《2025年新课程助学丛书物理九年级全一册人教版》

3.(2024·广东汕头潮阳区期中)如图甲所示，在电路中接入定值电阻R₁，R₁两端的电压与电流的关系图像如图乙所示，则：
(1)R₁的阻值是多少？
(2)闭合开关，定值电阻R₁工作40s消耗多少电能？
(3)如图丙所示，再将定值电阻R₂和R₁串联，接在25V的电源两端，闭合开关时，测得R₂两端的电压为15V，此时R₂的电功率是多少？

答案： 3.
(1)50$\Omega$
(2)500J
(3)3W
解：
(1)由乙图知，当电压为5V时，对应的电流为0.1A，由欧姆定律知$R_{1}$的阻值
$R_{1}=\frac{U_{1}}{I_{1}}=\frac{5V}{0.1A}=50\Omega$
(2)由公式$W = UIt$可知，闭合开关，定值电阻$R_{1}$工作40s消耗的电能为
$W = UIt=\frac{U^{2}}{R_{1}}× t=\frac{(25V)^{2}}{50\Omega}×40s = 500J$
(3)如图丙所示，定值电阻$R_{2}$和$R_{1}$串联，闭合开关时测得$R_{2}$两端的电压为15V，由串联电路电压特点可知，$R_{1}$两端的电压为
$U_{1}'=U - U_{2}=25V - 15V = 10V$
由欧姆定律可知，电路中的电流为
$I=\frac{U_{1}'}{R_{1}}=\frac{10V}{50\Omega}=0.2A$
则此时$R_{2}$的电功率为
$P_{2}=U_{2}I = 15V×0.2A = 3W$

例3家庭电路中，某用电器正常工作15min消耗电能0.3kW·h。那么，该用电器可能是下列选项中的哪一个？(A)

A.空调
B.洗衣机
C.白炽灯
D.电视机

答案： A

1. 功率为40W的灯泡在5min内消耗多少电能？10h呢？教室里有40W的日光灯10盏，每天工作2h，一个月(30天)消耗多少电能？

答案： 1.12000J 0.4$kW\cdot h$ 24$kW\cdot h$

2. 右图所示的是某一路口的红绿灯设施。已知三种信号灯均标有“220V 40W”字样，该设施正常工作一天(24h)将消耗0.96kW·h的电能。1度电能供一盏20W的节能灯工作50h。

答案： 2.0.96 50

3. 下图甲所示的是某品牌手机的电池，“mAh”看不清了，但发现了4.07Wh字样，此电池在充满电时贮存的电能为14652J。电极处略有凹陷(如图乙)，可以在一定程度上防止与硬币、钥匙等金属物体接触引起短路从而损坏电池。

答案： 3.14652 短路

例4某灯泡上标有“6V 3W”字样。不考虑灯丝电阻的变化。
(1)“6V 3W”是什么意思？该灯泡的实际功率一定是3W吗？
(2)该灯泡正常工作时的电流是0.5A，该灯泡的电阻值为12Ω。
(3)如果正常工作10s，则该灯泡消耗多少电能？正常工作10h消耗多少电能？
(4)如果把这个灯泡接到3V的电路中，其实际功率是多少？其额定功率是多少？
(5)如果把这个灯泡接到另一电路中，其实际电流为0.2A，则其实际功率是多少？

答案： 例4
(1)小灯泡的额定电压为6V，额定功率为3W。不一定，实际功率随实际电压的改变而改变。
(2)0.5 12
(3)30J 0.03$kW\cdot h$
(4)0.75W 3W
(5)0.48W