2026年正大图书练测考九年级物理全一册鲁教版五四制第114页答案
11.(2025·德阳)如图所示,电源电压恒定为6 V,定值电阻$R_0 = 10\ \Omega, R_1 = 20\ \Omega$,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,滑动变阻器R的最大阻值为20 Ω。若闭合开关S和S₂,且滑动变阻器的滑片P置于中点时,$R_1$在5 min内产生的热量为
240
J;若闭合开关S和S₁,在保证各元件安全的情况下,电路的最小电功率和最大电功率之比为
1:2

答案

11. 240 1:2 【解析】闭合开关S和$S_2$,滑动变阻器的滑片P置于中点时,定值电阻$R_1$与滑动变阻器R串联,电路中的电流 $I=\frac{U}{R}=\frac{U}{R_1+R_\mathrm{中}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega+10\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,$R_1$在5 min内产生的热量 $Q = I^2R_1t = (0.2\ \mathrm{A})^2×20\ \Omega×300\ \mathrm{s} = 240\ \mathrm{J}$。若闭合开关S和$S_1$,定值电阻$R_0$和滑动变阻器R串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路中的电流,电流表量程为0~0.6 A,电路中的最大电流是0.6 A,电路的最大电功率 $P_\mathrm{max}=UI_\mathrm{max}=6\ \mathrm{V}×0.6\ \mathrm{A}=3.6\ \mathrm{W}$。电压表量程为0~3 V,电压表的示数是3 V时,由串联分压原理可知,滑动变阻器连入电路的电阻最大,电路的总电阻最大,电路中的电流最小,电路中的最小电流 $I_\mathrm{min}=\frac{U_0}{R_0}=\frac{U-U_\mathrm{max}}{R_0}=\frac{6\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$,电路的最小电功率 $P_\mathrm{min}=UI_\mathrm{min}=6\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}=1.8\ \mathrm{W}$,最小电功率和最大电功率之比为 $P_\mathrm{min}:P_\mathrm{max}=1.8\ \mathrm{W}:3.6\ \mathrm{W}=1:2$。

解析

【分析】
本题分两种情况分析:①闭合开关S和S₂时,定值电阻R₁与滑动变阻器中点电阻串联,需先计算电路电流,再利用焦耳定律求R₁产生的热量;②闭合开关S和S₁时,定值电阻R₀与滑动变阻器串联,需结合电流表、电压表的量程限制,确定电路的最大电流和最小电流,进而计算最小、最大电功率的比值。
【解析】
1. 计算R₁产生的热量:
闭合S和S₂,滑片P在中点时,滑动变阻器接入电阻$R_{中}=\frac{20\ \Omega}{2}=10\ \Omega$,此时R₁与$R_{中}$串联,总电阻$R_{总1}=R_1+R_{中}=20\ \Omega+10\ \Omega=30\ \Omega$。
电路电流$I=\frac{U}{R_{总1}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,时间$t=5\ \mathrm{min}=300\ \mathrm{s}$。
根据焦耳定律,$R_1$产生的热量$Q=I^2R_1t=(0.2\ \mathrm{A})^2×20\ \Omega×300\ \mathrm{s}=240\ \mathrm{J}$。
2. 计算最小电功率与最大电功率的比值:
闭合S和S₁,R₀与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路电流。
最大电流:电流表量程为0~0.6 A,故电路最大电流$I_{max}=0.6\ \mathrm{A}$,最大电功率$P_{max}=UI_{max}=6\ \mathrm{V}×0.6\ \mathrm{A}=3.6\ \mathrm{W}$。
最小电流:电压表量程为0~3 V,滑动变阻器两端最大电压$U_{Rmax}=3\ \mathrm{V}$,此时R₀两端电压$U_{0}=U-U_{Rmax}=6\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$,最小电流$I_{min}=\frac{U_0}{R_0}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$,最小电功率$P_{min}=UI_{min}=6\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}=1.8\ \mathrm{W}$。
则比值$\frac{P_{min}}{P_{max}}=\frac{1.8\ \mathrm{W}}{3.6\ \mathrm{W}}=\frac{1}{2}$。
【答案】
240;1:2
【知识点】
焦耳定律、串联电路规律、电功率计算
【点评】
本题需明确不同开关闭合时的电路连接方式,关键是结合电表量程限制确定电路的最大、最小电流,易错点是最小电流的判断需考虑电压表的最大示数,整体考查串联电路的综合计算能力。
【难度系数】
0.5
12.(2025·烟台月考)如图甲所示是一款电动坦克玩具,其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为6 V,闭合开关后,“0.5 V 0.2 W”的指示灯正常发光,线圈电阻为0.5 Ω的电动机正常工作,则电动机正常工作时的电功率为
2.2
W,5 min内电流通过电动机线圈产生的热量为
24
J。

答案

12. 2.2 24 【解析】电动机和指示灯串联,电路中的电流 $I_\mathrm{M}=I_\mathrm{L}=\frac{P_\mathrm{L}}{U_\mathrm{L}}=\frac{0.2\ \mathrm{W}}{0.5\ \mathrm{V}}=0.4\ \mathrm{A}$,此时电动机两端的电压 $U_\mathrm{M}=U-U_\mathrm{L}=6\ \mathrm{V}-0.5\ \mathrm{V}=5.5\ \mathrm{V}$,电动机的额定功率 $P_\mathrm{M}=U_\mathrm{M}I_\mathrm{M}=5.5\ \mathrm{V}×0.4\ \mathrm{A}=2.2\ \mathrm{W}$。电动机产生的热量 $Q = I_\mathrm{M}^2R_\mathrm{M}t = (0.4\ \mathrm{A})^2×0.5\ \Omega×300\ \mathrm{s} = 24\ \mathrm{J}$。

解析

【分析】
要解决这道题,首先明确电路中电动机和指示灯是串联的,串联电路各处电流相等。由于指示灯正常发光,可利用其额定电压和额定功率算出电路电流,该电流也是电动机的工作电流;再根据电源电压和指示灯额定电压算出电动机两端电压,进而计算电动机电功率;计算电动机线圈热量时,因电动机是非纯电阻用电器,需用焦耳定律,且要将时间单位换算为秒。
【解析】
1. 计算电路电流:指示灯正常发光,额定电压$U_L=0.5\ \mathrm{V}$,额定功率$P_L=0.2\ \mathrm{W}$,根据$P=UI$,得电路电流$I=I_M=I_L=\frac{P_L}{U_L}=\frac{0.2\ \mathrm{W}}{0.5\ \mathrm{V}}=0.4\ \mathrm{A}$。
2. 计算电动机两端电压:电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,串联电路总电压等于各部分电压之和,故电动机两端电压$U_M=U-U_L=6\ \mathrm{V}-0.5\ \mathrm{V}=5.5\ \mathrm{V}$。
3. 计算电动机电功率:根据$P=UI$,电动机正常工作的电功率$P_M=U_MI=5.5\ \mathrm{V}×0.4\ \mathrm{A}=2.2\ \mathrm{W}$。
4. 计算线圈产生的热量:时间$t=5\ \mathrm{min}=300\ \mathrm{s}$,根据焦耳定律$Q=I^2R_Mt$,代入数据得$Q=(0.4\ \mathrm{A})^2×0.5\ \Omega×300\ \mathrm{s}=24\ \mathrm{J}$。
【答案】
2.2;24
【知识点】
串联电路特点、电功率计算、焦耳定律
【点评】
本题结合电动玩具电路,考查串联电路规律及电功率、电热计算,需注意电动机是非纯电阻用电器,计算电热只能用焦耳定律,是电学基础考点,易混淆公式适用条件,需学生明确区分。
【难度系数】
0.6
变式(2025·淄博校级月考)如图所示是玩具
汽车上的控制电路,对其进行测量和研究发现:
电动机的线圈电阻为1 Ω,保护电阻R为4 Ω,
当闭合开关S后,两电压表的示数分别为6 V和2 V,则此时电动机的功率为
2
W,通电时间5 min,电动机线圈产生的热量为
75
J;
若转轴被卡住而使电动机不转动,电压表V₂的示数会
变大
(选填“变大”“变小”或“不变”)。

答案

变式 2 75 变大 【解析】由电路图可知,电压表$\mathrm{V}_1$测量电源电压,电压表$\mathrm{V}_2$测量保护电阻R两端的电压。电路中电流 $I=\frac{U_R}{R}=\frac{2\ \mathrm{V}}{4\ \Omega}=0.5\ \mathrm{A}$,电动机的功率 $P_\mathrm{M}=U_\mathrm{M}I=(U-U_R)I=(6\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V})×0.5\ \mathrm{A}=2\ \mathrm{W}$。通电5 min,电流通过电动机产生的热量 $Q_\mathrm{M}=I^2R_\mathrm{M}t=(0.5\ \mathrm{A})^2×1\ \Omega×300\ \mathrm{s}=75\ \mathrm{J}$。若转轴被卡住而电动机不转动时,电动机把电能全部转化成内能,此时电路中的电流变大,由 $U = IR$ 可知定值电阻两端的电压变大,电压表$\mathrm{V}_2$的示数变大。

解析

【分析】首先分析电路结构:电动机M与保护电阻R串联,电压表$\mathrm{V}_1$测量电源电压,电压表$\mathrm{V}_2$测量保护电阻R两端的电压。解题思路:①根据串联电路电流处处相等,结合欧姆定律计算电路电流;②利用串联电路电压规律求出电动机两端电压,再计算电动机功率;③根据焦耳定律计算电动机线圈产生的热量;④电动机转轴卡住时变为纯电阻用电器,总电阻减小,电流增大,结合欧姆定律分析R两端电压变化,即$\mathrm{V}_2$示数变化。
【解析】
1. 确定电路与电表测量对象:由电路图可知,电动机M与电阻R串联,电压表$\mathrm{V}_1$测电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,电压表$\mathrm{V}_2$测电阻R两端电压$U_R=2\ \mathrm{V}$。
2. 计算电路电流:串联电路电流处处相等,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路电流$I=\frac{U_R}{R}=\frac{2\ \mathrm{V}}{4\ \Omega}=0.5\ \mathrm{A}$。
3. 计算电动机的功率:串联电路总电压等于各部分电压之和,电动机两端电压$U_M=U-U_R=6\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$,电动机功率$P_M=U_MI=4\ \mathrm{V}×0.5\ \mathrm{A}=2\ \mathrm{W}$。
4. 计算电动机线圈产生的热量:通电时间$t=5\ \mathrm{min}=300\ \mathrm{s}$,根据焦耳定律$Q=I^2Rt$,电动机线圈产生的热量$Q=I^2R_Mt=(0.5\ \mathrm{A})^2×1\ \Omega×300\ \mathrm{s}=75\ \mathrm{J}$。
5. 分析转轴卡住时$\mathrm{V}_2$的示数:电动机转轴卡住时,电能全部转化为内能,相当于纯电阻,总电阻减小,电源电压不变,电路电流变大;定值电阻R阻值不变,由$U_R'=I'R$可知,R两端电压变大,即$\mathrm{V}_2$示数变大。
【答案】
2;75;变大
【知识点】
串联电路规律;电功率计算;电热计算
【点评】
本题综合考查串联电路特点、欧姆定律、电功率及焦耳定律的应用,核心是区分电动机正常工作(非纯电阻)和转轴卡住(纯电阻)时的计算方法,易错点为电动机功率与热量的计算、电路变化时的电压分析。
【难度系数】
0.6
13. [质疑创新]小明的爸爸想买一个电暖器放在$10\ \mathrm{m}^2$的书房里取暖,打算把房间里的温度加热到$25\ °\mathrm{C}$。他通过电商平台搜索到了一款自动电暖器,可根据环境自动开启或关闭,其部分广告页面如图所示,电暖器额定电流为4 A。通过网络查询得知,空气的比热容大约为$1.0× 10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,空气密度约为$1.29\ \mathrm{kg/m}^3$。根据这些信息,下列分析正确的是(
D



A.此电暖器的规格为“220 V 800 W”
B.不可能只用1度电使书房温度升高$15\ °\mathrm{C}$
C.此电暖器正常工作10 min消耗的电能为$4.8× 10^5\ \mathrm{J}$
D.此电暖器七天消耗1度电是有可能的

答案

13. D 【解析】电暖器的额定功率 $P = UI = 220\ \mathrm{V}×4\ \mathrm{A} = 880\ \mathrm{W}$,所以电暖器的规格为“220 V 880 W”,故A错误;书房的高度约为3 m,书房内空气的质量 $m = \rho V = 1.29\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{m}^2×3\ \mathrm{m} = 38.7\ \mathrm{kg}$,房间温度升高15 ℃吸收的热量 $Q_\mathrm{吸}=cm\Delta t = 1.0×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×38.7\ \mathrm{kg}×15\ ℃ = 5.805×10^5\ \mathrm{J} = 0.161\ 25\ \mathrm{kW·h} < 1\ \mathrm{kW·h}$,1度电可使房间温度升高15 ℃,故B错误;电暖器正常工作10 min消耗的电能 $W = Pt = 880\ \mathrm{W}×600\ \mathrm{s} = 5.28×10^5\ \mathrm{J}$,故C错误;电暖器的额定功率为 $880\ \mathrm{W} = 0.88\ \mathrm{kW}$,该电暖器连续工作七天,消耗的电能 $W' = Pt' = 0.88\ \mathrm{kW}×168\ \mathrm{h} = 147.84\ \mathrm{kW·h} > 1\ \mathrm{kW·h}$,该电暖器在七天内工作的时间较少,比如1 h,消耗的电能 $W'' = Pt'' = 0.88\ \mathrm{kW}×1\ \mathrm{h} = 0.88\ \mathrm{kW·h} < 1\ \mathrm{kW·h}$,由此可知,此电暖器七天消耗1度电是有可能的,故D正确。

解析

【分析】
本题需结合电功、热量的计算公式,逐个分析选项:先根据额定电压和电流计算电暖器额定功率,再计算书房空气升温所需热量、电暖器消耗的电能,同时考虑电暖器自动启停的实际工作情况,判断各选项正误。
【解析】
1. 计算电暖器额定功率:根据公式$P=UI$,可得$P=220\ \mathrm{V}×4\ \mathrm{A}=880\ \mathrm{W}$,故电暖器规格为“220 V 880 W”,选项A错误。
2. 分析选项B:书房高度约为3 m,书房体积$V=10\ \mathrm{m}^2×3\ \mathrm{m}=30\ \mathrm{m}^3$,空气质量$m=\rho V=1.29\ \mathrm{kg/m}^3×30\ \mathrm{m}^3=38.7\ \mathrm{kg}$;房间温度升高15 ℃吸收的热量$Q_\mathrm{吸}=cm\Delta t=1.0×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×38.7\ \mathrm{kg}×15\ ℃=5.805×10^5\ \mathrm{J}=0.16125\ \mathrm{kW·h}$,小于1度电,说明1度电可使书房温度升高15 ℃,选项B错误。
3. 分析选项C:电暖器正常工作10 min消耗的电能$W=Pt=880\ \mathrm{W}×600\ \mathrm{s}=5.28×10^5\ \mathrm{J}$,选项C中为$4.8×10^5\ \mathrm{J}$,错误。
4. 分析选项D:电暖器额定功率为$0.88\ \mathrm{kW}$,七天总时长为$168\ \mathrm{h}$;由于电暖器自动启停,实际工作时间较少,若工作1 h,消耗电能$W''=0.88\ \mathrm{kW}×1\ \mathrm{h}=0.88\ \mathrm{kW·h}<1\ \mathrm{kW·h}$,因此七天消耗1度电是有可能的,选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
电功率计算、热量计算、电能计算
【点评】
本题为质疑创新类题目,需结合物理公式定量计算,同时要考虑电暖器自动启停的实际工作特点,避免忽略实际工作时间导致判断错误,考查学生的综合分析能力。
【难度系数】
0.5