2027年通成学典课时作业本九年级物理下册苏科版江苏专版第29页答案
15 关于标有“6 V 6 W”和“12 V 12 W”字样的甲、乙两盏灯,下列说法中 (
A
)
① 两灯均正常工作时,电流通过乙灯做功较快
② 两灯并联在6 V的电压下,额定电压都是6 V
③ 两灯串联在18 V的电压下,都能正常发光
④ 两灯并联后允许接入最大电压为12 V

A.只有①③正确
B.只有②④正确
C.只有②③正确
D.只有①④正确

答案

15. A

解析

【分析】要解决本题,需先计算两灯的额定电流和电阻,再结合额定功率、实际功率的意义,串并联电路的电流、电压规律逐一判断四个说法的正误,最终确定正确选项。首先根据电功率相关公式计算甲、乙两灯的额定电流和电阻,再分析各说法是否正确。
【解析】1. 计算两灯的额定电流和电阻:
甲灯(标有“6 V 6 W”):额定电流 $ I_{甲}=\frac{P_{甲}}{U_{甲}}=\frac{6W}{6V}=1A $,电阻 $ R_{甲}=\frac{U_{甲}}{I_{甲}}=\frac{6V}{1A}=6Ω $;
乙灯(标有“12 V 12 W”):额定电流 $ I_{乙}=\frac{P_{乙}}{U_{乙}}=\frac{12W}{12V}=1A $,电阻 $ R_{乙}=\frac{U_{乙}}{I_{乙}}=\frac{12V}{1A}=12Ω $。
2. 逐一分析四个说法:
① 两灯正常工作时,实际功率等于额定功率,$ P_{甲}=6W $,$ P_{乙}=12W $,电流做功的快慢由实际功率决定,功率越大做功越快,因此乙灯做功较快,①正确;
② 并联电路各支路电压相等,并联在6V电压下,甲的实际电压等于额定电压6V,而乙的额定电压为12V,实际电压6V远小于其额定电压,乙的额定电压不是6V,②错误;
③ 两灯串联时电流处处相等,总电阻 $ R_{总}=R_{甲}+R_{乙}=6Ω+12Ω=18Ω $,接在18V电压下的电流 $ I=\frac{U_{总}}{R_{总}}=\frac{18V}{18Ω}=1A $,恰好等于两灯的额定电流,因此两灯都能正常发光,③正确;
④ 并联电路各支路电压相等,为保证用电器安全,允许接入的最大电压不能超过额定电压较小的甲灯的额定电压6V,而非12V,④错误。
综上,正确的是①③,对应选项A。
【答案】A
【知识点】电功率计算、串并联电路特点
【点评】本题考查电学中额定功率、串并联电路规律的综合应用,需熟练掌握相关公式和规律,考查学生的分析计算能力,是典型的电学综合题。
【难度系数】0.5
16 如图所示的电路中,电源电压恒为8 V,灯泡L₁标有“6 V 3 W”的字样。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P位于某一位置时,L₁正常发光;将L₁换成“4 V 2 W”的灯泡L₂,滑片P位于另一位置时,L₂也正常发光。先后两种情况下(设灯丝电阻不变) (
B
)

A.电压表示数之比为1:1
B.电流表示数之比为1:1
C.L₁、L₂电阻之比为3:4
D.滑动变阻器功率之比为3:4

答案

16. B

解析

【分析】首先明确电路为灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器两端电压。解题思路:先根据灯泡额定参数计算正常发光时的电流、电阻,再结合电源电压求出滑动变阻器的电压、功率,最后逐一分析选项得出结论。
【解析】
1. 计算灯泡正常发光的电流:
对于L₁,额定电流 $ I_1 = \frac{P_1}{U_1} = \frac{3W}{6V} = 0.5A $;
对于L₂,额定电流 $ I_2 = \frac{P_2}{U_2} = \frac{2W}{4V} = 0.5A $;
因此电流表示数之比 $ I_1:I_2 = 0.5A:0.5A = 1:1 $,故B选项正确。
2. 分析电压表示数:
电源电压为8V,L₁正常发光时,滑动变阻器电压 $ U_{滑1} = U - U_1 = 8V - 6V = 2V $;
L₂正常发光时,滑动变阻器电压 $ U_{滑2} = U - U_2 = 8V - 4V = 4V $;
电压表示数之比为 $ 2V:4V = 1:2 $,A选项错误。
3. 计算灯泡电阻:
L₁电阻 $ R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{6V}{0.5A} = 12Ω $;
L₂电阻 $ R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{4V}{0.5A} = 8Ω $;
电阻之比为 $ 12Ω:8Ω = 3:2 $,C选项错误。
4. 计算滑动变阻器功率:
$ P_{滑1} = U_{滑1}I_1 = 2V×0.5A = 1W $,$ P_{滑2} = U_{滑2}I_2 = 4V×0.5A = 2W $;
功率之比为 $ 1W:2W = 1:2 $,D选项错误。
【答案】B
【知识点】串联电路规律、电功率计算、欧姆定律
【点评】本题结合串联电路特点,考查电功率和欧姆定律的应用,需利用灯泡正常发光的条件分析各物理量,难度适中。
【难度系数】0.5
17 为统计校门口出入人流量,门前安装了计数装置,其简化电路如图甲所示,M为红外线发射器,$R_0$为定值电阻,$R_1$为光敏电阻,其阻值随光照强度的增加而减小,某一时段电压表示数随时间变化的图像如图乙所示。已知电源电压恒为$12\ \mathrm{V}$,$R_0$的阻值为$100\ \Omega$,则下列说法正确的是 (
B
)

A.有人经过大门时,$R_1$的阻值大小为$50\ \Omega$
B.无人经过大门时,电路的总功率为$0.96\ \mathrm{W}$
C.无人经过大门时,$R_1$与$R_0$的电功之比为$1:4$
D.有人和无人经过大门时,$R_1$两次功率之比为$4:1$

答案

17. B

解析

【分析】
首先明确电路为$R_1$与$R_0$串联,电压表测$R_0$两端电压;光敏电阻$R_1$的特性是光照越强阻值越小,有人经过时红外线被遮挡,$R_1$光照减弱、阻值增大,电路电流减小,$R_0$两端电压降低;无人经过时$R_1$光照强、阻值小,电流大,$R_0$两端电压高。结合图乙可知,无人时电压表示数为$8\ \mathrm{V}$,有人时为$4\ \mathrm{V}$,再根据串联电路规律、欧姆定律、电功率公式逐一分析选项。
【解析】
1. 计算两种状态的电流与电阻:
无人经过时:$U_0=8\ \mathrm{V}$,电流$I_1=\frac{U_0}{R_0}=\frac{8\ \mathrm{V}}{100\ \Omega}=0.08\ \mathrm{A}$,总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{U_{\mathrm{总}}}{I_1}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.08\ \mathrm{A}}=150\ \Omega$,此时$R_1=R_{\mathrm{总}}-R_0=150\ \Omega-100\ \Omega=50\ \Omega$。
有人经过时:$U_0'=4\ \mathrm{V}$,电流$I_2=\frac{U_0'}{R_0}=\frac{4\ \mathrm{V}}{100\ \Omega}=0.04\ \mathrm{A}$,总电阻$R_{\mathrm{总}}'=\frac{U_{\mathrm{总}}}{I_2}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.04\ \mathrm{A}}=300\ \Omega$,此时$R_1'=R_{\mathrm{总}}'-R_0=300\ \Omega-100\ \Omega=200\ \Omega$。
2. 分析选项:
A选项:有人经过时$R_1=50\ \Omega$,实际$R_1'=200\ \Omega$,错误。
B选项:无人时总功率$P=U_{\mathrm{总}}I_1=12\ \mathrm{V}×0.08\ \mathrm{A}=0.96\ \mathrm{W}$,正确。
C选项:无人时串联电流相同,相同时间电功比$W_1:W_0=R_1:R_0=50:100=1:2$,不是$1:4$,错误。
D选项:无人时$R_1$功率$P_1=I_1^2R_1=(0.08\ \mathrm{A})^2×50\ \Omega=0.32\ \mathrm{W}$,有人时$P_1'=I_2^2R_1'=(0.04\ \mathrm{A})^2×200\ \Omega=0.32\ \mathrm{W}$,功率比为$1:1$,错误。
【答案】
B
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合光敏电阻特性,考查串联电路的动态分析与计算,需明确不同状态下的电流、电阻变化,熟练运用相关公式,是电路知识的典型应用题型。
【难度系数】
0.5
18 如图所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“3 V 3 W”的字样,定值电阻$R_0$阻值为$6\ \Omega$,滑动变阻器$R_1$的规格是“$20\ \Omega\ 1\ \mathrm{A}$”,电流表所选量程为$0~3\ \mathrm{A}$。只闭合开关S,小灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡的额定电流。
(2)电源电压。
(3)三个开关都闭合,在确保电路安全的情况下,电路$1\ \mathrm{min}$内最多消耗的电能。

答案

18. (1) 小灯泡的额定电流 $I_{\mathrm{L}}=\dfrac{P_{\mathrm{L}}}{U_{\mathrm{L}}}=\dfrac{3\ \mathrm{W}}{3\ \mathrm{V}}=1\ \mathrm{A}$
(2) 闭合开关S,小灯泡正常发光,此时电路中小灯泡 L 与电阻 $R_0$ 串联,电阻 $R_0$ 两端的电压 $U_0=I_{\mathrm{L}}R_0=1\ \mathrm{A}× 6\ \Omega=6\ \mathrm{V}$;电源电压 $U=U_0+U_{\mathrm{L}}=6\ \mathrm{V}+3\ \mathrm{V}=9\ \mathrm{V}$
(3) 三个开关都闭合,小灯泡 L 被短路,电路中 $R_0$ 和 $R_1$ 并联,电流表测量干路电流,此时通过 $R_0$ 的电流 $I_0=\dfrac{U}{R_0}=\dfrac{9\ \mathrm{V}}{6\ \Omega}=1.5\ \mathrm{A}$;最大干路电流 $I_{\mathrm{总.max}}=I_0+I_{1\max}=1.5\ \mathrm{A}+1\ \mathrm{A}=2.5\ \mathrm{A}<3\ \mathrm{A}$;在确保电路安全的情况下,电路1 min内最多消耗的电能 $W_{\max}=UI_{\mathrm{总.max}}t=9\ \mathrm{V}× 2.5\ \mathrm{A}× 60\ \mathrm{s}=1\ 350\ \mathrm{J}$

解析

【分析】
首先明确各开关状态下的电路结构,结合电学公式逐步求解:
1. 求小灯泡额定电流,利用额定功率与额定电压,通过公式$I=\frac{P}{U}$计算;
2. 只闭合S时,小灯泡L与$R_0$串联,小灯泡正常发光则电流等于额定电流,结合欧姆定律算出$R_0$的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,进而得到电源电压;
3. 三个开关都闭合时,L被短路,$R_0$与$R_1$并联,电流表测干路电流,需考虑滑动变阻器额定电流和电流表量程,确定干路最大电流,再通过$W=UIt$计算1min内最多消耗的电能。
【解析】
(1)根据电功率公式$P=UI$,变形得小灯泡额定电流:
$I_{\mathrm{L}}=\frac{P_{\mathrm{L}}}{U_{\mathrm{L}}}=\frac{3\ \mathrm{W}}{3\ \mathrm{V}}=1\ \mathrm{A}$;
(2)只闭合开关S时,L与$R_0$串联,串联电路电流处处相等,故电路电流$I=I_{\mathrm{L}}=1\ \mathrm{A}$。
由欧姆定律$U=IR$,得$R_0$两端电压:
$U_0=IR_0=1\ \mathrm{A}×6\ \Omega=6\ \mathrm{V}$;
串联电路总电压等于各部分电压之和,因此电源电压:
$U=U_{\mathrm{L}}+U_0=3\ \mathrm{V}+6\ \mathrm{V}=9\ \mathrm{V}$;
(3)三个开关都闭合时,L被短路,$R_0$与$R_1$并联,电流表测干路电流。
并联电路各支路电压等于电源电压,故通过$R_0$的电流:
$I_0=\frac{U}{R_0}=\frac{9\ \mathrm{V}}{6\ \Omega}=1.5\ \mathrm{A}$;
滑动变阻器规格为“$20\ \Omega\ 1\ \mathrm{A}$”,允许最大电流$I_{1\mathrm{max}}=1\ \mathrm{A}$;电流表量程为$0~3\ \mathrm{A}$,干路最大电流:
$I_{\mathrm{总max}}=I_0+I_{1\mathrm{max}}=1.5\ \mathrm{A}+1\ \mathrm{A}=2.5\ \mathrm{A}<3\ \mathrm{A}$,符合安全要求;
电路1min($t=60\ \mathrm{s}$)内最多消耗的电能:
$W_{\mathrm{max}}=UI_{\mathrm{总max}}t=9\ \mathrm{V}×2.5\ \mathrm{A}×60\ \mathrm{s}=1350\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1)$1\ \mathrm{A}$;(2)$9\ \mathrm{V}$;(3)$1350\ \mathrm{J}$
【知识点】
欧姆定律应用、电功率计算、电功计算
【点评】
本题考查串并联电路特点及电学公式的综合应用,解题关键是正确分析不同开关状态的电路结构,同时需注意电路安全限制(滑动变阻器额定电流、电流表量程),属于常规中等难度的电学计算题,需学生掌握基础电学规律。
【难度系数】
0.6