2025年中考物理一轮总复习 （广东） 第16章 电功率 生活用电

16.1 电功率 电功 电功率计算 【基础作业】 1.(2023·惠州二模)如图所示的电路,闭合开关S后发现灯L2比L1亮,下列有关灯L1、L2的物理量关系正确的是 ( ) A.R1<R2 P1<P2 B.R1>R2 P1>P2 C.R1<R2 P1>P2 D.R1>R2 P1<P2 2.(2023·广州二模)下列对一台智能手机涉及的物理量的估测中,最接近实际的是 ( ) A.使用一天耗电约1 kW·h B.电池电压为2×105 mV C.长度约为2×107 nm D.质量约为2×10-4 t 3.如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R阻值不变,灯泡L标有“12 V 12 W”字样(忽略灯丝电阻的变化)。闭合开关S1,断开S2,灯泡L正常发光;闭合开关S1、S2,电流表示数为1.5 A,则定值电阻R为 Ω,电源电压为 V;闭合开关S1,断开S2,定值电阻R的功率是 W。  4.(2023·阳江一模)小明家的电能表3月份月初时示数为1823.6 kW·h,月末的示数如图所示,为 kW·h。若按照用电价格约为0.6元/度的收费标准进行缴费,则小明家该月应缴电费 元。  5.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知定值电阻R和小灯泡L的I-U图像如图所示。 (1)当开关S1和S2同时闭合时,电流表的示数为0.5 A,通电100 s,灯泡产生的光能E光为24 J。求:①此时灯泡的电阻和电功率;②灯泡的发光效率。 (2)若只闭合开关S1,电流表的示数为0.25 A,则通电20 s,电路消耗的总电能是多少? 【素养作业】 6.如图甲所示,电源电压不变,R1是定值电阻,闭合开关,将滑动变阻器R2的滑片从右端移至左端的过程中,定值电阻R1的电功率与电流的关系图像如图乙所示,下列说法错误的是 ( ) A.滑片向左移动时,电压表与电流表示数之比不变 B.定值电阻R1的阻值是10 Ω C.滑动变阻器R2的最大阻值是15 Ω D.电源电压是5 V 7.如图所示,甲、乙为两只相同电表,当闭合S1、S2时,甲、乙两表示数之比为4∶3,则两表均为 表,两电阻大小之比R1∶R2为 ,电路总功率为P1;同时更换两电表种类,调整开关状态,使两表均有正常示数,此时电路总功率为P2,则P1∶P2为 。  8.(2023·东莞模拟)小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I-U关系图像如图乙所示,当电源电压为2 V时,闭合开关,电流表的示数是 A,小灯泡此时的电阻为 Ω;如果将小灯泡L和定值电阻R串联接在电压为10 V的电源两端,电路消耗的总功率为 W。  9.(2023·佛山模拟)某恒温装置简易原理如图甲所示,定值电阻R1的阻值为200 Ω,定值电阻R2消耗的电功率P2与通过它的电流的平方的关系图像如图乙所示。 (1)当开关S与触点a、b接通,提供恒温检测环境,求此时电流表的示数。 (2)求R2的阻值。 (3)检测完成后,开关S与触点a、b断开,与触点c接触时,电路消耗的总功率如何变化?此时通电0.5 min电路将消耗多少电能? 参考答案 1.A　2.D 3.24　36　24 4.2023.6　120 5.解:(1)①当开关S1和S2同时闭合时,R短路,此时小灯泡两端电压即电源电压。通过灯泡的电流即为电流表的示数,为0.5 A,如图乙所示,曲线是小灯泡L的I-U图像,当小灯泡电流为0.5 A时,对应的电压是4 V,此时小灯泡的电阻:R===8 Ω 灯泡电功率:P=UI=4 V×0.5 A=2 W ②小灯泡通电100 s消耗的电能: W=Pt=2 W×100 s=200 J 灯泡的发光效率: η=×100%=×100%=12% (2)若只闭合开关S1,定值电阻和灯泡串联,电流表的示数为0.25 A,由图乙可知,此时灯泡对应的电压为1 V,电阻对应的电压为3.5 V,故电路总电压为4.5 V。则电路通电20 s消耗的总电能: W总=UIt=4.5 V×0.25 A×20 s=22.5 J 6.A　【解析】由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;电路中电压表与电流表的示数之比即为滑动变阻器R2接入电路中的阻值,由图可知,滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,所以电路中电压表与电流表的示数之比变小,故A错误。由图乙可知,当通过R1的电流为0.2 A时,R1的电功率为0.4 W,根据P=I2R可知,R1的阻值R1===10 Ω,故B正确。由图乙可知,当滑片P在最左端时,R2接入电路的阻值为0,电路中只有R1工作,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻最小,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流最大,由图乙可知,此时通过R1的最大电流I=0.5 A,由I=可知,电源电压U=U1=IR1=0.5 A×10 Ω=5 V;当滑片P在最右端时,R1、R2串联,R2接入的阻值最大,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻最大,根据欧姆定律可知,电路中的电流最小,由图乙可知,最小电流I'=0.2 A,由I=可知,此时R1两端的电压U1'=I'R1=0.2 A×10 Ω=2 V,根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器R2两端的电压U2=U-U1'=5 V-2 V=3 V,由I=可知,R2的最大阻值R2===15 Ω,故C、D正确。 7.电压　1∶3　3∶16 【解析】甲、乙为两只相同电表,当闭合S1、S2时,甲、乙两表示数之比为4∶3,若两表均为电流表,则甲表会将电源短路,故两表均为电压表;当闭合S1、S2时,两电阻串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量R2两端的电压,甲、乙两表示数之比为4∶3,因串联电路总电压等于各部分电压之和,则根据串联分压原理可知=====1∶3;设R1=R,则R2=3R,当两表都为电压表时,闭合两开关,两电阻串联,电路总功率为P1==;同时更换两电表种类,即两表都为电流表时,闭合开关S1,两电阻并联,此时电路总功率为P2=+=+=,则P1∶P2===3∶16。 8.0.25　10　2 【解析】由图甲可知,小灯泡L和定值电阻R并联,电流表测量干路中的电流;电源电压为2 V,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以它们两端的电压均为2 V,由图像可知对应的电流IL=0.2 A,IR=0.05 A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流I=IL+IR=0.2 A+0.05 A=0.25 A,此时灯泡的电阻RL===10 Ω;如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10 V电源上,由乙图可知,当通过电路的电流为0.2 A时,灯泡两端的电压为2 V,电阻两端的电压为8 V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电路总电压U=UL+UR=2 V+8 V=10 V,恰好等于电源电压,即把小灯泡L和定值电阻R串联在10 V电源上,电路中的电流等于0.2 A,所以电路消耗的总功率P=U'I'=10 V×0.2 A=2 W。 9.解:(1)当开关S与触点a、b接通时,电阻R1和R2并联,电流表测量通过定值电阻R1的电流;通过定值电阻R1的电流I1===1.1 A,即此时电流表的示数为1.1 A。 (2)由图像知,P与I2的图像是直线,说明R2的电阻大小是不变的,根据P=I2R知R2===100 Ω。 (3)检测完成后,开关S与触点a、b断开,与触点c接触时,电路只有电阻R2工作,由并联电路电阻的规律知总电阻增大,由P=知,开关S与触点a、b断开,与触点c接触时,电路消耗的总功率变小;此时通电0.5 min电路将消耗的电能W=t=×0.5×60 s=14520 J。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 16.2 焦耳定律及其计算 安全用电 【基础作业】 1.下列电器属于利用电流热效应工作的是 ( ) A.LED灯 B.电热毯 C.电视机 D.电风扇 2.(2023·深圳模拟)在用电过程中,下列做法不符合安全要求的是 ( ) A.有人触电时,应立即切断电源 B.冰箱的金属外壳要接地 C.使用试电笔时,手指千万不要碰到笔尖 D.用湿手拔电源插头 3.小宇在家上网课时家里突然断电,通过检查发现空气开关跳闸了,于是他分析可能是以下几种原因导致跳闸,其中不可能的是 ( ) A.家人启用了大功率用电器 B.弟弟不小心把水洒在插排上了 C.房间电灯开关短路了 D.电线的绝缘层破了导致火线、零线相碰 4.小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的食用油。下列关于此实验装置的说法正确的是 ( ) A.实验中液体吸热的多少是通过加热时间来反映的 B.本实验也可以将两根电阻丝并联接入电路进行实验 C.实验中导体产生的热量是通过温度计示数的变化来反映的 D.只将甲、乙两瓶中的液体换成质量和初温相同的不同液体,也可以比较不同液体比热容的大小 5.如图所示的家庭电路中,闭合开关后灯泡不亮,用试电笔检测插座的两孔,发现只有插入右孔时氖管才发光。用试电笔检测A点时氖管发光,检测B点时氖管不发光。发生这一现象的原因可能是 ( ) A.入户线零线断路 B.灯泡短路 C.开关接触不良 D.灯丝断了 6.(2023·深圳模拟)如图,这是小明设计的家庭电路图,下列分析错误的是 ( ) A.保险盒接法错误,保险盒应该安装在火线上 B.两孔插座接法错误,其左端导线应该接在零线上 C.开关和灯泡接法正确,开关接在零线上符合安全用电原则 D.将一盏台灯刚接入该三孔插座时,保险丝烧断,这可能是因为台灯插头短路 7.(2023·茂名四模)“珍爱生命,安全用电”是同学们日常生活中必须具备的安全意识。我国家庭电路的电压是 V,在家庭电路中,必须把控制灯泡的开关安装在 (选填“火”或“零”)线上,用试电笔辨别火线、零线时,图中执笔方式正确的是 (选填“甲”或“乙”)图。  8.(2023·梅州一模)在家庭电路中,保险丝的主要成分是 (选填“铅锑合金”或“镍铬合金”);电能表的铭牌上标注有“***r/(kW·h)”的字样,其中“***”的数据看不清楚,于是在电路中仅接通额定功率为1 kW的电水壶,正常工作4 min后发现电能表转盘转动160转,则“***”部分的数据应该为 ;如果电路中总功率过大, (选填“空气开关”或“漏电保护器”)会切断电路,起到保护电路的作用。  9.(2023·江门二模)在家用电器调查活动中,小亮让家里的电热水器单独工作1 min,测得家中如图所示的电能表的转盘转了70 r,则该电热水器的实际功率为 W;若不计能量损失,这段时间内电热水器里30 kg的水温度升高了 ℃。由于电热水器的电功率远大于电风扇的电功率,从安全用电的角度考虑,电热水器的电源线比电风扇的要 (选填“细”或“粗”)。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  10.(2023·东莞模拟)如图,这是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。该实验中图甲所示的装置在通电一段时间后, (选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多;如果图甲通过导线1的电流为2 A,右侧b容器中定值电阻在10 s内产生的热量是 J;通过观察图乙中的实验现象,可知 (选填“c”或“d”)容器中电阻丝的阻值更大。  11.(2023·茂名三模)图为家庭照明电路,请用笔画线代替导线,将开关、电灯和插座正确接入电路中,要求符合安全用电原则。 12.(2023·东莞模拟)如图所示,铭牌标识为“220 V 40 W”的灯泡和“220 V 5 W”的LED灯,当开关闭合后,两灯都能正常发光,插座不受开关控制,请将电路连接完整。 【素养作业】 13.如图,这是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,下列说法正确的是 ( ) A.该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流的关系 B.将左边容器中阻值为5 Ω的电阻丝换成阻值为10 Ω的电阻丝后,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系 C.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的 D.通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的小 14.为了安全用电,在家庭电路的设计安装中使用漏电保护器。漏电保护器是在用电器发生漏电或人体触电时实施保护的装置。家庭电路漏电时,通过火线和零线的电流不相等(如图中虚线框内A、B两点的电流不相等),漏电保护器中有一特殊装置(在图中虚线框内未画出)在检测到该差异后,会自动切断电源,起保护作用。下图是模拟漏电的试验电路,由一个开关S和电阻R组成,闭合开关S能模拟漏电情形的连接电路是 ( ) A. B. C. D. 15.如图甲所示的家庭电路中,保险丝断了,电工师傅在保险丝两端并联上一个灯泡L0,如图乙所示,按下面的顺序进行检测:①只闭合S1,灯L1、L0微亮;②断开S1,闭合S2,灯L2不亮、L0亮。若电路中只有一处故障,则是 ( ) A.灯L2短路 B.灯L1所在支路开路 C.c、d两点间开路 D.c点左侧的零线开路 16.(2023·潮州模拟)图甲是一款便携式电火锅,图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝,电火锅有加热和保温两个挡,加热挡功率为440 W,保温挡功率为110 W。 (1)保温挡工作时,电路中的电流是多少? (2)电热丝R1的阻值是多少? (3)若不计热量损失,该电火锅正常工作,把质量为0.55 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃,需要多少秒?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 17.袁伯伯购买了如图甲所示的智能电热中药壶(具有加热和保温两种工作状态),它的内部简化电路如图乙所示,其中只有R1为加热管(只有加热管放出的热量能被水吸收),R2为限流电阻。已知该壶的额定电压为220 V,R1的阻值为40 Ω,加热时的额定功率为1210 W,保温时加热管R1的额定功率为160 W。求: (1)加热状态工作时,电路中的电流; (2)正常工作时,保温状态电路的总功率; (3)某傍晚用电高峰期,实际电压为200 V,他只让家中电热中药壶通电工作,使其处于加热状态6 min,期间电热中药壶产生的热量。 参考答案 1.B　2.D　3.C　4.C　5.D　6.C 7.220　火　甲 8.铅锑合金　2400　空气开关 9.2100　1　粗 10.a　50　d 11.如图所示: 12.如图所示: 13.A 14.C　【解析】闭合开关S时,通过虚线框内火线和零线的电流相等(通过A、B两点的电流相等),此时无法模拟漏电情形,故A、B不正确;闭合开关时,通过虚线框内火线的电流小于通过该装置零线的电流(通过A、B两点的电流不相等),可以模拟漏电情形,故C正确;闭合开关时,虚线框内火线的电流仍然等于零线的电流,因为导线将电阻R短路,所以闭合开关不影响电路,故D不正确。 15.A　【解析】由题知,图甲中保险丝断了,电工师傅在保险丝两端并联上一个灯泡L0(如图乙);①只闭合S1,灯L0、L1串联,且灯L1、L0微亮,说明电路为通路,即火线→L0→a→S1→L1→c以及c点左侧的零线都没有开路,两灯微亮的原因是两灯分得的电压均小于220 V,故B、D错误;②断开S1,闭合S2,灯L0、L2串联,灯L0能够发光,说明电路为通路,即火线→L0→a→b→S2→L2→d→c以及c点左侧的零线都没有断路;而灯L2不亮,说明灯L2短路了,故A正确,C错误。 16.解:(1)电火锅保温时的功率P2=110 W,由P=UI可得,保温挡工作时的电流: I===0.5 A (2)由图知,当开关S闭合,S1接2时,两电阻串联,电路中的总电阻最大;当开关S1接1时,电路中只有R1,此时电路中电阻最小,由P=可知,电路消耗的功率最大,电火锅处于加热状态,由P=可得,R1的阻值: R1===110 Ω (3)将0.55 kg、初温20 ℃的水加热至100 ℃时水吸收的热量: Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.55 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.848×105 J 不计热量损失,则电热水器消耗的电能: W=Q吸=1.848×105 J 由P=可得,需要的加热时间: t'===420 s 17.解:(1)电热中药壶加热时,R2被短路。额定功率为1210 W,由P=UI可知,电热中药壶正常工作时,通过加热管R1的电流: I加===5.5 A (2)根据欧姆定律的计算公式可得,R1的电阻: R1===40 Ω 由P=I2R可知,保温状态时电路的电流: I保===2 A 保温状态时电路的总功率: P=UI保=220 V×2 A=440 W (3)当实际电压为200 V时,实际功率: P实===1000 W 只让家中电热中药壶通电工作,使其处于加热状态6 min产生的热量: Q=W=P实t=1000 W×6×60 s=3.6×105 J 学科网（北京）股份有限公司 $$