2024-2025学年人教版九年级物理全一册期末专题复习：第十八章电功率计算题（有详解）
文档属性
| 名称 | 2024-2025学年人教版九年级物理全一册期末专题复习：第十八章电功率计算题（有详解） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 8.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-12-07 23:49:01 | ||
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2024-2025学年人教版九年级物理全一册期末专题复习：第十八章 电功率计算题
1．图甲是小明所设计的电路图，其中标有“2.5V”字样小灯泡L的电流与电压关系如图乙所示，定值电阻，由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成（总长度为45cm），其中有一段是铜导体，其电阻可忽略不计，导体GH每1cm的电阻为1Ω，P是与接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、时，电流表示数I与滑片P向左移动距离x的关系如图丙所示，求：
(1)小灯泡正常发光时电阻；
(2)电源电压与的最大阻值；
(3)若只闭合S与，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的最大值。
2．如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，滑动变阻器R1的最大值为30Ω，定值电阻R2=30Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。求：
(1)小灯泡的额定功率是多少？
(2)将变阻器R1的滑片P调到中点时，闭合S和S3，读出电流表示数，再闭合S2，发现电流表示数变化了0.15A，则电源电压是多少？
(3)只闭合开关S、S1，移动变阻器的滑片P，小灯泡L的I-U图象如图乙所示。在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？
3．小暖在学习了电学知识后，观察到生活中的许多电热器都有多个档位，于是她利用电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多档位问题。已知，。求：
(1)闭合开关S，断开开关，电路中的电流；
(2)闭合开关、，断开开关，通电5min电路消耗的电能；
(3)该电路的最小功率。
4．小明家有一款两挡位加热坐垫，如图甲所示，加热坐垫内有两根加热电阻丝R1、R2，简化电路如图乙所示，电源电压恒为24V，R1的阻值为，加热坐垫的高温挡功率为。
求：
(1)加热坐垫在高温挡工作消耗的电能；
(2)加热坐垫低温挡的功率；
(3)小明想只利用图乙所示的元件将加热坐垫改装为三个挡位，请你帮他在图丙的虚线框内设计出电路图。
5．如图所示电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12V，12W”字样，。当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2A，这时灯L正常发光（不计温度对电阻的影响）。求：
(1)电阻的阻值；
(2)若将S1、S2都断开时，灯L实际消耗的功率。
6．如图甲所示是3D打印笔，3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后同化成稳定的形状。此打印笔有快、慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2是相同的发热电阻，单个发热电阻的阻值与温度的关系如图丙所示。
(1)用快挡打印时的温度为250℃，求其快挡打印的功率是多大？
(2)使用快挡打印10min，可将30g的塑胶从20℃加热到250℃，在此过程中，塑胶吸收的热量是多少？[塑胶的比热容为2.2×103J/（kg·℃）]
(3)该3D打印笔快挡打印时的热效率是多少？
7．某物理兴趣小组利用近期所学的物理知识自制了一个早餐煎蛋锅。如图为该早餐煎蛋锅的简化电路图，内有阻值不变的两根电热丝。1、2为金属触点，S为单刀双掷开关，开关置于1时为“1挡”，置于2时为“2挡”。
(1)当S接“1挡”时，求电路中的电流大小；
(2)当S接“2挡”时，求通电100s电热丝产生的热量；
(3)开关置于不同金属触点时，早餐煎蛋锅工作的功率是不同的，其中低温挡适合做流心煎蛋，高温挡适合做全熟煎蛋。试简要分析S置于哪一个金属触点时适合做流心煎蛋？
8．如图所示，电源电压不变。当、闭合，断开时，电压表示数为6V。当、闭合，断开时，电流表A和的示数分别为和，求：
(1)电源电压 V；为了保护电路，不能同时闭合开关 。
(2)R1和R2的电阻值分别是多少？
(3)当闭合，、断开时，工作电路消耗的电能是多少J？
9．半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受温度影响较大。如图甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图象。根据这种半导体材料电阻的特性，小明和他的同学设计了一个电路（如图乙），可以测定某一空间的温度，使用的器材如下：半导体电阻、电源、电流表（0~0.6A）、开关、定值电阻（10Ω）、导线若干。
(1)定值电阻的作用是什么？
(2)当环境温度为20℃时，电流表的读数为0.2A，求电源的电压。
(3)当环境温度为40℃时，求此时电流表的示数。
(4)为保证电路安全，该电路能测得的最高温度为多少？
(5)如果环境温度为100℃，整个电路工作了10s，半导体电阻的电功率是多少？
10．如图所示的电路中，电源电压为12V，R1=60Ω，R2=30Ω。求：
(1)开关S闭合、S1断开时，电路的总功率为多少？
(2)开关S、S1均闭合后，电流表的示数为多少？
(3)开关S、S1均闭合后，电路的总电阻为多少？
11．某电热淋浴器铭牌中的主要参数如表所示，在正常工作时，将满一桶水从20℃加热到70℃需要50min[c水=4.2×l03J/(kg·℃)；1L=1dm3]。求：
额定电压 220V
额定功率 3000W
额定频率 50Hz
额定容积 36L
(1)水的质量？
(2)水吸收的热量是多少？
(3)我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率，求该淋浴器的热效率是多少？
12．如图所示，电源电压保持不变，电阻R1=30Ω，电阻R2=15Ω。当开关S1、S2都断开时，电流表的示数为0.2A。
(1)电源电压是多少？
(2)当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A，R3的电阻是多大？
(3)（2）情况下，R3的电功率是多少？
13．如图所示，电源电压恒定。R1=30Ω，当S闭合，S1断开时，电流表的示数为0.3A；当S、S1都闭合时，电流表的示数为1.2A。求：
(1)电源电压；
(2)R2的阻值；
(3)S、S1都闭合时，R2消耗的功率；
(4)S、S1都闭合时，通电1min电路消耗的总电能。
14．很多同学认为一度电微不足道，节约一度电没有现实意义，可是这区区一度电却有相当大的 用处。某班级开展“节约一度电”主题活动。请你和他们一起，完成以下活动内容。
(1)有了这1度电可以让一个标有“220V 25W”的灯泡正常持续工作多少小时？
(2)若自来水的温度为20℃，某电热水器的电加热效率为84%，则一度电可使该电热水器将多少千克的自来水烧开（1个标准大气压下）？ [ c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
(3)1度电相当于完全燃烧多少千克标准煤？ （q煤=3.0×107 J/kg）
15．如图所示是某款家用可调功率的微型热水器的内部简化示意图，仅由虚线框内的加热电阻加热，其阻值为22 Ω，滑动变阻器最大阻值为88 Ω。以最大加热功率工作时，将2kg初温为 的水加热至 需要5min。求： 水的比热容。
(1)该热水器以最小功率加热时，电路中的电流；
(2)该微型热水器的最大加热功率；
(3)以最大功率加热时，热水器的加热效率。
16．近年冬天，越来越多的人使用电热桌垫，如图甲所示。好奇的小东同学很想知道它的发热原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由12V电源供电，发热部分由两根电热丝R1、R2组成，设计低温、高温两挡，内部简化电路图如图乙所示，旋钮开关S可置于“1和2” “2和3”或“3和4”接线柱，已知R1的阻值为6Ω，R2的阻值为4Ω。求：
(1)低温挡加热的电流；
(2)高温挡时的电流；
(3)高温挡加热的功率。
17．小强同学用“6V 0.6A”小灯泡L，“10Ω 1A”滑动变阻器R等材料自制了一盏台灯。如图所示是台灯的电路图，当闭合开关S后，把滑片P移到最左端时，小灯泡正常发光。（忽略灯丝阻值的变化）求：
(1)电源电压U；
(2)小灯泡L的电阻；
(3)开关闭合后，整个电路工作时的最小电功率。
18．如图所示电路，电源电压为9V且保持不变，、是定值电阻，。当开关S闭合时，电压表示数为3V。求：
(1)两端的电压；
(2)通过的电流I；
(3)消耗电功率。
19．某型号的电饭锅的铭牌上标有“220V 1100W” 字样，其简化原理图如图所示。它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S 进行调节，为电热丝。当电饭锅处于高温烧煮挡时，电路的功率为1100W；当电饭锅处于焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W。
(1)电饭锅在高温挡时电路中的电流。
(2)电阻丝的阻值。
(3)焖饭、保温10min，电热丝产生的热量。
20．如图甲所示是一款电热暖脚器，可通过旋钮来实现高、低温挡位切换，其内部简化电路如图乙所示，图中R1、R2均为加热电阻（阻值不变）。该暖脚器高温挡的功率是440W，低温挡的功率是110W。求：
(1)低温挡位时电路中电流是多少？
(2)该暖脚器在高温挡连续工作5min产生的热量是多少？
(3)加热电阻R1的阻值是多少？
21．如图甲是测量高于湖水警戒水位装置的原理图。长方体形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接，底部有一小孔与湖水相通，且容器底面与警戒水位相平。已知电源电压恒为10V，小灯泡标有“6V、6W”字样（灯丝电阻不变）。两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示（x为容器内水柱高度h的倒数，即）。求：
(1)小灯泡的电阻。
(2)当湖水水位高于警戒水位2m时，电流表的示数是多少？灯泡的实际电压是多少？
(3)当湖水水位高于警戒水位多少m时，灯泡正常发光。
22．如图甲、乙所示是某型电烤箱和简化电路，工作电压为220V，和均为电烤箱中的加热元件，此电烤箱有高温和低温两个挡位，低温挡电功率为220W，电阻为，求：
(1)低温挡工作10min电路消耗的电能。
(2)高温挡工作电路的电流。
(3)的电阻？
23．某款多功能暖菜板有高、低温两挡加热功能。其简化电路图如图所示，其中、为电热丝。已知电源电压为220V，的阻值为110Ω，的阻值为220Ω。当只闭合开关S时，暖菜板处于低温挡加热，再闭合时，处于高温挡加热。求：
(1)低温挡加热时经过的电流；
(2)高温挡加热的电功率；
(3)高温挡加热30s，电路产生的热量。
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参考答案：
1．(1)
(2)，
(3)
【详解】（1）如乙图所示，当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流为0.5A，由欧姆定律知，小灯泡正常发光时电阻为
（2）分析甲图可知，只闭合S、时，定值电阻R1和R2串联，电流表测电路电流。由丙图可知，当滑片P在E点时，x最大为45cm，接入电路的电阻为0，此时电流表的示数为1.2A，由欧姆定律可得，电源电压为
当滑片P在H点时，接入电路的电阻为最大值，此时电流表的示数为0.3A，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻为
由串联电路电阻的规律可知，的最大阻值为
（3）若只闭合S与，定值电阻R1和小灯泡L串联，电流表测电路电流。为确保灯丝不被烧坏，则小灯泡两端的最大电压为2.5V，由串联电路电压规律可知，两端的最小电压为
此时，小灯泡正常发光，电路中的电流为0.5A，则接入电路的最小阻值为
则滑片P向左移动距离x，未接入电路的阻值为
由图丙知，导体GH的长度为15cm，且每1cm的电阻为1Ω，则导体GH的电阻为
比较发现，滑片P向左移动距离x，未接入电路的阻值小于导体GH的电阻，所以，滑片P仍然在导体GH上，则滑片P向左移动距离x的最大值为
2．(1)0.625W
(2)4.5V
(3)8Ω-15Ω
【详解】（1）小灯泡的额定功率是
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W
（2）将变阻器R1的滑片P调到中点时，闭合S和S3，L短路，电路为R1的简单电路，再闭合S2，R1、R2并联，电流表测干路电流，由并联电路的特点可知，再闭合S2时，通过R1的电流不变，由并联电路的电流特点可知，通过R2的电流
I2=I-I1=ΔI=0.15A由欧姆定律可知，电源电压
U=U2=I2R2=0.45A×10Ω=4.5V
（3）当只闭合开关S和S1时，R2不接入电路，R1与灯泡串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，由串联电路的特点和欧姆定律可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，滑动变阻器两端的电压最大，由电压表的量程可知，滑动变阻器两端的最大电压为3V，灯泡两端的电压
UL小=U-U1大=4.5V-3V=1.5V由图乙可知，此时电路中电流为0.20A，由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最大电阻
当滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路中的电流最大，电流表的量程为0～0.6A，灯泡允许通过的最大电流为0.25A，由串联电路的电流特点可知，电路中的最大电流为0.25A，由图乙可知，此时灯泡两端的电压为2.5V，则滑动变阻器两端的电压
U1小=U-UL=4.5V-2.5V=2V由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最小电阻
则滑动变阻器R1允许的取值范围是8Ω～15Ω。
3．(1)0.4A；
(2)；
(3)4W
【详解】（1）闭合开关S2，断开开关，、串联，则电路中的电流为
（2）闭合开关、，断开开关，单独工作，则通电5min电路消耗的电能为
（3）、串联时，总电阻最大，根据可知总功率最小，则该电路的最小功率为
4．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）加热坐垫在高温挡工作消耗的电能为
（2）当开关、都闭合时，电阻短路，只有接入电路，此时为高温挡，故电阻的阻值为
当开关闭合、断开时，电阻、串联接入电路，此时为低温挡，则低温挡的功率为
（3）若想利用图乙所示的元件将加热坐垫改装为三个挡位，即要通过开关的通断使电路中的总电阻有三种情况，如图所示：
当两个开关都闭合时，两个电阻并联，此时电路中电阻最小，根据公式可知，此时的挡位最高，当只闭合开关时，只有接入电路，电路中电阻最大，根据公式可知，此时的挡位最低，当只闭合开关时，只有接入电路，此时为中间挡。
5．(1)60Ω；
(2)0.75W
【详解】（1）当S1、S2都闭合时，R2被短路，L和R1并联，电流表测干路中的电流，因为此时灯泡正常发光，所以根据并联电路的电压规律可知，电源电压
L和R1并联时，灯泡正常发光，由可得通过灯泡的电流
根据并联电路的电流规律可知，通过R1的电流
则电阻R1的阻值
（2）不计温度对电阻的影响，灯泡L的电阻
当S1、S2都断开时，灯泡L和R2串联，根据串联电路的电阻规律可知，此时电路的总电阻
此时电路中的电流
灯L实际消耗的功率
6．(1)40W
(2)15180J
(3)63.25%
【详解】（1）开关S接触1、2触点时，R1、R2串联，电路的总电阻较大，由可知此时总功率较小，3D打印笔处于慢挡；开关S接触2、3触点时，只有工作，电路的总电阻较小，由可知此时总功率较大，3D打印笔处于快挡。由图丙知道，温度为250℃时，一个电阻为1210 Ω，则一个发热体的功率
（2）将30 g的塑胶从20 ℃加热到250℃，此过程中塑胶材料吸收的热量
（3）打印笔消耗的电能为
该3D打印笔快挡打印时的热效率
7．(1)
(2)
(3)见解析
【详解】（1）当S接“1挡”时，、串联，电路中的电流大小为
（2）当S接“2挡”时，被短路，单独工作，则通电100s电热丝产生的热量为
（3）开关置于1时为“1挡”，此时、串联，总电阻最大，根据，总功率最小，为低温挡，适合做流心煎蛋。
8．(1) 6 、、
(2)、；
(3)108J
【详解】（1）[1]由图可知，当S2、S3闭合，S1断开时，R2单独连入电路，电压表测R2两端的电压，电源电压等于R2两端的电压，即
[2]同时闭合开关S1、S2、S3，会造成电源短路，所以为了保护电路，不能同时闭合开关S1、S2、S3。
（2）当S1、S3闭合，S2断开时，R1和R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测通过R1的电流，由两电流表的示数可知，干路电流为0.5A，通过R1的电流为0.3A，由并联电路的电压特点可知
则R1的电阻为
由并联电路的电流特点可知通过R2的电流为
则R2的电阻为
（3）当S1闭合，S2、S3断开时，电路为只有R1的简单电路，工作1min电路消耗的电能为
9．(1)保护电路
(2)12V
(3)0.4A
(4)100°C
(5)3.6W
【详解】（1）由电路图R和R0串联，由图甲知，R电阻随温度升高而减小，所以定值电阻R0的作用可以防止由于电路中电阻过小，电流过大而烧坏电流表的作用，即起到保护电路作用。
（2）由图甲知道，当t=20℃时，半导体电阻R=50Ω，由串联电路特点和欧姆定律知道，电源电压
（3）由图甲知道，当t=40℃时，半导体电阻R=20Ω，由串联电路特点和欧姆定律知道，此时电流表的示数
（4）根据题意知道，电路允许通过的最大电流是0.6A，此时电路的总电阻
此时半导体电阻
由图甲知道，当半导体电阻R=20Ω时， t=100℃。
（5）根据题意知道，当环境温度为100℃时，半导体电阻R=20Ω，电路允许通过电流是0.6A，则由知道，半导体电阻的电功率
10．(1)2.4W
(2)0.6A
(3)20Ω
【详解】（1）解：（1）开关S闭合，S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，电路的总功率为
（2）开关S、S1均闭合后，两电阻并联，则：
由并联电路电流的规律可知，电流表的示数为
I=I1+I2=0.2A+0.4A=0.6A
（3）
因开关S、S1均闭合后电路的总电流为0.6A，则由可得，电路的总电阻为
11．(1)36kg
(2)7.56×106J
(3)84%
【详解】（1）水的体积
根据得，水的质量
（2）水吸收的热量
（3）加热水消耗的电能
电热淋浴器加热时的热效率
12．(1)9V
(2)
(3)2.7W
【详解】（1）当开关S1、S2都断开时，R1、R2串联，电流表测量电路电流，根据欧姆定律可知电源电压为
U＝I（R1+R2）＝0.2A×（30Ω+15Ω）＝9V
（2）当开关S1、S2都闭合时，R2、R3并联，电流表测量干路电流，此时电流为
则根据并联电流规律，R3的电流为
则R3的阻值为
（3）（2）情况下，R3的电功率为
13．(1)9V
(2)10Ω
(3)8.1W
(4)648J
【详解】（1）当开关S闭合，S1断开时，只有R1工作，则电源电压
（2）当开关S、S1都闭合时，R1、R2并联，则R2的阻值
（3）S、S1都闭合时，R2消耗的功率
（4）当开关S、S1都闭合时，通电1min电路消耗的总电能
14．(1)40h
(2)9kg
(3)0.12kg
【详解】（1）1度电可以让一个标有“220V 25W”的灯泡正常持续工作时间为
（2）水吸收的热量为
Q吸=ηW=84%×3.6×106J=3.024×106J一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水的质量为
（3）根据题意可知，标准煤完全燃烧放出的热量为
Q放=W=3.6×106J由Q放=mq可知，标准煤的质量为
15．(1)
(2)
(3)%
【详解】（1）分析电路为两电阻串联，当滑动变阻器接入电阻最大时，电路中的电流最小，由可知，热水器的功率最小，此时电路中的总电阻为
电路中的电流为
（2）当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，加热功率最大，此时电路为的简单电路，此时电功率为
（3）水吸收的热量
加热电阻产生的热量为
加热效率为
16．(1)2A
(2)5A
(3)60W
【详解】（1）旋钮开关S可置于“2和3”接线柱时，电路为R1的简单电路，总电阻较大，电源电压不变，根据可知，总功率较小，该电热桌垫处于低温挡，低温挡加热的电流
（2）旋钮开关S可置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，总电阻较小，电源电压不变，根据可知，总功率较大，该电热桌垫处于高温挡，高温挡时的电流
（3）高温挡加热的功率
P=UI=12V×5A=60W
17．(1)6V
(2)10Ω
(3)1.8W
【详解】（1）当闭合开关S后，把滑片P移到最左端时，灯泡单独工作，灯泡正常发光，则灯泡的额定电压即为电源电压，为6V。
（2）小灯泡L的电阻为
（3）开关闭合后，根据可知，当变阻器的阻值最大时，整个电路工作时的电功率最小，此时电路中的总阻值为
整个电路工作时的最小电功率为
18．(1)6V
(2)0.6A
(3)1.8W
【详解】（1）当开关S闭合时，R1和R2串联，电压表测量R1两端电压，电压表示数为3V，则R1两端电压为3V。根据串联分压知识可知，R2两端的电压为
（2）通过的电流为
（3）消耗电功率为
19．(1)5A
(2)44Ω
(3)264J
【详解】（1）由可知，在电压一定时，电阻越小，电功率越大，由电路图可知，S应接2触点时，电路电阻最小，此时电饭煲功率最大，电饭煲在高温烧煮挡。 由题意高温烧煮时功率为1100W，电饭锅在高温挡时电路中的电流
（2）由得，电阻
（3）电饭煲保温时电流
保温电热丝R0消耗的电能
W=I保2R0t=(0.1A)2×44Ω×10×60s=264J
20．(1)0.5A
(2)
(3)330Ω
【详解】（1）根据P=UI可得，低温挡位时电路中电流是
（2）该暖脚器在高温挡连续工作5min产生的热量是
（3）根据串并联电路的电阻特点可知，当旋转开关位于1挡时，此时R1、R2串联，电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，处于低温挡；此时电路的总电阻为
当旋转开关位于2挡时，此时只有连入电路，为高温挡，的阻值为
的阻值为
21．(1)
(2)0.625A，3.75V
(3)5m
【详解】（1）由可得，小灯泡的电阻
（2）当湖水水位高于警戒水位2m时，此时，由图可知，此时两金属板间的湖水电阻R1=10Ω，此时电路电流即电流表示数
灯泡的实际电压
（3）因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，所以，电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，湖水电阻两端的电压
则湖水的电阻
由图像可知，当R=4Ω时，x=0.2m-1，所以，h=5m，则湖水水位高于警戒水位5m。
22．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）低温挡工作10min电路消耗的电能为
（2）由图乙可知，当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电烤箱处于高温挡，高温挡工作时，工作电路的电流
（3）当开关S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，电烤箱处于低温挡，根据可知，电路中的总电阻为
的电阻为
23．(1)2A
(2)660W
(3)19800J
【详解】（1）当只闭合开关S时，暖菜板处于低温挡加热，由电路图可知，此时只有R1工作，低温挡加热时经过R1的电流
（2）再闭合S1时，处于高温挡加热，由电路图知道，R1、R2并联，高温挡加热的电功率
（3）高温挡加热30s，电路产生的热量
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2024-2025学年人教版九年级物理全一册期末专题复习：第十八章 电功率计算题
1．图甲是小明所设计的电路图，其中标有“2.5V”字样小灯泡L的电流与电压关系如图乙所示，定值电阻，由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成（总长度为45cm），其中有一段是铜导体，其电阻可忽略不计，导体GH每1cm的电阻为1Ω，P是与接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、时，电流表示数I与滑片P向左移动距离x的关系如图丙所示，求：
(1)小灯泡正常发光时电阻；
(2)电源电压与的最大阻值；
(3)若只闭合S与，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的最大值。
2．如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，滑动变阻器R1的最大值为30Ω，定值电阻R2=30Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。求：
(1)小灯泡的额定功率是多少？
(2)将变阻器R1的滑片P调到中点时，闭合S和S3，读出电流表示数，再闭合S2，发现电流表示数变化了0.15A，则电源电压是多少？
(3)只闭合开关S、S1，移动变阻器的滑片P，小灯泡L的I-U图象如图乙所示。在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？
3．小暖在学习了电学知识后，观察到生活中的许多电热器都有多个档位，于是她利用电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多档位问题。已知，。求：
(1)闭合开关S，断开开关，电路中的电流；
(2)闭合开关、，断开开关，通电5min电路消耗的电能；
(3)该电路的最小功率。
4．小明家有一款两挡位加热坐垫，如图甲所示，加热坐垫内有两根加热电阻丝R1、R2，简化电路如图乙所示，电源电压恒为24V，R1的阻值为，加热坐垫的高温挡功率为。
求：
(1)加热坐垫在高温挡工作消耗的电能；
(2)加热坐垫低温挡的功率；
(3)小明想只利用图乙所示的元件将加热坐垫改装为三个挡位，请你帮他在图丙的虚线框内设计出电路图。
5．如图所示电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12V，12W”字样，。当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2A，这时灯L正常发光（不计温度对电阻的影响）。求：
(1)电阻的阻值；
(2)若将S1、S2都断开时，灯L实际消耗的功率。
6．如图甲所示是3D打印笔，3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后同化成稳定的形状。此打印笔有快、慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2是相同的发热电阻，单个发热电阻的阻值与温度的关系如图丙所示。
(1)用快挡打印时的温度为250℃，求其快挡打印的功率是多大？
(2)使用快挡打印10min，可将30g的塑胶从20℃加热到250℃，在此过程中，塑胶吸收的热量是多少？[塑胶的比热容为2.2×103J/（kg·℃）]
(3)该3D打印笔快挡打印时的热效率是多少？
7．某物理兴趣小组利用近期所学的物理知识自制了一个早餐煎蛋锅。如图为该早餐煎蛋锅的简化电路图，内有阻值不变的两根电热丝。1、2为金属触点，S为单刀双掷开关，开关置于1时为“1挡”，置于2时为“2挡”。
(1)当S接“1挡”时，求电路中的电流大小；
(2)当S接“2挡”时，求通电100s电热丝产生的热量；
(3)开关置于不同金属触点时，早餐煎蛋锅工作的功率是不同的，其中低温挡适合做流心煎蛋，高温挡适合做全熟煎蛋。试简要分析S置于哪一个金属触点时适合做流心煎蛋？
8．如图所示，电源电压不变。当、闭合，断开时，电压表示数为6V。当、闭合，断开时，电流表A和的示数分别为和，求：
(1)电源电压 V；为了保护电路，不能同时闭合开关 。
(2)R1和R2的电阻值分别是多少？
(3)当闭合，、断开时，工作电路消耗的电能是多少J？
9．半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受温度影响较大。如图甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图象。根据这种半导体材料电阻的特性，小明和他的同学设计了一个电路（如图乙），可以测定某一空间的温度，使用的器材如下：半导体电阻、电源、电流表（0~0.6A）、开关、定值电阻（10Ω）、导线若干。
(1)定值电阻的作用是什么？
(2)当环境温度为20℃时，电流表的读数为0.2A，求电源的电压。
(3)当环境温度为40℃时，求此时电流表的示数。
(4)为保证电路安全，该电路能测得的最高温度为多少？
(5)如果环境温度为100℃，整个电路工作了10s，半导体电阻的电功率是多少？
10．如图所示的电路中，电源电压为12V，R1=60Ω，R2=30Ω。求：
(1)开关S闭合、S1断开时，电路的总功率为多少？
(2)开关S、S1均闭合后，电流表的示数为多少？
(3)开关S、S1均闭合后，电路的总电阻为多少？
11．某电热淋浴器铭牌中的主要参数如表所示，在正常工作时，将满一桶水从20℃加热到70℃需要50min[c水=4.2×l03J/(kg·℃)；1L=1dm3]。求：
额定电压 220V
额定功率 3000W
额定频率 50Hz
额定容积 36L
(1)水的质量？
(2)水吸收的热量是多少？
(3)我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率，求该淋浴器的热效率是多少？
12．如图所示，电源电压保持不变，电阻R1=30Ω，电阻R2=15Ω。当开关S1、S2都断开时，电流表的示数为0.2A。
(1)电源电压是多少？
(2)当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A，R3的电阻是多大？
(3)（2）情况下，R3的电功率是多少？
13．如图所示，电源电压恒定。R1=30Ω，当S闭合，S1断开时，电流表的示数为0.3A；当S、S1都闭合时，电流表的示数为1.2A。求：
(1)电源电压；
(2)R2的阻值；
(3)S、S1都闭合时，R2消耗的功率；
(4)S、S1都闭合时，通电1min电路消耗的总电能。
14．很多同学认为一度电微不足道，节约一度电没有现实意义，可是这区区一度电却有相当大的 用处。某班级开展“节约一度电”主题活动。请你和他们一起，完成以下活动内容。
(1)有了这1度电可以让一个标有“220V 25W”的灯泡正常持续工作多少小时？
(2)若自来水的温度为20℃，某电热水器的电加热效率为84%，则一度电可使该电热水器将多少千克的自来水烧开（1个标准大气压下）？ [ c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
(3)1度电相当于完全燃烧多少千克标准煤？ （q煤=3.0×107 J/kg）
15．如图所示是某款家用可调功率的微型热水器的内部简化示意图，仅由虚线框内的加热电阻加热，其阻值为22 Ω，滑动变阻器最大阻值为88 Ω。以最大加热功率工作时，将2kg初温为 的水加热至 需要5min。求： 水的比热容。
(1)该热水器以最小功率加热时，电路中的电流；
(2)该微型热水器的最大加热功率；
(3)以最大功率加热时，热水器的加热效率。
16．近年冬天，越来越多的人使用电热桌垫，如图甲所示。好奇的小东同学很想知道它的发热原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由12V电源供电，发热部分由两根电热丝R1、R2组成，设计低温、高温两挡，内部简化电路图如图乙所示，旋钮开关S可置于“1和2” “2和3”或“3和4”接线柱，已知R1的阻值为6Ω，R2的阻值为4Ω。求：
(1)低温挡加热的电流；
(2)高温挡时的电流；
(3)高温挡加热的功率。
17．小强同学用“6V 0.6A”小灯泡L，“10Ω 1A”滑动变阻器R等材料自制了一盏台灯。如图所示是台灯的电路图，当闭合开关S后，把滑片P移到最左端时，小灯泡正常发光。（忽略灯丝阻值的变化）求：
(1)电源电压U；
(2)小灯泡L的电阻；
(3)开关闭合后，整个电路工作时的最小电功率。
18．如图所示电路，电源电压为9V且保持不变，、是定值电阻，。当开关S闭合时，电压表示数为3V。求：
(1)两端的电压；
(2)通过的电流I；
(3)消耗电功率。
19．某型号的电饭锅的铭牌上标有“220V 1100W” 字样，其简化原理图如图所示。它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S 进行调节，为电热丝。当电饭锅处于高温烧煮挡时，电路的功率为1100W；当电饭锅处于焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W。
(1)电饭锅在高温挡时电路中的电流。
(2)电阻丝的阻值。
(3)焖饭、保温10min，电热丝产生的热量。
20．如图甲所示是一款电热暖脚器，可通过旋钮来实现高、低温挡位切换，其内部简化电路如图乙所示，图中R1、R2均为加热电阻（阻值不变）。该暖脚器高温挡的功率是440W，低温挡的功率是110W。求：
(1)低温挡位时电路中电流是多少？
(2)该暖脚器在高温挡连续工作5min产生的热量是多少？
(3)加热电阻R1的阻值是多少？
21．如图甲是测量高于湖水警戒水位装置的原理图。长方体形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接，底部有一小孔与湖水相通，且容器底面与警戒水位相平。已知电源电压恒为10V，小灯泡标有“6V、6W”字样（灯丝电阻不变）。两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示（x为容器内水柱高度h的倒数，即）。求：
(1)小灯泡的电阻。
(2)当湖水水位高于警戒水位2m时，电流表的示数是多少？灯泡的实际电压是多少？
(3)当湖水水位高于警戒水位多少m时，灯泡正常发光。
22．如图甲、乙所示是某型电烤箱和简化电路，工作电压为220V，和均为电烤箱中的加热元件，此电烤箱有高温和低温两个挡位，低温挡电功率为220W，电阻为，求：
(1)低温挡工作10min电路消耗的电能。
(2)高温挡工作电路的电流。
(3)的电阻？
23．某款多功能暖菜板有高、低温两挡加热功能。其简化电路图如图所示，其中、为电热丝。已知电源电压为220V，的阻值为110Ω，的阻值为220Ω。当只闭合开关S时，暖菜板处于低温挡加热，再闭合时，处于高温挡加热。求：
(1)低温挡加热时经过的电流；
(2)高温挡加热的电功率；
(3)高温挡加热30s，电路产生的热量。
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参考答案：
1．(1)
(2)，
(3)
【详解】（1）如乙图所示，当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流为0.5A，由欧姆定律知，小灯泡正常发光时电阻为
（2）分析甲图可知，只闭合S、时，定值电阻R1和R2串联，电流表测电路电流。由丙图可知，当滑片P在E点时，x最大为45cm，接入电路的电阻为0，此时电流表的示数为1.2A，由欧姆定律可得，电源电压为
当滑片P在H点时，接入电路的电阻为最大值，此时电流表的示数为0.3A，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻为
由串联电路电阻的规律可知，的最大阻值为
（3）若只闭合S与，定值电阻R1和小灯泡L串联，电流表测电路电流。为确保灯丝不被烧坏，则小灯泡两端的最大电压为2.5V，由串联电路电压规律可知，两端的最小电压为
此时，小灯泡正常发光，电路中的电流为0.5A，则接入电路的最小阻值为
则滑片P向左移动距离x，未接入电路的阻值为
由图丙知，导体GH的长度为15cm，且每1cm的电阻为1Ω，则导体GH的电阻为
比较发现，滑片P向左移动距离x，未接入电路的阻值小于导体GH的电阻，所以，滑片P仍然在导体GH上，则滑片P向左移动距离x的最大值为
2．(1)0.625W
(2)4.5V
(3)8Ω-15Ω
【详解】（1）小灯泡的额定功率是
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W
（2）将变阻器R1的滑片P调到中点时，闭合S和S3，L短路，电路为R1的简单电路，再闭合S2，R1、R2并联，电流表测干路电流，由并联电路的特点可知，再闭合S2时，通过R1的电流不变，由并联电路的电流特点可知，通过R2的电流
I2=I-I1=ΔI=0.15A由欧姆定律可知，电源电压
U=U2=I2R2=0.45A×10Ω=4.5V
（3）当只闭合开关S和S1时，R2不接入电路，R1与灯泡串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，由串联电路的特点和欧姆定律可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，滑动变阻器两端的电压最大，由电压表的量程可知，滑动变阻器两端的最大电压为3V，灯泡两端的电压
UL小=U-U1大=4.5V-3V=1.5V由图乙可知，此时电路中电流为0.20A，由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最大电阻
当滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路中的电流最大，电流表的量程为0～0.6A，灯泡允许通过的最大电流为0.25A，由串联电路的电流特点可知，电路中的最大电流为0.25A，由图乙可知，此时灯泡两端的电压为2.5V，则滑动变阻器两端的电压
U1小=U-UL=4.5V-2.5V=2V由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最小电阻
则滑动变阻器R1允许的取值范围是8Ω～15Ω。
3．(1)0.4A；
(2)；
(3)4W
【详解】（1）闭合开关S2，断开开关，、串联，则电路中的电流为
（2）闭合开关、，断开开关，单独工作，则通电5min电路消耗的电能为
（3）、串联时，总电阻最大，根据可知总功率最小，则该电路的最小功率为
4．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）加热坐垫在高温挡工作消耗的电能为
（2）当开关、都闭合时，电阻短路，只有接入电路，此时为高温挡，故电阻的阻值为
当开关闭合、断开时，电阻、串联接入电路，此时为低温挡，则低温挡的功率为
（3）若想利用图乙所示的元件将加热坐垫改装为三个挡位，即要通过开关的通断使电路中的总电阻有三种情况，如图所示：
当两个开关都闭合时，两个电阻并联，此时电路中电阻最小，根据公式可知，此时的挡位最高，当只闭合开关时，只有接入电路，电路中电阻最大，根据公式可知，此时的挡位最低，当只闭合开关时，只有接入电路，此时为中间挡。
5．(1)60Ω；
(2)0.75W
【详解】（1）当S1、S2都闭合时，R2被短路，L和R1并联，电流表测干路中的电流，因为此时灯泡正常发光，所以根据并联电路的电压规律可知，电源电压
L和R1并联时，灯泡正常发光，由可得通过灯泡的电流
根据并联电路的电流规律可知，通过R1的电流
则电阻R1的阻值
（2）不计温度对电阻的影响，灯泡L的电阻
当S1、S2都断开时，灯泡L和R2串联，根据串联电路的电阻规律可知，此时电路的总电阻
此时电路中的电流
灯L实际消耗的功率
6．(1)40W
(2)15180J
(3)63.25%
【详解】（1）开关S接触1、2触点时，R1、R2串联，电路的总电阻较大，由可知此时总功率较小，3D打印笔处于慢挡；开关S接触2、3触点时，只有工作，电路的总电阻较小，由可知此时总功率较大，3D打印笔处于快挡。由图丙知道，温度为250℃时，一个电阻为1210 Ω，则一个发热体的功率
（2）将30 g的塑胶从20 ℃加热到250℃，此过程中塑胶材料吸收的热量
（3）打印笔消耗的电能为
该3D打印笔快挡打印时的热效率
7．(1)
(2)
(3)见解析
【详解】（1）当S接“1挡”时，、串联，电路中的电流大小为
（2）当S接“2挡”时，被短路，单独工作，则通电100s电热丝产生的热量为
（3）开关置于1时为“1挡”，此时、串联，总电阻最大，根据，总功率最小，为低温挡，适合做流心煎蛋。
8．(1) 6 、、
(2)、；
(3)108J
【详解】（1）[1]由图可知，当S2、S3闭合，S1断开时，R2单独连入电路，电压表测R2两端的电压，电源电压等于R2两端的电压，即
[2]同时闭合开关S1、S2、S3，会造成电源短路，所以为了保护电路，不能同时闭合开关S1、S2、S3。
（2）当S1、S3闭合，S2断开时，R1和R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测通过R1的电流，由两电流表的示数可知，干路电流为0.5A，通过R1的电流为0.3A，由并联电路的电压特点可知
则R1的电阻为
由并联电路的电流特点可知通过R2的电流为
则R2的电阻为
（3）当S1闭合，S2、S3断开时，电路为只有R1的简单电路，工作1min电路消耗的电能为
9．(1)保护电路
(2)12V
(3)0.4A
(4)100°C
(5)3.6W
【详解】（1）由电路图R和R0串联，由图甲知，R电阻随温度升高而减小，所以定值电阻R0的作用可以防止由于电路中电阻过小，电流过大而烧坏电流表的作用，即起到保护电路作用。
（2）由图甲知道，当t=20℃时，半导体电阻R=50Ω，由串联电路特点和欧姆定律知道，电源电压
（3）由图甲知道，当t=40℃时，半导体电阻R=20Ω，由串联电路特点和欧姆定律知道，此时电流表的示数
（4）根据题意知道，电路允许通过的最大电流是0.6A，此时电路的总电阻
此时半导体电阻
由图甲知道，当半导体电阻R=20Ω时， t=100℃。
（5）根据题意知道，当环境温度为100℃时，半导体电阻R=20Ω，电路允许通过电流是0.6A，则由知道，半导体电阻的电功率
10．(1)2.4W
(2)0.6A
(3)20Ω
【详解】（1）解：（1）开关S闭合，S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，电路的总功率为
（2）开关S、S1均闭合后，两电阻并联，则：
由并联电路电流的规律可知，电流表的示数为
I=I1+I2=0.2A+0.4A=0.6A
（3）
因开关S、S1均闭合后电路的总电流为0.6A，则由可得，电路的总电阻为
11．(1)36kg
(2)7.56×106J
(3)84%
【详解】（1）水的体积
根据得，水的质量
（2）水吸收的热量
（3）加热水消耗的电能
电热淋浴器加热时的热效率
12．(1)9V
(2)
(3)2.7W
【详解】（1）当开关S1、S2都断开时，R1、R2串联，电流表测量电路电流，根据欧姆定律可知电源电压为
U＝I（R1+R2）＝0.2A×（30Ω+15Ω）＝9V
（2）当开关S1、S2都闭合时，R2、R3并联，电流表测量干路电流，此时电流为
则根据并联电流规律，R3的电流为
则R3的阻值为
（3）（2）情况下，R3的电功率为
13．(1)9V
(2)10Ω
(3)8.1W
(4)648J
【详解】（1）当开关S闭合，S1断开时，只有R1工作，则电源电压
（2）当开关S、S1都闭合时，R1、R2并联，则R2的阻值
（3）S、S1都闭合时，R2消耗的功率
（4）当开关S、S1都闭合时，通电1min电路消耗的总电能
14．(1)40h
(2)9kg
(3)0.12kg
【详解】（1）1度电可以让一个标有“220V 25W”的灯泡正常持续工作时间为
（2）水吸收的热量为
Q吸=ηW=84%×3.6×106J=3.024×106J一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水的质量为
（3）根据题意可知，标准煤完全燃烧放出的热量为
Q放=W=3.6×106J由Q放=mq可知，标准煤的质量为
15．(1)
(2)
(3)%
【详解】（1）分析电路为两电阻串联，当滑动变阻器接入电阻最大时，电路中的电流最小，由可知，热水器的功率最小，此时电路中的总电阻为
电路中的电流为
（2）当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，加热功率最大，此时电路为的简单电路，此时电功率为
（3）水吸收的热量
加热电阻产生的热量为
加热效率为
16．(1)2A
(2)5A
(3)60W
【详解】（1）旋钮开关S可置于“2和3”接线柱时，电路为R1的简单电路，总电阻较大，电源电压不变，根据可知，总功率较小，该电热桌垫处于低温挡，低温挡加热的电流
（2）旋钮开关S可置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，总电阻较小，电源电压不变，根据可知，总功率较大，该电热桌垫处于高温挡，高温挡时的电流
（3）高温挡加热的功率
P=UI=12V×5A=60W
17．(1)6V
(2)10Ω
(3)1.8W
【详解】（1）当闭合开关S后，把滑片P移到最左端时，灯泡单独工作，灯泡正常发光，则灯泡的额定电压即为电源电压，为6V。
（2）小灯泡L的电阻为
（3）开关闭合后，根据可知，当变阻器的阻值最大时，整个电路工作时的电功率最小，此时电路中的总阻值为
整个电路工作时的最小电功率为
18．(1)6V
(2)0.6A
(3)1.8W
【详解】（1）当开关S闭合时，R1和R2串联，电压表测量R1两端电压，电压表示数为3V，则R1两端电压为3V。根据串联分压知识可知，R2两端的电压为
（2）通过的电流为
（3）消耗电功率为
19．(1)5A
(2)44Ω
(3)264J
【详解】（1）由可知，在电压一定时，电阻越小，电功率越大，由电路图可知，S应接2触点时，电路电阻最小，此时电饭煲功率最大，电饭煲在高温烧煮挡。 由题意高温烧煮时功率为1100W，电饭锅在高温挡时电路中的电流
（2）由得，电阻
（3）电饭煲保温时电流
保温电热丝R0消耗的电能
W=I保2R0t=(0.1A)2×44Ω×10×60s=264J
20．(1)0.5A
(2)
(3)330Ω
【详解】（1）根据P=UI可得，低温挡位时电路中电流是
（2）该暖脚器在高温挡连续工作5min产生的热量是
（3）根据串并联电路的电阻特点可知，当旋转开关位于1挡时，此时R1、R2串联，电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，处于低温挡；此时电路的总电阻为
当旋转开关位于2挡时，此时只有连入电路，为高温挡，的阻值为
的阻值为
21．(1)
(2)0.625A，3.75V
(3)5m
【详解】（1）由可得，小灯泡的电阻
（2）当湖水水位高于警戒水位2m时，此时，由图可知，此时两金属板间的湖水电阻R1=10Ω，此时电路电流即电流表示数
灯泡的实际电压
（3）因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，所以，电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，湖水电阻两端的电压
则湖水的电阻
由图像可知，当R=4Ω时，x=0.2m-1，所以，h=5m，则湖水水位高于警戒水位5m。
22．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）低温挡工作10min电路消耗的电能为
（2）由图乙可知，当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电烤箱处于高温挡，高温挡工作时，工作电路的电流
（3）当开关S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，电烤箱处于低温挡，根据可知，电路中的总电阻为
的电阻为
23．(1)2A
(2)660W
(3)19800J
【详解】（1）当只闭合开关S时，暖菜板处于低温挡加热，由电路图可知，此时只有R1工作，低温挡加热时经过R1的电流
（2）再闭合S1时，处于高温挡加热，由电路图知道，R1、R2并联，高温挡加热的电功率
（3）高温挡加热30s，电路产生的热量
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