人教版九年级物理同步训练培优卷：18.1 电能 电功
一、选择题
1．（2024九上·天心期末）如图所示，3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态（如图甲）。打印时有快慢两档（快档工作时温度更高），其内部电路如图乙，R1、R2是相同的PTC发热电阻，单个PTC的电阻与温度的关系如图丙。以下说法正确的是（ ）
A．打印笔工作时，PTC电阻不发热
B．塑料受热逐渐变软变稀，塑料是晶体
C．乙图可知，只闭合开关S为慢档打印
D．温度为250℃时，打印笔快档通电10s产生的热量为400J
【答案】C
【知识点】晶体和非晶体；电功的计算；电功率的计算
【解析】【解答】A.根据题意可知，3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的塑料，说明打印笔工作时PTC电阻发热，故A错误；
B.打印笔工作时，PTC电阻发热，塑料条受热会逐渐变软变稀，直至完全变成液态。在此过程中，它的温度不断升高，没有一定的熔点，所以塑料是非晶体，故B错误；
C.由图乙知，只闭合S时，只有发热电阻R1连入电路中，两开关都闭合时，两发热电阻并联，由并联电路特点和可知，只闭合S时电路消耗功率较小，为慢挡打印，故C正确；
D.温度250℃时打印笔为快挡打印，由图象丙可知，一个PTC发热电阻的阻值为1210Ω，一个发热体的功率：，
此时打印笔的电功率：P总=2P=2×40W=80W，
打印笔快挡通电10s产生的热量：Q=W=P总t=80W×10s=800J，故D错误。
故选C。
【分析】A.电流通过导体时产生热量的现象叫电流的热效应；
B.晶体和非晶体的重要区别是晶体有一定的熔化温度，这个温度叫熔点；
C.根据图乙电路中开关在不同状态下电路消耗功率，判断S闭合时的工作状态；
D.根据图象丙分析快速打印笔的工作状态一个PTC电阻的发热功率，进而得出总功率，根据焦耳定律推导公式求出产生的热量。
2．（2023九上·溪湖月考）如图所示，电源电压不变，只闭合开关，电流表示数为，再闭合，电流表示数变化了。则同时闭合、后，相同时间内、消耗的电能之比是（ ）
A．： B．： C．： D．：
【答案】A
【知识点】并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功的计算
【解析】【解答】由电路图知道，若只闭合S1，则是只有R1的简单电路，电流表测的是R1的电流，此时I1 =0.3A；当再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然是I1 =0.3A；由于电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2 的电流是I2=0.4A；又因为并联电路各支路两端的电压相等，即U1 =U2，由W=UIt知道，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比是：，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A.
【分析】本题考查的是串、并联电路的特点和电能的计算，解题的关键是得到两个支路电流大小。
3．（2024九下·广州月考） 2023 年8月 29 日搭载自主知识产权麒麟9000S 芯片的华为Mate60Pro发布，卫星通话是它的最大卖点，遥遥领先也是它的宣传口号，成为国产手机的骄傲。Mate60Pro手机采用锂离子聚合物5000mA·h不可拆卸式电池， 电池工作电压为3.7V。手机支持有线最大超级快充（20V/4.4A）， 兼容11V/6A 或10V/4A 或10V/2.25A 或4.5V/5A或5V/4.5A超级快充。下列说法正确的是（ ）
A．制作自主知识产权的麒麟9000S 芯片的主要材料是超导体
B．卫星通话利用的是电磁波，其在真空中的传播速度是
C．仅充电10分钟，便可充满50%的广告是夸大其词，假的
D．锂离子聚合物电池“容量 5000mA·h”一次充满电储存电能为： 3.96×106J
【答案】B
【知识点】半导体特点及作用；电功计算公式的应用；电功率与电能、时间的关系；电磁波的传播；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A.芯片的主要材料是硅，硅是半导体材料，A错误
B.电磁波的传播不需要介质，其在真空中的传播速度是，B正确；
CD.手机充满一次储存的电能。
手机充电的最大功率
充电十分钟储存的电能
选项ACD错误，答案选择B
【分析】
根据W=UIt计算手机充满储存的电能。半导体芯片的主要材料是硅，属于半导体。通过P=UI计算最大功率。
4．（2023九上·新化期末）某兴趣小组用一根电阻为 R的镍铬合金电阻丝自制了一台电烘箱，下列说法正确的是
A．由公式得知，R与U成正比，与I成反比
B．电阻丝中的电流是正电荷定向移动形成的
C．换挡减小接入电路的电阻丝长度，电烘箱的功率减小
D．电烘箱工作时是将电能转化为内能
【答案】D
【知识点】电流的方向；欧姆定律及其应用；电功及电功的实质；电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】A、电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，公式R=导只是计算电阻的一种方法，但电阻与电压、电流都无关，故A错误；
B、电阻丝中的电流是电子定向移动形成的，故B错误：
C、换挡破小接入电路的电阻丝长度，电醒丝的电阻孩小，由公式可知，电压不变，而电阻变小，故功率变大，故C错误；
D、电烘箱工作时，消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故D正确。
【分析】A.根据导体电阻可由导体两端的电压值与流过导体的电流值的比值求得，但是导体电阻是导体本身的一种性质，与流过的电流和两端的电压无关；
B.根据正电荷和负电荷的定向移动都能形成电流；
C. 根据影响电阻大小的因素，利用公式P一些買分析功率变化；
D.根据判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消耗的能量转化为得到的能量。
5．（2024九上·涪城期末）如图甲所示电路，电源电压恒为4.5V，闭合开关S后，滑片P由右端向左滑动，因变阻器某处发生断路，滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数，电流表读数I与滑片P滑动距离d的关系如图乙所示。当电流表开始有读数时，才闭合开关S1，此时电压表的示数为2.5V。电压表的量程为“0～3V”，电流表的量程为“0～0.6A”。下列说法中正确的是（ ）
A．当电流表开始有读数时，R1接入电路的阻值为10Ω
B．当滑片P移到d=2cm处时，电阻R0在10s内产生的热量为5J
C．当滑片P移到d=6cm处时，R0消耗的电功率为0.2W
D．若R1未断路，最大阻值为18.125Ω，为保护电路安全，R0的电功率变化范围是0.256W～2.025W
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】A、当电流表开始读数0.2A，根据电压表，计算接入电路的阻值为，A不符合题意；
B、根据R0分压U0=4.5V-2.5V=2V；当滑片移到d=2cm处时，计算电阻R0产生的热量为Q=UIt=2V×0.2A×10s=4J，B不符合题意；
C、计算电阻为，当滑片移到d=6cm处时电流为0.4A，R0消耗的电功率为P0=I2R0=(0.4A)2×10Ω=1.6W，C不符合题意；
D、电流为0.4A时，R1电阻为，移动4cm，电阻变化12.5Ω-1.25Ω=11.25Ω，每厘米的电阻为，若未断路，最大阻值为R1=12.5Ω+2.8125Ω×2=18.125Ω，为保护电路安全，滑动变阻器取值最小时，电流为，电功率为P大=UI大=4.5V×0.45A=2.025W；滑动变阻器取值最大时，电流为，R0的最小电功率为P小=I2R0=(0.16A)2×10Ω=0.256W，电功率变化范围是0.256W~2.025W，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】根据定值电阻的分压和电流，利用，计算电阻；利用Q=UIt，计算电流产生的热量；利用，计算电阻；结合电阻差值和对应长度的变化，计算单位长度的电阻大小；利用P=UI和P=I2R，计算电功率。
6．（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。
7．（2023九下·潜山期末）如图所示，在两个相同的容器中装有质量相等、初温相同的煤油和水（），两个容器中电阻丝的电阻相同。闭合开关，电阻丝发热对煤油和水分别加热，下面四图中的哪一图线能反映该实验情况：（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】热量的计算；电功的计算
【解析】【解答】A.两个电阻丝的阻值相等，二者串联时通过它们的电流相等，根据Q=W=I2Rt可知，二者在相同时间内产生相同的热量。而液体吸收的热量等于电阻丝放出的热量，因此相同时间内，水和煤油吸收相同的热量，故A错误；
BC.根据Q=cm△t可知，当水和煤油吸收相同的热量时，煤油的比热容小于水的比热容，因此煤油升高的温度大于水升高的温度，故B错误，C正确；
D.相同时间内水和煤油吸收相同的热量，根据上面的分析可知，相同时间内煤油升高的温度高于水升高的温度，故D错误。
故选C。
【分析】（1）根据Q=W=Pt分析二者吸收的热量与时间的关系；
（2）（3）根据Q=cm△t分析二者升高的温度与吸收热量的关系；
（4）根据Q=cm△t和Q=W=Pt分析二者升高的温度与时间的关系。
8．（2023九上·青羊期末）冬季成都室内温度大约只有10℃，小涵的爸爸想买一个电暖器放在10m2的书房里取暖，打算把书房里的温度加热到温暖的25℃。他通过某网商平台搜索到了一款取暖器，其部分广告页面如图。又通过网络查询得知，空气的比热容大约为1.0×103J/（kg·℃），空气密度约为1.29kg/m3，请根据这些信息判断下列分析正确的是（ ）
A．此暖风机七天消耗1度电是有可能的
B．图乙中的所说的“电表”是电能表，使用暖风机7小时仅耗电0.02kW·h
C．即便认为“全屋”就只有10m2也不可能只用1度电使房间温度升高15℃
D．此广告页面信息在有意误导消费，基本的物理知识可以帮助我们辨识其中真伪
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用；比热容；热量的计算；电功的计算
【解析】【解答】A．由图丙可知，暖风机的额定功率是800W，此暖风机七天消耗电能W=Pt=0.8kW×24×7h=134.4kW·h>1kW·h
A不符合题意；
B．由图乙可知，使用暖风机7小时消耗的电能W电=5.1kW·h-3.1kW·h=2kW·h
B不符合题意；
C．房间的高度约为3m，房间的容积V=Sh=10m2×3m=30m3
房间内空气的体积等于房间的容积，空气的质量m=ρV=1.29g/cm3×30m3=38.7kg
室温升高15℃时空气所吸收的热量Q吸=cmΔt=1.0×103J/(kg·℃)×38.7kg×15℃=5.805×105J
如果不考虑热量的损失，电暖器消耗的电能W′=Q吸=5.805×105J=0.16125kW·h<1kW·h
所以用1度电能使房间温度升高15℃，C不符合题意；
D．由A可知此暖风机七天消耗电能大于1度电，此广告页面信息在有意误导消费，我们可以用物理知识帮助辨识其中真伪，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能；根据电能表窗口示数差可以计算消耗的电能；利用物体的密度和体积的乘积计算质量；利用物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量。
9．（2018九上·济宁月考）如图所示的四个电路中，电源电压U相同，R1＜R2，在相同时间内电流做功由大到小的顺序是（ ）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．丙、乙、甲、丁 D．丁、甲、乙、丙
【答案】D
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】两个电阻串联时，总电阻等于各分电阻之和，即总电阻越串越大，大于任何一个分电阻；
两电阻并联时，总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，即总电阻越并越小，小于任何一个分电阻；
所以甲、乙、丙、丁四个电路的电阻关系为R丙＞R乙＞R甲＞R丁。
因四个电路中，电源电压U相同，且通电时间相同，
所以，由 可知，电流做功的关系为W丙＜W乙＜W甲＜W丁。
故答案为：D。
【分析】分别对甲、乙、丙、丁四个电路进行分析，结合欧姆定律求解这4个电路的电流，再利用电功公式比较电流做功大小即可。
10．（2018九上·新泰期末）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P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是（ ）
①电源电压为14V
②图乙中dc是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线
③滑片在a点时，电阻R中的电流是1A
④滑片在b点时，10s内电阻R2消耗的电能为20J
A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①④
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功的计算
【解析】【解答】图中的三个电阻串联，电压表 测 两端电压，电压表 测定值电阻 两端电压，
当滑片P从b点向a点滑动的过程中， 的示数变小， 的示数变大，Cd表示变阻器的U 图像，②正确；当滑片P在b点时，电路中的电流 ， ， ，
在10s内消耗的电能是：
④正确；电源电压：U （1）
当滑片P在a点时，电路中的电流为 ， 6V， ③错误；电源电压：U ………………（2）综合（1）、（2）并代入有关数据解得：R ，
U 12V 错误。
故答案为：B。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象，当滑片P从b点滑到a点的过程中，R1连入阻值变小，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R2两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压变化，然后得出两电压表示数与电流表示数之间的对应关系；当滑片位于b点时，接入电路中的电阻较大，电路中的电流较小，电路的总功率较小，R2的功率最小；当滑片位于a点时，接入电路中的电阻较小，电路中的电流较大，R2的功率较大，根据图象读出两种情况下电表的示数，根据串联电路的特点和欧姆定律分别表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R的阻值以及电源的电压，根据P=UI求出电路的最小总功率和R2电功率的增加量.
二、填空题
11．（2024九上·关岭期末）某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。当开关S1接b，S2断开时，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1：P2＝ 。
【答案】1：4
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】 两电阻丝的阻值相等，设每根电阻丝的阻值为R，
当开关S1接b，S2断开时，两电阻丝串联，总电阻R1=2R，
当开关S1接a，S2闭合时，两电阻丝并联，总电阻
电源电压U不变，功率之比
故答案为：1：4。
【分析】 当开关S1接b，S2断开时，两电阻丝串联；当开关S1接a，S2闭合时，两电阻丝并联；
电源电压一定，由可求出两种情况下的功率之比
12．（2024九上·福建期末）在家庭电路中热水器单独工作3min，如图所示的电能表的转盘转了100r，热水器的实际功率为 W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温 ℃（保留两位小数）。由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要 一些（选填“粗”或“细”）。[已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）]。
【答案】1000；0.86；粗
【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】（1）电能表的转盘转100r，电热水器消耗的电能：W=kW h=0.05kW h；
工作时间t=3min=h，
则该电热水器的实际功率：。
（2）电热水器消耗的电能：W′=Pt=1000W×3×60s=1.8×105J，
水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.05-3m3=50kg；
因为不计能量损失，所以水吸收的热量：Q吸=W′=1.8×105J，
水升高的温度：。
（3）由于电热水器的功率远大于冰箱，根据P=UI可知，电热水器工作时的电流远大于冰箱，相同条件下热水器导线上产生的热量较多。
为保证线路安全，在电流和通电时间一定时，电热水器选择较粗的电源线，可以减小导线电阻，
根据Q=I2Rt可知，电源线产生的热量减少，可防止电源线快速老化而引发安全事故。
【分析】（1）首先根据W=kW h求出电热水器消耗的电能，然后根据求出该电热水器的实际功率；
（2）根据W=Pt求出电热水器消耗的电能，因为不计能量损失，Q吸=W，再利用Q=cmΔt求出水升高的温度；
（3）利用P=UI、Q=I2Rt以及影响导体电阻大小的因素来分析即可。
三、实验探究题
13．（2023九下·东莞开学考）（1）如图甲所示，该物体的长度是 cm。如图乙所示，电流表的示数是 A。
（2）如图丙所示，是小华同学观察到自家电能表的情况，其显示的示数为 kW·h他关掉其他用电器，只让电饭锅处于加热状态工作，观察到电能表的转盘在8min内刚好转动了72转，则他家的电饭锅加热时的电功率为 W。
（3）用天平测量一石块的质量，天平平衡时所用的砝码及游码在标尺上的位置如图丁所示，则石块的质量为 g，将该石块放入盛有30mL水的量筒中，液面位置如图戊所示，图中读数时视线正确的是 （选填“a”“b”或“c”），石块的密度是 kg/m3
【答案】4.60；0.24；1919.8；900；29.2；b；
【知识点】质量的测量与天平的使用；密度公式及其应用；刻度尺的使用；电能表参数的理解；电功率的计算
四、计算题
14．（2024九下·梁平期中）如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。求：
（1）低温挡工作时，电路中的电流是多少？
（2）发热电阻R1的阻值是多少？
（3）小明发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化）
【答案】（1）解： 低温挡工作时电路中的电流：；
答：低温挡工作时，电路中的电流是2A；
（2）解： 当只闭合S1时，R1、R2串联，处于低温挡，此时电路的总电阻为：
根据串联电路的电阻关系可知，发热电阻R1的阻值：R1＝R﹣R2＝110Ω﹣70Ω＝40Ω；
答：发热电阻R1的阻值是40Ω；
（3）解： “3000r/（kW h）”表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000转，
电能表转盘转25转消耗的电能：
电烤箱的实际功率：；
根据可知，电烤箱的实际电压：。
答：用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。
【知识点】电能表参数的理解；电功率与电压、电流的关系；电功率的计算
【解析】【分析】 （1）知道电烤箱的低温挡功率、工作电压，利用P=UI求低温挡工作时电路中的电流；
（2）当只闭合S1时，R1、R2串联，处于低温挡，由 求R1、R2串联后的总电阻，根据串联电路的特点求发热电阻R1的阻值；
（3）“3000r/（kW h）”表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000r，据此可求电能表转盘转25转时，电烤箱消耗的电能，再利用 求电烤箱的实际功率，再利用 求实际电压。
1 / 1人教版九年级物理同步训练培优卷：18.1 电能 电功
一、选择题
1．（2024九上·天心期末）如图所示，3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态（如图甲）。打印时有快慢两档（快档工作时温度更高），其内部电路如图乙，R1、R2是相同的PTC发热电阻，单个PTC的电阻与温度的关系如图丙。以下说法正确的是（ ）
A．打印笔工作时，PTC电阻不发热
B．塑料受热逐渐变软变稀，塑料是晶体
C．乙图可知，只闭合开关S为慢档打印
D．温度为250℃时，打印笔快档通电10s产生的热量为400J
2．（2023九上·溪湖月考）如图所示，电源电压不变，只闭合开关，电流表示数为，再闭合，电流表示数变化了。则同时闭合、后，相同时间内、消耗的电能之比是（ ）
A．： B．： C．： D．：
3．（2024九下·广州月考） 2023 年8月 29 日搭载自主知识产权麒麟9000S 芯片的华为Mate60Pro发布，卫星通话是它的最大卖点，遥遥领先也是它的宣传口号，成为国产手机的骄傲。Mate60Pro手机采用锂离子聚合物5000mA·h不可拆卸式电池， 电池工作电压为3.7V。手机支持有线最大超级快充（20V/4.4A）， 兼容11V/6A 或10V/4A 或10V/2.25A 或4.5V/5A或5V/4.5A超级快充。下列说法正确的是（ ）
A．制作自主知识产权的麒麟9000S 芯片的主要材料是超导体
B．卫星通话利用的是电磁波，其在真空中的传播速度是
C．仅充电10分钟，便可充满50%的广告是夸大其词，假的
D．锂离子聚合物电池“容量 5000mA·h”一次充满电储存电能为： 3.96×106J
4．（2023九上·新化期末）某兴趣小组用一根电阻为 R的镍铬合金电阻丝自制了一台电烘箱，下列说法正确的是
A．由公式得知，R与U成正比，与I成反比
B．电阻丝中的电流是正电荷定向移动形成的
C．换挡减小接入电路的电阻丝长度，电烘箱的功率减小
D．电烘箱工作时是将电能转化为内能
5．（2024九上·涪城期末）如图甲所示电路，电源电压恒为4.5V，闭合开关S后，滑片P由右端向左滑动，因变阻器某处发生断路，滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数，电流表读数I与滑片P滑动距离d的关系如图乙所示。当电流表开始有读数时，才闭合开关S1，此时电压表的示数为2.5V。电压表的量程为“0～3V”，电流表的量程为“0～0.6A”。下列说法中正确的是（ ）
A．当电流表开始有读数时，R1接入电路的阻值为10Ω
B．当滑片P移到d=2cm处时，电阻R0在10s内产生的热量为5J
C．当滑片P移到d=6cm处时，R0消耗的电功率为0.2W
D．若R1未断路，最大阻值为18.125Ω，为保护电路安全，R0的电功率变化范围是0.256W～2.025W
6．（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
7．（2023九下·潜山期末）如图所示，在两个相同的容器中装有质量相等、初温相同的煤油和水（），两个容器中电阻丝的电阻相同。闭合开关，电阻丝发热对煤油和水分别加热，下面四图中的哪一图线能反映该实验情况：（ ）
A． B．
C． D．
8．（2023九上·青羊期末）冬季成都室内温度大约只有10℃，小涵的爸爸想买一个电暖器放在10m2的书房里取暖，打算把书房里的温度加热到温暖的25℃。他通过某网商平台搜索到了一款取暖器，其部分广告页面如图。又通过网络查询得知，空气的比热容大约为1.0×103J/（kg·℃），空气密度约为1.29kg/m3，请根据这些信息判断下列分析正确的是（ ）
A．此暖风机七天消耗1度电是有可能的
B．图乙中的所说的“电表”是电能表，使用暖风机7小时仅耗电0.02kW·h
C．即便认为“全屋”就只有10m2也不可能只用1度电使房间温度升高15℃
D．此广告页面信息在有意误导消费，基本的物理知识可以帮助我们辨识其中真伪
9．（2018九上·济宁月考）如图所示的四个电路中，电源电压U相同，R1＜R2，在相同时间内电流做功由大到小的顺序是（ ）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．丙、乙、甲、丁 D．丁、甲、乙、丙
10．（2018九上·新泰期末）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P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是（ ）
①电源电压为14V
②图乙中dc是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线
③滑片在a点时，电阻R中的电流是1A
④滑片在b点时，10s内电阻R2消耗的电能为20J
A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①④
二、填空题
11．（2024九上·关岭期末）某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。当开关S1接b，S2断开时，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1：P2＝ 。
12．（2024九上·福建期末）在家庭电路中热水器单独工作3min，如图所示的电能表的转盘转了100r，热水器的实际功率为 W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温 ℃（保留两位小数）。由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要 一些（选填“粗”或“细”）。[已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）]。
三、实验探究题
13．（2023九下·东莞开学考）（1）如图甲所示，该物体的长度是 cm。如图乙所示，电流表的示数是 A。
（2）如图丙所示，是小华同学观察到自家电能表的情况，其显示的示数为 kW·h他关掉其他用电器，只让电饭锅处于加热状态工作，观察到电能表的转盘在8min内刚好转动了72转，则他家的电饭锅加热时的电功率为 W。
（3）用天平测量一石块的质量，天平平衡时所用的砝码及游码在标尺上的位置如图丁所示，则石块的质量为 g，将该石块放入盛有30mL水的量筒中，液面位置如图戊所示，图中读数时视线正确的是 （选填“a”“b”或“c”），石块的密度是 kg/m3
四、计算题
14．（2024九下·梁平期中）如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。求：
（1）低温挡工作时，电路中的电流是多少？
（2）发热电阻R1的阻值是多少？
（3）小明发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化）
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】晶体和非晶体；电功的计算；电功率的计算
【解析】【解答】A.根据题意可知，3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的塑料，说明打印笔工作时PTC电阻发热，故A错误；
B.打印笔工作时，PTC电阻发热，塑料条受热会逐渐变软变稀，直至完全变成液态。在此过程中，它的温度不断升高，没有一定的熔点，所以塑料是非晶体，故B错误；
C.由图乙知，只闭合S时，只有发热电阻R1连入电路中，两开关都闭合时，两发热电阻并联，由并联电路特点和可知，只闭合S时电路消耗功率较小，为慢挡打印，故C正确；
D.温度250℃时打印笔为快挡打印，由图象丙可知，一个PTC发热电阻的阻值为1210Ω，一个发热体的功率：，
此时打印笔的电功率：P总=2P=2×40W=80W，
打印笔快挡通电10s产生的热量：Q=W=P总t=80W×10s=800J，故D错误。
故选C。
【分析】A.电流通过导体时产生热量的现象叫电流的热效应；
B.晶体和非晶体的重要区别是晶体有一定的熔化温度，这个温度叫熔点；
C.根据图乙电路中开关在不同状态下电路消耗功率，判断S闭合时的工作状态；
D.根据图象丙分析快速打印笔的工作状态一个PTC电阻的发热功率，进而得出总功率，根据焦耳定律推导公式求出产生的热量。
2．【答案】A
【知识点】并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功的计算
【解析】【解答】由电路图知道，若只闭合S1，则是只有R1的简单电路，电流表测的是R1的电流，此时I1 =0.3A；当再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然是I1 =0.3A；由于电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2 的电流是I2=0.4A；又因为并联电路各支路两端的电压相等，即U1 =U2，由W=UIt知道，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比是：，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A.
【分析】本题考查的是串、并联电路的特点和电能的计算，解题的关键是得到两个支路电流大小。
3．【答案】B
【知识点】半导体特点及作用；电功计算公式的应用；电功率与电能、时间的关系；电磁波的传播；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A.芯片的主要材料是硅，硅是半导体材料，A错误
B.电磁波的传播不需要介质，其在真空中的传播速度是，B正确；
CD.手机充满一次储存的电能。
手机充电的最大功率
充电十分钟储存的电能
选项ACD错误，答案选择B
【分析】
根据W=UIt计算手机充满储存的电能。半导体芯片的主要材料是硅，属于半导体。通过P=UI计算最大功率。
4．【答案】D
【知识点】电流的方向；欧姆定律及其应用；电功及电功的实质；电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】A、电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，公式R=导只是计算电阻的一种方法，但电阻与电压、电流都无关，故A错误；
B、电阻丝中的电流是电子定向移动形成的，故B错误：
C、换挡破小接入电路的电阻丝长度，电醒丝的电阻孩小，由公式可知，电压不变，而电阻变小，故功率变大，故C错误；
D、电烘箱工作时，消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故D正确。
【分析】A.根据导体电阻可由导体两端的电压值与流过导体的电流值的比值求得，但是导体电阻是导体本身的一种性质，与流过的电流和两端的电压无关；
B.根据正电荷和负电荷的定向移动都能形成电流；
C. 根据影响电阻大小的因素，利用公式P一些買分析功率变化；
D.根据判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消耗的能量转化为得到的能量。
5．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】A、当电流表开始读数0.2A，根据电压表，计算接入电路的阻值为，A不符合题意；
B、根据R0分压U0=4.5V-2.5V=2V；当滑片移到d=2cm处时，计算电阻R0产生的热量为Q=UIt=2V×0.2A×10s=4J，B不符合题意；
C、计算电阻为，当滑片移到d=6cm处时电流为0.4A，R0消耗的电功率为P0=I2R0=(0.4A)2×10Ω=1.6W，C不符合题意；
D、电流为0.4A时，R1电阻为，移动4cm，电阻变化12.5Ω-1.25Ω=11.25Ω，每厘米的电阻为，若未断路，最大阻值为R1=12.5Ω+2.8125Ω×2=18.125Ω，为保护电路安全，滑动变阻器取值最小时，电流为，电功率为P大=UI大=4.5V×0.45A=2.025W；滑动变阻器取值最大时，电流为，R0的最小电功率为P小=I2R0=(0.16A)2×10Ω=0.256W，电功率变化范围是0.256W~2.025W，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】根据定值电阻的分压和电流，利用，计算电阻；利用Q=UIt，计算电流产生的热量；利用，计算电阻；结合电阻差值和对应长度的变化，计算单位长度的电阻大小；利用P=UI和P=I2R，计算电功率。
6．【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。
7．【答案】C
【知识点】热量的计算；电功的计算
【解析】【解答】A.两个电阻丝的阻值相等，二者串联时通过它们的电流相等，根据Q=W=I2Rt可知，二者在相同时间内产生相同的热量。而液体吸收的热量等于电阻丝放出的热量，因此相同时间内，水和煤油吸收相同的热量，故A错误；
BC.根据Q=cm△t可知，当水和煤油吸收相同的热量时，煤油的比热容小于水的比热容，因此煤油升高的温度大于水升高的温度，故B错误，C正确；
D.相同时间内水和煤油吸收相同的热量，根据上面的分析可知，相同时间内煤油升高的温度高于水升高的温度，故D错误。
故选C。
【分析】（1）根据Q=W=Pt分析二者吸收的热量与时间的关系；
（2）（3）根据Q=cm△t分析二者升高的温度与吸收热量的关系；
（4）根据Q=cm△t和Q=W=Pt分析二者升高的温度与时间的关系。
8．【答案】D
【知识点】密度公式及其应用；比热容；热量的计算；电功的计算
【解析】【解答】A．由图丙可知，暖风机的额定功率是800W，此暖风机七天消耗电能W=Pt=0.8kW×24×7h=134.4kW·h>1kW·h
A不符合题意；
B．由图乙可知，使用暖风机7小时消耗的电能W电=5.1kW·h-3.1kW·h=2kW·h
B不符合题意；
C．房间的高度约为3m，房间的容积V=Sh=10m2×3m=30m3
房间内空气的体积等于房间的容积，空气的质量m=ρV=1.29g/cm3×30m3=38.7kg
室温升高15℃时空气所吸收的热量Q吸=cmΔt=1.0×103J/(kg·℃)×38.7kg×15℃=5.805×105J
如果不考虑热量的损失，电暖器消耗的电能W′=Q吸=5.805×105J=0.16125kW·h<1kW·h
所以用1度电能使房间温度升高15℃，C不符合题意；
D．由A可知此暖风机七天消耗电能大于1度电，此广告页面信息在有意误导消费，我们可以用物理知识帮助辨识其中真伪，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能；根据电能表窗口示数差可以计算消耗的电能；利用物体的密度和体积的乘积计算质量；利用物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量。
9．【答案】D
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】两个电阻串联时，总电阻等于各分电阻之和，即总电阻越串越大，大于任何一个分电阻；
两电阻并联时，总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，即总电阻越并越小，小于任何一个分电阻；
所以甲、乙、丙、丁四个电路的电阻关系为R丙＞R乙＞R甲＞R丁。
因四个电路中，电源电压U相同，且通电时间相同，
所以，由 可知，电流做功的关系为W丙＜W乙＜W甲＜W丁。
故答案为：D。
【分析】分别对甲、乙、丙、丁四个电路进行分析，结合欧姆定律求解这4个电路的电流，再利用电功公式比较电流做功大小即可。
10．【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功的计算
【解析】【解答】图中的三个电阻串联，电压表 测 两端电压，电压表 测定值电阻 两端电压，
当滑片P从b点向a点滑动的过程中， 的示数变小， 的示数变大，Cd表示变阻器的U 图像，②正确；当滑片P在b点时，电路中的电流 ， ， ，
在10s内消耗的电能是：
④正确；电源电压：U （1）
当滑片P在a点时，电路中的电流为 ， 6V， ③错误；电源电压：U ………………（2）综合（1）、（2）并代入有关数据解得：R ，
U 12V 错误。
故答案为：B。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象，当滑片P从b点滑到a点的过程中，R1连入阻值变小，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R2两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压变化，然后得出两电压表示数与电流表示数之间的对应关系；当滑片位于b点时，接入电路中的电阻较大，电路中的电流较小，电路的总功率较小，R2的功率最小；当滑片位于a点时，接入电路中的电阻较小，电路中的电流较大，R2的功率较大，根据图象读出两种情况下电表的示数，根据串联电路的特点和欧姆定律分别表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R的阻值以及电源的电压，根据P=UI求出电路的最小总功率和R2电功率的增加量.
11．【答案】1：4
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】 两电阻丝的阻值相等，设每根电阻丝的阻值为R，
当开关S1接b，S2断开时，两电阻丝串联，总电阻R1=2R，
当开关S1接a，S2闭合时，两电阻丝并联，总电阻
电源电压U不变，功率之比
故答案为：1：4。
【分析】 当开关S1接b，S2断开时，两电阻丝串联；当开关S1接a，S2闭合时，两电阻丝并联；
电源电压一定，由可求出两种情况下的功率之比
12．【答案】1000；0.86；粗
【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】（1）电能表的转盘转100r，电热水器消耗的电能：W=kW h=0.05kW h；
工作时间t=3min=h，
则该电热水器的实际功率：。
（2）电热水器消耗的电能：W′=Pt=1000W×3×60s=1.8×105J，
水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.05-3m3=50kg；
因为不计能量损失，所以水吸收的热量：Q吸=W′=1.8×105J，
水升高的温度：。
（3）由于电热水器的功率远大于冰箱，根据P=UI可知，电热水器工作时的电流远大于冰箱，相同条件下热水器导线上产生的热量较多。
为保证线路安全，在电流和通电时间一定时，电热水器选择较粗的电源线，可以减小导线电阻，
根据Q=I2Rt可知，电源线产生的热量减少，可防止电源线快速老化而引发安全事故。
【分析】（1）首先根据W=kW h求出电热水器消耗的电能，然后根据求出该电热水器的实际功率；
（2）根据W=Pt求出电热水器消耗的电能，因为不计能量损失，Q吸=W，再利用Q=cmΔt求出水升高的温度；
（3）利用P=UI、Q=I2Rt以及影响导体电阻大小的因素来分析即可。
13．【答案】4.60；0.24；1919.8；900；29.2；b；
【知识点】质量的测量与天平的使用；密度公式及其应用；刻度尺的使用；电能表参数的理解；电功率的计算
14．【答案】（1）解： 低温挡工作时电路中的电流：；
答：低温挡工作时，电路中的电流是2A；
（2）解： 当只闭合S1时，R1、R2串联，处于低温挡，此时电路的总电阻为：
根据串联电路的电阻关系可知，发热电阻R1的阻值：R1＝R﹣R2＝110Ω﹣70Ω＝40Ω；
答：发热电阻R1的阻值是40Ω；
（3）解： “3000r/（kW h）”表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000转，
电能表转盘转25转消耗的电能：
电烤箱的实际功率：；
根据可知，电烤箱的实际电压：。
答：用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。
【知识点】电能表参数的理解；电功率与电压、电流的关系；电功率的计算
【解析】【分析】 （1）知道电烤箱的低温挡功率、工作电压，利用P=UI求低温挡工作时电路中的电流；
（2）当只闭合S1时，R1、R2串联，处于低温挡，由 求R1、R2串联后的总电阻，根据串联电路的特点求发热电阻R1的阻值；
（3）“3000r/（kW h）”表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000r，据此可求电能表转盘转25转时，电烤箱消耗的电能，再利用 求电烤箱的实际功率，再利用 求实际电压。
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