第6章 4 跨学科实践：半导体与光伏发电&专题11 动态电路的电功率分析与计算-【中考123】2025-2026学年新教材九年级上册物理全程导练（教科版2024）

第6章 电功率 4 跨学科实践：半导体与光伏发电 [答案P22] 知识要点分类练 知识点1 认识半导体及半导体的应用 1.将A、B两种不同的金属片 分别插入柠檬，制成“柠檬 电池”,闭合开关S,发光二 极管发光。B金属片是“柠 檬电池”的_____(选填 “+”或“-”)极；该二极管 是由_____(选填“导 A B S 8 1题图 体”“半导体”或“超导体”)材料制成的。 知识点2光伏发电及应用 2.光伏发电技术已走向许多百姓家，其简化电路如 图所示。当太阳光照射太阳能电池板发电时，控 制信号将S?闭合，S?断开，蓄电池充电；当控制信 号将S?闭合后，向外供电。 (1)以光伏发电为电源 的路灯，若其电源的 输出电压为36V,电 流为0.5A,则输出 功率是_____W。 (2)某户光伏发电板，总 功率为1 600 W,其 一天的发电量是 控制信号 控制信号 S S? 蓄电池 电压采样 R ④- 电流采样 2题图 _______kW·h。(一天有效光照时间按5 小时计算) (3)光伏发电站发的电用于灌溉农田，可将低处 河水抽到高处灌溉渠中，若高低落差为30m, 抽水机的效率为60则每度电可抽取河水 ________kg。(g取10N/kg) 3.屋顶发电已经在农村逐步推广，如 图是在屋顶安装的光伏发电系统，这 种系统主要由太阳能电池板、逆变 器、支架结构、监控系统和电缆及连 接器等组成。太阳能电池板工作的 光电转换效率为20太阳辐射功率3题图 为1000 W/m2。若屋顶的面积为70m2,阳光照射 5h,能获得电能_____kW·h,合_____J。 若这些能量全部被水吸收，可以将_____kg的 水的温度从20℃加热到100℃。[水的比热容 c=4.2×103J/(kg·℃)] 能力提升综合练 4.“CPU”是中央处理器，手机、电脑、各类电子产品均 有CPU,CPU主要包含多种芯片，芯片是指含有集 成电路的硅片，制造芯片的主要材料是 ( ) A.超导体 B.绝缘体C.半导体 D.导体 5.如图所示，单刀双掷开关S掷1时，发光二极管能 正常发光；S掷2时两个小灯泡也能正常发光，则 下列说法正确的是 ( ) A.电源B端为正极 B.电流表D端为“+”接线柱 C.两个小灯泡及二极管都是并联的 D.通过灯泡L与L?中的电流一定相等 A S 2 1 L? C④ L 5题图 6题图 6.上图是我国塔拉滩光伏发电园区，它是全球装机 容量最大的太阳能发电基地。太阳能电池板的制 作原料是硅，它是_____ _(选填“半导体”或“超 导体”)材料。 7.利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发 电，某学校启动了“光伏发电工程”,在教学楼顶 安装了总功率为25kW的光伏发电系统，如图 所示。 (1)若一天的有效光照时间 按8h计算，该系统一天 能发多少度电? (2)这些能量相当于完全燃 烧多少立方米的天然气? 7题图 (天然气的热值q=3.6×10?J/m3) (3)若学校教室的照明由光伏发电系统专设线路 供电，光伏发电系统一天的发电量可供学校 55个教室的护眼灯正常发光10h,每个教室 统一装有8盏额定功率为40W的护眼灯，求 学校教室专设线路的供电效率。 见此图标眼抖音/微信扫码 领取你的考场冲酬政画上 95 全程导练·物理·教科版·九年级·上册 [答案P23]专题11 动态电路的电功率分析与计算 类型1开关类动态电路 1.如图所示，电源电压保持不变，闭合S?和S?,灯L 正常发光，则断开S?时 ( ) A.电流表示数变大，电压表示数 A- S 不变，灯L变亮 S? B.电压表示数变大，电流表示数 W- R 不变，灯L的实际功率变小 这 C.电流表示数变小，电压表示数 1题图 不变，灯L仍然正常发光 D.电压表示数不变，电流表示数变大，电路的总 功率变大 2.如图所示，电源电压恒定，R?的阻值为20Ω,R? 的阻值为10Ω。当S闭合，S?、S?断开时，电流表 的示数为0.4 A。 (1)求电源电压。 (2)当S、S?、S?都闭合时，电流表的示数变化了 0.7A,且小灯泡L正常发光，求小灯泡L的 额定功率。 R? R? S L S?_ A S_ 2题图 96 见此图标眼抖音/微信扫码 领取你的考场冲酬政画上 类型 2滑动变阻器类动态电路 3.在如图所示的电路中，闭合开关后，当滑片P向 右移动时，下列说法中正确的是 ④- ( ) L P A.灯泡L变暗 A R B.电压表示数变小 W- C.电流表A?示数变大 3题图 D.整个电路消耗的总功率变小 4.(内江中考)图甲是某物理兴趣小组设计的简易 “坐位体前屈”测试仪，其简化原理如图乙。在测 试中，测试的同学向前水平推动测试仪的滑块 (相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P), 用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源的 电压恒为6V,电压表的量程为0~3V,电流表的量 程为0~0.6A,滑动变阻器R?标有“20Ω 1.5A” 的字样，定值电阻R?=10Ω。闭合开关S。求： Pf (e R? R? W ④ 甲 S 乙 4题图 (1)当滑动变阻器连入电路的阻值R?=2Ω时， 电压表的示数。 (2)在保证电路元件安全的情况下，电路总功率 的最小值。 第6章 电功率 类型3敏感电阻类动态电路 5.学校科技小组设计了一个室内天然气泄漏检测 仪，原理如图所示。其中R是检测天然气的电阻 (气敏电阻),天然气浓度增大时，R减小，R?为定 值电阻，电源电压不变，闭合开关S,下列判断正 确的是 ( ) A.显示仪一定是电流表 B.室内有天然气泄漏时，显示仪 R S 示数变小 Ro C.室内有天然气泄漏时，电路消 显示仪 耗的电功率变小 5题图 D.若要调低报警浓度，可将R。换成阻值大一点 的电阻 6.R是一个随推力F变化而变化的电阻，F与R的 关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路，R? 为定值电阻，阻值为20Ω,电源电压恒为6V,电 流表量程为0～0.6A。 350↑FIN 300 250 200 150 F R Ro F R 100 Ro 50 0510152025303540 R/Ω A ④- 甲 乙 丙 6题图 (1)当推力为0时，求电阻R的阻值。 (2)用300N的力推电阻，求R。的电功率(图乙)。 (3)图丙中，在保证电路安全的前提下，求推力F 的最大值。 类型4 综合类动态电路 7.(多选)如图所示，电源电压不变。下列说法正确 的是 ( ) A.只闭合S?,将P向左移动一段 Pl W- R 距离，电压表示数的变化量与 R? 电流表示数的变化量的比值 S? S 不变 L B.只闭合S?,将P向左移动，R? S ④- 的电功率变大 7题图 C.开关都闭合，将P向左移动，电压表的示数变 大，电流表的示数变小 D.开关都闭合，将P向左移动，L的电功率不变， R?的电功率变小 8.如图所示电路中，电源电压恒为6V,小灯泡L正 常工作时两端的电压为3V,R?的阻值为10Ω。 闭合开关S,断开开关S?和 S?,滑动变阻器R的 滑片P移至b端时，电流表的示数为0.6A,小灯 泡L恰好正常工作。求： (1)小灯泡L正常工作时的电阻大小。 (2)闭合开关S、S?、S?,滑动变阻器R的滑片P仍 在b端时，电流表的示数和滑动变阻器R的 电功率。 R? S? L S Pf A a R bS 8题图 见此图标眼抖音/微信扫码 领取你的考场冲副政画上 97 全程导练·物理·教科版·九年级·上册 时间相同，可以探究电流通过导体产生的热量与电 阻的关系，故B正确；题图乙所示装置用来探究电 流通过导体产生的热量与电流的关系时，要控制通 电时间和电阻都相同，右边容器中的电阻要等于左 边容器中的电阻，大小为5Ω,题图乙所示装置用来 探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系 时，要控制电阻和电流都相同，改变通电时间(可用 开关控制),右边容器中的电阻仍为5Ω,故C、D 错误。 11.BD [解析]甲的连接方式仅R?接入电路，R?短 路，乙的连接方式R?与R?串联，丙的连接方式仅 R?接入电路，丁的连接方式两电阻并联，根据串并 联电路电阻的大小关系可知，四个连接方式电阻大 小关系为R<R甲<R丙<R乙，根据P=UI=R可得 功率大小关系为P?>P甲>P丙>P乙，即乙的功率最 小，丁的功率最大，故AC错误，BD正确。故选BD。 12.解：(1)开关S接2、3时处于慢热挡，由电路图可 知，此时只有电热丝R?接入电路，电路中的电流： 1=,350=4A; (2)挂烫机慢热工作1min,电热丝产生的热量： Q=PR?t=(4A)2×55Ω×60s=5.28×10?J; (3)开关S接3、4时处于速热挡，此时两电热丝并联， R?的电功率：P.=R,-(2302=80w, R?的电功率：P?=R,=(2102=440W, 挂烫机速热过程中的总功率： P=P?+P?=880W+440W=1320W。 答：(1)挂烫机慢热过程中，电路中的电流为4A; (2)挂烫机慢热工作1 min,电热丝产生的热量为 5.28×10?J;(3)挂烫机速热过程中的电功率为 1320W。 【素养探究创新练】 13.电阻很大 增大电压(或增加干电池数，或把笔尖 削得更细，或将两侧的铜线圈向笔尖方向推) 可以增大电压，从而增大了电流，在相同时间内，可 以产生更多的热量，让电火花更亮[或可以把笔尖 适当(并不是越细越好)削得更细些，相比于笔尖外 的部分，笔尖的电阻增大，可以产生更多的热量，也 能让电火花更亮；或可以将两侧的铜线圈向笔尖方 向推动适当距离，这样电路的总电阻减小，电流增 大，在相同时间内，可以产生更多的热量，让电火花 更亮] 阶段性检测(六)(6.1～6.3) 1.B 2.D 3.B 4.D 5.A 6.D 7.太阳 1.2 8.3 36 9.219.6 2200 1200 10.L? 15 9 13.5 11.5546.7 0.02kW·h(或7.2×10?J) 12.(1)电阻 右 (2)使通过R?和R?的电流不相等 (3)变小(4)B、D 13.解：(1)由P=UI可得，电热水器正常工作时的电流： 1=0=220V=11A; (2)由p=一可知，贮满水时水的质量： m=P水V=1.0×103kg/m3×50×10?3m3=50kg, 在1个标准大气压下将水烧开，水吸收的热量： Q吸=c水m(t-to)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg× (100℃-20℃)=1.68×10?J, 因为电能全部转化为内能，所以在此过程中该电热 水器消耗的电能： W=Q吸=1.68×10?J; (3)由iP=U1=只可知，电热水器的电阻： R=p=(220W2=20Ω, 忽略温度对电热水器电阻的影响，实际电压为210V 时，电热水器的实际功率： P =R=(20Q2=2205W。 答：(1)该电热水器正常工作时的电流为11 A;(2)在 此过程中该电热水器消耗的电能为1.68×10?J; (3)该电热水器的实际功率为2205W。 4 跨学科实践：半导体与光伏发电 【知识要点分类练】 4.C 5.C 1.+ 半导体 2.(1)18(2)8(3)7.2×103 3.70 2.52×10?750 【能力提升综合练】 ·22· 参考答案及解析 6.半导体 7.解：(1)该系统一天的发电量： W=Pt=25kW×8h=200 kW·h=200度； (2)天然气完全燃烧放出的热量： Q=W=200 kW·h=7.2×10?J, 相当于完全燃烧的天然气的体积： v=9-3.6×10°=20m2 (3)学校消耗的电能： W学=55×8×0.04kW×10h=176kW·h, 学校教室专设线路的供电效率： n=w=2060kw·h=88?? 答：(1)该系统一天能发200度电；(2)这些能量相 当于完全燃烧20m3的天然气；(3)学校教室专设线 路的供电效率为88?? 专题11 动态电路的电功率分析与计算 1.C 2.解：(1)当S闭合，S?、S?断开时，R?和R?串联接入 电路中，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据 欧姆定律可知，电源电压： U=I(R?+R?)=0.4A×(20Ω+10Ω)=12V; (2)当S、S?、S?都闭合时，R?被短路，此时R?和L并 联接入电路中，电流表测干路中的电流，此时的总电 阻要小于R?, 当S闭合，S?、S?断开时，R?和R?串联接入电路中， 此时的总电阻要大于R?, 所以，R?和L并联的总电阻小于R?和R?串联的总 电阻， 由欧姆定律可知，当S、S?、S?都闭合时，干路中的电 流变大， 故并联后干路中的电流：I'=0.4 A+0.7A=1.1A, 通过R?的电流：1?=R?=200=0.6A, 并联电路干路电流等于各支路电流之和，由并联电 路的电流特点可得， 通过L的电流：I?=I′-I?=1.1A-0.6A=0.5A, 则L的额定功率：P=UI=12V×0.5A=6W。 答：(1)电源电压为12V;(2)小灯泡L的额定功率 为6W。 3.D 4.解：(1)由图乙可知，R?和R?串联，则总电阻： R=R?+R?=2Ω+10Ω=12Ω, 由欧姆定律得，电路中的电流： 1==120=0.5A, 则R?两端的电压即电压表的示数： U?=IR?=0.5A×2Ω=1V; (2)由P=UI可知，电源电压恒定，电流越小，电路总 功率越小，则滑动变阻器阻值最大时，电路中的电流 最小，则电路中的最小电流： 1小=R,脉大+R?=20Ω+100=0.2A, 此时电压表的示数： U?'=1小R?最大=0.2A×20Ω=4V,4V>3V, 超过了电压表所能测量的最大电压，电路不安全，因 此电压表的最大示数为3V,此时R?两端的电压： U?=U-U?"=6V-3V=3V, 则电路中的最小电流:最小=I2R213=0.3A, 由P=UI得，电路中的最小电功率： P最小=Ul最小=6V×0.3A=1.8W。 答：(1)电压表的示数为1V;(2)在保证电路元件安 全的情况下，电路总功率的最小值是1.8W。 5.D 6.解：(1)由题图甲可知，当推力为0时，电阻R的阻值 为40Ω; (2)用300N的力推电阻时，电阻R的阻值为10Ω, 电路中的电流： 1=R=102+20Ω=0.2A, R。的电功率：P=U?I?=I?R?=(0.2A)2×20Ω=0.8W; (3)图丙电路中，通过R。的电流： 6=R。=200=0.3A, 电流表允许通过的最大电流为0.6A,因为R与R? 并联，则通过R的最大电流： I'′=0.6A-0.3 A=0.3 A, 根据欧姆定律可得此时R的阻值最小， R==0.3A=20Ω, 由题图甲可知，此时的推力为200N,随着推力的增 大，R的阻值减小，故最大推力为200N。 答：(1)电阻R的阻值为40 Ω;(2)R。的电功率为 0.8W;(3)推力F的最大值为200N。 ·23· 全程导练·物理·教科版·九年级·上册 7.AD [解析]由题图可知，只闭合S?,R?、R?串联，电 压表测R?两端电压，电流表测电路中电流，将P向 左移动，R?连入电路的阻值变大，电路的总电阻变 大，由欧姆定律知电路中电流变小，即电流表示数变 小，由P=2R知R?的电功率变小，故B错误；由串 联电路的分压原理知R?两端的电压增大，R?两端的 电压减小，因为串联电路中总电压等于各部分电路 两端电压之和，所以△U?=△U?,R?为定值电阻，由 欧姆定律知，R,=△ =△,即电压表示数的变化 量与电流表示数的变化量的比值不变，故A正确；开 关都闭合，L与R?并联，R?被短路，电压表测电源电 压，电流表测干路电流，将P向左移动，电压表示数 不变，R?连入电路的阻值变大，电路的总电阻变大， 总电流变小，电流表示数变小，故C错误；并联电路 中各支路间互不影响，所以L的电功率不变，由P= R知，R?的电功率变小，故D正确。 8.解：(1)闭合开关S,断开开关S?和S?,小灯泡L和 滑动变阻器串联接入电路，电流表测得电路中的电流 I=0.6A,小灯泡L正常工作，此时小灯泡L的电阻： Rr==0.6A=5Ω, (2)只闭合开关S,滑片P在b端时，滑动变阻器两 端的电压： Up=U-U?=6V-3V=3V, 滑动变阻器的最大阻值： R=Y=0.6A=50; 闭合开关S、S?、S?,滑片P仍在b端时，两电阻并联 接入电路，电流表测干路电流，电流表的示数： Ia=。+贵=162+50=1.8A, 滑动变阻器R的电功率：P=长=(6Y2=72w。 答：(1)小灯泡L正常工作时的电阻大小为5Ω; (2)电流表的示数为1.8A,滑动变阻器R的电功率 为7.2W。 专题12 比例问题与图像问题 1.D 2.D 3.1:1 1:2 2:1 2:1 4.C 5.B 6.D [解析]AB.当电阻一定时，电流与电压成正比。 由图像可知，甲元件是定值电阻，乙元件电阻发生变 化，故A、B错误；C.若将甲、乙两元件串联起来接到 电路中，当通过甲元件的电流为0.2 A时，由于串联 电路电流处处相同，则通过乙元件的电流也为 0.2 A,由图像可知此时U甲=1V,U乙=2V,则甲、乙 两元件的功率之比：P?=U212=2V×0.2A=2, 故C错误；D.在并联电路中，各支路两端电压相等， 都等于总电压，即：U甲=U乙=2V;由图像得出：1p= 0.4 A,I乙=0.2 A,I=1甲+I乙=0.4 A+0.2 A= 0.6 A,P=UI=2V×0.6A=1.2W,故D正确。故 选D。 7.BCD 8.C 9.10 5.6 10.C 11.ABC 专题13 特殊法测量小灯泡的电功率 1.B [解析]根据已知电阻R和小灯泡的额定功率，计 算出在小灯泡额定电压下通过小灯泡的额定电流，再 根据P=UI,计算出小灯泡的额定功率。ACD.无论 开关如何组合，A都无法得到小灯泡正常发光时通 过小灯泡的电流，C无法将小灯泡两端电压调为正 常发光时的电压，D分别闭合开关时，电压表不能保 证都是正进负出，故无法测出小灯泡的额定功率，故 ACD不符合题意；B.当开关S和S?闭合，调节滑动 变阻器，使电压表的示数为2.5V,保持滑片位置不 变，断开开关S?,闭合开关S?,测出灯和定值电阻两 端的电压U?,由欧姆定律可得通过灯的电流I= U.-25,再根据P=UI可得，小灯泡的额定功率 Pa=V-2-5Y×2.5V,,故B符合题意。故选B。 2.(1)电流表(2)①最大 ②2.5 (3)0.75 3.(1)如答图所示 L R?e P 尽0 多e? 06 06 A? A? S 3题答图 (2)小灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联(或A?、A? 接在同一支路上或A?、A?均接在干路上) (3)左 0.5 0.8 0.75 (4)电压表 ·24·