2023-2024学年人教版九年级物理同步训练单元测试卷：第十八章 电功率（较难）
一、选择题
1．一只标有“220V 100W”的灯泡(灯丝电阻不变)与一电阻串联后，接在220V电源上，电阻消耗的功率为10W，则此时( )
A．灯泡与电阻消耗的总功率为110W
B．灯泡与电阻消耗的总功率为100W
C．灯泡消耗的功率小于90W
D．灯泡消耗的功率大于90W
2．两个电阻上都标有“3V”字样，其电阻分别为 和 ，它们的电流随电压变化关系如图所示．有( )
A．电阻 的额定功率为0.36W
B．电阻 的阻值为0.72Ω
C．若把电阻 和 并联在电源电压为2V的电路中工作，则电阻 的实际功率是0.12W
D．若把电阻 和 串联在电源电压为3V的电路中工作，则两电阻均能正常工作
3．（2024九上·武汉期末）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关 s，滑动变阻器的滑片Р从最右端 a 滑动到最左端 b 的过程中，电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为 6V
B．定值电阻 R0 的阻值为 6Ω
C．R0 消耗的最大功率为 27W
D．滑片 P 在 b 端时，10s 内电源提供的电能为 27J
4．（2024九上·宜州期末）如图甲所示，电源电压保持12V不变，为定值电阻，电压表量程为，电流表量程为。第一次只闭合开关S、，将滑片P从B端移动到A端；第二次只闭合开关S、，将滑片P从B端逐步向A端移动，直至白炽灯L正常发光，根据实验过程中测量的数据，绘制电流表与电压表示数的关系图象如图乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．滑动变阻器两端AB间的电阻值为
B．在闭合开关S、时，白炽灯L正常工作消耗的电能是210J
C．在整个过程中且电路安全条件下，功率的最小值是
D．在整个过程中且电路安全条件下，功率的最大值是
5．（2024九上·头屯河期末）如图甲，电源电压为 12V，R0 为定值电阻，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 从 B 端滑至A 端的过程中，图乙描述通过某电阻（R或 R0 ） 电流随两端电压变化的规律， 图丙描述滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比η随滑动变阻器电阻的变化规律，下列说法正确的是
A．定值电阻 R0 的阻值为 5Ω
B．滑动变阻器最大阻值 10Ω
C．图乙上图线与 X 轴及竖直虚线围成的面积为 4.05W
D．图乙上经过 a 点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为 2.4W
6．（2024九上·期末）额定电压均为6V的甲、乙两灯的I﹣U图线如图所示，则下列说法不正确的是（ ）
A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大
B．甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
C．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为2∶3
D．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1∶9
7．（2024九上·甘肃期末）两只电水壶，都标有“220V 1000W”，甲水壶装水1000g，乙水壶装水1500g，两水壶正常工作10分钟．若此过程中电流通过甲水壶做功记为W甲，通过乙水壶做功记为W乙．
A．W甲＝W乙 B．W甲＜W乙
C．W甲＞W乙 D．W甲＝1.5 W乙
8．（2024九上·期末）灯规格为“6V3W“，灯规格为“3V 3W”，忽略灯丝电阻变化，则下列说法正确的是
A．与灯丝电阻之比为2：1
B．两灯串联，当电路中电流为时，灯两端电压为3V
C．两灯并联，当一盏灯正常发光时，通过另一盏灯的电流为
D．两灯并联在3V电压下，灯与灯消耗的实际功率之比为1：4
9．（2024九上·期末）将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P，R2消耗的功率为4P。当把它们串联在电压为5U的电源两端时，下列说法正确的是（ ）
A．R1两端的电压为U B．通过R2的电流变小
C．R1消耗的功率为4P D．两个电阻消耗的总功率为20P
10．用“220V，800W”的电热壶烧水．若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，用32min可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用时间为（ ）
A．12min B．16min C．24min D．8min
二、填空题
11．（2024九上·潮阳期末）如图所示是小明家的蛋糕机简化电路图。蛋糕机的额定电压为，低温挡的功率为，中温挡的功率为。该蛋糕机处于高温挡时电路连接情况为 ；高温挡时电路总电阻为 ；小明家的电能表上标有“”的字样，他断开家中的其他用电器，仅让该蛋糕机在高温挡下正常工作，电能表的指示灯闪烁了 次。
12．（2019九上·开封月考）电热器是利用电流的 来工作的。某同学家的电能表如图所示，他关掉家里其他电器只让家里的电水壶单独工作1min，电能表的转盘转过了20转，则该电水壶这段时间内产生的热量是 J，该电水壶的电功率是 W；这些热量使2kg的冷水温度升高10℃，则该电水壶的烧水效率是 。[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]。
13．（2020九上·太仓期末）在如图所示电路中，电源电压不变。闭合开关后。当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W，此时小灯泡电阻为 Ω；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，小灯泡消耗的功率为2W，则电源电压为 V，滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
14．（2024九上·永善期末）如图所示是额定电压为的小灯泡的图像。小灯泡正常发光时，灯丝的电阻是 。若将小灯泡与的定值电阻串联接入某电路，电源电压为，通电电阻消耗的电能 。
15．（2019九上·昌图期末）小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图象可得，定值电阻R1的阻值是 ．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率是 W，此时，电阻R1在10min内产生的热量为 J。
16．（2024九上·甘肃期末）电动机工作时把消耗的电能转化成机械能和内能，如果电源电压为U，通过电动机的电流为I，电动机线圈的电阻为R，工作时间为t，则：电动机线圈产生的热量为 ；电动机转化的机械能是 。
三、实验探究题
17．（2019九上·未央期末）为了探究“电流做功与电压、电流和时间的关系”，下面是某同学设计的实验之一．
（1）图中采用 联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟 大小的关系．实验采用的是 的研究方法。
（2）实验的设计依据是电流的 效应。当R1>R2，在通电时间相同时，通过观察两玻璃管内液面的
变化的大小和电压表的示数，我们可以推测：在通电时间相同、通过电流相等的情况下 越大，电流做功越多。
18．（2024九上·重庆市期末）小江用图甲所示的实验装置探究“影响电流产生热量与那些因素有关”，实验中三个烧瓶都盛有相同质量的煤油。
（1）该实验通过比较 来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是 。
（2）小江先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中：然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作获得第二组数据（见表）
实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃
1 0.3 30 10 1.5
2 0.6 30 10 6.0
田此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流 ，其产生的热量 。
（3）若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中 （选填“A”或“B”），烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻 （选填“串联”或“并联”）。
（4）小江提议利用上述实验装置该做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应选择乙图中 （选填“A”或“B”），烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的煤油换成等质量的水。水和煤油吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。
四、计算题
19．（2023九上·重庆市月考）小雷和小美一起设计了一台简易饮水机，其简化的电路图如图甲所示。它有“加热”和“保温”两挡，其中R1为发热电阻，R2为定值电阻，额定电压为220V，加热挡额定功率为605W。图乙是实验室电能表的示意图。已知饮水机在保温挡和加热挡工作时，发热电阻R1的电功率之比为1∶121。不考虑温度对电阻的影响。求：
（1）电阻R1的阻值为多少Ω？
（2）该饮水机保温状态时的额定功率为多少W？
（3）在测试时将其他用电器都关闭，只将饮水机置于加热挡工作，发现电能表的转盘在6min内转了100转，则此时实验室电路的实际电压为多少V？
20．（2023九上·嵩明期末）如图所示的电路，电源电压为3V保持不变，R2＝3Ω，小灯泡L上标有“3V 1.5W”的字样。
（1）当开关S1、S2都断开时，电流表示数为0.3A，求R1的阻值和小灯泡消耗的实际功率。
（2）当开关S1、S2都闭合时，通电10s，电流通过小灯泡所做的功。（不考虑灯丝电阻随温度的变化）
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电功及电功的实质
【解析】解答：灯泡的额定功率为100W，串联一个电阻后，电路总电阻变大，电源电压不变，根据公式 可知电路消耗的总功率减小，小于灯泡的额定功率100W，电阻消耗的功率为10W，所以灯泡消耗的功率小于(100W-10W)=90W．
故选C．
分析：已知灯泡的额定电压和额定功率，电源电压不变，串联一个电阻后，总电阻变大，根据公式 可知，电路消耗的总功率减小，已知电阻消耗的功率，可求灯泡消耗的功率．
2．【答案】A
【知识点】电功及电功的实质
【解析】解答：根据电阻的电流随电压变化关系图，可以读出不同电压时，电阻中的电流．电阻 的额定电压为3V，读出此时电阻 中的电流为0.12A，额定功率为 ．当电阻 两端电压为3V时，读出此时电阻中的电流为0.24A，电阻 的电阻为： ．电阻并联时，它们两端电压相等，当电压为2V时，电阻R2两端电压为2V，此时电流为0.16A， 实际功率为： ．把两电阻串联时，导体中的电流相等，它们两端电压之和等于电源电压，所以每个电阻两端电压都小于电源电压，电阻两端电压都小于额定电压，均不能正常工作．
分析：已知灯泡的额定电压，由图象得到额定电压对应的电流，利用公式P=UI得到额定功率．
3．【答案】C
【知识点】电功的计算；电功率
【解析】【解答】AB：由图可知，这是串联电路，电源电压，当Р从最右端 a时，电流I=1A，UR=6V，则；当Р从最左端 b时，电流I=3A，则，由以上两式子可得，U=9v，R0=3 Ω，故AB错误。
C：当Р从最左端 b时，电流I=3A，R0 消耗的功率最大
D：滑片 P 在 b 端时，电路中只有定值电阻，10s 内电源提供的电能为，故D错误。
【分析】考查电功率的计算和串联电路的分析，这类题要重点掌握。
4．【答案】B
【知识点】电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】A、第一次只闭合开关S、S1，变阻器与R0串联，电压表测PA电阻丝两端的电压，电流表测电路的电流，因电压表接在滑片上（电压表可看做开路），故变阻器的全部电阻丝接入电路，滑片移动时，变阻器接入电路的阻值不变，总电阻不变，由欧姆定律可知，电路的电流不变，由此可知，图象中的水平线为本次情况下电流表与电压表示数的关系图象，电路中的电流恒为0.4A，P在B端时，电压表的示数最大为8V，由欧姆定律可得，变阻器的最大阻值：，故A正确。
B、串联电路总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律和电阻的串联可得，R0的阻值：，第二次只闭合开关S、S2，变阻器与R0和灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路的电流，则结合A的分析可知，图象中的曲线为本次情况下电流表与电压表示数的关系图象，滑片P从B端向A端移动时，直至小灯泡正常发光，由图象知，灯的额定电流为：IL=0.5A，此时电压表示数为1V，由欧姆定律可得，R0的电压为：U0=ILR0=0.5A×10Ω=5V，
由串联电路电压的规律，灯的额定电压为：UL=U-U滑′-U0=12V-1V-5V=6V，
小灯泡的额定功率为：PL=ULIL=6V×0.5A=3W，
根据知，白炽灯L正常工作1min消耗的电能为：W=PLt=3W×60s=180J，故B错误。
CD、由图知电流的变化范围为0.3A～0.5A，所以R0的最小功率为：P0小=I小2R0=（0.3A）2×10Ω=0.9W，
R0的最大功率为：P0大=IL2R0=（0.5A）2×10Ω=2.5W，故CD正确。
故选：B。
【分析】（1）第一次只闭合开关S、S1，分析电路连接和电表测量的物理量及电流的流向，确定电路的电流不变，找出对应的电流表与电压表示数的关系图象，由图象知电路的电流和P在B端时最大电压，由欧姆定律求出R。
（2）由欧姆定律和电阻的串联得出R0，第二次只闭合开关S、S2，变阻器与R0和灯串联，滑片P从B端向A端移动时，直至小灯泡正常发光，由图知，灯的额定电流和电压表示数为1V，由欧姆定律求出R0的电压，由串联电路电压的规律求出灯的额定电压，根据P=UI求出小灯泡的额定功率，根据W=Pt算出白炽灯L正常工作1min消耗的电能。
（3）由图象可知电流的范围，根据P=I2R0算出R0功率的最大值和最小值。
5．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，
A．当滑片位于A端时，R接入电路中电阻为零，此时电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流为1.2A，定值电阻的阻值，故A错误；
B．由丙图可知，滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比最大为75%，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，该比值最大，则最大比值解得：滑动变阻器最大阻值R滑=30Ω，故B错误；
C．由欧姆定律可得，电路中最小电流，
由图乙知，电流为1.2A时，电压为0，故图乙描述通过R的电流随两端电压变化的规律，则当电流最小时，滑动变阻器R两端的电压U滑=I小R滑=0.3A×30Ω=9V，图乙上图线与I轴及竖直虚线围成的面积，故C正确；
D．由图乙可知，a点表示电路中的电流最小，为0.3A，此时R两端电压为9V，则经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积P=U滑I小=9V×0.3A=2.7W，故D错误
故选：C
【分析】由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，
（1）当滑片位于A端时，接入电路中电阻为零，此时电路中的电流最大，根据图乙读出电路中的最大电流，根据欧姆定律求出定值电阻的阻值；
（2）根据P=I2R表示出滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比的最大值，进一步求出滑动变阻器的最大阻值；
（3）由欧姆定律得电路中的电流最小，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的特点和欧姆定律求出电压表的示数，然后根据P=UI求出乙图阴影部分面积；
（4）由图乙知，电路中的电流和电压表的示数，进一步求得长方形的面积
6．【答案】D
【知识点】额定电压；额定功率
【解析】【解答】A．由图像可知，甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、6V时，通过甲的电流依次为0.3A、0.6A，通过乙的电流依次为0.2A、0.3A，由欧姆定律的变形式R=可知，甲灯泡的电阻依次为6.67Ω、10Ω，乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω，所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大，则A正确，不符合题意；
B．甲、乙两灯的额定电压均为6V，通过的电流I甲额＝0.6A，I乙额＝0.3A，则甲、乙两灯的额定功率之比：2：1，则B正确，不符合题意；
C．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，它们两端的电压均为2V，由图像可知，通过的电流分别为I甲＝0.3A，I乙＝0.2A，根据欧姆定律，此时两灯泡的电阻之比：2：3，则C正确，不符合题意；
D．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，通过它们的电流相等，且总电压等于8V，由图像可知，当电路中的电流0.3A，甲灯电压是2V，乙灯电压是6V，则两灯泡的实际功率之比：1：3，则D错误，符合题意；
故选D。
【分析】(1)根据图像读出几组电流和电压对应的值，根据欧姆定律求出对应的电阻，然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系；
(2)根据图像读出两灯泡额定电压下的电流，根据P=UI求出甲、乙两灯的额定功率之比；
(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，它们两端的电压均为2V，根据图像读出通过的电流，根据欧姆定律求出此时两灯泡的电阻之比；
(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，通过它们的电流相等，且总电压等于8V，根据图像读出符合要求的电流和电压，根据P=UI求出两灯泡的实际功率之比。
7．【答案】A
【知识点】额定电压；额定功率；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】两电水壶的额定功率均为1000W，则正常工作功率时：P甲＝P乙，两水壶正常工作10 分钟，即通电时间相等，由W＝Pt可知电流做功相同，即W甲＝W乙．故只有A正确
故选择A
【分析】明确用电器铭牌“220V 1000W”的物理含义是，额定电压和额定功率的关系，正常工作是指用电器在额定电压下工作，电水壶工作的过程是电流做功的 过程，与水壶内水的质量无关，最后根据功率和时间直接计算电功
8．【答案】D
【知识点】电功率的计算；实际电压；实际功率
【解析】【解答】A.根据两个灯的规格，可以得出他们的电阻，L1=12Ω，L2=3Ω，故A错误
B. 两灯串联，当电路中电流为 0.5A，根据U=IR，灯L2两端电压为1.5V，故B错误
CD.两灯并联，当一盏灯正常发光时，电路的电压是3V，通过另一盏灯的电流为，消耗的功率分别是，和3W，功率之比是1：4，故C错误，D正确
故选择D
【分析】根据额定电压和额定功率的关系确定灯的电阻，根据串联和并联电路的特点结合欧姆定律综合分析
9．【答案】D
【知识点】实际功率
【解析】【解答】 A.当R1、R2并联在电压为U的电源两端时，两电阻两端的电压为U，
根据P=可知：=，即R1=4R2 ，当R1、R2串联在电压为5U的电源两端时，两电阻两端的电压为4U和U，故A错误
B.串联电路的电流I==，通过R2的电流不变，故B错误
C.当把它们串联在电压为5U的电源两端时，电路中的电流I==，R1两端的电压4U，根据P=
此时
R1消耗的功率为16P ，R2消耗的功率是4P，故C错误
D.根据串联电路总功率是各电阻的功率和，是20P，故D正确；
故选择D
【分析】 （1）利用欧姆定律及其应用和电功率的计算公式对题目进行判断即可得到答案，需要熟知欧姆定律的应用 ，两电阻并联时，根据并联电路的电压特点和P=结合两电阻消耗的电功率求出电阻关系；
（2）当把它们串联在电压为5U的电源两端时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出此时R1两端的电压，根据P=UI求出R1消耗的功率，根据P=UI求出电路消耗的总功率．
10．【答案】D
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热壶的电阻为R，根据 得：
则有： ，即 故选D．
【分析】电热水壶的原理是将电能转化为内能，在110V的电压下将水烧开和在220V的电压下烧开一壶水消耗的电能相等，根据 得出等式即可求出。
11．【答案】开关闭合、接时；55；440
【知识点】电阻的并联；电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】【解答】（1）当开关S1闭合、S2与触点A连接时，电路中只有R1，当开关S1断开、S2与触点A连接时，电路中R1、R2串联；当开关S1闭合、S2接B时，R1、R2并联；
根据串、并联电路的电阻特点可知，R1、R2并联并联时，电路中的总电阻最小，电源电压一定，由可知，此时为高温挡；
（2）当开关S1闭合、S2与触点A连接时，电路中只有R1，电路中电阻较大，电源电压一定，由可知蛋，糕机处于中温挡，
则R1的阻值：；
当开关S1断开、S2与触点A连接时，电路中R1、R2串联，电路中电阻最大，电源电压一定，由可知，蛋糕机处于低温挡，
那么串联总电阻：，
R2的阻值：R2=R中-R2=220Ω-110Ω=110Ω；
当开关S1闭合、S2接B时，R1、R2并联，此时的总电阻：；
（3）高温挡时的电功率：
则蛋糕机在高温挡下正常工作500s消耗的电能：W=P高温t=880W×500s=4.4×105J=
kW h；
根据得到：；
解得：n=440次。
【分析】（1）根据公式比较开关在不同情况下的总功率大小，然后比较大小从而确定对应的工作状态。
（2）首先根据计算两个电阻串联时的总电阻，再根据计算R1的阻值，然后根据R2=R总-R1计算R2的阻值。当二者并联时为高温档，根据计算高温时的总电阻即可。
（3）根据W=Pt计算出蛋糕机消耗的电能，再根据计算电能表指示灯闪烁的次数。
12．【答案】热效应；1.2×105；2000；70%
【知识点】热量的计算；电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】【解答】解：（1）电热器是利用电流的热效应来工作的；（2）因600r/（kW h）表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转600r，
所以，该电水壶这段时间内产生的热量：Q＝W＝ kW h＝ ×3.6×106J＝1.2×105J，
该电水壶的电功率：P＝ ＝ ＝2000W；（3）水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×10℃＝8.4×104J，
该电水壶的烧水效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝70%。
故答案为：热效应；1.2×105；2000；70%。
【分析】利用水的比热容、质量和温度差计算吸收的热量，利用消耗的电能和时间的比值计算电功率，吸收的热量和消耗的总能量的比值计算热效率。
13．【答案】10；9；20
【知识点】电功率与电压、电流的关系；电功率的计算
【解析】【解答】由电路图可知，开关闭合后灯泡与电阻串联，电压表测量灯泡两端电压，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W，此时小灯泡电阻为
此时灯泡两端电压为 当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，小灯泡消耗的功率为2W，说明变阻器接入电阻变小，根据串联分压可知电压表示数变大，此时电路中的电流为
灯泡正常发光时的电阻为
当滑片P在某一端点时，滑动变阻器全部连入电路，根据串联电路电阻特点可知
当滑片P移至中点时
联立可得
【分析】结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻；利用功率的变形公式I=P/U求解灯泡的电流，结合欧姆定律求解各自的电压，相加即为电源电压。
14．【答案】12.5；4
【知识点】串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；焦耳定律的应用
【解析】【解答】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，由图象知，小灯泡正常发光时UL=2.5V，IL=0.2A，
则小灯泡的电阻为；
（2）若将小灯泡与R=10Ω的定值电阻串联接入电源电压为4.5V的电路，根据图像，当灯泡的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为2.5V，
而电阻R两端的电压U=IR=0.2A×10Ω=2V，
此时两者的总电压U总=U+UL=2V+2.5V=4.5V，恰好等于电源电压，符合题中要求；
则电路中电流为I=0.2A；
通电10s，电阻R消耗的电能W=I2Rt=（0.2A）2×10Ω×10s=4J。
【分析】（1）根据图像确定小灯泡正常发光时两端电压和通过的电流，利用公式得到此时的灯丝电阻；
（2）根据串联电路中的电流处处相等，而串联总电压等于各部分电压之和，找出当某一电流值时，电压之和等于电源电压4.5V，然后利用公式W=I2Rt得到电阻消耗的电能
15．【答案】10；0.4；60
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验；欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律
【解析】【解答】解：当P在b端时R2＝0Ω，
所以R1的阻值为：R1＝ ＝ ＝10Ω。
当滑动变阻器的滑片移到a端时，U2＝U总﹣U1＝5V﹣1V＝4V，
由图象知，当R1的电压是1V时，电流为0.1A，根据串联电路的电流处处相等，
∴I2＝I1＝0.1A，
∴P2＝U2I2＝4V×0.1A＝0.4W。
Q1＝W1＝U1It＝1V×0.1A×600s＝60J
故答案为：10；0.4；60
【分析】分析电路：R1和滑动变阻器R2串联，当P在b端时R2＝0Ω，由图像根据R1＝ 可得R1的阻值，当滑动变阻器的滑片移到a端时，U2＝U总﹣U1，根据串联电路的电流处处相等，再根据P2＝U2I2，Q1＝W1＝U1It可得 电阻R1在10min内产生的热量 .
16．【答案】；
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应
【解析】【解答】（1）电动机工作产生的热属于电流的热效应，应用焦耳定律计算Q=I2Rt（2）电动机工作时主要得到机械能，消耗的电能一小部分是线圈产生的热，所以机械能是消耗的电能去掉热量，电动机消耗的电能W=UIt，电动机转化的机械能=W-Q=UIt-I2Rt
【分析】知道电动机工作时消耗电能做功分两部分，一个是电流的热效应，一个是电动机转动得到的机械能。他们是同时产生的。计算电流的热效应用焦耳定律。
17．【答案】（1）串；电压；控制变量
（2）热；高度；电压
【知识点】电功的测量
【解析】【解答】（1）根据电路的连接，是串联电路，电流相等，通电时间相等，探究电流和电压的关系，这种研究方法是控制变量法；（2）电流通过导体会发热是电流的热效应，电流产生的热通过加热液体，观察细管内液面升高的高度反应产生的热的多少，通过实验，在通电时间相同、通过的电流相同时，电压越大，电流做功越多。
【分析】（1）串联电路电流相等，在电流和通电时间相等时，可以探究电流做功和电压的关系；（2）电流具有热效应，通过观察液柱高度可以探究热的多少，在电流和时间相同时，电压越大，电流做功越多。
18．【答案】（1）温度计示数变化；水的比热容大于煤油的比热容
（2）越大；越多
（3）B；串联
（4）A；加热时间
【知识点】比热容；焦耳定律
【解析】【解答】（1）根据图片可知，本实验中是通过温度计示数变化来判断电流产生的热量多少。实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是水的比热容大于煤油的比热容。
（2）根据表格数据可知，第2次实验水升高的温度大，根据根据Q=cmΔt可知，此时水吸热多，电阻丝产生的热量多，因此得到结论：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越多；
（3）根据控制变量法的要求可知，探究电流产生热量多少跟电阻的关系时，应该控制电流和通电时间不变，改变电阻的大小。由于串联电路中电流处处相等，通电时间相同，所以选择乙图中的B烧瓶与甲图中的烧瓶电阻串联；
（4）①“比较水和煤油比热容的大小”时，应该采用质量相同，吸收热量相同的不同物质，所以选择乙图中A烧瓶。由于电阻相同，和甲图烧瓶并联，电压相同，根据Q=W=
t可知电流产生热量相同，并且把烧瓶A的液体换成和甲图中质量相同的水；
②根据Q=W=t可知，水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映。
【分析】（1）根据Q=cm△t可知，等质量的煤油升高的温度越大，则它吸收热量越多。煤油的比热容较小，则吸收相同的热量时升高的温度越大，实验现象越明显。
（2）根据温度的升高量确定产生热量多少，根据表格数据确定哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
（3）研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析；
（4）比较水和煤油比热容的大小，根据可知，可以采用质量相同，吸收热量相同的不同物质，根据温度变化量来判断比热大小。
19．【答案】（1）由图甲可知，当S接1时电路为R1的简单电路，当S接2时R1和R2串联，因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，所以，当S接1时，电路的总电阻最小，电源的电压一定时，电路的电流最大，由P=UI=I2R可知，发热电阻R1的电功率最大，饮水机处于加热挡；同理可知，当S接2时，饮水机处于保温挡；当S接1时，电路为R1的简单电路，饮水机处于加热挡，由可得，R1的阻值
（2）当S接2时，R1和R2串联，饮水机处于保温挡，此时发热电阻R1的电功率
因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI=I2R可得，电路中的电流
由可得，电路的总电阻
保温状态时的额定功率
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值
R2=R总-R1=880Ω-80Ω=800Ω
（3）因2000r/(kW h)表示电路每消耗1kW h的电能电能表转盘转动2000r，所以饮水机在加热挡工作3min消耗的电能
根据
可得，此时实验室电路的实际电压
【知识点】电阻的串联；欧姆定律及其应用；电功的测量；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据开关状态判断加热档位；利用R，计算电阻大小；
（2）根据，计算电流大小；利用，计算电阻；根据，计算电功率；
（3）根据电能表的转数，利用，计算消耗的电能；根据，计算电压。
20．【答案】（1）解： 小灯泡的阻值：
当开关S1、S2都断开时，灯L与R1串联，则I1＝IL＝I＝0.3A；
灯泡两端的实际电压：UL＝IL×RL＝0.3A×6Ω＝1.8V，
R1的阻值：
灯泡消耗的实际功率：；
答：R1的阻值为4Ω；小灯泡消耗的实际功率0.54W；
（2）解： 因为S1、S2都闭合时，小灯泡与R2并联，小灯泡正常工作：
所以电流通过小灯泡做的功：WL=PLt=1.5W×10s=15J。
答：通电10s，电流通过小灯泡所做的功15J。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据，计算电阻；利用U=IR，计算电压，利用，计算电阻，利用，计算电功率；
（2）根据W=Pt，计算电流做功多少。
1 / 12023-2024学年人教版九年级物理同步训练单元测试卷：第十八章 电功率（较难）
一、选择题
1．一只标有“220V 100W”的灯泡(灯丝电阻不变)与一电阻串联后，接在220V电源上，电阻消耗的功率为10W，则此时( )
A．灯泡与电阻消耗的总功率为110W
B．灯泡与电阻消耗的总功率为100W
C．灯泡消耗的功率小于90W
D．灯泡消耗的功率大于90W
【答案】C
【知识点】电功及电功的实质
【解析】解答：灯泡的额定功率为100W，串联一个电阻后，电路总电阻变大，电源电压不变，根据公式 可知电路消耗的总功率减小，小于灯泡的额定功率100W，电阻消耗的功率为10W，所以灯泡消耗的功率小于(100W-10W)=90W．
故选C．
分析：已知灯泡的额定电压和额定功率，电源电压不变，串联一个电阻后，总电阻变大，根据公式 可知，电路消耗的总功率减小，已知电阻消耗的功率，可求灯泡消耗的功率．
2．两个电阻上都标有“3V”字样，其电阻分别为 和 ，它们的电流随电压变化关系如图所示．有( )
A．电阻 的额定功率为0.36W
B．电阻 的阻值为0.72Ω
C．若把电阻 和 并联在电源电压为2V的电路中工作，则电阻 的实际功率是0.12W
D．若把电阻 和 串联在电源电压为3V的电路中工作，则两电阻均能正常工作
【答案】A
【知识点】电功及电功的实质
【解析】解答：根据电阻的电流随电压变化关系图，可以读出不同电压时，电阻中的电流．电阻 的额定电压为3V，读出此时电阻 中的电流为0.12A，额定功率为 ．当电阻 两端电压为3V时，读出此时电阻中的电流为0.24A，电阻 的电阻为： ．电阻并联时，它们两端电压相等，当电压为2V时，电阻R2两端电压为2V，此时电流为0.16A， 实际功率为： ．把两电阻串联时，导体中的电流相等，它们两端电压之和等于电源电压，所以每个电阻两端电压都小于电源电压，电阻两端电压都小于额定电压，均不能正常工作．
分析：已知灯泡的额定电压，由图象得到额定电压对应的电流，利用公式P=UI得到额定功率．
3．（2024九上·武汉期末）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关 s，滑动变阻器的滑片Р从最右端 a 滑动到最左端 b 的过程中，电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为 6V
B．定值电阻 R0 的阻值为 6Ω
C．R0 消耗的最大功率为 27W
D．滑片 P 在 b 端时，10s 内电源提供的电能为 27J
【答案】C
【知识点】电功的计算；电功率
【解析】【解答】AB：由图可知，这是串联电路，电源电压，当Р从最右端 a时，电流I=1A，UR=6V，则；当Р从最左端 b时，电流I=3A，则，由以上两式子可得，U=9v，R0=3 Ω，故AB错误。
C：当Р从最左端 b时，电流I=3A，R0 消耗的功率最大
D：滑片 P 在 b 端时，电路中只有定值电阻，10s 内电源提供的电能为，故D错误。
【分析】考查电功率的计算和串联电路的分析，这类题要重点掌握。
4．（2024九上·宜州期末）如图甲所示，电源电压保持12V不变，为定值电阻，电压表量程为，电流表量程为。第一次只闭合开关S、，将滑片P从B端移动到A端；第二次只闭合开关S、，将滑片P从B端逐步向A端移动，直至白炽灯L正常发光，根据实验过程中测量的数据，绘制电流表与电压表示数的关系图象如图乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．滑动变阻器两端AB间的电阻值为
B．在闭合开关S、时，白炽灯L正常工作消耗的电能是210J
C．在整个过程中且电路安全条件下，功率的最小值是
D．在整个过程中且电路安全条件下，功率的最大值是
【答案】B
【知识点】电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】A、第一次只闭合开关S、S1，变阻器与R0串联，电压表测PA电阻丝两端的电压，电流表测电路的电流，因电压表接在滑片上（电压表可看做开路），故变阻器的全部电阻丝接入电路，滑片移动时，变阻器接入电路的阻值不变，总电阻不变，由欧姆定律可知，电路的电流不变，由此可知，图象中的水平线为本次情况下电流表与电压表示数的关系图象，电路中的电流恒为0.4A，P在B端时，电压表的示数最大为8V，由欧姆定律可得，变阻器的最大阻值：，故A正确。
B、串联电路总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律和电阻的串联可得，R0的阻值：，第二次只闭合开关S、S2，变阻器与R0和灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路的电流，则结合A的分析可知，图象中的曲线为本次情况下电流表与电压表示数的关系图象，滑片P从B端向A端移动时，直至小灯泡正常发光，由图象知，灯的额定电流为：IL=0.5A，此时电压表示数为1V，由欧姆定律可得，R0的电压为：U0=ILR0=0.5A×10Ω=5V，
由串联电路电压的规律，灯的额定电压为：UL=U-U滑′-U0=12V-1V-5V=6V，
小灯泡的额定功率为：PL=ULIL=6V×0.5A=3W，
根据知，白炽灯L正常工作1min消耗的电能为：W=PLt=3W×60s=180J，故B错误。
CD、由图知电流的变化范围为0.3A～0.5A，所以R0的最小功率为：P0小=I小2R0=（0.3A）2×10Ω=0.9W，
R0的最大功率为：P0大=IL2R0=（0.5A）2×10Ω=2.5W，故CD正确。
故选：B。
【分析】（1）第一次只闭合开关S、S1，分析电路连接和电表测量的物理量及电流的流向，确定电路的电流不变，找出对应的电流表与电压表示数的关系图象，由图象知电路的电流和P在B端时最大电压，由欧姆定律求出R。
（2）由欧姆定律和电阻的串联得出R0，第二次只闭合开关S、S2，变阻器与R0和灯串联，滑片P从B端向A端移动时，直至小灯泡正常发光，由图知，灯的额定电流和电压表示数为1V，由欧姆定律求出R0的电压，由串联电路电压的规律求出灯的额定电压，根据P=UI求出小灯泡的额定功率，根据W=Pt算出白炽灯L正常工作1min消耗的电能。
（3）由图象可知电流的范围，根据P=I2R0算出R0功率的最大值和最小值。
5．（2024九上·头屯河期末）如图甲，电源电压为 12V，R0 为定值电阻，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 从 B 端滑至A 端的过程中，图乙描述通过某电阻（R或 R0 ） 电流随两端电压变化的规律， 图丙描述滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比η随滑动变阻器电阻的变化规律，下列说法正确的是
A．定值电阻 R0 的阻值为 5Ω
B．滑动变阻器最大阻值 10Ω
C．图乙上图线与 X 轴及竖直虚线围成的面积为 4.05W
D．图乙上经过 a 点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为 2.4W
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，
A．当滑片位于A端时，R接入电路中电阻为零，此时电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流为1.2A，定值电阻的阻值，故A错误；
B．由丙图可知，滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比最大为75%，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，该比值最大，则最大比值解得：滑动变阻器最大阻值R滑=30Ω，故B错误；
C．由欧姆定律可得，电路中最小电流，
由图乙知，电流为1.2A时，电压为0，故图乙描述通过R的电流随两端电压变化的规律，则当电流最小时，滑动变阻器R两端的电压U滑=I小R滑=0.3A×30Ω=9V，图乙上图线与I轴及竖直虚线围成的面积，故C正确；
D．由图乙可知，a点表示电路中的电流最小，为0.3A，此时R两端电压为9V，则经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积P=U滑I小=9V×0.3A=2.7W，故D错误
故选：C
【分析】由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，
（1）当滑片位于A端时，接入电路中电阻为零，此时电路中的电流最大，根据图乙读出电路中的最大电流，根据欧姆定律求出定值电阻的阻值；
（2）根据P=I2R表示出滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比的最大值，进一步求出滑动变阻器的最大阻值；
（3）由欧姆定律得电路中的电流最小，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的特点和欧姆定律求出电压表的示数，然后根据P=UI求出乙图阴影部分面积；
（4）由图乙知，电路中的电流和电压表的示数，进一步求得长方形的面积
6．（2024九上·期末）额定电压均为6V的甲、乙两灯的I﹣U图线如图所示，则下列说法不正确的是（ ）
A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大
B．甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
C．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为2∶3
D．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1∶9
【答案】D
【知识点】额定电压；额定功率
【解析】【解答】A．由图像可知，甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、6V时，通过甲的电流依次为0.3A、0.6A，通过乙的电流依次为0.2A、0.3A，由欧姆定律的变形式R=可知，甲灯泡的电阻依次为6.67Ω、10Ω，乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω，所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大，则A正确，不符合题意；
B．甲、乙两灯的额定电压均为6V，通过的电流I甲额＝0.6A，I乙额＝0.3A，则甲、乙两灯的额定功率之比：2：1，则B正确，不符合题意；
C．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，它们两端的电压均为2V，由图像可知，通过的电流分别为I甲＝0.3A，I乙＝0.2A，根据欧姆定律，此时两灯泡的电阻之比：2：3，则C正确，不符合题意；
D．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，通过它们的电流相等，且总电压等于8V，由图像可知，当电路中的电流0.3A，甲灯电压是2V，乙灯电压是6V，则两灯泡的实际功率之比：1：3，则D错误，符合题意；
故选D。
【分析】(1)根据图像读出几组电流和电压对应的值，根据欧姆定律求出对应的电阻，然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系；
(2)根据图像读出两灯泡额定电压下的电流，根据P=UI求出甲、乙两灯的额定功率之比；
(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，它们两端的电压均为2V，根据图像读出通过的电流，根据欧姆定律求出此时两灯泡的电阻之比；
(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，通过它们的电流相等，且总电压等于8V，根据图像读出符合要求的电流和电压，根据P=UI求出两灯泡的实际功率之比。
7．（2024九上·甘肃期末）两只电水壶，都标有“220V 1000W”，甲水壶装水1000g，乙水壶装水1500g，两水壶正常工作10分钟．若此过程中电流通过甲水壶做功记为W甲，通过乙水壶做功记为W乙．
A．W甲＝W乙 B．W甲＜W乙
C．W甲＞W乙 D．W甲＝1.5 W乙
【答案】A
【知识点】额定电压；额定功率；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】两电水壶的额定功率均为1000W，则正常工作功率时：P甲＝P乙，两水壶正常工作10 分钟，即通电时间相等，由W＝Pt可知电流做功相同，即W甲＝W乙．故只有A正确
故选择A
【分析】明确用电器铭牌“220V 1000W”的物理含义是，额定电压和额定功率的关系，正常工作是指用电器在额定电压下工作，电水壶工作的过程是电流做功的 过程，与水壶内水的质量无关，最后根据功率和时间直接计算电功
8．（2024九上·期末）灯规格为“6V3W“，灯规格为“3V 3W”，忽略灯丝电阻变化，则下列说法正确的是
A．与灯丝电阻之比为2：1
B．两灯串联，当电路中电流为时，灯两端电压为3V
C．两灯并联，当一盏灯正常发光时，通过另一盏灯的电流为
D．两灯并联在3V电压下，灯与灯消耗的实际功率之比为1：4
【答案】D
【知识点】电功率的计算；实际电压；实际功率
【解析】【解答】A.根据两个灯的规格，可以得出他们的电阻，L1=12Ω，L2=3Ω，故A错误
B. 两灯串联，当电路中电流为 0.5A，根据U=IR，灯L2两端电压为1.5V，故B错误
CD.两灯并联，当一盏灯正常发光时，电路的电压是3V，通过另一盏灯的电流为，消耗的功率分别是，和3W，功率之比是1：4，故C错误，D正确
故选择D
【分析】根据额定电压和额定功率的关系确定灯的电阻，根据串联和并联电路的特点结合欧姆定律综合分析
9．（2024九上·期末）将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P，R2消耗的功率为4P。当把它们串联在电压为5U的电源两端时，下列说法正确的是（ ）
A．R1两端的电压为U B．通过R2的电流变小
C．R1消耗的功率为4P D．两个电阻消耗的总功率为20P
【答案】D
【知识点】实际功率
【解析】【解答】 A.当R1、R2并联在电压为U的电源两端时，两电阻两端的电压为U，
根据P=可知：=，即R1=4R2 ，当R1、R2串联在电压为5U的电源两端时，两电阻两端的电压为4U和U，故A错误
B.串联电路的电流I==，通过R2的电流不变，故B错误
C.当把它们串联在电压为5U的电源两端时，电路中的电流I==，R1两端的电压4U，根据P=
此时
R1消耗的功率为16P ，R2消耗的功率是4P，故C错误
D.根据串联电路总功率是各电阻的功率和，是20P，故D正确；
故选择D
【分析】 （1）利用欧姆定律及其应用和电功率的计算公式对题目进行判断即可得到答案，需要熟知欧姆定律的应用 ，两电阻并联时，根据并联电路的电压特点和P=结合两电阻消耗的电功率求出电阻关系；
（2）当把它们串联在电压为5U的电源两端时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出此时R1两端的电压，根据P=UI求出R1消耗的功率，根据P=UI求出电路消耗的总功率．
10．用“220V，800W”的电热壶烧水．若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，用32min可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用时间为（ ）
A．12min B．16min C．24min D．8min
【答案】D
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热壶的电阻为R，根据 得：
则有： ，即 故选D．
【分析】电热水壶的原理是将电能转化为内能，在110V的电压下将水烧开和在220V的电压下烧开一壶水消耗的电能相等，根据 得出等式即可求出。
二、填空题
11．（2024九上·潮阳期末）如图所示是小明家的蛋糕机简化电路图。蛋糕机的额定电压为，低温挡的功率为，中温挡的功率为。该蛋糕机处于高温挡时电路连接情况为 ；高温挡时电路总电阻为 ；小明家的电能表上标有“”的字样，他断开家中的其他用电器，仅让该蛋糕机在高温挡下正常工作，电能表的指示灯闪烁了 次。
【答案】开关闭合、接时；55；440
【知识点】电阻的并联；电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】【解答】（1）当开关S1闭合、S2与触点A连接时，电路中只有R1，当开关S1断开、S2与触点A连接时，电路中R1、R2串联；当开关S1闭合、S2接B时，R1、R2并联；
根据串、并联电路的电阻特点可知，R1、R2并联并联时，电路中的总电阻最小，电源电压一定，由可知，此时为高温挡；
（2）当开关S1闭合、S2与触点A连接时，电路中只有R1，电路中电阻较大，电源电压一定，由可知蛋，糕机处于中温挡，
则R1的阻值：；
当开关S1断开、S2与触点A连接时，电路中R1、R2串联，电路中电阻最大，电源电压一定，由可知，蛋糕机处于低温挡，
那么串联总电阻：，
R2的阻值：R2=R中-R2=220Ω-110Ω=110Ω；
当开关S1闭合、S2接B时，R1、R2并联，此时的总电阻：；
（3）高温挡时的电功率：
则蛋糕机在高温挡下正常工作500s消耗的电能：W=P高温t=880W×500s=4.4×105J=
kW h；
根据得到：；
解得：n=440次。
【分析】（1）根据公式比较开关在不同情况下的总功率大小，然后比较大小从而确定对应的工作状态。
（2）首先根据计算两个电阻串联时的总电阻，再根据计算R1的阻值，然后根据R2=R总-R1计算R2的阻值。当二者并联时为高温档，根据计算高温时的总电阻即可。
（3）根据W=Pt计算出蛋糕机消耗的电能，再根据计算电能表指示灯闪烁的次数。
12．（2019九上·开封月考）电热器是利用电流的 来工作的。某同学家的电能表如图所示，他关掉家里其他电器只让家里的电水壶单独工作1min，电能表的转盘转过了20转，则该电水壶这段时间内产生的热量是 J，该电水壶的电功率是 W；这些热量使2kg的冷水温度升高10℃，则该电水壶的烧水效率是 。[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]。
【答案】热效应；1.2×105；2000；70%
【知识点】热量的计算；电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】【解答】解：（1）电热器是利用电流的热效应来工作的；（2）因600r/（kW h）表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转600r，
所以，该电水壶这段时间内产生的热量：Q＝W＝ kW h＝ ×3.6×106J＝1.2×105J，
该电水壶的电功率：P＝ ＝ ＝2000W；（3）水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×10℃＝8.4×104J，
该电水壶的烧水效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝70%。
故答案为：热效应；1.2×105；2000；70%。
【分析】利用水的比热容、质量和温度差计算吸收的热量，利用消耗的电能和时间的比值计算电功率，吸收的热量和消耗的总能量的比值计算热效率。
13．（2020九上·太仓期末）在如图所示电路中，电源电压不变。闭合开关后。当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W，此时小灯泡电阻为 Ω；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，小灯泡消耗的功率为2W，则电源电压为 V，滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
【答案】10；9；20
【知识点】电功率与电压、电流的关系；电功率的计算
【解析】【解答】由电路图可知，开关闭合后灯泡与电阻串联，电压表测量灯泡两端电压，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W，此时小灯泡电阻为
此时灯泡两端电压为 当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，小灯泡消耗的功率为2W，说明变阻器接入电阻变小，根据串联分压可知电压表示数变大，此时电路中的电流为
灯泡正常发光时的电阻为
当滑片P在某一端点时，滑动变阻器全部连入电路，根据串联电路电阻特点可知
当滑片P移至中点时
联立可得
【分析】结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻；利用功率的变形公式I=P/U求解灯泡的电流，结合欧姆定律求解各自的电压，相加即为电源电压。
14．（2024九上·永善期末）如图所示是额定电压为的小灯泡的图像。小灯泡正常发光时，灯丝的电阻是 。若将小灯泡与的定值电阻串联接入某电路，电源电压为，通电电阻消耗的电能 。
【答案】12.5；4
【知识点】串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；焦耳定律的应用
【解析】【解答】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，由图象知，小灯泡正常发光时UL=2.5V，IL=0.2A，
则小灯泡的电阻为；
（2）若将小灯泡与R=10Ω的定值电阻串联接入电源电压为4.5V的电路，根据图像，当灯泡的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为2.5V，
而电阻R两端的电压U=IR=0.2A×10Ω=2V，
此时两者的总电压U总=U+UL=2V+2.5V=4.5V，恰好等于电源电压，符合题中要求；
则电路中电流为I=0.2A；
通电10s，电阻R消耗的电能W=I2Rt=（0.2A）2×10Ω×10s=4J。
【分析】（1）根据图像确定小灯泡正常发光时两端电压和通过的电流，利用公式得到此时的灯丝电阻；
（2）根据串联电路中的电流处处相等，而串联总电压等于各部分电压之和，找出当某一电流值时，电压之和等于电源电压4.5V，然后利用公式W=I2Rt得到电阻消耗的电能
15．（2019九上·昌图期末）小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图象可得，定值电阻R1的阻值是 ．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率是 W，此时，电阻R1在10min内产生的热量为 J。
【答案】10；0.4；60
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验；欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律
【解析】【解答】解：当P在b端时R2＝0Ω，
所以R1的阻值为：R1＝ ＝ ＝10Ω。
当滑动变阻器的滑片移到a端时，U2＝U总﹣U1＝5V﹣1V＝4V，
由图象知，当R1的电压是1V时，电流为0.1A，根据串联电路的电流处处相等，
∴I2＝I1＝0.1A，
∴P2＝U2I2＝4V×0.1A＝0.4W。
Q1＝W1＝U1It＝1V×0.1A×600s＝60J
故答案为：10；0.4；60
【分析】分析电路：R1和滑动变阻器R2串联，当P在b端时R2＝0Ω，由图像根据R1＝ 可得R1的阻值，当滑动变阻器的滑片移到a端时，U2＝U总﹣U1，根据串联电路的电流处处相等，再根据P2＝U2I2，Q1＝W1＝U1It可得 电阻R1在10min内产生的热量 .
16．（2024九上·甘肃期末）电动机工作时把消耗的电能转化成机械能和内能，如果电源电压为U，通过电动机的电流为I，电动机线圈的电阻为R，工作时间为t，则：电动机线圈产生的热量为 ；电动机转化的机械能是 。
【答案】；
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应
【解析】【解答】（1）电动机工作产生的热属于电流的热效应，应用焦耳定律计算Q=I2Rt（2）电动机工作时主要得到机械能，消耗的电能一小部分是线圈产生的热，所以机械能是消耗的电能去掉热量，电动机消耗的电能W=UIt，电动机转化的机械能=W-Q=UIt-I2Rt
【分析】知道电动机工作时消耗电能做功分两部分，一个是电流的热效应，一个是电动机转动得到的机械能。他们是同时产生的。计算电流的热效应用焦耳定律。
三、实验探究题
17．（2019九上·未央期末）为了探究“电流做功与电压、电流和时间的关系”，下面是某同学设计的实验之一．
（1）图中采用 联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟 大小的关系．实验采用的是 的研究方法。
（2）实验的设计依据是电流的 效应。当R1>R2，在通电时间相同时，通过观察两玻璃管内液面的
变化的大小和电压表的示数，我们可以推测：在通电时间相同、通过电流相等的情况下 越大，电流做功越多。
【答案】（1）串；电压；控制变量
（2）热；高度；电压
【知识点】电功的测量
【解析】【解答】（1）根据电路的连接，是串联电路，电流相等，通电时间相等，探究电流和电压的关系，这种研究方法是控制变量法；（2）电流通过导体会发热是电流的热效应，电流产生的热通过加热液体，观察细管内液面升高的高度反应产生的热的多少，通过实验，在通电时间相同、通过的电流相同时，电压越大，电流做功越多。
【分析】（1）串联电路电流相等，在电流和通电时间相等时，可以探究电流做功和电压的关系；（2）电流具有热效应，通过观察液柱高度可以探究热的多少，在电流和时间相同时，电压越大，电流做功越多。
18．（2024九上·重庆市期末）小江用图甲所示的实验装置探究“影响电流产生热量与那些因素有关”，实验中三个烧瓶都盛有相同质量的煤油。
（1）该实验通过比较 来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是 。
（2）小江先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中：然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作获得第二组数据（见表）
实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃
1 0.3 30 10 1.5
2 0.6 30 10 6.0
田此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流 ，其产生的热量 。
（3）若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中 （选填“A”或“B”），烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻 （选填“串联”或“并联”）。
（4）小江提议利用上述实验装置该做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应选择乙图中 （选填“A”或“B”），烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的煤油换成等质量的水。水和煤油吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。
【答案】（1）温度计示数变化；水的比热容大于煤油的比热容
（2）越大；越多
（3）B；串联
（4）A；加热时间
【知识点】比热容；焦耳定律
【解析】【解答】（1）根据图片可知，本实验中是通过温度计示数变化来判断电流产生的热量多少。实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是水的比热容大于煤油的比热容。
（2）根据表格数据可知，第2次实验水升高的温度大，根据根据Q=cmΔt可知，此时水吸热多，电阻丝产生的热量多，因此得到结论：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越多；
（3）根据控制变量法的要求可知，探究电流产生热量多少跟电阻的关系时，应该控制电流和通电时间不变，改变电阻的大小。由于串联电路中电流处处相等，通电时间相同，所以选择乙图中的B烧瓶与甲图中的烧瓶电阻串联；
（4）①“比较水和煤油比热容的大小”时，应该采用质量相同，吸收热量相同的不同物质，所以选择乙图中A烧瓶。由于电阻相同，和甲图烧瓶并联，电压相同，根据Q=W=
t可知电流产生热量相同，并且把烧瓶A的液体换成和甲图中质量相同的水；
②根据Q=W=t可知，水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映。
【分析】（1）根据Q=cm△t可知，等质量的煤油升高的温度越大，则它吸收热量越多。煤油的比热容较小，则吸收相同的热量时升高的温度越大，实验现象越明显。
（2）根据温度的升高量确定产生热量多少，根据表格数据确定哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
（3）研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析；
（4）比较水和煤油比热容的大小，根据可知，可以采用质量相同，吸收热量相同的不同物质，根据温度变化量来判断比热大小。
四、计算题
19．（2023九上·重庆市月考）小雷和小美一起设计了一台简易饮水机，其简化的电路图如图甲所示。它有“加热”和“保温”两挡，其中R1为发热电阻，R2为定值电阻，额定电压为220V，加热挡额定功率为605W。图乙是实验室电能表的示意图。已知饮水机在保温挡和加热挡工作时，发热电阻R1的电功率之比为1∶121。不考虑温度对电阻的影响。求：
（1）电阻R1的阻值为多少Ω？
（2）该饮水机保温状态时的额定功率为多少W？
（3）在测试时将其他用电器都关闭，只将饮水机置于加热挡工作，发现电能表的转盘在6min内转了100转，则此时实验室电路的实际电压为多少V？
【答案】（1）由图甲可知，当S接1时电路为R1的简单电路，当S接2时R1和R2串联，因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，所以，当S接1时，电路的总电阻最小，电源的电压一定时，电路的电流最大，由P=UI=I2R可知，发热电阻R1的电功率最大，饮水机处于加热挡；同理可知，当S接2时，饮水机处于保温挡；当S接1时，电路为R1的简单电路，饮水机处于加热挡，由可得，R1的阻值
（2）当S接2时，R1和R2串联，饮水机处于保温挡，此时发热电阻R1的电功率
因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI=I2R可得，电路中的电流
由可得，电路的总电阻
保温状态时的额定功率
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值
R2=R总-R1=880Ω-80Ω=800Ω
（3）因2000r/(kW h)表示电路每消耗1kW h的电能电能表转盘转动2000r，所以饮水机在加热挡工作3min消耗的电能
根据
可得，此时实验室电路的实际电压
【知识点】电阻的串联；欧姆定律及其应用；电功的测量；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据开关状态判断加热档位；利用R，计算电阻大小；
（2）根据，计算电流大小；利用，计算电阻；根据，计算电功率；
（3）根据电能表的转数，利用，计算消耗的电能；根据，计算电压。
20．（2023九上·嵩明期末）如图所示的电路，电源电压为3V保持不变，R2＝3Ω，小灯泡L上标有“3V 1.5W”的字样。
（1）当开关S1、S2都断开时，电流表示数为0.3A，求R1的阻值和小灯泡消耗的实际功率。
（2）当开关S1、S2都闭合时，通电10s，电流通过小灯泡所做的功。（不考虑灯丝电阻随温度的变化）
【答案】（1）解： 小灯泡的阻值：
当开关S1、S2都断开时，灯L与R1串联，则I1＝IL＝I＝0.3A；
灯泡两端的实际电压：UL＝IL×RL＝0.3A×6Ω＝1.8V，
R1的阻值：
灯泡消耗的实际功率：；
答：R1的阻值为4Ω；小灯泡消耗的实际功率0.54W；
（2）解： 因为S1、S2都闭合时，小灯泡与R2并联，小灯泡正常工作：
所以电流通过小灯泡做的功：WL=PLt=1.5W×10s=15J。
答：通电10s，电流通过小灯泡所做的功15J。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据，计算电阻；利用U=IR，计算电压，利用，计算电阻，利用，计算电功率；
（2）根据W=Pt，计算电流做功多少。
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