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．小明用下列实验器材做“测量小灯泡电功率”的实验：电源、电流表、电压表、标有“”字样的小灯泡、滑动变阻器（）、开关、导线若干． （1）请将图甲电路补完整，要求滑片向移动时，电压表示数变大； ( ) （2）实验中灯泡突然熄灭，可能是灯泡断路，也可能是灯泡短路，下列操作肯定能判断故障类型的是( )（填入合适的选项）． A．闭合开关，观察电压表示数 B．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 C．移动滑动变阻器滑片，观察电压表示数是否变化 D．直接更换相同规格的小灯泡，闭合开关，观察灯泡是否发光 （3）小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 ． （4）测出小灯泡的额定功率后，小明又把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的1/4，出现这种现象的原因是 ． 2．下面是小明“测定小灯泡的电功率”的实验过程，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）． 　 （1）小明连接的实物电路如图甲所示，有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并补画出正确的连线． ( ) （2）纠正电路错误后，闭合开关，移动滑片P到某一点，电压表的示数如图乙所示，若要测量小灯泡的额定功率，应将实物电路中的滑片P向滑动变阻器的 （选填“左”或“右”）端移动，才能使电压表的示数为2.5V． （3）移动滑片P，记录多组电压表和电流表的示数，并绘制出如图丙所示的I﹣U图象．根据图象信息，可计算出小灯泡额定功率是 W． （4）改正实物连接如图甲的错误后，该电路还可以用来做其它实验，请你写出其中两个： ① ； ② ． （5）完成上述实验后，小明在缺少电压表的情况下，根据绘制出的如图丙小灯泡电流与电压关系图象，设计出了一个测量未知定值电阻的电路，如图所示．请根据电路图写出其中一次测量的实验步骤： ①闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使 ； ②闭合开关S2，断开开关S1， ； （6）小明还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成电阻，当电阻阻值是2Ω时，电流表示数为1A；要使电流表示数是0.5A，应将2Ω的电阻更换为 Ω的电阻；多次测量后作出的I﹣R图象是图中的 ． 待测电阻的表达式为 3．在“测小灯泡功率”的实验中，小灯泡标有“2.5V”字样。 （1）连接电路时开关应 ，正确连接电路后（如图甲所示），先测小灯泡两端电压为2V时的电功率，若要继续测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时电路中的电流是 A，小灯泡的额定功率为 W； （2）用一个10Ω的定值电阻R0和一个单刀双掷开关替换了电流表，设计了如图丙所示的电路并完成了该实验（电源电压不变）； ①闭合开关S，S1接b，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，记录电压表示数U1 ②闭合开关S，滑动变阻器滑片保持不动，S1接a，读出此时电压表示数为U2 ③R0的电流I0= ，小灯泡额定功率P额= （以上两空用R0、U1、U2表示）。 4．某小组同学在探究电流与电阻的关系时，选用如下器材：电源，0～50Ω的滑动变阻器，电流表，电压表，开关，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，导线若干，实验过程中控制定值电阻两端电压为2V不变。 （1）图甲是连接的部分实验电路，请将电路补充完整。 ( ) （2）开关闭合前需要将滑动变阻器的滑片调至 （填“A”或“B”）端；若闭合开关后，发现电流表有示数，电压表示数为零，则电路存在的故障可能是定值电阻 （填“短路”或“断路”）。 （3）某次实验时，电流表的示数如图乙所示为 A，此时连入电路的定值电阻的阻值是 Ω。 （4）若将10Ω换成15Ω电阻时，需要将滑动变阻器滑片向 （填“A”或“B”）端调整，使电压表的示数为 V。 （5）完成上面实验后，小组同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他们又找来了两个开关，设计了如图丙所示的电路，已知电源电压为U，定值电阻的阻值为R0，请你完成下面实验步骤。 ① （填写S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ； ② （填写S、S1、S2的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电出压表示数为U1； ③灯泡的额定功率的表达式为P额＝ 。 5．下面图1、图2对应的两个探究实验的探究目的分别是 、 ： （1）电流做功的过程是 的过程，一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出。图1所示的实验，可以较形象地比较出电流做功的多少。该实验是通过观察 比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把电能转化为 能。 （2）实际生活中，用电器接通电源后，都伴有热量的产生，如图2所示的实验装置中，a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连，实验前U形管两端液面相平，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。在实验过程中，通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。甲乙两图中实验方案的研究思路分别是 、 。 二、计算题 6．有一款新型智能电热水壶，有高、中、低三档，并可以手动调节，它的等效电路图如图所示，其中R1和R2均为电热丝，R2＝88Ω，单刀双掷开关S2可接a或b，用高温档加热时，把1kg水从12℃加热到100℃需要224s，假设产生的热量全部被水吸收，水的比热容，求： (1)水吸收的热量； (2)高温挡的功率； (3)电热水壶处于中温档时的电流是多大。 7．下表为某品牌取暖用油汀的铭牌，其内部电路如图所示，R1和R2均为电热丝，S1是温度自动控制开关，闭合开关S，30min内油汀消耗的电能为0.88kW·h。求： （1）通过R1的电流； （2）电热丝R2的电阻； （3）30min内开关S1闭合的时间。 额定电压 220V 额定功率 低温档 880W 高温档 2200W 8．小宇同学两次记录家中电能表示数的图片分别如甲、乙所示，求： （1）两次记录电能表示数的这段时间，小宇同学家一共消耗了多少度电； （2）小宇同学只让电热水壶单独工作1min，电能表的指示灯闪烁了60次，求该电热水壶的电功率。 9．如图所示是湖滨学校安装的一款电热直饮水机，它方便快捷，内部带有滤芯，将水过滤可饮用标准后，再利用内部的电热丝将水烧开，按下按钮即可有开水饮用，同时还有保温功能。如图是它的简化电路示意图（和均为电热丝）、其各项参数如表格。 （1）电热直饮水机处于保温状态时的工作电流是多少？ （2）电热丝的阻值是多少？ （3）在标准大气压下，直饮水机的热胆装满水，在加热状态下正常工作10min，可将水20℃加热到沸腾，则该热水器的加热效率是多少？[，g取10N/kg） 电热直饮水机 热水温度：100℃ 保温功率：110W 热胆容积：0.8L 额定电压：220V 加热功率：500W 频率：50Hz 10．如图所示，电源电压恒定，小灯泡标有“12V 4W”字样（灯泡阻值不变），滑动变阻器上标有“100Ω 0.5A”字样，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0-3V。当三个开关都闭合，且滑动变阻器滑片滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数为0.4A。求： （1）小灯泡的电阻值； （2）电源电压； （3）定值电阻的阻值； （4）S2断开、S和S1闭合时，保证电路安全时电路总功率的最小值和最大值． 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． A 0.75 灯丝的电阻发生了变化 【详解】（1）要求滑片向B移动时，电压表示数变大，即滑动变阻器的阻值变小，将右下接线柱与灯泡右端接线柱相连，左上接线柱与电流表的负接线柱相连，因小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表使用小量程与灯泡并联，电压表的正接线柱与灯泡左端相连，电压表的负接线柱与灯泡的右端相连，实物电路图如下图所示： （2）灯光突然熄灭，若灯泡断路，电压表串联接入电路，示数几乎等于电源电压；若灯泡短路，电压表也短路，示数为零．由此可根据电压表示数情况判断故障的原因，故选A； （3）电流表量程是0～0.6A，由图乙所示电流表可知，电流表分度值是0.02A，电流表示数是0.3A；灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W； （4）测出小灯泡的额定功率后，小明又把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，在灯泡电阻不发生变化时，根据可知，灯泡的实际功率应该为额定功率的，但实际情况下，小灯泡的电阻随温度的降低而减小，故实际测量中发现测得的实际功率不等于其额定功率的． 2． 左 0.625 测量小灯泡的电阻 研究滑动变阻器的作用或用滑动变阻器改变灯泡的亮度 调节滑动变阻器的滑片使电流表为I灯＝0.25A（或0.2A、或0.1A） 保持滑片的位置不变，记录电流表的示数I 4 D 【详解】（1）电路中，灯与变阻器并联了，电压表串联在电路中是错误的，电压表应与灯并联，变阻器与灯串联，改正后如下所示： （2）灯在额定电压下正常发光，电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，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，故滑片向左移动，才能使电压表的示数为2.5V． （3）根据绘制出如图1丙所示的I﹣U图象知，灯的额定电压下的电流为0.25A，小灯泡额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W； （4）改正实物连接图1甲的错误后，该电路还可以用来做其它实验，请你写出其中两个： 由欧姆定律，可做测量小灯泡的电阻实验；研究滑动变阻器的作用或用滑动变阻器改变灯泡的亮度的实验； （5）实验步骤： ①闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表为I灯＝0.25A②闭合开关S2，断开开关S1，保持滑片的位置不变，记录电流表的示数I；③在②中，电流表测并联电路的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，通过灯的电流不变，根据并联电路电流的规律，通过待测电阻的电流：I﹣I灯，由欧姆定律求出待测电阻；由欧姆定律，待测电阻：RX＝＝ （6）当电阻阻值是2Ω时，电流表示数为1A，根据欧姆定律，易知此时电阻的电压为2V，因探究电流与电阻的关系时，应保持电阻的电压不变，所以，要使电流表示数是0.5A，应将2Ω的电阻更换为阻值：R′＝＝＝4Ω的电阻；因灯丝的电阻随温度（电流）的变化而变化，不是一个定值，即电压与对应的电流不成正比，所以电阻随电流的变化应为一曲线，在上面的四个选项，只有D正确， 3． 断开 右 0.3 0.75 【详解】（1）[1]为了保护电路，连接电路时开关应断开。 [2]灯泡的实际电压2V小于灯泡的额定电压2.5V，若要继续测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V 。 [3][4]图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率是 P=UI= 2.5V×0.3A=0.75W （2）[5]①闭合开关S，S1接b，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，记录电压表示数U1。 ②闭合开关S，滑动变阻器滑片保持不动，S1接a，读出此时电压表示数为U2。 ③在①中，电压表测灯两端的电压； 在②中，电压表测灯与R0的总电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压 U0= U2- U1 由欧姆定律通过定值电阻的电流即灯的额定电流 [6]小灯泡的额定功率 4． B 短路 0.2 10 B 2 闭合S、S1，断开S2 U﹣U额 闭合S、S2，断开S1 U额 【详解】(1)[1]电路中的最大电流 因此电流表选择0～0.6A量程；将电流表0.6A接线柱与电源正极相连，如下图所示： (2)[2]为了安全起见，闭合开关前，需将滑片移到阻值最大处，即将滑片移到B端。 [3]闭合开关后，电流表有示数，说明电路为通路；电压表示数为零，电压表可能被短路，而电压表测量定值电阻两端电压，因此可能为定值电阻短路。 (3)[4]已知电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A。 [5]由I=可知，定值电阻的阻值 (4)[6][7]将10Ω的电阻换成了15Ω的电阻时，串联电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，滑动变阻器分得的电压变小，电阻分得的电压增大，所以应调节滑片向B端移动，增大滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数为2V。 (5)[8][9][10][11]实验步骤如下： ①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U﹣U额； ②闭合S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电出压表示数为U1； ③通过灯泡的电流 灯泡额定功率 5． 电流做功多少与什么因素有关 电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关 把电能转化为其他形式能 物体被提升的高度 机械 液面高度差 控制电流、时间相同，研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系 控制电阻、时间相同，研究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系 【详解】[1]由图可知，通过物体被提升的高度可知电流做功的多少，所以通过此实验可以探究电流做功多少与什么因素有关。 [2]由图可知，可以根据U形管内液面高度知道电流通过导体产生热量的多少，所以通过此实验可以探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关。 （1）[3]电流做功的过程中消耗电能，获得其它形式的能，是把电能转化为其他形式能的过程。 [4][5]图1所示的实验是通过观察物体被提升的高度来比较电流在不同情况下做功多少的，此过程消耗电能，物体的机械能增加，所以此过程中是把电能转化为机械能。 （2）[6]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过U形管中液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转化法。 [7]图甲中，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电阻的关系。 [8]图乙装置中两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，由串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端电阻的电流相等，即，两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，所以，，烧瓶内的电阻值都是，阻值相等，通电时间相等，电流不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电流的关系。 6．(1) 3.696×105J；(2) 1650W；(3) 5A 【详解】(1)水吸收的热量 (2)假设产生的热量全部被水吸收，则消耗的电能 高温挡的功率 (3)由题意知，S2接a，S1闭合时，电阻R1与R2并联，为高温档，R2功率 则R1功率 S2接b，S1闭合时，电路只有R1工作，为中温档，则通过R1的电流I1=5A。 答：(1)水吸收的热量为3.696×105J； (2)高温挡的功率为1650W； (3)电热水壶处于中温挡时的电流是5A。 7．（1）4A；（2）36.7Ω；（3）20min 【详解】解：（1）闭合开关S，电路为R1的简单电路，此时电路的总电阻最大，由 P=UI=U2R 可知，电路的总功率最小，油汀处于低温挡，通过R1的电流 （2）闭合开关S、S1时，R1和R2并联，电路的总电阻最小，由 P=UI=U2R 可知，电路的总功率最大，油汀处于高温挡，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，电热丝R2的电功率 P2=P高-P低=2200W-880W=1320W 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电热丝R2的电阻 （3）闭合开关S，电路为R1的简单电路，闭合开关S、S1时，R1和R2并联，30min内电热丝R1一直工作，由可得，电热丝R1消耗的电能 W1=P低t=880×10-3kW×30×160h=0.44kW·h 30min内电热丝R2消耗的电能 W2=W-W1=0.88kW•h-0.44kW•h=0.44kW•h 则30min内开关S1闭合的时间 答：（1）通过R1的电流为4A； （2）电热丝R2的电阻为40Ω； （3）30min内开关S1闭合的时间为20min。 8．（1）241度；（2）1200W 【详解】解：（1）由图可知，两电能表的读数分别为2869.6kW·h、2628.6kW·h，则小宇同学家一共消耗的电能 W=2869.6kW·h-2628.6kW·h=241kW·h 即小宇同学家一共消耗了241度电。 （2）电能表的参数是3000imp/(kW·h)，表示消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，电热水壶单独工作1min，电能表的指示灯闪烁60次，消耗的电能 电热水壶的电功率 答：（1）小宇同学家一共消耗了241度电； （2）该电热水壶的电功率1200W。 9．（1）0.5A；（2）；（3） 【详解】解：（1）由可知，电热直饮水机处于保温状态时的工作电流 （2）由图乙可知，当S、S0都闭合时，只有R1工作，当S闭合，S0断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，串联电路的总电阻大于任一分电阻，所以当S、S0都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，根据可知，此时电路中的电功率最大，直饮水机处于加热状态，R1的阻值为 当S闭合，S0断开时，R1、R2串联，此时电路处于保温状态 R2的阻值为 （3）热胆容积为0.8L，装满水的质量为 一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量 直饮水机消耗的电能 电热直饮水机的加热效率 答：（1）电热直饮水机处于保温状态时的工作电流是0.5A； （2）电热丝的阻值是； （3）热水器的加热效率是。 10．（1）36Ω；（2）12V；（3）180Ω；（4）3W；4W。 【详解】(1)已知灯泡的额定电压和额定功率，由可得灯泡电阻： ； (2)由题意可知，当三个开关都闭合，滑动变阻器滑片滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光；此时滑动变阻器接入电路中的电阻为零；与小灯泡并联，所以电源电压等于小灯泡两端的电压，即： ； (3)由题意可知，当三个开关都闭合，且滑动变阻器滑片滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光，此时与小灯泡并联，电流表测量流过与小灯泡的总电流；而且电流表的示数为0.4A；由得，流过小灯泡的电流是： ； 由并联电路电流特点可得，流过的电流是： ； 由欧姆定律得，定值电阻的阻值是： ； (4)当S2断开、S和S1闭合时，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；当滑动变阻器的滑片移到最左端时，电路中的电流最大，电路的总功率最大；此时只有小灯泡接入电路，电路的最大总功率等于此时小灯泡的消耗的电功率，即： ； 当滑动变阻器两端的电压为3V时，电路中的电流最小，电路的总功率最小；此时小灯泡与串联；此时最小电流是： ； 电路的最小总功率是： 。 答：(1)小灯泡的电阻值； (2)电源电压是12V； (3)定值电阻的阻值是； (4)S2断开、S和S1闭合时，保证电路安全时电路总功率的最小值是3W，最大值是4W。 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 $$