《2025年高分突破课时达标讲练测九年级物理全一册沪科版》

8. (2025·渝中区)如图甲所示为碳纤维电热膜,常作为地暖必备材料广泛应用于建筑领域。某跨学科实践小组利用图乙所示电路对其进行探究,将两条长方形电热膜贴在绝缘材料上。已知电热膜$R_{1}= 2R_{2}= 60\ \Omega$,电源两端电压12 V。下列说法正确的是(B)

A.电热膜$R_{1}$的电压为6 V
B.电热膜$R_{1}$的电流为0.2 A
C.$R_{1}与R_{2}$消耗的电能之比为2:1
D.若电热膜$R_{2}$磨损为图丙,且电流表示数为0.5 A,则此时$R_{2}= 120\ \Omega$

答案： 解：由图乙知，两电热膜并联，电流表测干路电流。
已知$R_{1}=60\Omega$，$R_{1}=2R_{2}$，则$R_{2}=30\Omega$，电源电压$U=12V$。
A. 并联电路各支路电压等于电源电压，$U_{1}=U=12V$，A错误。
B. 通过$R_{1}$的电流$I_{1}=\frac{U}{R_{1}}=\frac{12V}{60\Omega}=0.2A$，B正确。
C. 并联电路各支路电压相等，通电时间$t$相同，电能$W=\frac{U^{2}}{R}t$，则$\frac{W_{1}}{W_{2}}=\frac{R_{2}}{R_{1}}=\frac{30\Omega}{60\Omega}=\frac{1}{2}$，C错误。
D. 图丙中$R_{2}$磨损后，设此时$R_{2}'$，干路电流$I=0.5A$。$I=I_{1}+I_{2}'$，$I_{1}=0.2A$，则$I_{2}'=I - I_{1}=0.5A - 0.2A=0.3A$，$R_{2}'=\frac{U}{I_{2}'}=\frac{12V}{0.3A}=40\Omega$，D错误。
答案：B

9. 如图所示,电源电压6 V不变,电阻$R_{1}= 10\ \Omega$,$R_{2}= 20\ \Omega$,当开关S接2时,电压表示数为2V;当开关S接1时,通过$R_{1}$的电流10 s内所做的功为36J。
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答案： 解：当开关S接2时，R₁与R₂串联，电压表测R₁两端电压。
总电阻R=R₁+R₂=10Ω+20Ω=30Ω
电路电流I=U/R=6V/30Ω=0.2A
电压表示数U₁=IR₁=0.2A×10Ω=2V
当开关S接1时，电路为R₁的简单电路。
通过R₁的电流I'=U/R₁=6V/10Ω=0.6A
10s内电流所做的功W=UI't=6V×0.6A×10s=36J
2；36

10. 小奕看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为3.7 V,容量为3000 mA·h,则它充满电后存储的电能为39960J;该手机的待机电流为15 mA,则该手机最长待机时间为200h。

答案： 解：
1. 电能计算：
$ W = UIt $
$ U = 3.7\ V $，$ I = 3000\ mA = 3\ A $，$ t = 1\ h = 3600\ s $
$ W = 3.7\ V × 3\ A × 3600\ s = 39960\ J $
2. 待机时间计算：
$ t = \frac{Q}{I} $
$ Q = 3000\ mA·h $，$ I = 15\ mA $
$ t = \frac{3000\ mA·h}{15\ mA} = 200\ h $
答案：39960；200

11. 小明家的电能表月初示数为5546.7 kW·h,月末电能表示数如图甲所示,若一度电按0.5元的单价计算,那么小明家本月将缴电费45.5元;倘若乙电能表所测消耗的电能与甲电能表闪烁800次的一样,则乙电能表将转动1500转。
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答案： 【解析】：
本题可根据电能表的读数方法求出小明家本月消耗的电能，再结合电价计算出本月电费；对于乙电能表的转动圈数，可先根据甲电能表的参数求出闪烁$800$次消耗的电能，再结合乙电能表的参数求出其转动圈数。
1.计算小明家本月消耗的电能和电费：
电能表的读数方法为：月末的示数减去月初的示数，且最后一位是小数位，单位是$kW\cdot h$（度）。
已知小明家电能表月初示数为$5546.7kW\cdot h$，由图甲可知月末示数为$5637.7kW\cdot h$，则小明家本月消耗的电能为：$W = 5637.7kW\cdot h - 5546.7kW\cdot h = 91kW\cdot h$。
已知一度电按$0.5$元的单价计算，根据“总价 = 单价×数量”，可得小明家本月将缴电费：$91kW\cdot h×0.5元/kW\cdot h = 45.5$元。
2.计算乙电能表的转动圈数：
先根据甲电能表的参数求出闪烁$800$次消耗的电能。甲电能表参数$1600imp/(kW\cdot h)$表示每消耗$1kW\cdot h$的电能，指示灯闪烁$1600$次，则闪烁$800$次消耗的电能为：$W_{1}=\frac{800}{1600}kW\cdot h = 0.5kW\cdot h$。
乙电能表参数$3000r/(kW\cdot h)$表示每消耗$1kW\cdot h$的电能，电能表的转盘转$3000$转，那么消耗$0.5kW\cdot h$的电能，乙电能表转动的圈数为：$n = 3000r/(kW\cdot h)×0.5kW\cdot h = 1500r$。
【答案】：
$45.5$；$1500$

12. 如图所示是某小灯泡的电流—电压关系图像,小灯泡的额定电压(即正常工作电压)为6 V。小灯泡正常发光时,灯丝的电阻是20Ω。若将小灯泡与$R= 10\ \Omega$的定值电阻并联接入某电路,干路中的总电流为0.5 A,通电10 s,电阻R消耗的电能为9J。
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答案： 解：
1. 由图像可知，当小灯泡额定电压$U_{额}=6V$时，通过的电流$I_{额}=0.3A$，根据$R = \frac{U}{I}$，灯丝电阻$R_{L}=\frac{6V}{0.3A}=20\Omega$。
2. 小灯泡与$R = 10\Omega$的定值电阻并联，设电源电压为$U$。通过$R$的电流$I_{R}=\frac{U}{R}=\frac{U}{10\Omega}$，通过小灯泡的电流$I_{L}$可由图像对应$U$的值确定。干路电流$I = I_{L}+I_{R}=0.5A$。
假设$U = 3V$，由图像得$I_{L}=0.2A$，则$I_{R}=\frac{3V}{10\Omega}=0.3A$，干路电流$I = 0.2A + 0.3A=0.5A$，符合题意。
电阻$R$消耗的电能$W = UI_{R}t = 3V×0.3A×10s = 9J$。
答案：20；9。

13. 如图所示的电路中,电源电压为6 V且保持不变。当只闭合开关$S_{1}$时,电流表的示数为$I_{1}$;当开关$S_{1}$、$S_{2}$均闭合时,电流表的示数为$I_{2}$,且$I_{1}:I_{2}= 1:3$,则$R_{1}:R_{2}= $$2:1$;若开关$S_{1}$、$S_{2}$均闭合时,电流表的示数为0.6 A,则通电1 min的时间内,$R_{1}$消耗的电能是______72J。
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答案： 【解析】：
本题可根据开关的闭合情况分析电路的连接方式，再结合欧姆定律和电功公式进行求解。
步骤一：分析开关不同状态下的电路连接情况
当只闭合开关$S_1$时，电路中只有$R_1$接入电路，此时电流表测通过$R_1$的电流，即$I_1 = \frac{U}{R_1}$（$U$为电源电压）。
当开关$S_1$、$S_2$均闭合时，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流，即$I_2 = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2}$。
步骤二：根据$I_1:I_2 = 1:3$求$R_1:R_2$的值
已知$I_1:I_2 = 1:3$，即$I_2 = 3I_1$，将$I_1 = \frac{U}{R_1}$，$I_2 = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2}$代入$I_2 = 3I_1$可得：
$\frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2} = 3×\frac{U}{R_1}$
两边同时除以$U$得：$\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{3}{R_1}$
移项可得：$\frac{1}{R_2} = \frac{3}{R_1} - \frac{1}{R_1} = \frac{2}{R_1}$
则$\frac{R_1}{R_2} = \frac{2}{1}$，即$R_1:R_2 = 2:1$。
步骤三：求开关$S_1$、$S_2$均闭合时$R_1$消耗的电能
已知开关$S_1$、$S_2$均闭合时，电流表的示数$I_2 = 0.6A$，因为$I_1:I_2 = 1:3$，所以$I_1 = \frac{1}{3}I_2 = \frac{1}{3}×0.6A = 0.2A$。
根据电功公式$W = UIt$（$W$为电功，$U$为电压，$I$为电流，$t$为时间），已知$U = 6V$，$I_1 = 0.2A$，$t = 1min = 60s$，则$R_1$消耗的电能为：
$W_1 = UI_1t = 6V×0.2A×60s = 72J$。
【答案】：
$2:1$；$72$

14. (2025·南开)如图所示,电源电压不变,$R_{1}$为定值电阻,$R_{2}$为滑动变阻器。闭合开关,当滑片在a、b两点间移动时,电流表示数变化范围为0.2~0.6 A,电压表示数变化范围为2~4 V,则$R_{1}$的电阻为5Ω;当滑片在b点时,电路工作5分钟消耗的总电能为900J。
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答案： 解：由图可知，R₁与R₂串联，电压表测R₂两端电压，电流表测电路电流。
设电源电压为U，当电流I₁=0.2A时，电压表示数U₂=4V，此时U=I₁R₁+U₂=0.2R₁+4 ①
当电流I₂=0.6A时，电压表示数U₂'=2V，此时U=I₂R₁+U₂'=0.6R₁+2 ②
联立①②：0.2R₁+4=0.6R₁+2，解得R₁=5Ω。
将R₁=5Ω代入①得U=0.2×5+4=5V。
滑片在b点时，电流I₂=0.6A，t=5min=300s，总电能W=UIt=5V×0.6A×300s=900J。
5；900

15. 如图所示的电路中,电源电压不变,$R_{2}= 30\ \Omega$。当$S_{1}$、$S_{3}$断开,$S_{2}$闭合时,电流表的示数是0.3 A,电压表的示数为3 V。求:
(1)$R_{1}$的阻值;
(2)电源电压;
(3)当$S_{2}$断开,$S_{1}$、$S_{3}$闭合时,1 min内电路消耗的电能。
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答案： 【解析】：
本题主要考查了欧姆定律、串联电路和并联电路的特点以及电功的计算。
（1）当$S_1$、$S_3$断开，$S_2$闭合时，$R_1$与$R_2$串联，电压表测$R_1$两端的电压，电流表测电路中的电流。根据欧姆定律，可以求出$R_1$的阻值。
（2）根据串联电路的特点和欧姆定律，可以求出电源电压。
（3）当$S_2$断开，$S_1$、$S_3$闭合时，$R_1$与$R_2$并联，根据并联电路的特点和电功公式，可以求出$1$分钟内电路消耗的电能。
【答案】：
(1)由图可知，当$S_1$、$S_3$断开，$S_2$闭合时，$R_1$与$R_2$串联，电压表测$R_1$两端的电压，电流表测电路中的电流。
由$I=\frac{U}{R}$可得，$R_1$的阻值：$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{3V}{0.3A}=10\Omega$；
综上，$R_1$的阻值为$10\Omega$。
(2)电路的总电阻：$R=R_1+R_2=10\Omega+30\Omega=40\Omega$，
电源电压：$U=IR=0.3A×40\Omega=12V$；
综上，电源电压为$12V$。
(3)当$S_2$断开，$S_1$、$S_3$闭合时，$R_1$与$R_2$并联，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以电路的总电阻：$R^\prime=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}=\frac{10\Omega×30\Omega}{10\Omega+30\Omega}=7.5\Omega$，
$1$分钟内电路消耗的电能：$W=\frac{U^2}{R^\prime}t=\frac{(12V)^2}{7.5\Omega}×60s=1152J$。
综上，$1$分钟内电路消耗的电能为$1152J$。