专项提优9 电学综合计算-【支点·同步系列】2026-2027学年九年级上册物理（沪粤版·新教材）

专项提优九 电学综合计算 类型《1极值、范围类计算 (3)滑动变阻器接入电路的阻值范围。 1.(2025重庆改编)科技小组的同学按图甲所 示的电路研究自制小台灯的调光效果，灯泡 L标有“2.5V”字样，电源电压恒为4.5V, 电压表的量程为“0~3V”,电流表的量程为 “0~0.6A”。闭合开关S,在确保电路安全 的情况下，最大范围移动变阻器的滑片P, 观察灯泡L的亮暗，绘出灯泡L的I-U图 像如图乙所示。求： A 0.3 0.2 00.511.52.02.50八 (1)灯泡正常发光时的阻值。 (2)电路以最大电功率工作10s消耗的 电能。 类型2用电器铭牌类计算 2.(2025南充)电动机已广泛应用于我们的生 产和生活中，它实现了电能向其他形式能的 转化，如：电风扇消耗的电能转化为内能和 机械能。下表是某品牌电风扇的铭牌参数， 若此电风扇正常工作1h,求： 品牌 某品牌 型号 ￥￥-35X67Bh7 额定电压 220V 额定功率 55W 普通/睡 送风模式 控制方式 遥控/触摸按键 眠/智能 毛重 6.40kg 净重 5.46kg 172 物理九年级HY版 (1)电风扇消耗的电能。 4.商业街移动摊位使用可显示电费的新型插 (2)电风扇的额定电流。 座（如图甲所示）计费。某摊位使用空气炸 (3)电风扇线圈中电流产生的热量（已知该 锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示的是 品牌电风扇线圈电阻为32Ω)。 该空气炸锅加热部分的简化电路图。其额 定电压为220V,定值电阻R,和R2为发热 体，其中R1=40。通过开关S1、S2、S3的 通断可实现高、中、低三个挡位的调节(S、S 不会同时闭合)，只闭合S3时为中温挡，中温 挡的额定功率为440W。 使用后表盘示数 时钟：9时25分 电压：220V 电费.0.06元 220 甲 入 (1)求R2的电阻。 (2)高温挡正常工作100s,求电流通过R, 产生的电热。 类型3多挡位电器类计算 (3)只有空气炸锅工作，插座表盘示数在使 3.某电饭锅的电路如右 用前后分别如图甲、丁所示。通过表盘显示 图所示，发热盘内有 的数据估算该空气炸锅的电功率。〔已知商 发热电阻R,和分压 用电费单价为0.75元/(kW·h) 电阻R2,S是温控开 220V。 关。当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过 的电流为4A;当温度达到一定值时，开关S 自动切换到b,电饭锅处于保温挡，通过的电 流为0.25A。求： (1)R,的阻值。 (2)电饭锅高温挡的功率。 (3)保温16min,分压电阻R2产生的热量。 上册第十五章 13=R。一R,=252一202=52。(5)(3)中R2接人电 路的阻值与(4)中相同，为52，小灯泡正常发光，电路 中的电流为0.5A,R2两端的电压U=I"R2=0.5A ×52=2.5V,小灯泡两端的电压U灯=U-U2=6V- 2.5V=3.5V,小灯泡的额定功率P颜=U灯”=3.5V ×0.5A=1.75W。 15.4焦耳定律 知识清单 ①发热②大③大④长⑤二次方⑥热 归类探究 1.相等R2右 2.0.1230 基础达标 1.热不能2.U形管内液面高度差12 3.D4.B5.A 能力提速 1.热闭合2.16×105 2.10变式81 3.AB【解析】只闭合S,R,、R:串联，通电时间和电流 大小均相等，两个电阻的阻值不相等，因此，可以探究 电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故A正确。 只闭合S,若电路中的电流为0.2A,通电1min,R 产生的热量Q=IR1t=(0.2A)2×52×60s=12J, 故B正确。闭合S1和S2,R2和R3并联后，再与R 串联，则通过R,的电流等于通过R2和R,的电流之 和，则通过R,的电流是通过R2的电流的2倍，故C 错误。闭合S,和S2后，通过R,的电流是通过R2的 电流的2倍，通电时间相同，R2=2R1,根据焦耳定律 可得Q,=2Q2,则左侧U形管内液柱的高度差大于右 侧的高度差，故D错误。 4.解：(1)高温 (2)药液吸收的热量Q殿=c药液m△1=4.2×103J/(kg ·℃)×1kg×(35℃-25℃)=4.2×10J (3)电中药锅在中温挡工作100s消耗的电能 W=P中t=440W×100s=4.4×10J (4)当开关S,断开，S2接b时，R1与R2串联，此时电 中药锅为低温挡，则低温挡时电路中的总电阻 U2(220V)2 Ra=Pg=220w=2200 则R:的阻值R2=Ra-R,=2202-1102=1102 思维拓展 1.霜50%【解析】当旋转开关调至“1”时，观察电路 可知，只有R,接入电路；当调至“2”时，R1与R2串 U2 联。根据P=尺可知，电源电压恒定不变时，电路中 的电阻越小，功率越大，“1”挡时R=R,=62,“2”挡 时R=R,十R2=6十6=122，所以“1”挡电阻小， 功率大，为高温挡（除霜模式），“2”挡为低温挡（除雾 模式)；当开关在“1”挡时，只有R,工作，电路中的电 U 12V 流1=尺=60=2A,加热时间1=1min=60s,消耗 的电能W=U1t=12V×2A×60s=1440J,后视镜玻 璃吸收的热量Q=c藏璃m△1=0.8×103J/(kg·℃)× 0.15kgX6℃=720J.加热效率7=是×100%= Q 720J 1440J ×100%=50%。 2.B 专项提优九电学综合计算 1.解：(1)由图乙可知，灯泡正常发光时通过灯泡的电流 为0.25A. _U题=2.5V 则灯泡正常发光时的阻值R1=7-0.25A=100 (2)灯泡两端的电压为2.5V时，电路中的电流为 0.25A,则电路的最大电流为0.25A。 则电路的最大电功率 Pm=U8 Immx=4.5 VX0.25 A=1.125 W 则电路以最大电功率工作10s消耗的电能 W=Pt=1.125W×10s=11.25J (3)当电路中的电流为0.25A时，电路总电阻 =0a=4.5V Ra=10.25A =182 滑动变阻器接入电路的最小阻值 Rm1=Ra-RL=182-102=82 当电路中的电流为0.1A时，灯泡的阻值 R-兴-兴5a 此时电路总电阻 R,/-是-X6n 滑动变阻器接入电路的最大阻值 R指2=R。'-R1'=452-5Q=402 则滑动变阻器接入电路的阻值范围为8~402。 2.解：(1)电风扇正常工作1h消耗的电能 W=Pt=55W×3.6×103s=1.98×105J (2)电风扇的额定电流 P_55W 1m==220V=0.25A (3)电风扇正常工作1h线圈中电流产生的热量 Q=I2Rt=(0.25A)2×322×3.6×103s=7.2× 103J 3.解：(1)当S接a时，电路为R,的简单电路，则由欧姆 U220V 定律可得，R,的阻值R,=-4A=5n (2)电饭锅高温挡的功率P喜=U1高=220VX4A= 880W (3)R,的阻值R:=R 220V 0-R=0.25A-552=8252 电阻R:产生的热量Q2=IR2t=(0.25A)2×8252 ×16×60s=4.95×101J 4.解：(1)只闭合S时，电路中只有R2工作，为中温挡。 =0=(220V)2 R:=P#a=40W-1100 (2)闭合S、S时，R,与R2并联，为高温挡。 U_220y=5.5A 通过R,的电流L=R,=40Q R,产生的电热 23 上册详解详析 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