2022九年级物理上册第十五章电能与电功率章末试卷1（粤教沪版）

第十五章章末试卷1一、选择题1．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1如图甲，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（允许通过的最大电流为5A）．图乙反映了开关由断开到闭合，再移动滑片P的过程中，ab两端电压U和通过的电流I之间的关系；图丙反映了滑动变阻器消耗的功率P与电流I之间的关系，则下列说法不正确的是（　　）A．电源电压为50VB．R1的阻值为5ΩC．当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率为200WD．滑动变阻器连入阻值的范围为4～45Ω【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．【分析】由电路图可知，两电阻串联接入电路，ab两点间电压是滑动变阻器两端电压；由图乙所示图象求出电压与电流的对应值，由串联电路特点及欧姆定律列方程，可以求出电源电压与电阻R1的阻值；由图丙求出R2消耗的功率为120W时的电路电流，由P=UI求出电路消耗的总功率；根据滑动变阻器两端电压，由欧姆定律可以求出滑动变阻器接入电路的阻值范围。【解答】A、由图乙所示图象可知：I=1A时U2=45V，I′=5A时U2′=25V，设电源电压是U，∵I=，∴电阻R1两端电压U1=IR1，由串联电路特点可知，U=U2+IR1，则U=45V+1A×R1；U=25V+5A×R1；解得：U=50V，R1=5Ω；故AB正确；C、由图丙可知，当R2的功率为120W时，电路电流为4A，则电路消耗的总功率P=UI=50V×4A=200W，故C正确；D、由图乙所示图象可知：I=1A时U2=45V，I′=5A时U2′=25V，∵I=，∴滑动变阻器接入电路的阻值R最大===45Ω，R最小===5Ω，则滑动变阻器接入电路的阻值范围是5Ω～45Ω，故D错误；本题选错误的，故选D。【点评】本题是一道图象图，难度较大，分析清楚电路结构、由图象获取所需信息、熟练应用串联电路特点及欧姆定律、电功率公式即可正确解题。2．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝。不同的连接方式其发热功率不同，下列说法正确的是（　　）16\nA．甲的发热功率与丙的发热功率相等B．丁的发热功率是丙的发热功率的2倍C．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍D．丁的发热功率是乙的发热功率的4倍【考点】电功率的计算．【分析】先分析四图的连接方式，求出四种连接的电阻大小，电源电压不变，根据公式P=求出各自的电功率，从而判断各个选项的对错。【解答】由题知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1=R2=R，分析各连接方式可知：甲图为开路，P甲=0，乙图中两电阻串联，R乙=2R，P乙==，丙图中只有电阻R1工作，R丙=R，P丙==，丁图中两电阻并联，R丁=R，P丁===2，可见，甲的发热功率与丙的发热功率不相等，故A错；丁的发热功率是丙的发热功率的2倍，故B正确；丙的发热功率是乙的发热功率的2倍，故C正确；丁的发热功率是乙的发热功率的4倍，故D正确。故选：BCD。【点评】本题考查电功率大小的计算，关键是分析电路的连接，这是本题的难点，也是重点，还要知道串、并联电路电阻的规律。3．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1某理物兴趣小组的同学用几个完全相同的灯泡，设计如图甲、乙、丙三种电路，电源电压相同且恒定不变，电路消耗的总功率大小关系是（　　）A．P甲＞P乙＞P丙B．P甲＜P乙＜P丙C．P甲=P乙=P丙D．P甲=P乙＞P丙【考点】电阻的串联；电阻的并联；电功率的计算．【分析】灯泡完全相同说明它们的电阻相等，根据串并联电路电阻特点可知，两电阻并联时总电阻最小，两电阻串联时总电阻最大；根据P=可知，电压不变时，电阻越小，电路消耗的电功率越大，反之越大。【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；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；16\n∴R甲＞R乙＞R丙，∵电源的电压相同且不变，∴由P=可知，P甲＜P乙＜P丙。故选：B。【点评】本题考查了利用串并联电路电阻特点和电功率公式解决简单问题的能力。掌握电阻的串联，相当于导体的长度变长，电阻变大；电阻的并联，相当于增大横截面积，减小电阻是解决本题的关键。4．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“20Ω1A”，灯泡L标有“2.5V1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（　　）A．电路中电流变化的范围是0.18A～0.5AB．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10ΩC．灯泡的最小功率是0.162WD．该电路的最大功率是2.25W【考点】串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用；电阻的串联；电功率的计算．【分析】从图中可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表与滑动变阻器并联，为了不损坏电路元件，根据串联电路电流的特点，应该选取通过灯泡L与通过滑动变阻器额定电流相比较，得出电路中的最大电流，通过灯泡L的电流可利用公式IL=计算，并且此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，可利用公式R总=计算总电阻，再利用公式RL=计算灯泡的电阻，最后利用公式R小=R总﹣RL计算滑动变阻器接入电路中的最小阻值；为了不把电压表损坏，电压表的最大示数为3V，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，利用公式UL′=U﹣U大计算电压，再利用公式I小=计算电流，最后利用公式R大=计算电阻，灯泡的最小功率可利用公式P小L=I小2RL计算；电路中的最大功率可利用公式P总大=UI大计算。【解答】∵UL=2.5V，PL=1.25W∴IL===0.5A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，根据串联电路电流的特点，所以电路中的最大电流I大=I=IL=0.5A，16\n由于此时电流最大，所以滑动变阻器接入电路中的电阻最小，R总===9Ω，RL===5Ω，R小=R总﹣RL=9Ω﹣5Ω=4Ω；∵当电压表的示数最大为U大=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电流最小，∴UL′=U﹣U大=4.5V﹣3V=1.5V，再利用公式I小===0.3A，最后利用公式R大===10Ω；所以电路中电流的变化范围是0.3A﹣0.5A，滑动变阻器阻值的变化范围是4Ω﹣10Ω；灯泡的最小功率为P小L=I小2RL=（0.3A）2×5Ω=0.45W；电路中的最大功率为P总大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W。故选：D。【点评】本题综合性较强，考查的内容较多，会用欧姆定律计算，会用电功率公式计算，知道串联电路的电压规律，电流规律，电阻规律，要用到电功率的一个变形公式：P=I2R求解，需要注意的是：P=I2R和P=这两个公式在电功率计算题里要经常用到。5．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1如图所示，电源电压不变，在a，b间接一个“3V1W“的小灯泡，调节滑动变阻器的滑片P至图示位置时，小灯泡正常发光。若在a，b间换接一个“3V1.5W“的小灯泡，欲使其正常发光，滑片P应（　　）A．向M移动B．向N移动C．保持不动D．无法实现【考点】串联电路的电压规律；滑动变阻器的使用；欧姆定律的变形公式；电路的动态分析；电功率的计算．【分析】根据P=比较两灯泡的电阻关系判断灯泡更换后电路中总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流和滑动变阻器两端的电压变化，利用串联电路的电压特点可知此时灯泡两端的电压变化，进一步确定滑片移动的方向，直至灯泡正常发光即达到额定电压。【解答】由P=可知，两灯泡的额定电压相等，更换灯泡后的电阻变小，电路中的总电阻变小，∵I=，∴电路中的电流变大，此时滑动变阻器的阻值不变，两端的电压变大，∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴此时灯泡分得的电压小于3V，使灯泡正常发光，应使灯泡两端的电压再达到3V，即增大电路中的电流，减小滑动变阻器接入电路中的电阻，滑片向M移动。16\n故选：A。【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和电功率公式、欧姆定律、滑动变阻器的正确使用，判断好更换电阻后灯泡两端的电压变化是关键。6．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1现把L1“220V40W”和L2“220V100W”两盏白炽灯分别串联和并联在220V的家庭中，下列说法正确的是（　　）A．串联时，L1比L2亮一些B．并联时，L1比L2亮一些C．串联时，L1比L2的总功率大一些D．并联时，L1比L2的总功率大一些【考点】电功率与电压、电流的关系；实际功率．【分析】（1）两灯泡并联时各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小比较两灯泡的亮暗；（2）根据P=比较两灯泡的电阻关系，根据串联电路的电流特点和P=I2R比较两灯泡的实际功率之间的关系，进一步判断两灯泡的亮暗关系。【解答】（1）两灯泡并联在220V的家庭中时，∵并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，∴L2的额定功率较大，实际功率较大，灯泡较亮，故BD不正确；（2）两灯泡串联在220V的家庭中时，∵P=，∴L1的额定功率小，电阻较大，∵串联电路中各处的电流相等，∴根据P=I2R可知，L1的实际功率较大，灯泡较亮，故AC正确。故选：AC。【点评】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及电功率公式的应用，关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。7．初中物理九年级上粤沪版第15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～3.9WB．3W～5.07WC．3.9W～10WD．10W～16.9W【考点】电功率的计算．【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】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，16\n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。8．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1将一只标有“6V，6W”的灯泡与一定值电阻串联后接到电压为6V的电源上，定值电阻消耗的功率为1W，假设灯丝电阻不随温度而改变，则此时（　　）A．灯泡消耗的功率小于5WB．灯泡消耗的功率大于5WC．灯泡与定值电阻消耗的总功率为6WD．灯泡与定值电阻消耗的总功率为7W【考点】电功率的计算．【分析】由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压是6V，额定功率为6W；由串联电路特点可知，串联电路总电阻等于各电阻之和，灯泡与电阻串联后，电路总电阻大于灯泡电阻，由电功率公式P=与串联电路特点分析答题。【解答】灯泡额定电压是6V，额定功率是6W，根据公式P=可知，灯泡与电阻串联后电路总电阻大于灯泡电阻，灯泡与电阻串联后接在6V电路中，电路消耗的总功率小于灯泡的额定功率6W，已知定值电阻消耗的功率为1W，所以灯泡消耗的实际功率一定小于6W﹣1W=5W，故A正确，BCD错误；故选：A。【点评】本题考查根据电功率的计算公式和已知电阻的功率来比较电路消耗的功率和灯泡消耗的实际功率的大小，关键是知道串联后电源电压不变，总电阻变大，电路消耗的总功率小于灯泡的额定功率。9．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1如图，电源电压为8V并保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P由一个位置移动到另一位置时，定值电阻R0的电功率由6.4W变成了1.6W，则电压表的示数可能是（　　）A．由2V变为4VB．由3V变为6VC．由4V变为6VD．由3V变为5V【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．【分析】根据P=I2R结合两种情况定值电阻消耗的电功率求出两种情况下的电流关系，根据欧姆定律求出两种情况下R0两端的电压关系，然后根据串联电路的电压特点分别表示出选项中电压表的示数关系，找出符合题意的选项。【解答】设定值电阻R0的电功率由6.4W变成了1.6W时，电路中的电流由I1变为I2，16\n由P=I2R得：则====，∴I1=2I2，因R0电阻保持不变，所以，U1=2U2；A．当电压表原来的示数为2V时，R0两端的电压U1=8V﹣2V=6V，当电压表的示数为4V时，R0两端的电压U2=8V﹣4V=4V，不符合U1=2U2，故A不正确；B．当电压表原来的示数为3V时，R0两端的电压U1=8V﹣3V=5V，当电压表的示数为6V时，R0两端的电压U2=8V﹣6V=2V，不符合U1=2U2，故B不正确；C．当电压表原来的示数为4V时，R0两端的电压U1=8V﹣4V=4V，当电压表的示数为6V时，R0两端的电压U2=8V﹣6V=2V，符合U1=2U2，故C正确；D．当电压表原来的示数为3V时，R0两端的电压U1=8V﹣3V=5V，当电压表的示数为5V时，R0两端的电压U2=8V﹣5V=3V，不符合U1=2U2，故D不正确。故选：C。【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，关键是根据定值电阻消耗的电功率得出两种情况下的电流关系，再根据电压表的示数关系得出答案。10．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1如图1所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝。不同的连接方式其发热功率不同下列说法正确的是（　　）A．图2甲的发热功率与丙的发热功率相等B．图2丁的发热功率是丙的发热功率的2倍C．图2丙的发热功率是乙的发热功率的2倍D．图2丁的发热功率是乙的发热功率的4倍【考点】电功率的计算．【分析】先分析四图的连接方式，求出四种连接的电阻大小，电源电压不变，根据公式P=求出各自的电功率，从而判断各个选项的对错【解答】由题知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1=R2=R，分析各连接方式可知：甲图为开路，P甲=0，乙图中两电阻串联，R乙=2R，P乙==，丙图中只有电阻R1工作，R丙=R，P丙==，丁图中两电阻并联，R丁=R，P丁===2，16\n可见，甲的发热功率与丙的发热功率不相等，故A不正确；丁的发热功率是丙的发热功率的2倍，故B正确；丙的发热功率是乙的发热功率的2倍，故C正确；丁的发热功率是乙的发热功率的4倍，故D正确。故选：BCD。【点评】本题考查电功率大小的计算，关键是分析电路的连接，这是本题的难点，也是重点，还要知道串、并联电路电阻的规律。11．初中物理九年级上粤沪版第15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．25：4B．64：25C．9：2D．4：1【考点】电功率的计算．【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】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12．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1将标有“8V12W”的小灯泡和“20Ω16\n2A”的滑动变阻器串联在电路中，当滑片P移到变阻器的中点时，灯泡正常发光，则变阻器消耗的电功率为　　W（电源电压、灯泡的电阻不变）。【考点】电功率的计算．【分析】利用P=UI先求出小灯泡正常发光时的电流I，再结合功率公式P=I2R求出滑动变阻器的电功率。【解答】小灯泡正常发光时的电流为I===1.5A，由于串联，通过滑动变阻器的电流为I′=I=1.5A，当滑片P移到变阻器的中点时，接入的阻值为10Ω，故此时滑动变阻器的电功率：P′=I′2R=（1.5A）2×10Ω=22.5W。故答案为：22.5。【点评】此题主要考查学生对于串联电路的特点和电功率的求解的掌握能力，属于中档题目。13．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1铭牌上标有“220V11W”的节能灯，正常工作时的电流为　　A，它每天正常工作2小时，那么一个月消耗　　kW•h的电能（一个月按30天计算）。【考点】电功率与电能、时间的关系；电功率与电压、电流的关系．【分析】（1）由铭牌信息可知灯泡的额定电压与额定功率，由功率的变形公式I=可求出灯正常工作时的电流；（2）已知功率与做功时间由公式W=Pt可以求出灯消耗的电能。【解答】（1）节能灯正常工作时的电流I===0.05A；（2）灯每天正常工作2h，一月消耗的电能：W=Pt=0.011kW×2h×30=0.66kW•h；故答案为：0.05；0.66。【点评】本题考查了求节能灯正常工作时的电流、节能灯消耗的电能，由灯的铭牌找出灯的额定电压与额定功率是正确解题的前提，熟练应用功率的变形公式是正确解题的关键。14．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1用电器实际消耗的功率与加在它两端的　　有关。用电器　　时的电压叫做额定电压，在　　下的实际功率叫做额定功率。【考点】额定功率．【分析】用电器的实际功率与其两端电压有关；实际电压等于额定电压时，用电器实际功率等于额定功率、【解答】用电器实际消耗的功率与加在它两端的电压有关。用电器正常工作时的电压叫做额定电压，在额定电压下的实际功率叫做额定功率。故答案为：电压；正常工作；额定电压。【点评】本题考查了影响用电器功率的因素、额定电压与额定功率的概念，是一道基础题。15．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1家用照明灯泡的两端电压为220V，当它正常发光时，通过它的电流为0.25A，则该灯泡在这种情况下通电1h，电流做功　　J，消耗的电能为　　J。【考点】电功与电能的计算．【分析】知道电压、电流和时间，根据W=UIt求出电流做的功，即为消耗的电能。【解答】电流做功：W=UIt=220V×0.25A×3600s=1.98×105J；消耗的电能为1.98×105J。16\n故答案为：1.98×105；1.98×105。【点评】此题主要考查的是学生对电功计算公式的理解和掌握，基础性题目。16．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1下表是某电热水瓶的说明，由表可知，在额定电压下对水加热，则通过热水瓶电阻丝的电流是　　A，电热水瓶正常工作1min（不计热损失），水吸收的热量是　　J．（水吸收的热量是电流过该电热水瓶时所做的功）额定电压额定功率容积220V880W10L【考点】电功与热量的综合计算．【分析】（1）已知电热水瓶的额定电压和额定功率，利用功率的变形公式即可求出通过电阻丝的电流；（2）已知电热水瓶的额定功率和正常工作时间，利用公式Q=W=Pt即可求出水吸收的热量。【解答】（1）电热水瓶在额定电压下工作时，实际功率等于额定功率，根据表中数据可知，电热水瓶的额定功率为880W；∵P=UI，∴通过电阻丝的电流：I===4A；（2）水吸收的热量：Q=W=Pt=880W×60s=5.28×104J。故答案为：4；5.28×104。【点评】此题考查的是电功率和电功计算公式的应用，属于基础应用题。17．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1如图是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机。通电时挂烫机将电能转化为　　能；熨烫衣服时冒气口冒出的“白气”是由水蒸气　　形成的。【考点】液化及液化现象；电功的实质．【分析】（1）电流做功的过程实质上是电能转化为其它形式能的过程，用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程；（2）液化是指物体由液态变成气态的物态变化过程。【解答】（1）通电时挂烫机消耗电能，使水槽内部水的内能增加，是将电能转化为内能的过程；（2）熨烫衣服时，冒气口冒出热的水蒸气遇到较冷的空气时会液化成小水珠，就是我们看到的“白气”。故答案为：内；液化。【点评】本题考查了电功的实质和物体的变化，是一道基础题目。三、解答题18．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1如图所示，灯泡L标有“12V6W”字样，电阻R为16Ω，电源电压保持不变。当开关S闭合时，灯泡L正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的影响），求：（1）电源电压是多少？（2）灯泡L正常发光时电阻是多少？（3）当开关S断开时，灯泡L的实际功率是多少？16\n【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．【分析】（1）当开关S闭合时，电路为灯泡L的简单电路，根据灯泡正常发光时的电压和额定电压相等得出电源的电压；（2）根据P=求出灯泡的电阻；（3）当开关S断开时，灯泡与R串联，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据P=UI=I2R求出灯泡L的实际功率。【解答】（1）当开关S闭合时，电路为灯泡L的简单电路，∵灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，∴电源的电压U=UL额=12V；（2）根据P=可得，灯泡的电阻：RL===24Ω，（3）当开关S断开时，灯泡与R串联，∵串联电路的总阻值等于串联的各电阻阻值之和，∴R=RL+R=24Ω+16Ω=40Ω，∴此时电路中的电流I===0.3A，由P=UI=I2R得：灯泡L的实际功率：PL=I2RL=（0.3A）2×24Ω=2.16W。答：（1）电源电压为12V；（2）灯泡L正常发光时电阻是24Ω；（3）当开关S断开时，灯泡L的实际功率是2.16W。【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。19．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1某豆浆机内部简化电路如图所示，R为电热丝，为电动机，其额定功率是220W，S1为控制电动机工作的自动开关，小明磨制豆浆时，把豆浆机接入220V电路中工作20min，其间电动机转动时间共2min，电动机转动时电路总电流是3A．求：（1）电动机转动时通过线圈的电流；（2）电热丝R的阻值；（3）20min内豆浆机消耗的电能。16\n【考点】并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律的应用；电功与电能的计算；电功率的计算．【分析】（1）电动机转动时，电热丝和电动机并联，根据P=UI求出通过电动机的电流即为通过线圈的电流；（2）根据并联电路的电流特点求出通过电热丝的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电热丝R的阻值；（3）根据P=UI求出电热丝R的功率，利用W=Pt分别求出电热丝和电动机消耗的电能，两者和即为20min内豆浆机消耗的电能。【解答】（1）电动机转动时，电热丝和电动机并联，根据P=UI可得，电动机工作时通过的电流：IM===1A，（2）∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，∴通过电热丝的电流：IR=I﹣IM=3A﹣1A=2A；∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴根据欧姆定律可得，电热丝R的阻值：R===110Ω；（3）电热丝加热的功率：PR=UIR=220V×2A=440W，20min内豆浆机消耗的电能：W=PRt+PMt′=440W×20×60s+220W×2×60s=5.544×105J。答：（1）电动机转动时通过线圈的电流为1A；（2）电热丝R的阻值为110Ω；（3）20min内豆浆机消耗的电能为5.544×105J。【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活应用，关键是根据电路图可知电动机工作时电热丝也在工作即豆浆机工作20min时加热时间也为20min。20．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1某工地用电动起重机吊起重物，重物的质量m=400kg，电源提供的电压U=220V，不计一切摩擦。当电动起重机以v=0.1m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=2A（g取l0N/kg）（1）电动机线圈的电阻R是多少？（2）电动机匀速提升质量m′=200kg的重物，电动机的输入功率不变，提升速度是多少？【考点】功率计算公式的应用；电功率的计算．【分析】（1）电动机的输出功率等于牵引力的功率，根据牵引力的功率求出电动机的输出功率；根据P=UI求出电动机的输入功率，电动机的输入功率等于输出功率和线圈电阻产生的热功率之和，根据能量守恒结合P=I2R求出电动机线圈的电阻；16\n（2）电动机的输入功率不变时，发热功率不变，输出功率不变，根据P=Fv求出匀速提升物体时的速度。【解答】电动机的输出功率：P出=Fv=Gv=mgv=400kg×l0N/kg×0.1m/s=400W，电动机的输入功率：P入=UI=220V×2A=440W，根据能量守恒定律得，电动机线圈的发热功率：PR=P入﹣P出=440W﹣400W=40W，根据P=I2R可得，电动机线圈的电阻：R===10Ω；（2）∵电动机的输入功率不变时，发热功率不变，∴输出功率不变，则提升速度v′=====0.2m/s。答：（1）电动机线圈的电阻R是10Ω；（2）电动机匀速提升质量m′=200kg的重物，电动机的输入功率不变，提升速度是0.2m/s。【点评】解决本题的关键知道输入功率和输出功率以及线圈发热功率的区别和联系，注意对于电动机电路，在电动机正常工作的情况下，不能运用闭合电路欧姆定律进行求解。四、实验探究题21．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1在测量一个标有“3.8V”字样的小灯泡额定功率实验中，电源电压恒定不变。（1）该实验的原理是　　。（2）在图1甲中找出连接错误的一根导线并在该导线上画“ד，用笔画线代替导线将电路连接正确（3）开关闭合前，应使滑动变阻器的滑片P处于　　（选填“A”或“B“）端（4）闭合开关后发现：灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数接近电源电压，则此时电路故障可能为　　。（5）故障排除后，闭合开关，调节滑片P，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图1乙所示，则待测灯泡的额定功率为　　W。（6）为了测量另一小灯泡的额定功率，小玲同学设计了如图2所示的电路，其中定值电阻的阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额，测量时，先闭合开关S和S1，调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数为　　；接着将S1断开，S216\n闭合，读出电流表的示数为I，则小灯泡的濒定功率P额　　（用I、U额和R0表示）【考点】电功率的测量实验．【分析】（1）该实验的原理是P=UI；（2）根据灯的额定电压确定电压表选用的量程与煤灯并联；（3）开关闭合前，应使滑动变阻器的滑片P处于阻值最大处；（4）若电流表示数为0，灯不亮，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；（5）根据图中电流表选用的量程确定分度值读数，根据P=UI求灯的额定功率；（6）灯在额定电压下正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R应起到电压表的测量作用，故将定值与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时，由并联电路电压的规律，灯的电压为U额，灯正常发光；保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与定值电阻并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据P=UI写出灯的额定功率的表达式。【解答】（1）该实验的原理是P=UI；（2）灯的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，原电路中电压表选用小量程与灯是错误的，改动后如下所示；（3）为保护电路，开关闭合前，应使滑动变阻器的滑片P处于阻值最大处的B端；（4）经分析，闭合开关后发现：灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数接近电源电压，则此时电路故障可能为灯泡断路；（5）闭合开关，调节滑片P，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图1乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.3A，则待测灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；（6）设计了如图2所示的电路，其中定值电阻的阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额，测量时，先闭合开关S和S1，调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数为；接着将S1断开，S2闭合，读出电流表的示数为I，因通过定值电阻的电流保持不变，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流为：I额=I﹣；则小灯泡的濒定功率：P额=U额（I﹣）。故答案为：（1）P=UI；（2）如上图所示；16\n（3）B；（4）灯泡断路；（5）1.14；（6）；U额（I﹣）。【点评】本题测量一个标有“3.8V”字样的小灯泡额定功率，考查实验原理、电路的连接、注意事项、故障分析、额定功率的计算及设计实验方案的能力。22．初中物理九年级上粤沪版第15章卷1要测定一个额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。（1）请将图1中的电路元件连接成实验电路（连线不交叉）。（2）电路接通后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，小灯泡均不发光，电压表的示数为3V，电流表的示数几乎为零。请说出一种导致这种现象的可能原因：　　。（3）小灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图2所示，则通过小灯泡的电流是　　A，小灯泡的额定功率是　　W。【考点】实物的电路连接；电流表的读数方法；电流表、电压表在判断电路故障中的应用；电功率的计算；探究用电器的电功率实验．【分析】（1）测灯泡的功率需要测量灯泡的电压和电流。由灯泡的额定电压确定电压表的量程，电压表与灯泡并联。由题目中电流表的表盘，来确定电流表的量程，电流表与灯泡串联。注意电压表和电流表的正负接线柱。滑动变阻器选择一上一下接线柱串联在电路中，起保护电路和改变灯泡两端的电压的作用。开关串联在电路中控制电路的通断。（2）连接好电路，闭合开关，灯泡不亮，可能是电路电阻太大，电流太小；可能是断路；可能是短路。通过移动滑动变阻器滑片判断电路电流大小还是故障。再由电流表判断短路还是断路，再由电压表判断故障的具体位置。（3）电流表的读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少。知道灯泡的额定电压和额定电流，根据P=UI计算额定功率。【解答】（1）灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择0～3V量程，电压表与灯泡并联。由题意知，电流表使用0～0.6A量程，电流表与灯泡串联。电流从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出。滑动变阻器选择一上一下接线柱串联在电路中。开关串联在电路中。根据各元件的连接方法，连接实物图。如图。16\n（2）小灯泡均不发光，电流表的示数几乎为零，可能电路电流太小，可能电路断路。无论怎样调节滑动变阻器的滑片，灯泡均不亮，电流表无示数，电路断路。电压表示数等于电源电压，电压表串联在电路中，灯泡断路。（3）电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.26A。P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。故答案为：（1）如图；（2）灯泡断路；（3）0.26；0.65。【点评】灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路，灯泡断路时，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压；灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0。灯泡以外的地方断路，整个电路都处于断开状态，灯泡不亮，电压表和电流表都没有示数。16