第18章 电功率 （达标练） 单元练习--2026-2027学年人教版物理九年级全一册

单元素养训练（十一） 第18章 电功率 （达标练） 一、选择题（本大题共10小题。每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。） 1．“估测”是物理学中常用的一种方法，以下相关物理量的估测合理的是（　　） A．一节新干电池的电压为2V B．家用空调器的电流约5A C．手电筒的电功率约为1000W D．电饭煲工作10min消耗电能2kW•h 2．下列情况中属于防止电热带来危害的是（　　） A．电熨斗熨衣服 B．大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药 C．电动机外壳有散热片 D．用电器长时间停用，隔一段时间应通一次电 3．一款消防应急照明灯如图所示，当外部电路有电时应急灯不亮，停电时应急灯内电路接通，两个灯泡正常发光，如果一个灯泡坏了，另外一个灯泡也能正常工作。请根据铭牌上的情况进行分析，下列说法正确的是（　　） 消防应急照明灯型号：JF﹣ST﹣01 额定电压：AC220V/50Hz 每个灯泡规格：6V、3W 充电时间：20小时 应急时间：不少于1.5小时 A．外部电路有电时控制应急灯的开关处于断开状态 B．应急灯灯泡的额定电压为220V C．应急灯的两个灯泡串联在电路中 D．应急灯每个灯泡正常工作时的电流都是0.2A 4．如图是小明家上月末的电能表数据显示情况，下列说法正确的是（　　） A．该电能表显示的示数为7996.6度 B．铝盘转的越快，说明小明家电路消耗的电能越多 C．小明家电路中的干路电流最大不得超过10A D．电饭锅单独工作10min，小明观察到铝盘转100圈，电饭锅这段时间的电功率为125W 5．灯泡L1标有“6V 6W”字样，灯泡L2标有“6V 3W”字样。如图所示，将它们串联后接在电源两端，闭合开关，其中一个灯泡能正常发光。则下列说法正确的是（设灯泡的电阻不变）（　　） A．正常发光的是灯泡L1 B．未正常发光的灯泡的实际功率为3W C．电源电压为12V D．电路的总功率为4.5W 6．某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是电热敷腰带内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，通过旋转开关可以实现挡位切换，电热敷腰带处于低温挡工作时，旋转开关应转到（　　） A．ab B．bc C．cd D．de 7．如图甲所示为碳纤维电热膜，常作为地暖必备材料广泛应用于建筑领域。某跨学科实践小组利用图乙所示电路对其进行探究，将两条长方形电热膜贴在绝缘材料上。已知电热膜R1＝2R2＝60Ω，电源两端电压12V。下列说法正确的是（　　） A．电热膜R1的电压为6V B．电热膜R1的电流为0.2A C．R1与R2消耗的电能之比为2：1 D．若电热膜R2磨损为图丙，且电流表示数为0.5A，则此时R2＝120Ω 8．（多选）利用电动机提升物体研究影响电功大小的因素，装置中物体A的质量为400g，以0.5m/s的速度匀速被提升，请判断下列说法正确的是（　　）（g取10N/kg） A．通过重物运动的速度判断电流做功的多少 B．电流做功过程消耗了电能，主要转化为物体的机械能 C．控制电压、电流相同，改变通电时间，研究电流做功多少与通电时间的关系D．2s内绳对物体做功8J 9．（多选）如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　） A．只闭合S1时，甲、乙两灯的实际功率之比为1：2 B．只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为1：2 C．只闭合S1、S2时，电路的总功率为3W D．只闭合S1、S2时，电路的总功率为6W 10．（多选）如图所示电路，电源电压为4.5V并保持不变，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”，灯泡上标有“2.5V 0.5A”（不考虑灯丝电阻变化），滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数最大值为0.5A B．滑动变阻器接入电路的阻值范围为4Ω～20Ω C．小灯泡的最小功率是0.162W D．电路消耗的最大总功率为2.7W 二、填空题（本大题共6小题） 11．用两种不同的充电桩对同一辆纯电动汽车充电，相关数据如下表所示，不计充电过程中的能量损失。 充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h 普通充电桩 相同 220 30 10 快充充电桩 300 200 用普通充电桩充满电，消耗的电能为___________kW•h；如果用快充充电桩充满电，需要__________h。 12．如图甲所示，小明利用3D打印机，自制了一个塑料袋封口夹，图乙是封口夹内部的电路简图，电源电压为5V，电热丝R阻值为1Ω。闭合开关，电热丝温度升高，3s内产生的热量为___________J；若使用时总把塑料袋烫坏，可以适当____________（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 13．如图所示是小明家里的电能表，根据表盘参数可知：该电能表指示灯每闪烁一次电路消耗电能___________J。他关闭家中其他用电器，只让电水壶正常工作，指示灯闪烁了32次，测得用时正好1min，则该电水壶的实际电功率为____________W。 14．如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，R1和R2消耗的功率P1：P2＝3：2；当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，两电压表示数分别为U甲和U乙，则U甲：U乙＝__________，R1、R2消耗的功率分别为P1′和P2′，则P1′：P2′＝___________。 15．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示，则定值电阻R的阻值是____________Ω，此过程中电路总功率最大值为___________W。 16．阅读短文，回答问题。 无人机 无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电波（无线电波与光的性质一样，可以在真空中传播）遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机工作时噪音小于90dB，巡航速度可以达到每小时90﹣150千米，可以搭载高分辨率的摄像机、专业光学相机、红外相机等。 （1）制作无人机的材料应具有_____________小、硬度大的特点，起飞时，增大四个旋翼的转速，向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是______________； （2）该机一个旋翼的电动机额定功率为30W，额定电压为15V，电动机正常工作时，通过的电流为____________A； （3）该机所需的能量是由一块输出电压为15V，容量为5000mA•h的电池提供。若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100W，则该机最多能飞行_____________s。 三、实验探究题（本大题共2小题） 17．如图甲图两个装置，是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。 （1）实验中，电流产生热量的多少是通过_______________（选填“加热时间”或“U形管液面高度差”）体现出来的；图甲将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，这样做的好处是________________________________________________。 （2）如图乙所示，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，连接好电路后，通电一段时间后发现__________侧U形管液面高度变化大，得出的结论是___________________________________________。 18．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：电压恒为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器R1（10Ω 0.5A）.R2（50Ω 0.5A），R3（200Ω 0.2A）可供选择。 （1）通过估算，滑动变阻器应选择___________ （选填“R1”“R2”或“R3”）。选择合适变阻器后，请用笔画线表示导线将电路连接完整。（要求：变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗；） （2）滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是________。 （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示为________V；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动。根据图丙图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是_________W。 （4）完成上述试验后，小华提议用这些器材探究电流与电压的关系，小明立刻说明无法完成此实验，小明认为不能完成此实验探究的理由是____________________________________。 四、综合题（本大题共2小题）要求：（1）语言表述简练、准确；（2）写出必要的运算和推理过程；（3）带单位计算。 19．如图所示电路中，电源两端电压保持不变，电阻R的阻值为20Ω。当只闭合开S1时，电流表的示数为0.6A，此时灯泡L正常发光；再闭合开S2时，电流表的示数变化了0.3A。求： （1）电源两端电压U； （2）灯泡L的额定功率P额。 20．老旧小区改造的内容之——电路增容，是指增加居民用电的总额定功率，为保障增容后的线路安全，需要更换入户线。以小明家为例，可以将为他家供电的入户线和他家所有用电器简化成如图所示的电路模型，R为入户线的总电阻，所有用电器两端的电压U＝220V保持不变。增容前R＝0.05Ω，他家用电的总额定功率P＝8.8kW。 （1）增容前，当小明家用电达到总额定功率P时，求： ①入户线中的电流I； ②入户线上消耗的电功率P线。 （2）增容后，小明家用电的总额定功率增加了25%。假设小明家用电达到增容后的总额定功率时，新入户线上消耗的电功率仍为（1）中的P线，求新入户线的总电阻R′。 【答案与解析】 一、选择题（本大题共10小题。每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。） 1．“估测”是物理学中常用的一种方法，以下相关物理量的估测合理的是（　　） A．一节新干电池的电压为2V B．家用空调器的电流约5A C．手电筒的电功率约为1000W D．电饭煲工作10min消耗电能2kW•h B 【解析】一节新干电池的电压1.5V，故A不符合实际；家用空调器的电流约5A，故B符合实际；手电筒的电功率约为1W，故C不符合实际；电饭煲功率约为900W=0.9kW，工作10min消耗电能W=Pt=0.9kW×h=0.15kW•h，故D不符合实际。 2．下列情况中属于防止电热带来危害的是（　　） A．电熨斗熨衣服 B．大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药 C．电动机外壳有散热片 D．用电器长时间停用，隔一段时间应通一次电 C 【解析】电熨斗熨衣服利用电流的热效应工作，故A不符合题意；利用电热装置引爆炸药，是利用了电热，故B不符合题意；散热片不是利用电流热效应工作的，是为了把各电器元件产生的热量及时散失掉，故C符合题意；用电器长时间停用，隔一段时间应通电一次，是利用电热来驱潮，故D不符合题意。 3．一款消防应急照明灯如图所示，当外部电路有电时应急灯不亮，停电时应急灯内电路接通，两个灯泡正常发光，如果一个灯泡坏了，另外一个灯泡也能正常工作。请根据铭牌上的情况进行分析，下列说法正确的是（　　） 消防应急照明灯型号：JF﹣ST﹣01 额定电压：AC220V/50Hz 每个灯泡规格：6V、3W 充电时间：20小时 应急时间：不少于1.5小时 A．外部电路有电时控制应急灯的开关处于断开状态 B．应急灯灯泡的额定电压为220V C．应急灯的两个灯泡串联在电路中 D．应急灯每个灯泡正常工作时的电流都是0.2A A 【解析】当外部电路有电时应急灯不亮，外部电路停电时应急灯正常发光，则外部电路有电时控制应急灯的开关应该断开，灯不会发光，故A正确；由铭牌可知灯泡的额定电压为6V，“额定电压：AC220V”是整个应急灯装置的额定电压，故B错误；由题意知一个灯泡坏了，另外一个灯泡也能正常工作，不受影响，所以应急灯的两盏灯间也是并联的，故C错误；由P＝UI得I＝＝，即应急灯每个灯泡正常工作时的电流都是0.5A，故D错误。 4．如图是小明家上月末的电能表数据显示情况，下列说法正确的是（　　） A．该电能表显示的示数为7996.6度 B．铝盘转的越快，说明小明家电路消耗的电能越多 C．小明家电路中的干路电流最大不得超过10A D．电饭锅单独工作10min，小明观察到铝盘转100圈，电饭锅这段时间的电功率为125W A 【解析】该电能表显示的示数为7996.6度，故A正确；铝盘转的越快，说明小明家电路中用电器的总功率越大，故B错误；小明家电路中的干路电流最大不得超过20A，电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A，故C错误；电饭锅单独工作10min，小明观察到铝盘转100圈，电饭锅这段时间的电功率为：，故D错误。 5．灯泡L1标有“6V 6W”字样，灯泡L2标有“6V 3W”字样。如图所示，将它们串联后接在电源两端，闭合开关，其中一个灯泡能正常发光。则下列说法正确的是（设灯泡的电阻不变）（　　） A．正常发光的是灯泡L1 B．未正常发光的灯泡的实际功率为3W C．电源电压为12V D．电路的总功率为4.5W D 【解析】根据P＝UI可知两灯的额定电流分别为：I1＝＝＝1A，I2＝＝＝0.5A＜I1，串联电路的电流处处相等，故电路电流I＝I2＝0.5A，正常发光的灯泡是L2，故A错误；设灯泡的电阻不变，根据欧姆定律可知两灯的电阻：R1＝＝＝6Ω，R2＝＝＝12Ω，另一盏灯两端的电压U1′＝IR1＝0.5A×6Ω＝3V，另一盏灯的实际功率是P1′＝U1′I＝3V×0.5A＝1.5W，故B错误；电源电压U＝U2+U1′＝6V+3V＝9V，故C错误；电路的总功率P＝UI＝9V×0.5A＝4.5W，故D正确。 6．某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是电热敷腰带内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，通过旋转开关可以实现挡位切换，电热敷腰带处于低温挡工作时，旋转开关应转到（　　） A．ab B．bc C．cd D．de B 【解析】由图乙可知，当旋转开关转到bc时，R1、R2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，电路中的总功率最小，电热敷腰带处于低温挡；当旋转开关转到de时，R2、R3并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电热敷腰带处于高温挡；当旋转开关转到cd时，只有R2工作，电热敷腰带处于中温挡，故B正确、ACD错误。 7．如图甲所示为碳纤维电热膜，常作为地暖必备材料广泛应用于建筑领域。某跨学科实践小组利用图乙所示电路对其进行探究，将两条长方形电热膜贴在绝缘材料上。已知电热膜R1＝2R2＝60Ω，电源两端电压12V。下列说法正确的是（　　） A．电热膜R1的电压为6V B．电热膜R1的电流为0.2A C．R1与R2消耗的电能之比为2：1 D．若电热膜R2磨损为图丙，且电流表示数为0.5A，则此时R2＝120Ω B 【解析】两电热膜并联，电流表测量干路电流，电源两端电压12V，根据并联电路的电压特点可知两电热膜两端的电压均为12V，根据欧姆定律可知通过电热膜R1的电流为I1＝＝＝0.2A，故A错误、B正确；根据欧姆定律可知通过电热膜R2的电流为I2＝＝＝0.4A，根据W＝UIt可知R1与R2消耗的电能之比等于电流之比，为：0.2：0.4＝1：2，故C错误；若电热膜R2磨损为图丙，且电流表示数为0.5A，根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流I2′＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，根据欧姆定律可知此时R2′＝＝＝40Ω，故D错误。 8．（多选）利用电动机提升物体研究影响电功大小的因素，装置中物体A的质量为400g，以0.5m/s的速度匀速被提升，请判断下列说法正确的是（　　）（g取10N/kg） A．通过重物运动的速度判断电流做功的多少 B．电流做功过程消耗了电能，主要转化为物体的机械能 C．控制电压、电流相同，改变通电时间，研究电流做功多少与通电时间的关系 D．2s内绳对物体做功8J BC 【解析】本实验中，通过重物提升的高度来判断电流做功的多少，故A错误；用电动机提起重物，此过程中，电流做功过程消耗了电能，主要转化为重物的机械能，故B正确；由控制变量法可知，控制电压、电流相同，改变通电时间，可以研究电流做功多少与通电时间的关系，故C正确；2s内物体上升的高度h＝s＝vt＝0.5m/s×2s＝1m， 2s内绳对物体做的功：W＝Gh＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1m＝4J，故D错误。 9．（多选）如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　） A．只闭合S1时，甲、乙两灯的实际功率之比为1：2 B．只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为1：2 C．只闭合S1、S2时，电路的总功率为3W D．只闭合S1、S2时，电路的总功率为6W AC 【解析】由P＝UI＝可得，甲、乙两灯的电阻之比：＝＝＝＝，只闭合S1时，甲、乙两灯串联，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI＝I2R可得，甲、乙两灯的实际功率之比：＝＝＝，故A正确；只闭合S2、S3时，甲、乙两灯并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，则两灯两端的实际电压为：U甲＝U乙＝U＝6V，所以两灯均正常发光，此时甲、乙两灯的实际功率和额定功率相等，其比值为：＝＝＝，故B错误；只闭合S1、S2时，甲灯被短路，电路为乙灯的简单电路，由U乙＝U＝6V可知，乙灯正常发光，电路的总功率：P＝P乙＝3W，故D错误、C正确。 10．（多选）如图所示电路，电源电压为4.5V并保持不变，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”，灯泡上标有“2.5V 0.5A”（不考虑灯丝电阻变化），滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数最大值为0.5A B．滑动变阻器接入电路的阻值范围为4Ω～20Ω C．小灯泡的最小功率是0.162W D．电路消耗的最大总功率为2.7W ABC 【解析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。当灯泡正常发光时，灯泡两端电压最大，即为2.5V，电流为0.5A， 因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许的最大电流为1A，所以，电路中的最大电流（即电流表的最大示数）为：I最大＝IL额＝0.5A，故A正确；由I＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝5Ω，电流最大时，电路中的总电阻：R总最小＝＝＝9Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为：R滑最小＝R总最小﹣RL＝9Ω﹣5Ω＝4Ω，滑动变阻器接入电路的阻值范围为4Ω～20Ω，故B正确；滑动变阻器电阻最大时，总电阻为R'＝R滑大+RL＝20Ω+5Ω＝25Ω； 最小电流I'＝＝＝0.18A，小灯泡的最小功率是P ＝UI＝I2R＝（0.18A）2×5Ω＝0.162W，故C正确；该电路的最大功率：Pmax＝UImax＝4.5V×0.5A＝2.25W，故D错误。 二、填空题（本大题共6小题） 11．用两种不同的充电桩对同一辆纯电动汽车充电，相关数据如下表所示，不计充电过程中的能量损失。 充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h 普通充电桩 相同 220 30 10 快充充电桩 300 200 用普通充电桩充满电，消耗的电能为___________kW•h；如果用快充充电桩充满电，需要__________h。 66 1.1 【解析】根据W＝UIt可知，用普通充电桩充满电，消耗的电能W＝UIt＝220V×30A×10×3600s＝2.376×108J＝66kW•h；如果用快充充电桩充满电，需要时间t′＝＝＝3960s＝1.1h。 12．如图甲所示，小明利用3D打印机，自制了一个塑料袋封口夹，图乙是封口夹内部的电路简图，电源电压为5V，电热丝R阻值为1Ω。闭合开关，电热丝温度升高，3s内产生的热量为___________J；若使用时总把塑料袋烫坏，可以适当____________（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 75 增大 【解析】通过电热丝的电流：I＝＝＝5A，闭合开关，电热丝温度升高，3s内产生的热量：Q＝I2Rt＝（5A）2×1Ω×3s＝75J；若使用时总把塑料袋烫坏，说明在相同时间内产生的热量太多，则要减小单位时间内产生的热量，由Q＝I2Rt＝t可知，可以适当增大电热丝的阻值。 13．如图所示是小明家里的电能表，根据表盘参数可知：该电能表指示灯每闪烁一次电路消耗电能___________J。他关闭家中其他用电器，只让电水壶正常工作，指示灯闪烁了32次，测得用时正好1min，则该电水壶的实际电功率为____________W。 3000 1600 【解析】1200imp/kW•h表示用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1200次，由此可得该电能表指示灯每闪烁一次，电路消耗的电能为：W1＝kW•h＝×3.6×106J＝3000J，则指示灯闪烁了32次时，电水壶消耗的电能为：W＝32W1＝32×3000J＝96000J，该电水壶的实际电功率为：P＝＝＝1600W。 14．如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，R1和R2消耗的功率P1：P2＝3：2；当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，两电压表示数分别为U甲和U乙，则U甲：U乙＝__________，R1、R2消耗的功率分别为P1′和P2′，则P1′：P2′＝___________。 5：3 2：3 【解析】当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，R1与R2并联， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由P＝可得，两电阻的阻值之比＝＝＝； 当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，R1与R2串联，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压， 因串联电路中各处的电流相等，两电阻两端的电压之比：＝＝＝， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，两电压表的示数之比：＝＝＝； 由P＝I2R可得，此时两电阻消耗的电功率之比：P1′：P2′＝I2R1：I2R2＝R1：R2＝2：3。 15．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示，则定值电阻R的阻值是____________Ω，此过程中电路总功率最大值为___________W。 6 13.5 【解析】由图1可知：电阻R与滑动变阻器串联，当滑片P位于a端时，电路为R的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流， 根据欧姆定律可知：此时电路中的电流最大， 由图象可知，电路中的最大电流1.5A时，电压表的示数为9V，即电源的电压为9V； 由I＝可得，定值电阻R的阻值： R＝＝＝6Ω； 此过程中电路总功率最大值为： P＝UI最大＝9V×1.5A＝13.5W。 16．阅读短文，回答问题。 无人机 无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电波（无线电波与光的性质一样，可以在真空中传播）遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机工作时噪音小于90dB，巡航速度可以达到每小时90﹣150千米，可以搭载高分辨率的摄像机、专业光学相机、红外相机等。 （1）制作无人机的材料应具有_____________小、硬度大的特点，起飞时，增大四个旋翼的转速，向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是______________； （2）该机一个旋翼的电动机额定功率为30W，额定电压为15V，电动机正常工作时，通过的电流为____________A； （3）该机所需的能量是由一块输出电压为15V，容量为5000mA•h的电池提供。若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100W，则该机最多能飞行_____________s。 （1）密度 相互的（2）2 （3）2160 【解析】（1）为了减小无人机的质量，制作无人机的材料应具有密度小、硬度大的特点；当起飞时，增大四个旋翼的转速，向下方的风量增加，对空气有作用力，同时无人机就会上升，这是因为力的作用是相互的。 （2）根据P＝UI可得，电动机正常工作时，通过的电流为I＝＝＝2A； （3）该机所用电池的参数为输出电压为15V、容量5000mA•h，则该电池储存的能量为W＝UIt＝15V×5A×3600s＝2.7×105J； 根据η＝可得，电能转化为的机械能为W机＝ηW＝80%×2.7×105J＝2.16×105J； 根据P＝可得，该机最多飞行的时间为t＝＝＝2160s。 三、实验探究题（本大题共2小题） 17．如图甲图两个装置，是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。 （1）实验中，电流产生热量的多少是通过_______________（选填“加热时间”或“U形管液面高度差”）体现出来的；图甲将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，这样做的好处是________________________________________________________________。 （2）如图乙所示，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，连接好电路后，通电一段时间后发现__________侧U形管液面高度变化大，得出的结论是____________________________________________________________。 （1）U形管液面高度差 通过他们的电流I与通电时间t相同，方便探究导体产生的热量与电阻的关系 （2）左 在电阻和通电时间一定时，电流越大，电流产生的热量越多 【解析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过液面高度差的变化来反映；在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，方便探究导体产生的热量与电阻的关系； （2）在乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，通电一段时间后发现左侧U形管液面高度变化大，得出的结论是在电阻和通电时间一定时，电流越大，电流产生的热量越多。 18．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：电压恒为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器R1（10Ω 0.5A）.R2（50Ω 0.5A），R3（200Ω 0.2A）可供选择。 （1）通过估算，滑动变阻器应选择___________ （选填“R1”“R2”或“R3”）。选择合适变阻器后，请用笔画线表示导线将电路连接完整。（要求：变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗；） （2）滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是________。 （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示为________V；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动。根据图丙图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是_________W。 （4）完成上述试验后，小华提议用这些器材探究电流与电压的关系，小明立刻说明无法完成此实验，小明认为不能完成此实验探究的理由是____________________________________。 【解析】（1）R2 如图所示： （2）灯泡断路 （3）2.2 A 0.5 （4）灯丝的电阻随温度的变化而变化 解：（1）灯泡正常发光时的电压UL=2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：I'==0.25A＞0.2A； 电源电压恒为6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯正常发光时，滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V， 由欧姆定律I=，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻为：R滑==14Ω＞10Ω，考虑到电流因素，则滑动变阻器选R2； 变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗，说明电路中电流变小，滑动变阻器阻值变大，故变阻器左下接线柱连入电路中； （2）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数很大，说明电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即出现故障的原因可能是灯泡断路； （3）P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙所示），电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.2V，小于灯的额定电压2.5V；若要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端电压，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A端移动，直到电压表示数为额定电压； 根据图丙信息，灯在额定电压下的电流为0.2A，则小灯泡的额定功率是： PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W； （4）在探究电流与电压的关系实验中，需控制电阻阻值不变，而灯丝的电阻随温度的变化而变化，不是一定值，因此利用这些器材无法完成探究电流与电压的关系实验。 四、综合题（本大题共2小题）要求：（1）语言表述简练、准确；（2）写出必要的运算和推理过程；（3）带单位计算。 19．如图所示电路中，电源两端电压保持不变，电阻R的阻值为20Ω。当只闭合开S1时，电流表的示数为0.6A，此时灯泡L正常发光；再闭合开S2时，电流表的示数变化了0.3A。求： （1）电源两端电压U； （2）灯泡L的额定功率P额。 解：（1）由题意可知，当只闭合开S1时，为灯泡L的简单电路，电流表的示数为0.6A，即流经灯泡的电流IL＝0.6A， 当再闭合开S2时，灯泡L与电阻R并联，则流经电阻R的电流I′＝ΔI＝0.3A， 由I＝可得，R两端电压： UR＝I′×R＝0.3A×20Ω＝6V， 因并联电路中各支路两端电压都相等，都等于电源电压，所以电源电压U＝UR＝6V； （2）由题意可知，灯泡L正常发光时的电流IL＝0.6A， 灯泡L的额定功率P额＝UIL＝6V×0.6A＝3.6W。 20．老旧小区改造的内容之——电路增容，是指增加居民用电的总额定功率，为保障增容后的线路安全，需要更换入户线。以小明家为例，可以将为他家供电的入户线和他家所有用电器简化成如图所示的电路模型，R为入户线的总电阻，所有用电器两端的电压U＝220V保持不变。增容前R＝0.05Ω，他家用电的总额定功率P＝8.8kW。 （1）增容前，当小明家用电达到总额定功率P时，求： ①入户线中的电流I； ②入户线上消耗的电功率P线。 （2）增容后，小明家用电的总额定功率增加了25%。假设小明家用电达到增容后的总额定功率时，新入户线上消耗的电功率仍为（1）中的P线，求新入户线的总电阻R′。 解：（1）①增容前入户线中的电流I为：I＝＝＝40A； ②入户线上消耗的电功率P线＝I2R＝（40A）2×0.05Ω＝80W； （2）增容后，小明家用电的总额定功率增加了25%，即总功率为：P'＝P（1+25%）＝8.8×103W×125%＝11000W， 此时入户线上的电流为：I'＝＝＝50A， 此时入户线上消耗的功率仍为P线＝80W，则此时新入户线的总电阻为：R′＝＝＝0.032Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $