第17章电流做功与电功率简答题专题-----2025-2026学年沪科版物理九年级全一册上学期

第17章电流做功与电功率简答题专题-2025-2026学年沪科版九年级物理上册 班级__________姓名__________学号__________ 一、17.1电流做功简答题（每题5分，共25分） 1.电热水器是家庭常用电器，其工作时能将冷水加热。请说明电热水器利用电流的哪种效应工作，该过程中电能主要转化为哪种形式的能？并简述电流做功的实质。 2.手机充电时，电池逐渐储存电能。请从电流做功的角度，说明充电过程中的能量转化情况；若充电时间过长，电池会微微发热，解释这一现象与电流做功的关系。 3.家庭台灯的亮度可通过旋钮调节，调节旋钮实质是改变电路中的电阻。结合电流做功公式W=UIt，分析调节旋钮改变台灯亮度时，影响电流做功多少的关键因素是什么？并说明理由。 4.电饭煲煮熟米饭后会自动切换到保温状态，保温时的电流小于加热时的电流。已知家庭电路电压恒为220V，结合电流做功的影响因素，解释为什么保温状态下相同时间内电流做的功更少。 5.暑假期间小明外出旅游8天后返回，发现家中电能表示数由312.4kW•h变如图所示示数。经检查，家中电视机和数字机顶盒处于待机状态，并且卧室灯还开着。其他用电器均已关闭，请判断国庆期间小明家消耗了多少电能？结合小明的经历，在家庭用电的使用过程中，请从节约电能的角度提出一条合理的建议。 二、17.2电流做功的快慢简答题（每题5分，共25分） 1.测定小灯泡电功率是初中物理重要实验，请写出该实验的原理；若实验中选择不同规格的滑动变阻器，会影响实验能否顺利完成，说明滑动变阻器在实验中的作用之一。 2.家庭电路中，空调、电暖器等大功率用电器需使用专用插座，而台灯、手机充电器等小功率用电器可使用普通插座。结合P=UI的公式，解释大功率用电器使用专用插座的原因。 3.一盏10W的LED灯与一盏60W的白炽灯亮度相当，均正常工作1小时。请计算两灯消耗的电能差，并从电功率的物理意义角度，说明LED灯更节能的原因。 4.电熨斗有“高温”“中温”“低温”三个档位，不同档位的电功率不同。请解释电熨斗档位不同导致电功率不同的原理，并说明电功率大小对熨烫效果的影响。 5.同一家庭电路中，同时打开的用电器越多，总电功率越大，越容易出现空气开关跳闸现象。结合并联电路特点和电功率公式，解释这一现象的原因。 三、17.3焦耳定律简答题（每题5分，共25分） 1.暖手宝是冬季常用取暖设备，其内部电热丝通电后会发热。结合焦耳定律，说明暖手宝的发热原理；并解释电热丝通常选择电阻率较大材料制作的原因。 2.电风扇长时间使用后，扇叶转轴处会发热。请用焦耳定律解释这一发热现象；并说明为什么电风扇工作时主要将电能转化为机械能，而非内能。 3.电水壶的壶底装有凹凸不平的电热盘，通电后能快速加热冷水。结合焦耳定律和热传递知识，说明电热盘设计成凹凸形状的目的，以及该设计对发热效率的影响。 4.家庭电路中的保险丝由熔点较低的铅锑合金制成，当电路中电流过大时会自动熔断。请结合焦耳定律，解释保险丝熔断的原理，以及其在电路中的保护作用。 5.夏天使用空调时，室外机会排出热风，且长时间使用后需清理散热片上的灰尘。结合焦耳定律，分析室外机发热的原因；并说明清理灰尘对空调工作的重要性。 四、综合简答题（每题5分，共25分） 1.电烤箱有“上下管同时加热”“上管加热”“下管加热”三种模式，不同模式电功率不同。结合电流做功、电功率和焦耳定律的知识，解释不同模式的功率差异；并说明为什么“上下管同时加热”时食物熟得更快。 2.某家庭使用额定功率2000W的电磁炉时，发现插头与插座接触处会微微发热。请从电流做功、电功率和焦耳定律的角度，分析发热的原因；并提出2条避免该现象的合理建议。 3.太阳能热水器无阳光时可切换电加热模式，其电加热管额定功率1500W、额定电压220V。请说明电加热管工作时的能量转化；计算其正常工作时的电流；并解释相同水量下，电加热模式比太阳能加热慢的原因。 4.如图所示“超级快充”手机充电器极大地缩短了充电时间，方便了人们的生活。请回答： （1）若充电器的输出电压不变，请分析它是增大哪一个物理量实现超级快充的？ （2）若给“超级快充”手机充电器搭配同材料但较细的充电线，充电时该充电线会发热显著甚至引发火灾，请用物理知识分析该充电线发热显著的原因。 5.某扫地机器人额定功率150W，电池容量5000mAh（额定电压14.4V）。请结合电流做功和电功率的知识，估算其充满电后的连续工作时间；并说明实际工作时间可能比估算值短的2条原因。 第17章电流做功与电功率简答题专题-2025-2026学年沪科版九年级物理上册 参考答案 一、17.1电流做功简答题 1.电流的热效应；电能主要转化为内能；电流做功的实质是电能转化为其他形式的能（此处具体转化为内能）。 2.电流做功的表现：缝纫机运转（机械能输出）和机身发热（内能产生）；电能的转化路径：电能→机械能（带动缝纫机构运转）+内能（机身发热）。 3.关键因素是电流；家庭电路电压U恒定，调节旋钮改变电阻R，根据欧姆定律I=U/R，电阻变化会导致电流变化；由W=UIt可知，在电压U和时间t相同的情况下，电流I不同，电流做功W不同，从而台灯亮度不同（亮度反映实际功率，功率与电流相关，间接体现做功多少）。 4.电流做功的多少与电压、电流和时间有关；家庭电路电压U恒定，保温时电流I1小于加热时电流I2，时间t相同，根据W=UIt，I1t＜I2t，故保温状态下相同时间内电流做的功更少。 5.现在的电能表示数是318.6kW•h，则国庆期间消耗的电能为w＝318.6kW•h﹣312.4kW•h＝6.2kW•h；因为“用电器待机”时要消耗电能，所以家用电器在长时间不用时要关闭电源。 二、17.2电流做功的快慢简答题 1.实验原理：P=UI；滑动变阻器的作用：保护电路（或改变小灯泡两端的电压，使小灯泡在不同电压下工作，测量不同电压下的电功率）。 2.家庭电路电压U恒定，由P=UI可知，大功率用电器的额定功率P大，其正常工作时的电流I=P/U也大；专用插座的导电能力更强（电阻更小、额定电流更大），能承受较大电流，避免因普通插座电流过大发热过多导致火灾等安全隐患。 3.电能差计算：W=Pt，1小时=3600s；LED灯消耗电能W₁=10W×3600s=3.6×10⁴J；白炽灯消耗电能W₂=60W×3600s=2.16×10⁵J；电能差ΔW=W₂-W₁=1.8×10⁵J；节能原因：电功率是表示电流做功快慢的物理量，LED灯功率小，相同时间内电流做功少，消耗的电能少，故更节能。 4.原理：电熨斗的档位通过改变接入电路的电阻实现，家庭电路电压恒定，由P=U²/R可知，电阻不同，电功率不同（电阻越小，功率越大）；影响：电功率越大，单位时间内产生的热量越多，熨烫温度越高，熨烫速度越快，适合熨烫较厚、不易定型的衣物；功率越小，熨烫温度越低，适合熨烫轻薄、易损坏的衣物。 5.家庭电路中用电器并联，并联电路中各支路电压相等，总电流等于各支路电流之和；由P=UI可知，同时打开的用电器越多，总电功率P总越大，总电流I总=P总/U也越大；当总电流超过空气开关的额定电流时，空气开关就会跳闸，保护电路。 三、17.3焦耳定律简答题 1.发热原理：暖手宝的电热丝通电后，电流通过电阻产生热量，即电流的热效应，符合焦耳定律Q=I²Rt（电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比）；选材原因：在电流和通电时间相同的情况下，由Q=I²Rt可知，电阻率较大的材料制成的电热丝电阻R更大，产生的热量更多，取暖效果更好。 2.发热原因：电风扇扇叶转轴处存在摩擦电阻，电流通过摩擦电阻时，根据焦耳定律Q=I²Rt会产生热量，导致转轴处发热；能量转化原因：电风扇的核心是电动机，电动机的主要作用是将电能转化为机械能，其线圈电阻较小，由Q=I²Rt可知，相同时间内产生的热量较少，因此主要转化为机械能，而非内能。 3.目的：凹凸不平的形状增大了电热盘与水的接触面积；影响：根据热传递的原理，接触面积越大，热传递效率越高；同时，电热盘通电后产生的热量能更充分地传递给冷水，减少热量散失，从而提高发热效率，使水快速升温。 4.熔断原理：当电路中电流过大时，根据焦耳定律Q=I²Rt，保险丝的电阻一定，电流越大，单位时间内产生的热量越多；保险丝由熔点较低的铅锑合金制成，过多的热量会使保险丝温度升高至熔点而熔断；保护作用：保险丝熔断后，电路断开，可防止电流过大导致导线过热、绝缘层损坏，避免引发火灾等安全事故。 5.发热原因：空调的压缩机工作时，内部有线圈电阻，电流通过线圈电阻时，根据焦耳定律Q=I²Rt会产生热量，这些热量通过室外机排出，导致室外机排出热风；清理灰尘的重要性：灰尘阻碍散热，会使室外机散热效率降低，压缩机线圈产生的热量无法及时散发，温度过高会影响空调的正常工作，增加能耗，甚至损坏压缩机。 四、综合简答题 1.功率差异原理：电烤箱的上下管为两个独立的发热体，“上下管同时加热”时，总电阻更小（并联电阻小于任一支路电阻），家庭电路电压恒定，由P=U²/R可知，总功率最大；“上管加热”或“下管加热”时，只有一个发热体工作，电阻较大，功率较小；食物熟得更快的原因：“上下管同时加热”时总功率最大，单位时间内电流做功最多，根据焦耳定律Q=I²Rt，产生的热量最多，食物能同时接收上下方的热量，受热更均匀、快速，因此熟得更快。 2.发热原因：电磁炉额定功率大，由P=UI可知，正常工作时电流较大；插头与插座接触处存在接触电阻，根据焦耳定律Q=I²Rt，电流越大、接触电阻越大，单位时间内产生的热量越多，导致接触处微微发热；建议：①更换接触良好、额定电流更大的专用插座和插头；②避免同时使用其他大功率用电器，减小电路总电流；③定期检查插头和插座，清理接触处的灰尘和氧化层，减小接触电阻。（任答2条即可） 3.能量转化：电能转化为内能；正常工作电流计算：由P=UI可知，I=P/U=1500W/220V≈6.82A；加热速度慢的原因：太阳能加热是直接利用太阳能的热辐射，能量传递过程中损耗较小；而电加热模式是电能先转化为内能，再传递给水，能量转化过程中存在损耗（如电热管散热、电路损耗等），因此相同水量下，电加热模式比太阳能加热慢。 4.（1）在输出电压不变的情况下，根据P＝UI可知，需要增大充电电流来增大充电功率，实现超级快充。 （2）根据影响导体电阻的因素可知：在其它条件一定时，导线越细，导线的电阻越大； 根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，当电流和通电时间一定时，导线电阻越大，充电过程中产生的热量越多从而发热显著。 5.工作时间估算：电池容量5000mAh=5A×3600s=18000As，电池储存的电能W=UIt=14.4V×18000As=259200J；由P=W/t可知，连续工作时间t=W/P=259200J/150W=1728s=0.48h；实际工作时间短的原因：①实际工作时扫地机器人的功率并非恒定（如遇到障碍物时功率增大）；②电池放电过程中电压会逐渐降低，实际功率变小，且电池储存的电能无法完全释放；③工作过程中存在能量损耗（如电机发热、摩擦损耗等）。（任答2条即可） 学科网（北京）股份有限公司 $