人教版物理九年级下册第十八章章末1测试

第十八章章末 1 一、 选择题（每小题 3 分，共 30 分） 1．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 用两只电流表按图示实验电路探究“电功率与电 流的关系”，下列说法不正确的是（ ） A．小灯泡电功率的大小是通过灯泡两端的亮度来判断的 B．将小灯泡并联是为了控制灯泡两端电压相同 C．选用的两只小灯泡规格必须相同 D．将其中一只电流表移接到干路上也可以完成实验 【考点】J9：电功率与电压、电流的关系． 【难度】中等 【分析】（1）灯泡亮度由灯泡的实际功率决定，灯泡越亮，灯泡实际功率越大． （2）分析电路图，灯泡的连接方式是并联，两灯泡所在支路两端的电压相等． （3）每个支路都有电流表，根据公式 P=UI、I= ，我们判断电流和电功率的关系就要用到 电阻这个物理量，所以实验要选取规格不同的灯泡． （4）根据并联电路电流的规律进行分析． 【解答】解： A、灯泡的亮暗是由它的实际功率决定的，灯泡越亮，实际功率越大，所以小灯泡电功率的 大小可以通过灯泡的亮度来判断，故 A 正确． B、由图可知，两灯泡的连接方式是并联．在并联电路中，各支路两端的电压都相等．故 B 正确． C、实验目的是研究电功率与电流的关系．所以在电路中的两个灯泡的规格即功率要有所不 同，故 C 错误． D、在并联电路中干路电路与支路电流的关系是干路电流等于各支路电流之和；将其中一只 电流表移接到干路上也可以求出两个支路的电流，可以完成实验，故 D 正确． 故选 C． 【点评】本题考查了并联电路的规律，灯泡亮度与电功率的关系，是一道综合性题目；电功 率与电压、电流三个之间的关系是一个难点，实验能帮助我们很好的理解这一关系． 2．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 图示电路中，电源为恒流源，能始终提供大小 恒定的电流，R0 为定值电阻，移动滑动变阻器 R 的滑片，则下列表示电压表示数 U、电路总 功率 P 随电流表示数 I 变化的关系图线中，可能正确的是（ ） A． B． C． D． 【考点】JA：电功率的计算． 【难度】中等 【分析】由图 R0 与 R 并联，电压表测电源电压，电流表测 R 支路的电流． 电源提供电流一定，根据并联电路特点分别表示出 U 与 I 和 P 与 I 的表达式，分析判断即可． 【解答】解： 由图 R0 与 R 并联，电压表测电源电压，电流表测 R 支路的电流． 若电源提供的电流恒定为 I 总， AB、根据并联电路特点可知： U=U0=I0R0=（I 总﹣I）R0=﹣IR0+I 总 R0， 其中 I 总、R0 为定值，由 U=﹣R0I+I 总 R0，可知 U 与 I 的图象为一次函数，且﹣R0＜0，故 AB 错误； CD、由电功率的计算公式： 电路消耗总功率：P=UI 总=（I 总﹣I）R0×I 总=﹣I 总 R0I+I 总 2R0， 其中 I 总、R0 为定值，由 P=﹣I 总 R0I+I 总 2R0，可知 P 与 I 的图象为一次函数，﹣I 总 R0＜0，且 I 不能为 0，P 不会为 0，故 C 正确，D 错误． 故选 C． 【点评】本题考查并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要抓住电源是恒流源， 关键是得出 U 与 I 和 P 与 I 的表达式，利用数学知识分析判断它们之间的关系． 3．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 将灯 L 接到电压为 U 的电路上时，灯的电功率 为 36W，若将灯 L 与一个电阻 R 串联后仍接在原电路上时，灯 L 消耗的电功率为 25W，设 灯丝电阻不变，则此电阻消耗的电功率是（ ） A．3W B．4W C．5W D．11W 【考点】JA：电功率的计算． 【难度】中等 【分析】由功率公式列出只接灯泡时表达式和接入电阻后的功率，两式相比可得灯泡上的电 压比值，再由功率表达式 P=UI，可得出灯泡与电阻上的功率关系，即可求解． 【解答】解： 灯 L 接到电压为 U 的电路上时，根据 P= 可得灯泡功率 PL= ， 即：36W= …① 串联电阻后灯泡功率为：PL′= ， 25W= …② ①÷②得： = ． 即 U′= U， 由串联电路的特点知 R 上的电压为 UR=U﹣ U= U， 由 P=UI 得：PR= UI， PL′= UI=25W， 所以 PR= PL′= ×25W=5W．所以 ABD 错误，C 正确． 故选 C． 【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用，比例法是解决物理问题的一个常用方法， 要学会应用． 4．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 小张出差时恰逢抄表日，他家电能表示数为 ，出差返回时发现家中有一盏 60W 台灯亮着，检查其他电器都已切断 电源，再查看电能表的示数为 ，则小张出差时间长达（ ） A．5 天 B．10 天 C．30 天 D．100 天 【考点】J5：电能表参数的理解与电能的求法． 【难度】中等 【分析】（1）已知出差前后电能表的示数，后者与前者之差就是期间灯泡消耗的电能；读数 时注意：最后一位是小数、单位为 kW•h（度）． （2）已知灯泡的额定功率和消耗的电能，利用公式 t= 得到通电时间，也就是出差时间． 【解答】解： 灯泡消耗的电能： W=2080.4kW•h﹣2066.0kW•h=14.4kW•h， ∵P= ， ∴小张的出差时间： t= = =240h=240× 天=10 天． 故选：B． 【点评】本题考查时间的计算，关键是电功率公式及其变形的灵活运用；要求会对电能表进 行读数，解题过程中要注意单位的换算． 5．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 标有“6V 3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的 关系如图所示．若把它与一只阻值为 8Ω的电阻并联接在电压为 4V 的电路中，则整个电路消 耗的功率为（ ） A．3W B．3.3W C．3.6W D．5W 【考点】JA：电功率的计算；H@：并联电路的电流规律． 【难度】中等 【分析】从图象上可以看出当电源电压为 4V 时，通过灯泡的电流为 I1=0.4A，根据公式 I= 可求通过电阻的电流，进一步求出总电流，根据公式 P=UI 可求整个电路消耗的功率． 【解答】解：读图可知，当电源电压为 4V 时，通过灯泡的电流为 I1=0.4A， 通过电阻的电流 I2= = =0.5A，电路总电流 I=I1+I2=0.4A+0.5A=0.9A， 则整个电路消耗的功率为 P=UI=4V×0.9A=3.6W． 故选 C． 【点评】本题考查并联电流和电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是并联 电路电流的规律，还要学会从题目所给信息中找到有用的数据． 6．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 如图所示电路，电源电压保持不变．只闭合开 关 S，电流表的示数为 0.2A，再闭合开关 S1，电流表的示数变化了 0.3A．那么闭合 S、S1 后， R1 与 R2 的电功率之比是（ ） A．2：3 B．3：2 C．5：2 D．1：2 【考点】JA：电功率的计算；H@：并联电路的电流规律；I7：并联电路的电压规律． 【难度】中等 【分析】当只闭合开关 S 时，电路为 R1 的简单电路，电流表的示数为通过 R1 的电流； 当再闭合开关 S1 时，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路中各支路独立工作、 互不影响可知闭合开关 S1 时通过 R1 的电流不变，根据并联电路的电流特点可知电流表的变 化量即为通过 R2 的电流，根据并联电路的电压特点和 P=UI 求出闭合 S、S1 后，R1 与 R2 的电 功率之比． 【解答】解：当只闭合开关 S 时，电路为 R1 的简单电路，电流表的示数为通过 R1 的电流， 即 I1=0.2A； 当再闭合开关 S1 时，两电阻并联，电流表测干路电流， ∵并联电路中各支路独立工作、互不影响， ∴闭合开关 S1 时通过 R1 的电流不变， ∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和， ∴通过 R2 的电流等于电流表的变化量，即 I2=0.3A， ∵并联电路中各支路两端的电压相等， ∴闭合 S、S1 后，R1 与 R2 的电功率之比： = = = = ． 故选 A． 【点评】本题考查了电功率公式的应用，关键是根据并联电路的特点判断出再闭合开关 S1 时电流表示数的变化量即为通过过 R2 的电流． 7．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 如图甲所示的两个电流表均为学校实验室里常 用的电流表，见图乙．闭合开关后，两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯 L1 和 L2 的所消耗的电功率 P1 和 P2 的比值为（ ） A．4：1 B．1：4 C．5：1 D．1：5 【考点】JA：电功率的计算；H@：并联电路的电流规律；HX：电流表的使用；HY：电流表 的读数方法；I7：并联电路的电压规律． 【难度】中等 【分析】从电路图中可以看出，两灯泡并联，电流表 A1 测量干路电流，电流表 A2 测量通过 灯泡 L2 的电流，两电流表的指针偏转角度相同，根据两电流表示数的大小关系和电流表的 读数，我们可知电流大小的比值， 根据公式 P=UI 可求灯 L1 和 L2 的所消耗的电功率 P1 和 P2 的比值． 实验室中电流表有两个量程，0～0.6A 和 0～3A，指针偏转角度相同，选用不同量程时读数 是 1：5 的关系． 【解答】解：电流表 A1 的示数大于电流表 A2 的示数，通过灯泡 L1 的电流为 I1，通过灯泡 L2 的电流为 I2， 根据两电流表的指针偏转角度相同，我们可知 = ，又因为 I=I1+I2，所以 = ， 所消耗的电功率 P1 和 P2 的比值为 = = = ． 故选 A． 【点评】本题考查电功率的比值，难点是求通过两只灯泡的电流之比，关键是知道电流表偏 转角度相同，但大小不同时的示数的关系，还要知道并联电路电流和电压的规律． 8．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率．电 路中电源电压恒为 4.5V，电压表的量程为 0～3V，电流表的量程为 0～0.6A．滑动变阻器的 规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“2.5V 1.25W”字样．若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量 程，灯泡两端的电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法中正确的是 （ ） A．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是 0～20Ω B．电流表示数的变化范围是 0～1A C．灯泡的最小功率是 1.25W D．该电路的最大功率是 2.25W 【考点】JA：电功率的计算；H!：串联电路的电流规律；I6：串联电路的电压规律；IH：欧 姆定律的应用；II：电阻的串联． 【难度】中等 【分析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路 中的电流． （1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据 P=UI 求出灯泡的额定电流，然后结合电流表的 量程确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻，利用电阻 的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值，再根据 P=UI 求出该电路的最大功率； （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，根据电阻的串联和欧姆定 律求出电路中的电流，利用 P=I2R 求出灯泡的最小功率． 【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测 电路中的电流． （1）根据 P=UI 可得，灯的额定电流： IL 额= = =0.5A， 因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为 0～0.6A， 所以，电路中的最大电流为 Imax=0.5A，故 B 不正确； 由 I= 可得，灯泡的电阻： RL= = =5Ω， 电流最大时，电路中的总电阻： R= = =9Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值： R 滑=R﹣RL=9Ω﹣5Ω=4Ω，故 A 不正确； 该电路的最大功率： Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W，故 D 正确； （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流： Imin= = =0.18A， 灯泡的最小功率： PL=（Imin）2RL=（0.18A）2×5Ω=0.162W，故 C 不正确． 故选：D． 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据灯泡的额 定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流，对于选择题并不一定完全解答选项，只要有 不正确的地方，本选项即为不正确． 9．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 如图所示的电路中，电源电压不变，移动滑动 变阻器 R1 的滑片 P，当电流表的示数变化范围为 1A～1.3A 时，电压表的示数变化了 3V，则 该定值电阻 R2 所消耗功率的变化范围是（ ） A．3W～3.9W B．3W～5.07W C．3.9W～10W D．10W～16.9W 【考点】JA：电功率的计算；IH：欧姆定律的应用． 【难度】中等 【分析】根据欧姆定律分别表示出 R2 两端的电压，根据电压表的示数变化了 3V 建立等式即 可求出 R2 的阻值，利用 P=I2R 分别求出定值电阻 R2 所消耗最大和最小功率即可得出答案． 【解答】解：根据欧姆定律可得： 当电路中的电流 I1=1A 时，电压表的示数 U1=I1R2=1A×R2， 当电路中的电流 I2=1.3A 时，电压表的示数 U2=I2R2=1.3A×R2， 因电流表的示数变化范围为 1A～1.3A 时，电压表的示数变化了 3V， 所以，U2﹣U1=1.3A×R2﹣1A×R2=3V， 解得：R2=10Ω， 定值电阻 R2 所消耗的最小功率： P2min=I12R2=（1A）2×10Ω=10W， 定值电阻 R2 所消耗的最大功率： P2max=I22R2=（1.3A）2×10Ω=16.9W， 所以，该定值电阻 R2 所消耗功率的变化范围是 10W～16.9W． 故选 D． 【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用，表示出电流表示数的变化求出 R2 的阻 值是关键． 10．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 图 1 是用伏安法测电阻的实验电路图，实验所 用的器材：电源一个（电压保持 6V 不变）．待测电阻一只，电流表（0﹣0.6A，0﹣3A）一只， 电压表（0﹣6V，0﹣15V）一只，滑动变阻器（0﹣12Ω）一只，开关一个，导线若干，实验 过程中要求电表不超过其量程，且电表的指针至少能达到刻度盘的中线，根据实验数据绘出 被测电阻 R 的 U﹣I 图象如图 2 所示．当电流表和电压表能按要求工作时，R 消耗的最大功 率与最小功率之比为（ ） A．25：4 B．64：25 C．9：2 D．4：1 【考点】JA：电功率的计算． 【难度】中等 【分析】先根据图 2 确定电压表和电流表的量程，然后读出已知电压值和电流值，根据 R= 求出定值电阻的阻值； 根据电流表、电压表量程以及滑动变阻器的位置确定电路中最大的电流和最小电流，根据 P=I2R 求出 R 消耗的最大功率与最小功率． 【解答】解：根据图 2 可知，电流表的量程为 0～0.6A，电压表的量程为 0～6V；当电路中 的电流为 0.3A 时，电压表示数为 2.4V，则 R= = =8Ω； 如果滑动变阻器接入电路的电阻为零，电路中的电流 I= = =0.75A＞0.6A，因此当电流 表示数为 0.6A 时，电路中的电流最大，则最大功率：P 最大=（0.6A）2×8Ω=2.88W； 当电压表示数为 3V 时，电路中的电流最小，R 消耗的功率最小，此时电路中的电流：I 最小 = = = A，则最小功率：P 最小=（ A）2×8Ω= W； 故消耗的最大功率与最小功率之比为 2.88W： W=64：25． 故选 B． 【点评】本题考查了电阻的 U﹣I 图象、欧姆定律的应用、功率公式的应用，根据电表的量 程及电路结构求出流过电路的最大电流与最小电流是本题的难点，也是本题的解题关键． 二、 填空题（每空 2 分，共 36 分） 11．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 如图所示电路，电压 U 不变，电流表的示数为 1A．如果 R1 与 R2 的等效电阻为 R，并且 R1：R=5：3，电阻 R2 消耗的电功率为 24W，则电 阻 R1= Ω． 【考点】JA：电功率的计算． 【难度】中等 【分析】由电路图可知，R1、R2 并联，根据并联电路的电流特点和欧姆定律表示出干路电流， 根据欧姆定律可知电源的电压和总电阻的大小相等，再根据 R1、R 的关系表示出电源的电压， 联立等式得出 R1、R2 之间的关系，把以上关系式代入电阻 R2 消耗的电功率 P= 即可得出 电阻 R1 的阻值． 【解答】解：由图可知：R1、R2 并联， 根据并联电路的电流特点可得： I=I1+I2= + =1A﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 由欧姆定律可得： 电路的总电阻 R= = ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 已知 R1：R=5：3， 所以 R=0.6R1﹣﹣﹣﹣﹣③ 由①②两式可得 R2=1.5R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ 已知 P2= =24W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤ 把②③④两式代入⑤可得：R1=100Ω． 故答案为：100． 【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是等效电阻 的灵活运用最好用欧姆定律来表示，若用电阻的并联特点来表示会较麻烦． 12．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 如图甲是一种新型插座，它能即时显示接在该 插座时的用电器的工作电压和所耗电费等信息（插座本身消耗电能由内部电池提供），小明 将装有质量为 2.4kg、初温为 10℃水的电水壶插在该插座上，这时插座屏幕上显示如图乙所 示，当水烧开至 100℃时，屏幕显示如图丙所示，这段时间内电水壶消耗的电能为 J， 实际功率为 W，电水壶烧水的效率为 ．[电费单价：0.5 元/（kW•h）；c 水=4.2×103J/ （kg•℃）] 【考点】JK：电功与热量的综合计算． 【难度】中等 【分析】（1）电价和显示费用求出消耗的电能； （2）根据 P= 求出实际功率； （3）利用 Q=cm△t 求出水吸收的热量，结合效率公式求出烧水效率． 【解答】解：这段时间内消耗的电能为 W= =0.3kW•h=1.08×106J， 实际功率为 P= = =1500W； 水吸收的热量为：Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2.4kg×（100℃﹣10℃）=907200J 则烧水效率为：η= ×100%= ×100%=84% 故答案为：1.08×106；1500；84%． 【点评】此题主要考查学生对于电能、电功率以及加热效率的理解和掌握，熟悉公式是解题 关键． 13．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 如图所示的电路，电源电压保持不变，R1=10Ω．当 闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 在中点时，电流表的示数为 0.2A，电压表的示数为 4V．则 电源电压为 V，该电路通电 1min 电阻 R1 至少能产生 J 的热量． 【考点】J2：电功的实质；IH：欧姆定律的应用． 【难度】中等 【分析】由电路图可知，滑动变阻器与电阻 R1 串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流 表测电路电流，由串联电路特点及欧姆定律可以求出电源电压；由欧姆定律可以求出滑动变 阻器最大阻值；当滑动变阻器阻值全部接入电路时，电路电流最小，由欧姆定律求出此时电 路电流，由 Q=I2Rt 求出 R1 产生的最小热量． 【解答】解：∵I= ， ∴电阻 R1 两端电压 U1=IR1=0.2A×10Ω=2V， 电源电压 U=UV+U1=4V+2V=6V， ∵I= ，滑动变阻器的滑片 P 在中点， ∴滑动变阻器接入电路的阻值： = = =20Ω， R 滑=2×20Ω=40Ω， 电路中的最小电流：I′= = =0.12A； 电路通电 t=1min=60s 电阻 R1 产生的最少热量： Q=I2Rt=（0.12A）2×10Ω×60s=8.64J； 故答案为：6；8.64． 【点评】本题考查了求电源电压、电阻产生的热量等问题，应用欧姆定律、串联电路特点、 焦耳定律即可正确解题． 14．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 电子式电能表表盘上标有“3000imp/kW•h”的字 样（imp 表示电能表指示灯闪烁次数），将某用电器单独接在该电能表上，正常工作 30min， 电能表指示灯闪烁了 300 次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是 kW•h，该用电器 的功率是 W． 【考点】J5：电能表参数的理解与电能的求法． 【难度】中等． 【分析】3000imp/kW•h 表示的是电路中每消耗 1kW•h 的电能，电能表指示灯闪烁 3000 次， 或者表示电能表指示灯每闪烁 1 次，电路中消耗 kW•h 的电能，求出指示灯闪烁 300 次电路中消耗的电能．然后求出用电器的功率． 【解答】解：3000imp/kW•h 表示电能表指示灯每闪烁 1 次，电路中消耗 kW•h 的电能， 指示灯闪烁 300 次，电路消耗电能为：W=300× kW•h=0.1kW•h， 用电器的功率：P= = =0.2kW=200W． 故答案为：0.1；200． 【点评】本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算，这是利用电能表 测量功率的一种类型习题，一定要熟练掌握． 15．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 小明观察家里的电饭煲铭牌：额定电压为 220V， 保温功率为 20W，但加热功率已经磨损，电饭煲的工作原理如图所示，通过单刀双掷开关 S 调节加热和保温两种状态，R1 为电热丝．他想利用家里得电能表测出它的加热功率，于是他 关闭了家里所有其它用电器，只让电饭煲工作，观察了电能表，发现上面标有“3000R/kW•h， 请你帮助小明解决下列问题． (1）电饭煲在加热状态时，开关 S 应与触点 连接； (2）他发现正常加热了 6min 电饭煲就转为保温状态，在这 6min 内电能表转盘刚好转了 300 转，则电饭煲的加热功率是 W； (3）如果该电饭煲正常加热消耗了 6.72×105J 电能，这些能量全部被水吸收，能将 kg 水在 1 标准大气压下由 20℃加热至沸腾（水的比热容为 4.2×103J（kg•℃） (4）保温 10min，电热丝 R1 产生的热量为 J． 【考点】J5：电能表参数的理解与电能的求法；JK：电功与热量的综合计算． 【难度】中等 【分析】（1）电路电压一定，由电功率公式 P= 可知电路电阻越大，电路功率越小，电路 电阻越小电路功率越大，分析电路图，然后答题． （2）根据电能表转过的圈数求出电饭煲消耗的电能，然后由功率公式求出加热功率． （3）由热量公式的变形公式求出水的质量． （4）由串联电路特点及功率公式求出电热丝消耗的电能． 【解答】解：（1）由电路图可知，开关与触点 2 连接时，电阻 R 被短路，只有电热丝 R1 接 入电路，此时电路电阻最小，电路电功率最大，电饭煲处于加热状态． （2）电饭煲消耗的电能 W= ×300R=0.1kW•h=3.6×105J， 电饭煲的加热功率 P 加热= = =1000W； （3）在 1 标准大气压下水的沸点是 100℃， ∵Q=cm△t， ∴水的质量 m= = =2kg； （4）∵P= ，∴R= ， = = = =50，则 R1= ， 通过串联电阻的电流相等， = = ， 保温时，电热丝 R1 的功率 P1= P 保温= ×20W=0.4W， 保温 10min，电热丝 R1 产生的热量为 Q=P1t=0.4W×600s=240J． 故答案为：（1）2；（2）1000；（3）2；（4）240． 【点评】本题考查了电路分析、求电功率、水的质量、电阻产生的热量等问题，是一道综合 题，分析清楚电路结构、熟练应用热量公式、串联电路特点、电功与电功率公式即可正确解 题． 16．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 小明和姐姐一起去买电水壶，当他们选择某一 品牌的电水壶时，发现有 800W 和 1200W 两种功率可选，如图是他们对买哪一款更省电的 问题出现的不同意见．请你在相同质量的水升高相同的温度的前提下，帮他们分析： (1 ） 不 考 虑 热 散 失 ， （ 选 填 “800W” 、 “1200W” 、 “ 一 样 ” ） 省 电 ． 理 由 是 ． (2 ） 考 虑 热 散 失 ， （ 选 填 “800W” 、 “1200W” 、 “ 一 样 ” ） 省 电 ． 理 由 是 ． 【考点】J8：电功率与电能、时间的关系． 【难度】中等 【分析】电热壶在工作过程中将电能转化为水的内能．质量相同的水升高相同的温度，需要 的热量相同． ①如果不考虑热量的损失，电能全部转化为水的内能，使水温升高，已知水需要的热量相同， 所以消耗的电能相同，电热壶省电与否与功率没有关系； ②考虑热量的散失水在加热过程中，时间越长，热量损失越多，在水升温需要的热量一定的 前提下，电热壶功率越低，加热时间越长，热量的损失越多，也就是此电热壶要费电． 【解答】解： （1）不考虑热损失，两只电热壶省电情况相同，因为电能全部转化为内能被水吸收，水吸 收的热量相同，所以省电情况一样； （2）考虑热损失，1200W 的电热壶省电，因为水吸热相同，根据 W=Pt，功率大的加热时 间短，热散失少，所以省电． 故答案为： （1）一样；电能全部转化为内能被水吸收，水吸收的热量相同，所以省电情况一样； （2）1200W；水吸热相同，根据 W=Pt，功率大的加热时间短，热散失少，所以省电． 【点评】此题考查的是电热器在工作过程中的省电问题，一般地，因为用电器工作过程中不 可避免地存在热损失，所以实际功率大的用电器更省电． 17．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 学校为班级新买的饮水机的电路图如图所示， 铭牌如表示数．S 是手动开关，S1 是温控开关，当 S 闭合后，热水箱内的水温低于 60℃时 S1 就自动闭合，水温高于 90℃时 S1 就自动断开，因此这台饮水机有“加热”和“保温”两档功 率，在“加热”时，流过电阻 R2 的电流为 A，R1 的电阻值为 Ω． 水桶容积 20L 热水箱水量 1L 额定电压 220V 加热功率 484W 保温功率 44W 【考点】J9：电功率与电压、电流的关系；IG：欧姆定律的变形公式． 【难度】中等 【分析】由电路图知：当开关 S 闭合时，电阻 R2 工作，此时处于保温状态；当 S、S1 同时闭 合时，R1、R2 同时工作，此时处于加热状态． ①已知保温功率，也就是 R2 消耗的功率，利用公式 I= 得到加热状态下通过 R2 的电流； ②已知保温功率和加热功率，可以得到 R1 消耗的功率；已知 R1 消耗的功率和额定电压，利 用公式 R= 得到 R1 的阻值． 【解答】解： ①保温状态下，R2 消耗的功率为 P 保温=44W， ∵P=UI， ∴通过 R2 的电流为 I2= = =0.2A； ②加热状态下，R1 消耗的功率为 P1=P 加热﹣P 保温=484W﹣44W=440W， ∵P= ， ∴R1 的阻值为 R1= = =110Ω． 故答案为：0.2；110． 【点评】此题考查的是饮水机不同工作状态下电功率计算公式的应用．明白电路连接关系及 特点，知道加热功率和保温功率的大小关系，是解决此类问题的关键。 三、 实验探究（第 18 题 8 分，第 19 题 8 分，共 16 分） 18．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 采用如图的装置探究“电流产生的热量跟什么 因素有关”，接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使 U 型管中的液面发生变化，通过观察 U 型管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少． (1）如图所示的是探究电流产生的热量跟 的关系，通电一段时间 （选填“左瓶” 或“右瓶”）内的电阻丝产生的热量多． (2）让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶 内电阻丝发热多少．此时该装置是探究电流产生的热量跟 的关系，一段时间后电阻 丝产生的热量 （选填“左瓶”、“右瓶”或“两瓶一样”）多． 【考点】JH：焦耳定律． 【难度】中等 【分析】（1）电流产生的热量跟电流的大小、电阻的大小、通电时间有关； 探究电流产生热量跟电流关系时，需控制通电时间和电阻相同，改变电流的大小； 探究电流产生热量跟电阻关系时，需控制通电时间和电流相同，改变电阻的大小； （2）分析图中的实验装置，看电流、电阻和通电时间中，哪些相同、哪些不同，从而判断 实验探究电流产生的热量与什么因素有关； （3）根据焦耳定律的公式 Q=I2Rt 判断产生热量的多少． 【解答】解：（1）如图的装置中，右边两个 5Ω的电阻并联后与左边 5Ω的电阻再串联； 根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即 I 右=I 左， 两个 5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点可知 I 右=I 内+I 外，比较可知 I 左＞I 内； 两瓶中电阻相等（均为 5Ω），通电时间相等，电流不同，故探究的是电流产生的热量跟电流 的关系； 通电一段时间后，由于电阻相同、通电时间相同、I 左＞I 内，根据焦耳定律 Q=I2Rt 可知，左 瓶内的电阻丝产生的热量多． （2）让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，右瓶中两根电阻 丝对瓶内空气进行加热；根据并联电路总电阻的计算公式可得，右瓶中两根 5Ω电阻丝的总 电阻为 2.5Ω，小于 5Ω，即 R 左＞R 右； 两瓶内电阻丝的总电阻不相等，通电时间相等，电流相等，故探究的是电流产生的热量跟电 阻的关系； 通电一段时间后，由于电流相同（即 I 右=I 左）、通电时间相同、R 左＞R 右，根据焦耳定律 Q=I2Rt 可知，左瓶内的电阻丝产生的热量多． 故答案为：（1）电流；左瓶；（2）电阻；左瓶． 【点评】本题考查了学生对焦耳定律的理解，注重了探究实验的考查，同时在该实验中利用 了控制变量法和转换法，是中考物理常见题型． 19．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定 电压为 2.5V（电阻值约为 5Ω）． (1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整． (2）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障 的原因是 （选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）． (3）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P 到某处时，电压表示数为 2V，为了测 量小灯泡的额定功率，应将滑片 P 向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为 2.5V， 此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W． (4）若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加了一个 R0=5Ω的 定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案： ①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压； ②保持滑片位置不变，只将电压表 a 点该接到 c 点，测出定值电阻 R0 两端的电压 U0，通过 计算就可得到小灯泡的额定功率． 请 你 指 出 该 设 计 方 案 中 存 在 的 问 题： ． 【考点】JF：电功率的测量． 【难度】中等 【分析】（1）滑动变阻器的接线柱要一上一下的串联在电路中，根据电流流向法连接实物图； （2）若灯泡短路，则灯泡两端无电压，电路中有电流；若灯泡断路，则电路中无电流，灯 泡两端有电压； （3）当电压等于灯泡额定电压灯泡正常发光，根据实物电路确定滑片移动方向； 由图示电流表确定电流表量程与分度值，读出电流表示数，根据 P=UI 求出灯泡额定功率； （4）根据串联电路的特点分析灯泡是否能够正常发光；电压表并联在电路中，电流应从正 接线柱流入，负接线柱流出． 【解答】解：（1）因为滑动变阻器的接线柱要“一上一下”的串联在电路中，所以只需将滑动 变阻器的上方一个接线柱与开关的右接线柱连接即可，如下图所示： （2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，说明在电压表两接线柱 之间的电路是短路，所以出现故障的原因是小灯泡短路； （3）电压表示数为 2V 时，小于灯泡的额定电压 2.5V，要使灯泡正常发光， 根据图甲可知，应向左移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变小， 使电压表示数增大，当电压表示数等于灯泡额定电压 2.5V 时，灯泡正常发光； 由乙可知，电流表选择的量程是 0～0.6A，分度值是 0.02A，此时电流表示数是 0.5A， 则小灯泡的额定功率： P=UI=2.5V×0.5A=1.25W． （4）由题意知，电源电压约为 3V，灯泡正常发光时电阻约为 5Ω， 当变阻器电阻为零时，设灯泡两端的电压为 UL，根据串联电路电流相等的特点有： = ，即： = ， 解得：UL=1.5V，所以无论怎样调节变阻器，都不能使灯泡正常发光； 保持滑片位置不变，只将电压表的 a 点接线改接到 c 点，电压表的正负接线柱接反，无法测 出 R0 两端的电压． 故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡短路；（3）左；1.25； （4）①无论怎样调节变阻器，都不能使灯泡正常发光；②电压表的正负接线柱接反，无法 测出 R0 两端的电压． 【点评】本题是测量小灯泡的额定功率实验，考查了电路的连接、电路故障的分析、电流表 的读数及电功率的计算，同时考查了对实验设计的分析，关键掌握测量的原理及电表的使用 方法． 四、 计算题（第 20 题 9 分，第 21 题 9 分，共 18 分） 20．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 有两只灯泡，A 灯“6V 6W”，B 灯“6V 3W”．A 和 B 中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示． (1）将 A、B 并联接在 6V 电源两端，求干路上的电流； (2）将 A、B 串联接在某电源两端，使 B 灯恰好正常发光，求此时 A 灯电阻； (3）将 A 与一个滑动变阻器（20Ω 2A）串联接在 6V 电源两端，如图乙所示．调节滑动变 阻器，当滑动变阻器的功率为 A 灯功率的两倍时，求滑动变阻器的功率． 【考点】JA：电功率的计算；IH：欧姆定律的应用． 【难度】难 【分析】（1）将 A、B 并联接在 6V 电源两端时，两灯泡两端的电压相等，根据图象读出通 过两灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流； （2）将 A、B 串联接在某电源两端，使 B 灯恰好正常发光，根据图象读出通过 B 灯的电流 即为电路中的电流，再根据图象读出 A 灯两端的电压，根据欧姆定律求出此时 A 灯电阻； （3）将 A 与一个滑动变阻器串联接在 6V 电源两端时，通过它们的电流相等，根据 P=UI 可 知 R 与 A 灯的电阻关系，根据串联电路的电压特点表示出电源的电压即可求出 A 灯和滑动 变阻器两端的电压，根据图象读出电路中的电流，利用 P=UI 求出滑动变阻器的功率． 【解答】解：（1）将 A、B 并联接在 6V 电源两端， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，两灯泡两端的电压均为 6V， 由图甲可知，通过两灯泡的电流分别为 IA=1.0A，IB=0.5A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，干路上的电流： I=IA+IB=1.0A+0.5A=1.5A； （2）将 A、B 串联接在某电源两端， 因串联电路中各处的电流相等，且使 B 灯恰好正常发光， 所以，由图象可知，电路中的电流 I′=IB=0.5A， 此时 A 灯泡两端的电压 UA′=2V， 由 I= 可得，此时 A 灯电阻： RA= = =4Ω； （3）将 A 与一个滑动变阻器串联接在 6V 电源两端时， 因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器的功率为 A 灯功率的两倍， 所以，由 P=UI 可知，U 滑=2UA′， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电源的电压： U=U 滑+UA′=2UA′+UA′=3UA′=6V， 解得：UA′=2V，U 滑=2UA′=2×2V=4V， 由图象可知，此时电路中的电流 I=0.5A， 则滑动变阻器的功率： P 滑=U 滑 I=4V×0.5A=2W． 答：（1）将 A、B 并联接在 6V 电源两端，则干路上的电流为 1.5A； （2）将 A、B 串联接在某电源两端，使 B 灯恰好正常发光，此时 A 灯电阻为 4Ω； （3）将 A 与一个滑动变阻器串联接在 6V 电源两端，当滑动变阻器的功率为 A 灯功率的两 倍时，滑动变阻器的功率为 2W． 【点评】本题考查了串联、并联电路的特点、欧姆定律和电功率的计算，解题的关键是根据 串联和并联电路特点从图象中获取有用的信息． 21．初中物理九年级下人教版第 18 章卷 1 如图，电源电压恒为 6V，定值电阻 R 为 6Ω， 灯泡 L 标有“6V3W”字样，灯丝电阻不变，求： (1）灯泡 L 正常发光的电阻是多少？ (2）开关 S1、S2、S3 分别在什么状态时，整个电路中消耗的总功率最小？最小功率是多少？ (3）开关 S1、S2、S3 分别在什么状态时，整个电路中消耗的总功率最大？最大功率是多少？ 【考点】JA：电功率的计算；IH：欧姆定律的应用． 【难度】难 【分析】（1）根据 P= 的变形公式求出灯泡 L 正常发光的电阻； （2）（3）根据 P= 和串并联电路分析开关处于什么状态时电路消耗的功率最小和功率最 大，并根据 P= 求出最小功率和最大功率． 【解答】解：（1）由 P= 可知，灯泡正常发光的电阻：RL= = =12Ω； （2）当 S2 闭合，S1、S3 断开时，此时 L 与 R 串联，电路的总电阻最大，由 P= 可知，电 路总功率最小； 电路中的总电阻：R 总=RL+R=12Ω+6Ω=18Ω， 电路的总功率：Pmin= = =2W； （3）当 S2 断开，S1、S3 闭合时，此时 L 与 R 并联，L 正常发光，电路总电阻最小，由 P= 可知，电路中电功率最大； 电阻 R 的功率：PR= = =6W； 电路的总功率：Pmax=PL+PR=3W+6W=9W． 答：（1）灯泡 L 正常发光的电阻是 12Ω； （2）当 S2 闭合，S1、S3 断开时，整个电路中消耗的总功率最小，最小功率是 2W； （3）当 S2 断开，S1、S3 闭合时，整个电路中消耗的总功率最大，最大功率是 9W． 【点评】本题考查功率计算公式的应用，关键明确开关处于什么状态时，电路消耗的总功率 最小和最大．