内容正文:
专题08 电功和电功率
考点01 电功率
考点02 家庭电路
考点03 电能和电功
考点04 安全用电
考点05焦耳定律
电功率、家庭电路考点01
1.(2025·山西省太原市·二模)阅读材料,回答问题。
电力系统的“超级充电宝”
2025年3月10日,江苏句容抽水蓄能电站3号机组正式并网发电。该电站水库大坝高182.3米,是世界坝体最高的抽水蓄能电站,图甲是其工作原理示意图,抽水蓄能电站,主要解决我国近年大力发展的风电和光伏电站供电不稳定、电能供应和电能需要时间不匹配的问题。在用电功率较低时,电站利用多余电能驱动水泵将下游水库的水抽至上游水库蓄能;在用电功率较高时,上游水库的水释放到下游水库,通过水轮机推动发电机发电以满足用电需求。抽水蓄能电站可有效调节电力系统的供需,被誉为电力系统的“超级充电宝”。在能量转化过程中总会有一些能量损失,因此蓄能电站的发电量总是小于抽水用电量,发电量与抽水用电量之比表示蓄能电站的效率,是衡量电站综合效益的重要指标。
(1)该电站可以实现“蓄能”主要是将多余的电能转化为水的 ;
(2)图乙是当地每天用电功率随时间变化的大致图像。由图可知,将下游水库的水抽至上游水库的最佳时间段是每天的 (选填“0~6时”、“6~12时”、“12~18时”或“18~24时”);
(3)某天蓄能电站抽水用电量为,发电量为,且上游水库24时与0时的水位相同,则蓄能电站的效率为 。若由效率为50%的传统火力发电站提供上述发电量,蓄能电站的投入使用相当于节约煤炭 t(q数取3×10⁷J/kg)。
【答案】(1)重力势能
(2)0~6时
(3) 75% 432
【来源】2025年山西省太原市中考二模物理试题
【详解】(1)在用电功率较低时,电站利用多余电能驱动水泵将下游水库的水抽至上游水库蓄能,此时水的高度增加,重力势能增大,所以是将多余的电能转化为水的重力势能。
(2)由图乙可知,在0~6时用电功率最低,此时有多余的电能,所以将下游水库的水抽至上游水库的最佳时间段是每天的0~6时。
(3)[1]蓄能电站的效率
[2]若由效率为50%的传统火力发电站提供上述发电量,则
即
即
解得
2.(2025·山西省晋中市·二模)如图是我国研发并量产的核辐射剂量探测芯片,它可植入手机实时监测,其大小与人手指指甲盖大小相仿,厚度略大于一元硬币,能在-20℃至50℃的环境里正常工作,功耗只有1毫瓦。关于该芯片,下列判断正确的是( )
A.长度约为1cm
B.厚度约为1mm
C.在山西高温天气下无法正常工作
D.使用该芯片探测核辐射剂量时,手机耗电快
【答案】A
【来源】2025年山西省晋中市榆次区中考二模理综物理试题
【详解】A.测量得,指甲盖的长度为1cm左右,核辐射剂量探测芯片大小与人手指指甲盖大小相仿,则其长度约为1cm,故A正确;
B.一元硬币厚度约2mm,核辐射剂量探测芯片厚度略大于一元硬币,则其厚度大于2mm,故B错误;
C.芯片能在-20℃至50℃的环境里正常工作,山西高温天气为40℃左右,则其可以在山西高温天气下正常工作,故C错误;
D.使用该芯片探测核辐射剂量时,功耗只有1毫瓦,功率小,功率表示做功的快慢,说明手机耗电慢,故D错误。
故选A。
3.(2025·山西省大同市·二模)“关爱生命,快乐成长”,下列关于安全用电的说法正确的是( )
A.发生触电事故时,不能直接用手去拉触电者
B.当保险丝烧断时,可以用铜丝来代替
C.控制用电器的开关短路,会引起空气开关跳闸
D.电冰箱、洗衣机等带金属外壳的用电器也可以接在两孔插座中使用
【答案】A
【来源】2025年山西省大同市中考二模物理试卷
【详解】A.发现有人触电后,因人体是导体,直接用手拉触电者,可能使教助者发生间接触电事故,故A正确;
B.保险丝采用电阻率大熔点低的铅锑合金制成,在电流过大时能自动切断电源;铜的熔点高,在电流过大时不能自动切 断电源,起不到保险的作用,故B错误;
C.控制用电器的开关短路,相当于开关一直处于闭合状态,并不会导致电路中电流过大,所以不会引起空气开关跳闸,故C错误;
D.电冰箱、 洗衣机等带金属外壳的用电器需要使用三孔插座,然后把金属外壳与大地相连,以避免发生触电,所以带金属外亮的用电器不能接在两孔插座中使用,故D错误。
故选A。
4.(2025·山西省吕梁市·二模)某项目化学习小组的同学,为一房间设计了如图所示的四种电灯,你认为其中符合安全用电要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【来源】2025年山西省吕梁市岚县部分学校中考二模物理试题
【详解】A.图中显示保险丝安装在火线上,符合安全用电要求;灯泡的开关与火线相连,灯泡另一端接零线,这种连接方式能确保断开开关时灯具不带电,符合安全用电要求,故A符合题意;
BCD.开关接在零线上,即使断开开关灯具仍与火线相连,存在触电风险;保险丝接在零线上,当电路过载熔断时,设备仍与火线相连,无法提供有效保护,故BCD不符合题意;
故选A。
5.(2025·山西省大同市·二模)我国电力供电系统全球领先,为国家经济建设和人民生活提供了强有力的保障。用电不当会给我们带来危害,下列做法符合安全用电要求的是( )
A.雷雨时节,把不用的用电器插头拔出
B.若家用电器着火,立即用水扑灭
C.使用试电笔时,手直接接触笔尖金属体
D.家庭电路保险丝熔断了,可以用钢丝代替保险丝
【答案】A
【来源】2025年山西省大同市灵丘县部分学校中考第二次模拟理综物理试题
【详解】A.雷雨时节,雷电可能会通过电线引入室内,把不用的用电器插头拔出,可以防止雷电损坏用电器,符合安全用电要求,故A符合题意;
B.若家用电器着火,立即用水扑灭是错误的。因为水是导体,可能会导致触电事故,应该先切断电源,再用合适的灭火器灭火,故B不符合题意;
C.使用试电笔时,手不能直接接触笔尖金属体。如果手接触笔尖金属体,当试电笔接触火线时,电流会通过人体,造成触电危险。正确的做法是手接触笔尾金属体,故C不符合题意;
D.家庭电路保险丝熔断了,不能用钢丝代替保险丝。保险丝是由熔点较低的铅锑合金制成的,当电路中电流过大时,保险丝会因产生过多的热量而熔断,从而切断电路,起到保护作用。而钢丝的熔点很高,当电路中电流过大时,钢丝不会熔断,不能起到保护电路的作用,还可能引发火灾等危险,故D不符合题意。
故选A。
6.(2025·山西省晋中市·二模)安全用电,珍爱生命。关于家庭电路,下列操作符合安全用电的是( )
A.用湿毛巾擦拭发光的灯泡 B.控制电灯的开关接零线上
C.导线绝缘皮破损后继续使用 D.洗衣机的金属外壳要接地线
【答案】D
【来源】2025年山西省晋中市榆次区中考二模理综物理试题
【详解】A.水会导电,用湿毛巾擦拭发光的灯泡,可能会被触电,故A不符合题意;
B.控制电灯的开关接火线上,当开关断开时,电灯不带电,故B不符合题意;
C.导线绝缘皮破损后继续使用,可能会发生短路或触电现象,故C不符合题意;
D.为了防止洗衣机漏电发生触电现象,洗衣机的金属外壳要接地线,故D符合题意。
故选D。
7.(2025·山西省吕梁市·二模)室内装修时要进行电路改装。关于室内电路改装,下列说法符合安全用电原则的是( )
A.空气开关可以安装在任意位置
B.湿手也能更换正在工作的灯泡
C.使用测电笔检查电路时,手指要接触笔尖金属体
D.给有金属外壳的用电器供电,需使用三孔插座
【答案】D
【来源】2025年山西省吕梁市临县中考二模物理试题
【详解】A.空气开关是一种电路保护装置,它能够在电路发生过载、短路等故障时自动切断电源,保护电路和用电设备的安全;它必须安装在火线上,以确保在切断电源时能够彻底切断电路中的电流;如果安装在任意位置,可能会导致电路无法被彻底切断,从而引发安全事故,故A不符合题意;
B.湿手更换正在工作的灯泡,容易发生触电事故,故B不符合题意;
C.使用验电笔时,手不能接触笔尖金属体,避免引起触电;手要接触笔尾金属体,故C不符合题意;
D.三孔插座中的地线通过三脚插头与用电器的金属外壳连接,是为了确保家用电器的金属外壳安全接地,防止因漏电而发生触电事故,给有金属外壳的用电器供电时三孔插座必须接地,故D符合题意。
故选D。
8.(2025·山西省吕梁市·二模)如图是小伟制作的电动机模型,将其接入电路中,闭合开关后,线圈转动了。下列物品与电动机模型工作原理相同的是( )
A.电磁起重机 B.刷卡器
C.电风扇 D.电饭锅
【答案】C
【来源】2025年山西省吕梁市岚县部分学校中考二模物理试题
【详解】A.电磁起重机利用电流的磁效应工作,通过电磁铁产生磁性来吸引铁质物品,与电动机的工作原理(通电导体在磁场中受力运动)不同,故A不符合题意;
B.刷卡器利用电磁感应原理工作,当卡片中的芯片靠近读卡器时会产生感应电流传递信息,与电动机工作原理不同,故B不符合题意;
C.电风扇的核心部件是电动机,通过通电线圈在磁场中受力转动来带动扇叶旋转,与题目中的电动机模型工作原理完全相同,故C符合题意;
D.电饭锅利用电流的热效应工作,通过电阻丝发热来加热食物,与电动机的工作原理无关,故D不符合题意。
故选C。
电功率、家庭电路、电能和电功考点01
1.(2025·山西省晋中市·二模)某饮水机部分铭牌如下表所示,该饮水机有加热和保温两个挡位,内部有两个开关和两个电热丝,其阻值分别为R1=44Ω, R2=440Ω。求:
额定电压
220V
加热功率
1100W
保温功率
100W
(1)该饮水机加热挡正常工作时电路中的电流。
(2)该饮水机保温挡正常工作时电路的阻值。
(3)根据题干与表格信息,请你在图乙的虚线框中画出饮水机的内部电路图。
【答案】(1)5A
(2)484Ω
(3)
【来源】2025年山西省晋中市榆次区中考二模理综物理试题
【详解】(1)得,该饮水机加热挡正常工作时电路中的电流
(2)由得,该饮水机保温挡正常工作时电路的阻值
(3)该饮水机有加热和保温两个挡位,两个电热丝,其阻值分别为R1=44Ω, R2=440Ω
加热挡电阻
保温挡电阻,所以该电路连接情况是:加热挡只有R1工作,保温挡是R1与R2串联接入电路,如图所示。
2.(2025·山西省吕梁市·二模)在跨学科实践活动中,为了知道自己所在地的昼夜温差,小明设计了一个通过电压表的示数变化反映环境温度变化的电路图,如图甲所示。其中电源电压恒为4V,热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示,定值电阻R2的阻值为30Ω。下列分析正确的是( )
A.热敏电阻R1的阻值随环境温度的升高而增大
B.当环境温度降低时,电流表的示数增大
C.当环境温度为40℃时,电压表的示数为1.6V
D.当环境温度为80℃时,热敏电阻R₁的功率为0.1W
【答案】D
【来源】2025年山西省吕梁市临县中考二模物理试题
【详解】A.由图乙可知,热敏电阻R1的阻值随环境温度的升高而减小,故A错误;
B.由图甲可知,该电路为R1和R2的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压;当环境温度降低时,R1的阻值变大,电路总电阻变大,由欧姆定律可知,电路电流减小,电流表的示数减小,故B错误;
C.由图乙可知,当环境温度为40℃时,R1电阻接入的阻值为20Ω,此时电路电流为
R2两端的电压为
即电压表的示数为2.4V,故C错误;
D.由图乙可知,当环境温度为80℃时,R1电阻接入的阻值为10Ω,此时电路电流为
热敏电阻R₁的功率为
故D正确。
故选D。
3.(2025·山西省晋中市·二模)悬空寺是“世界十大奇险建筑”之一。为防止游客过多对木质栈道造成损害,实践小组的同学为栈道设计了一种压力报警装置,其电路原理图如图甲所示。已知电源电压恒为60V,定值电阻R1=100Ω,压敏电阻R2的阻值随所受压力的变化关系如图乙所示。当游客对栈道的压力达到一定值,即电流表的示数为0.3A时,报警器(图中未画出)发出报警信号,提醒游客疏散。下列分析正确的是( )
A.压力为0时,电流表的示数为0.2A
B.压力增大时,R2两端的电压增大
C.压力增大时,整个电路消耗的总功率减小
D.压力为1×104N时,电路发出报警信号
【答案】D
【来源】2025年山西省晋中市榆次区中考二模理综物理试题
【详解】由图甲得,R1、R2串联,电流表测量电路电流;
A.由图乙知,压力为0时,R2阻值为300Ω,电路总电阻为
电流表的示数为
故A错误;
B.由图乙知,压力增大时,R2阻值减小,由串联分压规律可得,分到的电压越小,则R2两端的电压减小,故B错误;
C.压力增大时,R2阻值减小,电路总电阻减小,电源电压不变,由得,整个电路消耗的总功率增大,故C错误;
D.压力为1×104N时,R2阻值为100Ω,此时电路电流为
达到报警电流值,电路发出报警信号,故D正确。
故选D。
4.(2025·山西省晋中市·二模)如图甲所示是创新小组使用3D打印笔进行立体绘画的场景。使用前给打印笔通电,内置电阻发热使笔内绘画材料熔化后重新塑形。某次创新小组使用高温档正常工作10min,将20g的绘画材料从20℃加热至120℃后进行绘画。下表所示是该打印笔的部分参数。【绘画材料的比热容c取2.5×103J/(kg·℃)】
额定电压
6V
额定功率
高温挡
12W
低温挡
9W
内部构成
电阻R1
1Ω
电阻R2
3Ω
(1)请你在图乙虚线框中画出打印笔内部的电路图。
(2)求打印笔高温挡正常工作时的加热效率(计算结果精确到1%)。
【答案】(1)见解析
(2)69%
【来源】2025年山西省晋中市平遥县中考二模物理试题
【详解】(1)由题意知,高温挡的功率为12W,则此时电路的总电阻为
由电阻的阻值可知,此时电路中只有R2工作;低温挡的功率为9W,则此时电路的总电阻为
由电阻的阻值和串并联电路电阻的特点可知,此时电路中R1、R2串联工作;因此设计电路图如图所示:
(2)绘画材料加热过程中吸收的热量Q吸=cmΔt=2.5×103J/(kg·℃)×20×10-3kg×(120℃-20℃)=5000J
由得,打印笔高温挡正常工作10min消耗的电能W=Pt=12W×10×60s=7200J
此打印笔的加热效率
5.(2025·山西省大同市·二模)中国医学是我国的四大国粹之一,也是我国人民通过长期医疗实践逐渐发展并形成的医学理论体系。图甲是某品牌的电中药壶,有猛火和文火两个挡位。已知电中药壶的额定电压为220V,内有发热电阻R1与R2,R1=180Ω,R2=40Ω,猛火挡的功率是1210W,文火挡的功率是220W,电中药壶使用时,中药和水的总质量为1.5kg。[中药和水混合后的比热容为4.0×103J/(kg·℃)]
(1)在虚线框内画出电中药壶内部电路图,并结合所画的电路图说明开关处于什么状态时电中药壶处于猛火挡位。
(2)某次使用电中药壶时,关闭家中其他用电器,只用电中药壶熬药,将中药和水从40℃加热到100℃,如图乙所示的电能表表盘转了375转,求此次熬药过程电中药壶的加热效率。
【答案】(1),说明见解析
(2)80%
【来源】2025年山西省大同市灵丘县部分学校中考第二次模拟理综物理试题
【详解】(1)已知电中药壶的额定电压为220V,猛火挡的功率是1210W,文火挡的功率是220W,则由可知,猛火挡时,电路的电阻为
文火挡时,电路的电阻为
由R1=180Ω,R2=40Ω可知,猛火挡时电路中只有R2,文火挡时电路中为R1与R2串联,故电路图如图所示:
当开关、都闭合时,只有接入电路中,电路中的总电阻最小,由可知,电路消耗的总功率最大,电中药壶处于猛火挡位。
(2)电中药壶消耗的电能
中药和水吸收的热量
则此次熬药过程电中药壶的加热效率
6.(2025·山西省大同市·二模)每年10月16日为世界粮食日,旨在唤起全世界对发展粮食和农业生产的高度重视。某科技小组为学校食堂设计了“节约秤”,其电路原理图如图甲所示,电源电压恒为6V,提示器R1的电阻不变,餐盘与载物台的总质量为250g,餐盘内没有食物时,电流表的示数为0.06A。图乙为压敏电阻R2的阻值随其上物体的总质量m变化的图像,当餐盘内剩余食物的质量大于或等于50g时,提示器R1就会因电流过大发出提示音。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为40
B.压敏电阻R2的阻值随其上物体总质量的增大而增大
C.餐盘内剩余食物的质量越大,电路消耗的总功率越小
D.将餐盘放在载物台上,若电流表的示数为0.08A,会发出提示音
【答案】D
【来源】2025年山西省大同市灵丘县部分学校中考第二次模拟理综物理试题
【详解】A.由图甲可知,与串联,电流表测电路中的电流,由题意知,餐盘内没有食物时,电流表的示数为0.06A,由可知
由图乙可知,餐盘内没有食物时
则
故A错误;
B.由图乙可知,压敏电阻的阻值随其上物体总质量的增大而减小,故B错误;
C.餐盘内剩余食物的质量越大,的阻值越小,电路中的总电阻越小,由得U一定时,越小,越大,因此电路消耗的总功率越大,故C错误;
D.当电流表的示数为0.08A时,电路中的总电阻
则
根据图乙知,此时上物体的总质量大于300g,即餐盘内剩余食物的质量大于50g,因此会发出提示音,故D正确。
故选D。
7.(2025·山西省吕梁市·二模)天然气是一种清洁能源,方便居民使用的同时,存在着泄漏的安全隐患。小伟在老师的指导下设计了如图甲所示的天然气泄漏检测电路。电源电压不变,L为报警灯,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.图甲中的检测器相当于一个电压表
B.当天然气浓度增大时,检测器的示数变小
C.气敏电阻R的阻值随天然气浓度的增大而增大
D.天然气浓度越大,报警灯L的实际功率越大
【答案】D
【来源】2025年山西省吕梁市岚县部分学校中考二模物理试题
【详解】A.观察甲图,检测器与报警灯L、气敏电阻R串联在电路中,因为电压表是并联在电路中使用的,而串联在电路中的是电流表,所以图甲中的检测器相当于一个电流表,故A错误;
B.由乙图可知,气敏电阻R的阻值随天然气浓度的增大而减小,根据串联电路的电阻关系,当天然气浓度增大时,R减小,则R总减小,由欧姆定律可知,电路中的电流I增大,而检测器相当于电流表,其示数会变大,故B错误;
C.从乙图能明显看出,气敏电阻R的阻值随天然气浓度的增大而减小,故C错误;
D.因为天然气浓度越大,气敏电阻R的阻值越小,根据串联电路的电阻关系,R总减小,由欧姆定律可知,电路中的电流I增大,报警灯L的实际功率,RL不变,I增大,所以PL增大,即天然气浓度越大,报警灯L的实际功率越大,故D正确。
故选D。
8.(2025·山西省吕梁市·二模)某校在教室内为同学们配了电热饮水机,它有加热和保温两种工作状态,内部电路由R1、R2两个相同的发热电阻和S1、S2两个开关组成。当开关S1、S2都闭合时,饮水机处于加热状态;当开关S1闭合、S2断开时,饮水机处于保温状态。其他相关参数如下表:
容量/ kg
2.0
额定电压/V
220
加热时的功率/W
2200
保温时的功率/W
200
(1)请你根据以上信息,在虚线框内画出电热饮水机的电路图。
(2)若该电热饮水机在加热状态下,将满容量、初温是20℃的水加热到沸腾(在标准大气压下),求水吸收的热量。[水的比热容为4.2]
(3)求该电热饮水机处于加热状态时,通过电路的电流。
【答案】(1)
(2)
(3)10A
【来源】2025年山西省吕梁市岚县部分学校中考二模物理试题
【详解】(1)由题意知,当开关S1、S2都闭合时,电热饮水机处于加热状态;当开关S1闭合、S2断开时、电热饮水机处于保温状态,由可知,加热时,电路的总电阻较小,保温时,电路的总电阻较大,故两个电阻可能串联或并联,通过开关控制电路的工作状态,如图所示:
(2)标准大气压下,水的沸点为100℃,则加热过程中水吸收的热量
(3)当饮水机加热时,加热功率,根据P=UI得,电热饮水机处于加热状态时,通过电路的电流
9.(2025·山西省吕梁市·二模)如图甲是某家用即热型多挡位电热水器,阅读使用说明书发现其内部主要结构是由加热电阻R1、 R2(R1=2 R2,且阻值不变)和两个开关构成,调节开关时电热水器分为低温、中温、高温三挡。请你解答下列问题:[]
额定电压
220 V
额定功率
低温
2200W
中温
4400W
高温
(1)请你在图乙虚线框内将电热水器的电路图补充完整。
(2)当电热水器处于高温挡正常工作时,通过电热水器电源线的电流有多大?
(3)某次测试性能时,若电热水器的加热效率为80%,用高温挡将8kg的水从20℃加热至40℃,该电热水器消耗的电能是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【来源】2025年山西省吕梁市临县中考二模物理试题
【详解】(1)由题目可知,调节开关时电热水器分为低温、中温、高温三挡。由可知,只有 R1 工作,低温挡;只有 R2 工作,中温挡;R1 和 R2 并联,高温挡。两个开关独立控制各自的电阻,闭合不同开关得到不同挡位。开关 S1 控制 R1,S2 控制 R2,当只闭合 S1 时,只有 R1 工作,低温挡;只闭合 S2 时,只有 R2 工作,中温挡;R1 和 R2 并联,高温挡。电路图如图所示:
(2)当同时闭合开关S1、S2时,加热电阻R1与R2并联,为高温挡,高温挡的功率P高=P低+P中=2200W+4400W+400W=6600W
根据P=UI可知,通过电热水器电源线的电流
(3)水吸收的热量
由得,该电热水器消耗的电能
10.(2025·山西省大同市·二模)小齐在成长笔记中记录了如下错题,请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。
错题记录
错题改正
把标有“6V 3W”和“6V 6W”的L1、L2两盏灯串联接入电路中,小灯泡的电阻保持不变,在保证电路安全的前提下,该电路电源两端的电压应为多少?
解:由于两盏灯串联,串联电路总电压等于各用电器两端电压之和,则该电路电源两端的电压
。
错误之处:
错因分析:
正确解答:
【答案】 认为两灯都能正常发光 没有考虑到串联电路中电流处处相等 见解析
【来源】2025年山西省大同市灵丘县部分学校中考第二次模拟理综物理试题
【详解】[1][2][3]题中没有考虑到串联电路中电流处处相等,从而认为两灯都能正常发光。正确解答:由得,灯允许通过的最大电流
灯允许通过的最大电流
由于串联电路中电流处处相等,为保证电路安全,电路中允许通过的最大电流为0.5A,此时灯正常发光,由得,灯的电阻
灯两端的电压
则该电路电源两端的电压
11.(2025·山西省大同市·二模)我国的载人航天技术处于世界领先地位。如图所示的是兴趣小组设计的检验飞船舱体气密性的模拟检测电路,电源电压恒定,定值电阻R0阻值为40Ω,R为压力传感器,其阻值随环境气压的变化规律如表格数据所示,将R 置于舱体中,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,电压表示数为200 V,舱体内气压为 ,下列说法正确的是( )
舱体内气压p/(×10⁵ Pa)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
电阻R/Ω
5
11
20
35
60
A.R的阻值随舱体内气压的减小而减小
B.舱体逐渐漏气时,电压表示数逐渐变大
C.舱体不漏气时,通过R 的电流为4.4A
D.舱体内气压为 时,R0耗的电功率为202.5 W
【答案】D
【来源】2025年山西省大同市中考二模物理试卷
【详解】A.由表格中数据得,R的阻值随舱体内气压的减小而增大,故A错误;
B.由图得,定值电阻R0与压力传感器R串联电压表测量定值电阻R0的电压;舱体逐渐漏气时,舱体内气压减小,R阻值变大,电路电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律得,电路电流变小,R0的电压变小,则电压表示数逐渐变小,故B错误;
C.舱体不漏气时,电压表示数为200 V,串联电路中电流处处相等,通过R 的电流为
故C错误;
D.舱体不漏气时,R的阻值为5Ω。由欧姆定律得,电源电压为
舱体内气压为 时,R的阻值为60Ω,此时电路电流为
R0耗的电功率为
故D正确。
故选D。
12.(2025·山西省大同市·二模)项目学习小组的同学们研究某品牌电热便当盒(如图所示)的电路原理。这款电热便当盒的加热功率可以分为高、低两个挡位,正常工作时高挡位的功率是低挡位的3倍,电源电压为220V,内部有两段电热丝R1和R2,R1的阻值为484Ω,且低挡位加热时只有电热丝R1单独工作。
(1)请在虚线框内画出电热便当盒内部的电路图;
(2)求该电热便当盒高挡位正常工作时的电功率。
【答案】(1)
(2)
【来源】2025年山西省大同市中考二模物理试卷
【详解】(1)由可知,当电压一定时,电路中的电阻越小,电功率越大,所以高挡位的电阻应该小于低挡位的电阻,根据题意可知,低挡位时只有R1工作,而高挡位时电路中的总电阻应该小于R1的阻值,根据并联电路的特点可知,当R1、R2并联时,电路中的总电阻小于R1的阻值,此时为高挡位,电路图如图所示:
(2)该电热便当盒低挡位正常工作时的电功率
高挡位正常工作时的电功率
13.(2025·山西省吕梁市·二模)智慧科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图甲所示,电源电压恒为3V,保护电阻R2的阻值为10Ω,R1为光敏电阻,当有光照射光敏电阻时,其阻值变小。激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表),某时段计数器示数随时间变化的图像如图乙所示。当闭合开关S后,下列分析正确的是( )
A.当计数器示数为1V时,计数器会计数一次
B.有快递经过激光发射器时,电路总功率变大
C.有快递经过激光发射器时,电路中电流为0.1A
D.无快递经过激光发射器时,电阻R1阻值为20Ω
【答案】C
【来源】2025年山西省吕梁市部分学校中考二模理综物理试题
【详解】AB.激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次。当有光照射光敏电阻时其阻值变小,有快递经过激光发射器时,无光照,光敏电阻的阻值增大,R1分压增大,计数器示数增大,为2V,电路总电阻增大,电流变小,由P=UI知,电路总功率变小,故AB错误;
C.有快递经过激光发射器时,定值电阻两端电压为2V,,根据串联分压规律可知,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流
故C正确;
D.无快递经过激光发射器时,有光照射光敏电阻其阻值变小,两端电压减小,为1V,两端电压为2V,根据串联分压规律可知,故D错误。
故选C。
14.(2025·山西省太原市·二模)图甲是一款便携式电热水杯,内置一块标有“24V10000mA·h”(10000mA·h表示可在10000mA电流下工作1h)的可充电电池和一块电阻不变的加热片,内部简化电路如图乙所示。使用前先给杯内的电池充电,使用时该电池对水杯供电。通过调节电池的输出电压实现“加热”和“保温”两挡切换,部分参数如下表。某次将0.4kg水从20℃加热至70℃,不考虑热量损失,请计算:
容量
500mL
电池容量
10000mA·h
加热挡电压
24V
加热挡功率
240W
保温挡电压
12V
保温挡功率
(1)电池充满电储存的电能;
(2)保温挡时电路中的电流;
(3)本次加热水所用的时间。
【答案】(1)8.64×105J
(2)
(3)
【来源】2025年山西省太原市中考二模物理试题
【详解】(1)由题意可知电流I=10000mA=10A
时间t=1h=3600s
电池充满电储存的电能W=UIt=24V×10A×3600s=8.64×105J
(2)加热时通过加热片的电流
加热片的电阻
保温挡时加热片的电流
(3)水吸收的热量
不计热量损失,消耗的电能
加热水所用的时间
15.(2025·山西省大同市·二模)小梦所在的学习小组进行“测量小灯泡额定功率”的实验。如图甲所示的是实验电路图,其中电源用的是2节新干电池,滑动变阻器的铭牌标有“50Ω 1A”,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动变阻器滑片,观察 (选填“灯泡亮度”或“电压表示数”),直至灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,则该灯泡的额定功率为 W;
(3)测量结束后,应先 ,再拆除导线,最后整理好器材;
(4)为了减小误差,小梦还计算出了不同电压下小灯泡的电功率的平均值,她的做法是 (选填“合理”或“不合理”)的;
(5)完成上述实验后,小梦又重新设计了如图丙所示的电路,测量另一个小灯泡的额定功率,已知这个小灯泡正常工作时的电流为I额。请根据以下实验步骤写出小灯泡额定功率的表达式(已知电源电压U不变);
①只闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为I额;
②只闭合开关S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,调节滑动变阻器R1的滑片,使电流表示数为I额;再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I;则小灯泡的额定功率表达式为 P额: 用U、I额、I表示)。
【答案】(1)
(2) 电压表示数 0.5
(3)断开开关
(4)不合理
(5)
【来源】2025年山西省大同市中考二模物理试卷
【详解】(1)“测量小灯泡额定功率”的实验,灯泡与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表与灯泡并联,如图所示:
(2)[1]要测小灯泡的额定电功率,应该将小灯泡两端的电压调至额定电压,故连接好电路后,闭合开关,移动变阻器滑片,应观察电压表的示数,直至电压表的示数为2.5V,说明灯泡正常发光。
[2]由图可知,电流表所接量程为0~0.6A,其读数为0.2A,即额定电流为0.2A。由电功率的公式可得小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
(3)为保证安全,测量结束后,应先断开开关,再拆除导线,最后整理好器材。
(4)因为小灯泡的电阻随温度变化而变化,所以算出不同电压下小灯泡的电功率的平均值是不合理的。
(5)闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为I额,只闭合开关S2保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,调节滑动变阻器R1的滑片,使电流表示数为I额,由串联电路的电压规律可知,此时电阻R1两端的电压和灯泡的额定电压相同,所以灯泡的额定功率和电阻R1的额定功率相同,则电阻R1的电功率,将滑动变阻器R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I,此时只有电阻R1接入电路中,由欧姆定律可得电阻的阻值,将电阻R1的阻值代入可得
16.(2025·山西省吕梁市·二模)小阳在错题记录本中,记录了如下错题,请你帮他找出错误之处、分析错因并写出正确的解答过程。
错题记录
如图所示的电吹风机,由一组电热丝和一个高转速小风扇组合而成,它既可吹冷风(只有小风扇单独正常工作),也可吹热风(电热丝和小风扇同时正常工作)。如果将电热丝看成一个电阻,请你在虚线框内画出符合题目要求的电吹风机工作的电路图,并说明电吹风机的工作原理。
答:见答图。
电吹风机内部有两个用电器,即加热电阻R和电动机。如电路图中,当开关S1和S2都闭合时,电阻R被短路,只有电动机接入电路,此时吹冷风。当开关S1闭合、S2断开时,电阻R和电动机串联,即两者同时正常工作,此时吹热风。
错题改正
错误之处:
。
错因分析:
。
正确答案:
。
【答案】见解析
【来源】2025年山西省吕梁市岚县部分学校中考二模物理试题
【详解】[1][2]根据解析过程可知,没有考虑串联要分压,当开关S1闭合、S2断开时,电阻和电动机串联,根据串联电路的电压特点
电动机、加热电阻两端的实际电压均低于它们正常工作的额定电压,因此加热电阻和电动机不应该是串联的,即错误之处:当开关S1闭合、S2断开时,电阻R和电动机串联,即两者同时正常工作,此时吹热风。
[3]正确答案:电路图见答图。当开关S1闭合、S2断开时,电动机接入电路,加热电阻断路,此时吹冷风;当开关S1、S2均闭合时,电动机与加热电阻并联接入电路,此时吹热风。
17.(2025·山西省太原市·二模)图甲是一款两挡位手持挂烫机,高、低温挡功率分别为1100W和440W。其简化电路如图乙所示,R1、R2为加热电阻。下列说法正确的是( )
A.只闭合S1,电路处于高温挡
B.加热电阻R1的阻值为44Ω
C.加热电阻R2的阻值大于R1
D.先闭合S1再闭合S2,干路电流增加3A
【答案】D
【来源】2025年山西省太原市中考二模物理试题
【详解】AB.只闭合S1,只有R1工作,电路的总电阻最大,由可知电路的总功率最小,处于低温挡,R1的阻值
故AB错误;
C.由图可知,当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路电阻的特点可知,此时电路的总电阻最小,由可知电路的总功率最大,处于高温挡,加热电阻R2的功率P2=P高-P低=1100W-440W=660W
加热电阻R2的阻值
加热电阻R2的阻值小于R1,故C错误;
D.先闭合S1再闭合S2,由并联电路电流的特点可知,干路电流增加量等于通过R2的电流,通过R2的电流
故D正确。
故选D。
18.(2025·山西省大同市·二模)小明在成长笔记中记录了表中错题,请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。
错题记录
错题改正
一定值电阻R两端电压从1V增大到3V的过程中,通过该定值电阻的电流增大了0.2A,则该定值电阻的电功率变化量为 W。
解:由P=UI,得定值电阻的电功率的变化量
ΔP=ΔUΔI=(3V-1V)×0.2A=2V×0.2A=0.4W
错误之处: 。
错因分析: 。
正确解答: 。
【答案】 0.8 求电功率变化的方法不当 认为电功率变化量是电压变化量和电流变化量的乘积 见解析
【来源】2025年山西省大同市中考二模物理试卷
【详解】[1][2][3][4]解析过程中求电功率变化的方法不当;认为电功率变化量是电压变化量和电流变化量的乘积;因定值电阻的阻值不变,所以,定值电阻两端的电压从1 V升高到3 V时,通过该电阻电流的变化量
解得则该电阻的电功率的变化量
安全用电、焦耳定律考点04
1.(2025·山西省太原市·二模)图是一款新型家用即热式电热水器,其外壳采用ABS塑料制成,电功率可达10000W。下列说法正确的是( )
A.其外壳具有良好的导电性能
B.工作时使用两孔插座更安全
C.配套导线比普通导线更粗些
D.烧水时将电能转化为化学能
【答案】C
【来源】2025年山西省太原市中考二模物理试题
【详解】A.ABS塑料是绝缘体,不容易导电,不具有良好的导电性能,故A错误;
B.电热水器外面有裸露的金属部件,应该使用三孔插座,因为当其外壳漏电时,能防止发生触电事故,故B错误;
C.根据P=UI可知,即热式电热水器的功率很大,通过导线的电流很大,所以配套导线比普通导线更粗些,增大导线的安全载流量,故C正确;
D.电热水器烧水时将电能转化为内能,故D错误。
故选C。
2.(2025·山西省吕梁市·二模)进入电气时代以来,电给人类带来了很多方便。小晋的妈妈在使用电烤箱的同时,还使用着洗衣机洗衣服,小晋感觉房间比较热,当他打开空调时,家里的空气开关突然“跳闸”了。经检查空气开关出现“跳闸”不是由于短路造成的,请你用所学的物理知识解释“跳闸”的原因。
【答案】见解析
【来源】2025年山西省吕梁市临县中考二模物理试题
【详解】家庭电路中,同时打开多个大功率用电器时,电路中的总功率过大,根据可知,在家庭电路电压不变时,功率越大,电路中电流越大,当电路中的电流过大时,空气开关自动断开,切断电路,所以出现了“跳闸”现象。
3.(2025·山西省大同市·二模)随着智能手机的普及,人们越来越关注智能手机的使用感受,如性能、屏幕亮度、续航等。现在主流的手机屏幕采用OLED屏幕取代之前的LCD屏幕,小明想知道这两种屏幕哪个更省电,请你帮小明设计实验完成探究。
实验器材:相同尺寸且最大亮度相同的OLED屏幕和LCD屏幕、秒表、两台相同的手机。
(1)实验步骤: 。
(2)实验现象及结论: 。
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【来源】2025年山西省大同市中考二模物理试卷
【详解】(1)分别将OLED屏幕和LCD屏幕安装在两台手机上,将两台手机充满电并把屏幕亮度均调至最大亮度,同时开始播放同一个视频,用秒表计时,记录两台手机从满电到关机的时间分别为t1、t2 。
(2)若t1<t2,则LCD屏幕比OLED屏幕更省电;若t1>t2,则OLED屏幕比LCD屏幕更省电;若t1=t2,则两种屏幕耗电量相同。耗电量与屏幕工作时长有关,在相同初始电量、相同负载(播放视频等操作)下,屏幕持续工作时间越长,说明其单位时间耗电量越少,越省电。
4.(2025·山西省吕梁市·二模)在项目化学习活动中,小梦学习小组设计的一种限流器原理图如图所示。当电流超过限制电流时,限流器会自动切断电路。
(1)当电流超过限制电流时,衔铁B被电磁铁C吸引向左转动,匀质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动,电路断开。在原理图中,D点表示电源的 (填“正极”或“负极”);
(2)若要把限流器接入家庭电路中,从安全用电角度考虑,应该把它接在进户线的 (填“火”或“零”)线上;
(3)调试时,电流尚未达到设计的限制电流,限流器已经切断电路。为达到设计要求,你的做法是 (填“增加”或“减少”)电磁铁中线圈的匝数。
【答案】(1)负极
(2)火
(3)减少
【来源】2025年山西省吕梁市岚县部分学校中考二模物理试题
【详解】(1)根据磁极间的相互作用可知,螺线管左端为N极,根据安培定则可知,D点为电源的负极。
(2)限流器相当于开关,为了电路安全,应该把它接在进户线的火线上。
(3)电流尚未达到设计的限制电流,限流器已经切断电路,说明电磁铁的磁性过强,因此应减少电磁铁线圈的匝数。
5.(2025·山西省吕梁市·二模)如图所示是学校为方便教职工出行在车棚内安装的充电桩。下面是某班级为安全使用充电桩征集的警示标语,从物理角度分析,符合安全用电原则的是( )
A.充电时必须用湿抹布清洁充电口 B.充电时若发现插头松动,严禁充电
C.发现充电桩着火请立即泼水灭火 D.充电桩虽是金属外壳也无需接地
【答案】B
【来源】2025年山西省吕梁市部分学校中考二模理综物理试题
【详解】A.生活用水是导体,用湿抹布擦拭充电插口,容易使人触电,故A错误;
B.插头松动时,接触不良,容易产生电火花,所以充电时若发现插头松动,严禁充电,故B正确;
C.充电桩失火时,用水灭火,生活用水容易导电,容易让施救者发生触电事故,故C错误;
D.安装充电桩时,为了安全,要接地线,故D错误。
故选B。
6.(2025·山西省晋中市·二模)在家庭电路布线时,若要给大功率用电器供电,从安全用电的角度,你认为在长度和材料相同的情况下应选用横截面积较大的还是较小的导线?请用所学物理知识解释你这样选择的原因。
【答案】见解析
【来源】2025年山西省晋中市榆次区中考二模理综物理试题
【详解】在长度和材料相同的情况下,应选用横截面积较大的导线,导线的电阻较小,给大功率用电器供电时,家庭电路的电压一定,由P=UI可知,线路中的电流较大,当通电时间和电流一定时,由可知,线路导线的电阻较小,会产生的热量较小,更安全。
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学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
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专题08 电功和电功率
考点01 电功率
考点02 家庭电路
考点03 电能和电功
考点04 安全用电
考点05焦耳定律
电功率、家庭电路考点01
1.(2025·山西省太原市·二模)阅读材料,回答问题。
电力系统的“超级充电宝”
2025年3月10日,江苏句容抽水蓄能电站3号机组正式并网发电。该电站水库大坝高182.3米,是世界坝体最高的抽水蓄能电站,图甲是其工作原理示意图,抽水蓄能电站,主要解决我国近年大力发展的风电和光伏电站供电不稳定、电能供应和电能需要时间不匹配的问题。在用电功率较低时,电站利用多余电能驱动水泵将下游水库的水抽至上游水库蓄能;在用电功率较高时,上游水库的水释放到下游水库,通过水轮机推动发电机发电以满足用电需求。抽水蓄能电站可有效调节电力系统的供需,被誉为电力系统的“超级充电宝”。在能量转化过程中总会有一些能量损失,因此蓄能电站的发电量总是小于抽水用电量,发电量与抽水用电量之比表示蓄能电站的效率,是衡量电站综合效益的重要指标。
(1)该电站可以实现“蓄能”主要是将多余的电能转化为水的 ;
(2)图乙是当地每天用电功率随时间变化的大致图像。由图可知,将下游水库的水抽至上游水库的最佳时间段是每天的 (选填“0~6时”、“6~12时”、“12~18时”或“18~24时”);
(3)某天蓄能电站抽水用电量为,发电量为,且上游水库24时与0时的水位相同,则蓄能电站的效率为 。若由效率为50%的传统火力发电站提供上述发电量,蓄能电站的投入使用相当于节约煤炭 t(q数取3×10⁷J/kg)。
2.(2025·山西省晋中市·二模)如图是我国研发并量产的核辐射剂量探测芯片,它可植入手机实时监测,其大小与人手指指甲盖大小相仿,厚度略大于一元硬币,能在-20℃至50℃的环境里正常工作,功耗只有1毫瓦。关于该芯片,下列判断正确的是( )
A.长度约为1cm
B.厚度约为1mm
C.在山西高温天气下无法正常工作
D.使用该芯片探测核辐射剂量时,手机耗电快
3.(2025·山西省大同市·二模)“关爱生命,快乐成长”,下列关于安全用电的说法正确的是( )
A.发生触电事故时,不能直接用手去拉触电者
B.当保险丝烧断时,可以用铜丝来代替
C.控制用电器的开关短路,会引起空气开关跳闸
D.电冰箱、洗衣机等带金属外壳的用电器也可以接在两孔插座中使用
4.(2025·山西省吕梁市·二模)某项目化学习小组的同学,为一房间设计了如图所示的四种电灯,你认为其中符合安全用电要求的是( )
A. B.
C. D.
5.(2025·山西省大同市·二模)我国电力供电系统全球领先,为国家经济建设和人民生活提供了强有力的保障。用电不当会给我们带来危害,下列做法符合安全用电要求的是( )
A.雷雨时节,把不用的用电器插头拔出
B.若家用电器着火,立即用水扑灭
C.使用试电笔时,手直接接触笔尖金属体
D.家庭电路保险丝熔断了,可以用钢丝代替保险丝
6.(2025·山西省晋中市·二模)安全用电,珍爱生命。关于家庭电路,下列操作符合安全用电的是( )
A.用湿毛巾擦拭发光的灯泡 B.控制电灯的开关接零线上
C.导线绝缘皮破损后继续使用 D.洗衣机的金属外壳要接地线
7.(2025·山西省吕梁市·二模)室内装修时要进行电路改装。关于室内电路改装,下列说法符合安全用电原则的是( )
A.空气开关可以安装在任意位置
B.湿手也能更换正在工作的灯泡
C.使用测电笔检查电路时,手指要接触笔尖金属体
D.给有金属外壳的用电器供电,需使用三孔插座
8.(2025·山西省吕梁市·二模)如图是小伟制作的电动机模型,将其接入电路中,闭合开关后,线圈转动了。下列物品与电动机模型工作原理相同的是( )
A.电磁起重机 B.刷卡器
C.电风扇 D.电饭锅
电功率、家庭电路、电能和电功考点01
1.(2025·山西省晋中市·二模)某饮水机部分铭牌如下表所示,该饮水机有加热和保温两个挡位,内部有两个开关和两个电热丝,其阻值分别为R1=44Ω, R2=440Ω。求:
额定电压
220V
加热功率
1100W
保温功率
100W
(1)该饮水机加热挡正常工作时电路中的电流。
(2)该饮水机保温挡正常工作时电路的阻值。
(3)根据题干与表格信息,请你在图乙的虚线框中画出饮水机的内部电路图。
2.(2025·山西省吕梁市·二模)在跨学科实践活动中,为了知道自己所在地的昼夜温差,小明设计了一个通过电压表的示数变化反映环境温度变化的电路图,如图甲所示。其中电源电压恒为4V,热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示,定值电阻R2的阻值为30Ω。下列分析正确的是( )
A.热敏电阻R1的阻值随环境温度的升高而增大
B.当环境温度降低时,电流表的示数增大
C.当环境温度为40℃时,电压表的示数为1.6V
D.当环境温度为80℃时,热敏电阻R₁的功率为0.1W
3.(2025·山西省晋中市·二模)悬空寺是“世界十大奇险建筑”之一。为防止游客过多对木质栈道造成损害,实践小组的同学为栈道设计了一种压力报警装置,其电路原理图如图甲所示。已知电源电压恒为60V,定值电阻R1=100Ω,压敏电阻R2的阻值随所受压力的变化关系如图乙所示。当游客对栈道的压力达到一定值,即电流表的示数为0.3A时,报警器(图中未画出)发出报警信号,提醒游客疏散。下列分析正确的是( )
A.压力为0时,电流表的示数为0.2A
B.压力增大时,R2两端的电压增大
C.压力增大时,整个电路消耗的总功率减小
D.压力为1×104N时,电路发出报警信号
4.(2025·山西省晋中市·二模)如图甲所示是创新小组使用3D打印笔进行立体绘画的场景。使用前给打印笔通电,内置电阻发热使笔内绘画材料熔化后重新塑形。某次创新小组使用高温档正常工作10min,将20g的绘画材料从20℃加热至120℃后进行绘画。下表所示是该打印笔的部分参数。【绘画材料的比热容c取2.5×103J/(kg·℃)】
额定电压
6V
额定功率
高温挡
12W
低温挡
9W
内部构成
电阻R1
1Ω
电阻R2
3Ω
(1)请你在图乙虚线框中画出打印笔内部的电路图。
(2)求打印笔高温挡正常工作时的加热效率(计算结果精确到1%)。
5.(2025·山西省大同市·二模)中国医学是我国的四大国粹之一,也是我国人民通过长期医疗实践逐渐发展并形成的医学理论体系。图甲是某品牌的电中药壶,有猛火和文火两个挡位。已知电中药壶的额定电压为220V,内有发热电阻R1与R2,R1=180Ω,R2=40Ω,猛火挡的功率是1210W,文火挡的功率是220W,电中药壶使用时,中药和水的总质量为1.5kg。[中药和水混合后的比热容为4.0×103J/(kg·℃)]
(1)在虚线框内画出电中药壶内部电路图,并结合所画的电路图说明开关处于什么状态时电中药壶处于猛火挡位。
(2)某次使用电中药壶时,关闭家中其他用电器,只用电中药壶熬药,将中药和水从40℃加热到100℃,如图乙所示的电能表表盘转了375转,求此次熬药过程电中药壶的加热效率。
6.(2025·山西省大同市·二模)每年10月16日为世界粮食日,旨在唤起全世界对发展粮食和农业生产的高度重视。某科技小组为学校食堂设计了“节约秤”,其电路原理图如图甲所示,电源电压恒为6V,提示器R1的电阻不变,餐盘与载物台的总质量为250g,餐盘内没有食物时,电流表的示数为0.06A。图乙为压敏电阻R2的阻值随其上物体的总质量m变化的图像,当餐盘内剩余食物的质量大于或等于50g时,提示器R1就会因电流过大发出提示音。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为40
B.压敏电阻R2的阻值随其上物体总质量的增大而增大
C.餐盘内剩余食物的质量越大,电路消耗的总功率越小
D.将餐盘放在载物台上,若电流表的示数为0.08A,会发出提示音
7.(2025·山西省吕梁市·二模)天然气是一种清洁能源,方便居民使用的同时,存在着泄漏的安全隐患。小伟在老师的指导下设计了如图甲所示的天然气泄漏检测电路。电源电压不变,L为报警灯,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.图甲中的检测器相当于一个电压表
B.当天然气浓度增大时,检测器的示数变小
C.气敏电阻R的阻值随天然气浓度的增大而增大
D.天然气浓度越大,报警灯L的实际功率越大
8.(2025·山西省吕梁市·二模)某校在教室内为同学们配了电热饮水机,它有加热和保温两种工作状态,内部电路由R1、R2两个相同的发热电阻和S1、S2两个开关组成。当开关S1、S2都闭合时,饮水机处于加热状态;当开关S1闭合、S2断开时,饮水机处于保温状态。其他相关参数如下表:
容量/ kg
2.0
额定电压/V
220
加热时的功率/W
2200
保温时的功率/W
200
(1)请你根据以上信息,在虚线框内画出电热饮水机的电路图。
(2)若该电热饮水机在加热状态下,将满容量、初温是20℃的水加热到沸腾(在标准大气压下),求水吸收的热量。[水的比热容为4.2]
(3)求该电热饮水机处于加热状态时,通过电路的电流。
9.(2025·山西省吕梁市·二模)如图甲是某家用即热型多挡位电热水器,阅读使用说明书发现其内部主要结构是由加热电阻R1、 R2(R1=2 R2,且阻值不变)和两个开关构成,调节开关时电热水器分为低温、中温、高温三挡。请你解答下列问题:[]
额定电压
220 V
额定功率
低温
2200W
中温
4400W
高温
(1)请你在图乙虚线框内将电热水器的电路图补充完整。
(2)当电热水器处于高温挡正常工作时,通过电热水器电源线的电流有多大?
(3)某次测试性能时,若电热水器的加热效率为80%,用高温挡将8kg的水从20℃加热至40℃,该电热水器消耗的电能是多少?
10.(2025·山西省大同市·二模)小齐在成长笔记中记录了如下错题,请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。
错题记录
错题改正
把标有“6V 3W”和“6V 6W”的L1、L2两盏灯串联接入电路中,小灯泡的电阻保持不变,在保证电路安全的前提下,该电路电源两端的电压应为多少?
解:由于两盏灯串联,串联电路总电压等于各用电器两端电压之和,则该电路电源两端的电压
。
错误之处:
错因分析:
正确解答:
11.(2025·山西省大同市·二模)我国的载人航天技术处于世界领先地位。如图所示的是兴趣小组设计的检验飞船舱体气密性的模拟检测电路,电源电压恒定,定值电阻R0阻值为40Ω,R为压力传感器,其阻值随环境气压的变化规律如表格数据所示,将R 置于舱体中,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,电压表示数为200 V,舱体内气压为 ,下列说法正确的是( )
舱体内气压p/(×10⁵ Pa)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
电阻R/Ω
5
11
20
35
60
A.R的阻值随舱体内气压的减小而减小
B.舱体逐渐漏气时,电压表示数逐渐变大
C.舱体不漏气时,通过R 的电流为4.4A
D.舱体内气压为 时,R0耗的电功率为202.5 W
12.(2025·山西省大同市·二模)项目学习小组的同学们研究某品牌电热便当盒(如图所示)的电路原理。这款电热便当盒的加热功率可以分为高、低两个挡位,正常工作时高挡位的功率是低挡位的3倍,电源电压为220V,内部有两段电热丝R1和R2,R1的阻值为484Ω,且低挡位加热时只有电热丝R1单独工作。
(1)请在虚线框内画出电热便当盒内部的电路图;
(2)求该电热便当盒高挡位正常工作时的电功率。
13.(2025·山西省吕梁市·二模)智慧科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图甲所示,电源电压恒为3V,保护电阻R2的阻值为10Ω,R1为光敏电阻,当有光照射光敏电阻时,其阻值变小。激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表),某时段计数器示数随时间变化的图像如图乙所示。当闭合开关S后,下列分析正确的是( )
A.当计数器示数为1V时,计数器会计数一次
B.有快递经过激光发射器时,电路总功率变大
C.有快递经过激光发射器时,电路中电流为0.1A
D.无快递经过激光发射器时,电阻R1阻值为20Ω
14.(2025·山西省太原市·二模)图甲是一款便携式电热水杯,内置一块标有“24V10000mA·h”(10000mA·h表示可在10000mA电流下工作1h)的可充电电池和一块电阻不变的加热片,内部简化电路如图乙所示。使用前先给杯内的电池充电,使用时该电池对水杯供电。通过调节电池的输出电压实现“加热”和“保温”两挡切换,部分参数如下表。某次将0.4kg水从20℃加热至70℃,不考虑热量损失,请计算:
容量
500mL
电池容量
10000mA·h
加热挡电压
24V
加热挡功率
240W
保温挡电压
12V
保温挡功率
(1)电池充满电储存的电能;
(2)保温挡时电路中的电流;
(3)本次加热水所用的时间。
15.(2025·山西省大同市·二模)小梦所在的学习小组进行“测量小灯泡额定功率”的实验。如图甲所示的是实验电路图,其中电源用的是2节新干电池,滑动变阻器的铭牌标有“50Ω 1A”,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动变阻器滑片,观察 (选填“灯泡亮度”或“电压表示数”),直至灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,则该灯泡的额定功率为 W;
(3)测量结束后,应先 ,再拆除导线,最后整理好器材;
(4)为了减小误差,小梦还计算出了不同电压下小灯泡的电功率的平均值,她的做法是 (选填“合理”或“不合理”)的;
(5)完成上述实验后,小梦又重新设计了如图丙所示的电路,测量另一个小灯泡的额定功率,已知这个小灯泡正常工作时的电流为I额。请根据以下实验步骤写出小灯泡额定功率的表达式(已知电源电压U不变);
①只闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为I额;
②只闭合开关S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,调节滑动变阻器R1的滑片,使电流表示数为I额;再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I;则小灯泡的额定功率表达式为 P额: 用U、I额、I表示)。
16.(2025·山西省吕梁市·二模)小阳在错题记录本中,记录了如下错题,请你帮他找出错误之处、分析错因并写出正确的解答过程。
错题记录
如图所示的电吹风机,由一组电热丝和一个高转速小风扇组合而成,它既可吹冷风(只有小风扇单独正常工作),也可吹热风(电热丝和小风扇同时正常工作)。如果将电热丝看成一个电阻,请你在虚线框内画出符合题目要求的电吹风机工作的电路图,并说明电吹风机的工作原理。
答:见答图。
电吹风机内部有两个用电器,即加热电阻R和电动机。如电路图中,当开关S1和S2都闭合时,电阻R被短路,只有电动机接入电路,此时吹冷风。当开关S1闭合、S2断开时,电阻R和电动机串联,即两者同时正常工作,此时吹热风。
错题改正
错误之处:
。
错因分析:
。
正确答案:
。
17.(2025·山西省太原市·二模)图甲是一款两挡位手持挂烫机,高、低温挡功率分别为1100W和440W。其简化电路如图乙所示,R1、R2为加热电阻。下列说法正确的是( )
A.只闭合S1,电路处于高温挡
B.加热电阻R1的阻值为44Ω
C.加热电阻R2的阻值大于R1
D.先闭合S1再闭合S2,干路电流增加3A
安全用电、焦耳定律考点04
1.(2025·山西省太原市·二模)图是一款新型家用即热式电热水器,其外壳采用ABS塑料制成,电功率可达10000W。下列说法正确的是( )
A.其外壳具有良好的导电性能
B.工作时使用两孔插座更安全
C.配套导线比普通导线更粗些
D.烧水时将电能转化为化学能
2.(2025·山西省吕梁市·二模)进入电气时代以来,电给人类带来了很多方便。小晋的妈妈在使用电烤箱的同时,还使用着洗衣机洗衣服,小晋感觉房间比较热,当他打开空调时,家里的空气开关突然“跳闸”了。经检查空气开关出现“跳闸”不是由于短路造成的,请你用所学的物理知识解释“跳闸”的原因。
3.(2025·山西省大同市·二模)随着智能手机的普及,人们越来越关注智能手机的使用感受,如性能、屏幕亮度、续航等。现在主流的手机屏幕采用OLED屏幕取代之前的LCD屏幕,小明想知道这两种屏幕哪个更省电,请你帮小明设计实验完成探究。
实验器材:相同尺寸且最大亮度相同的OLED屏幕和LCD屏幕、秒表、两台相同的手机。
(1)实验步骤: 。
(2)实验现象及结论: 。
4.(2025·山西省吕梁市·二模)在项目化学习活动中,小梦学习小组设计的一种限流器原理图如图所示。当电流超过限制电流时,限流器会自动切断电路。
(1)当电流超过限制电流时,衔铁B被电磁铁C吸引向左转动,匀质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动,电路断开。在原理图中,D点表示电源的 (填“正极”或“负极”);
(2)若要把限流器接入家庭电路中,从安全用电角度考虑,应该把它接在进户线的 (填“火”或“零”)线上;
(3)调试时,电流尚未达到设计的限制电流,限流器已经切断电路。为达到设计要求,你的做法是 (填“增加”或“减少”)电磁铁中线圈的匝数。
5.(2025·山西省吕梁市·二模)如图所示是学校为方便教职工出行在车棚内安装的充电桩。下面是某班级为安全使用充电桩征集的警示标语,从物理角度分析,符合安全用电原则的是( )
A.充电时必须用湿抹布清洁充电口 B.充电时若发现插头松动,严禁充电
C.发现充电桩着火请立即泼水灭火 D.充电桩虽是金属外壳也无需接地
6.(2025·山西省晋中市·二模)在家庭电路布线时,若要给大功率用电器供电,从安全用电的角度,你认为在长度和材料相同的情况下应选用横截面积较大的还是较小的导线?请用所学物理知识解释你这样选择的原因。
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