第15章 电能与电功率(章节拔尖攻略)-【通成学典】2026-2027学年九年级上册物理拔尖特训(沪粤版·新教材)

第十五章 电能与电功率 知识体系构建 电能的转化 电能 电能表测量 电流所做的功定义 电能转化为其他形式的能实质 W=Uk公式 电功 电功率 焦(J)千瓦·时(kWh): 1kW-h=3.6×10J 单位及换算 电能与 电功率 I、R、t影响因素 电流的 Q=IRt 公式焦耳定律 热效应 电热的应用与防止 P]高频考点突破 考点一电功与电能的计算 [解读]电功与电能计算是中考基础考点，近年来考 查更侧重实际应用。常结合电能表读数、电费计算、 用电器铭牌设置情境，并与电功率、焦耳定律及效率 综合，要求熟练运用公式W=Pt=UIt及其变形式， 进行单位换算与多步骤计算。 典例1小桂观察家中的电能表如图所示，示数为 kW·h。当关闭家中其他用电器，仅接通 一台电热水器时，观察到电能表转盘1min内转 90r,则该电热水器1min内消耗电能为 J。 电能表 02263 kW.h 220V10(20)A 1500r/(kWh) (典例1图) 24 整合章节要点，搭建框架 物理意义表示电流做功的快慢 电流在某段时间内所做 定义的功与这段时间的比 P平（普遍适用）， 公式 PR=(仅适用于纯电阻电路) R 瓦(W)千瓦(kW): 单位及换算1kW=1000W 额定功率 分类 实际功率 原理 P=UI 伏安法 8 A 测量 电路图 5 器材 电能表和秒表 聚焦高频考点，各个击破 可应练习 1.[2025深圳期末]如图甲所示是某款智 能语音爬楼“神器”及其参数，可以帮助老 年人上下楼。该装置充满电时，电池储存 的能量是 J。若只将该设备接入 电路充电10min,电能表（主要参数如图乙 所示)上的指示灯脉冲闪烁 次。 电池规格：“24V15Ah” 充电功率：“300W” 甲 单相电能表 12345.67kW-h >O指示灯 220V5(40)A50Hz 3000imp/(kW.h) 乙 解析：电能表读数时，数字框最后一位是小数，单位 是kW·h,由图可知，电能表示数为226.3kW·h: 图中1500r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗 1kW·h电能，电能表的转盘转过1500r,则电能表 转盘转过90r,电热水器消耗的电能W= 90r 1500r/(kw.hD=0.06kW·h=2.16X105J。 答案：226.32.16×10 小结 电功国际单位为焦耳(J),常用单位千瓦·时，1度= 1kW·h=3.6×10J。测量工具是电能表（电度表），其 读数差即为消耗的电能。计算公式为W=Ut,适用于所 有电路，是电热、电功率计算的基础。 考点二电功率的综合计算 [解读]电功率综合计算是中考物理的核心压轴题， 近年考查高度综合化。命题聚焦多状态电路（如电 热器挡位)、动态电路分析及U-I/PU图像应用，要 U 求同学们熟练运用公式P=UI、P=IPR、P=尺， 并结合欧姆定律与串、并联电路规律进行推理与计 算，难度大、区分度高。 典例2[2025哈尔滨南岗校级二模]（多选题）如图 甲所示电路，电源电压保持不变，电流表的量程为 0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R 的规格为“5020.5A”。闭合开关S后，调节滑动 变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘 制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图（如图乙 所示)。在保证电路安全的情沉下，下列计算结果中 正确的是 ( ↑I/A 0.3 0.2 0.1 0 R 1020304050R/Q 甲 (典例2图) A.电源电压为12V B.R。的阻值为102 第十五章电能与电功率 应练习 2.如图甲所示电路中，电源电压不变，R。 和R,均为定值电阻。闭合开关S,将滑 动变阻器R2的滑片从b端移动到a端的 过程中，两电压表的示数与电流表示数的 变化关系如图乙中的图线I和Ⅱ所示。 下列判断正确的是 () R, U/V 4 1.2 0 0.150.31/A 乙 ①电源电压为3.9V。 ②图线Ⅱ是电压表V2与电流表的示数 变化关系图线 ③R2的最大阻值为82。 ④R1的电功率变化范围为0.180.72W。 A.①③④ B.③ C.②④ D.② 25 物理（沪粤版）九年级 C.滑动变阻器的阻值变化范围是10~502 D.滑动变阻器的最大功率为0.9W 解析：由图甲可知，定值电阻R。和滑动变阻器R 串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器R 两端的电压；由图乙可知，当滑动变阻器的阻值 R,=10Ω时，电路中的电流I=0.3A,则R。两端 的电压可表示为U。=IR。=0.3AXR。,此时变阻器 两端的电压U1=IR,=0.3A×102=3V,由串联 电路的电压规律可得，电源电压U=U1十U。=3V十 0.3A×R。①，同理，当滑动变阻器的阻值R′ 502时，电路中的电流I'=0.1A,则R。两端的电 压U。'=I'R。=O.1AXR。,此时变阻器两端的电压 U1'=I'R'=0.1A×502=5V,由串联电路的电压 规律可得，电源电压U=U。'+UU1'=0.1A×R。+ 5V②，联立①②解得电源电压U=6V,R。的阻 值R。=102,故A错误，B正确；当电路中的电流最 大时，滑动变阻器的阻值最小，因电流表的最大测量 值为0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A, 所以电路中的最大电流I大=0.5A,此时R。两端的 电压U大=I大R。=0.5A×102=5V,此时滑动变 阻器两端的电压U滑=U-Uo大=6V一5V=1V,则 U滑_1V 滑动变阻器的最小阻值R小一大一0.5A=20, 滑动变阻器的阻值越大，电路中的电流越小，电路越 安全，因此滑动变阻器的阻值变化范围为2~502， 故C错误；滑动变阻器消耗的电功率P海=IR, U)2 U U Ro+RR:= (R。十R)2 (R。-R1)2+4RR1 R R U2 一，所以，当R1=R。=102时，滑动 Ro-R1) R +4R。 变阻器消耗的电功率最大，且此时电路中电流为 0.3A;则滑动变阻器消耗电功率的最大值P最大= IR1=(0.3A)2×102=0.9W,故D正确。 答案：BD 26 归纳总结物理量取值范围问题 此类考题主要特点是求电流、电功率 或变阻器的阻值在哪个范围内变化。实 际上，取值范围问题就是最小值问题和最 大值问题的结合，只要能求出最小值和最 大值，那要求的物理量取值范围也就得以 解决。例如：变阻器划片从一端移动到另 一端时，接入电路中的电阻会从最大变为 最小（或从最小变为最大），电路中的电流 也会从最小变为最大（或从最大变为最 小)，进而引起其他物理量在一定范围内 发生变化。 小结 在动态电路中，电功率的变化由滑动变阻器阻值 (R滑)改变引发，规律取决于连接方式：在串联电路中，定 值电阻的功率P定随R潘增大而减小；整个电路的总功率 P总也随R潘增大而减小。在并联电路中，支路功率不 变，干路及总功率P总随R滑减小而增大。分析关键是准 确判断电路结构。 考点三： 实际功率、额定功率 [解读]实际与额定功率的辨析是中考高频考点。 近年命题深度结合用电器铭牌与U-I图像，考查利 （电阻不变)这一桥装，分析实际电压变 用R=P 化时P实= P额的关系，同时常作为电学综合 题的第一步进行考查。 典例3[2025合肥包河四模]如图，通过实验探究可 知小灯泡的电阻随着温度的升高而增大。该灯泡标 有“3V0.9W”字样，当它两端电压为1.5V时，灯 泡的实际功率为 ↑U/V 3.0 2.00 1.00 0 1002003001/mA (典例3图) A.等于0.9W B.等于0.336W C.大于0.336W,小于0.9W D.大于0，小于0.336W 解析：由U-I图像可知，U=1.4V时，所对应的电流 I=240mA=0.24A,此时灯泡的实际功率P=UI= 1.4V×0.24A=0.336W,因为灯丝电阻受温度影 响，灯丝电阻随温度升高而增大，灯泡两端电压为 3V时，额定电功率为0.9W,灯泡两端电压为1.4V 时，实际电功率为0.336W,所以当它两端电压为 第十五章电能与电功率 四应练习 3.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图 所示，甲灯上标有“PZ220V25W”字 样，乙灯上标有“PZ220V100W”字样， 下列说法中正确的是（灯丝电阻不变） () 甲 光明牌 光明牌 PZ220 V PZ220 V 25W 100W A.两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能 较多 B.若灯丝的材料、长度相同，甲灯的灯丝 比乙灯的更粗 C.两灯串联在220V的电路中，甲灯比 乙灯亮 D.两灯并联在220V的电路中，甲灯比 乙灯亮 27 物理（沪粤版）九年级 1.5V时，灯泡的实际功率应大于0.336W,小于 0.9W,故ABD错误，C正确。 答案：C 小结 额定功率(P颜)是用电器在额定电压(U颜)下正常工 作时的功率，为固定值。实际功率(P实)随实际电压(U实) U,P 变化。两者通过电阻R建立联系：R= U2 R 核心比例关系：P ,用于判断用电器工作状态 (正常、偏暗或过载)。 考点四小灯泡额定功率的测量 [解读]小灯泡额定功率的测量是中考电学实验的 核心。近年考查从单纯操作向深度探究转变，重点 包括：电路连接与故障排除、数据处理（绘制IU图 像并分析非直线原因)、多次测量目的（寻找规律而 非求平均)，以及评估不同实验方案的优劣，综合性 极强。 典例4某兴趣小组在测量额定电压为2.5V小灯 泡电功率的实验中，实验电路如图甲所示。 0.4 X 0.3 0.2 0.1 0 1 2 34U/V (典例4图) 实验次序 1 2 3 电压U/V 1.0 2.0 3.0 电流I/A 0.10 0.17 0.23 (1)实验时，电压表和电流表读数记录在表格中，实 验结束后，同学们想知道小灯泡的额定功率，却发现 没有测小灯泡正常工作时的电流，能否利用表中数 据求出小灯泡的额定功率？有同学认为可利用表中 某组数据求出电阻R,再利用P额= 求出小灯泡 的额定功率，请判断是否可行并说明理由： 28 对应练习 4.[2025阜阳临泉模拟]为了测量额定电 压为2.5V的小灯泡的额定功率，小聪所 在实验小组设计了如图所示的实验，其中 R。为阻值已知的定值电阻。请帮助小聪 他们完善实验步骤： 一占R (1)闭合S和S1,断开S,调节变阻器滑 片，使 (2) 保持滑片位置不变，记下电压表示数为U。 (3)根据上述实验步骤可以推知，小灯泡 的额定功率P= (4)若将灯泡和定值电阻R。的位置交 换，能否完成实验任务？并说明理由： (2)有同学将表中数据转换为图乙的I-U曲线，由 图可知小灯泡的额定功率为 W。 解析：1)用P第=尺 计算灯泡的额定功率不可 行，因为灯丝的电阻受温度影响，在不同电压下，电 阻不同。(2)由图乙的IU曲线可知，电压为2.5V 时，通过灯泡的电流I=0.2A,则小灯泡的额定功 率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。 答案：(1)不可行；因为灯丝的电阻受温度影响，在 不同电压下，电阻不同(2)0.5 小结 测量小灯泡额定功率的原理是P=UⅡ，采用伏安法。 核心操作是调节滑动变阻器，使电压表示数等于灯泡的额 定电压U颜，此时读取电流表示数I,代入公式计算P颜。 实验中需注意：连接时开关断开、滑片置于阻值最大处；为 研究实际功率与电压关系，需测量U≤U颜及U略大于 U颜的多组数据并绘制图像；因灯丝电阻受温度影响，故 不能用平均电阻来计算电功率。 考点五电功率和电热的综合计算 [解读]电功率与电热的综合计算是中考必考压轴 题。近几年命题高度情境化与综合化，常以多挡位 电热器、电动汽车充电、电动机工作为背景，要求严 格区分纯电阻与非纯电阻电路，熟练选用公式并计 算效率，考查建模与分析能力。 典例5[2025洛阳偃师校级段考]如 …220Vg 图所示是一种家用电烤箱内部结构电 路简图，它有高、中、低三个挡位，已知 R1=12002,R2=2402: (典例5图) (1)闭合S、S3,断开S2时，电烤箱处于什么挡位？ 电路中的电流是多大？ (2)闭合S3,断开S1、S2时，通电1min电路中电流 产生的热量是多大？ (3)当电烤箱处于低温挡时，它消耗的电功率是多 大？（结果保留一位小数） 第十五章电能与电功率 对应练习 5.[2025绵阳平武一模]如图甲所示是一 种家用电暖器，图乙是其简化电路图，A、 B间的电压为220V。已知R1<R2,电 暖器的部分参数如表所示。闭合开关S、 S,则电暖器以 挡工作。若电暖 器以高温挡正常工作l0min,则产生的 热量为 J。 S B 额定电压 220V 低温挡 950W 功率选择 中温挡 1150W 高温挡 ?W 29 物理（沪粤版）九年级 解：(1)闭合S、S3,断开S2时，R1与R2并联，电路 归纳总结 变形公式的选用条件 中总电阻最小，根据P一可知，电功率最大，电烤 P=PR、PR仅适用于电能全部 箱处于高温挡状态。通过R,的电流1一 U 转化为内能的电路中电功率的计算，若电 220V11 能只有一部分转化为内能，如含有电动机 12000一60A,通过R:的电流12= U220V R2-2402 的电路，则不能用公式P=R、P=。 A,根据并联电路电流特点可知，电路中的电流 12 计算电功率。 串、并联电路电功率公式的 1=1+1品A+是A=11A2)闭合S,断开 选择（纯电阻电路） S、S,时，电路为R,的简单电路，通电1min电路中 在电功率计算中选择合适的公式，可 以使计算简便。例如在串联电路中，电流 电流产生的热量Q京：90骨×60=2201 相等，使用P=IR计算更简便；在并联 (3)闭合S2,断开S、S时，R1与R2串联，此时电 电路中，各支路两端电压相等，使用P= 烤箱处于低温挡，此时电路的总电阻R=R,十R2= U 尺计算更简便。 1200Ω+2402=14402，则电烤箱消耗的电功率 P=U (220V) -14402 -≈33.6W 小结 多挡位本质是功率变化，由公式P=尺决定（家庭电 路电压U不变)。挡位越高，功率越大，总电阻越小。通 过开关改变电阻连接方式（如多电阻并联为高温挡，串联 为低温挡)实现调温。解题关键是画出各挡等效电路。 )综合素养提升 强化综合运用，融会贯通 1.两盏灯L1、L2的额定电压分别为8V、6V,将两盏灯串联接入9V的电路中，灯L2恰能 正常发光，则L1、L2两盏灯的额定功率之比为（假设灯的电阻不变 A.2:3 B.32:9 C.9:4 2.[2025梧州岑溪一模]如图所示为某物理实验小组设计的一款电 AB为均匀半圆弧形电阻，O点为其圆心，OP为金属滑片，可绕 AO间连接的角度显示器是由电压表改装而成，可用来显示角AO 大小。下列说法正确的是 A.当滑片P沿顺时针方向转动时，电路中的电流变小 B.当滑片P沿顺时针方向转动时，电压表示数不变 C.当滑片P沿逆时针方向转动时，连入电路的电阻不变 D.当滑片P沿逆时针方向转动时，电路消耗的电功率变小 (第2题图) 30 第十五章 3.[2025扬州三模]如图甲所示的电路中，电源电压U保持不变，R。为定值电 R为滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器滑片P从最右端移动到最左 其消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示，以下说法正确的是 A.滑动变阻器R的最大阻值为40Ω P/W 3.6 B.电源电压U的大小为6V 3.2 C.R。的阻值为202 A D.当滑片P置于中点，在5s内电阻R。上所产生 00.40.61/A 的热量为18J 乙 (第3题图)》 4.[2025驻马店驿城校级模拟]如图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化的图像，将 它们接入图乙所示电路中，电源电压不变，由图甲可知：电阻R的阻值为 2;只 闭合开关S,小灯泡的实际功率为1W,则电源电压为 V。同时闭合开关S和 S1,整个电路10s消耗的电能为 J。 ↑I/A 0.6 0.4 0.2 A 123U/V A R (第4题图) (第5题图) 5.[2025重庆沙坪坝校级期末]如图所示，电源电压不变，电流表的量程为0~0.6A,电压 表的量程为0~15V,定值电阻R1大于102，滑动变阻器R的规格为“6021A”,小灯 泡L上标有“2.5V1.25W”的字样。若闭合开关S,开关S接1，当电压表刚好满偏 时，R2接入电路的阻值为302，则电源电压为 V;若闭合开关S,开关S1接2， 在电路安全的情况下，电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍，则电阻R1的 阻值为 n。 6.[2025陇南期末]如图甲为常用的电热饮水机，其电路原理如图乙所示，该饮水机的额定 电压为220V,加热电功率为1100W,保温电功率为44W,R1、R2均为电热丝(R1、R2 的电阻不随温度变化)。 (1)饮水机处于保温状态时，电路中的电流是多少？ (2)电热丝R1的电阻是多少？ (3)保温状态下工作5min,R2上产生的热量是多少？ 220V R (第6题图) 31物理（沪粤版）九年级 I,:I2=I:(1z一I甲)=1：(5-1)=1：4；因并联电路 中各支路两端的电压相等，由欧姆定律可得，并联电路电 流之比等于电阻之比的倒数，则R,:R2=I2:I,=4：1。 当开关S、S2闭合，甲、乙两表为电压表时，R,与R2串联， 甲电压表测电源的电压，乙电压表测R,两端的电压，因串 联电路中各处的电流相等，所以两电阻两端的电压之比等 于电阻之比，即U,:U2=4:1;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U：U2= (U1+U2):U,=(4+1):4=5:4。 ⑥解：(1)由电路图可知，电阻R1、R3、滑动变阻器R2串 联，电压表V2测电阻R,和滑动变阻器R2的电压，V,测 电阻R,两端的电压，电流表测电路中的电流。电压表V, 的示数为3V,电流表A的示数为0.6A,根据欧姆定律可 知电阻R,片65n(②)当渐动空阻器清片移 U 至最左端时，电阻R、R,串联，电流1一R,十R:根据欧 海定律知，电压表V示数=1RR平RR《③)由 题意知，当滑动变阻器滑片移至最左瑞时，电压表V,的示 UR 数为3V,即R十R =3V;当滑动变阻器滑片移至最右端 时，息E表的示统为5脚瓷-5V代人效 据解得R=52,U=6V 第十五章电能与电功率 [高频考点突破] 01.296×106150 〔解析)该装置充满电时，电池储存的能量W=UIt= 24V×15A×3600s=1.296×10°J;该设备接入电路充电 10min消耗的电能W'=Pt′=300W×10×60s=1.8× 10J=0.05kW·h:电能表上的指示灯脉冲闪烁的次数 n=3000imp/(kW·h)X0.05kW·h=150imp。所以该 设备接人电路充电l0min,电能表上的指示灯脉冲闪烁 150次。 ②C闭合开关S,定值电阻R,、R,、滑动变阻器R2串联 接人电路中，将R2的滑片从b端移动到a端的过程中，滑 动变阻器接入电路中的阻值逐渐变小，电路中的电流变 大，根据串联分压特点可知，V2的示数逐渐变小，所以电压 表V2的示数与电流表示数的关系如图乙中的图线Ⅱ所 示；根据欧姆定律可知，电路中的电流逐渐变大，R,两端的 电压逐渐变大，故电压表V,的示数逐渐变大，据此可知电 52 压表V,的示数与电流表示数的关系如图乙中的图线I所 示，故②正确。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片在a端 时，R,接入电路中的阻值为0，电路为R。、R,串联的电路， V,测量R,两端的电压，示数为2.4V,V2测量R2、R,两 端的总电压，也是2.4V,电流表测量电路中的电流，示数 为a8A根武海定#可阳，R一会-看}8n由图 乙可知，电路中最小电流为0.15A,此时R,两端的电压为 1.2V,R1和R2两端的总电压为2.7V,则R2两端的电压 U2=U-U,'=2.7V-1.2V=1.5V,根据欧姆定律可知， 滑动变阻器的最大阻值R2= 片-X=100:当满片 在a端时，电源电压U后=I(R,+R。)=0.3A×(82十 R。);当滑片在b端时，电源电压U总=I2(R,十R2十R。) 0.15AX(82+102+R。);由电源电压不变，得0.3A× (82+R)=0.15A×(82+102+R),则R,=22, U=3V,故①③错误。由图乙可知，电路最大电流为0.3A, 最小电流为0.15A,则R,消耗的最大电功率和最小电功 率分别为P1大=I,2R,=(0.3A)2×82=0.72W,P小= I22R,=(0.15A)2×82=0.18W,所以R,消耗的电功率 变化范围为0.18~0.72W,故④正确。故选C。 _U甲2(220V)2 OC甲灯的电阻R甲=P早 25W =19362:乙灯 Uz2(220V)2 的电阻R乙一P2 100W=4842:根据W-P:可知， 正常发光时灯泡消耗的电能还与通电时间有关，因此无法 确定它们的大小关系，故A错误；在灯丝的长度和材料相 同的情况下，横截面积越大，电阻越小，所以乙灯的灯丝比 甲灯的灯丝粗，故B错误；两灯串联在220V的电路中，通 过两灯的电流相同，灯的亮度取决于灯的实际功率，根据 P=R可知，甲的电阻大，甲的实际功率大，所以甲灯比 乙灯亮，故C正确；两灯并联在220V的电路中，实际功率 等于额定功率，故甲灯比乙灯暗，故D错误。 ④(1)电压表示数为2.5V(2)闭合S和S,断开S (3)2.5VX下V4)不能：因为无法确定灯泡是否 正常发光 〔解析)(1)闭合开关S和S,断开开关S,小灯泡、定值电 阻R,和滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡两端的电压， 调节滑动变阻器的滑片，读出电压表示数为U,,若灯的实 际电压等于额定电压2.5V,小灯泡正常发光。(2)闭合开 关S和S2,断开开关S,小灯泡、定值电阻R,和滑动变阻 器串联，电压表测量小灯泡和定值电阻R。两端的总电压， 此时通过小灯泡的电流等于通过定值电阻的电流，同时要 保证小灯泡仍然正常发光，就要保持滑动变阻器滑片位置 不变，使电路的总电阻前、后不变，记录电压表的示数为U, 根据串联电路的电压规律可知，定值电阻两端的电压U。= U一U,由串联电路的电流特点和欧姆定律可得，通过灯泡 的电流I= U-U_U-2.5V R。 (3)由P=UI可得，小 Ro 灯泡正常发光时的功率P,.=U,1,=2.5V×U-25V R。 (4)若将灯泡和定值电阻R。的位置交换，由于无法直接 量灯泡的电压，无法确定灯泡是否正常发光，所以无法完 成实验任务。 ⑤中温1.26×10 〔解析)由图乙可知，闭合开关S、S、S,R,、R2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，由 P只可知，电路中的总功率最大.电股器处于离温挡：根 据题意可知，R,<R2,则闭合开关S、S2,只有R2工作，此 时电路中的总电阻最大，总功率最小，电暖器处于低温挡； 当闭合开关S、S,只有R,工作，电暖器处于中温挡；由于 电路中的总功率等于各用电器的电功率之和，所以高温挡 的电功率P声=P低十P+=950W+1150W=2100W;电 暖器以高温挡正常工作l0min产生的热量Q=W=P南t= 2100W×10×60s=1.26×10J。 [综合素养提升] ①BLg两端的电压为6V,所以L,两端的电压为9V 6V=3v0-号所是-分，P-g-a” R R R P,=-66 R2R,2R,一，所以。=。，故选B ②C电路中AB为均匀半圆弧形电阻，滑片P顺时针转 动时，整个电路的总电阻不变，电源电压U不变，根据欧姆 定律1-是电路中电流1不变，故A辑误；电压表测AP 弧部分电阻两端的电压，滑片P顺时针转动时，AP弧的长 度增加，即AP弧的电阻RAP增大，由欧姆定律U=IR,电 路中电流I不变，RP增大，则电压表的示数UAP=IRP 变大，故B错误；滑片P逆时针转动时，AP弧的长度减 小，其电阻Rp减小，但连入电路的总电阻不变，故C正 确：电骑清耗的电功率P发，滑片P逆时针转动时，整个 电路的总电阻不变，因此电路消耗的电功率不变，故D错 误。故选C。 附：答案与解析 ③D由图甲可知，R和R。串联，电流表测电路中的电 流，电压表测量滑动变阻器R两端的电压；当滑动变阻器 接入电路中的电阻最大时，电路中的总电阻最大，根据欧 姆定律可知，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的最 小电流I小=0.4A,滑动变阻器的功率P,=3.2W,由P= P1_3.2W」 IR可得，滑动变阻器的最大阻值R*一示心.4A 20Ω，故A错误；由串联电路中电阻规律和欧姆定律可得， 电源电压U=I小(R大十R。)=0.4AX(202+R。)①；由 图乙可知，当电路中的电流I=0.6A时，滑动变阻器的功 率P,'=3.6W,则滑动变阻器接入电路中的电阻R'= P'3.6W 06A)二10Q,根据串联电路的特点和欧姆定律 可知，电源电压U=I(R'+R,)=0.6AX(102+R)②， 联立①②两式可解得：U=12V,R。=102,故BC错误；当 滑片P置于中点时，根据串联电路的特点可知，此时电路 的总电阻R。=R”+R。=号×20n+100=200.此时 电路的白流T名-品器6A,在5肉电阻风上所 产生的热量Q=I'2Rt=(0.6A)2×102×5s=18J,故D 正确。 ④10214 〔解析)由图甲可知，通过R的电流与其两端的电压成正 比，所以R为定值电阻。当R两端电压为1V时，通过R 的电流为0,1Λ，由欧姆定体可得，R的阻值R受- 01A-100:当只闭合开关S,断开开关S,时，电路为1， I V 的简单电路，由图甲可知，当灯泡两端的电压U=2V时， 通过灯泡的电流I.=0.5A,此时灯泡的功率P,.=UI.= 2V×0.5A=1W,由此可知，电源电压U=U.=2V;同时 闭合开关S和S,灯泡与定值电阻R并联，电流表测干路 电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以此时R 两端的电压为2V,由图甲可知通过电阻R的电流IR'= 0.2A,因并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之 和，所以干路电流I=I1.十IR'=0.5A十0.2A=0.7A,整 个电路在10s内消耗的电能W=Ut=2V×0.7A× 10s=14J. ⑤17.5120 P 〔解析)由P-U1可得，灯泡正常发光时的电流1， 2.5V=0.5A;若闭合开关S,开关S,接1，灯泡和变阻 1.25W 器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量变阻器两 53 物理（沪粤版）九年级 端的电压，电压表刚好满偏，电压表的示数是15V,R2接 U215V 人电路的阻值为300，此时电路中的电流I一R一300 0.5A:此时电路中电流等于灯泡正常发光时的电流，所以 灯泡两端的电压是2.5V,电源电压U=U.+U2=2.5V+ 15V=17.5V;若闭合开关S,开关S接2，电阻R,和变阻 器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量变阻器两 端的电压，变阻器允许通过的最大电流是1A,电流表的量 程为0~0.6A,电路中的最大电流是0.6A,电路中的最小 _I大=0,6A=0.4A,此时变阻器接入电路的电 电流1小=1.51.5 阻为允许的最大值，由电压表的量程和串联分压的规律可 知此时电压表示数最大为15V,则R,分得的电压U,= U-U大=17.5V-15V=2.5V,电阻R1的阻值R,= -名6,250，已知定值电阻R,大于100，则这种 情况不可能：变阻器接人电路的阻值为0，最大电流I大' 是-15y,最小电流1，'=R,RR,十60n电路 U17.5V RR 中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍，所以1.5× 17.5V_17.5V,解得R,=1200. R,+602R, ⑥解：(1)已知饮水机处于保温状态时的功率P保=44W, 额定电压U=220V。根据P=UI可得保温状态时电路中 的电流1a号-咒=0.2A(2)由电路图可知，当 开关S闭合时，电阻R,被短路，电路为R2的简单电路，此 时电陪总电阻最小：由P及可知，当电压一定时，电因 越小，功率越大，故此时饮水机处于加热状态。电热丝R。 的电阻元兴- =440:当开关S断开时，电阻 R,和R2串联，电路总电阻最大，电功率最小，饮水机处于 保温状态。根据欧姆定律可得保温时电路的总电阻R。= U-220V-11002,根据串联电路电阻的特点可得电热 I保0.2A 丝R1的电阻R,=R急-R2=11002-442=10562 (3)保温状态下工作时间t=5min=300s,此时电路中的 电流I保=0.2A,电热丝R2的电阻R2=442,根据Q= IRt可得R2上产生的热量Q2=I保R2t=(0.2A)2× 442×300s=528J 第十六、十七章磁场 电磁铁 电动机与发电机 [高频考点突破] ①乙沈括北 54 〔解析)地球周围存在着地磁场，地磁两极和地理两极并不 重合，存在一定的夹角，因为地磁北极对应地理南极，所以 能合理描述地磁场的是图乙；最早发现地磁两极和地理两 极之间存在夹角这一现象的人是中国学者沈括：由于地磁的 北极在地理的南极附近，根据异名磁极相互吸引，所以若在 我市某位置放置一小磁针，它的N极指向地理的北极附近。 ②D伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向， 大拇指所指的方向为通电螺线管的N极，因此螺线管右端 为N极，左端为S极；滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变 阻器接入电路中的电阻变小，电流变大，因此通电螺线管 的磁性增强。故D正确，ABC错误。故选D: ③C当CO浓度升高，气敏电阻R,阻值减小，控制电路 总电阻减小，电源电压不变，则控制电路电流增大，电磁铁 磁性增强；当CO浓度高于某一设定值时，衔铁被吸下，电 铃发声报警，故电铃应接在B、D之间，故AB错误：用久 后，电源电压U,会减小，由欧姆定律可知，只有当R,阻值 变小时，控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流，即报 警时的CO浓度比设定值高，故C正确；CO浓度越低，气 敏电阻R,阻值越大，因控制电路衔铁被吸下的最小电流 U 不变，由欧姆定律和电阻的串联规律可知，I一R,十R。,即 减小变阻器的电阻，故将R2的滑片向上移，故D错误 ④C电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械 能，少部分转化为内能，故A错误，不符合题意；同时对调 磁极和电源的正负极，磁场方向和电流方向均改变，电动 机的转动方向不变，故B错误，不符合题意；当线圈在图示 位置时，ab边与cd边通过的电流方向相反，处在相同的磁 场中，所以ab边所受力的方向与cd边所受力的方向相反， 故C正确，符合题意；该装置所用到的实验原理是通电导 体在磁场中受力运动，故D错误，不符合题意。故选C。 5C在位置1时，线圈没有切割磁感线，ab中不会产生 感应电流，故A错误；在位置2时，线圈做切割磁感线运 动，αb中会产生感应电流，故B错误：产生感应电流的方向 与导体切割磁感线的方向有关，在位置3和4时，导体的运 动方向不同，故产生的感应电流方向不同，故C正确；产生 感应电流的方向与磁场的方向有关，将左右两边磁体的磁 极对调，导线αb中的感应电流方向会改变，故D错误 [综合素养提升] B图中电流从电源正极流出，流入螺线管的右端背面， 从左端正面流出回到负极。由右手螺旋定则可判断出：螺 线管的右端为N极，左端为S极。通电螺线管外部磁场方 向是从N极指向S极，且小磁针静止时N极指向与该点磁 场方向一致。因此只有左、右两小磁针的指向正确，故B