第15章 电能与电功率进阶突破-【支点·同步系列】2026-2027学年九年级上册物理（沪粤版·新教材）

进阶突破 考向聚焦 4.烤制蛋挞时，小明发现烤箱内部的电阻丝很 快发热把蛋挞烤熟，但外部与电阻丝串联的 1.核心素养·科学态度与责任LED灯具有 电线部分几乎不怎么热。下列有关说法正 节能、环保等特点。有一个额定电压为 确的是 220V、额定功率为4.4W的LED灯泡，该 A.通过电阻丝的电流小于通过外部电线的 灯泡的额定电流是 A。与普通 电流 白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假 B.主要原因是外部电线散热比电阻丝慢 设LED灯可以节约90%的电能，则这个 C.电阻丝的电阻大于外部电线的电阻 LED灯与功率为 W的白炽灯亮 D.外部的电线不消耗电能，所以不易发热 度相当。 5.核心素养·科学思维如图甲所示的电路 2.教材变式某城市实施阶梯电价，具体方案 中，电源电压不变，小灯泡的阻值不变，滑动 如下表所示： 变阻器的规格是“100Ω1A”。闭合开关， 用电时段 时间范围 电价 在保证电路元件安全且某时刻能使小灯泡 高峰期 8:0021:00 0.55元/度 正常发光的前提下，最大范围内移动滑片， 低谷期 21:00~第二天8：00 0.30元/度 并绘制出通过滑动变阻器的电流与滑动变 阻器阻值关系的图像，如图乙所示。下列说 kW·h kW.h kW.h 3590 13630 13650 法正确的是 220V10(20)A50H4 220V10(20)A50H2 220V10(20)A50H2 360/kwh) 30/(kw-h) 360/(kWh) 0. 0.2 单相电能表 单相电能表 单相电能表 0. 第一天8：00 第一天21：00 第二天8：00 20406080100R/0 小刚留心观察了一下自家电能表，分别记录 了其在第一天8：00、21：00和第二天8：00这 A.电源电压为6V B.小灯泡的电阻为102 三个时刻的示数，如上面图片所示。那么他 C.小灯泡的额定功率为1.8W 家这一天共消耗电能 kW·h,应 D.整个电路电功率最小时，20s内滑动变阻 付电费 元。 器消耗的电能为12J 主题情境·用电烤箱烤制蛋挞小明在 6.新考法物理科技小组在课外制作活动中， 家学习用电烤箱烤制蛋挞。请完成第3~ 把一个废旧电饭锅改造成一个由一根电热 4题。 丝和两个开关组成的简易电饭锅。接通电 3.用电烤箱烤制蛋挞时，烤箱上的电热管会发 源，闭合手动开关，电热丝工作，当锅内温度 红发烫。下列用电器的工作原理与电烤箱 达到103℃时，手动开关自动断开，且无法 烤制蛋挞时的工作原理相同的是 自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低 A.电蒸锅 B.洗衣机 于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高 C.电风扇 D.电冰箱 于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开 物理九年级HY版 关的通断，可实现加热和保温两种功能。根 A.U=1.5V时，P1可能等于P 据以上描述，下列判断正确的是 ( B.U=2.5V时，P1一定小于P2 A.接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开 C.U=3.5V时，P1一定等于P2 始工作 D.U=4.5V时，P1一定小于P2 B.当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上 4.(2025成都，多选，有改动)小方用下图示 进入保温状态 的电路探究黑箱内电阻连接情况，黑箱内4 C.简易电饭锅加热时的功率大于保温时的 个相同的定值电阻以一定方式连接，每个电 功率 阻的阻值约为10~20,1、2、3、4为箱内线路 D.锅内温度由103℃降至60℃过程中，电 引出的四个接线柱，M、N是接线头。电源电 热丝不工作 压恒为12V,小灯泡标有“4.8V0.4A”字 挑战中考 样，其阻值不变。将2、3或3、4接入电路，闭 合开关，小灯泡均正常发光，电压表的示数 1.(2025重庆)某款家用全自动中药电煎药壶 均为U1,电流表的示数均为I1;当1、3或2、 加热挡的额定功率为400W,正常加热1min 4接入电路时，电压表的示数均为U2,电流 产生的热量是 J,加热电阻 表的示数均为I2;当1、4或1、2接入电路 的阻值是 2。 时，电压表的示数均为U3,电流表的示数均 2.(2025新疆)在绿色照明、智慧照明理念的倡 为13。U2:U1=5:8,电流表、电压表均正 导下，LED灯具正在快速普及。某型号吸顶 常工作，小灯泡均发光。下列判断正确的是 灯经过灯内调制电路将家庭电路的电压变 为60V的直流电压，吸顶灯内有4个灯条贴 片，每个灯条贴片由20个相同的LED灯珠 串联组成，4个灯条贴片并联在60V的电压 两端。开关闭合后，所有LED灯珠均能正 常发光，则每个LED灯珠的额定电压为 A.当1、4接入电路时，黑箱内4个电阻串联 V。已知每个LED灯珠的额定电流 B.I3:I1=5:11 为0.15A,则该吸顶灯的总电流为 C.U3:U2=2:3 A。吸顶灯正常工作时，若突然有一个 D.上述探究中电路工作的最小功率约为 LED灯珠发生了断路故障，则吸顶灯的功率 2.18W 变为 W。 5.(2025资阳)为守护舌尖上的健康，加强餐具 3.(2025扬州，有改动)如右图， R 消毒，小明家购置了一台消毒柜。如图甲所 电源电压U可调，R,是阻值 电源 示，消毒柜分上下两室，上室为中温烘干室， 为52的定值电阻，R2为敏感元件，其阻值 下室为高温消毒室，两室可独立工作。其内 随电流增大而减小。电源电压从零开始增 部简化电路图如图乙所示，R1、R2分别为上 大，电路中电流逐渐增大。当电流为0.3A 室和下室的加热电阻。已知工作电压U= 时，R2两端的电压为1.5V。R1的功率为 220V,上室独立工作时功率P1=220W,下 P,R2的功率为P2。则 ( 室独立工作时功率P2=440W。完成下列 上册第十五章 问题： (2)①小明检查电表量程的选择和电路的连 接都无误后，闭合开关，将滑动变阻器的滑 片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小 52 R 明的实验操作存在错误，正确的操作应是 220Vo (1)求上室中加热电阻的工作电流I1。 (2)求下室中加热电阻的阻值R2。 ②正确操作后，继续实验的过程中，电压表 (3)若两室同时工作t=0.5h,只考虑此消毒 的指针出现图乙所示的情况。经检查发现 柜消耗的电能，求电能表上的转盘应转过的 只有滑动变阻器发生故障，则故障可能是滑 转数n。〔已知该电能表参数N=600r/ 动变阻器 (选填“断路”或“被 (kW·h),即每消耗1kW·h,该电能表转 短接”)。 盘转过600转) (3)排除故障后，继续实验，获取实验数据。 当电压表的示数为2.5V时，电流表表盘如 图丙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定 功率为 W。 (4)完成实验后，小明设计了图丁所示的电 路，想要用原有的实验器材和定值电阻R。, 在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡L 的额定功率。请你帮助他完成实验方案： 6.(2025齐齐哈尔，有改动)实验小组进行“测量 ①检查电路无误后，闭合开关S,将开关S 小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡L 接α，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示 (U氯=2.5V,额定功率约为0.8W)、电压为 数为 V。 3V且保持不变的电源、标有“201A”字 ②保持滑片不动，再将开关S1接b,读出电 样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线 压表的示数为U。。 若干。 ③小灯泡L的额定功率P颜= (1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物 连接完整。（导线不允许交叉） (用U颜、U、R。表示)。 (5)小明找来了阻值为202的定值电阻R。, 按照该方案进行测量。你认为小明能否测 出该小灯泡L的额定功率？请说明你的判 断依据： 116 物理九年级HY版Q1=IR1t=(5.5A)2×402×100s=1.21×105J (3)在15min内，只有空气炸锅工作，产生的电费为 0.06元。 .75kw·h=0.08kw.h 0.06 则消耗的电能W= 该空气炸锅的电功率 p-W_0.08kw.h 0.32kW=320W 15 h 60 进阶突破 考向聚焦 1.0.02442.62.8 3.A4.C 5.C【解析】由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器串联，移 动滑片，根据图乙可得，当滑动变阻器接入电路的阻 值R,=20Ω时，电路中的电流I1=0.3A,电源电压 U=I,(R+R:)=0.3A×(R十202)①，此时小灯 泡正常工作，电路中电流最大：当滑动变阻器接入电 路的阻值R,=100时，电路中的电流I2=0.1A,电 源电压U=I2(R.+R2)=0.1A×(R,+1002)②；联 立①②可解得U=12V,R,=202,A、B错误。小灯 泡的额定功率P=I1R=(0.3A)2×202= 1.8W,C正确。当滑动变阻器接入电路的阻值R2= 1002时，电路中的电流最小，电功率最小，则20s内滑 动变阻器消耗的电能W=U2I2t=I2R2t=(0.1A)2× 1002×20s=20J,D错误。 6.D 挑战中考 1.2.4×1041212.30.627 3.B【解析】由图可知，R,与R:串联，当电流为0.3A 时，U2=1.5V,此时U1=IR,=0.3A×52=1.5V, 说明此时R,=R2,P,=P2,U=U,十U2=3V。以电 源电压为3V时两电阻阻值相等作为分界线，当电源 电压小于3V时，电路中电流减小，此时R2的电阻增 大，R,的电阻不变，但是通过两电阻的电流相等，根 据P=IR,R,<R2得，当电源电压小于3V时，P,< P2,A错误，B正确。当电源电压大于3V时，电路中 的电流增加，此时R2的电阻减小，R,的电阻不变，但 是通过两电阻的电流相等，根据公式P=R,R,> R2得，当电源电压大于3V时，P1>P2,C、D错误。 4,BD【解析小灯泡的电阻R=号=。8=120。 当接线柱2、3或3、4接入时，小灯泡正常发光，电压表 的示数U=4.8V,电流表的示数I,=0.4A,电路的 U 12V 总电阻Ra==0.4入=30D,所以黑箱电阻R黑= Ra一R=30一122=18：当1、3或2、4接入时 电压表的示数为U2,因为U2：U1=5:8,所以U2= 5 U2 3V ×4.8V=3V,此时电路中的电流1，=R=20 =0.25A,则黑箱电阻R'==-业 12 12V-3V 0.25A =36Ω，说明此时有两个电阻串联，因此黑 箱内共有四个相同的18Ω电阻。黑箱内的电路结构 24 物理九年级HY版 如下图所示。当1、4接入时，黑箱内3个电阻串联，A 错误。电流之比I,：I1=(R十R,):3R=(182十 122):(3×182)=5:11,B正确。电压之比U3: RL 122 U,=R十3R:R,十2R=12n+3X180· 12n+2×1808:11,C错误。最小功率P,= 12Ω U (12V)2 R,+3R-120+3×180≈2.18W,D正确。 1☐→ 3 2 -4 5.解：(1)上室中加热电阻的工作电流 1=号-0-1A (2)下室中加热电阻R。的阻值 U2(220V)9 R,=P:=440W =1102 (3)两室同时工作t=0.5h,电路消耗的电能 W=W:+W Pit+P2t=0.22 kWx0.5 h+ 0.44kW×0.5h=0.33kW·h 已知每消耗1kW·h,该电能表转盘转过600转，故n =0.33kW·h×600r/(kW·h)=198r 6.(1)如下图所示(2)①先将滑动变阻器的滑片调至阻 值最大处，再闭合开关②断路(3)0.75(4)①0.5 U额U。 ③R。 (5)不能。小灯泡L正常发光时，通过 R。的电流等于小灯泡的额定电流，R。两端的电压 U。=IR。=0.3A×202=6V>3V,R。两端的电压 大于电源电压，不能满足实验要求 ✉ 【解析】(1)根据题意，小灯泡应与滑动变阻器、电流表 P 串联在电路中，正常发光时的电流约为1=可 0.8W 2.5V=0.32A,电流表选择小量程。(2)①测量小灯 泡的电功率时，为保护电路，闭合开关前，应将滑动变 阻器的滑片调至阻值最大处，所以正确的操作是先将 滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，再闭合开关。 ②由图乙可知，电压表的示数为0，因电压表测的是小 灯泡两端的电压，若滑动变阻器短路，则电压表的示 数约为3V,不符合题意；若滑动变阻器断路，电路中 无电流，电压表的示数为0，符合题意。(3)由图丙可 知，当小灯泡正常发光时，电流表的示数为0.3A,则 小灯泡的额定功率P=U颜I=2.5V×0.3A= 0.75W。(4)由图丁可知，小灯泡、定值电阻R。和滑 动变阻器串联。闭合开关S,S,接a时，调节滑动变 阻器的滑片，要使小灯泡两端的电压为2.5V,则电压 表的示数Uv=U-U=3V-2.5V=0.5V。保持滑 动变阻器滑片的位置不变，闭合开关S,S,接b时，电 压表测R。两端的电压U。,则电路中的电流为I= 尽，则小灯泡额定功率的表达式为P=U: R,。。(⑤)由前面实验可知，若小灯泡L正常发光 U颜U。 时，I=0.3A,由于R。与小灯泡串联，则R。两端的 电压U。=IR。=0.3A×20=6V>3V,R。两端的 电压大于电源电压，不能满足实验要求，因此不能。 周周练 周周练一第十一章11.1~11.2 1.做功不做功2.甲甲 3.没有>4.=< 5.8400180【解析】甲对小车做的功W甲=F甲s= 90N×60m=5400J,乙对小车做的功Wz=Fzs= 50N×60m=3000J,则甲、乙两人对小车做的功W= W甲+Wz=5400J+3000J=8400J。则甲对小车做 功的功率P甲= W单_5400J =180W。 t30s 6.C7.D8.B 9.B【解析】由图乙可知，物体通过的路程和时间的关 系图像是一条过原点的倾斜直线，说明物体做匀速直 线运动，且运动的速度1=三=号m=2m/s,此时物 体受力平衡，所以F=,推力做功的功率P三 =1=下，1。由图丙可知，物体运动的速度和时间 f 的关系图像是一条平行于时间轴的直线，说明物体做 匀速直线运动，且速度v2=4m/s,此时物体受力平 衡，所以B,=f,推力做功的功率P,==P= t2t2 F2v2。因为水平地面的粗糙程度不变，f,=f2,F,= 2,由1<2可得P,<P2。故B正确，A、C、D 错误。 10.A11.C 12.D【解析】物体在AB段和CD段对水平地面的压 力相等，水平地面的粗糙程度相同，所以物体在AB 段和CD段所受摩擦力大小相等，故A错误。由图 可知，物体在AB段和CD段均做匀速直线运动，受 到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二者大小相等。 所以物体在AB段和CD段所受拉力大小相等。由 图可知，物体在AB段的速度为3m/s,时间是2s,在 CD段的速度为2m/s,时间是3s,根据s=t可知， 物体在AB段和CD段通过的路程相等，所以AB段 和CD段水平拉力F做的功相等，故B、C错误。水 平拉力F做的功相等，物体在CD段所用的时间大 W 于AB段，根据P=,可知，在CD段水平拉力F做 功的功率较小，故D正确。 13.A14.AD 15.解：拉力做的功 W=Fs=5×101N×8m=4×105J 拉力做功的功率P=W-4X10」=4X10W t100s 周周练二第十一章11.311.4 1.额外0J2.力提高 3.重力势能减小4.重力势动摩擦力 5.90100【解析】有用功W有=Gh=900N×5m 4500J,物体上升的时间1=么 0.5m/=10s。由 5 m 图乙可知，t=10s时，W。=5000J,则滑轮组的机械 效率WX100%三5000X100%=90%。额外 功W=W。-W有=5000J-4500J=500J,动滑轮 s=500J=100N。 的重力G动=h 5m 6.C7.D8.D 9.D【解析】有用功是为了达到目的而必须做的功，用 动滑轮提升重物时，克服重物重力做的功是有用功，A 错误。动滑轮的特点是省力但费距离，图中承担物重 的绳子有2段，绳子自由端移动的距离s=2h,即人手 移动的距离是重物上升距离的2倍，二者不相等，B错 误。因为在相同时间内绳子自由端移动的距离是重 物移动距离的2倍，所以人手移动的速度也是重物移 动的速度的2倍，C错误。根据动滑轮的机械效率？ Vx1004+wX100%年 Gh 1 W 1WX100% 1+Gh 得，重物质量越大，动滑轮的机械效率就越大，D正确。 10.B11.B12.D 13.AC【解析】在水平方向上，磁铁受到的白板的吸引 力与支持力是一对平衡力，故A正确。由图可知，磁 铁在0~2s内通过的路程51三2×4m/s×2s= 4m;在2~4s内通过的路程s2=l=4m/s×2s 1 8m;在4~6s内通过的路程s=2×4m/sX2s= 4m。则磁铁在0~6s内通过的路程为s=s1十s2十 s3=4m十8m+4m=16m,故B错误。由图丙可 知，在2一4s内磁铁的速度保持不变，因此磁铁做匀 速直线运动，受到平衡力的作用，磁铁在竖直方向上 受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力∫和竖 直向上的拉力F',根据平衡力的特点可知，磁铁受到 的摩擦力大小f'=F-G=11N-5N=6N。磁铁 在t=5s时做竖直方向上的减速运动，速度减小，压 力不变，接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变， 故t=5s时，磁铁受到的摩擦力为6N,故C正确。 由图丙可知，磁铁在2s时，速度最大，动能最大，但 2s后磁铁继续向上运动，所以重力势能不断增大， 因此磁铁在2s时机械能不是最大，故D错误。 14.(1)木块移动的距离小球碰撞前(2)速度质量 (3)小华小球在相同的水平面上通过相同的距 离时，消耗的机械能相同 周周练三第十一章11.1~11.4 1.做功不做功2.快10 3.重力势动4.20010 5.102 【解析】有用功W有用=Gh=180N×0.5m= W想可得，总功w。-W= 90J;由7=W2 90% 25 上册详解详析