2.3 电路中的电能- 2026-2027学年浙教版九年级上册科学专项训练
2026-08-31
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摘要:
**基本信息**
聚焦电路中电能的测量与计算,以电功、电功率、实验测定及焦耳定律为核心,构建从概念到应用的递进式训练体系,强化科学观念与探究实践能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|电功|5题|单位辨析、电能表参数、电功计算|从电能单位引入,通过电能表读数及用电器耗能比较,建立W=UIt的应用逻辑|
|电功率|5题|功率估算、实际功率判断、动态电路分析|衔接电功,通过用电器功率比较及电路功率变化,深化P=UI的理解与应用|
|测定小灯泡电功率|5题|电路连接、故障分析、数据处理|结合实验操作,从仪器使用到误差分析,培养科学探究能力|
|焦耳定律|5题|影响因素探究、实验设计、现象解释|基于电功与电功率,通过控制变量法探究Q=I²Rt,建立电流热效应的认知|
内容正文:
2.3 电路中的电能
▌题型01 电功
1.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)为了纪念物理学家对物理学的杰出贡献,常用他们的名字命名一些物理量的单位。图中四位物理学家,用于命名“电能”单位的是( )
A. 欧姆 B. 安培
C. 瓦特 D. 焦耳
2.(2026·浙江杭州·二模)如图为某电能表的面板部分信息,面板上的是哪个物理量的单位( )
A.电功 B.电功率 C.电压 D.电流
3.(25-26九年级上·浙江台州·期末)如图所示是小科家的电能表,由表盘信息可知( )
A.电能表是测量电功率的仪器
B.当月小科家用电量为
C.该电能表允许通过的最大电流为
D.每消耗1kW·h电能,指示灯闪烁1600下
4.(25-26九年级上·浙江湖州·期末)某市场有甲、乙两种容积相同的电热水壶,额定电压均为220V,额定功率分别为800W和1500W。甲、乙均正常工作时,把同样多的、相同温度的水加热至沸腾(假设没有热量损失),下列说法不正确的是( )
A.甲比乙消耗电能慢 B.乙比甲的工作电流大
C.甲比乙消耗电能少 D.乙比甲的工作时间短
5.(25-26九年级上·浙江宁波·开学考试)下列关于电功和电功率的叙述中,正确的是( )
A.电功率越大,电流做的功越多
B.电流做的功越多,电功率越大
C.电流做功的时间越短,电功率越大
D.电流在一定时间内做功越多,电功率越大
▌题型02 电功率
1.(25-26九年级下·浙江杭州·开学考试)下列家用电器正常工作时电功率最小的是( )
A.微波炉 B.电吹风机 C.空调 D.电视
2.(25-26九年级上·浙江台州·期末)下列家用电器的额定功率约为1500瓦的是( )
A.手机 B.收音机 C.空调 D.台灯
3.(25-26九年级上·浙江绍兴·阶段检测)一度电能为我们做什么?小明收集了家里的一些用电器的功率(如图)。则一度电可供下列电器持续工作时间最长的是( )
A.LED灯 B.洗衣机 C.电冰箱 D.电视机
4.(2025九年级上·浙江嘉兴·专题练习)白炽灯泡的亮度是由下列哪个物理量决定的( )
A.通过灯泡的电流大小 B.灯泡两端的电压
C.灯泡的额定电功率 D.灯泡的实际电功率
5.(2026·浙江舟山·二模)科学课上,老师做了一个“魔法火焰”实验:如图所示电路,当加热玻璃丝时,小灯泡慢慢亮了起来(不考虑灯丝电阻的变化)。下列关于此过程中科学量的变化说法正确的是( )
A.电源的电压变大 B.玻璃丝的电阻变大
C.电路的总功率变大 D.小灯泡的额定功率变大
▌题型03 测定小灯泡电功率
1.(25-26九年级上·浙江温州·阶段检测)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)小科连接好如图甲所示的电路后,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“M”或“N”)。
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为0A,电压表示数为3V,你认为产生该现象的原因是 发生了断路。
(3)排除故障后小科移动滑动变阻器的滑片,测量出了4组实验数据,对应于如图乙图像中的A、B、C、D四点,其中I为通过滑动变阻器的电流,U为滑动变阻器两端电压。则小灯泡的额定功率为 W。
(4)小科通过计算指出曲线上E点并不是实验直接测得的数据,他的理由是
。
2.(25-26九年级上·浙江湖州·期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2V”字样,额定电流约为0.3A,电源电压恒为6V,实验电路如图甲所示。
(1)连接电路时,滑动变阻器应该滑到 端(填“A”或“B”)。
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现小灯泡发光很暗,这时眼睛应该看着 (填“电流表”或“电压表”),移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)现有规格为A:“10Ω 2A”、B:“20Ω 1A”和C:“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器可供选择,应选择 (填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。
3.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)如图甲所示为测量标有“3.8V”字样的小灯泡额定功率的电路图。
(1)连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片应移到最 (填“左”或“右”)端。
(2)当电压表示数为3.8V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)在实验中,甲同学把电流表与电压表的位置互换,闭合开关后造成 (填选项)。
A.电流表被烧坏 B.电压表被烧坏 C.小灯泡被烧坏 D.小灯泡不亮
(4)乙同学的电流表损坏了,老师告诉他已经没有电流表可换了,而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关,该同学重新设计了如图丙所示的电路,在不改变该电路连接的情况下,也能测出小灯泡的额定功率。他正确连接电路后,接下来的实验步骤是:闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,使电压表的示数为3.8V;保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,记下电压表的示数U;得出小灯泡额定功率的表达式P= 。
4.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)如图,在测定“小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为4.5伏,小灯泡L1的额定电压为2.5伏。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)连好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针出现较大偏转。则电路故障可能是 。
(3)小科移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图像,根据图像信息,可得出小灯泡L1的额定功率是 瓦。
(4)小科将(3)中刚测完小灯泡额定功率的电路开关断开,并用标有“2.5伏 1瓦”的小灯泡L2替换L1,然后直接闭合开关(未调节滑动变阻器滑片)。则此时L2的功率 (填“>”“<”或“=”)1瓦。
5.(25-26九年级上·浙江金华·期末)在测小灯泡电功率的实验中,小科同学选用的器材有:额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω)、电源电压为10V,电流表、电压表、开关、学生电源、滑动变阻器和若干导线等。请回答:
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整(要求:向左移动滑动变阻器滑片时,电路中的电流变大,且导线不能交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数,若故障只存在于小灯泡,则原因是小灯泡发生了 。
(3)故障排除后,滑片移至某处,电压表表盘如图丙所示,其读数 V。
(4)小科同学继续移动滑片P,将两电表对应的示数记录到表中。根据表中数据可知小灯泡的额定功率为
W。
实验序号
1
2
3
4
5
电压表示数/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表示数/A
0.14
0.18
0.20
0.24
▌题型04 焦耳定律
1.(25-26九年级上·浙江温州·阶段检测)小科用如图装置探究电流产生的热量与哪些因素有关:两个相同烧瓶装有煤油,瓶内电阻丝的电阻。通电一段时间后,甲瓶中的煤油温度上升得比乙瓶高。本实验中小科探究影响电流产生的热量的因素是( )
A.电阻 B.电流 C.电源电压 D.通电时间
2.(25-26九年级上·浙江温州·阶段检测)在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是( )
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A.①② B.②④ C.①④ D.②③
3.(25-26九年级上·浙江台州·期末)某同学用如图所示的电路探究“电流通过导体产生热量多少与电阻的关系”,下列描述正确的是( )
A.玻璃管越粗液柱上升越明显
B.两烧瓶中分别装等质量的水和煤油
C.该装置还可研究导体产生的热量与电流大小的关系
D.需控制两烧瓶中电阻丝的长度、横截面积、材料均相同
4.(24-25九年级下·浙江杭州·阶段检测)小科同学利用如图所示装置来研究电热与哪些因素有关。甲、乙两瓶中煤油的质量与初温都相同,瓶中电阻丝的大小关系为R甲<R乙,以下说法正确的是( )
A.通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲<I乙
B.实验过程中用“转换法”来比较产生热量的多少
C.烧瓶内选用比热容较大的液体,可使实验现象更明显
D.开关闭合相同的时间,甲烧瓶液面上升的更高
5.(25-26九年级上·浙江杭州·期末)为探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”,小科进行了如下实验:
实验1:组装如图甲所示装置(气密性良好),并接到电压恒为6V的电源上,通电1分钟。其中密封容器A、B中各有一段10Ω的电阻丝、等量的空气,容器顶端各连通一个装水的U形管(管内封闭等量的空气且水面相平),R是与B中电阻丝并联的10Ω的定值电阻。
实验2:断开实验1中电路,R放入封闭容器B中,仍与B中电阻丝并联,如图乙所示。待装置冷却后,再次通电1分钟。
(1)小科进行实验1是为了探究电流通过导体产生的热量与 是否有关。
(2)在实验2中,小科发现与B连通的U形管液面高度比A小。小科得出的实验结论应为
。
(3)为了实现在相同实验时间内获得更明显的高度差,小科可以做如下哪个改进 。
A.选用更细的U形管 B.向密封容器中注水
✍题型培优练
1.(25-26九年级上·浙江台州·期末)下列用电器电功率约为的是( )
A.空调 B.电子表 C.日光灯 D.收音机
2.(25-26九年级上·浙江杭州·期末)用电烤箱烤面包时,电烤箱上的电热管会发烫发红。下列用电器的工作原理与电烤箱的工作原理相同的是( )
A.电饭锅 B.洗衣机 C.电风扇 D.电冰箱
3.(25-26九年级上·浙江杭州·阶段检测)如表是某日部分用电器的使用情况,其中这天耗电量最大的用电器是( )
电视机
鱼缸增氧泵
电饭煲
电热水壶
额定功率(瓦)
200
10
1000
1500
一天累计工作时间(小时)
2
24
2
1.5
A.电视机 B.鱼缸增氧泵 C.电饭煲 D.电热水壶
4.(25-26九年级上·浙江绍兴·期末)元旦三天假期,小柯一家外出旅游,出门前和回家后两次查看电能表示数(如图所示)。发现耗电量较大,检查后发现除电冰箱在正常工作外,还有一个电器忘记关闭。则下列说法正确的是( )
A.电能表测量的是电路中电功率的大小
B.电能表允许通过的最小电流为10A
C.除了电冰箱在正常工作,忘记关闭的电器可能是空调
D.小柯家在元旦三天假期内消耗的电能为820kW·h
5.(25-26九年级上·浙江金华·阶段检测)两个白炽灯L1上标着“220V 80W”,L2上标着“220V 40W”。现把它们并联后接入220V的电路,下列说法正确的是( )
A.L1和L2的电流之比是1:2 B.电路的总功率大于40W小于80W
C.L1的实际功率大于L2的实际功率 D.若将两只灯泡串联,灯L1会比L2更亮
6.(25-26九年级上·浙江丽水·期末)兴趣小组利用如图装置探究电流通过导体产生的热量跟什么因素有关。甲、乙烧瓶内装满初温相同的煤油,且。下列说法正确的是( )
A.选择煤油是利用其比热容较大的性质
B.闭合开关一段时间后甲温度计示数较高
C.每两次实验间都要等温度计示数降到初温
D.本实验能得出电流产生的热量与电流的平方、电阻和通电时间成正比
7.(25-26九年级上·浙江台州·期末)某科技小组设计的电热水杯的电路图,其中R1、R2为阻值相同的电热丝。该水杯具有保温和加热两种功能,现需要实现加热功能,则开关S1、S2的正确状态应为( )
A.S1、S2都断开 B.S1、S2都闭合 C.S1闭合,S2断开 D.S1断开,S2闭合
8.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)如图是某品牌的电中药壶,有猛火和文火两个挡位。已知电中药壶的额定电压为220伏,内有发热电阻R1=180欧,R2=40欧,要实现猛火挡的功率是1210瓦,文火挡的功率是220瓦,以下电路符合的是( )
A.B.C. D.
9.(25-26九年级上·浙江台州·期末)口香糖的锡纸可以用来做一有趣的小实验。将其剪成如图甲所示形状,其中AB段和CD段等长,将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池的正、负极,发现锡纸条AB段先开始着火,如图乙所示。下列分析不正确的是( )
A.AB段两端电压比CD段两端电压大 B.通过AB段的电流比CD段的电流大
C.AB段的电阻值比CD段的电阻值大 D.AB段产生热量比CD段产生热量多
10.(25-26九年级上·浙江杭州·期末)小滨进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材:小灯泡L(,额定功率约为0.8W)、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(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)
(2)检查无误后,小滨闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.5V时,电流表表盘如图乙所示,计算可知,小灯泡L的额定功率为 W。
(3)完成实验后,小江设计了如图丙所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻,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:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接a,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为0.5V;
②保持滑片不动,再将开关接b,读出电压表示数为;
③小灯泡L的额定功率 (用、、表示)。
(4)小江找来了阻值为20Ω的定值电阻,按照该方案进行测量。你认为小江能否测出该小灯泡L的额定功率并说明理由?
。
11.(25-26九年级上·浙江杭州·期末)寒冷的冬天,小滨在书桌上铺了一层电热膜。如图甲所示,它是在绝缘的聚酯薄膜表面密密地嵌入一根根的导电墨线,导电墨线两端与金属导线相连,两条金属导线接入电源后,电热膜以整个膜为加热面,持续均匀发热。
(1)电热膜是利用 原理工作的;
(2)为测量该电热膜的电功率,小滨关闭家中其他所有电器,只让该金属电热膜正常工作10min,如图乙所示的电能表表盘转动125r,测得电热膜的电功率为 W;
(3)如果图甲中电热膜的部分导电墨线断裂,电热膜工作的电功率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
12.(25-26九年级上·浙江金华·期末)如图所示是一款饮水机的工作原理简化电路,其中S是一个温控开关,、为电热丝。当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度时,开关S自动切换到另一挡,饮水机便处于保温状态。请回答:
(1)饮水机中的电热丝是利用 工作的。
(2)当S接a时,饮水机处于 (填“加热”或“保温”)状态。
(3)已知该饮水机加热时的额定电功率为550瓦,加热管的热效率为90%。饮水机正常工作时,将水箱中1.1L的水从初温20℃加热到50℃,则需要加热时间为 秒[]。
✍拓展综合练
1.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)小科用如图所示电路研究电流产生的热量与哪些因素有关,他将电热丝R1、R2涂上一种红色温变油墨,当温度达到时,该油墨会变成无色,下列说法错误的是( )
A.利用通电后油墨升温变色来观察产热情况属于转换法
B.R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻
C.若要使油墨更快变色,应将滑动变阻器滑片P往右移
D.该实验控制的变量是电流和通电时间相同
2.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)如图所示,电源电压为12V,定值电阻R=24Ω,当接入以下电路元件于a、b点间时,下列说法正确的是( )
①接入一根导线,电流2s内所做的功是12J
②接入标有“2.5V 0.3A”的小灯泡,小灯泡能正常发光
③接入量程为0~15V的电压表时,电压表示数为0
④接入量程为0~0.6A的电流表时,R被短路,电流表被烧坏
⑤接入标有“30Ω 0.6A”的滑动变阻器R1,滑片从阻值最大处移至中点,R1的功率先变大后变小
A.只有①⑤正确 B.只有②④正确 C.只有②③⑤正确 D.只有①③④正确
3.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)小科用图甲电路图探究定值电阻的电功率、滑动变阻器的电功率和电源总功率随电流变化的关系,将实验数据绘制成、、三条图线如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.定值电阻的阻值为
B.实验过程中滑动变阻器消耗的最大电功率为2.25W
C.当电流表示数为2A时,通过的电流每秒做的功为6J
D.图线表示的是电源总功率与电流的关系
4.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)某同学用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒定,R1为定值电阻。闭合开关S后,当滑片P从变阻器R2的b端逐渐向左移到某位置的过程中,多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R2的P-I图像如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为20欧 B.电源电压是12伏
C.定值电阻R1的阻值为6欧 D.已知Q点横坐标为1.5安,则Q点纵坐标为9瓦
5.(24-25九年级下·浙江宁波·阶段检测)已知图甲中滑动变阻器最大阻值为,图乙为一个等边三角形电阻,由一根导线和两段阻值为1:2的金属材料制成。当滑动变阻器连入电路的阻值为时,将两触头直接接触,闭合开关,电流表示数为0.6A;将两触头分别接触图乙中a、c两点,两表示数不发生变化;将两触头分别接触a、b两点,电流表示数变为。下列说法错误的是( )
A.三角形电阻中段电阻可能是段的两倍
B.两触头分别接触、b时,移动滑片到最左端,电流表示数为
C.两触头分别接触b、c时,移动滑片P,滑动变阻器消耗的最大功率为
D.两触头分别接触时,移动滑片到最右端,整个电路的总功率为
6.(25-26九年级上·浙江金华·期末)如图甲是近年来人们常使用的电热桌垫。小科同学查看说明书后发现:该电热桌垫由12V电源供电,发热部分由两根电热丝。、组成,设计低温、高温两挡,内部简化电路图如图乙所示,旋钮开关S可置于“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱,已知的阻值为24Ω,的阻值为6Ω。该桌垫可通过调温开关控制不同的电功率(不考虑温度的变化对电阻的影响)。请回答:
(1)当开关S置于 (填“2和3”或“3和4”)接线柱时,电热桌垫处于高温挡。
(2)该电热桌垫处于高温挡时的功率是多少瓦?
(3)当电热桌垫处于低温挡时,在10分钟内产生的热量是多少焦?
7.(25-26九年级上·浙江杭州·阶段检测)如图甲是小观家里新安装的电热毛巾架,其工作原理如图乙所示,是阻值可调的电热丝,是阻值为200Ω的电热丝,不考虑温度对电阻的影响。请分析回答:
(1)当开关闭合,接a,滑片处于最右端时,电路处于 状态(选填“保温”或“加热”),若要改变毛巾架的发热功率,可以通过改变滑片的位置来实现;
(2)当开关闭合,接b时,求此时毛巾架的发热功率为多少瓦?
(3)电热毛巾架的最低保温功率为100瓦,求的阻值。
(4)关闭家里的其他用电器,电热毛巾架以100W的功率工作,电能表(如图丙)内的转盘1分钟转过多少转?
8.(2025·浙江·模拟预测)某款手表有环境光传感器,会根据环境光线的变化自动调整屏幕的亮度,从而提供最佳的视觉体验。该手表的内部简化电路如图甲所示。已知R1=1×104Ω,电源(电压为U)与内部定值电阻R1、外部的显示装置R2(视为可变电阻,随外界亮度变化而变化)串联构成闭合回路。实验测得手表输出电压UAB与电流I的关系如图乙所示。请回答:
(1)根据手表的实际应用,当外界的亮度增大时,UAB需减小,则可变电阻R2的阻值应随之 (选填“增大”或“减小”);
(2)求该手表的电源电压U;
(3)当R2=3×104Ω,求此时R1的发热功率P。
9.(24-25九年级下·浙江宁波·阶段检测)小钟在科学课上设计了一款加热装置,加热电路如图甲所示,电阻和是阻值恒定的电热丝,单刀双掷开关可接或,再通过开关的通断,实现“高、中、低”三种温挡的调节,电阻为。
(1)中温挡时,开关S1闭合,开关接 (选填“a”或“b”)。
(2)在高温挡时,若要使整个电路的总功率不超过,求的最大阻值是多少?
(3)若电路中只有该装置在低温挡时工作了,如图乙所示的家用电能表指示灯闪烁了150次,则该装置的低温挡功率为多少?若此时的阻值为,则电路实际电源电压为多少伏?
10.(24-25九年级下·浙江温州·开学考试)2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到,飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路,电源电压保持不变,为的定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内,舱体位于真空室中,舱体不漏气时,舱体内气压为。求:
(1)舱体不漏气时,两端的电压是多少?
(2)舱体不漏气时,电路工作消耗的电能是多少?
(3)电压表示数为时,舱体内的气压值是多少?
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2.3 电路中的电能
▌题型01 电功
1.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)为了纪念物理学家对物理学的杰出贡献,常用他们的名字命名一些物理量的单位。图中四位物理学家,用于命名“电能”单位的是( )
A. 欧姆 B. 安培
C. 瓦特 D. 焦耳
【答案】D
【解析】A.欧姆是电阻的单位,故A不符合题意;
B.安培是电流的单位,故B不符合题意;
C.瓦特是功率的单位,功率是表示做功快慢的物理量,故C不符合题意;
D.焦耳是电能的单位,电能是表示电流做功多少的物理量,故D符合题意。故选D。
2.(2026·浙江杭州·二模)如图为某电能表的面板部分信息,面板上的是哪个物理量的单位( )
A.电功 B.电功率 C.电压 D.电流
【答案】A
【解析】kW⋅h(千瓦时)是电功(电能)的单位。故选A。
3.(25-26九年级上·浙江台州·期末)如图所示是小科家的电能表,由表盘信息可知( )
A.电能表是测量电功率的仪器
B.当月小科家用电量为
C.该电能表允许通过的最大电流为
D.每消耗1kW·h电能,指示灯闪烁1600下
【答案】D
【解析】A.电能表是测量电路消耗电能的仪表,故A不符合题意;
B.当月小科家用电量为5546.7kW•h,故B不符合题意;
C.表盘信息10(40)A:表示该电能表的标定电流是10A,额定最大电流是40A,因此该电能表允许通过的最大电流为40A,故C不符合题意;
D.小科家用电器每消耗1kW•h电能,电能表指示灯闪烁1600次,故D符合题意。故选D。
4.(25-26九年级上·浙江湖州·期末)某市场有甲、乙两种容积相同的电热水壶,额定电压均为220V,额定功率分别为800W和1500W。甲、乙均正常工作时,把同样多的、相同温度的水加热至沸腾(假设没有热量损失),下列说法不正确的是( )
A.甲比乙消耗电能慢 B.乙比甲的工作电流大
C.甲比乙消耗电能少 D.乙比甲的工作时间短
【答案】C
【解析】A.电功率表示电流做功(消耗电能)的快慢,甲的额定功率为800W,乙的额定功率为1500W,甲的额定功率小于乙的额定功率,所以甲消耗电能更慢,故A正确;
B.甲、乙的额定电压相同,由可知,电压相同时,功率越大,电流越大,乙的额定功率大于甲的额定功率,所以乙比甲的工作电流大,故B正确;
C.没有热量损失,电流做的功全部用来给水加热,同样多、初温相同的水加热至沸腾,吸收的热量相同,所以甲、乙消耗的电能相等,故C错误;
D.电能W相同,由可知,功率越大,用时越短,乙的功率大,所以乙的工作时间更短,故D正确。故选C。
5.(25-26九年级上·浙江宁波·开学考试)下列关于电功和电功率的叙述中,正确的是( )
A.电功率越大,电流做的功越多
B.电流做的功越多,电功率越大
C.电流做功的时间越短,电功率越大
D.电流在一定时间内做功越多,电功率越大
【答案】D
【解析】A.电功是用电器中电流所做的功,消耗多少电能就做多少功,在不确定做功时间的情况下,电功率越大,电流做的功不一定越多,故A错误;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,与做功时间有关,在不确定做功时间的情况下,电流做的功越多,电功率不一定越大,故B错误;
C.电功率是表示电流做功快慢的物理量,在不确定做功多少的情况下,电流做功的时间越短,电功率不一定越大,故C错误;
D.电功率是表示电流做功快慢的物理量,定义是单位时间内电流做功的多少;由电功率的定义可知,电流在一定时间内做功越多,电功率越大,故D正确。故选D。
▌题型02 电功率
1.(25-26九年级下·浙江杭州·开学考试)下列家用电器正常工作时电功率最小的是( )
A.微波炉 B.电吹风机 C.空调 D.电视
【答案】D
【解析】根据常见家用电器的额定电功率可知:微波炉功率约为800~1500W,电吹风机功率约为5001000W,电吹风功率约为600~2000W,空调功率通常在1000W以上,电视机功率仅约为100~200W,对比可得正常工作时电功率最小的是电视机,故ABD不符合题意,D符合题意。故选D。
2.(25-26九年级上·浙江台州·期末)下列家用电器的额定功率约为1500瓦的是( )
A.手机 B.收音机 C.空调 D.台灯
【答案】C
【解析】A.手机的待机功率约为,亮屏刷视频、聊天的功率约为,玩大型游戏时功率可达,故A不符合题意;
B.收音机的额定功率约为,故B不符合题意;
C.空调的额定功率约为,故C符合题意;
D.台灯的功率约为10W,故D不符合题意。故选C。
3.(25-26九年级上·浙江绍兴·阶段检测)一度电能为我们做什么?小明收集了家里的一些用电器的功率(如图)。则一度电可供下列电器持续工作时间最长的是( )
A.LED灯 B.洗衣机 C.电冰箱 D.电视机
【答案】A
【解析】由图可知,LED灯的电功率最小,洗衣机的电功率最大,在消耗电能相同时,根据可知,电功率越小,用电器工作的时间越长,所以一度电可供LED灯持续正常工作时间最长,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
4.(2025九年级上·浙江嘉兴·专题练习)白炽灯泡的亮度是由下列哪个物理量决定的( )
A.通过灯泡的电流大小 B.灯泡两端的电压
C.灯泡的额定电功率 D.灯泡的实际电功率
【答案】D
【解析】灯泡工作时,消耗电能转化为光能,比较灯泡的亮度就是要比较在一定时间内消耗电能的多少,即实际电功率的大小。故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
5.(2026·浙江舟山·二模)科学课上,老师做了一个“魔法火焰”实验:如图所示电路,当加热玻璃丝时,小灯泡慢慢亮了起来(不考虑灯丝电阻的变化)。下列关于此过程中科学量的变化说法正确的是( )
A.电源的电压变大 B.玻璃丝的电阻变大
C.电路的总功率变大 D.小灯泡的额定功率变大
【答案】C
【解析】A.电源是2节干电池,随着工作时间增长,电源电压会减小,故A错误;
B.玻璃丝没有被加热时,灯泡不亮,说明没有电流通过灯丝或通过灯丝的电流太小;当加热玻璃丝时,小灯泡慢慢亮了起来,说明玻璃丝的电阻变小,电路中的电流变大,故B错误;
C.通过前面分析可知,加热玻璃丝时,电路中电流变大,而电源电压不变,根据,电路总功率变大,故C正确;
D.额定功率是灯泡在额定电压下的功率,不随电路状态改变;灯泡的实际功率可以变大,但额定功率不变,故D错误。故选C。
▌题型03 测定小灯泡电功率
1.(25-26九年级上·浙江温州·阶段检测)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)小科连接好如图甲所示的电路后,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“M”或“N”)。
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为0A,电压表示数为3V,你认为产生该现象的原因是 发生了断路。
(3)排除故障后小科移动滑动变阻器的滑片,测量出了4组实验数据,对应于如图乙图像中的A、B、C、D四点,其中I为通过滑动变阻器的电流,U为滑动变阻器两端电压。则小灯泡的额定功率为 W。
(4)小科通过计算指出曲线上E点并不是实验直接测得的数据,他的理由是
。
【答案】(1)N(2)滑动变阻器(3)0.625(4)由图中E点可知,滑动变阻器需接入电路的电阻为25Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20Ω
【解析】(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处。由图甲可知,滑片置于N端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度最长,阻值最大。
(2)闭合开关后,小灯泡不亮且电流表示数为0A,说明电路存在断路;电压表示数为3V,等于电源电压,说明电压表与电源连通。所以电路故障是与电压表并联的这部分电路断路,如图甲所示,滑动变阻器与电压表并联,所以故障可能是滑动变阻器发生断路。
(3)小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压,如图乙所示,此时电路中的电流,此时通过小灯泡的电流,小灯泡的额定功率。
(4)如图乙所示,E点时滑动变阻器两端电压为2.5V,通过的电流为0.1A,此时需滑动变阻器接入电路的阻值,因为题目中给出滑动变阻器的最大阻值为20Ω,无法达到该阻值,所以E点不是实验直接测得的数据。
2.(25-26九年级上·浙江湖州·期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2V”字样,额定电流约为0.3A,电源电压恒为6V,实验电路如图甲所示。
(1)连接电路时,滑动变阻器应该滑到 端(填“A”或“B”)。
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现小灯泡发光很暗,这时眼睛应该看着 (填“电流表”或“电压表”),移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)现有规格为A:“10Ω 2A”、B:“20Ω 1A”和C:“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器可供选择,应选择 (填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。
【答案】(1)B(2)电压表 0.52(3)B
【解析】(1)闭合开关前,为了保护电路,减小电路中的电流,故滑动变阻器的滑片P应放置阻值最大处,即B端。
(2)测量小灯泡的额定功率,电压表的示数等于额定电压,因而移动滑片时,眼睛应该看着电压表,使电压表的示数为2V,此时灯泡正常发光。由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数0.26A,此时灯泡的额定功率为。
(3)灯的额定电压为2V,额定电流为0.26A,电源电压为6V,灯正常发光时变阻器连入电路的电阻为,C滑动变阻器的最大电流是0.2A,不符合题意,应选择B:“20Ω 1A”。
3.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)如图甲所示为测量标有“3.8V”字样的小灯泡额定功率的电路图。
(1)连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片应移到最 (填“左”或“右”)端。
(2)当电压表示数为3.8V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)在实验中,甲同学把电流表与电压表的位置互换,闭合开关后造成 (填选项)。
A.电流表被烧坏 B.电压表被烧坏 C.小灯泡被烧坏 D.小灯泡不亮
(4)乙同学的电流表损坏了,老师告诉他已经没有电流表可换了,而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关,该同学重新设计了如图丙所示的电路,在不改变该电路连接的情况下,也能测出小灯泡的额定功率。他正确连接电路后,接下来的实验步骤是:闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,使电压表的示数为3.8V;保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,记下电压表的示数U;得出小灯泡额定功率的表达式P= 。
【答案】(1)左(2)1.14(3)D(4)
【解析】(1)连接电路时,闭合开关前,滑动变阻器需要调到最大阻值处,起到保护电路的作用。从甲图可见,滑片向左移动时滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长、电阻变大,因此滑片应移到最左端。
(2)图乙的电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A;小灯泡的额定功率。
(3)电流表和电压表互换位置后,电压表串联接入电路,由于电压表的内阻极大,电路中电流几乎为零,因此电流表、灯泡都不会烧坏,灯泡不发光;同时电压表相当于直接接在电源两端,测量电源电压,也不会烧坏,故选D。
(4)该电路中灯泡L和定值电阻R始终串联,闭合开关S、S1,断开S2,调节滑片让灯泡电压为3.8V,保证灯泡正常工作;保持滑片不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,电压表测量灯泡和定值电阻的总电压U,因此定值电阻R两端的电压为,串联电路的电流处处相等,灯泡的额定电流等于R的电流
最终灯泡额定功率。
4.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)如图,在测定“小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为4.5伏,小灯泡L1的额定电压为2.5伏。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)连好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针出现较大偏转。则电路故障可能是 。
(3)小科移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图像,根据图像信息,可得出小灯泡L1的额定功率是 瓦。
(4)小科将(3)中刚测完小灯泡额定功率的电路开关断开,并用标有“2.5伏 1瓦”的小灯泡L2替换L1,然后直接闭合开关(未调节滑动变阻器滑片)。则此时L2的功率 (填“>”“<”或“=”)1瓦。
【答案】(1)(2)小灯泡断路(3)0.5(4)<
【解析】(1)由图乙可知,电路中的最大电流没有超过0.6A,所以电流表选择0~0.6A的量程,电流表串联在电路中。
(2)连好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电路可能断路,电压表指针出现较大偏转,电压表与电源连通,则电路故障可能是小灯泡断路。
(3)根据绘制成的I-U图像可知,灯在额定电压下的电流为0.2A,根据图像信息,可得出小灯泡L1的额定功率是。
(4)原来小灯泡L1的额定电压为2.5V,额定功率为0.5W,将(3)中刚测完小灯泡额定功率的电路开关断开,并用标有“2.5伏 1瓦”的小灯泡L2替换L1,根据故可知L2的电阻小,然后直接闭合开关(未调节滑动变阻器滑片),由分压原理可知,L2的电压小于2.5V,则此时L2的功率小于1瓦。
5.(25-26九年级上·浙江金华·期末)在测小灯泡电功率的实验中,小科同学选用的器材有:额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω)、电源电压为10V,电流表、电压表、开关、学生电源、滑动变阻器和若干导线等。请回答:
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整(要求:向左移动滑动变阻器滑片时,电路中的电流变大,且导线不能交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数,若故障只存在于小灯泡,则原因是小灯泡发生了 。
(3)故障排除后,滑片移至某处,电压表表盘如图丙所示,其读数 V。
(4)小科同学继续移动滑片P,将两电表对应的示数记录到表中。根据表中数据可知小灯泡的额定功率为
W。
实验序号
1
2
3
4
5
电压表示数/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表示数/A
0.14
0.18
0.20
0.24
【答案】(1)(2)短路(3)0.7(4)0.6
【解析】(1)向左移动滑片电路中电流变大,说明滑动变阻器接入电路阻值变小,所以小灯泡右接线柱应接滑动变阻器左下接线柱。
(2)电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明与电压表并联部分出现短路,故障只存在于小灯泡,所以故障原因为小灯泡短路。
(3)电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,读数为0.7V。
(4)小灯泡额定电压为2.5V,从表格中数据可知,此时小灯泡的电流为0.24A,小灯泡额定功率为。
▌题型04 焦耳定律
1.(25-26九年级上·浙江温州·阶段检测)小科用如图装置探究电流产生的热量与哪些因素有关:两个相同烧瓶装有煤油,瓶内电阻丝的电阻。通电一段时间后,甲瓶中的煤油温度上升得比乙瓶高。本实验中小科探究影响电流产生的热量的因素是( )
A.电阻 B.电流 C.电源电压 D.通电时间
【答案】A
【解析】本电路中两个电阻丝串联,根据串联电路的特点,通过两个电阻丝的电流大小相等,且通电时间也完全相同;唯一的变量是两个电阻丝的阻值,已知,最终甲瓶煤油升温更高。该实验控制了电流和通电时间一致,只改变电阻大小,因此探究的是电流产生的热量与电阻的关系,故选A。
2.(25-26九年级上·浙江温州·阶段检测)在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是( )
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A.①② B.②④ C.①④ D.②③
【答案】B
【解析】①U形管中液面高度变化主要是由透明容器中空气的热胀冷缩引起的,故①错误;
②图甲装置中,两电阻串联,电流、通电时间相等,电阻不相等,能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,故②正确;
③图乙实验过程中右边两个电阻丝并联,右边容器中的电阻通过的电流与左边电阻丝通过的电流不相等,探究的是电热与电流的关系,需要保持电阻相同,故阻值应该等于5Ω,故③错误;
④电炉丝与电炉丝相连的导线串联,电流、通电时间相等,电阻不相等;用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象,故④正确。综上,故B正确,ACD错误。故选B。
3.(25-26九年级上·浙江台州·期末)某同学用如图所示的电路探究“电流通过导体产生热量多少与电阻的关系”,下列描述正确的是( )
A.玻璃管越粗液柱上升越明显
B.两烧瓶中分别装等质量的水和煤油
C.该装置还可研究导体产生的热量与电流大小的关系
D.需控制两烧瓶中电阻丝的长度、横截面积、材料均相同
【答案】C
【解析】A.玻璃管越粗,相同体积液体膨胀时,液面上升高度越小,现象越不明显。故A错误;
B.实验要控制变量,两瓶内液体必须是同种、等质量的液体(通常用煤油,比热容小,升温明显);如果一个装水、一个装煤油,液体比热容不同,吸热升温差异会干扰实验,无法对比热量。故B错误;
C.本装置可以通过改变电源电压,多次实验,对比同一根电阻丝(电阻不变)在不同电流下液柱上升高度,控制电阻、时间不变,改变电流,就能探究热量与电流大小的关系。故C正确;
D.本实验自变量是电阻,因此两根电阻丝材料、长度、横截面积不能全部相同(全部相同则电阻相等,无法对比);需要改变其中一个量,使两电阻阻值不同。故D错误。故选C。
4.(24-25九年级下·浙江杭州·阶段检测)小科同学利用如图所示装置来研究电热与哪些因素有关。甲、乙两瓶中煤油的质量与初温都相同,瓶中电阻丝的大小关系为R甲<R乙,以下说法正确的是( )
A.通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲<I乙
B.实验过程中用“转换法”来比较产生热量的多少
C.烧瓶内选用比热容较大的液体,可使实验现象更明显
D.开关闭合相同的时间,甲烧瓶液面上升的更高
【答案】B
【解析】A.由图可知,该电路为串联电路,通过两根电阻丝的电流是相同的,故A错误;
B.实验中通过甲、乙两瓶中煤油升高的温度来比较产生热量的多少,运用了转换法,故B正确;
C.在液体质量相同、吸收热量相同的情况下,比热容小的物质温度要升高的多,所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显,故C错误;
D.由图可知,两个电阻是串联的,电流相等,通电时间相等,电阻R甲<R乙,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,乙瓶中电阻丝产生的热量多,则乙瓶中煤油吸收的热量多,所以乙瓶中温度计的液面升高得快,故D错误。故选B。
5.(25-26九年级上·浙江杭州·期末)为探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”,小科进行了如下实验:
实验1:组装如图甲所示装置(气密性良好),并接到电压恒为6V的电源上,通电1分钟。其中密封容器A、B中各有一段10Ω的电阻丝、等量的空气,容器顶端各连通一个装水的U形管(管内封闭等量的空气且水面相平),R是与B中电阻丝并联的10Ω的定值电阻。
实验2:断开实验1中电路,R放入封闭容器B中,仍与B中电阻丝并联,如图乙所示。待装置冷却后,再次通电1分钟。
(1)小科进行实验1是为了探究电流通过导体产生的热量与 是否有关。
(2)在实验2中,小科发现与B连通的U形管液面高度比A小。小科得出的实验结论应为
。
(3)为了实现在相同实验时间内获得更明显的高度差,小科可以做如下哪个改进 。
A.选用更细的U形管 B.向密封容器中注水
【答案】(1)电流(2)在电阻和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多(3)A
【解析】(1)实验1中,容器A内电阻丝串联在电路中,容器B内电阻丝与定值电阻R并联,两容器内电阻丝的电阻均为10Ω,通电时间相同,由串并联电路电流的规律可知通过A、B容器内电阻丝的电流不同,因此实验1的目的是探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关。
(2)实验2中,容器B内两电阻丝并联后的总电阻小于容器A内电阻丝的电阻,通过两个容器内电阻丝的电流相等,发现与B连通的U形管液面高度比A小,说明A容器内电阻丝产生的热量更多,因此结论为:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多。
(3)选用更细的U形管,相同体积的空气膨胀时,液面高度差会更明显,便于观察;向密封容器中注水,空气体积减小,受热膨胀时体积变化不明显,液面高度差会变小,故选A。
✍题型培优练
1.(25-26九年级上·浙江台州·期末)下列用电器电功率约为的是( )
A.空调 B.电子表 C.日光灯 D.收音机
【答案】A
【解析】A.空调的功率大约在,接近2000W,故A符合题意;
B.电子表的功率只有,故B不符合题意;
C.日光灯的功率约,故C不符合题意;
D.收音机的功率约,故D不符合题意。故选A。
2.(25-26九年级上·浙江杭州·期末)用电烤箱烤面包时,电烤箱上的电热管会发烫发红。下列用电器的工作原理与电烤箱的工作原理相同的是( )
A.电饭锅 B.洗衣机 C.电风扇 D.电冰箱
【答案】A
【解析】用电烤箱烤面包时,电烤箱上的电热管会发烫发红。电烤箱是利用电流的热效应工作的。
A.电饭锅是电热器,是利用电流的热效应工作的,故A符合题意;
BCD.洗衣机、电风扇、电冰箱都是利用电动机工作的,原理是通电导体在磁场中受力运动,与电烤箱的工作原理不同,故BCD不符合题意。故选A。
3.(25-26九年级上·浙江杭州·阶段检测)如表是某日部分用电器的使用情况,其中这天耗电量最大的用电器是( )
电视机
鱼缸增氧泵
电饭煲
电热水壶
额定功率(瓦)
200
10
1000
1500
一天累计工作时间(小时)
2
24
2
1.5
A.电视机 B.鱼缸增氧泵 C.电饭煲 D.电热水壶
【答案】D
【解析】电视机消耗的电能
鱼缸增氧泵消耗的电能
电饭煲消耗的电能
电热水壶消耗的电能可知消耗电能最多的是电热水壶,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
4.(25-26九年级上·浙江绍兴·期末)元旦三天假期,小柯一家外出旅游,出门前和回家后两次查看电能表示数(如图所示)。发现耗电量较大,检查后发现除电冰箱在正常工作外,还有一个电器忘记关闭。则下列说法正确的是( )
A.电能表测量的是电路中电功率的大小
B.电能表允许通过的最小电流为10A
C.除了电冰箱在正常工作,忘记关闭的电器可能是空调
D.小柯家在元旦三天假期内消耗的电能为820kW·h
【答案】C
【解析】A.电能表的作用是测量电路消耗的电能,故A错误;
B.电能表标注的“10A”是电能表允许通过的最大电流是10A,故B错误;
CD.由图可知,出门前电能表示数为1387.5kW∙h,回家后为1469.5 kW∙h,三天消耗电能三天电器工作的总时间为,忘记关的电器功率约家用冰箱电功率约100~200W,家用空调电功率约1000~2500W,1.1kW符合家用空调的功率范围,故C正确,D错误。故选C。
5.(25-26九年级上·浙江金华·阶段检测)两个白炽灯L1上标着“220V 80W”,L2上标着“220V 40W”。现把它们并联后接入220V的电路,下列说法正确的是( )
A.L1和L2的电流之比是1:2 B.电路的总功率大于40W小于80W
C.L1的实际功率大于L2的实际功率 D.若将两只灯泡串联,灯L1会比L2更亮
【答案】C
【解析】A.将L1、L2并联接入220V的电路中,由于并联电路电压相等,两个灯泡两端的电压都等于220V,两个灯泡的功率都为额定功率,由得,电流之比,故A错误;
B.将L1、L2并联接入220V的电路中,电路总功,大于80W,故B错误;
C.将L1、L2并联接入220V的电路中,,L1的实际功率更大,故C正确;
D.两只灯泡的额定压相同,L1的额定功率大于L2的额定功率,由可知,两灯泡的电阻;若将两只灯泡串联,通过灯泡的实际电流相同,由可知,灯泡L1的实际功率小于L2的实际功率,即灯L1会比L2更暗,故D错误。故选C。
6.(25-26九年级上·浙江丽水·期末)兴趣小组利用如图装置探究电流通过导体产生的热量跟什么因素有关。甲、乙烧瓶内装满初温相同的煤油,且。下列说法正确的是( )
A.选择煤油是利用其比热容较大的性质
B.闭合开关一段时间后甲温度计示数较高
C.每两次实验间都要等温度计示数降到初温
D.本实验能得出电流产生的热量与电流的平方、电阻和通电时间成正比
【答案】C
【解析】A.选煤油是因为它比热容小,相同热量下温度变化明显,便于观察,故A错误;
B.两个电阻丝串联,通过它们的电流相等,,由可知,闭合开关一段时间后R2产生的热量较多,乙温度计示数较高,根据B错误;
C.每两次实验间都要等温度计示数降到初温,控制变量法要求:每次实验初温相同,才能准确比较温度变化,故C正确;
D.本装置只串联,只能探究流产生的热量与电阻的关系,要得到电流产生的热量与电阻和通电时间的关系,还需要改变电流、改变时间的多组实验,本实验不能直接得出完整结论,故D错误。故选C。
7.(25-26九年级上·浙江台州·期末)某科技小组设计的电热水杯的电路图,其中R1、R2为阻值相同的电热丝。该水杯具有保温和加热两种功能,现需要实现加热功能,则开关S1、S2的正确状态应为( )
A.S1、S2都断开 B.S1、S2都闭合 C.S1闭合,S2断开 D.S1断开,S2闭合
【答案】B
【解析】电源电压U=220V不变,电热功率公式,电压一定时,总电阻越小,加热功率越大,功率大是加热挡;总电阻越大,功率越小,为保温挡。故当S1、S2都闭合,R1、R2并联,总电阻最小,功率最大,为加热挡。故选B。
8.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)如图是某品牌的电中药壶,有猛火和文火两个挡位。已知电中药壶的额定电压为220伏,内有发热电阻R1=180欧,R2=40欧,要实现猛火挡的功率是1210瓦,文火挡的功率是220瓦,以下电路符合的是( )
A.B.C. D.
【答案】B
【解析】电源电压一定时,电路总电阻越小,电功率越大。文火挡所需的总电阻为
猛火挡所需的总电阻为,由两发热电阻的阻值可知,文火挡应使R1、R2串联,猛火挡应只接入R2。
A.开关断开时,R1、R2串联,电路功率为220 W;开关闭合时,R2被短路,电路中只有R1,电路功率约为268.9 W,不能实现猛火挡,故A不符合题意;
B.开关断开时,R2、R1串联,电路功率为220 W;开关闭合时,R1被短路,电路中只有R2,电路功率为1210 W,能够实现猛火挡和文火挡,故B符合题意;
C.开关断开时,R1、R2串联;开关闭合时,电源被短路,不能正常实现猛火挡,故C不符合题意;
D.开关断开时,电路断路;开关闭合时,R1、R2串联,电路功率只有220 W,不能实现猛火挡,故D不符合题意。故选B。
9.(25-26九年级上·浙江台州·期末)口香糖的锡纸可以用来做一有趣的小实验。将其剪成如图甲所示形状,其中AB段和CD段等长,将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池的正、负极,发现锡纸条AB段先开始着火,如图乙所示。下列分析不正确的是( )
A.AB段两端电压比CD段两端电压大 B.通过AB段的电流比CD段的电流大
C.AB段的电阻值比CD段的电阻值大 D.AB段产生热量比CD段产生热量多
【答案】B
【解析】B.AB和CD段串联,串联电路中,电流处处相等,则通过AB段的电流与CD段的电流大小相等,故B错误;
C.根据电阻的影响因素可知,导体的材料、长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大,所以AB段导体的电阻值比CD段的电阻值大,故C正确;
A.根据可知,通过导体的电流相等时,导体的电阻越大,导体两端的电压越大,因此AB段两端电压比CD段两端电压大,故A正确;
D.根据可知,其他条件相同时,电阻越大,产生的电热越多,AB段电阻大,所以AB段产生热量比CD段产生热量多,故D正确。本题选择不正确的,故选B。
10.(25-26九年级上·浙江杭州·期末)小滨进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材:小灯泡L(,额定功率约为0.8W)、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(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)
(2)检查无误后,小滨闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.5V时,电流表表盘如图乙所示,计算可知,小灯泡L的额定功率为 W。
(3)完成实验后,小江设计了如图丙所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻,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:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接a,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为0.5V;
②保持滑片不动,再将开关接b,读出电压表示数为;
③小灯泡L的额定功率 (用、、表示)。
(4)小江找来了阻值为20Ω的定值电阻,按照该方案进行测量。你认为小江能否测出该小灯泡L的额定功率并说明理由?
。
【答案】(1)(2)0.75(3)
(4)不能;小灯泡正常发光时电路电流约0.3A,20Ω定值电阻在该电流下分得电压为6V,超过电源电压3V,无法调节使小灯泡两端电压达到额定电压2.5V。
【解析】(1)已知灯泡,额定功率约为0.8W,此时电流约为,故电流表应选小量程串联在电路中,见答案。
(2)灯泡两端电压为2.5V时,由乙图可知,电流为0.3A,正常发光,小灯泡L的额定功率
(3)步骤①中调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为0.5V,此时灯泡两端电压已经达到额定电压2.5V,此时电流可利用定值电阻求解,串联电路电流处处相等,步骤②中测量出定值电阻两端电压,因此,小灯泡额定功率为
(4)由上题可知灯泡正常电流I额=0.3A,电源电压为3V,总电阻最小值为
灯泡电阻
灯泡正常发光时,滑动变阻器需要分压为
灯泡正常工作电流0.3A,若串联定值电阻,定值电阻分压为
仅定值电阻电压就6V,已经大于电源总电压3V;电路中电流远达不到灯泡额定电流0.3A,灯泡永远无法达到2.5V额定电压,无法测额定功率。
11.(25-26九年级上·浙江杭州·期末)寒冷的冬天,小滨在书桌上铺了一层电热膜。如图甲所示,它是在绝缘的聚酯薄膜表面密密地嵌入一根根的导电墨线,导电墨线两端与金属导线相连,两条金属导线接入电源后,电热膜以整个膜为加热面,持续均匀发热。
(1)电热膜是利用 原理工作的;
(2)为测量该电热膜的电功率,小滨关闭家中其他所有电器,只让该金属电热膜正常工作10min,如图乙所示的电能表表盘转动125r,测得电热膜的电功率为 W;
(3)如果图甲中电热膜的部分导电墨线断裂,电热膜工作的电功率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)电流的热效应(2)300(3)变小
【解析】(1)电热膜通电发热,利用电流的热效应工作。
(2)电能表2500r/(kW⋅h),转125r 消耗电能:
工作时间,电功率
(3)图中导电墨线是并联,部分墨线断裂,并联支路变少,总电阻增大,电源电压不变,根据,总电功率变小。
12.(25-26九年级上·浙江金华·期末)如图所示是一款饮水机的工作原理简化电路,其中S是一个温控开关,、为电热丝。当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度时,开关S自动切换到另一挡,饮水机便处于保温状态。请回答:
(1)饮水机中的电热丝是利用 工作的。
(2)当S接a时,饮水机处于 (填“加热”或“保温”)状态。
(3)已知该饮水机加热时的额定电功率为550瓦,加热管的热效率为90%。饮水机正常工作时,将水箱中1.1L的水从初温20℃加热到50℃,则需要加热时间为 秒[]。
【答案】(1)电流的热效应(2)保温(3)280
【解析】(1)电热丝通电后,能产生热量,所以是利用电流的热效应工作的。
(2)电源电压U不变,根据,S接b时,只有R1接入,总电阻小,电功率较大,为加热挡;S接a时,R1与R2串联,总电阻大,功率较小,为保温挡。
(3)水的体积
水的质量
水吸收热量
根据热效率,消耗电能
需要加热时间。
✍拓展综合练
1.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)小科用如图所示电路研究电流产生的热量与哪些因素有关,他将电热丝R1、R2涂上一种红色温变油墨,当温度达到时,该油墨会变成无色,下列说法错误的是( )
A.利用通电后油墨升温变色来观察产热情况属于转换法
B.R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻
C.若要使油墨更快变色,应将滑动变阻器滑片P往右移
D.该实验控制的变量是电流和通电时间相同
【答案】C
【解析】A.利用通电后油墨升温变色来观察产热情况,运用的实验方法为转换法,故A正确;
B.因为串联电路的电流和通电时间相同,因此R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻,探究电流产生的热量和电阻的关系,故B正确;
C.若要使变色时间提前,应将滑动变阻器滑片向左移,使电路中电流变大,产生的电热增多,变色时间会提前,故C错误;
D.该实验探究的是电流产生的热量和电阻的关系,需要控制的变量是电流和通电时间相同,故D正确。故选C。
2.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)如图所示,电源电压为12V,定值电阻R=24Ω,当接入以下电路元件于a、b点间时,下列说法正确的是( )
①接入一根导线,电流2s内所做的功是12J
②接入标有“2.5V 0.3A”的小灯泡,小灯泡能正常发光
③接入量程为0~15V的电压表时,电压表示数为0
④接入量程为0~0.6A的电流表时,R被短路,电流表被烧坏
⑤接入标有“30Ω 0.6A”的滑动变阻器R1,滑片从阻值最大处移至中点,R1的功率先变大后变小
A.只有①⑤正确 B.只有②④正确 C.只有②③⑤正确 D.只有①③④正确
【答案】A
【解析】①接入一根导线后,电路中只有定值电阻R接入电路。根据欧姆定律,电路中的电流为
2s内电流做功为所以①正确。
②若小灯泡正常发光,电路中的电流应为0.3A,此时定值电阻两端电压为
则小灯泡两端电压为与额定电压2.5V不相等,小灯泡不能正常发光,所以②错误。
③电压表接入a、b两点间后,电压表与定值电阻串联。电压表内阻很大,电路中的电流近似为0,定值电阻两端电压近似为0,因此电压表示数接近电源电压12V,而不是0,所以③错误。
④电流表接入a、b两点间后仍与定值电阻串联,定值电阻并未被短路。电流表内阻很小,电路中的电流约为小于电流表0.6A的量程,电流表不会被烧坏,所以④错误。
⑤滑动变阻器R1与定值电阻R串联,滑动变阻器的功率为当时,滑动变阻器的功率最大。滑片从最大阻值30Ω处移至中点时,接入电路的阻值由30Ω减小到15Ω,过程中经过24Ω,因此R1的功率先变大后变小,所以⑤正确。只有①⑤正确,与上述判断一致,故A正确。故选A。
3.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)小科用图甲电路图探究定值电阻的电功率、滑动变阻器的电功率和电源总功率随电流变化的关系,将实验数据绘制成、、三条图线如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.定值电阻的阻值为
B.实验过程中滑动变阻器消耗的最大电功率为2.25W
C.当电流表示数为2A时,通过的电流每秒做的功为6J
D.图线表示的是电源总功率与电流的关系
【答案】B
【解析】D.电源总功率,不变,与成正比,所以图线a是电源总功率;定值电阻的电功率,不变,所以是二次函数,曲线向上弯,对应图线b;所以滑动变阻器的电功率对应图线c,故D错误;
A.图线b是定值电阻的功率曲线,从图中可知,当时,,且此时滑动变阻器接入电路的阻值为,则电源电压,故A错误;
B.滑动变阻器的电功率所以,滑动变阻器接入电路的阻值时,滑动变阻器消耗的功率最大,为,故B正确;
C.当电流为时,定值电阻每秒做功为,故C错误。故选B。
4.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)某同学用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒定,R1为定值电阻。闭合开关S后,当滑片P从变阻器R2的b端逐渐向左移到某位置的过程中,多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R2的P-I图像如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为20欧 B.电源电压是12伏
C.定值电阻R1的阻值为6欧 D.已知Q点横坐标为1.5安,则Q点纵坐标为9瓦
【答案】C
【解析】A.滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小,由图像可知电流为0.5A,功率为5W,则故A正确;
BC.由图像可知,电流为2A时,功率为8W,则电源电压不变,有解得,故B正确,C错误;
D.当Q点横坐标为1.5A时,滑动变阻器R2的功率
故D正确。故选C。
5.(24-25九年级下·浙江宁波·阶段检测)已知图甲中滑动变阻器最大阻值为,图乙为一个等边三角形电阻,由一根导线和两段阻值为1:2的金属材料制成。当滑动变阻器连入电路的阻值为时,将两触头直接接触,闭合开关,电流表示数为0.6A;将两触头分别接触图乙中a、c两点,两表示数不发生变化;将两触头分别接触a、b两点,电流表示数变为。下列说法错误的是( )
A.三角形电阻中段电阻可能是段的两倍
B.两触头分别接触、b时,移动滑片到最左端,电流表示数为
C.两触头分别接触b、c时,移动滑片P,滑动变阻器消耗的最大功率为
D.两触头分别接触时,移动滑片到最右端,整个电路的总功率为
【答案】C
【解析】当滑动变阻器连入电路的阻值为时,将两触头直接接触,闭合开关,此时电路为滑动变阻器的简单电路,电流表示数为0.6A,电源电压将两触头分别接触图乙中a、c两点,两表示数不发生变化;说明a、c间的电阻为0,ac为一段导线;三角形剩余的两边为两段阻值为1:2的金属材料制成;
A.三角形ac边为一段导线,剩余的两边为两段阻值为1:2的金属材料制成,因此三角形电阻中段电阻可能是段的两倍,故A正确;不符合题意;
B.两触头分别接触、b时,电流表示数变为,此时电路的总电阻三角形ab边的电阻移动滑片到最左端,电路中为的加单电路,电路中的电流电流表示数为,故B正确,不符合题意;
C.C.两触头分别接触b、c时,电路为两电阻并联,再与变阻器串联,两电阻并联的总电阻为10Ω,可得变阻器两端的电功率为:,结合二次函数的最值可知,当电流为0.6A时,变阻器的电功率最大为3.6W,故C错误,符合题意;
D.两触头分别接触时,移动滑片到最右端,ac为一段导线,a、c间的电阻为0,此时电路为滑动变阻器的简单电路,电路的电流,整个电路的总功率为
故D正确,不符合题意。故选C。
6.(25-26九年级上·浙江金华·期末)如图甲是近年来人们常使用的电热桌垫。小科同学查看说明书后发现:该电热桌垫由12V电源供电,发热部分由两根电热丝。、组成,设计低温、高温两挡,内部简化电路图如图乙所示,旋钮开关S可置于“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱,已知的阻值为24Ω,的阻值为6Ω。该桌垫可通过调温开关控制不同的电功率(不考虑温度的变化对电阻的影响)。请回答:
(1)当开关S置于 (填“2和3”或“3和4”)接线柱时,电热桌垫处于高温挡。
(2)该电热桌垫处于高温挡时的功率是多少瓦?
(3)当电热桌垫处于低温挡时,在10分钟内产生的热量是多少焦?
【答案】(1)3和4(2)30W(3)3600J
【解析】(1)电源电压不变,根据电功率公式,电压一定时,电路总电阻越小,功率越大,挡位越高。接1、2:电路断路,不发热;接2、3:只有电阻大的单独接入,总电阻大,功率小,低温挡;接3、4:与并联,并联总电阻小于任意一个分电阻,总电阻最小,功率最大,高温挡。
(2)当旋钮开关S置于“3和4”接线柱时,该电热桌垫处于高温挡,此时R1、R2并联,电路中的总电阻功率
(3)当电热桌垫处于低温挡时,R1接入电路。产生的热量为
7.(25-26九年级上·浙江杭州·阶段检测)如图甲是小观家里新安装的电热毛巾架,其工作原理如图乙所示,是阻值可调的电热丝,是阻值为200Ω的电热丝,不考虑温度对电阻的影响。请分析回答:
(1)当开关闭合,接a,滑片处于最右端时,电路处于 状态(选填“保温”或“加热”),若要改变毛巾架的发热功率,可以通过改变滑片的位置来实现;
(2)当开关闭合,接b时,求此时毛巾架的发热功率为多少瓦?
(3)电热毛巾架的最低保温功率为100瓦,求的阻值。
(4)关闭家里的其他用电器,电热毛巾架以100W的功率工作,电能表(如图丙)内的转盘1分钟转过多少转?
【答案】(1)保温(2)242W(3)248Ω(4)5r
【解析】(1)当开关闭合,接a,滑片处于最右端时,电阻R1、R2串联,电路电阻最大,由可知,电路总功率最小,电路处于保温状态。
(2)当开关闭合,接b时,电路中只有R2,此时毛巾架的发热功率为
(3)当开关闭合,接a,滑片处于最右端时,电阻R1、R2串联,电热毛巾架的最低保温功率为100W,此时电路的总电阻的阻值
(4)电热毛巾架以100W的功率工作,工作1min消耗的电能由图丙可知,家庭电路中,用电器每消耗,电能表铝盘转过3000r,电热毛巾架以100W的功率工作,电能表(内的转盘1分钟的转数。
8.(2025·浙江·模拟预测)某款手表有环境光传感器,会根据环境光线的变化自动调整屏幕的亮度,从而提供最佳的视觉体验。该手表的内部简化电路如图甲所示。已知R1=1×104Ω,电源(电压为U)与内部定值电阻R1、外部的显示装置R2(视为可变电阻,随外界亮度变化而变化)串联构成闭合回路。实验测得手表输出电压UAB与电流I的关系如图乙所示。请回答:
(1)根据手表的实际应用,当外界的亮度增大时,UAB需减小,则可变电阻R2的阻值应随之 (选填“增大”或“减小”);
(2)求该手表的电源电压U;
(3)当R2=3×104Ω,求此时R1的发热功率P。
【答案】(1)减小(2)2V(3)2.5×10-5W
【解析】(1)由图甲可知,R1和R2串联,AB间的电压等于可变电阻R2两端的电压,当外界的亮度增大时,UAB需减小,由串联分压可知可变电阻R2的阻值应随之减小。
(2)根据题图分析可知当UAB=1V时,电路中电流为0.1mA,此时R2的阻值
电源电压U=I(R1+R′2)=0.1×10-3A×(1×104Ω+1×104Ω)=2V
(3)当R2=3×104Ω时,根据串联电路特点和欧姆定律可得,此时电路电流为
由串联电路电流处处相等可得通过R1的电流I1=I′=5×10-5A此时R1的发热功率P=I12R1=(5×10-5A)2×1×104Ω=2.5×10-5W。
9.(24-25九年级下·浙江宁波·阶段检测)小钟在科学课上设计了一款加热装置,加热电路如图甲所示,电阻和是阻值恒定的电热丝,单刀双掷开关可接或,再通过开关的通断,实现“高、中、低”三种温挡的调节,电阻为。
(1)中温挡时,开关S1闭合,开关接 (选填“a”或“b”)。
(2)在高温挡时,若要使整个电路的总功率不超过,求的最大阻值是多少?
(3)若电路中只有该装置在低温挡时工作了,如图乙所示的家用电能表指示灯闪烁了150次,则该装置的低温挡功率为多少?若此时的阻值为,则电路实际电源电压为多少伏?
【答案】(1)当开关S1闭合,开关接b(2)968Ω(3)50W,200V
【解析】(1)如图,当开关S1闭合,S2接a时,两个电阻和并联;当开关S1闭合,S2接b时,电阻R2被短路,电路为R1的简单电路;当开关S1断开,S2接b时,两个电阻和串联;由可知,当开关S1闭合,S2接a时,两个电阻和并联,为高温挡;当开关S1闭合,S2接b时,电路为R1的简单电路,为中温挡;当开关S1断开,S2接b时,两个电阻和串联,为低温挡。
(2)在高温挡时,两个电阻和并联,的功率若要使整个电路的总功率不超过,的最大功率,最大阻值是
(3)由电能表的表盘可知,电路中的用电器每消耗的电能,电能表的指示灯闪烁3000imp,家用电能表指示灯闪烁了150次,该装置消耗的电能则该装置的低温档功率为多低温挡时两个电阻和串联,若此时的阻值为,由可得,电路实际电源电压为。
10.(24-25九年级下·浙江温州·开学考试)2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到,飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路,电源电压保持不变,为的定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内,舱体位于真空室中,舱体不漏气时,舱体内气压为。求:
(1)舱体不漏气时,两端的电压是多少?
(2)舱体不漏气时,电路工作消耗的电能是多少?
(3)电压表示数为时,舱体内的气压值是多少?
【答案】(1)10V(2)1440J(3)0.6×105Pa
【解析】(1)由图乙可知,舱体不漏气时,舱体内气压为1.0×105Pa,压敏电阻的阻值R=10Ω
分析甲图可知,R与R0串联,电压表测量R0两端电压,电源电压12V保持不变,R0为50Ω的定值电阻,串联电路中的电流
则R0两端的电压
(2)舱体不漏气时,电路工作10min消耗的电能
(3)电压表测量R0两端电压,电压表示数为8V时,串联电路中的电流
压敏电阻的阻值
由图乙可知,压敏电阻的阻值为25Ω时,舱体内的气压值为0.6×105Pa。
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