第6章 4 跨学科实践：半导体与光伏发电&微专题三电学综合计算-【夺冠百分百】2025-2026学年新教材九年级全一册物理新导学课时练（教科版2024）

第6章电功率 新导学课时练了 4 跨学科实践：半导体与光伏发电 1.智能手机都配备高清拍照感光芯片，它是一个 5.光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效 光敏电阻，是由以下哪种材料制作的？( 应，将光能直接转变为电能的一种技术。某 A.半导体 B.导体 大学2MW(1MW=1X10W)太阳能屋顶 C.绝缘体 D.超导材料 光伏发电项目建成，若每天有效光照时间为 2.科技改变生活，创新引领未来！如图所示的 4h,年发电量约 （选填“3×104” 智能手表可以显示时间、体温、心率等信息， “3×106”或“3×108”)kW·h。 方便监测身体状态。下列关于该智能手表 6.据统计，某省光伏发电输出量创历史新高， 的说法正确的是 光伏发电的核心部件是光电板。光电板吸 A.智能手表屏幕使用的发光 收太阳能的多少是技术的关键，它与哪些因 二极管主要是由半导体材 素有关？小明猜想：光电板吸收太阳能的多 料制成的 少可能与光电板的面积、光照时间、光电板 B.橡胶表带是绝缘体，绝缘体和导体之间有 的颜色有关。根据以上猜想，小明设计了实 绝对的界限 验方案，进行了实验探究，实验数据记录如 C.在给智能手表的蓄电池充电时，蓄电池相 表所示。 当于电源 序 光电板的光照时间光电板表面LED灯发光 D.智能手表里的芯片采用超导粉末冶金技 面积/m2 /min 所涂颜色 时间/min 术，超导材料制成的元件电阻很大 0.1 10 黑色 30 3.下列关于新材料的说法及其表述不正确 2 0.1 20 黑色 60 的是 C 0.3 10 黑色 90 A.超市条形码识别仪的光敏二极管的主要 0.1 10 白色 5 材料是半导体 (1)该实验中，光电板吸收太阳能的多少是 B.电工的工作手套是由绝缘材料制成的 通过 反映的。 C.超导体材料主要应用在电饭锅、热水器上 (2)由表中1、3两组数据，可初步得到的结 D.纳米材料的出现为人们制造更小的机械 论是 提供了物质基础 0 由表中数据分析可知，制作太阳能光电 4.如图所示为某光伏发电 S2 板用 色较好。 系统的简化电路图，当太 太阳 能由 阳光照射太阳能电池板 电 (3)在安装光电板时，需综合考虑地理位置、 池板 池 用电器 季节及光电板类型等多重因素。季节变 时可发电。发电后可向 化亦需考虑，夏季可适当增大角度避免 蓄电池充电，当夜晚来临时，蓄电池向用电 过热，冬季则可减小角度以充分吸收阳 器供电。小林查阅资料得知，太阳能电池板 光。根据以上信息，请你提出一个可探 的发电功率为每平方米200W,若他家装了 究的科学问题： 一块1.25m的太阳能电池板，一天光照 8h,其产生的电能为 J。 83● C新导学课时练 物理·九年级（全）·JK 微专题三 电学综合计算 类型一：图像信息类 方法指导 1.灯泡L的电流随电压变化的图像如图甲所 图像信息类计算题的分析思路： 示，将灯泡L与定值电阻R接人如图乙所 1.观察横轴、纵轴所代表的物理量及单位。 示的电路中，只闭合开关S,灯泡L的实际 2.分析图像的变化趋势或规律，弄清图像 功率为0.5W,则电源电压是 V;再 所表达的物理意义。 闭合开关S1,电流表的示数变化了0.05A, 3.找特殊点，如“起点、终点、交点（与横轴、 则定值电阻R的阻值是 2,定值电 纵轴或图像间的交点)、拐点”等，判断各 阻R的电功率是 点隐含的条件或物理规律。 ↑IIA 4.根据图像上的特殊点，在横轴和纵轴上 0.3 对应出数值，然后根据有关公式求解。 0.2 0.1 类型二：用电器铭牌类 3.洗衣服的水温根据衣服的面料材质而定，棉 3 U/V 质物的最适水温是40~50℃，毛织衣物的 2.如图甲所示的电路，电源电压不变，闭合开 最适水温是35℃左右，麻类衣物最适水温 关S,将滑动变阻器R的滑片P由a移动到 是30℃或以下。小明家的洗衣机参数如表 b时，R。的电功率和电流的P-I关系图像 所示。 如图乙所示，求： 水温调 洗涤 脱水 加热 注水量 ◆P/WW 节范围 电功率 电功率 功率 5 20~95℃ 10 kg 0.4kW 0.8kW 2 周末小明洗棉质校服时，将洗衣机中的水从 20℃加热至50℃，洗涤用时0.8h,脱水用 00.10.20.30.40.50.6 时为6min。 甲 (1)求水吸收的热量。[c水=42X10J/g·℃)] (1)电源电压。 (2)求洗涤及脱水过程中消耗的电能。 (2)滑动变阻器的最大阻值。 (3)从给洗衣机注水加热至洗涤脱水完成， 若只有洗衣机工作，其他用电器关闭，如 图所示的电能表的转盘转过2700r,求 洗衣机给水加热过程中的热效率。 kW·h 02316 220V10(20)A50Hz 3000r/kW·h) 84 第6章电功率 新导学课时练了 4.如表所示是小明家饮水机 o220V0 方法指导 的铭牌参数，学习电学知识 R, 用电器铭牌类电路的分析思路：从用 后，他好奇饮水机的工作原 R 电器铭牌上筛选出有用的额定电压、额定 理，请教老师后，得到饮水机的电路原理图 功率等物理量，找出这些物理量和题干提 如图所示。当蓄水箱中装满水时，请你帮他 额 供的信息之间的联系，注意运用【一 解决如下问题： 额定电压 220V 和R= 求出用电器正常工作时的电流 加热 500W 额定功率 和用电器的电阻等，根据相关公式进行 保温 求解。 蓄水箱的容积 1 类型三：多挡功率类 (1)蓄水箱中水的质量是多少？（水=1.0× 5.某家用电热水壶有“加 103kg/m3) 热”和“保温”两个挡位， 220V (2)如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加 其简化电路如图所示， 热到95℃用了210s,求此饮水机的加 R1、R2是电热丝，R1= 热效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 10502,R2=502。开关S接“1”时，电热水 (3)铭牌上的保温功率已模糊不清，已知 壶为 挡位。开关S接“2”时，通电 R1=9882,求饮水机的保温功率。（结 5min,电流通过R2产生的热量为 J。 果保留整数) 6.某兴趣小组的同学对某品牌恒温热奶器进 行了深入研究，发现其内部只有两个发热 丝，经研究发现其内部电路可简化为如图所 示，热奶器铭牌上的部分内容如表所示。 额定电压 220V 加热功率 16W 220V- 保温功率 8 W (1)要使用热奶器的加热功能，开关S应该 (选填“断开”或“闭合”)。 (2)热奶器正常加热时，电路中的电流是多 少安？（结果保留两位小数） 85● 心新导学课时练 物理·九年级（全）·JK (3)若热奶器正常加热半小时所放出的热量 (1)求此时电阻R2两端的电压。 全部被牛奶吸收，可让一盒初温为 (2)在电路安全的情况下，移动滑片P,求电 15℃、质量为250g的牛奶升高到多少 阻R,的最大功率。 摄氏度？[c牛奶=4.0×103J/(kg·℃)] (3)若用一定值电阻R。替换电阻R1,闭合 开关S后，在电路安全的情况下，移动滑 片P,发现电压表示数的最大值与最小 值之比为3：2。求R。的可能值。 方法指导 多挡功率类电路的分析思路：电热器 U 具有“高温挡”和“低温挡”。根据P一尺知， 当U一定时，电阻越大，电功率越小；电阻 越小，电功率越大。所以，高温挡总电阻最 小，低温挡总电阻最大。 类型四：动态电路类 7.如图所示，电源电压和灯泡 P! L的电阻不变，灯泡L上标 a b S 有“6V6W”字样。当开 H④ 关S、S1均闭合，滑片P移至a端时，电流 表的示数为2.0A,灯泡L正常发光；当开 关S闭合、S断开，滑片P移至b端时，电 源电压U为 V,灯泡L的实际电功 率P为 W。 方法指导 8.如图所示的电路，电源电 动态电路类计算题的解题思路： 压恒为20V,定值电阻 1.分清开关断开或闭合或滑动变阻器滑片 R1的阻值为152，滑动 A 滑动时引起电路的变化情况。 变阻器R2上标有“2021.2A”的字样，电 2.分清每个过程中的已知量和所求量。 流表的测量范围为“0~3A”,电压表的测量 3.分清前后过程中的不变量和变化量。 范围为“0~15V”。闭合开关S,移动滑片 4.利用所学公式求解。 P至某一位置，电流表的示数为0.8A。 86章末复习与拔高 U12.0V XR。②，联立①②解得电源电压U=6V,R。的 (2)申联电路中的电流1一R-00=0.2A, 阻值R。=10Q,故A、B错溪，当电路中的电流最大 微专题三电学综合计算 高频考点过关 定值电阻R,的电功率P1=U1I=2.0V×0.2A 时，滑动变阻器的阻值最小，因电流表的最大测量 1.2400.12.(1)9V(2)722 1.D2.D3.C4.10n15n 0.4W. 值为0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为 3.(1)1.26×10°J(2)0.4kW·h(3)70% 5.(1)如图所示 (3)通电208，整个电路电流所做的功W=U:= 0.5A,所以电路中的最大电流I=0.5A,此时 4.(1)1kg(2)80%(3)49W5.加热600 4.5V×0.2A×208=18J. R。两端的电压U。=I,R。=0.5A×100=5V,此 6.解：(1)闭合 分层训练·学以致用 时滑动变阻器两端的电压U,=U一U。=6V一5V 1.C2.C3.B4.D5.D6.60.51.25 U清 IV 1V,则滑动变阻器的最小阻值R0.5A (2)热奶器正常加热时，电路中的电流1=P U 7.1s可将9000J的太阳能转化为电能 16W 8.0.1600 2Q,滑动变阻器的阻值越大，电路中的电流越小，电 220V≈0.07A. 9.解：由电路图可知，R:与R:并联，电流表A测干路 路越安全，因此滑动变阻器的阻值变化范国为2 (3)若热奶器正常加热半小时所放出的热量全部被 电流，电流表A,测R,支路的电流。 500,故C蜡误：滑动变阻器消耗的电功率P量 牛奶吸收，正常加热0,5h=1800s牛奶吸收的热 (2)①连接电路时开关没有断开：②变阻器的滑片 (1)因并联电路中各支路两端的电压相等， 没有移动到阻值最大处 电源的电压U=1,R,=0.2A×302=6V. R-(R+R）R 量Qw=W=Pmm1=16W×18008=28800J, R。十RYR。-R}十RR Q (3)0.38.3n (2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和 R R 根据Q爆=cm△可知牛奶升高的温度△ C年钙m 【中考真题体验】 所以，通过R,的电流1：=I一I1=0.5A-0.2A U产 28800J 1.C2.A 0.3A, -,所以，当R:■R。■100时 (R。一R) 3.(3)电阻箱和滑动变阻器(4)R1一R,(5)R,的 +4R .0x10J/kg·c)x0.25kg28.8℃， 则电图R,的阻值R:=0.3A=20n. R 牛奶升高到的温度t=t。十△r=15℃十28.8℃ 阻值太小（或R,<R,)、滑动变阻器的最大阻值不 滑动变阻器消耗的电功率最大，且此时电路中电流 43.8℃. 够大（或Rm大<R,) (3)若把R,和R:串联起来仍然接在原来的电源 为0.3A:则滑动变阻器消托的电功率的最大值 7.61.5 下，则此时整个电路的电功率P一R十R U 第6章电功率 P。*=IR1=(0.3A)2×10n=0.9W,故D 8.解：(1)由题图知，定值电阻R,和滑动变阻器R,申 正确。 联，电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻两 (6V)2 1电功 300+200=0.72w。 端电压；闭合开关S,移动滑片P至某一位置，电流 3焦耳定律 表的示数为Q8A,根据1-只得电阻R,两端的电 自主学习·预习新知 第2课时额定功率 自主学习·预习新知 压U1=IR,=0.8A×15n=12V: 1.其他形式能量功电功 1.内能2.电流多电阻多 自主学习·预习新知 2.化学内电内机械化学 3.电流的平方导体的电阻通电时间 滑动变阻器R:两端的电压U,=U一U1=20V 1.白炽灯正常发光时两端的电压是220V消耗的电 12V=8V. 3.焦耳J千瓦时kW·h度3.6×10 4.Q=IR电流产生的热量J电阻n通过 功率是40W (2)由题意知，滑动变阻器R2上标有“20n1.2A” 4.消耗电能多少kW·h812.4kW·h电压为 导体的电流A通电时间8 2.正常工作额定电压 220V的电路中使用 5.电饭缆电熨斗（合理即可）减小 字样，电流表的测量范用为“0一3A”,因此电路允 3.调节小灯泡两端的电压最大电压表 许通过的最大电流为1.2A,当电阻R:两端的电压 典题精练·突破重点 额定功率 典题精练·突破重点 4.低偏高5.额定电压 最大时，R,的功率最大，当电压表满偏时，I= 1.B2.B3.A4.5588.450 1.C 6.稳压器 分层训练·学以致用 2.(1)温度计的示数转换法(2)不相等 典题精练·突破重点 R,15n =1A,1A<1.2A, 1.A2.A3.D4.B 1.C2.62暗淡3.C4.D5.D (3)在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热 U 5.电能3.6×1036.电1.44×1007.62.8 量越多 6.1.252007.D8.B 此时电路安全，R1的最大功率P■=R 【拓展】煤油煤油的比热容小 分层训练·学以致用 2电功率 3.724.AA5.50132006.D7.B (15V) 1.D2.D3.B4.A -=15W. 5.申额定电流相等6.乙甲 分层训练·学以致用 15n 1.A2.D3.A4.D (3)根据串联分压可知，当R,=20n时，电压表的 第1课时电功率 7.小灯泡实际功率0.75 20V 8.D解析：由图甲可知，定值电阻R。和滑动变阻器 5.热效应电视机外壳的散热窗 6.2247.5308.D 示数最小为U=R。十20nR,: 自主学习·预习新知 R,事联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变 当R。较小时，电路最大电流可以达到1.2A,此时 1快樱多2.P瓦特瓦W103Y 阻器R,两端的电压。由图乙可知，当滑动变阻雾 9.(1)质量控制变量法 电压表的示数的最大为U大一1.2A×R。: 的阻值R,=10D时，此时电路中的电流I (2)比热容低相同时间内，R,产生的热量少 由于电压表示数的最大值与最小值之比为3：2，则 4.越大越大乘积P=UI5.正比W=UI 0.3A,则R。两端的电压可表示为U。=R。= (3)AD(4)偏大 20V 典题精练·突破重点 0.3AXR。,此时变阻器两端的电压为U1=R1= 4 跨学科实践：半导体与光伏发电 1.2A×R,):R。+20nR）-32: 1.D2.D3.D4.B 0.3A×10n=3V,由多联电路的电压规律可得， 解得R。=5n: 5.(1)灯泡的亮度 电源电压U=U。+U1=3V+0.3A×R。①，同1.A2.A3.C4.7.2×105.3×10 由于电压表的测量范周为0一15V,当R。较大时， (2)不合理没有控制灯泡两端的电压相等 理，当滑动变阻器的阻值R'一50Q时，此时电路 6.(1)LED灯发光时间 电压表的示数可以达到15V,根据电压表示数的最 6.解：(1)由题图可知，电路为两定值电阻申联，电压 中的电流I'=0,1A,则R。两端的电压可表示为 (2)光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关 大值与最小值之比为3：2得 表测定值电阻R:两端电压，则U2一2.5V,根据串 U。'=I'R。=0,1AXR。,此时变且器两端的电压为 20V 联电路电压的特点知，定值电阻R,两端的电压 U1'=I'R,'=0.1A×50n=5V,由$联电路的电 (3)光电板吸收太阳能的多少是香与光电板的角度 15V(R+20nR)=312 U1=U-U2=4.5V-2.5V=2.0V. 压规律可得，电源电压U=U。'十U,'=5V十0.1A 有关 解得R。=202,所以R。的可能值为52和20。 28