2025年中考物理复习专题：电功率的计算、实验题

2025年中考物理复习专题：电功率的计算、实验题 一、实验探究题 1．如图所示是小明探究“比较水和煤油的比热容大小”的实验装置。 （1）为保证让水和煤油在相同时间内能吸收相同的热量，甲、乙两个电阻丝的阻值必须满足的条件是阻值　 　（选填“相等”或“不相等”）。 （2）实验时还要使这两种不同物质的初温和　 　相同。 （3）在此实验中，用加热时间的长短来表示物质　 　。 （4）观察分析表格和图像，我们能得出的水和煤油比热容的大小关系是c水　 　c煤油。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 加热时间t/min 0 1 2 3 4 5 水的温度/℃ 30 32 34 36 38 40 煤油的温度/℃ 30 34 38 42 46 50 2．为了探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”，小伟同学采用了如图所示的实验装置，其中R1<R2。 （1）实验中R1、R2采用 　 　（填“串联”或“并联”）的连接方法使通过它们的电流相等； （2）在通电时间相同时，两玻璃管内煤油上升较高的是 　 　（填“甲”或“乙”）瓶，由此可知，在通电时间相同，电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越 　 　。（填“多”或“少”） 3．如图，两个相同的透明容器密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，R1、R2、R3的阻值都是5Ω，将导线a和b接入电路进行实验。通电前，U形管中液面相平，通电一段时间后，左边U形管液面高度差较大。 （1）电阻丝R1产生的热量比R2的　 　（选填“多”、“少”或“相等”）； （2）流经R1的电流　 　R2的电流（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （3）若流经的R1电流为0.1A，R1在20s产生的热量为　 　J。 4．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小明同学选取了一个标有“2.5V”、额定功率约为1W的小灯泡和必要的实验器材。 （1）根据电功率P＝UI，小明画出实验电路图如图1所示，图中①应接入　 　表，②应接入　 　表； （2）连接电路时，开关应该　 　。闭合开关，移动变阻器滑片的过程中，观察到电流表示数几乎接近最大值时，小灯泡仍然不亮，且电压表无示数，其原因可能是　 　； （3）经检查电路连接正确后，小明连续进行了3次测量，并把测量的数据和观察到的现象填写在下列表格中，其中第2次测量时电流表的示数如图2所示，此时的电流为　 　A，小灯泡的额定功率为　 　W。 序号 灯泡两端的电压U/V 通过灯丝的电流I/A 灯泡的亮度 灯泡的电功率P/W 1 2.00 0.44 较暗 0.88 2 2.50 　 正常发光 　 3 3.00 0.50 很亮 1.50 5．在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V保持不变，所用小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω。 （1）用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮　 　； （2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到最　 　端（选填“左”或“右”）； （3）闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是　 　 （填序号）； A．检查电路是开断路 B．检查电路是开短路 C．移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光 （4）通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图乙所示．分析图像可知，当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会　 　（选填“增大”“不变”或“减小”）；小灯泡的额定功率为　 　W； （5）若将小灯泡换成定值电阻，该电路还可以进行的实验有　 　（请写出一个即可）。 6．在测量小灯泡的电功率的实验中，用如图甲所示的器材与电路，电源电压恒为 6V，小灯泡的额定电压为 2.5V。 （1）图甲是测量小灯泡额定功率的实物电路图，图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正　 　。 （2）连接好电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为 2.5V 时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　W； （3）移动变阻器的滑片，测出多组数据，并画出了小灯泡的电流与电压的关系图像，如图丙所示，图线是弯曲的，其主要原因是　 　； （4）将这样的三只相同的灯泡串联在该电源上，则每一个小灯泡的实际功率为　 　W。 7．用图1所示电路测量小灯泡的电阻和电功率，电源电压为4.5V，小灯泡L的额定电压为2.5V。滑动变阻器的规格为“50Ω 1.5A”。 序号 U/V I/A R/Ω 1 1.0 0.18 5.56 2 1.5 0.22 6.82 3 2.0 0.25 8.00 4 3.0 　 　 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至　 　（选填“a”或“b”）端； （2）正确连接电路后，闭合开关S，调节滑动变阻器进行多次测量，部分实验数据如上表所示。第4次测量时，电流表示数如图2所示，此时小灯泡的电阻为　 　Ω，电功率为　 　W； （3）由实验数据可以判断，小灯泡正常发光时的电阻可能为　 　（选填“①”“②”或“③”）。 ①7.60Ω　　②8.93Ω　　③10.60Ω 8．小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，电源电压为4.5V。 （1）用笔画线替代导线，在甲图中将实物电路连接完整； （2）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值　 　（选填“最大”、“最小”）位置； （3）电路连接正确后闭合开关，发现灯不亮，电流表指针稍有偏转，电压表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是____（选填序号）； A．灯泡断路 B．滑动变阻器短路 C．滑动变阻器连入电路阻值过大 （4）实验过程中，当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　W； （5）小王受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）灯的额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED灯的I-U图像如图丙所示，由图像可知LED灯的电阻随电压的增大而　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 9．课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组用如图甲所示的器材“测量小灯泡的电功率”，其中电源电压恒为6V （1）闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，应将滑动变阻器的滑片向 　 　端移动； （2）调节滑片，测出多组数据，绘制出如图丙所示的I﹣U图像　 　W；②小灯泡灯丝的电阻随其两端电压的增大而 　 　。 10．实验室有一只标有“2.5V”字样的灯泡，额定功率模糊不清。现欲测量其在不同电压U下的功率P，某同学通过和推导出了并作出灯泡的关系图线。 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于（选填“A”或“B”）端； （2）请把测量电路的实验原理图甲补充完整； （3）某同学作出灯泡的图像如图乙所示； ①图像并不是通过原点的直线，其原因是； ②则该灯泡的额定功率为W。 11．小明要测定标有“”小灯泡正常发光时的电阻，选择一些器材，两节新干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干，连接了如图甲所示电路： （1）小明发现同组的小虎所选的器材不能完成此实验，其原因是　 　； （2）小明还发现电路连接也有错误，请你在接错的那根导线上打“×”，并另画一根导线，使电路连接正确　 　； （3）更改后小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的图像，如图乙所示，可计算出小灯泡的额定功率是　 　W，由图像可知电流与电压并不成正比，原因是　 　； （4）上述实验结束后，小明又设计了如图丙的电路，只用电压表来测量额定电压为的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为，电源电压恒定，其测量过程如下： ①闭合开关S、，断开，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为； ②　 　（填三个开关闭合与断开情况），移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为　 　V，这时小灯泡正常发光； ③保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合开关S、，断开，电压表示数为； ④小灯泡的额定功率　 　W。 （5）如图是设计测量小灯泡正常发光时电阻的四种电路，是已知的定值电阻，电源电压恒定且未知，若干开关及移动滑动变阻器。其中能测出小灯泡正常发光时电阻的是　 　。 A．B． C．D． 12．小明家的台灯是通过电位器来调节亮度的。他猜想：台灯变亮时电位器消耗电能的功率会变小，为此他设计了如图甲所示的电路进行探究，已知电源电压为4V并保持不变，电压表（0~3V）2个，电流表（0~0.6A）， 滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。 （1）电路中a是　 　表，b是　 　表； （2）实验中，小灯泡正常发光时电流表的示数为　 　A； （3）根据实验数据，绘制出滑动变阻器的由功率PR与小灯泡的电功率PL的关系图像如图乙所示，由图可知：小灯泡的电功率（亮度）变大时，滑动变阻器的电功率　 　； （4）假设实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的 ，在确保电路中各元件安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡的电功率变化范围是从　 　W至　 　W。 13． 某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω。实验室有如下器材：电源（电压约为6V左右）、电流表（0~0.6A、0~3A）（0~3V、0~15V），开关各一只，导线若干1（5Ω，0.5A）、R2（10Ω，0.5A）。 （1）请你说出在这个实验中，滑动变阻器所起作用是：　 　。本实验中电压表应选用 　 　挡，滑动变阻器应选用 　 　；（R1/R2） （2）实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，请根据现象指出故障的可能原因：　 　； ①连接好电路，闭合开关后，看到电压表指针如图1偏转； ②灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数。取下灯泡，两表的示数不变。 （3）排除故障后，调节滑动变阻器，发现电压表的0~15V量程已坏，设计了另一种实验方案。（电阻R的阻值已知，电源电压未知） ①电路如图2所示，连接好电路； ②开关S拨到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I1； ③开关S拨到位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I2. 先算出灯泡的电阻和R两端电压，再根据P0=，计算灯泡的额定功率。他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，他们认为要准确测出灯泡额定功率只需将上述步骤 　 　（填序号）改为 　 　；灯泡额定功率的表达式为 　 　。 二、计算题 14．小明的爸爸从商场购买了一个电热水壶，下图是电水壶上的名牌，内部的简化电路图如图所示，其中R1和R2都是电热丝，已知电水壶的容积为3L， (1)求该电水壶在高温档正常工作20分钟，所消耗的电能? (2)电阻丝R1和R2的阻值各是多少？ (3)小明通过测试发现在标准大气压下，该电热水壶烧开一满壶初温为45℃的水，需要在高温档工作20分钟的时间，求该电热水壶的热效率? 15．如图是某温室大棚模拟日光和调温系统的电路，该电路可以对大棚进行照明、保温和加热。冬季白天，该系统关闭照明功能，开启保温功能；晚上同时开启照明和加热功能。电路中电源电压恒为220V，灯泡L标有“220V 100W”字样（不考虑温度对电阻的影响），R1和R2是两个电热丝，R2＝70Ω。已知冬季白天电路中电流为2A，求： (1)灯泡工作时的电阻； (2)电热丝R1的阻值； (3)晚上电路消耗的总功率。 16．如图所示的电路，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为20Ω。只闭合开关S1，电流表的示数为0.3A，两个开关都闭合，电流表的示数为0.5A。求： （1）电源电压； （2）电流通过电阻R2在100s时间内所做的功。 17．如图所示电路，电源电压不变，定值电阻R1=15Ω。只闭合开关S1，电流表示数为0.3A；再闭合开关S2，电流表示数为0.5A。求： （1）电源电压； （2）定值电阻R2的阻值； （3）开关均闭合时，电路消耗的总功率。 18．如图甲为某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2为加热电阻，且阻值保持不变，R1＝44Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点，加热盘温度达到103℃时，S自动切换到保温状态。某次煮饭时，仅将电饭锅接入220V的电路，按下开关S与触点1连接，工作了10min，S自动切换到保温状态，保温时图乙所示电能表的转盘在1min内转过5转。求： （1）加热状态时，电饭锅消耗的电能。 （2）R2的阻值。 （3）用电高峰时，实际电压只有额定电压的80%，电饭锅加热状态的实际功率。 19．图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，已知R1>R2，通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位的切换，其铭牌如表所示，求： （1）低温挡加热时电流的大小； （2）电热丝R2的阻值； （3）高温挡加热1h时消耗的电能。 加热效率 80% 额定电压 220V 电功率 低温挡 440W 中温挡 880W 高温挡 　 20．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻的阻值为60Ω，闭合开关S时，电流表A1示数为0.2A；电流表示数为0.6A。 （1）求电源电压U； （2）求电阻R1的阻值； （3）通电1min，电路消耗的电能。 21．如图所示，电源电压恒定不变，灯L标有“6V，3W”字样，滑动变阻器R上标有“8Ω，3A”字样；当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，灯L正常发光；求： （1）小灯泡正常发光时的电流； （2）当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，滑动变阻器R消耗的电功率； （3）保持滑片P的位置不变，再闭合S1、S2，电流表的示数为2.5A，则定值电阻R0在5min内产生的热量？ 22．如图甲所示为物理项目化学习小组的同学们设计的电热水壶电路，它由工作电路和控制电路组成，具有加热和保温功能。其中工作电路电源电压为220V，R2、R3为电加热丝，加热功率为1210W，保温功率为100W。控制电路中的Rt为热敏电阻，其阻值随水温变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。求： （1）R3的阻值是多少？ （2）将滑动变阻器的阻值调整到70Ω，可将电水壶的保温温度设定为，此时，控制电路中的电源电压U多大？ （3）已知电热水壶的加热效率为80%，用加热档将2kg的水由加热至，用时7min，则工作电路的实际电压多大？[] 23．小黄家新购置了一台电热水壶，他查看了电热水壶说明书后，将电热水壶内部电路结构简化为如图所示的电路图，该热水壶有高低两挡，电热丝R1=50Ω，电热丝R2=220Ω，加热效率为84%，求： （1）高温挡的加热功率； （2）用低温挡将22kg水从20℃加热到60℃需要的时间为多少s？ 24．如图所示电路中，电源电压保持 6V 不变，R1是定值电阻，R2是最大阻值为 30Ω 的滑动变阻器．闭合开关，当R2的滑片位于最左端时，电路中的电流为 0.6A．试求： （1）电阻R1的阻值； （2）当滑动变阻器R2的功率为 0.9W 时，R2的有效阻值 25．如图甲所示电路，电源电压保持不变，电流表量程“0-0.6A”，电压表量程“0-15V”，滑动变阻器R2标有“1A”字样，R3的阻值为20Ω。闭合S1、S3，断开S2，R2滑片从b端到a端的过程中画出电压表示数U随电流表示数I变化的图象如图乙。求： （1）定值电阻R1的阻值； （2）断开S1，闭合S2、S3时，在电路安全的前提下，电流表A的示数范围； （3）任意改变开关状态及滑动变阻器滑片位置，在保证电路安全的前提下，求电路的最小功率和最大功率之比。 26．如图所示电路，电源电压保持不变，灯泡L上标有“6V 3W”的字样（不考虑温度对电阻的影响）。闭合开关S，灯泡正常发光，此时电流表的示数为1.5A，求： （1）灯泡正常发光的电流； （2）定值电阻R的电阻； （3）电路消耗的总功率。 答案解析部分 1．相等；质量；吸热多少；大于 2．串联；乙；多 3．多；大于；1 4．电流；电压；断开；小灯泡短路；0.48；1.2 5．；左；C；增大；0.5；伏安法测电阻或电阻一定时，研究通过导体的电流与导体两端电压的关系 6． ；1.4；灯丝的电阻随温度变化而变化；1 7．（1）b （2）10；0.9 （3）② 8．（1） （2）最大 （3）C （4）0.75 （5）减小 9．（1）左 （2）5.5；增大 10．A,,小灯泡的电阻随温度的升高而增大,0.9 11．电源电压太低；；0.76；灯丝的电阻随温度的升高而变大；闭合S、，断开；2；0.5；D 12．（1）电流；电压 （2）0.5 （3）先变大后变小 （4）0.2；1.8 13．（1）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压为额定电压；0~15V；R2 （2）①所接的电压表的量程为0～3V或者滑动变阻器阻值没有调节到最大就闭合开关；②灯泡断路 （3）②；开关S拨到位置1，移动滑片P使电流表示数； 14．（1）1.32×106J；（2）R1=44Ω R2=66Ω；（3）52.5% 15．(1)484Ω；(2)40Ω；(3)1310W 16．（1）解：由图可知，只闭合S1时，R1单独工作，根据公式 可得，电源电压U= I1R1=0.3A×20Ω=6V 答：电源电压为6V； （2）解：两个开关都闭合时，R1、R2并联，电流表测量干路电流。并联电路各支路互不影响，通过R1的电流不变，根据并联电路电流特点可知，通过R2的电流为I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A 根据并联电路电压特点可知，R2两端电压等于电源电压，所以电流通过电阻R2在100s时间内所做的功W=UI2t=6V×0.2A×100s=120J 答：电流通过电阻R2在100s时间内所做的功为120J。 17．（1）4.5V；（2）22.5Ω；（3）2.25W 18．（1）解：由图甲可知，当开关S与触点1连接时，电路中只有R1，电路中电阻较小；当开关S与触点2连接时，电路中R1、R2串联，电路中电阻较大；电源电压一定，由P＝ 可知，当开关S与触点1连接时，电路电功率较大、电饭锅处于加热状态；当开关S与触点2连接时，电路电功率较小、电饭锅处于保温状态。 按下开关S与触点1连接，加热10min，电饭锅消耗的电能：W加热＝UIt＝ ＝ ＝6.6×105J； 答：加热状态时，电饭锅消耗的电能为6.6×105J； （2）解：当开关S与触点2连接时，R1、R2串联，电路电功率较小、电饭锅处于保温状态， 3000revs/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000转， 1min消耗的电能：W保温＝ kW•h＝ ×3.6×106J＝6000J， 保温功率：P保温＝ ＝ ＝100W， 由P＝ 可得：R串＝ ＝ ＝484Ω， R2的阻值：R2＝R串﹣R1＝484Ω﹣44Ω＝440Ω； 答：R2的阻值为440Ω； （3）解：用电高峰时，实际电压U实际＝220V×80%＝176V， 电饭锅加热状态的实际功率：P实际＝ ＝ ＝704W。 答：用电高峰时，实际电压只有额定电压的80%，电饭锅加热状态的实际功率为704W。 19．（1）2A；（2）55Ω；（3）4.752×106 J 20．（1）12V；（2）；（3）432J 21．（1）0.5A； （2）1W； （3）1200J 22．解：（1）由图甲可知，当动触点与上静触点接触时，电路中只有R2，当动触点与下静触点接触时，R2、R3串联在电路中，此时电路中电阻大于动触点与上静触点接触时电路中的电阻，由可知，此时电路的电功率小于动触点与上静触点接触时电路的电功率，则当动触点与下静触点接触时为保温档，当动触点与上静触点接触时为加热档，则R2的电阻为 当动触点与下静触点接触时电路中总电阻为 则R3的阻值为 （2）当F=3N时，衔铁恰好被吸下进入保温状态，由丙图知，控制电路中电流为 由乙图知，温度为40℃时，热敏电阻阻值为50Ω，则控制电路中的电源电压U为 （3）水吸收的热量 消耗的电能 实际功率 实际电压 答：（1）R3的阻值是； （2）控制电路中的电源电压U为12V； （3）工作电路的实际电压为200V。 23．（1）1188W；（2）2×104s 24．（1）10 Ω；（2） 10Ω。 25．解：（1）由图可知，闭合开关S1、S3，断开开关S2，滑动变阻器R2和R1串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流，当滑动变阻器R2的滑片P在a端时，滑动变阻器的电阻为零，电路中只有电阻R1接入电路，它两端的电压最大，为电源电压，由图乙知电源电压为6V，此时电路中的电流为0.6A，由可得，定值电阻R1的阻值为： 当滑动变阻器R2的滑片P在b端时，滑动变阻器的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙知此时R1的两端的电压为1V，电路中的电流为0.1A；根据串联电路电压规律可知，此时滑动变阻器两端的电压为： 由可得，滑动变阻器接入电路的值为： （2）当断开开关S1，闭合S2、S3时，滑动变阻器R2和R3并联，电流表测量干路电流，根据并联电路电压规律可知，滑动变阻器R2和R3两端的电压相等，且等于电源电压，即， 由可得，通过R3的电流为： 当滑动变阻器滑片移动到a端时，滑动变阻器的接入电路的电阻最大，则由可得，此时通过滑动变阻器的电流为： 根据并联电路电流特点可得，此时的干路电流为： 当滑动变阻器滑片移动到b端时，此时电路短路，不符合题意；由于电流表量程为“0-0.6A”，即干路中允许通过的电流最大为0.6A，由于并联电路各支路互不影响，故此时通过R3的电流仍然为0.3A，根据并联电路电流特点知，此时通过滑动变阻的电流为也为0.3A，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为： 符合题意，由此可知，电流表A的示数范围为：0.42A~0.6A； （3）由可知，电源电压不变，则电路中电阻越小，电功率越大，电阻越大，电功率越小；由图可知，在保证电路安全的前提下，当只闭合开关S1时，电阻R1、R2和滑动变阻器串联，且滑动变阻阻值为最大值，由于串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电路电阻最大为： 由可得，此时电路电功率最小为： 由于并联电路中电路电阻小于任何支路电阻，由此可知，当断开S1，闭合S2、S3时，滑动变阻器R2和R3并联，此时电路电阻最小，根据可知，电阻越小电流越大；由（2）知，电路中允许通过的电流最大值为0.6A，则由可得，此时电路中的电功率最大为： 由此可知，电路的最小功率和最大功率的比值为： 答：（1）定值电阻R1的阻值为10Ω； （2）断开S1，闭合S2、S3时，在电路安全的前提下，电流表A的示数范围为0.42A~0.6A； （3）任意改变开关状态及滑动变阻器滑片位置，在保证电路安全的前提下，求电路的最小功率和最大功率之比为1∶8。 26．解：（1）灯泡正常发光的电流：； 答：灯泡正常发光的电流为0.5A； （2）闭合开关S，灯L与电阻R并联工作，此时灯泡正常发光，电源电压等于灯两端的电压为6V。则通过灯的电流为0.5A，电流表测干路电流，示数为1.5A，通过R的电流：；R的阻值为：； 答：定值电阻R的电阻为6Ω； （3）电路消耗的总功率： 答：电路消耗的总功率为9W。 学科网（北京）股份有限公司 $$