计算题14 内能与电学综合-2025年中考物理二轮热点题型归纳与变式演练（江苏专用）

计算题14 内能与电学综合 目录 题型综述 1 解题攻略 1 题组01 热值和热机效率的计算 1 题组02 欧姆定律的简单计算 3 题组03 电功和电功率的简单应用 6 题组04 电功率的多挡位问题 9 中考练场 11 1、内能的应用常考知识点：内能的改变方式，如热传递过程中热量的传递方向和内能的变化；比热容的概念，不同物质比热容不同导致吸放热能力不同；热机的工作原理和效率问题，以及用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的关系。 2、电学常考知识点：串并联电路的特点，如电流、电压、电阻的关系；欧姆定律，涉及到根据电路中的已知量计算未知的电流、电压或电阻；电功率的计算，包括额定功率和实际功率，以及电功、电热的计算；电路变化问题，如滑动变阻器滑片移动、开关通断引起的电路变化。命题特点常以文字、电路图、坐标图像等综合形式呈现。注重考查学生对电路结构的分析能力，要求能准确判断电路的连接方式和电表所测的物理量。同时，还考查学生综合运用知识的能力，如结合欧姆定律、电功率公式等解决实际电路问题，也会涉及电路保护、安全用电等相关知识。 题组01 【提分秘籍】 1.核心考点速记 （1）燃料的热值计算公式：Q=mq；M——燃料的质量——单位千克（kg）；q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）；Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。 （2）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3.40×107J/kg。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 （3）热机的效率定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，其表达式为：，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 2.解题技巧 （1）对于热机效率可与机械效率进行对比理解，热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数，要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，并且热机的效率总小于1。 （2）找燃料质量、热值（总能量）和有用能量（如做功、物体吸热）。 （3）用“效率=有用能量/总能量”算比例，注意场景（热机看机械功，加热看物体吸热）。 （4）单位统一，分清“完全燃烧”和能量损失，分步计算更清晰。 【典例剖析】 【例1】（2024·江苏常州·中考真题）中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料．工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值． ①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”； ②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为1标准大气压，，用该装置加热水的效率为42%．求： （1）此过程中，烧杯内水吸收的热量； （2）该液态燃料的热值。 【变式演练】 【变式1-1】（2024·江苏苏州·中考真题）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为，丁烷的热值为）。求： （1）壶中水的质量； （2）水吸收的热量； （3）卡式炉的加热效率。 【变式1-2】（2024·江苏镇江·中考真题）某油电混合动力汽车沿平直公路以的速度匀速行驶，从A处到B处用时，此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶。汽车行驶过程中所受阻力恒为。设汽油在汽缸内完全燃烧，且热值近似取。 (1)求A、B两地间的距离。 (2)求在上述行驶过程中： ①牵引力对汽车所做的功。 ②消耗的汽油质量。 (3)从B处开始，司机关闭发动机，汽车滑行至C处停止。在此过程中，汽车通过动能回收装置将动能减少量的60%转化为电能。若这些电能可供功率为的用电器持续工作。求汽车在B处时的动能。 题组02 【提分秘籍】 1.核心考点速记 （1）欧姆定律公式：。电流I的单位是安培A；电压U的单位是伏特V；电阻R的单位是欧姆Ω。 （2）理解：①当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；②在使用公式及其导出式时，要注意同一段导体、同一时刻；③初中阶段所描述的欧姆定律仅适用于纯电阻电路中，即电能完全转化成内能或光能。  （3）欧姆定律变形公式 ①：电阻等于电压与电流的比值；电阻是导体本身的性质，与电压、电流无关。 ②U=IR：电压等于电流与电阻的乘积；电压与电流、电阻无关。 2.欧姆定律的应用 （1）电流规律：串联：I=I1=I2串联电路电流处处相等。并联：I=I1+I2并联电路干路电流等于各支路电流之和。 （2）电压规律：串联：U=U1+U2串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。并联：U=U1=U2并联电路各支路两端电压相等，等于总电压。 （3）电阻规律：串联：R=R1+R2串联电路总电阻等于分电阻之和。并联：并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。 （4）比例规律：串联：串联电路中电压与电阻成正比。并联：I1R1=I2R2并联电路中电流与电阻成反比。 【典例剖析】 【例2】（2024·江苏宿迁·中考真题）新房装修时，工人经常用普通量角器测量一些角度，不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器，电路如图所示，电流表的量程为，电压表的量程为，为半圆弧电阻的圆心，金属滑片为半径，与半圆弧接触良好，接入电路的电阻与指针旋转角度成正比，电源电压恒为，为电阻箱。将滑片旋转至处，调节的阻值，使电路中电流为0.6A。 (1)求电阻箱接入电路的阻值； (2)调节为时，电流表示数为0.3A，求此时电压表示数； (3)为能满足测量的要求，重新调节电阻箱，求满足要求的的最小阻值。 【变式演练】 【变式2-1】（2024·江苏常州·中考真题）如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V  3.6W”字样（忽略温度变化对灯丝电阻的影响），滑动变阻器标有“200Ω  1.25A”字样，定值电阻阻值为20Ω，电流表的量程为0~3A，电压表的量程为0~15V，求： （1）小灯泡的额定电流 （2）小灯泡的电阻 （3）只闭合开关S、，小灯泡恰好正常发光，求电源电压 （4）只闭合开关S、，在保证电路元件安全的前提下，求滑动变阻器接入电路的电阻范围 【变式2-2】（2024·江苏苏州·二模）如图所示的电路中，电阻R1的阻值为20Ω，电源电压不变，S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数为0.6A；S1断开，S2、S3闭合时，电流表的示数为0.9A。求： (1)电源电压及R2的阻值； (2)S1闭合，S2、S3断开时，电阻R1两端的电压； (3)S1、S2闭合，S3断开时，电流表的示数。 题组03 【提分秘籍】 1.考点梳理与辨识要点 （1）电功的计算定义式：W=UIt。U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过该电路的电流，单位是A；t表示通电时间，单位是s；W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J。 （2）电功与电能的计算：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和 通电时间的乘积。计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路），导出试：和W=I2Rt。 （3）电功率的计算定义式：P=UI，即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A。导出式：P=I2R，。 2.解题关键步骤 （1）应用公式过程中的“同一性”：a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量；b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算。 （2）无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。 （3）并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1；串联电路中常用公式：W=I2Rt。 （4）电功导出式：和W=I2Rt这两个公式只适用于纯电阻电路。 （5）电功率导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。 【典例剖析】 【例3】（2024·江苏徐州·中考真题）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V  3W”字样，R1、R2为定值电阻，当S闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光，L和R1的功率之比为3∶1；当开关都闭合时，R1和R2的功率之比为4∶1，求： (1)灯泡L正常发光时的电阻； (2)开关都闭合时，R2的功率。 【变式演练】 【变式3-1】（2024·江苏南通·中考真题）如图，电源电压恒定，灯泡规格为“”，滑动变阻器最大阻值为为定值电阻。闭合开关S，将接1，移动滑片使灯泡正常发光，电路总功率为；将接2，滑片移至a端，电流表示数为0.8A，电路总功率为，滑片移至b端，电流表示数为0.2A。求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)与的比值； (3)电源电压。 【变式3-2】（2024·江苏扬州·中考真题）家中应急手电筒的电路图如图所示，电源电压为3V，闭合开关，通过灯泡的电流为0.6A，忽略灯泡电阻的变化。求： （1）灯泡电阻R； （2）电路工作1min消耗的电能W； 题组04 电功率的多挡位问题 【提分秘籍】 多档位的实质是利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对档位的控 制。家庭电路中电源电压U＝220V，根据知R总 越大，P实越小，档位越低；R总越小，P 实越大，档位越高。 （1）高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻最小。 （2）中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻高于高温档。 （3）低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻最大。 （4）在串联型加热电路中，电阻越大，根据可知，电功率越小，挡位越低，越是低温挡或保温挡。电热器是用来加热的，所以常常与比热容相关计算联系起来，考查被加热的物质吸收的热量、温度变化等，进而计算加热效率。被加热的物质吸收的热量Q吸=cm△t，消耗的电能W=Pt，加热效率。当电能全部转化为水的内能时，W=Q吸。在计算过程中，要注意被加热的物质的温度变化时，“升高了”还是“升高到”。 （5）在并联型加热电路中，电阻越小，根据可知，电功率越大，挡位越高，越是高温挡或加热挡。 如果已知各挡功率，计算电热（电功）用Q=W=Pt，同时也可以计算各挡位的电阻；如果没有已知功率，通常通过可以计算出电功率，再用计算电热。当然根据题目已知也可以用其他公式进行计算。 【典例剖析】 【例4】（2024·江苏苏州·中考真题）某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻和分压电阻，S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。求： （1）的阻值； （2）电饭锅高温挡的功率； （3）保温16min，分压电阻产生的热量。 【变式演练】 【变式4-1】（2024·江苏连云港·中考真题）小明家的电水壶的内部电路如图甲所示，其中为电热丝，S是电源开关，是温控开关（水温达到100℃，自动由加热状态切换为保温状态）。该电水壶的部分重要参数如图乙所示。已知电源电压为220V。求： （1）当开关S闭合，断开时，电路中的电流。 （2）当开关S和均闭合时，的电功率。 （3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能。 【变式4-2】（2025·江苏苏州·一模）某学校为保障学生的饮水健康，配备了智能饮水机，如图1所示。如图2所示是饮水机内部的化电路图，技术参数如表所示，通过开关S1、S2实现高低挡的控制，R1和R2均为电热丝且电阻恒定。求： 额定电压 220V 正常工作电功率 高温挡 1100W 低温挡 440W (1)电热丝R1的阻值； (2)电热丝R2的阻值； (3)饮水机在低温挡正常工作时，R2在10s内消耗电能。 1．（2024·江苏常州·三模）中国自主研制的“鲲龙”AG600M灭火飞机成功完成12t投汲水试验．若该飞机某段时间内消耗航空燃油1t，飞机发动机做的功为，航空燃油的热值为，水的密度为， 问： (1)12t水的体积有多大？ (2)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量有多大？ (3)发动机的效率是多大？ 2．（2024·江苏南通·模拟预测）如图电路中，滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 1A”字样，电压表量程0~15V，闭合开关S1、S2，断开开关S3，调节变阻器滑片P至某位置，电压表示数为6V，电流表示数为0.5A，灯泡正常发光；再闭合开关S3，电流表示数变为0.75A，求： (1)求变阻器接入电路的阻值； (2)求灯泡的额定功率； (3)只闭合开关S1、S2，改变电源电压并移动滑片P，使电路安全工作，求电路100s消耗的最大电能。 3．（2024·江苏徐州·一模）如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。闭合开关，图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中滑动变阻器的电功率与其连入电路电阻的关系图像。求： (1)电源电压。 (2)电路总功率的变化量。 4．（2024·江苏南京·一模）如图所示，为某电水壶的简化电路图，下表为铭牌的部分参数，R1、R2为发热丝，其中R2＝40Ω。则： 型号 SDS﹣15X05 容量 1L 额定电压 220V 额定频率 50Hz 加热功率 ？W 保温功率 40W (1)电水壶处于保温挡时，正常工作5min消耗的电能是 J； (2)电水壶的加热功率为 W，R1= Ω。 5．（2024·江苏连云港·一模）我国道路安全法规规定的酒驾标准如表所示。图甲所示为检测酒驾所用的酒精测试仪原理图，其中R2是定值电阻，R1是酒精气敏电阻，其阻值随血液中酒精含量变化的图像如图乙所示。若在图甲所示的工作电路中，电源电压恒为8V，定值电阻R2为20Ω。 驾类型标准 无酒驾行头 小于0. 2mg/mL 酒后驾车 0.2~0. 8mg/mL 醉酒驾车 0. 8mg/mL以上 (1)当酒精测试仪所检测的酒精含量为0时，求电压表的示数和定值电阻R2消耗的电功率。 (2)当电流表示数为0.32A时，请通过计算判断被检测者的酒驾类型。 6．（2024·江苏苏州·一模）R是阻值可随压力F变化的电阻，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路，R0=20，当F=0N时，乙电路中电流表示数为0.1A，电流表量程为0~0.6A。求： (1)电源电压； (2)图乙中，当压力为300N时，1min内电阻R0产生的热量； (3)图丙中，压力F的最大值。 7．（2024·江苏镇江·一模）某卫星采用太阳能作为供电能源，蓄电池作为储能装置，卫星上电器均用蓄电池供电，相关数据如下： ①太阳能电池板接受到的太阳光辐射功率1000W/m2；其光电转化效率25%，将电能存储到蓄电池的效率为80%； ②卫星上电器设备正常工作时电功率为2000W，在地球阴影区为了维持设备正常工作，需要再开启电加热，加热功率1600W。 ③绕地球一圈的运动过程中，1.2h被太阳照射，0.4h处于地球阴影区。 (1)若卫星绕地球时的速度为7.5km/s，则卫星 1min 通过的路程为多少km? (2)每次经过地球阴影区，卫星需要消耗多少电能? (3)若不考虑蓄电池供电时的能量损失，为了满足卫星长时间正常工作，太阳能电池板有效面积至少为多大? 8．（2024·江苏宿迁·三模）小明家一款新型电烤箱铭牌上的部分参数如表所示，其简化电路如图甲所示，、均为电热丝（阻值不随温度变化）。求： (1)该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流？ (2)电热丝和的阻值？ (3)傍晚用电高峰期，小明想测量电烤箱在工作时的实际电压，于是他断开了家中其他用电器，仅让电烤箱在加热状态下工作，1min内如图乙所示的电能表转盘转了50r，则电烤箱两端的实际电压是多少？ 9．（2024·江苏无锡·模拟预测）家用燃气热水器是一种方便、快捷的洗浴设备．下表是某品牌家用燃气热水器的铭牌，使用燃气热水器需要防止在无水或水压过低的情况下进行“干烧”。为此，该热水器设计了“水气联动”装置，能够做到“水到气才到”（即：水从进水管流入，对膜片产生压力，膜片带动阀杆将阀门顶开，天然气得以通过阀门进入主火管道），其结构原理如图所示，水管出水口的面积为。[，，] 型号 XXX 燃气类型 天然气 额定热功率 额定电压 3V（DC） 适应水压 (1)请观察“水气联动”装置的结构原理图．若膜片的面积是，请计算“水到气到”时水对膜片的最小压力为多少？ (2)水流在粗细均匀的管道中以0.5m/s的速度匀速流出，则每秒流出水的质量为多少？ (3)热水器以额定热功率工作，水流以0.5m/s的速度匀速流出，经加热后出水温度提高20℃，请计算此时对水加热的效率是多少？ 10．（2024·江苏徐州·三模）如图所示电路，灯泡L标有“4V 2W”字样，R2的阻值为10Ω，只闭合开关S时，灯泡正常发光；开关S、S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.8A。求： (1)灯泡的额定电流； (2)R1的阻值。 11．（2025·江苏苏州·一模）如图所示，湾湾运用电学知识设计了一个电子身高测量仪。已知定值电阻R1＝5Ω，电源电压恒为4V，R2的规格为“20Ω，0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为。闭合开关S： (1)当被测身高增加时，电压表示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)当R2实际接入的电阻值为5Ω时，电流表的示数为 A； (3)为保证各元件安全，定值电阻R1的功率范围是 。 12．（2025·江苏常州·模拟预测）冬天，小明的奶奶经常用电热暖水袋焐脚，某星期天，室内温度为25℃，小明把和室温相同的电热暖水袋接入家庭电路，关闭其它用电器，通电加热6min，电热暖水袋温度达到： 55℃并自动断电，这时家中电能表（如图所示）指示灯闪烁了120次，已知电热暖水袋内装有1kg的水，水的比热容为 4.2×103 J/(kg⋅℃)。整个过程中， 问： (1)水吸收热量是多少? (2)电热暖水袋的功率为多少? (3)加热过程中的热效率多大? (4)提出一条安全使用电热暖水袋的注意事项。 13．（2024·江苏连云港·一模）小明同学在社会实践活动中测量家中使用的天然气灶烧水的效率。于是，他在家里将2L的水倒入烧水壶，然后放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃ 加热到80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查到天然气的热值是q=4.0×107J/m3，已知水的比热容是c=4.2×103J/(kg·℃)。求： (1)倒入烧水壶中水的质量； (2)在这个过程中水吸收的热量 (3)天然气灶烧水的效率。 14．（2025·江苏苏州·一模）某油电混合动力汽车工作原理如图甲所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图乙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为2×108J，测试中全部由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h，同时储蓄电池的电能增加了10%，求： (1)在该次测试中，若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量为多少焦？ (2)在该次测试中，汽车牵引力做功多少焦？ (3)在该次测试中，内燃机的效率是多少？（忽略蓄电池和驱动电机的热损失） 15．（2025·江苏南通·一模）某款无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg。若汽油机的效率为，，。求在这段运动过程中： (1)汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温15℃，质量300kg的水吸收，水的温度会升高到多少℃？ (3)如果汽车匀速运动时受到的阻力为1000N，消耗4kg汽油汽车能够行驶的路程是多少？ 16．（2024·江苏连云港·二模）图甲是某校实践活动小组设计的电子秤的结构原理图，通过改写电压表的表盘数值后可直接读出所称量物体的质量。已知电阻R0=60Ω，电压表的量程为0～3V，压力传感器R的阻值与所受压力变化的图像如图乙所示，设托盘和压杆的质量可以忽略不计，电源电压保持6V恒定不变，g取10N/kg。 （1）电子秤的量程是多大？ （2）“0kg”应标记在表盘上的哪个刻度线处？ （3）如果保持电子秤结构和电压表量程不变，使电子秤的量程变为0～30kg，应将电阻R0更换为多大的电阻R1？ 9 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $$ 计算题14 内能与电学综合 目录 题型综述 1 解题攻略 1 题组01 热值和热机效率的计算 1 题组02 欧姆定律的简单计算 4 题组03 电功和电功率的简单应用 9 题组04 电功率的多挡位问题 12 中考练场 16 1、内能的应用常考知识点：内能的改变方式，如热传递过程中热量的传递方向和内能的变化；比热容的概念，不同物质比热容不同导致吸放热能力不同；热机的工作原理和效率问题，以及用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的关系。 2、电学常考知识点：串并联电路的特点，如电流、电压、电阻的关系；欧姆定律，涉及到根据电路中的已知量计算未知的电流、电压或电阻；电功率的计算，包括额定功率和实际功率，以及电功、电热的计算；电路变化问题，如滑动变阻器滑片移动、开关通断引起的电路变化。命题特点常以文字、电路图、坐标图像等综合形式呈现。注重考查学生对电路结构的分析能力，要求能准确判断电路的连接方式和电表所测的物理量。同时，还考查学生综合运用知识的能力，如结合欧姆定律、电功率公式等解决实际电路问题，也会涉及电路保护、安全用电等相关知识。 题组01 【提分秘籍】 1.核心考点速记 （1）燃料的热值计算公式：Q=mq；M——燃料的质量——单位千克（kg）；q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）；Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。 （2）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3.40×107J/kg。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 （3）热机的效率定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，其表达式为：，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 2.解题技巧 （1）对于热机效率可与机械效率进行对比理解，热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数，要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，并且热机的效率总小于1。 （2）找燃料质量、热值（总能量）和有用能量（如做功、物体吸热）。 （3）用“效率=有用能量/总能量”算比例，注意场景（热机看机械功，加热看物体吸热）。 （4）单位统一，分清“完全燃烧”和能量损失，分步计算更清晰。 【典例剖析】 【例1】（2024·江苏常州·中考真题）中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料．工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值． ①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”； ②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为1标准大气压，，用该装置加热水的效率为42%．求： （1）此过程中，烧杯内水吸收的热量； （2）该液态燃料的热值。 【答案】解：（1）烧杯内水吸收的热量为 （2）该液态燃料完全燃烧放出的热量为 该液态燃料的热值为 答：（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量为2.898×105J； （2）该液态燃料的热值为2.3×107J/kg。 【变式演练】 【变式1-1】（2024·江苏苏州·中考真题）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为，丁烷的热值为）。求： （1）壶中水的质量； （2）水吸收的热量； （3）卡式炉的加热效率。 【答案】解：（1）壶中水的质量为 （2）水吸收的热量为 （3）丁烷放出的热量 卡式炉的加热效率为 （1）壶中水的质量为2kg； （2）水吸收的热量为6.3×105J； （3）卡式炉的加热效率为52.5%。 【变式1-2】（2024·江苏镇江·中考真题）某油电混合动力汽车沿平直公路以的速度匀速行驶，从A处到B处用时，此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶。汽车行驶过程中所受阻力恒为。设汽油在汽缸内完全燃烧，且热值近似取。 (1)求A、B两地间的距离。 (2)求在上述行驶过程中： ①牵引力对汽车所做的功。 ②消耗的汽油质量。 (3)从B处开始，司机关闭发动机，汽车滑行至C处停止。在此过程中，汽车通过动能回收装置将动能减少量的60%转化为电能。若这些电能可供功率为的用电器持续工作。求汽车在B处时的动能。 【答案】（1）A、B两地间的距离 （2）①汽车匀速行驶，汽车受到的牵引力等于阻力，即 牵引力所做的功 ②汽油燃烧放出的热量 消耗的汽油质量 （3）用电器消耗的电能 汽车在B处时的动能 题组02 【提分秘籍】 1.核心考点速记 （1）欧姆定律公式：。电流I的单位是安培A；电压U的单位是伏特V；电阻R的单位是欧姆Ω。 （2）理解：①当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；②在使用公式及其导出式时，要注意同一段导体、同一时刻；③初中阶段所描述的欧姆定律仅适用于纯电阻电路中，即电能完全转化成内能或光能。  （3）欧姆定律变形公式 ①：电阻等于电压与电流的比值；电阻是导体本身的性质，与电压、电流无关。 ②U=IR：电压等于电流与电阻的乘积；电压与电流、电阻无关。 2.欧姆定律的应用 （1）电流规律：串联：I=I1=I2串联电路电流处处相等。并联：I=I1+I2并联电路干路电流等于各支路电流之和。 （2）电压规律：串联：U=U1+U2串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。并联：U=U1=U2并联电路各支路两端电压相等，等于总电压。 （3）电阻规律：串联：R=R1+R2串联电路总电阻等于分电阻之和。并联：并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。 （4）比例规律：串联：串联电路中电压与电阻成正比。并联：I1R1=I2R2并联电路中电流与电阻成反比。 【典例剖析】 【例2】（2024·江苏宿迁·中考真题）新房装修时，工人经常用普通量角器测量一些角度，不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器，电路如图所示，电流表的量程为，电压表的量程为，为半圆弧电阻的圆心，金属滑片为半径，与半圆弧接触良好，接入电路的电阻与指针旋转角度成正比，电源电压恒为，为电阻箱。将滑片旋转至处，调节的阻值，使电路中电流为0.6A。 (1)求电阻箱接入电路的阻值； (2)调节为时，电流表示数为0.3A，求此时电压表示数； (3)为能满足测量的要求，重新调节电阻箱，求满足要求的的最小阻值。 【答案】（1）将滑片旋转至处，调节的阻值，电路为的简单电路，电路中电流为0.6A，由欧姆定律可知电阻箱接入电路的阻值为 （2）调节为时，圆弧电阻的二分之一电阻值R中连入电路中与电阻箱串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流，电流表示数为0.3A，由欧姆定律可知电阻箱的电压为 U2=I2R0=0.3A×10Ω=3V 由串联电路电压的规律，此时电压表示数 UV =U-U2=6V -3V=3V （3）由欧姆定律可知 调节为时圆弧电阻的最大电阻为 R滑max=2R中=2×10Ω=20Ω 根据已知条件可知，电压表的量程为，即变阻器的最大电压为3V，此时电阻箱的电压最小，电阻箱的阻值最小（此时电路中的电流为 根据串联电阻电压的规律电阻箱的电压为 U箱=6V-3V=3V 根据分压原理有 即 满足要求的的最小阻值 【变式演练】 【变式2-1】（2024·江苏常州·中考真题）如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V  3.6W”字样（忽略温度变化对灯丝电阻的影响），滑动变阻器标有“200Ω  1.25A”字样，定值电阻阻值为20Ω，电流表的量程为0~3A，电压表的量程为0~15V，求： （1）小灯泡的额定电流 （2）小灯泡的电阻 （3）只闭合开关S、，小灯泡恰好正常发光，求电源电压 （4）只闭合开关S、，在保证电路元件安全的前提下，求滑动变阻器接入电路的电阻范围 【答案】解：（1）根据电功率的公式，可以得到小灯泡的额定电流为 （2）小灯泡的电阻 （3）当只闭合开关S、S1​时，小灯泡L与定值电阻R0​串联。由于小灯泡恰好正常发光，所以此时电路中的电流等于小灯泡的额定电流，此时定值电阻R0两端的电压为 根据串联电路的电压特点，电源电压等于各用电器两端电压之和，即电源电压为 （4）当只闭合开关S、S2​时，滑动变阻器Rx​与小灯泡串联。由于电流表的量程为0∼3A，电压表的量程为0~15V，滑动变阻器允许通过的最大电流为1.25A，小灯泡的电流不能超过0.6A。所以电路中的最大电流为0.6A，此时小灯泡的电压为6V，滑动变阻器接入电路的电阻最小，则滑动变阻器两端的电压为 滑动变阻器接入电路的电阻 又因为电压表的量程为0∼15V，所以滑动变阻器两端的最大电压不能超过15V。此时电路中的电流最小，根据欧姆定律和串联电路的电压特点，此时小灯泡两端的电压为 此时电路中的电流为 所以滑动变阻器接入电路的电阻最大为 答：（1）小灯泡的额定电流为0.6A； （2）小灯泡的电阻是10Ω； （3）电源电压是18V； （4）滑动变阻器接入电路的电阻范围是20Ω∼50Ω。 【变式2-2】（2024·江苏苏州·二模）如图所示的电路中，电阻R1的阻值为20Ω，电源电压不变，S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数为0.6A；S1断开，S2、S3闭合时，电流表的示数为0.9A。求： (1)电源电压及R2的阻值； (2)S1闭合，S2、S3断开时，电阻R1两端的电压； (3)S1、S2闭合，S3断开时，电流表的示数。 【答案】（1）当S1、S2断开，S3闭合时，电路为R1的简 单电路，电流表测电路中的电流，则电源电压为当S1断开，S2、S3闭合时，两电阻并联，电流表测干路的电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R1的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流为 则R2的阻值为 （2）当S1闭合，S2、S3断开时，两电阻串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流为 则电阻R1两端的电压为 （3）当S1、S2闭合，S3断开时，R1被短路，电路为R2的简单电路，电流表测电路中的电流，则电流表的示数为 题组03 【提分秘籍】 1.考点梳理与辨识要点 （1）电功的计算定义式：W=UIt。U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过该电路的电流，单位是A；t表示通电时间，单位是s；W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J。 （2）电功与电能的计算：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和 通电时间的乘积。计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路），导出试：和W=I2Rt。 （3）电功率的计算定义式：P=UI，即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A。导出式：P=I2R，。 2.解题关键步骤 （1）应用公式过程中的“同一性”：a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量；b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算。 （2）无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。 （3）并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1；串联电路中常用公式：W=I2Rt。 （4）电功导出式：和W=I2Rt这两个公式只适用于纯电阻电路。 （5）电功率导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。 【典例剖析】 【例3】（2024·江苏徐州·中考真题）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V  3W”字样，R1、R2为定值电阻，当S闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光，L和R1的功率之比为3∶1；当开关都闭合时，R1和R2的功率之比为4∶1，求： (1)灯泡L正常发光时的电阻； (2)开关都闭合时，R2的功率。 【答案】（1）灯泡L正常发光时的电阻 （2）当S闭合，S1和S2断开时，灯泡和电阻R1串联，灯泡L正常发光，电路中的电流 通过灯泡和电阻R1的电流相等，L和R1的功率之比为3∶1，所以 R1=4Ω 电源电压 U=I(RL+R1)=0.5A×(12Ω+4Ω)=8V 当开关都闭合时，R1和R2并联，R1的功率 R1和R2功率之比为4∶1，R2功率 【变式演练】 【变式3-1】（2024·江苏南通·中考真题）如图，电源电压恒定，灯泡规格为“”，滑动变阻器最大阻值为为定值电阻。闭合开关S，将接1，移动滑片使灯泡正常发光，电路总功率为；将接2，滑片移至a端，电流表示数为0.8A，电路总功率为，滑片移至b端，电流表示数为0.2A。求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)与的比值； (3)电源电压。 【答案】（1）由知道，灯泡正常发光时的电阻为 （2）由知道，小灯泡的额定电流为 闭合开关S，将S1接1，灯泡L与滑动变阻器R1串联，当小灯泡正常发光时，电路总功率为 将S1接2，滑片移至a端，电路中只有定值电阻R2接入电路，电流表示数为0.8A，电路总功率为 则P1与P2的比值为 （3）将S1接2，滑片移至a端时 ① 将S1接2，滑片移至b端时 ② 由①②得 U=8V 【变式3-2】（2024·江苏扬州·中考真题）家中应急手电筒的电路图如图所示，电源电压为3V，闭合开关，通过灯泡的电流为0.6A，忽略灯泡电阻的变化。求： （1）灯泡电阻R； （2）电路工作1min消耗的电能W； 【答案】解：（1）灯泡电阻为 （2）电路工作1min消耗的电能为 答：（1）灯泡电阻R为； （2）电路工作1min消耗的电能为。 题组04 电功率的多挡位问题 【提分秘籍】 多档位的实质是利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对档位的控 制。家庭电路中电源电压U＝220V，根据知R总 越大，P实越小，档位越低；R总越小，P 实越大，档位越高。 （1）高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻最小。 （2）中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻高于高温档。 （3）低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻最大。 （4）在串联型加热电路中，电阻越大，根据可知，电功率越小，挡位越低，越是低温挡或保温挡。电热器是用来加热的，所以常常与比热容相关计算联系起来，考查被加热的物质吸收的热量、温度变化等，进而计算加热效率。被加热的物质吸收的热量Q吸=cm△t，消耗的电能W=Pt，加热效率。当电能全部转化为水的内能时，W=Q吸。在计算过程中，要注意被加热的物质的温度变化时，“升高了”还是“升高到”。 （5）在并联型加热电路中，电阻越小，根据可知，电功率越大，挡位越高，越是高温挡或加热挡。 如果已知各挡功率，计算电热（电功）用Q=W=Pt，同时也可以计算各挡位的电阻；如果没有已知功率，通常通过可以计算出电功率，再用计算电热。当然根据题目已知也可以用其他公式进行计算。 【典例剖析】 【例4】（2024·江苏苏州·中考真题）某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻和分压电阻，S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。求： （1）的阻值； （2）电饭锅高温挡的功率； （3）保温16min，分压电阻产生的热量。 【答案】解：（1）当S接a时，电路为的简单电路，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A ，根据欧姆定律可得，的阻值为 （2）根据P=UI可得，电饭锅高温挡的功率为 （3）当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，此时两电阻串联，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。根据串联电路特点和欧姆定律可得，分压电阻的阻值为 保温16min，分压电阻产生的热量为 答：（1）的阻值为； （2）电饭锅高温挡的功率为880W； （3）保温16min，分压电阻产生的热量为。 【变式演练】 【变式4-1】（2024·江苏连云港·中考真题）小明家的电水壶的内部电路如图甲所示，其中为电热丝，S是电源开关，是温控开关（水温达到100℃，自动由加热状态切换为保温状态）。该电水壶的部分重要参数如图乙所示。已知电源电压为220V。求： （1）当开关S闭合，断开时，电路中的电流。 （2）当开关S和均闭合时，的电功率。 （3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能。 【答案】解：（1）当开关S闭合，断开时，电路是由R2组成的简单电路；当开关S和S0均闭合时，电路是由R2和R1组成的并联电路，由于并联电路电阻比并联的任何一个电阻的阻值都小，根据可知，电水壶处于加热状态；当开关S闭合，S0断开时，电水壶处于保温状态，则 （2）当开关S和均闭合，电路是由R2组成的简单电路，此时电水壶处于加热状态，功率等于两电阻功率之和，R1的电功率为 （3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能 答：（1）当开关S闭合，S0断开时，电路中的电流为0.2A； （2）当开关S和S0均闭合时，R1的电功率为836W； （3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能为4.4×104J。 【变式4-2】（2025·江苏苏州·一模）某学校为保障学生的饮水健康，配备了智能饮水机，如图1所示。如图2所示是饮水机内部的化电路图，技术参数如表所示，通过开关S1、S2实现高低挡的控制，R1和R2均为电热丝且电阻恒定。求： 额定电压 220V 正常工作电功率 高温挡 1100W 低温挡 440W (1)电热丝R1的阻值； (2)电热丝R2的阻值； (3)饮水机在低温挡正常工作时，R2在10s内消耗电能。 【答案】（1）开关S1、S2闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，根据可知，此时总功率最大；开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，由可知，此时总功率最小；饮水机处于高温挡时，R1的阻值为 （2）低温挡为两个电阻串联，电路中的总电阻为 电热丝R2的阻值为 （3）饮水机在低温挡正常工作时，电路为R1与R2串联，此时电路中的电流为 R2在10s内消耗电能为 1．（2024·江苏常州·三模）中国自主研制的“鲲龙”AG600M灭火飞机成功完成12t投汲水试验．若该飞机某段时间内消耗航空燃油1t，飞机发动机做的功为，航空燃油的热值为，水的密度为， 问： (1)12t水的体积有多大？ (2)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量有多大？ (3)发动机的效率是多大？ 【答案】(1)12m3 (2)4×1010 (3)50% 【详解】（1）由得，12t水的体积是 （2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为 （3）发动机的效率是 2．（2024·江苏南通·模拟预测）如图电路中，滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 1A”字样，电压表量程0~15V，闭合开关S1、S2，断开开关S3，调节变阻器滑片P至某位置，电压表示数为6V，电流表示数为0.5A，灯泡正常发光；再闭合开关S3，电流表示数变为0.75A，求： (1)求变阻器接入电路的阻值； (2)求灯泡的额定功率； (3)只闭合开关S1、S2，改变电源电压并移动滑片P，使电路安全工作，求电路100s消耗的最大电能。 【答案】(1)12Ω (2)1.5W (3)900J 【详解】（1）由电路图可知，闭合开关S1、S2，断开开关S3时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中电流，因此变阻器接入电路的阻值 （2）S1、S2、S3都闭合时，只有滑动变阻器接入电路，电压表测电源电压，电流表测电路中电流，则电源电压为 闭合开关S1、S2，断开开关S3时，调节变阻器滑片P至某位置，电压表示数为6V，电流表示数为0.5A，灯泡正常发光，则灯泡的额定电流为0.5A，由串联电路电压特点可知，灯泡的额定电压 灯泡的额定功率 （3）只闭合开关S1、S2，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中电流，调节变阻器滑片P至某位置，使灯泡正常发光，由电压表量程可知滑动变阻器两端电压最大U滑大=15V，灯泡正常发光时电路中电流最大，此时滑动变阻器连入电路的阻值 在滑动变阻器的最大阻值范围内，以此时的电源电压 电路10s消耗的最大电能 3．（2024·江苏徐州·一模）如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。闭合开关，图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中滑动变阻器的电功率与其连入电路电阻的关系图像。求： (1)电源电压。 (2)电路总功率的变化量。 【答案】(1)6V (2)2.4W 【详解】（1）由电路图可知，闭合开关，滑动变阻器R1与定值电阻R串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，由图乙可知，当R1=10 Ω时，P1=0.9 W，当R1'=20 Ω时，P1'=0.8 W，因串联电路中各处的电流相等，则由可得，两种情况下电路中的电流分别为 因串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，且电源电压不变，则有 U=I1（R+R1）=I2（R+R1'） 即 0.3 A×（R+10 Ω）=0.2 A×（R+20 Ω） 解得R=10 Ω，则电源电压为 U=I1（R+R1）=0.3 A×（10 Ω+10 Ω）=6 V （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，整个电路的总功率最大，为 当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，电路的总功率最小，为 所以，电路总功率变化量为 4．（2024·江苏南京·一模）如图所示，为某电水壶的简化电路图，下表为铭牌的部分参数，R1、R2为发热丝，其中R2＝40Ω。则： 型号 SDS﹣15X05 容量 1L 额定电压 220V 额定频率 50Hz 加热功率 ？W 保温功率 40W (1)电水壶处于保温挡时，正常工作5min消耗的电能是 J； (2)电水壶的加热功率为 W，R1= Ω。 【答案】(1)1.2×104 (2) 1210 1170 【详解】（1）电水壶处于保温挡时，正常工作5min消耗的电能为 （2）[1]当开关S1闭合，S2拨至“1”时，只有R2工作；当开关S1闭合，S2拨至“2”时，R1和R2串联，因串联电路的总电阻大于任意一分电阻，则当开关S闭合，S2拨至“1”时，电路中电阻最小，根据可知此时电水壶的功率最大，为加热状态；则当开关S1闭合，S2拨至“2”时，R1和R2串联，此时电水壶处于保温状态；电水壶的加热功率为 [2]电水壶处于保温状态时，电路的总电阻 由串联电路的电阻规律可得R1的阻值 5．（2024·江苏连云港·一模）我国道路安全法规规定的酒驾标准如表所示。图甲所示为检测酒驾所用的酒精测试仪原理图，其中R2是定值电阻，R1是酒精气敏电阻，其阻值随血液中酒精含量变化的图像如图乙所示。若在图甲所示的工作电路中，电源电压恒为8V，定值电阻R2为20Ω。 驾类型标准 无酒驾行头 小于0. 2mg/mL 酒后驾车 0.2~0. 8mg/mL 醉酒驾车 0. 8mg/mL以上 (1)当酒精测试仪所检测的酒精含量为0时，求电压表的示数和定值电阻R2消耗的电功率。 (2)当电流表示数为0.32A时，请通过计算判断被检测者的酒驾类型。 【答案】(1)6V，0.2W (2)醉酒驾车 【详解】（1）由图乙可知酒精测试仪所检测的酒精含量为0时，R1的电阻为60Ω，由图甲可知，两电阻串联，所以此时电路中的总电阻为 R=R1+R2=60Ω+20Ω=80Ω 此时电路的电流为 电压表测R1两端电压，因此示数为 U1=IR1=0.1A×60Ω=6V 根据串联电路电压的特点可知，定值电阻R2两端的电压为 U2=U-U1=8V-6V=2V 定值电阻R2消耗的电功率 P2=U2I =2V×0.1A=0.2W （2）当电流表的示数为0.32A时，由可知，此时电路的总电阻为 根据电阻的串联特点可知，此时酒精气敏电阻R1的阻值为 R1'=R'-R2=25Ω-20Ω=5Ω 由图乙可知，R1的阻值为10Ω时，被检测者的酒精气体浓度为0.8mg/mL，且R1的阻值随血液中酒精含量增大而减小，因此被检测者的酒精气体浓度大于0.8mg/mL，所以被检测者属于醉酒驾车。 6．（2024·江苏苏州·一模）R是阻值可随压力F变化的电阻，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路，R0=20，当F=0N时，乙电路中电流表示数为0.1A，电流表量程为0~0.6A。求： (1)电源电压； (2)图乙中，当压力为300N时，1min内电阻R0产生的热量； (3)图丙中，压力F的最大值。 【答案】(1)6V (2)48J (3)200N 【详解】（1）由乙图可知，两个电阻串联，当F=0N时，R=40，电流表示数为0.1A，则电源电压为 （2）图乙中，当压力为300N时，R1=10，电路中的电流为 1min内电阻R0产生的热量为 （3）图丙中，两个电阻并联，电流表量程为0~0.6A；因压力F越大则接入的电阻越小，当达到电流表最大量程时，电路中允许接入的电阻最小，此时电阻R0所在分支电流为 根据并联电路分流可知，电阻R所在分支电流为 可知此时 由图可知此时压力F的最大值为200N。 7．（2024·江苏镇江·一模）某卫星采用太阳能作为供电能源，蓄电池作为储能装置，卫星上电器均用蓄电池供电，相关数据如下： ①太阳能电池板接受到的太阳光辐射功率1000W/m2；其光电转化效率25%，将电能存储到蓄电池的效率为80%； ②卫星上电器设备正常工作时电功率为2000W，在地球阴影区为了维持设备正常工作，需要再开启电加热，加热功率1600W。 ③绕地球一圈的运动过程中，1.2h被太阳照射，0.4h处于地球阴影区。 (1)若卫星绕地球时的速度为7.5km/s，则卫星 1min 通过的路程为多少km? (2)每次经过地球阴影区，卫星需要消耗多少电能? (3)若不考虑蓄电池供电时的能量损失，为了满足卫星长时间正常工作，太阳能电池板有效面积至少为多大? 【答案】(1)450km (2)1.44kW·h (3)16m2 【详解】（1）卫星 1min 通过的路程 （2）绕地球一圈的运动过程中，1.2h被太阳照射，0.4h处于地球阴影区，每次经过地球阴影区，卫星需要消耗电能 （3）根据题意，卫星转一圈，太阳能电池板的发电量大于等于耗电量，才能满足卫星长时间正常工作，即，发电量与耗电量的关系 代入数据 解得太阳能电池板有效面积 太阳能电池板有效面积至少为16m2。 8．（2024·江苏宿迁·三模）小明家一款新型电烤箱铭牌上的部分参数如表所示，其简化电路如图甲所示，、均为电热丝（阻值不随温度变化）。求： (1)该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流？ (2)电热丝和的阻值？ (3)傍晚用电高峰期，小明想测量电烤箱在工作时的实际电压，于是他断开了家中其他用电器，仅让电烤箱在加热状态下工作，1min内如图乙所示的电能表转盘转了50r，则电烤箱两端的实际电压是多少？ 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）电烤箱在额定保温功率下工作时的电流为 （2）由图甲可知，开关S闭合，S1接a，两个电阻并联，电阻中电阻最小，根据可知为高温挡；开关S闭合，S1接b，只有接入电路，电阻中电阻大，根据可知为低温挡；则的阻值为 根据并联电路互不影响的特点，可知消耗的功率为 则的阻值为 （3）电能表转盘转了50r，消耗的电能为 此时的实际功率为 根据题意有 解得。 9．（2024·江苏无锡·模拟预测）家用燃气热水器是一种方便、快捷的洗浴设备．下表是某品牌家用燃气热水器的铭牌，使用燃气热水器需要防止在无水或水压过低的情况下进行“干烧”。为此，该热水器设计了“水气联动”装置，能够做到“水到气才到”（即：水从进水管流入，对膜片产生压力，膜片带动阀杆将阀门顶开，天然气得以通过阀门进入主火管道），其结构原理如图所示，水管出水口的面积为。[，，] 型号 XXX 燃气类型 天然气 额定热功率 额定电压 3V（DC） 适应水压 (1)请观察“水气联动”装置的结构原理图．若膜片的面积是，请计算“水到气到”时水对膜片的最小压力为多少？ (2)水流在粗细均匀的管道中以0.5m/s的速度匀速流出，则每秒流出水的质量为多少？ (3)热水器以额定热功率工作，水流以0.5m/s的速度匀速流出，经加热后出水温度提高20℃，请计算此时对水加热的效率是多少？ 【答案】(1)6N (2)0.15kg (3)84% 【详解】（1）由表格可知，最小水压为，则水对膜片的最小压力为 （2）每秒流出水的体积为 每秒流出水的质量为 （3）加热后水温度提高20℃，则每秒钟水吸收的热量为 每秒消耗的电能为 加热效率为 10．（2024·江苏徐州·三模）如图所示电路，灯泡L标有“4V 2W”字样，R2的阻值为10Ω，只闭合开关S时，灯泡正常发光；开关S、S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.8A。求： (1)灯泡的额定电流； (2)R1的阻值。 【答案】(1)0.5A (2)8欧或10欧 【详解】（1）由题意可知，灯泡的额定电压为4V，额定功率为2W，则灯泡的额定电流为 （2）由图可知，只闭合S时，灯与R1串联，灯正常发光，则有 开关S、S1、S2都闭合时，灯被短路，R1与R2并联，电流表测量干路电流，即I总=1.8A，则有 代入数据有 解得 11．（2025·江苏苏州·一模）如图所示，湾湾运用电学知识设计了一个电子身高测量仪。已知定值电阻R1＝5Ω，电源电压恒为4V，R2的规格为“20Ω，0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为。闭合开关S： (1)当被测身高增加时，电压表示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)当R2实际接入的电阻值为5Ω时，电流表的示数为 A； (3)为保证各元件安全，定值电阻R1的功率范围是 。 【答案】(1)变大 (2)0.4A (3)0.2W～1.25W 【详解】（1）由电路图可知，该电路是串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端电压，当被测身高增加时，变阻器接入电路中的阻值变大，串联电路中元件两端的电压和它的电阻成正比，即电压表的示数变大。 （2）当R2实际接入的电阻值为5Ω时，电流表的示数为 （3）R2的规格为“20Ω 0.5A”，电压表量程为0～3V，为了保证电路中各元件安全工作，电路中的最大电流为0.5A，此时定值电阻R1的最大功率为 当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大，定值电阻R1两端电压最小为 则此时R2的功率为 所以定值电阻R1的功率范围是0.2W～1.25W。 12．（2025·江苏常州·模拟预测）冬天，小明的奶奶经常用电热暖水袋焐脚，某星期天，室内温度为25℃，小明把和室温相同的电热暖水袋接入家庭电路，关闭其它用电器，通电加热6min，电热暖水袋温度达到： 55℃并自动断电，这时家中电能表（如图所示）指示灯闪烁了120次，已知电热暖水袋内装有1kg的水，水的比热容为 4.2×103 J/(kg⋅℃)。整个过程中， 问： (1)水吸收热量是多少? (2)电热暖水袋的功率为多少? (3)加热过程中的热效率多大? (4)提出一条安全使用电热暖水袋的注意事项。 【答案】(1)1.26×105 J (2)375W (3)93.3% (4)见解析 【详解】（1）水吸收热量为 （2）消耗的电能为 功率为 （3）加热过程中的热效率为 （4）在使用电热水壶时应该注意：充电结束后及时断电、充电时不要接触水、插入插座时不能用湿手触碰带电体等。 13．（2024·江苏连云港·一模）小明同学在社会实践活动中测量家中使用的天然气灶烧水的效率。于是，他在家里将2L的水倒入烧水壶，然后放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃ 加热到80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查到天然气的热值是q=4.0×107J/m3，已知水的比热容是c=4.2×103J/(kg·℃)。求： (1)倒入烧水壶中水的质量； (2)在这个过程中水吸收的热量 (3)天然气灶烧水的效率。 【答案】(1)2kg (2)5.04×105J (3)36% 【详解】（1）倒入烧水壶中水的体积 V=2L=0.002m3 则水的质量 m水=ρV=1.0×103kg/m3×0.002m3=2kg （2）水吸收的热量 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃-20℃)=5.04×105J （3）天然气燃烧放出的热量为 Q放=Vq=0.035m3×4.0×107J/kg=1.4×106J 天然气灶烧水的效率 14．（2025·江苏苏州·一模）某油电混合动力汽车工作原理如图甲所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图乙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为2×108J，测试中全部由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h，同时储蓄电池的电能增加了10%，求： (1)在该次测试中，若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量为多少焦？ (2)在该次测试中，汽车牵引力做功多少焦？ (3)在该次测试中，内燃机的效率是多少？（忽略蓄电池和驱动电机的热损失） 【答案】(1)4.5×108J (2)2×108J (3)49% 【详解】（1）燃料完全燃烧释放的热量为 （2）汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h时，由乙图像可知 汽车行驶的路程为 汽车牵引力做的功为 （3）内燃机做功获得的电能为 内燃机做的有用功为 内燃机的效率为 15．（2025·江苏南通·一模）某款无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg。若汽油机的效率为，，。求在这段运动过程中： (1)汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温15℃，质量300kg的水吸收，水的温度会升高到多少℃？ (3)如果汽车匀速运动时受到的阻力为1000N，消耗4kg汽油汽车能够行驶的路程是多少？ 【答案】(1) (2)75℃ (3)54km 【详解】（1）4kg汽油完全燃烧放出的热量为 （2）由题可知废气带走的能量为 即水吸收的热量为 由可知水升高的温度为 则水的末温 （3）已知汽油机的效率为 汽车做的有用功为 汽车匀速运动时的受到阻力与汽车的牵引力是对平衡力，由二力平衡的条件可知，汽车的牵引力为 根据可知汽车通过的路程为 16．（2024·江苏连云港·二模）图甲是某校实践活动小组设计的电子秤的结构原理图，通过改写电压表的表盘数值后可直接读出所称量物体的质量。已知电阻R0=60Ω，电压表的量程为0～3V，压力传感器R的阻值与所受压力变化的图像如图乙所示，设托盘和压杆的质量可以忽略不计，电源电压保持6V恒定不变，g取10N/kg。 （1）电子秤的量程是多大？ （2）“0kg”应标记在表盘上的哪个刻度线处？ （3）如果保持电子秤结构和电压表量程不变，使电子秤的量程变为0～30kg，应将电阻R0更换为多大的电阻R1？ 【答案】（1）40kg；（2）1V；（3）120Ω 【详解】 解：（1）根据电路图可知，压敏电阻R与定值电阻R0串联，电压表测量R0两端的电压；当所称量物体的质量增加时，压敏电阻受到的压力增大；由R-F图像可知，压力增大时，压敏电阻的阻值减小，总电阻减小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据欧姆定律可知：定值电阻R0两端的电压变大，即电压表的示数变大；则当电子秤所测质量最大时，对应的电压表示数达到最大值；所以，根据电压表的量程可知，此时定值电阻R0两端的电压为 电子秤达到最大称量，电路中的电流最大为 根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可知：压敏电阻两端分得的电压 根据欧姆定律可得压敏电阻的阻值 由图乙可知，此时压敏电阻受到的压力为400N，所测物体的最大重力为 由可得，该电子秤的最大称量 （2）由图乙可知，当压力传感器R不受压力时，R的阻值最大，由图像可知，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流 电压表的示数 所以“0kg”应标记在表盘上的“1V”刻度线处。 （3）由图乙可知，电阻阻值和压力的大小关系为 当压力为0时，电阻为300Ω，则，当压力为400N时，电阻为60Ω，则 解得，电阻阻值和压力的大小关系为 使电子秤的量程变为，则压敏电阻受到的最大压力为 此时压敏电阻为 若电子秤结构和电压表量程不变时，使电子秤的量程变为0～30kg，应将电阻R0更换为更大阻值的电阻R1，即当压敏电阻达到最小时，此时更换后的电阻R1两端的电压不变，由于压敏电阻电阻与R1串联，由分压原理可得，压敏电阻分得的最大电压 所以由串联电路电压特点得 即 解得，所以应将电阻R0更换为120Ω的电阻R1。 答：（1）电子秤的最大称量是40kg； （2）“0kg”应标记在表盘上的1V刻度线处； （3）应将电阻R0更换为120Ω的电阻R1。 9 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $$