第15章《电功和电热》（高频易错点+历年真题40题）-2024-2025学年人教版物理九年级全册上学期

2024-2025学年苏科版物理九年级下册真题培优易错知识精讲练 第15章《电功和电热》（40题） （高频易错点+历年真题） 知识点01：电能表的使用 易错点：混淆电能表的功能和参数理解。 正确阐述： 电能表是用来测量和记录一段时间内消耗电能的仪表，而非直接测量电功率。 电能表上的参数如“电压”表示适用额定电压，“电流规格”表示持续工作最大电流及短时间内允许的最大电流，“每千瓦时转数”或“imp/(kW·h)”则指示电能消耗与转盘转动或指示灯闪烁次数的关系。 知识点02：电功和电功率的理解 易错点：对电功和电功率的概念及关系理解不清。 正确阐述： 电功是电流所做的功，衡量电能转化为其他形式能的量度，用W=UIt计算，单位焦耳或千瓦时。 电功率反映用电器消耗电能快慢，用P=W/t或P=UI计算，单位瓦特或千瓦。 电功率是电功与时间的比值，表示单位时间内完成的电功。 知识点03：额定功率和实际功率的理解 易错点：混淆额定功率和实际功率的概念及关系。 正确阐述： 额定功率是用电器在额定电压下的功率，即正常工作时的功率。 实际功率是用电器在实际电压下的功率，可能大于、等于或小于额定功率。 当实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率；否则，实际功率会随电压变化而变化。 知识点04：焦耳定律的应用 易错点：对焦耳定律的理解和应用不准确。 正确阐述： 焦耳定律表明电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体的电阻及通电时间成正比，用Q=I²Rt计算。 该定律适用于所有电路，但在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，因此也可用Q=W=UIt或Q=Pt计算产生的热量。 知识点05：家庭电路的组成及安全用电 易错点：对家庭电路的组成和安全用电知识掌握不牢固。 正确阐述： 家庭电路主要由进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器等组成，采用并联方式连接各用电器和插座。 安全用电需遵循不靠近高压带电体、不用湿手触摸电器等原则。 保险丝应选用电阻率大、熔点低的材料制成，以确保在电流过大时自动熔断切断电路。 安装电路时，电能表接干路，保险丝接火线。 知识点06：动态电路的分析与计算 易错点：对动态电路中各物理量的变化关系理解不透彻。 正确阐述： 在动态电路中，滑动变阻器滑片移动或开关通断状态改变会影响电路中的电流、电压和功率等物理量。 需综合应用欧姆定律、电功率公式和焦耳定律等进行分析和计算，以确定各物理量的具体变化情况。 一．选择题（共11小题） 1．（2023秋•山亭区期末）王华家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪表 B．他家在这段时间内消耗的电能为90.3kW•h C．只将一盏标有“220V，100W”的电灯接在电路中，正常工作1h，转盘转3600圈 D．这个电能表的测量值是以“J”为单位 2．（2023秋•南宁期末）电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为水的（　　） A．热量 B．内能 C．机械能 D．化学能 3．（2023秋•文山州期末）下列数据与实际最接近的是（　　） A．冬天丘北的平均气温约为40℃ B．智能手机电池的电压约为3.7V C．文山的“文笔塔”高度约为7m D．电话手表正常工作1h需要消耗的电能约为1kW•h 4．（2024•贺州二模）小华做了一个“魔法火焰”实验，如图。加热铅笔芯时，小灯泡慢慢亮了起来，此过程逐渐增大的物理量是（　　） A．电源的电压 B．铅笔芯的电阻 C．电路中的电流 D．小灯泡的额定功率 5．（2024•娄星区一模）小明将标有“6V 6W”的灯L1与标有“6V 3W”的灯L2串联，如右图所示。下列说法错误的是（　　） A．该电路能探究电流做功的多少与电压的关系 B．该电路能探究电流与电压的关系 C．该电路不能测出灯泡L1正常发光时的电阻 D．该电路可以测出灯泡L2的额定功率 6．（2024•咸宁模拟）甲、乙两只灯泡，其I﹣U关系图象如图所示，现将甲、乙两灯并联在电路中，当通过甲灯的电流为0.6A时，电路消耗的总功率是（　　） A．1.2W B．0.8W C．1.8W D．3 W 7．（2024•菏泽）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（　　） A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭煲 8．（2024•阿荣旗一模）图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V。下列说法正确的是（　　） A．由图可知小灯泡两端的电压越大，电阻越小 B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A C．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1W D．开关S1、S2都闭合时，在 1min 内电阻R产生的热量为24J 9．（2024•包头三模）图甲电路中电源电压9V不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R2＝10Ω，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器R1规格为“20Ω 1A”。当闭合S、S1接2时，当滑动变阻器R1的滑片在某两点间滑动时，小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像如图乙。则（　　） A．闭合S、S1接1时，电路的最小功率为0.9W B．闭合S、S1接1时，R2在1min内产生的热量最多为216J C．闭合S、S1接2时，滑动变阻器接入电路的电阻范围为4.5～18Ω D．闭合S、S1接2时，小灯泡实际功率为1W时，滑动变阻器的功率为3W 10．（2024•驻马店一模）如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是（　　） A．甲实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系 B．甲实验通电一段时间后，右侧容器连着的U形管内液面的高度变化更大 C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 D．乙实验通电一段时间后，右侧容器连着的U形管内液面的高度变化更大 11．（2024•赤峰）生活中，我们应有安全用电意识。下列做法符合安全用电要求的是（　　） A．导线绝缘皮破损后继续使用 B．有金属外壳的家用电器需要接地 C．电器起火时，未切断电路就泼水灭火 D．用湿手触摸电路开关 二．填空题（共11小题） 12．（2023秋•庐阳区期末）测电笔可以用来判别火线与零线，在如图中①②③④分别表示四位同学使用钢笔式测电笔或螺丝刀式测电笔时的握法，其中握法正确的是 　 　（选填序号）。 13．（2023秋•朝天区期末）测电笔是电工和家庭必备的安全用电工具，用它可以辨别 　 　。经验表明，不高于 　 　V的电压对人体一般是安全的。 14．（2024•龙江县模拟）如图是探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与 　 　关系的实验装置，若电路中通过R1的电流为1A，工作2min，则电流通过电阻R1产生的热量为 　 　J。 15．（2024•牡丹江）两个电阻串联在电路中，R1＝10Ω，R2＝20Ω。R1两端的电压为1V，通过R1的电流为 　 　A，R2两端的电压为 　 　V，通电5min，R1上产生的热量为 　 　J。 16．（2024•成都）小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝，R1＝242Ω，另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω，R2该选取阻值为 　 　Ω的电热丝。开关S接触“1”、“2”两个触点时，通电1min，电流产生的热量是 　 　J。 17．（2024•无锡）用如图所示的电路测量小灯泡的功率，实验原理是：　 　。闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压3.8V，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数记录在表中，则小灯泡L的额定功率为 　 　W，小灯泡的亮度由 　 　决定。 实验序号 电压 U/V 电流I/A 小灯泡的亮度 ① 3.0 0.28 较亮 ② 3.8 0.30 正常发光 ③ 4.2 0.32 过亮 18．（2024•眉山）如图所示电路，电源电压恒定，滑动变阻器R标有“20Ω 2A”，灯泡L标有“4V 2W”，灯泡电阻不变。S闭合，滑片P在R的中点时，灯泡正常发光，则电源电压为 　 　V。当P移到最右端时，电路的总功率 　 　W（结果保留一位小数）。 19．（2024•南海区模拟）如图1是小灯泡中的电流随它两端电压变化的图象，将此灯泡接入如图2所示的电路中，只闭合开关S后，小灯泡的实际功率为0.4W；再闭合开关S1后，电流表的示数变化了0.2A，则电源电压是 　 　V，电阻R的阻值为 　 　Ω，此时电路消耗的总功率为 　 　W。 20．（2024•广元三模）（1）如图甲中电流表的读数为　 　A，图乙中电压表的读数为　 　V。 （2）图丙中的电能表盘读数是　 　度电，其中“3000r/kW•h”意思是每消耗1度电转盘转　 　圈。 21．（2024•洪泽区二模）如图所示为额定电压为6V的灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象，把它们串联在电路中，为保证电路安全，电路中的最大电流是 　 　A，电流最大时通电10s定值电阻消耗的电能是 　 　J。 22．（2024•江阴市模拟）用同种材料制成的两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，将它们按如图所示串联在电路中并通电，甲导体的电阻 　 　乙导体的电阻；通过甲导体的电流 　 　乙导体的电流；相同时间内，甲导体消耗的电能 　 　乙导体消耗的电能（均选填“大于”“小于”或“等于”）。 三．作图题（共4小题） 23．（2024•南宁模拟）请将图中元件连成符合安全用电原则的照明电路。 24．（2024•涟水县一模）如图甲是家庭电路中，开关同时控制二孔、三孔的插座（虚线表示背面连接），请在图乙中将其正确地连接在家庭电路中。 25．（2024•自贡）如图所示，请用笔画线表示导线，将插座、开关和电灯接入家庭电路中。 26．（2024•济宁一模）如图所示是家庭电路中常用的三孔插座和用同一开关控制的两盏白炽灯（灯上标有“220Vㅤ40W”字样）。请用笔画线代替导线将它们接入电路中，要求所有元件符合安全用电原则，闭合开关后两盏灯都能正常发光。 四．实验探究题（共8小题） 27．（2024•济宁）某物理兴趣小组将电源（电压为8V）、小灯泡（额定电压为6V）、电流表、滑动变阻器、开关串联后，将电压表并联接入电路。实验时，将电压表的示数Uv，电流表的示数IA，以及两者的乘积UvIA记录下来，表中所示为部分数据。 序号 UV/V IA/A UVIA/W 1 2.0 1.2 2 4.0 3 6.0 1.8 结合以上信息，按要求回答下列问题： （1）请画出上述实验的电路图。 （2）小灯泡两端电压为2V时的电阻RL＝　 　Ω。（保留两位小数） （3）小灯泡的额定功率P＝　 　W。 28．（2023秋•汉阳区期末）小刚利用图甲所示的电路测量小灯泡的电阻，电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）闭合开关前，应该将滑动变阻器的滑片P移到 　 　（填“A”或“B”）端。 （2）当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻为 　 　Ω（结果保留一位小数），额定功率为 　 　W。 （3）经过多次实验，小刚测得五组数据，画出小灯泡的I﹣U图像如图丙所示，可知小灯泡电阻随温度的变化规律：　 　。 （4）实验中滑动变阻器的规格可能是 　 　（填“10Ω，2A”“30Ω，2A”或“50Ω，1.5A”）。 29．（2024•北京）某同学进行了如下实验： （1）用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L1的额定功率，电源两端电压保持不变。 ①闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在 　 　端。 ②闭合开关，应 　 　以确定小灯泡L1正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则L1的额定功率P1＝　 　W。 （2）该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2，闭合开关后，发现电压表示数为2.3V。依据上述现象，可推断出P1　 　P2（选填“＞”、“＝”或“＜”），他继续完成了P2的测量后，验证了推断。 30．（2024•西峡县一模）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）小富已连接了部分电路，如图甲所示。要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，你应将电流表的负接线柱与滑动变阻器上的 　 　（选填“A”“B”“D”或“P”）点相连； （2）小富连接好电路后，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不偏转，此现象的原因可能是 　 　； （3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，并做好数据记录。小富根据多组实验数据绘的U﹣I图像如图乙所示，根据图像可得小灯泡的额定功率是 　 　W，此时小灯泡的电阻是 　 　Ω； （4）小富还发现图线在电流较小时是直线，随着电流增大，图线变成了一条曲线，灯泡的功率 　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）； （5）在实际测量中，调节滑动变阻器的滑片P使其接入电路中电阻减小ΔR1，相应小灯泡的阻值变化了ΔR2，则ΔR1　 　ΔR2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 31．（2024•牡丹江）小江发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干，测量额定电压为2.5V小灯泡的功率。 （1）小江选择两节新干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在方框内画出对应的电路图。 （2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出电流表示数，将数据记入表格。继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5V，解决的办法是 　 　。 （3）问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5V。如图乙所示，此时电流表的示数为 　 　A，小灯泡的额定功率为 　 　W。 （4）继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格不足之处是 　 　。 实验次数 灯泡两端电压U 通过灯泡的电流I 灯泡的电功率P 发光情况 1 2 0.26 0.52 较暗 2 2.5 正常发光 3 2.9 0.32 0.93 较亮 （5）实验表明小灯泡的亮度由 　 　决定。 32．（2024•黑龙江）（1）在“探究电流与电压的关系”实验中，电源为两节干电池，滑动变阻器的规格是“25Ω，2A”。 ①开关闭合前，发现电流表的指针在零刻度线左端，如图乙，其原因是 　 　。 ②确认无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，计算出R的阻值 　 　Ω。 实验次数 1 2 3 4 电压U/V 0.6 1.2 1.8 电流I/A 0.12 0.24 0.36 0.5 ③记录的数据如表所示，分析数据可以得到结论：导体的电阻一定时，　 　。 （2）用图丁所示电路“测量小灯泡额定电功率”，待测小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率小于1W，电源为两节干电池，滑动变阻器R的规格为“20Ω，1A”。 ①请你用笔画线代替导线，在图丁中把电路连接完整（滑片向右移动，灯泡变亮）。 ②正确连接完电路，闭合开关，向右逐渐移动滑片，小灯泡逐渐变亮，突然小灯泡熄灭，电流表示数几乎为零，电压表示数接近3V，原因是小灯泡 　 　（选填“短路”或“断路”）。 ③排除故障后，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，同时观察 　 　表示数的变化，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图戊所示，小灯泡的额定功率为 　 　W。 ④小灯泡用久了，钨丝会变细，在2.5V电压下，小灯泡实际功率 　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率。 33．（2024•天津）生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。 【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为U0的电源上（如图1所示），加热功率为P0，该电热丝的电阻R0＝　 　。（不考虑温度对电阻的影响） 【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为U0的电源上，可以得到另外两个加热功率P1和P2，且P1＜P2。请你在图2甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出P1与P2之比。 说明：电热丝上只有a、b、c三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S，通过开关S0的通断和S在1、2触点间的切换，实现加热垫P0、P1和P2三挡功率的变换。请你在图3中将各元件连接成符合优化要求的电路。 注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。 34．（2024•巴林左旗模拟）小龙的妈妈购买了一款“节电器”，根据商家介绍，只要把该节电器插在家中插座上（如图所示）就能“有效节电”。小龙对于该款“节电器”是否能够省电有质疑，他设计了如下实验进行探究。 （1）实验前，断开家中全部用电器，将该“节电器”插在家中的插座上，记录此时家中电能表的示数W1。 （2）将一个电暖气接入家庭电路中，让它在额定功率下持续工作60min后，使电暖气停止工作，记录此时 　 　。 （3）第二次实验，他将 　 　，　 　，使电暖气停止工作，记录电能表的示数W3。 （4）根据实验记录的数据，计算前、后两次家中耗电量W前＝　 　，W后＝　 　，发现：W前＞W后，由此可以得到结论：该款“节电器”　 　。 五．计算题（共5小题） 35．（2024•济宁）医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒，不同的器械所要求的温度、压强不同。图中为自动测量锅内温度、气压的电路原理图（虚线框内为锅内部分），电源电压恒为6V。按要求回答下列问题： （1）若对总质量为10kg、初温为15℃的钢制器械进行消毒，消毒温度达到115℃时，求器械吸收的热量。【c钢＝0.46×103J/（kg•℃）】 （2）R1为阻值随所受压强大小而变化的可变电阻，其阻值与气压的关系如表1所示，A1为显示锅内气压大小的仪表（实质是电流表）。当锅内气压等于1atm（1atm＝1个标准大气压）时，A1显示的气压为0，则气压表零刻度线应标在电流表A1刻度盘的多少毫安处？ 表1 气压p/atm 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 …… 电阻R1/Ω 200 170 150 140 132 …… 表2 t/℃ 100 105 110 115 120 …… 电阻R2/Ω 120 110 100 90 80 …… （3）R2为阻值随温度而变化的可变电阻，其阻值与温度的关系如表2所示，A2为显示温度的仪表（实质是电流表）。当A1显示气压大小为1.4atm、A2显示温度为110℃时，求电路的总功率。 36．（2023秋•阜阳期末）如图所示的电路中，电源电压为3.0V且保持不变，开关闭合后，电流表和电压表的示数分别是0.1A和2.0V。求： （1）定值电阻R1的阻值； （2）定值电阻R2的阻值； （3）整个电路在2min内消耗的电能。 37．（2024•北京）如图所示的是某款两挡电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝，R1＝550Ω，R2＝44Ω，该电热器接入电压为220V的电路中。求： （1）低温挡时电路中的电流。 （2）高温挡时电热器的电功率。 38．（2023秋•孟村县期末）中国茶文化源远流长。如图甲所示是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，煮茶器部分参数如表。煮茶器中装有初温为20℃的水，在标准大气压下，将水刚好加热到沸腾，用时700s，在此过程中煮茶器的加热效率为80%。求： 额定电压 220V 保温挡功率 100W 加热挡功率 900W （1）发热电阻R2的阻值； （2）加热过程中煮茶器消耗的电能； （3）煮茶器中水的质量。【水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）】 39．（2024•夷陵区模拟）小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻（阻值不随温度变化），欲将质量为1kg，初温为20℃的汤加热至100℃，设此汤的比热容为c汤＝4.2×103J/（kg•℃），求： 额定电压 220V 额定功率 低温挡 48.4W 高温挡 500W （1）汤需要吸收的热量； （2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间？ （3）R2的阻值为多少？ 六．科普阅读题（共1小题） 40．（2023秋•东莞市校级期末）阅读短文，回答问题。 手机电池 随着智能手机的日益普及，人们的日常生活发生了翻天覆地的变化。在众多APP帮助下，人们通过智能手机可以实现轻松出行、远距离通信、线上支付、网上办公等活动。手机电池作为手机的一个重要部分，目前正朝着大容量、快蓄电、长待机的方向发展。以华为“Mate60pro”手机为例，采用国产5G芯片，麒麟9000s处理器，预装其自主研发的HarmonyOS4.0操作系统，该手机采用锂离子聚合物5000mAh不可拆卸式电池，电池工作电压为3.7V。手机支持有线最大超级快充（20V/4.4A），10分钟就能充满50%。兼容11V/6A或10V/4A或10V/2.25A或4.5V/5A或5V/4.5A超级快充，兼容9V/2A快充。 （1）制作芯片的主要材料是 　 　（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）； （2）文中的锂离子聚合物电池“容量5000mAh”一次充满电储存电能是：　 　J； （3）锂离子聚合物电池对外供电时的能量转化是：　 　，用超级快充给锂离子聚合物电池充电时，该电池在电路中是 　 　（选填“电源”或“用电器”）。 （4）选用充电电压为5V、充电电流4.5A的超级快充给“Mate60pro”手机电池充电，假设充电效率为100%，则将其从零充满需要约 　 　小时。（保留两位小数） 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年苏科版物理九年级下册真题培优易错知识精讲练 第15章《电功和电热》（40题） （高频易错点+历年真题） 知识点01：电能表的使用 易错点：混淆电能表的功能和参数理解。 正确阐述： 电能表是用来测量和记录一段时间内消耗电能的仪表，而非直接测量电功率。 电能表上的参数如“电压”表示适用额定电压，“电流规格”表示持续工作最大电流及短时间内允许的最大电流，“每千瓦时转数”或“imp/(kW·h)”则指示电能消耗与转盘转动或指示灯闪烁次数的关系。 知识点02：电功和电功率的理解 易错点：对电功和电功率的概念及关系理解不清。 正确阐述： 电功是电流所做的功，衡量电能转化为其他形式能的量度，用W=UIt计算，单位焦耳或千瓦时。 电功率反映用电器消耗电能快慢，用P=W/t或P=UI计算，单位瓦特或千瓦。 电功率是电功与时间的比值，表示单位时间内完成的电功。 知识点03：额定功率和实际功率的理解 易错点：混淆额定功率和实际功率的概念及关系。 正确阐述： 额定功率是用电器在额定电压下的功率，即正常工作时的功率。 实际功率是用电器在实际电压下的功率，可能大于、等于或小于额定功率。 当实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率；否则，实际功率会随电压变化而变化。 知识点04：焦耳定律的应用 易错点：对焦耳定律的理解和应用不准确。 正确阐述： 焦耳定律表明电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体的电阻及通电时间成正比，用Q=I²Rt计算。 该定律适用于所有电路，但在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，因此也可用Q=W=UIt或Q=Pt计算产生的热量。 知识点05：家庭电路的组成及安全用电 易错点：对家庭电路的组成和安全用电知识掌握不牢固。 正确阐述： 家庭电路主要由进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器等组成，采用并联方式连接各用电器和插座。 安全用电需遵循不靠近高压带电体、不用湿手触摸电器等原则。 保险丝应选用电阻率大、熔点低的材料制成，以确保在电流过大时自动熔断切断电路。 安装电路时，电能表接干路，保险丝接火线。 知识点06：动态电路的分析与计算 易错点：对动态电路中各物理量的变化关系理解不透彻。 正确阐述： 在动态电路中，滑动变阻器滑片移动或开关通断状态改变会影响电路中的电流、电压和功率等物理量。 需综合应用欧姆定律、电功率公式和焦耳定律等进行分析和计算，以确定各物理量的具体变化情况。 一．选择题（共11小题） 1．（2023秋•山亭区期末）王华家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪表 B．他家在这段时间内消耗的电能为90.3kW•h C．只将一盏标有“220V，100W”的电灯接在电路中，正常工作1h，转盘转3600圈 D．这个电能表的测量值是以“J”为单位 试题思路分析：（1）电能表是测量消耗电能的仪表，其单位为kW•h。 （2）利用电能表两次示数差求出消耗的电能，注意电能表最后一位是小数。 （3）知道电灯的额定功率和通电时间，求出只有热水器正常工作1h时消耗的电能W，进一步求出电能表转的圈数。 （4）这个电能表的测量值是以“kW•h”为单位。 详细规范解答：解：A、电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的，故A错误。 B、他家在这段时间内消耗的电能W＝8633.5kW•h﹣8543.2kW•h＝90.3kW•h，故B正确。 C、3600r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过3600r，只让一个标有“220V 100W”的电热水器正常工作1h，其消耗的电能为W＝Pt＝0.1kW×1h＝0.1kW•h，则电能表的圆盘转过的圈数：n＝0.1kW•h×3600r/（kW•h）＝360r，故C错误。 D、这个电能表的测量值是以“kW•h”为单位。 故选：B。 考察易错点与重难点：本题考查了电能表的作用和消耗电能的计算，关键是电能表参数含义的理解与掌握，属于基础题目。 2．（2023秋•南宁期末）电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为水的（　　） A．热量 B．内能 C．机械能 D．化学能 试题思路分析：知道各种现象的能量储存方式和转化方式，明确消耗了哪种形式的能，得到了哪种形式的能。 详细规范解答：解：电动机带动水泵把水送到高处是电能转化为水的机械能，故C正确，ABD错误。 故选：C。 考察易错点与重难点：自然界中的能量都以各种形式的能储存起来，在一定条件下可以相互转化。 3．（2023秋•文山州期末）下列数据与实际最接近的是（　　） A．冬天丘北的平均气温约为40℃ B．智能手机电池的电压约为3.7V C．文山的“文笔塔”高度约为7m D．电话手表正常工作1h需要消耗的电能约为1kW•h 试题思路分析：不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最合理的是哪一个。 详细规范解答：解： A、冬天丘北的平均气温约4℃～10℃，故A错误； B、智能手机电池的电压约为3.7V，故B正确； C、文山的“文笔塔”高度约为19m，故C错误； D、电话手表正常工作1h需要消耗的电能约为0.01kW•h，故D错误。 故选：B。 考察易错点与重难点：本题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出合理的选项即可。 4．（2024•贺州二模）小华做了一个“魔法火焰”实验，如图。加热铅笔芯时，小灯泡慢慢亮了起来，此过程逐渐增大的物理量是（　　） A．电源的电压 B．铅笔芯的电阻 C．电路中的电流 D．小灯泡的额定功率 试题思路分析：灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮； 电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关，还与温度有关；与导体中的电流、导体两端的电压大小无关。 详细规范解答：解：灯泡慢慢亮起来了，说明小灯泡的实际功率变大，电路中的电流变大了，铅笔芯的电阻随温度的升高而变小，而电源电压、小灯泡的额定功率是不变的； 故ABD错误；C正确； 故选：C。 考察易错点与重难点：本题考查电阻的概念、温度对电阻的影响、灯泡的实际功率决定灯泡的亮度，是一道基础题。 5．（2024•娄星区一模）小明将标有“6V 6W”的灯L1与标有“6V 3W”的灯L2串联，如右图所示。下列说法错误的是（　　） A．该电路能探究电流做功的多少与电压的关系 B．该电路能探究电流与电压的关系 C．该电路不能测出灯泡L1正常发光时的电阻 D．该电路可以测出灯泡L2的额定功率 试题思路分析：A、根据P＝分析两灯的电阻不同，串联电路中电流一定，通过时间相同，由W＝UIt结合控制变量法分析； B、探究电流与电压的关系时，要控制电阻大小不变，而灯丝的电阻随温度的改变而改变，据此分析； CD、两个灯泡的额定电压相同，由P＝UI得I＝可知，灯的额定电流不同，根据串联电路各处的电流都相等，故额定电流小的灯才能正常发光，据此分析。 详细规范解答：解：A、根据P＝有R＝，两个灯泡的额定电压相同，额定功率不同，故灯的电阻不同，串联电路中电流一定，由欧姆定律变形公式U＝IR，两灯的实际电压不同，通过时间相同，由W＝UIt可得，因此可以探究电流做功的多少与电压的关系，故选项A正确； B、探究电流与电压的关系时，要控制电阻大小不变，因为灯丝的电阻随温度的改变而改变，因此无法探究电流与电压的关系；故选项B错误； CD、两个灯泡的额定电压相同，由P＝UI得I＝可知：额定功率大的额定电流大，所以L1的额定电流大于L2的额定电流，因此电路中的最大电流为L2的额定电流，只有灯L2能正常发光，L1不可能正常发光，故该电路不能测出灯泡L1正常发光时的电阻，故选项C正确； 该电路能测量灯泡L2的额定功率；选项D正确； 故选：B。 考察易错点与重难点：本题考查控制变量法及串联电路的规律、电功和电功率率公式的运用及影响电阻大小的因素，综合性较强。 6．（2024•咸宁模拟）甲、乙两只灯泡，其I﹣U关系图象如图所示，现将甲、乙两灯并联在电路中，当通过甲灯的电流为0.6A时，电路消耗的总功率是（　　） A．1.2W B．0.8W C．1.8W D．3 W 试题思路分析：将甲、乙两灯并联在电路中，根据图象读出通过甲灯的电流为0.6A时其两端的电压，根据并联电路的电压特点求出电源两端的电压，根据图象读出通过乙的电流，利用并联电路的电流特点求出电路中的总电流，利用P＝UI求出电路消耗的总功率。 详细规范解答：解：将甲、乙两灯并联在电路中， 由图象可知，当通过甲灯的电流为0.6A时，甲灯两端的电压U甲＝3V， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，电源电压U＝U乙＝U甲＝3V， 由图象可知，乙灯两端的电压U乙＝3V时，通过乙灯的电流I乙＝0.4A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，电路中的总电流： I＝I甲+I乙＝0.6A+0.4A＝1A， 电路消耗的总功率： P＝UI＝3V×1A＝3W。 故选：D。 考察易错点与重难点：本题考查了并联电路的特点和电功公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。 7．（2024•菏泽）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（　　） A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭煲 试题思路分析：电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应； 生活中许多产业中都要用到电热。家里的电热水器、电饭煲、电熨斗，养鸡场的电热孵化器，都是利用电热的例子。 详细规范解答：解：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应；家用电器利用电流的热效应工作的是电饭煲，故选项A、B、C错误，选项D正确。 故选：D。 考察易错点与重难点：本题考查电流的热效应。解题关键是理解电流的热效应，了解电热的利用与防止。 8．（2024•阿荣旗一模）图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V。下列说法正确的是（　　） A．由图可知小灯泡两端的电压越大，电阻越小 B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A C．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1W D．开关S1、S2都闭合时，在 1min 内电阻R产生的热量为24J 试题思路分析：（1）由灯泡的电流与电压关系图象，根据欧姆定律分析解答； （2）由图乙知，两开关都闭合时，L与R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点结合图象读出通过L和R电流，再根据并联电路的电流规律分析判断电流表的示数大小； 根据P＝UI计算两开关都闭合时电路的总功率； （3）根据焦耳定律计算两开关都闭合时1min内电阻R产生的热量。 详细规范解答：解：A、由图象知，L的I﹣U图象是条曲线，且电压的变化大于电流的变化，由欧姆定律可知，其两端电压越大时，其阻值为会变大，故A错误； BC、由图乙知，开关S1、S2都闭合时，L与R并联，电流表测干路电流， 根据并联电路的电压规律知，UL＝UR＝U＝2V，由图象知，此时IL＝0.5A，IR＝0.2A， 根据并联电路的电流规律知干路的电流为： I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，即电流表的示数为0.7A，故B错误； 此时电路总功率为： P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W，故C错误； D、开关S1、S2都闭合时，在1min内电阻R产生的热量为： QR＝WR＝URIRt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D正确。 故选：D。 考察易错点与重难点：本题考查了并联电路电流和电压规律的认识、欧姆定律、电功率以及焦耳定律公式的灵活应用，关键是能从图象中获取有用的信息。 9．（2024•包头三模）图甲电路中电源电压9V不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R2＝10Ω，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器R1规格为“20Ω 1A”。当闭合S、S1接2时，当滑动变阻器R1的滑片在某两点间滑动时，小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像如图乙。则（　　） A．闭合S、S1接1时，电路的最小功率为0.9W B．闭合S、S1接1时，R2在1min内产生的热量最多为216J C．闭合S、S1接2时，滑动变阻器接入电路的电阻范围为4.5～18Ω D．闭合S、S1接2时，小灯泡实际功率为1W时，滑动变阻器的功率为3W 试题思路分析：A、闭合S、S1接1时，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，滑动变阻器接入电路的最大阻值时，通过电路的电流最小，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律计算电路中的最小电流，根据P＝UI计算电路的最小功率； B、闭合S、S1接1时，R1、R2串联，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器R1规格为“20Ω 1A”，根据串联电路的电流特点确定电路的最大电流，根据焦耳定律计算R2在1min内产生的最多热量； CD、闭合S、S1接2时，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测通过电路的电流， 小灯泡L标有“6V 3W”字样，根据P＝UI计算灯泡正常发光时的电流，根据串联电路的电流规律可知通过电路的最大电流，由串联电路的电压规律计算此时滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律计算滑动变阻器接入电路的最小阻值；由乙图可知，灯泡两端的电压最小为3V时，灯泡的实际功率最小为1W，说明此时变阻器接入电路的阻值最大，根据P＝UI计算此时电路中的电流，根据串联电路的电压规律计算此时滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值，进一步确定滑动变阻器接入电路的电阻范围； 根据电功率公式P＝UI计算此时滑动变阻器的功率。 详细规范解答：解： A、闭合S、S1接1时，R1、R2串联，电流表测电路中的电流， 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，通过电路的电流最小，电路的总功率最小， 则通过电路的最小电流：I小＝＝＝0.3A， 电路的最小功率为：P小＝UI小＝9V×0.3A＝2.7W，故A错误； B、闭合S、S1接1时，R1、R2串联，因串联电路各处电流相等，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器R1规格为“20Ω 1A”，所以通过电路的最大电流为0.6A， 则R2在1min内产生的热量最多为：Q2＝I2R2t＝（0.6A）2×10Ω×60s＝216J，故B正确； CD、闭合S、S1接2时，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测通过电路的电流， 小灯泡L标有“6V 3W”字样，则灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A， 根据串联电路电流规律可知通过电路的最大电流为0.5A，此时灯泡正常发光， 因串联电路总电压等于各部分电压之和，则此时滑动变阻器两端的电压：U1＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V， 所以滑动变阻器接入电路的最小阻值：R1小＝＝＝6Ω， 由乙图可知，灯泡两端的电压最小为3V时，灯泡的实际功率最小为1W，说明此时变阻器接入电路的阻值最大， 则此时电路中的电流：I′＝＝＝A， 此时滑动变阻器两端的电压：U1′＝U﹣UL′＝9V﹣3V＝6V， 则滑动变阻器接入电路的最大阻值：R1大＝＝＝18Ω， 所以滑动变阻器接入电路的电阻范围为6～18Ω，故C错误； 小灯泡的实际功率为1W时，滑动变阻器的功率为：P1＝U1′I′＝6V×＝2W，故D错误。 故选：B。 考察易错点与重难点：本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的灵活运用，从图像中获取有用的信息是解题的关键。 10．（2024•驻马店一模）如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是（　　） A．甲实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系 B．甲实验通电一段时间后，右侧容器连着的U形管内液面的高度变化更大 C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 D．乙实验通电一段时间后，右侧容器连着的U形管内液面的高度变化更大 试题思路分析：由焦耳定律Q＝I2Rt可知，Q与I、R及t有关，故应采用控制变量法结合图中的实验情景进行分析。 详细规范解答：解：A、甲实验两电阻是串联，通过的电流是相同的，所以不能探究电流产生的热量与电流的关系，故A错误； B、甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，气体压强大，即右侧U形管中液面的高度差比左侧的大，所以右侧容器连着的U形管内液面的高度变化更大，故B正确； C、乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误； D、乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，左侧电阻产生热量多；则左侧容器内空气吸收的热量多，气体压强大，即右侧U形管中液面的高度差比左侧的小，所以左侧容器连着的U形管内液面的高度变化更大，故D错误。 故选：B。 考察易错点与重难点：本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系以及控制变量法和转换法的了解和掌握，突出运用知识解决实际问题的能力，综合性强。 11．（2024•赤峰）生活中，我们应有安全用电意识。下列做法符合安全用电要求的是（　　） A．导线绝缘皮破损后继续使用 B．有金属外壳的家用电器需要接地 C．电器起火时，未切断电路就泼水灭火 D．用湿手触摸电路开关 试题思路分析：（1）导线的绝缘皮要保持完好无损，否则易引起触电事故； （2）为保证用电安全，有金属外壳的用电器，其外壳要保持良好接地； （3）生活中的水是导体，易造成触电； 详细规范解答：解：A．使用绝缘皮破损的导线，易引发触电事故，故A错误； B．家用电器的金属外壳接地可以防外壳带电危及人身安全，故B正确； C．电器起火时，未切断电路就泼水灭火，容易触电，故C错误； D．不纯净的水是导体，用湿手摸开关，容易发生触电事故，故D错误； 故选：B。 考察易错点与重难点：本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，与学生生活联系密切，体现了物理知识和生活联系。 二．填空题（共11小题） 12．（2023秋•庐阳区期末）测电笔可以用来判别火线与零线，在如图中①②③④分别表示四位同学使用钢笔式测电笔或螺丝刀式测电笔时的握法，其中握法正确的是 　②③　（选填序号）。 试题思路分析：测电笔的工作原理：测电笔的内部有个氖管，当笔尖接触带电体，当带电体、测电笔、人体与大地组成闭合回路时若氖管发光，说明接触的是火线，若氖管不发光说明接触的是零线。 详细规范解答：解、②③笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体，当笔尖接触待测导线时，测电笔氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线，操作正确；①④手接触笔尖金属体，手没有接触笔尾金属体，当测电笔接触火线时，测电笔氖管不发光，还可能会发生触电事故，操作错误。 故答案为：②③。 考察易错点与重难点：本题考查测电笔的使用方法，属于基础题，要求学生掌握。 13．（2023秋•朝天区期末）测电笔是电工和家庭必备的安全用电工具，用它可以辨别 　火线和零线　。经验表明，不高于 　36　V的电压对人体一般是安全的。 试题思路分析：测电笔的作用是用来辨别火线和零线的；人体安全电压不高于36V。 详细规范解答：解：据课本知识可知，测电笔是电工和家庭必备的安全用电工具，用它可以辨别火线和零线；人体的安全电压是不高于36V。 故答案为：火线和零线；36。 考察易错点与重难点：知道并理解测电笔的作用和安全电压是解决该题的关键。 14．（2024•龙江县模拟）如图是探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与 　电阻　关系的实验装置，若电路中通过R1的电流为1A，工作2min，则电流通过电阻R1产生的热量为 　600　J。 试题思路分析：（1）电流通过导体产生热量的多少与电流大小、电阻和通电时间都有关；由图示电路的连接情况结合控制变量法进行分析； （2）根据Q＝I2Rt求出电流通过电阻R1产生的热量。 详细规范解答：解：（1）由电路图可知，两电阻丝串联，则通过它们的电流相同、通电时间也相同，而两电阻丝的阻值不同，所以探究的是电流产生热量与电阻大小的关系； （2）电流通过电阻R1产生的热量：Q＝I2R1t＝（1A）2×5Ω×2×60s＝600J。 故答案为：电阻；600。 考察易错点与重难点：此题考查了电流产生热量的影响因素及焦耳定律的应用，是一道基础题，难度不大。 15．（2024•牡丹江）两个电阻串联在电路中，R1＝10Ω，R2＝20Ω。R1两端的电压为1V，通过R1的电流为 　0.1　A，R2两端的电压为 　2　V，通电5min，R1上产生的热量为 　30　J。 试题思路分析：知道R1两端的电压和阻值，根据欧姆定律求出通过R1的电流，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R2的电压，根据Q＝I2Rt求出通电5minR1上产生的热量。 详细规范解答：解：通过R1的电流： I1＝＝＝0.1A； 因串联电路中各处的电流相等， 所以，R2的电压： U2＝I2R2＝I1R2＝0.1A×20Ω＝2V， 通电5minR1上产生的热量为： Q＝R1t＝（0.1A）2×10Ω×5×60s＝30J。 故答案为：0.1；2；30。 考察易错点与重难点：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、焦耳定律的应用，是一道较为简单的应用题。 16．（2024•成都）小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝，R1＝242Ω，另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω，R2该选取阻值为 　121　Ω的电热丝。开关S接触“1”、“2”两个触点时，通电1min，电流产生的热量是 　1.2×104　J。 试题思路分析：此题考查电路多档位设计，并配合一个扇形开关，可以同时接通多个支路，那么电路就有“不工作”、“R1”单独接入、“R1、R2”并联接入、“R2”单独接入这4种状态，比较分析可知R2的阻值； 根据Q＝计算开关S接触“1”、“2”两个触点时，通电1min，电流产生的热量。 详细规范解答：解：电路的工作状态有三种，分别是“R1”单独接入、“R1、R2”并联接入、“R2”单独接入，那么如果想要有3种挡位，则需要R1、R2的阻值不同，R1＝242Ω，则R2该选取阻值为121Ω的电热丝； 开关接触“1”、“2”两个触点时，只有“R1”单独接入，通电1min，电流产生的热量： Q＝＝＝1.2×104J。 故答案为：121；1.2×104。 考察易错点与重难点：此题为电热的多挡位设计以及综合计算，难度中等，需要对并联电路多挡位设计有一定的理解深度。 17．（2024•无锡）用如图所示的电路测量小灯泡的功率，实验原理是：　P＝UI　。闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压3.8V，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数记录在表中，则小灯泡L的额定功率为 　1.14　W，小灯泡的亮度由 　实际功率　决定。 实验序号 电压 U/V 电流I/A 小灯泡的亮度 ① 3.0 0.28 较亮 ② 3.8 0.30 正常发光 ③ 4.2 0.32 过亮 试题思路分析：（1）实验中需要测量的物理量有灯泡两端的电压和通过的电流，实验原理是P＝UI； （2）根据表中数据确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI求出灯泡的额定功率； （3）灯泡的亮度取决于所消耗的实际功率。 详细规范解答：解：要测量该小灯泡的额定功率和实际功率，应用电压表测出灯泡两端的电压，用电流表测出通过灯泡的电流，根据公式P＝UI计算功率的大小；故实验中需要测量的物理量有灯泡两端的电压和通过的电流，实验原理是P＝UI； 由表中数据可知，当灯泡两端电压为3.8V时，通过灯泡的额定电流为0.30A，则小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝3.8V×0.30A＝1.14W； 由表格可以看出：随灯泡消耗的实际功率增大，灯泡的亮度变亮，由此可知，小灯泡的亮度由其实际功率决定。 故答案为：P＝UI；1.14；实际功率。 考察易错点与重难点：本题测量小灯泡的额定功率和实际功率实验，考查了实验原理和、功率的计算、泡亮度与实际功率的关系等知识。 18．（2024•眉山）如图所示电路，电源电压恒定，滑动变阻器R标有“20Ω 2A”，灯泡L标有“4V 2W”，灯泡电阻不变。S闭合，滑片P在R的中点时，灯泡正常发光，则电源电压为 　9　V。当P移到最右端时，电路的总功率 　2.9　W（结果保留一位小数）。 试题思路分析：（1）由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测量电路中的电流。滑片P在R的中点时，灯泡正常发光，已知灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI计算灯泡正常发光时的电流，根据欧姆定律计算R两端的电压，根据串联电路的电压规律计算电源电压； （2）根据欧姆定律计算灯泡的电阻；当P移到最右端时，变阻器接入电路的阻值最大，根据串联电路的电阻特点和P＝计算电路的总功率。 详细规范解答：解：（1）由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测量电路中的电流。 滑片P在R的中点时，R接入电路的阻值为R中＝R＝20Ω＝10Ω， 此时灯泡正常发光，电路中的电流：I＝IL＝＝＝0.5A， R两端的电压：U中＝IR中＝0.5A×10Ω＝5V， 电源电压：U＝UL+U中＝4V+5V＝9V； （2）灯泡的电阻：RL＝＝＝8Ω； 当P移到最右端时，变阻器接入电路的阻值最大，即：R＝20Ω， 此时电路消耗的总功率：P＝＝≈2.9W。 故答案为：9；2.9。 考察易错点与重难点：本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率的公式应用，难度适中。 19．（2024•南海区模拟）如图1是小灯泡中的电流随它两端电压变化的图象，将此灯泡接入如图2所示的电路中，只闭合开关S后，小灯泡的实际功率为0.4W；再闭合开关S1后，电流表的示数变化了0.2A，则电源电压是 　1　V，电阻R的阻值为 　5　Ω，此时电路消耗的总功率为 　0.6　W。 试题思路分析：（1）闭合开关S后，由图2知仅灯泡接入电路，已知小灯泡的实际功率为0.4W，由P＝UI结合图1可找出电源电压； （2）再闭合开关S1后，灯泡L和定值电阻R并联，电流表测量干路电流，由并联电路特点知通过灯泡的电流不变，由并联电路电流规律知电流表的示数增加量即为通过定值电阻的电流，再由欧姆定律可得到定值电阻的阻值； （3）由P＝UI得到定值电阻的功率，由P＝P1+P2得到电路的总功率。 详细规范解答：解：闭合开关S后，由图2知仅灯泡接入电路，已知小灯泡的实际功率为0.4W，由图1知灯泡I1＝0.4A，U1＝1V时，实际功率P1＝U1I1＝1V×0.4A＝0.4W，则电源电压U＝U1＝1V； 闭合开关S1后，灯泡L和定值电阻R并联，定值电阻R两端电压等于电源电压U，电流表测量干路电流，由并联电路各支路互不影响可知通过灯泡的电流不变，根据并联电路电流规律知电流表的示数增加量即为通过定值电阻的电流，故通过定值电阻的电流I2＝0.2A； 电阻R＝＝5Ω； 定值电阻的功率P2＝UI2＝1V×0.2A＝0.2W； 电路的总功率P＝P1+P2＝0.4W+0.2W＝0.6W。 故答案为：1；5；0.6。 考察易错点与重难点：本题考查电功率的计算，要正确分析开关在不同状态时电路的连接方式、熟练应用欧姆定律公式和电功率公式。 20．（2024•广元三模）（1）如图甲中电流表的读数为　0.4　A，图乙中电压表的读数为　2.6　V。 （2）图丙中的电能表盘读数是　31.6　度电，其中“3000r/kW•h”意思是每消耗1度电转盘转　3000　圈。 试题思路分析：（1）根据电流表和电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电表示数； （2）电能表是测量电路一段时间内消耗的电能的仪表，上面有五个数字窗口，最后一位是小数位，单位是kW•h；3000r/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000圈。 详细规范解答：解：（1）由图甲可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，其示数为0.4A； 由图乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，其示数为2.6V； （2）电能表最后一位是小数位，单位是kW•h，由图丙可知，电能表的示数为31.6kW•h＝31.6度； 3000r/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000圈。 故答案为：（1）0.4；2.6；（2）31.6；3000。 考察易错点与重难点：本题考查了电流表和电压表的读数以及电能表的读数方法，关键是知道电能表的最后一位是小数，单位是kW•h。 21．（2024•洪泽区二模）如图所示为额定电压为6V的灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象，把它们串联在电路中，为保证电路安全，电路中的最大电流是 　0.5　A，电流最大时通电10s定值电阻消耗的电能是 　12.5　J。 试题思路分析：根据欧姆定律计算定值电阻的阻值； 由图可知额定电压为6V的灯泡正常发光时的电流为0.5A，根据串联电路电流特点确定电路中的最大电流； 根据W＝I2Rt计算电流最大时通电10s定值电阻消耗的电能。 详细规范解答：解：根据欧姆定律可得定值电阻的阻值：R＝＝＝5Ω； 由图可知额定电压为6V的灯泡正常发光时的电流为0.5A，串联电路各处电流相等，所以为保证电路安全，电路中的最大电流是0.5A； 电流最大时通电10s定值电阻消耗的电能是：W＝Q＝I2Rt＝（0.5A）2×5Ω×10s＝12.5J。 故答案为：0.5；12.5。 考察易错点与重难点：本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功公式的灵活运用。 22．（2024•江阴市模拟）用同种材料制成的两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，将它们按如图所示串联在电路中并通电，甲导体的电阻 　大于　乙导体的电阻；通过甲导体的电流 　等于　乙导体的电流；相同时间内，甲导体消耗的电能 　大于　乙导体消耗的电能（均选填“大于”“小于”或“等于”）。 试题思路分析：（1）由题目提供的条件，根据影响电阻大小的因素确定甲、乙电阻的大小关系； （2）根据串联电路的电流特点可知通过两导体的电流大小关系； （3）根据欧姆定律可知两导体两端的电压大小关系； （4）根据W＝UIt可知两导体消耗电能大小的关系。 详细规范解答：解：如图所示，甲、乙两导体用同种材料制成、长度相等、甲比乙的横截面积小，所以R甲＞R乙； 因为甲、乙两导体串联，所以通过的电流：I甲＝I乙； 由欧姆定律的变形式U＝IR可知，两导体两端的电压大小关系为：U甲＞U乙； 由W＝UIt可知，两导体相同时间消耗电能的大小关系为：W甲＞W乙。 故答案为：大于；等于；大于。 考察易错点与重难点：本题考查影响电阻大小的因素、串联电路的特点、欧姆定律和电功公式的应用，准确判断甲、乙的电阻关系是关键。 三．作图题（共4小题） 23．（2024•南宁模拟）请将图中元件连成符合安全用电原则的照明电路。 试题思路分析：开关和灯泡的连接方法：火线首先过开关，再入灯座顶端的金属点；零线直接入灯座的螺旋套。在更换灯泡时，断开开关，切断火线，操作更安全。 三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。 详细规范解答：解：开关和灯泡的连接方法：火线首先过开关，再入灯座顶端的金属点；零线直接入灯座的螺旋套。 三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。如图所示： 考察易错点与重难点：在家庭电路中，安装各个元件，不但考虑各元件能使用，更要考虑使用的安全性。 24．（2024•涟水县一模）如图甲是家庭电路中，开关同时控制二孔、三孔的插座（虚线表示背面连接），请在图乙中将其正确地连接在家庭电路中。 试题思路分析：家庭电路中接入用户的电线一般有两条：火线和零线，三孔插座的接法是上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线，简称“上地左零右火”。 详细规范解答：解：为了安全，对于两孔插座，左零线，右火线；三孔插座中上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线；且开关接在火线和用电器之间，如下图： 考察易错点与重难点：该题考查了家庭电路的连接，是一道基础题。 25．（2024•自贡）如图所示，请用笔画线表示导线，将插座、开关和电灯接入家庭电路中。 试题思路分析：灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套；三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。 详细规范解答：解：灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全；三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线；如图所示： 故答案为：见解答图。 考察易错点与重难点：本题考查家庭电路的连接，难度不大。 26．（2024•济宁一模）如图所示是家庭电路中常用的三孔插座和用同一开关控制的两盏白炽灯（灯上标有“220Vㅤ40W”字样）。请用笔画线代替导线将它们接入电路中，要求所有元件符合安全用电原则，闭合开关后两盏灯都能正常发光。 试题思路分析：两灯必须是并联在家庭电路中的，且开关控制灯泡时和灯泡是串联的，即处于干路中，火线过开关，零线直接入灯座； 三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。 详细规范解答：解： 两灯并联，火线首先进入开关，零线直接入灯座，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全； 三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，如图所示： 考察易错点与重难点：掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性。 四．实验探究题（共8小题） 27．（2024•济宁）某物理兴趣小组将电源（电压为8V）、小灯泡（额定电压为6V）、电流表、滑动变阻器、开关串联后，将电压表并联接入电路。实验时，将电压表的示数Uv，电流表的示数IA，以及两者的乘积UvIA记录下来，表中所示为部分数据。 序号 UV/V IA/A UVIA/W 1 2.0 1.2 2 4.0 3 6.0 1.8 结合以上信息，按要求回答下列问题： （1）请画出上述实验的电路图。 （2）小灯泡两端电压为2V时的电阻RL＝　0.67　Ω。（保留两位小数） （3）小灯泡的额定功率P＝　3.6　W。 试题思路分析：（1）根据电压增大，线路中的电流变小可推断电压表接在滑动变阻器两端； （2）小灯泡2V即滑动变阻器6V时的电流，根据滑动变阻器此时的功率可求出电流，即可计算小灯泡2V时的电阻； （3）要球小灯泡额定功率即在额定电压下的功率，小灯泡的额定电压为6V，那么此时滑动变阻器的电压为2V，此时的滑动变阻器的功率已知，可求出的电流，也即小灯泡的额定电流，根据p额＝IU额，求出额定功率。 详细规范解答：解：（1）根据I＝可知：当电压表的示数为2V时，电流为0.6A，当电压表的示数为6V时，电流为0.3A，如果电压表接在了灯泡两端，当电压表的示数为6V时，滑动变阻器的分得电压为2V，在串联电路中，分得电压与电阻成正比，此时应该滑动变阻器接入的电阻较小，电流较大，可电流由0.6A变成了0.3A，由此断定电压表接在了滑动变阻器两端。 （2）UV1＝U﹣UR1＝8V﹣2V＝6V IA1＝＝＝0.3A RL＝＝≈0.67Ω； （3）UV2＝U﹣U额＝8V﹣6V＝2V IA2＝＝＝0.6A P额＝IA2U额＝0.6A×6V＝3.6W. 故答案为：（1）见解答图；（2）0.67；（3）3.6 考察易错点与重难点：本题考查了电阻、电流、电压的关系，滑动变阻器工作原理即电功率的计算。 28．（2023秋•汉阳区期末）小刚利用图甲所示的电路测量小灯泡的电阻，电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）闭合开关前，应该将滑动变阻器的滑片P移到 　B　（填“A”或“B”）端。 （2）当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻为 　8.9　Ω（结果保留一位小数），额定功率为 　0.7　W。 （3）经过多次实验，小刚测得五组数据，画出小灯泡的I﹣U图像如图丙所示，可知小灯泡电阻随温度的变化规律：　灯丝电阻随温度的升高而增大　。 （4）实验中滑动变阻器的规格可能是 　50Ω，1.5A　（填“10Ω，2A”“30Ω，2A”或“50Ω，1.5A”）。 试题思路分析：（1）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器要调到最大阻值位置； （2）分析图乙，读出电流值，再由R＝即可求电阻；由P＝UI求功率； （3）灯丝电阻随温度的升高而增大； （4）当电路电流最小时，电路中接入的总电阻最大，即此时滑动变阻器完全接入电路，根据图丙可得出最小电流为0.12A，根据欧姆定律可计算出此时电路总电阻，再结合灯丝电阻随温度升高而增大的特点，可知电流为0.12A时的小灯泡的电阻小于小题2中求出的小灯泡在额定电压下工作时的电阻，由此可得出实验中滑动变阻器的规格。 详细规范解答：解：（1）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器要调到最大阻值位置，即B端； （2）由图乙可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，故读数为0.28A，此时小灯泡的电阻为R＝＝≈8.9Ω；额定功率为P＝ULIL＝2.5V×0.28A＝0.7W； （3）灯丝电阻随温度的升高而增大； （4）当电路电流最小时，电路中接入的总电阻最大，根据图丙可得出最小电流为0.12A， 根据欧姆定律可知，出此时电路总电阻R总＝＝＝37.5Ω；再结合灯丝电阻随温度升高而增大的特点，可知电流为0.12A时的小灯泡的电阻小于小题2中求出的小灯泡在额定电压下工作时的电阻8.9Ω，由此可得出滑动变阻器阻值应不小于37.5Ω﹣8.9Ω＝28.6Ω，由此可知滑动变阻器的规格应选：50Ω，1.5A。 故答案为：（1）B；（2）8.9；（3）灯丝电阻随温度的升高而增大；（4）50Ω，1.5A。 考察易错点与重难点：本题考查了利用欧姆定律测量小灯泡电阻的实验，涉及了电流表的读数、欧姆定律的计算、温度对灯泡电阻丝的影响等知识，有一定难度。 29．（2024•北京）某同学进行了如下实验： （1）用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L1的额定功率，电源两端电压保持不变。 ①闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在 　A　端。 ②闭合开关，应 　调节变阻器使电压表示数为2.5V　以确定小灯泡L1正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则L1的额定功率P1＝　0.75　W。 （2）该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2，闭合开关后，发现电压表示数为2.3V。依据上述现象，可推断出P1　＜　P2（选填“＞”、“＝”或“＜”），他继续完成了P2的测量后，验证了推断。 试题思路分析：（1）①滑动变阻器使用前应将连入电路的阻值调到最大处； ②灯泡两端电压为其额定电压时，灯泡正常发光；读出电流表示数，利用P＝UI得到L1的额定功率； （2）将L1替换为L2，根据串联电路电压规律和欧姆定律得到电路电流的变化，进而得到电路电阻的变化，根据串联电路电阻的规律得到两个灯泡电阻的关系，根据P＝得到两个灯泡额定功率的关系。 详细规范解答：解：（1）①滑动变阻器使用前应将连入电路的阻值调到最大处，由图甲可知，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在A端时，变阻器连入电路的阻值最大； ②小灯泡L1的额定电压为2.5V，闭合开关，应调节变阻器使电压表示数为2.5V，以确定小灯泡L1正常发光，此时电流表示数为0.3A，则L1的额定功率P1＝U1I1＝2.5V×0.3A＝0.75W。 （2）电路电源电压不变，电压表示数由2.5V降为2.3V，由串联电压规律知变阻器两端的电压增加0.2V，变阻器接入电路的阻值不变，根据欧姆定律可知电路电流增加，由欧姆定律可知，电路总电阻减小，则电压表并联的电阻减小，即灯泡L2的阻值小于灯泡L1的阻值，两灯泡的额定电压相同，由P＝得P1＜P2。 故答案为：（1）①A；②调节变阻器使电压表示数为2.5V；0.75；（2）＜。 考察易错点与重难点：本题考查了滑动变阻器的使用、灯泡额定功率与额定电压的关系、电功率公式的应用、串联电路的规律等内容，本题难度中等。 30．（2024•西峡县一模）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）小富已连接了部分电路，如图甲所示。要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，你应将电流表的负接线柱与滑动变阻器上的 　A　（选填“A”“B”“D”或“P”）点相连； （2）小富连接好电路后，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不偏转，此现象的原因可能是 　小灯泡断路　； （3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，并做好数据记录。小富根据多组实验数据绘的U﹣I图像如图乙所示，根据图像可得小灯泡的额定功率是 　0.5　W，此时小灯泡的电阻是 　12.5　Ω； （4）小富还发现图线在电流较小时是直线，随着电流增大，图线变成了一条曲线，灯泡的功率 　变大　（选填“增大”、“不变”或“减小”）； （5）在实际测量中，调节滑动变阻器的滑片P使其接入电路中电阻减小ΔR1，相应小灯泡的阻值变化了ΔR2，则ΔR1　大于　ΔR2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 试题思路分析：（1）要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，据此确定变阻器选用的下端接线柱； （2）小王连接好电路后，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎不偏转，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了； （3）根据图乙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI和R＝求出灯泡的额定功率和电阻； （4）根据图象和P＝UI分析； （5）根据串联电路电压的规律分析。 详细规范解答：解：（1）要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，故变阻器应选左下接线柱串联在电路中，即将电流表的负极与滑动变阻器上的A点相连； （2）小王连接好电路后，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎不偏转，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即此现象的原因可能是小灯泡断路； （3）由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，小灯泡额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；此时灯泡的电阻为：R＝＝＝12.5Ω； （4）由图乙可知，当灯泡两端电压增大时，通过灯泡的电流也随之增大，根据P＝UI可知，灯泡的功率变大； （5）根据串联电路中，电流处处相等，变化的过程中电流增大的，说明总电阻是减小，因而减小的量必然大于增大的量，即滑动变阻器减小的阻值必然大于灯泡电阻增大的阻值，故ΔR1 大于ΔR2。 故答案为：（1）A；（2）小灯泡断路；（3）0.5；12.5；（4）增大；（5）大于。 考察易错点与重难点：本题测量小灯泡电功率的实验，考查了注意事项、电路故障、电阻的计算、功率的计算、影响电阻大小因素和串联电路电压规律等知识。 31．（2024•牡丹江）小江发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干，测量额定电压为2.5V小灯泡的功率。 （1）小江选择两节新干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在方框内画出对应的电路图。 （2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出电流表示数，将数据记入表格。继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5V，解决的办法是 　加一节新的干电池　。 （3）问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5V。如图乙所示，此时电流表的示数为 　0.3　A，小灯泡的额定功率为 　0.75　W。 （4）继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格不足之处是 　测量的物理量没有单位　。 实验次数 灯泡两端电压U 通过灯泡的电流I 灯泡的电功率P 发光情况 1 2 0.26 0.52 较暗 2 2.5 正常发光 3 2.9 0.32 0.93 较亮 （5）实验表明小灯泡的亮度由 　实际功率　决定。 试题思路分析：（1）根据实物图可知灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表测在定值电阻两端的电压，据此画出电路图； （2）根据灯泡额定电压确定电压表量程；在实验过程中，小江发现即便将滑动变阻器的滑片移到阻值最小的一端，灯泡两端电压无法达到额定电压，说明电源电压过低；根据串联分压原理分析回答； （3）根据电压表选用小量程确定分度值读出示数，由P＝UI可求得小灯泡的额定功率； （4）设计表格时各物理量要有单位； （5）分析实验现象可得出结论。 详细规范解答：解：（1）由实物图可知，将灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表测并联在灯泡两端，如图所示： （2）即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5V，此时电源电压均加在灯泡两端，故可能原因是：干电池为旧电池，电压小于2.5V，解决的办法是加一节新的干电池； （3）由图可知，电压表所选量程为0～0.6A，由指针位置可知，此时电流I＝0.3A， 则小灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W； （4）设计表格时各物理量要有单位，因此小江设计的表格不足之处是测量的物理量没有单位。 （5）由实验表明，小灯泡的亮度由实际功率决定。 故答案为：（1）见解答图； （2）加一节新的干电池； （3）0.3，0.75； （4）测量的物理量没有单位； （5）实际功率。 考察易错点与重难点：本题是伏安法测电阻，考查电路图的画法、电流表的读数和分析数据归纳结论的能力。 32．（2024•黑龙江）（1）在“探究电流与电压的关系”实验中，电源为两节干电池，滑动变阻器的规格是“25Ω，2A”。 ①开关闭合前，发现电流表的指针在零刻度线左端，如图乙，其原因是 　电流表没调零　。 ②确认无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，计算出R的阻值 　5　Ω。 实验次数 1 2 3 4 电压U/V 0.6 1.2 1.8 电流I/A 0.12 0.24 0.36 0.5 ③记录的数据如表所示，分析数据可以得到结论：导体的电阻一定时，　通过导体的电流与导体两端的电压成正比　。 （2）用图丁所示电路“测量小灯泡额定电功率”，待测小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率小于1W，电源为两节干电池，滑动变阻器R的规格为“20Ω，1A”。 ①请你用笔画线代替导线，在图丁中把电路连接完整（滑片向右移动，灯泡变亮）。 ②正确连接完电路，闭合开关，向右逐渐移动滑片，小灯泡逐渐变亮，突然小灯泡熄灭，电流表示数几乎为零，电压表示数接近3V，原因是小灯泡 　断路　（选填“短路”或“断路”）。 ③排除故障后，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，同时观察 　电压　表示数的变化，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图戊所示，小灯泡的额定功率为 　0.7　W。 ④小灯泡用久了，钨丝会变细，在2.5V电压下，小灯泡实际功率 　小于　（选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率。 试题思路分析：（1）①电流使用前要调零； ②根据电压表选用小量程确定分度值读数；根据表中数据，由R＝得出R的阻值； ③根据表中数据分析得出结论； （2）①根据滑片向右移动时，灯泡变亮，表明电路中电流变大，即接入电阻变小，所以滑动变阻器下端应接入右端的接线柱； ②小灯泡不亮、电流表示数几乎为零，说明电路可能断路，电压表示数接近3V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了； ③滑动变阻器连入电路的阻值变小，电流变大，小灯泡的实际功率变大，当电压表的示数达到小灯泡的额定电压时，小灯泡正常发光，读出电流表的示数，根据功率公式计算出小灯泡的额定功率； ④电阻大小与导体的横截面积有关，小灯泡用久了，钨丝会变细，电阻将变大，根据P＝，在2.5V电压下，小灯泡实际功率小于额定功率。 详细规范解答：解：（1）①开关闭合前，发现电流表的指针在零刻度线左端，其原因是电流表没调零； ②实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，记为2.5V； 根据数据，由R＝可R的电阻： R＝＝＝5.0Ω； ③分析数据可以得到结论：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比； （2）①滑片向右移动时，灯泡变亮，表明电路中电流变大，即接入电阻变小，所以滑动变阻器下端应接入右端的接线柱。如图所示： ； ②小灯泡不亮，电流表示数几乎为零，说明电路可能断路，电压表示数接近3V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，原因是小灯泡断路； ③闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，同时观察电压表示数的变化，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，电流表分度值是0.02A，读出电流表示数为0.28A，则小灯泡额定功率为： P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W； ④电阻大小与导体的横截面积有关，小灯泡用久了，钨丝会变细，电阻将变大，根据P＝可知，在2.5V电压下，小灯泡实际功率小于额定功率。 故答案为：（1）①电流表没调零；②5；③（2）①见上图；②断路；③电压；0.7；④小于。 考察易错点与重难点：本题探究电流与电压、测量小灯泡额定电功率实验，考查了电路连接、电路故障、电流表读数、数据分析、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。 33．（2024•天津）生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。 【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为U0的电源上（如图1所示），加热功率为P0，该电热丝的电阻R0＝　　。（不考虑温度对电阻的影响） 【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为U0的电源上，可以得到另外两个加热功率P1和P2，且P1＜P2。请你在图2甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出P1与P2之比。 说明：电热丝上只有a、b、c三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S，通过开关S0的通断和S在1、2触点间的切换，实现加热垫P0、P1和P2三挡功率的变换。请你在图3中将各元件连接成符合优化要求的电路。 注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。 试题思路分析：（1）图1中，整个电热丝接在电压恒为U0的电源上，加热功率为P0，根据P＝计算电热丝的电阻； （2）为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，则可以将一半的电热丝接入电路，或将两个半段电热丝并联接入电路；根据串并联电路的电阻特点计算接入电路中的电阻之比，根据P＝求出加热功率之比； （3）根据电路的转换方法设计并优化电路。 详细规范解答：解： 【初步设计】图1中，整个电热丝接在电压恒为U0的电源上，加热功率为P0， 根据P＝可知，该电热丝的电阻：R0＝； 【改进设计】为获得不同的加热功率，需要改变电热丝接入电路的电阻，已知从电热丝的中点处引出一条导线，则可以将一半的电热丝接入电路，或将两个半段电热丝并联接入电路；得到的加热功率P1＜P2，说明一半的电热丝接入电路时的电功率较小，两个半段电热丝并联时电功率较大，如下图所示： 甲图中只有一半电阻丝接入电路，电阻为R0，则此时的加热功率P1＝＝＝2P0； 乙图中两个半段电热丝并联，且并联电路中各支路两端的电压相等，则每段电热丝的电功率与甲图中电热丝的功率相等，所以此时的加热功率：P2＝P1+P1＝2P1＝4P0， 故P1：P2＝2P0：4P0＝1：2。 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S，通过开关S0的通断和开关S在1、2两触点间的切换，实现电加热垫三挡功率（功率分别为P0、P1和P2）的变换，如下图所示： 当开关S0断开、开关S接2时，整个电热丝接入电路，加热功率为P0，为低温挡；当开关S0闭合、开关S接1时，两个半段电热丝并联，加热功率为4P0，为高温挡；当开关S0闭合、开关S接2时，右半段电热丝被短路，只有左半段电热丝接入电路，加热功率为2P0，为中温挡。 故答案为：【初步设计】； 【改进设计】见解答的甲、乙两图，P1与P2之比为1：2； 【优化设计】见解答的丙图。 考察易错点与重难点：本题考查了电路图的设计与电功率的计算，属于综合题。 34．（2024•巴林左旗模拟）小龙的妈妈购买了一款“节电器”，根据商家介绍，只要把该节电器插在家中插座上（如图所示）就能“有效节电”。小龙对于该款“节电器”是否能够省电有质疑，他设计了如下实验进行探究。 （1）实验前，断开家中全部用电器，将该“节电器”插在家中的插座上，记录此时家中电能表的示数W1。 （2）将一个电暖气接入家庭电路中，让它在额定功率下持续工作60min后，使电暖气停止工作，记录此时 　家中电能表的示数W2　。 （3）第二次实验，他将 　该“节电器”从插座拔下　，　让电暖气在额定功率下持续工作60min后　，使电暖气停止工作，记录电能表的示数W3。 （4）根据实验记录的数据，计算前、后两次家中耗电量W前＝　W2﹣W1　，W后＝　W3﹣W2　，发现：W前＞W后，由此可以得到结论：该款“节电器”　不能有效节电　。 试题思路分析：两次电能表示数之差即用电器消耗的电能，先让“节电器”和电暖气同时工作，再让电暖气单独工作，比较前后消耗电能的多少可知“节电器”是否可以节电。 详细规范解答：解：（1）实验前，断开家中全部用电器，将该“节电器”插在家中的插座上，记录此时家中电能表的示数W1。 （2）将一个电暖气接入家庭电路中，让它在额定功率下持续工作60min后，使电暖气停止工作，记录此时家中电能表的示数W2； （3）第二次实验，他将该“节电器”从插座拔下，让电暖气在额定功率下持续工作60min后，使电暖气停止工作，记录电能表的示数W3； （4）根据实验记录的数据，计算前、后两次家中耗电量W前＝W2﹣W1，W后＝W3﹣W2，发现：W前＞W后，由此可以得到结论：该款“节电器”不能有效节电。 故答案为：（2）家中电能表的示数W1；（3）该“节电器”从插座拔下；让电暖气在额定功率下持续工作60min后；（4）W2﹣W1；W3﹣W2；不能有效节电。 考察易错点与重难点：本题考查电功的测量和计算，考查学生设计实验的能力。 五．计算题（共5小题） 35．（2024•济宁）医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒，不同的器械所要求的温度、压强不同。图中为自动测量锅内温度、气压的电路原理图（虚线框内为锅内部分），电源电压恒为6V。按要求回答下列问题： （1）若对总质量为10kg、初温为15℃的钢制器械进行消毒，消毒温度达到115℃时，求器械吸收的热量。【c钢＝0.46×103J/（kg•℃）】 （2）R1为阻值随所受压强大小而变化的可变电阻，其阻值与气压的关系如表1所示，A1为显示锅内气压大小的仪表（实质是电流表）。当锅内气压等于1atm（1atm＝1个标准大气压）时，A1显示的气压为0，则气压表零刻度线应标在电流表A1刻度盘的多少毫安处？ 表1 气压p/atm 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 …… 电阻R1/Ω 200 170 150 140 132 …… 表2 t/℃ 100 105 110 115 120 …… 电阻R2/Ω 120 110 100 90 80 …… （3）R2为阻值随温度而变化的可变电阻，其阻值与温度的关系如表2所示，A2为显示温度的仪表（实质是电流表）。当A1显示气压大小为1.4atm、A2显示温度为110℃时，求电路的总功率。 试题思路分析：（1）已知钢的质量、比热容、温度变化量，由比热容公式可求出器械吸收的热量； （2）由图可知：该电路为并联电路，根据并联电路电压规律可知：电阻R1电压等于电源电压； 由表格数据可知：当锅内气压等于1atm（1atm＝1个标准大气压）时电阻R1的阻值； 电流表A1测量电阻R1的电流，由欧姆定律求出此时通过电流表A1的电流值，即可在电流表A1刻度盘上标记气压零刻度线； （3）由表格数据可知：当A1显示气压大小为1.4atm、A2显示温度为110℃时电阻R1、R2的阻值；根据并联电路电压规律可求出电阻R2的电压； 已知电压、电阻，由欧姆定律求出R1、R2支路的电流；根据并联电路电流特点可求出并联电路的总电流； 已知电源电压、电路总电流，由电功率公式可求出此时电路的总功率。 详细规范解答：解：（1）由比热容公式可知：对总质量为10kg、初温为15℃的钢制器械进行消毒，消毒温度达到115℃时，器械吸收的热量 ； （2）由表格数据可知：当锅内气压等于1atm（1atm＝1个标准大气压）时，电阻R1＝200Ω； 由图可知：该电路为并联电路，电流表A1测量电阻R1的电流；根据并联电路电压规律可知：电阻R1两端电压U1＝U＝6V； 由欧姆定律可知：当锅内气压等于1atm（1atm＝1个标准大气压）时，电流表A1的电流； （3）由表格数据可知：当A1显示气压大小为1.4atm、A2显示温度为110℃时，R1＝150Ω，R2＝100Ω； 根据并联电路电压规律可知：电阻R2两端电压U2＝U＝6V； 由欧姆定律可知：R1支路的电流，R2支路的电流； 根据并联电路电流特点可知：并联电路总电流I＝I1+I2＝0.04A+0.06A＝0.1A； 由电功率公式可知：当A1显示气压大小为1.4atm、A2显示温度为110℃时，电路的总功率P＝UI＝6V×0.1A＝0.6W。 答：（1）器械吸收的热量为4.6×105J； （2）气压表零刻度线应标在电流表A1刻度盘的30毫安处； （3）当A1显示气压大小为1.4atm、A2显示温度为110℃时，电路的总功率为0.6W。 考察易错点与重难点：本题考查利用比热容的公式计算热量、欧姆定律的应用、电功率的计算。解题关键是掌握电路的特点，熟练运用热学、电学公式。 36．（2023秋•阜阳期末）如图所示的电路中，电源电压为3.0V且保持不变，开关闭合后，电流表和电压表的示数分别是0.1A和2.0V。求： （1）定值电阻R1的阻值； （2）定值电阻R2的阻值； （3）整个电路在2min内消耗的电能。 试题思路分析：根据电路图可知，R1、R2串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量R1两端电压； （1）直接根据欧姆定律的变形公式即可求出Rl的阻值； （2）先求出串联电路中的总电阻，由串联电路电阻的规律算出定值电阻R2的阻值； （3）根据W＝UIt算出整个电路在2min内消耗的电能。 详细规范解答：解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流； 因I＝I1＝I2＝0.1A，U1＝2.0V； 定值电阻R1的阻值为： R1＝＝＝20Ω； （2）电路的总电阻为： R＝＝＝30Ω， 由串联电路电阻的规律得定值电阻R2的阻值为： R2＝R﹣R1＝30Ω﹣20Ω＝10Ω； （3）整个电路在2min内消耗的电能为： W＝UIt＝3.0V×0.1A×2×60s＝36J。 答：（1）定值电阻R1的阻值为20Ω； （2）定值电阻R2的阻值10Ω； （3）整个电路在2min内消耗的电能为36J。 考察易错点与重难点：本题难度不大，分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点及欧姆定律即可正确解题。 37．（2024•北京）如图所示的是某款两挡电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝，R1＝550Ω，R2＝44Ω，该电热器接入电压为220V的电路中。求： （1）低温挡时电路中的电流。 （2）高温挡时电热器的电功率。 试题思路分析：根据P＝可知，当S1闭合，S2断开时，电路中仅R1工作，电热器处于低温挡；S1和S2闭合时，R1和R2并联，电热器处于高温挡； （1）根据I＝计算低温挡时电路中的电流； （2）根据I＝计算高温挡时通过R2的电流，再根据P＝UI＝U×（I1+I2）计算高温挡时电热器的电功率。 详细规范解答：解： 根据P＝可知，当S1闭合，S2断开时，电路中仅R1工作，电热器处于低温挡；S1和S2闭合时，R1和R2并联，电热器处于高温挡； （1）低温挡时电路中的电流：I1＝＝＝0.4A； （2）高温挡时通过R2的电流为：I2＝＝＝5A； 高温挡时电热器的电功率为：P＝UI＝U×（I1+I2）＝220V×（0.4A+5A）＝1188W。 答：（1）低温挡时电路中的电流为0.4A； （2）高温挡时电热器的电功率为1188W。 考察易错点与重难点：此题考查了欧姆定律、电功率公式的应用、并联电路的特点，电路的分析，难度不大，属基础题。 38．（2023秋•孟村县期末）中国茶文化源远流长。如图甲所示是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，煮茶器部分参数如表。煮茶器中装有初温为20℃的水，在标准大气压下，将水刚好加热到沸腾，用时700s，在此过程中煮茶器的加热效率为80%。求： 额定电压 220V 保温挡功率 100W 加热挡功率 900W （1）发热电阻R2的阻值； （2）加热过程中煮茶器消耗的电能； （3）煮茶器中水的质量。【水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）】 试题思路分析：（1）由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，此时电路中的总电阻最大，总功率最小，煮茶器处于保温挡，开关同时闭合时，两电阻并联，电路的总电阻最小，煮茶器处于为加热挡，可得发热电阻R2的功率，根据P＝UI＝求出R2的电阻； （2）已知加热时间和加热挡功率，由P＝可求得加热过程中煮茶器消耗的电能； （3）已知在此过程中煮茶器的加热效率为，由η＝可求得吸收热量，由Q吸＝cmΔt可求得煮茶器中水的质量。 详细规范解答：解：（1）由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，此时电路中的总电阻较大（比并联的总电阻大），根据P＝UI＝可知，煮茶器的总功率小，处于保温挡，开关同时闭合时，两电阻并联，电路的总电阻最小，煮茶器处于为加热挡，发热电阻R2的功率P2＝P加热﹣P保温＝900W﹣100W＝800W， 由P＝UI＝可得R2的电阻： 发热电阻R2的阻值R2＝＝＝60.5Ω； （2）由P＝可得，加热过程中煮茶器消耗的电能： W＝P加热t＝900W×700s＝6.3×105J； （3）由η＝可得，吸收热量： Q吸＝ηW＝80%×6.3×105J＝5.04×105J； 由Q吸＝cmΔt可求得煮茶器中水的质量： m＝＝＝1.5kg。 答：（1）发热电阻R2的阻值为60.5Ω； （2）加热过程中煮茶器消耗的电能为6.3×105J； （3）煮茶器中水的质量为1.5kg。 考察易错点与重难点：本题考查了电功率公式和吸热公式、电功公式的综合应用，关键是公式及其变形式的灵活运用。 39．（2024•夷陵区模拟）小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻（阻值不随温度变化），欲将质量为1kg，初温为20℃的汤加热至100℃，设此汤的比热容为c汤＝4.2×103J/（kg•℃），求： 额定电压 220V 额定功率 低温挡 48.4W 高温挡 500W （1）汤需要吸收的热量； （2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间？ （3）R2的阻值为多少？ 试题思路分析：（1）根据Q吸＝cmΔt求出汤需要吸收的热量； （2）根据不考虑热损耗求出电饭煲高温挡煲汤时消耗的电能，根据P＝求出需要的时间； （3）由P＝UI＝可知，当电源电压一定时，电路电阻越大，功率越小，根据电路图分析电路结构，结合串联电路电阻规律和P＝UI＝可知各挡位时电路的连接；根据P＝UI＝求出高温挡和低温挡时电路的电阻，根据串联电路的电阻规律求出R2的阻值。 详细规范解答：解：（1）汤需要吸收的热量：Q吸＝c汤mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J； （2）因为不考虑热损耗，所以电饭煲高温挡煲汤时消耗的电能：W＝Q吸＝3.36×105J， 由P＝可知，需要的时间：t＝＝＝672s； （3）当S拨到1时，R1、R2串联；当S拨2时，电路为R1的简单电路；因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P＝UI＝可知，电路为R1的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，电饭煲为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电饭煲为低温挡； 由P＝UI＝可知，高温挡时，电路中的电阻：R高温＝＝＝96.8Ω， 因为高温挡时，电路为R1的简单电路，所以R1的阻值：R1＝R高温＝96.8Ω； 低温挡时电路的电阻：R低温＝＝＝1000Ω， 因为低温挡时两电阻串联，所以，由串联电路的电阻规律可知，R2的阻值：R2＝R低温﹣R1＝1000Ω﹣96.8Ω＝903.2Ω。 答：（1）汤需要吸收的热量为3.36×105J； （2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要的时间为672s； （3）R2的阻值为903.2Ω。 考察易错点与重难点：本题考查串联电路的电阻规律、热量公式和电功率公式的应用，正确的判断不同挡位时电路的连接方式是关键。 六．科普阅读题（共1小题） 40．（2023秋•东莞市校级期末）阅读短文，回答问题。 手机电池 随着智能手机的日益普及，人们的日常生活发生了翻天覆地的变化。在众多APP帮助下，人们通过智能手机可以实现轻松出行、远距离通信、线上支付、网上办公等活动。手机电池作为手机的一个重要部分，目前正朝着大容量、快蓄电、长待机的方向发展。以华为“Mate60pro”手机为例，采用国产5G芯片，麒麟9000s处理器，预装其自主研发的HarmonyOS4.0操作系统，该手机采用锂离子聚合物5000mAh不可拆卸式电池，电池工作电压为3.7V。手机支持有线最大超级快充（20V/4.4A），10分钟就能充满50%。兼容11V/6A或10V/4A或10V/2.25A或4.5V/5A或5V/4.5A超级快充，兼容9V/2A快充。 （1）制作芯片的主要材料是 　半导体　（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）； （2）文中的锂离子聚合物电池“容量5000mAh”一次充满电储存电能是：　66600　J； （3）锂离子聚合物电池对外供电时的能量转化是：　化学能转化为电能　，用超级快充给锂离子聚合物电池充电时，该电池在电路中是 　用电器　（选填“电源”或“用电器”）。 （4）选用充电电压为5V、充电电流4.5A的超级快充给“Mate60pro”手机电池充电，假设充电效率为100%，则将其从零充满需要约 　0.82　小时。（保留两位小数） 试题思路分析：（1）半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的一种特殊材料，各种电子仪器以及传感器的核心材料是半导体； （2）知道该电池的工作电压和容量，根据W＝UIt求出该电池一次充满电储存的电能； （3）手机电池对外供电时，能量的转化是化学能转化为电能； 在对电池充电的过程中，电池要消耗电能，据此判断此时电池相当于简单电路中的什么元件； （4）利用公式P＝UI求得充电器的充电功率，由（2）可知该电池充满电时存储的电能，已知充电效率为100%，利用W＝Pt求得手机电池从零充满需要的时间。 详细规范解答：解：（1）由物理常识可知，制作芯片的主要材料是半导体； （2）该电池的工作电压为3.7V，容量为5000mAh， 则该电池一次充满电储存的电能为：W＝UIt＝3.7V×5000×10﹣3A×1×3600s＝66600J； （3）锂离子聚合物电池对外供电时，将储存的化学能转化为电能；用超级快充给锂离子聚合物电池充电时，该电池要消耗电能，此时电池在电路中相当于用电器； （4）充电电压为5V、充电电流为4.5A，则该充电器的充电功率为：P＝U′I′＝5V×4.5A＝22.5W， 充电效率为100%，则消耗的电能为W充＝W＝66600J， 手机电池从零充满需要的时间为： t′＝＝＝2960s≈0.82h。 故答案为：（1）半导体；（2）66600；（3）化学能转化为电能；用电器；（4）0.82。 考察易错点与重难点：本题考查了半导体材料的应用、电功公式、电路的组成以及能量的转化等知识，知道电池和充电器各个参数的含义是解题的关键。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$