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73页答案
1 [2026南京一模]回答下列问题:
(1)小红家的电能表10月底的示数为8426.9 kW·h,11月底的示数如图所示,若每度电的电费为0.5元,则她家11月份要交电费
100
元。
(2)从表盘信息可知,小红家用电器工作时的总功率不能超过
6 600
W。
(3)把一只“220 V 24 W”的节能灯和一个“220 V 484 W”的电炉分别单独接在家庭电路中,
电炉
(节能灯/电炉)单独接入电路时,指示灯闪烁较快。
(4)小红选取一个“220 V 100 W”的灯,单独与电能表接入家庭电路,正常工作15 min内电能表指示灯闪烁了75次,则电能表的规格为
3 000
imp/(kW·h)。

答案

1. (1) 100 (2) 6 600 (3) 电炉 (4) 3 000

解析

【分析】
本题围绕电能表的相关知识展开,需逐个分析每个小问的解题思路:
1. 计算11月电费:先通过电能表读数差求出11月用电量,再结合每度电的电费计算总费用;
2. 计算家用电器总功率上限:利用电能表的额定电压和允许通过的最大电流,根据电功率公式计算最大总功率;
3. 判断指示灯闪烁快慢:电能表指示灯闪烁快慢反映用电器的功率大小,家庭电路电压相同,功率越大,相同时间消耗电能越多,闪烁越快,比较两个用电器的功率即可;
4. 推导电能表规格:先计算灯消耗的电能,再结合闪烁次数求出每消耗1kW·h电能的闪烁次数,即电能表规格。
【解析】
(1)电能表最后一位是小数位,11月底示数为8626.9 kW·h,10月底为8426.9 kW·h,11月用电量:$W = 8626.9\ \mathrm{kW·h} - 8426.9\ \mathrm{kW·h} = 20\ \mathrm{kW·h}$,电费:$20 × 0.5 = 100$元;
(2)电能表额定电压为220V,允许通过的最大电流为30A,总功率最大值:$P = UI = 220\ \mathrm{V} × 30\ \mathrm{A} = 6600\ \mathrm{W}$;
(3)家庭电路电压为220V,用电器正常工作时功率越大,相同时间消耗电能越多,指示灯闪烁越快。电炉功率484W大于节能灯的24W,因此电炉单独接入时指示灯闪烁较快;
(4)灯正常工作的功率$P = 100\ \mathrm{W} = 0.1\ \mathrm{kW}$,工作时间$t = 15\ \mathrm{min} = 0.25\ \mathrm{h}$,消耗电能:$W = Pt = 0.1\ \mathrm{kW} × 0.25\ \mathrm{h} = 0.025\ \mathrm{kW·h}$,则电能表规格:$\frac{75\ \mathrm{imp}}{0.025\ \mathrm{kW·h}} = 3000\ \mathrm{imp/(kW·h)}$。
【答案】
(1)100 (2)6600 (3)电炉 (4)3000
【知识点】
电能表的使用、电功率计算、电能计算
【点评】
本题为电学基础应用类题目,考查电能表读数、用电量、最大总功率及参数的计算,需掌握电能表的读数规则和相关公式的应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
2 在绿色照明、智慧照明理念的倡导下,LED灯具正在快速普及。
(1)LED主要是由半导体材料制成的。与白炽灯相比,LED灯工作时消耗的电能绝大部分转化为
光
能,极少部分转化为内能,发光效率高。
(2)某型号吸顶灯经过灯内调制电路将家庭电路的电压变为60 V的直流电压,吸顶灯内有4个灯条贴片,每个灯条贴片由20个相同的LED灯珠串联组成,4个灯条贴片并联在60 V的电压两端。开关闭合后,所有LED灯珠均能正常发光,则每个LED灯珠的额定电压为
3
V。已知每个LED灯珠的额定电流为0.15 A,则该吸顶灯的总电流为
0.6
A,吸顶灯正常工作时,若突然有一个LED灯珠发生了断路故障,则吸顶灯的功率变为
27
W。

答案

2. (1) 光 (2) 3 0.6 27

解析

【分析】
首先处理第(1)问:LED灯发光效率高,工作时电能的转化方向是核心,结合白炽灯的能量转化对比,明确LED的主要能量转化形式。第(2)问分三步推导:①利用并联电路电压规律确定每个灯条的电压,再结合串联电路电压规律计算单个LED的额定电压;②利用串联电路电流规律得到单个灯条的电流,再结合并联电路电流规律计算总电流;③分析断路故障对支路的影响,得到剩余工作支路的总电流,最后用P=UI计算故障后的功率。
【解析】
(1) 与白炽灯相比,LED灯发光时极少部分电能转化为内能,绝大部分转化为光能,因此填“光”。
(2) ① 4个灯条贴片并联在60V直流电压两端,根据并联电路电压规律,每个灯条贴片两端电压为60V;每个灯条由20个相同LED灯珠串联,根据串联电路电压规律,每个LED灯珠的额定电压为:$U_{额}=\frac{60V}{20}=3V$。
② 串联电路电流处处相等,每个LED灯珠的额定电流为0.15A,故每个灯条的电流为0.15A;4个灯条并联,总电流为各支路电流之和,即$I_{总}=4×0.15A=0.6A$。
③ 若一个LED灯珠断路,其所在的灯条支路断路无法工作,剩余3个灯条正常工作,此时总电流为$I'=3×0.15A=0.45A$;吸顶灯工作电压为60V,根据$P=UI$,此时功率为:$P=60V×0.45A=27W$。
【答案】
(1) 光;(2) 3;0.6;27
【知识点】
能量的转化、串并联电路的特点、电功率的计算
【点评】
本题结合生活中的LED灯具,考查基础电学知识,将能量转化、串并联规律与电功率计算结合,需要学生灵活运用电路规律解决实际问题,题目难度适中,贴合生活实际。
【难度系数】
0.6
3 如图所示是额定电压为3.0 V的小灯泡的I-U图像,小灯泡正常工作时电阻为
12
Ω。若电源电压为4 V,为使灯泡正常发光,需串联一只
4
Ω的电阻。若将该灯泡与一只10 Ω的电阻串联后接在3.5 V电源两端,则该灯泡的功率是
0.3
W。

答案

3. 12 4 0.3

解析

【分析】解题思路:1. 小灯泡正常工作时电压为额定电压3.0V,从I-U图像中提取对应电流,利用欧姆定律计算正常工作电阻;2. 串联电路总电压等于各部分电压之和,灯泡正常发光时电流等于串联电路电流,先求串联电阻两端电压,再用欧姆定律求串联电阻阻值;3. 灯泡与10Ω电阻串联时,电流处处相等,总电压为灯泡电压与电阻电压之和,结合I-U图像找到满足总电压3.5V的电流和灯泡电压,进而计算灯泡功率。
【解析】1. 小灯泡正常工作时,额定电压$U_{额}=3.0V$,由图像可知此时电流$I_{额}=0.25A$,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,得正常工作电阻$R_{L}=\frac{U_{额}}{I_{额}}=\frac{3.0V}{0.25A}=12Ω$;2. 电源电压$U_{总}=4V$,灯泡正常发光时,串联电阻两端电压$U_{R}=U_{总}-U_{额}=4V-3V=1V$,串联电路电流等于灯泡电流$I=0.25A$,则串联电阻$R=\frac{U_{R}}{I}=\frac{1V}{0.25A}=4Ω$;3. 设串联电路电流为$I$,灯泡电压为$U_{L}$,10Ω电阻的电压为$10I$,总电压满足$U_{L}+10I=3.5V$。结合图像,当$I=0.2A$时,$U_{L}=1.5V$,代入得$1.5V + 10×0.2A=3.5V$,符合条件,此时灯泡功率$P=U_{L}I=1.5V×0.2A=0.3W$。
【答案】12 4 0.3
【知识点】欧姆定律、I-U图像、电功率计算
【点评】本题结合小灯泡的I-U图像,考查串联电路特点、欧姆定律及电功率计算,需从图像提取对应电压电流值,灵活运用串联规律解题。
【难度系数】0.5
4 超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成,电路如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻$R_1$随电流$I$变化关系如图乙所示,限流电阻$R_2=15\ \Omega$,灯泡L上标有“6 V 3 W”的字样。当电源电压稳定为6 V时灯泡L恰能正常工作,其额定电流为
0.5
A,此时超导部件电阻$R_1$为
0
Ω。当灯泡短路时,电流表的示数为
1.2
A。

答案

4. 0.5 0 1.2

解析

【分析】
要解决本题,需分三步思考:1. 根据灯泡的额定功率和额定电压计算其额定电流;2. 结合超导部件的电阻-电流图像,判断灯泡正常工作时超导部件的电阻;3. 灯泡短路时,电路电流增大,再次根据图像确定超导部件的电阻,结合并联电路和欧姆定律计算电流表的示数。
【解析】
1. 计算灯泡的额定电流:由电功率公式 $ P = UI $,变形得额定电流 $ I_{额} = \frac{P_{额}}{U_{额}} = \frac{3\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}} = 0.5\ \mathrm{A} $。
2. 灯泡正常工作时,电路电流为0.5A,观察图乙,当电流 $ I < 0.6\ \mathrm{A} $ 时,超导部件 $ R_1 $ 的电阻为0Ω,因此此时 $ R_1 = 0\ \Omega $。
3. 当灯泡短路时,灯泡电阻为0,电源电压全部加在并联的 $ R_1 $ 和 $ R_2 $ 两端,电路电流增大,超过0.6A,结合图乙,此时 $ R_1 = 7.5\ \Omega $。根据并联电阻公式 $ R_{并} = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2} $,代入 $ R_1=7.5\ \Omega $、$ R_2=15\ \Omega $,得 $ R_{并} = \frac{7.5 × 15}{7.5 + 15} = 5\ \Omega $。此时电路总电流(电流表的示数)为 $ I = \frac{U}{R_{并}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{5\ \Omega} = 1.2\ \mathrm{A} $。
【答案】
0.5;0;1.2
【知识点】
电功率计算、并联电路电阻、欧姆定律
【点评】
本题结合超导部件的特性,综合考查了电功率、并联电路规律和欧姆定律的应用,需结合图像分析不同电流下超导部件的电阻,是一道典型的电路综合题。
【难度系数】
0.3