2025年中考物理专题复习：电功率实验题、计算题综合训练

2025年中考物理专题复习：电功率实验题、计算题综合训练 一、实验题 1．如图甲是小明测量小灯泡电功率的电路，小灯泡额定电压为2.5V，电阻为10Ω左右。 （1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整；( ) （2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮。电流表指针几乎不动，电压表示数接近3V且保持不变。为排除故障，小明检查了开关并拧紧两端接线柱，小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障， （选填“小明”或“小芳”）排除故障的操作是正确的； （3）排除故障后重新闭合开关，改变滑片位置，他们根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图像如图乙。根据图像可得小灯泡的额定功率为 W。研究发现，通过灯丝的电流与其两端电压不成正比，原因是： 。 2．小明用如图甲所示的器材测量额定电压为2.5V 的小灯泡的额定功率。 （1）连接好电路后然后闭合开关进行实验； 此时若发现电流表指针向左发生反向偏转，原因是 ； A．电流表没有调零；  B．电流表正负接线柱接反了 （2）纠错后继续实验，移动滑动变阻器的滑片P，多次进行测量，根据实验数据绘出小灯泡的 U -I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； （3）从图乙中我们可以看出小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比，这是因为灯泡的电阻随 的变化而变化。 3．小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，电源电压恒为3V，Rx阻值约为10Ω。 （1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变小 ； （2）对照图甲实物电路，请你在虚线框内添上所缺的电学元件和导线，把电路图补画完整 ； （3）闭合开关，两电表均无示数。将电压表接在变阻器两端时也无示数，但接在开关两端时有示数，则电路故障是 ； （4）排除故障后，闭合开关，移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为2.7V，电流表示数如图乙，则未知电阻Rx= Ω； （5）小华认为：不用电流表，只用电压表和阻值为400Ω的定值电阻R0，由图丁同样可以测得未知电阻Rx的阻值。小华设计方案如下： a．闭合S1、断开S2，读出电压表示数为U1；b．闭合S1、S2，读出电压表示数为U2； ①电阻Rx的表达式为Rx= （用测量值U1、U2及R0来表示）； ②利用提供的实验器材，小华设计方案 （选填“能”或“不能”）准确测得电阻Rx的阻值，你判断的理由是 ； （6）若将待测电阻换成额定电压2.5V小灯泡测额定功率，通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图戊所示。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”），该小灯泡的额定功率为 W； （7）在实验时，电压表出现了故障不能使用，用图戌所示的电路，也能测量小灯泡的额定功率，其中定值电阻R0已知，测量方法：先闭合开关S和S1，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，则电流表的示数I1= （用已知量的符号表示，下同）；然后将S1断开，S2闭合，读出电流表的示数为I，则小灯泡的额定功率 4．小科在“测量小灯泡的电功率”实验中，所用器材有：蓄电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡，滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整 （要求：滑片P向右移动时小灯泡变亮）。 （2）正确连接电路后，闭合开关S，移动滑片P，小科发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎未偏转、电压表有示数，则故障原因可能是 。 （3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，接下来应该进行的操作是 。 （4）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图象，则小灯泡额定功率是 W。 5．如图是“研究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置图，两个透明容器中都有一段电阻丝（R甲=5Ω、R乙=10Ω），里面密封着等量的空气。 （1）闭合开关，连接密闭容器的U形管两端液面产生高度差，请你分析现象产生的原因 ； （2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，闭合开关通过两段电阻丝的 相同。一段时间后，容器 所连接的U形管两端产生高度差更大一些； （3）此装置除可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的有关外，还可以探究电流通过导体产生的热量与 的关系，具体的操作是 。 二、计算题 6．如图是新型“油电混合动力”汽车工作时的能量走向图，汽车在启动时，可以给车提供动力，同时也给动力蓄电池组充电。汽车在某次测试中，内燃机共消耗汽油5 kg（汽油的热值q=4.6×10 7J/kg），内燃机的效率是40 %，转化为对外做功的能量是6.8×107 J。求，该汽车此次测试中： （1）汽油完全燃烧放出的能量； （2）对蓄电池充电的能量； （3）对蓄电池充电的能量可以供一盏额定功率24 W的车前灯正常工作的时间。 7．小梅家的电热水器有“关”、“加热”和“速热”三个档位，其简化电路如下图所示。若电热丝R1的阻值是48.4Ω，通过计算回答：该热水器在“加热”档位时 （1）通过它的电流是多少？ （2）它的电功率是多少？ （3）它工作200s消耗的电能是多少？ 8．如图是一种电压力锅的简易原理图。为电源开关，为加热电阻，其阻值为，L为指示灯，加热时接a；为保温电阻，保温时，接b，此保温电路的功率为100W。 （1）已知锅内水为3L，初温为，烧开时水温为，水烧开过程吸收的热量是多少？[水的比热容：，水的密度为 （2）电压力锅处于加热状态时，通过电流是多少？电压力锅加热，消耗的电能是多少？ 9．如图甲所示为学习兴趣小组设计的一个压力测试仪。测试仪由压力传感器R与外部电路组成，其中电源电压不变，当电压表的示数为4V时，电流表示数为0.4A；当压敏电阻所受压力F1=30N时，电路中的电流为I1；当压力F2=40N时，电路中的电流为I2，I1与I2相差0.12A。传感器的电阻R与压力F的关系图象如图乙所示。求： （1）当电压表的示数为4V时，R0的阻值； （2）当电压表的示数为4V时，R0消耗的功率； （3）电源电压的大小。 10．如图所示电路，电源电压为12V且保持不变，R1＝12Ω，小灯泡标有“6V 12W”，忽略灯丝电阻随温度变化。求： （1）只闭合S1时，电流表的示数为多少？ （2）当S1、S2、S3都闭合时，将滑片P移动到b端，电流表的示数为1.3A，则滑动变阻器的最大阻值是多少？通电5分钟，电流通过R1做的功是多少？ （3）只闭合S2，移动滑片P，使小灯泡正常发光，此时滑动变阻器消耗的电功率为是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1． 小芳 小灯泡的电阻随着温度的变化而变化 【详解】（1）[1]小灯泡额定电压为2.5V, 电阻为10Ω左右，所以小灯泡的额定电流大约为0.25A，电流表量程选0~ 0.6A，电流表和小灯泡串联接入电路，如图所示： （2）[2]电流表指针几乎不动，说明电路中存在断路，电压表示数接近3V，说明可能是小灯泡断路，所以小芳的排除故障操作是正确的。 （3）[3]小灯泡额定电压为2.5V，由乙图可知电流为0.25A，小灯泡的额定功率 [4]小灯泡的电阻随着温度的变化而变化，所以不是一定值，通过灯丝的电流与其两端电压不成正比。 2． B 0.625 温度 【详解】（1）[1]连接好电路后然后闭合开关进行实验，此时若发现电流表指针向左发生反向偏转，说明电流表正负接线柱接反了。 故选B。 （2）[2]由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡额定功率为 P=UI=2.5V×0.25A=0.625W （3）[3]由图乙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P=UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比。 3． 开关接触不良 9 不能 不能多次测量求平均值 增大 0.5 【详解】（1）[1]电路为串联电路，滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变小，说明滑动变阻器连入电路的阻值变大，故用导线将开关右接线柱与滑动变阻器B端接线柱相连，如图所示 （2）[2]滑动变阻器B端接线柱连入电路，滑片向右移，滑动变阻器连入电路的阻值减小，所以虚线框内的元件如图所示 （3）[3]闭合开关，两电表均无示数，说明电路中存在断路，将电压表接在变阻器两端时也无示数，说明滑动变阻器不存在断路，但接在开关两端时有示数，则电路故障是开关断路。 （4）[4]电源电压为3V，Rx的阻值约为10欧姆，则电路中的电流小于0.6A，所以电流表连接的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则未知电阻Rx的阻值为 （5）[5]闭合S1、断开S2，电路为串联电路，电压表测量Rx的电压，读出电压表示数为U1；闭合S1、S2，电路为只有Rx的电路，读出电压表示数为U2，即电源电压为U2。则R0的电压为 电路中电流为 未知电阻Rx的阻值为 [6][7]利用提供的实验器材，小华设计方案不能准确测得电阻Rx的阻值，因为只有一个定值电阻，只获得一组数据，不能通过取平均值的方式减小误差。 （6）[8]分析图像可知，当小灯泡两端的电压增大时，曲线增大的趋势变缓，即在变小，所以灯丝的电阻会增大。 [9]由图像可知，当灯泡两端为2.5V时，流过灯泡的电流为0.2A，故小灯泡的额定功率为     （7）[10]先闭合开关S和S1，此时灯泡与R0并联，电流表测量R0所在支路的电流，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，则电流表的示数I1为 [11]然后将S1断开，S2闭合，电流表测量R0和灯泡的总电流，读出电流表的示数为I，则小灯泡的额定功率 4． 小灯泡断路 滑片向B端移动，直到电压表示数为额定电压2.5V 0.625 【详解】（1）[1]滑动变阻器的右下方接线柱与开关相连时，滑片P向右移动时电阻变小，电路中电流变大，灯泡变亮，如下图所示： （2）[2]闭合开关S，移动滑片P，小科发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎未偏转，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电流表、电压表、开关、滑动变阻器与电源连通，这部分没有断路，则与电压表并联的小灯泡断路了。 （3）[3]灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B端移动，直到电压表示数为额定电压2.5V。 （4）[4]由图丙可知，电压表的示数为2.5V时，通过的电流为0.25A，则小灯泡额定功率是 P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W 5． 电流通过导体产生热量使得容器中的空气受热膨胀，容器内气压大于外界气压，从而导致U形管中的液面产生高度差 电流 乙 加热时间和电流大小 见解析 【详解】（1）[1]据实验装置可知，电流通过导体产生热量使得容器中的空气受热膨胀，容器内气压大于外界气压，从而导致U形管中的液面产生高度差，这里用到了转换法。 （2）[2][3]由图可知，电阻丝甲和乙串联接入电路中，串联电路中电流处处相等；由焦耳定律可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多，由于乙的电阻大，所以乙产生的热量多，乙所连接的U形管两端产生高度差更大一些。 （3）[4][5]根据焦耳定律可知，电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，所以还可以探究电流通过导体产生的热量与加热时间和电流大小的关系，只看一个容器，保证电流和电阻不变，延长加热时间，比较同一容器对应U形管两端的高度变化来探究电流通过导体产生的热量与加热时间的关系；只看一个容器，保证电阻不变，加热时间相同，移动滑动变阻器的滑片，让两次通过电阻的电流大小不同，比较同一容器对应U形管两端的高度变化来探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系。 6．（1）2.3×10 8J；（2）2.4×107 J ；（3）1.0×106 s 【详解】解：（1）汽油完全燃烧放出的能量 Q放=mq=5kg×4.6×10 7J/kg=23×10 7J=2.3×10 8J （2） 根据可知，有用功是 对蓄电池充电的能量 W充电=W有用-W对外=9.2×107 J - 6.8×107 J = 2.4×107 J （3）对蓄电池充电的能量可以供一盏额定功率24 W的前灯正常工作的时间 答：（1）汽油完全燃烧放出的能量是2.3×10 8J； （2）对蓄电池充电的能量是2.4×107 J； （3）对蓄电池充电的能量可以供一盏额定功率24 W的车前灯正常工作的时间是1.0×106 s。 7．（1）4.5A；（2）1000W；（3）2×105J 【详解】解：（1）由题意可得，当该热水器在“加热”档位时，通过它的电流为 （2）因为电热丝R1两端的电压为220V，电阻为48.4Ω，所以它的电功率为 （3）因为热水器在“加热”档位时的电功率为1000W，根据公式W=Pt可得，它工作200s消耗的电能为 W=Pt=1000W×200s=2×105J 答：（1）通过它的电流是4.5A； （2）它的电功率是1000W； （3）它工作200s消耗的电能是2×105J。 8．（1）；（2）5A， 【详解】解：（1）水的体积 水的质量 水吸收的热量 （2）根据题意可知，当电压力锅处于加热状态时，电源开关闭合、接a，由图可知，此时只有工作，则此时通过的电流 电压力锅加热，消耗的电能 答：（1）水烧开过程吸收的热量是； （2）电压力锅处于加热状态时通过电流是5A；电压力锅加热，消耗的电能。 9．（1）10Ω；（2）1.6W；（3）12V 【详解】解：（1）由图甲可知，R和R0串联，电压表测R0的电压，电流表测电路中的电流，则由欧姆定律可得R0的阻值为 （2）当电压表示数为4V时，电阻R0消耗的功率为 P0=U0I0=4V×0.4A=1.6W （3）根据图像知，当压力F1=30N时，压力传感器R的阻值为15Ω，则可得此时电路中的电流I1的表达式为 当压力F2=40N时，压力传感器R的阻值为10Ω，则可得此时电路中的电流I2的表达式为 显然有 I2>I1 又由题意可知 I2-I1=0.12A 联立上述等式，可解得电源电压为 U=12V 答：（1）R0的阻值为10Ω； （2）R0消耗的功率为1.6W； （3）电源电压的大小是12V。 10．（1）0.8A；（2）40Ω，3600J；（3）12W 【详解】 解：（1）只闭合S1时，定值电阻R1与灯泡串联，电流表测量电路电流，由 可知，灯泡的阻值 因串联电路中的电阻等于各部分电阻之和，所以电路电流 （2）当S1、S2、S3都闭合时，将滑片P移动到b端，定值电阻R1和滑动变阻器的最大阻值并联，电流表测量干路电流；通过定值电阻R1的电流 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过滑动变阻器的电流 因并联电路中各支路两端电压相等，所以由可得，滑动变阻器的最大阻值 通电5分钟，电流通过R1做的功为 （3）只闭合S2，滑动变阻器与灯泡串联，移动滑片P，小灯泡正常发光；因串联电路处处电流相等，所以由可得，电路电流 因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，所以滑动变阻两端电压 此时滑动变阻器消耗的电功率 答：（1）只闭合S1时，电流表的示数为0.8A； （2）滑动变阻器的最大阻值是40Ω；通电5分钟，电流通过R1做的功是3600J； （3）只闭合S2，移动滑片P，使小灯泡正常发光，此时滑动变阻器消耗的电功率为是12W。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$