《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

9. 如图所示是小灯泡L和定值电阻R的I-U图像,由图像可知 ( D )

A.R的电阻为5 Ω
B.L的电阻随温度的升高而减小
C.只将L与R并联在电压为2 V的电路中,L的功率为0.6 W
D.只将L与R串联在电流为0.2 A的电路中,总功率为1.2 W

答案： 【解析】：
本题可根据$I - U$图像结合欧姆定律、串并联电路的特点以及电功率的计算公式来逐一分析选项。
选项A：由图像可知，定值电阻$R$的$I - U$图像是一条过原点的直线，说明通过$R$的电流与它两端的电压成正比，当$U_{R}=4V$时，$I_{R}=0.2A$，根据欧姆定律$R = \frac{U_{R}}{I_{R}}=\frac{4V}{0.2A}= 20\Omega$，A选项错误。
选项B：由图像可知，灯泡$L$的$I - U$图像是一条曲线，说明通过灯泡的电流与它两端的电压不成正比，随着电压的升高，电流增大得越来越慢，根据$R = \frac{U}{I}$可知，灯泡的电阻在增大，因为灯泡两端的电压越大，通过的电流越大，灯泡的实际功率越大，温度越高，所以$L$的电阻随温度的升高而增大，B选项错误。
选项C：只将$L$与$R$并联在电压为$2V$的电路中，根据并联电路的电压特点可知，灯泡$L$两端的电压$U_{L}=2V$，由图像可知，此时通过灯泡$L$的电流$I_{L}=0.25A$，根据$P = UI$可得，$L$的功率$P_{L}=U_{L}I_{L}=2V×0.25A = 0.5W$，C选项错误。
选项D：只将$L$与$R$串联在电流为$0.2A$的电路中，根据串联电路的电流特点可知，通过灯泡$L$和定值电阻$R$的电流都为$0.2A$，由图像可知，当$I = 0.2A$时，$U_{L}=2V$，$U_{R}=4V$，根据串联电路的电压特点可知，电源电压$U = U_{L}+U_{R}=2V + 4V = 6V$，根据$P = UI$可得，总功率$P = UI = 6V×0.2A = 1.2W$，D选项正确。
【答案】：D

10. 小明家新换了一种电子式电能表,它用一个发光二极管代替普通电能表的转盘,发光二极管闪烁一次相当于转盘转动一圈,电子式电能表参数是3200 imp/(kW·h)。小明想利用这只电能表和钟表测量新买的微波炉的电功率。
(1)小明在买微波炉时,听到两种说法：一种说法是微波炉很省电,用它加热食品花不了多少电费,另一种说法是微波炉很费电,微波炉一开就“烧保险”。前者是从电能的角度说的,后者是从电功率的角度说的。(均选填“电能”或“电功率”)
(2)小明的实验方法：先关闭家里其他用电器,只让微波炉工作,从电能表红灯闪烁开始计时,当电能表的红灯闪烁320次时,所用的时间为5 min,则微波炉的电功率为1200W。

答案： 【解析】：
本题主要考查电功率和电能的概念以及电功率的计算。
(1)首先，需要理解题目中的两种说法。
“微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费”，这里的“省电”指的是使用微波炉消耗的电能不多，因此费用低，这是从电能的角度来说的。
“微波炉很费电，微波炉一开就‘烧保险’”，这里的“费电”和“烧保险”都是因为微波炉的功率较大，工作时电流大，容易超过保险的额定电流，导致保险熔断，这是从电功率的角度来说的。
(2)对于实验方法部分，需要利用电能表的参数和测量数据来计算微波炉的电功率。
电能表参数$3200imp/(kW·h)$表示每消耗$1kW·h$的电能，电能表的发光二极管会闪烁3200次。
因此，可以通过测量发光二极管的闪烁次数和时间来计算消耗的电能，进而计算电功率。
具体计算过程如下：
首先，计算微波炉在5min内消耗的电能：
$W = \frac{320}{3200} = 0.1kW \cdot h$，
然后，将时间转换为小时单位：
$t = 5\min = \frac{5}{60} = \frac{1}{12}h$，
最后，利用电功率的公式$P = \frac{W}{t}$计算微波炉的电功率：
$P = \frac{0.1}{\frac{1}{12}} = 1.2kW = 1200W$。
【答案】：
(1)电能；电功率
(2)$1200$

11. 在“探究小灯泡的电功率与哪些因素有关”的实验中,小东设计了下面甲、乙、丙三个电路图。
(1)你认为图______电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系,理由是______。
(2)选择正确的电路进行实验,得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论,支持该结论的实验现象是电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡______。
(3)这个实验使用了______法和______法。
(1)甲；甲电路中两灯泡串联，控制了电流相等。
(2)亮。
(3)控制变量；转换。

答案： 【解析】：
本题主要考查探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验，涉及电路的选择、实验现象的分析以及实验方法的应用。
（1）要研究小灯泡的电功率与电压的关系，需控制电流相等，改变灯泡两端的电压。甲电路中两灯泡串联，串联电路中各处的电流相等，且两个电压表分别测量两个灯泡两端的电压，所以甲电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系。乙电路中两灯泡并联，各支路两端电压相等，无法控制电压不变来研究电功率与电压的关系；丙电路中滑动变阻器与灯泡串联，无法单独研究电功率与电压的关系。
（2）灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。在甲电路中，根据$P = UI$，当电流相等时，电压表示数大的灯泡两端电压大，其实际功率大，所以电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮。
（3）控制变量法是在研究多个因素关系时，控制其他因素不变，只改变一个因素来研究该因素对研究对象的影响。本实验中研究电功率与电压的关系时控制电流不变，研究电功率与电流的关系时控制电压不变，运用了控制变量法。转换法是将不易观察或测量的物理量转换为容易观察或测量的物理量。本实验中通过灯泡的亮度来反映灯泡实际功率的大小，运用了转换法。
【答案】：
(1)甲；甲电路中两灯泡串联，控制了电流相等。
(2)亮。
(3)控制变量；转换。

12. 如图所示,电源电压不变,定值电阻$R_1$阻值为10 Ω,定值电阻$R_2$阻值为20 Ω,且开关S闭合后电流表的示数为0.2 A,求：

(1)电路的电源电压。
(2)闭合开关S时,电路消耗的电功率。
(3)在10 s内,整个电路消耗的电能。

答案： 解：由图可知，R₁与R₂串联，电流表测电路中的电流。
(1)根据串联电路电阻特点，总电阻R=R₁+R₂=10Ω+20Ω=30Ω。
由I=U/R得，电源电压U=IR=0.2A×30Ω=6V。
(2)电路消耗的电功率P=UI=6V×0.2A=1.2W。
(3)整个电路消耗的电能W=Pt=1.2W×10s=12J。
答：
(1)电源电压为6V；
(2)电路消耗的电功率为1.2W；
(3)10s内整个电路消耗的电能为12J。