内容正文:
专题16 电功 电功率
电能 电功
1.(2025·陕西省西安市·三模)华为Mate70Pro手机搭载了我国自主研发芯片麒麟9020S5G处理器,拥有容量为5000mA•h,标称电压为3.8V的超大锂离子聚合物电池,该处理器的芯片主要材料是________ (选填“导体”、“半导体”或“超导体”);该手机电池充满电后可储存的电能为 __________ J;若每次都将手机电池电量耗尽后再充满,一度电最多能让该手机充满电 _______ 次。
2.(2025·安徽省合肥市·三模)为提倡节能环保,攀枝花市引进大量新能源电动公交车.为新能源公交车充电的导线较粗是为了减小导线的_______.若充电过程中充电电流为100A,充电电压为380V,则新能源电动公交车充电2h消耗的电能为______kW•h.
3.(2025·安徽省合肥市·三模)随着“围炉煮茶”的走红,小西准备用家里的煮茶器与朋友共同品茶。图甲是小西家里的煮茶器,表中是它的部分参数,图乙是它的加热电路的原理图,只有R0是加热电阻。为了实现多档位加热和保温功能,小西找来了定值电阻R1和R2,将煮茶器的加热电路改造成图丙所示电路,使电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%在高、中、低三挡工作。求:
(1)R0在中温挡的功率;
(2)R2的阻值;
(3)若在实际电压为200V的电路中只有煮茶器一个用电器工作,且煮茶器处于低温挡工作状态,求图丁所示的电能表在11min内转过的圈数。
容积/L
1.5
额定电压/V
220
额定功率/W
1100
4.如图所示电路,电源电压U=9V保持不变,定值电阻R1=10Ω,闭合开关S, 电压表示数为3V。求:
(1)通过定值电阻R1的电流;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)通电5min,电阻R2消耗电能所占电源消耗电能的百分比。
5.如图,是某公司正在研发测试的小型农业植保无人机。它是利用无线遥控进行操纵,用于农药喷洒作业的不载人飞机。该款无人机配备整机质量为10kg,电池容量为1.5kW·h,动力系统搭载了效率为90%的电动机,它带动风叶高速转动为无人机提供升力,风叶额定转速2.4(103r/min)(转速单位:103r/min,读作:千转每分钟),该款无人机的转力效率为80%,转力效率指升力与每秒钟通过风叶空气重力之比。请完成下列问题。
(1)为了减轻风叶质量,风叶使用了尼龙碳纤维材料,是因为这种材料的_______小。
(2)该无人充满电工作,当剩余电量为电池容量的10%时会返回自动充电,充满电后至下一次自动充电,可提供多少焦耳的机械能用于无人机工作?
(3)若风叶的转圈时扫过的面积为2m2,空气被吹动的速度为6.4m/s,则1min内通过风叶的空气总质量是多少?(g取10N/kg,)
(4)为满足农业植保无人机能装载一定量的肥料,研发团队要求无人机工作时,至少要达到技术指标“25”,技术指标是指竖直方向的升力与风叶转速的平方之比,单位为:N/(103r/min)2。请通过计算说明,该无人机的风叶额定转速是否能满足此项标准?
电功率的相关计算
1.(2025·陕西省西安市·三模)如图甲所示电路中,电源电压恒定,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置,电流表与电压表V1示数变化关系的图象如图乙所示,电流表与滑动变阻器R连人电阻关系的图象如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.该电路的电源电压为8V
B.灯泡正常发光时电阻为18Ω
C.灯泡的最小功率为3.5W
D.电路的功率范围为1.8W~4.5W
U滑=IR=0.2A×40Ω=8V因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压为
U=UL+U滑=1V+8V=9V故A错误;
U'滑=I'R'=0.5A×1Ω=0.5V因串联电路中总电压等于各分电压之和,此时灯泡的电压为
U'L=U-U滑=9V-0.5V=8.5V灯泡的正常发光的电阻
灯泡的额定功率是
P'=U'LI'=8.5V×0.5A=4.25W此过程中灯泡的最小电压为1V,最小电流为0.2A,最小功率为
P=ULI=1V×0.2A=0.2W故BC错误;
D.当灯泡的电压为1V时,电路中的最小电流为0.2A,最大电流为0.5A,电路的功率
2.(2025·陕西省西安市·三模)如图甲所示,定值电阻R与一个标有“12V,6W”的小灯泡并联接在一个电压可调的电源两端,电流表的量程为,电流表的量程为。闭合开关S时,电流表、的指针偏转均如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.小灯泡的电阻为
B.定值电阻R的阻值为
C.通过定值电阻R和小灯泡的电流之比是4∶1
D.在确保电路元件安全的情况下,电路总功率的最大值为30W
3.(2025·四川省绵阳市·三模)小明家的电冰箱铭牌及电能表表盘如图所示,则该冰箱一天实际工作______h(计算结果保留2位小数),单独工作1天能使电能表转盘转______r。
4.(2025·安徽省合肥市·三模)有“3V0.75W”的L1灯泡和“3V1.5W”的L2灯泡,如题图甲所示,闭合开关,L1灯泡和L2正常发光,则电路总电阻R=___________Ω;如题图乙所示,闭合开关,L1灯正常发光,则电源2的电压U=___V;此时L2消耗的实际功率P= _______W(假设灯丝电阻不变)
5.如图甲所示的电路中电源电压不变,小灯泡L的额定电压为24V,当把滑片P滑到最左端时,小灯泡恰好正常发光。图乙为通过灯泡L的电流与其两端电压的关系,当小灯泡正常发光时灯丝的电阻为__________Ω。调节滑动变阻器R,当其连入电路的阻值是__________Ω时,小灯泡的实际功率为3.6W。
6.(2025·四川省绵阳市·三模)小芸家的电能表上“?”的字样看不清楚,为了测量该数据,她单独将家中电冰箱接入电路,并记录了电冰箱正常工作的功率P随时间t变化的图像,如图所示。若让电冰箱正常工作5h,消耗的电能是________,这个过程中电能表的指示灯闪烁了640次,那么看不清楚的数据应该是________。
7.(2025·辽宁省鞍山市·三模)小明家购置一台如图甲所示的电热油汀取暖器,简称电热油汀,额定电压为220V,电热丝的电阻为44Ω,简化电路如图乙所示。该电热油汀的工作物质是一种油,质量为20kg,密度为,比热容为。
(1)电热油汀的额定电流是多少?___________
(2)不计热量损失,电热油汀正常工作10min,油升高的温度是多少?___________
(3)为了使电热油汀的实际加热功率可以调节,他将标有“6A 176Ω”字样的电位器串联在电路中,改装后的简化电路图如图丙所示。改装后电热油汀的实际加热功率的最小值是多少?___________
(4)工作物质用油而不用水,除了油的密度小,电热油汀轻便以外,还有什么优点?___________
8.(2025·陕西省延安市·三模)如图所示,将两只灯泡接入电源电压恒为6V的电路中,闭合开关S,两只灯泡均能正常发光,电流表A1的示数为0.3A,电流表A2的示数为0.45A。则L1的额定功率为 ________ W,通过灯L2的电流为 _________ A;忽略灯丝电阻的变化,通电20s,电路消耗的电能为 _______ J。
9.(2025·安徽省合肥市·三模)有“3V0.75W”的L1灯泡和“3V1.5W”的L2灯泡,如题图甲所示,闭合开关,L1灯泡和L2正常发光,则电路总电阻R=___________Ω;如题图乙所示,闭合开关,L1灯正常发光,则电源2的电压U=___V;此时L2消耗的实际功率P= _______W(假设灯丝电阻不变)
10.(2025·陕西省西安市·三模)如图,是小明家的电能表。
(1)当小明单独打开取暖器时,他发现家中电能表的转盘在30min内转动了1200圈,请问这段时间取暖器实际消耗的电能大小为多少J?
(2)取暖器实际功率为多少kW?
11.电动自行车已进入千家万户。小明家新买的某型号电动自行车的主要技术参数如表所示。
整车
整车质量
40kg
最高车速
≤30km/h
电动机
额定电压
48V
额定功率
240W
(1)电动自行车正常工作时的电流。
(2)若每个轮胎与地面的接触面积为0.01m2,质量为60kg的小明骑着电动自行车在水平路上匀速行驶时,对地面的压强多大?
12.(2025·陕西省西安市·三模)为改善学习环境,学校在全部20间教室各安装了一台额定电压为额定功率为的空调。求:
(1)空调的额定电流大小;
(2)所有空调在额定电压下同时工作,消耗的电能。
13.如图所示为某品牌电饭锅的简化电路图,R1和R2均为电热丝,S1是温度自动控制开关,已知电饭锅的额定电压为220V,高温挡功率为1320W,低温挡功率为110W。求:
(1)将锅内2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量;[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)电热丝R2的阻值。
13.如图是小明家电热水壶内部的简化电路图,其中R1为加热管,R2为限流电阻,只有加热管放出的热量能被水吸收。S1是温控开关(也叫防干烧开关),S、S2是手动开关,调节S、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态,如表是该电热水壶的铭牌。
XX牌电热水器
额定电压
220V
最大容量
2kg
额定加热功率
880W
保温功率
(1)电热水壶是利用电流的 ___________效应工作的。加热管R1的阻值为多少_______Ω?
(2)电热水壶正常工作时,其烧水效率为80%,在1标准大气压下,将一满壶初温为20℃的水烧开需要多长时间?(结果保留整数)[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)水烧开后,让电热水壶处于保温状态,若R2=165Ω,电热水壶在保温状态时加热管的功率是多少?
15.(2025·甘肃省定西市·三模)图甲是一款多功能电煮锅,图乙为该电煮锅简化电路图,其中开关可以断开、接A或接B,和都是用于加热的纯电阻,电煮锅的部分参数如下表所示。(和的电阻值不随温度变化而变化)
项目
额定电压(V)
低温挡功率(W)
中温挡功率(W)
高温挡功率
参数
220
550
1100
P高
(1)电煮锅处于中温挡正常工作时,求电路中的电流大小?
(2)高温挡的功率P高是多少?
(3)为了在户外露营时能使用电煮锅来烫火锅,可以采用能够存储的移动电源对其进行供电,使用充满电的移动电源使电煮锅在中温挡正常工作把水烧开后,若调至低温挡进行保温,还可以正常工作多长时间?
16.(2025·山东省东营市·三模)张强妈妈买了一个新的电饭煲,张强从说明书中,得知下表中的信息,工作电路图如图甲所示,S1为温控开关,加热电阻R1和R2的阻值不随温度变化.求:
额定电压
220V
额定蒸煮功率
1210W
额定保湿功率
88W
频率
50Hz
容积
5L
(1)电饭煲在“保温”状态下正常工作时,通过电饭煲的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)某周末的晚饭时,张强想利用自家电能表(如图乙)测量家庭电路的实际电压.于是他关闭了家中其它所有用电器,只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作,观察到电能表的转盘在1min内转了50转.求家庭电路的实际电压.
17.(2025·四川省绵阳市·三模)我国自主研发的新能源汽车可通过充电桩进行充电。某充电桩额定输出电压为500V,额定输出电流为20A,现有一电动汽车的电源由8000节电池组成,电池总质量为400 kg,该电池的能量密度为0.20kW·h/kg(能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值)。求:
(1)该充电桩的额定输出功率;
(2)该汽车电池从完全没电充至满电需要的时间。
18.(2025·陕西省西安市·三模)8.如图甲所示是一款具有发热、控温双重功能的电加热眼罩,绝缘的聚酯薄膜表面有序排列10根一样的PTC加热丝,电加热眼罩内部结构如图乙所示,PTC加热丝两端与金属导线相连,形成网状结构,由6V的锂电池供电,每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图丙所示,当温度达到40℃时,PTC加热丝的发热功率等于散热功率(即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等)温度保持不变,实现智能控温。
PTC加热丝的连接方式是___________联,正常工作时金属导线中A、B处电流分别为和,则___________(填选“<”、“=”或“>”)。眼罩加热电路的最大发热功率为___________W。将眼罩加热电路开关闭合,其功率随时间变化的图像最可能是下图中的___________。
A. B.
C. D.
19.(2025·陕西省西安市·三模)目前远距离输电主要采取高压输电的方式来实施。在保证输送功率不变的情况下,采用提高电压的方法减少线路上电能的损失。如图1所示是陕西榆林某风力发电场,主要为西安某工业园区供电。已知该电场远距离输电时,输出功率P0=1.0×108W,输电线路总电阻为10Ω。
(1)风力发电是利用风力带动风车叶片旋转,从而带动风机内的发电机发电。发电机利用 _________原理发电,高压输电线路的电能损耗主要是电流的 _____效应。
(2)若输电线路的电流为1250A,则输电电压是多少________kV?
(3)若从榆林到西安的输电效率为90%,输电线上的电流大小为多少______A?
(4)在实际传输电能的过程中,输出电功率一定,将输电电压提高为原来的2倍,则输电线上损失的功率将变为原来的 __________倍;在高压输电时常用到如图2所示装置,该装置是导体,这是为 _______(选填“增大”或“减小”)输电线上电能的损失。
20.小华家电茶炉的额定加热功率为800W,将电茶炉接入家庭电路中正常工作10min,刚好将电茶炉内1kg的水从20℃加热至100℃。求:
(1)此过程中水吸收的热量为多少?
(2)电茶炉烧水的效率为多少?[]
21.(2025·辽宁省鞍山市·三模)1.寒假,为给阳台上的花草制作一个可调温的加热装置,小墨网购了一根额定电流为3A的电炉丝(如图甲)。在家长陪同下,他把电炉丝分成两段,其中,段为阻值可调的部分。如图乙,他将两段电炉丝接入电源电压恒为12V的电路中,闭合开关S,在通过电炉丝的电流不超过其额定电流的情况下,该加热装置的总功率P与电源的输出电流之间的关系图像如图丙所示,其中、分别为电源的最大、最小输出电流。忽略温度对电阻的影响,闭合开关S,求:
(1)电炉丝中的电流:
(2)该加热装置的最大总功率;
(3)段的最大阻值。
22.(2025·江西省上饶市·三模)如图甲所示,电源电压不变,,滑动变阻器标有“”字样。当的滑片在端且只闭合开关时,电流表的示数为;当的滑片在端且三个开关同时闭合时,灯泡正常发光。图乙是灯泡的图像。求:
(1)电源电压;
(2)灯泡正常发光时,灯丝的电阻;
(3)只闭合开关,当电压表示数为时,灯泡的功率;
(4)只闭合开关,滑片从移到,电流表的示数变化范围。
与电功率有关的动态电路
1.(2025·陕西省西安市·三模)如图甲所示,坐位体前屈是中学生体质健康测试项目之一。图乙是小亮同学为其设计的工作原理图,电源电压恒为3V,R 1=10Ω,R2为一根长30cm的均匀电阻丝(阻值跟长度成正比),其最大阻值为30Ω,挡板未受推力时,滑片P位于电阻丝的端,在挡板处施加推力时,滑片P可自由滑动。闭合开关,下列说法正确的是( )
A.坐位体前屈成绩越大,测试仪示数越大,用电压表示数表示坐位体前屈成绩更合理
B.当推动挡板使滑片P由B端移动到A端时,电压表的示数变化了2V
C.电路消耗的最小功率是0.225W
D.当成绩达到优秀(≥18cm)时,电流表的示数大于0.15A
2.(2025·陕西省西安市·三模)每年进入汛期,多地会发生强降雨,导致河流水位上涨。某校科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示,电路中电源电压保持不变, R0为定值电阻, R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置(最大阻值40Ω), 浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动,当电流表的示数达到某一数值时提醒小组成员水位达到警戒值。R滑接入电路的阻值 R随水位的变化关系如图乙所示,与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.当水位升高时,电压表的示数减小
B.该电路工作时总功率最小值为0.3W
C.水位变化过程中,滑动变阻器功率最大时水位为20cm
D.当水位达到警戒水位时,电压表的示数为3V
3.(2025·四川省绵阳市·三模)一种电子体重计(图甲)的工作原理如图乙所示,R0为定值电阻,力敏电阻R1的阻值随压力变化情况如图丙所示。将数据处理器连接在a、b端或c、d端,它能把从小到大的电压值处理成一一对应的从大到小的体重值。下列说法中正确的是( )
A.数据处理器接在c、d端
B.电子体重计所称量人的体重越大,R1的电阻越大
C.电子体重计所称量人的体重越大,整个电路消耗的电功率越小
D.若发现体重测量值与真实值相比偏大,应换用阻值小一点的定值电阻R0
4.如图甲所示电路中,电源电压不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,灯泡L的额定电压为4V。第一次只闭合开关S、S1,滑片P从a端移到b端,图乙是滑动变阻器功率与电压表示数的关系图象;第二次只闭合开关S、S2,保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P,图丙是在安全的前提下通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系图象。则下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值为20Ω
B.电源电压为10V
C.只闭合开关S、S1,滑动变阻器的最大功率为0.9W
D.只闭合开关S、S2,为保证电路安全,滑动变阻器移动的阻值范围为10~50Ω
5.(2025·辽宁省鞍山市·三模)如图所示为一种测量环境湿度的仪器和它的简化工作原理图。电源电压恒为6V,定值电阻R=10Ω,R0为湿敏电阻,R0随环境湿度的增加而减少,R0的阻值变化范围为10~20Ω,闭合开关S,当环境的湿度增加时,下列说法错误的是( )
A.电压表示数变小
B.电压表示数与电流表示数的比值不变
C.经过R0的最大电流为0.2A
D.R电功率变化范围是0.6~0.9W
6.如图所示电路,电源电压9V保持不变,灯泡L标有“8V 4W”字样,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,只闭合开关S、S1时, 电路消耗的功率为4.05W。不计灯丝电阻随温度的变化,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R1的阻值是20Ω
B.灯泡L的电阻是20Ω
C.开关都闭合时,通过电流表的最小电流是0.9A
D.只闭合开关S2,移动滑片至滑动变阻器R2中点时,灯泡L实际功率为1.8W
7.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)如图,甲电路中电源电压保持不变,闭合开关后,将变阻器的滑片由a端向b端移动的过程中,两电压表的示数与电流表的示数变化关系如图乙Ⅰ、Ⅱ所示,则( )
A.Ⅱ是灯泡的I-U关系图像 B.灯泡最小功率为1W
C.R的最大阻值为25Ω D.电路的最大功率为3.6W
8.(2025·陕西省西安市·三模)新型PTC发热材料可以调节电路的电功率,在生活中广泛应用。某电烤箱的工作电路如图甲所示,是定值电阻,其阻值不受温度的影响,电阻是由PTC材料制成,与温度的关系如图乙所示,当电烤箱在图乙A点温度下工作时,电路消耗的总功率为880W,下列说法正确的是( )
A.定值电阻的阻值是10Ω
B.当温度从40℃上升到120℃时,电阻两端的电压先变大后变小
C.当温度从40℃上升到120℃时,电路消耗的总功率先变小后变大
D.当温度从40℃上升到120℃时,电阻消耗的功率先变大后变小
9.如图-1电路中,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,改变R2的阻值,两电压表示数与电流表示数变化关系如图-2。其中图线______(选填“I”或“II”)是电压表V2的示数,当滑片在______端时,电路消耗的电功率最大,R1的阻值为______Ω。若滑片置于变阻器的中点位置,R2消耗的电功率为0.8W,电源电压为______V。
10.(2025·四川省绵阳市·三模)飞船发射前,通常要检验舱体的气密性。小明设计的检测电路如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻R0的阻值为50Ω,压力传感器R的阻值随环境气压的变化规律如图乙所示。进行气密性监测时,将压力传感器R置于舱体内,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,电压表示数为100V,此时舱体内气压为1.0×105Pa。求:
(1)舱体不漏气时通过R0的电流;
(2)舱体不漏气时电路10min消耗的电能;
(3)电压表示数为75V时舱体内的气压。
伏安法测量小灯泡的电功率
1.(2025·四川省绵阳市·三模)某实验小组为测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,连接了如图所示的电路。请按要求完成下列各题。
(1)如图甲所示的电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“”,并用笔画线代替导线补画出正确的连线________。
(2)正确连接电路,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则故障可能是( )(填序号)。
A.滑动变阻器发生断路
B.小灯泡发生断路
C.小灯泡发生短路
D.滑动变阻器发生短路
(3)实验过程中,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率P=________w。
(4)小张记录了不同电压下通过小灯泡的电流,并根据记录的数据作出了通过小灯泡的电流I随其两端电压U变化的关系图像,下列图像中能正确反映。上述关系的是( )(填序号)。
A. B.
C. D.
2.小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为的电源一个、小灯泡(额定电压为)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中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)连接电路过程中,开关应该_______(选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应该移动到_______(选填“最左”或“最右”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是_______;(填选项符号)
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是_______A;
(5)电路连接正确操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为,为了测量小灯泡的额定电功率,这时应该向_______(选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片;
(6)小丽根据记录的多组数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为_______W;
(7)小丽根据小灯泡的图像(如图丙所示),分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大,你认为原因是_______。
3.(2025·山东省东营市·三模)实验小组在“测量小灯泡额定功率”的实验中,用到的实验器材有:电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时灯丝的电阻约为12Ω)、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)请根据实验要求将图甲所示的电路连接完整(导线不能交叉);______
(2)电路连接完整,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到______(选填“A”或“B”)端;
(3)小组同学将电路连接无误后闭合开关,观察到小灯泡不亮且电流表有示数、电压表示无数,电路中只有一处故障,则故障可能是灯泡______;
(4)排除故障后,闭合开关,电压表示数为1.8V,此时应将滑动变阻器的滑片向 ______ (选填“左”或“右”)移动。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为______W;
(5)小组同学测量另一个灯泡正常发光时的电功率,电压表意外损坏,经讨论后,选用阻值为R0的定值电阻进行实验,设计如图丙所示的电路,已知灯泡额定电压为U额。请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为______;
②保持滑动变阻器的滑片P不动,只闭合开关S、S2,读出电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电功率PL=______。(用U额、I、R0表示)
4.(2025·陕西省西安市·三模)小梁用如图甲所示的实验装置进行“测量小灯泡电功率”的实验,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)连接电路时,开关应处于___________状态;
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求:滑片向左移时小灯泡变暗);__________
(3)连接好电路闭合开关后,小灯泡不亮,电压表和电流表均偏转,下一步操作应该是___________;(填序号)
A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片P D.更换电池
(4)移动滑动变阻器滑片使电压表示数为2 V时,电流表的指针位置如图乙所示,则此时小灯泡的实际功率为___________W;若想让小灯泡正常发光,应该将滑动变阻器的滑片向___________(选填“左”或“右”)端移动;
(5)小梁多次改变滑动变阻器滑片的位置,并根据实验数据画出了小灯泡的U-I关系图象,如图丙所示。由图象可知:小灯泡的额定功率为___________W;
(6)实验结束后,小梁想用以上实验电路测量几个定值电阻的阻值。她找到一卷规格为10Ω/m的镍铬合金丝(无绝缘表层),截取了长度为0.4m、0.8m、1.2m的三段,对应阻值分别为4Ω、8Ω、12Ω,再分别将它们绕成螺旋状后制成几个定值电阻。接下来,她将自制的这几个定值电阻两端缠绕在接线柱上固定。对制作的电阻进行了测量检验,发现测量值均偏小,且有的偏差较大,原因可能是___________。
5.(2025·陕西省延安市·三模)小明在做“伏安法”测小灯泡的电阻和电功率的实验中,连接了图甲所示的实物电路,其中电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,有三个滑动变阻器可供选择(A为“10Ω,2A”、B为“20Ω,1A”、C为“50Ω,1A”)。
(1)请用笔画线代替导线,帮小明将图甲实物电路连接完整;
(2)正确连好电路,移动滑片P到最大阻值处,闭合开关试触时,发现电流表示数为零,电压表指针迅速偏至最右侧刻度线之外,则故障原因可能是小灯泡_______ ;
(3)排除故障后,通过移动滑片P,记录了多组对应的电压和电流值,绘制出如图乙所示的I﹣U图像。分析图像可知,小灯泡的额定功率为__________ W。在计算小灯泡的电阻时,小明从图乙中取了三组数据来求小灯泡电阻的平均值,这种计算方法错误的原因是忽略了_______ 对灯泡电阻的影响;
(4)实验结束后,小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究“电流与电阻的关系”,小明准备了5个定值电阻“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω”,开始实验:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图丙所示,则定值电阻的阻值为_______ Ω;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关,将定值电阻更换为15Ω的电阻后闭合开关,此时应将滑片向_____ (选填“左”或“右”)端滑动,使电压表的示数为2V;
③为完成实验,应选用_____ (选填“A”“B”或“C”)滑动变阻器。
6.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小瑶同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、一个滑动变阻器、电压为4.5V的电源和额定电压为2.5V的小灯泡,设计了如图甲所示的电路。
(1)实验中需要依据如图甲所示的电路图,将如图乙所示器材进行连线,请用笔画线代替导线,将如图乙所示电路连接完整______。
(2)小伟同学也按如图甲所示电路图连接电路,当连接最后一根导线时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。请你指出导致此现象可能的原因:①______;②______。
(3)正确连接好电路后,闭合开关,若小灯泡两端的电压为2.3V,要测小灯泡的额定功率,滑动变阻器滑片要向______(选填“左”或“右”)移动。当小灯泡正常发光,此时电流表指针如图丙所示,其示数为______A,小灯泡的额定功率为______W。
(4)移动滑片的过程中,小灯泡的亮度会发生变化,其亮度是由______决定的。
(5)实验中改变小灯泡两端的电压,多次测量的目的是______。
7.(2025·陕西省西安市·三模)小明同学在做“测量小灯泡的额定功率”的实验中,选用如图1所示的器材和电路。其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整;(要求滑动变阻器的滑片向右移动时通过电路的电流变大)_____
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片发现小灯泡始终不发光,电流表有示数,电压表无示数。若电路只有一处故障,则故障原因是_________;
(3)排除故障后再次闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为3.8V,此时电流表的示数如图2所示,则小灯泡的额定功率为_________W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V,小灯泡发光较暗,此时小灯泡的实际功率_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率;
(4)同组的小亮同学还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图1中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻,其余连接均不改变。图3是小亮根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知小亮将定值电阻R两端的电压控制为_____V不变。当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,滑动变阻器的滑片应向_____(选填“左”或“右”)端移动,直到滑动变阻器接入电路中的阻值为_______Ω。
8.(2025·甘肃省定西市·三模)某实验小组的同学用图甲所示器材测小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为3.8V额定功率小于1W,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为20Ώ 1A”,图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路.
(1)请你用画笔代替导线,在图甲中把电路连接完整.
( )
(2)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎么移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数明显,仔细检查,连续无误,那么出现该状况的原因应该是( )
A.电流表内部断路了 B,灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现了短路 D.滑动变阻器的电阻线断了
(3)排出故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,其值为____A,
小灯泡的额定功率为_____W.
(4)测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯额定电压下的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向____(选填C"或"D”)端动.
(5)测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值,原因是_____________
(6)图丙是该实验小组的同学测量小灯电功率的电路图,测量后他们对测量结果进行了误差分析,考虑电表本身对电路的影响.该电路主要是由于所测____________(选“电压”或“电流”)值偏大引起小灯跑电功率偏大的.
焦耳定律
1.为满足生活需要,我们充分利用电器设备获取各种能量。下列用电器中将电能主要转化为机械能的是( )
A.电饭锅 B.电热毯 C.电炉 D.电风扇
2.(2025·陕西省西安市·三模)科技自立自强是国家发展的战略支撑,如图所示的手机采用了具有中国自主知识产权的芯片,因而受到了广泛的关注,给手机充电时,手机的电池相当于__________,给手机充电的过程中,是将电能转化为__________能,在拔充电器时发现充电器发烫,充电头发热现象是因为电流具有__________效应。
3.(2025·陕西省西安市·三模)今年3.15曝光了一批非标线缆。为了降低成本,商家在生产非标线缆时往往使用废铜而非国标要求的无氧铜,这会使得导线的________变差(填物质的物理属性)。在生产工艺上,为减少铜的使用量,非标线通常两头粗中间细,这是通过____________的方法,__________(选填“增大”或“减小”)了导线电阻,这些问题导致非标线缆的电阻不达标,在通电过程中容易发热,会造成火灾等重大安全隐患。
4.(2025·陕西省西安市·三模)如图是简易电子秤的原理图,电源电压恒定不变,定值电阻R0的阻值是20Ω,该电路中电流的变化范围为0.3~0.6A.金属弹簧的上端与滑动变阻器的滑片相连,不放重物时滑片恰好在电阻R的最上端。闭合开关S,当称量的物体质量增大时,滑动变阻器R连入电路的电阻___________,电压表的示数___________(前两空选填“增大”“减小”或“不变”),电源电压为___________V。当称量的物体质量最大时,R0在5s内产生的热量为___________J。(金属弹簧的电阻忽略不计)
5.小明在做家庭装修规划时,选择了额定功率为8000W的即热式电热水器,从用电安全的角度考虑:卫生间装修时需要选用右表中的哪类铜导线铺设才能安全接入该电热水器?请用焦耳定律说明理由。
序号
横截面积
/mm2
限载电流
/A
1
1.5
15
2
2.5
25
3
4
32
4
6
40
6.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)如图所示的电路中,R为定值电阻,L为标“3V;1.5W”的小灯泡,灯丝阻值不变,电源电压恒定不变。闭合开关S,此时小灯泡正常工作,电流表示数为1.1A。求:
(1)通过小灯泡的电流;
(2)定值电阻R的阻值以及在2min内产生的热量。
7.(2025·陕西省西安市·三模)春季刚开学,小宇去老师的办公室,发现老师的办公桌上放置了电热桌垫(如图)。好奇的他很想知道电热桌垫的电热原理,他查看说明书后发现:该电热桌垫由12 V电源供电,发热部分由两根电热丝R1和R2组成,R1、R2的阻值分别为6Ω、12Ω,如图甲所示,该桌垫可通过调温开关控制不同的电功率(不考虑温度的变化对电阻的影响)。
(1)R1和R2并联时,电热桌垫处于___________(选填“低温”或“高温”)挡。有一个最大电流为10A的插座,能否满足该电热桌垫正常使用_______?
(2)当电热桌垫处于低温挡时,1min产生的热量是多少?
(3)当关闭其他用电器,只让该电热桌垫单独工作时,发现家里图乙所示的电能表转了10转,求电热桌垫此段时间消耗的电能为多少?
8.(2025·陕西省西安市·三模)学校开展了防溺水安全教育后,小华组设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器,其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V,R0是定值电阻,其阻值为10Ω;RP是压敏电阻,其阻值RP随水深h变化的图像如图乙所示。报警器浸入水下深度h大于等于1m时,报警器报警。通过计算回答:
(1)报警器未浸入水中时,电流表的示数是多少?
(2)报警器浸入水下深度h为1m时,RP两端电压是多少?
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,报警器响铃10s,压敏电阻RP产生的热量是多少?
电路多方位问题
1.(2025·陕西省西安市·三模)某电暖器具有智能控温系统,可根据室温自动调节加热功率,既能快速加热,又能省电节能。小明受此启发,用手动开关S,温控开关、、,两个加热电阻(、阻值不随温度变化),设计了电暖器加热电路,电源电压为220V。闭合开关S,各温控开关随温度的通断情况及对应的电路功率如下表所示。已知电阻的阻值为121Ω,下列关于该电路的说法不正确的是( )
温度
温控开关
温控开关
温控开关
电路功率
闭合
闭合
断开
1280
闭合
断开
断开
880
断开
断开
闭合
275
A.加热电路功率最大时,温控开关与并联
B.电阻的阻值为55Ω
C.若温控开关出现故障不能断开,该电路可能发生短路
D.若温控开关出现故障不能断开,加热电路的最小功率为880W
2.(2025·陕西省西安市·三模)图-1为自动保温电饭锅的电路图,电源电压为220V恒定不变,R1、R2是发热电阻,S是温控开关,能在触点a和b间切换工作状态。在某次煮饭过程中,电饭锅消耗的电能W与工作时间t的关系如图-2所示。下列说法正确的是( )
A.S接a时,电饭锅处于保温挡
B.电饭锅的加热功率是800W
C.加热状态下电路的电流是1.82A
D.R2的阻值是544.5Ω
3.如图-1所示的是一款冷暖空调扇,其内部简化电路如图-2所示,均为发热电阻,的阻值为110Ω,M是电动机。开关闭合后,当接1、2时吹冷风,此时电动机正常工作1h消耗的电能为。当接2、3时吹温风,接3、4时吹热风,吹热风时空调扇的总功率为1100W,电源电压为220V。下列说法正确的是( )
A.当开关接3、4,闭合时,电阻、连接方式为串联
B.当开关接2、3,闭合时,该设备消耗的总功率为440W
C.当该设备处于高温挡工作时,发热电阻消耗的电功率为550W
D.从吹温风切换到吹热风时,通过发热电阻的电流不变
4.如图所示电路是额定功率为400W的取暖器的原理电路图,S是控制开关,R是发热电阻丝。若要将其改装为总功率1500W的双控双挡位电取暖器,可取另一新发热电阻丝R₀与新开关S0串联后,再_____________(选填“串联”或“并联”)接入原来的电路,请你计算R0的阻值是___________Ω。
5.按要求完成下列小题。
(2)如图,是一款电煮锅的简化电路图。闭合开关S后,绕O点转动旋钮开关,可实现加热和保温两个挡位的切换。请根据以上要求,在图中虚线框内画出导线和两个发热电阻的元件符号,将电煮锅的电路图补充完整
6.(2025·陕西省延安市·三模)如图甲所示是某校新安装的一台直饮机,其工作原理如图乙所示,可以提供净化过的20℃左右的直饮水。85℃左右的温开水和100℃的开水。直饮机的内部加热电路简化图如图丙所示,R1和R2均为阻值不变的电热丝,通过开关S2的闭合或断开可实现加热和保温两挡,保温挡功率为110W,加热挡功率为2000W。[c水=4.2×103J/(kg·℃),紫外线灯管的功率较小,计算过程中可忽略不计]
(1)净化水的过程除了用超滤膜以外,还需要用紫外线灯照射,这是因为紫外线具有 _________ 功能;
(2)R2的阻值为多少?
(3)当只有直饮机在加热挡工作时,将5kg水从20℃加热到100℃,教室外安装的电能表的示数由图丁变为,求直饮机的加热效率;(结果保留至0.1%)
(4)为节能减排,学校计划安装太阳能电池板为直饮机供电。已知晴天1m2太阳能电池板一天能发电0.8kW·h,要求所有太阳能电池板晴天一天的发电量能供直饮机使用3天;直饮机每天正常工作加热时间计为3h,保温时间计为8h,求至少要安装多大面积的太阳能电池板。
7.(2025·陕西省西安市·三模)如图甲是一种便携式电气两用分体炉,可接气罐或电源使用,搭配1.8L煮锅、1.3L炒锅、1L煎锅三种不同锅型,可满足不同烹饪需求。气罐模式下,燃料在炉头处燃烧,给锅体加热,可通过阀门调节火力大小。接电模式下,电热丝在发热盘内发热,给锅体加热,其工作电路如图乙所示,均为电热丝(阻值不变),调节开关S的位置可实现多挡位工作的要求。
(1)某次使用时用1.8L煮锅烧水,在煮锅内装入1.5kg初温为20℃的水,然后将装有液化丁烷气的气罐接到炉子上将水恰好加热到沸腾(标准大气压)。求:[丁烷气的热值为,水的比热容为]
①水吸收的热量是多少?
②若此过程电气炉烧水的效率是80%,则气罐的质量减少了多少g?
(2)接电模式工作时,将电气炉单独接入220V的家庭电路中,调节开关S的位置,电气炉可以在“低温”、“中温”、“高温”之间转换。已知,“中温”挡的功率为880W。
①S接______(选填“1”“2”或“3”)时处于“中温”挡,“中温”挡正常工作时的电流是______A。
②将电气炉调至“高温”挡使用,家庭电路中如图丙所示的电能表在3min内闪烁了176次,求电热丝的电阻?______
8.(2025·陕西省西安市·三模)某型号的电加热器有高、低两挡调温功能,其额定电压为220V,内部电路由发热电阻、阻值不受温度影响和开关组成,其中。在不拆解电加热器内部电路的情况下,小华用图甲电路对其进行测试:在额定电压下,先闭合开关S,电流表的示数为。再闭合开关,电流表的示数变为4A。
(1)该电加热器使用的是三脚插头,是为了将电加热器的金属外壳与______相连。
(2)该电加热器高温挡的额定功率是多少?发热电阻的阻值是多少?
(3)小华增加了一个单刀双掷开关,利用原有元件对该电加热器的内部电路进行改装,如图乙所示,图中的虚线框内分别是和,改装后的电路具有高、中、低三挡调温功能,且低温挡功率不变,中温挡功率与原高温挡功率相同。
①请将发热电阻、的元件符号填入图乙电路的虚线框内,将电路补充完整。
②改装后,电加热器在高温挡正常工作消耗的电能是多少?
9.(2025·陕西省西安市·三模)直饮机的电路图如图所示,电热丝绕在出水管上,水经过出水管时被加热,通过改变“温、开水选择开关”的状态,可以选择出温水或开水。该直饮机的额定电压是,开水加热电功率是,温水加热电功率是。
(1)温、开水选择开关处于___________(“断开”或“闭合”)状态时饮水机处于加热状态;
(2)饮水机正常工作,出开水时电热丝中的电流是多少?
(3)电热丝的电阻是多少?
(4)现想缩短将水烧开所用的时间,需对直饮机的电路进行改造,请你仅用现有器材设计新的电路图。
10.(2025·江西省上饶市·三模)0.一种电热水龙头和它的电路简图如图甲、乙所示。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝,R2=55Ω,温水挡的电功率是2.2kW。
(1)当开关在_位置(1、2或2、3)时,流出的水为温水。
(2)当流出的水为温水时,求接入电阻的阻值。
(3)若该水龙头1min能流出约1kg的温水,求该水龙头消耗的电能。
(4)当流出的水为温水时,1min可以将1kg的水温度升高多少?(不考虑热量损失,计算结果保留1位小数)
11.(2025·安徽省合肥市·三模)随着“围炉煮茶”的走红,小西准备用家里的煮茶器与朋友共同品茶。图甲是小西家里的煮茶器,表中是它的部分参数,图乙是它的加热电路的原理图,只有R0是加热电阻。为了实现多档位加热和保温功能,小西找来了定值电阻R1和R2,将煮茶器的加热电路改造成图丙所示电路,使电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%在高、中、低三挡工作。求:
(1)R0在中温挡的功率;
(2)R2的阻值;
(3)若在实际电压为200V的电路中只有煮茶器一个用电器工作,且煮茶器处于低温挡工作状态,求图丁所示的电能表在11min内转过的圈数。
容积/L
1.5
额定电压/V
220
额定功率/W
1100
探究影响电流通过导体产生热量的因素
1.如图,是某实验小组探究影响电流热效应的因素的装置,甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油,电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中。闭合开关前,记录下煤油的初始温度。开关S接a,调节滑动变阻器滑片P,使电流表的示数为I1,记录下第100s和第200s时甲容器中煤油的末温度;开关S接b,调节滑片P,使电流表的示数为I2,记录下第200s时乙、丙容器中煤油的末温度。关于该实验过程,下列说法不正确的是( )
A.瓶内液体选择煤油而不用水,原因之一是因为煤油比热容比水小
B.开关S接a后的实验过程,是为了探究导体产生的热量与通电时间是否有关
C.该实验装置无法探究导体产生的热量与电流大小是否有关
D.探究导体产生的热量与电阻大小是否有关时,应选取阻值大小不同的R2和R3
2.(2025·陕西省延安市·三模)请完成下列填空。
(1)如图甲,秒表的读数是 __________ s。
(2)如图乙,抽掉玻璃板后,两瓶中颜色逐渐变均匀,这属于 _______ 现象。
(3)如图丙,将编号为b、d的两根电阻丝分别接入同一个电路,可以探究导体的电阻与导体 _________ 的关系。
(4)如图丁,可以通过观察U形管中两侧液面的 ________ 来反映产生热量的多少。
3.根据图示,完成相关的问题:
实验次数
入射角∠i
反射角∠r
1
20°
20°
2
40°
40°
3
50°
50°
(1)在探究光的反射规律的实验中得到如图﹣1所示的数据,根据表中数据可得结论:在光的反射现象中,___________。
(2)如图﹣2,在探究平面镜成像实验中,某同学发现看到蜡烛A的像不明亮、不清晰,于是他将蜡烛B也点燃,用来增加像的亮度。他这样做 ___________(填“能”或“不能”)使看到的像更明亮、清晰。
(3)该实验装置可以用来研究电流通过导体产生的热量多少与 ___________之间的关系,实验中通过 ___________来反映电流通过导体产生的热量的多少(选填“温度计示数变化”或“通电时间”)。
4.(2025·陕西省西安市·三模)按要求完成填空。
(1)如图甲所示,测得圆柱体的直径为__________cm;
(2)如图乙所示,小明将一个杯子装满水,用薄塑料片紧贴杯口,倒扣以后塑料片未往下掉,这是由于纸片受到________的作用;
(3)如图丙所示,在试管中装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气把软木塞冲出时的能量转化与四冲程汽油机的_________冲程相同;
(4)如图丁所示,为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,R3与R2并联,目的是使通过R1与R2的_________不同。
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专题16 电功 电功率
电能 电功
1.(2025·陕西省西安市·三模)华为Mate70Pro手机搭载了我国自主研发芯片麒麟9020S5G处理器,拥有容量为5000mA•h,标称电压为3.8V的超大锂离子聚合物电池,该处理器的芯片主要材料是________ (选填“导体”、“半导体”或“超导体”);该手机电池充满电后可储存的电能为 __________ J;若每次都将手机电池电量耗尽后再充满,一度电最多能让该手机充满电 _______ 次。
【答案】半导体 68400 52
【来源】2025年陕西省西安市高新区第三初级中学中考三模物理试题
【解析】[1]半导体材料(硅、锗、砷化镓等)是生产基础电子组件的关键,所以该处理器的芯片的主要材料是半导体。
[2]根据公式可知,充手机一次充满电可储存的电能为
[3],则1度电可供充电的次数为
2.(2025·安徽省合肥市·三模)为提倡节能环保,攀枝花市引进大量新能源电动公交车.为新能源公交车充电的导线较粗是为了减小导线的_______.若充电过程中充电电流为100A,充电电压为380V,则新能源电动公交车充电2h消耗的电能为______kW•h.
【答案】电阻 76
【来源】 2025年安徽省合肥市新站区中考三模物理试题
【解析】第一空.导线越粗,导线的电阻越小,所以为新能源公交车充电的导线较粗是为了减小导线的电阻;
第二空.新能源电动公交车充电2h消耗的电能为:
W=UIt=380V×100A×2h=76000W∙h=76kW∙h.
3.(2025·安徽省合肥市·三模)随着“围炉煮茶”的走红,小西准备用家里的煮茶器与朋友共同品茶。图甲是小西家里的煮茶器,表中是它的部分参数,图乙是它的加热电路的原理图,只有R0是加热电阻。为了实现多档位加热和保温功能,小西找来了定值电阻R1和R2,将煮茶器的加热电路改造成图丙所示电路,使电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%在高、中、低三挡工作。求:
(1)R0在中温挡的功率;
(2)R2的阻值;
(3)若在实际电压为200V的电路中只有煮茶器一个用电器工作,且煮茶器处于低温挡工作状态,求图丁所示的电能表在11min内转过的圈数。
容积/L
1.5
额定电压/V
220
额定功率/W
1100
【答案】(1)704W;(2)33Ω;(3)300r
【来源】 2025年安徽省合肥市新站区中考三模物理试题
【解析】解:(1)由于电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%在高、中、低三挡工作,由表格可知,煮茶器的中温挡功率
(2)由于只有R0是加热电阻,则高温挡时,R0的阻值
断开S1,中温挡时
解得
由串联分压,电阻与电压成正比可得
解得
R1=11Ω
断开S1、S2,在低温挡
P低=25%P高
解得
解得
R0∶(R1+R2)=1∶1
解得
R2=33Ω
(3)实际电压为200V的电路中,煮茶器处于低温挡工作状态,工作11min内,电能表转过的圈数为n,则电路中消耗电能
即
解得
n=300r
答:(1)R0在中温挡的功率为704W;
(2)R2的阻值为33Ω;
(3)电能表在11min内转过的圈数为300圈。
4.如图所示电路,电源电压U=9V保持不变,定值电阻R1=10Ω,闭合开关S, 电压表示数为3V。求:
(1)通过定值电阻R1的电流;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)通电5min,电阻R2消耗电能所占电源消耗电能的百分比。
【答案】(1)0.3A
(2)20Ω
(3)66.7%
【来源】2025年贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县中考三模物理试题
【解析】(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压。通过定值电阻R1的电流
(2)根据串联电路的电压特点可知R2两端的电压U2=U-U1=9V-3V=6V
由串联电路电流的规律可知通过电路的电流I=I1=0.3A
根据欧姆定律可知定值电阻R2的阻值为
(3)通电5min, 电阻R2消耗电能所占电源消耗电能的百分比
5.如图,是某公司正在研发测试的小型农业植保无人机。它是利用无线遥控进行操纵,用于农药喷洒作业的不载人飞机。该款无人机配备整机质量为10kg,电池容量为1.5kW·h,动力系统搭载了效率为90%的电动机,它带动风叶高速转动为无人机提供升力,风叶额定转速2.4(103r/min)(转速单位:103r/min,读作:千转每分钟),该款无人机的转力效率为80%,转力效率指升力与每秒钟通过风叶空气重力之比。请完成下列问题。
(1)为了减轻风叶质量,风叶使用了尼龙碳纤维材料,是因为这种材料的_______小。
(2)该无人充满电工作,当剩余电量为电池容量的10%时会返回自动充电,充满电后至下一次自动充电,可提供多少焦耳的机械能用于无人机工作?
(3)若风叶的转圈时扫过的面积为2m2,空气被吹动的速度为6.4m/s,则1min内通过风叶的空气总质量是多少?(g取10N/kg,)
(4)为满足农业植保无人机能装载一定量的肥料,研发团队要求无人机工作时,至少要达到技术指标“25”,技术指标是指竖直方向的升力与风叶转速的平方之比,单位为:N/(103r/min)2。请通过计算说明,该无人机的风叶额定转速是否能满足此项标准?
【答案】(1)密度
(2)4.374×106J
(3)998.4kg
(4)见解析
【来源】2025年陕西省西安交通大学附中中考三模物理试题
【解析】(1)为了减轻风叶质量,风叶使用了尼龙碳纤维材料,是因为这种材料的密度比较小,体积相同时,质量较小。
(2)用于无人机工作的机械能W=(1-10%)×1.5kW·h×90%=0.81×1.5×3.6×106J=4.374×106J
(3)1s扫过空气的体积V=2m2×6.4m=12.8m3
lmin扫过的空气的体积V'=60×12.8m3=768m3
lmin通过风叶空气的质量m=V'ρ空气=768m3×1.3kg/m3=998.4kg
(4)该无人机1s中通过风叶的空气质量为
因为该款无人机的转力效率为80%,所以升力的大小F=ηm1g=80%×16.64kg×10N/kg=133.12N
由题知,技术指标是指竖直方向的升力与风叶转速的平方之比,且风叶额定转速为2.4(103r/min),则此时的技术指标为
所以该无人机的风叶额定转速不能满足此项指标。
电功率的相关计算
1.(2025·陕西省西安市·三模)如图甲所示电路中,电源电压恒定,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置,电流表与电压表V1示数变化关系的图象如图乙所示,电流表与滑动变阻器R连人电阻关系的图象如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.该电路的电源电压为8V
B.灯泡正常发光时电阻为18Ω
C.灯泡的最小功率为3.5W
D.电路的功率范围为1.8W~4.5W
【答案】D
【来源】2025年陕西省西安市碑林区西安工业大学附中中考三模物理试题
【解析】A.由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测灯泡L两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当灯泡的电压为1V时,电路中的电流最小,根据丙图知,电路中的电流为0.2A时,变阻器接入电路中的电阻R=40Ω,由欧姆定律可得,滑动变阻器两端的电压为
U滑=IR=0.2A×40Ω=8V因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压为
U=UL+U滑=1V+8V=9V故A错误;
BC.由图乙可知,当电路中的电流为0.5A时,灯泡两端的电压为额定电压,由图丙可知,变阻器接入电路中的电阻R=1Ω,由欧姆定律可得,滑动变阻器两端的电压为
U'滑=I'R'=0.5A×1Ω=0.5V因串联电路中总电压等于各分电压之和,此时灯泡的电压为
U'L=U-U滑=9V-0.5V=8.5V灯泡的正常发光的电阻
灯泡的额定功率是
P'=U'LI'=8.5V×0.5A=4.25W此过程中灯泡的最小电压为1V,最小电流为0.2A,最小功率为
P=ULI=1V×0.2A=0.2W故BC错误;
D.当灯泡的电压为1V时,电路中的最小电流为0.2A,最大电流为0.5A,电路的功率
P最小=UI=9V×0.2A=1.8W
P最大=UI=9V×0.5A=4.5W
故D正确。
故选D。
2.(2025·陕西省西安市·三模)如图甲所示,定值电阻R与一个标有“12V,6W”的小灯泡并联接在一个电压可调的电源两端,电流表的量程为,电流表的量程为。闭合开关S时,电流表、的指针偏转均如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.小灯泡的电阻为
B.定值电阻R的阻值为
C.通过定值电阻R和小灯泡的电流之比是4∶1
D.在确保电路元件安全的情况下,电路总功率的最大值为30W
【答案】CD
【来源】2025年陕西省西安市新城区中考三模物理试题
【解析】A.灯泡的电阻
故A错误;
C.由电路图可知,灯泡和电阻并联,电流表在干路测干路电流,在支路测通过灯泡的电流;电流表的指针偏转相同,则电流表接量程,读数为;电流表接量程,读数为;通过定值电阻R的电流
通过定值电阻R和灯L的电流之比
故C正确;
B.根据并联电路的电压规律求得,定值电阻R两端的电压
定值电阻R的阻值为
故B错误;
D.在确保电路元件安全的情况下,灯泡两端的电压不能超过额定电压12V,此时通过灯泡的最大电流
则电流表安全;由并联电路中电压关系可知,电源电压最大为12V,定值电阻的最大电流
干路的最大电流
则电流表安全,所以电路总功率的最大值
故D正确。
故选CD。
3.(2025·四川省绵阳市·三模)小明家的电冰箱铭牌及电能表表盘如图所示,则该冰箱一天实际工作______h(计算结果保留2位小数),单独工作1天能使电能表转盘转______r。
【答案】7.14 1500
【来源】2025年四川省绵阳市游仙区中考三模物理试题
【解析】[1]根据耗电量可知该冰箱一天耗电,则该冰箱一天实际工作时间为
[2]转速为,则单独工作1天电能表转盘转数为
4.(2025·安徽省合肥市·三模)有“3V0.75W”的L1灯泡和“3V1.5W”的L2灯泡,如题图甲所示,闭合开关,L1灯泡和L2正常发光,则电路总电阻R=___________Ω;如题图乙所示,闭合开关,L1灯正常发光,则电源2的电压U=___V;此时L2消耗的实际功率P= _______W(假设灯丝电阻不变)
【答案】4 4.5 0.375
【来源】 2025年安徽省合肥市新站区中考三模物理试题
【解析】[1]L1灯泡的电阻为
R1==12Ω
L2灯泡电阻为
R2==6Ω
如题图甲所示,闭合开关,L1灯泡和L2正常发光且并联,则电路总电阻
R==4Ω
[2]如题图乙所示,闭合开关,L1灯正常发光且串联,两个灯泡的额定电流
I1==0.25A
I2==0.5A
两个灯泡串联,由串联电路电流的规律可知通过电路的电路为0.25A,则电源2的电压
U=IR串=0.25A×(6Ω+12Ω)=0.375W
[3]此时L2消耗的实际功率
P=I2R2=(0.25A)2×6Ω=0.375W
5.如图甲所示的电路中电源电压不变,小灯泡L的额定电压为24V,当把滑片P滑到最左端时,小灯泡恰好正常发光。图乙为通过灯泡L的电流与其两端电压的关系,当小灯泡正常发光时灯丝的电阻为__________Ω。调节滑动变阻器R,当其连入电路的阻值是__________Ω时,小灯泡的实际功率为3.6W。
【答案】60 40
【来源】2025年云南省楚雄彝族自治州双柏县中考三模物理试题
【解析】[1]由图可知,当滑动变阻器滑动到最左端时,滑动变阻器被短路,小灯泡正常发光,此时小灯泡两端电压等于电源电压,即
U额=U总=24V
正常发光时的电流为0.4A,根据得,小灯泡正常发光时灯丝的电阻为
[2]由图乙知,当小灯泡的实际功率为3.6W,根据可得,此时小灯泡两端的电压为12V。电流为0.3A,由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,根据串联电路分压特点,可知滑动变阻器两端电压为
由可得,滑动变阻器R连入电路的阻值为
6.(2025·四川省绵阳市·三模)小芸家的电能表上“?”的字样看不清楚,为了测量该数据,她单独将家中电冰箱接入电路,并记录了电冰箱正常工作的功率P随时间t变化的图像,如图所示。若让电冰箱正常工作5h,消耗的电能是________,这个过程中电能表的指示灯闪烁了640次,那么看不清楚的数据应该是________。
【答案】0.2 3200
【来源】2025年四川省绵阳市安州区中考三模物理试题
【解析】[1]由图可知,电冰箱额定功率为120W,通电1小时,电冰箱工作时间为20min,则电冰箱正常工作5h,消耗的电能为。
[2]消耗0.2kW·h的电能,指示灯闪烁640次,则看不清楚的数据应该是。
7.(2025·辽宁省鞍山市·三模)小明家购置一台如图甲所示的电热油汀取暖器,简称电热油汀,额定电压为220V,电热丝的电阻为44Ω,简化电路如图乙所示。该电热油汀的工作物质是一种油,质量为20kg,密度为,比热容为。
(1)电热油汀的额定电流是多少?___________
(2)不计热量损失,电热油汀正常工作10min,油升高的温度是多少?___________
(3)为了使电热油汀的实际加热功率可以调节,他将标有“6A 176Ω”字样的电位器串联在电路中,改装后的简化电路图如图丙所示。改装后电热油汀的实际加热功率的最小值是多少?___________
(4)工作物质用油而不用水,除了油的密度小,电热油汀轻便以外,还有什么优点?___________
【答案】5A 16.5℃ 44W 见解析
【来源】2025年辽宁省鞍山市育才中学中考三模物理试题
【解析】(1)[1]电热油汀的额定电流
(2)[2]不计热量损失,油吸收的热量
Q吸=W=UIt=220V×5A×10×60s=6.6×105J
油升高的温度
(3)[3]根据题意可知,电位器和电热丝串联,当电位器接入电路中的阻值最大时,电路中的电阻最大,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻
R总=R1+R2=44Ω+176Ω=220Ω
根据欧姆定律可知,电路中的最小电流
改装后电热油汀的实际加热功率的最小值
P小=I小2R1=(1A)2×44Ω=44W
(4)[4]油的比热容小于水的比热容,相同质量的油和水相比,吸收相同的热量,油升高的温度较大,即升温更快。
8.(2025·陕西省延安市·三模)如图所示,将两只灯泡接入电源电压恒为6V的电路中,闭合开关S,两只灯泡均能正常发光,电流表A1的示数为0.3A,电流表A2的示数为0.45A。则L1的额定功率为 ________ W,通过灯L2的电流为 _________ A;忽略灯丝电阻的变化,通电20s,电路消耗的电能为 _______ J。
【答案】1.8 0.15 54
【来源】2025年陕西省延安市安塞区初级中学中考三模物理试题
【解析】[1]由图可知,两灯并联,电流表A1测通过灯泡L1的电流,电流表A2测干路电流,两只灯泡均能正常发光,则两灯的额定电压均为6V,灯泡L1的额定电流为I1=0.3A,则L1的额定功率为P1=U1I1=6V×0.3A=1.8W
[2]根据并联电路的电流规律可知,通过L2的电流为I2=I-I1=0.45A-0.3A=0.15A
[3]通电20s,电路消耗的电能为W=UIt=6V×0.45A×20s=54J
9.(2025·安徽省合肥市·三模)有“3V0.75W”的L1灯泡和“3V1.5W”的L2灯泡,如题图甲所示,闭合开关,L1灯泡和L2正常发光,则电路总电阻R=___________Ω;如题图乙所示,闭合开关,L1灯正常发光,则电源2的电压U=___V;此时L2消耗的实际功率P= _______W(假设灯丝电阻不变)
【答案】4 4.5 0.375
【来源】 2025年安徽省合肥市新站区中考三模物理试题
【解析】[1]L1灯泡的电阻为
R1==12Ω
L2灯泡电阻为
R2==6Ω
如题图甲所示,闭合开关,L1灯泡和L2正常发光且并联,则电路总电阻
R==4Ω
[2]如题图乙所示,闭合开关,L1灯正常发光且串联,两个灯泡的额定电流
I1==0.25A
I2==0.5A
两个灯泡串联,由串联电路电流的规律可知通过电路的电路为0.25A,则电源2的电压
U=IR串=0.25A×(6Ω+12Ω)=0.375W
[3]此时L2消耗的实际功率
P=I2R2=(0.25A)2×6Ω=0.375W
10.(2025·陕西省西安市·三模)如图,是小明家的电能表。
(1)当小明单独打开取暖器时,他发现家中电能表的转盘在30min内转动了1200圈,请问这段时间取暖器实际消耗的电能大小为多少J?
(2)取暖器实际功率为多少kW?
【答案】(1)1.44×106J
(2)0.8kW
【来源】2025年陕西省西安市第八十五中学中考三模物理试题
【解析】(1)当电能表转盘转过1200r时,取暖器消耗的电能为
(2)取暖器实际功率为
11.电动自行车已进入千家万户。小明家新买的某型号电动自行车的主要技术参数如表所示。
整车
整车质量
40kg
最高车速
≤30km/h
电动机
额定电压
48V
额定功率
240W
(1)电动自行车正常工作时的电流。
(2)若每个轮胎与地面的接触面积为0.01m2,质量为60kg的小明骑着电动自行车在水平路上匀速行驶时,对地面的压强多大?
【答案】(1)5A
(2)5×104Pa
【来源】2025年陕西省西安国际港务区铁一中陆港初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)由P=UI可得,电动自行车正常工作时的电流
(2)车对地面的压力
受力面积
车对地面的压强
12.(2025·陕西省西安市·三模)为改善学习环境,学校在全部20间教室各安装了一台额定电压为额定功率为的空调。求:
(1)空调的额定电流大小;
(2)所有空调在额定电压下同时工作,消耗的电能。
【答案】(1)5.5A
(2)242kW∙h
【来源】2025年陕西省西安市高新一中初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)额定电压为,额定功率为的空调,正常工作电流为。
(2)所有空调在额定电压下同时工作,额定电功率,消耗的电能为。
13.如图所示为某品牌电饭锅的简化电路图,R1和R2均为电热丝,S1是温度自动控制开关,已知电饭锅的额定电压为220V,高温挡功率为1320W,低温挡功率为110W。求:
(1)将锅内2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量;[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)电热丝R2的阻值。
【答案】(1)6.72×105J;(2)40Ω
【来源】2025年云南省楚雄彝族自治州双柏县中考三模物理试题
【解析】(1)水吸收的热量
(2)由可知,当S、S1都闭合时,电路中R1、R2并联,电路中电阻最小,电路处于高温挡,当S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,电路处于低温挡,电阻R2的功率为
电阻R2的阻值
答:(1)将锅内2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是6.72×105J;
(2)电热丝R2的阻值为40Ω。
13.如图是小明家电热水壶内部的简化电路图,其中R1为加热管,R2为限流电阻,只有加热管放出的热量能被水吸收。S1是温控开关(也叫防干烧开关),S、S2是手动开关,调节S、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态,如表是该电热水壶的铭牌。
XX牌电热水器
额定电压
220V
最大容量
2kg
额定加热功率
880W
保温功率
(1)电热水壶是利用电流的 ___________效应工作的。加热管R1的阻值为多少_______Ω?
(2)电热水壶正常工作时,其烧水效率为80%,在1标准大气压下,将一满壶初温为20℃的水烧开需要多长时间?(结果保留整数)[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)水烧开后,让电热水壶处于保温状态,若R2=165Ω,电热水壶在保温状态时加热管的功率是多少?
【答案】(1)热 55
(2)955s
(3)55W
【来源】2025年陕西省西安国际港务区铁一中陆港初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)[1][2]电流通过导体时电能转化成热能,电热水壶是利用电流的热效应工作的;由电路图可知,当S、S1、S2都闭合时,R2短路,电路中只有R1工作;当开关S、S1闭合,S2断开时,R1、R2串联。根据串联电阻的规律,由知,当电路中只有R1工作时功率较大,为加热状态,即手动开关S、S2都闭合时,电热水壶处于加热状态。
根据表中数据可知,电热水壶的额定加热功率为880W,由可知加热管R1的阻值为
(2)在1标准大气压下,水的沸点为100℃,将一满壶初温为20℃的水烧开,水需要吸收的热量为
根据效率公式得电热水壶消耗的电能为
加热挡的加热时间为
(3)电路处于保温状态时,由串联电路的电阻特点可知,此时电路的电阻
此时电路中的电流为
R1的功率为
15.(2025·甘肃省定西市·三模)图甲是一款多功能电煮锅,图乙为该电煮锅简化电路图,其中开关可以断开、接A或接B,和都是用于加热的纯电阻,电煮锅的部分参数如下表所示。(和的电阻值不随温度变化而变化)
项目
额定电压(V)
低温挡功率(W)
中温挡功率(W)
高温挡功率
参数
220
550
1100
P高
(1)电煮锅处于中温挡正常工作时,求电路中的电流大小?
(2)高温挡的功率P高是多少?
(3)为了在户外露营时能使用电煮锅来烫火锅,可以采用能够存储的移动电源对其进行供电,使用充满电的移动电源使电煮锅在中温挡正常工作把水烧开后,若调至低温挡进行保温,还可以正常工作多长时间?
【答案】(1)5A;(2)2200W;(3)12600s
【来源】2025年甘肃省定西市安定区城区三校联考中考三模物理试题
【解析】解:(1)由可知,当开关断开,接时,此时电路为串联电路,电路中的总电阻为两个电阻之和,总阻值最大,此时功率最小,为低温挡;当开关闭合,接时,此时被短路,电路中只有一个电阻,此时为中温挡;当开关闭合,接时,此时电路为并联电路,根据并联电路电阻规律可知,此时电路总电阻最小,功率最大,为高温挡;由可得,电煮锅处于中温挡工作时,电路中的电流大小为
(2)由题可得的阻值为
当开关断开,接时,此时电路为串联电路,电路中的总电阻为两个电阻之和,总阻值最大,此时功率最小,为低温挡,此时电路的总电阻为
根据串联电路电阻规律可知,R2的阻值为
由可知,高温挡的功率为
(3)电煮锅在中温挡工作消耗的电能为
剩余的电能为
由可得,在低温挡工作的时间为
答:(1)电煮锅处于中温挡工作时,电路中的电流为5A;
(2)高温挡的功率为2200W;
(3)这个充满电的户外电源能够使电煮锅在中温挡正常工作把水烧开后,若调至低温挡进行保温,还可以正常工作12600s。
16.(2025·山东省东营市·三模)张强妈妈买了一个新的电饭煲,张强从说明书中,得知下表中的信息,工作电路图如图甲所示,S1为温控开关,加热电阻R1和R2的阻值不随温度变化.求:
额定电压
220V
额定蒸煮功率
1210W
额定保湿功率
88W
频率
50Hz
容积
5L
(1)电饭煲在“保温”状态下正常工作时,通过电饭煲的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)某周末的晚饭时,张强想利用自家电能表(如图乙)测量家庭电路的实际电压.于是他关闭了家中其它所有用电器,只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作,观察到电能表的转盘在1min内转了50转.求家庭电路的实际电压.
【答案】(1)0.4A;(2)510Ω;(3)200V
【来源】2025年山东省东营市实验中学中考三模物理试题
【解析】(1)由电路图知,只闭合S2时两电阻串联,电路中电阻较大,根据知功率较小,为保温状态;由表中数据可知,保温功率为88W,由可得,在“保温”状态下正常工作时的电流:
;
由可得两电阻串联的总电阻:
;
(2)由电路图知,当两开关都闭合时,只有R1接入电路中,电阻较小,功率较大,为蒸煮状态,由表中数据知,蒸煮状态时功率为1210W,
由可得,R1的电阻:
所以电阻R2的阻值:
;
(3)“3000revs/kWh”表示每消耗1kWh电能,电能表转盘转3000圈,只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作,转盘在1min内转了50转,消耗的电能为:
电饭煲在“蒸煮”状态下的实际功率为:
;
根据电饭煲电阻不变,结合可得:
解得实际电压为:
.
【点睛】重点是电功率的计算,以及根据电能表的参数计算电功、电功率,关键是理解3000r/(kW•h)物理意义.牢记公式,计算时稍显简单,另外是读懂电路图,知道两个状态对应的开关闭合情况.
17.(2025·四川省绵阳市·三模)我国自主研发的新能源汽车可通过充电桩进行充电。某充电桩额定输出电压为500V,额定输出电流为20A,现有一电动汽车的电源由8000节电池组成,电池总质量为400 kg,该电池的能量密度为0.20kW·h/kg(能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值)。求:
(1)该充电桩的额定输出功率;
(2)该汽车电池从完全没电充至满电需要的时间。
【答案】(1)10kW
(2)8h
【来源】2025年四川省绵阳市游仙区中考三模物理试题
【解析】(1)该充电桩额定输出电压为500V,额定输出电流为20A,充电桩的额定输出功率
(2)能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值,该电池的能量密度为0.20kW•h/kg,电池总质量为400kg,则汽车电池一次能够储存的最大电能
将汽车电池从完全没电充电至充满,需要的时间
18.(2025·陕西省西安市·三模)8.如图甲所示是一款具有发热、控温双重功能的电加热眼罩,绝缘的聚酯薄膜表面有序排列10根一样的PTC加热丝,电加热眼罩内部结构如图乙所示,PTC加热丝两端与金属导线相连,形成网状结构,由6V的锂电池供电,每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图丙所示,当温度达到40℃时,PTC加热丝的发热功率等于散热功率(即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等)温度保持不变,实现智能控温。
PTC加热丝的连接方式是___________联,正常工作时金属导线中A、B处电流分别为和,则___________(填选“<”、“=”或“>”)。眼罩加热电路的最大发热功率为___________W。将眼罩加热电路开关闭合,其功率随时间变化的图像最可能是下图中的___________。
A. B.
C. D.
【答案】并 > 9 C
【来源】2025年陕西省西安市高新唐南中学中考三模物理试题
【解析】[1]由图乙可知,各条PTC加热丝并列连接在金属导线两端,它们互不影响,故PTC加热丝是并联的。
[2]因为PTC加热丝是并联的,A点位于所有支路的干路上,B点位于部分支路的干路上,并联的PTC加热丝越多,由并联电路电流的规律可知电流越大,故A、B处电流关系为
[3]由图丙可知,PTC加热丝的阻值随温度的升高,先变小后变大,由题意可知,当温度达到40℃时,PTC加热丝的发热功率等于散热功率,温度保持不变,即温度达到40℃后PTC加热丝的阻值不变,因此眼罩加热电路开关闭合后,PTC加热丝的阻值先变小后变大再不变。由可知,电源电压一定时,电阻越小,电功率越大,由图丙可知,PTC加热丝的最小阻值为40Ω,每根PTC加热丝的最大发热功率为
所以眼罩加热电路的最大发热功率为
[4]由图丙可知,PTC加热丝的阻值随温度的升高,先变小后变大,由题意可知,当温度达到40℃时,PTC加热丝的发热功率等于散热功率,温度保持不变,即温度达到40℃后PTC加热丝的阻值不变,因此眼罩加热电路开关闭合后,PTC加热丝的阻值先变小后变大再不变,由可知,其功率先变大后变小再不变,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
19.(2025·陕西省西安市·三模)目前远距离输电主要采取高压输电的方式来实施。在保证输送功率不变的情况下,采用提高电压的方法减少线路上电能的损失。如图1所示是陕西榆林某风力发电场,主要为西安某工业园区供电。已知该电场远距离输电时,输出功率P0=1.0×108W,输电线路总电阻为10Ω。
(1)风力发电是利用风力带动风车叶片旋转,从而带动风机内的发电机发电。发电机利用 _________原理发电,高压输电线路的电能损耗主要是电流的 _____效应。
(2)若输电线路的电流为1250A,则输电电压是多少________kV?
(3)若从榆林到西安的输电效率为90%,输电线上的电流大小为多少______A?
(4)在实际传输电能的过程中,输出电功率一定,将输电电压提高为原来的2倍,则输电线上损失的功率将变为原来的 __________倍;在高压输电时常用到如图2所示装置,该装置是导体,这是为 _______(选填“增大”或“减小”)输电线上电能的损失。
【答案】(1)电磁感应 热
(2)80kV
(3)1000A
(4) 减小
【来源】2025年陕西省西安市碑林区西安工业大学附中中考三模物理试题
【解析】(1)[1]发电机是利用电磁感应原理来工作的。
[2]高压输电的电能损失是由于导线发热散失到空气中,这是电流的热效应。
(2)根据P=UI得到:输电电压为
(3)若从榆林到西安的输电效率为90%,即输电线上损失的功率为
输电线上的电流大小
(4)[1]根据P=UI,输出电功率一定,将输电电压提高为原来的2倍,则输电线上中的电流为原来的一半,根据焦耳定律Q=I2Rt可以算出损失的电能,输电线上损失的功率将变为原来的。
[2]在高压输电时常用到如图2所示装置,该装置是导体,相当于增大了导体的横截面积,减小了输电线的电阻,从而减小输电线上电能的损失。
20.小华家电茶炉的额定加热功率为800W,将电茶炉接入家庭电路中正常工作10min,刚好将电茶炉内1kg的水从20℃加热至100℃。求:
(1)此过程中水吸收的热量为多少?
(2)电茶炉烧水的效率为多少?[]
【答案】(1)
(2)
【来源】2025年陕西省西安交通大学附中中考三模物理试题
【解析】(1)此过程中水吸收的热量为
(2)消耗的电能为
电茶炉烧水的效率为
21.(2025·辽宁省鞍山市·三模)1.寒假,为给阳台上的花草制作一个可调温的加热装置,小墨网购了一根额定电流为3A的电炉丝(如图甲)。在家长陪同下,他把电炉丝分成两段,其中,段为阻值可调的部分。如图乙,他将两段电炉丝接入电源电压恒为12V的电路中,闭合开关S,在通过电炉丝的电流不超过其额定电流的情况下,该加热装置的总功率P与电源的输出电流之间的关系图像如图丙所示,其中、分别为电源的最大、最小输出电流。忽略温度对电阻的影响,闭合开关S,求:
(1)电炉丝中的电流:
(2)该加热装置的最大总功率;
(3)段的最大阻值。
【答案】(1)0.6A
(2)43.2W
(3)
【来源】2025年辽宁省鞍山市立山区中考三模物理试题
【解析】(1)由图乙可知,和并联,因为并联电路中各支路两端的电压都相等,等于电源电压,则电炉丝中的电流为
(2)因为电炉丝的额定电流为3A,所以通过的最大电流为3A,则干路电流最大为
则该加热装置的最大总功率为
(3)由丙图可知,当接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,总功率也最小为12W,则干路电流最小为
此时通过的电流为
则段的最大阻值为
22.(2025·江西省上饶市·三模)如图甲所示,电源电压不变,,滑动变阻器标有“”字样。当的滑片在端且只闭合开关时,电流表的示数为;当的滑片在端且三个开关同时闭合时,灯泡正常发光。图乙是灯泡的图像。求:
(1)电源电压;
(2)灯泡正常发光时,灯丝的电阻;
(3)只闭合开关,当电压表示数为时,灯泡的功率;
(4)只闭合开关,滑片从移到,电流表的示数变化范围。
【答案】(1)6V
(2)7.5Ω
(3)3.15W
(4)0.6~
【来源】2025年江西省上饶市部分学校中考三模物理试题
【解析】(1)当只闭合开关、时,与串联,滑片在端,此时的电阻为,电源电压
(2)当的滑片在端且同时闭合开关、时,灯泡与并联,接入电路中电阻为0,灯泡正常发光,则灯泡的额定电压等于电源电压,为,由图像得,此时通过灯泡的电流为0.8A,灯丝电阻
(3)只闭合开关、,灯泡与串联,当电压表示数为时,灯泡两端的电压
由图像得,此时通过灯泡的电流为,灯泡的功率
(4)只闭合时,与灯泡串联。滑片从移到,当滑片在端时,灯泡独自工作,此时灯泡两端的电压等于电源电压,此时电路中电流最大,为;当滑片在端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,为,电路中电流最小。当电路中的电流为时,灯泡两端的电压为,此时两端的电压
电源电压
符合题意,则电流表的示数变化范围为0.6~。
与电功率有关的动态电路
1.(2025·陕西省西安市·三模)如图甲所示,坐位体前屈是中学生体质健康测试项目之一。图乙是小亮同学为其设计的工作原理图,电源电压恒为3V,R 1=10Ω,R2为一根长30cm的均匀电阻丝(阻值跟长度成正比),其最大阻值为30Ω,挡板未受推力时,滑片P位于电阻丝的端,在挡板处施加推力时,滑片P可自由滑动。闭合开关,下列说法正确的是( )
A.坐位体前屈成绩越大,测试仪示数越大,用电压表示数表示坐位体前屈成绩更合理
B.当推动挡板使滑片P由B端移动到A端时,电压表的示数变化了2V
C.电路消耗的最小功率是0.225W
D.当成绩达到优秀(≥18cm)时,电流表的示数大于0.15A
【答案】C
【来源】2025年陕西省西安市曲江第一中学中考三模物理试题
【解析】A.闭合开关,R1和R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路电流。挡板P由B端向A端滑动时,R2接入电路的电阻变小,则总电阻变小,由欧姆定律可知,电流表示数变大,根据串联分压原理可知电压表示数变小。坐位体前屈成绩越大,测试仪示数越大,所以用电流表示数表示坐位体前屈成绩更合理,故A错误;
B.当挡板P在B端时,的最大阻值接入电路,根据串联分压原理则有
解得此时电压表示数;当推动挡板P到A端时,电路为定值电阻的简单电路,电压表被短路,因此电压表的示数为0V,所以当推动挡板使滑片P由B端移动到A端时,电压表的示数变化了2.25V,故B错误;
C.当挡板P在B端时,的最大阻值接入电路,电路总电阻最大,根据,电路消耗的功率最小为
故C正确;
D.成绩达到优秀(≥18cm)时,接入电路的阻值为
此时电流表的示数为
故D错误。
故选C。
2.(2025·陕西省西安市·三模)每年进入汛期,多地会发生强降雨,导致河流水位上涨。某校科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示,电路中电源电压保持不变, R0为定值电阻, R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置(最大阻值40Ω), 浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动,当电流表的示数达到某一数值时提醒小组成员水位达到警戒值。R滑接入电路的阻值 R随水位的变化关系如图乙所示,与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.当水位升高时,电压表的示数减小
B.该电路工作时总功率最小值为0.3W
C.水位变化过程中,滑动变阻器功率最大时水位为20cm
D.当水位达到警戒水位时,电压表的示数为3V
【答案】C
【来源】2025年陕西省西安市高新区第三初级中学中考三模物理试题
【解析】A.闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测R0两端的电压,电流表测通过电路的电流,由图甲可知当水位升高时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,由分压原理可知,滑动变阻器分得的电压变小,根据串联电路电压特点可得
Uv =U-U滑
因此电压表示数变大,故A错误;
B.当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A,电压表示数为电源电压U=6V。根据欧姆定律可得,定值电阻的阻值为
由图丙可知通过电路的最小电流为0.1A,该电路工作时的最小总功率为
P=UI′=6V×0.1A=0.6W
故B错误;
C.水位变化过程中,滑动变阻器的功率为
当
时,滑动变阻器的功率最大,接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙,由乙图可知
10cm×k+b=40Ω
30cm×k+b=0
两式联立可得:k=-2Ω/cm,b=60Ω,则
R滑=-2Ω/cm×h+60Ω
当R滑1= 20Ω,代入数据
20Ω=-2Ω/cm×h+60Ω
得h1=20cm,故C正确;
D.当水位达到警戒水位25cm时,滑动变阻器接入电路的电阻为
R′=-2Ω/cm×25cm+60Ω=10Ω
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得通过电路的电流为
串联电路的电流处处相等,根据欧姆定律可得,此时电压表示数为
U′=0.2A×20Ω=4V
故D错误。
故选C。
3.(2025·四川省绵阳市·三模)一种电子体重计(图甲)的工作原理如图乙所示,R0为定值电阻,力敏电阻R1的阻值随压力变化情况如图丙所示。将数据处理器连接在a、b端或c、d端,它能把从小到大的电压值处理成一一对应的从大到小的体重值。下列说法中正确的是( )
A.数据处理器接在c、d端
B.电子体重计所称量人的体重越大,R1的电阻越大
C.电子体重计所称量人的体重越大,整个电路消耗的电功率越小
D.若发现体重测量值与真实值相比偏大,应换用阻值小一点的定值电阻R0
【答案】D
【来源】2025年四川省绵阳市安州区中考三模物理试题
【解析】AB.由图乙可知,R0与R1串联,由图丙可知,电子体重计所称量人的体重越大时,压力F越大,R1的阻值越小,电路中的总电阻越小,由欧姆定律可知,电路中的电流越大,由图乙可知,R0两端的电压越大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压变小,根据把从小到大的电压值处理成一一对应的从大到小的体重值,可知电压越小对应的体重越大,则数据处理器的位置是接在ab端。故AB错误;
C.电子体重计所称量人的体重越大时,电路中的电流越大,则根据可知整个电路消耗的电功率越大,故C错误;
D.若发现体重测量值与真实值相比偏大,说明此时R1两端的电压值偏小,R0两端的电压偏大,将R0阻值换小,分得的电压减小,可以使得测量结果准确,故D正确。
故选D。
4.如图甲所示电路中,电源电压不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,灯泡L的额定电压为4V。第一次只闭合开关S、S1,滑片P从a端移到b端,图乙是滑动变阻器功率与电压表示数的关系图象;第二次只闭合开关S、S2,保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P,图丙是在安全的前提下通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系图象。则下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值为20Ω
B.电源电压为10V
C.只闭合开关S、S1,滑动变阻器的最大功率为0.9W
D.只闭合开关S、S2,为保证电路安全,滑动变阻器移动的阻值范围为10~50Ω
【答案】C
【来源】2025年陕西省西安国际港务区铁一中陆港初级中学中考三模物理试题
【解析】AB.只闭合开关S、S1,R0和滑动变阻器串联,由图乙结合串联分压规律得
解方程得
故AB错误;
C.只闭合开关S、S1,滑动变阻器的功率
即当滑动变阻器阻值等于R0的阻值时其功率最大,滑动变阻器的最大功率为
故C正确;
D.只闭合开关S、S2,灯L和滑动变阻器串联,由图丙知灯L正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值最小,最小值为
因为电压表量程是0~15V,滑动变阻器滑片可滑至阻值最大处,即a端,由图乙可知,滑动变阻器的最大阻值是
在电路安全的情况下,滑动变阻器移动的阻值范围为5~50Ω,故D错误。
故选C。
5.(2025·辽宁省鞍山市·三模)如图所示为一种测量环境湿度的仪器和它的简化工作原理图。电源电压恒为6V,定值电阻R=10Ω,R0为湿敏电阻,R0随环境湿度的增加而减少,R0的阻值变化范围为10~20Ω,闭合开关S,当环境的湿度增加时,下列说法错误的是( )
A.电压表示数变小
B.电压表示数与电流表示数的比值不变
C.经过R0的最大电流为0.2A
D.R电功率变化范围是0.6~0.9W
【答案】ACD
【来源】2025年辽宁省鞍山市育才中学中考三模物理试题
【解析】由图得,湿敏电阻R0与定值电阻R串联,电流表测量电路电流,电压表测量R的电压。
A.闭合开关S,当环境的湿度增加时,R0随环境湿度的增加而减少,电路电阻变小,由欧姆定律得,电路电流变大,定值电阻R的电压变大,则电压表示数变大,故A错误,符合题意;
B.电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻R的阻值,则比值不变,故B正确,不符合题意;
C.当R0的阻值10Ω时,电路电阻最小,此时电路电流最大,串联电路中电流处处相等,则经过R0的最大电流为
故C错误,符合题意;
D.R电功率最大为
当R0的阻值20Ω时,电路电阻最大,此时电路电流最小,串联电路中电流处处相等,则经过R的最小电流为
R电功率最小为
R电功率变化范围是0.8~0.9W,故D错误,符合题意。
故选ACD。
6.如图所示电路,电源电压9V保持不变,灯泡L标有“8V 4W”字样,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,只闭合开关S、S1时, 电路消耗的功率为4.05W。不计灯丝电阻随温度的变化,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R1的阻值是20Ω
B.灯泡L的电阻是20Ω
C.开关都闭合时,通过电流表的最小电流是0.9A
D.只闭合开关S2,移动滑片至滑动变阻器R2中点时,灯泡L实际功率为1.8W
【答案】AC
【来源】2025年贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县中考三模物理试题
【解析】A.闭合开关S和S1时,灯泡短路,R1单独接入电路,此时其两端电压为U=9V,又知电路消耗的功率为P1=4.05W,定值电阻R1的阻值
故A正确;
B.灯的电阻为
故B错误;
C.开关S、S1、S2都闭合时,灯泡被短路,电阻R1和变阻器R2并联,电流表测量干路中的电流,当R2全部接入电路时,电路中电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,电流表的示数最小,通过R1的电流为
通过R2的电流为
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,故最小电流I=I1+I2=0.45A+0.45A=0.9A
故C正确;
D.只闭合开关S2,变阻器和灯泡串联,移动滑片至滑动变阻器R2中点时,电路中的电流
灯泡L实际功率为
故D错误。
故选AC。
7.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)如图,甲电路中电源电压保持不变,闭合开关后,将变阻器的滑片由a端向b端移动的过程中,两电压表的示数与电流表的示数变化关系如图乙Ⅰ、Ⅱ所示,则( )
A.Ⅱ是灯泡的I-U关系图像 B.灯泡最小功率为1W
C.R的最大阻值为25Ω D.电路的最大功率为3.6W
【答案】CD
【来源】2025年云南省楚雄彝族自治州禄丰市中考三模物理试题
【解析】A.由电路图可知,小灯泡与滑动变阻器R串联,电压表V1测小灯泡两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流,滑片从最右端向最左端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总电阻变小,电路电流变大,根据串联分压的规律可知,小灯泡两端的电压变大,滑动变阻器两端的电压变小,因此Ⅱ为滑动变阻器R的U-I关系图像,Ⅰ为小灯泡的U-I关系图像,故A错误;
B.由图线Ⅰ可知,小灯泡的电流随其两端电压的增大而增大,故当小灯泡两端的电压最小时,小灯泡的电流最小,由题图乙可知,小灯泡两端的最小电压为U灯小=1V,此时通过小灯泡的电流为I灯小=0.2A,小灯泡的最小电功率为
故B错误;
C.当R接入电路的阻值最大时,电路电流最小,分析图线Ⅱ可知,此时R两端电压为UR=5V,通过R的电流为IR=0.2A,故R的最大阻值为
故C正确;
D.根据串联电路的电压规律并结合图像可知,电源电压
电路中的最大电流为I最大=0.6A,故电路的最大功率为
故D正确。
故选CD。
8.(2025·陕西省西安市·三模)新型PTC发热材料可以调节电路的电功率,在生活中广泛应用。某电烤箱的工作电路如图甲所示,是定值电阻,其阻值不受温度的影响,电阻是由PTC材料制成,与温度的关系如图乙所示,当电烤箱在图乙A点温度下工作时,电路消耗的总功率为880W,下列说法正确的是( )
A.定值电阻的阻值是10Ω
B.当温度从40℃上升到120℃时,电阻两端的电压先变大后变小
C.当温度从40℃上升到120℃时,电路消耗的总功率先变小后变大
D.当温度从40℃上升到120℃时,电阻消耗的功率先变大后变小
【答案】AD
【来源】2025年陕西省西安市西光中学教育集团中考三模联考物理试题
【解析】A.图甲中,两电阻串联,在图乙的A点时,电阻Rt为45Ω,根据公式可知,电路的总电阻为
所以定值电阻为,故A正确;
B.当温度从40℃上升到120℃时,电阻Rt的阻值先变小后变大,根据串联电阻的规律,总电阻先变小后变大,由欧姆定律可知,电路中的电流先变大后变小,分给定值电阻的电压先变大后变小,根据串联电压的规律,电阻Rt两端的电压先变小后变大,故B错误;
C.由B选项中可知,当温度从40℃上升到120℃时,电路中的电流先变大后变小,根据公式可知,电路消耗的总功率先变大后变小,故C错误;
D.由B选项中可知,当温度从40℃上升到120℃时,电路中的电流先变大后变小,根据公式可知,电阻R0消耗的功率先变大后变小,故D确。
故选AD。
9.如图-1电路中,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,改变R2的阻值,两电压表示数与电流表示数变化关系如图-2。其中图线______(选填“I”或“II”)是电压表V2的示数,当滑片在______端时,电路消耗的电功率最大,R1的阻值为______Ω。若滑片置于变阻器的中点位置,R2消耗的电功率为0.8W,电源电压为______V。
【答案】II a 8 6
【来源】2025年陕西省西安交通大学附中中考三模物理试题
【解析】[1]闭合开关,R0、R1与R2串联,电流表测量电路电流,电压表V2测R2的电压,电压表V1测R1与R2的总电压,根据串联电路电压的规律,故V1的示数大于V2的示数,故I图象为V1的示数与电流表示数变化关系图象,II图象为V2的示数与电流表示数变化关系图象。
[2]滑片在a端时,变阻器接入电阻为0,根据电阻的串联规律可知此时电路的总电阻最小,根据欧姆定律可知此时电路中电流最大,根据P=UI可知电功率最大。
[3]当滑片P在b端时,变阻器连入电路的电阻最大,电路的电流最小,即为I小=0.3A,可知V1的示数为U1大=5.4V,V2的示数为U2大=3V,由可得R2的最大阻值为
根据串联电路的总电压的等于各用电器两端的电压之和可得U1=U1大-U2大=5.4V-3V=2.4V
由可得R1的阻值
[4]若滑片置于变阻器的中点位置,则变阻器连入电路的电阻为
根据P=I2R可得,电路的电流
根据串联电路的规律及欧姆定律,因电源电压不变,有:滑片在b端时U=U1大+I小R0
即U=5.4V+0.3A×R0……①
滑片在中点时U=I'(R1+R2中+R0)
即U=0.4A×(8Ω+5Ω+R0)……②
由以上①②两式可解得U=6V。
10.(2025·四川省绵阳市·三模)飞船发射前,通常要检验舱体的气密性。小明设计的检测电路如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻R0的阻值为50Ω,压力传感器R的阻值随环境气压的变化规律如图乙所示。进行气密性监测时,将压力传感器R置于舱体内,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,电压表示数为100V,此时舱体内气压为1.0×105Pa。求:
(1)舱体不漏气时通过R0的电流;
(2)舱体不漏气时电路10min消耗的电能;
(3)电压表示数为75V时舱体内的气压。
【答案】(1)2A;
(2)1.44105J;
(3)4104Pa
【来源】2025年四川省绵阳市安州区中考三模物理试题
【解析】(1)解:由图甲可知,R0与R串联,电压表测量R0两端的电压;当舱体不漏气时,电压表示数为100V,定值电阻R0的阻值为50Ω,通过R0的电流为。
(2)由图乙可知,当舱体内气压为1.0×105Pa时,压力传感器R的阻值为10Ω,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻
由欧姆定律可知,电源电压
舱体不漏气时电路10min消耗的电能。
(3)当电压表示数为75V时,电路中的电流为
根据串联电路的电压特点可知,压力传感器R两端的电压为
由可知,此时压力传感器R的阻值为
由图乙可知,当压力传感器R的阻值为30Ω时,舱内的气压为4×104Pa。
伏安法测量小灯泡的电功率
1.(2025·四川省绵阳市·三模)某实验小组为测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,连接了如图所示的电路。请按要求完成下列各题。
(1)如图甲所示的电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“”,并用笔画线代替导线补画出正确的连线________。
(2)正确连接电路,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则故障可能是( )(填序号)。
A.滑动变阻器发生断路
B.小灯泡发生断路
C.小灯泡发生短路
D.滑动变阻器发生短路
(3)实验过程中,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率P=________w。
(4)小张记录了不同电压下通过小灯泡的电流,并根据记录的数据作出了通过小灯泡的电流I随其两端电压U变化的关系图像,下列图像中能正确反映。上述关系的是( )(填序号)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)
(2)B
(3)0.85
(4)C
【来源】2025年四川省绵阳市安州区中考三模物理试题
【解析】(1)错误之处是将电压表串联进电路,且滑动变阻器和灯泡并联,正确电路应为灯泡、滑动变阻器、电流表、电源、开关串联,电压表并联在灯泡两端,修改如图所示
(2) 闭合开关S后发现小灯泡不发光,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障可能是小灯泡发生断路,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)当电压表示数为2.5V时,灯泡正常发光,此时的电流表示数如图乙所示,接小量程,分度值为0.02A,指针指在0.3A过两小格处,此时电流为0.34A,所以灯泡的额定功率为
(4) 灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,因此通过灯的电流随电压的变化图像为一曲线,故ABD错误, C正确。
故选C。
2.小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为的电源一个、小灯泡(额定电压为)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中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)连接电路过程中,开关应该_______(选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应该移动到_______(选填“最左”或“最右”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是_______;(填选项符号)
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是_______A;
(5)电路连接正确操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为,为了测量小灯泡的额定电功率,这时应该向_______(选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片;
(6)小丽根据记录的多组数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为_______W;
(7)小丽根据小灯泡的图像(如图丙所示),分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大,你认为原因是_______。
【答案】 断开 最左 B 0.14 右 0.625 小灯泡的电阻随温度的升高而增大
【来源】2025年云南省楚雄彝族自治州双柏县中考三模物理试题
【解析】(1)[1]由图甲可知,电压表串联在电路中,而电流表并联在小灯泡两端,此时灯泡被短路,改正如下图所示
(2)[2][3]连接电路时,为了保护电路,开关应断开,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即滑动变阻器的滑片应移到最左端。
(3)[4]闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路中可能存在断路,而电压表有示数,说明灯泡断路,此时电压表直接串联进电路,测量电源电压。
故选B。
(4)[5]由图乙可知,电流表选择小量程,分度值为0.02A,故电流表示数为0.14A。
(5)[6]小灯泡额定电压为,此时电压表的示数为,小于小灯泡的额定电压 ,为了使小灯泡两端电压达到额定电压,应增大小灯泡两端电压,由串联分压可知,应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,故应向右端移动滑动变阻器的滑片。
(6)[7]由图丙可知,小灯泡的额定电流为0.25A,故由P=UI可得,小灯泡的额定功率为
(7)[8]由图丙可知,随着小灯泡两端电压增大,小灯泡两端的电压值与流过小灯泡的电流值之比逐渐增大,即小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大,出现这种情况的原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
3.(2025·山东省东营市·三模)实验小组在“测量小灯泡额定功率”的实验中,用到的实验器材有:电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时灯丝的电阻约为12Ω)、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)请根据实验要求将图甲所示的电路连接完整(导线不能交叉);______
(2)电路连接完整,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到______(选填“A”或“B”)端;
(3)小组同学将电路连接无误后闭合开关,观察到小灯泡不亮且电流表有示数、电压表示无数,电路中只有一处故障,则故障可能是灯泡______;
(4)排除故障后,闭合开关,电压表示数为1.8V,此时应将滑动变阻器的滑片向 ______ (选填“左”或“右”)移动。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为______W;
(5)小组同学测量另一个灯泡正常发光时的电功率,电压表意外损坏,经讨论后,选用阻值为R0的定值电阻进行实验,设计如图丙所示的电路,已知灯泡额定电压为U额。请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为______;
②保持滑动变阻器的滑片P不动,只闭合开关S、S2,读出电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电功率PL=______。(用U额、I、R0表示)
【答案】(1)
(2)A
(3)短路
(4)右 0.5
(5)
【来源】2025年山东省东营市实验中学中考三模物理试题
【解析】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为12Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
故电流表选用小量程与开关串联在电路中,电压表选用小量程并联在灯泡两端,滑动变阻器“一上一下”接入电路,如下图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最A端。
(3)电流表有示数,说明电路是通路,灯泡不亮,电压表示无数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,若电路中只有一处故障,则故障可能是小灯泡短路。
(4)[1][2]排除故障后,闭合开关,电压表示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,要测灯泡额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故此时应将滑动变阻器的滑片向右移动;由(1)可知,电流表选用小量程,小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表分度值0.02A,其示数为0.2A,则小灯泡额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
(5)[1][2]在步骤①中,灯泡和R0并联,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律,定值电阻两端的电压为
根据并联电路电压的规律,灯两端的电压为额定电压,此时灯正常发光;在步骤②中,电流表测灯与R0并联的总电流,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,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流
小灯泡正常发光时的电功率
4.(2025·陕西省西安市·三模)小梁用如图甲所示的实验装置进行“测量小灯泡电功率”的实验,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)连接电路时,开关应处于___________状态;
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求:滑片向左移时小灯泡变暗);__________
(3)连接好电路闭合开关后,小灯泡不亮,电压表和电流表均偏转,下一步操作应该是___________;(填序号)
A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片P D.更换电池
(4)移动滑动变阻器滑片使电压表示数为2 V时,电流表的指针位置如图乙所示,则此时小灯泡的实际功率为___________W;若想让小灯泡正常发光,应该将滑动变阻器的滑片向___________(选填“左”或“右”)端移动;
(5)小梁多次改变滑动变阻器滑片的位置,并根据实验数据画出了小灯泡的U-I关系图象,如图丙所示。由图象可知:小灯泡的额定功率为___________W;
(6)实验结束后,小梁想用以上实验电路测量几个定值电阻的阻值。她找到一卷规格为10Ω/m的镍铬合金丝(无绝缘表层),截取了长度为0.4m、0.8m、1.2m的三段,对应阻值分别为4Ω、8Ω、12Ω,再分别将它们绕成螺旋状后制成几个定值电阻。接下来,她将自制的这几个定值电阻两端缠绕在接线柱上固定。对制作的电阻进行了测量检验,发现测量值均偏小,且有的偏差较大,原因可能是___________。
【答案】(1)断开
(2)
(3)C
(4)0.44 右
(5)0.625
(6)见解析
【来源】2025年陕西省西安市灞桥区部分学校中考第三次模拟物理试题
【解析】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)滑片向左移时小灯泡变暗,说明向左移动时,接入电路中的电阻变大,则滑动变阻器右下接线柱接入电路,所以应将滑动变阻器右下接线柱与灯泡右接线柱相连,形成串联电路,如图所示:
(3)灯泡不亮,但电压表和电流表都有示数,说明电路没有出现断路,而可能是灯泡的实际功率太小;应调节滑动变阻器的滑片,增大灯泡两端电压和通过灯泡的电流从而增大灯泡的实际功率,观察其是否能够发光;若仍然不能发光,再考虑更换灯泡或更换电池等措施,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[1]如图乙,电流表选择0~0.6A量程 ,分度值为0.02A,由指针位置可知其示数为0.22A,所以此时小灯泡的实际功率为P=UI=2V×0.22A=0.44W
[2]要想使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器向右移动,减小滑动变阻器接入电路中的阻值,从而增大通过灯泡的电流和灯泡两端电压,使灯泡两端电压为2.5V。
(5)由图丙可知,当小灯泡两端电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,所以小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
(6)由定值电阻缠绕结构可知,镍铬合金丝两端有一部分缠绕在接线柱上,导致有效长度变短,根据影响电阻大小因素可知,定值电阻阻值偏小。
5.(2025·陕西省延安市·三模)小明在做“伏安法”测小灯泡的电阻和电功率的实验中,连接了图甲所示的实物电路,其中电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,有三个滑动变阻器可供选择(A为“10Ω,2A”、B为“20Ω,1A”、C为“50Ω,1A”)。
(1)请用笔画线代替导线,帮小明将图甲实物电路连接完整;
(2)正确连好电路,移动滑片P到最大阻值处,闭合开关试触时,发现电流表示数为零,电压表指针迅速偏至最右侧刻度线之外,则故障原因可能是小灯泡_______ ;
(3)排除故障后,通过移动滑片P,记录了多组对应的电压和电流值,绘制出如图乙所示的I﹣U图像。分析图像可知,小灯泡的额定功率为__________ W。在计算小灯泡的电阻时,小明从图乙中取了三组数据来求小灯泡电阻的平均值,这种计算方法错误的原因是忽略了_______ 对灯泡电阻的影响;
(4)实验结束后,小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究“电流与电阻的关系”,小明准备了5个定值电阻“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω”,开始实验:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图丙所示,则定值电阻的阻值为_______ Ω;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关,将定值电阻更换为15Ω的电阻后闭合开关,此时应将滑片向_____ (选填“左”或“右”)端滑动,使电压表的示数为2V;
③为完成实验,应选用_____ (选填“A”“B”或“C”)滑动变阻器。
【答案】(1)
(2)断路
(3)0.625 温度
(4)10 左 C
【来源】2025年陕西省延安市安塞区初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)
小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端;由图乙可知,电路中最大电流不超过0.3A,故电流表选用小量程与灯泡串联在电路中,如下图所示:
(2)
闭合开关试触时,发现电流表示数为零,说明电路可能断路,电压表指针迅速偏至最右侧刻度线之外,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障原因可能是小灯泡断路。
(3)
[1]由图乙可知,灯泡额定电压对应的额定电流为0.25A,则小灯泡额定功率
[2]灯丝的电阻随温度的变化而变化,因此求小灯泡电阻的平均值是错误的。
(4)
[1]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.2A,则定值电阻的阻值
[2]实验中,当把定值电阻10Ω换成15Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向左滑动。
[3]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值电阻两端的电压始终保持,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻
故为完成实验,应选用选C滑动变阻器。
6.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小瑶同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、一个滑动变阻器、电压为4.5V的电源和额定电压为2.5V的小灯泡,设计了如图甲所示的电路。
(1)实验中需要依据如图甲所示的电路图,将如图乙所示器材进行连线,请用笔画线代替导线,将如图乙所示电路连接完整______。
(2)小伟同学也按如图甲所示电路图连接电路,当连接最后一根导线时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。请你指出导致此现象可能的原因:①______;②______。
(3)正确连接好电路后,闭合开关,若小灯泡两端的电压为2.3V,要测小灯泡的额定功率,滑动变阻器滑片要向______(选填“左”或“右”)移动。当小灯泡正常发光,此时电流表指针如图丙所示,其示数为______A,小灯泡的额定功率为______W。
(4)移动滑片的过程中,小灯泡的亮度会发生变化,其亮度是由______决定的。
(5)实验中改变小灯泡两端的电压,多次测量的目的是______。
【答案】(1)
(2)见解析 见解析
(3)左 0.28 0.7
(4)实际电功率
(5)测量小灯泡在不同电压下的实际电功率
【来源】2025年云南省楚雄彝族自治州禄丰市中考三模物理试题
【解析】(1)小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在电路中,由图甲可知,滑动变阻器滑片向右移动阻值变大,故图乙中滑动变阻器选用左下接线柱与灯泡串联在电路中。如图所示:
(2)[1][2]为了保护电路,连接电路时,开关应断开;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处。当连接最后一根导线时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明连接电路时开关没有断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处。
(3)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,与滑动变阻器串联,根据串联电路分压原理可知,若小灯泡两端的电压为2.3V,要测小灯泡的额定功率,需要增大灯泡的电压,则需要减小滑动变阻器两端电压,即减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应该将滑动变阻器的滑片向左移动。
[2][3]由图可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故读数为0.28A。即流过小灯泡的电流为0.28A,故小灯泡的额定功率为
(4)由实验数据可知,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮,灯泡的亮度是由其实际功率决定的。
(5)实验中要求改变小灯泡两端的电压值,灯的实际电压分别高于、等于、低于额定电压,计算出每种情况下的电功率和灯泡的发光情况,多次测量的目的是测量不同电压下小灯泡的实际功率。
7.(2025·陕西省西安市·三模)小明同学在做“测量小灯泡的额定功率”的实验中,选用如图1所示的器材和电路。其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整;(要求滑动变阻器的滑片向右移动时通过电路的电流变大)_____
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片发现小灯泡始终不发光,电流表有示数,电压表无示数。若电路只有一处故障,则故障原因是_________;
(3)排除故障后再次闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为3.8V,此时电流表的示数如图2所示,则小灯泡的额定功率为_________W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V,小灯泡发光较暗,此时小灯泡的实际功率_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率;
(4)同组的小亮同学还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图1中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻,其余连接均不改变。图3是小亮根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知小亮将定值电阻R两端的电压控制为_____V不变。当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,滑动变阻器的滑片应向_____(选填“左”或“右”)端移动,直到滑动变阻器接入电路中的阻值为_______Ω。
【答案】 灯泡短路 1.14 小于 3 左 10
【来源】2025年陕西省西安市高新一中初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右移动时通过电路的电流变大,说明变阻器连入阻值变小,所以应选择B接线柱,将其串联入电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,说明电路中是通路,小灯泡始终不发光且电压表无示数,故障的原因可能是灯泡短路了。
(3)[3]由图乙知,电流表使用0~0.6A量程,分度值为0.02A,灯泡正常发光时通过的电流为0.3A,小灯泡的额定功率为
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
[4]电压表测量小灯泡的电压,此时小灯泡的电压为3V,小于额定电压,且小灯泡发光较暗,此时小灯泡的实际功率小于额定功率。
(4)[5]探究电流与电阻的关系时,应控制电压不变,由图像知,当接入10Ω定值电阻时,通过的电流为0.3A,所以定值电阻R两端的电压控制为
U=IR=0.3A×10Ω=3V
[6]当定值电阻由5Ω换为10Ω时,由串联电路的分压原理知,定值电阻两端分得电压增大,应增大变阻器连入电路的阻值,增大其分得电压以减小定值两端电压,所以滑片应向左端移动。
[7]由串联电路特点和欧姆定律可得,此时变阻器连入阻值
8.(2025·甘肃省定西市·三模)某实验小组的同学用图甲所示器材测小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为3.8V额定功率小于1W,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为20Ώ 1A”,图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路.
(1)请你用画笔代替导线,在图甲中把电路连接完整.
( )
(2)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎么移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数明显,仔细检查,连续无误,那么出现该状况的原因应该是( )
A.电流表内部断路了 B,灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现了短路 D.滑动变阻器的电阻线断了
(3)排出故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,其值为____A,
小灯泡的额定功率为_____W.
(4)测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯额定电压下的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向____(选填C"或"D”)端动.
(5)测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值,原因是_____________
(6)图丙是该实验小组的同学测量小灯电功率的电路图,测量后他们对测量结果进行了误差分析,考虑电表本身对电路的影响.该电路主要是由于所测____________(选“电压”或“电流”)值偏大引起小灯跑电功率偏大的.
【答案】 B 0.2 0.76 右 灯在不同电压下的功率不同 电流
【来源】2025年甘肃省定西市安定区城区三校联考中考三模物理试题
【解析】(1)待测小灯泡L的额定电压为3.8V,故电压表选用大量程与灯并联,额定功率小于1W,根据,灯的额定电流小于:,故电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一上一下接入电路中,如下所示:
(2)A.若电流表内部断路了,整个电路断路,两表都没有示数;不符合题意;
B.若灯泡的灯丝断了,灯不发光,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,符合题意;
C.若灯座内部出现了短路,电压表没有示数,电路为通路,电流表有示数,不符合题意;
D.若滑动变阻器的电阻线断了,整个电路断路,两表都没有示数;不符合题意;
(3)排出故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其值为0.2A,小灯泡的额定功率为:;
(4)灯在额定电压下的功率为额定功率,当灯的电压大于额定电压时,灯的实际功率大于额定功率,测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,应增大灯的电压,减小变阻器的电压,故将滑动变阻器的滑片向右端滑动;
(5)测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值,原因是:灯在不同电压下的功率不同;
(6)图丙中,电压表与灯并联,电压表测量灯的电压是准确的,根据并联电路电流的规律,电流表示数大于通过灯的实际电流,引起该实验所测小灯泡电功率偏大.
焦耳定律
1.为满足生活需要,我们充分利用电器设备获取各种能量。下列用电器中将电能主要转化为机械能的是( )
A.电饭锅 B.电热毯 C.电炉 D.电风扇
【答案】D
【来源】2025年贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县中考三模物理试题
【解析】电炉、电热毯、电饭锅工作时,都是把电能转化为内能;电风扇主要是把电能转化为机械能,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.(2025·陕西省西安市·三模)科技自立自强是国家发展的战略支撑,如图所示的手机采用了具有中国自主知识产权的芯片,因而受到了广泛的关注,给手机充电时,手机的电池相当于__________,给手机充电的过程中,是将电能转化为__________能,在拔充电器时发现充电器发烫,充电头发热现象是因为电流具有__________效应。
【答案】用电器 化学 热
【来源】2025年陕西省西安市高新一中初级中学中考三模物理试题
【解析】[1]给手机充电时,电池需要消耗电能,相当于用电器。
[2]充电过程中,电池将消耗的电能转化为化学能储存起来。
[3]充电器发烫,是电流通过导体时,电能转化为内能,其温度升高,所以感觉发烫,发热现象是电流具有热效应。
3.(2025·陕西省西安市·三模)今年3.15曝光了一批非标线缆。为了降低成本,商家在生产非标线缆时往往使用废铜而非国标要求的无氧铜,这会使得导线的________变差(填物质的物理属性)。在生产工艺上,为减少铜的使用量,非标线通常两头粗中间细,这是通过____________的方法,__________(选填“增大”或“减小”)了导线电阻,这些问题导致非标线缆的电阻不达标,在通电过程中容易发热,会造成火灾等重大安全隐患。
【答案】导电性 减小横截面积 增大
【来源】2025年陕西省西安市第八十五中学中考三模物理试题
【解析】[1]废铜的导电性比无氧铜差,所以商家使用废铜会使得导线的导电性变差。
[2][3]导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关。在材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大。非标线两头粗中间细,这是通过减小横截面积来增大了导线电阻。根据,电阻越大,在通电过程中更容易发热,会造成火灾等重大安全隐患。
4.(2025·陕西省西安市·三模)如图是简易电子秤的原理图,电源电压恒定不变,定值电阻R0的阻值是20Ω,该电路中电流的变化范围为0.3~0.6A.金属弹簧的上端与滑动变阻器的滑片相连,不放重物时滑片恰好在电阻R的最上端。闭合开关S,当称量的物体质量增大时,滑动变阻器R连入电路的电阻___________,电压表的示数___________(前两空选填“增大”“减小”或“不变”),电源电压为___________V。当称量的物体质量最大时,R0在5s内产生的热量为___________J。(金属弹簧的电阻忽略不计)
【答案】增大 增大 12 9
【来源】2025年陕西省西安市灞桥区部分学校中考第三次模拟物理试题
【解析】[1][2]该电路中,定值电阻R0与滑动变阻器 R串联,电压表测量R两端电压。当物体质量增大时,弹簧压缩,滑片下移,滑动变阻器R连入电路的电阻增大,总电阻增大,根据欧姆定律可知,电路中电流减小,R0两端的电压减小,则R两端的电压变大,即电压表的示数变大。
[3]不放重物时滑片恰好在电阻R的最上端,此时滑动变阻器R接入电路的电阻为0,此时总电阻最小,电流最大,最大电流为0.6A,而且此时只有电阻R0接入电路,故电源电压为
[4]当称量的物体质量最大时,此时R全部接入,总电阻最大,此时的电流最小,而最小的电流为0.3A,R0在5s内产生的热量为
5.小明在做家庭装修规划时,选择了额定功率为8000W的即热式电热水器,从用电安全的角度考虑:卫生间装修时需要选用右表中的哪类铜导线铺设才能安全接入该电热水器?请用焦耳定律说明理由。
序号
横截面积
/mm2
限载电流
/A
1
1.5
15
2
2.5
25
3
4
32
4
6
40
【答案】4号
【来源】2025年贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县中考三模物理试题
【解析】额定功率为8000W的即热式电热水器,正常工作时的电流为,所以导线的限载电流应该不小于这个电流值,应该选用4号导线。当用4号导线时,热水器工作时,通过导线的电流与通过电阻丝的电流相等,根据焦耳定律可知,电阻丝发热,而导线不热。
6.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)如图所示的电路中,R为定值电阻,L为标“3V;1.5W”的小灯泡,灯丝阻值不变,电源电压恒定不变。闭合开关S,此时小灯泡正常工作,电流表示数为1.1A。求:
(1)通过小灯泡的电流;
(2)定值电阻R的阻值以及在2min内产生的热量。
【答案】(1)0.5A
(2),216J
【来源】2025年云南省楚雄彝族自治州禄丰市中考三模物理试题
【解析】(1)闭合开关S,此时小灯泡正常工作,由可知,通过灯泡的电流
(2)根据并联电路的电压特点可知,定值电阻两端的电压
根据并联电路的电流特点可知,通过定值电阻的电流
定值电阻的阻值
定值电阻在2min内产生的热量
7.(2025·陕西省西安市·三模)春季刚开学,小宇去老师的办公室,发现老师的办公桌上放置了电热桌垫(如图)。好奇的他很想知道电热桌垫的电热原理,他查看说明书后发现:该电热桌垫由12 V电源供电,发热部分由两根电热丝R1和R2组成,R1、R2的阻值分别为6Ω、12Ω,如图甲所示,该桌垫可通过调温开关控制不同的电功率(不考虑温度的变化对电阻的影响)。
(1)R1和R2并联时,电热桌垫处于___________(选填“低温”或“高温”)挡。有一个最大电流为10A的插座,能否满足该电热桌垫正常使用_______?
(2)当电热桌垫处于低温挡时,1min产生的热量是多少?
(3)当关闭其他用电器,只让该电热桌垫单独工作时,发现家里图乙所示的电能表转了10转,求电热桌垫此段时间消耗的电能为多少?
【答案】(1)高温 能
(2)720J
(3)18000J
【来源】2025年陕西省西安市灞桥区部分学校中考第三次模拟物理试题
【解析】(1)图甲中,当开关S在a、b位置时没有电阻接入电路,处于关状态;当开关S在b、c位置,只有R2工作,电阻较大,根据知电路处于低温挡;当S在c、d位置时,两电阻并联,电阻较小,根据知电路处于高温挡。两电阻并联,电阻较小,此时总电阻为
解得,此时电路电流为
因此最大电流为10A的插座,能满足该电热桌垫正常使用。
(2)当电热桌垫处于低温挡时,在1分钟内产生的热量为
(3)如乙图所示,电能表2000r/(kW•h),电能表转了10转,此段时间消耗的电能为
8.(2025·陕西省西安市·三模)学校开展了防溺水安全教育后,小华组设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器,其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V,R0是定值电阻,其阻值为10Ω;RP是压敏电阻,其阻值RP随水深h变化的图像如图乙所示。报警器浸入水下深度h大于等于1m时,报警器报警。通过计算回答:
(1)报警器未浸入水中时,电流表的示数是多少?
(2)报警器浸入水下深度h为1m时,RP两端电压是多少?
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,报警器响铃10s,压敏电阻RP产生的热量是多少?
【答案】(1)0.15A
(2)4V
(3)8J
【来源】2025年陕西省西安市曲江第一中学中考三模物理试题
【解析】(1)由图甲可知,电路为R0与RP串联,由图乙可知,报警器未浸入水中时,Rp=30Ω,根据串联电路的电阻特点可知,电路中总电阻
则电流表的示数
(2)报警器浸入水下深度h为4m时,Rp'=20Ω,电路中总电阻
电路中的电流
由可知,Rp两端电压为
(3)报警器响铃10s,压敏电阻Rp产生的热量为
电路多方位问题
1.(2025·陕西省西安市·三模)某电暖器具有智能控温系统,可根据室温自动调节加热功率,既能快速加热,又能省电节能。小明受此启发,用手动开关S,温控开关、、,两个加热电阻(、阻值不随温度变化),设计了电暖器加热电路,电源电压为220V。闭合开关S,各温控开关随温度的通断情况及对应的电路功率如下表所示。已知电阻的阻值为121Ω,下列关于该电路的说法不正确的是( )
温度
温控开关
温控开关
温控开关
电路功率
闭合
闭合
断开
1280
闭合
断开
断开
880
断开
断开
闭合
275
A.加热电路功率最大时,温控开关与并联
B.电阻的阻值为55Ω
C.若温控开关出现故障不能断开,该电路可能发生短路
D.若温控开关出现故障不能断开,加热电路的最小功率为880W
【答案】D
【来源】2025年陕西省西安市高新唐南中学中考三模物理试题
【解析】A.由表格数据及题意知,当S1、S2闭合,S3断开时,电路的功率最大,则两个电阻并联在电路中,电路中的阻值最小,所以加热功率最大时,温控开关S1和S2并联。故A正确,不符合题意;
B.当S1闭合,S2和S3都断开时,此时电路功率为880W,则电路的总阻值,则此时R2单独接入电路,的阻值为55欧,故B正确,不符合题意;
C.S1和S2都断开,S3闭合时,电路中的总阻值,满足,所以两电阻串联在电路,则加热电路简化电路图如下:
当S3出现故障不能断开,其它开关都闭合时,电路出现短路,故C正确,不符合题意;
D.由电路图知,S2出现故障不能断开,则两个电阻不会串联接入电路,当手动开关S闭合,其它两个开关断开,电路中只有R1工作,电路中的电阻最大,电功率最小为,故D错误,符合题意。
故选D。
2.(2025·陕西省西安市·三模)图-1为自动保温电饭锅的电路图,电源电压为220V恒定不变,R1、R2是发热电阻,S是温控开关,能在触点a和b间切换工作状态。在某次煮饭过程中,电饭锅消耗的电能W与工作时间t的关系如图-2所示。下列说法正确的是( )
A.S接a时,电饭锅处于保温挡
B.电饭锅的加热功率是800W
C.加热状态下电路的电流是1.82A
D.R2的阻值是544.5Ω
【答案】BD
【来源】2025年陕西省西安市第八十五中学中考三模物理试题
【解析】A.由图1可知,当开关S与触点a连接时,电路中只接,电路中电阻较小,电功率较大为
当开关S与触点b连接时,电路中和串联,电路中电阻较大,电功率较小为
故A 错误;
B.据图2可知,电饭锅加热消耗电能所用时间为,电饭锅的加热功率为
故B正确;
C.电源电压为220V恒定不变,加热状态下电路的电流是
故C错误;
D.据图2可知,电饭锅保温消耗电能
所用时间为
电饭锅的保温功率为
总电阻为
加热时功率为800W,的电阻为
R2的阻值是
故D正确。
故选BD。
3.如图-1所示的是一款冷暖空调扇,其内部简化电路如图-2所示,均为发热电阻,的阻值为110Ω,M是电动机。开关闭合后,当接1、2时吹冷风,此时电动机正常工作1h消耗的电能为。当接2、3时吹温风,接3、4时吹热风,吹热风时空调扇的总功率为1100W,电源电压为220V。下列说法正确的是( )
A.当开关接3、4,闭合时,电阻、连接方式为串联
B.当开关接2、3,闭合时,该设备消耗的总功率为440W
C.当该设备处于高温挡工作时,发热电阻消耗的电功率为550W
D.从吹温风切换到吹热风时,通过发热电阻的电流不变
【答案】CD
【来源】2025年陕西省西安理工大学附属中学中考三模物理试题
【解析】A.当开关接3、4,闭合时,电阻、首首相连,尾尾相连,连接方式为并联,此时时吹热风,故A错误;
B.开关闭合后,当接1、2时吹冷风,此时电动机单独工作,则电动机功率为
当开关接2、3,闭合时,设备吹温风,此时电动机和并联,功率为
则此时该设备消耗的总功率为
故B错误;
C.开关闭合,接3、4时吹热风,即处于高温挡,此时电动机和、并联,则发热电阻消耗的电功率为
故C正确;
D.吹温风时,电动机和并联,吹热风时,电动机和、并联,根据并联电路特点可知,从吹温风切换到吹热风时,通过发热电阻的电流不变,故D正确。
故选CD。
4.如图所示电路是额定功率为400W的取暖器的原理电路图,S是控制开关,R是发热电阻丝。若要将其改装为总功率1500W的双控双挡位电取暖器,可取另一新发热电阻丝R₀与新开关S0串联后,再_____________(选填“串联”或“并联”)接入原来的电路,请你计算R0的阻值是___________Ω。
【答案】并联 44
【来源】2025年贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县中考三模物理试题
【解析】[1]根据可知,电压一定时,电路中总电阻越小,电路的总功率越大,将额定功率为400W的取暖器改装为总功率1500W的双控双挡位电取暖器后,取暖器的功率变大,故电路中的总电阻应变小,根据串、并联电路中电阻的规律可知,应将新发热电阻丝R0与新开关S0串联后,再并联接入原来的电路。
[2]如图所示电路是额定功率为400W的取暖器的原理电路图,改装后总功率为1500W,故发热电阻丝R0的功率为
则发热电阻丝R0的阻值为
5.按要求完成下列小题。
(2)如图,是一款电煮锅的简化电路图。闭合开关S后,绕O点转动旋钮开关,可实现加热和保温两个挡位的切换。请根据以上要求,在图中虚线框内画出导线和两个发热电阻的元件符号,将电煮锅的电路图补充完整
【答案】(2)
【来源】2025年陕西省西安交通大学附中中考三模物理试题
【解析】(2)根据可知,在电压不变时,改变电路的连接方式,可以改变电路的总电阻,从而改变电功率,组成电煮锅的两个不同的挡位。旋钮开关接a时,两个电阻串联,为保温挡位;旋钮开关接b时,只有一个电阻接入电路,为加热挡位,如图所示:
6.(2025·陕西省延安市·三模)如图甲所示是某校新安装的一台直饮机,其工作原理如图乙所示,可以提供净化过的20℃左右的直饮水。85℃左右的温开水和100℃的开水。直饮机的内部加热电路简化图如图丙所示,R1和R2均为阻值不变的电热丝,通过开关S2的闭合或断开可实现加热和保温两挡,保温挡功率为110W,加热挡功率为2000W。[c水=4.2×103J/(kg·℃),紫外线灯管的功率较小,计算过程中可忽略不计]
(1)净化水的过程除了用超滤膜以外,还需要用紫外线灯照射,这是因为紫外线具有 _________ 功能;
(2)R2的阻值为多少?
(3)当只有直饮机在加热挡工作时,将5kg水从20℃加热到100℃,教室外安装的电能表的示数由图丁变为,求直饮机的加热效率;(结果保留至0.1%)
(4)为节能减排,学校计划安装太阳能电池板为直饮机供电。已知晴天1m2太阳能电池板一天能发电0.8kW·h,要求所有太阳能电池板晴天一天的发电量能供直饮机使用3天;直饮机每天正常工作加热时间计为3h,保温时间计为8h,求至少要安装多大面积的太阳能电池板。
【答案】(1)消毒杀菌
(2)24.2Ω
(3)93.3%
(4)25.8m2
【来源】2025年陕西省延安市安塞区初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)由于紫外线具有消毒杀菌的功能,所以用紫外线灯照射水,能起到消毒杀菌的作用。
(2)分析电路图丙可知,开关S1、S2都闭合时,电路中只有R2工作,电路中的阻值较小,由可知,功率最大,电路处于加热挡,则R2的阻值
(3)水吸收的热量
由图丁可知,电能表示数为107.0kW·h,由题图可知,电能表示数为107.5kW·h,则饮水机消耗的电能
饮水机的加热效率
(4)饮水机三天消耗的电能
所以太阳能电池晴天一天的发电量E=W总=20.64kW·h
由于晴天1m2太阳能电池一天能发电0.8kW·h,则至少要安装太阳能电池的面积
7.(2025·陕西省西安市·三模)如图甲是一种便携式电气两用分体炉,可接气罐或电源使用,搭配1.8L煮锅、1.3L炒锅、1L煎锅三种不同锅型,可满足不同烹饪需求。气罐模式下,燃料在炉头处燃烧,给锅体加热,可通过阀门调节火力大小。接电模式下,电热丝在发热盘内发热,给锅体加热,其工作电路如图乙所示,均为电热丝(阻值不变),调节开关S的位置可实现多挡位工作的要求。
(1)某次使用时用1.8L煮锅烧水,在煮锅内装入1.5kg初温为20℃的水,然后将装有液化丁烷气的气罐接到炉子上将水恰好加热到沸腾(标准大气压)。求:[丁烷气的热值为,水的比热容为]
①水吸收的热量是多少?
②若此过程电气炉烧水的效率是80%,则气罐的质量减少了多少g?
(2)接电模式工作时,将电气炉单独接入220V的家庭电路中,调节开关S的位置,电气炉可以在“低温”、“中温”、“高温”之间转换。已知,“中温”挡的功率为880W。
①S接______(选填“1”“2”或“3”)时处于“中温”挡,“中温”挡正常工作时的电流是______A。
②将电气炉调至“高温”挡使用,家庭电路中如图丙所示的电能表在3min内闪烁了176次,求电热丝的电阻?______
【答案】(1)5.04×105J,14g
(2)2 见解析 11Ω
【来源】2025年陕西省西安市西光中学教育集团中考三模联考物理试题
【解析】(1)①水吸收的热量是
②燃气完全燃烧释放的热量
气罐减小的质量等于消耗燃气的质量,则
(2)①[1][2]如图乙,当开关接1时,电阻R3与R1串联,电路总电阻;当开关接2时,电阻R3与R2串联,电路总电阻,已知,由可知,当开关接1时,电路为低温挡;当开关接2时,电路为中温挡;当开关接3时,电路为R3的简单电路,电路电阻最小,电路为高温挡。
②[3]由图丙可知,电路中的用电器消耗的电能电能表指示灯闪烁3200次,电能表在3min内闪烁了176次,消耗电能
“高温”挡功率
“高温”挡只有工作,则
“中温”挡和串联工作,则
所以电热丝的电阻
8.(2025·陕西省西安市·三模)某型号的电加热器有高、低两挡调温功能,其额定电压为220V,内部电路由发热电阻、阻值不受温度影响和开关组成,其中。在不拆解电加热器内部电路的情况下,小华用图甲电路对其进行测试:在额定电压下,先闭合开关S,电流表的示数为。再闭合开关,电流表的示数变为4A。
(1)该电加热器使用的是三脚插头,是为了将电加热器的金属外壳与______相连。
(2)该电加热器高温挡的额定功率是多少?发热电阻的阻值是多少?
(3)小华增加了一个单刀双掷开关,利用原有元件对该电加热器的内部电路进行改装,如图乙所示,图中的虚线框内分别是和,改装后的电路具有高、中、低三挡调温功能,且低温挡功率不变,中温挡功率与原高温挡功率相同。
①请将发热电阻、的元件符号填入图乙电路的虚线框内,将电路补充完整。
②改装后,电加热器在高温挡正常工作消耗的电能是多少?
【答案】(1)大地
(2)800W,220Ω
(3),
【来源】2025年陕西省西安市新城区中考三模物理试题
【解析】(1)该电加热器使用的是三脚插头,是为了将电加热器的金属外壳与大地相连,保证安全。
(2)当单独接入电路中时,电路中的电流为
结合题意可知,电加热器处于高温挡时,电路为的简单电路;电加热器处于低温挡时,与 串联,则该电加热器高温挡的额定功率为
低温挡时电路中的总电阻为
发热电阻的阻值为
(3)[1]根据要求,改装后的电路图,如下图所示:
[2]电路改装后,开关S闭合、断开且接b时,与串联,电加热器处于低温挡;开关S、闭合且接b时,单独工作,电加热器处于中温挡;开关S、闭合且接a时,与并联,电加热器处于高温挡。
则改装后的高温挡额定功率为
电加热器在高温挡正常工作5min消耗的电能为
9.(2025·陕西省西安市·三模)直饮机的电路图如图所示,电热丝绕在出水管上,水经过出水管时被加热,通过改变“温、开水选择开关”的状态,可以选择出温水或开水。该直饮机的额定电压是,开水加热电功率是,温水加热电功率是。
(1)温、开水选择开关处于___________(“断开”或“闭合”)状态时饮水机处于加热状态;
(2)饮水机正常工作,出开水时电热丝中的电流是多少?
(3)电热丝的电阻是多少?
(4)现想缩短将水烧开所用的时间,需对直饮机的电路进行改造,请你仅用现有器材设计新的电路图。
【答案】(1)闭合
(2)10A
(3)66Ω
(4)
【来源】2025年陕西省西安市高新区第三初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)当温、开水选择开关闭合时,只有电阻R0接入电路,此时电阻最小,由可知,电路消耗的功率最大,此时饮水机处于加热状态;当温、开水选择开关断开时,电阻R1和R0串联接入电路,电路中电阻最大,由可知,电路消耗的功率最小,此时饮水机处于保温状态。
(2)根据题意可知,P加热=2200W,U=220V,由P=UI可得,饮水机出开水时电热丝中的电流
(3)饮水机处于加热状态时,只有电阻R0接入电路,R0的阻值
饮水机处于保温状态时,两电阻串联接入电路,电热丝R1的电阻
(4)电功率越大,通电时间越短,并联电路总电阻小于任一分电阻,由可知两电阻并联时电功率最大,如图所示:
10.(2025·江西省上饶市·三模)0.一种电热水龙头和它的电路简图如图甲、乙所示。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝,R2=55Ω,温水挡的电功率是2.2kW。
(1)当开关在_位置(1、2或2、3)时,流出的水为温水。
(2)当流出的水为温水时,求接入电阻的阻值。
(3)若该水龙头1min能流出约1kg的温水,求该水龙头消耗的电能。
(4)当流出的水为温水时,1min可以将1kg的水温度升高多少?(不考虑热量损失,计算结果保留1位小数)
【答案】(1)1、2
(2)22Ω
(3)
(4)
【来源】2025年江西省上饶市部分学校中考三模物理试题
【解析】(1)根据可知,电压一定时,电阻越大,功率越小,为温水挡;电阻越小,功率越大,为热水挡。电路图可知,当扇形开关位于1、2时,只接入电阻R1,电阻大,功率小,为温水挡;当扇形开关位于2、3时,电阻R1、R2并联,电阻小,功率大,为热水挡。
(2)当流出的水为温水时,接入电阻R1的阻值为
(3)当流出的水约为温水时,该水龙头1min消耗的电能为
(4)1min可以将的水升高的温度为
11.(2025·安徽省合肥市·三模)随着“围炉煮茶”的走红,小西准备用家里的煮茶器与朋友共同品茶。图甲是小西家里的煮茶器,表中是它的部分参数,图乙是它的加热电路的原理图,只有R0是加热电阻。为了实现多档位加热和保温功能,小西找来了定值电阻R1和R2,将煮茶器的加热电路改造成图丙所示电路,使电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%在高、中、低三挡工作。求:
(1)R0在中温挡的功率;
(2)R2的阻值;
(3)若在实际电压为200V的电路中只有煮茶器一个用电器工作,且煮茶器处于低温挡工作状态,求图丁所示的电能表在11min内转过的圈数。
容积/L
1.5
额定电压/V
220
额定功率/W
1100
【答案】(1)704W;(2)33Ω;(3)300r
【来源】 2025年安徽省合肥市新站区中考三模物理试题
【解析】解:(1)由于电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%在高、中、低三挡工作,由表格可知,煮茶器的中温挡功率
(2)由于只有R0是加热电阻,则高温挡时,R0的阻值
断开S1,中温挡时
解得
由串联分压,电阻与电压成正比可得
解得
R1=11Ω
断开S1、S2,在低温挡
P低=25%P高
解得
解得
R0∶(R1+R2)=1∶1
解得
R2=33Ω
(3)实际电压为200V的电路中,煮茶器处于低温挡工作状态,工作11min内,电能表转过的圈数为n,则电路中消耗电能
即
解得
n=300r
答:(1)R0在中温挡的功率为704W;
(2)R2的阻值为33Ω;
(3)电能表在11min内转过的圈数为300圈。
探究影响电流通过导体产生热量的因素
1.如图,是某实验小组探究影响电流热效应的因素的装置,甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油,电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中。闭合开关前,记录下煤油的初始温度。开关S接a,调节滑动变阻器滑片P,使电流表的示数为I1,记录下第100s和第200s时甲容器中煤油的末温度;开关S接b,调节滑片P,使电流表的示数为I2,记录下第200s时乙、丙容器中煤油的末温度。关于该实验过程,下列说法不正确的是( )
A.瓶内液体选择煤油而不用水,原因之一是因为煤油比热容比水小
B.开关S接a后的实验过程,是为了探究导体产生的热量与通电时间是否有关
C.该实验装置无法探究导体产生的热量与电流大小是否有关
D.探究导体产生的热量与电阻大小是否有关时,应选取阻值大小不同的R2和R3
【答案】C
【来源】2025年陕西省西安交通大学附中中考三模物理试题
【解析】A.瓶内液体选择煤油而不用水,原因之一是因为煤油比热容比水小,吸热相同,温度变化明显,故A正确,不符合题意;
B.开关S接a后的实验过程,R1与电流表和变阻器串联在电路中,调节滑动变阻器滑片P,使电流表的示数为I1,记录下第100s和第200s时甲容器中煤油的末温度,根据控制变量法,只改变了通电时间,所以是为了探究导体产生的热量与通电时间是否有关,故B正确,不符合题意;
C.探究导体产生的热量与电流大小是否有关,要控制电阻和通电时间相同,只改变电流大小,开关S接a后的实验过程,通电100s,记下甲容器中煤油的末温度,再改变电路的电流,通电100s,记下甲容器中煤油的末温度,故该实验装置可以探究导体产生的热量与电流大小是否有关,故C错误,符合题意;
D.探究导体产生的热量与电阻大小是否有关时,要控制电流和通电时间相同,只改变电阻大小,开关S接b,R2和R3串联在电路中,通过的电流电流和通电时间相同,故取阻值大小不同的R2和R3,可探究导体产生的热量与电阻大小是否有关,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.(2025·陕西省延安市·三模)请完成下列填空。
(1)如图甲,秒表的读数是 __________ s。
(2)如图乙,抽掉玻璃板后,两瓶中颜色逐渐变均匀,这属于 _______ 现象。
(3)如图丙,将编号为b、d的两根电阻丝分别接入同一个电路,可以探究导体的电阻与导体 _________ 的关系。
(4)如图丁,可以通过观察U形管中两侧液面的 ________ 来反映产生热量的多少。
【答案】(1)337.5
(2)扩散
(3)横截面积
(4)高度差
【来源】2025年陕西省延安市安塞区初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)由图甲可知,小表盘指针指在5min且过半分钟,故大表盘应读大于30s的刻度,为37.5s,故停表的读数为5min37.5s=337.5s。
(2)抽掉玻璃板后,两瓶中颜色逐渐变均匀,说明分子在不停做无规则运动,属于扩散现象。
(3)如图丙,b、d的两根电阻丝长度、材料相同,横截面积不同,故将编号为b、d的两根电阻丝分别接入同一个电路,可探究导体的电阻与导体横截面积的关系。
(4)如图丁,实验中,电阻丝产生的热量多少是无法直接看出来的,是通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少,这种研究方法叫转换法。
3.根据图示,完成相关的问题:
实验次数
入射角∠i
反射角∠r
1
20°
20°
2
40°
40°
3
50°
50°
(1)在探究光的反射规律的实验中得到如图﹣1所示的数据,根据表中数据可得结论:在光的反射现象中,___________。
(2)如图﹣2,在探究平面镜成像实验中,某同学发现看到蜡烛A的像不明亮、不清晰,于是他将蜡烛B也点燃,用来增加像的亮度。他这样做 ___________(填“能”或“不能”)使看到的像更明亮、清晰。
(3)该实验装置可以用来研究电流通过导体产生的热量多少与 ___________之间的关系,实验中通过 ___________来反映电流通过导体产生的热量的多少(选填“温度计示数变化”或“通电时间”)。
【答案】(1)反射角等于入射角
(2)不能
(3)电阻 温度计示数变化
【来源】2025年陕西省西安国际港务区铁一中陆港初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)由表格数据可知,在光的反射中,反射角等于入射角。
(2)在探究平面镜成像实验中,若将蜡烛B也点燃,会导致看不清蜡烛A的像,会影响实验效果。
(3)[1]由图可知,两电阻串联,电流相同,且阻值大小不同,故探究电热与电阻的关系。
[2]电流通过导体产生的热量不能直接显示出来,通过温度计示数的变化间接反映电流通过导体产生的热量的多少,应用了转换法。
4.(2025·陕西省西安市·三模)按要求完成填空。
(1)如图甲所示,测得圆柱体的直径为__________cm;
(2)如图乙所示,小明将一个杯子装满水,用薄塑料片紧贴杯口,倒扣以后塑料片未往下掉,这是由于纸片受到________的作用;
(3)如图丙所示,在试管中装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气把软木塞冲出时的能量转化与四冲程汽油机的_________冲程相同;
(4)如图丁所示,为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,R3与R2并联,目的是使通过R1与R2的_________不同。
【答案】1.20 大气压/大气压强 做功 电流大小
【来源】2025年陕西省西安市高新区第三初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)[1]由图甲可知,刻度尺的分度值为1mm,读数时估读到分度值的下一位。圆柱体左侧与6.00cm对齐,右侧与7.20cm对齐,则圆柱体的直径为
(2)[2]一个杯子装满水,用薄塑料片紧贴杯口,塑料片受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强,而纸板受到向上的大气压远大于水对纸片向下的压强,所以纸片不会掉下来。
(3)[3]当加热试管到一定程度时,水蒸气的内能足够大会将塞子冲出,将水蒸气的内能转化为塞子的机械能;此过程的能量转化关系是内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程相同。
(4)[4]图丁中,右侧两个5Ω的电阻并联后再与左侧5Ω的电阻串联。由并联电路电流特点和串联电路电流特点可知
则。左右两侧容器内部的电阻丝阻值相同,通电时间相同,可以探究导体产生的热量与电流的关系。即R3与R2并联,目的是使通过R1与R2的电流不同。
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