人教版（2024）九年级全册（2024）第4节 焦耳定律当堂达标检测题

这是一份人教版（2024）九年级全册（2024）第4节 焦耳定律当堂达标检测题，文件包含专题强化05欧姆焦耳电功电功率的压轴原卷版docx、专题强化05欧姆焦耳电功电功率的压轴解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共51页， 欢迎下载使用。

【题型探究】
题型一、欧姆定律与电功交汇问题
【例1】．（25-26九年级上·湖南长沙·期中）如图所示电路，电源电压恒定不变，滑动变阻器最大阻值为30Ω，闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至中点，电压表示数为9V，接着断开，电压表示数变化了3V，此时电流表示数为。（不计温度对灯泡电阻的影响）请计算下列问题：
(1)电源电压的大小是多少；
(2)电流表示数是多少；
(3)将滑动变阻器滑片调至最左端，用灯泡替换电压表，闭合所有开关，电流表示数为，若，电阻与灯泡的阻值之比为1：6，则灯泡的电阻是多少？通电10min内灯泡消耗的电能为多少？
【变式1】．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）如图所示的电路中，电源电压不变，一个电阻器的电阻为20Ω，当断开开关和，闭合开关时，电流表的示数为0.6A；当断开开关，闭合开关时，电流表的示数为。求：
(1)电源电压；
(2)另一个电阻器的电阻；
(3)断开开关和，闭合开关时，电阻为的电阻器两端的电压和整个电路10s内消耗的电能。
3．（24-25九年级下·上海·月考）如图所示的电路中，电源电压保持不变，为定值电阻，为滑动变阻器。闭合电键S，移动变阻器的滑片P，使电压表和电流表的示数分别为伏和安。
(1)求变阻器连入电路的阻值。
(2)求10秒内电流通过变阻器所做的功。
(3)将变阻器的滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为伏和安。请判断：根据以上条件， 求出定值电阻的阻值选填“能”或“不能”若能求出的阻值，写出求解过程；若不能求出的阻值，写出理由。
题型二：欧姆定律与电功率交汇问题
【例2】．（25-26九年级上·河北石家庄·期中）如图所示，电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V，3W”字样，滑动变阻器R标有“100Ω，1A”字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，为一定值电阻，当闭合开关S、，断开时，灯泡L恰好正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响。求：
(1)小灯泡L的电阻；
(2)闭合开关S、，断开时，在保证电路安全的情况下，求滑动变阻器的阻值范围；
(3)闭合开关S、，断开时，调节滑动变阻器，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率和最小功率之比。
【变式1】．（2025·安徽·二模）科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具，其电路图如图所示。电源电压保持不变，其中，小灯泡L的规格为“3V，0.75W”。当开关S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数变为0.6A。（不考虑灯丝电阻变化）求：
(1)电源电压；
(2)R2的阻值；
(3)电路消耗的最小功率。
【变式2】．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）如图所示，，小灯泡L的规格为“2.5V，0.5A”，电源电压保持不变，（不考虑温度对电阻的影响）求：
(1)小灯泡正常发光时的电阻；
(2)当闭合，、都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压；
(3)当、、都闭合时，电流表的示数变为0.9A，求的实际功率。
题型三：焦耳定律
【例3】．（2025·新疆阿克苏·三模）如图所示电路，电源电压恒定不变，，闭合开关S，电压表的示数为，电流表的示数为。求：
(1)的阻值；
(2)电源电压；
(3)通电1分钟，整个电路产生的热量Q。
【变式1】．（2025·广东江门·一模）有一种电热椅主要由坐垫和脚踏组成，它的电路示意图如图。坐垫内的电热丝、的阻值分别为、，脚踏内的电热丝的阻值为。闭合开关，调节开关，可以使电热椅分别处于“低温挡”“中温挡”“高温挡”。（不考虑温度的变化对电热丝电阻的影响）求：
(1)该电热椅处于高温挡正常工作时电路中的电流；
(2)该电热椅处于低温挡正常工作时的功率；
(3)当处于中温挡正常工作时，电热椅在10s内产生的热量。
【变式2】．（2025·安徽芜湖·三模）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻。闭合开关S，断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A。求：
(1)电源电压；
(2)通电1min时，产生的热量；
(3)当开关S、S1、S2处于何种状态时，电路中消耗的总功率最大并求出最大值。
题型四：动态电路的电功率计算问题
【例4】．（24-25九年级上·重庆九龙坡·期末）为应对在寒冷的夜晚学习，小超自制了一款集加热与调光一体的台灯如图所示。已知电源电压为3V且保持不变，R1、R2均为发热电阻，其中R1阻值为30Ω且保持不变，R2上标有“20Ω，1A”，灯泡L标有“2.5V，0.5W”字样，不考虑灯丝电阻变化，电流表量程为0～0.6A．求：
(1)灯泡L正常发光时的电阻RL；
(2)在保证电路安全的情况下，通过控制开关的断开闭合和调节R2，R2的最大发热功率；
(3)电源电压降为2.6V后，在保证电路安全的情况下，通过控制开关的断开闭合和调节R2，灯L的最小实际电功率。
【变式1】．（24-25九年级上·河北石家庄·期末）在如图甲所示的电路中，电源电压可调，小灯泡L规格为“6V 3.6W”，R1=10Ω，滑动变阻器R2上标有“100Ω”字样。
(1)闭合开关S和S1，将滑动变阻器滑片置于中点，发现小灯泡恰好正常发光，求：
①小灯泡正常发光电流IL；
②此状态下电源电压U0；
(2)调节电源电压为U且保持不变，并将一电压表并联在滑动变阻器两端，电路中电表表盘如图乙所示。闭合开关S和S2在保证电路元件均安全的情况下，滑动变阻器R2允许接入电路的最大阻值为50Ω，接入最小阻值为8Ω，求电路消耗的最大功率。
【变式2】．（2025·山东济宁·二模）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻的阻值为，小灯泡L标有“”字样，滑动变阻器R标有“”，电流表的量程为。当闭合S，断开、，滑片P移到距R最右端处时，小灯泡正常发光。不考虑灯泡电阻变化，求：
(1)小灯泡的电阻。
(2)通电10s电路消耗的电能。
(3)在保证电路安全的前提下，求电路消耗总功率的范围。
题型五：电功率的多档位问题
【例5】．（2025·山东济南·三模）如图甲所示是一款多功能双层煮蛋器，其工作原理图如图乙所示。煮蛋器的额定电压为220V，R1、R2均为电阻丝（阻值不变），智能开关S1可自动切换加热挡、保温挡。图丙为该煮蛋器在正常工作17.5min时间内功率的变化情况。请解答：
(1)若煮蛋器正常工作17.5min，加热状态消耗的电能？
(2)正常加热状态下，此时电路中的电流为多大？
(3)保温状态，R2两端电压为多大？
【变式1】．（2025·河南周口·三模）小强家有一台老式挂烫机，其规格为“220V，968W”，但其只有一个加热挡位。小强利用所学知识将买来的新电阻R1=60Ω连入电路，将其改装为有高温加热和低温加热两挡位的电路，如图甲所示，熔断器的电阻忽略不计，允许通过的最大电流为7A。
(1)改装后，高温加热挡工作时通过熔断器的电流为多少？
(2)改装后，低温加热挡加热10min，挂烫机加热区产生的热量为多少？
(3)小强又设计了如图乙所示的挂烫机电路图，与图甲相比，图乙设计的电路图优点是 （写出一条即可）；但老师看完图乙所示的方案，说此方案有不合理之处，请你通过计算找出该方案的不合理之处 。
【变式2】．（2025·福建莆田·模拟预测）如图甲所示为一款紫砂电饭锅，图乙所示为其工作原理图，它能够实现高温、中温和低温三种加热功能。它在低温挡工作时的电功率为176W，中温挡工作时的电功率为880W。
(1)电饭锅在低温挡工作时，电路中的电流；
(2)的阻值；
(3)电饭锅在高温挡工作时的电功率；
(4)若不计热量损失，电饭锅使用高温挡加热，使水从升高到，需要多长时间？
【专题强化】
1．（2024·广东·中考真题）某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能，其简化电路如图所示。发热电阻，紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关和，消毒柜正常工作，求：
（1）通过R的电流；
（2）R的电功率；
（3）L工作100s消耗的电能。
2．（24-25九年级上·山东日照·期中）在如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，和为两个定值电阻，其中电阻。当开关闭合、断开时，电流表示数为；当开关均闭合时，电流表示数变为。
求：
(1)电源电压；
(2)的阻值；
(3)电流通过在内消耗的电能。
3．（2024·河北·中考真题）如图所示，电源电压不变，R1、R2均为定值电阻，R1=20Ω，R2=10Ω，R为滑动变阻器，电压表V1的量程为0～15V，V2的量程为0～3V。闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14V，V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片，两电表均能达到满偏。
（1）求滑片置于A时，电路中的电流；
（2）求电源电压；
（3）用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，不改变其他元件的连接。闭合开关，使电路总功率保持最大，在保证电路安全的情况下，调节R和R0接入电路的阻值，其中R仅可以在替换前的范围内变化，求R0接入电路的阻值范围。
4．（2023·广东·中考真题）题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化；加热电路简化后如图所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1=4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求
（1）低温挡工作时，通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。

5．（2024·重庆·中考真题）如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中的阻值为48.4Ω，和均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温挡，正常工作时，保温挡功率为110W。[]
（1）求饮水机在保温挡正常工作时的电流；
（2）当只有饮水机工作时，将3kg水从10℃加热到100℃，加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率；
（3）为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天太阳能电池一天能发电0.4kW·h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3h，保温时间计为8h，求至少要安装多大面积的太阳能电池。
6．（2024·安徽·中考真题）如图所示的电路中，电源两端电压为U=9V，R1、R2、R3均为定值电阻，其中R2=45Ω，R3=30Ω。
（1）当闭合开关S和S1，断开开关S2时，求R3两端的电压U3；
（2）当开关S、S1和S2均闭合时，求电流表的示数I；
（3）当闭合开关S，断开开关S1和S2时，电压表示数为6V，求R1消耗的电功率P。
7．（24-25九年级上·云南保山·期中）如图甲所示为某款电热水壶，它的简化电路原理图如图乙所示，额定电压为220V，S为感温开关，1、2是开关连接的触点，R₁和R₂为加热电阻，且阻值保持不变，已知电热水壶加热挡的额定功率为1100W，电热水壶保温挡正常工作时的电流为0.5A。某次将1kg 初温为12℃的水加热到100℃正常工作加热了 7min。求：
(1)加热挡正常工作时的电流；
(2)电阻 R₂的阻值;
(3)电热水壶加热水的效率。
8．（2024·山东济南·中考真题）学校开展了防溺水安全教育后，小华组经过合作探究，设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器，其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V，报警器由电压表改装，是定值电阻，是压敏电阻，图乙是压敏电阻阻值随水深h变化的图像。报警器未浸入水中时，的阻值为40Ω，电流表示数是0.12A；报警器浸入水下深度h大于等于1m时，报警器报警，当h为1m时，两端的电压为1.5V。通过计算回答：
(1)报警器未浸入水中时，两端的电压是多少？
(2)报警器浸入水下深度h为1m时，通过的电流是多少？
(3)报警器浸入水下深度h为1m时，的电功率是多少？
9．（2022·重庆·中考真题）商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻和为发热体，其中。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温挡，额定功率为440W。求：
（1）的电阻；
（2）高温挡正常工作100s，电流通过产生的电热；
（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW·h）。
10．（2024·湖北·中考真题）小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关。将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0A；当温度升到130℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02A，当温度降到100℃时，S又回到位置“1”。
（1）求R1的阻值。
（2）求挂烫机待机状态的功率。
（3）熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0~150s消耗的电能。
（4）请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。
11．（2024·四川南充·中考真题）如图甲所示为某品牌电热水壶。该型号电热水壶内部简化电路如图乙，额定电压为，具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为，双触点开关只能在触点1和、和3及3和4之间切换。、是两个阻值不变的发热元件，其中。现将此电热水壶装入初温为的水，接到的家庭电路中，选用加热挡加热至。已知该电热水壶加热效率为，，。求：
（1）电热水壶中水吸收的热量；
（2）加热挡的电功率；
（3）需要的加热时间。
12．（2024·内蒙古通辽·中考真题）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到，飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路，电源电压12V保持不变，R0为50Ω的定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内，舱体位于真空室中，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa。求：
(1)舱体不漏气时，R0两端的电压；
(2)舱体不漏气时，电路工作10min消耗的电能；
(3)电压表示数为8V时，舱体内的气压值。
13．（2023·山东淄博·中考真题）如图甲为一款养生壶，其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V，R1、R2均是发热电阻，其中R2=506。养生壶正常工作时，开关置于“1”为加热挡，电路中电流为5A；开关置于“2”为保温挡。求：
（1）当开关置于“1”时，R1的阻值及R1消耗的电功率；
（2）当开关置于“2”时，养生壶1min消耗的电能；
（3）将壶内500g的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量。[]

14．（2024·四川广安·中考真题）如图所示，电源电压为6V恒定不变，灯泡L标有“2V 0.4W”的字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器标有“60Ω 1A”的字样，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。
（1）求灯泡L正常发光时的电阻。
（2）当、均闭合，接b，滑动变阻器滑片移到最大阻值处时，电流表示数为0.4A，求的阻值。
（3）在保证电路安全的情况下，求整个电路电功率的变化范围。
15．（2022·河北·中考真题）如图所示，电源电压为18V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。
（1）求R0的阻值；
（2）求滑动变阻器的最大阻值；
（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2。求P1∶P2。
16．（2023·山东枣庄·中考真题）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0=5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0~0.6A，踏板重力不计，求：
（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少；
（2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为多少；
（3）此体重计所能测量的最大体重为多少。

17．（2023·河北·中考真题）如图所示，电源电压不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω；2A”，灯泡L的额定电流为0.3A。图是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，当滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。
（1）求电源电压；
（2）在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，灯泡的最小功率是多少？
（3）用定值电阻R1替换灯泡L，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω，求定值电阻R1的可能值。

18．（2024·江苏常州·中考真题）如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V 3.6W”字样（忽略温度变化对灯丝电阻的影响），滑动变阻器标有“200Ω 1.25A”字样，定值电阻阻值为20Ω，电流表的量程为0~3A，电压表的量程为0~15V，求：
（1）小灯泡的额定电流
（2）小灯泡的电阻
（3）只闭合开关S、，小灯泡恰好正常发光，求电源电压
（4）只闭合开关S、，在保证电路元件安全的前提下，求滑动变阻器接入电路的电阻范围