第十八章 电功率(单元复习)2026-2027学年人教版物理九年级全一册
2026-08-18
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摘要:
**基本信息**
本卷为初中物理第十八章《电功率》单元复习卷,通过选择、填空、实验探究及计算题型,结合生活电器(如空气炸锅)与科技情境(如“武BOT”机器人),全面考查电功率核心知识,适配单元复习需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|12小题|电能表使用、电流热效应、串并联功率比较|以电热水壶、体重秤为情境,辨析概念,体现物理观念|
|填空题|8小题|电功计算、额定功率、高压输电|结合电动车电池、节能风扇,强化能量观念|
|实验探究题|2小题|电流产热影响因素、测量小灯泡电功率|运用控制变量法,设计数据处理,培养科学探究能力|
|计算题|1小题|电路动态分析、功率计算|综合图像与电路规律,提升科学推理与问题解决能力|
内容正文:
第十八章 电功率
一.选择题(共12小题)
1.(2026•海州区二模)如图所示为学校实验室中电能表的表盘,小明利用该电能表和秒表测量一个电热水壶的额定功率。他关闭其他用电器,只让该电热水壶工作20min,电能表示数变为“1235.00”。下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.该电热水壶消耗的电能为0.5J
C.此过程电能表指示灯闪烁了1500次
D.该电热水壶的额定功率是1500kW
2.(2026•通州区模拟)图中用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电热水壶 B.电风扇
C.电视机 D.抽油烟机
3.(2026•衡阳县模拟)现有两盏白炽灯,甲灯标有“6V 3W”,乙灯标有“6V 6W”,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列分析正确的是( )(在保证两灯不损坏的情况下)
A.两灯串联,为保护两灯,电源电压最多允许为12V
B.两灯串联在同一电路中,乙灯亮一些
C.两灯并联,为保护两灯,干路电流最大允许为0.5A
D.在保证两灯不损坏的情况下,两灯并联在同一电路中,乙灯亮一些
4.(2025秋•市南区期末)下列关于单位焦耳(J)的换算关系中,不正确的是( )
A.1J=1V•As B.1J=1V2•Ω•s
C.1J=1A2•Ω•s D.1J=1V2•s•Ω﹣1
5.(2025秋•响水县期末)现代社会人们的生活越来越离不开电,下列电器工作时主要利用了电流热效应的是( )
A.电风扇 B.电水壶 C.电冰箱 D.电视机
6.(2025秋•英德市期末)将两只规格不相同的灯泡接入电路中(如图所示),闭合开关S,下列现象一定会出现的是( )
A.L1与L2的亮度一定相同
B.若L1灯丝断开,L2不发光
C.L1与L2的电流一定相同
D.L1与L2的电压一定相同
7.(2026•威海一模)在“估测用电器实际功率”的综合实践活动中,小明先断开家中所有用电器,只让一台挂壁式空调工作2min,测得电能表指示灯闪烁120次。关闭空调后让另一用电器单独工作10min电能表指示灯闪烁24次,则该用电器最可能是( )
A.普通照明灯泡 B.电吹风
C.电饭锅 D.微波炉
8.(2026•揭东区二模)现有标有“PZ220﹣40”的灯泡L1和“PZ220﹣100”的灯泡L2,先并联接到220V电路中,后串联接入同一电路,下列说法正确的是( )
A.两种情况下灯泡都不能正常发光
B.两种情况下灯泡都能正常发光
C.串联时,两灯亮度一样
D.并联时,灯L2较亮
9.(2026•东明县模拟)某家庭新买了一台空气炸锅,铭牌如表。小吕的爸爸说:“这台空气炸锅功率这么大,有1500W,所以非常费电。”他的说法( )
XX空气炸锅
产品型号:AF﹣3202
额定频率:50Hz
额定功率:1500W
额定电压:220V~
A.说法正确 B.混淆了电功率和电能
C.混淆了电功率和电流 D.混淆了电功率和电压
10.(2026•迎泽区校级二模)体重秤称量的质量越大,仪表显示的数值越大,它的电路原理如图乙所示,其中R1为压敏电阻,R2为定值电阻,电路中串联一个仪表。以下说法正确的是( )
A.电路中串联的仪表是一个电压表
B.人体质量越大,R1的电阻值越大
C.人体质量越大,电路中电流越小
D.人体质量越大,R2的电功率越大
11.(2026•新疆模拟)如图所示,两个相同滑动变阻器R1、R2并联在电路中,电阻丝的阻值与其长度成正比。闭合开关后,滑动变阻器滑片都在距左端处时,电路的总功率为P0;若将R1的滑片向左移动2cm,将R2的滑片向右移动6cm,电路的总功率仍为P0,将R1的滑片再向左移动1cm,将R2的滑片再向右移动3cm,电路的总功率为P,则P:P0为( )
A.6:5 B.5:4 C.4:3 D.3:2
12.(2026•伊宁市模拟)如图所示,电源电压为15V,R0为定值电阻,滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω,当滑动变阻器R1的滑片P在最右端时,电压表的示数为3V,当滑动变阻器的滑片P移到某点a和某点b时,电压表的示数之比为3:4,滑动变阻器的电功率之比为27:32,则滑片P在b点时R1的功率为( )
A.2.4W B.3.6W C.5W D.7W
二.填空题(共8小题)
13.(2026•宁阳县二模)2026年春晚“武BOT”机器人震撼全场。该机器人电池规格为“75V15A•h”,其充满电后储存的电能是 J。
14.(2026•河源模拟)小明家单独使用电饭锅煮饭,用时10min,如图所示电能表的示数由图甲示数变成图乙示数,则电饭锅在这段时间内消耗的电能为 kW•h,合 J,电饭锅的功率为 kW。
15.(2025秋•渝中区校级期末)灯泡L1标有“220V 40W”、灯泡L2标有“220V 100W”,L1正常发光时的电阻为 Ω。若将它们串联接入220V的电路中,则灯 (选填“L1”或“L2”)更亮。
16.(2026•庆云县模拟)新型节能变频电风肩铭牌标有“220V,33W”字样,其正常工作时的电流为 A;若正常工作2h,消耗的电能为 J,相比传统电风扇节能率可达30%以上。
17.(2026•柘城县模拟)小明设计了可改变灯泡亮度的电路,图中的电源电压U为6V,灯泡L标有“6V,0.5A”,灯泡电阻随温度变化而变化,定值电阻R为12Ω。开关S1闭合,S2拨到1处时,灯泡L的电功率为 W;S2拨到2处时,电流表示数为0.3A,灯泡L两端的电压为 V,定值电阻R工作100s消耗的电能为 J。
18.(2026•贵池区一模)远距离输电采取高压输电的方式可减少电能在线路上的损失,如图所示。假设核电站发电机输出电功率恒为2×107W,若输电电压为200kV,每一根输电线的电阻为11Ω,则输电线路上每秒产生的热量为 J。
19.(2026•金凤区校级二模)一款电动车电池规格为“400V 200Ah”,该车充满电时存储了 kW•h的电能。
20.(2026•静海区校级模拟)某型号电饭锅有“高温”和“低温”两个挡位,其原理如图所示,已知电阻R0=48.4Ω,R=2156Ω。当开关S接1触点时,电饭锅处于 挡;当电饭锅处于高温挡时,功率为 W。
三.实验探究题(共2小题)
21.(2026•临沂一模)为“探究电流产生的热量与哪些因素有关”,小明连接电路如图所示,其中R1>R2。
(1)如图连接是为了控制通电时间和 相同;为了便于比较两根电阻丝通电后产生热量的多少,a、b两瓶中要装入 相等、初温相同的同种液体。
(2)已知比热容的大小为c水>c酒精>c煤油,为了在较短时间内达到明显的实验效果,实验时应选用的液体是 。(选填“水”、“酒精”或“煤油”);
(3)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体,并接入两根阻值相同的电阻丝,就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m,瓶中电阻丝的阻值为R,测出通过它的电流为I,通电一段时间t后,温度计的示数变化量为Δt,若不计热量损失,则a液体的比热容为 (用所给出的物理量写出比热容的表达式)。
22.(2026•新疆模拟)用如图甲所示电路“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为4V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。闭合开关后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表示数将 (选填“变大”或“变小”)。
(2)调节滑动变阻器的滑片,记录小灯泡的U﹣I图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
(3)移动滑动变阻器的滑片的过程中,若小灯泡的阻值增加3Ω,则滑动变阻器的阻值可能 (选填“增大6Ω”“减小2Ω”或“减小10Ω”)。
四.计算题(共1小题)
23.(2025秋•济南校级期末)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是2.5V,灯丝的电阻随温度而变化,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P位于某处时,小灯泡正常发光,此时电压表示数为1.5V;当滑片由该处调至阻值最大处的过程中,电流表的示数与电压表示数变化图像如图乙所示。请通过计算回答:
(1)电源电压是多少?
(2)灯泡正常发光时的电阻是多少?
(3)当灯泡正常发光时,通电10s整个电路消耗的电能是多少?
(4)当滑动变阻器滑片调至阻值最大处时,小灯泡的功率是多少?
参考答案
一.选择题(共12小题)
1.(2026•海州区二模)如图所示为学校实验室中电能表的表盘,小明利用该电能表和秒表测量一个电热水壶的额定功率。他关闭其他用电器,只让该电热水壶工作20min,电能表示数变为“1235.00”。下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.该电热水壶消耗的电能为0.5J
C.此过程电能表指示灯闪烁了1500次
D.该电热水壶的额定功率是1500kW
【分析】(1)电能表是测量消耗电能(电功)的仪表;
(2)根据两次电能表示数之差求出电热水壶消耗的电能;
(3)3000imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3000次,据此求出电能表指示灯闪烁的次数;(4)利用P求得该电热水壶的额定功率。
【解答】解:A.电能表是测量用电器在一段时间内消耗电能(电功)的仪表,故A错误;
B.图中电能表读数为1234.50kW•h,该电热水壶消耗的电能为W=1235.00kW•h﹣1234.50kW•h=0.5kW•h,故B错误;
C.3000imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3000次,此过程电能表指示灯闪烁次数为n=W×N=0.5kW•h×3000imp/(kW•h)=1500imp,故C正确;
D.该电热水壶的额定功率为,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了电功率的计算、电能表的读数和有关电能表的计算,属于基础题。
2.(2026•通州区模拟)图中用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电热水壶
B.电风扇
C.电视机
D.抽油烟机
【分析】要解答本题需掌握:电流的热效应就是把电能转化为内能。
【解答】解:A.电热水壶工作时把电能转化为内能,利用了电流的热效应,故A符合题意;
BD.抽油烟机和电风扇工作时,主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应来工作的,故BD不符合题意;
C.电视机把电能转化为光能和声音,没有利用电流的热效应,故C不符合题意。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对:电流的热效应,以及电能和其它形式能的相互转化,是一道基础题。
3.(2026•衡阳县模拟)现有两盏白炽灯,甲灯标有“6V 3W”,乙灯标有“6V 6W”,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列分析正确的是( )(在保证两灯不损坏的情况下)
A.两灯串联,为保护两灯,电源电压最多允许为12V
B.两灯串联在同一电路中,乙灯亮一些
C.两灯并联,为保护两灯,干路电流最大允许为0.5A
D.在保证两灯不损坏的情况下,两灯并联在同一电路中,乙灯亮一些
【分析】本题关键是能通过两灯规格比较出两灯电阻的大小关系,可以利用两灯的规格分别计算出额定电流、电阻,然后再根据选项中的问题,利用相应的规律、公式即可解答。
【解答】解:甲灯标有“6V 3W”,乙灯标有“6V 6W”,根据P=UI可知,甲灯的额定电流;
由欧姆定律可在甲灯的电阻;
乙灯的额定电流
乙灯的电阻:
A.当两灯串联时,为保护两灯,电路中的最大电流I串=I甲额=0.5A
此时电路中的总电阻R串=R甲+R乙=12Ω+6Ω=18Ω
此时电路中的最大电压U串=I串R串=0.5A×18Ω=9V,故A错误;
B.两灯串联在同一电路中,电流I相等,因为R甲>R乙,根据P=I2R可知,甲灯的实际功率更大,甲灯更亮,故B错误;
C.两灯并联时,为保护两灯,电源最大电压U=U甲额=U乙额=6V
此时甲、乙两灯均正常发光,干路的最大电流I并=I甲额+I乙额=0.5A+1A=1.5A,故C错误;
D.在保证两灯不损坏的情况下,两灯并联在同一电路中,根据并联电路电压的规律,两灯的电压U相等,因为R甲>R乙,根据可知,乙灯的实际功率更大,乙灯更亮一些,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查电功率公式及欧姆定律和串联、并联电路的规律。
4.(2025秋•市南区期末)下列关于单位焦耳(J)的换算关系中,不正确的是( )
A.1J=1V•As B.1J=1V2•Ω•s
C.1J=1A2•Ω•s D.1J=1V2•s•Ω﹣1
【分析】首先明确各选项中单位对应的物理量,然后根据物理量等量关系确定单位等量关系。
【解答】解:在物理学中,J是电能的单位,V是电压的单位,A是电流的单位,s是时间单位,W是功率单位,Ω是电阻单位。
A、由公式W=UIt知,1J=1V•A•s.故A正确;
BD、由公式W知1J=1V2•s•Ω﹣1,故B错误,D正确;
C、由公式W=I2Rt知,1J=1A2•Ω•s,故C正确。
故选:B。
【点评】进行单位间的换算时,运用不同单位间的具体关系,利用数学上的运算即可;同时对某些物理量的单位的由来也要有明确的认识,可借助于物理公式去理解。
5.(2025秋•响水县期末)现代社会人们的生活越来越离不开电,下列电器工作时主要利用了电流热效应的是( )
A.电风扇 B.电水壶 C.电冰箱 D.电视机
【分析】电流流过导体时,导体要发热,这种现象是电流的热效应。发生电流的热效应时,电能转化为内能。
【解答】解:电流通过导体时,把电能转化为内能叫作电流的热效应。
A.电风扇工作时将电能主要转化为机械能,少部分电能转化为内能,故A不符合题意;
B.电水壶工作时,将电能全部转化为内能,是利用电流热效应工作的,故B符合题意;
C.电冰箱工作时,将电能转化为机械能,驱动压缩机运转,故C不符合题意;
D.电视机工作时,将电能转化为声能、光能和内能,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】利用电流的热效应工作的家用电器工作时,都是电能转化为内能,这是判断的关键。
6.(2025秋•英德市期末)将两只规格不相同的灯泡接入电路中(如图所示),闭合开关S,下列现象一定会出现的是( )
A.L1与L2的亮度一定相同
B.若L1灯丝断开,L2不发光
C.L1与L2的电流一定相同
D.L1与L2的电压一定相同
【分析】(1)灯泡的亮度取决于其实际功率的大小;
(2)并联电路中各用电器互不影响;
(3)并联电路中干路电流等于各支路电流之和;
并联电路中各支路两端电压相等,都等于电源电压,而灯泡L1、L2的规格不同,由此可判断流过两灯泡的电流大小关系。
【解答】解:由图可知,灯泡L1、L2并联接在电路中,开关S在干路上控制整个电路;
A.灯泡L1、L2的规格不同,并联在同一电路中,则L1与L2的亮度不相同,故A错误;
B.灯泡L1、L2并联,若L1灯丝断开,则L1不发光,L2仍发光,故B错误;
C.灯泡L1、L2的规格不同,并联在同一电路中,则通过L1和L2的电流不相等,故C错误;
D.灯泡L1、L2并联,由并联电路中,各支路两端电压相等可知,L1与L2的电压一定相同,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查小灯泡实际功率比较、串联电路的电流规律、并联电路的电压规律等,是一道综合题。
7.(2026•威海一模)在“估测用电器实际功率”的综合实践活动中,小明先断开家中所有用电器,只让一台挂壁式空调工作2min,测得电能表指示灯闪烁120次。关闭空调后让另一用电器单独工作10min电能表指示灯闪烁24次,则该用电器最可能是( )
A.普通照明灯泡 B.电吹风
C.电饭锅 D.微波炉
【分析】首先估测空调的电功率,利用W=Pt可以计算出空调工作2min消耗的电能;
测得电能表指示灯闪烁120次,由此可以计算出电路中每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁的次数;
则当电能表指示灯闪烁的次数为24次,可以计算出该用电器消耗的电能,利用P计算出该用电器的电功率,结合各选项分析可知,哪个用电器符合要求。
【解答】解:空调的电功率约为1000W,则由P可知,空调工作2min消耗的电能约为:W1=P1t1=1×103W×2×60s=1.2×105JkW•h;
则电路中每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁的次数:N3600imp/(kW•h);
当电能表指示灯闪烁的次数为24次,用电器消耗的电能:W22.4×104J;
该用电器的电功率:P240W;
A、普通照明灯泡约为40W,故A符合题意;
B、电吹风的电功率约为600W,故B不符合题意;
C、电饭锅的电功率约为800W,故C不符合题意;
D、微波炉的电功率约为1100W,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查电功率的计算、对电能表参数的理解和掌握、能根据题意计算出电路中每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁的次数是解题的关键。
8.(2026•揭东区二模)现有标有“PZ220﹣40”的灯泡L1和“PZ220﹣100”的灯泡L2,先并联接到220V电路中,后串联接入同一电路,下列说法正确的是( )
A.两种情况下灯泡都不能正常发光
B.两种情况下灯泡都能正常发光
C.串联时,两灯亮度一样
D.并联时,灯L2较亮
【分析】(1)灯泡在额定电压下的实际功率等于额定功率;
(2)由串联电路特点及电功率公式判断两灯串联时实际功率的大小。
【解答】解:(1)因为P,额定电压相同,40W<100W,
所以由R可知,40W灯泡的电阻大于100W灯泡的电阻,
因为串联电路电流相等,由P=I2R可知,电阻大的灯泡的实际功率大,故40W的灯泡亮。
(2)当它们并联在220V的电源上,它们都正常发光,故实际功率都等于额定功率,由于“PZ220﹣100”灯泡的额定功率大,因此“PZ220﹣100”的灯泡亮。
故选:D。
【点评】由灯泡铭牌找出灯泡的额定电压与额定功率,应用电功率公式及其变形公式、串联电路特点即可正确解题。
9.(2026•东明县模拟)某家庭新买了一台空气炸锅,铭牌如表。小吕的爸爸说:“这台空气炸锅功率这么大,有1500W,所以非常费电。”他的说法( )
XX空气炸锅
产品型号:AF﹣3202
额定频率:50Hz
额定功率:1500W
额定电压:220V~
A.说法正确 B.混淆了电功率和电能
C.混淆了电功率和电流 D.混淆了电功率和电压
【分析】(1)电功是表示电流做功多少的物理量,电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程;
(2)电功率是电功与做功时间的比,反映了电流做功的快慢程度。
【解答】解:1500W表示电功率较大,结合W=Pt可知,相同时间,空气炸锅消耗的电能多,故爸爸混淆了电功率和电能。
故选:B。
【点评】此题考查了电能、电功率的认识。
10.(2026•迎泽区校级二模)体重秤称量的质量越大,仪表显示的数值越大,它的电路原理如图乙所示,其中R1为压敏电阻,R2为定值电阻,电路中串联一个仪表。以下说法正确的是( )
A.电路中串联的仪表是一个电压表
B.人体质量越大,R1的电阻值越大
C.人体质量越大,电路中电流越小
D.人体质量越大,R2的电功率越大
【分析】A.使用电压表时,电压表应该并联在待测电阻两端;
B.串联在电路中的仪表为电流表,由欧姆定律可知,电源电压一定时,电路中的电阻越小,电流表的示数越大,由体重秤称量的质量越大,仪表显示的数值越大,可知人体质量越大时,压敏电阻的变化情况;
C.体重秤称量的质量越大,仪表显示的数值越大即电路中的电流越大;
D.人体的质量越大时,压敏电阻的阻值越小,电路中的总电阻越小,由欧姆定律可知,电路中的电流越大,通过定值电阻R2的功率P=I2R2。
【解答】解:A.使用电压表时,电压表应该并联在待测电阻两端,所用仪表串联在电路中,此仪表不为电压表,故A错误;
B.串联在电路中的仪表为电流表,由欧姆定律可知:电流,所以电源电压U一定时,电路中的电阻R越小,电流表的示数越大,电阻变小,由体重秤称量的质量越大,仪表显示的数值越大即电路中的电流越大,电阻越小,所以人体质量越大时,压敏电阻的阻值越小,故B错误;
C.体重秤称量的质量越大,仪表显示的数值越大即电路中的电流越大,故C错误;
D.人体的质量越大时,压敏电阻的阻值越小,电路中的总电阻越小,由欧姆定律可知,电路中的电流越大,通过定值电阻R2的功率P=I2R2,所以R2的功率越大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电压表、电流表使用方法,欧姆定律的原因。
11.(2026•新疆模拟)如图所示,两个相同滑动变阻器R1、R2并联在电路中,电阻丝的阻值与其长度成正比。闭合开关后,滑动变阻器滑片都在距左端处时,电路的总功率为P0;若将R1的滑片向左移动2cm,将R2的滑片向右移动6cm,电路的总功率仍为P0,将R1的滑片再向左移动1cm,将R2的滑片再向右移动3cm,电路的总功率为P,则P:P0为( )
A.6:5 B.5:4 C.4:3 D.3:2
【分析】滑动变阻器长度和电阻均未知,因此可以设未知量,分别将几次调整后电路的电功率用未知量表示,从而推算出它们之间的关系。
【解答】解:由图可知,两个相同滑动变阻器R1、R2并联在电路中,电阻丝的阻值与其长度成正比。R1、R2接入电路部分实则为滑片左端部分,即向左移动滑片时,接入电路阻值变小,闭合开关后,滑动变阻器滑片都在距左端处时,两滑动变阻器完全相同,设它们的最大阻值为R,电阻丝的阻值与其长度成正比,R1、R2接入电路部分的阻值均为,两个相同滑动变阻器R1、R2并联在电路中,假设电源电压为U,则R1的功率,
R2的功率,
则此时总功率
假设两滑动变阻器的长度为l,开始时滑动变阻器滑片都在距左端处,则将R1的滑片向左移动2cm,将R2的滑片向右移动6cm后,R1接入电路长度,
R2接入电路长度,
分别占总长的、,因此此时R1、R2接入电路部分的阻值分别为、,则此时R1的功率,
R2的功率,
此时总功率仍然为P0,即
联立①②可得,两滑动变阻器的长度l=18cm,
因此,将R1的滑片再向左移动1cm,将R2的滑片再向右移动3cm,R1接入电路长度,
R2接入电路长度,
分别占总长的、,因此此时R1、R2接入电路部分的阻值分别为、,则此时R1的功率,
R2的功率,
则此时电路总功率,
因此。
故选:A。
【点评】本题考查欧姆定律和电功率的计算,属于综合题。
12.(2026•伊宁市模拟)如图所示,电源电压为15V,R0为定值电阻,滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω,当滑动变阻器R1的滑片P在最右端时,电压表的示数为3V,当滑动变阻器的滑片P移到某点a和某点b时,电压表的示数之比为3:4,滑动变阻器的电功率之比为27:32,则滑片P在b点时R1的功率为( )
A.2.4W B.3.6W C.5W D.7W
【分析】由图可知,R0与R1串联,电压表测R0两端的电压;
当滑动变阻器R1的滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据欧姆定律求出R0的阻值;
根据当滑动变阻器的滑片P移到某点a和某点b时,电压表的示数之比为3:4,利用欧姆定律表示出两次电压表示数之比,进而求出两次电路中的电流之比,根据P=UI=I2R表示出滑片P移到某点a和某点b时,滑动变阻器的电功率之比,进而求出滑片P移到某点a和某点b时,滑动变阻器接入电路的电阻之比,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律表示出滑片P移到某点a和某点b时的电源电压,进而求出滑片P移到某点b时滑动变阻器接入电路的电阻,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出滑片P移到某点b时电路中的电流,根据P=UI=I2R求出滑片P在b点时R1的功率。
【解答】解:由图可知,R0与R1串联,电压表测R0两端的电压;
当滑动变阻器R1的滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,
由串联电路的电压特点可知,此时滑动变阻器两端的电压:U1大=U﹣U0小=15V﹣3V=12V,
此时电路中的电流:I小0.3A,
由欧姆定律可知,R0的阻值:R010Ω;
由欧姆定律可知,滑片P移到某点a和某点b时电压表示数之比:,
由P=UI=I2R可知,滑片P移到某点a和某点b时,滑动变阻器的电功率之比:()2()2,
则滑片P移到某点a和某点b时,滑动变阻器接入电路的电阻之比:,
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,滑片P移到某点a和某点b时的电源电压分别为:
U=Ia(R0+R1a)=Ia(10Ω+R1a)Ib(10ΩR1b)……①
U=Ib(R0+R1b)=Ib(10Ω+R1b)……②
由①②解得:R1b=20Ω,
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,滑片P移到某点b时电路中的电流:Ib0.5A,
则滑片P在b点时R1的功率:P1bR1b=(0.5A)2×20Ω=5W,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,利用两次电路中电压表的示数之比和滑动变阻器的电功率之比是解题的关键。
二.填空题(共8小题)
13.(2026•宁阳县二模)2026年春晚“武BOT”机器人震撼全场。该机器人电池规格为“75V15A•h”,其充满电后储存的电能是 4.05×106 J。
【分析】根据W=UIt得出充满电后储存的电能。
【解答】解:该机器人电池规格为“75V15A•h”,充满电后储存的电能是W=UIt=75V×15A×3600s=4.05×106J。
【点评】本题考查电功的计算,为基础题。
14.(2026•河源模拟)小明家单独使用电饭锅煮饭,用时10min,如图所示电能表的示数由图甲示数变成图乙示数,则电饭锅在这段时间内消耗的电能为 0.4 kW•h,合 1.44×106 J,电饭锅的功率为 2.4 kW。
【分析】电能表是测量电能的仪表,末时间的示数减去初时间的示数即为用电器在这段时间内消耗的电能,注意电能表表盘上最后一位是小数且单位为kW•h;1kW•h=3.6×106J;利用P求得电功率。
【解答】解:电能表读数时最后一位是小数,这段时间消耗的电能为两次示数之差,即W=W乙﹣W甲=7625.2kW•h﹣7624.8kW•h=0.4kW•h
0.4kW•h=0.4×3.6×106J=1.44×106J
已知单独煮饭用时,根据电功率定义式代入电能数据可求得电饭锅的功率。
故答案为:0.4;1.44×106;2.4。
【点评】此题考查了电能表的读数及电功率的计算。
15.(2025秋•渝中区校级期末)灯泡L1标有“220V 40W”、灯泡L2标有“220V 100W”,L1正常发光时的电阻为 1210 Ω。若将它们串联接入220V的电路中,则灯 L1 (选填“L1”或“L2”)更亮。
【分析】(1)利用公式R计算灯泡L1正常发光时的电阻;
(2)两电阻串联接入电路中,通过两电阻的电流相等,由公式P=I2R可知,电阻越大,实际功率越大,灯泡亮度越大。
【解答】解:(1)灯泡L1标有“220V 40W”,L1正常发光时的电阻为:R11210Ω;
(2)灯泡L2的阻值为:R2484Ω,
R1与R2串联接入220V的电路中,R1的实际电功率为P实1=I2R1,R2的实际电功率为P实2=I2R2,
R1>R2,则P实1>P实2,所以灯L1更亮。
故答案为:1210;L1。
【点评】本题考查电功率公式的应用,灯泡亮度的比较。
16.(2026•庆云县模拟)新型节能变频电风肩铭牌标有“220V,33W”字样,其正常工作时的电流为 0.15 A;若正常工作2h,消耗的电能为 2.376×105 J,相比传统电风扇节能率可达30%以上。
【分析】(1)已知电风扇的额定电压和额定功率,根据I计算电风扇正常工作时的电流;
(2)已知电风扇的额定功率和工作的时间,根据W=Pt计算正常工作2h,消耗的电能。
【解答】解:由P=UI可得,电风扇正常工作时的电流为:;
电风扇工作的时间t=2h=7200s;
正常工作2h,消耗的电能为:W=Pt=33W×7200s=2.376×105J。
故答案为:0.15;2.376×105。
【点评】本题考查电功率公式的应用、电能的计算等知识点,难度不大。
17.(2026•柘城县模拟)小明设计了可改变灯泡亮度的电路,图中的电源电压U为6V,灯泡L标有“6V,0.5A”,灯泡电阻随温度变化而变化,定值电阻R为12Ω。开关S1闭合,S2拨到1处时,灯泡L的电功率为 3 W;S2拨到2处时,电流表示数为0.3A,灯泡L两端的电压为 2.4 V,定值电阻R工作100s消耗的电能为 108 J。
【分析】开关S1闭合,S2拨到1处时,电路中只有灯泡L接入,S2拨到2处时,R与L串联。
根据PL=U额I额=计算灯泡的额定功率;
根据串联电路电压规律,计算灯泡L两端电压UL=U−UR;
根据W=URIt计算定值电阻R工作100s消耗的电能电能。
【解答】解;
电源电压U=6V。灯泡L标有“6V,0.5A”,说明其额定电压为6V,额定电流为0.5A,电阻随温度变化。定值电阻R=12Ω。
开关S1闭合,S2拨到1处时,电路中只有灯泡L接入。电压分析:灯泡L直接接在电源两端,两端电压等于电源电压U=6V,即灯泡的额定电压。
灯泡在额定电压下工作,电功率为额定功率PL=U额I额=6V×0.5A=3W。
S2拨到2处时,R与L串联。电流分析:电流表测串联电路的电流,示数I=0.3A。电压分配:
定值电阻R两端电压:UR=IR=0.3A×12Ω=3.6V。
根据串联电路电压规律,灯泡L两端电压:UL=U−UR=6V−3.6V=2.4V。
定值电阻R工作100s消耗的电能电能W=URIt=3.6V×0.3A×100s=108J。
故答案为:3;2.4;108。
【点评】此题主要是考查学生对欧姆定律和电功率公式的理解和应用。
18.(2026•贵池区一模)远距离输电采取高压输电的方式可减少电能在线路上的损失,如图所示。假设核电站发电机输出电功率恒为2×107W,若输电电压为200kV,每一根输电线的电阻为11Ω,则输电线路上每秒产生的热量为 2.2×105 J。
【分析】根据公式P=UI求出输电电流,输电线是往返两根,据此求出输电线总电阻,根据焦耳定律求出每秒产生的热量。
【解答】解:根据公式P=UI可得输电电流为:
I;
输电线是往返两根,每根电阻R0=11Ω,因此输电线总电阻为:
R总=2×11Ω=22Ω;
每秒产生的热量为:
Q=I2Rt=(100A)2×22Ω×1s=2.2×105J。
故答案为:2.2×105。
【点评】本题考查了电功率公式和焦耳定律公式的应用,是一道较为简单的应用题。
19.(2026•金凤区校级二模)一款电动车电池规格为“400V 200Ah”,该车充满电时存储了 80 kW•h的电能。
【分析】根据W=UIt计算电池充满电时存储的电能。
【解答】解:已知电池规格“400V 200Ah”,则电池充满电时存储的电能:
W=UIt=400V×200A•h=80000V•A•h=80000W•h=80kW•h。
故答案为:80。
【点评】此题考查了电功的计算。
20.(2026•静海区校级模拟)某型号电饭锅有“高温”和“低温”两个挡位,其原理如图所示,已知电阻R0=48.4Ω,R=2156Ω。当开关S接1触点时,电饭锅处于 低温 挡;当电饭锅处于高温挡时,功率为 1000 W。
【分析】由图可知,当开关S接1时,R、R0串联,当开关S接2时,只有R0工作,根据串联电路的电阻特点和P可知电饭锅高温挡和低温挡的电路连接;根据P可求出高温挡的功率。
【解答】解:由图可知,当开关S接1时,R、R0串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最大,由P可知,电路的总功率最小,电饭锅处于低温挡;
当开关S接2时,只有R0工作,电路的总电阻最小,总功率最大,电饭锅处于高温挡;
高温挡的功率:P高1000W。
故答案为:低温;1000。
【点评】本题考查串联电路的特点以及电功率公式的灵活运用,属于电功率多挡位电路问题,难度不大。
三.实验探究题(共2小题)
21.(2026•临沂一模)为“探究电流产生的热量与哪些因素有关”,小明连接电路如图所示,其中R1>R2。
(1)如图连接是为了控制通电时间和 电流 相同;为了便于比较两根电阻丝通电后产生热量的多少,a、b两瓶中要装入 质量 相等、初温相同的同种液体。
(2)已知比热容的大小为c水>c酒精>c煤油,为了在较短时间内达到明显的实验效果,实验时应选用的液体是 煤油 。(选填“水”、“酒精”或“煤油”);
(3)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体,并接入两根阻值相同的电阻丝,就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m,瓶中电阻丝的阻值为R,测出通过它的电流为I,通电一段时间t后,温度计的示数变化量为Δt,若不计热量损失,则a液体的比热容为 (用所给出的物理量写出比热容的表达式)。
【分析】(1)电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联电路电流的规律分析;
电阻丝产生的热量不易直接观察,由转换法,可使等质量初温相同的液体吸收热量,由温度变化确定产生的热量多少;
(2)为了在较短时间内达到明显的实验效果,即在吸收热量较少时,液体升高的温度较大,应选择比热容较小的液体;
(3)由题意知,a烧瓶中电阻丝产生的热量为,不计热量损失,根据Q吸=cmΔt,a液体吸收的热量为,据此写出a液体的比热容表达式。
【解答】解:(1)图中两个电阻串联,这样连接是为了控制通电时间和电流相同。
为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少,a、b两瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体。
(2)为了在较短时间内达到明显的实验效果,即在吸收热量较少时,液体升高的温度较大,根据可知,应选择比热容较小的煤油。
(3)由题意知,a烧瓶中电阻丝产生的热量为
不计热量损失,a液体吸收的热量为
则根据Q=cmΔt可知,a液体的比热容为。
故答案为:(1)电流;质量;
(2)煤油;
(3)。
【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”,考查控制变量法、转换法、对比热容的理解及Q=cmΔt的应用及焦耳定律的运用。
22.(2026•新疆模拟)用如图甲所示电路“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为4V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,开关应处于 断开 (选填“断开”或“闭合”)状态。闭合开关后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表示数将 变大 (选填“变大”或“变小”)。
(2)调节滑动变阻器的滑片,记录小灯泡的U﹣I图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 0.75 W。小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为 5 Ω。
(3)移动滑动变阻器的滑片的过程中,若小灯泡的阻值增加3Ω,则滑动变阻器的阻值可能 减小10Ω (选填“增大6Ω”“减小2Ω”或“减小10Ω”)。
【分析】(1)在连接电路时,开关应处于断开的状态;
根据电路图可知,滑动变阻器与小灯泡串联,滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,据此分析;
(2)根据P额=U额I额可求小灯泡的额定功率;
根据串联电压规律可知,当小灯泡正常发光时,根据UP=U﹣UL可求滑动变阻器两端达到电压,再根据欧姆定律可求
此时滑动变阻器接入电路的电阻;
(3)小灯泡阻值增大,由图乙可知,此时小灯泡两端电压升高,通过电路的电流增大,总电阻减小。根据总电阻R=RP+RL可得,RP后+RL后<RP前+RL前
推导可得RP前﹣RP后>3Ω
所以,只有滑动变阻器的阻值减小10Ω符合情况。
【解答】解:(1)在“测量小灯泡电功率”的实验中,连接电路时,开关应处于断开的状态;
根据电路图可知,滑动变阻器与小灯泡串联,滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小;由可得,通过电路的电流变大,即电流表的示数变大;
(2)由题意可知,小灯泡的额定电压为U额=2.5V;由图乙可知,当小灯泡两端的电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W;
根据串联电压规律可知,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端达到电压为UP=U﹣UL=4V﹣2.5V=1.5V,
此时滑动变阻器接入电路的电阻为;
(3)小灯泡阻值增大,由图乙可知,此时小灯泡两端电压升高,通过电路的电流增大,总电阻减小。根据总电阻R=RP+RL可得,RP后+RL后<RP前+RL前
推导可得RP后+RL前+3Ω<RP前+RL前
移项可得RP前﹣RP后>3Ω所以,只有滑动变阻器的阻值减小10Ω符合情况。
故答案为:(1)断开;变大;(2)0.75;5;(3)减小10Ω。
【点评】本题为测量小灯泡额定功率的实验题目,考查了实验注意事项、实验故障分析、电功率的计算等,属于基础题目。
四.计算题(共1小题)
23.(2025秋•济南校级期末)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是2.5V,灯丝的电阻随温度而变化,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P位于某处时,小灯泡正常发光,此时电压表示数为1.5V;当滑片由该处调至阻值最大处的过程中,电流表的示数与电压表示数变化图像如图乙所示。请通过计算回答:
(1)电源电压是多少?
(2)灯泡正常发光时的电阻是多少?
(3)当灯泡正常发光时,通电10s整个电路消耗的电能是多少?
(4)当滑动变阻器滑片调至阻值最大处时,小灯泡的功率是多少?
【分析】(1)分析电路连接,根据图乙结合串联电路电压规律求出电源电压;
(2)根据图乙确定灯泡正常发光时的电流,利用R求出灯泡正常发光时的电阻;
(3)根据W=UIt求出通电10s整个电路消耗的电能;
(4)当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡L消耗电功率的最小;根据图乙确定滑动变阻器连入电路的电阻最大时两端电压,利用串联电路电压规律求出此时灯泡两端电压,根据P=UI求出灯泡功率。
【解答】解:(1)由电路图可知,小灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。小灯泡正常发光时,其两端的电压为2.5V,此时电压表示数为1.5V。因为在串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和,所以电源电压为U=UL+UR=2.5V+1.5V=4V。
(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为1.5V。由图乙可知,当电压表示数为1.5V时,电路中的电流为0.25A。因为串联电路中各处的电流相等,所以小灯泡正常发光时的电流为0.25A。根据欧姆定律可知,灯泡正常发光时的电阻为。
(3)当灯泡正常发光时,电路中的电流为0.25A,通电10s整个电路消耗的电能为W=UIt=4V×0.25A×10s=10J。
(4)当滑动变阻器滑片调至阻值最大处时,电路中的电流最小,滑动变阻器两端的电压最大。由图乙可知,此时电路中的电流为0.20A,电压表示数为3.0V。此时小灯泡两端的电压为U′L=U﹣U′R=4V﹣3V=1V,
则小灯泡的实际功率为P=U′LI′=1V×0.2A=0.2W。
答:(1)电源电压是4V;(2)灯泡正常发光时的电阻是10Ω;(3)当灯泡正常发光时,通电10s整个电路消耗的电能是10J;(4)当滑动变阻器滑片调至阻值最大处时,小灯泡的功率是0.2W。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电能和电功率公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
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