《专题十六 挡位电器相关计算》----2025-2026学年沪粤版物理九年级上学期

沪粤版（2024）九年级上册《专题十六 挡位电器相关计算》2025年同步练习卷【广东专用】 一．选择题（共1小题） 1．毛毛家有个小太阳取暖器，如图甲，其铭牌上的电路如图乙，电阻R3＝80Ω，挡位信息如图丙（部分数字已磨损掉），他家电能表如图丁所示，以下分析正确的是（　　） A．电阻R1的阻值为484Ω B．电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s，电能表转盘转5圈 C．图丙中磨损掉的数字是342 D．接通3、4触点让烤火器工作5s，它消耗的电能为800J 二．填空题（共5小题） 2．某型号电饭锅有“高温烧煮”和“保温焖饭”两挡，其电路如图所示。当开关S置于“1”时，电流表示数为5A，此时电饭锅处于 　 　 挡，在此挡位下加热4.4kg的水，使其温度升高5℃，用时100s，电饭锅的加热效率为 　 　 ；当开关S置于“2”时，电流表的示数为0.1A，R的阻值为 　 　 Ω。【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】 3．发热鞋是一种改进后的鞋，它是通过新技术改进传统产品的一种新发明，如图甲所示的可发热皮鞋，它是利用电流的热效应来工作的。妙妙查看了说明书发现：该发热皮鞋由8V电源供电，发热部分由R1和R2组成，电阻R1＝6Ω，R2＝2Ω。调温挡有高温、低温两挡，其简化电路图如图乙所示。当只闭合开关S1时，为 　 　 （选填“高温”或“低温”）挡；在高温挡工作2min产生的热量为 　 　 J。 4．鲁能巴蜀中学初三年级的东东同学设计了某控制电路的简化电路图如图甲所示，电路中电源电压恒为9V，R0是定值电阻，R由三段材料不同，横截面积相同且长度均为15cm的均匀导体AB、BC、CD制作而成，其中一段是铜丝，另两段是电阻丝（阻值与自身长度成正比），和R良好接触并能移动的滑动触头P与挡板连接，挡板可在导轨上左右滑动，铜丝、挡板和导轨的电阻均为零。闭合开关，挡板从右向左移动过程中，电流表示数随x（AP的长度）变化如图乙所示，则电阻R0为 　 　 Ω；P滑动过程中，R的电功率从最大值变到1.8W，x的最大变化量为 　 　 cm。 5．如图所示，是某种电热保暖鞋的工作原理示意图，两电热丝R1＝6Ω、R2＝4Ω，扇形开关触头接触a、b两触点时，电热器不工作。通过旋转开关可现高、中、低三个挡位的转换。开关触头接触 　 　 两触点时，保暖鞋在中温挡工作；开关触头接触 　 　 两触点时，保暖鞋在高温挡工作。 6．如U﹣I图象所示，两个电阻R1和R2的大小关系是R1　 　 R2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；如电路图所示，当开关S、S1同时闭合时，1min电流通过电阻产生的总热量为Q1，当开关S闭合、S1断开时，1min电流通过电阻产生的总热量为Q2，则Q1　 　 Q2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 三．计算题（共2小题） 7．如图所示的电路，电阻R为10Ω。当开关S闭合S1断开时，电流表的示数为1A；当开关S和S1都闭合时，电流表的示数为1.5A，此时小灯泡L正常发光。求： （1）电源电压； （2）小灯泡L的额定功率； （3）开关S和S1都闭合时，整个电路20s内消耗的电能。 8．随着科技创新教育在全市广泛开展，有些学校已配置了如图甲所示的3D打印笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。快挡打印2min，电能表指示灯闪烁8次。已知该3D打印笔慢挡打印功率为22W，R1、R2是用于发热的定值电阻。求： （1）3D打印笔快挡打印2min所消耗的电能是多少J； （2）R2的阻值； （3）R1的阻值。 四．解答题（共2小题） 9．某中学成立了物理科技小组，在一次活动中，小红小组设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低挡”、“高挡”之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系图象如图乙所示。当饮水机接在家庭电路中工作时，求： （1）开关S1闭合，S2断开时，该饮水机处于 　 　 ；（选填“低挡”、“高挡”） （2）求R2的阻值。 10．如图1所示是某型号自动吸水微电脑控温电茶壶，图2是其工作电路简图，接通电路后，温控开关S自动与触点a、b接通，电茶壶开始烧水；在标准大气压下，壶内的水到达沸点后，温控开关S自动与a、b断开。并立即与触点c接通，电茶壶开始进入保温状态。已知电源电压为220V，电阻，R1＝60.5Ω，加热功率是1000W，水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃），R1与R2的阻值不受温度的影响，求： （1）电茶壶开始烧水时R1的功率； （2）电阻R2的阻值； （3）电茶壶将1kg初温为35℃的水加热到100℃需用时300s，加热效率为多大？ （4）小明要对电茶壶进行改造，要求改造后加热功率不变，电茶壶整体保温功率改为原来的，则只需在图3中 　 　 （填“A”或“B”）处接入一个电阻，此电阻的阻值为 　 　 Ω。 沪粤版（2024）九年级上册《专题十六 挡位电器相关计算》2025年同步练习卷【广东专用】 参考答案与试题解析 一．选择题（共1小题） 题号 1 答案 B 一．选择题（共1小题） 1．毛毛家有个小太阳取暖器，如图甲，其铭牌上的电路如图乙，电阻R3＝80Ω，挡位信息如图丙（部分数字已磨损掉），他家电能表如图丁所示，以下分析正确的是（　　） A．电阻R1的阻值为484Ω B．电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s，电能表转盘转5圈 C．图丙中磨损掉的数字是342 D．接通3、4触点让烤火器工作5s，它消耗的电能为800J 【答案】B 【解答】解：由电路图可知，当接2、3时，R1和R2串联，电路中总电阻最大；当接3、4时，R2单独工作；当接4、5时，R2和R3并联，电路中总电阻最小，电源电压一定，由P可知，当接2、3时为低温挡；当接3、4时为中温挡，当接4、5时为高温挡。 A、当接3、4时，R2单独工作，根据P可得电阻R2的阻值为： R2200Ω， 当接2、3时，R1和R2串联，根据P可得总电阻为： R总484Ω， 根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得，电阻R1的阻值为： R1＝R总﹣R2＝484Ω﹣200Ω＝284Ω，故A错误； B、电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s，消耗的电能为：Wt36s＝7200J＝0.002kW•h， 电能表转盘转过的圈数为：n＝0.002kW•h×2500r/（kW•h）＝5r，故B正确； C、当接4、5时，R2和R3并联，为高温挡，高温挡的功率为：P高＝P2+P3＝P2242W847W，故C错误； D．接通3、4触点，此时为中温挡，让烤火器工作5s消耗的电能为：W′＝P中t＝242W×5s＝1210J，故D错误。 故选：B。 二．填空题（共5小题） 2．某型号电饭锅有“高温烧煮”和“保温焖饭”两挡，其电路如图所示。当开关S置于“1”时，电流表示数为5A，此时电饭锅处于 　高温烧煮　 挡，在此挡位下加热4.4kg的水，使其温度升高5℃，用时100s，电饭锅的加热效率为 　84%　 ；当开关S置于“2”时，电流表的示数为0.1A，R的阻值为 　2156　 Ω。【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】 【答案】高温烧煮；84%；2156。 【解答】解：当开关S置于1挡时，电阻R短路，为R0的简单电路；当开关S置于2挡时，两电阻串联，由串联电阻总电阻大于其中任一电阻和可知，开关S置于1挡时，电路电阻最小，电功率最大，此时电饭锅处于高温烧煮挡。 高温烧煮挡加热100s，消耗电能为W＝Pt＝UIt＝220V×5A×100s＝1.1×105J， 水吸收热量为， 电饭锅的加热效率为； 当开关S置于1挡时，电阻R短路，为R0的简单电路，此时电流表示数为5A，根据欧姆定律可得，R0的阻值为， 当开关S置于“2”挡时，电路的为串联电路，电路总电阻为， 那么R电阻为R小＝R总﹣R0＝2200Ω﹣44Ω＝2156Ω。 故答案为：高温烧煮；84%；2156。 3．发热鞋是一种改进后的鞋，它是通过新技术改进传统产品的一种新发明，如图甲所示的可发热皮鞋，它是利用电流的热效应来工作的。妙妙查看了说明书发现：该发热皮鞋由8V电源供电，发热部分由R1和R2组成，电阻R1＝6Ω，R2＝2Ω。调温挡有高温、低温两挡，其简化电路图如图乙所示。当只闭合开关S1时，为 　低温　 （选填“高温”或“低温”）挡；在高温挡工作2min产生的热量为 　3840　 J。 【答案】低温；3840。 【解答】解；（1）当只闭合S1时，电阻R1和R2串联，总功率为P， 当开关S1和S2都闭合时，R1被短路，只有R2接入电路，电路的总功率P′， 因为P＜P′，所以当只闭合S1时，发热鞋处于低温挡；当开关S1和S2都闭合时，发热鞋处于高温挡； （2）当开关S1和S2都闭合时，发热鞋处于高温挡，电路的总功率P′32W， 根据P得，在高温挡工作2min产生的热量为Q＝W＝Pt＝32W×2×60s＝3840J。 故答案为：低温；3840。 4．鲁能巴蜀中学初三年级的东东同学设计了某控制电路的简化电路图如图甲所示，电路中电源电压恒为9V，R0是定值电阻，R由三段材料不同，横截面积相同且长度均为15cm的均匀导体AB、BC、CD制作而成，其中一段是铜丝，另两段是电阻丝（阻值与自身长度成正比），和R良好接触并能移动的滑动触头P与挡板连接，挡板可在导轨上左右滑动，铜丝、挡板和导轨的电阻均为零。闭合开关，挡板从右向左移动过程中，电流表示数随x（AP的长度）变化如图乙所示，则电阻R0为 　10　 Ω；P滑动过程中，R的电功率从最大值变到1.8W，x的最大变化量为 　20　 cm。 【答案】10；20。 【解答】解：（1）P在D位置时，只有R0连入电路中，电路中电流最大，据图可知Imax＝0.9A，根据欧姆定律求出电阻R010Ω； （2）根据P在A、B、C、D位置对应的电流表示数可知：IA＜IB＝IC＜ID； 据此可知：P从B到C位置时电路中电流不变，说明此过程触头P的移动没有改变电路中的电阻，所以BC段为铜丝，AB段和CD段为电阻丝； 由图和串联电路特点、欧姆定律求出AB段和CD段的电阻： IC0.6A，RCDR010Ω＝5Ω； IA0.3A，RABR0﹣RCD10Ω﹣5Ω＝15Ω； 设R的电功率为PR，则PR＝I2R＝（）2R； 当R时，即R＝R0＝10Ω时，PR为最大值； 当PR1.8W时，R＝5Ω或R＝20Ω； P在滑动过程中，A段起始时R的电阻为AB段和CD段的电阻之和为R初＝RAB+RCD＝15Ω+5Ω＝20Ω，即起始位置时R的功率为1.8W； PR为最大值时，R0＝10Ω；即P在AB段中某位置； 根据电阻丝的阻值与自身长度成正比，得：，解得x＝10cm，即0cm到10cm时，R的功率从1.8W到最大值； R＝5Ω时，R的功率再为1.8W，即R的电功率从最大值再变到1.8W； P在BC段任意位置均可，P在C端时，x有最大变化量：Δxmax＝30cm﹣10cm＝20cm，即10cm到30cm时，R的功率从最大值变到1.8W。 故答案为：10；20。 5．如图所示，是某种电热保暖鞋的工作原理示意图，两电热丝R1＝6Ω、R2＝4Ω，扇形开关触头接触a、b两触点时，电热器不工作。通过旋转开关可现高、中、低三个挡位的转换。开关触头接触 　d、e　 两触点时，保暖鞋在中温挡工作；开关触头接触 　c、d　 两触点时，保暖鞋在高温挡工作。 【答案】d、e；c、d。 【解答】解：由电路图可知，开关S接触a、b两个触点时，电路断路，电路的功率为0W； 开关S接触b、c两个触点时，电路为R1的简单电路； 开关S接触c、d两个触点时，R1与R2并联； 开关S接触d、e两个触点时，电路为R2的简单电路； 由题知，R1＞R2， 当R1与R2并联时（S接触c、d），根据并联电路的电阻特点可知，电路中总电阻最小，电源电压一定，由P＝UI可知，此时保暖鞋电功率最大，为高温挡； 只有R1接入电路时（S接触b、c）电路电阻最大，此时保暖鞋电功率最小，为低温挡； 只有R2接入电路时（S接触d、e）电路电阻较大，此时保暖鞋电功率较大，为中温挡。 故答案为：d、e；c、d。 6．如U﹣I图象所示，两个电阻R1和R2的大小关系是R1　大于　 R2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；如电路图所示，当开关S、S1同时闭合时，1min电流通过电阻产生的总热量为Q1，当开关S闭合、S1断开时，1min电流通过电阻产生的总热量为Q2，则Q1　大于　 Q2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】大于；大于 【解答】解：（1）由图象知，R1和R2两端电压都为6V时，通过R1的电流为1A，通过R2的电流为2A，由R可知，R1大于R2； （2）由电路图知，开关S、S1同时闭合时，R2被短路，只有R1连入电路中；开关S闭合、S1断开时，两电阻串联，由串联电路的电阻规律知，此时电路中的总电阻较大， 电源电压不变，通电时间相同，由Q＝Wt可知，Q1大于Q2。 故答案为：大于；大于。 三．计算题（共2小题） 7．如图所示的电路，电阻R为10Ω。当开关S闭合S1断开时，电流表的示数为1A；当开关S和S1都闭合时，电流表的示数为1.5A，此时小灯泡L正常发光。求： （1）电源电压； （2）小灯泡L的额定功率； （3）开关S和S1都闭合时，整个电路20s内消耗的电能。 【答案】（1）电源电压为6V； （2）小灯泡L的额定功率为5W； （3）开关S和S1都闭合时，整个电路20s内消耗的电能为300J。 【解答】解：（1）当S闭合，S1断开时，电路为R的简单电路，电流表测电路中的电流， 根据欧姆定律可得，电源的电压： U＝I2R2＝1A×10Ω＝10V； （2）当开关S、S1都闭合时，电阻R与灯泡L并联，电流表测干路电流， 因为并联电路各支路独立工作、互不影响， 所以开关闭合前后，通过R的电流不变， 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所L支路的电流： IL＝I﹣I2＝1.5A﹣1A＝0.5A， 因为并联电路中各支路两端的电压相等， 所以小灯泡L的额定功率为： PL＝UIL＝10V×0.5A＝5W； （3）开关S和S1都闭合时，整个电路20s内消耗的电能为： W＝UIt＝10V×1.5A×20s＝300J。 答：（1）电源电压为6V； （2）小灯泡L的额定功率为5W； （3）开关S和S1都闭合时，整个电路20s内消耗的电能为300J。 8．随着科技创新教育在全市广泛开展，有些学校已配置了如图甲所示的3D打印笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。快挡打印2min，电能表指示灯闪烁8次。已知该3D打印笔慢挡打印功率为22W，R1、R2是用于发热的定值电阻。求： （1）3D打印笔快挡打印2min所消耗的电能是多少J； （2）R2的阻值； （3）R1的阻值。 【答案】（1）3D打印笔快挡打印2min所消耗的电能为9600J； （2）R2的阻值为605Ω； （3）R1的阻值为1595Ω。 【解答】解：（1）3000imp/（kW•h）是指电路中每消耗1 kW•h的电能，电能表指示灯闪烁3000次， 指示灯闪烁8次，3D打印笔消耗的电能： WkW•hkW•h＝9600J； （2）根据电路图可知，当开关接1、2时，R1与R2串联，电路中电阻较大；当开关接2、3时，电路为R2的简单电路，电路中电阻较小，根据P可知，总电阻越大，功率越小，故开关接1、2时为低温挡，接2、3时为高温挡； 3D打印笔快挡打印时的电功率为： P快80W， 由P知，当开关接2、3时，电路为R2的简单电路，此时电路中R2的电阻： R2605Ω； （3）当开关接1、2时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻： R总2200Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1＝R总﹣R2＝2200Ω﹣605Ω＝1595Ω。 答：（1）3D打印笔快挡打印2min所消耗的电能为9600J； （2）R2的阻值为605Ω； （3）R1的阻值为1595Ω。 四．解答题（共2小题） 9．某中学成立了物理科技小组，在一次活动中，小红小组设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低挡”、“高挡”之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系图象如图乙所示。当饮水机接在家庭电路中工作时，求： （1）开关S1闭合，S2断开时，该饮水机处于 　低挡　 ；（选填“低挡”、“高挡”） （2）求R2的阻值。 【答案】（1）低挡； （2）电阻R2的阻值为110Ω。 【解答】解：（1）开关S1闭合，S2断开时，电路中只接入电热丝R1；开关S1 和S2都闭合时，电热丝R1和R2并联接入电路，此时总电阻较小，总电流较大，由P＝UI可知，电流越大，电功率越大，因此，开关S1闭合，S2断开时，电路中的总电阻较大，总电流较小，功率较小，为低挡； （2）由图乙可知，电热丝R1和R2的总功率为660W，R1的功率为220W，因此R2的电功率 P2＝P总﹣P1＝660W﹣220W＝440W 则R2的电阻为： R2110Ω。 答：（1）低挡； （2）电阻R2的阻值为110Ω。 10．如图1所示是某型号自动吸水微电脑控温电茶壶，图2是其工作电路简图，接通电路后，温控开关S自动与触点a、b接通，电茶壶开始烧水；在标准大气压下，壶内的水到达沸点后，温控开关S自动与a、b断开。并立即与触点c接通，电茶壶开始进入保温状态。已知电源电压为220V，电阻，R1＝60.5Ω，加热功率是1000W，水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃），R1与R2的阻值不受温度的影响，求： （1）电茶壶开始烧水时R1的功率； （2）电阻R2的阻值； （3）电茶壶将1kg初温为35℃的水加热到100℃需用时300s，加热效率为多大？ （4）小明要对电茶壶进行改造，要求改造后加热功率不变，电茶壶整体保温功率改为原来的，则只需在图3中 　B　 （填“A”或“B”）处接入一个电阻，此电阻的阻值为 　242　 Ω。 【答案】（1）电茶壶开始烧水时R1的功率为800W； （2）电阻R2的阻值为242Ω； （3）电茶壶将1kg初温为35℃的水加热到100℃需用时300s，则加热效率为91%； （4）B；242。 【解答】解：（1）由题意和电路图可知，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电茶壶处于加热挡状态； 开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电茶壶处于保温挡状态， 因电路的总功率等于各电阻消耗功率之和，且R2在两种状态下消耗的功率不变， R1的功率为：P1800W； （2）电茶壶的保温功率为：P保温＝P2＝P加热﹣P1＝1000W﹣800W＝200W； 利用P可知，R2的电阻为：R2242Ω； （3）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣35℃）＝2.73×105J； 电茶壶加热时消耗的电能为：W＝P加热t′＝1000W×300s＝3×105J； 加热效率为：η100%100%＝91%； （4）现只将该电茶壶的额定保温功率改为原来的，额定加热功率不变，所以R1和R2的连接不变，由P可知，当R2与所接电阻的总电阻等于R2阻值的2倍时，它们的总功率等于原保温功率的，所以只需在图丙的B处接入一个电阻与R2串联，且阻值大小为242Ω即可。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$