第7页 - 同步练习九年级物理苏科版江苏凤凰科学技术出版社

额定电压

额定电流

$U_{额}I_{额}$

$＜$

$=$

$＞$

右

灯泡断路

2.2

左

电压表的示数为2.5V

0.6

解：

$ (1) $根据欧姆定律$R=\frac {U}{I}$：

$ R=\frac {U_{额}}{I_{额}}=\frac {220\ \mathrm {V}}{2\ \mathrm {A}}=110 \ \mathrm {Ω}$

$ (2) $

$ P_{额}=U_{额}I_{额}=220\ \mathrm {V} × 2\ \mathrm {A}=440\ \mathrm {W}$

$ (3) $通电时间$t=10 \mathrm {\mathrm {min}}=600\ \mathrm {s}$

$ W=P_{额}t=440\ \mathrm {W} × 600\ \mathrm {s}=2.64×10^5\ \mathrm {J}$

答：

$ (1) $电烙铁在额定电压下工作时的电阻为$110 \ \mathrm {Ω}；$

$ (2) $电烙铁的额定功率为$440\ \mathrm {W}；$

$ (3) $通电$10\mathrm {\mathrm {min}}$所消耗的电能为$2.64×10^5\ \mathrm {J}。$

【分析】
首先回忆额定功率的定义：用电器在额定电压下正常工作时的电功率称为额定功率；当用电器在额定电压下工作时，此时通过的电流是额定电流；再根据电功率的基本公式$P=UI$，将额定状态下的电压和电流代入，即可得到额定功率、额定电压、额定电流三者的关系为$P_{额}=U_{额}I_{额}$。解题时需紧扣电学中额定值的相关定义和基本公式，逐一对应填空。
【解析】
1. 根据额定功率的定义，用电器在额定电压下工作时的电功率叫作额定功率；
2. 当用电器在额定电压下正常工作时，通过它的电流叫作额定电流；
3. 由电功率的计算公式$P=UI$，在额定状态下，三者的关系为$P_{额}=U_{额}I_{额}$。
【答案】
额定电压；额定电流；$U_{额}I_{额}$
【知识点】
额定功率定义、额定电流定义、电功率计算公式
【点评】
本题考查电学中额定功率、额定电流的基础概念及三者间的定量关系，属于入门级基础题，旨在检验学生对电学基本额定值概念和公式的掌握程度，牢记定义和公式即可轻松解答。
【难度系数】
0.9

【分析】
我们可以结合欧姆定律和电功率公式，在不考虑温度对用电器电阻影响（即电阻$R$不变）的前提下分析：
1. 对于（1）：当实际电压小于额定电压时，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，$R$不变，电压越小电流越小，所以实际电流小于额定电流；再根据$P=\frac{U^2}{R}$，$R$不变，实际电压小则实际功率小于额定功率。
2. 对于（2）：当实际电压等于额定电压时，用电器正常工作，根据欧姆定律，实际电流等于额定电流，再结合电功率公式，实际功率等于额定功率。
3. 对于（3）：当实际电压大于额定电压时，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，$R$不变，电压越大电流越大，实际电流大于额定电流；再根据$P=\frac{U^2}{R}$，$R$不变，实际电压大则实际功率大于额定功率。
【解析】
假设用电器的电阻$R$保持不变：
(1) 根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，当$U_{实}＜U_{额}$时，$I_{实}=\frac{U_{实}}{R}$，$I_{额}=\frac{U_{额}}{R}$，因为$U_{实}＜U_{额}$，所以$I_{实}＜I_{额}$；
根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，$P_{实}=\frac{U_{实}^2}{R}$，$P_{额}=\frac{U_{额}^2}{R}$，因为$U_{实}＜U_{额}$，所以$P_{实}＜P_{额}$。
(2) 当$U_{实}=U_{额}$时，$I_{实}=\frac{U_{实}}{R}=\frac{U_{额}}{R}=I_{额}$；
$P_{实}=\frac{U_{实}^2}{R}=\frac{U_{额}^2}{R}=P_{额}$，用电器处于正常工作状态。
(3) 根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，当$U_{实}＞U_{额}$时，$I_{实}=\frac{U_{实}}{R}$，$I_{额}=\frac{U_{额}}{R}$，因为$U_{实}＞U_{额}$，所以$I_{实}＞I_{额}$；
根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，$P_{实}=\frac{U_{实}^2}{R}$，$P_{额}=\frac{U_{额}^2}{R}$，因为$U_{实}＞U_{额}$，所以$P_{实}＞P_{额}$。
【答案】
＜；＜；=；=；＞；＞
【知识点】
欧姆定律；额定与实际功率
【点评】
本题考查电学中用电器实际工作状态与额定状态的关系，核心是结合欧姆定律和电功率公式，利用电阻不变的前提分析各物理量的大小关系，属于电学基础知识点，是理解用电器工作状态的关键内容。
【难度系数】
0.8

【分析】
这是一道“测量小灯泡电功率”的实验题，需结合串联电路特点、电表使用、故障分析等知识分步骤解决，思考路径如下：
1. 实物电路连接：明确实验为串联电路，电流表串联、电压表并联在灯泡两端。根据灯泡额定电压2.5V选电压表0~3V量程；由$I=\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}=0.25A$，选电流表0~0.6A量程，再按“电源正极→开关→滑动变阻器→灯泡→电流表→电源负极”的路径完成连线。
2. 滑片位置判断：闭合开关前，滑片需移到滑动变阻器最大阻值处，保护电路。滑动变阻器接左下A接线柱，滑片移到右端时，接入电阻丝最长，阻值最大。
3. 故障分析：灯泡不亮、电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，表明电压表能连通电源两极，故故障为灯泡断路（此时电压表通过滑动变阻器、开关接电源两端）。
4. 电表读数与功率计算：先按量程读电压表示数，再根据串联分压，通过移动滑片使灯泡电压达到额定值，最后读电流表示数，用$P=UI$计算额定功率。
【解析】
(1) 实物电路连接：
电流表选0~0.6A量程，将开关右端与电流表“0.6”接线柱相连，电流表“-”接线柱接电源负极；同时将滑动变阻器D接线柱与开关右端相连（确保电流路径为：电源正极→开关→滑动变阻器→灯泡→电流表→电源负极，电压表并联在灯泡两端，连线参考参考答案配图）。
(2) 闭合开关前，为保护电路，滑片移到滑动变阻器最大阻值处，因滑动变阻器接左下A接线柱，故滑片移到右端。
(3) 灯泡不亮、电流表无示数（断路特征），电压表有示数（电压表与电源连通），故障为灯泡断路。
(4) 电压表用0~3V量程，分度值0.1V，指针指向2.2V，读数为$\boldsymbol{2.2V}$；
当前电压小于额定电压2.5V，根据串联分压，需减小滑动变阻器阻值（滑片左移，接入电阻变小，分压减小，灯泡分压增大），直至电压表示数为2.5V；
电流表用0~0.6A量程，分度值0.02A，读数为0.24A，额定功率$P=UI=2.5V×0.24A=0.6W$，故额定功率为$\boldsymbol{0.6W}$。
【答案】
(1) 实物连接如图（见参考答案配图）
(2) 右
(3) 灯泡断路
(4) 2.2；左；电压表的示数为2.5V；0.6
【知识点】
1. 伏安法测小灯泡电功率
2. 串联电路分压规律
3. 电流表、电压表的使用与读数
【点评】
本题是伏安法测功率的典型实验题，覆盖了实验电路连接、操作规范、故障分析、功率计算等核心考点，全面考查了对实验原理、电路规律的理解，实物连接和故障分析是易失分点。
【难度系数】
0.6

【分析】
本题是电学基础计算题，可根据已知的额定电压和额定电流，结合对应的电学公式逐步求解：
1. 对于第(1)问，已知电烙铁的额定电压和额定电流，根据欧姆定律的变形公式$R=\frac{U}{I}$，代入额定电压和额定电流的数值即可求出电阻；
2. 对于第(2)问，根据电功率公式$P=UI$，将额定电压和额定电流代入，就能计算出额定功率；
3. 对于第(3)问，首先需要把通电时间的单位换算为秒，再利用电功公式$W=Pt$，代入额定功率和换算后的时间，即可求出消耗的电能。
【解析】
解：
(1) 根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，代入额定电压和额定电流的数值：
$R=\frac{U_{额}}{I_{额}}=\frac{220\ \mathrm{V}}{2\ \mathrm{A}}=110\ \mathrm{Ω}$
(2) 根据电功率公式$P=UI$，计算额定功率：
$P_{额}=U_{额}I_{额}=220\ \mathrm{V}×2\ \mathrm{A}=440\ \mathrm{W}$
(3) 先将通电时间单位换算为秒：$t=10\ \mathrm{min}=10×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{s}$
再根据电功公式$W=Pt$，计算消耗的电能：
$W=P_{额}t=440\ \mathrm{W}×600\ \mathrm{s}=2.64×10^5\ \mathrm{J}$
答：
(1) 电烙铁在额定电压下工作时的电阻为$110\ \mathrm{Ω}$；
(2) 电烙铁的额定功率为$440\ \mathrm{W}$；
(3) 通电10 min所消耗的电能为$2.64×10^5\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1) $110\ \mathrm{Ω}$；(2) $440\ \mathrm{W}$；(3) $2.64×10^5\ \mathrm{J}$
【知识点】
欧姆定律的应用、电功率的计算、电功的计算
【点评】
本题属于电学基础题型，主要考察欧姆定律、电功率、电功公式的直接应用，解题关键是牢记相关公式，并注意单位的统一换算，难度较低，适合巩固电学基本公式的应用。
【难度系数】
0.9