期末综合复习专题训练：电功率的比值问题--2025-2026学年人教版九年级上册物理

2025-2026学年人教版九年级上册物理期末综合复习专题训练：电功率的比值问题 姓名：___________班级：___________考号：___________ 第一部分：实验题 1．学习完电学初步知识的小华用如图甲所示的电路探究一些电学实验。所用电源电压恒为3V。电阻箱R的规格为“”，滑动变阻器R´的规格为“20Ω 2A”。 (1)实验前，小华观察到电流表如乙图所示，他应该 ，再连接电路； (2)正确连好电路后，在探究电流与电压关系时，保持电阻箱R接入电路的阻值不变，多次改变它两端的电压，并正确记录两电表的示数，绘制出了丙图的图像，由该图像可知，此次电阻箱R的读数为 Ω； (3)在探究电流与电阻关系时，小华完成了如下实验操作： ①调节电阻箱R至某一阻值，移动滑动变阻器的滑片P至适当位置，记录电阻箱R的读数和电流表的示数； ②改变电阻箱R的阻值5次，记录电阻箱R的读数和电流表的示数； 你认为小华实验操作中存在的问题是 ，针对你发现的问题写出正确的操作方法 ； ③纠正错误操作，多次实验收集数据，根据实验数据绘出了图像，如丁图所示，分析图像可初步得结论是 ，电阻箱接入电路的最大电阻为 Ω； (4)在上述实验③中，当电阻箱R接入的阻值为10Ω时，滑动变阻器的功率为P1，当电阻箱R接入20Ω阻值时，滑动变阻器的功率为P2，则 。 2．探究“电流与电阻的关系”时、实验器材有：三节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω  2A”字样）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω名）开关一个，导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。 (1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整，要求：滑片P向左移动时电流表示数变大； (2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，假设发生电路故障的元件是电阻R，则故障原因可能是 ； (3)排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为15Ω时，应向 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持3V不变； (4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像，由此可得，当电压一定时， ；在这四组实验数据中，滑动片变阻器的最大功率为P1，最小功率为P2，则P1∶P2= 。 3．小理为了完成电学中的实验，收集了如下实验器材：学生电源一个，开关，滑动变阻器“20Ω 0.5A”，额定电压为U0的小灯泡一个，导线若干。 实验一：探究“电流与电压的关系” (1)小理连接了如图甲的实物电路，开关闭合后发现电路连接错误。请你在错误的导线上划“×”，用笔画线代替导线。 (2)为了保护电路，实验开始前，滑动变阻器的滑片P应移动到最 （选填“左”或“右”）端； (3)检查无误后，小理将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，继续移动滑动变阻器，并绘制I-U图像如乙中虚线所示。通过分析，可以得到C点和E点的定值电阻电功率之比为： 。 (4)为了使实验结论更具有普遍性，小理换用20Ω的电阻重复前面操作，得到多组数据，题图乙中①、②哪一个图像是符合实验实际的 （选填①或②）。 实验二：探究“电流与电阻的关系”。 (5)小理继续探究“电流与电阻关系”，将20Ω更换为15Ω的电阻接入电路，拆下20Ω电阻后，发现电压表、电流表指针偏转如图2甲所示，则不规范的操作可能是： 。 (6)小理用测量数据在I-R图中描点如图2乙，同组的小物发现用某个定值电阻实验时，所测量的电流数据是错误的，它是 Ω电阻（选填“5”“10”“15”“20”或“25”），并且分析出电阻两端保持的电压为 V。 (7)在完成上述实验后，小理继续探究“灯丝电阻随温度的变化规律”，小理将小灯泡直接接入恒压电源中，聪明的小理分析小灯泡由暗到亮的发光过程中其实际功率变化规律是 。（选填“变大”“变小”或“不变”） 4．从路灯下通过，会在地上投下影子．影子是光被不透明物体挡住后，在其背面形成的暗区。当光照强度不同时，影子（暗区）与周围亮区的明暗对比程度会发生变化，因此人会感觉影子有“浓淡之别”，影子的“浓淡程度”与哪些因素有关呢？小明提出了以下猜想： 猜想一：可能与灯的功率有关； 猜想二：可能与影子离灯的距离有关： 猜想三：可能与影子离人的距离有关； 猜想四：可能与灯的种类有关； 具体实验步骤如下： 步骤一：在水平桌面上竖立一个不透明的白屏，在屏两侧各竖直固定一根同样的木棒，在木棒后方距屏1m处各点亮一盏25W白炽灯，观察两侧屏上影子“浓淡程度”相同； 步骤二：将右侧白炽灯换成白炽灯，观察到两侧屏上影子“浓淡程度”不同； 步骤三：保持左侧25W白炽灯的位置不变，移动右侧40W白炽灯，直到两侧屏上影子“浓淡程度”一样时，记录相关数据； 步骤四：将右侧的灯依次换成白炽灯、100W白炽灯、4WLED灯，重复步骤三，实验结果如表所示： 灯的种类 灯的功率/W 屏上影子离灯的距离/m 屏上影子离灯的距离的平方数 白炽灯 25 1 1 40 1.26 1.6 60 1.55 2.4 100 2 4 LED灯 4 1 1 (1)影子是由于光的 形成的，实验中的屏两侧的木棒离屏的距离应 （相等/不相等）； (2)根据步骤一、二的测量结果，可以初步验证猜想 是正确的； (3)现有一盏200W的白炽灯，放在屏右侧距离屏 m处，木棒在屏上影子的“浓淡程度”会与左侧白炽灯的影子“浓淡程度”相同； (4)根据实验结果可知， （灯的功率/屏上影子离灯的距离）因素对影子“浓淡程度”影响更大； (5)若实验中使用的白炽灯的发光效率为，根据实验数据分析，实验中使用的LED灯发光效率为 。 第二部分：计算题 5．如图甲所示的是某品牌电饭煲内部电路简化图，其发热元件为电阻、，可实现高温、中温、低温三挡调节。电饭煲额定电压为220V，电阻，低温挡、中温挡、高温挡的额定功率分别为、和，其中。 (1)求中温挡正常工作时，电路中的电流； (2)求； (3)单独将其接在图乙所示电能表的电路中以中温挡工作，电能表转盘转了10圈，此时电路的实际电压是多少？ 6．如图所示的电路中，定值电阻R1的阻值为20Ω，设灯L的电阻不变。当闭合开关S、S1，断开S2，滑片滑到a端时，电流表A的示数；移动滑片到b端，电流表A的示数。当只闭合S、S2，断开S1，滑动变阻器的滑片P从b端移到中点时，灯L正常发光，电流表A的示数。求： (1)电源电压； (2)灯L的额定功率； (3)R1的最大电功率与灯L的最小电功率的比值。‍ 7．如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R2，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，L上标有“6V　6W”字样。若只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P滑至A端时，电压表V1的示数为U1，R1消耗的功率为P1，电路中的电流为I1；若此时将滑动变阻器的滑片P滑至B端，电压表V1的示数变为U1′，R1消耗的功率为P1′，此时电路中的电流为I2。已知U1∶U1′=1∶2，P1∶P1′=9∶1，通过开关的通断及滑片的移动可知定值电阻R1的最大功率为9W（设灯丝电阻不随温度改变）。求： (1)灯泡L的电阻； (2)I1与I2之比； (3)只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P滑至中点时，灯L消耗的实际功率。 8．如图甲，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I-U关系图像如图乙所示，R1= Ω，电路最小功率与最大功率之比为 ，R2接入电路中的阻值为40Ω时，电压表V1的示数是 V。 第2页，共6页 第1页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 《期末综合复习专题训练：电功率的比值问题--2025-2026学年人教版九年级上册物理》参考答案 1．(1)对电流表进行调零 (2)10 (3) 没有控制电阻箱R两端电压不变 见解析 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 20 (4)2∶1 【详解】（1）由图乙可知，实验前，电流表的指针没有指在零刻度线处，则接下来应该对电流表进行调零。 （2）电阻箱R接入电路的阻值 （3）[1][2]探究电流与电阻关系的实验时，应保持电压表的示数不变，则小华实验操作中改变电阻箱R的阻值5次，记录电阻箱R的读数和电流表的示数，此过程中没有保持电压表的示数不变，故正确的操作应：改变电阻箱R的阻值后，移动移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数保持不变，再记录电阻箱R的读数和电流表的示数；改变电阻箱R的阻值5次，重复上面的操作。 [3]由题图丙可知，电流与电阻的倒数成正比，则电流与电阻成反比，即在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 [4]当电路中电流越小时，电阻箱接入电路的电阻越大，则当时，电阻箱接入电路的电阻 （4）由图像丁可知，当电阻箱接入电路的电阻为20Ω时，电流为I2=0.1A，则电阻箱两端的电压 即电阻箱两端的电压保持为2V不变，则滑动变阻器的电压 由图像丁可知，当电阻箱R接入的阻值为10Ω时，即，此时电路中电流为I1=0.2A 则两次实验滑动变阻器的功率比 2．(1) (2)断路 (3)右 (4) 通过导体的电流与导体的电阻成反比 4∶1 【详解】（1）由图甲可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，滑片P向左移动时电流表示数变大，即滑动变阻器接入电路中的阻值变小，故应将滑动变阻器的左下接线柱接入，如图所示： （2）闭合开关，电压表有示数，说明电压表可以正常测量电源电压，电流表无示数，说明电路中有断路，故故障原因可能是电阻R断路。 （3）探究“电流与电阻的关系”时，应控制定值电阻两端电压不变，将定值电阻由5Ω更换为15Ω时，定值电阻的阻值变大，根据串联分压可知，定值电阻两端的电压变大，故应减小定值电阻两端电压，增大滑动变阻器两端电压，根据串联分压可知，应增大滑动变阻器接入电路中的阻值，即应向右适当调节滑动变阻器的滑片。 （4）[1]由图丙可知，电流和电阻的乘积始终为一定值，所以可得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 [2]电源为三节新的干电池，故电源电压为，电压表示数保持3V不变，故滑动变阻器两端电压始终为 当定值电阻的阻值为5Ω时，电路中电流最大，为 此时滑动变阻器的功率最大，为 当定值电阻的阻值为20Ω时，电路中电流最小，为 此时滑动变阻器的功率最小，为 故 3．(1) (2)左 (3)16∶25 (4)① (5)拆20Ω定值电阻之前，开关未断开 (6) 10 2 (7)变大 【详解】（1）由甲图可知，电流未经过定值电阻，所以应该将滑动变阻器与电压表相连的导线左端改接到电压表的负接线柱，如下图所示： （2）为了保护电路，在闭合开关开始实验前，应该将滑动变阻器的阻值调到阻值最大处，即将滑动变阻器的滑片P移动到最左端。 （3）假设图1乙中单位刻度的电流值为I，则通过定值电阻中对应C点和E点的电流分别为8I和10I，根据电功率公式P=UI=I2R，可得 （4）根据欧姆定律可知当电压一定时，电阻阻值增大一倍，通过电阻的电流变为原来的一半，故①符合实际。 （5）如图2甲所示，电流表示数为零，电压表示数满偏，电压表测电源电压，说明开关未断开。 （6）[1][2]由欧姆定律公式变形可得U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V U2=I2R5=0.15A×10Ω=1.5V U3=I3R2=0.14A×15Ω=2.1V≈2V U4=I4R3=0.1A×20Ω=2V U5=I5R2=0.08A×25Ω=2V 在误差范围之内有U1=U4=U5≈U3≠U2 由此可知定值电阻阻值为10Ω的测量数据是错误的，且电阻两端保持的电压为2V。 （7）因为小灯泡的明暗程度取决于实际功率的大小，实际功率越大，灯泡越亮，所以小灯泡由暗到亮的发光过程中其实际功率变化规律是变大。 4．(1) 光的直线传播 相等 (2)一 (3)2.83 (4)屏上影子离灯的距离 (5) 【详解】（1）[1]影子是光被不透明物体挡住后，在其背面形成的暗区，是由于光的直线传播形成的。 [2]为了比较两侧屏上影子“浓淡程度”，实验中的屏两侧的木棒离屏的距离应相等。 （2）步骤一和步骤二中其他因素相同，灯泡的功率发生了变化，实验观察到影子的浓淡程度也发生了变化，则说明影子的浓淡程度与灯的功率有关，可以初步说明猜想一是正确的。 （3）由表格数据可得，白炽灯的影子“浓淡程度”一样时，灯泡的功率与屏上影子离灯距离的平方有如下关系：灯的功率=25W/m2×屏上影子离灯距离的平方；则当灯的功率为200瓦时，屏上影子离灯距离的平方==，故灯距屏的距离==2.83m （4）由（2）分析知，屏上影子离灯距离成倍数变化时，灯的功率必须成平方倍变化，才能保持影子浓淡程度相同，所以可得影子离灯距离影响较大。 （5）由表中数据可知，4W的LED与25W的白炽灯发光亮度相当，即发光功率相等。由25W的白炽灯发光效率为10%可得① 4W的LED灯发光效率为② 由①②式解得LED灯发光效率为。 5．(1)1.1A (2)4∶25 (3)200V 【详解】（1）由电路图可知，当开关S1闭合、S接a时，被短路，电路为的简单电路，电路中的电阻较大，由可知此时电功率较大，电饭煲处于中温挡，中温挡功率；根据可知中温挡正常工作时，电路中的电流为 （2）由可知的阻值为 由电阻得的阻值为 当开关S1断开、S接a时，和串联，此时电路中的电阻最大，由可知电功率最小，电饭煲处于低温挡；低温挡正常工作时，总电阻为 电路消耗的总功率为 当开关S1闭合、S接b时，和并联，电路中电阻最小，由可知此时电功率最大，因为和并联时总电阻 所以并联的总电阻为 高温挡功率为 则 （3）电能表上标有“”的字样，表示电路中用电器每消耗的电能，电能表的转盘转3000转，电能表的转盘转10转时，电饭煲消耗的电能 实际功率为 根据得实际电压为 6．(1)12V (2)1.6W (3) 【详解】（1）当闭合开关S、S1，断开S2，滑片滑到a端时，R1与滑动变阻器R2串联，且R2接入电路的阻值为0，则电源电压 （2）当闭合开关S、S1，断开S2，滑片滑到b端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路总电阻 则滑动变阻器的最大值 当只闭合S、S2，断开S1，滑动变阻器的滑片P从b端移到中点时，L与滑动变阻器R2串联，且R2接入电路的阻值为 电流表A的示数 滑动变阻器两端的电压 此时灯L正常发光，则灯L正常发光的电压 灯L的额定功率 （3）当闭合开关S、S1，断开S2，滑片滑到a端时，通过R1的电流最大，功率最大，则R1的最大电功率 当S、S1、S2都闭合时，L与R1并联，再与滑动变阻器R2串联，滑动变阻器的滑片P移动b端时，即R2接入电路的阻值最大时，通过L的电流最小，灯L的功率最小，灯泡的电阻 此时电路的总电阻 电路中的电流 滑动变阻器两端的电压 灯泡L两端的电压 灯L的最小电功率 R1的最大电功率与灯L的最小电功率的比值 7．(1)6Ω (2)3∶1 (3)0.54W 【详解】（1）由可得灯泡L的电阻 （2）只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P滑至A端时，电路为R1和L的串联电路，电压表V1测量定值电阻R1两端电压，示数为U1，R1消耗的功率 将滑动变阻器的滑片P滑至B端，电路为R1、RP、L的串联电路，滑动变阻器的最大阻值接入电路中，电压表V1测量定值电阻R1和两滑动变阻器两端电压，示数为U1′，则此时R1消耗的功率 已知P1∶P1′=9∶1 则 故 （3）结合欧姆定律可知，电压表V1两次示数之比 解得 已知前后两次电流之比，根据欧姆定律有 将第1小问求得的灯泡阻值带入上式，解得R1=4Ω，RP=20Ω 通过开关的通断及滑片的移动可知定值电阻R1的最大功率为9W，根据可知，当定值电阻R1两端电压最大时，其功率最大，分析电路图可知，当闭合所有开关时，定值电阻R1、滑动变阻器、灯泡L并联，此时定值电阻R1两端电压最大（等于电源电压），则有 解得电源电压U=6V。只闭合开关S1，定值电阻R1、滑动变阻器、灯泡L串联，将滑动变阻器的滑片P滑至中点时，滑动变阻器接入阻值为一半，即10Ω。此时电路电流 灯泡两端实际电压 则此时灯L消耗的实际功率 8． 20 2∶9 6 【详解】[1]由电路图甲可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。滑动变阻器R2的滑片P从右端滑到左端的过程中，R2接入电路的阻值减小，电路电流增大，R1两端的电压增大，R2两端的电压减小。由图乙可知，图线A是滑动变阻器R2的I-U关系图像，图线B是R1的I-U关系图像，所以定值电阻R1的阻值 [2]由图乙可知，电路最小电流为，最大电流为 故电路最小功率与最大功率之比为 [3]由图乙可知，R1与R2的两端电压之和为定值，由串联电路知识可知该和为电源电压，即 R2接入电路中的阻值为40Ω时，由串联电路分压的规律知，R1与R2的两端电压之比为 比例式可变形为 解得，R1两端的电压即电压表V1的示数为 第2页，共8页 第1页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $