流的热效应 23．【答案】（1）答：各电阻串联与电流表串联，电压表并联在待测电阻两端，电路图如图所示： （2）答：实验步骤： ①按照电路图连接电路，将六个电阻的阻值R记录在表格中． ②闭合开关，读出电流表示数I和电压表的示数U，记录在表格中． ③断开开关，将电压表并联在R2两端，闭合开关，读出电压表的示数U，记录在表格中． ④仿照步骤③，再做四组实验． ⑤根据公式P=UI计算出各电阻的功率值并记录在表格中． 实验数据记录表格： R/Ω I/A U/V P/W 【知识点】探究用电器的电功率实验 【解析】【分析】（1）让各阻值不同的电阻串联接入电路，用电流表测电路电流，用电压表分别测量各电阻电压并记录各电压值，然后由P=UI比较功率大小，从而得出结论；据此设计电路；（2）根据（1）的实验原理设计实验步骤； 实验数据表格应包括电阻阻值、电阻两端的电压值、流过电路的电流、各电阻的功率，由电阻的个数确定表格的列数． 24．【答案】（1） （2）断路 （3）右 （4）8.3；增大；0.75 （5）左；40 （6） 、 ； 【知识点】欧姆定律及其应用；伏安法测电阻的探究实验；电功率的计算 【解析】【解答】（1）测量未知电阻的实验原理是； （2）如图甲所示，是串联电路，闭合开关，小灯泡不亮，电流表几乎无示数，电路中有断路，电压表满偏，则电路故障可能是小灯泡断路； （3）排除电路故障后，将滑片P移到某处时，电压表示数为2V，要使小灯泡正常发光，灯泡分压为2.5V，应将滑动变阻器的电阻减小，滑片向右移； （4）同学们根据实验所测得的数据绘制成如图乙所示的U-I图像，由数据可知小灯泡正常发光时的电阻约为，观察图乙可发现小灯泡的电阻随着电压、电流的增大而增大，该小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W； （5）为了深入探究“电流与电阻的关系”，小华同学又找来5Ω、10Ω和20Ω三个定值电阻继续实验，他将5Ω的定值电阻代替小灯泡接入电路，调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为2V；不改变其它电路元件，接下来断开开关，保持滑片位置不变，取下5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，则闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向左移动；再用20Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻后，他发现电压表示数始终不能调到2V，为了完成实验探究，只更换滑动变阻器，根据电压表和电源电压不变，结合分压规律，RP=40Ω，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为40Ω。 （6）另一组的小轩同学在不使用电流表的情况下，用图丙所示的电路，测RX的阻值，其中R是电阻箱，请帮助她完成实验步骤： ①只闭合开关S1、S2，电阻串联，电压表测量电阻RX和滑动变阻器的分压之和；移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针指在合适位置，读出电压表读数为U1，读出电阻箱的读数为R； ②只闭合开关S1、S3，保持滑动变阻器的滑片位置及电阻箱的阻值不变，电压表测量未知电阻的分压，读出电压表读数为U2；可见电阻箱的分压为UP=U1-U2，可以计算电流为； ③则未知电阻的阻值为； 【分析】（1）利用电压和电流的比值， 计算电阻； （2）在串联电路中电流表无示数，电压表有示数，电压表测量的位置断路； （3）减小滑动变阻器的取值，分压减小，其它位置分压变大； （4）根据电压和电流的比值，计算电阻；利用电压和电流的乘积计算电功率； （5）探究电流和电阻关系时，电压表处测量的位置电阻变大，滑动变阻器取值变大，保持电压表一定； （6）根据电压表和电阻箱测量未知电阻时，分别利用电压表测量总分压和未知电阻分压，结合分压和已知电阻计算电流，利用未知电阻的分压和电流的比值， 计算电阻。 25．【答案】（1）0.1A；（2）242Ω；（3）；（4）56% 【知识点】比热容；电功率的计算 26．【答案】（1）解： 当滑片P在最左端时，只有电动机接入电路， 根据P=UI可得，此时电流表的示数为I===30 A。 （2）解： 当滑片P在最右端时，调速电阻全部接入电路，与电动机串联，电动机两端的电压UM=500 V， 所以调速电阻两端的电压UR=U-UM=600 V-500 V=100 V， 通过调速电阻的电流I'===10 A。 （3）解： 当滑片P在最右端时，电源输出的总功率为P总=UI'=600 V×10 A=6 000 W， 电动机消耗的功率为PM=UMI'=500 V×10 A=5 000 W， 电动机的能量利用率η=×100%=×100%≈83.3%。 【知识点】串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算 【解析】【分析】（1）通过对滑片P在最左端时的电路图的分析，确定此时电动机两端的电压，然后利用电功率的计算公式可以求出此时通过电动机的电流。 （2）通过对滑片P位于最右端时电路图的分析，确定电路的连接方式：串联，然后利用串联电路电压的特点求出滑动变阻器两端的电压，结合滑动变阻器的最大阻值，利用欧姆定律求出通过它的电流，从而得到通过电动机的电流。 （3）根据题目的提示，要求电动机的效率，就要求出电源的输出功率和电动机的功率；电源的输出功率等于电源电压乘以电路中的电流；电动机此时的功率可以用公式P=UI求得。 27．【答案】 【知识点】探究用电器的电功率实验 【解析】【解答】解：由“3.8V，0.3A”可知，灯泡的额定电压为3.8V，额定电流为0.3A， 则与灯泡并联的电压表的量程选0～15V，与灯泡串联的电流表的量程为0～0.6A， 改变灯泡两端电压和保护电路的滑动变阻器的右下方接线柱与灯泡串联，如下图所示： ； 【分析】 测定小灯泡的电功率时应用与灯泡并联的电压表测出其两端的电压、与灯泡串联的电流表测出其通过的电流，利用滑动变阻器改变灯泡两端的电压达到多次测量的目的。要注意根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，根据灯泡的额定电流确定电流表的量程，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中。为保护电路，连接实物图时滑动变阻器的滑片P处于最大阻值处。 28．【答案】 【知识点】电流的热效应 29．【答案】 【知识点】串、并联电路的设计；电功率的计算 30．【答案】解：如图所示： 【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算 【解析】【解答】从图中看出，当U1=2V时，R2=5Ω，此时电流 当U2=4V时，R2=20Ω，此时电流 设电源电压为U，则U=U1+I1×R1=2V+0.4A×R1① U=U2+I2×R1=4V×0.2A×R1② 由①②得U=6V，R1=10Ω. 滑动变阻器消耗的功率 根据得出的表达式，计算出电阻R2从0至20Ω的变化过程中，对应的电功率P的不同数值，在坐标图上描点连线，画出滑片移动过程中滑动变阻器消耗的功率P随其阻值R变化关系的图像。如图所示 【分析】根据电压和电阻的比值， 计算电流；结合串联电路电压规律，计算分压；根据电流和电阻，可以计算电功率；滑动变阻器的电功率随电阻的先变大、后变小。 31．【答案】半导体；减小；0.3W；10Ω；5N 【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算 32．【答案】凉水；开水；1.68×105J；50s 【知识点】比热容；热机的效率；电功率的计算 【解析】【解答】（1）开关S断开时，R1、R0没有连在电路中，水龙头出凉水；闭合S，断开S0，两电阻串联，电阻最大，电功率较小，水龙头出温水；开关S、S0都闭合时，R0单独工作，电路电阻最小，电功率最大，水龙头出开水。 （2）由得，水的质量为 水吸收的热量为 （3）由可得，烧开这些水需要的电能： 由可得，烧开这些水需要： 【分析】（1）开关S、S0同时闭合时，R1短路，导致电阻减小、电流增大、电功率增加，水龙头出热水。 （2）根据吸热公式计算水吸收的热量。 （3）先计算烧开这些水需要的电能，再根据计算烧开这些水需要时间。 33．【答案】（1）逐渐增大 （2）10 （3）5；20 【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算 【解析】【解答】（1）由图可知R与R0串联，电压表测滑动变阻器R两端电压，串联电路电压比等于电阻比，当滑片向右移动时，电阻R阻值增大，因此电压表示数逐渐增大；（2）由图乙知，当R=10Ω时，功率P=0.9W，由公式 可知，此时的电流为 ，电路总电阻为 ，定值电阻R0的阻值 ；（3）当电功率为0.8W时由公式 可得 即 ，可解得R=5Ω或20Ω。 【分析】（1）当滑动变阻器滑片从左端移至右端的过程中滑动变阻器接入电路中的电阻变大，根据串联电路的分压特点可知电压表示数变化. （2）由图象可知，滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时滑动变阻器消耗的电功率最大，根据P=I2R求出电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R0的阻值. （3）当滑动变阻器两次消耗的电功率都为0.8W时，根据P=I2R得出R的功率表达式，然后解之即可求出滑动变阻器接入电路的阻值. 学科网（北京）股份有限公司 $$