内容正文:
第十七章 电流做功与电功率 单元卷----2025-2026学年沪科版(2024)物理九年级全一册
一、单选题
1.小明在一次野炊活动中,将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看做导体)接在干电池正负两极上,如图所示,锡箔纸较窄处最先燃烧。这是因为与长度相同的锡箔纸较宽处相比,较窄处( )
A.电阻较大 B.电流较大 C.电压较小 D.电功率较小
2.在家庭电路中,导线相互连接处往往比别处正容易发热,老化得更快。关于连接处的这一小段导体的说法,正确的是( )
A.连接处的电阻较小 B.连接处的电流较小
C.连接处的电阻较大 D.连接处的电流较大
3.小美观察到家中的电能表如图所示,根据表盘的信息,下列选项中正确的是( )
A.电能表此时的读数为2385.6J
B.电能表的额定电流为10A
C.该电能表要接在不低于220V的电路中使用
D.每消耗1kW·h的电能,转盘转360转
4.电热水壶通电后不久就能把水烧开,而与电热水壶相连的导线却不是很热,主要原因是( )
A.通过导线的电流较大
B.通过电热水壶的电流较大
C.导线的电阻比电热水壶的电阻小,相同时间内产生的热量较少
D.电热水壶的电阻比导线的电阻小,相同时间内产生的热量较少
5.随着人民生活水平的提高,小聪家的家用电器种类越来越多,下列说法正确的是( )
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.用电器工作时的电功率越大,电流做功越快
C.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
D.电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
6.两盏白炽灯,甲标有“PZ220V 40W”,乙标有“PZ220V 25W”,比较它们的亮度,下列说法正确的是 ( )
A.甲一定比乙亮 B.乙一定比甲亮
C.都正常工作时,甲比乙亮 D.都正常工作时,乙比甲亮
7.标有“6V 1.5W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示。若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,灯泡的电阻和实际功率约为
A.24Ω,0.67W B.20Ω,0.96W C.24Ω,0.96W D.20Ω,0.8W
8.额定功率相等的电热毯和电风扇,正常工作1小时,则( )
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.电热毯消耗的电能更多,电风扇产生的热量多
D.电风扇消耗的电能更多,电热毯产生的热量多
9.如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图象,如图乙所示。下列有关说法中正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值20Ω
B.电源电压16V
C.R0的阻值10Ω
D.整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比为1:5
二、多选题
10.如图,电源电压恒为,定值电阻阻值为,滑动变阻器上标有“”的字样,电流表和电压表选用的量程分别为“”和“”。当闭合开关,在保证各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,则下列正确的是( )
A.电压表示数的最大值为
B.定值电阻两端的最大电压为
C.滑动变阻器接入电路中的最小电阻值是
D.电路总功率的最小值是
11.小明制作了一个“简易重力测量仪”,结构如图所示,其中变阻器的滑片P用一轻质硬杆与弹簧的末端C相连,随着弹簧的长度变化硬杆PC可整体上下平移,从而改变滑片P在电阻上的位置。假设电源电压恒定,当秤盘内不放任何重物时,滑片P恰好处于a点,下列说法正确的是( )
A.可将电流表的表盘改装用来显示重力的大小
B.当秤盘内物体重力变大时,电压表示数变大
C.当秤盘内物体重力变大时,电流表示数变大
D.当秤盘内物体重力变大时,电路消耗的总功率不变
12.在生产生活中,经常需要对物理量进行估测。以下估测较为符合实际的是( )
A.沪科版物理教科书质量约400g B.播放一遍中国国歌用时约50s
C.适宜洗澡水的温度约为70℃ D.教室内空调的功率约为2000W
13.如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数和电流表A1的示数都不变
B.电流表A的示数与电流表A1的示数的差值变大
C.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大
D.电路的总功率变小
14.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,R1和R2中的某个电阻其“I﹣U”关系图线如图乙所示,则下列说法正确的是
A.R1的阻值是10Ω
B.电压表V2的示数变化范围是0~4V
C.R1的电功率变化范围是0.4W~3.6W
D.滑动变阻器R2的最大阻值30Ω
15.如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表A的量程为0~0.6A,电压表V1、V2的量程均为0-3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”;滑动变阻器的滑片P在某点时,电压表V1、V2的示数之和为4V,在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示,下列说法正确的( )
A.电源电压为4.5V
B.滑动变阻器取值范围是5Ω~15Ω
C.小灯泡的规格为“2.5V 0.45W”
D.整个电路消耗的最大功率为1.2W
16.如图所示,电源电压6V保持不变,电压表选择“0~3V”量程,电流表选择“0~0.6A”量程,定值电阻的规格“10Ω 0.5A”,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,闭合开关S,在保证各元件安全的条件下,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表的变化范围是0.2A~0.5A
B.电压表的变化范围是2V~3V
C.滑动变阻器的阻值变化范围是
D.滑动变阻器消耗的最大功率是0.9W
三、填空题
17.小明通过学习具有了独立读取测量工具数据的能力,如图是小明家的电能表,该电能表读数为 kW·h;当电能表上的转盘转过60转,接在这个电能表上的用电器消耗电能 J。
18.华为麒麟9000S系列、5G芯片惊艳全球,该芯片主要用到 材料(选填“导体”、“半导体”或“超导体”),当芯片中有电流通过时,芯片元件有电阻,由于电流的 效应,不可避免地会产生热量。为了不影响芯片的性能,通常让散热部件与芯片紧密结合,来降低芯片的温度,这是通过 的方式改变芯片内能。
19.图甲所示,是生活中常见的身高测量仪。当体检者站在绝缘平台上,能自动显示身高,电路原理如图乙所示,R0为定值电阻。显示升高的是 表;相同时间内,身高越高,电流对定值电阻R0做的功 (选填“越多”、“越少”或“不变”)。
20.某科技小组探究如图甲所示电路中的滑动变阻器R的电功率P与电流表A的示数I之间的变化关系,得到P与I之间的关系如图乙所示,图甲中R0为定值电阻,电源电压不变,则滑动变阻器R消耗的最大功率为 W,此时滑动变阻器R的阻值为 Ω,电源电压为 V。
21.如图所示为小丹家使用的电能表,由图可知他家同时可使用的用电器总功率不能超过 W;他关闭家中其他用电器,只让电水壶烧水,发现电水壶正常工作2min,电能表转盘转过24转,则该电水壶的额定功率为 W;电水壶内部的电热丝通电后迅速升温,而与其相连的电源线却不热,主要是因为电热丝的电阻 (选填“大于”或“小于”)电源线的电阻。
22.将“3V,1.5W”的灯泡L1和“6V,3.6W”的灯泡L2接入电路,(灯泡电阻的保持不变),如果两灯泡串联,电路允许的电源电压最大为 V;若将两灯泡并联,在保证安全情况下,干路中的最大电流为 A。
23.标有“220V 15W”的灯泡甲和“220V 100W”的灯泡乙,其灯丝长短相同, 可发现灯泡 的灯丝较粗;若将这两个灯泡串联在220V 的电源上,则 灯泡亮些。
四、实验探究题
24.在测定小灯泡电功率的实验中,现有器材为:电压为6V的电源1个,规格为“10Ω 1A”和“50Ω 2A”滑动变阻器各1个,额定电压为2.5V、阻值约为10Ω的小灯泡1个,请回答以下问题:
(1)根据所学知识和题意,应选择规格为 的滑动变阻器;
(2)如图甲所示,是已连接好的实物图,图中有一处连接错误,并导致移动滑动变阻器滑片灯泡亮度较暗且不变,这一处错误是: ;
(3)在改正错误后,移动滑动变阻器滑片进行了多次测量,其中小灯泡正常发光的电流表读数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)该实验中,移动滑动变阻器滑片进行多次实验的目的是: ;
(5)请根据正确的图甲实物图,画出电路图。
25.在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用器材如下:电源(电压未知)、额定电压为2.5V的小灯泡(额定功率小于1W)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 1A),开关和导线若干,图甲是没有连接完整的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整;
(2)正确连接好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(3)小明通过正确操作使灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,其值为 A,小灯泡的额定功率为 W;
(4)供选器材规格不变,只是该小灯泡的额定电压未知而它的额定电流I额已知,并且小明打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过简单操作(开关S接“a”“b”各一次)来测量小灯泡的额定功率。图丙、丁是他设计的两种不同方案的电路图,是否能测量小灯泡的额定功率,以下判断正确的是______(填字母序号);
A.两种方案都能 B.丙方案能,丁方案不能
C.两种方案都不能 D.丙方案不能,丁方案能
(5)小雷认为图甲所示的实验装置可以用来研究“导体中的电流与电压的关系”。你认为这种说法 (选填“正确”或“错误”)。
五、作图题
26.根据电路图连接实物图(已知两只小灯泡规格相同,其额定电压为3V,额定功率为1.5W)
27.如图是测量小灯泡(2.5V,0.3A)电功率的电路,请你把实物电路连接完整,要求向右移动滑动变阻器的滑片电阻变大。
六、计算题
28.如图所示的电路中,定值电阻R的阻值为20 Ω,电源电压保持不变。闭合开关S后,电路正常工作,电流表A1的示数为0.2A,电流表A的示数为1 A.求:
(1)定值电阻R两端电压是多少伏?
(2)灯泡L的电功率是多少瓦?
(3)通电100 s定值电阻R产生多少热量?
七、综合题
29.如图甲,这是一款多功能暖菜板,既可保温,为了降低桌面温度,还配置有内置散热风扇。其部分加热简化电路图如图乙所示,R1、R2均为电阻阻值不变的电热丝,R1=44Ω。闭合开关S1,只有暖菜板内置风扇工作时,功率为110W;当板上食品温度降到50℃时,S2在温度控制电路的作用下自动切换,为食品保温,保温时R1、R2的总功率为400W;当板上食品温度降到20℃时,S2在控制电路的作用下再次切换,为食品加热;通过温控装置使食品保持在一定温度范围内。
(1)只有暖菜板内置风扇工作时,通过电路的电流为 ;
(2)S2应接到2和3时,处于 挡位(选填“保温”或“加热”)之间,电热丝R2的阻值是 ;
(3)在加热状态时,若不计热量损失,则暖菜板工作5min产生的热量可使5kg初温20℃的汤温度升高到 ;[汤的比热容取4.0×103J/(kg•℃)]
(4)图丙为该暖菜板的温控装置原理图,R2是热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,当R1两端电压U1增大到某一定值时,控制电路将切换S2从加热状态到保温状态。若使所控制温度的预设值升高,可以采取的措是 。
A.减小电源电压 B.增大电源电压
C.增加R1的阻值 D.减小R1的阻值
30.如图甲所示,这是小城家客厅茶几上的多功能养生壶,可以加热也可以保温,其自动控温工作原理如图乙所示。控制电路中的电磁铁线圈电阻不计,是保护电阻,为热敏电阻,其阻值随温度变化的规律如图丙所示,电源电压恒为6V;工作电路中,,、是加热电阻。当线圈中的电流时,加热电路接通。加热挡功率为880W,保温挡功率为110W。
(1)养生壶开始加热时,金属板应与 (选填“a”或“b”)端相连接。若要使养生壶刚开始保温时的温度降低一些,可适当 (选填“增大”或“减小”)保护电阻的阻值。
(2)若阻值为200Ω,则养生壶刚开始保温时的温度约为多少?
(3)阻值为多少?
答案解析部分
1.【答案】A
2.【答案】C
【解析】【解答】连接处与其他地方为串联,电流相等,由于在相同时间内连接处更容易发热,由 可得连接处电阻更大,
故答案为:C。
【分析】电流通过导体时会产生热量,此现象就是电流的热效应,电流一定时,电阻越大,产生的热量就越多。
3.【答案】D
4.【答案】C
【解析】【解答】由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻大小和通电时间成正比。电热水壶和导线在电路中是串联,通过它们的电流相同,在通电时间相同的情况下,因为导线的电阻远远小于电热水壶的电阻,由焦耳定律可知,电热水壶产生的热量远远大于导线产生的热量。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【分析】 电炉丝和连接的导线串联在电路中(通过的电流相等),通电时间是相同的,而电炉丝的电阻比导线的电阻大,据焦耳定律分析判断。
5.【答案】B
6.【答案】C
【解析】【解答】∵灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,而甲乙两灯的实际功率没法比较;
∴A、B选项是错误的;
∵当灯泡正常发光时,实际功率等于额定功率;
∴比较额定功率即可比较灯泡的亮度;
又知:甲灯的额定功率为40W,乙灯的额定功率等于25W;
∴正常发光时,甲比乙亮.
故选C.
【分析】判定灯泡的亮度只需判定灯泡的实际功率即可,实际功率大的灯泡就亮;而当正常发光时,灯泡的实际功率等于额定功率,则据额定功率的大小即可判定灯泡的亮度.知道铭牌的含义和灯的亮度取决于灯的实际功率是本题的关键
7.【答案】D
【解析】【解答】当把相同的三只小灯泡串联起来时,每只小灯泡两端的电压相等,即:U1=U2=U3=4V,根据图像可知,当小灯泡两端的电压为4V时,流过小灯泡的电流为I=0.2A,根据欧姆定律变形式可求得每只小灯泡的电阻;根据电功率的计算公式,可求得小灯泡的实际功率;
故选D。
【分析】考查欧姆定律运用、电功率计算。
8.【答案】B
【解析】【解答】额定功率相同的电热毯和电风扇正常工作相同的时间,由W= Pt可知,它们消耗的电能一样多,但它们产生的热量不相同。
电热毯工作时将电能转化为较多的内能,电风扇工作时主要将电能转化为机械能,因此,电热毯产生的热量较多;故ACD错、B 正确。
故答案为:B。
【分析】用电器消耗的电能可以通过W=Pt进行计算;电热毯工作时电能转化为内能;电风扇工作时,电能主要转化为机械能,少部分电能转化为内能。
9.【答案】C
10.【答案】B,C
【解析】【解答】A、据图分析,电压表测量变阻器两端电压,根据串联分压可知,变阻器两端电压最大为4V,A错误
B、电路中允许通过得最大电流为0.6A,根据欧姆定律可知,R1两端最大电压为3V,B正确,
C、电路中允许通过得最大电流为0.6A,所以电路中最小得电阻为6V/0.6A=10Ω,所以变阻器最小电阻为5Ω,C正确
D、根据P=U2/R可知,电阻最大为15Ω,电压为6V,所以最小电功率P=2.5W,D错误
综上选BC
【分析】根据串联分压、串联电路规律、欧姆定律以及电功率公式判识选项
串联分压:用电器两端电压和电阻成正比,串联电路总电阻为用电器电阻之和,结合欧姆定律以及电功率公式P=U2/R
1、串联分压:用电器两端电压和电阻成正比,当变阻器阻值最大10Ω时,其两端电压最大4V
2、串联电路规律:串联电路电流处处相等,电路中允许通过得最大电流为0.6A,所以结合欧姆定律U=IR可知定值电阻R1两端电压为3V,电路中最小电阻为10Ω,总电阻为用电器电阻之和,所以变阻器最小电阻为5Ω
3、根据P=U2/R可知,电阻最大为15Ω,电压为6V,所以最小电功率P=2.5W
11.【答案】B,D
【解析】【解答】图中,两电阻串联,电压表连接在滑片上,测电阻丝aP的电压,电流表在电路中测量电流;
A.滑片上连接电压表,滑片移动时,电路的总电阻不变,电流不变,不能用电流表改装重力表,故A错误;
BCD.当秤盘内物体重力变大时,滑片向下移动,电压表测量的范围变大,示数变大,电路的电阻不变,电流不变,根据P=UI,电功率不变,故BD正确;故C错误。
故选BD。
【分析】电阻串联,电压表连接在滑片上,滑片移动,电阻不变,电流不变,电压表测量的范围变大,示数变大。
12.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A.沪科版物理教科书是全一册,质量约400g,故A符合题意;
B.升国旗的时候,播放一遍国歌用时约50s,故B符合题意;
C.人体正常体温约37℃,适宜洗澡水的温度比体温略高,约为40℃,故C不符合题意;
D.空调属于大功率用电器,教室内空调的功率约为2000W,故D符合题意。
故选ABD。
【分析】常见物理书的质量200~400g、播放一遍国歌的时间在50s左右、洗澡水的温度在40℃左右,教室内空调的电功率约2000W,结合数据解答。
13.【答案】A,D
14.【答案】A,B,C
15.【答案】B,D
16.【答案】B,C,D
17.【答案】314.5;
18.【答案】半导体;热;热传递
19.【答案】电压;不变
20.【答案】4;4;8
21.【答案】4400;1200;大于
【解析】【解答】由电能表的表盘可知,电能表的工作电压为220V,电能表平时工作允许通过的最大电流为20A,他家同时可使用的用电器最大总电功率P最大=UI最大=220V×20A=4400W600revs/kW·h表示每消耗1kW·h的电能,电能表转盘转600r,电能表转盘转24r消耗的电能W= kW·h=0.04kW·h
电水壶的额定功率 =1.2kW=1200W
电水壶的电热丝与电源线串联,通过它们的电流I和通电时间t相等,因为电热丝的电阻大于电源线的电阻,所以由Q=I2Rt可知电热丝电流产生的热量大于电源线产生的热量,所以,电水壶内部的电热丝通电后迅速升温,而与其相连的电源线却不热。
【分析】根据电压和电流的乘积计算电功率,根据电能表转盘转数计算消耗的电能,利用电能和时间的比值计算电功率。
22.【答案】 8;0.8
23.【答案】乙;甲
24.【答案】“50Ω 2A”;滑动变阻器接入的是下端两接线柱;0.75;测量不同电压下小灯泡的实际电功率;
25.【答案】(1)
(2)右
(3)0.26;0.65
(4)D
(5)错误
【解析】【解答】(1)在测定小灯泡电功率的实验中,电压表与灯泡并联,根据小灯泡的额定电压为2.5V、额定功率小于1W可知,额定电流约为
则两表均选用小量程,电路连接完整后如图所示:
。
(2)正确连接好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最右端使其接入最大阻值。
(3)小明通过正确操作使灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,由于接入小量程,则其值为0.26A,小灯泡的额定功率为
(4)图丙中,由于定值电阻与灯泡并联,根据并联分流可知,无法同时测量出支路电流,所以无法测量小灯泡的额定功率;图丁中,开关S先与a相接,调节滑动变阻器使电压表示数为 ;保持滑片位置不变,开关S改与b相接,此时电压表测量定值电阻与灯泡两端总电压,电压表示数为 ,则可知小灯泡的额定功率为
D符合题意。
(5)小雷认为图甲所示的实验装置可以用来研究“导体中的电流与电压的关系”,由于灯泡的电阻受温度影响,在不同电压下电阻不同,所以这种说法是错误的。
【分析】(1)将电流表与灯泡串联,根据灯泡的额定电流判断电流表的量程,连接实物图即可。
(2)为保护电路,在闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处。
(3)根据电流表的量程、分度值读出电流值,根据P=UI计算出电功率。
(5)开关S接“a”、”b”各一次,根据电路图确定能否使小灯泡正常发光,若不能,则无法测量小灯泡的额定电功率。
(5)利用控制变量法分析,研究导体中的电流与电压的关系,需保持导体的电阻不变,改变电压的大小。
26.【答案】
27.【答案】
28.【答案】(1)4V;(2)3.2W;(3)80J
29.【答案】0.5A;保温;77Ω;36.5℃;AD
【解析】【解答】(1) 只有暖菜板内置风扇工作时,功率为110W ,根据P=UI计算通过电路的电流
(2)S2接2和3时,总电阻较大,根据知电路的功率较小,属于保温挡。保温时R1、R2的总功率为400W ,所以总电阻为
所以R2的阻值R2=R总-R1═121Ω-44Ω=77Ω
(3)S2接3和4时,只有R1和电动机工作,电路中电阻较小,电路的功率较大,是加热挡。
暖菜板工作5min产生的热量,汤升高到的温度
(4)R2是热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小。减小电源电压,可以在R2阻值更小的时候,控制电路电流更大,使控制的温度升高;减小R1的阻值,控制电路电流更大,R1两端才能达到控制电压,这样能使控制的温度升高可采取的措施是AD。
综上第1空、0.5A;第2空、保温;第3空、77Ω;第4空、36.5℃;第5空、AD
【分析】根据电路的串并联、电功率填空
电路的串并联:串联:电路元件首位相连,并联:电路元件首首相连,尾尾相接, S2接2和3时,R1与R2串联2接3和4时,R2被短路,只有R1和电动机工作,电路中电阻较小,
电功率的计算:公式为,所以电功率和电阻成反比,P=UI据此计算电路的电流
30.【答案】b;增大;80℃;385
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