第18章电功率 单元练习-2026-2027学年物理人教版九年级全一册
2026-09-03
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摘要:
**基本信息**
本卷为广州专用九年级电功率单元卷,精选2026年广州各区期末真题,以生活情境(如电费单、电热水器)和科技前沿(如压缩空气储能电站)为载体,全面考查电功率核心知识,注重科学探究与社会责任培养。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|单选|13|电能单位、节能措施、能量转化|结合电费单、太阳能背包等真实情境,考查物理观念|
|实验|6|调光台灯设计、焦耳定律探究|通过电路连接、故障分析,体现科学探究与模型建构|
|计算|5|电热水壶功率、电路档位分析|综合应用P=UI、Q=I²Rt,培养科学推理能力|
|科普阅读|2|压缩空气储能、空气净化器|关联科技前沿,渗透科学态度与社会责任|
内容正文:
第18章电功率单元练习(广州专用)
2026-2027学年物理人教版九年级全一册
一、单选题
1.(2026广州九上区级期末)如图表电费单上,“电量”的单位应为( )
类别
项目
电量
电价
金额
住宅电度电价(阶梯)
(1)第一挡
185.09
0.5888
108.98
住宅电度电价(阶梯)
(2)第二挡
0.00
0.6388
0.00
住宅电度电价(阶梯)
(3)第三挡
0.00
0.8888
0.00
A.千瓦 B.千瓦时 C.库仑 D.伏特
2.(2026广州九上海珠期末)为节约用电,下列做法合理的是( )
A.电视机不使用时,长时间处于待机状态
B.夏天,将空调的温度设定得越低越好
C.将走廊的常亮灯更换为声光双控灯
D.晚上入睡前将冰箱断电,早上起来再通电
3.(2026广州九上区级期末)如图所示是一种太阳能背包,其内部的太阳能电池板可以给书包里的蓄电池充电,供电给手机、小风扇等电子产品。下列关于该背包的说法正确的是( )
A.太阳能电池板将电能转化为太阳能
B.蓄电池供电时将化学能转化为电能
C.给蓄电池充电是将内能转化为化学能
D.小风扇工作时将全部电能转化为机械能
4.(2026广州九上花都期末)小明发现手机只剩20%的电量,由于无法及时充电,便开启如图所示的“省电模式”,延长手机电量耗尽前的使用时间。在此模式下,下列说法正确的是( )
A.增大了手机的电功率
B.减小了手机的电功率
C.增加了手机后续消耗的电能
D.减少了手机后续消耗的电能
5.(2026广州九上区级期末)某家用电磁炉设在“火锅挡”工作时,如图面板上显示数值为“2200”,该数值的单位应是( )
A.瓦特 B.安培 C.摄氏度 D.伏特
6.(2026广州九上区级期末)如图某额定电压为6V的小灯泡与的定值电阻串联,电路中电流为0.2A。如图所示是小灯泡的I-U图像,结合图像以下判断正确的是( )
A.小灯泡的实际功率是0.6W B.电源电压为10V
C.此时小灯泡的电阻是30Ω D.此时小灯泡两端电压大于定值电阻两端电压
7.(2026广州九上白云期末)如图是电烙铁工作电路图,电源电压恒定。在预热状态时,电路总功率较小;在加热状态时,电路总功率较大,则下列分析中正确的是( )
A.闭合开关S,处于预热状态,此时小灯熄灭
B.断开开关S,处于加热状态,此时小灯发光
C.闭合开关S,处于预热状态,此时小灯发光
D.闭合开关S,处于加热状态,此时小灯熄灭
8.(2026广州九上增城期末)某科学小组利用变阻器、恒压电源、灯泡L、开关制作可调光台灯,设计了甲乙两个方案的电路图,则( )
A.甲中,阻值变大时,的电功率变大
B.甲中,阻值变小时,的电功率变小
C.乙中,阻值变大时,通过的电流小于通过的电流
D.乙中,阻值变小时,通过的电流等于通过的电流
9.(2026广州九上区级期末)小鹏在探究“通电导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中,使用了如图的实验装置。已知图中两个相同透明容器中密封着等质量的空气,下列说法错误的是( )
A.该装置可用来探究热量与电阻大小的关系
B.该装置可用来探究热量与通电时间的关系
C.因为,所以通电后通过的电流大于通过的电流
D.通电一段时间后,右侧形管内液面高度差更大
10.(2026广州九上增城期末)将两根涂有绝缘漆、粗细均匀、材料相同的电阻丝分别紧密缠绕在两个大小相同的绝缘筒上,其缠绕圈数分别为18圈和25圈,做成两个定值电阻、,的电阻丝比的粗,将、串联在电路中工作一段时间,流过、的电流为、,根据焦耳定律,下列说法正确的是( )
A.产生的热量更多,因为工作时间相同且,
B.产生的热量更多,因为工作时间相同且,
C.产生的热量更多,因为工作时间相同且,
D.、产生的热量不相同,因为工作时间相同且,
11.(2026广州九上番禺期末)如图电路,闭合开关后,小灯泡L1比L2亮,下列说法正确的( )
A.流过a点的电流大于流过b点的电流
B.L1的电阻比L2的电阻小
C.L1的电压比L2的电压小
D.通电相同时间,L1消耗的电能比L2的多
12.(2026广州九上海珠期末)某电热敷腰带有低温、中温、高温三个挡位,其内部简化电路图如图所示,、、为加热电阻,其中旋转开关是一块金属片,在挡位切换时可同时接触两个触点。以下判断正确的是( )
A.转到时,、、串联
B.转到时,、并联
C.转到时,敷腰带处于中温挡工作
D.转到时,敷腰带处于中温挡工作
13.(2026广州九上荔湾期末)以下哪个实验与其他三个实验的物理思想方法不同( )
A.通过观察海绵的凹陷程度反映压力作用效果
B.通过比较U形管内两液面高度差反映电阻丝放出热量的大小关系
C.通过烛焰晃动的幅度反映声音具有能量
D.通过水流初步建立电流的概念
二、填空题
14.(2026广州九上花都期末)2025年第十五届全运会秉承低碳理念,主火炬塔采用了创新的“电光水雾”系统来模拟火焰,如图所示。
(1)主火炬塔能源供应核心是“源网荷储”,塔顶的太阳能电池板将___________能转化成电能;晚上蓄电池释放能量驱动火炬塔LED灯阵发光,此时蓄电池将___________能转化成___________能:
(2)参考图甲的能量流向图,将图乙的能量流向图补充完整___________;根据图的能量流向图,请你推断当白炽灯和LED灯在相同时间内释放相同的光能时,白炽灯实际的电功率___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)LED灯实际的电功率。
15.(2026广州九上白云期末)(1)某班级使用的一体机,其铭牌的部分数据如下表所示。学校每节课时长40min,若整节课使用一体机会消耗__________kW·h的电能。
工作电压U/V
220
电源功率P/W
270
(2)如图所示是电热切割机的电路图,电源电压为6V,电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的_________效应实现高温封口,2s内产生的热量为_________J。
16.(2026广州九上增城期末)小明用家中电热水器1小时将的水,从加热到,消耗电能,水的比热容,则电热水器工作消耗的电能为____________J,功率为___________W,水吸收的热量为_________J。
17.(2026广州九上番禺期末)某无人机的电池型号参数如下表,在20V的电压下充满电后,储存的电能是___________J。若无人机的悬停功率为800W,充满电后理论上能悬停的时间是________s,此时主要把___________能转化___________能。
电池容量
额定电压
5000mAh
20V
18.(2026广州九上荔湾期末)小洋准备乘飞机旅行,他带了一个标有“电池容量20000mA·h/5V”的充电宝。根据民航规定,额定能量不得超过160W·h才能随身携带。请计算该充电宝的能量_______W·h,他____(选填“能”或“不能”)携带该充电宝登机,理由是____。
三、实验题
19.(2026广州九上区级期末)小洋找到以下器材(如图1甲)制作一盏简易调光台灯
【项目分析】
小洋查找资料后发现,白炽灯由于电光转化效率低,市面上逐渐被电光转化效率高的LED灯所替代。
(1)额定功率为40W的白炽灯发光效率为10%,则有用功率_______W,额外功率_______W;
(2)LED灯的发光效率约80%,额定功率为_______W的LED灯正常工作时亮度与上述白炽灯相同(可看作:白炽灯、LED灯相同时间放出的光能相同).因此,从节能的角度考虑,小洋应选_______(选填“LED灯”或“小灯泡”)制作台灯;
【项目实施】
(3)小洋想把电位器接入电路中,请你用笔画线代替导线,帮小洋在图乙中接好电路(要求顺时针旋转滑片时,灯泡变暗)。
(4)根据上面的连接方式,闭合开关前,滑片应转到_______(填“A”“D”或“C”)端.小洋闭合开关后,发现小灯泡不亮,小洋接下来的操作应该是______________。
【展示交流】如图2乙是小洋自制的台灯。
20.(2026广州九上越秀期末)如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验,将两段电阻丝、分别密封在完全相同的盒子内,盒内封闭等量的空气,两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端。
(1)在实验中电流通过电阻丝时,电阻丝产生热量的多少是通过观察_________来比较的;
(2)图中电阻丝、通电时间相同,可探究电源通过导体时产生的热量与__________(选填“电流”或“电阻”)的关系,电阻丝_________(选填“”或“”)产生的热量多。
21.(2026广州九上番禺期末)探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置如下图所示。
(1)一位同学给大家演示“探究电流产生的热量与电流大小的关系”的实验,他应选择_________(选填“甲”“乙”)图进行实验;
(2)图甲中实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,出口与U形管A、B(内有相同长度的液柱)相连。该实验用_________反映密闭空气温度的变化。通电一定时间后,甲图_________(选填“A”“B”)U形管中的液面高度差较大。
(3)四个电阻器的电阻分别为R1、R2、R3、R4。图丙R1、R2串联后接在电压为U的电路中;图丁R3、R4并联后也接在电压为U的电路中。已知R1=R3,R2=R4,R1>R2,在相同时间内,R1、R2两电阻中_________产生的热量多,R3、R4两电阻中_________产生的热量多,四个电阻中_________产生的热量最多。
22.(2026广州九上花都期末)李明利用如图甲所示的器材改变小灯泡的亮度,已知电源电压恒为4.5V,小灯泡上标有“2.5V 0.75W”字样。
(1)请用笔画线代替导线连接电路,要求电位器滑片顺时针旋转时,小灯泡变亮___________。并在图乙方框内画出对应的电路图___________(电位器用“”表示);
(2)闭合开关,无论如何旋转滑片小灯泡始终不亮,且电流表无示数;若是电位器或小灯泡中的一个出现了故障。请根据下表的操作和现象判断故障并填入表中:
操作
现象
故障
将电压表并联在小灯泡两端
电压表有示数且接近4.5V
电压表无示数
(3)排除故障后,旋转电位器滑片,使小灯泡正常发光,此时通过小灯泡的电流为___________A;通电1min,电位器消耗的电能为___________J。
23.(2026广州九上天河期末)某小组在“跨学科实践:制作简易调光台灯”活动中模拟调节过程。
(1)连接电路:用笔画线表示导线,把图a的滑动变阻器串联接入电路(要求:连线不要交叉;向接线柱1移动,电路的电流增大)___________;
(2)发现问题:连接电路,闭合开关,发现不管如何移动,灯泡都不亮,电流表也无示数;
(3)排查故障:将电压表并联在滑动变阻器两端,示数如图b,为___________V;再改为并联在小灯泡两端,示数为,则故障可能是___________;
(4)继续实验:排除故障后,移动P至某位置时,电流表读数如图c,为___________A;
(5)深入研究:测量图a小灯泡在三个不同电压下的电功率。
①在答题卡方框中画出符合需求的电路图___________;
②设计记录实验数据的表格___________。
24.(2026广州九上区级期末)小军做“测量小灯泡电阻”的实验,小灯泡上标着“2.5V 0.3A”。
(1)小军设计了如图甲所示的部分电路,请用笔画线代替导线将图甲的实物图连接完整,要求滑片P向右移动时,灯泡变亮;(注意导线不要交叉)
(2)小军测量的数据如下表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
6
小灯泡两端电压U/V
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
通过小灯泡的电流I/A
0.16
0.18
0.22
0.24
0.28
0.30
小灯泡灯丝电阻R/Ω
3.13
5.00
5.91
7.08
7.50
①小灯泡正常工作时的电阻是___________Ω,正常发光时的电功率是___________W;
②对比不同电压下小灯泡的电阻,你能得出的结论是:___________;
(3)某次实验,电路连接正确,闭合开关,观察到灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表有示数,则原因可能是:___________(选填符号);
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)实验结束后,小军同学发现有一个铭牌缺失的定值电阻Rx。他利用另一个阻值已知的定值电阻R0设计了电路图乙,不用电流表也能测量出Rx的阻值。其中电源电压未知且恒定,操作如下:
①闭合S1、S2时,电压表的示数为U1;
②___________,电压表的示数为U2;
③未知电阻Rx的表达式:
Rx=_________。(用U1、U2、R0表示)
四、计算题
25.(2026广州九上从化期末)某款家用电热水壶内部部分简化电路如图1,其中和为阻值不变的发热电阻(<),电热水壶有加热挡和保温挡。利用智能插座可以记录该电热水壶工作时的电压和电流与时间的关系如图2和3所示,在0~4min时,电热水壶的开关S接到a端,4min后开关S接到b端。
(1)当开关S接a端时,电热水壶是加热挡还是保温挡?________,理由是________;
(2)求该热水壶在0~1min时消耗的电能;
(3)求电阻的阻值,及在第5~6min时产生的热量。
26.(2026广州九上海珠期末)璇璇设计了如图甲所示的可改变灯泡亮度的电路,电源电压恒为,灯泡L标有“”,其部分的图线如图乙所示。
(1)接到1处时,闭合开关,计算:
①L的电功率;
②L工作消耗的电能。
(2)接到2处时,闭合开关,电流表示数为,计算的阻值。
27.(2026广州九上花都期末)李莉利用如图的电路测量未知电阻的阻值,已知电源电压不变,定值电阻。她的操作步骤如下:
①按照电路图正确连接实物;
②只闭合开关时,电流表的示数为;
③再闭合开关时,电流表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)只闭合开关时,电路中的电功率;
(3)电阻的阻值;
(4)同时闭合开关和时,通电,电路中产生的热量。
28.(2026广州九上越秀期末)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机,简化电路如图乙,电源电压为220V且保持不变,、是电热丝,,。开关接2、3时处于慢热挡;开关接3、4时处于速热挡。求:
(1)挂烫机速热过程中,通过的电流;
(2)挂烫机慢热工作消耗的电能和电功率。
29.(2026广州九上增城期末)如图电路图中,电源电压恒为,滑动变阻器上标有“”,定值电阻。
(1)电流表示数为时,通电,求定值电阻两端的电压和产生的热量;
(2)请通过计算说明,调节滑动变阻器可否让电压表示数为?
五、综合题
30.(2026广州九上白云期末)图1所示的是某款家用天然气泄漏检测仪内部简化电路图,天然气气敏电阻R0,其阻值随燃气浓度β的变化如图2所示。
R为100Ω的定值电阻,电源电压恒为12V,当R0两端电压达到或超过9V时,发出报警信号。不考虑报警器对电路的影响:
(1)报警器由___________表改装(选填“电压”或“电流”)。由图2可知,泄漏的燃气浓度增大时,R0的阻值_________(选填“增大”或“减小”)。
(2)报警器刚好达到报警条件时定值电阻R两端电压为多大?此时电路的总功率为多大?
(3)可通过_________定值电阻R的阻值(选填“增大”或“减小”),实现在燃气浓度更低时报警,请利用所学知识进行分析论证____________________。
31.(2026广州九上番禺期末)PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,可以根据需要设定一个温度,当实际温度低于设定温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于设定温度时,其电阻值随温度的升高而增大,这个设定的温度叫“居里点温度”。用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能。
(1)图甲所示为某PTC材料的电阻随温度变化的图像,由图可知,该PTC材料设定的“居里点温度”为___________℃;
(2)图乙所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图丙所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响。RT是PTC的电阻,它的电阻值与温度的关系如图甲所示。当RT达到“居里点温度”时,电路消耗的总功率为1100W。
①此时电路中的电流为多少?
②R0的阻值为多少?
32.(2026广州九上荔湾期末)图甲是小洋家电动自行车,图乙是该车某次充电时采集到的信息(已做近似处理),充电过程中充电电压基本保持在60V,假设充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。
(1)此次充电过程中充电功率大致变化的规律是______;
(2)求19:10-22:10该车充电电流和消耗的电能大小;
(3)若19:40-20:10,图甲中导线产生的热量为;23:40-00:10,该导线产生的热量为,______(选填“>”“<”或“=”),写出判断依据______。
六、科普阅读题
33.(2026广州九上天河期末)阅读短文,回答问题。
从长信宫灯到现代空气净化器“中华第一灯”——长信宫灯如图a,造型是持灯宫女,烟尘进入袖管与身体连成的烟道,通过底层水盘去掉烟尘中的尘埃。
某台空气净化器的工作过程如图b:待净化空气先经滤挡网过滤,灰尘因钨丝放电而带正电,经过带电格栅板时被吸附,此后经活性炭进一步净化。它在不同挡位工作时的参数如下表。
工作挡位
待机
1挡
2挡
3挡
4挡
5挡
6挡
功率(W)
0.9
23
45
75
103
121
148
每小时净化空气量
-
120
240
360
500
610
760
净化效率(表示有害空气浓度)。
(1)长信宫灯利用水使___________(选填“增大”“减小”)。
(2)图b格栅板带___________(选填“正”“负”)电。
(3)该净化器的功率为时,工作挡位为___________挡。它的工作挡位为4挡时,理论上净化整个的房间需要___________。
(4)小明制作图c电路来检测空气质量,为气敏电阻,其阻值随变化曲线如图d,电源电压恒为。净化器启动前电流表示数为,使用后电流表示数变为,则该净化器的净化效率为___________%。
(5)请从节约用电的角度对净化器的使用提出一条建议:___________。
34.(2026广州九上区级期末)请根据短文回答下列问题;
2025年,我国首座超大型压缩空气储能示范电站投用,其工作原理为:用电低谷时,电网富余的电能驱动电动机带动空气压缩机转动,压缩机将空气压缩至地下岩洞储存;用电高峰时,释放高压空气经换热器处理后推动膨胀机转动,进而带动发电机发电向电网输送电能,实现能量的循环利用。
该电站就像一个“超级充电宝”,储存1度电可放出0.7度电,装机功率(指发电厂设计的额定条件下输出最大电功率),该电站每天可以连续放电约8小时,年发电量可达度,能满足20万户家庭用电,每年可节约标准煤,设计使用寿命达40年。
(1)电能通过电动机转化为_______能使空气压缩机转动,再通过空气压缩机转化为空气的_______能;
(2)用电高峰时,高压空气推动膨胀机转动过程中,高压空气通过__________(选填“做功”“热传递”)将内能转化为机械能,这过程跟热机_________冲程的能量转化相同;
(3)该电站每年节约的标准煤完全燃烧,释放_________J的能量;(标准煤热值为)
(4)该电站存放电的能量转换效率为__________%;
(5)该电站以装机功率连续工作6小时,可以向电网输送电能___________;
(6)从工程建设角度,要增加电站储存的能量,请提出一条建议:____________。
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第18章电功率单元练习(广州专用)
2026-2027学年物理人教版九年级全一册
一、单选题
1.(2026广州九上区级期末)如图表电费单上,“电量”的单位应为( )
类别
项目
电量
电价
金额
住宅电度电价(阶梯)
(1)第一挡
185.09
0.5888
108.98
住宅电度电价(阶梯)
(2)第二挡
0.00
0.6388
0.00
住宅电度电价(阶梯)
(3)第三挡
0.00
0.8888
0.00
A.千瓦 B.千瓦时 C.库仑 D.伏特
【答案】B
【难度】0.94
【详解】A.千瓦是功率的单位,故A不符合题意;
B.千瓦时是电能的单位,俗称“度”,也是日常生活中电量的单位,故B符合题意;
C.库仑是电荷量的单位,故C不符合题意;
D.伏特是电压的单位,故D不符合题意。
故选B。
2.(2026广州九上海珠期末)为节约用电,下列做法合理的是( )
A.电视机不使用时,长时间处于待机状态
B.夏天,将空调的温度设定得越低越好
C.将走廊的常亮灯更换为声光双控灯
D.晚上入睡前将冰箱断电,早上起来再通电
【答案】C
【难度】0.85
【详解】A.电视机不使用时处于待机状态,电视机也会消耗电能,这样会浪费电能,故A不符合题意;
B.夏天空调的温度调得越低,消耗的电能越多,不符合节能的要求,故B不符合题意;
C.将走廊的常亮灯更换为声光双控灯,仅在有人且光线不足时亮起,缩短了照明时间,可以达到节能的目的,故C符合题意;
D.冰箱断电后内部温度升高,重新通电需额外能量降温,比维持温度消耗更多电能,故D不符合题意。
故选C。
3.(2026广州九上区级期末)如图所示是一种太阳能背包,其内部的太阳能电池板可以给书包里的蓄电池充电,供电给手机、小风扇等电子产品。下列关于该背包的说法正确的是( )
A.太阳能电池板将电能转化为太阳能
B.蓄电池供电时将化学能转化为电能
C.给蓄电池充电是将内能转化为化学能
D.小风扇工作时将全部电能转化为机械能
【答案】B
【难度】0.85
【详解】A.太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能,故A错误;
B.蓄电池在供电(放电)时,内部的化学反应将化学能转化为电能,供外部设备使用,B正确;
C.给蓄电池充电时,是将电能转化为化学能储存起来,而不是将内能转化为化学能,故C错误;
D.小风扇工作时,电能主要转化为机械能,但由于电机存在电阻,部分电能会转化为内能,不可能将全部电能转化为机械能,故D错误。
故选B。
4.(2026广州九上花都期末)小明发现手机只剩20%的电量,由于无法及时充电,便开启如图所示的“省电模式”,延长手机电量耗尽前的使用时间。在此模式下,下列说法正确的是( )
A.增大了手机的电功率
B.减小了手机的电功率
C.增加了手机后续消耗的电能
D.减少了手机后续消耗的电能
【答案】B
【难度】0.85
【详解】手机的省电模式是关闭部分软件、减小屏幕亮度等方式减小手机的电功率,这样在相同时间内,手机消耗的电能减少,延长手机可使用的时间,故B正确,ACD错误。
故选B。
5.(2026广州九上区级期末)某家用电磁炉设在“火锅挡”工作时,如图面板上显示数值为“2200”,该数值的单位应是( )
A.瓦特 B.安培 C.摄氏度 D.伏特
【答案】A
【难度】0.85
【详解】A.瓦特是电功率的单位。电磁炉是一种将电能转化为内能的家用电器,其加热快慢由电功率决定。“火锅挡”通常是电磁炉的最高功率挡位,用于快速加热。常见的家用电磁炉最大功率在2000W左右,因此面板上显示的数值“2200”表示此时电磁炉的工作功率为2200W,故A符合题意;
B.安培是电流的单位。我国家庭电路的电压为220V,若电流为2200A,则功率极大,远超家庭电路的承受能力,不符合实际情况,故B不符合题意;
C.摄氏度是温度的单位。2200℃是一个极高的温度,远超过烹饪食物所需的温度,故C不符合题意;
D.伏特是电压的单位。我国家庭电路的额定电压是220V,2200V是高压电的电压,不是家用电器的额定电压,故D不符合题意。
故选A。
6.(2026广州九上区级期末)如图某额定电压为6V的小灯泡与的定值电阻串联,电路中电流为0.2A。如图所示是小灯泡的I-U图像,结合图像以下判断正确的是( )
A.小灯泡的实际功率是0.6W B.电源电压为10V
C.此时小灯泡的电阻是30Ω D.此时小灯泡两端电压大于定值电阻两端电压
【答案】A
【难度】0.65
【详解】A.将小灯泡与的定值电阻串联接入电路中,根据图像,当灯泡的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为3.0V,小灯泡的实际功率,故A正确;
BD.由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压为
比较可知,此时小灯泡两端电压小于定值电阻两端电压,根据串联电路电压的规律可知,电源电压为,故BD错误;
C.根据欧姆定律可知此时灯泡电阻,故C错误。
故选A。
7.(2026广州九上白云期末)如图是电烙铁工作电路图,电源电压恒定。在预热状态时,电路总功率较小;在加热状态时,电路总功率较大,则下列分析中正确的是( )
A.闭合开关S,处于预热状态,此时小灯熄灭
B.断开开关S,处于加热状态,此时小灯发光
C.闭合开关S,处于预热状态,此时小灯发光
D.闭合开关S,处于加热状态,此时小灯熄灭
【答案】D
【难度】0.65
【详解】电源电压U恒定,根据电功率公式可知,电路总功率P与总电阻成反比;加热状态时总功率较大,说明此时电路的总电阻较小;预热状态时总功率较小,说明此时电路的总电阻较大。闭合开关S时,小灯泡被短路,小灯泡熄灭,此时电路中只有电阻R工作,电路中的总电阻就等于电阻R的阻值;断开开关S时,R和小灯泡串联,总电阻为电阻R和小灯泡电阻之和,相比闭合开关S时,总电阻变大,总功率变小,所以闭合开关S时,处于加热状态,小灯泡熄灭;断开开关S时,处于预热状态,小灯泡发光。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.(2026广州九上增城期末)某科学小组利用变阻器、恒压电源、灯泡L、开关制作可调光台灯,设计了甲乙两个方案的电路图,则( )
A.甲中,阻值变大时,的电功率变大
B.甲中,阻值变小时,的电功率变小
C.乙中,阻值变大时,通过的电流小于通过的电流
D.乙中,阻值变小时,通过的电流等于通过的电流
【答案】D
【难度】0.65
【详解】A.图甲中电路是并联电路,当R阻值变大时,由可知,R的电功率变小,故A不符合题意;
B.图甲中电路是并联电路,当R阻值变小时,L两端的电压不变,则L的电功率不变,故B不符合题意;
CD.在串联电路中,电流处处相等,因此不管R阻值变小或变小时,通过R的电流始终等于通过L的电流,故C不符合题意,D符合题意。
故选 D。
9.(2026广州九上区级期末)小鹏在探究“通电导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中,使用了如图的实验装置。已知图中两个相同透明容器中密封着等质量的空气,下列说法错误的是( )
A.该装置可用来探究热量与电阻大小的关系
B.该装置可用来探究热量与通电时间的关系
C.因为,所以通电后通过的电流大于通过的电流
D.通电一段时间后,右侧形管内液面高度差更大
【答案】C
【难度】0.65
【详解】AC.根据题图可知,两根电阻丝接入电路的方式是串联,故通电时间和通过的电流大小相同,但二者的电阻大小不同,故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,不符合题意,C错误,符合题意;
B.若要探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系,可以通过比较一侧U形管液面的高度差来探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系,故B正确,不符合题意;
D.通电一段时间后,由于右侧电阻丝的电阻大于左侧电阻丝的电阻,根据可知,右侧电阻丝产生的热量更多,右侧气体压强更大,U形管液面的高度差更大,故D正确,不符合题意。
故选C。
10.(2026广州九上增城期末)将两根涂有绝缘漆、粗细均匀、材料相同的电阻丝分别紧密缠绕在两个大小相同的绝缘筒上,其缠绕圈数分别为18圈和25圈,做成两个定值电阻、,的电阻丝比的粗,将、串联在电路中工作一段时间,流过、的电流为、,根据焦耳定律,下列说法正确的是( )
A.产生的热量更多,因为工作时间相同且,
B.产生的热量更多,因为工作时间相同且,
C.产生的热量更多,因为工作时间相同且,
D.、产生的热量不相同,因为工作时间相同且,
【答案】B
【难度】0.65
【详解】由题意可知,R1和R2的材料相同,R1电阻丝的横截面积比R2的大、长度比R2的小,则R1的阻值小于R2的阻值,即;R1、R2串联后,根据串联电路的电流规律可知通过R1和R2的电流相等,即;同时通电,即工作时间相同,根据可知电流通过R2产生的热量更多,故B正确,ACD错误。
故选B。
11.(2026广州九上番禺期末)如图电路,闭合开关后,小灯泡L1比L2亮,下列说法正确的( )
A.流过a点的电流大于流过b点的电流
B.L1的电阻比L2的电阻小
C.L1的电压比L2的电压小
D.通电相同时间,L1消耗的电能比L2的多
【答案】D
【难度】0.4
【详解】闭合开关,两灯串联,串联电路中电流处处相等,故流过a点的电流等于流过b点的电流。小灯泡L1比L2亮,则小灯泡L1实际功率较大,根据可知L1两端的电压比L2两端的电压大,根据可知L1的电阻比L2的电阻大,根据可知通电相同时间,L1消耗的电能比L2的多。故D正确,ABC错误。
故选D。
12.(2026广州九上海珠期末)某电热敷腰带有低温、中温、高温三个挡位,其内部简化电路图如图所示,、、为加热电阻,其中旋转开关是一块金属片,在挡位切换时可同时接触两个触点。以下判断正确的是( )
A.转到时,、、串联
B.转到时,、并联
C.转到时,敷腰带处于中温挡工作
D.转到时,敷腰带处于中温挡工作
【答案】C
【难度】0.4
【详解】分析电路可知,转到时,、串联,此时总电阻最大,根据,总功率最小,为低温挡;转到时,、并联,此时总电阻最小,根据,总功率最大,为高温挡;转到时,单独工作,则此时为中温挡。故C正确,ABD错误。
故选C。
13.(2026广州九上荔湾期末)以下哪个实验与其他三个实验的物理思想方法不同( )
A.通过观察海绵的凹陷程度反映压力作用效果
B.通过比较U形管内两液面高度差反映电阻丝放出热量的大小关系
C.通过烛焰晃动的幅度反映声音具有能量
D.通过水流初步建立电流的概念
【答案】D
【难度】0.4
【详解】A实验中通过观察海绵的凹陷程度反映压力作用效果,B实验中通过比较U形管内两液面高度差反映电阻丝放出热量的大小关系,C实验中通过烛焰晃动的幅度反映声音具有能量,这三个实验都是运用了转换法,把无法测量的量或者无法直接观察的现象通过其它形式体现出来;D中通过水流初步建立电流的概念,水路中水流类似于电路中的电流,运用了类比法。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、填空题
14.(2026广州九上花都期末)2025年第十五届全运会秉承低碳理念,主火炬塔采用了创新的“电光水雾”系统来模拟火焰,如图所示。
(1)主火炬塔能源供应核心是“源网荷储”,塔顶的太阳能电池板将___________能转化成电能;晚上蓄电池释放能量驱动火炬塔LED灯阵发光,此时蓄电池将___________能转化成___________能:
(2)参考图甲的能量流向图,将图乙的能量流向图补充完整___________;根据图的能量流向图,请你推断当白炽灯和LED灯在相同时间内释放相同的光能时,白炽灯实际的电功率___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)LED灯实际的电功率。
【答案】(1) 太阳 化学 电
(2) 内能55J 大于
【难度】0.85
【详解】(1)[1][2][3]太阳能电池板的原理是将太阳能转化为电能,然后通过蓄电池将电能转化为化学能储存起来,给用电器供电时,蓄电池再将化学能转化成电能。
(2)[1]根据图甲可知,白炽灯工作时将电能转化为内能和光能,所以图乙中LED灯工作时也是将电能转化为内能和光能,即,
[2]由图甲乙知,白炽灯工作时,大部分电能转化为内能,只有少部分转化为光能。而LED灯的电能转化为光能的效率可达45%,所以当白炽灯和LED灯在相同时间内释放相同的光能时,白炽灯需要消耗更多的电能,即白炽灯实际的电功率大于LED灯实际的电功率。
15.(2026广州九上白云期末)(1)某班级使用的一体机,其铭牌的部分数据如下表所示。学校每节课时长40min,若整节课使用一体机会消耗__________kW·h的电能。
工作电压U/V
220
电源功率P/W
270
(2)如图所示是电热切割机的电路图,电源电压为6V,电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的_________效应实现高温封口,2s内产生的热量为_________J。
【答案】(1)0.18
(2) 热 72
【难度】0.85
【详解】(1)由表格数据可知,一体机正常工作时的功率为
一节课时间为
整节课一体机消耗的电能为
(2)[1]电流通过导体时会产生热量,这种现象叫作电流的热效应。电热切割机是利用电流的热效应来工作的。
[2]由题意可知,电热切割机的电路是个纯电阻电路,所以2s内产生的热量与电流做功相等,即
16.(2026广州九上增城期末)小明用家中电热水器1小时将的水,从加热到,消耗电能,水的比热容,则电热水器工作消耗的电能为____________J,功率为___________W,水吸收的热量为_________J。
【答案】
2000
【难度】0.65
【详解】[1]电热水器工作消耗的电能
[2]电热水器工作的电功率
[3]水吸收热量
17.(2026广州九上番禺期末)某无人机的电池型号参数如下表,在20V的电压下充满电后,储存的电能是___________J。若无人机的悬停功率为800W,充满电后理论上能悬停的时间是________s,此时主要把___________能转化___________能。
电池容量
额定电压
5000mAh
20V
【答案】 360000 450 电 机械
【难度】0.65
【详解】[1]在20V的电压下充满电后,储存的电能是
[2]若无人机的悬停功率为800W,充满电后理论上能悬停的时间是
[3][4]无人机悬停时,主要是把电池的电能转化为无人机的机械能,从而维持悬停状态。
18.(2026广州九上荔湾期末)小洋准备乘飞机旅行,他带了一个标有“电池容量20000mA·h/5V”的充电宝。根据民航规定,额定能量不得超过160W·h才能随身携带。请计算该充电宝的能量_______W·h,他____(选填“能”或“不能”)携带该充电宝登机,理由是____。
【答案】 100 能 充电宝的能量为100W·h,小于民航规定的160W·h
【难度】0.65
【详解】[1][2][3]该充电宝的能量为
通过计算可知,充电宝的能量为100W·h,小于民航规定的160W·h,所以可以携带登机。
三、实验题
19.(2026广州九上区级期末)小洋找到以下器材(如图1甲)制作一盏简易调光台灯
【项目分析】
小洋查找资料后发现,白炽灯由于电光转化效率低,市面上逐渐被电光转化效率高的LED灯所替代。
(1)额定功率为40W的白炽灯发光效率为10%,则有用功率_______W,额外功率_______W;
(2)LED灯的发光效率约80%,额定功率为_______W的LED灯正常工作时亮度与上述白炽灯相同(可看作:白炽灯、LED灯相同时间放出的光能相同).因此,从节能的角度考虑,小洋应选_______(选填“LED灯”或“小灯泡”)制作台灯;
【项目实施】
(3)小洋想把电位器接入电路中,请你用笔画线代替导线,帮小洋在图乙中接好电路(要求顺时针旋转滑片时,灯泡变暗)。
(4)根据上面的连接方式,闭合开关前,滑片应转到_______(填“A”“D”或“C”)端.小洋闭合开关后,发现小灯泡不亮,小洋接下来的操作应该是______________。
【展示交流】如图2乙是小洋自制的台灯。
【答案】(1) 4 36
(2) 5 LED灯
(3)
(4) A 移动滑片,观察灯泡是否发光
【难度】0.65
【详解】(1)[1]有用功率
[2]由
额外功率
(2)[1]设LED灯的额定功率为,要与40W白炽灯亮度相同,即两者的有用功率相等,则LED灯的额定功率
[2]从节能角度,应选择LED灯。相同亮度下,LED灯功率更小,相同工作时间更省电。
(3)要满足顺时针旋转滑动片时灯泡变暗,滑动变阻器接入电路中的电阻应变大,应选择B、C连入电路,且需与灯泡串联。如图所示:
(4)[1]闭合开关前,滑片应转到A端,使接入电路的电阻最大,起到保护电路的作用。
[2]闭合开关后灯泡不亮,最常见的原因是电位器接入电阻过大,导致电流太小,灯泡实际功率不足而不发光,因此接下来的操作:移动滑片,观察灯泡是否发光(若仍不亮,再检查电路连接或电源)。
20.(2026广州九上越秀期末)如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验,将两段电阻丝、分别密封在完全相同的盒子内,盒内封闭等量的空气,两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端。
(1)在实验中电流通过电阻丝时,电阻丝产生热量的多少是通过观察_________来比较的;
(2)图中电阻丝、通电时间相同,可探究电源通过导体时产生的热量与__________(选填“电流”或“电阻”)的关系,电阻丝_________(选填“”或“”)产生的热量多。
【答案】(1)U形管中液面高度差
(2) 电阻 b
【难度】0.65
【详解】(1)电流通过导体产生热量的多少不易直接观察,两个透明容器中密封着等量的空气,电阻丝产生热量越多,气体膨胀程度越大,故可通过U形管液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少,采用了转换法。
(2)[1][2]串联电路中电流处处相等,装置中,两电阻串联,是为了控制电流和通电时间相同,而电阻不同,故该装置用来探究电流热效应与电阻大小的关系;通电一段时间后,右侧U形管液面的高度差较大,说明右侧盒子中的电阻丝b产生的热量多。
21.(2026广州九上番禺期末)探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置如下图所示。
(1)一位同学给大家演示“探究电流产生的热量与电流大小的关系”的实验,他应选择_________(选填“甲”“乙”)图进行实验;
(2)图甲中实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,出口与U形管A、B(内有相同长度的液柱)相连。该实验用_________反映密闭空气温度的变化。通电一定时间后,甲图_________(选填“A”“B”)U形管中的液面高度差较大。
(3)四个电阻器的电阻分别为R1、R2、R3、R4。图丙R1、R2串联后接在电压为U的电路中;图丁R3、R4并联后也接在电压为U的电路中。已知R1=R3,R2=R4,R1>R2,在相同时间内,R1、R2两电阻中_________产生的热量多,R3、R4两电阻中_________产生的热量多,四个电阻中_________产生的热量最多。
【答案】(1)乙
(2) U形管液面高度变化(差) B
(3) R1 R4 R4
【难度】0.65
【详解】(1)图甲是两个不同电阻串联,电流相同,电阻不同,是探究热量与电阻的关系。图乙中两个阻值相同的电阻分别并联再整体串联,可探究电流产生的热量与电流大小的关系。
(2)[1]该实验通过电流通过导体时产生的热量使气体热胀冷缩推动形管液柱变化,从而用形管液面高度差反映密闭空气温度的变化。
[2]由知,图甲中串联,通过电流相同,左边电阻小于右边电阻,所以右边产生热量多,形管液面高度差较大,故选B。
(3)[1]丙图中,串联,电流相同,热量
因为,所以,所以丙图中产生热量多。
[2]丁图中,并联,电压相同,热量
因为,所以,所以丁图中产生热量多。
[3]由焦耳定律得
通过前两问只需比较和产生的热量。令,
得
故四个电阻中产生的热量最多。
22.(2026广州九上花都期末)李明利用如图甲所示的器材改变小灯泡的亮度,已知电源电压恒为4.5V,小灯泡上标有“2.5V 0.75W”字样。
(1)请用笔画线代替导线连接电路,要求电位器滑片顺时针旋转时,小灯泡变亮___________。并在图乙方框内画出对应的电路图___________(电位器用“”表示);
(2)闭合开关,无论如何旋转滑片小灯泡始终不亮,且电流表无示数;若是电位器或小灯泡中的一个出现了故障。请根据下表的操作和现象判断故障并填入表中:
操作
现象
故障
将电压表并联在小灯泡两端
电压表有示数且接近4.5V
电压表无示数
(3)排除故障后,旋转电位器滑片,使小灯泡正常发光,此时通过小灯泡的电流为___________A;通电1min,电位器消耗的电能为___________J。
【答案】(1)
(2)
操作
现象
故障
将电压表并联在小灯泡两端
电压表有示数且接近4.5V
小灯泡断路
电压表无示数
电位器断路
(3) 0.3 36
【难度】0.4
【详解】(1)[1]小灯泡上标有“2.5V 0.75W”字样,正常发光时的电流为
故此电流表应选择0~0.6A,电位器滑片顺时针旋转时,小灯泡变亮,说明电路中电流变大,电位器阻值减小,实物电路如图所示:
[2]根据[1]中的实物电路,从电源正极出来,经开关、电流表、电位器、小灯泡,回到电源负极,如图所示:
(2)[1]闭合开关,无论如何旋转滑片小灯泡始终不亮,且电流表无示数,说明是电路出现了断路,电压表有示数且接近4.5V,说明电压表与电源是通路,故障可能是与电压表并联的小灯泡出现断路。
[2]闭合开关,无论如何旋转滑片小灯泡始终不亮,且电流表无示数,说明是电路出现了断路,电压表无示数,说明电位器出现了断路。
(3)[1]小灯泡正常发光,此时通过小灯泡的电流为
[2]小灯泡正常发光时,电位器两端电压为
电位器与小灯泡串联,电流相等,即
通电1min,电位器消耗的电能为
23.(2026广州九上天河期末)某小组在“跨学科实践:制作简易调光台灯”活动中模拟调节过程。
(1)连接电路:用笔画线表示导线,把图a的滑动变阻器串联接入电路(要求:连线不要交叉;向接线柱1移动,电路的电流增大)___________;
(2)发现问题:连接电路,闭合开关,发现不管如何移动,灯泡都不亮,电流表也无示数;
(3)排查故障:将电压表并联在滑动变阻器两端,示数如图b,为___________V;再改为并联在小灯泡两端,示数为,则故障可能是___________;
(4)继续实验:排除故障后,移动P至某位置时,电流表读数如图c,为___________A;
(5)深入研究:测量图a小灯泡在三个不同电压下的电功率。
①在答题卡方框中画出符合需求的电路图___________;
②设计记录实验数据的表格___________。
【答案】 2.8 滑动变阻器断路 0.16
序号
灯泡的电压U/V
灯泡的电流I/A
灯泡的电功率P/W
1
2
3
【难度】0.4
【详解】[1]滑片 P 向接线柱 1 移动时,电流增大,说明接入电路的电阻减小。 因此,应将滑动变阻器的接线柱3和上面任意一个接线柱接入电路,这样滑片左移时接入电阻丝变短,电阻减小。 连接方式:将电流表负接线柱与滑动变阻器的接线柱3相连,滑动变阻器的上接线柱与灯泡左端接线柱相连(连线不交叉)。如图所示:
[2]电压表使用0∼3V量程,分度值0.1V,图 b 指针指向 2.8 V,所以示数为2.8V。
[3]电压表并联在滑动变阻器两端时有示数,并联在灯泡两端时无示数,说明可能是滑动变阻器断路。
[4]电流表使用 0∼0.6A量程,分度值0.02A,图 c 指针指向 0.16A,所以示数为 0.16A。
[5]绘制 “测量小灯泡电功率” 的电路图: 电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表串联。 电压表并联在灯泡两端。 滑动变阻器采用 “一上一下” 接法,如图所示:
[6]记录下每次实验的电压、电流示数,并计算出对应的电功率,表格如下:
序号
灯泡的电压U/V
灯泡的电流I/A
灯泡的电功率P/W
1
2
3
24.(2026广州九上区级期末)小军做“测量小灯泡电阻”的实验,小灯泡上标着“2.5V 0.3A”。
(1)小军设计了如图甲所示的部分电路,请用笔画线代替导线将图甲的实物图连接完整,要求滑片P向右移动时,灯泡变亮;(注意导线不要交叉)
(2)小军测量的数据如下表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
6
小灯泡两端电压U/V
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
通过小灯泡的电流I/A
0.16
0.18
0.22
0.24
0.28
0.30
小灯泡灯丝电阻R/Ω
3.13
5.00
5.91
7.08
7.50
①小灯泡正常工作时的电阻是___________Ω,正常发光时的电功率是___________W;
②对比不同电压下小灯泡的电阻,你能得出的结论是:___________;
(3)某次实验,电路连接正确,闭合开关,观察到灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表有示数,则原因可能是:___________(选填符号);
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)实验结束后,小军同学发现有一个铭牌缺失的定值电阻Rx。他利用另一个阻值已知的定值电阻R0设计了电路图乙,不用电流表也能测量出Rx的阻值。其中电源电压未知且恒定,操作如下:
①闭合S1、S2时,电压表的示数为U1;
②___________,电压表的示数为U2;
③未知电阻Rx的表达式:
Rx=_________。(用U1、U2、R0表示)
【答案】(1)
(2) 8.33 0.75 不同的电压下灯泡的电阻是不同的
(3)B
(4) 闭合开关 S1,断开开关 S2
【难度】0.4
【详解】(1)测量小灯泡的电阻实验,需要多次测量小灯泡两端的电压和通过的电流,则需要滑动变阻器、灯泡和电流表串联,且电压表并联在灯泡的两端。要求滑片P向右移动时灯泡变亮,即电路中电流变大,所以滑动变阻器接入电阻变小。 滑动变阻器应接右下接线柱,如下图所示:
(2)[1][2]小灯泡正常工作时,电压,电流。 灯泡的电阻
灯泡正常发光的功率
[3]观察表格的数据可知,不同的电压下灯泡的实际功率不同,亮度不同,温度不同,电阻是明显不同的,因此得出结论不同的电压下灯泡的电阻是不同的。
(3)闭合开关后,灯泡不发光、电流表示数几乎为零,说明电路断路,电压表有示数,表明电压表与电源之间为通路,故断路发生在与电压表并联的部分,即小灯泡断路。故ACD不符合题意;B符合题意。
故选B。
(4)[1][2]由步骤①S1和S2闭合,R0被短路,电路中只有R1,电压表测电源电压U1 ,② 闭合开关 S1,断开开关 S2,Rx与R0串联,电压表测Rx两端电压U2。 R0两端电压。电路中电流
则Rx表达式
四、计算题
25.(2026广州九上从化期末)某款家用电热水壶内部部分简化电路如图1,其中和为阻值不变的发热电阻(<),电热水壶有加热挡和保温挡。利用智能插座可以记录该电热水壶工作时的电压和电流与时间的关系如图2和3所示,在0~4min时,电热水壶的开关S接到a端,4min后开关S接到b端。
(1)当开关S接a端时,电热水壶是加热挡还是保温挡?________,理由是________;
(2)求该热水壶在0~1min时消耗的电能;
(3)求电阻的阻值,及在第5~6min时产生的热量。
【答案】(1)
加热挡
电源电压不变,开关接a端时电路总电阻更小,根据,此时电路功率更大,因此为加热挡
(2)
(3)
【难度】0.65
【详解】(1)由电路图可知:当开关S接a端时,电路为只有的简单电路,总电阻;当开关S接b端时,与串联,总电阻,因此。电源电压保持不变,根据电功率公式,总电阻越小,电路电功率越大,因此开关接a端时电功率更大,电热水壶为加热挡。
(2)由图2可知,工作过程中电源电压;由图3可知,0~1min电路电流,通电时间
消耗的电能
(3)0~4min开关接a端,电路为的简单电路,根据欧姆定律的阻值
5~6min开关接b端,与串联,串联电路电流处处相等,由图3可知电路电流,通电时间,根据焦耳定律,得产生的热量
26.(2026广州九上海珠期末)璇璇设计了如图甲所示的可改变灯泡亮度的电路,电源电压恒为,灯泡L标有“”,其部分的图线如图乙所示。
(1)接到1处时,闭合开关,计算:
①L的电功率;
②L工作消耗的电能。
(2)接到2处时,闭合开关,电流表示数为,计算的阻值。
【答案】(1)①3W;②300J
(2)12Ω
【难度】0.65
【详解】(1)①当S2接到1处时,闭合开关S1,电路为灯泡L的简单电路。由于电源电压为6V,灯泡L的额定电压也为6V,所以灯泡两端的电压,此时灯泡正常发光,通过灯泡的电流为额定电流,灯泡L的电功率为
②灯泡L工作100s消耗的电能为
(2)当S2接到2处时,闭合开关S1,电阻R与灯泡L串联,电流表测电路中的电流。已知电流表示数为0.3A,由于串联电路中电流处处相等,所以通过灯泡的电流为0.3A,由图乙可知,当通过灯泡的电流为0.3A时,灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点,电阻R两端的电压为
电阻R的阻值为
27.(2026广州九上花都期末)李莉利用如图的电路测量未知电阻的阻值,已知电源电压不变,定值电阻。她的操作步骤如下:
①按照电路图正确连接实物;
②只闭合开关时,电流表的示数为;
③再闭合开关时,电流表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)只闭合开关时,电路中的电功率;
(3)电阻的阻值;
(4)同时闭合开关和时,通电,电路中产生的热量。
【答案】(1)
6V
(2)
3.6W
(3)
20Ω
(4)
324J
【难度】0.65
【详解】(1)当只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测量通过R1的电流,记为。则电源电压
(2)当只闭合开关S1时,电路中只有R1工作,则电路中的电功率
(3)当同时闭合开关S1和S2时,电阻R1和Rx并联,电流表测量干路电流,记为。由于并联电路中各支路互不影响,通过R1的电流仍为0.6A。根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得,通过Rx的电流
Rx的阻值
(4)当同时闭合开关S1和S2时,电路中产生的总热量
28.(2026广州九上越秀期末)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机,简化电路如图乙,电源电压为220V且保持不变,、是电热丝,,。开关接2、3时处于慢热挡;开关接3、4时处于速热挡。求:
(1)挂烫机速热过程中,通过的电流;
(2)挂烫机慢热工作消耗的电能和电功率。
【答案】(1)
2A
(2)
52800J,880W
【难度】0.65
【详解】(1)根据电功率公式 可知,在电源电压U一定时,电路的总电阻R越小,电功率P越大,加热越快。
当挂烫机处于速热挡时,电路的总电阻最小,此时电热丝、并联。
在并联电路中,各支路两端的电压相等,均等于电源电压,即
根据欧姆定律,通过的电流为
(2)当挂烫机处于慢热挡时,电路的电阻最大,电功率P最小,此时电路中只有电热丝。
电路的电阻为
慢热挡的电功率为
挂烫机慢热工作的时间为
消耗的电能为
29.(2026广州九上增城期末)如图电路图中,电源电压恒为,滑动变阻器上标有“”,定值电阻。
(1)电流表示数为时,通电,求定值电阻两端的电压和产生的热量;
(2)请通过计算说明,调节滑动变阻器可否让电压表示数为?
【答案】(1)
2V,2J
(2)
因为滑动变阻器的最大阻值为15Ω,小于所需要的20Ω,所以无法将电压表示数调节到1.5V。
【难度】0.65
【详解】(1)由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量两端的电压。当电流表示数时,根据欧姆定律,定值电阻两端的电压为
通电,产生的热量根据焦耳定律计算为
(2)假设电压表示数可以调节为,由于和串联,此时电路中的电流为
根据串联电路电压特点,滑动变阻器两端应分担的电压为
此时,滑动变阻器接入电路的电阻应为
因为滑动变阻器的最大阻值为15Ω,小于所需要的20Ω,所以无法将电压表示数调节到1.5V。
五、综合题
30.(2026广州九上白云期末)图1所示的是某款家用天然气泄漏检测仪内部简化电路图,天然气气敏电阻R0,其阻值随燃气浓度β的变化如图2所示。
R为100Ω的定值电阻,电源电压恒为12V,当R0两端电压达到或超过9V时,发出报警信号。不考虑报警器对电路的影响:
(1)报警器由___________表改装(选填“电压”或“电流”)。由图2可知,泄漏的燃气浓度增大时,R0的阻值_________(选填“增大”或“减小”)。
(2)报警器刚好达到报警条件时定值电阻R两端电压为多大?此时电路的总功率为多大?
(3)可通过_________定值电阻R的阻值(选填“增大”或“减小”),实现在燃气浓度更低时报警,请利用所学知识进行分析论证____________________。
【答案】(1) 电压 增大
(2)3V,0.36W
(3) 减小 应减小定值电阻R的阻值。
【难度】0.65
【详解】(1)[1]由图1可知,报警器并联在气敏电阻R0两端,所以是报警器由电压表改装。
[2]由图2可知,泄漏的燃气浓度增大时,气敏电阻R0的阻值增大。
(2)由题意可知,报警器刚好报警时,气敏电阻R0两端电压为9V。由图1分析可知,气敏电阻R0与定值电阻R串联,根据串联电路电压规律,可得定值电阻R两端电压为
此时电路中的电流为
则电路的总功率为
(3)[1][2]由题意知,燃气浓度越低,气敏电阻R0的阻值越小,气敏电阻分压越少,即电压表示数越小;要使报警器报警,电压表示数,即气敏电阻R0两端电压为9V,根据串联电流电压特点可知,定值电阻R两端电压为
由串联分压与电阻的关系
可知气敏电阻R0与定值电阻R的比值不变,所以要使报警器在燃气浓度更低的情况下报警,应减小定值电阻R的阻值。
31.(2026广州九上番禺期末)PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,可以根据需要设定一个温度,当实际温度低于设定温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于设定温度时,其电阻值随温度的升高而增大,这个设定的温度叫“居里点温度”。用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能。
(1)图甲所示为某PTC材料的电阻随温度变化的图像,由图可知,该PTC材料设定的“居里点温度”为___________℃;
(2)图乙所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图丙所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响。RT是PTC的电阻,它的电阻值与温度的关系如图甲所示。当RT达到“居里点温度”时,电路消耗的总功率为1100W。
①此时电路中的电流为多少?
②R0的阻值为多少?
【答案】(1)100
(2)①5A;②24Ω
【难度】0.4
【详解】(1)根据题意,“居里点温度”是PTC材料电阻随温度变化趋势的转折点。当温度低于该点时,电阻随温度升高而减小;当温度高于该点时,电阻随温度升高而增大。由图甲可知,当温度从0℃升高到100℃时,电阻RT的阻值减小;当温度从100℃升高到400℃时,电阻RT的阻值增大。因此,该PTC材料的“居里点温度”为100℃。
(2)[1]当RT达到“居里点温度”时,电路消耗的总功率为1100W,根据电功率公式得此时电路中的电流为
[2]此时电路的总电阻为
由图甲可知,当温度为“居里点温度”100℃时,PTC的电阻。在图丙所示的串联电路中,总电阻等于各分电阻之和,所以,定值电阻R0的阻值为
32.(2026广州九上荔湾期末)图甲是小洋家电动自行车,图乙是该车某次充电时采集到的信息(已做近似处理),充电过程中充电电压基本保持在60V,假设充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。
(1)此次充电过程中充电功率大致变化的规律是______;
(2)求19:10-22:10该车充电电流和消耗的电能大小;
(3)若19:40-20:10,图甲中导线产生的热量为;23:40-00:10,该导线产生的热量为,______(选填“>”“<”或“=”),写出判断依据______。
【答案】(1)先不变后减小
(2)3A,
(3) > 充电过程中充电电压基本保持在60V不变,19:40至20:10过程的电功率大于23:40至00:10过程的电功率,由可知,19:40至20:10过程的电流大于23:40至00:10过程的电流,由于通电时间和导线电阻均相同,由可知,导线产生的热量。
【难度】0.4
【详解】(1)从图乙可以看出,在19:10至22:10期间充电功率保持180W不变,22:10之后功率逐渐降低。所以此次充电过程中充电功率大致变化的规律是:先不变后减小。
(2)[1]由图乙可知,在19:10至22:10期间充电功率保持180W不变,充电过程中充电电压基本保持在60V,则19:10-22:10该车充电电流为
[2]在19:10至22:10期间该车充电时间为
则消耗的电能为
(3)[1][2]略。
六、科普阅读题
33.(2026广州九上天河期末)阅读短文,回答问题。
从长信宫灯到现代空气净化器“中华第一灯”——长信宫灯如图a,造型是持灯宫女,烟尘进入袖管与身体连成的烟道,通过底层水盘去掉烟尘中的尘埃。
某台空气净化器的工作过程如图b:待净化空气先经滤挡网过滤,灰尘因钨丝放电而带正电,经过带电格栅板时被吸附,此后经活性炭进一步净化。它在不同挡位工作时的参数如下表。
工作挡位
待机
1挡
2挡
3挡
4挡
5挡
6挡
功率(W)
0.9
23
45
75
103
121
148
每小时净化空气量
-
120
240
360
500
610
760
净化效率(表示有害空气浓度)。
(1)长信宫灯利用水使___________(选填“增大”“减小”)。
(2)图b格栅板带___________(选填“正”“负”)电。
(3)该净化器的功率为时,工作挡位为___________挡。它的工作挡位为4挡时,理论上净化整个的房间需要___________。
(4)小明制作图c电路来检测空气质量,为气敏电阻,其阻值随变化曲线如图d,电源电压恒为。净化器启动前电流表示数为,使用后电流表示数变为,则该净化器的净化效率为___________%。
(5)请从节约用电的角度对净化器的使用提出一条建议:___________。
【答案】(1)减小
(2)负
(3) 2 0.1
(4)90
(5)长时间不使用时应断电,避免待机时间过长,同时也不需要过长时间工作,净化后及时关机。
【难度】0.65
【详解】(1)长信宫灯通过底层水盘去掉烟尘中的尘埃,净化空气,故β减小。
(2)尘埃经过正电的钨丝后带正电,而异种电荷相互吸引,故图b格栅板带负电荷。
(3)[1]功率为45W时,根据表格数据可知工作挡位是2挡。
[2]4挡时,每小时净化空气量,故整个的房间需要
(4)电源电压恒为3V,净化器启动前电流表示数为0.05A,R的电阻
由图d可知,浓度为,使用1h后电流表示数变为0.01A,R的电阻
由图d可知,浓度为,净化效率
(5)根据可知,功率一定,时间越长消耗电能越多,故长时间不使用时应断电,避免待机时间过长,同时也不需要过长时间工作,净化后及时关机。
34.(2026广州九上区级期末)请根据短文回答下列问题;
2025年,我国首座超大型压缩空气储能示范电站投用,其工作原理为:用电低谷时,电网富余的电能驱动电动机带动空气压缩机转动,压缩机将空气压缩至地下岩洞储存;用电高峰时,释放高压空气经换热器处理后推动膨胀机转动,进而带动发电机发电向电网输送电能,实现能量的循环利用。
该电站就像一个“超级充电宝”,储存1度电可放出0.7度电,装机功率(指发电厂设计的额定条件下输出最大电功率),该电站每天可以连续放电约8小时,年发电量可达度,能满足20万户家庭用电,每年可节约标准煤,设计使用寿命达40年。
(1)电能通过电动机转化为_______能使空气压缩机转动,再通过空气压缩机转化为空气的_______能;
(2)用电高峰时,高压空气推动膨胀机转动过程中,高压空气通过__________(选填“做功”“热传递”)将内能转化为机械能,这过程跟热机_________冲程的能量转化相同;
(3)该电站每年节约的标准煤完全燃烧,释放_________J的能量;(标准煤热值为)
(4)该电站存放电的能量转换效率为__________%;
(5)该电站以装机功率连续工作6小时,可以向电网输送电能___________;
(6)从工程建设角度,要增加电站储存的能量,请提出一条建议:____________。
【答案】(1)
机械
内
(2)
做功
做功
(3)
(4)
70
(5)
(6)
增加地下岩洞数量
【难度】0.65
【详解】(1)[1][2]在储能过程中,电网中多余的电能通过电动机,电动机工作时主要将电能转化为机械能;然后再通过空气压缩机,对空气做功,将机械能转化为空气的内能。
(2)[1][2]高压空气推动膨胀机转动是通过做功将内能转化为机械能,这与热机的做功冲程能量转化相同。
(3)根据可得,该电站每年节约的标准煤完全燃烧释放的能量是
(4)储存1kW·h电,放出0.7kW·h电,则该电站存放电的能量转换效率
(5)已知该电站装机功率为,由公式可得,该电站以装机功率连续工作6小时,可以向电网输送电能
(6)增加地下岩洞数量或增大岩洞容积可储存更多高压空气,从而增加储存的能量;提高压缩效率或增加空气压强也能提升储存的能量规模。从工程建设角度,要增加该项目储存的能量,可以增加地下岩洞数量或增大岩洞容积或者提高压缩效率,这样能储存更多的高压空气,从而增加储存的能量。
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