专题03 电功率＆生活用电（期末复习讲义）九年级物理上学期新教材人教版+答案

这是一份专题03 电功率＆生活用电（期末复习讲义）九年级物理上学期新教材人教版+答案，文件包含专题03电功率＆生活用电期末复习讲义原卷版docx、专题03电功率＆生活用电期末复习讲义解析版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共104页， 欢迎下载使用。
知识点01 电能 电功
1、电功与电能
（1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
（2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。
2、电功与电能的计算
（1）电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路）
（2）对于纯电阻电路可推导出：
①串联电路中常用公式：W=I2Rt；
②并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1；
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。
3、电功的测量：利用电能表计算电功，根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能。
（1）先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能．
（2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
4、电能表参数的理解
（1）220V：表示电能表应该在220V的电路中使用。
（2）10（20）A：表示该电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A。
（3）50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用。
（4）600revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过600圈。
5、电功的计算公式：W=UIt。
（1）U表示某段电路两端的电压，单位是V。
（2）I表示通过该电路的电流，单位是A。
（3）t表示通电时间，单位是s。
（4）W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J。
6、串、并联电路中电功的特点
（1）串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。
（2）并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。
概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。
知识点02 电功率
1、电功率的概念
（1）定义：电流单位时间内所做的功。
（2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示，灯泡的亮度取决于灯泡的实
际功率大小。
（3）国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）。
（4）电功与电功率的区别：用电器消耗电能的多少为电功，而消耗电能的快慢叫电功率。
2、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率
（1）用电器正常工作时的电压叫额定电压；用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
（2）用电器实际工作时的电压叫实际电压；用电器在实际电压下的功率叫实际功率。
3、电功率与时间、电压、电流间的关系
（1）电功率与电能、时间的关系：:电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式。
公式在使用时单位要统一，有两种可用
①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（s）。
②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW•h 度），时间用小时（h）。
（2）电功率与电压、电流的关系：在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大；在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比；在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。
4、电功率的计算
（1）定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。
P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A
（2）导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
5、探究小灯泡的电功率实验
（1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率。
（2）实验原理：。
（3）实验方法：伏安法。
（4）实验步骤
步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。
步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。
步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。
步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中；
步骤 = 5 \* GB3 ⑤整理实验器材。
（5）实验分析和结论
①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。
②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大。
③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
（6）实验中滑动变阻器的作用；闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路）；接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压）
知识点03 焦耳定律
1、电热的利用与防止
（1）电流的热效应：电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做电流的热效应。
（2）电流热效应的实质：是电流通过导体时，由电能转化为内能。
（3）电热器：电流通过导体时将电能全部转化为内能的用电器。其优点是清洁、无污染、热效率高，且便于控制和调节电流。
（4）有时人们利用电热，如电饭锅、电熨斗等；有时人们防止电热产生的危害，如散热孔、散热片、散热风扇等。
2、实验探究电流通过导体产生的电热与哪些因素有关
（1）实验目的、原理、方法
实验目的：探究电流通过导体产生的电热与哪些因素有关；
实验原理：根据U形管液体升高高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少；
实验方法：控制变量法、转换法。
（2）电流产生的热量与电阻的关系
实验步骤
步骤①如图甲所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大；
步骤②两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化；
步骤③整理实验器材。
实验结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
（3）电流产生的热量与电流的关系
实验步骤
步骤①如图乙所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同；
步骤②通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化；
步骤③整理实验器材。
实验结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
3、焦耳定律的定义和应用
（1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫焦耳定律。
（2）公式：Q=I2Rt，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）。
（3）变形公式：，Q=UIt。
（4）在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=Q；在非纯电阻电路中，电能大部分转化为其他能，已小部分转化为热能，电功大于电热，W=Q+W其他。
（5）探究电热与哪些因素有关：①怎样用转换法体现电热：用温度计升高的度数；用细管内液柱升高的高度；用气球膨胀的大小；②怎样用控制变量法研究与电阻的关系：串联时控制电流和通电时间一定，并联时控制电压与通电时间一定。
4、焦耳定律的计算公式及其应用
（1）电热与电能的关系：纯电阻电路时Q=W；非纯电阻电路时Q＜W。
（2）电热与电功的关系
（3）公式Q=I2Rt是电流产生热效应的公式，与W=UIt不能通用．W=UIt是电流做功的计算公式，如果电流做功时，只有热效应，则两公式是等效的；如果电流做功时，同时有其他能量转化，像电动机工作时，电能既转化为热能，也转化为动能，则Q=I2Rt只是转化为电热的部分，W=UIt则是总的电功，只有对纯电阻电路才有W=Q，对非纯电阻电路Q＜W。
知识点04 安全用电
1、家庭电路中电流过大的原因：短路和用电器总功率过大。
（1）各种电器集中使用；接入电路总功率过大。
（2）线路的线径偏小，电阻增大，加大电耗。
（3）电路发生短路或漏电。
（4）开关电器时瞬间电流增大。
2、减少电流过大的方法
（1）各种电器分散使用。
（2）适当加大线路的线径，减少线路的电耗。
（3）线路与电器的绝缘性能要好，避免漏电。
（4）大功率电器开关上并联上适宜的电容器，减少开关电器时瞬间电流。
3、家庭电路中触电的情况
（1）单线触电：站在地上的人接触到相线；
（2）双线触电：人同时接触到相线和中性线。
4、高压触电的两种方式：高压电弧触电、跨步电压触电。
5、触电急救常识：
（1）发现有人触电，不能直接去拉触电人，应首先切断电源或用绝缘棒使触电人脱离电源。
（2）发生火灾时，要首先切断电源，决不能带电泼水救火。
（3）为了安全用电，要做到不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
（4）在安装电路时，要把电能表接在干路上，保险丝应接在相线上(一根已足够)，控制开关也要装在相线上，螺丝口灯座的螺旋套要接在中性线上。
6、安全用电原则
（1）不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
（2）更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关。
（3）不弄湿用电器，不损坏绝缘层。
（4）保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命应及时更换。
知识点05 家庭电路的基本组成
1、保险丝：电路符号。
（1）保险丝的特点：电阻率大、熔点低。
（2）保险丝的作用：当电路中电流过大时保险丝发热熔断，切断电路。
（3）保险丝的更换原则：电路发生故障，有时会导致保险丝熔断，更换保险丝后，首先要查清熔断的原因，
再闭合总开关。
（4）保险丝的规格：保险丝越粗，额定电流越大。
（5）保险丝的选择：保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。
（6）保险丝的连接：保险丝应串联在家庭电路的干路上，且一般只接在相线上。
（7）保险丝的工作原理：当过大的电流通过时，保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点，于是保险丝熔断，自动切断电路，起到保险作用。
（8）空气开关：现代家庭中用的空气开关相当于总开关和保险丝的共同作用，保险丝是电流的热效应原理，
空气开关是电流的磁效应原理。
2、家庭电路的组成：家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险丝、开关、用电器、插座、导线等组成。
（1）进户线：进户线有两条，一条是端线，也叫相线，一条是中性线。相线与中性线之间的电压是220V。相线与地面间的电压为220V；正常情况下，中性线之间和地线之间的电压为0V。
（2）电能表：装在家庭电路的干路上，这样才能测出全部家用电器消耗的电能。
（3）总开关：即闸刀开关或空气开关。安装在电能表后，控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。
（4）插座：连接家用电器，给家用电器供电。插座有二孔插座和三孔插座。
二孔插座接线情况：左边孔接中性线，右边孔接相线。（左零右火）
三孔插座接线情况：左边孔接中性线，右边孔接相线，上面孔接地线。（左零右火上接地）
3、家庭电路的连接：各种用电器都是并联接入电路的，插座与灯座是并联的，控制各用电器工作的开关与用电器是串联的。
（1）开关、保险串联后接入相线，不能接入中性线。
（2）螺口灯座的螺旋套只允许接在中性线上，绝不允许接在相线上。
4、测电笔（试电笔）：用来辨别相线和中性线；种类：钢笔式，螺丝刀式。
（1）使用方法：手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触被测导线，观察氖管是否发光（若发光则被测导线是相线）。
（2）使用时手指绝不能接触笔尖。
题型一 电能表及其计算
【典例1】（24-25九年级上·湖南株洲·期末）如图所示为单相电子式电能表，该电能表（ ）
A．此时的示数为13148kW·h
B．允许通过的最大电流为30A
C．作用是测量用电器的电功率
D．指示灯闪2500次表示电路消耗的电能为1kW·h
【答案】D
【详解】A．电能表的最后一位数是小数，此时的示数为1314.8kW·h，故A不符合题意；
B．允许通过的最大电流为20A，故B不符合题意；
C．该电能表的作用是测量用电器的消耗电能，故C不符合题意；
D．该电能表的指示灯闪2500次表示电路消耗的电能为
故D符合题意。
故选D。
【典例2】（24-25九年级上·广西·期末）如图为小明家电能表，此时电能表的读数是 kW•h，若该电能表的转盘在5min内转了30转，则这段时间内他家中用电器消耗的电能为 J。
【答案】 1234.5 1.8×105
【详解】[1]电能表最后一位示数是小数位，单位是kW•h，则电能表的读数为1234.5kW•h；
[2]该电能表上“600r/(kW•h)”表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的铝盘转过600转；铝盘转30转时用电器消耗的电能为
【变式1】（24-25九年级上·陕西西安·阶段练习）如图所示分别是小朵家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（ ）
A．电能表是测量用电器消耗电功率的仪表
B．小朵家上个月消耗的电能为
C．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多
D．小朵家家庭电路中的干路电流不得超过
【答案】C
【详解】A．电能表是测量用电器消耗电能的仪表，而不是电功率，故A 错误；
B．电能表最后一位是小数位，上月初读数为，上月末读数为，小朵家上个月消耗的电能为
故B错误；
C．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多。因为电能表的工作原理是通过测量电流做功来计量电能，指示灯闪烁频率与电能消耗成正比，故C 正确；
D．小朵家家庭电路中的干路电流不得超过40A（括号内的40A是允许通过的最大电流），而不是10A，故D错误。
故选C。
【变式2】（24-25九年级上·陕西汉中·期末）小明家4月底电能表示数如图所示，5月底电能表的示数为319.5kW·h，则小明家5月份总共用电 度；该电能表应接在 V的电路中使用；小明使某家用电器单独工作3min，电能表转盘转了160r，该过程中消耗的电能是 J。
【答案】 207 220 1.8×105
【详解】[1]电能表显示数字中最后一位是小数，单位kW·h，该电能表四月底示数为112.5kW·h，5月底电能表的示数为319.5kW·h，则5月份消耗的电能是W=319.5kW·h-112.5kW·h=207kW·h
[2]电能表上标有220V字样，说明电能表应接在220V的电路中使用。
[3]该过程中消耗的电能
题型二 电功的计算
【典例1】如图所示电路，电阻，。当开关S闭合后，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1、V2的示数之比为3∶1
B．相等时间内R1、R2消耗的电能之比为1∶3
C．R1两端电压与R2两端电压之比为1∶3
D．通过电阻R1、R2的电流之比为1∶1
【答案】D
【详解】D．当开关S闭合后，电阻R1、R2串联，根据串联电路中电流处处相等，故通过电阻R1、R2的电流之比为1∶1，故D正确；
A．电压表V1测电源电压，电压表V2测R1两端电压。根据串联电路的分压原理，电压表V1、V2的示数之比
故A错误；
B．根据可得，相等时间内R1、R2消耗的电能之比
故B错误；
C．R1两端电压与R2两端电压之比为
故C错误。
故选A。
【典例2】（24-25九年级上·河北邢台·期末）小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的关系图像如图乙所示，B图像所代表元件的阻值为 Ω，当电压表示数为8V时，小灯泡L和定值电阻R在10s内消耗的总电能为 J。
【答案】 40 48
【详解】[1]如图乙所示，B图像所代表元件的电流与电压成正比，即B的阻值是一定的，当B的电压为8.0V时，通过它的电流为0.2A，则B的阻值为
[2]分析电路图可知，小灯泡L和定值电阻R并联。电压表测量L和R并联的总电压，当电压表示数为8V时，灯泡L和定值电阻R的电压均为8V，由乙图可知，此时通过它们的电流分别为0.4A和0.2A。在10s内灯泡L和定值电阻R消耗的总电能为
【变式1】如图所示，电源电压不变，闭合开关，电流表示数为0.6A，再闭合，电流表示数变化了0.2A，则同时闭合、后，相同时间内、消耗的电能之比是（ ）
A．2∶1B．1∶2C．3∶1D．1∶3
【答案】C
【详解】闭合开关S1，电路为R1的简单电路，电流表示数为0.6A，则通过R1的电流I1=0.6A， 再闭合S2，两电阻并联，电流表测总电流，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然为0.6A， 电流表示数变化了0.2A，则说明通过R2的电流为I2=0.2A， 由于并联电路各支路两端的电压相等，则U1=U2， 所以，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【变式2】（24-25九年级上·重庆渝中·期末）如图所示，电源两端电压U为6V恒定不变，电阻R1阻值为10Ω。闭合开关S后，电流表A的示数I为1A。求：
(1)电流表A1的示数I1；
(2)通电10s电阻R2消耗的电能。
【详解】（1）由图可知，R1、R2并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测量R1的电流。电流表A1的示数为
（2）通过R2的电流为
通电10s电阻R2消耗的电能
题型三 电功率的概念
【典例1】（24-25九年级上·四川成都·期末）如图是某国产手机的“超级快充”插头，匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”，“超级快充”的“快”是指（ ）
A．电压大B．电流大C．电功率大D．电能大
【答案】C
【详解】电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量，消耗电能越快，电功率越大。“超级快充”的“快”是指电功率大，故C符合题意，ABD不符合题意，
故选C。
【典例2】小明爸爸和小亮爸爸各自购买了一台不同型号的手机，小明爸爸对小亮爸爸说：“我购买的手机将电池从零到充满仅需30分钟，比你的手机快10分钟，因此我的手机配备的充电器的充电功率比你的大。”你认为小明爸爸的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，请说明理由： 。
【答案】 错误 电功率由电流做功与做功时间共同决定，而两部手机的电池容量未知
【详解】[1][2]电功率由电流做功与做功时间共同决定，而两部手机的电池容量未知，故小明爸爸的观点是错误的。
【变式1】（24-25九年级上·山东德州·期末）关于电功和电功率的概念，下列说法中正确的是（ ）
A．用电器的电功率越大，做功就越多
B．用电器的额定功率越大，消耗的电能就越多
C．电功率是表示电流做功快慢的物理量
D．电流做功的过程就是电能转化为内能的过程
【答案】C
【详解】A．由公式W=Pt可知，用电器做功多少与功率和时间有关，用电器的电功率越大，时间未知，做功不一定越多，故A错误；
B．用电器的实际功率不一定等于其额定功率，用电器的额定功率越大，实际功率不一定越大，由公式W=Pt可知，不知道做功时间，额定功率越大，消耗的电能不一定就越多，故B错误；
C．电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，也是表示电流做功快慢的物理量，故C正确；
D．电流做的过程就是电能转化为其他形式能的过程，故D错误。
故选C。
【变式2】在生活中，人们用千瓦·时作为电功的单位，也被称为“度”，相当于功率为1kW的家用电器工作1h所消耗的电能。 J。
【答案】3.6×106
【详解】由W=Pt可知，1kW•h是功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能，即
题型四 电功率的计算
【典例1】甲、乙两只灯泡，其I﹣U关系图像如图所示，现将甲、乙两灯串联在电路中，当电源电压为5V时，两灯消耗的总功率是（ ）
A．0.8W B．1.2W C．2W D．3W
【答案】C
【详解】将甲、乙两灯串联在电路中，由图像可知，电路电流为0.4A时，甲、乙两灯两端的电压分别为2V、3V，电源的电压U=U甲+U乙=2V+3V=5V
符合题意；根据P=UI可知两灯消耗的总功率为P=UI=5V×0.4A=2W
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【典例2】将两个小灯泡L1（6V，3W）和L2（6V，6W）串联接入电路，在保证电路安全的前提下闭合开关，两灯均发光，L1与L2的 （选填“电流”、“电压”或“电功率”）相等， （选填“L1”或“L2”）较亮。
【答案】 电流 L1
【详解】[1]串联电路的特点是电流处处相等，两个小灯泡串联接入电路，因此通过L1与 L2的电流相等。
[2]根据公式，可先计算两灯的电阻。L1的电阻 L2的电阻
即 R1>R2。由于串联电路中电流相等，根据P=I2R，电阻越大，实际电功率越大，L1的实际功率更大，而灯泡的亮度由实际功率决定，故L1较亮。
【变式3】（24-25九年级上·甘肃酒泉·期末）如图所示，电源电压U=18V，当滑动变阻器的滑片P移至最左端时，小灯泡L正常发光，电流表的示数为0.5A；当滑片P移至中点时，电流表的示数变为0.25A，求：
(1)小灯泡的额定功率；
(2)滑动变阻器的最大阻值；
(3)当滑片在最右端时电路消耗的总功率（设灯丝的阻值不变）。
【详解】（1）当滑动变阻器的滑片P移至最左端时，灯泡单独工作，电流表测电路中电流。此时小灯泡L正常发光，则小灯泡L的额定电压为18V，额定电流为0.5A，则小灯泡的额定功率
（2）灯泡电阻为
当滑片P移至中点时，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测电路中电流。此时总电阻为
则此时变阻器阻值为
则滑动变阻器的最大阻值
（3）当滑片在最右端时电路消耗的总功率为
【变式1】（24-25九年级上·河北廊坊·期末）用电器和上都标有“”字样，它们的电流随电压变化的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．和都是定值电阻
B．
C．和并联在电源两端，电路消耗的总功率为
D．和串联在电源两端，电路中的电流为
【答案】C
【详解】A．由图可知，R1的电流随电压变化关系为过原点的直线，符合正比例函数的关系图像，故R1为定值电阻；R2的电流随电压变化关系为过原点的曲线，不符合正比例函数的关系图像，R2的电阻是变化的，故A错误；
B．由于R2的电阻值是变化的，不能算出R1和R2的比值，故B错误；
C．和并联在电源两端，由图知，当电压为4V时，通过的电流分别为0.1A和0.2A，干路电流为
电路消耗的总功率为
故C正确；
D．由欧姆定律计算R1的阻值
当R1和R2串联在5V电源两端，当电路中的电流为0.2A时，R1两端的电压
由图可知R2两端的电压U2′=4V，根据串联电路电压规律计算电源电压
所以R1和R2串联在5V电源两端，电路中的电流不可能为0.2A，故D错误。
故选C。
【变式2】（24-25九年级上·重庆沙坪坝·期末）如图所示，电源电压保持不变，L为阻值不变的灯泡。开关S闭合后，滑动变阻器R的滑片P向左滑动时，灯泡L变 （选填“亮”或“暗”），电路的总功率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 亮 变大
【详解】[1]如图所示，开关S闭合后，灯与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，滑动变阻器R的滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入阻值变小，电路总电阻变小，电路中电流增大，灯泡电阻不变，根据，灯泡两端电压增大，根据功率，实际功率增大，灯泡变亮。
[2]根据功率，电源电压不变，电流增大，总功率增大。
【变式3】如图所示，电源电压4.5V保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，灯泡L标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器R标有“20Ω 1A”字样。闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化。求：
(1)灯泡正常工作时的电流和电阻。
(2)在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围。
【答案】(1)0.5A，6Ω
(2)3Ω～12Ω
【详解】（1）[1]根据可得，灯的额定电流
[2]根据欧姆定律可知，灯泡的电阻为
（2）为了保护灯泡，电路中的电流最大为0.5A，电路中的最小总电阻
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
电压表的最大示数为3V，根据串联电路的电压规律可知，灯泡两端的最小电压为
电路中的最小电流为
滑动变阻器接入电路中的最大电阻为
即滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为3Ω～12Ω。
题型五 电功率的档位问题
【典例1】（24-25九年级上·四川绵阳·期末）如图，是一个有a、b、c三挡调温电炉的电路，R1、R2、R3为三段电阻丝。若要在相同的时间内产生的热量最多，则应该旋转开关S接（ ）挡。
A．接aB．接bC．接cD．都一样
【答案】A
【详解】当接a时，电路中只有R1，此时电路电阻为R1；当接b时，R1、R2串联，总电阻为；当接c时，R1、R2、R3串联，总电阻为；根据可知，当接a时，电路的功率最大，为高温挡；当接b时，为中温挡；当接c时，为低温挡；若要在相同的时间内产生的热量最多，则应该旋转开关S接a挡，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【典例2】图甲是一款养生壶，图乙是其简化电路图，部分参数如下表所示，、是电热丝（阻值不随温度的变化而变化），[粥的比热容取]，求∶
(1)加热挡正常工作时，电路中的电流；
(2)电热丝的阻值；
(3)将1.1kg的粥从20℃加热到100℃，需要加热挡正常工作500s，求此养生壶的加热效率。
【详解】（1）根据可得，加热挡正常工作时，电路中的电流
（2）当开关S拨至a时，两电阻串联，养生壶处于保温挡；当开关S拨至b时，只有R1接入电路，电路总电阻最小，养生壶处于加热挡。根据可得，电热丝R1的阻值
R1和R2的串联总电阻
所以电热丝R2的阻值
（3）根据可得，粥吸收的热量
由得，加热挡正常工作500s消耗的电能
则养生壶的加热效率
【变式1】（24-25九年级上·辽宁阜新·期末）如图甲所示是一款电热煮茶器，它有“加热”和“保温”两个挡位，它的内部简化电路如图乙所示， 和均为发热电阻，当开关和都闭合时，电热煮茶器处于 挡；电热煮茶器是利用电流的 效应工作的。

【答案】 加热 热
【详解】[1]当开关和都闭合时，和并联，此时总电阻最小，根据，总功率最大，电热煮茶器处于加热挡。
[2]电热煮茶器工作时，消耗电能，产生热量，是利用电流的热效应工作的。
【变式2】（24-25九年级上·江苏常州·期末）某学习小组设计了一种电热器，其内部简化的电路如图所示，将该电热器接入电压恒为220V的电路中，工作状态分为高、低温两挡，R1和R2是阻值不变的电阻丝，R1的阻值为484Ω，高温挡的电功率为500W。
(1)当只闭合开关S1时，电路处于 挡。
(2)求电热器在低温挡时的电功率P。
(3)求电阻丝R2的阻值。
【详解】（1）当只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电阻较大，由可知，电路处于低温挡；当闭合开关S1、S2时，两个电阻并联，总电阻最小，由可知，电路处于高温挡。
（2）低温挡时的电功率
（3）高温挡的电功率为500W，电阻R2的功率
电阻丝R2的阻值
题型六 电功率的范围和极值问题
【典例1】（24-25九年级上·山东临沂·期末）如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。下列说法中（ ）
①电源电压为6V ②定值电阻R的阻值为5Ω ③滑动变阻器的最大阻值为10Ω
④电路的总功率变化范围为1.35W~4.05W
A．只有②③④正确B．只有①②④正确
C．只有②③正确D．只有①③正确
【答案】A
【详解】①②由图甲可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻两端的电压，当滑片P在a端时，滑动变阻器连入电路的电阻为0，电路中只有定值电阻工作，则电压表示数最大且等于电源电压，由图乙可知，电源电压U=4.5V，此时电路中的电流最大，为，则定值电阻的阻值为，故①错误，②正确；
③当滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中电流最小，由图乙可知，此时定值电阻两端的电压为，电路中的电流为
根据串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的最大阻值为，故③正确；
④当电路中电流最大时，电路消耗的功率最大，为
电路中电流最小时，电路消耗的功率最小，为，即电路的总功率变化范围为1.35W~4.05W，故④正确，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【典例2】（24-25九年级上·四川广安·期末）如图所示电路，电源电压18V恒定不变，电压表量程0~15V，电流表量程0~0.6A，R1为30Ω电阻，滑动变阻器铭牌“？Ω 1A”，其阻值己模糊不清（R2=？Ω）。闭合开关，当滑动变阻器的阻值为时，电压表示数为12V，则铭牌上的阻值R2为 Ω，电路的最大功率与最小功率之比为 。
【答案】 240 6∶1
【详解】[1]由图可知， R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测串联电路的电流；当滑动变阻器的阻值为时，电压表示数为12V，根据串联电路电压规律， R1两端电压为
根据分压原理
即
解得。
[2]当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小，即
此时滑动变阻器两端的电压为
超过电压表量程，所以当电压表示数为15V时，电路中电流最小，根据串联电路电压规律和欧姆定律可知，最小电流为
则电路的最小电功率为
由题意可知，电路中的最大电流为0.6A，则电路最大电功率为
电路的最大功率与最小功率之比为
【变式1】（24-25九年级上·辽宁丹东·期末）如图（a）所示电路，电源电压恒为，灯泡L额定电压为，通过L的电流I随其两端电压U变化关系图像如图（b）所示．闭合开关S，下列分析正确的是（ ）
A．无论如何移动滑片，L的电阻始终为
B．滑片向左移动过程中，L的实际功率增大
C．灯泡L正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为
D．L实际功率为时，R的阻值为
【答案】D
【详解】A．由图乙可知，灯泡两端的电压和对应的电流不是正比关系，即灯泡的电阻不是定值电阻，故A错误；
B．由图甲可知，R与L串联，滑片向左移动过程中，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大， 电路中的电流变小， 由图乙可知，灯泡两端的电压和通过的电流均变小， 由可知，灯泡的实际功率变小，故B错误；
C．灯泡正常发光时的电压，由图象可知此时通过灯泡的电流， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，串联电路中的电流处处相等， 所以，滑动变阻器两端的电压，滑动变阻器接入电路中的电阻值，故C错误；
D．灯泡的实际功率为0.75W， 即，由图象可知，当时，，则。此时滑动变阻器两端的电压，滑动变阻器接入电路中的电阻，故D正确。
故选D。
【变式2】（24-25九年级上·四川达州·期末）如图所示，电源电压18V保持不变，灯泡标有“6V；3W”的字样，滑动变阻器的最大阻值为100，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V（设灯丝电阻不变）。求：
(1)灯丝电阻；
(2)小灯泡的电功率最小值；
(3)滑动变阻器消耗的电功率范围。
【详解】（1）由图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压，灯泡电阻为
（2）由式子可知，电阻不变，电压最小时，电路电功率最小，当电压表示数为15V时，小灯泡电压为最小，为
小灯泡的电功率最小值为
（3）小灯泡正常工作时的电流为
电路中最大电流为0.5A，则电路中的最小电阻
得滑动变阻器的电阻
滑动变阻器的最大功率为
由于电压表的最高电压为15V，根据串联电路中，灯泡分得的电压至少为
灯泡的最小电流
亦为电路的最小电流，此时滑动变阻器的最小功率为
滑动变阻器消耗的电功率范围为3.75~6W。
题型七 电功率的测量
【典例1】用如图所示的电路做“测量小灯泡的电功率”的实验，小灯泡上标有“2.5V”的字样，灯丝阻值约为10Ω。
(1)将图甲电路补充完整；
(2)闭合开关，发现灯泡不亮，经检查电路连接正确且器材完好。其原因是： ；
(3)解决了上述问题后，调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光，此时电流表的读数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 W；
(4)完成上述实验后，同学们设计了图丙所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。已知R0=25Ω，请完成下列实验步骤：
①闭合开关S1，断开S2，移动滑片，使灯泡正常发光，则电流表的示数为 A；
②再闭合开关S2，断开S1，保持滑片的位置不动，读出电流表的示数I；
③灯泡额定功率的表达式为P额= （用已知量和测得量表示）。
【答案】(1)
(2)变阻器连入电阻过大
(3)0.8
(4) 0.1A 2.5V×(I﹣0.1A)
【详解】（1）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，除电压表外其余元件串联，电压表并联在小灯泡两端；当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯丝的电流为
所以电流表选择0~0.6A的量程串联在电路中，根据“一上一下”的接法，把变阻器的连入电路中，如图所示：
（2）闭合开关，发现灯泡不亮，经检查电路连接正确且器材完好，原因是变阻器连入电路的电阻过大，电路的电流过小，实际功率太小，不足以使小灯泡发光。
（3）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.32A；此时小灯泡正常发光，两端的电压为2.5V，则灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.32A=0.8W
（4）①[1]闭合开关S1，断开S2，灯泡和R0并联，电流表测量通过R0的电流，移动滑片，使灯泡正常发光，小灯泡两端的电压为2.5V，根据并联电路电压规律可知，R0两端的电压也为2.5V，则电流表的示数为
闭合开关S1，断开S2，移动滑片，使电流表的示数为0.1A；
②再闭合开关S2，断开S1，此时电路结构没变，由于保持滑片的位置不动，电路中通过各个用电器的电流不变，只是电流表测通过灯泡和R0的总电流，为I，则通过灯泡的额定电流为I额=I-I0=I-0.1A；
③[2]灯泡额定功率的表达式为P额=U额I额=2.5V×(I﹣0.1A)
【变式1】（24-25九年级上·湖南常德·期末）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)将甲图中电路连接完整；（要求：滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮）
(2)正确连接电路后，闭合开关S，移动滑片P，小张发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电压表示数始终为3V，则故障原因为 ；
(3)电路故障排除后，闭合开关，移动滑片P，直到电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
(4)小张设计了如图丙所示的电路，也完成了该实验（电源电压不变，R阻值已知）。
①闭合开关S和S1，断开S2，并调节滑动变阻器使电压表示数为U额；
②闭合开关S和S2，断开S1， ，读出此时电压表示数为U；则小灯泡额定功率的表达式P额= 。（用U额、R、U表示）
【答案】(1)
(2)灯泡断路
(3)0.75
(4) 滑动变阻器滑片P不动
【详解】（1）滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮，说明电路中的电流变大，由可知电路的总电阻变小，由电阻的串联可知变阻器连入电路的电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路中，如下图所示：
（2）正确连接电路后，闭合开关S，移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电路可能断路，电压表示数始终为3V，电压表与电源连通，则可能是灯泡断路。
（3）电路故障排除后，闭合开关，移动滑片P，直到电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
（4）[1]②闭合开关S和S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片P不动，读出此时电压表示数为U。
[2]在①中，此时灯泡和电阻与变阻器串联，电压表测灯两端的电压，灯正常发光；在②中，电压表测灯与R的总电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压U0=U-U额
由串联电路电流的规律和欧姆定律得到通过灯泡的电流
小灯泡的额定功率表达式为
【变式2】（24-25九年级上·陕西咸阳·期末）小华准备做“测量小灯泡电功率”的实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.8A”的滑动变阻器各一个，导线若干。
(1)小华设计了图甲所示的电路，她应选择滑动变阻器 （选填“R1”或“R2”）完成实验。
(2)实验过程中出现灯泡不亮、电流表有示数、电压表无示数的情况，则故障可能是 （故障只发生在灯泡或滑动变阻器上）。
(3)排除故障后，移动滑片，当电压表的示数为 V时，小灯泡正常发光。读出此时电流表的示数为0.25A，则小灯泡的额定功率为 W。
(4)据实验测得的数据画出小灯泡的U-I关系图像如图乙所示，分析图像可知小灯泡的电阻 （选填“是”或“不是”）定值，它随着 的增大而增大；当小灯泡两端的电压为1V时，它的实际功率为 。
【答案】(1)R2
(2)灯泡短路
(3) 2.5 0.625
(4) 不是 实际功率（或温度） 0.15
【详解】（1）小灯泡额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω，.由欧姆定律可得，灯的额定电流约为
根据串联电路的特点及欧姆定律可得，灯正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻约为
故滑动变阻器应选择R2“50Ω 0.8A”。
（2）实验过程中出现灯泡不亮、电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明与电压表并联的部分电路短路，故障只发生在灯泡或滑动变阻器，则故障可能是灯泡短路；若滑动变阻器断路，整个电路断路，电压表电流表都无示数；若滑动变阻器短路，两表都有示数，灯泡发光，故不可能是滑动变阻器故障。
（3）灯泡的额定电压为2.5V，当灯泡两端电压为额定电压，即电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光；读出此时电流表的示数为0.25A，则小灯泡的额定功率为
（4）[1][2]由小灯泡的U-I关系图像可知，通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比，即的值不为定值，由此可知，小灯泡的电阻不是定值；由图乙可知，灯泡两端的电压增大时，通过的电流也增大，由可知，灯泡的实际功率增大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻越大，因此灯丝的电阻随实际功率（或温度）的增大而增大。
[3]当小灯泡两端的电压为1V时，由乙图可知，通过灯泡的电流为0.15A，它的实际功率为。
题型八 电流热效应和电热的测量
【典例1】请你想象一下，假如导体都没有了电阻，下列现象能发生的是（ ）
A．电饭锅正常工作B．白炽灯变得更亮
C．导线变得很烫D．用电器不用考虑散热
【答案】D
【详解】AB．电饭锅、白炽灯都是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，电饭锅不能煮饭，电灯不能发光，故AB不符合题意；
CD．用电器和导线有电流通过时，有一部分电能转化为内能，假设导体没有电阻，当用电器和导线通电时，不会产生电热，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
【典例2】电焊是利用电流的 效应来工作的；1840年英国物理学家 最先确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
【答案】 热 焦耳
【详解】[1]电流的热效应是指电流通过导体时电能转化为内能的现象，例如电烙铁、电饭锅等都是利用电流的热效应工作的。电焊是利用电流通过焊条时产生大量的热，使焊条和被焊接的金属熔化，从而实现焊接的目的，这是将电能转化为内能的过程，所以电焊是利用电流的热效应来工作的。
[2]1840年英国物理学家焦耳最先确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律，其内容为：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，表达式为Q=I2Rt。
【典例3】（24-25九年级上·北京密云·期末）小云在探究焦耳定律时，分别设计了如图甲、乙所示的两个电路，其中烧瓶完全相同，电阻丝和阻值不等,电源电压保持不变。
(1)实验中，为了能将电流产生的热量Q转换为更好观察的温度计示数变化量，应该保持烧瓶中煤油的 相同；
(2)甲图采用串联电路，是为了探究电流通过导体产生的热量与 是否有关；
(3)在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下，比较温度计D和温度计 的示数变化量，可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关；
(4)在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下，温度计 的示数变化量最小。
【答案】(1)质量 (2)电阻 (3)B (4)B
【详解】（1）电阻丝产生的热量不易直接观察，由转换法，可使等质量初温相同的液体吸收热量，由温度变化确定产生热量的多少，故应该保持烧瓶中煤油的质量相同。
（2）该实验采用串联电路可以控制电流相同和通电时间相同，从而探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。
（3）本实验中是通过插入装有煤油的烧瓶中的温度计的示数变化来显示电阻丝产生热量的多少，而要探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关，就应控制通电时间和电阻丝阻值相同，仅改变通过电阻丝的电流大小，结合甲、乙两个电路可知电阻丝两端的电压不同，则经过的电流不同，可知比较温度计D和温度计B的示数变化。
（4）乙图中，两电阻丝并联，两电阻丝的电压等于电源电压U，根据，结合可知，，甲中由串联电路电压的规律，两电阻的电压都小于U，可知，产生的热量小于小于，根据可知，产生的热量小于，综合上产生热量最少的是，在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下，温度计B的示数变化量最小。
【变式1】（24-25九年级上·云南昆明·期末）在如图所示的家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A．电熨斗B．台式电风扇
C．电视机D．笔记本电脑
【答案】A
【详解】A．电熨斗工作时将电能转化为热能，利用的是电流的热效应，故A符合题意；
B．台式电风扇工作时主要将电能转化为机械能，故B不符合题意；
CD．电视机和笔记本电脑工作时主要将电能转化光能和声能，故CD不符合题意。
故选A。
【变式2】（24-25九年级上·河南漯河·期末）如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的 效应实现高温封口，若使用时总把塑料袋烫坏，可以 （选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值来减小发热功率。
【答案】 热 增大
【详解】[1]电流通过电阻，因为电流的热效应，电阻发热产生热量，温度升高，实现高温封口。
[2]使用时总把塑料袋烫坏，即产生热量过多，则需要减小电热丝的功率，由可知，电压一定时，增大电阻，可以减小电热丝的功率。
【变式3】（24-25九年级上·山西太原·期末）小伟利用如图所示的器材探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”，其中甲、乙、丙三个相同装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气。
(1)实验中，观察到U形管液面高度基本不变，可能的原因是 ；
(2)调整好实验装置后，小伟选用甲、乙两个装置串联进行实验，这是为了探究电流通过导体产生的热量与 的关系；
(3)要探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，选用丙和 组合， 联后接到电源两端进行实验，观察到丙装置比另一个装置中U形管中的液面高度差小一些，可以得出结论 。
【答案】(1)容器漏气
(2)电阻
(3) 乙 串 见解析
【详解】（1）实验中，观察到U形管液面高度基本不变，可能是装置气密性不好，即容器漏气。
（2）甲、乙两个装置串联，电流和通电时间相等，甲、乙两个容器中电阻大小不同，根据控制变量法，这是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系。
（3）[1]要探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，应控制容器中电阻相同，电流不同，故应当选择乙、丙装置进行串联。
[2]乙、丙装置串联后，乙相当于在干路上，电流大于丙装置容器内电阻的电流。观察到丙装置比乙装置中U形管中的液面高度差小一些，可以得出结论 ：在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
题型九 焦耳定律及其计算
【典例1】（24-25九年级上·重庆渝北·期末）利用如图所示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，电阻丝的电阻R1=R2=R3，在相同时间内左右两容器中产生的热量之比为（ ）
A．1∶4B．2∶1C．4∶1D．1∶2
【答案】C
【详解】由图可知，电阻丝R2与R3并联后，再与R1串联；已知R1=R2=R3，根据并联电路的电压规律可知R2与R3两端的电压相等，根据欧姆定律可知通过R2与R3的电流相等，即I2=I3，根据并联电路的电流规律可知通过R1与R2的电流关系为I1=I2+I3=2I2
根据可得在相同时间内左右两容器中产生的热量之比为
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【典例2】电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的 ，将R1＝60Ω，R2＝120Ω的两只电阻串接在电源上，半分钟内两电阻产生的热量之比是 。
【答案】 热效应
【详解】[1]电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。例如，电烙铁、电熨斗等都是利用电流的热效应来工作的。
【点睛】[2]在串联电路中，各处的电流都相等，即I1​=I2​=I；且串联电路中各用电器的工作时间也相同，已知两电阻工作时间t=30s，即t1​=t2​=t。根据焦耳定律可得两电阻产生的热量之比
【典例3】如图所示的电路中，小灯泡上标有“4V 0.3A”的字样。开关S闭合，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.2A。请通过计算回答：
(1)小灯泡L的额定功率是多少瓦?
(2)定值电阻R的阻值是多少欧?
(3)定值电阻R在1min内产生的热量是多少焦?
【详解】（1）小灯泡L的额定功率为
（2）开关S闭合，小灯泡L和定值电阻R并联，电流表测定值电阻R的电流。此时小灯泡正常发光，根据并联电压规律可知电源电压为4V，电流表的示数为0.2A，则定值电阻R的阻值为
（3）定值电阻R在1min内产生的热量为
【变式1】（24-25九年级上·福建泉州·期末）图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V，闭合开关后，“0.5V，0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作1s，则（ ）
A．指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B．电动机产生的热量为1.6J
C．电动机的额定功率为0.08W D．电路的总功率为1.8W
【答案】D
【详解】A．指示灯的灯丝电阻，故A不符合题意；
B．由图乙可知，电动机和指示灯串联，由P=UI可知，电路中的电流，电动机产生的热量为Q=I2Rt=(0.4A)2×0.5Ω×1s=0.08J，故B不符合题意；
C．根据串联电路的电压特点可知，电动机正常工作时两端的电压UM=U-UL=4.5V-0.5V=4V，电动机的额定功率PM=UMI=4V×0.4A=1.6W，故C不符合题意；
D．电路的总功率P=UI=4.5V×0.4A=1.8W，故D符合题意。
故选D。
【变式2】（24-25九年级上·福建泉州·期末）如图甲，R1阻值为10Ω，图乙为小灯泡L的U-I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.5A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A，则R2= Ω。若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量为 J。
【答案】 50 54
【详解】[1]由图甲可知，闭合开关S、S1，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流。根据欧姆定律可得，电源电压U=U1=I1R1=0.5A×10Ω=5V
再闭合开关S2，电阻R1与R2并联，电流表测干路电流，由于并联电路各支路互不影响，所以此时通过R1的电流不变，仍为I1=0.5A，根据并联电路的电流规律可得，通过R2的电流I2=I-I1=0.6A-0.5A=0.1A
根据并联电路的电压规律可知，R2两端的电压U2=U=5V
根据欧姆定律可得，R2的阻值
[2]若只闭合S，小灯泡L与R1串联，电流表测电路中的电流，串联电路中各处的电流相等，由图乙可知，当电路中的电流为0.3A时，此时L两端的电压为2V，根据串联电路的电压规律和欧姆定律可得，电源电压U=UL+U1′=2V+0.3A×10Ω=5V
电源电压符合题意，故1min内电阻R1产生的热量Q=I2R1t=(0.3A)2×10Ω×1×60s=54J
【变式3】（24-25九年级上·山东济宁·期末）如图所示，电源两端电压为6V，电热丝R1、R2的阻值恒定，。
(1)只闭合开关时，的电功率是多少?
(2)电源两端电压为6V时，都闭合整个电路电功率为45W。若更换成电压为4V的电源，则都闭合整个电路通电10s产生的热量是多少?
【详解】（1）据图可知，只闭合开关时，电路为R1单独串联，的电功率是
（2）电源两端电压为6V时，都闭合电路为R1、R2并联，由于各支路互不影响，因此的电功率是9W，整个电路电功率为45W，则R2的电功率为
R2的阻值为
若更换成电压为4V的电源，则都闭合整个电路通电10s产生的热量是
题型十 安全用电
【典例1】（24-25九年级上·山东泰安·期末）下列做法符合安全用电要求的是（ ）
A．保险丝熔断后，也可以用铜丝或铁丝代替B．用电器的金属外壳没有必要接地
C．正在充电的电动车着火时直接浇水灭火D．使用测电笔时，手可以接触笔尾的金属体
【答案】D
【详解】A．保险丝熔断后，不能用铜丝来代替，因为铜丝的电阻率小、熔点高，用铜丝代替保险丝，不能在电流过大时，自动切断电路，不符合安全用电的要求，故A不符合题意；
B．用电器的金属外壳如果不接地，万一外壳带电，人会发生触电事故，因此不符合安全用电要求，故B不符合题意；
C．生活用水是导体，正在充电的电动车着火时直接浇水灭火，容易发生触电事故，不符合安全用电的要求，故C不符合题意；
D．使用试电笔时，手要与笔尾金属体相连，不能接触笔尖，符合安全用电的要求，故D符合题意。
故选D。
【典例2】家庭电路中，工作的用电器越多，电路的总电阻越 （填“大”或“小”），当有大功率的用电器工作时，干路中的电流会加大，需在家庭电路的干路安装 。它还有效地防止因电路发生 而使电流过大造成的危害。
【答案】 小 空气开关 短路
【详解】[1]家庭电路中，各用电器是并联的，由于并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以工作的用电器越多，干路中的电流越大，由可知，干路中的电流越大，电路的总电阻越小。
[2]空气开关可以在电路电流过大时自动切断电路，从而保护电路。所以人们通常在家庭电路的干路安装空气开关，防止因有大功率的用电器工作时干路中的电流过大带来的危害。
[3]电路发生短路现象时，电路中的电流会过大，空气开关还能有效地防止因电路发生短路而使电流过大造成的危害。
【变式1】（24-25九年级上·辽宁大连·期末）如图所示的做法中，符合用电安全原则的是（ ）
A．图甲中，多个大功率用电器同时接入插座工作
B．图乙中，将冰箱的金属外壳接地
C．图丙中，使用测电笔手接触笔尖金属体
D．图丁中，用湿手闭合开关
【答案】B
【详解】A．由P=UI可知，同一个插座接入多个大功率用电器，会引起电流过大，发生危险，故A不符合题意；
B．电冰箱的金属外壳接地，防止一旦漏电时人接触金属外壳发生触电事故，故B符合题意；
C．使用试电笔检查家庭电路时，手应接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体，否则会有触电的危险，故C不符题意；
D．生活用水是导体，用湿手闭合开关容易发生触电事故，故D不符合题意。
故选B。
【变式2】（24-25九年级上·广东江门·期末）安全用电原则要求我们：不接触 压带电体，不靠近 压带电体（选填“高”或“低”）：更换灯泡或搬动电器前应 。
【答案】 低 高 断开开关
【详解】[1][2]为了用到安全，避免发生触电事故，我们要不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
[3]更换灯泡或搬动电器之前必须断开开关，否则可能引起触电。
题型十一 家庭电路的基本组成
【典例1】（24-25九年级上·陕西西安·期末）如图所示的电路中，闭合开关S，灯不发光。用试电笔测试，发光情况为A、B、C发光，D不发光，电路故障为（ ）
A．BC间断路B．灯泡短路C．灯泡断路D．CD间断路
【答案】D
【详解】根据题目描述，闭合开关S后，灯不发光。使用试电笔测试时，A、B、C点发光，D点不发光。这表明电流能够到达A、B、C点，但在D点中断。因此，电路故障最可能发生在C点和D点之间，即CD间断路。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
【典例2】（24-25九年级上·陕西西安·期末）家里的电灯正常工作时电压为 V，小明同学的妈妈把电饭锅插头插进插座时，空气开关“跳闸”了，则“跳闸”的原因可能是电饭锅插头内部出现 ，也可能是电路用电器总功率过大。此时 （选填“能”或“不能”）重新闭合空气开关。
【答案】 220 短路 不能
【详解】[1]家庭电路工作的电压为220V，电灯接在家庭电路中，所以正常工作时电压为220V。
[2]在家庭电路中，电流过大导致空气开关“跳闸”的原因可能是电路中发生短路故障或电路中用电器的总功率过大。空气开关“跳闸”了，则“跳闸”的原因可能是电饭锅插头内部出现短路，也可能是电路用电器总功率过大。
[3]空气开关“跳闸”后，应排除故障后，才能重新闭合空气开关。所以“跳闸”后不能重新闭合空气开关。
【典例3】如图所示，拉线开关只控制“220V 25W”的灯，且开关闭合时，灯正常发光；三孔插座能单独工作。
【答案】
【详解】家庭电路的各用电器的连接方式为并联，控制电路的开关与被控制的灯泡串联。根据安全用电常识可知，开关接在火线和灯泡之间；三孔插座的接法是左边接零线，右边接火线，中间接地线。如图所示：
【变式1】（24-25九年级上·陕西榆林·期末）如图所示的电路中，闭合开关S，灯不发光。用试电笔测试，发光情况为A、B、C发光，D不发光，电路故障为（ ）
A．BC间断路B．灯泡短路
C．灯泡断路D．CD间断路
【答案】D
【详解】根据题目描述，闭合开关S后，灯不发光。使用试电笔测试时，A、B、C点发光，D点不发光。这表明电流能够到达A、B、C点，但在D点中断。因此，电路故障最可能发生在C点和D点之间，即CD间断路。
故选C。
【变式2】试电笔的作用是辨别 线与零线；家里的电工胶布有耐高温性、阻燃性和 （选填“导电”或“绝缘”）性，用于绑扎导线之间的接头。
【答案】 火 绝缘
【详解】[1]试电笔它的主要作用是用于辨别火线与零线， 能使氖管发光的是火线。
[2]电工胶布主要用于绑扎导线之间的接头，防止触电事故的发生，所以电工胶布是绝缘体，须有耐高温性、良好的阻燃性和绝缘性。
【变式3】请用笔画线表示导线，将如图中的电灯、开关和插座接入家庭电路中。
【答案】
【详解】首先辨别上面三根线：地线、火线、零线。灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。两孔插座的接法：左孔接零线，右孔接火线；三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。电路图如下图所示：
期末基础通关练（测试时间：10分钟）
1．（24-25九年级上·陕西西安·期末）下列选项中，正常工作相同时间消耗电能最多的是（ ）
A．计算器B．电子手表C．空调D．电风扇
【答案】C
【详解】计算器功率较小，约0.5mW；电子手表功率非常小，约0.01mW；空调功率较大，约1000W；电风扇功率约60W。由于空调在这四种电器中功率最大，根据W=Pt，可以得出在正常工作相同时间的情况下，空调消耗的电能最多。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2．（24-25九年级上·甘肃张掖·期末）某同学家有一电饭锅，下列说法与实际相符的是（ ）
A．正常工作时的电流是0.1AB．正常工作时的电压是200V
C．工作1小时消耗的电能是360JD．正常工作时的功率为1000W
【答案】D
【详解】电饭锅正常工作时的电压为220V，正常工作时的功率约为1000W，正常工作时的电流
正常工作1小时消耗的电能
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．（24-25九年级上·河南周口·期末）下列做法中符合安全用电原则的是（ ）
A．用湿手插电源插头
B．用电器到达使用寿命不更换
C．许多大功率用电器的电源插头插在同一插线板上工作
D．发生触电事故，应先切断电源再救人
【答案】D
【详解】A．生活用水是导体，用湿手插电源插头，水容易导电，会使人体与火线接通，从而引发触电事故，不符合安全用电原则，故A错误；
B．用电器到达使用寿命后，其内部的绝缘材料和零部件可能会老化、损坏，继续使用容易出现漏电、短路等故障，存在安全隐患，不符合安全用电原则，故B错误；
C．许多大功率用电器的电源插头插在同一插线板上工作，会使电路中的总电流过大，根据焦耳定律Q=I2Rt，电流过大时，插线板产生的热量增多，容易引发火灾，不符合安全用电原则，故C错误；
D．发生触电事故时，首先切断电源，能使触电者与电源分离，避免施救者在救人过程中触电，符合安全用电原则，故D正确。
故选D。
4．（24-25九年级上·江苏苏州·期末）小明将灯串联在电路中，闭合开关后两灯均发光，电流表示数为。为探究灯丝电阻是否随温度变化，他将灯珠的玻璃泡摘除后保持原电路连接，如图所示。再次闭合开关后，发现不亮，但比之前更亮，电流表示数为，可得 。对灯丝加热，发现变暗，由此可知灯丝温度升高，电阻 。依据上述结论，分析不亮的原因是 。
【答案】 小于 变大 温度低，电阻小
【详解】[1]小明将灯串联在电路中，闭合开关后两灯均发光，电流表示数为，此时两个灯泡串联，再次闭合开关后，发现不亮，但比之前更亮，说明电路中的电流变大，故I1小于I2。
[2]对灯丝加热，发现变暗，说明通过灯泡L1的电流变小，说明L2灯丝的电阻变大，故灯丝温度升高时，灯丝的电阻变大。
[3]没有加热时，此时灯泡不亮，原因是温度比较低，电阻变小，导致分担的电压比较小，灯泡L2的实际功率比较小。
5．（24-25九年级上·湖南长沙·期末）某小灯泡其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示，则当小灯泡两端的电压为6Ⅴ时，通过小灯泡的电流为 A，此时小灯泡的电功率为 W。
【答案】 1.0 6
【详解】[1][2]由图可知，当小灯泡两端的电压为6Ⅴ时，通过小灯泡的电流为1A，则此时小灯泡的电功率为
6．（24-25九年级上·湖南长沙·期末）同学们考试时要用2B铅笔填涂答题卡，计算机可以直接读取卡上的答案，是因为2B铅笔中的石墨是 （选填“导体”或“绝缘体”）。在家庭电路中，灯泡与电视机是 （选填“串联”或“并联”）的。
【答案】 导体 并联
【详解】[1]计算机可以直接读取卡上的答案，是因为2B铅笔中的石墨是导体。
[2]在家庭电路中，灯泡与电视机是并联的，工作时互不影响。
7．小明同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源为两节新干电池，滑动变阻器标有：“20Ω，1A”字样。
（1）本实验的实验原理是： ；
（2）在电路中，滑动变阻器起到保护电路和 的作用；
（3）闭合开关，小明观察到电压表示数为2V，为使小灯泡两端电压达到额定电压，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）调节。当小灯泡正常发光时，电流表示数如乙所示，该小灯泡的额定电功率为 W；
（4）请你根据实验要求设计记录数据的表格 。
【答案】 调节电压、改变电流 B 0.8
【详解】（1）[1]测量小灯泡的电功率的实验原理就是电功率的计算公式，即
（2）[2]在电路中，滑动变阻器起的作用有：保护电路、调节电压、改变电流。
（3）[3]根据题意可知，电压表示数为2V，为使小灯泡两端电压达到额定电压2.5V，灯泡两端电压要升高，电源电压不变，滑动变阻器两端电压要降低，其接入电路的阻值要变小，应将滑动变阻器的滑片P向B调节。
[4]当小灯泡正常发光时，小灯泡的额定电压为2.5V；电流表示数如乙所示，量程是0到0.6A，分度值是0.02A，读数是0.32A；根据可知，该小灯泡的额定电功率为
（4）[5]测量小灯泡的电功率，需要测量电压和电流，计算出电功率，并观察灯泡的亮度，同时为了寻找普遍规律，需要多次测量，据此设计记录数据的表格如下：
期末重难突破练（测试时间：10分钟）
8．（24-25九年级上·山东烟台·期末）近年来，电动车充电不当引起的火灾时有发生，为保护人民群众的生命财产安全（ ）
A．将电动车乘电梯推到家里充电
B．将电池从电动车上拆下来再拎回家里充电
C．从楼上扯一根有很长导线的插座板给电动车充电
D．在集中充电点给电动车充电
【答案】D
【详解】A．将电动车乘电梯推到家里充电，这种方式存在极大安全隐患。电动车在电梯内或家中充电，一旦发生故障或短路，可能引发火灾，且火势容易蔓延，对居民生命财产安全构成严重威胁。故A不符合题意；
B．将电池从电动车上拆下来再拎回家里充电，电池在充电过程中可能因过热、短路等原因引发火灾，故B不符合题意；
C．从楼上私自拉设的电线没有固定，且没有经过专业电工的日常检测，极易与墙体产生摩擦，再经过长时间风吹日晒雨淋后，很有可能造成电线老化，漏电伤人及短路失火，故C不符合题意；
D．集中充电点通常配备有专业的充电设施和管理措施，能够确保充电过程的安全。同时，集中充电还有助于及时发现并处理充电过程中的异常情况，从而降低火灾风险，故D符合题意。
故选D。
9．（24-25九年级上·河南郑州·期末）如图所示，关于家庭电路，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，电灯、开关的连接符合安全用电原则
B．图乙中，人会发生触电事故，此时漏电保护器会切断电路
C．图丙中，电线绝缘皮破损造成短路，此时空气开关会迅速切断电路
D．图丁中，正确使用试电笔接触火线时，人体是安全的，是因为人体中没有电流通过
【答案】C
【详解】A．根据安全用电原则，灯的开关应接在火线上，而图甲中开关接在了零线上，故A错误；
B．漏电保护器是在火线和零线电流不平衡时才会跳闸，若人体同时触及火线和零线，流经火线和零线的电流相等，未形成对地漏电，漏电保护器不一定会切断，故B错误；
C．绝缘层破损会导致火线和零线直接连通而发生短路，电流会迅速增大，空气开关会自动切断电路，故C正确；
D．使用试电笔正确触及火线时，会有微小电流通过人体，人体并非“无电流通过”，只是电流极小且安全，故D错误。
故选C。
10．（24-25九年级上·山西吕梁·期末）某实验小组测得小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图象如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．电阻R的阻值为0.8Ω
B．当通过小灯泡L的电流为0.2A时，其实际功率为0.2W
C．仅把小灯泡L、电阻R并联在电压为2V的电路中，干路中的电流为0.3A
D．仅把小灯泡L、电阻R串联在电路中，当电流为0.2A时，电路的总功率为0.8W
【答案】B
【详解】A．电阻R的阻值为
故A错误；
B．当通过小灯泡L的电流为0.2A时，由图象可知L两端的电压为1V，小灯泡消耗的电功率为PL=ULIL=1V×0.2A=0.2W
故B正确；
C．仅把小灯泡L、电阻R并联在电压为2V的电路中，通过小灯泡的电流为0.3A，通过定值电阻的电流为0.1A，根据并联电路的电流特点可知干路上的电流为I总=I′L+IR=0.3A+0.1A=0.4A
故C错误；
D．仅把小灯泡L、电阻R串联在电路中，当电流为0.2A时，小灯泡两端电压为1V，定值电阻两端电压为4V，根据串联电路的电压特点可知它们两端的总电压为U总=UL+UR=1V+4V=5V
电路的总功率为P总=U总I=5V×0.2A=1W
故D错误。
故选B。
11．电梯超载报警器工作原理示意图如图所示，R0为定值电阻，压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小，A为电流表，其示数超过设定值时自动报警。电梯处于运行状态，开关S闭合，有人进入电梯后（ ）
A．电流表示数变小，R和R0的总电功率变大
B．电流表示数变小，R和R0的总电功率变小
C．电流表示数变大，R和R0的总电功率变大
D．电流表示数变大，R和R0的总电功率变小
【答案】C
【详解】由图可知，R和R0串联，电流表测电路中的电流；开关S闭合，有人进入电梯后，压敏电阻R受到的压力变大，由题意可知压敏电阻的阻值变小，则串联电路的总电阻变小，根据可知电路中的电流变大，即电流表示数变大；电源电压一定，电路中的电流变大，根据P=UI可知，R和R0的总电功率变大，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
12．（24-25九年级上·山西吕梁·期末）为防止游客过多对栈道造成损伤，小晋为栈道设计了如图甲所示的压力传感装置。电源电压恒为60V，定值电阻R1为150Ω，压力敏感电阻R2的阻值随所受压力的变化关系如图乙所示。当电流表的示数达到或超过0.3A时，都可以触发串联在电路中的报警器（电阻可忽略不计，图中未画出）发出警报。下列分析正确的是（ ）
A．当压力增大时，R2的阻值也增大
B．当压力减小时，电流表示数增大
C．栈道站20个中学生时，一定不会发出警报
D．当压力增大时，电路消耗的总功率增大
【答案】D
【详解】A．据乙图可知，当压力增大时，R2的阻值变小，故A错误；
B．甲图中电路是串联的，当压力减小时，R2的阻值变大，电路中的电阻变大，根据可知，电路中的电流会变小，电流表的示数变小，故B错误；
C．根据题意，当电路中的电流为0.3A时，电路发生报警，此时电路中的总电阻为
R2的阻值为
据乙图可知，此时压力敏感电阻受到的压力为，已知中学生的重力约为500N，则栈道站20个中学生时的总重力为
因为学生的体重为估计值，可能存在超出的情况，因此可能发生报警，故C错误；
D．当压力增大时，R2的阻值变小，电路中的电阻变小，电路中的电流会变大，电源电压不变，根据可知，电路消耗的总功率增大，故D正确。
故选D。
13．（24-25九年级上·江苏宿迁·期末）家庭电路中的电视、电冰箱和电灯是 联的，我国家庭电路的电压为 V；家庭电路中，一盏普通白炽灯灯泡正常工作时电流约180 （填合适单位）。
【答案】 并 220 mA
【详解】[1][2]家庭电路中各用电器之间相互不影响，均可以独立工作，故家庭电路中的电视、电冰箱和电灯是并联的，我国家庭电路为普通居民提供的照明用电的电压为220V。
[3]一盏普通白炽灯灯泡的额定功率一般为40W左右，正常工作时电流约
14．（24-25九年级上·辽宁盘锦·期末）甲灯的额定电压为6V，乙灯正常工作的电流为0.6A，两灯的U-I图象如图所示，将两灯串联在电压为8V的电源两端时，甲、乙两灯的电压之比为 ；将两灯并联在电路中，有一只灯泡正常发光，另一只灯泡发光较暗，此时电路的总功率为 W。
【答案】 3:1 2.7
【详解】[1]两灯串联时，电流处处相等，且电源电压U=8V，即U甲+U乙=8V
从U−I图象中找，当电流I=0.5A时，U甲=6V，U乙=2V，满足U甲+U乙=8V
所以甲、乙两灯的电压之比U甲:U乙=6V:2V=3:1
[2]两灯并联时，各支路电压相等，且有一只灯泡正常发光，另一只发光较暗，因为甲灯额定电压6V，若电源电压为6V，甲灯正常发光，此时看乙灯的电流，由图象，当电源电压为6V时，乙灯电流超过0.6A，会损坏；所以只能是乙灯正常发光时的电压（乙灯电流0.6A时，电压U0=3V）作为并联电路的电压，此时甲灯电压也为3V，由图象，甲灯电压3V时，电流I甲=0.3A。
并联电路干路电流
电路总功率
15．一个铭牌上标有“2.5V 0.75W”字样的小灯泡，小明为了验证小灯泡铭牌上的额定功率是否正确，他设计了如图所示的电路，移动滑动变阻器，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数为0.25A，说明该灯泡的灯丝与合格的灯丝相比 （选填“更粗”“更细”或“粗细一样”）。
【答案】更细
【详解】小灯泡正常发光时的电阻
如图所示的电路灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电压表测灯泡两端电压，电流表测通过灯泡的电流，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数为0.25A，根据可知该灯泡的电阻
则该灯的灯丝比合格的灯丝电阻大，导体的材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大，所以该灯泡的灯丝比合格的灯丝更细。
16．（24-25九年级上·湖南永州·期末）实验创新小组在“探究电流与电压的关系”实验中，保持定值电阻R不变，设计了如图甲所示的电路图并进行实验。
(1)请用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整，要求滑片P向A端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大（连线时导线不允许交叉）；
(2)连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数约为3V且保持不变，电流表的示数几乎为零，则电路的故障可能是___________；
A．滑动变阻器短路B．定值电阻断路C．定值电阻短路
(3)排除故障后，小组成员测得多组实验数据，根据数据绘制出电阻R的I-U图像如图乙所示，由图像可得电流与电压的关系是：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比；
(4)将定值电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡继续实验，根据实验数据绘制出小灯泡I-U图像如图丙所示。
①小组成员发现两次绘制出的I-U图像不同，这是因为灯泡电阻 ；
②当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率为P1，当灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率为P2，分析图像发现，P1 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】(1)
(2)B
(3)正
(4) 受温度影响 大于
【详解】（1）要求滑片向A端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，故应将开关与滑动变阻器D接线柱相连，如下图所示：
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，电流表无示数，电路是断路，电压表有示数且约为3V，说明电压表与电源正负极连通，则故障可能是定值电阻断路，故选B。
（3）由图乙可知，电阻R的I-U图像是一条过原点的倾斜直线，说明定值电阻两端的电压和通过它的电流比值不变（是一个定值），由此可以得到当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
（4）[1]灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大，所以绘制出小灯泡I-U图像中电流和电阻不成正比，两次绘制出的I-U图像不同。
[2]从图像可以看出，当实际电压是额定电压一半时，即此时的电压为，此时通过小灯泡的电流的范围为0.15～0.2A，此时的实际功率为P1；当实际电流是额定电流一半时，此时通过小灯泡的电流为，此时小灯泡的电压范围为0.5~1V之间，此时与额定电压为一半时相比，电流小，电压小，故实际功率小，所以，实际电功率P1大于P2。
17．（24-25九年级上·山东德州·期末）为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关，老师设计了如图甲、乙两组实验装置： 将a、b、c、d四段电阻丝分别密封在相同的盒内， 盒内封闭一定量的空气，并与装有相同液体的U形管相连通。将电阻丝e与图乙中电阻丝d并联置于盒外，五段电阻丝中b为10Ω其余均为5Ω。
(1)实验中通过观察 U形管中 变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)其中 装置（选填“甲”“乙”）能够解释“当家庭电路中的导线连接处接触不良时，该处电阻会增大， 容易引发火灾。
(3)乙装置通电一段时间 （选填“左瓶”或“右瓶”）内的电阻丝产生的热量多。
(4)让乙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发热多少。此时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”、“两瓶一样”）多。
【答案】(1)液面高度差
(2)甲
(3)左瓶
(4) 电阻 左瓶
【详解】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但盒内空气受热会膨胀，导致U形管两侧液面出现高度差，可以观察 U形管中液面高度差变化来比较产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。
（2）当家庭电路中的导线连接处接触不良时，该处电阻会增大，容易引发火灾。这是由于电阻的变化引起产生热量的多少不同造成的，由可知，电流通过导体时产生热量与电流大小、电阻大小和通电时间有关，甲装置的两个电阻串联，电流相等，电阻不同，故应选甲。
（3）乙装置两电阻阻值相同，左瓶电流（干路）大于右瓶电流（支路），由可知，通电一段时间左瓶内的电阻丝产生的热量多。
（4）[1][2]把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，这样右瓶的总电阻就比左瓶的电阻小，两瓶电阻不相等，电流相等，这是探究电流产生的热量跟电阻的关系，由可知，左瓶电阻丝产生的热量多。
18．（24-25九年级上·吉林白山·期末）如图所示的电路，电源电压恒为6V，小灯泡上标有“2.5V 0.5A”字样（电阻不变）开关S闭合时，小灯泡正常发光，求：
(1)定值电阻R的阻值；
(2)通电10s，整个电路消耗的电能。
【答案】(1)7 Ω
(2)30 J
【详解】（1）小灯泡的额定电压为U1=2.5 V，额定电流为I1=0.5 A，则小灯泡的电阻
闭合开关后，小灯泡正常发光时，电源电压U=6 V，定值电阻两端电压UR=U-U1=6 V-2.5 V=3.5 V
因为与小灯泡串联，电路中电流相同，即I=I1=0.5 A，则定值电阻
（2）整个电路的电流为0.5 A，电源电压为6 V，则电路的总功率P=UI=6 V×0.5 A=3 W
通电t=10 s时，电路消耗的电能W=Pt=3 W×10 s=30 J
19．（23-24九年级上·安徽马鞍山·期末）如图所示电路，电阻R1为10Ω，电源电压为12V恒定不变，滑动变阻器R2最大阻值为40Ω。闭合开关S，求：
(1)通过R1的电流；
(2)电阻R1在100s内产生的热量；
(3)当干路电流为2A时，滑动变阻器R2消耗的功率。
【详解】（1）由电路图可知，电阻R1和R2并联，根据并联电压关系可知，电阻R1两端的电压为
由可得，通过R1的电流为
（2）由可得，电阻R1在100s内产生的热量为
（3）根据并联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器R2的电流为
由可得，滑动变阻器R2消耗的功率为
20．（23-24九年级上·重庆沙坪坝·期末）如图甲，为定值电阻，滑动变阻器的滑片从a端滑到b端过程中，消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙，求：
(1)两端电压U为5V时，通过的电流为多少；
(2)两端电压U为2V时，连入电路的电阻；
(3)电源电压和的阻值。
【详解】（1）由图乙可知，当两端电压U为5V时，R2消耗的电功率为0.5W，根据电功率公式可得到变形公式求出电流
（2）由图乙可知，当两端电压U为2V时，R2消耗的电功率为0.8W，根据公式变形
可解出电阻的值
（3）由第一问可得，当两端电压U为5V时，R2消耗的电功率为0.5W，电流I=0.1A，两端电压U为2V时，根据电功率公式可得到变形公式求出电流
根据串联分压的规律，当两端电压U为5V时， ……①
当两端电压U为2V时，……②
电源电压恒定不变，联合上述①②两式解得，，。
期末综合拓展练（测试时间：15分钟）
21．（24-25九年级上·陕西西安·期末）某科创社团小组成员，利用电压恒为4.5V的电源、量程为0~3V的电压表、量程为0~0.6A的电流表、保护电阻、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R、一个开关、若干导线和一个固定在两排材质均匀弹簧上的秤盘（如图）等器材设计了一款电子秤。设计时，将滑动变阻器、两排弹簧分别竖直固定在水平桌面上，调整它们的高度，当滑动变阻器滑片移到最上端时，使空盘底部与滑片齐平，用硬质横杆将二者连接。按照设计要求将滑动变阻器接入电路，闭合开关，在秤盘中逐渐增加重物质量，滑片从滑动变阻器的一端移动到另一端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到3V，电流表的示数逐渐变小，此过程的最大称量质量为600g。电压表表盘上的刻度线上标注有对应的质量，物体的质量可以从表盘标注示数直接读出。设计实践过程中同学们还发现，滑片下移的距离与秤盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器接入电路中的阻值和接入电路的电阻丝长度成正比。下列关于该电子秤说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器R与保护电阻并联在电路中
B．称量质量为600g时，电路消耗的功率为0.8W
C．150g的示数应标注在电压表表盘上1.5V的刻度线上
D．滑片位于滑动变阻器的中点时，对应的物体质量为200g
【答案】C
【详解】A．定值电阻R0在电路中的作用是与R串联分压且保护电路，电压表的示数由0逐渐增大到3V，电流表的示数逐渐变小，故电压表并联在滑动变阻器两端，故A错误；
B．称量质量为600g时，滑动变阻器R接入电路电阻最大，电压表的示数由0逐渐增大到3V，故电路中电流为
此时电路消耗的功率为
故B错误；
C．R0的两端电压为
R0的阻值为
滑片下移的距离与秤盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器接入电路中的阻值和接入电路的电阻丝长度成正比，物体质量为 150g时，此时滑动变阻器接入电路中的阻值为
此时电路中的电流为
此时电压表的示数为
故C正确；
D．滑片位于滑动变阻器的中点时，对应的物体质量为最大称量质量600g的一半300g，故D错误。
故选 C。
22．（24-25九年级上·四川达州·期末）如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0~3V，电流表量程是0~0.6A。只闭合S、S1，在滑动变阻器的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡和R1的I—U图像分别如图乙所示，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡的额定功率是0.15W
B．只闭合S、S1时，电路的最小功率为1.25W
C．只闭合S、S2，R1的滑片在a点，调节R2，R1的最大功率是2.16W
D．只闭合S、S2，R1的滑片在a点，R2允许接入电路的最大阻值是10Ω
【答案】C
【详解】AB．只闭合S、S1，灯泡和串联，电压表测灯泡电压。在滑动变阻器的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，变阻器阻值变小，则总电阻变小，根据，电路中电流变大，根据串联分压原理，变阻器的电压减小，则灯泡电压变大，由此可知，图乙中，左边的曲线为灯泡的I-U图像，则右边的曲线为的I-U图像。滑片在a点时灯泡正常发光，由图乙可知，此时电流最大为0.5A，灯泡电压为1.5V，的电压为3V。则灯泡的额定功率
根据串联电压规律，电源电压为
由图乙可知，最小电流为0.3A，则只闭合S、S1时，电路的最小功率为
故AB错误；
CD．只闭合S、S1，灯泡正常发光时，滑片在a点，此时阻值为
只闭合S、S2，R1的滑片在a点，和串联，电压表测电压，电流表测电路电流。电流表量程是0~0.6A，则调节R2，电路中电流最大为0.6A。则R1的最大功率
电压表量程是0~3V，根据串联分压原理，当电压表示数最大为3V时，R2允许接入电路的阻值最大，则有
解得，则R2允许接入电路的最大阻值是12Ω，故C正确，D错误。
故选C。
23．（24-25九年级上·四川德阳·期末）如图甲所示电路中，电阻，是0~10Ω的滑动变阻器，电源电压恒为6V。已知滑片每滑动1cm时，接入电路的阻值变化1Ω，滑片距离a端的长度设为。闭合开关，的滑片滑动过程中，电压表示数U与的图像如图乙所示。则的阻值为 Ω；当时，电压表的读数为 V；移动滑片的过程中（两电压表示数始终未超出量程），电路的电功率最小值为 W。
【答案】 8 3 1.8
【详解】[1]分析电路可知，、、串联，电压表测、的总电压，电压表测电压。由图乙可知，，即接入电路的阻值为0Ω时，电压表示数为4.8V，即电压为4.8V，根据串联电压规律，电压为
此时电路电流为
则的阻值为
[2][3]滑片每滑动1cm时，接入电路的阻值变化1Ω。所以当时，接入电路的阻值最大为10Ω，此时电路中电流最小为
则电压表的读数为
则电路的电功率最小值为
24．（24-25九年级上·陕西西安·期末）某款家用储水式电热水器额定电压为220V，图-1是其电路原理图。插上插头，电热水器储满水后，闭合开关S，温控器开关K接触点1，对水进行加热，当加热温度达到设定温度时，K跳转接触点2，保温指示灯L亮起，停止加热；当水温下降，低于设定温度时，K再次接触点1进行加热。R1、R2为加热电阻，其中R2=R1，加热电阻阻值不受温度影响。该电热水器的加热模式有两个挡位，高温挡的额定功率为2200W，选择“一挡”S1断开，功率为P1；选择“二挡”S1闭合，功率为P2。则P1 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”），R1= Ω。图-2是温控器开关K的结构，绕O点转动的杠杆OAB和绕O1点转动的杠杆O1DE通过弹簧相连。温包内充满热胀冷缩的感温液体，置于水中，温度与水温一致，水温升高，感温液体膨胀使膜盒顶端在A位置推杠杆OAB，当水温达到设定温度，动触点C与触点2相接，电热水器停止加热。调温旋钮为凹轮结构，绕固定轴M转动，顺时针转动调温旋钮，ME距离减小。为提高所设定的加热温度，应 旋转调温旋钮。
【答案】 小于 22 逆时针
【详解】[1]如图-1所示，“一挡”时S1断开，R1、R2串联接入电路，“二挡”时S1闭合，R2被短路，只有R1接入电路中，所以“二挡”时的加热电阻小于“一挡”时的加热电阻，则根据电功率的推导式，可得P1