第十八章 电功率 拔尖测评--2025-2026学年人教版物理九年级上学期

第十八章《电功率》 拔尖测评 一、 选择题（每小题2分，共20分） 1. 额定功率相等的电热毯和电扇，正常工作1h，则（　B　） A. 两种电器消耗的电能一样多，产生的热量也一样多 B. 两种电器消耗的电能一样多，电热毯产生的热量多 C. 电热毯消耗的电能多，电扇产生的热量多 D. 电扇消耗的电能多，电热毯产生的热量多 B 一 二 三 2. 下列生活中的物理数据估算符合实际的是（　B　） A. 人骑自行车的功率为700W B. 家用电热水器的功率约为3000W C. 一节新干电池的电压约为15V D. 教室内护眼灯额定电流约为15A B 一 二 三 3. 如图甲所示为某活动小组设计的天然气浓度检测电路的原理图，电源两端电压保持不变，电阻R1、R2中一个是定值电阻，另一个是气敏电阻。其中气敏电阻的阻值随天然气浓度变化的规律如图乙所示。闭合开关后，当气敏电阻所在处的天然气浓度升高时，电压表示数大于某一值U时，就会触发报警。下列说法中，正确的是（　C　） C A. R1为气敏电阻 B. 随着天然气浓度的增加，通过定值电阻的电流变小 C. 达到报警浓度时，电路的总功率最大 D. 若让报警浓度变低，可以换用阻值更小的定值电阻 一 二 三 4. 如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R为定值电阻。如果将一个电阻接入电路中，使电路消耗电功率的增加量较大，那么下列方法中，可行的是（　B　） A. 给R并联一个较大的电阻 B. 给R并联一个较小的电阻 C. 给R串联一个较小的电阻 D. 给R串联一个较大的电阻 B 一 二 三 5. 如图所示的电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。连接电路前断开开关S，R2的滑片P在阻值最大处，闭合开关S，两表的示数分别为0.2A和3V；移动滑片P到某位置的过程中，两表的示数分别变化了0.3A和1.5V，下列说法中，正确的是（　D　） A. 电源电压为4.5V B. R2的最大阻值为20Ω C. 电路消耗的总功率最小时，R1与R2接入电路的阻值之比为3∶1 D. 电流表示数为0.4A时，R1与R2消耗的功率之比为1∶1 D 一 二 三 6. 如图所示，R1是定值电阻，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列现象中，会发生的是（　C　） A. 电流表、电压表的示数都变小 B. 电压表示数与电流表示数的比值不变 C. R1消耗的电功率减小 D. 电路消耗的总功率增加 C 一 二 三 7. 用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”，下列说法中，错误的是（　A　） A. A、B两瓶中可以装质量相同的不同液体 B. 该实验装置可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 C. 该实验装置可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系 D. 通过观察温度计的示数比较电流通过导体产生的热量 A 一 二 三 8. 如图甲所示的电路，开关S闭合后，两个电流表指针偏转均如图乙所示，则所列出的6句话中，正确的是（　C　） C ① 电流表A的读数为1.5A ④ 通过L2的电流是1.2A ② 通过L1的电流是0.25A ⑤ 两个灯泡的电阻之比R1∶R2为1∶4 ③ 灯泡L1的电阻比L2的电阻大 ⑥ 灯泡L2的实际功率比L1的实际功率大 A. ①②③④ B. ①③④⑤ C. ①③④⑥ D. ①②④⑥ 一 二 三 9 9. 移动电源内部的主要部件是锂电池，锂电池的电压通常是3.7V，移动电源铭牌上会标注容量。民航局规定，当移动电源的额定能量不超过100W·h时，无须航空公司批准，旅客即可携带其乘机；严禁携带额定能量超过160W·h的移动电源乘机。下列移动电源的容量中尽可能大，但又无需航空公司批准就可以带上飞机的是（　A　） A. 20A·h B. 50A·h C. 30000mA·h D. 40000mA·h A 一 二 三 10. 如图甲所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“10Ω1A”的字样，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使其从最右端向左移动到a点时，灯泡恰好正常发光。在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图像。下列说法中，正确的是（　B　） B A. 电源电压为 5V B. 灯泡的额定功率为2W C. 整个电路的最小功率为2.4W D. 滑片在a点时，灯泡与滑动变阻器的功率之比为1∶1 一 二 三 二、 填空题（每空2分，共26分） 11. 空调的制冷“能效比”是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率的比值。小强家买了一台制冷量为3200W，“能效比”为3.2的空调，则制冷时消耗的电功率为 　　1000　W；若购买“能效比”为4.0的空调，则工作1h将比原空调节约电能 　　0.2　kW·h。 1000　 0.2　 一 二 三 12. 如图甲所示为雨水报警器电路，雨量传感器由两个E形金属丝组成（如图乙所示）。当传感器上没有雨滴时，传感器相当于断路；当传感器有雨滴后，由于雨水是导体，两个E形金属丝部分会接通，传感器上的雨水增多相当于增大了水的横截面积，电阻 　　变小　（填“变大”“变小”或“不变”），灯泡变亮。若电源电压为20V，灯泡规格为“10V　1W”（设灯丝电阻不变），闭合开关后，其两端电压在5～10V范围内时，会发光报警，则雨量传感器的阻值在 　　100～300Ω　范围内时，灯泡能发光报警。在此过程中，电路的最大功率为 　　2　W。 变小　 100～300Ω　 2　 一 二 三 13. 有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图甲所示。电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。灯泡两端电压为12V时，它的功率为 　　9.6　W；调节滑动变阻器的滑片P，使灯泡L的功率为3.6W，此时变阻器连入电路的电阻为 　　15　Ω。 9.6　 15　 一 二 三 14. 已知电源暗箱中（虚线框内）是由一个恒压电源和一个定值电阻R0组成的串联电路，小杰用图甲所示的电路进行探究实验，并根据实验所得数据画出了定值电阻R0和滑动变阻器R消耗的功率P随电流变化的图像（如图乙），则当滑片移到b端时，电路中的电流为 　　0.2　A，定值电阻的功率为 　　0.4　W，当滑动变阻器的滑片移到某位置时，滑动变阻器和定值电阻的功率都为P0，则P0为 　　3.6　W。 0.2　 0.4　 3.6　 一 二 三 15. 如图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系图像如图乙所示，图乙中的a、b两点与图甲中滑动变阻器的滑片在a、b两位置时相对应。滑片在a点时滑动变阻器R两端电压为 　　4　V，定值电阻R0为 　　10　Ω，滑动变阻器的滑片在a点与b点时电路的总功率之比为 　　2∶1　。 4　 10　 2∶1　 一 二 三 三、 解答题（共54分） 16. （14分）如图所示为探究“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等量的空气。甲、乙两装置使用的是同一电源。 一 二 三 （1） 甲装置可探究电流产生的热量与 　　电阻大小　的关系，乙装置可探究电流产生的热量与 　　电流大小　的关系，通电一段时间后，甲装置中 　　右　（填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面高度差较大。 电阻大小　 电流大小　 右　 一 二 三 （3） 英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 　　电阻　成正比，跟 　　通电时间　成正比，这个规律叫作焦耳定律，其表达式为 　　Q＝I2Rt　。 （2） 如果乙装置中R3发生了断路，那么在保证通电时间相同的情况下，与之前相比，左侧U形管中液面的高度差将 　　变小　（填“变大”“变小”或“不变”）。 变小　 电阻　 通电时间　 Q ＝I2Rt　 一 二 三 17. （8分）在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，实验电路如图甲所示。 一 二 三 （1） 请用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，电压表示数变大。 一 二 三 （2） 小华同学闭合开关，移动滑片到某一点时，电压表示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，滑片P应向 　　右　（填“左”或“右”）移动。 （3） 小华同学移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，绘制成如图丙所示的图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 　　0.5　W，此时小灯泡的电阻是 　　12.5　Ω。 右　 0.5　 12.5　 一 二 三 18. （16分）如图甲所示为一台冷暖空调扇，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，M是空调扇电动机，电动机的额定电压为220V，额定功率为50W。开关S1闭合后，S2接1、2时吹冷风；S2接2、3时吹温风，此时空调扇的总功率为450W；S2接3、4时吹热风。已知电源电压为220V，R2的阻值为30.25Ω，c冰＝2.1×103J/（kg·℃）。问：（R1、R2阻值不变） 一 二 三 （1） 吹冷风时，在空调扇内加入冰能使吹出的风温度降低，若冰的质量为2kg，冰的温度从－20℃升高到－10℃时，冰从周围吸收的热量是多少？ 解：（1） 若冰的质量为2kg，冰的温度从－20℃升高到－10℃时，冰从周围吸收的热量Q吸＝c冰mΔt＝2.1×103J/（kg·℃）×2kg×[－10℃－（－20℃）]＝4.2×104J 一 二 三 （2） 吹温风时，发热电阻R1的阻值是多少？ 解：（2） 开关S1闭合后，S2接2、3时吹温风，电动机与R1并联，此时空调扇的总功率为450W； 因并联电路各支路独立工作、互不影响，电动机的额定功率为50W，则R1的电功率P1＝450W－50W＝400W，发热电阻R1的阻值R1＝＝＝121Ω　 一 二 三 （3） 吹热风时，电路中的总电流是多少？（计算结果保留一位小数） 解：（3） S2接3、4时吹热风，此时两电阻并联后再与电动机并联，R2的电功率P2＝＝＝1600W，则P热＝1600W＋450W＝2050W，所以I总＝＝≈9.3A 一 二 三 19. （16分）如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“3V　1.5W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器铭牌缺失部分参数，仅有“1A”字样。只闭合开关S0和S2，将滑动变阻器滑片滑到中点，此时电流表示数为I1；再将滑动变阻器滑片滑到最右端，此时电流表示数为I2；保持滑片位置不动，同时闭合四个开关，电流表示数为I3，此时R1的实际功率为3.6W；已知I1∶I2＝3∶2，I1∶I3＝5∶11。 （1） 求灯泡L正常工作30min消耗的电能。 解：（1） 灯泡L正常工作30min消耗的电能W＝P额t＝1.5W×1800s＝2700J　 一 二 三 （2） 求滑动变阻器R2的最大阻值和电源电压。 解：（2） 因灯泡L标有“3V　1.5W”字样，则R灯＝＝＝6Ω，只闭合开关S0和S2，将滑动变阻器滑片滑到中点，此时灯泡和滑动变阻器的左半部分串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表示数为I1，则U＝I1（R灯＋R2max）＝I1（6Ω＋R2max）　①；再将滑动变阻器滑片滑到最右端，此时灯泡和滑动变阻器的全部串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表示数为I2，则U＝I2（R灯＋R2max）＝I2（6Ω＋R2max）　②；已知I1∶I2＝3∶2　 一 二 三 ③，由①②③解得R2max＝12Ω，保持滑片位置不动，同时闭合四个开关，此时灯泡被短路，滑动变阻器的全部与电阻R1并联，电流表示数为I3，则U＝I3R并＝I3×＝I3×　④；已知I1∶I3＝5∶11　⑤，由①④⑤解得R1＝10Ω，此时R1的实际功率为3.6W，则U＝＝＝6V 一 二 三 解：（3） 由P＝知，当电路中电阻最大时，电功率最小，反之电功率最大，由串、并联电路电阻规律可知，串联电路总电阻大于任一串联分电阻，并联电路总电阻小于任一并联分电阻。 （3） 若电压表V的量程为“0～3V”，电流表A的量程为“0～3A”，在保证电路安全的情况下，通过通断开关和调节滑动变阻器，求整个电路电功率的最小值和最大值。 一 二 三 假设R1、R2并联之后再与L串联，此时R1、R2并联的总电阻为R0，则R0＜R2（或R1），则R0＋R灯＜R2（或R1）＋R灯，又因为R2max＞R1，所以灯泡和滑动变阻器的全部阻值串联，总电阻最大，电路功率最小，即Pmin＝＝＝2W，由之前的分析，当R1，R2并联且L被短路时，电路中电阻最小，则同时闭合四个开关，且通过滑动变阻器的电流为最大电流1A时，电路总功率最大，则通过电阻R1的电流I1'＝＝＝0.6A，Pmax＝U（I大＋I1'）＝6V×（1A＋0.6A）＝9.6W。故整个电路电功率的最小值为2W，最大值为9.6W 一 二 三 $$