专题07 电功、电功率和电热(5大考点)(河北专用)-【好题汇编】2025年中考物理二模试题分类汇编
2025-06-23
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内容正文:
专题07 电功、电功率和电热
电能、电功和电功率的计算
1.(2025·河北省唐山市·二模)小明将定值电阻、分别按如图甲、乙所示的方式连入电路中,已知,两电路中电源电压相等且保持不变,闭合开关S后,电压表和电流表的示数分别如图丙、丁所示,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为3V B.乙图中通过的电流为0.6A
C.的阻值为5Ω D.甲图中电路工作时消耗的功率为2.4W
【答案】D
【来源】2025年河北省唐山市第十中学中考二模物理试题
【解析】A.由甲图可知,R1与R2串联工作,且R2=2R1,此时电压表测量R1两端的电压,由图丙可知R1的电压为2V,根据串联电路分压规律可知,R2两端的电压为
电源电压为
故A错误;
BC.由乙图可知,R1与R2并联工作,此时电流表测量干路电流,示数为1.8A。则有
结合前面分析可知,电源电压为6V,又已知R2=2R1,解得R2=10Ω、R1=5Ω,此时通过R1的电流为
故BC错误;
D.甲图中电路工作时消耗的功率为
故D正确。故选D。
2.(2025·河北省邢台市·二模)如图甲所示是某款SUV汽车油箱内测定油量的装置原理图,其中R0为定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。油量表由量程为0~3V的电压表改装而成。已知油箱重100N,压敏电阻R能够承受的最大压力为800N,且压敏电阻受到最大压力时,电压表的示数U0达到最大值,电源电压保持6V不变。已知该汽车最大功率为140kW,加满油后以最大功率行驶,2h后燃油耗完。g取10N/kg,燃油的热值为4.5×107J/kg。下列说法中不正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值为80Ω
B.该汽车发动机的效率为32%
C.压敏电阻最大电功率可达到0.45W
D.若燃油的密度为akg/m3,体积为bm3,则
【答案】C
【来源】2025年河北省邢台市襄都区中考二模物理试题
【解析】A.压敏电阻受到最大压力是800N,由图乙可知,此时压敏电阻对应的电阻值是80Ω,电压表的最大示数是3V,因为电阻R和R0串联,各处的电流相等,所以根据欧姆定律得
即
解得R0=80Ω
故A正确,不符合题意;
B.以最大功率行驶,2h做的功W=Pt=140×103W×2×3600s=1.008×109J
最大装油重力G油=F-G油箱=800N-100N=700N
最大装油质量为
燃油完全燃烧放出的热量Q=m油q=70kg×4.5×107J/kg=3.15×109J
该汽车发动机的效率
故B正确,不符合题意;
C.压敏电阻受到最大压力时,电压表的示数达到最大值3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,压敏电阻两端的电压UR=U-U0=6V-3V=3V
因串联电路中各处的电路相等,所以,电路中的电流
压敏电阻最大电功率
故C错误,符合题意;
D.由乙图可知,压敏电阻R的阻值与受到的压力F的关系为R=kF+b
当压力为0时,R=240Ω,则b=240;当压力为800N是,电阻R=80Ω,则80Ω=k×800N+240
解得k=-0.2
所以压敏电阻R的阻值与受到的压力F的关系式是R=240-0.2F①
电路中的电流
R的电阻值②
又因为压力F=G油箱+G油=G油箱+abg=100N+10N/kg×ab③
综合①②③式,解得R0两端电压U0与油量的关系为
故D正确,不符合题意。故选C。
3.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,电源电压不变,、、为电流表或电压表。只闭合时,表无示数,表有示数。、都闭合时,滑片向右滑动,表的示数不变。下列判断正确的是( )
A.a表是电压表
B.只闭合,向右移动,两端的电压不变
C.开关均闭合,,两表对换,电阻一定变大
D.开关均闭合,电路的总功率为,若将c表换成另一种电表,再闭合、,电路的总功率为,则
【答案】D
【来源】2025年河北省唐山市路南区中考二模物理试题
【解析】A.只闭合S1时,a、b两表串联后并联在电源两端,由a表无示数、b表有示数可知,a表应为电流表,b表应为电压表,当S1、S2都闭合时,滑片P向右滑动,c表的示数不变,则c表应为电压表,故A错误;
B.只闭合S1时,R1、R2、R3串联,设P向右移动前后,由于电路电阻的变化,引起电路中的电流发生变化,由知道,R2两端的电压变化,故B错误;
C.开关均闭合时,是R1的简单电路,若,两表对换,则是R2与滑动变阻器串联的电路,由于不知道各电阻的大小,所以,不能判断电路电阻的变化,故C错误;
D.开关均闭合,电路为R1的简单电路,若将c表换成另一种电表即电流表,再闭合S1、S2时,R1、R2、R3并联,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,R1的电功率不变,因电路的总功率等于各用电器功率之和,所以,电路中的总功率变大,即
故D正确。故选D。
4.(2025·河北省唐山市·二模)小明家的电能表月初的数字是,月末表盘的示数如图所示。若按0.5元1kW·h的标准收费,他家本月应缴纳电费___________元。若电能表的转盘在10min内转过400转,则接在该电能表上的用电器总功率为_____________W。
【答案】42 1200
【来源】2025年河北省唐山市古冶区中考二模物理试题
【解析】[1]电能表最后一位位小数。因此本月用电为
电费为
[2]电能表为2000r/kW·h,转过400转,用电
则电功率
5.(2025·河北省唐山市·二模)在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中,小明发现家中电能表表盘如图所示,该电能表的示数为___________kW·h,小明想测家中电水壶的功率,只让电水壶在电路中工作,当指示灯闪烁了48次,用时1min,则该电水壶的功率为___________W。
【答案】326.6 1800
【来源】2025年河北省唐山市龙华中学中考二模物理试题
【解析】[1]电能表读数窗口显示的最后一位为小数位,图示数值为326.6kW·h。
[2]1600imp/(kW·h)表示每消耗1度电(1kW·h)电能表指示灯闪烁1600次。当指示灯闪烁了48次,电水壶消耗的电能为
则该电水壶的功率为
6.(2025·河北省唐山市·二模)某同学家的电能表如图所示,他关掉家里其他电器只让家里的电水壶单独工作1min,电能表的转盘转过了20转,则该电水壶的电功率为______W;产生热量使2kg的冷水温度升高10℃,则该电水壶的烧水效率是______[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。
【答案】2000 70%
【来源】2025年河北省唐山市玉田县中考二模物理试题
【解析】[1]600r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转600r,则电能表的转盘转过了20转,该电水壶这段时间内消耗的电能
该电水壶的电功率
[2]水吸收的热量
该电水壶的烧水效率
7.(2025·河北省唐山市·二模)小明家中电水壶的铭牌标有“220V 1500W”字样,用此电水壶将1.5L水从20℃加热到沸腾(1标准大气压),水吸收的热量为______J;若此次电水壶烧水的效率为84%,电水壶正常工作,将这壶水烧开所用的时间为______s。[已知水的密度为,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】5.04×105 400
【来源】2025年河北省唐山市路北区中考二模物理试题
【解析】[1]水的质量为
水吸收的热量为
[2]消耗的电能为
电水壶正常工作,将这壶水烧开所用的时间为
8.(2025·河北省唐山市·二模)小明家的电水壶的内部电路如图所示,其中R1、R2为电热丝,S是电源开关,S0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表所示。已知电源电压为220V。
××牌电水壶
额定电压
220V
电源频率
50Hz
加热功率
880W
保温功率
44W
(1)当开关S闭合,S0断开时,求电路中的电流。
(2)当开关S和S0均闭合时,求R1的电功率。
(3)在加热状态下,求该电水壶工作50s消耗的电能。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
【答案】(1)0.2A
(2)836W
(3)4.4×104J
【来源】2025年河北省唐山市龙华中学中考二模物理试题
【解析】(1)当开关S闭合,S0断开时,电水壶处于保温状态,由P=UI得,电路中的电流:
(2)当开关S和S0均闭合时,此时电水壶处于加热状态,其总功率等于两电阻电功率之和,则R1的电功率为P1=P总﹣P2=880W﹣44W=836W
(3)在加热状态下,该电水壶工作50s消耗的电能:W=P总t=880W×50s=4.4×104J
9.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)某物理兴趣小组做“探究电流与电阻关系”的实验,实验电路如图所示,所用电源电压为4.5V不变,滑动变阻器R2上标有“20Ω;1A”字样。第一次实验时,所选电阻R1的阻值为5Ω,闭合开关S,移动滑片P至某位置时,电压表示数为2.0V。
(1)求此时通过电阻R1的电流I1。
(2)求通电10秒钟,电流通过变阻器R2所做的功W2。
(3)保持定值电阻两端电压2V不变,用不同定值电阻R0替换R1继续实验,在保证电路安全的情况下,求所用电阻R0的阻值范围。
【答案】(1)0.4A
(2)10J
(3)
【来源】2025年河北省唐山市遵化市中考二模物理试题
【解析】(1)如图,电阻和滑动变阻器串联,电压表测通过电阻R1的电压,电流表测电路中的电流,此时通过电阻的电流
(2)变阻器两端的电压
通电10秒钟,电流通过变阻器所做的功
(3)由R2可知,通过电路的最大电流,定值电阻两端的电压不变,定值电阻的最小值
根据串联电路分压原理可知
解得,即的阻值范围为:。
10.(2025·河北省唐山市·二模)0.如图所示电路,灯泡L电阻为5Ω,变阻器R1上标有“10Ω,1A”字样,电流表用0~0.6A量程,电压表用0~3V量程。移动滑片,当电压表示数为2V,电流表示数为0.5A时,灯泡恰好正常发光(灯丝电阻保持不变)。求:
(1)此时的电源电压;
(2)当滑动变阻器的滑片位于最右端时,灯泡L的实际功率;
(3)电源电压不变,用一个定值电阻R0替换小灯泡,并将电压表拆下来后接在定值电阻R0两端,两电表量程不变,调节滑动变阻器,电压表示数能达到满偏。满足题意的定值电阻R0的阻值范围是多少?
【答案】(1)4.5V
(2)0.45W
(3)5Ω~20Ω
【来源】2025年河北省唐山市丰润区中考二模物理试题
【解析】(1)由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,灯泡L两端电压为
则电源电压为U=UL+U1=2.5V+2V=4.5V
(2)当滑动变阻器R1的滑片位于最右端时,R1接入电路的阻值最大,电路总电阻
此时电路中的电流
灯L的实际功率为
(3)用一个定值电阻R0替换小灯泡后,R0与R1串联,电压表测R0两端电压。电压表示数满偏时,即R0两端电压U0=3V,电流表的量程为0-0.6A,电路中最大电流为0.6A,此时R0的阻值最小
根据串联电路分压规律,电压表示数满偏时,R1两端电压
当滑动变阻器连入电路阻值最大时,电路中的电流最小,此时阻值R0最大。根据串联分压规律有
综上,替换电阻的阻值范围为5~20Ω。
11.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示的电路中,电源电压为18V且不变,灯泡L上标有“15V 5W”字样(灯泡电阻不随温度变化),电阻。 的阻值为20Ω,滑动变阻器 上标有“10Ω 1A”字样, 电压表选用“0~3V”量程, 电流表选用“0~3A”量程。求∶
(1) 开关S、S1闭合, 断开,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值;
(2) 开关S、S2闭合, 断开,当电压表示数为2V时,电阻 的电功率;
(3) 开关S、S2闭合, 断开,用电阻 来替换电阻 要求:通过移动变阻器滑片,电压表能发生满偏且电路各元件均能正常工作,求电阻的取值范围。
【答案】(1)9Ω;(2)12.8W;(3)15Ω≤R0≤50Ω
【来源】2025年河北省唐山市玉田县中考二模物理试题
【解析】解:(1)开关S、S1闭合,S2断开,L与R2串联,因串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,所以,由P=UI可得,电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压
U2=U-UL=18V-15V=3V
由可得,滑动变阻器接入电路的阻值
(2)开关S、S2闭合,S1断开,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,当电压表示数为2V时,R1两端的电压
U1=U-U2′=18V-2V=16V
电阻R1的电功率
(3)开关S、S2闭合,S1断开,用电阻R0来替换电阻R1后,R0与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,因滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V,所以,当电压表的示数U2″=3V,且电路中的最大电流I大=1A时,R0的阻值最小,则
当滑动变阻器接入电路电阻最大,且两端电压最大U2大=3V时,电路中的电流最小,R0的阻值最大,则电路中的最小电流
R0的最大阻值
则电阻R0的取值范围为15Ω≤R0≤50Ω。
答:(1)滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω;
(2)电阻R1的电功率为12.8W;
(3)电阻R0的取值范围为15Ω≤R0≤50Ω。
12.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示的电路中,电源电压18V不变,灯泡L上标有“6V 3W”字样,电流表A的量程为0-0.6A,“0-3A”,电压表V的量程为0-3V,“0-15V”.滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样.
(1)只闭合S、S1,调节滑动变阻器滑片,当小灯泡正常发光时,求整个电路的总功率.
(2)只闭合开关S、S2,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为12V时,电流表示数为0.4A,求电阻R1的值.
(3)只闭合开关S、S2,调节滑动变阻器滑片,发现电压表和电流表指针偏转的角度相同(可重新选择量程),且为了整个电路各元件的安全,讨论并计算此时电流表的可能值.
【答案】(1)9W(2)15Ω(3)0.9A
【来源】2025年河北省唐山市古冶区中考二模物理试题
【解析】(1)小灯泡正常发光时,电路中的电流:,则整个电路的总功率:P=UI=18V×0.5A=9W;
(2)R1两端的电压是:U1=U-U2=18V-12V=6V,则R1的阻值是:;
(3)只闭合S和S2,R1与R2串联,
若电压表选择0~15V的量程,电流表选择的是0~3A的量程,当电压表和电流表偏转相同时有,此时电路中的电流为:,这种情况可以实现;
若电压表选择0~15V的量程,电流表选择的是0~0.6A的量程,当电压表和电流表偏转角度相同时,,滑动变阻器超出最大阻值,这种情况不能实现;
若电压表选择0~3V的量程,电流表选的是0~0.6A的量程,当电压表和电流表偏转角度相同时,,此时电路中的电流为:,此时的电流超过了电流表的量程,所以不可以;
若电压表选择0~3V的量程,电流表选择的是0~3A的量程,当电压表和电流表偏转角度相同时,,此时电路中的电流为:,此时的电流超过了滑动变阻器的安全电流,所以不可以.
答:(1)只闭合S、S1,调节滑动变阻器滑片,当小灯泡正常发光时,整个电路的总功率9W;
(2)只闭合开关S、S2,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为12V时,电流表示数为0.4A,电阻R1的值15Ω;
(3)只闭合开关S、S2,调节滑动变阻器滑片,此时电流表的可能值是0.9A.
13.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲所示电路中,电源电压不变,,滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω,电流表使用的量程为0~0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V,其电流随电压的变化规律如图乙所示。当只闭合S2时,电流表的示数为0.25A。
(1)求电源电压;
(2)当只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,求滑动变阻器R2连入电路的电阻;
(3)当闭合S1、S2、S3时,为保证不损坏电流表,求电路消耗的总电功率的变化范围。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
【答案】(1)8V
(2)14Ω
(3)4.48W~4.8W
【来源】2025年河北省唐山市第十中学中考二模物理试题
【解析】(1)当只闭合S2时,R1与小灯泡串联,电流表的示数为0.25A,根据图乙可知,小灯泡此时两端的电压为3V,R1两端的电压为
则电源电压
(2)当只闭合S3时,R2与小灯泡L串联,要使小灯泡L正常发光,小灯泡两端的电压为3.8V,则R2两端的电压为
根据图乙可知,此时电路中的电流为0.3A,则滑动变阻器接入的电阻为
(3)当闭合S1、S2、S3时,R1与R2并联,电流表测量干路电流,由电流表量程可知,干路的最大电流为0.6A,此时电路中的总功率最大,最大总功率为
当滑动变阻器全部接入时,滑动变阻器接入的阻值为50Ω,通过滑动变阻器的电流最小,总电流最小,总功率最小,通过滑动变阻器的最小电流为
R1支路的电流为
电路中的总电流为
电路总功率最小为
电路消耗的总电功率的变化范围为4.48W ~4.8W。
14.(2025·河北省秦皇岛市·二模)如图甲所示,电源电压可调,小灯泡L标有“5V;5W”,滑动变阻器R0规格为“20;2A”,电流表表盘如图乙所示。当电源电压调至10V时,闭合开关S,滑片P移至某一位置时,电流表的示数为1A。
(1)求小灯泡此时的电阻;
(2)求滑动变阻器R0此时消耗的电功率;
(3)若用定值电阻R1替换小灯泡L,且将滑动变阻器R0与R1并联,电流表接入干路中,如图丙所示。若电源电压在25~30V之间任意取值,在保证电路安全的情况下,调节R0的滑片P,可使电流表指针达到满偏。求满足要求的R1的阻值范围。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
【答案】(1)5
(2)5W
(3)
【来源】 2025年河北省秦皇岛市抚宁区中考二模物理试题
【解析】(1)灯泡的额定电流为
电流表示数为1A,说明灯泡正常发光,小灯泡此时的电阻为
(2)滑动变阻器此时消耗的电功率为
(3)①当电源电压为30V,a.滑动变阻器连入电路电阻最大时,该支路中的电流为
电流表满偏时,通过的电流为,故
b.当通过滑动变阻器的电流为最大2A时,通过电阻的电流为
电阻的电阻为,此时的电阻在20~30取值符合题意。
②当电源电压为25V时
c.滑动变阻器连入电路电阻最大时,该支路中的电流为:
电流表满偏时,通过的电流为
故的电阻为
d.当通过滑动变阻器的电流为最大2A时,通过电阻的电流为
电阻的电阻为
此时的电阻在14.3~25Ω范围内取值符合题意,因滑片要求滑动,因此不能取值20Ω,故电阻取值范围为: 。
15.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示电路,电源电压为18伏保持不变,定值电阻的阻值为10欧,滑动变阻器标有“”字样,电压表和电压表均有两个量程,,电流表量程,。闭合开关S后,电流表示数为0.5安。求:
(1)电压表的示数;
(2)电阻接入电路的阻值;
(3)现在用定值电阻替换,选择适当的量程,闭合开关后,移动变阻器的滑片,在保证各元件都能正常工作的情况下,使电流表达到某个量程的满刻度,且使电压表的变化量最大。
①定值电阻的阻值。
②满足上述要求,电路消耗的最小功率。
【答案】(1)5V
(2)
(3)①;②
【来源】2025年河北省唐山市路南区中考二模物理试题
【解析】(1)当电流表的示数为0.5A时,两端的电压
(2)两端的电压
电阻接入电路的阻值
(3)电流表的量程可选量程或,滑动变阻器标有“”,允许通过的最大电流为1A,电流表达到满刻度时,只能选,;为使的示数变化量最大,两电压表都应选量程。
①电流表达到某个量程满刻度,定值电阻两端电压最大时,变化量最大,即
②由题意得当示数为15V时,电路中的电流最小,此时两端电压
此时
由得,电路消耗的最小功率
16.(2025·河北省唐山市迁安市·二模)如图所示的电路中,电源电压恒为6V。小灯泡L标有“5V 2.5W”字样(灯丝电阻不随温度变化),滑动变阻器R1的铭牌标有“25Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。
(1)求小灯泡L正常发光时通过的电流;
(2)只闭合开关S和S1,R1的滑片P位于最右端时,电压表示数为2.5V。求定值电阻R2的阻值;
(3)只闭合开关S和S2时,移动R1的滑片P,在保证各元件安全工作的前提下,求R1允许的取值范围。
【答案】(1)0.5A
(2)35Ω
(3)2Ω~10Ω
【来源】2025年河北省唐山市迁安市中考二模物理试题
【解析】(1)由题知,灯的额定电压为5V,额定功率为2.5W,根据P=UI知小灯泡的额定电流为
(2)只闭合开关S和S1,R1的滑片P置于最右端时,R1与R2串联,且R1接入电路的阻值为25Ω,电压表测R1两端的电压。通过R2的电流
根据串联电路电压的规律知,此时R2两端的电压
R2的阻值
(3)只闭合开关S和S2时,R1和小灯泡L串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。为了保证各元件安全工作,通过电流表的电流不能超过0.6A,通过小灯泡L的电流不能超过0.5A,通过R1的电流不能超过1A,所以电路中的最大电流为
电路中的最小总电阻
小灯泡L的电阻
在保证各元件安全工作的前提下,R1连入电路中的最小阻值
当R1连入电路中的阻值最大时,由串联电路的分压特点可知,此时R1两端的电压最大,由于电压表的最大测量值为3V,即U1大=3V
根据串联电路的电压特点可知,小灯泡L两端的电压
此时电路中的电流
则R1连入电路中的最大阻值
综上可知,R1允许的取值范围为2Ω~10Ω。
与电功率有关的动态电路
1.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R1阻值为10Ω,R为滑动变阻器,规格为“20Ω 1A”, 电流表量程0~3A。闭合开关S、S1,电流表示数为0.6A,R1的功率为P1;开关全部闭合时,电流表示数变化了0.4A,电压表可更换量程。则下列说法正确的是( )
A.R2阻值为5Ω
B.只闭合开关S,滑片P向右移动,电压表示数减小
C.只闭合开关S,R1的最小功率为
D.R、R1、R2任意互换,开关全部闭合,电流表示数最小值为0.7A
【答案】D
【来源】2025年河北省唐山市路北区中考二模物理试题
【解析】A.闭合开关S、S1,电路为定值电阻R1的简单电路,电流表示数为0.6A,由欧姆定律得,电源电压为
开关全部闭合时, R1、R2并联,电流表测量干路电流,此时电路电阻变小,由欧姆定律得,电路总电流变大,电流表示数变化了0.4A,则电流表示数最大0.4A,由并联电路电流特点得,R2的电流为0.4A,由欧姆定律得,R2阻值为
故A错误;
B.只闭合开关S,定值电阻R1与变阻器R串联,电压表测量变阻器R的电压,电流表测量电路电流;滑片P向右移动,变阻器R接入电路中电阻变大,由串联电路电阻越大,分到的电压越大得电压表示数增大,故B错误;
C.只闭合开关S,当变阻器接入电路中电阻最大为20Ω时,电路电阻最大,电路电流最小,此时R1的功率最小为
而
则R1的最小功率为
故C错误;
D.R、R1、R2任意互换,开关全部闭合,与开关并联的用电器短路,当R的最大电阻与R2并联时,电路电阻最大,电路电流最小,电流表测量干路电流,则此时电流表示数最小,为
故D正确。故选D。
2.(2025·河北省保定市·二模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为首先,只闭合开关,当滑片位于最右端时,电路消耗的总功率为,然后,断开开关,将两电表的位置互换,再同时闭合开关和,当滑片位于最右端时,电路消耗的总功率为,已知,则下列有关说法正确的是( )
A.两表位置互换前,向左移动滑片,电流表示数变小
B.两表位置互换后,移动滑片,在电路安全条件下,电压表与电流表示数比值保持不变
C.两表位置互换前后,电阻两端的电压之比最小为1∶2
D.两表位置互换前后,电路消耗的总功率与之比为2∶9
【答案】D
【来源】2025年河北省保定市阜平县中考二模物理试题
【解析】A.两表位置互换前,只闭合开关,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量电源电压,电流表测量电路中的电流,向左移动滑片,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A错误;
B.将两电表的位置互换,再同时闭合开关和,电阻R1和变阻器R2并联,电流表测量通过变阻器R2的电流,电压表测量电源电压,由可知电压表与电流表示数比值等于变阻器R2的阻值,移动滑片,变阻器R2连入电路的阻值变化,所以电压表与电流表示数比值是变化的,故B错误;
C.设电源电压为U,两表位置互换前,只闭合开关,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量电源电压,滑片位于最右端,变阻器连入电路的电阻最大,由串联分压可知,变阻器两端的电压最大,由串联电路电压的规律可知电阻R1两端的电压最小,已知,由串联分压可知电阻两端的电压,将两电表的位置互换,再同时闭合开关和,电阻R1和变阻器R2并联,电流表测量通过变阻器R2的电流,电压表测量电源电压,由并联电路电压的规律可知电阻两端的电压等于电源电压,两表位置互换前后,电阻两端的电压之比最小为
故C错误;
D.设电源电压为U,两表位置互换前,只闭合开关,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量电源电压,滑片位于最右端,变阻器连入电路的电阻最大,电路消耗的总功率
将两电表的位置互换,再同时闭合开关和,电阻R1和变阻器R2并联,电流表测量通过变阻器R2的电流,电压表测量电源电压,滑片位于最右端,变阻器连入电路的电阻最大,电路消耗的总功率为
电路消耗的总功率与之比为
故D正确。故选D。
3.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示的电路中,电源电压不变,甲、乙为电流表或电压表。只闭合S1,滑片P移动到最左端,电流表示数为I1;再闭合S2,电流表示数为I2,I2>I1。下列说法不正确的是( )
A.甲是电压表,乙是电流表。
B.只闭合S1,滑片P向左移动时,电表甲的示数变大。
C.将滑片移到最右端,先闭合S1,电路消耗的总功率为P1;再闭合S2,电路消耗的总功率为P2,P1<P2
D.将滑片移到最右端,互换甲、乙两表的位置,逐次闭合S1、S2,电流表示数变大。
【答案】D
【来源】2025年河北省唐山市丰润区中考二模物理试题
【解析】A.只闭合S1,滑片P移动到左端,电流表示数为I1;若甲为电流表,则此时电源会被短路,故甲为电压表;由于电压表接入电路中时相当于是断路,若乙为电压表,闭合开关S2,整个电路的总电阻不变,电流表示数不变,不符合题意,所以乙是电流表,故A正确,不符合题意;
B.只闭合S1,该电路为串联电路,电压表甲测量的是R1、R2两端的电压,滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据U=IR可知,R1、R2两端的电压变大,电压表示数变大,故B正确,不符合题意;
C.将滑片移到右端,先闭合S1,三个电阻串联接入电路中;再闭合S2,R0、R2被短路,根据串联电路的电阻关系可知,此时电路的总电阻变小,根据公式可知,电路消耗的功率会变大,即P1<P2,故C正确,不符合题意;
D.将滑片移到右端,互换甲、乙两表的位置,此时甲为电流表,乙为电压表,闭合S1,此时R1、R2被短路,滑动变阻器接入电路中,再闭合S2,由于电压表相当于断路,则电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,电流表示数不变,故D错误,符合题意。故选D。
4.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,电源电压为且保持不变,,为滑动变阻器,a、b、c为电流表或电压表。只闭合开关时,a表无示数,b表有示数,c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化,则下列说法正确的是( )
A.a为电压表,b、c为电流表
B.开关均闭合后,移动滑片P,a、b两表示数均无变化
C.开关均闭合后,b表示数与a表示数的比值等于电阻的阻值
D.将a、b、c表均换成另一种电表,开关均闭合,当滑动变阻器连入电路的阻值为时,滑动变阻器消耗的功率
【答案】B
【来源】2025年河北省唐山市玉田县中考二模物理试题
【解析】A.只闭合S1时,电表a、b、R2、R1串联后再与R3并联,由a表无示数、b表有示数可知,a表为电流表,b表为电压表,由c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化可知,c表为电流表,故A错误;
BC.S1、S2、S3都闭合时,R1、R2、R3并联,a电流表测R1和R2的电流,电压表b测电源电压,电流表c测R1和R3的总电流。由电源的电压不变可知,滑片移动时,电压表b示数无变化;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时,通过R1与R2的电流不变,即电流表a的示数不变;由可知,b表示数除以a表示数等于R1与R2的总电阻,由于并联电路中总电阻要小于其中的任何一个电阻,则b表示数除以a表示数小于电阻R1的阻值,故B正确,C错误;
D.将a、b、c表均换成另一种电表,即a为电压表,b为电流表,c为电压表。开关均闭合,R2被短路,R1与R3串联。当滑动变阻器连入电路的阻值为时,由题意知R1=R,此时电路中的电流,滑动变阻器消耗的功率,故D错误。故选B。
5.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲所示,电源电压为9V,电流表量程为0-0.6A,电压表量程为0-15V。在保证所有元件安全的情况下:
(1)闭合开关S、,断开,最大范围移动滑动变阻器滑片,绘出电流表示数I与电压表示数U关系的图像如图乙所示,此过程中小灯泡消耗的最大功率与最小功率分别用、表示;(2)断开,闭合开关S、,最大范围移动滑动变阻器滑片,绘出电压表示数U与滑动变阻器接入电路中阻值关系的图像如图丙所示。下列结论正确的是( )
A. B.接入电路的最大阻值为
C.图丙中横轴上 D.两种情况中电路总功率可能为
【答案】BC
【来源】2025年河北省唐山市丰南区中考第二次模拟质量检测物理试题
【解析】ABC.只闭合开关S、,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,根据串联电路的分压规律可知,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,由图乙可知,滑动变阻器两端的最大电压为4V,通过的最小电流为,由于电压表没有达到最大量程,故滑动变阻器接入电路的电阻最大,由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值
所以变阻器的最大阻值为;当灯泡正常发光时,电路中的电流最大,由图乙可知此时电路中电流为,即灯泡的额定电流为;只闭合开关S、,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测两端的电压,当灯泡正常发光时电路中的电流最大是,由欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端电压最小,由图丙可知此时滑动变阻器两端的电压为2V,则滑动变阻器
即图丙中横轴上
由串联电路的电压特点可知,灯泡额定电压
所以灯泡的额定功率
即
故A错误,BC正确;
D.根据以上可知,最大电流为,根据P=UI可知两种情况中电路总功率最大值为
故D错误。故选BC。
伏安法测量小灯泡的电功率
1.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)小明在进行“测量小灯泡电阻”的实验,电源电压恒定,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线按要求将甲图连接完整______(向左移动滑片P时电流表示数变大);
(2)连接好电路并检查后,小明闭合开关S,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均有示数,接下来更合理的操作是( )
A.移动滑片P
B.更换小灯泡
C.更换电源
(3)小明改变滑片P的位置,获得多组对应的电压值和电流值,根据实验数据绘制了如图所示的I-U图像。根据以上实验数据,则小灯泡L正常发光时的电阻RL=___________,还可得小灯泡L正常发光时的功率PL=________W;
(4)小明还想通过多次测量电阻求平均值以减小误差,当他分析数据和图像后很快打消了念头,是因为___________;
(5)小明通过查阅资料了解到,实际使用电压表测量某段电路两端电压时,电压表中也会通过很小的电流,只是通常情况下忽略了。若考虑电压表会分流,则通过小灯泡的实际电流应该比电流表的示数___________(选填“偏大”或“偏小”);
(6)【拓展】:小华做“测定小灯泡的电功率”实验。他将学生电源(电压有4、6、8V三挡)、待测小灯泡(标有“0.3A”字样)、滑动变阻器(标有“20;2A”字样)、电流表和开关串联在电路中,将电压表(只有0~3V挡完好)并联在小灯泡两端。然后,将变阻器的滑片移至连入的阻值最大的一端,闭合开关,小灯泡发光较暗,电压表、电流表示数如图(a)所示。小华经过思考、分析,调整了电源挡位,重新连接电路,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电压表示数如图(b)所示。则更换后的电源电压应该是___________V。
【答案】(1)
(2)A
(3) 10 0.625
(4)见解析
(5)偏小
(6)6
【来源】2025年河北省唐山市遵化市中考二模物理试题
【解析】(1)向左移动滑片P时电流表示数变大,由可知电路的总电阻变小,由电阻的串联可知变阻器连入电路的电阻变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与电源串联在电路中,如下图所示:
(2)电路连接完整后,小明闭合开关,但电流表、电压表均有示数,则电路为通路,发现小灯泡不亮,说明可能是电路中的电流过小,接下来他首先应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)[1][2]由图可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻为
小灯泡L正常发光时的功率PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W
(4)由图可知,灯泡的电压增大,对应的电流增大,由P=UI可知灯泡的电功率增大,灯泡变亮,灯丝的温度升高,灯丝的电阻变大,所以不能通过多次测量电阻求平均值以减小误差。
(5)电压表与灯并联,电流表测并联电路的电流,由并联电路电流的规律,电流表示数大于灯的电流,故通过小灯泡的实际电流应该比电流表的示数偏小。
(6)由题意可知,电压表选用小量程,由图(a)可知,电压表指针超过量程,此时小灯泡发光较暗,说明灯泡额定电压大于3V;因灯泡额定电流为0.3A,故电流表选用小量程,由图(a)可知,电流表分度值0.02A,其示数为0.24A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知,滑动变阻器两端电压为U滑=IR滑=0.24A×20Ω=4.8V
根据串联电路电压规律可知,此时电源电压应大于3V+4.8V=7.8V
说明第1次选用的电源电压为8V;调整了电源挡位,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电压表示数如图(b)所示,电压表分度值0.1V,其示数为1.5V,小于灯泡额定电压,说明电压表测滑动变阻器两端电压,根据串联电路电压规律可知,此时电源电压应大于1.5V+3V=4.5V
即调整后的电源电压应该为6V。
2.(2025·河北省唐山市迁安市·二模)小明设计了如图甲所示的电路来探究“并联电路中电压和电流的特点”,电源电压恒定。
(1)小明连接电路探究并联电路的电压关系时,刚接入最后一根导线时,电压表指针就发生了偏转。请指出小明在连接电路时存在的不妥之处:_________;
(2)探究电压的特点时,应用电压表分别测出电源电压、AB和__________(选填“AC”“CD”或“BD”)两点间的电压;
(3)测量电源电压时,电压表示数如图乙所示,为__________V。进行后面两次电压的测量时,电压表示数与图乙相同,初步得出结论:并联电路中,各支路两端的电压与电源电压相等;
(4)小明用同样的实验器材再加一个电流表连接了如图丙所示的电路,继续探究并联电路的电流关系。在测量E处的电流之后,小明想只移动一根导线,使电流表测量图甲中C处的电流。请在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路;_______
(5)正确进行实验,得到的实验数据如表所示,分析数据初步得到结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
电流IE/A
电流IA/A
电流IC/A
0.42
0.30
0.12
(6)小明邀请小华对他的实验进行评估,小华建议他更换阻值不同的电阻再进行几次实验,目的是________。小明在不更改电路其他元件的情况下,可将R2更换为_________(选填“①”“②”或“③”)的电阻进行实验。
①5Ω ②8Ω ③12Ω
【拓展】小华设计如图所示的电路来测量小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电流为I额。请完成下列填空。(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大电阻为R0)
①只闭合开关S、S1,调节R2的滑片P2,使电流表示数为I额;
②再断开开关S1、闭合开关S2,保持R2的滑片P2位置不变,调节R1的滑片P,使电流表示数为I额;
③保持R1的滑片P1位置不变,接着将R2的滑片P2调至最左端,记下电流表示数I1;再将R2的滑片P2调至最右端,记下电流表示数I2;
④则小灯泡的额定功率P=__________(用I额、R0、I1、I2表示)。
【答案】连接电路时开关闭合了 CD 3 得到普遍规律 ③
【来源】2025年河北省唐山市迁安市中考二模物理试题
【解析】(1)[1]为保护电路,连接电路时,开关要断开。小明连接电路探究并联电路的电压关系时,刚接入最后一根导线时,电压表指针就发生了偏转,说明连接时电路的开关是闭合的。
(2)[2]探究并联电路电压的特点时,要测量电源电压和各支路两端的电压,应用电压表分别测出电源电压、AB和CD两点间的电压。
(3)[3]测量电源电压时,由图乙所示电压表知道,选用的是小量程,示数为3V。
(4)[4]在测量E处的电流之后,小明想只移动一根导线,使电流表测量图甲中C处的电流,由甲图可知,C点在R2的支路上,所以,电流表应串联在R2所在的支路上,如下图
(6)[5]小明邀请小华对他的实验进行评估,小华建议他更换阻值不同的电阻再进行几次实验,目的是为了避免结论的偶然性,获取多组数据,利用多组数据归纳出具有普遍性的规律。
[6]并联电路各支路可独立工作、互不影响,通过R1的电流不变,若换成8Ω的电流,由欧姆定律,支路电流为
干路的电流为
超过电流表的量程;若换成比8Ω小的5Ω电阻,干路电流大于0.675A,不可行;
同理,换成12Ω电阻时,支路电流为
干路的电流为
小明在不更改电路其他元件的情况下,可将R2更换为③的电阻进行实验。
【拓展】[7]①只闭合开关S,S1,此时灯泡和滑动变阻器R2串联,调节R2使电流表的示数为I额;
②再断开S1,闭合S2,此时两滑动变阻器R1、R2串联,保持R2滑片位置不变,调节R1,使电流表示数为I额,根据等效替代的方法,此时;
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为I1,此时R2连入电路中的电阻为0,设电源电压为U,则…Ⅰ
再将R2的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为I2,此时R2连入电路中的电阻为R0,则…Ⅱ
由Ⅰ、Ⅱ两式可得
则小灯泡的电阻为
故小灯泡额定功率为
焦耳定律
1.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)手机在充电的过程中会发热,这主要是电流的___________效应;某闪充充电器的充电电压为5V,充电电流为4A,则充电2min最多可以充入的电能有___________J。
【答案】热 2400
【来源】2025年河北省唐山市遵化市中考二模物理试题
【解析】[1]手机在充电的过程中会发热,是电能转化为内能的过程,这是电流的热效应。
[2]2min最多可以充入电能
2.(2025·河北省唐山市·二模)小华家电茶炉的加热电阻为,只将电茶炉接入220V的家庭电路中正常工作10min,刚好将电茶炉内1kg的水从加热至,水吸收的热量为______J,电茶炉烧水的效率为______。
【答案】
【来源】2025年河北省唐山市路南区中考二模物理试题
【解析】[1]水吸收的热量为
[2]电茶炉接入220V的家庭电路中正常工作10min,消耗的电能为
电茶炉烧水的效率为
3.(2025·河北省保定市·二模)电动汽车,绿色环保,在方便出行的同时也存在安全隐患。某品牌电动汽车在充电电压为400V直流充电桩充电时,其功率P与储能比H(电池当前储能占充满状态储能的百分比)的关系如图所示,在AB、BC、CD、DE四段充电过程中,________段最容易使导线升温、老化,甚至引起火灾;其中DE段耗时0.5小时,则该段消耗的电能为________。
【答案】BC 7.5
【来源】2025年河北省保定市阜平县中考二模物理试题
【解析】[1]由图可知,在AB、BC、CD、DE四段充电过程中,BC的充电功率最大,根据题意可知,充电电压400V不变,由P=UI可知,BC段的充电电流最大,而导线的电阻不变,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同时间内,电流在BC段通过导线产生的热量最多,所以BC段过程最容易使导线升温、老化,甚至引起火灾。
[2]由图可知,DE段的电功率是15kW,DE段耗时0.5小时,则该段消耗的电能为W=Pt=15kW×0.5h=7.5kW·h
4.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示是一个户外爱好者展示的取火“神器”,将口香糖的锡箔纸剥下来,做成两头宽、中间窄的形状,将其两端搭在电池的正负极上,过一会儿,锡箔纸中间部分燃烧起来。这是因为锡箔纸是________(选填“导体”或“绝缘体”),使电源发生了短路现象;锡箔纸在中间狭窄的地方开始燃烧的原因是:根据焦耳定律,在电流相同时,中间狭窄部分的电阻较________(选填“大”或“小”),相同时间内产生的热量较多。
【答案】导体 大
【来源】2025年河北省唐山市第十中学中考二模物理试题
【解析】[1]锡属于金属,具有导电性,是导体,将锡纸条带锡的一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,会造成电源短路。
[2]锡箔纸在中间狭窄的地方开始燃烧的原因是锡纸在中间狭窄的地方电阻较大,根据焦耳定律可知,在相同时间内电流产生的热量多,使温度先达到锡纸的着火点而使之燃烧。
5.图甲是容积为1.5L的电热水壶,装满20℃的水,在标准大气压下将水烧开,导线却不热,说明电流通过导线产生的热量很小,这是因为导线的电阻____________(选填“远大于”“远小于”或“等于”)该电热水壶的加热电阻;烧水前电能表的表盘如图乙所示,若电路中只有该电热水壶工作,此次电热水壶烧水的热效率为70%,水刚被烧开时,该电能表的示数为____________kW·h。[水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】远小于 1032.7
【来源】 2025年河北省秦皇岛市抚宁区中考二模物理试题
【解析】[1]根据可知,导线的电流和通电时间与电热水壶的加热电阻相同,由于导线电阻远小于电热水壶的加热电阻,因此导线产生的热量小。
[2]容积为1.5L的电热水壶,水的质量是
水吸收的热量为
消耗的电能为
故电能表示数为
6.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示电路,电源电压为12V且保持不变,小灯泡的规格为“6V 3W”(阻值不变),滑动变阻器的最大阻值为24Ω,电流表的量程为0~3A。当只闭合S3时,小灯泡恰能正常发光,求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)只闭合S3时,在1min内电流通过R1所产生的热量;
(3)当三个开关都闭合时,R2电阻的变化范围。
【答案】(1)12Ω;(2)180J;(3)6~24Ω
【来源】2025年河北省唐山市丰南区中考第二次模拟质量检测物理试题
【解析】解:(1)由于小灯泡的规格为“6V 3W”,所以由可知,灯泡的电阻为
(2)当只闭合S3时,R1与L串联,且灯正常发光,此时灯两端的电压UL=6V,功率PL=3W,因为串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI知道,电路中的电流为
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R1两端的电压为
U1=U﹣UL=12V﹣6V=6V
所以1min内电流通过R1所产生的热量为
Q1=W1=U1It=6V×0.5A×1×60s=180J
(3)R1的阻值为
当三个开关都闭合时,L短路,R1与R2并联,电流表测量的是干路中的电流,因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以R1中的电流为
要使电流表安全使用,电流表的最大电流I大=3A,故通过R2的最大电流为
I2=I大﹣I1=3A﹣1A=2A
所以R2接入电路的最小值为
所以R2电阻的变化范围为6~24Ω。
答:(1)小灯泡的电阻为12Ω;
(2)只闭合S3时,在1min内电流通过R1所产生的热量为180J;
(3)当三个开关都闭合时,R2电阻的变化范围为6~24Ω。
探究影响电流通过导体产生热量的因素
1.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)对如图所示实验分析不正确的是( )
A.甲:用玻璃棒接触验电器的金属球,金属箔由闭合到张开,说明玻璃棒带电
B.乙:撤去玻璃板,过一会上面瓶子里也充满红棕色气体,说明分子的无规则运动
C.丙:刚停止沸腾的水,浇上冷水后再次沸腾,说明气压降低沸点降低
D.丁:左侧U形管液面高度差更大,说明电流通过导体产生的热量与电阻大小有关
【答案】D
【来源】2025年河北省唐山市遵化市中考二模物理试题
【解析】A.验电器的原理是同种电荷相互排斥,当待检验的物体时验电器金属箔片张开,说明待检验物体带电,用玻璃棒接触验电器的金属球,金属箔由闭合到张开,说明玻璃棒带电,故A正确,不符合题意;
B.撤去玻璃板,过一会上面瓶子里也充满红棕色气体,是扩散现象,说明构成物质的分子不停地做无规则运动,故B正确,不符合题意;
C.刚停止沸腾的水,浇上冷水后再次沸腾,是由于瓶内水蒸气液化,导致瓶内气压变小,瓶内液体的沸点降低,水再次沸腾,说明气压降低沸点降低,故C正确,不符合题意;
D.图中密闭容器内两电阻丝的阻值相同,电流不同,探究的是电热与电流的关系,左侧U形管液面高度差更大,说明电流通过导体产生的热量与电流大小有关,故D错误,符合题意。故选D。
2.(2025·河北省唐山市·二模)如图是探究电流通过导体产生的热量与___________的关系,由实验可知,电阻丝R1产生的热量___________(选填“大于”“小于”或“等于”)电阻丝R2产生的热量。
【答案】电流 大于
【来源】2025年河北省唐山市路北区中考二模物理试题
【解析】[1]由图示知,右边容器内的电阻丝与容器外的电阻丝先并联再与左边容器中的电阻丝串联,则通过两个容器内电阻丝的电流不同,而两个容器内的电阻阻值相等,所以探究的导体产生的热量与电流的关系。
[2]两个电阻丝阻值相同,且通过左边容器内电阻丝的电流大于右边容器内电阻丝的电流,据Q=I2Rt知,容器左边容器内的电阻丝产生的热量较多,即电阻丝R1产生的热量大于电阻丝R2产生的热量。
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专题07 电功、电功率和电热
电能、电功和电功率的计算
1.(2025·河北省唐山市·二模)小明将定值电阻、分别按如图甲、乙所示的方式连入电路中,已知,两电路中电源电压相等且保持不变,闭合开关S后,电压表和电流表的示数分别如图丙、丁所示,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为3V B.乙图中通过的电流为0.6A
C.的阻值为5Ω D.甲图中电路工作时消耗的功率为2.4W
2.(2025·河北省邢台市·二模)如图甲所示是某款SUV汽车油箱内测定油量的装置原理图,其中R0为定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。油量表由量程为0~3V的电压表改装而成。已知油箱重100N,压敏电阻R能够承受的最大压力为800N,且压敏电阻受到最大压力时,电压表的示数U0达到最大值,电源电压保持6V不变。已知该汽车最大功率为140kW,加满油后以最大功率行驶,2h后燃油耗完。g取10N/kg,燃油的热值为4.5×107J/kg。下列说法中不正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值为80Ω
B.该汽车发动机的效率为32%
C.压敏电阻最大电功率可达到0.45W
D.若燃油的密度为akg/m3,体积为bm3,则
3.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,电源电压不变,、、为电流表或电压表。只闭合时,表无示数,表有示数。、都闭合时,滑片向右滑动,表的示数不变。下列判断正确的是( )
A.a表是电压表
B.只闭合,向右移动,两端的电压不变
C.开关均闭合,,两表对换,电阻一定变大
D.开关均闭合,电路的总功率为,若将c表换成另一种电表,再闭合、,电路的总功率为,则
4.(2025·河北省唐山市·二模)小明家的电能表月初的数字是,月末表盘的示数如图所示。若按0.5元1kW·h的标准收费,他家本月应缴纳电费___________元。若电能表的转盘在10min内转过400转,则接在该电能表上的用电器总功率为_____________W。
5.(2025·河北省唐山市·二模)在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中,小明发现家中电能表表盘如图所示,该电能表的示数为___________kW·h,小明想测家中电水壶的功率,只让电水壶在电路中工作,当指示灯闪烁了48次,用时1min,则该电水壶的功率为___________W。
6.(2025·河北省唐山市·二模)某同学家的电能表如图所示,他关掉家里其他电器只让家里的电水壶单独工作1min,电能表的转盘转过了20转,则该电水壶的电功率为______W;产生热量使2kg的冷水温度升高10℃,则该电水壶的烧水效率是______[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。
7.(2025·河北省唐山市·二模)小明家中电水壶的铭牌标有“220V 1500W”字样,用此电水壶将1.5L水从20℃加热到沸腾(1标准大气压),水吸收的热量为______J;若此次电水壶烧水的效率为84%,电水壶正常工作,将这壶水烧开所用的时间为______s。[已知水的密度为,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
8.(2025·河北省唐山市·二模)小明家的电水壶的内部电路如图所示,其中R1、R2为电热丝,S是电源开关,S0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表所示。已知电源电压为220V。
××牌电水壶
额定电压
220V
电源频率
50Hz
加热功率
880W
保温功率
44W
(1)当开关S闭合,S0断开时,求电路中的电流。
(2)当开关S和S0均闭合时,求R1的电功率。
(3)在加热状态下,求该电水壶工作50s消耗的电能。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
9.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)某物理兴趣小组做“探究电流与电阻关系”的实验,实验电路如图所示,所用电源电压为4.5V不变,滑动变阻器R2上标有“20Ω;1A”字样。第一次实验时,所选电阻R1的阻值为5Ω,闭合开关S,移动滑片P至某位置时,电压表示数为2.0V。
(1)求此时通过电阻R1的电流I1。
(2)求通电10秒钟,电流通过变阻器R2所做的功W2。
(3)保持定值电阻两端电压2V不变,用不同定值电阻R0替换R1继续实验,在保证电路安全的情况下,求所用电阻R0的阻值范围。
10.(2025·河北省唐山市·二模)0.如图所示电路,灯泡L电阻为5Ω,变阻器R1上标有“10Ω,1A”字样,电流表用0~0.6A量程,电压表用0~3V量程。移动滑片,当电压表示数为2V,电流表示数为0.5A时,灯泡恰好正常发光(灯丝电阻保持不变)。求:
(1)此时的电源电压;
(2)当滑动变阻器的滑片位于最右端时,灯泡L的实际功率;
(3)电源电压不变,用一个定值电阻R0替换小灯泡,并将电压表拆下来后接在定值电阻R0两端,两电表量程不变,调节滑动变阻器,电压表示数能达到满偏。满足题意的定值电阻R0的阻值范围是多少?
11.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示的电路中,电源电压为18V且不变,灯泡L上标有“15V 5W”字样(灯泡电阻不随温度变化),电阻。 的阻值为20Ω,滑动变阻器 上标有“10Ω 1A”字样, 电压表选用“0~3V”量程, 电流表选用“0~3A”量程。求∶
(1) 开关S、S1闭合, 断开,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值;
(2) 开关S、S2闭合, 断开,当电压表示数为2V时,电阻 的电功率;
(3) 开关S、S2闭合, 断开,用电阻 来替换电阻 要求:通过移动变阻器滑片,电压表能发生满偏且电路各元件均能正常工作,求电阻的取值范围。
12.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示的电路中,电源电压18V不变,灯泡L上标有“6V 3W”字样,电流表A的量程为0-0.6A,“0-3A”,电压表V的量程为0-3V,“0-15V”.滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样.
(1)只闭合S、S1,调节滑动变阻器滑片,当小灯泡正常发光时,求整个电路的总功率.
(2)只闭合开关S、S2,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为12V时,电流表示数为0.4A,求电阻R1的值.
(3)只闭合开关S、S2,调节滑动变阻器滑片,发现电压表和电流表指针偏转的角度相同(可重新选择量程),且为了整个电路各元件的安全,讨论并计算此时电流表的可能值.
13.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲所示电路中,电源电压不变,,滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω,电流表使用的量程为0~0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V,其电流随电压的变化规律如图乙所示。当只闭合S2时,电流表的示数为0.25A。
(1)求电源电压;
(2)当只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,求滑动变阻器R2连入电路的电阻;
(3)当闭合S1、S2、S3时,为保证不损坏电流表,求电路消耗的总电功率的变化范围。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
14.(2025·河北省秦皇岛市·二模)如图甲所示,电源电压可调,小灯泡L标有“5V;5W”,滑动变阻器R0规格为“20;2A”,电流表表盘如图乙所示。当电源电压调至10V时,闭合开关S,滑片P移至某一位置时,电流表的示数为1A。
(1)求小灯泡此时的电阻;
(2)求滑动变阻器R0此时消耗的电功率;
(3)若用定值电阻R1替换小灯泡L,且将滑动变阻器R0与R1并联,电流表接入干路中,如图丙所示。若电源电压在25~30V之间任意取值,在保证电路安全的情况下,调节R0的滑片P,可使电流表指针达到满偏。求满足要求的R1的阻值范围。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
15.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示电路,电源电压为18伏保持不变,定值电阻的阻值为10欧,滑动变阻器标有“”字样,电压表和电压表均有两个量程,,电流表量程,。闭合开关S后,电流表示数为0.5安。求:
(1)电压表的示数;
(2)电阻接入电路的阻值;
(3)现在用定值电阻替换,选择适当的量程,闭合开关后,移动变阻器的滑片,在保证各元件都能正常工作的情况下,使电流表达到某个量程的满刻度,且使电压表的变化量最大。
①定值电阻的阻值。
②满足上述要求,电路消耗的最小功率。
16.(2025·河北省唐山市迁安市·二模)如图所示的电路中,电源电压恒为6V。小灯泡L标有“5V 2.5W”字样(灯丝电阻不随温度变化),滑动变阻器R1的铭牌标有“25Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。
(1)求小灯泡L正常发光时通过的电流;
(2)只闭合开关S和S1,R1的滑片P位于最右端时,电压表示数为2.5V。求定值电阻R2的阻值;
(3)只闭合开关S和S2时,移动R1的滑片P,在保证各元件安全工作的前提下,求R1允许的取值范围。
与电功率有关的动态电路
1.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R1阻值为10Ω,R为滑动变阻器,规格为“20Ω 1A”, 电流表量程0~3A。闭合开关S、S1,电流表示数为0.6A,R1的功率为P1;开关全部闭合时,电流表示数变化了0.4A,电压表可更换量程。则下列说法正确的是( )
A.R2阻值为5Ω
B.只闭合开关S,滑片P向右移动,电压表示数减小
C.只闭合开关S,R1的最小功率为
D.R、R1、R2任意互换,开关全部闭合,电流表示数最小值为0.7A
2.(2025·河北省保定市·二模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为首先,只闭合开关,当滑片位于最右端时,电路消耗的总功率为,然后,断开开关,将两电表的位置互换,再同时闭合开关和,当滑片位于最右端时,电路消耗的总功率为,已知,则下列有关说法正确的是( )
A.两表位置互换前,向左移动滑片,电流表示数变小
B.两表位置互换后,移动滑片,在电路安全条件下,电压表与电流表示数比值保持不变
C.两表位置互换前后,电阻两端的电压之比最小为1∶2
D.两表位置互换前后,电路消耗的总功率与之比为2∶9
3.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示的电路中,电源电压不变,甲、乙为电流表或电压表。只闭合S1,滑片P移动到最左端,电流表示数为I1;再闭合S2,电流表示数为I2,I2>I1。下列说法不正确的是( )
A.甲是电压表,乙是电流表。
B.只闭合S1,滑片P向左移动时,电表甲的示数变大。
C.将滑片移到最右端,先闭合S1,电路消耗的总功率为P1;再闭合S2,电路消耗的总功率为P2,P1<P2
D.将滑片移到最右端,互换甲、乙两表的位置,逐次闭合S1、S2,电流表示数变大。
4.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,电源电压为且保持不变,,为滑动变阻器,a、b、c为电流表或电压表。只闭合开关时,a表无示数,b表有示数,c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化,则下列说法正确的是( )
A.a为电压表,b、c为电流表
B.开关均闭合后,移动滑片P,a、b两表示数均无变化
C.开关均闭合后,b表示数与a表示数的比值等于电阻的阻值
D.将a、b、c表均换成另一种电表,开关均闭合,当滑动变阻器连入电路的阻值为时,滑动变阻器消耗的功率
5.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲所示,电源电压为9V,电流表量程为0-0.6A,电压表量程为0-15V。在保证所有元件安全的情况下:
(1)闭合开关S、,断开,最大范围移动滑动变阻器滑片,绘出电流表示数I与电压表示数U关系的图像如图乙所示,此过程中小灯泡消耗的最大功率与最小功率分别用、表示;(2)断开,闭合开关S、,最大范围移动滑动变阻器滑片,绘出电压表示数U与滑动变阻器接入电路中阻值关系的图像如图丙所示。下列结论正确的是( )
A. B.接入电路的最大阻值为
C.图丙中横轴上 D.两种情况中电路总功率可能为
伏安法测量小灯泡的电功率
1.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)小明在进行“测量小灯泡电阻”的实验,电源电压恒定,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线按要求将甲图连接完整______(向左移动滑片P时电流表示数变大);
(2)连接好电路并检查后,小明闭合开关S,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均有示数,接下来更合理的操作是( )
A.移动滑片P
B.更换小灯泡
C.更换电源
(3)小明改变滑片P的位置,获得多组对应的电压值和电流值,根据实验数据绘制了如图所示的I-U图像。根据以上实验数据,则小灯泡L正常发光时的电阻RL=___________,还可得小灯泡L正常发光时的功率PL=________W;
(4)小明还想通过多次测量电阻求平均值以减小误差,当他分析数据和图像后很快打消了念头,是因为___________;
(5)小明通过查阅资料了解到,实际使用电压表测量某段电路两端电压时,电压表中也会通过很小的电流,只是通常情况下忽略了。若考虑电压表会分流,则通过小灯泡的实际电流应该比电流表的示数___________(选填“偏大”或“偏小”);
(6)【拓展】:小华做“测定小灯泡的电功率”实验。他将学生电源(电压有4、6、8V三挡)、待测小灯泡(标有“0.3A”字样)、滑动变阻器(标有“20;2A”字样)、电流表和开关串联在电路中,将电压表(只有0~3V挡完好)并联在小灯泡两端。然后,将变阻器的滑片移至连入的阻值最大的一端,闭合开关,小灯泡发光较暗,电压表、电流表示数如图(a)所示。小华经过思考、分析,调整了电源挡位,重新连接电路,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电压表示数如图(b)所示。则更换后的电源电压应该是___________V。
2.(2025·河北省唐山市迁安市·二模)小明设计了如图甲所示的电路来探究“并联电路中电压和电流的特点”,电源电压恒定。
(1)小明连接电路探究并联电路的电压关系时,刚接入最后一根导线时,电压表指针就发生了偏转。请指出小明在连接电路时存在的不妥之处:_________;
(2)探究电压的特点时,应用电压表分别测出电源电压、AB和__________(选填“AC”“CD”或“BD”)两点间的电压;
(3)测量电源电压时,电压表示数如图乙所示,为__________V。进行后面两次电压的测量时,电压表示数与图乙相同,初步得出结论:并联电路中,各支路两端的电压与电源电压相等;
(4)小明用同样的实验器材再加一个电流表连接了如图丙所示的电路,继续探究并联电路的电流关系。在测量E处的电流之后,小明想只移动一根导线,使电流表测量图甲中C处的电流。请在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路;_______
(5)正确进行实验,得到的实验数据如表所示,分析数据初步得到结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
电流IE/A
电流IA/A
电流IC/A
0.42
0.30
0.12
(6)小明邀请小华对他的实验进行评估,小华建议他更换阻值不同的电阻再进行几次实验,目的是________。小明在不更改电路其他元件的情况下,可将R2更换为_________(选填“①”“②”或“③”)的电阻进行实验。
①5Ω ②8Ω ③12Ω
【拓展】小华设计如图所示的电路来测量小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电流为I额。请完成下列填空。(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大电阻为R0)
①只闭合开关S、S1,调节R2的滑片P2,使电流表示数为I额;
②再断开开关S1、闭合开关S2,保持R2的滑片P2位置不变,调节R1的滑片P,使电流表示数为I额;
③保持R1的滑片P1位置不变,接着将R2的滑片P2调至最左端,记下电流表示数I1;再将R2的滑片P2调至最右端,记下电流表示数I2;
④则小灯泡的额定功率P=__________(用I额、R0、I1、I2表示)。
焦耳定律
1.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)手机在充电的过程中会发热,这主要是电流的___________效应;某闪充充电器的充电电压为5V,充电电流为4A,则充电2min最多可以充入的电能有___________J。
2.(2025·河北省唐山市·二模)小华家电茶炉的加热电阻为,只将电茶炉接入220V的家庭电路中正常工作10min,刚好将电茶炉内1kg的水从加热至,水吸收的热量为______J,电茶炉烧水的效率为______。
3.(2025·河北省保定市·二模)电动汽车,绿色环保,在方便出行的同时也存在安全隐患。某品牌电动汽车在充电电压为400V直流充电桩充电时,其功率P与储能比H(电池当前储能占充满状态储能的百分比)的关系如图所示,在AB、BC、CD、DE四段充电过程中,________段最容易使导线升温、老化,甚至引起火灾;其中DE段耗时0.5小时,则该段消耗的电能为________。
4.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示是一个户外爱好者展示的取火“神器”,将口香糖的锡箔纸剥下来,做成两头宽、中间窄的形状,将其两端搭在电池的正负极上,过一会儿,锡箔纸中间部分燃烧起来。这是因为锡箔纸是________(选填“导体”或“绝缘体”),使电源发生了短路现象;锡箔纸在中间狭窄的地方开始燃烧的原因是:根据焦耳定律,在电流相同时,中间狭窄部分的电阻较________(选填“大”或“小”),相同时间内产生的热量较多。
5.图甲是容积为1.5L的电热水壶,装满20℃的水,在标准大气压下将水烧开,导线却不热,说明电流通过导线产生的热量很小,这是因为导线的电阻____________(选填“远大于”“远小于”或“等于”)该电热水壶的加热电阻;烧水前电能表的表盘如图乙所示,若电路中只有该电热水壶工作,此次电热水壶烧水的热效率为70%,水刚被烧开时,该电能表的示数为____________kW·h。[水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
6.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示电路,电源电压为12V且保持不变,小灯泡的规格为“6V 3W”(阻值不变),滑动变阻器的最大阻值为24Ω,电流表的量程为0~3A。当只闭合S3时,小灯泡恰能正常发光,求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)只闭合S3时,在1min内电流通过R1所产生的热量;
(3)当三个开关都闭合时,R2电阻的变化范围。
探究影响电流通过导体产生热量的因素
1.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)对如图所示实验分析不正确的是( )
A.甲:用玻璃棒接触验电器的金属球,金属箔由闭合到张开,说明玻璃棒带电
B.乙:撤去玻璃板,过一会上面瓶子里也充满红棕色气体,说明分子的无规则运动
C.丙:刚停止沸腾的水,浇上冷水后再次沸腾,说明气压降低沸点降低
D.丁:左侧U形管液面高度差更大,说明电流通过导体产生的热量与电阻大小有关
2.(2025·河北省唐山市·二模)如图是探究电流通过导体产生的热量与___________的关系,由实验可知,电阻丝R1产生的热量___________(选填“大于”“小于”或“等于”)电阻丝R2产生的热量。
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