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教科版初中物理九年级上册单元测试-第六单元《电功率》基础卷
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 总分
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阅卷人 一、选择题(本题共15小题;每小题2分,共30分)
得分
1.家用电能表的盘面上,标有“3000 r/(kW·h)”的字样,当接入一个用电器正常工作时,1min内电能表的转盘转了15r,则该电器消耗的实际功率是( ).
A.5 W B.500 W C.300 W D.3 kW
2.电能表是测量用电器消耗电能的仪表.小华想验证他家电能表表盘上标注的每千瓦时的转数是否准确,于是他将标有“220 V 3 A”字样的用电器单独接入电路中,当该用电器正常工作5 min 后,电能表的转盘正好转了110 r,则该电能表每千瓦时的实际转数应是( ).
A.2400r B.2000r C.1500r D.1200 r
3.如图所示为单相电子式复费率电能表,关于它的技术参数和作用,下列叙述中正确的是( ).
A.“220 V”表示电能表适用的额定电压
B.“5A”表示允许在短时间内通过电能表的最大电流
C.“3200 imp/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h电能,指示灯闪烁3200次
D.电能表是测量电流的仪表
4.(2025·宿迁)能源是人类社会发展的物质基础,下列能源的开发与利用有利于实现我国提出的“碳达峰”“碳中和”目标的是( )
A.煤炭 B.石油 C.太阳能 D.天然气
5.(2025·南沙模拟)“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破1亿摄氏度,其能量产生原理与太阳发光发热相似,因此被称为新一代人造太阳。下列有关太阳的研究说法正确的是
A.在太阳内部氢原子核在超高温下发生裂变,释放出巨大的核能
B.太阳辐射的可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度不同
C.太阳是人类的“能源之母”,煤、风能等能源都间接来自太阳能
D.太阳能是未来的理想能源之一,是不可 再生能源
6.(2025·淄博)图甲是电阻R1和R2的电流随电压变化的图像,电源电压不变,滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”字样,将它们接入图乙所示的电路中。只闭合开关S1,滑片P位于a端时,电阻R1的实际功率为1W;同时闭合开关S1和S2,将滑片P移动到b端时,电阻R1的实际功率为9.6W。则( )
A.R2的阻值为5Ω B.电源电压为10V
C.电路中的最大电流为1.8A D.电路的最大功率为24W
7.(2025九上·天河期末)如表为某家用电器的铭牌,该电器最有可能为( )
额定电压:220V 额定频率:50Hz 额定功率:2800W
A.空调 B.电饭煲
C.电视机 D.电脑
8.(2025九上·广州期末)如图所示,是“220V 25W" 的 LED灯和“220V 25W"的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时,下列说法正确的是
A.两灯的实际功率: LED灯低于白炽灯
B.两灯相同时间消耗的电能: LED灯少于白炽灯
C.电能转化为光能的效率: LED灯高于白炽灯
D.两灯相同时间产生的内能: LED灯高于白炽灯
9.(2025九上·新田期末)甲、乙、丙三个普通灯泡铭牌上分别标着“6V 3W”、“3V 3W”、“12V 3W”字样,让它们都正常发光相同时间,则它们消耗的电能( )
A.甲灯的多 B.乙灯的多 C.丙灯的多 D.一样多
10.小林设计了如图所示的四种电路用于测量小灯泡L的额定功率(已知小灯泡的额定电压、定值电阻 的阻值),其中能完成测量目的的电路是( ).
A. B.
C. D.
11.(2025九上·大埔期末)如图所示是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分,根据此电路图,可直接研究的问题是
A.测小灯泡的功率
B.测电流流过小灯泡所做的功
C.测小灯泡消耗的电能
D.测小灯泡产生的热量
12.(2025九上·冷水滩期末)以下四个用电器中, 利用电流热效应工作的用电器是( )
A.电风扇 B.电饭煲 C.空调 D.电视机
13.如图所示,R1、R2为两根电热丝,R1A.甲 B.乙 C.丙 D.甲、乙、丙
14.用如图所示的装置探究“影响电流热效应的因素”.电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中,且瓶中装有质量相等的煤油.下列说法中正确的是( ).
A.该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B.闭合开关后,装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C.实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水,可比较煤油和水的比热容的大小
15.(2025九上·南山期中)如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息,方便监测身体状态,下列说法正确的是
A.手表里的芯片采用超导粉末冶金技术,超导材料制成的元件电阻很大
B.橡胶表带是绝缘体,绝缘体和导体间有绝对的界限
C.给手表的蓄电池充电时,蓄电池相当于电源
D.手表屏幕使用的发光二极管主要由半导体材料制成
阅卷人 二、填空题(本题共12小题;每空1分,共32分)
得分
16.(2025·哈尔滨)小明家电能表如图所示,电能表的读数为 kW·h;若小明家某月共消耗电能100kW·h,则电能表转盘转 r。(3000r/kW·h表示:每消耗1kW·h的电能,电能表转盘转3000r)
17.电子式电能表表盘上标有“3 000 imp/(kW·h)”字样,将某用电器单独接在该表上工作20 min,电能表的指示灯闪烁了 300 次.该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW·h,它的电功率是 W.
18.过春节挂红灯是中国的传统民俗,春节时小明家里也挂起了灯笼,他想测量灯笼里白炽灯泡的功率.他关掉家里其他用电器,只让这只灯泡工作,电能表(如图所示)转盘转了30转,用了 10 min,这段时间灯泡消耗的电能为 kW·h.灯泡的实际功率为 W.为了节能,他换用亮度相当的功率为6 W的LED灯,该灯工作 10 min,消耗的电能只为 kW·h.
19.小明一家外出旅游,出门时电能表示数为,回来时为,这期间消耗了 度电.这些电能可使标有“220V 25 W”字样的灯泡正常工作 h.
20.(2025·海南)图甲电路中,电源电压U保持不变,R1是定值电阻,通过R2的电流与其两端的电压关系如图乙所示。当①、②都是电压表,闭合开关S1、S2时,表②的示数为3v,此时 R2的电功率P2= W;当①、②都是电流表,仅闭合开关S1时,表②的示数为1.6A。此时R1:R2= .
21.(2025·无锡)一种简易的泡沫塑料切割装置电路如图所示,电源电压为6V,用以切割的金属电热丝R的阻值为1Ω.闭合开关 S后,电路中电流为 A,10s内电热丝 R 产生的热量为 J.若要减小电热丝R的发热功率,请写出一种合理做法 。
22.某电熨斗内有 R1、R2两段发热丝,其简化电路如图所示,它在220 V或110 V电压下都能正常工作.110 V时将S拨至1挡,220 V时将S拨至2挡,这两种情况下熨斗的电功率均为1 100 W.则电熨斗在220 V电压下正常工作的电流是 A,两发热丝的电阻之比 R1:R2为 。
23.(2025九下·衡阳竞赛)如图甲所示是便携式封口机,简化的电路图如图乙所示,工作时利用电流的 效应。若封口时总是把塑料袋烫坏,应将发热电阻换成阻值更 (选填“大”或“小”)的电阻。
24.(2025·成都模拟)如图所示是某电熨斗内部的简化电路图,已知电熨斗分“高温”和“低温”两个挡位,R1是电热丝,R2是调节电阻,S为单刀双掷开关,R1=50Ω,R2=150Ω。当开关接 时,电熨斗为低温挡,在这个挡位工作5min,电热丝R1上产生的热量为 J。
25.电热炉内有两个阻值分别为 和 的发热电阻,用一个旋转开关可以实现电热炉多挡位工作的要求.将电热炉接入家庭电路中.
(1)电热炉工作时能发热,是利用了电流的 ;当电热炉只有发热电阻 R1 工作时,通过它的电流是
(2)当两个电阻 R1、R2 连接时,电热炉发热功率最大,并且这个最大功率为 .
26.(2025九上·兰州期中)2025年陕西推广的太阳能路灯,白天太阳能电池板给蓄电池充电时,蓄电池相当于 (选填“电源”或“用电器”);路灯的LED灯珠是由 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制成的。
27.(2025·新疆) 在绿色照明、智慧照明理念的倡导下,LED灯具正在快速普及。
(1)LED主要是由 (选填“导体”或“半导体”)材料制成的。与白炽灯相比,LED灯工作时消耗的电能绝大部分转化为光能,极少部分转化为内能,所以LED光源又称为 (选填“冷”或“热”)光源。当人体靠近楼道内的智能LED体感灯时,人体辐射的 (选填“紫外线”或“红外线”)会被体感灯感应到,从而灯会变亮;当人远离灯到一定距离时,灯又会熄灭。
(2)某型号吸顶灯经过灯内调制电路将家庭电路的电压变为60V的直流电压,吸顶灯内有4个灯条贴片,每个灯条贴片由20个相同的LED灯珠串联组成,4个灯条贴片并联在60V的电压两端。开关闭合后,所有LED灯珠均能正常发光,则每个LED灯珠的额定电压为 V。已知每个LED灯珠的额定电流为0.15A,则该吸顶灯的总电流为 A。吸顶灯正常工作时,若突然有一个LED灯珠发生了断路故障,则吸顶灯的功率变为 W。
阅卷人 三、实验探究题(本题共4小题;每空1分,共19分)
得分
28.(2025九下·深圳开学考)如图甲所示,晓亮在“测量小灯泡的额定电功率”实验中,电源电压为6V,额定电压为2.5V的小灯泡电阻约为10 Ω,有两个规格分别为“30Ω1A”滑动变阻器A和“10Ω2A”的滑动变阻器B.
(1)本实验中应选择变阻器 (选填“A”或“B”);
(2)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整,要求:滑片P向左移动时灯泡变亮 ;
(3)闭合开关,移动滑片后发现电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填”或“左”)端移动,直到电压表示数为2.5V;
(4)聪明的晓亮用一个阻值为10Ω的定值电阻替代电压表,设计了如图丙所示的电路,测量出额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻。
①闭合开关S1, 将S2拨到触点“1”,移动滑动变阻器滑片,使电流表的示数为 A
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,再将开关S2拨到触点“2”。读出电流表的示数Ⅰ;
③灯泡正常发光时电阻的表达式为R= (用已知量和测量量表示)。
29.在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知待测小灯泡的额定电压为3.8V,额定电功率约为0.9 W.可供选择的电流表有:A1(量程0~0.3 A),A2(量程0~3A).
(1)连接电路时,应选用的电流表是 (填“A1”或“A2”).
(2)图甲是某小组连接的实物电路图.图中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并在图中改正.
(3)改正错误后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为3.0V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电功率是 W.
(4)不用电流表,另增加两个开关和一个阻值为12Ω的定值电阻R0,该小组设计了如图丙所示的电路图,测量小灯泡的额定功率.正确连接电路后,断开 S3,闭合S1、S2,调节滑动变阻器,让电压表示数为3.8 V;然后断开S2,闭合S1、S3,读出电压表示数为6.5 V.则测得小灯泡的额定功率是 W.
30.(2025九上·乳源期末)如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,将四段电阻丝 a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内,盒内封闭一定量的空气,其中图乙中另取阻值为5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联。
(1)在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U型管中 来比较的,应用的物理科学探究方法是 。
(2)图甲可探究电流产生的热量与 的关系,通电一段时间后, (选填“左”或“右")侧盒子中的电阻产生的热量多。
(3)图乙可探究电流产生的热量与 的关系。
(4)由公式可知,图乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为 。.
31.(2025·广西) 为了解家用电器耗能情况,某小组进行了如下研究。图甲是2,图乙是其工作原理简图,为热敏电阻,其电阻值随温度变化的部分曲线如图丙所示。将蚊香片装入蚊香器,通电后蚊香器的热敏电阻发热,加热蚊香片可以达到驱蚊功效,最后自动保持在一个特定温度(如图丙中的)。
(1)蚊香器工作一会儿,人就能闻到蚊香片气味,这是气体分子在空气中的 现象。
(2)若蚊香器正常工作的电功率为,则电路电阻值的大小为多少 ?工作消耗电能为多少 ?
(3)家用电器待机时也消耗电能,某些电视机机顶盒待机的功率可达蚊香器正常工作功率的3倍,我们在日常生活用电时该如何有效节能?请写出一条有效措施 。
(4)请从能量转化和转移角度并结合热敏电阻的电阻值变化特点,解释蚊香器通电后温度升高,并能自动保持一定温度的原因 。
阅卷人 四、计算题(本题共3小题;32题4分,33题7分,34题8分,共19分)
得分
32.(2025·成都模拟)如图所示的电路中,电源电压恒定,滑动变阻器R1上标有“10Ω1A”字样,定值电阻R2=6Ω,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,灯泡L上标有“2.5V 1W”字样。闭合开关S1、S3,断开开关S2,移动R2的滑片到中点时,灯泡L恰好正常发光。
(1)闭合开关S1、S3,断开开关S2,移动R1的滑片使电流表的示数为0.3A,此时电路的总功率为多少
(2)闭合开关S1、S2,断开开关S3,在保证电路安全的前提下,R1的取值范围为多少
33.(2025九上·澄海期末)电饼铛是一种用于烹饪各种饼类食品的家用电器,有上下两个加热面,如图甲所示;某电饼铛的内部简化电路如图乙所示, R1和R2分别为电饼铛上、下两组电热管,只闭合S、S1,电饼铛处于上面烘烤状态;同时闭合S, S1、S2, 电饼铛处干双面烘烤状态;已知电饼铛的工作电压为220V,双面烘烤功率为1980W. 电热管R2的阻值为55Ω。试求:
(1)电饼销处于双面烘烤时,电路中的总电流;
(2)电饼铛处于双面烘烤状态工作10min,所产·生的总热量;
(3)电热管R1的值,
34.(2025九下·衡阳竞赛)如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻. 为 30Ω,滑动变阻器标有“30 Ω 2 A”,现把滑动变阻器的滑片移动到最左端。开关 闭合、 断开时,电流表的示数为0.2A,求:
(1)电源电压;
(2)保持滑动变阻器的滑片不动,两个开关都闭合,电流表的示数为0.6A,求电阻. 的大小;
(3)通过调节开关和滑片,此电路最大功率和最小功率之比。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】 1min内电能表的转盘转了15 r ,所以消耗的电功,功率P=,故C正确。
综上选C。
【分析】 解题关键在于理解电能表转盘转数与电能的对应关系,通过转数求出单位时间内消耗的电能,再利用功率公式计算功率。核心步骤是“转数→电能→功率”的逻辑推导。
2.【答案】B
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】 该用电器正常工作5 min ,电功为W=Pt=UIt=220V×3A×5×60s= 198000 J= 0.055 k
W·h, 电能表的转盘5min正好转了110 r ,所以每小时转,故B正确,ACD错误;
综上选B。
【分析】 要解决该问题,需先根据用电器的额定电压和额定电流求出其功率,再结合工作时间算出消耗的电能;接着利用电能表转盘转数与消耗电能的关系,求出每千瓦时对应的转数 。
3.【答案】C
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】 A、电能表上“220 V”表示该电能表适用的额定电压为220 V,此描述符合电能表额定电压的定义,所以选项A正确。
B、“5 A”是电能表的额定电流,它表示在电路正常工作时,通过电能表的电流不能超过5 A;而“允许在短时间内通过电能表的最大电流”对应的是“额定最大电流”,通常用“10 A”等表示(本题未体现),所以选项B错误。
C、“3200 imp/(kW·h)”中,“imp”表示闪烁次数,该参数的含义是每消耗1 kW·h电能,指示灯闪烁3200次,此描述符合电能表指示灯闪烁次数与电能消耗关系的定义,所以选项C正确。
D、电能表是测量**电能**的仪表,而测量电流的仪表是电流表,所以选项D错误。
综上选C。
【分析】 要解决本题,需明确电能表各技术参数的含义以及电能表的作用,再对每个选项逐一分析判断。
4.【答案】C
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响;能源与可持续发展
【解析】【解答】实现我国提出的“碳达峰”“碳中和”需要减少使用化石燃料,使用清洁能源,可以有利于达到“碳达峰”“碳中和”,如太阳能,故C正确,ABD错误。
综上选C。
【分析】可再生能源:使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源:使用内短期不能再生的能源,如核能、化石能源。
5.【答案】C
【知识点】光的传播速度与光年;能源及其分类;核裂变;能源与可持续发展
【解析】【解答】 A、在太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的核能,故A错误;
B、太阳辐射的可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度相同,故B错误;
C、太阳是人类的“能源之母”,煤、风能等能源都间接来自太阳能,故C正确;
D、太阳能是未来的理想能源之一,是可再生能源,故D错误。
故答案为:C。
【分析】太阳内部每时每刻都在发生核聚变。可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度相同。太阳是人类的“能源之母”,煤、风能等能源都间接来自太阳能。短期内能够从自然界中得到补充的能源是可再生能源。
6.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】AB、 只闭合开关S1,滑片P位于a端时,电阻R1的实际功率为1W ,此时,R和R1串联,UR1=2V,IR1=0.5A,电源电压U=IR1×(R+R1)=0.5A×20Ω+2V=12V,故B错误;R2两端电压为3V,电流为0.3A,此时R2=10Ω,故A错误;
C、同时闭合开关S1和S2,将滑片P移动到b端时, 此时R1和R2并联, UR1'=12V,IR1'=;IR2=,所以干路电流为1.2A+0.8A=2.0A,故C错误;
D、最大电流为2.0A,电压为12V,所以最大电功率P=UI=12V×2.0A=24W,故D正确,
综上选D。
【分析】 本题需要根据图甲的电流 - 电压图像,结合图乙的电路连接情况,利用电功率公式和欧姆定律来求解。先通过只闭合S1,滑片P在a端时R1的实际功率求出电源电压;再通过同时闭S1、S2,滑片P在b端时R1的实际功率求出R1的阻值;然后根据图像求出R2 的阻值;最后计算电路中的最大电流和最大功率。
7.【答案】A
【知识点】电功率
【解析】【解答】本题考查电功率的估测,要认真观察生活,注意收集生活中常见的电功率数据。该用电器的功率为2800W。
A.柜式空调的功率较大,可能为2800W,故A符合题意;
B.电饭煲的功率约为800W,故B不符合题意;
C.电视机的功率约为200W,故C不符合题意;
D.笔记本电脑的功率通常小于100W,故D不符合题意。
故选A。
【分析】根据生活经验和对电功率单位的认识分析。
8.【答案】C
【知识点】能量的转化或转移;电功率
【解析】【解答】 A、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,LED灯比白炽灯亮,所以LED灯的实际功率大,故A错误;
BCD、因两灯的额定功率相同,当两灯均正常工作时,相同时间内,根据W=Pt可知,两灯消耗的电能相等;由图可知白炽灯把大部分电能转化为内能,LED灯把大部分电能转化为光能,因此相同时间内LED灯产生的内能小于白炽灯,说明LED灯电能转化为光能的效率高,故C正确,BD错误。
故答案为:C。
【分析】 根据W=Pt结合电能转化为内能和光能的占比图分析回答
9.【答案】D
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】由灯泡的铭牌可知,三个普通灯泡的额定功率相等,由W=Pt可知,在相等时间内它们消耗的电能相等。
故选D。
【分析】功的计算:公式为W=Pt。
10.【答案】A
【知识点】功率的计算;串联电路的电流规律;实际功率
【解析】【解答】A、S1闭合,S2和1闭合,此时电压表测量灯泡的电压,调节变阻器使得电压表示数为额定电压,电压表闭合2,根据电阻的串联计算R0两端电压,结合欧姆定律计算此时R0的电流,根据串联电路电流处处相等可知,灯泡的额定电流,根据P=UI计算额定电功率,故A正确;
B、开关S2无论闭合1还是2,无法确定灯泡正常发光,故B错误;
C、灯泡的额定电流位置,无法确定灯泡是否正常发光,故C错误;
D、开关S2无论闭合1还是2,灯泡和R0并联,电流表均测量总电流,故D错误。
综上选A。
【分析】 要测量小灯泡的额定功率,需先使小灯泡两端电压达到额定电压,再测量此时通过小灯泡的电流,利用公式P=UI计算。需分析每个选项电路能否实现“控制电压为额定电压”和“测量对应电流”这两个关键环节。
11.【答案】A
【知识点】电功的计算;焦耳定律的应用;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】电压表测量灯泡两端的电压U,电流表测通过灯泡的电流I,可以通过欧姆定律计算其电阻,通过P=UI计算其电功率,灯泡的功、消耗的电能、灯泡产生的热量均需要时间t,所以A正确,BCD错误;
综上选A。
【分析】测量电灯泡的电压和灯泡的电流,可以通过欧姆定律以及电功率公式计算灯泡的电阻和电功率。
12.【答案】B
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】本题主要考查电流的热效应在生活中的应用实例,可以从能量转化的角度来加以分析判断。体现了物理来源于生活,又服务于社会的理念。AC.电风扇、空调工作时,主要将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故AC不符合题意;
B.电水壶工作时主要把电能转化为内能,是利用电流热效应工作的,故B符合题意;
D.电视机工作时将电能转化为光能和声能,不是利用电流热效应工作,故D不符合题意。
故选B。
【分析】当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应。
13.【答案】C
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】根据P=分析可知,R越小电功率越大,所以烧开水的时间越短,根据并联电路电阻规律计算可知,总电阻小于支路电阻,所以并联后的电功率大,故C正确,ABD错误;
综上选C。
【分析】 本题核心是利用电热丝功率与电阻的关系(电压一定时,电阻越小,功率越大,加热时间越短),通过分析串联、并联及单电阻的总电阻大小,确定加热时间的长短。解题关键是理解“电阻越小,相同电压下功率越大,加热时间越短”这一逻辑链。
14.【答案】C
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】根据电流的热效应Q=I2Rt计算可知,R2产生热量大,所以R2的煤油吸收的热量多,温度上升快,C正确,ABD错误;
综上选C。
【分析】 本题关键在于理解串联电路中电流和时间相同,探究的是电阻对热效应的影响;同时掌握焦耳定律的应用、转换法的运用以及比热容比较的条件(相同质量、吸收热量相同)。通过对每个选项结合知识点分析,得出正确结论。
15.【答案】D
【知识点】导体与绝缘体;电路的构成及电路图;半导体特点及作用;超导体特点及作用
【解析】【解答】A:超导材料的核心特性是电阻为零,而非“电阻很大”,A 错误。
B:导体和绝缘体之间没有绝对界限(如玻璃常温下是绝缘体,红炽时可导电),B错误。
C:给蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,相当于用电器,而非电源,C错误。
D:发光二极管(LED)主要由半导体材料制成,这是半导体材料的典型应用,D正确。
故选D
【分析】本题围绕智能手表的元件特性,考查超导材料、导体与绝缘体的界限、电源/用电器的判断及半导体材料的应用。解题关键是准确掌握各物理概念的内涵(如超导的电阻特性、导体与绝缘体的相对性、充电时蓄电池的角色、半导体的应用场景),通过概念辨析得出正确结论,体现了电学材料知识在智能设备中的实际应用逻辑。
16.【答案】2562.5;3×105
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】据图可知,电能表示数为2562.5kW·h,电能表规格为3000r/kW·h,所以消耗100kW·h电能表转。
【分析】电能表参数的理解:电能表是计量电能的仪表,电能表的数字中最后一位表示的是小数点后一位,电能表正常工作电压和电流为220V 10A,某段时间所用电能为电能表示数之差。某段时间消耗电能的计算:n/3000r kW·h n为灯光闪烁次数.
17.【答案】0.1;300
【知识点】功率的计算;电能表参数的理解
【解析】【解答】消耗的电能,功率。
【分析】要解决该问题,需先理解电能表指示灯闪烁次数与电能的对应关系,再利用电能计算电功率。首先根据“3000 imp/(kW·h)”确定每闪烁一次对应的电能,进而求出300次闪烁的总电能;然后结合工作时间,利用功率公式 计算电功率。
18.【答案】;;
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】 电能表(如图所示)转盘转了30转 ,则消耗的电能,灯泡的实际功率, 功率为6 W的LED灯,该灯工作 10 min ,消耗的电能W=Pt=6×10-3kW×= kW·h.
【分析】 要解决这三个填空,需利用电能表的转数与电能的关系(每转对应电能)、功率公式W=Pt。首先明确电能表每转对应的电能,再依次计算各空。
19.【答案】3;120
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】据图可知,出门前的电能表示数为864.0kW·h,回来之后的示数为867.0kW·h,所以消耗的电能W=867.0kW·h-864.0kW·h=3kW·h,.这些电能可使标有“220V 25 W”字样的灯泡正常工作。
【分析】 要解决该问题,需分两步:首先计算旅游期间消耗的电能,利用电能表前后示数差求解;其次根据电能公式 W = Pt 计算灯泡正常工作时间,其中 P 为灯泡功率,W 为消耗的电能。
20.【答案】1.5;3:5
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电功率的计算
【解析】【解答】 当①、②都是电压表,闭合开关S1、S2时,表②的示数为3V ,则通过R2的电流为0.5A,所以P2=UI=3V×0.5A=1.5W; 当①、②都是电流表,仅闭合开关S1时 ,电阻并联, ② 测量干路电流, ① 测量R2的电流,假设R2两端电压为6V,则通过R2的电流为0.6A,通过R1的电流为1.6A-0.6A=1A,根据并联分流可知 R1:R2=I2:I1=0.6:1=3:5
【分析】1、电功率的公式:P=UI。
2、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压;
3:并联分流:用电器并联时,其两端电流和电阻成反比,所以I1:I2=R2: R1。
21.【答案】6;360;降低电源电压
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率
【解析】【解答】①根据欧姆定律;
②10s内电热丝 R 产生的热量为 Q=I2Rt=(6A)2×1Ω×10s=360J;
③减小发热功率的方法有减小电流,降低电源电压等。
【分析】 本题综合考查欧姆定律、焦耳定律及电功率的应用。通过欧姆定律求电流,焦耳定律求热量,结合电功率公式分析功率变化方法,需熟练掌握各公式的形式与物理意义。
22.【答案】5;1:4
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】 电功率为1 100 W ,根据P=UI计算工作电流I=,根据P=计算可知,。
【分析】 本题考查电功率公式的应用,关键是明确不同电压下电路的连接方式(单个电阻工作),通过功率公式推导电阻,再计算比例。第一空利用 P = UI求电流,第二空利用P=分别求电阻后求比。
23.【答案】热;大
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】 电流通过导体时会产生热量,这种现象叫做电流的热效应。便携式封口机工作时,电流通过发热电阻产生热量,使电阻温度升高,所以利用的是电流的热效应。
当封口时塑料袋被烫坏,说明发热电阻产生的热量过多,导致温度过高。根据焦耳定律(家庭电路电压 U 不变,工作时间 t 相同时),要减少产生的热量 Q ,需要增大电阻 R 的阻值。因此应将发热电阻换成阻值更大的电阻。
【分析】 首先确定电流的效应类型,电流通过导体产生热量属于热效应;然后分析如何调整电阻使发热减少,依据焦耳定律,在电压和时间一定时,电阻越大,产生的热量越少。
24.【答案】1;18150
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】根据电功率公式可知,电阻大,电功率小,所以接1时,电阻串联,最大,此时的电功率小,根据焦耳定律Q=I2Rt=
【分析】电流的热效应:原理为焦耳定律Q=I2Rt,所以产热量和电阻成正比,和电流的平方成正比;
电功率的计算:公式为 ,所以电压相同时,电功率和电阻成反比。
25.【答案】(1)热效应;3.67 A
(2)并联;1210W
【知识点】功率大小的比较;电功率的计算;电流的热效应
【解析】【解答】(1) 电热炉工作时能发热,是利用了电流的 热效应; 当电热炉只有发热电阻 R1 工作时,通过它的电流是;
(2)根据计算可知,电阻越小,电功率越大,根据电阻的并联可知,总电阻小于支路电阻,所以两电阻并联,电功率最大,最大功率P=。
【分析】(1)第一空需回忆电流的热效应概念,即电流通过导体时导体会发热;第二空要利用家庭电路电压(220V)和欧姆定律计算通过R1的电流。
(2)第一空需明确电阻并联时总电阻最小,根据功率公式,总电阻越小功率越大,故两电阻需并联;第二空要先计算并联后的总电阻,再代入功率公式求最大功率。
26.【答案】用电器;半导体
【知识点】电路的构成及电路图;半导体特点及作用
【解析】【解答】白天时,电池板为蓄电池充电,蓄电池消耗电能,相当于电路中的用电器。
半导体的导电性介于导体和绝缘体之间,LED灯珠是由半导体材料制成的。故第1空填:用电器;第2空填:半导体。
【分析】电路中,消耗电能的是用电器;LED灯是半导体材料做成的。
27.【答案】(1)半导体;冷;红外线
(2)3;0.6;27
【知识点】红外线;功率的计算;并联电路的电压规律;半导体特点及作用;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】LED的材料主要为半导体,工作时,少部分转化为内能,所以温度较低,LED又称为冷光源,人体有温度,所以会向外辐射红外线。灯条贴片的电压为60V,灯条贴片由20个LED串联,根据串联电路电压规律计算可知,每个LED的电压为,每个LED的电流为0.15A,所以干路的电流为0.15A×4=0.6A,有一个LED灯发生故障,则该支路故障,所以干路的电流为0.15A×3=0.45A,根据P=UI计算可知,吸顶灯的功率P=60V×0.45A=27V。
【分析】1、半导体的应用:常用作发光二极管;
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流。
4、红外线:是频率比红光低的不可见光,常见用处有测温、遥控电器。
28.【答案】(1)A
(2)
(3)左
(4)0.25;
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)变阻器电压为6V-2.5V=3.5V,根据串联分压可知变阻器电阻需要大于小灯泡电阻,所以选择A。
综上 第1空、 A;
(2) 滑片P向左移动时灯泡变亮 ,此时接入电路的电阻丝变短,作图如下:
(3)据图可知:电压表示数为1.5V,此时需要增加灯泡电压,减小变阻器分压,根据串联分压可知,需要减小电阻,即向左移;
综上 第1空、 左;
(4)闭合开关S1, 将S2拨到触点“1”,移动滑动变阻器滑片,使电流表的示数为0.25A,根据欧姆定律计算可知灯泡两端电压为2.5V;保持滑动变阻器的滑片位置不变,再将开关S2拨到触点“2”。读出电流表的示数Ⅰ,所以此时通过灯泡的电路为I1=I-0.25A;根据欧姆定律计算R=;
综上 第1空、 0.25;第2空、
【分析】1、并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流,电阻规律;
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
29.【答案】(1)A1
(2)
(3)0.54.
(4)0.855
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)灯泡的额定电流,所以选择小量程的电流即可,故选择A;
(2)电流表需要和灯泡串联,测量灯泡电流,据此作图:
(3)电流表示数为0.18A,功率P=UI=3.0V×0.18A=0.54W;
(4) 断开 S3,闭合S1、S2,调节滑动变阻器,让电压表示数为3.8 V ,此时灯泡的电压为3.8V, 然后断开S2,闭合S1、S3,读出电压表示数为6.5 V. 此时灯泡和定值电阻的电压为6.5V,所以定值电阻的电压为6.5V-3.8V=2.7V,电路电流,灯泡的功率P=UI=3.8V×0.225A=0.855W
【分析】 (1)根据小灯泡额定功率和额定电压计算额定电流,结合电流表量程选择合适的电流表;
(2)分析实物电路图中电流表的连接错误,找出并改正;
(3)先确定电流表的示数,再利用电功率公式 \( P = UI \) 计算;
(4)通过两次电路状态(含定值电阻和不含定值电阻)的电压差求出额定电流,再结合额定电压计算额定功率。
30.【答案】(1)液面高度差;转换法
(2)电阻;右
(3)电流
(4)2:1.
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】(1) 电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U型管中 液面高度差来反映,该方法为转换法;
综上 第1空、 液面高度差; 第2空、转换法;
(2)甲图,电阻为变量其余因素相同,所以可以探究 电流产生的热量与 电阻的关系;右侧电阻大, 通电一段时间后, 右侧产生热量多;
综上 第1空、电阻; 第2空、右;
(3)甲图,电流为变量其余因素相同,所以可以探究 电流产生的热量与 电流的关系;
综上 第1空、 电流;
(4)乙图中,根据并联干路电流等于支路电流之和,且支路电流相同,所以左右两侧产生的电热量值为2:1.
综上 第1空、 2:1.
【分析】1、探究电流的热效应:原理为焦耳定律Q=I2Rt,所以产热量和电阻成正比,和电流的平方成正比,实验中通过液面高度差的变化作为观察指标转化为电流的产热量。
2、转换法:在物理实验中,某些物理量(内能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如本题中热能的大小难以直接测量,所以需要通过 液面高度差的变化进行测量;控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如电流的热效应的影响因素有:电阻和电流。在探究某个单一变量对物理量的影响时,需要控制其余变量相同,如探究 导体的发热量可能与导体的电阻的关系时,需要电流相同,故选择串联电路。
31.【答案】(1)扩散
(2)9680Ω;0.05kW·h
(3)不使用电器时拔掉插头
(4)蚊香器通电后,电流通过热敏电阻做功,电能转化为内能,使热敏电阻温度升高。由图丙可知,热敏电阻的阻值随温度升高而增大,根据,在电源电压U不变时,电阻R增大,功率P减小,产生的热量减少。当产生的热量与向周围环境散失的热量相等时,温度就自动保持在一定温度
【知识点】电功的计算;焦耳定律的应用;分子热运动
【解析】【解答】(1) 人能闻到蚊香片气味,属于扩散现象,本质为分子热运动。
(2) 蚊香器正常工作的电功率为,电源电压为220V,电路总电阻;工作10h消耗的电能W=Pt=5×10-3kW×10h=0.05kW·h
(3)节能措施:出门关灯,及时拔下充电头等
(4) 蚊香器通电 ,有电流通过,蚊香器具有电阻,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,会产生电流的热效应,所以蚊香器温度升高,电阻R增大,根据,功率P减小,产生的热量减少。产生的热量与向周围环境散失的热量相等时,温度就自动保持在一定温度。
【分析】1、电功的计算:公式为W=Pt,Q=I2Rt;
2、分子热运动的特点:分子无规则运动,肉眼无法观察,常见例子有:气体颜色的改变,味道的扩散;且温度越高,分子热运动速度越快。
32.【答案】(1)解:闭合开关S1、S3,断开开关S2 , 移动R2的滑片到中点时,灯泡L恰好正常发光 ,根据P=UI计算可知,此时电路的电流I=,定值电阻为6Ω,根据欧姆定律U=2.5V+0.4A×5Ω=4.5V, 移动R1的滑片使电流表的示数为0.3A ,同理计算P=4.5V×0.3A=1.35W
(2)解: 闭合开关S1、S2,断开开关S3, R2 和 R1 串联,根据串联分压可知,R1最大,分压最大,电流最小,即Umax=当电流最大,R1最小,此时根据欧姆定律计算R1 =4.5V0.6A-6Ω=1.5Ω,所以 R1的取值范围为 1.5-10Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【分析】(1)闭合开关S2、S3,断开开关S2 , 移动R2的滑片到中点时,灯泡L恰好正常发光 ,根据P=UI计算可知,此时电路的电流I,根据欧姆定律U=IR计算电源电压,根据P=UI计算 电路的总功率 ;
(2)闭合开关S1、S2,断开开关S3, R2 和 R1 串联,根据串联分压可知,R1最大,分压最大,根据欧姆定律计算此时电压表的电压,当电流最大,R1最小,此时根据欧姆定律计算R1.
33.【答案】(1)解: 同时闭合S, S1、S2, 电饼铛处干双面烘烤状态 ,此时 功率为1980W. ,根据P=UI计算电路的电流I=
(2)解:根据W=Pt, 功率为1980W,所以W=1980W×600s=118800J;
(3)解: 电热管R2的阻值为55Ω,根据P=可计算R2的电功率P2=,所以R1的电功率P1=1980W-880W=1100W,同理计算R1=。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电功的计算
【解析】【分析】(1) 双面烘烤功率为1980W,电压为220V,根据P=UI计算电流的电流;
(2)根据W=Pt计算 电饼铛处于双面烘烤状态工作10min,所产·生的总热量 ;
(3) 电热管R2的阻值为55Ω,根据P=计算R2的电功率,根据并联电功率的计算可知P1=P-P2,同理计算R1.
34.【答案】(1)解: 把滑动变阻器的滑片移动到最左端。开关 闭合、 断开时 ,电路中只有R1,根据欧姆定律U=IR=0.2A×30Ω=6V。
(2)解: 保持滑动变阻器的滑片不动, 两个开关都闭合 ,R1和R2并联,电流表位于干路,测量干路电流,总电阻R=,根据电阻的并联计算R2=15Ω.
(3)解:电路中R1和R2并联,电阻最小,电流最大为0.6A,R和R1串联,电阻最大,此时电流最小为I=,根据P=UI计算可知,电功率之比为电流之比,即 电路最大功率和最小功率之比 为0.6A:0.1A=6:1。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)开关 闭合、 断开,把滑动变阻器的滑片移动到最左端,电路中只有R1,根据欧姆定律U=IR计算电源电压。
(2)保持滑动变阻器的滑片不动, 两个开关都闭合 ,则R1和R2首首相连,尾尾相接,属于并联,电流表位于干路,测量干路电流,根据欧姆定律计算总电阻,根据电阻的并联计算R2;
(3)电路中R1和R2并联,电阻最小,电流最大为0.6A,R和R1串联,电阻最大,此时结合电阻的串联和欧姆定律计算I=最小电流,根据P=UI计算可知,电功率之比为电流之比,即 电路最大功率和最小功率之比 为电流之比。
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教科版初中物理九年级上册单元测试-第六单元《电功率》基础卷
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 总分
评分
阅卷人 一、选择题(本题共15小题;每小题2分,共30分)
得分
1.家用电能表的盘面上,标有“3000 r/(kW·h)”的字样,当接入一个用电器正常工作时,1min内电能表的转盘转了15r,则该电器消耗的实际功率是( ).
A.5 W B.500 W C.300 W D.3 kW
【答案】C
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】 1min内电能表的转盘转了15 r ,所以消耗的电功,功率P=,故C正确。
综上选C。
【分析】 解题关键在于理解电能表转盘转数与电能的对应关系,通过转数求出单位时间内消耗的电能,再利用功率公式计算功率。核心步骤是“转数→电能→功率”的逻辑推导。
2.电能表是测量用电器消耗电能的仪表.小华想验证他家电能表表盘上标注的每千瓦时的转数是否准确,于是他将标有“220 V 3 A”字样的用电器单独接入电路中,当该用电器正常工作5 min 后,电能表的转盘正好转了110 r,则该电能表每千瓦时的实际转数应是( ).
A.2400r B.2000r C.1500r D.1200 r
【答案】B
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】 该用电器正常工作5 min ,电功为W=Pt=UIt=220V×3A×5×60s= 198000 J= 0.055 k
W·h, 电能表的转盘5min正好转了110 r ,所以每小时转,故B正确,ACD错误;
综上选B。
【分析】 要解决该问题,需先根据用电器的额定电压和额定电流求出其功率,再结合工作时间算出消耗的电能;接着利用电能表转盘转数与消耗电能的关系,求出每千瓦时对应的转数 。
3.如图所示为单相电子式复费率电能表,关于它的技术参数和作用,下列叙述中正确的是( ).
A.“220 V”表示电能表适用的额定电压
B.“5A”表示允许在短时间内通过电能表的最大电流
C.“3200 imp/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h电能,指示灯闪烁3200次
D.电能表是测量电流的仪表
【答案】C
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】 A、电能表上“220 V”表示该电能表适用的额定电压为220 V,此描述符合电能表额定电压的定义,所以选项A正确。
B、“5 A”是电能表的额定电流,它表示在电路正常工作时,通过电能表的电流不能超过5 A;而“允许在短时间内通过电能表的最大电流”对应的是“额定最大电流”,通常用“10 A”等表示(本题未体现),所以选项B错误。
C、“3200 imp/(kW·h)”中,“imp”表示闪烁次数,该参数的含义是每消耗1 kW·h电能,指示灯闪烁3200次,此描述符合电能表指示灯闪烁次数与电能消耗关系的定义,所以选项C正确。
D、电能表是测量**电能**的仪表,而测量电流的仪表是电流表,所以选项D错误。
综上选C。
【分析】 要解决本题,需明确电能表各技术参数的含义以及电能表的作用,再对每个选项逐一分析判断。
4.(2025·宿迁)能源是人类社会发展的物质基础,下列能源的开发与利用有利于实现我国提出的“碳达峰”“碳中和”目标的是( )
A.煤炭 B.石油 C.太阳能 D.天然气
【答案】C
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响;能源与可持续发展
【解析】【解答】实现我国提出的“碳达峰”“碳中和”需要减少使用化石燃料,使用清洁能源,可以有利于达到“碳达峰”“碳中和”,如太阳能,故C正确,ABD错误。
综上选C。
【分析】可再生能源:使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源:使用内短期不能再生的能源,如核能、化石能源。
5.(2025·南沙模拟)“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破1亿摄氏度,其能量产生原理与太阳发光发热相似,因此被称为新一代人造太阳。下列有关太阳的研究说法正确的是
A.在太阳内部氢原子核在超高温下发生裂变,释放出巨大的核能
B.太阳辐射的可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度不同
C.太阳是人类的“能源之母”,煤、风能等能源都间接来自太阳能
D.太阳能是未来的理想能源之一,是不可 再生能源
【答案】C
【知识点】光的传播速度与光年;能源及其分类;核裂变;能源与可持续发展
【解析】【解答】 A、在太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的核能,故A错误;
B、太阳辐射的可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度相同,故B错误;
C、太阳是人类的“能源之母”,煤、风能等能源都间接来自太阳能,故C正确;
D、太阳能是未来的理想能源之一,是可再生能源,故D错误。
故答案为:C。
【分析】太阳内部每时每刻都在发生核聚变。可见光、红外线和紫外线在真空中传播速度相同。太阳是人类的“能源之母”,煤、风能等能源都间接来自太阳能。短期内能够从自然界中得到补充的能源是可再生能源。
6.(2025·淄博)图甲是电阻R1和R2的电流随电压变化的图像,电源电压不变,滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”字样,将它们接入图乙所示的电路中。只闭合开关S1,滑片P位于a端时,电阻R1的实际功率为1W;同时闭合开关S1和S2,将滑片P移动到b端时,电阻R1的实际功率为9.6W。则( )
A.R2的阻值为5Ω B.电源电压为10V
C.电路中的最大电流为1.8A D.电路的最大功率为24W
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】AB、 只闭合开关S1,滑片P位于a端时,电阻R1的实际功率为1W ,此时,R和R1串联,UR1=2V,IR1=0.5A,电源电压U=IR1×(R+R1)=0.5A×20Ω+2V=12V,故B错误;R2两端电压为3V,电流为0.3A,此时R2=10Ω,故A错误;
C、同时闭合开关S1和S2,将滑片P移动到b端时, 此时R1和R2并联, UR1'=12V,IR1'=;IR2=,所以干路电流为1.2A+0.8A=2.0A,故C错误;
D、最大电流为2.0A,电压为12V,所以最大电功率P=UI=12V×2.0A=24W,故D正确,
综上选D。
【分析】 本题需要根据图甲的电流 - 电压图像,结合图乙的电路连接情况,利用电功率公式和欧姆定律来求解。先通过只闭合S1,滑片P在a端时R1的实际功率求出电源电压;再通过同时闭S1、S2,滑片P在b端时R1的实际功率求出R1的阻值;然后根据图像求出R2 的阻值;最后计算电路中的最大电流和最大功率。
7.(2025九上·天河期末)如表为某家用电器的铭牌,该电器最有可能为( )
额定电压:220V 额定频率:50Hz 额定功率:2800W
A.空调 B.电饭煲
C.电视机 D.电脑
【答案】A
【知识点】电功率
【解析】【解答】本题考查电功率的估测,要认真观察生活,注意收集生活中常见的电功率数据。该用电器的功率为2800W。
A.柜式空调的功率较大,可能为2800W,故A符合题意;
B.电饭煲的功率约为800W,故B不符合题意;
C.电视机的功率约为200W,故C不符合题意;
D.笔记本电脑的功率通常小于100W,故D不符合题意。
故选A。
【分析】根据生活经验和对电功率单位的认识分析。
8.(2025九上·广州期末)如图所示,是“220V 25W" 的 LED灯和“220V 25W"的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时,下列说法正确的是
A.两灯的实际功率: LED灯低于白炽灯
B.两灯相同时间消耗的电能: LED灯少于白炽灯
C.电能转化为光能的效率: LED灯高于白炽灯
D.两灯相同时间产生的内能: LED灯高于白炽灯
【答案】C
【知识点】能量的转化或转移;电功率
【解析】【解答】 A、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,LED灯比白炽灯亮,所以LED灯的实际功率大,故A错误;
BCD、因两灯的额定功率相同,当两灯均正常工作时,相同时间内,根据W=Pt可知,两灯消耗的电能相等;由图可知白炽灯把大部分电能转化为内能,LED灯把大部分电能转化为光能,因此相同时间内LED灯产生的内能小于白炽灯,说明LED灯电能转化为光能的效率高,故C正确,BD错误。
故答案为:C。
【分析】 根据W=Pt结合电能转化为内能和光能的占比图分析回答
9.(2025九上·新田期末)甲、乙、丙三个普通灯泡铭牌上分别标着“6V 3W”、“3V 3W”、“12V 3W”字样,让它们都正常发光相同时间,则它们消耗的电能( )
A.甲灯的多 B.乙灯的多 C.丙灯的多 D.一样多
【答案】D
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】由灯泡的铭牌可知,三个普通灯泡的额定功率相等,由W=Pt可知,在相等时间内它们消耗的电能相等。
故选D。
【分析】功的计算:公式为W=Pt。
10.小林设计了如图所示的四种电路用于测量小灯泡L的额定功率(已知小灯泡的额定电压、定值电阻 的阻值),其中能完成测量目的的电路是( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】功率的计算;串联电路的电流规律;实际功率
【解析】【解答】A、S1闭合,S2和1闭合,此时电压表测量灯泡的电压,调节变阻器使得电压表示数为额定电压,电压表闭合2,根据电阻的串联计算R0两端电压,结合欧姆定律计算此时R0的电流,根据串联电路电流处处相等可知,灯泡的额定电流,根据P=UI计算额定电功率,故A正确;
B、开关S2无论闭合1还是2,无法确定灯泡正常发光,故B错误;
C、灯泡的额定电流位置,无法确定灯泡是否正常发光,故C错误;
D、开关S2无论闭合1还是2,灯泡和R0并联,电流表均测量总电流,故D错误。
综上选A。
【分析】 要测量小灯泡的额定功率,需先使小灯泡两端电压达到额定电压,再测量此时通过小灯泡的电流,利用公式P=UI计算。需分析每个选项电路能否实现“控制电压为额定电压”和“测量对应电流”这两个关键环节。
11.(2025九上·大埔期末)如图所示是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分,根据此电路图,可直接研究的问题是
A.测小灯泡的功率
B.测电流流过小灯泡所做的功
C.测小灯泡消耗的电能
D.测小灯泡产生的热量
【答案】A
【知识点】电功的计算;焦耳定律的应用;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】电压表测量灯泡两端的电压U,电流表测通过灯泡的电流I,可以通过欧姆定律计算其电阻,通过P=UI计算其电功率,灯泡的功、消耗的电能、灯泡产生的热量均需要时间t,所以A正确,BCD错误;
综上选A。
【分析】测量电灯泡的电压和灯泡的电流,可以通过欧姆定律以及电功率公式计算灯泡的电阻和电功率。
12.(2025九上·冷水滩期末)以下四个用电器中, 利用电流热效应工作的用电器是( )
A.电风扇 B.电饭煲 C.空调 D.电视机
【答案】B
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】本题主要考查电流的热效应在生活中的应用实例,可以从能量转化的角度来加以分析判断。体现了物理来源于生活,又服务于社会的理念。AC.电风扇、空调工作时,主要将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故AC不符合题意;
B.电水壶工作时主要把电能转化为内能,是利用电流热效应工作的,故B符合题意;
D.电视机工作时将电能转化为光能和声能,不是利用电流热效应工作,故D不符合题意。
故选B。
【分析】当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应。
13.如图所示,R1、R2为两根电热丝,R1A.甲 B.乙 C.丙 D.甲、乙、丙
【答案】C
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】根据P=分析可知,R越小电功率越大,所以烧开水的时间越短,根据并联电路电阻规律计算可知,总电阻小于支路电阻,所以并联后的电功率大,故C正确,ABD错误;
综上选C。
【分析】 本题核心是利用电热丝功率与电阻的关系(电压一定时,电阻越小,功率越大,加热时间越短),通过分析串联、并联及单电阻的总电阻大小,确定加热时间的长短。解题关键是理解“电阻越小,相同电压下功率越大,加热时间越短”这一逻辑链。
14.用如图所示的装置探究“影响电流热效应的因素”.电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中,且瓶中装有质量相等的煤油.下列说法中正确的是( ).
A.该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B.闭合开关后,装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C.实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水,可比较煤油和水的比热容的大小
【答案】C
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】根据电流的热效应Q=I2Rt计算可知,R2产生热量大,所以R2的煤油吸收的热量多,温度上升快,C正确,ABD错误;
综上选C。
【分析】 本题关键在于理解串联电路中电流和时间相同,探究的是电阻对热效应的影响;同时掌握焦耳定律的应用、转换法的运用以及比热容比较的条件(相同质量、吸收热量相同)。通过对每个选项结合知识点分析,得出正确结论。
15.(2025九上·南山期中)如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息,方便监测身体状态,下列说法正确的是
A.手表里的芯片采用超导粉末冶金技术,超导材料制成的元件电阻很大
B.橡胶表带是绝缘体,绝缘体和导体间有绝对的界限
C.给手表的蓄电池充电时,蓄电池相当于电源
D.手表屏幕使用的发光二极管主要由半导体材料制成
【答案】D
【知识点】导体与绝缘体;电路的构成及电路图;半导体特点及作用;超导体特点及作用
【解析】【解答】A:超导材料的核心特性是电阻为零,而非“电阻很大”,A 错误。
B:导体和绝缘体之间没有绝对界限(如玻璃常温下是绝缘体,红炽时可导电),B错误。
C:给蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,相当于用电器,而非电源,C错误。
D:发光二极管(LED)主要由半导体材料制成,这是半导体材料的典型应用,D正确。
故选D
【分析】本题围绕智能手表的元件特性,考查超导材料、导体与绝缘体的界限、电源/用电器的判断及半导体材料的应用。解题关键是准确掌握各物理概念的内涵(如超导的电阻特性、导体与绝缘体的相对性、充电时蓄电池的角色、半导体的应用场景),通过概念辨析得出正确结论,体现了电学材料知识在智能设备中的实际应用逻辑。
阅卷人 二、填空题(本题共12小题;每空1分,共32分)
得分
16.(2025·哈尔滨)小明家电能表如图所示,电能表的读数为 kW·h;若小明家某月共消耗电能100kW·h,则电能表转盘转 r。(3000r/kW·h表示:每消耗1kW·h的电能,电能表转盘转3000r)
【答案】2562.5;3×105
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】据图可知,电能表示数为2562.5kW·h,电能表规格为3000r/kW·h,所以消耗100kW·h电能表转。
【分析】电能表参数的理解:电能表是计量电能的仪表,电能表的数字中最后一位表示的是小数点后一位,电能表正常工作电压和电流为220V 10A,某段时间所用电能为电能表示数之差。某段时间消耗电能的计算:n/3000r kW·h n为灯光闪烁次数.
17.电子式电能表表盘上标有“3 000 imp/(kW·h)”字样,将某用电器单独接在该表上工作20 min,电能表的指示灯闪烁了 300 次.该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW·h,它的电功率是 W.
【答案】0.1;300
【知识点】功率的计算;电能表参数的理解
【解析】【解答】消耗的电能,功率。
【分析】要解决该问题,需先理解电能表指示灯闪烁次数与电能的对应关系,再利用电能计算电功率。首先根据“3000 imp/(kW·h)”确定每闪烁一次对应的电能,进而求出300次闪烁的总电能;然后结合工作时间,利用功率公式 计算电功率。
18.过春节挂红灯是中国的传统民俗,春节时小明家里也挂起了灯笼,他想测量灯笼里白炽灯泡的功率.他关掉家里其他用电器,只让这只灯泡工作,电能表(如图所示)转盘转了30转,用了 10 min,这段时间灯泡消耗的电能为 kW·h.灯泡的实际功率为 W.为了节能,他换用亮度相当的功率为6 W的LED灯,该灯工作 10 min,消耗的电能只为 kW·h.
【答案】;;
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】 电能表(如图所示)转盘转了30转 ,则消耗的电能,灯泡的实际功率, 功率为6 W的LED灯,该灯工作 10 min ,消耗的电能W=Pt=6×10-3kW×= kW·h.
【分析】 要解决这三个填空,需利用电能表的转数与电能的关系(每转对应电能)、功率公式W=Pt。首先明确电能表每转对应的电能,再依次计算各空。
19.小明一家外出旅游,出门时电能表示数为,回来时为,这期间消耗了 度电.这些电能可使标有“220V 25 W”字样的灯泡正常工作 h.
【答案】3;120
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】据图可知,出门前的电能表示数为864.0kW·h,回来之后的示数为867.0kW·h,所以消耗的电能W=867.0kW·h-864.0kW·h=3kW·h,.这些电能可使标有“220V 25 W”字样的灯泡正常工作。
【分析】 要解决该问题,需分两步:首先计算旅游期间消耗的电能,利用电能表前后示数差求解;其次根据电能公式 W = Pt 计算灯泡正常工作时间,其中 P 为灯泡功率,W 为消耗的电能。
20.(2025·海南)图甲电路中,电源电压U保持不变,R1是定值电阻,通过R2的电流与其两端的电压关系如图乙所示。当①、②都是电压表,闭合开关S1、S2时,表②的示数为3v,此时 R2的电功率P2= W;当①、②都是电流表,仅闭合开关S1时,表②的示数为1.6A。此时R1:R2= .
【答案】1.5;3:5
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电功率的计算
【解析】【解答】 当①、②都是电压表,闭合开关S1、S2时,表②的示数为3V ,则通过R2的电流为0.5A,所以P2=UI=3V×0.5A=1.5W; 当①、②都是电流表,仅闭合开关S1时 ,电阻并联, ② 测量干路电流, ① 测量R2的电流,假设R2两端电压为6V,则通过R2的电流为0.6A,通过R1的电流为1.6A-0.6A=1A,根据并联分流可知 R1:R2=I2:I1=0.6:1=3:5
【分析】1、电功率的公式:P=UI。
2、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压;
3:并联分流:用电器并联时,其两端电流和电阻成反比,所以I1:I2=R2: R1。
21.(2025·无锡)一种简易的泡沫塑料切割装置电路如图所示,电源电压为6V,用以切割的金属电热丝R的阻值为1Ω.闭合开关 S后,电路中电流为 A,10s内电热丝 R 产生的热量为 J.若要减小电热丝R的发热功率,请写出一种合理做法 。
【答案】6;360;降低电源电压
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率
【解析】【解答】①根据欧姆定律;
②10s内电热丝 R 产生的热量为 Q=I2Rt=(6A)2×1Ω×10s=360J;
③减小发热功率的方法有减小电流,降低电源电压等。
【分析】 本题综合考查欧姆定律、焦耳定律及电功率的应用。通过欧姆定律求电流,焦耳定律求热量,结合电功率公式分析功率变化方法,需熟练掌握各公式的形式与物理意义。
22.某电熨斗内有 R1、R2两段发热丝,其简化电路如图所示,它在220 V或110 V电压下都能正常工作.110 V时将S拨至1挡,220 V时将S拨至2挡,这两种情况下熨斗的电功率均为1 100 W.则电熨斗在220 V电压下正常工作的电流是 A,两发热丝的电阻之比 R1:R2为 。
【答案】5;1:4
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】 电功率为1 100 W ,根据P=UI计算工作电流I=,根据P=计算可知,。
【分析】 本题考查电功率公式的应用,关键是明确不同电压下电路的连接方式(单个电阻工作),通过功率公式推导电阻,再计算比例。第一空利用 P = UI求电流,第二空利用P=分别求电阻后求比。
23.(2025九下·衡阳竞赛)如图甲所示是便携式封口机,简化的电路图如图乙所示,工作时利用电流的 效应。若封口时总是把塑料袋烫坏,应将发热电阻换成阻值更 (选填“大”或“小”)的电阻。
【答案】热;大
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】 电流通过导体时会产生热量,这种现象叫做电流的热效应。便携式封口机工作时,电流通过发热电阻产生热量,使电阻温度升高,所以利用的是电流的热效应。
当封口时塑料袋被烫坏,说明发热电阻产生的热量过多,导致温度过高。根据焦耳定律(家庭电路电压 U 不变,工作时间 t 相同时),要减少产生的热量 Q ,需要增大电阻 R 的阻值。因此应将发热电阻换成阻值更大的电阻。
【分析】 首先确定电流的效应类型,电流通过导体产生热量属于热效应;然后分析如何调整电阻使发热减少,依据焦耳定律,在电压和时间一定时,电阻越大,产生的热量越少。
24.(2025·成都模拟)如图所示是某电熨斗内部的简化电路图,已知电熨斗分“高温”和“低温”两个挡位,R1是电热丝,R2是调节电阻,S为单刀双掷开关,R1=50Ω,R2=150Ω。当开关接 时,电熨斗为低温挡,在这个挡位工作5min,电热丝R1上产生的热量为 J。
【答案】1;18150
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】根据电功率公式可知,电阻大,电功率小,所以接1时,电阻串联,最大,此时的电功率小,根据焦耳定律Q=I2Rt=
【分析】电流的热效应:原理为焦耳定律Q=I2Rt,所以产热量和电阻成正比,和电流的平方成正比;
电功率的计算:公式为 ,所以电压相同时,电功率和电阻成反比。
25.电热炉内有两个阻值分别为 和 的发热电阻,用一个旋转开关可以实现电热炉多挡位工作的要求.将电热炉接入家庭电路中.
(1)电热炉工作时能发热,是利用了电流的 ;当电热炉只有发热电阻 R1 工作时,通过它的电流是
(2)当两个电阻 R1、R2 连接时,电热炉发热功率最大,并且这个最大功率为 .
【答案】(1)热效应;3.67 A
(2)并联;1210W
【知识点】功率大小的比较;电功率的计算;电流的热效应
【解析】【解答】(1) 电热炉工作时能发热,是利用了电流的 热效应; 当电热炉只有发热电阻 R1 工作时,通过它的电流是;
(2)根据计算可知,电阻越小,电功率越大,根据电阻的并联可知,总电阻小于支路电阻,所以两电阻并联,电功率最大,最大功率P=。
【分析】(1)第一空需回忆电流的热效应概念,即电流通过导体时导体会发热;第二空要利用家庭电路电压(220V)和欧姆定律计算通过R1的电流。
(2)第一空需明确电阻并联时总电阻最小,根据功率公式,总电阻越小功率越大,故两电阻需并联;第二空要先计算并联后的总电阻,再代入功率公式求最大功率。
26.(2025九上·兰州期中)2025年陕西推广的太阳能路灯,白天太阳能电池板给蓄电池充电时,蓄电池相当于 (选填“电源”或“用电器”);路灯的LED灯珠是由 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制成的。
【答案】用电器;半导体
【知识点】电路的构成及电路图;半导体特点及作用
【解析】【解答】白天时,电池板为蓄电池充电,蓄电池消耗电能,相当于电路中的用电器。
半导体的导电性介于导体和绝缘体之间,LED灯珠是由半导体材料制成的。故第1空填:用电器;第2空填:半导体。
【分析】电路中,消耗电能的是用电器;LED灯是半导体材料做成的。
27.(2025·新疆) 在绿色照明、智慧照明理念的倡导下,LED灯具正在快速普及。
(1)LED主要是由 (选填“导体”或“半导体”)材料制成的。与白炽灯相比,LED灯工作时消耗的电能绝大部分转化为光能,极少部分转化为内能,所以LED光源又称为 (选填“冷”或“热”)光源。当人体靠近楼道内的智能LED体感灯时,人体辐射的 (选填“紫外线”或“红外线”)会被体感灯感应到,从而灯会变亮;当人远离灯到一定距离时,灯又会熄灭。
(2)某型号吸顶灯经过灯内调制电路将家庭电路的电压变为60V的直流电压,吸顶灯内有4个灯条贴片,每个灯条贴片由20个相同的LED灯珠串联组成,4个灯条贴片并联在60V的电压两端。开关闭合后,所有LED灯珠均能正常发光,则每个LED灯珠的额定电压为 V。已知每个LED灯珠的额定电流为0.15A,则该吸顶灯的总电流为 A。吸顶灯正常工作时,若突然有一个LED灯珠发生了断路故障,则吸顶灯的功率变为 W。
【答案】(1)半导体;冷;红外线
(2)3;0.6;27
【知识点】红外线;功率的计算;并联电路的电压规律;半导体特点及作用;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】LED的材料主要为半导体,工作时,少部分转化为内能,所以温度较低,LED又称为冷光源,人体有温度,所以会向外辐射红外线。灯条贴片的电压为60V,灯条贴片由20个LED串联,根据串联电路电压规律计算可知,每个LED的电压为,每个LED的电流为0.15A,所以干路的电流为0.15A×4=0.6A,有一个LED灯发生故障,则该支路故障,所以干路的电流为0.15A×3=0.45A,根据P=UI计算可知,吸顶灯的功率P=60V×0.45A=27V。
【分析】1、半导体的应用:常用作发光二极管;
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流。
4、红外线:是频率比红光低的不可见光,常见用处有测温、遥控电器。
阅卷人 三、实验探究题(本题共4小题;每空1分,共19分)
得分
28.(2025九下·深圳开学考)如图甲所示,晓亮在“测量小灯泡的额定电功率”实验中,电源电压为6V,额定电压为2.5V的小灯泡电阻约为10 Ω,有两个规格分别为“30Ω1A”滑动变阻器A和“10Ω2A”的滑动变阻器B.
(1)本实验中应选择变阻器 (选填“A”或“B”);
(2)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整,要求:滑片P向左移动时灯泡变亮 ;
(3)闭合开关,移动滑片后发现电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填”或“左”)端移动,直到电压表示数为2.5V;
(4)聪明的晓亮用一个阻值为10Ω的定值电阻替代电压表,设计了如图丙所示的电路,测量出额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻。
①闭合开关S1, 将S2拨到触点“1”,移动滑动变阻器滑片,使电流表的示数为 A
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,再将开关S2拨到触点“2”。读出电流表的示数Ⅰ;
③灯泡正常发光时电阻的表达式为R= (用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)A
(2)
(3)左
(4)0.25;
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)变阻器电压为6V-2.5V=3.5V,根据串联分压可知变阻器电阻需要大于小灯泡电阻,所以选择A。
综上 第1空、 A;
(2) 滑片P向左移动时灯泡变亮 ,此时接入电路的电阻丝变短,作图如下:
(3)据图可知:电压表示数为1.5V,此时需要增加灯泡电压,减小变阻器分压,根据串联分压可知,需要减小电阻,即向左移;
综上 第1空、 左;
(4)闭合开关S1, 将S2拨到触点“1”,移动滑动变阻器滑片,使电流表的示数为0.25A,根据欧姆定律计算可知灯泡两端电压为2.5V;保持滑动变阻器的滑片位置不变,再将开关S2拨到触点“2”。读出电流表的示数Ⅰ,所以此时通过灯泡的电路为I1=I-0.25A;根据欧姆定律计算R=;
综上 第1空、 0.25;第2空、
【分析】1、并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流,电阻规律;
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
29.在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知待测小灯泡的额定电压为3.8V,额定电功率约为0.9 W.可供选择的电流表有:A1(量程0~0.3 A),A2(量程0~3A).
(1)连接电路时,应选用的电流表是 (填“A1”或“A2”).
(2)图甲是某小组连接的实物电路图.图中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并在图中改正.
(3)改正错误后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为3.0V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电功率是 W.
(4)不用电流表,另增加两个开关和一个阻值为12Ω的定值电阻R0,该小组设计了如图丙所示的电路图,测量小灯泡的额定功率.正确连接电路后,断开 S3,闭合S1、S2,调节滑动变阻器,让电压表示数为3.8 V;然后断开S2,闭合S1、S3,读出电压表示数为6.5 V.则测得小灯泡的额定功率是 W.
【答案】(1)A1
(2)
(3)0.54.
(4)0.855
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)灯泡的额定电流,所以选择小量程的电流即可,故选择A;
(2)电流表需要和灯泡串联,测量灯泡电流,据此作图:
(3)电流表示数为0.18A,功率P=UI=3.0V×0.18A=0.54W;
(4) 断开 S3,闭合S1、S2,调节滑动变阻器,让电压表示数为3.8 V ,此时灯泡的电压为3.8V, 然后断开S2,闭合S1、S3,读出电压表示数为6.5 V. 此时灯泡和定值电阻的电压为6.5V,所以定值电阻的电压为6.5V-3.8V=2.7V,电路电流,灯泡的功率P=UI=3.8V×0.225A=0.855W
【分析】 (1)根据小灯泡额定功率和额定电压计算额定电流,结合电流表量程选择合适的电流表;
(2)分析实物电路图中电流表的连接错误,找出并改正;
(3)先确定电流表的示数,再利用电功率公式 \( P = UI \) 计算;
(4)通过两次电路状态(含定值电阻和不含定值电阻)的电压差求出额定电流,再结合额定电压计算额定功率。
30.(2025九上·乳源期末)如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,将四段电阻丝 a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内,盒内封闭一定量的空气,其中图乙中另取阻值为5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联。
(1)在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U型管中 来比较的,应用的物理科学探究方法是 。
(2)图甲可探究电流产生的热量与 的关系,通电一段时间后, (选填“左”或“右")侧盒子中的电阻产生的热量多。
(3)图乙可探究电流产生的热量与 的关系。
(4)由公式可知,图乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为 。.
【答案】(1)液面高度差;转换法
(2)电阻;右
(3)电流
(4)2:1.
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】(1) 电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U型管中 液面高度差来反映,该方法为转换法;
综上 第1空、 液面高度差; 第2空、转换法;
(2)甲图,电阻为变量其余因素相同,所以可以探究 电流产生的热量与 电阻的关系;右侧电阻大, 通电一段时间后, 右侧产生热量多;
综上 第1空、电阻; 第2空、右;
(3)甲图,电流为变量其余因素相同,所以可以探究 电流产生的热量与 电流的关系;
综上 第1空、 电流;
(4)乙图中,根据并联干路电流等于支路电流之和,且支路电流相同,所以左右两侧产生的电热量值为2:1.
综上 第1空、 2:1.
【分析】1、探究电流的热效应:原理为焦耳定律Q=I2Rt,所以产热量和电阻成正比,和电流的平方成正比,实验中通过液面高度差的变化作为观察指标转化为电流的产热量。
2、转换法:在物理实验中,某些物理量(内能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如本题中热能的大小难以直接测量,所以需要通过 液面高度差的变化进行测量;控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如电流的热效应的影响因素有:电阻和电流。在探究某个单一变量对物理量的影响时,需要控制其余变量相同,如探究 导体的发热量可能与导体的电阻的关系时,需要电流相同,故选择串联电路。
31.(2025·广西) 为了解家用电器耗能情况,某小组进行了如下研究。图甲是2,图乙是其工作原理简图,为热敏电阻,其电阻值随温度变化的部分曲线如图丙所示。将蚊香片装入蚊香器,通电后蚊香器的热敏电阻发热,加热蚊香片可以达到驱蚊功效,最后自动保持在一个特定温度(如图丙中的)。
(1)蚊香器工作一会儿,人就能闻到蚊香片气味,这是气体分子在空气中的 现象。
(2)若蚊香器正常工作的电功率为,则电路电阻值的大小为多少 ?工作消耗电能为多少 ?
(3)家用电器待机时也消耗电能,某些电视机机顶盒待机的功率可达蚊香器正常工作功率的3倍,我们在日常生活用电时该如何有效节能?请写出一条有效措施 。
(4)请从能量转化和转移角度并结合热敏电阻的电阻值变化特点,解释蚊香器通电后温度升高,并能自动保持一定温度的原因 。
【答案】(1)扩散
(2)9680Ω;0.05kW·h
(3)不使用电器时拔掉插头
(4)蚊香器通电后,电流通过热敏电阻做功,电能转化为内能,使热敏电阻温度升高。由图丙可知,热敏电阻的阻值随温度升高而增大,根据,在电源电压U不变时,电阻R增大,功率P减小,产生的热量减少。当产生的热量与向周围环境散失的热量相等时,温度就自动保持在一定温度
【知识点】电功的计算;焦耳定律的应用;分子热运动
【解析】【解答】(1) 人能闻到蚊香片气味,属于扩散现象,本质为分子热运动。
(2) 蚊香器正常工作的电功率为,电源电压为220V,电路总电阻;工作10h消耗的电能W=Pt=5×10-3kW×10h=0.05kW·h
(3)节能措施:出门关灯,及时拔下充电头等
(4) 蚊香器通电 ,有电流通过,蚊香器具有电阻,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,会产生电流的热效应,所以蚊香器温度升高,电阻R增大,根据,功率P减小,产生的热量减少。产生的热量与向周围环境散失的热量相等时,温度就自动保持在一定温度。
【分析】1、电功的计算:公式为W=Pt,Q=I2Rt;
2、分子热运动的特点:分子无规则运动,肉眼无法观察,常见例子有:气体颜色的改变,味道的扩散;且温度越高,分子热运动速度越快。
阅卷人 四、计算题(本题共3小题;32题4分,33题7分,34题8分,共19分)
得分
32.(2025·成都模拟)如图所示的电路中,电源电压恒定,滑动变阻器R1上标有“10Ω1A”字样,定值电阻R2=6Ω,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,灯泡L上标有“2.5V 1W”字样。闭合开关S1、S3,断开开关S2,移动R2的滑片到中点时,灯泡L恰好正常发光。
(1)闭合开关S1、S3,断开开关S2,移动R1的滑片使电流表的示数为0.3A,此时电路的总功率为多少
(2)闭合开关S1、S2,断开开关S3,在保证电路安全的前提下,R1的取值范围为多少
【答案】(1)解:闭合开关S1、S3,断开开关S2 , 移动R2的滑片到中点时,灯泡L恰好正常发光 ,根据P=UI计算可知,此时电路的电流I=,定值电阻为6Ω,根据欧姆定律U=2.5V+0.4A×5Ω=4.5V, 移动R1的滑片使电流表的示数为0.3A ,同理计算P=4.5V×0.3A=1.35W
(2)解: 闭合开关S1、S2,断开开关S3, R2 和 R1 串联,根据串联分压可知,R1最大,分压最大,电流最小,即Umax=当电流最大,R1最小,此时根据欧姆定律计算R1 =4.5V0.6A-6Ω=1.5Ω,所以 R1的取值范围为 1.5-10Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【分析】(1)闭合开关S2、S3,断开开关S2 , 移动R2的滑片到中点时,灯泡L恰好正常发光 ,根据P=UI计算可知,此时电路的电流I,根据欧姆定律U=IR计算电源电压,根据P=UI计算 电路的总功率 ;
(2)闭合开关S1、S2,断开开关S3, R2 和 R1 串联,根据串联分压可知,R1最大,分压最大,根据欧姆定律计算此时电压表的电压,当电流最大,R1最小,此时根据欧姆定律计算R1.
33.(2025九上·澄海期末)电饼铛是一种用于烹饪各种饼类食品的家用电器,有上下两个加热面,如图甲所示;某电饼铛的内部简化电路如图乙所示, R1和R2分别为电饼铛上、下两组电热管,只闭合S、S1,电饼铛处于上面烘烤状态;同时闭合S, S1、S2, 电饼铛处干双面烘烤状态;已知电饼铛的工作电压为220V,双面烘烤功率为1980W. 电热管R2的阻值为55Ω。试求:
(1)电饼销处于双面烘烤时,电路中的总电流;
(2)电饼铛处于双面烘烤状态工作10min,所产·生的总热量;
(3)电热管R1的值,
【答案】(1)解: 同时闭合S, S1、S2, 电饼铛处干双面烘烤状态 ,此时 功率为1980W. ,根据P=UI计算电路的电流I=
(2)解:根据W=Pt, 功率为1980W,所以W=1980W×600s=118800J;
(3)解: 电热管R2的阻值为55Ω,根据P=可计算R2的电功率P2=,所以R1的电功率P1=1980W-880W=1100W,同理计算R1=。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电功的计算
【解析】【分析】(1) 双面烘烤功率为1980W,电压为220V,根据P=UI计算电流的电流;
(2)根据W=Pt计算 电饼铛处于双面烘烤状态工作10min,所产·生的总热量 ;
(3) 电热管R2的阻值为55Ω,根据P=计算R2的电功率,根据并联电功率的计算可知P1=P-P2,同理计算R1.
34.(2025九下·衡阳竞赛)如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻. 为 30Ω,滑动变阻器标有“30 Ω 2 A”,现把滑动变阻器的滑片移动到最左端。开关 闭合、 断开时,电流表的示数为0.2A,求:
(1)电源电压;
(2)保持滑动变阻器的滑片不动,两个开关都闭合,电流表的示数为0.6A,求电阻. 的大小;
(3)通过调节开关和滑片,此电路最大功率和最小功率之比。
【答案】(1)解: 把滑动变阻器的滑片移动到最左端。开关 闭合、 断开时 ,电路中只有R1,根据欧姆定律U=IR=0.2A×30Ω=6V。
(2)解: 保持滑动变阻器的滑片不动, 两个开关都闭合 ,R1和R2并联,电流表位于干路,测量干路电流,总电阻R=,根据电阻的并联计算R2=15Ω.
(3)解:电路中R1和R2并联,电阻最小,电流最大为0.6A,R和R1串联,电阻最大,此时电流最小为I=,根据P=UI计算可知,电功率之比为电流之比,即 电路最大功率和最小功率之比 为0.6A:0.1A=6:1。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)开关 闭合、 断开,把滑动变阻器的滑片移动到最左端,电路中只有R1,根据欧姆定律U=IR计算电源电压。
(2)保持滑动变阻器的滑片不动, 两个开关都闭合 ,则R1和R2首首相连,尾尾相接,属于并联,电流表位于干路,测量干路电流,根据欧姆定律计算总电阻,根据电阻的并联计算R2;
(3)电路中R1和R2并联,电阻最小,电流最大为0.6A,R和R1串联,电阻最大,此时结合电阻的串联和欧姆定律计算I=最小电流,根据P=UI计算可知,电功率之比为电流之比,即 电路最大功率和最小功率之比 为电流之比。
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