第18章 小专题4 极值和范围问题-【精英新课堂·三点分层作业】2025-2026学年九年级下册物理（人教版·新教材）

参考答案 第十八章电功率 第1节电能电功 夯基础·逐点练 1.AD2.D3.7.2×10°4.2601305.电流做功功电路消耗电 能6.4054057.15051.6化学8.并3.529.A 提能力·整合练 10.AD11.A12.1:2913.940.814.答：人走灯灭；看完电视后及 时关闭电源；夏天，将空调的设定温度适当调高一些；将家中的白炽灯换为 LED灯等。15.解：(1)当闭合开关S1、S,断开S2时，电路为R1的简单 电路，电流表测道过R的电流，由1=只可得，电源电压U=1,R=0,4AX 302=12V。(2)当闭合开关S2、S,断开S1时，电路为R2的简单电路，电 流表测通过R的电流，则电流表的示数飞-品-品吕-1.2A,(3)当闭 合开关S、S2、S时，R1与R2并联，因并联电路中各支路独立工作、互不影 响，所以通过R1、R2的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流 之和，所以干路电流I=I1+I2=0.4A+1.2A=1.6A,通电100s,整个 电路消耗的电能W=UIt=12V×1.6A×100s=1920J。 培素养·拓展练 16.6180 第2节电功率 第1课时认识电功率 夯基础·逐点练 1.C2.C3.2×1032×1034.C5.A6.B7.解：闭合开关S,电 阻R1、R2串联接入电路，电压表测R,两端电压，电流表测电路的电流。 (1由申联电路的电流处处相等和欧翻定律可得，电阻R一号-= 202。(2)电路的总电阻R总=R1十R2=202十602=802，电路的总功 率P=IR点=(0.1A)2X802=0.8W。8.B 提能力·整合练 9.B10.C11.AD12.A10.513.(1)3.36(2)601500 14.解：(1)由题图可知，闭合开关S后，灯L1和L2并联，电流表测量通过 L2的电流，由并联电路的电流特点可知，通过L1的电流I1=I一I2= 1.5A一0.5A=1A。(2)灯L1与L2两端的电压等于电源电压，即U1= —37 U,=U=3V,灯L的电功率P=U1=3V×1A=3W。(3)由I=京 U 可知灯L的电阻R尝--6a. 培素养·拓展练 15.1.6 第2课时额定功率与实际功率 夯基础·逐点练 1.C2.D3.1100.566004.B5.B6.10257.L14.5 8.D9.C 提能力·整合练 10.C11.ACD12.ABD13.答：(1)从烧水快的角度考虑，应选购乙种 电热水壶，因为功率是描述做功快慢的物理量，乙种电热水壶的电功率大， 单位时间内电流做功多，所以乙种电热水壶烧水快。(2)想法不对。使用 电热水壶烧开一壶水，吸收的热量是一定的，这些能量是由电能转化而来， 所以电热水壶的实际功率变小，加热的时间变长，但消耗的电能不变，故并 不能省电。 培素养·拓展练 14.0.59 小专题一动态电路分析 1.C2.A3.D4.A5.C6.D 小专题二比值问题 1.D2.4:53.3109:14.解：(1)将滑动变阻器R2的滑片置于最 右端，只闭合开关S1时，电压表的示数为3.8V,R1的功率为P1,如图甲； 只闭合开关S1,移动滑片至最左端时，电流表的示数为0.3A,R1的功率为 P1',如图乙；闭合开关S,和S2,移动滑片至某一位置时，电压表和电流表 的示数分别为2.5V和0.4A,如图丙， 3.8V V 0.4A A R.R - 甲 乙 丙 P1:P1=1:9,即P1:P1=Im2R1:Iz2R1=1:9,则甲、乙两图中电流之 比I甲：Iz=1：3,Iz=0.3A,所以I甲=0.1A,滑动变阻器最大电阻R2甲= 里=3.8Y=380。(2)在图丙中，滑动变阻器接入电路的电阻R满= I甲0.1A -。4X6250,电源电压U=2.5V+1hR①，乙电路电流为0.3A 灯泡正常发光，电压为3V,电源电压U=3V+IzR②，由①②得，2.5V+ —38 I丙R1=3V+IzR1,即2.5V+0.4A×R1=3V+0.3A×R1,解得R1= 5Ω，U=4.5V。(3)在只闭合S时，灯泡才有电流通过，甲电路滑动变阻 器电阻最大，电路电流最小，灯泡的功率最小，此时滑动变阻器的电压 U2甲-3.8V,R1两端电压U1甲=I甲R1=0.1A×52=0.5V,灯泡两端电 压U1甲=U一U1甲一U2甲=4.5V-3.8V一0.5V=0.2V,灯泡的最小功 率P小=U1甲I甲=0.2VX0.1A=0.02W;乙电路滑动变阻器接入电路阻 值为零，电路电流最大，灯泡正常发光，灯泡的最大功率P大=P籁= U额I额=3V×0.3A=0.9W,所以灯泡的最小功率与最大功率之比 PL小：PL大=0.02W:0.9W=1:45.5.ABD6.10不变26：3 7.C8.ACD9.182:910.4:31:5 小专题三图像问题 1.C2.BCD3.A40484.B5.C6.C7.ABC8.0.68 3849.a61.2 小专题四极值和范围问题 1.B2.BC3.解：(1)由图乙可知，R1和R2串联，则总电阻R=R1十R2= 2n+100=12Q,由欧姆定律得，电路中的电流1-只{-=0,5A,则 R1两端的电压即电压表的示数U1=IR1=0.5A×22=1V。(2)由P= UI可知，电源电压恒定，电流越小，电路总功率越小，则滑动变阻器电阻最 U 6 V 大时，电路中的电流最小，最小电流1小一R大十R一20Q十0Q一0.2A, 此时电压表的示数U'1=I小R1最大=0.2A×202=4V,超过了电压表的测 量范围，电路不安全，因此电压表的最大示数为3V,此时R2两端的电压 U,=U-U=6V-3V=3V,则电路中的最小电流1=1。=元-00 _U=3V 0.3A,由P=UI得，电路中的最小电功率P最小=UI最小=6V×0.3A= 1.8W。4.ACD5C6,解：1)由P-发得，灯袍L正常发光时的电 阻R-24W0Q。(2)当SS,均闭合，S,接6，滑动变阻器沿 片移到最大电阻处时，灯泡被短路，R1与R2并联，则通过R2的电流2= 是-0=0.1A,通过R的电流=I-12=0.4A-0.1A=0.3A,R1 的电阻风一是-一201。《8)开关S和S,断开，S接a时，灯泡L R与R2串联，电压表示数为3V时，此时电流最小，电路总功率最小。灯 泡L与R1的电压之和U'=U-U潘=6V-3V=3V,最小电流I'= U R十R一103十2000.1A,电路最小电功率P小=U7=6V×0.1A 0.6W;当S、S2均闭合，S接b时，灯泡短路，R1与R2并联，移动滑片，使 —39- 电流表示数I最大=0.6A时，电路电功率最大，此时电路的最大电功率 P最大=UI最大=6V×0.6A=3.6W,所以整个电路电功率的变化范围为 0.6~3.6W。 阶段强化练习 1.B2.C3.B4.D5.D6.A7.36008.2369.2420 28.810.0.51.9511.解：(1)红灯由电路图可知，当开关S闭合，S' 打至触点N时，电路为R和指示灯A的串联电路，此时电路中电阻较小， 由P可知，此时电路功率较大，则电中药壶处于猛火挡，此时红灯亮， 故A灯是红灯。(2)由题意可知，猛火挡的额定功率为2420W,由P= R 可得，电阻R=-号20-20Q.当开关S阿合，S打至辙点M 时，电路为两电阻和指示灯B的串联电路，此时电路中电阻较大，功率较 小，电中药壶处于文火挡，故电中药壶文火挡的额定功率P火=长。 (220V)2 =242W。(3)由电能表表盘上的信息可知，电中药壶消耗的 20n+1802 电能w-W0,×100r=0kwh=1.2X10J,故电中药壶的实际功 3000r 率P-?-12×10」-200W,由P只可得，电中药壶的实际电压 60s U=√PR1=W√2000WX20=200V。 第3节跨学科实践：为家庭节约用电提建议 1.9月份的平均用电量最低2.2.40.221.22.51.2112.8 3.3.92×1054.①减小了通电时间③减小了用电器的电功率48 5.A6.5.6 第4节焦耳定律 夯基础·逐点练 1.D2.D3.BD4.R1:R24:15.D 提能力·整合练 6.BCD7.热75增大8.电热毯25609.电阻时间③250 10.答：电动车的蓄电池短路时电流过大，导线的电阻一定，根据Q=IRt 可知，较短的时间内导线产生大量的热量，使导线及其周围物质的温度升 高，达到其着火点时产生火花。11.解：(1)由电路图知，闭合开关S、S, 电路为电动机的简单电路，此时电动机正常工作，电动机两端的电压等于 电动机的额定电压，所以电源电压U=U额=12V。(2)此时电动机1min 内消耗的电能W=Pt=24W×60s=1440J。(3)闭合开关S、S2时，电路 40 为电热丝的简单电路，则通电100s电热丝R产生的热量Q=W=UIt'= R4-4282x100s=3601. 4Ω 小专题五电热综合计算 2.C3.0.882204.解：()由P=可得，保温1min消耒 能W=P保温t=60W×1×60s=3600J。(2)由P=UI可得，加热状态下 通过饮水机的电流1-體-0Y-3A。(3)当开关S闭合，S:断开 U 时，为R的简单电路，电路巾总电阻较大，由P只可知，此时电功率较 小，电热饮水机处于保温状态；当开关S、S2均闭合时，R1和R2并联，电路 中总电阻较小，此时电功率较大，电热饮水机处于加热状态。保温、加热两 种状态下，R1两端的电压不变、电功率不变，在加热状态下，R2的功率P2= P热P=660W-60w=600W,由P只可得，电阻R,一号 g600≈80.7n。521105066137低温22750 8.解：(1)当开关旋至“1”挡时，R3、R4串联，根据串联电路的电阻特点可 知，总电阻R=R十R,=100+100Q=2000,由1-景可知，电源电压 U=IR=0.5A×2002=100V。（2)当开关旋至“3”挡时，R1、R2并联，此 时电路中总电阻最小，由P-代可知，电功率最大，后视镜处于化霜功能： 当开关旋至“1”挡时，R,、R4串联，电路中的总电阻最大，此时的电功率最 小，后视镜处于防雾功能；当开关旋至“2”挡时，只有R3工作，后视镜处于除 腾功能后礼镜处于除露功能时的电功率户-发-0-10。 3当开启化霜功能时，后视镜的电功率P三式+无= 1002 100V)2=200w,玻璃吸收的热量Q=cm△t=0.75×103J/(kg·℃)X 1002 400×10-3kg×10℃=3000J,根据7= 警可知，后视镜消耗的电能W Qa-300J=6000J,由P-W可知，需要加热的时间=P化需200W W_6000J」 150% t 30s. 第十八章小结与复习 本章知识构建 ①3.6×10②U1t③电功④时间⑤热⑥电流的二次方⑦导体 的电阻⑧通电时间⑨IRt -41 中考考点演练 1.466201752.4806003.B4.B5.用电器9：26.灯泡L 0.97.(1) (2)①先将滑动变阻器的滑片调至电阻 最大处，再闭合开关②断路(3)0.75(4)①0.5③U·R Uo (5)不 能；由前面实验可知，小灯泡L正常发光时，I1=0.3A,R,与小灯泡L串 联。R。两端的电压U。=IR。=0.3A×202=6V>3V,即R两端的电压 大于电源电压，因此不能满足实验要求，所以不可行8.解：(1)S2拨到 1处时，闭合开关S,电路中只有灯泡L工作。电源电压U为6V,灯泡L 正常工作，灯泡L的电功率PL=UI=6V×0.5A=3W。(2)S2拨到 2处时，闭合开关S,灯泡L与定值电阻串联，电流表测量的是电路中的电 流。①根据I-只得，定值电阻两端的电压U=1R=0.3AX120=3.6V ②根据串联电路的电压特点可知：此时灯泡L两端的电压U'=U一UR= 6V-3.6V=2.4V;灯泡L工作100s消耗的电能W=UL'It=2.4V× 0.3A×100s=72J。9.(1)U形管两侧液面的高度差(2)电阻 (3)不相等小300(4)变大能10.2400012111.9×104 12.440001:4 第十九章生活用电 第1节安全用电 夯基础·逐点练 1.D2.用电器的总功率过大线路连接处电阻较大，在电流和通电时间 一定时，产生的热量较多3.短路相线4.C5.D6.C 提能力·整合练 7.C8.A9.D10.B11.乙电流12.并会13.答：(1)破损电线 的金属部分裸露在外容易发生触电事故，若我发现有人触电，应立即切断 电源。(2)在材料和长度一定时，这种细电线的横截面积小，电阻大，根据 Q=Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流通过导体产生的 热量越多，所以容易引发火灾。14.解：(1)所有教室内用电器的总功率 P=(40W×10+300W+100W+300W)×15=16500W=16.5kW,由 P=可得，半小时内该校浪费的电能W=Pt=16.5kW×0.5h= t 825kw·h=8.25度。2)由P=UI得电路中总电流I-号-1600vW- 75A,因68A<75A<94A,所以应选择横截面积16mm的导线作为干 路导线。 42小专题四 极 类型1极值问题 1.如图所示，电源电压恒为4.5V,电流表的测 量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为 0~3V,灯泡L标有“2.5V1.25W”字样 (灯丝电阻不变)，滑动变阻器R的规格为 “2021A”。闭合开关，在保证电路安全的 情况下，移动滑片P的过程中，下列选项正确 的是 ) 同 A.电流表的示数最大为0.6A B.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω C.灯泡的最小电功率为0.12W D.电路的最大电功率为2.7W 2.(多选)(2025·辽宁中考)如图甲，电源电压 保持不变，电流表测量范围为0~0.6A,电 压表测量范围为0~15V。在保证各元件安 全的情况下（灯泡两端的电压不超过额定电 压，电表均不超过测量范围)，进行下列操 作：只闭合S、S2,最大范围内移动滑动变阻 器滑片P,电流表示数与滑动变阻器接入电 路的电阻的关系如图乙所示；只闭合S,滑 片P从最右端向左滑动，直至灯泡正常发 光，电流表示数与电压表示数的关系如图丙 所示。下列说法正确的是 ◆IA 0.56 50R/2 乙 A 0.44 0.10 UN 丙 A.电源电压为5V B.小灯泡的额定功率为2.64W 12物理九年级下册人教版 值和范围问题 C.小灯泡工作时的最小电压为1V D.只闭合S1、S2与只闭合S2、S3,滑动变阻器 允许接入电路的最小电阻之比为5：1 3.(2024·内江中考)图甲是某物理兴趣小组 设计的简易“坐位体前屈”测试仪，其简化原 理如图乙。在测试中，测试的同学向前水平 推动测试仪的滑块（相当于向右移动图乙中 滑动变阻器的滑片P),用电压表的示数来反 映被测试者的成绩。电源的电压恒为6V, 电压表的测量范围为0~3V,电流表的测量 范围为0~0.6A,滑动变阻器R1标有 “2021.5A”的字样，定值电阻R2=102。 闭合开关S,求： 农 (1)当滑动变阻器连入电路的电阻R1=22 时，电压表的示数。 (2)在保证电路元件安全的情况下，电路总 功率的最小值。 类型2取值范围问题 4.（多选)如图所示的电路，电源电压保持不 变。小灯泡的额定电压为6V,滑动变阻器 铭牌标有“501A”字样，电流表选用0~ 3A的测量范围。先闭合开关S1、断开开关 S2,此时小灯泡正常发光；保持开关S闭合， 再闭合开关S2,当滑动变阻器连入电路的电 阻为302时，电流表的示数为0.8A。保持 开关S、S2都闭合，忽略温度对灯丝电阻 的影响，使用过程中元件完好，在保证电 路安全的情况下，下列说法正确的是 ( A.将滑动变阻器的滑片向右移动，小灯泡实 际功率不变 B.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是 2.5~502 C.通过电流表的电流最小值为0.72A D.电路的总功率最大值为9.6W 连杆 (第4题图) (第5题图) 5.某同学设计的监测河水流速变化的装置原 理如图所示。机翼状的探头始终浸没在水 中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下 移动，电源电压保持4.5V不变，电流表测 量范围为00.6A,电压表测量范围为0~ 3V,定值电阻的电阻R1为5Ω，滑动变阻器 R2的规格为“1521A”。闭合开关S,随 着水流速度的改变，下列说法正确的是 ( A.当水流速度增大时，电压表的示数变大 B.当水流速度减小时，电压表与电流表的示 数之比变小 C.滑动变阻器允许接入电路的取值范围为 2.5~102 D.电路总电功率的变化范围为1.35 4.05W 6.(2024·广安中考)如图所示，电源电压为 6V恒定不变，灯泡L标有“2V0.4W”的 字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），滑动变 阻器R2标有“6021A”的字样，电流表测 量范围为00.6A,电压表测量范围为0~ 3V。 (1)求灯泡L正常发光时的电阻。 (2)当S1、S2均闭合，S3接b,滑动变阻器滑 片移到最大电阻处时，电流表示数为 0.4A,求R1的电阻。 (3)在保证电路安全的情况下，求整个电路 电功率的变化范围。 第十八章电功率 13