第13章 电功率（高效培优·单元测试）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

第13章 电功率 注意事项： 1．测试范围：沪科版（五四学制）2024九年级第13章。 2．考试时间：80分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四选项中，只有一项符合题目要求） 1．关于电路知识，下列说法错误的是（　　） A．电流表应与被测用电器串联 B．保险丝熔断一定是发生了短路 C．测电笔可用来辨别火线和零线 D．三孔插座的地线孔需接地保护 2．下面是小朋同学对电功率的认识，你认为正确的是（    ） A．用电器的电功率越大，消耗的电能就越多 B．电流对用电器做的电功越多，消耗的电能就越快 C．消耗电能快的用电器电功率就越大 D．消耗同样多的电能，电功率大的用电器工作时间长 3．图甲是某品牌的插座面板，将其正确接入家庭电路后，如图乙所示。当闭合开关后，下列说法正确的是（    ） A．洗衣机可以接在该插座上使用 B．合上开关后用试电笔测试插座的右孔，氖管不发光 C．若指示灯断路，该插座还可以使用 D．为了保持清洁，可用湿抹布擦拭插座面板 4．用如图所示装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝 和 分别密封在两只相同的烧瓶中瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是（　　） A．将R₁和R₂串联是为了探究电流热效应与电流的关系 B．通过温度计示数的变化可以比较电阻丝产生热量的多少 C．闭合开关后，装电阻丝R₁烧瓶中的温度计示数上升较快 D．只需将某一瓶煤油换成等质量的水就可比较煤油和水的比热容大小 5．某新款手机具备反向充电技术，它可以给支持无线充电的其它手机进行充电。下列有关说法正确的是（　　） A．为该新款手机充电时，手机电池相当于电源 B．为该新款手机充电时，将电能转化为化学能 C．该新款手机对其它手机反向充电时，该手机相当于用电器 D．随着技术的发展，手机电池对能量的利用率可以达到100% 6．物理学习小组研究电路的特点，一组同学按照图甲电路图连接好电路后，闭合开关S，电路正常工作，电压表V1和 的指针偏转情况均如图乙所示；二组同学按照图丙电路图连接电路。已知 两小组所用的电源和定值电阻均相同，下列判断正确的是（　　） A．图甲中，电流表示数为0.6A B．的阻值为20Ω C．图丙中，通过 的电流为0.5A D．图丙中， 的功率为25W 7．如图所示是某温度报警器的电路原理图，其中电源电压保持不变，为定值电阻，为热敏传感器，其阻值随温度升高而增大。将电路中的某个电表改装成温度计，当温度升高时，该电表示数变大。关于该温度报警器的原理图，下列判断正确的是：（　　） A．原理图中是将电流表改装成温度计 B．温度升高过程中，电压表和电流表示数之比变大 C．温度升高过程中，电压表示数变化量和电流表示数变化量之比变大 D．温度升高过程中，电路消耗的总功率变大 8．如图甲所示的电路中，电源电压恒为6V，灯泡L标有“6V  3W”，超导部件R1与流过它的电流I的关系如图乙所示。电路通电10s，灯泡L正常发光过程中，以下判断不正确的是（　　） A．R1的阻值为零 B．R1产生的电热为0J C．若R1被短接，L会变亮 D．L的实际功率为3W 9．如图甲所示电路，电源电压恒为9V，灯泡L的额定电压为6V，电流表量程为，通过L的电流I随其两端电压U变化关系图象如图乙所示。闭合开关S，在保证电路安全的情况下，分析正确的是（ ） ①滑片向左移动，L的实际功率减小 ②电路消耗的最大功率为5.4W ③R接入的最小阻值为5Ω ④L的实际功率为0.75W时，通电电阻R的产生的热量为90J A．只有①④正确 B．只有②④正确 C．只有①③正确 D．只有②③正确 10．如图-1所示的电路，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使其从最大值向左滑动到a点时，小灯泡恰好正常发光。在图-2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（　　） A．曲线甲是灯泡的I-U图像 B．滑动变阻器的最大阻值为15Ω C．小灯泡正常发光时的电阻为25Ω D．滑片在a点时，小灯泡的在1min内做的功为4J 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本大题共8小题，每空1分，共26分） 11．家庭电路有两根进户线，分别是火线和零线。火线和零线之间的电压为 V。各用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是 联的。用测电笔的笔尖接触电线，如果氖管发光，表示接触的是 线。 12．如图所示是生活中常用的插线板，为保证用电安全，线板的塑料外壳应选用 （选填“导体”“绝缘体”或“半导体”）材料。小明使用试电笔检测插座的各孔，手指应接触试电笔 （选填“笔尖”或“笔尾”）金属体，如果氖管发光，说明接触的是 线。 13．两根电热丝，电阻之比为2:1，若把它们串联接在电路中，则通过它们的电流之比为 ，则相同时间内产生的热量之比为 ，若把它们并联在电路中，电阻两端电压之比为 ，则相同时间内产生的热量之比为 。 14．如图所示是台式电脑的中央处理器芯片，当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的 效应。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。台式电脑工作时，它与家中的电视机是 联的。 15．如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1＝5Ω，R2＝10Ω，R＝10Ω。当开关S接1时，电流表的示数为0.6A，此时R1两端的电压是 V；当开关S接2时，电流表的示数为 A，电阻R消耗的电功率是 W。 16．如图1电阻箱的阻值为 Ω；如图2所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电 kW·h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次（1600imp/(kW·h)），该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW·h。 17．某型号手机电池铭牌上标有电池电压是3.7V，容量是，这种电池一次充满电可储存的能量为 ，给手机充电时，手机中的锂电池相当于电路中的 （填“电源”、“开关”或“用电器”），电能转化为 能。 18．现有两个灯泡L1、L2，分别标有“10V，10W”和“9V，5.4W”的字样。当将它们串联使用时，能正常发光的是灯泡 ，此时电路两端允许加的最大电压是 V；若将两灯并联，在保证电路安全的前提下，允许接入的电源电压最大为 V，电路消耗的最大功率是 W。（不考虑灯丝电阻随温度的变化） 三、作图题（本大题共1小题，共6分） 19．按要求完成下列作图； (1)请根据如图甲所示的实物图，在图乙所示的虚线框内画出对应的电路图。 (2)图为一身高测量仪的电路图，请在“”“”和“”中选两个填入虚线框中，要求被测人身高变高时电表的示数增大。 (3)某居民楼需要在每层楼梯的中间安装两盏“220V　20W”的楼梯灯，上下楼梯口处的开关都能控制这两盏灯，并且两盏灯都能正常发光，请你用笔画线代替导线将题图的电路按要求补充完整。 四、计算题（本大题共4小题，共24分） 20．冬奥会上亮相的创可贴体温计，如图甲所示。为了研究该温度计的功能，小闽设计如图乙所示为该装置感温区的电路图，其中R为热敏电阻，其阻值会随体温的升高而增大。电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为10Ω，当电压表的示数达到1V时便会报警。求： (1)恰好报警时，电流表的示数； (2)恰好报警时，整个电路10s消耗的电能。 21．如图所示，电阻的阻值为，闭合开关S，电流表A的示数为，电压表V的示数为2V。求： (1)电阻的阻值； (2)电源电压； (3)整个电路在内产生的热量。 22．如图所示的电路中，电源电压保持12V不变，灯泡L的电阻为50Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求： (1)当S1、S2闭合时， 通过灯泡L的电流； (2)只闭合开关S1，将滑动变阻器滑片P移动到中点时，电流表示数为0.2A， 求电压表的示数； (3)在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小电功率。 23．如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，R2、R3均为定值电阻，其中R3=10Ω。当开关S1闭合，开关S2断开，滑动变阻器的滑片P移至最左端时，电压表的示数为10V，电流表的示数为0.40A。 (1)求电阻R3两端的电压； (2)求电阻R2的阻值； (3)闭合开关S1、S2，将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，此时整个电路消耗的电功率为7W，求滑动变阻器消耗的电功率。 五、实验题（本大题共4小题，共22分） 24． (1)甲图比较沙子和水吸热升温的现象中，选用两个相同的酒精灯进行加热，通过比较加热时间间接反映沙子和水吸收热量的多少，利用实验得到的数据，绘制出沙子和水的温度随时间变化的图像如图乙，由图像可知：相等质量的沙子和水升高相同的温度时， 吸收的热量多，因此 的吸热本领强； (2)丙图在探究电流通过导体产生的热量与导体电阻大小的关系时，实验选用两个完全相同的烧瓶，瓶内装相等质量的同种液体，采用串联电路可以控制加热时间和 相同，此实验用 间接反映电流产生热量的多少； (3)在探究电流和电阻关系的实验中，甲、乙两位同学分别进行了实验，并画出各自的I-R关系图像如图丁所示。由图像可知， （选填“甲”或“乙”）同学的实验操作是符合要求的，该同学控制导体两端的电压为 V不变。 25．如图是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气。 (1)接通电路后，容器中电阻丝的内能增大是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式； (2)图甲中的A、B管，在通电时间相等时， 管液面上升更高，表明电流通过导体产生的热量多少与 有关； (3)采用图乙中的实验装置探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时，右边透明容器中应该选用阻值为 Ω的电阻丝。 26．在“探究电流与电阻的关系”实验中，电压恒为4.5V的电源，5个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω）、R5（25Ω）滑动变阻器R，电压表、电流表、开关，导线若干。 (1)将R1接入电路，开关闭合前，需将滑动变阻器的滑片P移到最 端； (2)若保持滑片P位置不变，断开开关，用R2替换R1，闭合开关发现电压表示数 2.5V（选填“大于”、“小于”或“等于”），滑片P应向 使电压表示数调为2.5V； (3)重复（2）中的实验步骤。根据数据绘制出I﹣R图像如图乙，由图像可得出的结论是：导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 ； (4)用R5替换R4，调节滑片使电压表示数为2.5V后，再观察并读取电流表示数用时8s，在这8s内，滑动变阻器R消耗的电能是 J；为完成该实验的全部探究，滑动变阻器的最大电阻至少为 Ω。 27．丁丁在测量小灯泡电功率的实验中，所用器材：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，标有“50Ω  0.5A”字样的滑动变阻器。 (1)丁丁连接了如图甲所示的电路，其中有两根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线把电路连接正确 ； (2)改正错误后，闭合开关，移动滑片到某一点时，电压表的示数如图乙所示为 V，若想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片向 （选填“”或“”）端移动，使电压表的示数为2.5V，此时小灯泡正常发光； (3)另一实验小组的电流表损坏，他们设计了如图丙所示的电路也完成了测量（已知电源电压为8V，的最大阻值为10Ω，小灯泡的额定电压为3.8V）； ①将的滑片移至最左端，调节的滑片，使电压表的示数为 V。小灯泡正常发光； ②保持 （选填“”或“”）的滑片位置不动，将另一滑动变阻器的滑片移至最右端，读出电压表的示数为2.2V； ③小灯泡的额定功率为 W。 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【详解】A．家用洗衣机有金属外壳，容易发生漏电，应接入三孔插座，故洗衣机不可以接在该插座上，故A错误； B．插座的左孔接零线，右孔接火线，所以试电笔插入插座的右插孔氖管发光，该插座的右孔接在火线上，用试电笔测试插座的右孔，氖管会发光，故B错误； C．若指示灯断路，指示灯和插座并联，该插座仍能使用，故C正确； D．由于水是导体，用湿抹布擦拭插座面板可能会导致触电事故。因此，为了安全起见，我们不应该用湿抹布擦拭插座面板，故D错误。 故选C。 4．用如图所示装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝 和 分别密封在两只相同的烧瓶中瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是（　　） A．将R₁和R₂串联是为了探究电流热效应与电流的关系 B．通过温度计示数的变化可以比较电阻丝产生热量的多少 C．闭合开关后，装电阻丝R₁烧瓶中的温度计示数上升较快 D．只需将某一瓶煤油换成等质量的水就可比较煤油和水的比热容大小 【答案】B 【详解】A．将 R1和 R 2串联，根据串联电路的电流特点，通过它们的电流相等，控制了电流和通电时间相同，改变电阻，此操作目的是探究电流热效应与电阻的关系，而不是与电流的关系，故 A 错误； B．因为瓶中装有质量相等的煤油，电阻丝产生的热量被煤油吸收，根据 Q=cmΔt ，在 c 和 m 一定时，温度变化量 Δt 与吸收的热量 Q 成正比，所以通过温度计示数的变化可以比较电阻丝产生热量的多少，故B正确； C．已知 ​ R1R 2且两电阻串联，电流和通电时间相同。根据焦耳定律 Q=I 2Rt ，在电流 I 和通电时间 t 相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。所以 R2产生的热量比 R1多，那么 R2所在烧瓶中的温度计示数上升较快，故C错误； D．比较煤油和水的比热容大小，需要满足吸收相同的热量，观察温度变化情况，或者升高相同的温度，比较吸收热量的多少，仅将某一瓶煤油换成等质量的水，由于两电阻相同时间内产生的热量不同，不能控制相同时间内吸收热量相同，也就无法比较煤油和水的比热容大小，故D错误。 故选 B。 5．某新款手机具备反向充电技术，它可以给支持无线充电的其它手机进行充电。下列有关说法正确的是（　　） A．为该新款手机充电时，手机电池相当于电源 B．为该新款手机充电时，将电能转化为化学能 C．该新款手机对其它手机反向充电时，该手机相当于用电器 D．随着技术的发展，手机电池对能量的利用率可以达到100% 【答案】B 【详解】AB．为手机充电时，手机消耗电能，将电能转化为化学能，所以手机电池相当于用电器，故A错误，B正确； C．该手机对其它手机反向充电时，为电路提供电能，该手机相当于电源，故C错误； D．无论技术如何发展，手机对电池能量的利用率都不可能达到100%，总会有一部分能量浪费掉，故D错误。 故选B。 6．物理学习小组研究电路的特点，一组同学按照图甲电路图连接好电路后，闭合开关S，电路正常工作，电压表V1和 的指针偏转情况均如图乙所示；二组同学按照图丙电路图连接电路。已知 两小组所用的电源和定值电阻均相同，下列判断正确的是（　　） A．图甲中，电流表示数为0.6A B．的阻值为20Ω C．图丙中，通过 的电流为0.5A D．图丙中， 的功率为25W 【答案】D 【详解】图甲中R1与R2串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测电源电压。因为串联电路中总电压大于部分电压，且两电压表指针偏转角度相同，所以V2量程为0～15V，分度值0.5V，示数U=10V；V1量程为0～3V，分度值0.1V，示数U1=2V。 A．根据欧姆定律，图甲中电流 所以电流表示数为0.5A，故A错误； B．R2两端电压 则R2的阻值为，故B错误。 C．图丙中R1与R2并联，电源电压U=10V，则R1两端电压也为10V。通过R1的电流，故C错误。 D．R1的功率，故D正确。 故选D。 7．如图所示是某温度报警器的电路原理图，其中电源电压保持不变，为定值电阻，为热敏传感器，其阻值随温度升高而增大。将电路中的某个电表改装成温度计，当温度升高时，该电表示数变大。关于该温度报警器的原理图，下列判断正确的是：（　　） A．原理图中是将电流表改装成温度计 B．温度升高过程中，电压表和电流表示数之比变大 C．温度升高过程中，电压表示数变化量和电流表示数变化量之比变大 D．温度升高过程中，电路消耗的总功率变大 【答案】B 【详解】A．原理图中R与R0串联，电压表测量R两端电压，当温度升高时，R的阻值增大，串联电路的总电阻变大，根据，在电源电压不变时，电路中的电流减小，则电流表示数变小。由，定值电阻R0两端电压会变小，根据串联电路的电压规律，R两端的电压会变大，即电压表示数会变大。所以原理图中是将电压表改装成温度计的。故A错误； B．由上述分析可知，温度升高过程中，电压表示数变大，电流表示数变小，则电压表和电流表示数之比变大。故B正确； C．设温度升高前后电路中的电流分别为I、I′， 根据串联电路的电压规律可知，电压表示数变化量等于定值电阻R0两端电压的变化量，则电压表示数变化量为 即 R0是定值电阻，阻值不变。所以电压表示数变化量和电流表示数变化量之比不变，故C错误； D．根据前述分析可知，当温度升高时，电路中的电流会变小，而电源电压不变，根据可知电路消耗的总功率变小，故D错误。 故选B。 8．如图甲所示的电路中，电源电压恒为6V，灯泡L标有“6V  3W”，超导部件R1与流过它的电流I的关系如图乙所示。电路通电10s，灯泡L正常发光过程中，以下判断不正确的是（　　） A．R1的阻值为零 B．R1产生的电热为0J C．若R1被短接，L会变亮 D．L的实际功率为3W 【答案】C 【详解】AB．灯泡L标有“6V 3W”，由P=UI可知，灯泡的额定电流 已知电源电压恒为6V，所以电路中的最大电流为0.5A，由图乙可知，此时超导部件R1的阻值为零，因为超导部件R1的阻值为零，不会产生热量，即R1产生的电热为0J，故AB正确，不符合题意； C．此时超导部件R1的阻值为零，所以若R1被短接，L亮度不变，故C错误，符合题意； D．电源电压恒为6V，灯泡L正常发光，实际功率与额定功率相等，则L的实际功率为3W，故D正确，不符合题意。 故选C。 9．如图甲所示电路，电源电压恒为9V，灯泡L的额定电压为6V，电流表量程为，通过L的电流I随其两端电压U变化关系图象如图乙所示。闭合开关S，在保证电路安全的情况下，分析正确的是（　　） ①滑片向左移动，L的实际功率减小 ②电路消耗的最大功率为5.4W ③R接入的最小阻值为5Ω ④L的实际功率为0.75W时，通电电阻R的产生的热量为90J A．只有①④正确 B．只有②④正确 C．只有①③正确 D．只有②③正确 【答案】A 【详解】①由图甲可知电路为串联电路，滑片向左移动，接入电路阻值变大，电路总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，由图乙可知灯泡两端的电压也变小，由可知灯L的实际功率减小，①正确； ②灯泡L的额定电压为6V，由图乙可知灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为0.3A，则电路最大电流为0.3A，电路消耗的最大功率为 ②错误； ③电路最大电流为0.3A，此时灯泡正常发光，灯泡两端电压为6V，则滑动变阻器两端电压为 R接入的最小阻值为 ③错误； ④L的实际功率为0.75W时，由图乙可知此时灯泡两端电压为3V，通过的电流为0.25A，则滑动变阻器两端电压为 通电电阻R的产生的热量为 ④正确；综上可知①④正确，②③错误，故A正确，BCD错误。 故选A。 10．如图-1所示的电路，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使其从最大值向左滑动到a点时，小灯泡恰好正常发光。在图-2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（　　） A．曲线甲是灯泡的I-U图像 B．滑动变阻器的最大阻值为15Ω C．小灯泡正常发光时的电阻为25Ω D．滑片在a点时，小灯泡的在1min内做的功为4J 【答案】C 【详解】A．由图1可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测R两端的电压，电压表V2​测L两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片从最大值向左滑动到a点时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大，所以曲线乙是灯泡的I−U图像，曲线甲是滑动变阻器的I−U图像，故A错误； B．当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图2可知，此时电流I=0.3A，滑动变阻器两端的电压UR=6V，根据，可得滑动变阻器的最大阻值，故B错误； C．由图2可知，当电路中电流为0.3A时，灯泡和滑动变阻器的电压均为6V，所以电源电压为12V。小灯泡恰好正常发光时，电路中的电流最大，由图2可知，此时电流I′=0.4A，滑动变阻器的电压为2V，所以灯泡两端的电压UL=U-U′=12V-2V=10V，可得小灯泡正常发光时的电阻，故C正确； D．滑片在a点时，小灯泡正常发光，此时电流I′=0.4A，电压UL=10V，可得小灯泡在1min内做的功W=UIt=10V×0.4A×60s=240J，故D错误。 故选C。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本大题共8小题，每空1分，共26分） 11．家庭电路有两根进户线，分别是火线和零线。火线和零线之间的电压为 V。各用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是 联的。用测电笔的笔尖接触电线，如果氖管发光，表示接触的是 线。 【答案】 220 并 火 【详解】[1]家庭电路有两根进户线，分别是火线和零线。我国家庭照明电路的电压为220V，即火线和零线之间的电压为220V。 [2]各用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是并联的，可以独立工作，互不影响。 [3]可用测电笔辨别火线和零线，如果用测电笔的笔尖接触电线时，氖管发光，说明所测的是火线。 12．如图所示是生活中常用的插线板，为保证用电安全，线板的塑料外壳应选用 （选填“导体”“绝缘体”或“半导体”）材料。小明使用试电笔检测插座的各孔，手指应接触试电笔 （选填“笔尖”或“笔尾”）金属体，如果氖管发光，说明接触的是 线。 【答案】 绝缘体 笔尾 火 【详解】[1]为保证用电安全，插线板的塑料外壳应选用绝缘体材料。因为绝缘体不容易导电，能防止人体接触外壳时发生触电事故。 [2]使用试电笔检测插座的各孔时，手指应接触试电笔的笔尾金属体。这是因为试电笔的工作原理是通过人体与大地形成回路，只有手指接触笔尾金属体，才能使火线、试电笔、人体、大地构成通路，从而让氖管发光。 [3]如果氖管发光，说明接触的是火线。因为火线与大地之间有220V的电压，当试电笔接触火线时，会有电流通过试电笔、人体流向大地，使氖管发光。 13．两根电热丝，电阻之比为2:1，若把它们串联接在电路中，则通过它们的电流之比为 ，则相同时间内产生的热量之比为 ，若把它们并联在电路中，电阻两端电压之比为 ，则相同时间内产生的热量之比为 。 【答案】 1:1 2:1 1:1 1:2 【详解】[1]由题可知，把两根电热丝串联在电路中，串联电路中电流处处相等，故电流之比为1:1。 [2]根据公式可知，当通过的电流和时间相同时，热量与电阻成正比，故热量之比为2:1。 [3]由题可知，把两根电热丝并联在电路中，在并联电路中，各支路两端的电压都相等，故电压之比为1:1。 [4]根据公式可知，当电压和时间相同时，热量与电阻成反比，故热量之比为1:2。 14．如图所示是台式电脑的中央处理器芯片，当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的 效应。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。台式电脑工作时，它与家中的电视机是 联的。 【答案】 热 热传递 并 【详解】[1]当电流通过导体时，导体发热的现象称为电流的热效应，芯片中有电流通过时产生热量，属于电流的热效应。 [2]散热部件与芯片紧密结合，热量从芯片传递到散热部件，这是通过热传递的方式改变芯片内能。 [3]台式电脑和电视机在工作时，互不影响，所以它们是并联的。 15．如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1＝5Ω，R2＝10Ω，R＝10Ω。当开关S接1时，电流表的示数为0.6A，此时R1两端的电压是 V；当开关S接2时，电流表的示数为 A，电阻R消耗的电功率是 W。 【答案】 3 0.45 2.025 【详解】[1]当开关S接1时，电阻R1与R串联，电流表测量电路中的电流，此时R1两端的电压 [2]当开关S接1时，电路中的总电阻为 电源电压为 当开关S接2时，电阻R2与R串联，电路中的总电阻为 电路中的电流为 [3]电阻R消耗的电功率是 16．如图1电阻箱的阻值为 Ω；如图2所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电 kW·h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次（1600imp/(kW·h)），该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW·h。 【答案】 3608 5546.7 0.02 【详解】[1]电阻箱读数时，用“△”所对的数字乘以下面的倍数，然后将它们相加。此电阻箱中，1000Ω档位对应数字3，100Ω档位对应数字6，10Ω档位对应数字0，1Ω档位对应数字8，计算可得电阻R=3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=3608Ω [2]电能表的读数单位是kW·h，最后一位是小数位。由图可知，该表盘上显示已用电5546.7kW·h [3]“1600imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁1600次。则指示灯闪烁32次时，该用电器消耗的电能 17．某型号手机电池铭牌上标有电池电压是3.7V，容量是，这种电池一次充满电可储存的能量为 ，给手机充电时，手机中的锂电池相当于电路中的 （填“电源”、“开关”或“用电器”），电能转化为 能。 【答案】 53280J 用电器 化学 【详解】[1]这种电池一次充满电可储存的能量为 [2][3]给手机充电时，手机中的锂电池消耗电能，相当于电路中的用电器；充电时将电能转化为化学能。 18．现有两个灯泡L1、L2，分别标有“10V，10W”和“9V，5.4W”的字样。当将它们串联使用时，能正常发光的是灯泡 ，此时电路两端允许加的最大电压是 V；若将两灯并联，在保证电路安全的前提下，允许接入的电源电压最大为 V，电路消耗的最大功率是 W。（不考虑灯丝电阻随温度的变化） 【答案】 L2 15 9 13.5 【详解】[1]根据公式可得计算电流的公式，灯L1的电流为 L2的电流为 串联电路中电流处处相等，为了使灯泡正常发光，电路中的电流不能超过两灯泡额定电流中的较小值，即0.6A ，所以能正常发光的是灯泡L2。 [2]根据可得，灯L1的电阻 灯L1两端的电压为 根据串联电路电压的规律，电源电压为 [3] 并联电路中各支路两端的电压相等，为了保证电路安全，电源电压不能超过两灯泡额定电压中的较小值，即9V。 [4] 根据公式求出灯L1的实际功率 电路消耗的最大功率是 三、作图题（本大题共1小题，共6分） 19．按要求完成下列作图； (1)请根据如图甲所示的实物图，在图乙所示的虚线框内画出对应的电路图。 (2)图为一身高测量仪的电路图，请在“”“”和“”中选两个填入虚线框中，要求被测人身高变高时电表的示数增大。 (3)某居民楼需要在每层楼梯的中间安装两盏“220V　20W”的楼梯灯，上下楼梯口处的开关都能控制这两盏灯，并且两盏灯都能正常发光，请你用笔画线代替导线将题图的电路按要求补充完整。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图甲可知电路为串联电路，电压表并联在滑动变阻器和灯泡两端，电流表测量电路中的电流，根据实物图画电路图，电路图须与实物图一一对应，如图所示： （2）如果与滑动变阻器R串联的虚线框内为电流表，与滑动变阻器R并联的虚线框内为电压表，则电路为滑动变阻器R的简单电路，电压表测电源电压且示数不变，电流表测电路电流。当被测人身高变高时，滑片上移，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，由可知，电路电流减小。所以当被测人身高变高时，电压表示数不变，电流表示数减小，这与题目要求电表的示数增大不符。如果与滑动变阻器R串联的虚线框内为定值电阻，与滑动变阻器R并联的虚线框内为电压表，此时定值电阻与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压。当被测人身高变高时，滑片上移，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，根据串联电路电阻特点，电路总电阻变大，由可知，电路电流减小，由可知，定值电阻两端的电压减小，因串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，所以滑动变阻器两端的电压增大，即电压表的示数增大，符合题意。综上所述，虚线框中应填入的元件为定值电阻和电压表，与滑动变阻器R并联的框内为电压表，与滑动变阻器R串联的虚线框内为定值电阻，如图所示： （3）由题可知上下楼梯口处的开关都能控制这两盏灯，说明两个开关接干路，为了用电安全，开关接火线，并且两盏灯都能正常发光，说明两盏灯并联，如图所示： 四、计算题（本大题共4小题，共24分） 20．冬奥会上亮相的创可贴体温计，如图甲所示。为了研究该温度计的功能，小闽设计如图乙所示为该装置感温区的电路图，其中R为热敏电阻，其阻值会随体温的升高而增大。电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为10Ω，当电压表的示数达到1V时便会报警。求： (1)恰好报警时，电流表的示数； (2)恰好报警时，整个电路10s消耗的电能。 【详解】（1）由图乙可知，闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测热敏电阻两端的电压，当电压表的示数达到1V时便会报警；所以当电压表示数为1V时，根据串联电路总电压等于各部分电压之和可得，定值电阻两端的电压 串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流 （2）恰好报警时，整个电路10s消耗的电能 21．如图所示，电阻的阻值为，闭合开关S，电流表A的示数为，电压表V的示数为2V。求： (1)电阻的阻值； (2)电源电压； (3)整个电路在内产生的热量。 【详解】（1）闭合开关，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压。根据欧姆定律可知 （2）根据欧姆定律可知电源电压 （3）整个电路在内产生的热量 22．如图所示的电路中，电源电压保持12V不变，灯泡L的电阻为50Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求： (1)当S1、S2闭合时， 通过灯泡L的电流； (2)只闭合开关S1，将滑动变阻器滑片P移动到中点时，电流表示数为0.2A， 求电压表的示数； (3)在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小电功率。 【详解】（1）当S1、S2闭合时，滑动变阻器R被短路，只有灯泡L接入电路。通过灯泡的电流 （2）只闭合S1时，电路中灯泡与滑动变阻器串联。滑片在中点时变阻器阻值为10Ω，电流表示数为0.2A， 电压表的示数 （3）根据P=UI，电源电压不变，要使电路消耗的电功率最小，需使电路中的电流最小。灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路的电阻越大，总电阻越大。但要考虑电压表量程（0~3V），当电压表的示数为3V时，灯泡两端的电压UL=U−UR大=12V−3V=9V 此时电路中的电流 滑动变阻器接入电路的电阻 在滑动变阻器的量程范围内，所以电路消耗的最小电功率P小=UI小=12V×0.18A=2.16W 23．如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，R2、R3均为定值电阻，其中R3=10Ω。当开关S1闭合，开关S2断开，滑动变阻器的滑片P移至最左端时，电压表的示数为10V，电流表的示数为0.40A。 (1)求电阻R3两端的电压； (2)求电阻R2的阻值； (3)闭合开关S1、S2，将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，此时整个电路消耗的电功率为7W，求滑动变阻器消耗的电功率。 【详解】（1）当开关S1闭合，开关S2断开，滑动变阻器的滑片P移至最左端时，三个电阻串联，滑动变阻器接入阻值最大，此时电压表测R1、R2两端的电压，示数为10V，电流表测电路中的电流，为0.40A。所以R3两端的电压为U3=IR3=0.40A×10Ω=4V （2）根据题意可知，R1、R2两端的电压为10.0V，滑动变阻器接入电阻最大为20Ω，所以滑动变阻器两端的电压为U1=IR1=0.40A×20Ω=8V 根据串联电路电压特点可知，R2两端的电压为U2=UV-U1=10V-8V=2V 电阻R2的阻值为 （3）根据串联电路电压规律可知，电源电压为U=UV+U3=10V+4V=14V 闭合开关S1、S2，R2被短路，电阻R1与R3串联。将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，此时整个电路消耗的电功率为7W，此时电路中的电流为 此时R3两端的电压为U3′=I′R3=0.5A×10Ω=5V 则滑动变阻器两端的电压为U1′=U-U3′=14V-5V=9V 滑动变阻器消耗的电功率为P滑=U1′I′=9V×0.5A=4.5W 五、实验题（本大题共4小题，共22分） 24． (1)甲图比较沙子和水吸热升温的现象中，选用两个相同的酒精灯进行加热，通过比较加热时间间接反映沙子和水吸收热量的多少，利用实验得到的数据，绘制出沙子和水的温度随时间变化的图像如图乙，由图像可知：相等质量的沙子和水升高相同的温度时， 吸收的热量多，因此 的吸热本领强； (2)丙图在探究电流通过导体产生的热量与导体电阻大小的关系时，实验选用两个完全相同的烧瓶，瓶内装相等质量的同种液体，采用串联电路可以控制加热时间和 相同，此实验用 间接反映电流产生热量的多少； (3)在探究电流和电阻关系的实验中，甲、乙两位同学分别进行了实验，并画出各自的I-R关系图像如图丁所示。由图像可知， （选填“甲”或“乙”）同学的实验操作是符合要求的，该同学控制导体两端的电压为 V不变。 【答案】(1) 水 水 (2) 电流 温度计示数升高的多少 (3) 乙 3 【详解】（1）[1][2]根据转换法，本实验是通过比较加热时间的长短来间接反映沙子和水吸收热量的多少。由图乙可知，相等质量的沙子和水温度都从15℃升高到35℃，即升高相同的温度时，沙子加热3min，水加热6min，水的加热时间长，说明水吸收热量多，水的吸热本领强。 （2）[1][2]由图丙可知，两电阻串联，根据串联电路电流规律可知，通过两个导体的电流相同。本实验中，电流通过导体产生热量越多，液体吸收热量越多，同种液体，质量相同，根据可知，吸收热量越多，升高温度越高，因此本实验通过温度计示数的变化来间接反映电流产生热量的多少。 （3）[1[2]]根据控制变量法可知，在探究电流和电阻关系时，应控制电压不变。 由图像丁可知，甲同学的实验中，电阻两端的电压分别为 乙同学的实验中，电阻两端的电压分别为 乙同学在实验中控制了电阻两端的电压相同，都为3V，因此乙同学的实验操作符合要求。 25．如图是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气。 (1)接通电路后，容器中电阻丝的内能增大是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式； (2)图甲中的A、B管，在通电时间相等时， 管液面上升更高，表明电流通过导体产生的热量多少与 有关； (3)采用图乙中的实验装置探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时，右边透明容器中应该选用阻值为 Ω的电阻丝。 【答案】(1)做功 (2) B 电阻大小 (3)5 【详解】（1）电流流过电阻丝时会做功，将电能转化为电阻丝的内能，则容器中电阻丝的内能增大是通过做功方式。 （2）[1][2]图甲中两密闭容器中的电阻丝串联，电流与通电时间相同，右边的电阻阻值较大，且B管液面上升得更高，说明右边容器中的电阻丝产生的电热多，说明电流通过导体产生的热量多少与电阻大小有关。 （3）探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时，需要控制导体的电阻和通电时间相同，左侧容器内电阻为5Ω，则右边透明容器中应该选用阻值为5Ω的电阻丝。 26．在“探究电流与电阻的关系”实验中，电压恒为4.5V的电源，5个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω）、R5（25Ω）滑动变阻器R，电压表、电流表、开关，导线若干。 (1)将R1接入电路，开关闭合前，需将滑动变阻器的滑片P移到最 端； (2)若保持滑片P位置不变，断开开关，用R2替换R1，闭合开关发现电压表示数 2.5V（选填“大于”、“小于”或“等于”），滑片P应向 使电压表示数调为2.5V； (3)重复（2）中的实验步骤。根据数据绘制出I﹣R图像如图乙，由图像可得出的结论是：导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 ； (4)用R5替换R4，调节滑片使电压表示数为2.5V后，再观察并读取电流表示数用时8s，在这8s内，滑动变阻器R消耗的电能是 J；为完成该实验的全部探究，滑动变阻器的最大电阻至少为 Ω。 【答案】(1)右 (2) 大于 右移 (3)反比 (4) 1.6 20 【详解】（1）将R1接入电路，开关闭合前，为了保护电路，需将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处的最右端。 （2）[1]当用R2(10Ω)替换R1(5Ω)，保持滑片P位置不变，根据串联分压原理，电阻增大，其两端电压增大，所以电压表示数大于2.5V。 [2]要使电压表示数调为2.5V，需增大滑动变阻器接入电路的电阻，减小定值电阻两端的电压，所以滑片P应向右移动。 （3）根据绘制出定值电阻的I﹣R图像知，因电流与电阻之积为一定值，由图像可得出的结论是：导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。 （4）[1]当定值电阻两端电压为2.5V时，变阻器两端电压为UP＝U﹣UV＝4.5V﹣2.5V＝2V 已知R5＝25Ω，此时电路中的电流为 在这8s内，滑动变阻器R消耗的电能是WP＝UPIt＝2V×0.1A×8s＝1.6J [2]根据串联分压原理可得 实验中定值电阻两端电压保持不变为2.5V，由于电源电压不变，则变阻器两端电压不变，因此上式等号左侧电压之比保持不变，当定值电阻阻值最大时，变阻器的阻值最大，已知定值电阻的最大阻值是25Ω，带入上式可得 解得RP＝20Ω，因此滑动变阻器的最大电阻至少为20Ω。 27．丁丁在测量小灯泡电功率的实验中，所用器材：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，标有“50Ω  0.5A”字样的滑动变阻器。 (1)丁丁连接了如图甲所示的电路，其中有两根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线把电路连接正确 ； (2)改正错误后，闭合开关，移动滑片到某一点时，电压表的示数如图乙所示为 V，若想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片向 （选填“”或“”）端移动，使电压表的示数为2.5V，此时小灯泡正常发光； (3)另一实验小组的电流表损坏，他们设计了如图丙所示的电路也完成了测量（已知电源电压为8V，的最大阻值为10Ω，小灯泡的额定电压为3.8V）； ①将的滑片移至最左端，调节的滑片，使电压表的示数为 V。小灯泡正常发光； ②保持 （选填“”或“”）的滑片位置不动，将另一滑动变阻器的滑片移至最右端，读出电压表的示数为2.2V； ③小灯泡的额定功率为 W。 【答案】(1) (2) A (3) 0.76 【详解】（1）原电路中，电流表、电压表、灯泡短路是错误的，电流表应与灯泡串联，电压表应与灯并联，如下所示： （2）[1]由图乙知，电压表量程是0~3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是2.2V。 [2]要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向A端移动，使电压表的示数为2.5V。 （3）[1]将R1的滑片P1移至最左端，调节R2的滑片P2，此时小灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻和滑动变阻器两端的电压，当电压表的示数为8V-3.8V=4.2V时，小灯泡L两端的电压为3.8V，灯泡正常发光。 [2]保持R2的滑片位置不动，将另一变阻器的滑片移至最右端，此时电路的连接不变，只是电压表只测量滑动变阻器两端的电压，读出电压表的示数2.2V，根据串联电路电压的规律知定值电阻R1两端的电压为U1=4.2V-2.2V=2V [3]此时电路的电流为 小灯泡L的额定功率为P=U额I=3.8V×0.2A=0.76W 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $