第十三章 电功率(培优提升卷)物理新教材沪科版(五四学制)九年级上册
2026-09-04
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摘要:
**基本信息**
2026-2027学年九年级上册物理第十三章《电功率·培优提升》单元卷,聚焦家庭电路、电功率计算及实验探究,通过真实情境与分层设计,适配单元复习,强化物理观念与科学探究能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|6/12|家庭电路安全(1题)、电路分析(2题)|结合生活场景(教室电路、台灯故障),考查安全用电观念|
|填空题|7/24|电功率计算(7题)、电能表应用(8题)|融入实践活动(家庭用电调查),培养科学态度与责任|
|作图题|2/4|家庭电路连接(14题)|强调规范操作,落实物理观念应用|
|综合题|5/30|实验探究(16题焦耳定律)、电路计算(19题电饭煲功率)|设计多挡位电路分析(电火锅、电饭煲),提升科学思维与创新应用能力|
内容正文:
2026-2027学年九年级上册物理单元自测
第十三章 电功率·培优提升
建议用时:60分钟,满分:70分
第Ⅰ卷 选择题
一、单项选择题(本大题共6小题,每小题2分,共12分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.(25-26九年级下·河南周口·期中)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.家庭电路中,开关应接在零线与用电器之间
B.用湿手触摸家庭电路中的开关
C.家庭电路中,空气开关跳闸一定是发生了短路
D.有金属外壳的用电器应使用三孔插座
2.(2026·陕西西安·模拟预测)如图所示,是我们教室里的一部分电路,下列说法正确的是( )
A.图甲中三脚插头接入三孔插座后,能防止用电器外壳带电对人造成伤害
B.图乙中开关的外壳是用绝缘材料制成的,可以用湿手去接触
C.图丙中将智慧黑板的亮度逐渐调大时,电路的总功率不改变
D.图丁中教室内空调会接较粗的专用电源线,使用时导线上产生的热量较多
3.小明晚上做功课,把台灯插头插在书桌边的插座上,闭合台灯开关发现台灯不发光。把台灯插头插入其他插座,发现台灯能正常发光,用试电笔检查书桌边插座,发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光。故障原因可能是( )
A.进户线火线上的熔丝烧断
B.书桌边的插座与零线断开
C.进户线零线断了
D.书桌边的插座与火线断开
4.(25-26九年级上·广东中山·阶段检测)小明在中国科技馆看到“1度电的意义”展品后,绘制了1度电可供他家中的一些额定电压相同的用电器分别在额定功率下、持续工作的时间图,如图所示。关于图中家用电器的比较,下列说法中正确的是( )
A.节能灯正常工作的电压最大
B.浴霸正常工作的电流最小
C.节能灯正常工作的电流比白炽灯正常工作的电流大
D.电风扇的额定功率比白炽灯的额定功率大
5.压敏电阻是一种对电压变化反应灵敏的电阻元件,广泛应用于电子产品中,对电路中的工作元件起到重要的保护作用。某压敏电阻Rv与定值电阻R0连接后,接在电压可变的电源上,如图乙所示。当电源电压U从12V增加到20V的过程中,下列判断正确的是( )
A.压敏电阻Rv的阻值变大 B.通过R0与Rv的电流之比变大
C.R0与Rv两端的电压之比变小 D.压敏电阻Rv消耗的电功率变大
6.用图所示电路研究小灯泡的电阻和电功率,小灯泡L的额定电压为2.5V。下列说法正确的是( )
A.第一个实验观察灯的亮度是为了判断灯丝温度,第二个实验观察灯的亮度是为了判断灯泡功率的大小
B.第一个实验中小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同,是由测量误差导致的
C.第一个实验中时小灯泡的电阻要小于时的电阻
D.第二个实验中时,
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本大题共7小题,共24分)
7.家庭电路中,电灯与电视机是___________的(选填“串联”或“并联”),标有“220V 110W”字样的用电器正常工作时,通过的电流为___________安,家中多开一盏灯,会使总电流___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
8.小明在家中进行综合实践活动“对家庭用电的调查研究”。利用图中电能表来估测电饭锅的电功率,小明首先应______(填具体操作),再将一只电饭煲接入电路正常工作。 小明发现电饭煲的插头上E略长一些,如上图所示,较长的那根插头E接的是______(选填:“火线”“零线”或“地线”);电能表的转盘转过24转所需的时间刚好为1min,则这只电饭煲的额定功率是______W。 当她把家中空调也接入时,发现电能表表盘转得更快,此时电路中电流做功将______(选填“多”或“快”)一些。
9.(25-26九年级上·河北唐山·阶段检测)电暖器接入电路时需用___________插座(两孔、三孔),将用电部分连入电路的同时,也将金属外壳与大地相连,它与其他家用电器间的连接方式为___________(串联、并联)。只将一个“220V600W”的电暖器接入示数为的电能表所在的电路中,正常工作5h,此时电能表的示数变为。小明触摸电暖器外壳时感到手“麻”,下列小明对造成手“麻”原因的四种猜想中,你认为其中的猜想___________(选填序号)是合理的。
A.相线开路
B.相线、中性线短路
C.电暖器的金属外壳接了保护接地线
D.相线与电暖器的金属外壳接触
10.甲、乙两只电炉标有“220V 500W”和“220V 1000W”字样,把它们串联在220V的电路中,在相同时间内产生热量较多的是_______,将它们并联在电路中,产生热量较多的是_____(选填“甲”或“乙”)。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为______。
11.(25-26九年级上·江苏南通·阶段检测)方方用如图甲所示电路研究电功率与电流的关系,绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图像,如图乙所示。
(1)图线a表示的是___________(填“R”或“R0”)的功率与电流的关系。
(2)R0的阻值是___________Ω。
(3)当电流表示数为0.5A时,R消耗的功率是___________W。
12.(25-26九年级上·上海·阶段检测)电学知识与我们的生活有密切联系。
(1)如图是某型号的电热水杯,它有三种挡位,当闭合、时,电热水杯处于________(选填“A.高”“B.中”或“C.低”)温挡;若高温挡是320W,中温挡是275W,则低温挡的额定功率为________W。
(2)在家用汽车一般都安装有“自动大灯”,当天色变暗时会自动打开照明灯,其感应电路的简化原理如图所示。是定值电阻,R是光敏电阻,其阻值随光照变暗而迅速增大。a、b、c连接到控制电路,控制电路检测到电压升高,则打开大灯。R是由________(选填“A.导体”“B.半导体”或“C.超导体”)材料制成的;控制电路检测的是________(选填“A.ab”“B.bc”“C.ac”)两端的电压,当天色变暗时,电路中的电流________(选填“A.变大”“B.变小”或“C.不变”)。
13.一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲。电源电压为24V,灯泡L的额定电压为24V,通过灯泡L的电流与其两端电压的关系如图乙。当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为_________Ω。调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为3.6W时,灯泡两端的电压是_________V,滑动变阻器R接入电路的阻值是_________Ω。
三、作图题(本大题共2小题,每题2分,共4分)
14.(25-26九年级上·宁夏银川·阶段检测)如图,将插座、灯泡和开关正确连入家庭电路。
15.(25-26九年级上·辽宁鞍山·阶段检测)如图所示,是某家卧室的一个三孔插座和由两个开关都能分别控制通断的电灯,完成家庭电路接线图。
四、综合题(本大题共5小题,共30分)
16.(2026·湖南岳阳·三模)张敏、李娜分别设计了如图所示的两个装置,用来探究“导体产生的热量与什么因素有关”。两个透明的容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度差的变化反映密封空气温度的变化。
(1)张敏将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,如图甲,他是探究导体产生的热量与__________的关系。
(2)李娜设计的两容器中的电阻丝电阻一样大,并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝,如图乙。他探究导体产生的热量与__________的关系,通电一段时间后__________(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
(3)让图乙实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟__________的关系,一段时间后电阻丝产生的热量__________(选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多。
17.如图是小明“测定小灯泡的电功率”的实验过程,其中电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)小明连接的实物电路如图甲所示,有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线___________ ;
(2)纠正电路错误后,闭合开关,移动滑片P到某一点,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡两端的电压为___________ V,若要测量小灯泡的额定功率,应将实物电路中的滑片P向滑动变阻器的___________(选填“左”或“右”)端移动,才能使小灯泡正常发光;
(3)移动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,并绘制出如图丙所示的IU图像。根据图像信息,可计算出小灯泡额定功率是___________ W;
(4)分析图丙中的图线,发现通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,其中的原因可能是灯泡的电阻受___________的影响较大;
(5)小明又设计了一种方案,利用阻值已知的定值电阻R0,开关S、S1和S2及现有的部分器材,也测出了小灯泡的额定功率,电路图如图丁所示,测量步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电压表示数为小灯泡额定电压U额;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合开关S、S2,断开S1,读出电压表示数U;
③小灯泡额定功率的表达式为P额=___________。(用U额、U、R0表示)
18.(25-26九年级上·云南昆明·期中)在“电路”的学习中,乐乐同学连接了下图所示的电路。若已知电源电压为18V且保持不变,电阻的阻值为10Ω,闭合开关S后,两端电压为10V。已知滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。
(1)求电路中的电流I;
(2)求滑动变阻器连入电路的阻值;
(3)在电路安全的情况下,2min内产生的热量最大是多少。
19.电饭煲是我国家电产品中的优秀代表之一,据海关统计,某年我国电饭煲出口金额约为进口金额的14倍,中国制造深受全球市场认可。某电饭煲有“快煮”“精煮”“保温”三种基本模式;图为该电饭煲的基本原理简化电路图,额定电压U0=220V;当S1置于a、S2置于d时处于“快煮”模式,电饭煲的额定功率P1=1210W;当S1置于a、S2断开时处于“精煮”模式,电饭煲的额定功率P2=484W;当S1置于b、S2置于c时,处于“保温”模式。求:
(1)R1的阻值;
(2)小明采用“精煮”模式将饭煮熟用时t=50min,求该电饭煲一次精煮过程消耗的电能E;
(3)该电饭煲保温模式下的额定功率P3。
20.(2026·重庆·三模)如图甲是小双家的电火锅,但只有高温挡可以正常使用,铭牌上能看见低温挡的额定功率为484W;小双通过查阅说明书了解其电路图如图乙所示,使用时开关S接ab或cd,、、均为发热电阻丝,,阻值均不随温度发生变化。断开家里其他用电器,只让该加热器以高温挡接入正常家庭电路中,如图丙所示的电能表指示灯6min闪烁660次,为了让该加热器仍然能有两个挡位,小双在父母陪伴且保证安全的情况下将拆下替换了,求:
(1)电火锅低温挡正常工作时的电流;
(2)电热丝的阻值;
(3)替换后的低温挡功率。
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第十三章 电功率·培优提升
建议用时:60分钟,满分:70分
第Ⅰ卷 选择题
一、单项选择题(本大题共6小题,每小题2分,共12分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.(25-26九年级下·河南周口·期中)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.家庭电路中,开关应接在零线与用电器之间
B.用湿手触摸家庭电路中的开关
C.家庭电路中,空气开关跳闸一定是发生了短路
D.有金属外壳的用电器应使用三孔插座
【答案】D
【解析】A.家庭电路中,开关应接在火线与用电器之间,断开开关后用电器不带电,保障安全,故A错误。
B.生活用水是导体,湿手触摸开关容易发生触电事故,不符合安全用电要求,故B错误。
C.空气开关跳闸是因为电路总电流过大,可能是短路或总功率过大,不一定是短路,故C错误。
D.有金属外壳的用电器使用三孔插座,可将漏电的外壳接地,防止触电事故,符合安全用电要求,故D正确。
故选 D。
2.(2026·陕西西安·模拟预测)如图所示,是我们教室里的一部分电路,下列说法正确的是( )
A.图甲中三脚插头接入三孔插座后,能防止用电器外壳带电对人造成伤害
B.图乙中开关的外壳是用绝缘材料制成的,可以用湿手去接触
C.图丙中将智慧黑板的亮度逐渐调大时,电路的总功率不改变
D.图丁中教室内空调会接较粗的专用电源线,使用时导线上产生的热量较多
【答案】A
【解析】A.三脚插头接入三孔插座,将用电器金属外壳与大地相连,防止外壳带电造成触电事故,故A正确;
B.生活用水是导体,湿手接触开关易发生触电事故,故B错误;
C.智慧黑板亮度调大,其实际功率变大,电路的总功率变大,故C错误;
D.空调功率较大,工作电流较大,接较粗的专用电源线可减小导线电阻,由可知,在电流和通电时间相同时,电阻越小,导线上产生的热量越少,故D错误。
故选A。
3.小明晚上做功课,把台灯插头插在书桌边的插座上,闭合台灯开关发现台灯不发光。把台灯插头插入其他插座,发现台灯能正常发光,用试电笔检查书桌边插座,发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光。故障原因可能是( )
A.进户线火线上的熔丝烧断
B.书桌边的插座与零线断开
C.进户线零线断了
D.书桌边的插座与火线断开
【答案】B
【解析】把台灯插入其他插座,台灯能够发光,说明台灯没有故障,且电路其他部分没有故障;用试电笔检查书桌边插座,其中一个孔能令试电笔氖管发光,说明火线没有断开。因此故障可能为书桌边的插座零线断开了。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.(25-26九年级上·广东中山·阶段检测)小明在中国科技馆看到“1度电的意义”展品后,绘制了1度电可供他家中的一些额定电压相同的用电器分别在额定功率下、持续工作的时间图,如图所示。关于图中家用电器的比较,下列说法中正确的是( )
A.节能灯正常工作的电压最大
B.浴霸正常工作的电流最小
C.节能灯正常工作的电流比白炽灯正常工作的电流大
D.电风扇的额定功率比白炽灯的额定功率大
【答案】D
【解析】A.图中家用电器的额定电压相同,则节能灯和其他家用电器正常工作的电压相同,都等于额定电压,故A错误;
B.由图可知,1度电可供浴霸持续正常工作的时间最短,由可知,W相同,浴霸的额定功率最大,由可知,U相同,浴霸正常工作的电流最大,故B错误;
C.由可知,、相同,1度电可供节能灯持续正常工作的时间比白炽灯长,其正常工作电流比白炽灯小,故C错误;
D.由图可知,1度电可供电风扇持续正常工作的时间比白炽灯的时间少,由可知,相同,电风扇的额定功率比白炽灯的额定功率大,故D正确。
故选D。
5.压敏电阻是一种对电压变化反应灵敏的电阻元件,广泛应用于电子产品中,对电路中的工作元件起到重要的保护作用。某压敏电阻Rv与定值电阻R0连接后,接在电压可变的电源上,如图乙所示。当电源电压U从12V增加到20V的过程中,下列判断正确的是( )
A.压敏电阻Rv的阻值变大 B.通过R0与Rv的电流之比变大
C.R0与Rv两端的电压之比变小 D.压敏电阻Rv消耗的电功率变大
【答案】D
【解析】首先分析电路:由图乙可知,压敏电阻与定值电阻并联,因此两个电阻两端电压始终等于电源电压。结合甲图的图像逐一分析选项:
A.根据电阻公式,从甲图可知,电源电压增大时,的电流增长比电压更快,因此减小,即阻值变小,故A错误;
B.并联电路中,电流,电流之比;因为阻值减小、不变,因此电流之比变小,故B错误;
C.并联电路各支路电压相等,因此与两端电压始终相等,电压之比恒为,保持不变,故C错误;
D.压敏电阻的功率,电源电压增大时,也同步增大,因此乘积变大,即消耗的电功率变大,故D正确。
故选D。
6.用图所示电路研究小灯泡的电阻和电功率,小灯泡L的额定电压为2.5V。下列说法正确的是( )
A.第一个实验观察灯的亮度是为了判断灯丝温度,第二个实验观察灯的亮度是为了判断灯泡功率的大小
B.第一个实验中小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同,是由测量误差导致的
C.第一个实验中时小灯泡的电阻要小于时的电阻
D.第二个实验中时,
【答案】D
【解析】A.灯泡亮度由实际功率决定,两个实验观察亮度均是为了判断灯泡实际功率的大小,故A错误;
B.灯丝电阻随温度升高而增大,不同电压下灯泡实际功率不同,灯丝温度不同,导致电阻不同,并非测量误差,故B错误;
C.灯丝电阻随温度升高而增大。当时,由图像知;当时,由图像知。因,前者温度更高,故,故C错误;
D.当时,因灯丝电阻随电压减小而减小,此时,由得,故D正确。
故选D。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本大题共7小题,共24分)
7.家庭电路中,电灯与电视机是___________的(选填“串联”或“并联”),标有“220V 110W”字样的用电器正常工作时,通过的电流为___________安,家中多开一盏灯,会使总电流___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】并联 0.5 变大
【解析】[1]家庭电路中各用电器工作时互不影响,因此电灯与电视机采用并联连接。
[2]由题意可知,用电器的额定功率为110W、额定电压为220V,根据可知,用电器正常工作时通过的电流为
[3]家庭电路属于并联电路,总电流等于各支路电流之和。多开一盏灯相当于增加一条支路,所以总电流会变大。
8.小明在家中进行综合实践活动“对家庭用电的调查研究”。利用图中电能表来估测电饭锅的电功率,小明首先应______(填具体操作),再将一只电饭煲接入电路正常工作。 小明发现电饭煲的插头上E略长一些,如上图所示,较长的那根插头E接的是______(选填:“火线”“零线”或“地线”);电能表的转盘转过24转所需的时间刚好为1min,则这只电饭煲的额定功率是______W。 当她把家中空调也接入时,发现电能表表盘转得更快,此时电路中电流做功将______(选填“多”或“快”)一些。
【答案】断开家中所有用电器 地线 800 快
【解析】[1]要利用电能表测量电饭煲消耗的电能,就需要将家中其他电器都断开,只让电饭煲连入电路当中。
[2]三角插头的较长插头与用电器的金属外壳相连,使用时应将此插头与地线相连,以避免一旦用电器漏电时发生触电事故。
[3]电能表的转盘转过24转消耗的电能
则
这只电饭煲的额定功率是800W。
[4]将空调也接入电路后,电路中用电器的总功率变大,消耗电能的速度变快,此时电流做功快一些。
9.(25-26九年级上·河北唐山·阶段检测)电暖器接入电路时需用___________插座(两孔、三孔),将用电部分连入电路的同时,也将金属外壳与大地相连,它与其他家用电器间的连接方式为___________(串联、并联)。只将一个“220V600W”的电暖器接入示数为的电能表所在的电路中,正常工作5h,此时电能表的示数变为。小明触摸电暖器外壳时感到手“麻”,下列小明对造成手“麻”原因的四种猜想中,你认为其中的猜想___________(选填序号)是合理的。
A.相线开路
B.相线、中性线短路
C.电暖器的金属外壳接了保护接地线
D.相线与电暖器的金属外壳接触
【答案】三孔 并联 D
【解析】电暖器是带金属外壳的大功率用电器,为了防止漏电引发触电事故,需要使用三孔插座。
家庭电路中所有家用电器的工作电压都是220V,为了保证各用电器可以独立工作、互不影响,它们之间的连接方式为并联。
电暖器消耗的电能为
电能表后来的示数为即示数为。
相线与电暖器金属外壳接触时外壳带电,会造成触电,造成手“麻”,故选D。
10.甲、乙两只电炉标有“220V 500W”和“220V 1000W”字样,把它们串联在220V的电路中,在相同时间内产生热量较多的是_______,将它们并联在电路中,产生热量较多的是_____(选填“甲”或“乙”)。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为______。
【答案】甲 乙 4∶9
【解析】[1]由得,电炉的电阻,因为甲、乙两只电炉的额定电压相同,额定功率P甲<P乙,所以甲、乙两只电炉的电阻R甲>R乙,又因为串联电路中的电流处处相等,即通过甲、乙两只电炉的电流I甲=I乙,根据Q=I2Rt可知,在相同时间内产生的热量Q甲>Q乙,故串联时产生热量较大的是甲。
[2]将它们并联在220V电路上,根据并联电路中各支路两端的电压相等,即U甲=U乙=220V
则两电炉的实际功率等于额定功率,即P甲=500W;P乙=1000W,根据Q=W=Pt可知,在相同时间内产生的热量Q甲<Q乙,故并联时产生热量较大的是乙。
[3]甲电炉的电阻为
乙电炉的电阻为
串联在220V电路中甲消耗的实际功率为
当甲电炉并联在220V电路中,P实甲′=P额甲=500W,所以两种情况下甲消耗的功率之比为
11.(25-26九年级上·江苏南通·阶段检测)方方用如图甲所示电路研究电功率与电流的关系,绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图像,如图乙所示。
(1)图线a表示的是___________(填“R”或“R0”)的功率与电流的关系。
(2)R0的阻值是___________Ω。
(3)当电流表示数为0.5A时,R消耗的功率是___________W。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)研究电功率和电流的关系,通过调节变阻器R的滑片改变电路中电流,由可知,在电阻一定时,电功率P与电流I是二次函数关系,,所以图像开口向上,图乙中图线a是定值电阻R0的功率与电流的关系,图线b表示滑动变阻器R的功率与电流关系。
(2)由图乙中,图线a可知,当时,的功率,由得
(3)由甲图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电流表测电路中电流,当滑动变阻器R连入阻值为0时,电路为R0的简单电路,电路中电流最大,由图乙知此时电流,的功率,由可得,电源电压
由欧姆定律可得,当电路中电流时,电路总电阻
此时滑动变阻器接入电路的电阻
R消耗的功率
12.(25-26九年级上·上海·阶段检测)电学知识与我们的生活有密切联系。
(1)如图是某型号的电热水杯,它有三种挡位,当闭合、时,电热水杯处于________(选填“A.高”“B.中”或“C.低”)温挡;若高温挡是320W,中温挡是275W,则低温挡的额定功率为________W。
(2)在家用汽车一般都安装有“自动大灯”,当天色变暗时会自动打开照明灯,其感应电路的简化原理如图所示。是定值电阻,R是光敏电阻,其阻值随光照变暗而迅速增大。a、b、c连接到控制电路,控制电路检测到电压升高,则打开大灯。R是由________(选填“A.导体”“B.半导体”或“C.超导体”)材料制成的;控制电路检测的是________(选填“A.ab”“B.bc”“C.ac”)两端的电压,当天色变暗时,电路中的电流________(选填“A.变大”“B.变小”或“C.不变”)。
【答案】(1)A 45 (2)B B B
【解析】(1)当闭合S1、S2时,两电阻并联,电路的总电阻最小,电源电压不变,由可知电路的总功率最小,处于高温挡。
只闭合S1或S2时,单独一个电阻工作,为中温挡或低温挡,此时电阻两端电压不变,电阻阻值不变,根据可知,电阻的电功率不变,所以高温挡功率等于中温挡功率与低温挡功率之和,所以低温挡的额定功率
(2)电阻R为光敏电阻,光敏电阻是由半导体材料制成的,故选B;根据光敏电阻R的阻值随光照强度的减小而迅速增大及串联电路中电压的分配规律可知,当光照变暗时,光敏电阻的阻值变大,其两端的电压变大,而同时控制电路检测到电压升高,打开大灯,故控制电路检测的是bc两端的电压,故选B;由图可知,和R串联,当天色变暗时,光敏电阻的阻值变大,根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻R总变大,由可知电路中的电流变小,故选B。
13.一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲。电源电压为24V,灯泡L的额定电压为24V,通过灯泡L的电流与其两端电压的关系如图乙。当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为_________Ω。调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为3.6W时,灯泡两端的电压是_________V,滑动变阻器R接入电路的阻值是_________Ω。
【答案】60 12 40
【解析】[1]灯泡两端的电压UL=24V时,灯泡正常发光,由图2可知此时通过灯泡的电流IL=0.4A,根据欧姆定律可得,此时灯丝的电阻
[2]由图2可知,当灯泡两端的电压为12V,通过的电流为0.3A时,灯泡的实际功率为3.6W。因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL'=24V-12V=12V
[3]因为串联电路中各处的电流相等,所以滑动变阻器R连入电路的阻值为
三、作图题(本大题共2小题,每题2分,共4分)
14.(25-26九年级上·宁夏银川·阶段检测)如图,将插座、灯泡和开关正确连入家庭电路。
【答案】
【解析】开关接在相线上,是为了断电后让用电器彻底脱离高压相线,消除触电隐患;如果开关接在中性线上,即便断开开关,灯泡仍和相线相连,触碰时易触电。灯泡螺旋套接中性线,是因为螺旋部分裸露在外,接无电压的中性线后,误触也不会触电。
三孔插座的连接: 按照“左零右火上接地”的规则:左侧插孔接中性线,右侧插孔接相线,上方插孔接保护接地线,保证带金属外壳的用电器接入时,外壳可通过保护线接地,避免漏电触电。
15.(25-26九年级上·辽宁鞍山·阶段检测)如图所示,是某家卧室的一个三孔插座和由两个开关都能分别控制通断的电灯,完成家庭电路接线图。
【答案】
【解析】三孔插座的接法:左孔接中性线、右孔接相线、上孔接保护线;开关要接在相线和所控制的灯泡之间,所以a接相线,b接中性线。
四、综合题(本大题共5小题,共30分)
16.(2026·湖南岳阳·三模)张敏、李娜分别设计了如图所示的两个装置,用来探究“导体产生的热量与什么因素有关”。两个透明的容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度差的变化反映密封空气温度的变化。
(1)张敏将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,如图甲,他是探究导体产生的热量与__________的关系。
(2)李娜设计的两容器中的电阻丝电阻一样大,并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝,如图乙。他探究导体产生的热量与__________的关系,通电一段时间后__________(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
(3)让图乙实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟__________的关系,一段时间后电阻丝产生的热量__________(选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多。
【答案】(1)电阻 (2)电流 左瓶 (3)电阻 左瓶
【解析】(1)如图甲,将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过两电阻的电流和通电时间相等,而电阻大小不同,故她探究的是导体产生的热量与电阻的关系。
(2)设计的两容器中的电阻丝电阻一样大,并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝,如图乙,根据串联电路和并联电路电流的规律,通过左边容器内电阻丝的电流大于通过右边容器内电阻丝的电流,故他探究导体产生的热量与电流的关系。
左瓶内电阻丝中电流较大,根据可知,通电一段时间左瓶内的电阻丝产生的热量多。
(3)让乙图实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,根据并联电阻的规律,右边容器内的电阻变小,电流和通电时间相同,此时该装置是探究电流产生的热量跟电阻的关系;根据可知,一段时间后电阻丝产生的热量左瓶多。
17.如图是小明“测定小灯泡的电功率”的实验过程,其中电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)小明连接的实物电路如图甲所示,有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线___________ ;
(2)纠正电路错误后,闭合开关,移动滑片P到某一点,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡两端的电压为___________ V,若要测量小灯泡的额定功率,应将实物电路中的滑片P向滑动变阻器的___________(选填“左”或“右”)端移动,才能使小灯泡正常发光;
(3)移动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,并绘制出如图丙所示的IU图像。根据图像信息,可计算出小灯泡额定功率是___________ W;
(4)分析图丙中的图线,发现通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,其中的原因可能是灯泡的电阻受___________的影响较大;
(5)小明又设计了一种方案,利用阻值已知的定值电阻R0,开关S、S1和S2及现有的部分器材,也测出了小灯泡的额定功率,电路图如图丁所示,测量步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电压表示数为小灯泡额定电压U额;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合开关S、S2,断开S1,读出电压表示数U;
③小灯泡额定功率的表达式为P额=___________。(用U额、U、R0表示)
【答案】(1) (2)2.3 左 (3)0.625 (4)温度 (5)
【解析】(1)[1]在测定小灯泡电功率的实验中,实验电路应是串联电路,电压表测小灯泡两端的电压。而图甲电路中,滑动变阻器与小灯泡并联在电路中,电压表串联接在电路中
(2)[2]由图乙知,小灯泡两端的电压为2.3V。
[3]此时小灯泡的实际电压比额定电压小,据串联电压的分压特点,要让小灯泡两端的电压变大,应让变阻器接入电路的阻值变小,那么分去的电压变小,所以滑片P应向左端移动。
(3)[4]由图丙知,当小灯泡两端的电压为2.5V时,电路中的电流为0.25A,小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
(4)[5]由图丙知,小灯泡两端的电压越大,其电阻也越大,而灯丝的温度也越高,所以小灯泡的电流与基两端的电压不成正比的原因是:小灯泡的电阻受温度影响较大。
(5)[6]在图丁中,当开关S、S1,S2断开时,小灯泡与定值电阻R0和滑动变阻器串联在电路中,电压表测小灯泡两端的电压,调节变阻器的滑片,让电压表的示数为额定电压,保持滑片不变,闭合S、S2,断开S1,电路连接方式不变,但电压表此时测小灯泡及定值电阻R0的总电压,则此时定值电阻R0两端的电压U0=U-U额
那么电路中的电流
此时小灯泡的额定功率
18.(25-26九年级上·云南昆明·期中)在“电路”的学习中,乐乐同学连接了下图所示的电路。若已知电源电压为18V且保持不变,电阻的阻值为10Ω,闭合开关S后,两端电压为10V。已知滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。
(1)求电路中的电流I;
(2)求滑动变阻器连入电路的阻值;
(3)在电路安全的情况下,2min内产生的热量最大是多少。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)由图可知,与串联,闭合开关S后,两端电压为10V,电阻的阻值为10Ω,则电路中的电流为
(2)滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器连入电路的阻值为
(3)当滑动变阻器接入的阻值为0时,电路的电流为
则电路中的最大电流为
在电路安全的情况下,2min内产生的热量最大是
19.电饭煲是我国家电产品中的优秀代表之一,据海关统计,某年我国电饭煲出口金额约为进口金额的14倍,中国制造深受全球市场认可。某电饭煲有“快煮”“精煮”“保温”三种基本模式;图为该电饭煲的基本原理简化电路图,额定电压U0=220V;当S1置于a、S2置于d时处于“快煮”模式,电饭煲的额定功率P1=1210W;当S1置于a、S2断开时处于“精煮”模式,电饭煲的额定功率P2=484W;当S1置于b、S2置于c时,处于“保温”模式。求:
(1)R1的阻值;
(2)小明采用“精煮”模式将饭煮熟用时t=50min,求该电饭煲一次精煮过程消耗的电能E;
(3)该电饭煲保温模式下的额定功率P3。
【答案】(1)100Ω (2)1.452×106J (3)290.4W
【解析】(1)由题知,当置于、断开时,电阻断路,电路中只有电阻R1工作,电饭煲处于“精煮”模式,电阻R1的阻值为
(2)电饭煲在“精煮”模式下,工作消耗的电能为
(3)由题知,当电饭煲处于“快煮”模式时,电阻和并联,且同时工作,根据并联电路的电功率关系得,在“快煮”模式下,电阻的功率为
电阻的阻值为
当置于、置于时,电阻和串联,处于“保温”模式,根据串联电路电阻规律得,此时电路中的总电阻为
则电饭煲保温模式下的额定功率为
20.(2026·重庆·三模)如图甲是小双家的电火锅,但只有高温挡可以正常使用,铭牌上能看见低温挡的额定功率为484W;小双通过查阅说明书了解其电路图如图乙所示,使用时开关S接ab或cd,、、均为发热电阻丝,,阻值均不随温度发生变化。断开家里其他用电器,只让该加热器以高温挡接入正常家庭电路中,如图丙所示的电能表指示灯6min闪烁660次,为了让该加热器仍然能有两个挡位,小双在父母陪伴且保证安全的情况下将拆下替换了,求:
(1)电火锅低温挡正常工作时的电流;
(2)电热丝的阻值;
(3)替换后的低温挡功率。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)低温挡正常工作电流
(2)开关S接cd时,与串联,为低温挡。根据 ,得低温挡总电阻
根据串联电路电阻规律得
(3)原高温挡中,开关S接ab,与并联,高温挡消耗的电能
高温挡的总功率
并联电路中,的功率
根据并联电路总功率规律,的功率
则的阻值
用替换后,低温挡为与串联,总电阻
因此替换后的低温挡功率
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