17 第十六章 电流做功与电功率（课件PPT）-【智乐星中考·学考传奇】2025年山东省济南市中考物理全练本

1 第十六章　电流做功与电功率 建议用时：30分钟 2 【基础练 基础达标】 1.(2024·长春)1 kW·h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是 (　　)　　　　 　　　　　　　　　　 A.节能灯　 B.电饭煲　 C.电视机 　D.电烤箱 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 3 2. (2024·日照岚山二模)新能源汽车的ECO模式是指汽车的经济驾驶模式， 也叫作节能模式。当新能源纯电汽车开启ECO模式后，汽车系统会采用 “省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是(　　) A.降低了电池的输出电压 B.减小了电池的输出电流 C.减小了电机线圈的电阻 D.增大了电池的输出功率 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 4 3.正常工作的电取暖器，它的发热管热得发红，而供电的电源线却不热，这主要是因为(　　) A.电源线散热比发热管快得多 B.通过电源线的电流小于发热管的电流 C.电源线的绝缘隔热性能好 D.电源线的电阻远小于发热管的电阻 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 5 4.(2024·达州)如图是某品牌电热毯内部电路简化图，该电热毯具有高低两挡加热功能，下列说法正确的是(　　) A.只闭合开关S1时，电路处于高温挡 B.只闭合开关S2时，电路处于低温挡 C.同时闭合开关S1、S2时，电路处于高温挡 D.同时闭合开关S1、S2时，电路处于低温挡 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 6 5.(2024·长春三模)(多选)新能源汽车节能环保，它的充电桩有快充和慢充两种。下列说法正确的是( ) A.汽车充电时电池的作用相当于用电器 B.安装充电桩时不需要接地和漏电保护 C.同一台汽车充电时，快充比慢充的功率大 D.同一台汽车充满电时，快充比慢充消耗的电能多 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 7 6.【跨学科·数学】小芳家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和白炽灯各一个，按照每度电0.5元的计费标准，将这三个用电器单独正常工作1小时的用电费用绘制出如图所示的柱状图，下列说法正确的是(　　) A.正常工作时，这三个用电器两端的电压相等 B.正常工作时，流过这三个用电器的电流相等 C.电烤箱实际功率总大于白炽灯的实际功率 D.在一个月内，小玲家电烤箱的用电费用一定 最多 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 8 7.(2024·自贡)如图是灯泡L的I-U图像，结合图像分析，下列选项正确的 是(　　) A.当通过灯泡L的电流为0.2 A时，工作1 min消耗的电能是0.24 J B.当通过灯泡L的电流为0.3 A时，其电功率为0.72 W C.将两个完全相同的灯泡L并联在3.6 V的电源两端，电路的总功率为2.88 W D.将灯泡L和6 Ω的定值电阻串联在6 V的电源两端，电路的总电阻为18 Ω 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 9 【解析】 A.当通过灯泡L的电流为0.2 A时，电压为1.2 V，工作1 min消耗的电能W=UIt=1.2 V×0.2 A×60 s=14.4 J，故A错误。 B.当通过灯泡L的电流为0.3 A时，其两端电压小于2.4 V，其电功率小于P=UI=2.4 V×0.3 A=0.72 W，故B错误。 C.将两个完全相同的灯泡L并联在3.6 V的电源两端，两灯泡两端的电压均为3.6 V，电流均为0.4 A，干路电流I=I1+I2=0.4 A+0.4 A=0.8 A，电路的总功率P=UI=3.6 V×0.8 A=2.88 W，故C正确。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 10 D.将灯泡L和6 Ω的定值电阻串联在6 V的电源两端，串联电路电流相等，由 图像得，当通过灯泡的电流为0.4 A时，灯泡两端电压为3.6 V；由欧姆定律 得，定值电阻两端的电压UR=IR=0.4 A×6 Ω=2.4 V，电源电压U=UL+UR= 3.6 V+2.4 V=6 V，符合题意。由欧姆定律得，此时灯泡的电阻RL=== 9 Ω，电路的总电阻R总=RL+R=9 Ω+6 Ω=15 Ω，故D错误。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 11 8.(2024·牡丹江)两个电阻串联在电路中，R1=10 Ω，R2=20 Ω。R1两端的 电压为1 V，通过R1的电流为____A，R2两端的电压为___V，通电5 min， R1上产生的热量为____J。  0.1 2 30 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 12 9.(2024·达州)某彩色电视机的铭牌如图所示，其额定电功率为_____W， 额定电流是_____A。当它正常工作时，60 s内消耗的电能为_______J。 110 0.5 6 600 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 13 10.(2024·淄博)如图所示电路，灯L标有“3 V　0.9 W”字样(忽略温度对灯 丝电阻的影响)。当开关S1断开，S2、S3闭合时，电流表的示数为0.6 A， 灯L正常发光，灯L的电阻为____Ω，电压表的示数为___V；当开关S2、 S3断开，S1闭合时，灯L与电阻R的连接方式为______，电流表的示数为 _____A。  10 3 串联 0.2 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 14 【解析】 当开关S1断开，S2、S3闭合时，灯L与电阻R并联，电流表测通过R的电流，电压表测电源电压。灯L正常发光，根据并联电路的电压规律，电源电压即电压表示数U=U额=3 V；根据P=可得，灯L的电阻RL===10 Ω；电流表的示数为0.6 A，根据欧姆定律可得，电阻R的阻值R===5 Ω。当开关S2、S3断开，S1闭合时，灯L与电阻R串联，忽略温度对灯丝电阻的影响，则电路总电阻R总=RL+R=10 Ω+5 Ω=15 Ω，根据欧姆定律可得，电路中的电流即电流表的示数I2===0.2 A。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 15 11.【新考法·项目式探究】 (2024·山西)在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻( )、一个电动机( )和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440 W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题： 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 16 (1)在虚线框内画出烘干器内部电路图； (2)使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 17 (2)解：替换后的发热电阻功率： P=P原=×440 W=220 W， 由P=UI可知，通过发热电阻的电流：I===1 A， 由I=可知，需购买电阻的阻值：R===220 Ω。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 18 12.(2024·日照五莲二模)如图所示，甲、乙是“探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，两个透明容器中密封着等质量的空气。 (1)通电后，透明容器中电阻丝的内能是通过______(选填“做功”或“热 传递”)的方式改变的。实验中通过观察两个U形管中的液面______的变 化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。  做功 高度 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 19 (2)甲图所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与______的关 系，通电一段时间后，____(选填“左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量 多。  (3)乙装置中的电阻R3的作用主要是_________________________。  (4)如果乙装置中R3发生了断路，在通电时间相同的情况下，与R3未发 生断路相比较，左侧U形管中液面的高度差将______(选填“变大”“变小” 或“不变”)。  (5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这 一现象，可用图____(选填“甲”或“乙”)的实验结论来解释。 电阻 右 使通过R1和R2的电流不相等 变小 甲 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 【拔高练 培优提能】 13.(2024·广安)如图甲所示电路，电源电压恒定不变，电流表量程是0～0.6 A，电压表量程是0～3 V。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中，滑动变阻器R和灯泡L的U-I图像分别如图乙所示，当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是(　　) A.电源电压为4 V B.灯泡L正常发光时的电阻为6 Ω C.电路中允许的最大功率为2.25 W D.电压表测量的是滑动变阻器R两端 的电压 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 21 【解析】 D.闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流，故D错误。 ABC.闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，R连入电路的阻值减小，电路中的总电阻变小，电流变大，灯泡两端的电压变大，由此可知，图乙中下边的曲线为灯泡的U-I图像，则上边的曲线为R的U-I图像，滑片在a点时R接入电路的阻值最小(允许接入的最小阻值)，电路中的电流最大，由于灯泡恰好正常发光，则根据U-I图像可知，灯泡正常工作时两端的电压为1.5 V，电流为I=I最大=0.5 A，此时R两端的电压为3 V，则电源电压U=UL+UR=1.5 V+3 V=4.5 V，故A错误；则灯泡正常发光时的电阻：RL===3 Ω，电路的最大功率P最大=UI最大=4.5 V×0.5 A=2.25 W，故B错误，C正确。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 22 14.(多选)如图是小明设计的电子身高测量仪简易示意图，电源电压恒为6 V，保护电阻R0=9 Ω，R是一个规格为“15 Ω　0.5 A”的滑动变阻器，电压表量程为0～3 V，电流表量程为0～0.6 A，闭合开关S后，在不损坏电路元件的前提下，下列说法错误的是( ) A.测量的人身高越高，身高表示数越大 B.R接入电路的阻值变化范围是1～9 Ω C.电路的最小功率是1.7 W D.保护电阻R0的最大功率为3.24 W 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 23 15.(2024·南充)如图甲所示为某品牌电热水壶。该型号电热水壶内部简化电路如图乙，额定电压为220 V，具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为100 W，双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，其中R2=60.5 Ω。现将此电热水壶装入0.45 L初温为20 ℃的水，接到220 V的家庭电路中，选用加热挡加热至100 ℃，已知该电热水壶加热效率为80%，ρ水=1.0×103 kg/m3，c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求： (1)电热水壶中水吸收的热量； (2)加热挡的电功率； (3)需要的加热时间。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 24 解：(1)水的体积：V=0.45 L=0.45 dm3=0.45×10-3 m3， 水的质量：m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×0.45×10-3 m3=0.45 kg， 水吸收的热量：Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/×0.45 kg×=1.512×105 J。 (2)由P=可知，电阻越小时，电功率越大，故当开关接2和3时为保温挡，只有R1工作，当开关接3和4时，为加热挡，此时R1和R2并联，R2的功率：P2===800 W， 故加热功率：P加=P2+P保=800 W+100 W=900 W。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 25 (3)电热水壶加热时消耗的电能： W===1.89×105 J， 需要的加热时间：t===210 s。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 26 16.(2024·上海)在如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10 Ω，电源电压为15 V。 (1)求此时通过电阻R1的电流I1。 (2)把滑动变阻器R2与电流表(量程为0～0.6 A)以某种方式接入电路中，发现电路中最小电功率为27 W。 ①判断电阻R1与电阻R2的连接方式，并说明理由。 ②求电路中滑动变阻器的最大阻值Rmax。 ③求电路中的最大电功率Pmax。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 27 解：(1)此时通过电阻R1的电流：I1===1.5 A。 (2)①电路中的最小电流I总min===1.8 A>1.5 A，所以连接方式是并联。 ②通过滑动变阻器的最小电流： I2 min=-I1=1.8 A-1.5 A=0.3 A， 电路中滑动变阻器的最大阻值：Rmax===50 Ω。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 28 ③将电流表接入滑动变阻器所在支路中，则通过滑动变阻器的最大电流 I2 max=0.6 A， 干路中的最大电流：=I1+I2 max=1.5 A+0.6 A=2.1 A， 电路中的最大电功率：Pmax=U=15 V×2.1 A=31.5 W。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 29 17.健身使用的电子握力计模拟电路如图甲所示。将电流表(量程为0～0.6 A)改装成握力计。电源电压为18 V，定值电阻R1为10 Ω，握力计手柄A端与滑动变阻器R2的滑片P连接，B端与R2的b端固定在绝缘支架上。测握力F大小时，滑片在ab之间滑动，握力为0时滑片P处于a端，手柄弹簧处于原长。经过检测与推算，滑动变阻器接入电路的阻值与握力F的大小关系如图乙所示。求： 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 30 (1)握力为0时电路中的电流； (2)在电路安全情况下，测量最大握力时，R2消耗的电功率； (3)若想增大握力计的测量范围，电路中增加一个阻值为10 Ω定值电阻R3，请判断分析应该将R3与R1串联还是并联？在电路安全的情况下，计算改进后握力计测量握力的范围。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 31 解：(1)由图甲可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，由握力计串联接入电路中可知，握力计是由电流表改装而成的，测电路中的电流；由图乙可知，握力为0时，R2接入电路的电阻为50 Ω，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流： I====0.3 A。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 32 (2)由图乙可知，握力越大，R2接入电路的电阻越小，由欧姆定律可知，电路中的电流越大，因为电流表的量程为0～0.6 A，所以，在电路安全情况下，电路中的最大电流为0.6 A，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R小===30 Ω， 由串联电路的电阻特点可知，R2接入电路的电阻： R2'=R小-R1=30 Ω-10 Ω=20 Ω， 测量最大握力时，R2消耗的电功率： P2=R2'=(0.6 A)2×20 Ω=7.2 W。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 33 (3)由题意可知，电路中的最大电流一定，由欧姆定律可知，电源电压一定时，电路中的最小总电阻一定，由图乙可知，握力越大，R2接入电路的电阻越小，由串联电路的电阻特点可知，此时应将R3与R1串联，由串联电路的电阻特点可知，此时R2接入电路的最小电阻： =R小-R1-R3=30 Ω-10 Ω-10 Ω=10 Ω， 由图乙可知，此时握力为200 N，因此改进后握力计测量握力的范围为0～200 N。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 34 18.(2024·淄博)在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为 2.5 V(正常发光时的电阻约为9 Ω)。 (1)图甲是小明连接的电路，请指出不妥之处：_____________________。  电流表选用的量程太大 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 35 (2)重新连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，将数据及现象记录在表格中。 实验 次数 电压表 示数/V 电流表 示数/A 小灯泡的 实际功率/W 小灯泡 亮度 1 0.5 0.16   不亮 2 1.3 0.22   较暗 3 2.1 0.26   较亮 4 2.5     明亮 5 3.0 0.36   耀眼 强光 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 36 ①实验多次测量的目的是________________________________________ ________________________________；  ②第4次实验时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为_____W； 接下来要完成第5次实验，滑片应向____移动；  ③通过实验发现，小灯泡两端的电压越大，实际功率______，小灯泡越 亮；  ④小聪发现表格中有一个电流数据有误，该数据是______。 得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之 间的普遍规律(其他答案合理即可) 0.7 右 越大 0.36 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 37 (3)完成实验后，小明取一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丙所示的 电路，测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整： ①闭合开关S，移动滑片P，直至电压表示数为_____V；  ②断开开关S，保持滑片P位置不变，_____________________________。 再闭合开关，记录电压表示数U'；  小灯泡正常发光时的电阻R=(用所测的 量和已知量表示)。  2.5 将电压表改接在定值电阻R0两端 R0(其他答案合理即可) 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 38 【压轴练 满分冲刺】 19.(2024·苏州)图甲中，电源电压为12 V、电流表(0～0.6 A)、电压表(0～15 V)、滑动变阻器标有“？Ω　1 A”字样，虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡(6 V　0.5 A)，闭合开关，在元件安全的情况下，使滑片P移动范围最大，得到滑动变阻器的I-U图像如图乙。则： 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 39 ①虚线框内是小灯泡 ②电路的最大功率为6 W ③虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的阻值为10 Ω ④滑动变阻器最大阻值为20 Ω 以上结论正确的有(　　) A.③④ B.②③ C.①② D.①④ 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 40 【解析】 ①由电路图可知，定值电阻或小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。根据欧姆定律可得，滑动变阻器的I-U关系式为I=I定===-或I=IL===-，由图乙可知，滑动变阻器的I-U关系图像为一次函数，则虚线框内的元件阻值为一定值，由于小灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，所以虚线框内是定值电阻，不是小灯泡，故①错误。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 41 ②④由于电压表量程最大值大于电源电压，故滑动变阻器的滑片可以移动到最大阻值处，由图乙可知，滑动变阻器两端的电压最大为Umax=8V，通过电路的最小电流为Imin=0.4 A，则滑动变阻器的最大阻值Rmax= ==20 Ω，故④正确。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 42 此时定值电阻两端的电压U定=U电-Umax=12 V-8 V=4 V，定值电阻的阻值R定===10 Ω，当滑动变阻器两端的电压最小时，电路中的电流最大，此时定值电阻两端的电压U定'=U电-Umin=12 V-6 V=6 V，电路中的最大电流Imax=I定'===0.6 A，电路的最大功率Pmax=U电Imax=12 V×0.6 A=7.2 W，故②错误。 ③串联电路各处电流相等，当P定=P滑时，由P=UI=I2R可知，滑动变阻器接入电路的阻值与定值电阻的阻值相等，为10 Ω，故③正确。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 18 43 $$