第十五章 升阶训练专题十二 电功率之动态电路、电路安全和极值问题-【优+学案】2025-2026学年新教材九年级上册物理课时通(沪粤版2024)

升阶训练专题十二电功率之动态电路、 电路安全和极值问题（答案P18) 智能讲 ←通专题u C.电压表读数变大，电流表读数变小 D.电压表读数变小，电流表读数变小 第①阶电功率之动态电路问题 4.实践创新（金昌中考）学校科技小组设计了 1.(烟台中考)如图甲所示，电源电压恒定不变， 一个室内天然气泄漏检测仪，原理如图所示. R1的阻值为102，图乙是小灯泡L的电流与 其中R是检测天然气的电阻（气敏电阻），天 电压关系的图像.当只闭合S、S2时，电压表 然气浓度增大时，R减小，R。为定值电阻，电 示数为2V,则通过小灯泡的电流为 A, 源电压不变，闭合开关S,下列判断正确的 电源电压为 V;当只闭合S2、S3时，电压 是( 表示数为4V,则电路在1min内消耗的电能 为 UA 0.8 0.6 0.4 0.2 A.显示仪一定是电流表 01234UN 甲 B.室内有天然气泄漏时，显示仪示数变小 2.如图所示，电源电压保持不变，R1与R2都是 C.室内有天然气泄漏时，电路消耗的电功率变小 定值电阻，R为滑动变阻器，当S闭合、S2接 D.若调低报警浓度，可将R。换成阻值大一点 a、滑动变阻器滑片置于最左端时，电压表示数 的电阻 为3.5V,电流表示数为0.5A;当S1闭合、S2 5.(河北中考)如图所示，电源电压不变，只闭合 接b、滑动变阻器滑片置于中点时，电压表示 开关S1后，电流表的示数为0.4A;断开开关， 数减小了1.1V,电流表示数增加了0.3A,则 将电流表和电压表的位置互换，再将开关S1、 R2= Ω，再将滑动变阻器滑片置于最 S2均闭合后，电流表的示数为1A,电压表的 右端，此时电路消耗的总功率为 W. 示数为6V.下列说法不正确的是() A 、水 3.如图所示电路，电源电压不变，闭合开关后，当 滑动变阻器滑片P向左滑动时，以下说法正 确的是() A.电源电压为6V B.电阻R2的阻值为152 C.两表位置互换前后，电阻R,两端的电压之 比为2：5 A.电压表读数变小，总功率变大 D.两表位置互换前后，电阻R2的功率之比为 B.电路的总电阻变小，总功率变大 9：25 △九年级·上册.物理.HY 119 6.(徐州中考)如图所示电路，电源电压不变，灯泡 路消耗的最大功率为 W,滑动变阻器 L标有“6V3W”字样，R1、R2为定值电阻，当 两端的最大电压为 V. S闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光，L和 R1的功率之比为3：1；当开关都闭合时，R1和 R2的功率之比为4：1.求： 8.(威海中考)如图所示，电源电压恒定，电流表 的量程为“0~3A”,R。=152.只闭合开关S, R 滑动变阻器R(4021A)的滑片P处于中 点时，小灯泡L(3V1.8W)正常发光，则电 (1)灯泡L正常发光时的电阻. 源电压为 V.当开关全部闭合时，在 (2)开关都闭合时，R2的功率 保证电路安全的前提下，该电路消耗的最大功 率为 W.(不考虑灯丝电阻的变化) 9.(营口中考)如图所示，电源电压不变，闭合 关，在保证电路安全的情况下，变阻器的滑片 由中点向右移动的过程中，下列判断正确的 是() A.小灯泡亮度变暗 B.电压表示数变大 A C.电流表示数不变 D.电路总功率变小 10.(泰州中考)如图所示为模拟调光灯电路，电 源电压恒为9V,滑动变阻器R标有“20Ω 1A”的字样，电流表选用“0~0.6A”的量程， 当滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发 光.已知小灯泡上标有“3V0.9W”字样 (忽略温度对灯丝电阻的影响).为保证电路 安全，下列选项正确的是( 第(2)阶电功率之电路安全和极值问题 7.如图所示，电源电压为9V,小灯泡标有 A.滑动变阻器阻值的变化范围为5~202 “3V1.5W”(不考虑灯丝电阻的变化)，滑 B.定值电阻的阻值为202 动变阻器标有“30Ω1A”,电流表量程为 C.电流表示数变化的范围为0.225~0.3A 00.6A.在保证电路安全工作的前提下，电 D.小灯泡的最小功率为0.675W 120 优十学案·课时通 d 11.某同学连接了如图所示电路，电源电压恒为 动变阻器R的最大电阻为1002.只闭合 18V,电压表量程为“0~15V”,电流表量程 S,滑动滑片P,使变阻器电阻R心=R,此 为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“1002 1A”,小灯泡标有“6V3W”字样.不考虑 时电压表示数为10V.若电源电压不变，不计 灯丝电阻的变化，在确保电路安全的情况下， 灯丝电阻随温度的变化，求： 下列说法正确的是( (1)小灯泡的电阻. (2)电源电压. (3)只闭合S2,在电表的示数不超过量程、灯 泡两端的电压不超过额定值的情况下，电路 -o25 消耗的总功率范围， A.电路允许通过的最大电流是0.6A B.电压表示数的变化范围是3~6V C.小灯泡消耗电功率的最小值是0.75W D.滑动变阻器允许接人电路的阻值范围是 24~1002 12.如图所示，电源电压为6V且保持不变，R。 302,滑动变阻器的规格为“2021A”,电 流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有 “3V1.5W”字样.不考虑灯丝电阻变化， 并保证电路安全，下列说法正确的是( ) ①当S闭合，S、S2都断开时，电路消耗的最 大功率是3.6W ②当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器接 入电路的阻值范围是6~202 ③当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接人电 路的最小阻值是122 ④当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率 最小值为3W A.只有①③ R B.只有①④ C.只有②③ D.只有②④ 13.(济宁中考)在如图所示的电路中，小灯泡L上 标有“6V3W”字样，电流表量程为0~0.6A, 电压表量程为0~15V,定值电阻R。=162,滑 △九年级·上册·物理.HYn 121(2)当闭合开关S,开关S1接触点“3”和“4”时，电阻 (2)当S闭合，S1和S2断开时，灯泡和电阻R1串 R1与R2串联，处于低温慢炖挡，通电1min放出的 联，灯泡L正常发光，电路中的电流 U (220V)2 热量Q数=RB=22n+660 ×60s=3.3×104J. PL3W I=I==6V=0.5A, 牛奶需要吸收的热量Q吸=cm△t=2.5 通过灯泡和电阻R1的电流相等，L和R,的功率之 103J/(kg·℃)×0.4kg×(55℃-20℃)=3.5× PL I'RL RL 12Q 3 10J,Q吸>Q放，故不合理. 比为3：1，所以PTRR,=R:T' 8.解：(1)由题图知，开关S2接b时，电路中只有R2, 解得R1=4n. 2 由P=R可知饮水机处于加热状态， 电源电压U=I(R十R1)=0.5A×(122+42)= 8V. U2(220V)2 当开关都闭合时，R1和R2并联，R,的功率P1= 则R,的阻值R2一P如热，11O0W =442. U(8V) 当开关S2接a时，电路中R2和R1串联，总电阻最 R142 -=16W 大，饮水机处于保温状态， 电路的总电阻R&=R十R:=P然爆100W。 U2(220V)2 R,和R:功率之比为4：1，R:的功率P,=P,= 4842,电热丝R1的阻值R1=R总一R2=4842一 1×16W=4W. 4 442=4402. 7.4.57.5 (2)水吸收的热量 8.1530解析：只闭合开关S,此时滑动变阻器与灯 Q吸=cm△t=4.2X103J/(kg·℃)×1kg×(100℃ 泡串联，滑动变阻器R(4021A)的滑片P处于中 70℃)=1.26×105J. 点时，接入电路的电阻为20Ω，不考虑灯丝电阻的 (3)由欧姆定律可得，饮水机处于保温挡时电路中的 电流1=”-=220V5 -U-3v R一4840=立A,由串联电路的电流规 变化，小灯泡的阻值R一P。=:8W=5n,☆泡 _U频_3V 律可知，通过电热丝R,的电流1，=I=吕A,根据 正常发光，则电路中的电流I=R一写0-0.6A 则电源电压U=IR意=I(R中十R为)=0.6AX 热量Q=IRt可得，饮水机处于保温挡工作22s时 (202+52)=15V.当开关全部闭合时，灯泡短 间内电热丝R,产生的热量Q=I产R=(品)°× 路，滑动变阻器和定值电阻并联，当电流最大时，电 路消耗的电功率最大，滑动变阻器允许通过的最大 4402×22s=2000J. 电流为1A,则滑动变阻器的最大功率P滑=UI潘= 升阶训练专题十二电功率之动态 U 15V×1A=15W,定值电阻的功率P。=R, 电路、电路安全和极值问题 (15V)2 1.0.683842.3283.B4.D 152 =15W.则电路的最大功率Px=P清十 5.B解析：由题图可知，只闭合开关S1时，电阻R1与 P。=15W+15W=30W. R2串联，电流表测电路中的电流且示数为0.4A； 9.D10.C 断开开关，将电流表和电压表的位置互换，再将开关 11.C解析：由题图可知，灯泡L与滑动变阻器串联， S、S2闭合时，电阻R1与R2并联，电流表测通过电 电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电 阻R,的电流，示数为1A;此时电压表测电源电压， 路中的电流.由P=JI可知，小灯泡的额定电流 U 示数为6V,即电源电压U=6V,A正确.由I= PL3W R 1一元。V=0.5A根据小灯泡的额定电流、 _V_-6V-60,两表位置互换前，电路中 可得，R1=i11A 电流表的量程以及滑动变阻器的规格可知，电路允 许通过的最大电流I大=IL=0.5A,故A错误.小 U 6V 的总电阻R4=年0.4A=150,所以电阻R:的阻 灯泡两端的最大电压为6V,根据串联电路的电压 特点可知，滑动变阻器两端的最小电压UR小=U 值R2=R总一R1=152-6n=92,B错误.两表位置 UL=18V-6V=12V,由于电压表量程为“0~ 互换前，电阻R1两端的电压U1=I事R1=0.4A× 15V”,所以电压表的示数最大为15V,则电压表 6D=2.4V;两表位置互换后，电阻R,两端的电压 示数的变化范围是12~15V,故B错误.由于滑动 J1=U=6V,所以两表位置互换前后，电阻R,两 变阻器两端的最大电压为15V,根据串联电路的 端的电压之比U1:U1′=2.4V:6V=2:5,C正 电压特点可知，小灯泡两端的最小电压U小=U一 确.两表位置互换前，电阻R,消耗的功率P2= 2 I事2R2=(0.4A)2×92=1.44W;两表位置互换 UR大=18V-15V=3V,由P= 可知，小灯泡 U2(6V)2 后，电阻R2消耗的功率P,'=R,=90 =4W,所 U(6V)2 的电阻R一P:=3W=12,此时电路中的最 以电阻R2的功率之比P2:P2'=1.44W:4W= _UL小=3V 9:25,D正确.故选B. 小电流1=1，=R200.25A,小灯泡消 U 6.解：(1)灯泡L正常发光时的电阻R= 耗的最小电功率PL小=UL小I小=3VX0.25A= 0.75W,故C正确.滑动变阻器接入电路中的最大 (6V)2 _Ur大-15V 3 W =122. 阻值R=-0.25A=600,滑动变阻器接入 18 UR小12V 电路的最小电阻R小=I大 10.解：由题图可知，闭合开关，灯泡L与滑动变阻器R =242,所以 0.5A 串联，电压表测R两端的电压. 滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为24~ _=4V 60,故D错误. (1)灯泡的电阻：RL=元0.5A=8D, 12.D (2)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，当 13.解：(1)已知灯泡的额定电压和额定功率，由P= U R可得，灯泡的电阻R-=6 =122. R=8n时，电路中的电流：I=R。R+RL U U 3 W 6 V (2)只闭合S,R。与变阻器R串联，变阻器电阻 82十80=0.375A,滑动变阻器的电功率：P,= 5R 5×1000=200;电路电流1= IR=(0.375A)2×82=1.125W. (3)当滑动变阻器接入电路的阻值分别为R1、R2 Uap10 V J U R。-200=0.5A.电源电压U=I1(R。+R)= 时，电路中的电流分别为1：=R。一R,十R,1= 0.5A×(162+202)=18V. U U (3)只闭合S2时，L与R串联，电压表测变阻器两 RR,十R,因当滑动变阻器接人电路的阻值 端的电压，电流表测电路中的电流，由P=UI可 分别为R1、R2时，滑动变阻器的电功率均为P2, 得，灯泡正常工作时的电流L三七= 由P=UI=I2R可得，P2=I12R1=I22R2,即 0R,=。D一R2,整理可得(R,一 0.5A,电流表量程为0~0.6A,因串联电路的电 R+RL 流处处相等，所以，为了保证各元件的安全，电路中 R2)(RL2-R1R2)=0,由R1≠R2可知，R1R2= 最大电流1mx=IL=0.5A,最大功率Px R2=(82)2=6422. UImx=18VX0.5A=9W.电压表量程为0~ 15V,当电压表示数最大为15V时，变阻器接入的 核心素养·科学探究 阻值最大，电路中电流最小，则灯泡两端的最小电 1.(1)如图所示 压UL'=U-U大=18V-15V=3V,电路中的 最小电流1曲=1二R=120=0.25A,最小功 Pin=UI min =18 VX0.25 A=4.5 W. 电路消耗的总功率范围为4.5~9W. 升阶训练专题十三电功率之 」 比例和图像问题 (2)断开右0~3V(3)B(4)0.7 1.2:12:3解析：从题图甲可知，当电压为6V (5)灯泡电阻随温度发生变化(6)左 时，通过R1的电流为1A,根据欧姆定律可知，R1= (7)①电压②设计平均电功率一栏 灯泡在不同电压下的功率不同，计算出来的电功率 光-960，当电压为6V时，通过R,的电流为 的平均值不具备任何实际意义(8)R2(9)不能 在探究电流与电压的关系时，必须保证电阻阻值不 U2_6V=30,则R 2A,根据欧姆定律可知，R:=1,一2A 变，而小灯泡的电阻随两端电压的改变而改变 (10)当实际电压远大于灯的额定电压时，小灯泡会 R2=6n:32=2:1.将R1、R2接入电源电压不变 被烧毁(11)①U额②滑片位置 的电路中，设电源电压为U,当只闭合S时，两电阻 U2 串联，电路消耗的总功率为P1=R一60十30 U ③U额× U-U额 R。 2.(1)①高度差②温度计的示数水的比热容太大 U g0:当S和S都闭合时，电路为R1的简单电路， ③转换法(2)控制变量①相等电阻在电流 和通电时间相同时，导体的电阻越大，导体产生的热 U2U2 量越多②电流左在导体的电阻和通电时间相 电路消耗的总功率为P,一R=60故P1:P: 同时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多 U2 (3)使通过R1和R2的电流不相等(4)R3 0_60=2:3. (5)160(6)A U2-92 本章总结 60 1.1202.电流12 2.S、S3:22:3解析：当闭合开关SS,断开3.3364.0.51565.<1：29.9225 开关S2时，电阻R1、R2并联；根据并联电路的分流 6.326.6880018007.92.9 R1I23 特点可知尽。一行2；两电阻并联，它们两端的电 8.D9.C10.D 11.C解析：由题图乙可知，当滑动变阻器接入电路的 P1 UI 电阻为202时，电路中的电流为0.3A,则滑动变 压相等，R1与R2消耗的电功率之比 P,UI2 阻器两端的电压为U=IR=0.3A×202=6V, I1_2 而电源电压应该大于6V,故A错误.由题意及欧姆 I23 定律可得，电源电压U电=I1R+I1R1-0.3AX 3.(1)ec(2)3:14.C5.2042.1 RL+0.3A×202①，当电路中的电流I2=0.1A 6.C7.C8.C9.A 时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电 19