内容正文:
专题05 电能与电功率
4大高频考点概览
考点01 电能与电功
考点02 电功率
考点03 电流的热效应
考点04 家庭电路
地 城
考点01
电能与电功
一、单选题
1.(24-25九上·陕西西安高陵区·期末)下列选项中,正常工作相同时间消耗电能最多的是( )
A.计算器 B.电子手表 C.空调 D.电风扇
【答案】C
【详解】计算器功率较小,约0.5mW;电子手表功率非常小,约0.01mW;空调功率较大,约1000W;电风扇功率约60W。由于空调在这四种电器中功率最大,根据W=Pt,可以得出在正常工作相同时间的情况下,空调消耗的电能最多。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(24-25九上·陕西渭南韩城·期末)如图所示,是小明家电能表的面板,下列有关说法正确的是( )
A.电能表是用来测量用电器消耗电能快慢的仪表
B.此时该电能表的读数为536.6J
C.该电能表应该在50Ⅴ的电路中使用
D.该电能表允许接入的用电器最大总功率为4400W
【答案】D
【详解】A.电能表实际上是用来测量用电器在一段时间内消耗的电能总量的仪表,而不是测量消耗电能快慢的仪表。故A错误;
B.从图中可以看到,电能表的读数单位是kW⋅h,而不是J。所以,电能表的读数应该是536.6kW⋅h,而不是536.6J。故B错误;
C.从图中可以看到,电能表上标注的额定电压是220V,这意味着该电能表应该在220V的电路中使用,而不是50V。故C错误;
D.从图中可以看到,电能表上标注的额定电流是20A,而额定电压是220V。根据电功率的计算公式P=UI,可以计算出该电能表允许接入的用电器最大总功率为P=UI=220V×20A=4400W。故D正确。
故选D。
3.(23-24九上·陕西咸阳旬邑县·期末)如图所示的充电宝容量为,给手机充电时充电电压为5V。下列说法正确的是( )
A.充电宝给手机充电时,充电宝将电能转化为化学能
B.充电宝上的二极管指示灯是利用半导体材料制作的
C.给充电宝充满电,可以存储的电能
D.给充电宝充电时,充电宝相当于电路中的电源
【答案】B
【详解】A.充电宝给手机充电时,充电宝将化学能转化为电能,故A错误;
B.充电宝上的二极管指示灯是利用半导体材料制作的,具有单向导电性,故B正确;
C.给充电宝充满电,可以存储的电能
故C错误;
D.给充电宝充电时,充电宝相当于电路中的用电器,故D错误。
故选B。
4.(24-25九上·陕西西安蓝田县·期末)关于图中的电能表,说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.电能表的示数为2023.6J
C.电能表允许通过的最大电流是40A
D.脉冲指示灯闪的越快,电路消耗电能越多
【答案】C
【详解】A.电能表是测量电功的仪表,故A错误;
B.电能表所用单位是kW·h,示数为2023.6kW·h,故B错误;
C.电能表正常工作的最大电流为10A,短时间内允许通过的最大电流为40A,故C正确;
D.脉冲指示灯闪的越快,电路消耗电能越快,不一定越多,故D错误。
故选C。
5.(24-25九上·陕西榆林榆阳区中学联考·期末)如图是电阻甲和乙的图像,下列说法正确的是( )
A.乙导体两端的电压与电流成正比
B.甲导体两端电压为0时,其电阻值也为0
C.将甲、乙串联在电压为的电源两端,电路中的电流为
D.将甲、乙并联在电压为的电源两端,内电路消耗的电能为
【答案】C
【详解】A.由图可知,电阻乙的图线是一条曲线,乙导体两端的电压与电流不成正比,故A错误;
B.电阻是导体的一种性质,与电压和电流无关,甲导体两端电压为0时,其电阻值不为0,故B错误;
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.4A时,由串联电路电流的规律可知通过甲、乙的电流均为0.4A,由图象可知,U甲=2V,U乙=1V,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,电源的电压U=U甲+U乙=2V+1V=3V
故C正确;
D.将甲、乙并联在电压为1V的电源两端,由并联电路电压的规律可知甲乙两端的电压都是1V,通过甲、乙两支路的电流为0.2A和0.4A,故电路中的电流为I=I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A
内电路消耗的电能为W=UIt=1V×0.6A×60s=36J
故D错误。
故选C。
6.(23-24九上·陕西西安蓝田县·期末)关于能量转化,下列说法中错误的是( )
A.干电池供电时主要是将化学能转化为电能
B.LED灯工作时主要将电能转化为光能
C.电风扇工作时主要将电能转化为内能
D.发电机工作时主要将机械能转化为电能
【答案】C
【详解】A.干电池供电时相当于电源,主要是将化学能转化为电能,故A正确,不符合题意;
B.LED灯工作时是用电器,主要将电能转化为光能,故B正确,不符合题意;
C.电风扇工作时主要将电能转化为机械能,少部分转化为内能,故C错误,符合题意;
D.发电机能向外输出电能,工作时主要将机械能转化为电能,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.(23-24九上·陕西渭南白水县·期末)如图1所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“”关系图像如图2所示,则下列判断正确的是( )
A.电源电压为9V
B.定值电阻的阻值为20Ω
C.滑动变阻器的阻值变化范围为0~10Ω
D.变阻器滑片在中点时,5min内电路消耗的电能为540J
【答案】D
【详解】定值电阻两端的电流与电压成正比,所以图2中乙曲线代表的是定值电阻的“”关系图像,则甲曲线代表滑动变阻器的“”关系图像。
A.电路为串联电路,由图2可知,当电路中电路为0.3A时,定值电阻两端的电压为3V,滑动变阻器两端的电压也为3V,则电源电压为6V,故A错误;
B.定值电阻的阻值
故B错误;
C.当滑动变阻器电阻最大时,电路中电流最小,则滑动变阻器连入电路的最大阻值为
滑动变阻器连入电路阻值最小时,电路中电流最大,由图可知,此时电压表示数为零,说明此时滑动变阻器连入电路的阻值为0,所以滑动变阻器连入电路的阻值为0~20Ω,故C错误;
D.变阻器滑片在中点时,连入电路的阻值为10Ω,5min内电路消耗的电能为
故D正确。
故选D。
二、填空题
8.(24-25九上·陕西宝鸡凤翔区·期末)小慧家中用电能表如图所示。当仅将一把电热水壶接入电能表所在的电路,正常工作6min,电能表的转盘转过了360r,则电热水壶消耗的电能为 kW•h,电功率为 kW,小慧家中可接入的用电器的总功率是 W。
【答案】 0.12 1.2 8800
【详解】[1]电能表的转盘转过了360r,电热水壶消耗的电能
[2]电热水壶的电功率
[3]电能表能通过的最大电流为40A,则家中可接入的用电器的总功率P=UI=220V×40A=8800W
三、计算题
9.(23-24九上·陕西安康·期末)如图所示的电路,电源电压恒定不变,的阻值为。闭合开关,电流表的示数为,电压表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)通电,整个电路消耗的电能。
【答案】(1)10V
(2)240J
【详解】(1)闭合开关,两定值电阻串联,电流表测量电路电流,电压表测量R2两端的电压。根据欧姆定律可知R1两端的电压
根据串联电路的电压特点可知电源电压
(2)通电,整个电路消耗的电能
10.(24-25九上·陕西宝鸡陈仓区·期末)小星家有一台养生壶(如图甲),他发现该养生壶有加热和保温两种功能。图乙是其内部电路的简化图,R1和R2均为阻值不变的加热电阻,其中R1的阻值为40Ω,通过旋钮开关可以切换加热和保温两种功能。问:
(1)养生壶是利用电流的 效应工作的;
(2)养生壶在加热挡正常工作时,电路中的电流是多少?加热挡正常工作1min,养生壶消耗的电能是多少 ?
(3)用电高峰期,断开家中其他用电器,只将养生壶接入家庭电路中,让养生壶在加热挡工作6min,观察到家中标有“”的电能表的指示灯闪烁120次,则此时家庭电路中的实际电压为多少 ?
【答案】(1)热
(2)7.26×104J
(3)200V
【详解】(1)电流通过导体会产生热量,即电流的热效应,则养生壶是利用电流的热效应工作的。
(2)当旋钮开关置于1时,R1、R2串联,电路中电阻较大,根据可知,电路中电功率较小,则养生壶处于保温挡;当旋钮开关置于2时,只有R1接入电路,电路中电阻较小,根据可知,电路中电功率较大,则养生壶处于加热挡,则养生壶在加热挡正常工作时,电路中的电流
加热档功率
加热挡正常工作1min,养生壶消耗的电能
(3)养生壶加热挡工作6min消耗的电能为
养生壶加热挡的实际功率为
由可得,此时家庭电路中的实际电压为
11.(24-25九上·陕西榆林·期末)某医院为住院患者设计了一种创可贴大小的智能体温计(如图甲所示),患者只需把体温计贴在皮肤上,体温会自动测量上报。该体温计感温区的电路图如图乙所示,电源电压恒为6V,定值电阻阻值为400Ω,为热敏电阻,其阻值与温度的关系如表所示。当电流表的示数时,患者体温上报后会发出报警。问:
t/℃
35
36
37
38
39
40
41
42
500
450
400
350
300
250
200
150
(1)热敏电阻的主要制作材料是 (选填“导体”“半导体”或“超导体”)。
(2)当电流表的示数为7.5mA时,通电10min,整个电路消耗的电能是多少 ?
(3)患者体温至少需要达到多少℃,体温上报后才会发出报警 ?
【答案】(1)半导体
(2)27J
(3)38℃
【详解】(1)热敏电阻是一种传感器电阻,其电阻值会随着温度的变化而变化,主要制作材料是半导体。因为半导体材料的导电性能会随温度等外界因素变化而有明显改变,所以热敏电阻的主要制作材料是半导体。
(2)由图乙可知,闭合开关S,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端的电压。
电源电压恒为6V,当电流表示数为7.5mA时,通电10min,整个电路消耗的电能为
(3)当电流表的示数时,患者体温上报后会发出报警。当电流表示数为8mA时,两端的电压为
电源电压恒为6V,由串联电路电压的特点可得,此时两端的电压为
由欧姆定律可得,此时的阻值为:
由表格可知,患者温度至少需要达到38℃时,体温上报后才会发出报警。
12.(24-25九上·陕西延安·期末)冬奥会上亮相的创可贴体温计,如图甲所示。如图乙所示为该装置感温区的电路图,其中R为热敏电阻,其阻值会随体温的升高而增大。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为10Ω,当电压表的示数达到2V时便会报警。求:
(1)恰好报警时,电流表的示数;
(2)恰好报警时,整个电路10s消耗的电能。
【答案】(1)0.4A
(2)24J
【详解】(1)电压表测量R两端电压,当电压表的示数达到2V时便会报警,此时电流中电流即电流表的示数为
(2)恰好报警时,整个电路10s消耗的电能为
13.(24-25九上·陕西延安·期末)新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感。其简化电路如图乙所示,R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。某次煮饭时,电饭锅正常工作30min,电路中总电流随时间变化的图象如图丙所示。则:
(1)电热丝R2的阻值;
(2)用该电饭锅设定在30min内煮好一锅米饭,所消耗的总电能为多少?
(3)若不计热量损失,这个电饭锅在0~10min内正常烧煮时,能把质量为1.5kg的水和米的混合物由20℃加热到多少摄氏度?[水和米的比热容c≈4.0×103J/(kg•℃)]
【答案】(1)220Ω
(2)
(3)86℃
【详解】(1)根据图乙可知,当只闭合S时,电路仅R1工作时,再闭合S1时,两电阻并联,故根据并联电路电流的规律可知,当只闭合S时,电路仅R1工作时,电流较小为2A,再闭合S1时,两电阻并联,总电流为3A,故电热丝R2的阻值为
(2)当只闭合S时,电路仅R1工作时,电流较小为2A,消耗的电能为
当同时闭合S、S1时,两电阻并联,电流为3A,消耗的电能为
所消耗的总电能为
(3)电饭锅在0~10min内正常烧煮时产生的热量为
1.5kg的水和米的混合物升高的温度为
由20℃加热到的温度为
14.(24-25九上·陕西西安建筑科技大学附属中学·期末)如图所示,电路中的电源电压保持不变,定值电阻。只闭合开关S,电流表的示数为;再闭合开关,电流表的示数为。
(1)电源电压是多少?
(2)闭合开关,通电,定值电阻消耗的电能是多少?
【答案】(1)6V
(2)360J
【详解】(1)只闭合开关S,只有R1的简单电路,电流表测量通过R1的电流,电源电压U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
(2)闭合开关S、S1,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路电流的规律可知通过R2的电流I2=I-I1=0.9A-0.3A=0.6A
由并联电路电压的规律可知R2两端的电压U2=U=6V
通电,定值电阻消耗的电能W=U2I2t=6V×0.6A×100s=360J
地 城
考点02
电功率
一、单选题
1.(24-25九上·陕西榆林·期末)下列选项中,正常工作相同时间消耗电能最多的是( )
A.计算器 B.电子手表
C.空调 D.电风扇
【答案】C
【详解】计算器功率较小,约;电子手表功率非常小,约;空调功率较大,约;电风扇功率约。由于空调在这四种电器中功率最大,根据,可以得出在正常工作相同时间的情况下,空调消耗的电能最多。
故选C。
2.(24-25九上·陕西榆林榆阳区中学联考·期末)随着我国人民生活水平的提高,家用电器越来越多,以下常用电器中正常工作时电功率最大的是( )
A.空调 B.液晶电视 C.台式计算机 D.日光灯
【答案】A
【详解】A.空调属于大功率电器,一般家用空调的功率在 1000W - 3000W 左右 ;
B.液晶电视的功率通常在 100W - 200W 左右;
C.台式计算机的功率一般在 200W - 500W 左右;
D.日光灯的功率较小,常见的有 10W - 40W 左右 。
通过对比可知,正常工作时电功率最大的是空调,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.(24-25九上·陕西渭南富平县·期末)如图所示是小明家的电子式电能表,下列说法错误的是( )
A.电能表是测量电能的仪表
B.小明家允许接入的用电器最大总功率为2200W
C.电能表面板上的“220V”是指该电能表应该在220V的电路中使用
D.每消耗的电能,该电能表的指示灯闪烁1200次
【答案】B
【详解】A.电能表是测量电能或电功的仪表,故A正确,不符合题意;
B.小明家允许接入的用电器最大总功率为
故B错误,符合题意;
C.我国家庭电路电压为220V,电能表面板上的“220V”是指该电能表应该在220V的家庭电路中使用,故C正确,不符合题意;
D.电能表上参数“”表示每消耗的电能,该电能表的指示灯闪烁1200次,故D正确,不符合题意。
故选B。
4.(24-25九上·陕西榆林·期末)2024年上半年,陕西分布式光伏新增装机规模跃居全国前三,计划到2025年新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%,推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统。下列说法正确的是( )
A.太阳能板可以将接收到的太阳能全部转化为电能
B.将太阳能板并联起来可以提高总输出功率
C.将太阳能板串联起来可以提高其输出电压
D.太阳能板无法将灯光中的光能转化为电能
【答案】C
【详解】A.太阳能板的光电转换效率有限,目前一般在 15%~25%,大部分太阳能转化为热能等其他形式,不可能全部转化为电能,故A错误;
B.并联时,各太阳能板的输出功率不变,所以总输出功率不变,故B错误;
C.串联时电流相同,总电压等于各太阳能板电压之和,可以提高输出电压,故C正确;
D.灯光(尤其是强光)中的光能也能被太阳能板转化为电能,只是效率可能比太阳光低,故D错误。
故选 C。
5.(24-25九上·陕西西安西咸新区·期末)安装在小亮老家中的电能表如图所示,下列说法错误的是( )
A.此时电能表的读数为
B.该电能表应接在220V的电路中使用
C.此电能表的转盘每小时最多能转3600转
D.小亮老家允许接入的用电器最大总功率为4400W
【答案】C
【详解】A.电能表读数时,最后一位数是小数,则此时电能表的读数为,故A正确,不符合题意;
B.电能表表盘上标有220V,表示电能表应该在220V的电路中使用,故B正确,不符合题意;
C.电能表表盘上标有,表示接在这个电能表上的用电器每消耗的电能,电能表上的转盘转过3600转,不是每小时最多能转3600转,故C错误,符合题意;
D.电能表表盘上标有,表示该电能表的标定电流是10A,额定最大电流是20A,则小亮老家允许接入的用电器最大总功率为
故D正确,不符合题意。
故选C。
6.(24-25九上·陕西西安新城区·期末)如图甲所示的电路中,电源电压为不变,两灯的额定电压均为,两灯的图像如图乙所示。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直至其中一个灯泡正常发光,此时,下列有关说法正确的是( )
A.正常发光
B.电压表示数为
C.两灯的总功率为
D.滑动变阻器的功率为
【答案】D
【详解】A.由图甲可知,两灯泡与滑动变阻器串联,电压表测两灯泡两端的电压之和。两灯额定电压均为6V,从图乙可知,L1正常发光电流I1=0.6A,L2正常发光电流I2=0.3A。因为串联电路电流处处相等,所以只能是L2正常发光,此时电路电流I=I2=0.3A
故A错误;
B.当I=0.3A时,从图乙得出L1两端电压U1=2V,L2两端电压U2=6V。根据串联电路电压规律,电压表示数
故B错误;
C.两灯泡的总功率为
故C错误;
D.此时变阻器两端电压为
滑动变阻器的电功率为
故D正确。
故选D。
7.(24-25九上·陕西宝鸡陈仓区·期末)如图甲是小灯泡和电阻的图像,小灯泡标有“,”字样。将小灯泡和电阻接入图乙所示的电路中,只闭合开关时,小灯泡的实际功率为,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关时,小灯泡的电阻为
B.同时闭合、,在内电阻产生的热量为
C.同时闭合、,电路总功率为
D.若将小灯泡和电阻串联接在的电源两端,小灯泡正常发光
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,只闭合开关S1时,电路为小灯泡L的简单电路,由图像可知小灯泡L的实际功率为2W时,根据P=UI可知,灯泡两端的电压为4V,通过它的电流为0.5A,此时它的电阻,故A错误;
BC.由图乙可知,同时闭合S1、S2时,小灯泡L与电阻R并联,根据并联电路的电压规律可知R两端的电压等于灯泡两端的电压,也为4V,由图像可知,通过R的电流为0.2A,电阻R的阻值
在1min内电阻R产生的热量
由并联电路的电流规律可知,电路的总电流I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A
电路的总功率P=UI=4V×0.7A=2.8A
故B错误,C正确;
D.将小灯泡L和电阻R串联,当小灯泡正常发光时,通过它的电流为0.5A,根据串联电路的电流规律可知通过R的电流也为0.5A,此时电阻R两端的电压
由串联电路的电压规律可知,电源电压
此时电源电压大于10V,故D错误。
故选C。
8.(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)小明家浴室里安装了一款风暖浴霸,它既可以实现照明、换气的功能,又可以实现送自然风、暖风、热风的功能,开关S可分别与0、1、2触点接触,R1、R2是两根阻值相同的电热丝。如表为浴霸电路的部分参数。下列说法不正确的是( )
额定电压
220V
照明功率
20W
换气功率
35W
暖风功率
1133W
热风功率
2233W
A.开关S1断开、S与触点1接触时,浴霸处于换气状态
B.每根电热丝的阻值为44Ω
C.浴霸工作1分钟,电路消耗的电能最大为1.3398×105J
D.电路中通过开关S的电流最大为10.15A
【答案】C
【详解】A.开关S1断开、S与触点1接触时,电路中只有M1工作,此时没有加热,浴霸处于换气状态,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,当S与触点2接触时,闭合S2或S3,浴 霸吹暖风,闭合S2和S3时,浴霸吹热风,R1、R2是两根阻值相同的电热丝,则单独一根电热丝工作时的功率
由,可得电热丝阻值
所以每根电热丝的阻值都是44Ω,故B正确,不符合题意;
C.浴霸热风状态,电功率最大,电路消耗的电能最大为
故C错误,符合题意;
D.当处于热风状态时,电路中通过开关S的电流最大,最大电流为
故D正确,不符合题意。
故选C。
二、填空题
9.(24-25九上·陕西渭南富平县·期末)如图为家用智能扫地机器人,它具有自动清扫和避让功能。当智能扫地机器人在家庭电路中充电时,它与家里的电视机是 (选填“串联”或“并联”)的;智能扫地机器人的核心部件电脑芯片主要是由 (选填“半导体”或“超导体”)材料制成的;智能扫地机器人正常工作时的电功率与一个普通的台扇相当,约为60 (选填“W”或“kW”)。
【答案】 并联 半导体 W
【详解】[1]家庭电路中的用电器都是并联的,这是因为并联电路可以保证每个用电器都能独立工作,互不影响。所以,当智能扫地机器人在家庭电路中充电时,它与家里的电视机是并联的。
[2]导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体,芯片的主要材料是硅,它是半导体材料。
[3]智能扫地机器人正常工作时的电功率与一个普通的台扇相当。一个普通台扇的电功率约为60W。因此,智能扫地机器人正常工作时的电功率约为60W。
10.(24-25九上·陕西咸阳秦都区·期末)小明家的电能表月初示数如图甲所示,为 kW·h,月底示数为941.4 kW·h,若用电价格为0.5元/度,则小明家该月电费为 元。如图乙是小明家电饭锅的简化电路图,当开关S₁和S₂都闭合时,电饭锅处于 (选填“加热挡”或“保温挡”)。小明断开家中其他用电器,单独使电饭锅加热挡正常工作3 min,电能表转盘转过160转,则电饭锅消耗的电能为 J。
【答案】 741.4 100 加热挡
【详解】[1]电能表示数最后一位为小数位,所以电能表示数为741.4 kW∙h。
[2]该月消耗的电能为941.4kW∙h-741.4 kW∙h=200 kW∙h
小明家该月电费为0.5元/ kW∙h×200 kW∙h=100元
[3]乙图中当开关S₁和S₂都闭合时,R2短路,R1单独工作,此时电路消耗的功率为,当闭合S₁断开S₂时,R1与R2串联工作,此时电路消耗的功率为,由于电源电压不变,所以,则当开关S₁和S₂都闭合时,电饭锅处于加热挡。
[4]单独使电饭锅加热挡正常工作3 min,电能表转盘转过160转,则电饭锅消耗的电能为
11.(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)将标有“2A”但最大阻值未知的滑动变阻器R1、阻值为15Ω的R2和标有“2.5V 1.25W”的灯泡L(不计灯泡电阻变化)接入如图所示的电路,其中电源具有6V和另一电压未知的挡位,电流表量程为0~0.6A,灯泡的额定电流为 A.将电源调到电压未知的挡位,只闭合开关S和S2,当R1接入电路的阻值为其最大阻值的时,灯泡正常发光,移动滑片使R1接入电路的阻值增大6Ω,电流表示数变化了0.2A,R1的最大阻值为 Ω。保障电路安全,只闭合开关S和S1,通过调节滑动变阻器及电源电压,电路的最大功率和最小功率之差为 W。
【答案】 0.5 40 1.95
【详解】[1]由题意已知,小灯泡L的额定电压和额定功率,根据公式可知,小灯泡的额定电流为
[2]根据公式可知,小灯泡的电阻为
只闭合开关S和S2时,L和R1串联,当R1接入电路的阻值为其最大阻值的时,灯泡正常发光,此时电路中的电流为0.5A,则电源电压为……①
移动滑片使R1接入电路的阻值增大6Ω,通过电流减小,电流表示数变化了0.2A,即此时电路中的电流为
则电源电压为……②
由①②可得,R1=40Ω,U=4.5V。
[3]只闭合开关S和S1时,R1和R2串联,根据公式可知,电阻越小,电路的总功率越大,则当电压为6V时,滑片移至最左端,此时电路中只有R2,则电路的最大功率为
当电源电压为另一挡位4.5V时,电压表示数为最大3V时,滑动变阻器接入阻值最大,电路中的电流最小,此时R2两端的电压为
根据公式可知,电路中最小电流为
根据公式可知,电路的最小功率为
则电路的最大功率和最小功率之差为
三、计算题
12.(24-25九上·陕西西安西安·期末)晚上20:00左右正是用电高峰,家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率。张浩同学在家中做了如下实验:他首先查看自己家的电能表铭牌如图所示,随即关闭了家中所有其他用电器,只让一个标有“220V 1210W”额定电阻为40Ω的电水壶盛满水持续工作,与此同时,观察到电能表指示灯3min闪烁150次,假设电水壶的电阻保持不变,求:
(1)电水壶工作时的实际电功率;
(2)该同学家的实际电压。
【答案】(1)1000W
(2)200V
【详解】(1)电水壶工作时消耗的电能为
电水壶工作时的实际电功率为
(2)电水壶的电阻保持不变,由可得,该同学家的实际电压为
13.(24-25九上·陕西渭南澄城县·期末)如图甲所示是一款小太阳电暖器,它有“低温”和“高温”两个挡位。小太阳电暖器的简化电路图如图乙所示,和均为阻值不变的发热电阻。小太阳电暖器铭牌上的部分信息如表所示;
型号
额定电压
低温功率
高温功率
(1)小太阳电暖器在低温挡正常工作时,电路中的电流是多少;
(2)发热电阻、的阻值是多少;
(3)用电高峰期,断开家中其他用电器,只将小太阳电暖器接入家庭电路中,让他在高温挡工作,观察到家中标有“”的电能表的指示灯闪烁120次,则此时小太阳电暖器高温挡的实际功率是多少?
【答案】(1)2A
(2)66Ω
(3)1000W
【详解】(1)由P=UI可得,小太阳电暖器在低温挡正常工作时,电路中的电流为
(2)根据可知,电源电压不变,总电阻越大,总功率越小,由图乙可知,只闭合开关时,、串联,电路中电阻较大,小太阳电暖器处于低温挡;当开关、都闭合时,电路为的简单电路,电路中电阻较小,小太阳电暖器处高温挡。由可得,发热电阻的阻值为
小太阳处于低温挡时,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得即
(3)小太阳电暖器高温挡工作6min消耗的电能为
小太阳电暖器高温挡的实际功率
14.(24-25九上·陕西榆林榆阳区中学联考·期末)如图甲所示是小明家新买的一款多功能电火锅,其工作原理如图乙所示,为单刀双掷开关,和是阻值不变的电热丝,。电火锅的相关参数如表所示。
项目
额定电压(V)
低温挡功率(W)
中温挡功率(W)
高温挡功率(W)
参数
220
500
2000
(1)电火锅工作时,将电能主要转化为 能;开关、闭合,接 (选填“”或“”)时,电火锅处于高温挡;
(2)电火锅中温挡的额定功率是多少?
(3)电热丝的阻值是多少?
(4)小明和家人在郊外野餐时,为了使用电火锅,携带了能够对外供应电能的移动电源,此移动电源使电火锅在高温挡正常工作把食材煮熟后,若调至低温挡进行保温,还可以正常工作多长时间?
【答案】(1) 内
(2)1000W
(3)48.4Ω
(4)3.2h
【详解】(1)[1]电火锅工作时,消耗电能,将电能转化为内能。
[2]据图可知,当开关、闭合,接b时,电路为两电阻并联,电路中的总电阻最小,根据可知,电功率最大为高温挡;当开关S1闭合,S2断开,S3接a时,电路为两电阻串联,此时电路中总电阻最大,根据可知,电功率最小为低温挡;当闭合,接时,电路为定值电阻R1单独串联,此时电路中的总电阻处于中间大小,根据可知,电功率处于中间大小为中温挡。
(2)电火锅中温挡的额定功率为
(3)电火锅处于高温挡时,的电功率为
的阻值为
(4)电火锅在高温挡工作消耗的电能为
移动电源剩余的电能为
由可得,电火锅在低温挡可正常工作的时间为
15.(24-25九上·陕西咸阳永寿县·期末)我国茶文化源远流长,图-1是小萍家的煮茶器,图-2为其内部电路图,图-3是该煮茶器在220V的电压下,某次煮茶过程中功率随时间变化的图像,已知加热状态下(0~5min),将1kg初温60℃的水刚好加热到100℃,求:[]
(1)泡茶时能闻到浓浓茶香,这是一种 现象;当开关 (填开关的闭合与断开状态)时,煮茶器是加热状态;
(2)加热状态下水吸收的热量;
(3)煮茶器保温状态下的总电阻;
(4)煮茶器加热状态下的热效率。
【答案】(1) 扩散 S1、S均闭合
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)[1]闻到浓浓茶香,为扩散现象,说明构成物质的分子不停地做无规则运动。
[2]据图-2可知,当开关S、S1均闭合时,电路为两电阻并联,由于并联电路中的总电阻小于任意一个电阻,总电阻最小,根据可知,电功率最大为加热状态;当开关S闭合,S1断开时,电路为R1单独串联,此时电路中的总电阻最大,根据可知,电功率最小为保温状态,因此当开关S、S1均闭合时,煮茶器是加热状态。
(2)加热状态下水吸收的热量为
(3)由图-3可知,保温状态时的电功率为220W,由可得,煮茶器保温状态下的总电阻为
(4)由图-3可知,加热状态下的功率是800W,加热5min煮茶器消耗的电能为
则煮茶器加热状态的热效率为
地 城
考点03
电流的热效应
一、单选题
1.(24-25九上·陕西西安西安·期末)下列利用电流热效应工作的用电器是( )
A.电风扇 B.电视
C.洗衣机 D.电饭煲
【答案】D
【详解】A.电风扇工作时,将电能转化为机械能,故A不符合题意;
B.电视工作时,将电能转化为光能和声能,故B不符合题意;
C.洗衣机工作时,将电能转化为机械能,故C不符合题意;
D.电饭煲工作时,将电能转化为内能,利用电流热效应工作,故D符合题意。
故选D。
2.(24-25九上·陕西榆林·期末)央视节目《是真的吗》中,主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验:取口香糖锡纸,剪成如图甲所示形状,其中ab、bc和cd段等长。戴好防护手套,将锡纸条两端连接电池正、负极,如图乙所示,发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列说法正确的是( )
A.最先着火的是ab段,因为这里的电流最大
B.通过ab、bc、cd段的电流均相等,但相同时间电流通过ab段产生的热量最多
C.电流通过ab、bc、cd段相同时间产生的热量相同
D.通过ab段的电流最小,但是ab段电阻最大,相同时间内产生的热量最多
【答案】B
【详解】AD.锡纸的ab、bc和cd段串联在电路中,根据串联电路的电流特点可知,通过ab、bc和cd段的电流相等,故AD错误;
BC.根据题意可知,锡纸的ab、bc和cd段等长,由图可知,ab段锡纸的横截面积最小,根据导体电阻的影响因素可知,ab段锡纸的电阻最大,根据可知,在相同时间内,电流通过ab段产生的热量最多,故B正确,C错误。
故选B。
3.(24-25九上·陕西西安新城区·期末)如图所示,给电炉通电后,电炉丝热得发红,而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手,下列有关说法正确的是( )
A.电流通过导线时没有产生热量
B.电炉丝的电功率比导线的电功率大得多
C.电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D.通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
【答案】B
【详解】A.由于导线有电阻,电流通过导线时,导线会发热,产生热效应,故A错误;
BCD.电炉在使用时,电炉丝和导线串联,通过它们的电流相等,通电时间t相同,由于,根据知道,电流产生的热量,根据知道
因而出现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象,故B正确、CD错误。
故选B。
4.(24-25九上·陕西榆林·期末)如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像,小灯泡L标有“4V,0.5A”字样。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为2W,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为7Ω
B.同时闭合S1、S2,在1min内电阻R产生的热量为480J
C.同时闭合S1、S2,电路总功率为2.8W
D.若将小灯泡L和电阻R串联接在10V的电源两端,小灯泡正常发光
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,只闭合开关S1时,电路为L的简单电路,由图像可知小灯泡L的实际功率为2W时,根据P=UI可知,灯泡两端的电压为4V,通过它的电流为0.5A,此时它的电阻
故A错误;
BC.由图乙可知,同时闭合S1、S2时,L与R并联,根据并联电路的电压规律可知R两端的电压等于灯泡两端的电压,也为4V,由图像可知,通过R的电流为0.2A,在1min内电阻R产生的热量Q=I2Rt=UIRt=4V×0.2A×1×60s=48J
由并联电路的电流规律可知,电路的总电流I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A
电路的总功率P=UI=4V×0.7A=2.8A
故B错误,C正确;
D.将小灯泡L和电阻R串联,当小灯泡正常发光时,通过它的电流为0.5A,根据串联电路的电流规律可知通过R的电流也为0.5A,此时R两端的电压
由串联电路的电压规律可知,电源电压为
此时电源电压大于10V,故D错误。
故选C。
二、填空题
5.(24-25九上·陕西咸阳秦都区·期末)小明利用如图实验装置来探究电流产生的热量与电阻的关系,已知两个相同的烧瓶中装有质量相同的煤油。实验时小明发现通电相同的时间,甲温度计的示数变化较大,由此可推出:R1 (选填“>”“<”或“=”)R2。如果改变电源电压,在与上次相同的实验时间下,可以探究电流产生的热量与 的关系。
【答案】 > 电流大小
【详解】[1]由图可知,R1与R2串联,在串联电路中,电流处处相等,即通过R1与R2的电流I相等,且通电时间t 也相同。根据焦耳定律,在I和t相同时,电阻越大,产生的热量越多。因为两个相同的烧瓶中装有质量相同的煤油,甲温度计的示数变化较大,说明甲瓶中煤油吸收的热量多,即R1产生的热量多,所以R1>R2。
[2]改变电源电压,根据欧姆定律,在电路总电阻不变时,电路中的电流会发生变化。在与上次相同的实验时间下,只比较R1或R2温度计的示数变化,即电阻不变时,根据焦耳定律可知,探究的是电流产生的热量与电流大小的关系。
三、综合题
6.(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列实例采用研究方法与此相同的是_____。
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C.研究光的传播时,引入“光线”
D.探究平面镜成像的特点
(2)在右侧装置外并联5Ω电阻丝的作用是使容器内两电热丝中的电流 (选填“相同”或“不同”),为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成 (选填“更大的”或“更小的”),通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧容器产生的热量更多;
(3)若接通电路一段时间后,左侧U形管的液面高度差明显变大,而右侧U形管的液面高度差没有变化,则原因可能是 (选填“R1”、“R2”或“R3”)断路。
【答案】(1)B
(2) 不同 更小的 左
(3)R2
【详解】(1)实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,这是转换法的应用。
A.探究电流与电压关系时,需要控制电阻不变;探究电流与电阻关系时,需要控制电压不变,用到的方法是控制变量法,故A不符合题意;
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布时,是转换法,故B符合题意;
C.研究光的传播时,这是模型法,故C不符合题意;
D.探究平面镜成像的特点,是等效替代法,故D不符合题意。
故选B。
(2)[1]观察图可知,该实验是在探究电流通过导体时产生热量与电流的关系,因此要控制电阻不变,改变电流,所以利用并联分流的作用,在右侧装置外并联5Ω电阻丝来分流。
[2][3]为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成更小的电阻,根据并联分流可知,R3将分得更多的电流,则R2的电流更小,根据Q=I2Rt可知,在通电时间相同时,右侧容器产生的热量也更少,左侧容器产生的热量更多,实验现象更明显。
(3)若接通电路一段时间后,左侧U形管的液面高度差明显变大,而右侧U形管的液面高度差没有变化,说明右侧容器内没有产生热量,则可能是R2发生了断路。
7.(24-25九上·陕西宝鸡凤翔区·期末)按要求完成填空。
(1)如图甲所示的实验中,改变小球静止下滑的高度是为了改变小球滑到斜面底端的 ;
(2)如图乙所示,表面光滑的两个铅块用力挤压在一起,能吊起重物,这说明分子间存在 ;
(3)实验中通过观察 来比较导体所产生热量的多少,用丙装置进行实验时,一段时间后, (选填“左”或“右”)侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
【答案】(1)速度
(2)引力
(3) U形管中液面的高度差 右
【详解】(1)在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中,小球滚下的高度不同,到达水平面时的速度不同,所以改变小球静止下滑的高度是为了改变小球滑到斜面底端的速度。
(2)两个表面光滑的铅块紧压后,由于分子间存在相互的引力而使两块铅块粘在一起,从而能吊起重物。故这说明分子间存在引力。
(3)[1]在“探究影响电热的因素”的实验中,利用转换法,将电流通过导体产生的热量转换为U形管中液面的高度差。
[2]丙图中,两电阻通电时间和通过的电流相同,右侧电阻大,所以右侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
四、计算题
8.(24-25九上·陕西渭南韩城·期末)如图所示,电源两端电压为6V。闭合开关S,通过干路的电流为1.6A,通过R1的电流为0.6A,求:
(1)通过R2的电流是多少?
(2)90s内R2产生的热量多少?
【答案】(1)1A
(2)540J
【详解】(1)闭合开关S,由图可知,两电阻并联,通过干路的电流为1.6A,通过R1的电流为0.6A,根据并联电路电流规律可知,此时通过R2的电流为
(2)根据并联电路电压特点可知,电源电压等于R2两端的电压,则电阻R2的电功率为
90s内R2产生的热量为
9.(24-25九上·陕西咸阳永寿县·期末)如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为,将滑片移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.3A,灯丝电阻此时为。求:
(1)小灯泡与滑动变阻器之间是 联的;
(2)电源电压;
(3)将滑片移到某位置,电压表示数为10V,滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量。(忽略温度对小灯泡电阻的影响)
【答案】(1)串
(2)15V
(3)300J
【详解】(1)由电路图可知,电流会先后经过滑动变阻器和灯泡,因此小灯泡与滑动变阻器之间是串联的。
(2)由电路图可知,电压表测量电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,将滑片移到最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻,由串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻
由欧姆定律可知,电源电压
(3)由串联电路的电压特点可知,小灯泡两端的电压
此时电路中的电流
滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量
10.如图所示的是小明家新购买的一台电烧烤炉(由一根电热丝组成),其额定电压为220V,额定加热功率为2200W。
(1)电烧烤炉正常工作时,电热丝的电阻是多少?
(2)电烧烤炉正常工作100s产生的热量是多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据可得,正常工作时电阻丝的电阻为
(2)电烧烤炉正常工作100s,消耗的电能
电烧烤炉在工作时,将消耗的电能全部转化为内能,因此产生的热量为
11.(2025·陕西省商洛市·一模)小明家买了一台智能石墨烯电暖桌,如图所示,其铭牌信息如下表所示。已知该电暖桌的发热体由电阻丝构成(电阻丝电阻不随温度变化)。
产品型号
DHZ-08
额定电压
额定功率
1100W
取暖面积
定时范围
(1)电阻丝的阻值是多少?
(2)电吸桌正常工作30min消耗的电能是多少?
【答案】(1)44Ω
(2)1.98×106J
【详解】(1)电阻丝的阻值是
(2)电吸桌正常工作30min消耗的电能为
12.(2025·陕西省西安市·二模)小华家买了一个家用电吹风,其简化电路如图,主要技术参数如下表,电吹风在额定电压下工作,求:
额定功率
热风时:990W
冷风时:110W
额定电压
220V
(1)电热丝工作时的电阻是多大?
(2)电吹风吹冷风时,通过电动机的电流是多大?
(3)电吹风内电动机的电阻是11Ω,电吹风吹冷风5min,电动机电阻产生的热量是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)825J
【详解】(1)电热丝工作时的电阻
(2)由可得吹冷风时通过电动机的电流,
(3)根据焦耳定律,电动机电阻产生的热量
13.(2025·陕西省西安市·模拟)我国的养生文化有着数千年的历史,在其发展过程中融合了自然科学、人文科学和社会科学诸多的因素,集中华民族数千年养生文化于一身,在世界养生文化中占有重要地位。如图甲是小明家的电养生壶,小明想知道它的工作原理,他查看说明书后发现:该养生壶有“加热”和“保温”两种模式,其额定电压为220V,发热部分由R1、R2两根电热丝组成,阻值分别为220Ω、55Ω(阻值不随温度的变化而变化),该养生壶可通过开关控制不同的模式,加热模式的额定功率为880W,保温模式的额定功率为176W。
(1)电养生壶是利用电流的 效应工作的。养生壶通电后给壶内的水加热是通过 的方式来增加水的内能;
(2)小明设计的电养生壶的电路原理图如图乙、丙所示,请结合说明书中的信息,通过计算判断小明设计的哪个电路图是正确的;
(3)某次使用时,调至加热模式正常工作500s后,壶内1.1kg的茶水温度恰好升高了80℃,求该养生壶的加热效率。[茶水的比热容取4.0×103J/(kg•℃)]
【答案】(1) 热 热传递
(2)小明设计的图丙电路图是正确的
(3)80%
【详解】(1)[1]电养生壶工作时将电能转化为内能,所以电养生壶是利用电流的热效应工作的。
[2]养生壶给水加热时,将电阻丝产生的热量传递给水,通过热传递的方式来增加水的内能。
(2)加热模式的额定功率为880W,根据可知,加热模式的电阻为
同理,保温模式的电阻为
因R1、R2两根电热丝阻值分别为220Ω、55Ω,即加热电阻为
保温电阻为
说明加热模式时只有R2工作,保温模式时R1和R2串联工作,由图可知,小明设计的图丙电路图是正确的。
(3)水吸收的热量为
养生壶消耗的电能为
养生壶的加热效率为
14.(24-25九上·陕西咸阳秦都区·期末)茶起源于中国,盛行于世界。如图甲是某款工夫茶保温碟,电路原理如图乙所示。电阻 为发热体(阻值不变),它的额定电压为220 V,额定电功率为44W,电流通过发热体加热底板使茶汤保温;灯L为电功率忽略不计的电源指示灯。求:
(1)保温碟工作时,主要将电能转化为 能;喝茶时能闻到淡淡的“茶香”,这是 现象;
(2)R₁的阻值;
(3)保温碟正常工作100s消耗的电能;
(4)为了适应不同品种茶汤的保温需求,小秦对原电路进行了改造,如图丙所示,移动滑片 P可以连续调节发热体的电功率,最低可调至额定功率的四分之一,则滑动变阻器的最大阻值是多少?
【答案】(1) 内 扩散
(2)1100Ω
(3)
(4)1100Ω
【详解】(1)[1]保温碟工作时,其内部的电阻R1会发热,通过电流的热效应将电能转化为内能,从而加热底板使茶汤保温。故保温碟工作时主要将电能转化为内能。
[2] 喝茶时能闻到淡淡的“茶香”,是因为茶汤中的香气分子在做无规则运动,不断向周围空气中扩散,使得人们能够闻到香气。此现象被称为扩散现象,它表明分子在不停地做无规则运动。
(2)由得,发热电阻R1的阻值
(3)该保温碟正常工作100s消耗的电能
(4)由图丙可知,改造后的电路R1和R2串联,再和灯泡L并联,移动滑片可以连续调节发热体的电功率,最低可调至额定功率的四分之一,当滑片Р在α端时,R2接入电路的阻值最大,R1的电功率为额定功率的四分之一,此时R1的功率
由可得,此时电路中的电流
R1和R2的总电阻
滑动变阻器R2的最大阻值
地 城
考点04
家庭电路
一、单选题
1.(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)下列有关安全用电的说法错误的是( )
A.使用试电笔时,要用手指按住笔尾,然后用笔尖接触被测导线
B.灯泡的开关应该接在火线和灯泡之间
C.家庭电路中电流过大,一定是发生了短路
D.更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关
【答案】C
【详解】A.使用试电笔时,要用手指按住笔尾金属体,然后用笔尖接触被测导线,故A正确,不符合题意;
B.为了用电安全,灯泡的开关应该接在火线和灯泡之间,故B正确,不符合题意;
C.家庭电路中电流过大,可能是发生了短路,也可能是用电器的总功率过大,故C错误,符合题意;
D.为了防止发生触电事故,更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.(24-25九上·陕西渭南澄城县·期末)“珍爱生命,安全用电”。关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.家庭电路中,空气开关跳闸,可能原因是某处发生了短路
B.使用试电笔时,手应接触笔尖金属体
C.洗衣机在工作时,金属外壳应与零线相连
D.发现高压输电线掉落在地面上时,可以走近用铁棍挑开以防止他人触电
【答案】A
【详解】A.空气开关跳闸,是由于电路中电流过大,电流过大的原因有两个,一是电路发生短路,二是总功率过大,因此家庭电路中,空气开关跳闸,可能原因是某处发生了短路,故A正确;
B.使用试电笔时,手应接触笔尾的金属体,不能接触笔尖的金属体,故B错误;
C.洗衣机在工作时,金属外壳应与地线相连,避免漏电时发生触电事故,故C错误;
D.根据安全用电原则,不接触低压带电体、不靠近高压带电体,发现高压输电线掉落在地面上时,不能走近,更不能用铁棍挑开,因为铁棍是导体,故D错误。
故选A。
3.(24-25九上·陕西西安高陵区高陵四中教育集团·期末)如图所示的电路中,闭合开关S,灯不发光。用试电笔测试,发光情况为A、B、C发光,D不发光,电路故障为( )
A.BC间断路 B.灯泡短路 C.灯泡断路 D.CD间断路
【答案】D
【详解】根据题目描述,闭合开关S后,灯不发光。使用试电笔测试时,A、B、C点发光,D点不发光。这表明电流能够到达A、B、C点,但在D点中断。因此,电路故障最可能发生在C点和D点之间,即CD间断路。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.(24-25九上·陕西西安高陵区·期末)如图所示的是生活中常见的三脚插头,下列说法中正确的是( )
A.插脚A插入插座后连接的是火线
B.插脚B插入插座后连接的是火线
C.插脚C的长度要比A、B都短
D.插脚C插入插座后连接的是零线
【答案】B
【详解】三脚插头中,最长的一个脚是接地线(E),对应插头的中间上方的脚,这是为了在插入时先接地,拔出时后断开接地,更安全。另外两个脚分别是左零(N)、右火(L)。面对插座时,左孔零线,右孔火线。插头对应:插脚 C(最长)是地线,插脚 A 是零线,插脚 B 是火线,故ACD错误,B正确。
故选 B。
5.(24-25九上·陕西西安·期末)如图所示的是试电笔的结构,下列选项中的结构不能使用金属制造的是( )
A.笔卡 B.笔壳 C.笔尖 D.弹簧
【答案】B
【详解】从安全角度,试电笔中除了笔尖、弹簧、电阻、氖管电极等导电部分外,其他外部结构不能用金属制造,如果笔壳用金属制造,当试电笔接触带电体时,电流可能会通过金属笔壳传导到人体,造成触电危险,所以笔壳不能使用金属制造,应使用绝缘材料。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.(2025·陕西省西安市·模拟)如图,某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户。闭合开关S,LED灯发光、电风扇正常工作,用试电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光。由于出现故障,电风扇停止工作,LED灯仍发光,用试电笔检测插座两孔,氖管均发光。该故障是( )
A.电风扇短路 B.电风扇断路
C.输电线甲a、b两点之间断路 D.输电线甲b、c两点之间断路
【答案】D
【详解】闭合开关S,用试电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光,说明乙是火线;电路出现故障时,LED灯发光,说明LED灯的支路是正常的,且电路中不是短路故障;电风扇停止工作,说明电风扇所在支路断路,用试电笔检测插座两孔,氖管均发光,这说明左右两孔与火线之间是连接的,所以故障是b、c之间断路了,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.(24-25九上·陕西咸阳·期末)如图所示为小明家的电路简化后的示意图,对于这个家庭电路,下列说法中错误的是( )
A.电能表是测量家庭电路中用电器总电压的仪表
B.台灯与电视机均接入电路,正常工作时它们是并联关系
C.洗衣机工作时其金属外壳需要接地
D.保险丝应该接在总开关后面
【答案】A
【详解】A.电能表是测量家庭电路中用电器消耗总电能多少的仪表,故A错误,符合题意;
B.家庭电路中,台灯与电视机工作时互不影响,是并联连接,故B正确,不符合题意;
C.洗衣机的金属外壳与地线相连,防止金属外壳漏电,发生触电事故,故C正确,不符合题意;
D.保险丝应该接在总开关后面,当家庭电路中的电流过大时,保险丝熔断,确保用电安全,故D正确,不符合题意。
故选A。
二、填空题
8.(24-25九上·陕西西安新城区·期末)如图所示是小明姥姥家安装的电能表,此时电能表的读数为 。若小明姥姥家正在使用的用电器总功率为,则此时 (选填“能”或“不能”)再打开额定功率为的电暖器。傍晚,小明打开电灯的瞬间,家里的空气开关跳闸了,可能原因是 ,导致电路中电流过大。
【答案】 624.5 能 见详解
【详解】[1]电能表上最后一位数字是小数位,单位是kW·h,由图可知,此时电能表的读数为624.5kW·h。
[2]从图中可以看到,电能表要在220V的电路中使用,额定最大电流为20A,根据P=UI可知,他家接入的用电器最大总功率为P=UI=220V×20A=4400W
打开额定功率为的电暖器,此时电路的总功率为P总=3000W+1000W=4000W < 4400W, 故此时能打开额定功率为的电暖器。
[3]空气开关跳闸是因为电路中电流过大,而电路中电流过大的原因有两个:一是短路,二是用电器总功率过大。小明只是打开了一盏电灯,所以不太可能是用电器总功率过大导致的电流过大。因此,可能的原因是电灯处短路了。
三、作图题
9.(24-25九上·陕西西安·期末)(1)如图,这是探究冰熔化前后温度变化的特点实验时完成的部分图像的绘制,实验时第8分钟时冰刚好完全熔化,已知加热到第12分钟时停止加热,请补全8~12分钟的图像。
(2)如图,请将下列元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)已知冰在第8分钟全部熔化,8至12分钟,继续吸热,温度不断升高,由于冰的比热容是水的比热容的一半,冰和水的质量相同,升高相同的温度,由Q=cmΔt可知水吸收的热量是冰吸收的热量的2倍,冰温度升高4℃,加热时间是2min,水温度升高4℃,则加热时间为4min,在0~2min内升高的温度为4℃,则水在8~12min内升高的温度为4℃,如图所示:
(2)三孔插座的连接:上孔接地线(防止金属外壳漏电发生触电事故),左孔接零线,右孔接火线。灯泡的连接方法:火线首先接入开关,再入灯泡顶端的金属点,零线直接接入螺旋套;开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏时,断开开关,切断了火线,安全的更换灯泡;如图所示:
10.(24-25九上·陕西榆林·期末)在遵守安全用电原则的前提下,请用笔画线代替导线,将如图所示电路补全,其中开关只控制灯泡。
【答案】
【详解】连接家庭电路时,三孔插座的左孔接零线、右孔接火线、上孔接地线;连接灯泡时,开关接在火线与灯泡之间,且灯头的中心接火线,螺旋套接零线,电路连接如图所示:
11.(24-25九上·陕西宝鸡陈仓区·期末)按要求作图;
(1)如图甲所示,请根据实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
(2)请将如图乙所示的电路连接完整,要求开关控制电灯。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由图甲可知,两个灯泡并联,开关S在干路中,电流表A2测干路电流。电流表A1测通过灯L2的电流,故电流表A1和灯L2串联。从电源的正极出发,依次连接开关S、电流表A2、灯L2、电流表A1回到电源的负极,然后把L1并联在电流表A1和灯L2和两端,如下图所示:
(2)在家庭电路中,火线首先进入开关,然后通过开关进入螺旋灯泡的中央接线柱,从灯泡的金属螺旋套接入到零线。这样连接可以确保开关能够有效地控制电灯的通断,符合安全用电的原则。如图所示:
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专题05 电能与电功率
4大高频考点概览
考点01 电能与电功
考点02 电功率
考点03 电流的热效应
考点04 家庭电路
地 城
考点01
电能与电功
一、单选题
1.(24-25九上·陕西西安高陵区·期末)下列选项中,正常工作相同时间消耗电能最多的是( )
A.计算器 B.电子手表 C.空调 D.电风扇
2.(24-25九上·陕西渭南韩城·期末)如图所示,是小明家电能表的面板,下列有关说法正确的是( )
A.电能表是用来测量用电器消耗电能快慢的仪表
B.此时该电能表的读数为536.6J
C.该电能表应该在50Ⅴ的电路中使用
D.该电能表允许接入的用电器最大总功率为4400W
3.(23-24九上·陕西咸阳旬邑县·期末)如图所示的充电宝容量为,给手机充电时充电电压为5V。下列说法正确的是( )
A.充电宝给手机充电时,充电宝将电能转化为化学能
B.充电宝上的二极管指示灯是利用半导体材料制作的
C.给充电宝充满电,可以存储的电能
D.给充电宝充电时,充电宝相当于电路中的电源
4.(24-25九上·陕西西安蓝田县·期末)关于图中的电能表,说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.电能表的示数为2023.6J
C.电能表允许通过的最大电流是40A
D.脉冲指示灯闪的越快,电路消耗电能越多
5.(24-25九上·陕西榆林榆阳区中学联考·期末)如图是电阻甲和乙的图像,下列说法正确的是( )
A.乙导体两端的电压与电流成正比
B.甲导体两端电压为0时,其电阻值也为0
C.将甲、乙串联在电压为的电源两端,电路中的电流为
D.将甲、乙并联在电压为的电源两端,内电路消耗的电能为
6.(23-24九上·陕西西安蓝田县·期末)关于能量转化,下列说法中错误的是( )
A.干电池供电时主要是将化学能转化为电能
B.LED灯工作时主要将电能转化为光能
C.电风扇工作时主要将电能转化为内能
D.发电机工作时主要将机械能转化为电能
7.(23-24九上·陕西渭南白水县·期末)如图1所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“”关系图像如图2所示,则下列判断正确的是( )
A.电源电压为9V
B.定值电阻的阻值为20Ω
C.滑动变阻器的阻值变化范围为0~10Ω
D.变阻器滑片在中点时,5min内电路消耗的电能为540J
二、填空题
8.(24-25九上·陕西宝鸡凤翔区·期末)小慧家中用电能表如图所示。当仅将一把电热水壶接入电能表所在的电路,正常工作6min,电能表的转盘转过了360r,则电热水壶消耗的电能为 kW•h,电功率为 kW,小慧家中可接入的用电器的总功率是 W。
三、计算题
9.(23-24九上·陕西安康·期末)如图所示的电路,电源电压恒定不变,的阻值为。闭合开关,电流表的示数为,电压表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)通电,整个电路消耗的电能。
10.(24-25九上·陕西宝鸡陈仓区·期末)小星家有一台养生壶(如图甲),他发现该养生壶有加热和保温两种功能。图乙是其内部电路的简化图,R1和R2均为阻值不变的加热电阻,其中R1的阻值为40Ω,通过旋钮开关可以切换加热和保温两种功能。问:
(1)养生壶是利用电流的 效应工作的;
(2)养生壶在加热挡正常工作时,电路中的电流是多少?加热挡正常工作1min,养生壶消耗的电能是多少 ?
(3)用电高峰期,断开家中其他用电器,只将养生壶接入家庭电路中,让养生壶在加热挡工作6min,观察到家中标有“”的电能表的指示灯闪烁120次,则此时家庭电路中的实际电压为多少 ?
11.(24-25九上·陕西榆林·期末)某医院为住院患者设计了一种创可贴大小的智能体温计(如图甲所示),患者只需把体温计贴在皮肤上,体温会自动测量上报。该体温计感温区的电路图如图乙所示,电源电压恒为6V,定值电阻阻值为400Ω,为热敏电阻,其阻值与温度的关系如表所示。当电流表的示数时,患者体温上报后会发出报警。问:
t/℃
35
36
37
38
39
40
41
42
500
450
400
350
300
250
200
150
(1)热敏电阻的主要制作材料是 (选填“导体”“半导体”或“超导体”)。
(2)当电流表的示数为7.5mA时,通电10min,整个电路消耗的电能是多少 ?
(3)患者体温至少需要达到多少℃,体温上报后才会发出报警 ?
12.(24-25九上·陕西延安·期末)冬奥会上亮相的创可贴体温计,如图甲所示。如图乙所示为该装置感温区的电路图,其中R为热敏电阻,其阻值会随体温的升高而增大。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为10Ω,当电压表的示数达到2V时便会报警。求:
(1)恰好报警时,电流表的示数;
(2)恰好报警时,整个电路10s消耗的电能。
13.(24-25九上·陕西延安·期末)新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感。其简化电路如图乙所示,R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。某次煮饭时,电饭锅正常工作30min,电路中总电流随时间变化的图象如图丙所示。则:
(1)电热丝R2的阻值;
(2)用该电饭锅设定在30min内煮好一锅米饭,所消耗的总电能为多少?
(3)若不计热量损失,这个电饭锅在0~10min内正常烧煮时,能把质量为1.5kg的水和米的混合物由20℃加热到多少摄氏度?[水和米的比热容c≈4.0×103J/(kg•℃)]
14.(24-25九上·陕西西安建筑科技大学附属中学·期末)如图所示,电路中的电源电压保持不变,定值电阻。只闭合开关S,电流表的示数为;再闭合开关,电流表的示数为。
(1)电源电压是多少?
(2)闭合开关,通电,定值电阻消耗的电能是多少?
地 城
考点02
电功率
一、单选题
1.(24-25九上·陕西榆林·期末)下列选项中,正常工作相同时间消耗电能最多的是( )
A.计算器 B.电子手表
C.空调 D.电风扇
2.(24-25九上·陕西榆林榆阳区中学联考·期末)随着我国人民生活水平的提高,家用电器越来越多,以下常用电器中正常工作时电功率最大的是( )
A.空调 B.液晶电视 C.台式计算机 D.日光灯
3.(24-25九上·陕西渭南富平县·期末)如图所示是小明家的电子式电能表,下列说法错误的是( )
A.电能表是测量电能的仪表
B.小明家允许接入的用电器最大总功率为2200W
C.电能表面板上的“220V”是指该电能表应该在220V的电路中使用
D.每消耗的电能,该电能表的指示灯闪烁1200次
4.(24-25九上·陕西榆林·期末)2024年上半年,陕西分布式光伏新增装机规模跃居全国前三,计划到2025年新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%,推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统。下列说法正确的是( )
A.太阳能板可以将接收到的太阳能全部转化为电能
B.将太阳能板并联起来可以提高总输出功率
C.将太阳能板串联起来可以提高其输出电压
D.太阳能板无法将灯光中的光能转化为电能
5.(24-25九上·陕西西安西咸新区·期末)安装在小亮老家中的电能表如图所示,下列说法错误的是( )
A.此时电能表的读数为
B.该电能表应接在220V的电路中使用
C.此电能表的转盘每小时最多能转3600转
D.小亮老家允许接入的用电器最大总功率为4400W
6.(24-25九上·陕西西安新城区·期末)如图甲所示的电路中,电源电压为不变,两灯的额定电压均为,两灯的图像如图乙所示。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直至其中一个灯泡正常发光,此时,下列有关说法正确的是( )
A.正常发光
B.电压表示数为
C.两灯的总功率为
D.滑动变阻器的功率为
7.(24-25九上·陕西宝鸡陈仓区·期末)如图甲是小灯泡和电阻的图像,小灯泡标有“,”字样。将小灯泡和电阻接入图乙所示的电路中,只闭合开关时,小灯泡的实际功率为,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关时,小灯泡的电阻为
B.同时闭合、,在内电阻产生的热量为
C.同时闭合、,电路总功率为
D.若将小灯泡和电阻串联接在的电源两端,小灯泡正常发光
8.(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)小明家浴室里安装了一款风暖浴霸,它既可以实现照明、换气的功能,又可以实现送自然风、暖风、热风的功能,开关S可分别与0、1、2触点接触,R1、R2是两根阻值相同的电热丝。如表为浴霸电路的部分参数。下列说法不正确的是( )
额定电压
220V
照明功率
20W
换气功率
35W
暖风功率
1133W
热风功率
2233W
A.开关S1断开、S与触点1接触时,浴霸处于换气状态
B.每根电热丝的阻值为44Ω
C.浴霸工作1分钟,电路消耗的电能最大为1.3398×105J
D.电路中通过开关S的电流最大为10.15A
二、填空题
9.(24-25九上·陕西渭南富平县·期末)如图为家用智能扫地机器人,它具有自动清扫和避让功能。当智能扫地机器人在家庭电路中充电时,它与家里的电视机是 (选填“串联”或“并联”)的;智能扫地机器人的核心部件电脑芯片主要是由 (选填“半导体”或“超导体”)材料制成的;智能扫地机器人正常工作时的电功率与一个普通的台扇相当,约为60 (选填“W”或“kW”)。
10.(24-25九上·陕西咸阳秦都区·期末)小明家的电能表月初示数如图甲所示,为 kW·h,月底示数为941.4 kW·h,若用电价格为0.5元/度,则小明家该月电费为 元。如图乙是小明家电饭锅的简化电路图,当开关S₁和S₂都闭合时,电饭锅处于 (选填“加热挡”或“保温挡”)。小明断开家中其他用电器,单独使电饭锅加热挡正常工作3 min,电能表转盘转过160转,则电饭锅消耗的电能为 J。
11.(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)将标有“2A”但最大阻值未知的滑动变阻器R1、阻值为15Ω的R2和标有“2.5V 1.25W”的灯泡L(不计灯泡电阻变化)接入如图所示的电路,其中电源具有6V和另一电压未知的挡位,电流表量程为0~0.6A,灯泡的额定电流为 A.将电源调到电压未知的挡位,只闭合开关S和S2,当R1接入电路的阻值为其最大阻值的时,灯泡正常发光,移动滑片使R1接入电路的阻值增大6Ω,电流表示数变化了0.2A,R1的最大阻值为 Ω。保障电路安全,只闭合开关S和S1,通过调节滑动变阻器及电源电压,电路的最大功率和最小功率之差为 W。
三、计算题
12.(24-25九上·陕西西安西安·期末)晚上20:00左右正是用电高峰,家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率。张浩同学在家中做了如下实验:他首先查看自己家的电能表铭牌如图所示,随即关闭了家中所有其他用电器,只让一个标有“220V 1210W”额定电阻为40Ω的电水壶盛满水持续工作,与此同时,观察到电能表指示灯3min闪烁150次,假设电水壶的电阻保持不变,求:
(1)电水壶工作时的实际电功率;
(2)该同学家的实际电压。
13.(24-25九上·陕西渭南澄城县·期末)如图甲所示是一款小太阳电暖器,它有“低温”和“高温”两个挡位。小太阳电暖器的简化电路图如图乙所示,和均为阻值不变的发热电阻。小太阳电暖器铭牌上的部分信息如表所示;
型号
额定电压
低温功率
高温功率
(1)小太阳电暖器在低温挡正常工作时,电路中的电流是多少;
(2)发热电阻、的阻值是多少;
(3)用电高峰期,断开家中其他用电器,只将小太阳电暖器接入家庭电路中,让他在高温挡工作,观察到家中标有“”的电能表的指示灯闪烁120次,则此时小太阳电暖器高温挡的实际功率是多少?
14.(24-25九上·陕西榆林榆阳区中学联考·期末)如图甲所示是小明家新买的一款多功能电火锅,其工作原理如图乙所示,为单刀双掷开关,和是阻值不变的电热丝,。电火锅的相关参数如表所示。
项目
额定电压(V)
低温挡功率(W)
中温挡功率(W)
高温挡功率(W)
参数
220
500
2000
(1)电火锅工作时,将电能主要转化为 能;开关、闭合,接 (选填“”或“”)时,电火锅处于高温挡;
(2)电火锅中温挡的额定功率是多少?
(3)电热丝的阻值是多少?
(4)小明和家人在郊外野餐时,为了使用电火锅,携带了能够对外供应电能的移动电源,此移动电源使电火锅在高温挡正常工作把食材煮熟后,若调至低温挡进行保温,还可以正常工作多长时间?
15.(24-25九上·陕西咸阳永寿县·期末)我国茶文化源远流长,图-1是小萍家的煮茶器,图-2为其内部电路图,图-3是该煮茶器在220V的电压下,某次煮茶过程中功率随时间变化的图像,已知加热状态下(0~5min),将1kg初温60℃的水刚好加热到100℃,求:[]
(1)泡茶时能闻到浓浓茶香,这是一种 现象;当开关 (填开关的闭合与断开状态)时,煮茶器是加热状态;
(2)加热状态下水吸收的热量;
(3)煮茶器保温状态下的总电阻;
(4)煮茶器加热状态下的热效率。
地 城
考点03
电流的热效应
一、单选题
1.(24-25九上·陕西西安西安·期末)下列利用电流热效应工作的用电器是( )
A.电风扇 B.电视
C.洗衣机 D.电饭煲
2.(24-25九上·陕西榆林·期末)央视节目《是真的吗》中,主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验:取口香糖锡纸,剪成如图甲所示形状,其中ab、bc和cd段等长。戴好防护手套,将锡纸条两端连接电池正、负极,如图乙所示,发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列说法正确的是( )
A.最先着火的是ab段,因为这里的电流最大
B.通过ab、bc、cd段的电流均相等,但相同时间电流通过ab段产生的热量最多
C.电流通过ab、bc、cd段相同时间产生的热量相同
D.通过ab段的电流最小,但是ab段电阻最大,相同时间内产生的热量最多
3.(24-25九上·陕西西安新城区·期末)如图所示,给电炉通电后,电炉丝热得发红,而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手,下列有关说法正确的是( )
A.电流通过导线时没有产生热量
B.电炉丝的电功率比导线的电功率大得多
C.电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D.通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
4.(24-25九上·陕西榆林·期末)如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像,小灯泡L标有“4V,0.5A”字样。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为2W,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为7Ω
B.同时闭合S1、S2,在1min内电阻R产生的热量为480J
C.同时闭合S1、S2,电路总功率为2.8W
D.若将小灯泡L和电阻R串联接在10V的电源两端,小灯泡正常发光
二、填空题
5.(24-25九上·陕西咸阳秦都区·期末)小明利用如图实验装置来探究电流产生的热量与电阻的关系,已知两个相同的烧瓶中装有质量相同的煤油。实验时小明发现通电相同的时间,甲温度计的示数变化较大,由此可推出:R1 (选填“>”“<”或“=”)R2。如果改变电源电压,在与上次相同的实验时间下,可以探究电流产生的热量与 的关系。
三、综合题
6.(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列实例采用研究方法与此相同的是_____。
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C.研究光的传播时,引入“光线”
D.探究平面镜成像的特点
(2)在右侧装置外并联5Ω电阻丝的作用是使容器内两电热丝中的电流 (选填“相同”或“不同”),为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成 (选填“更大的”或“更小的”),通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧容器产生的热量更多;
(3)若接通电路一段时间后,左侧U形管的液面高度差明显变大,而右侧U形管的液面高度差没有变化,则原因可能是 (选填“R1”、“R2”或“R3”)断路。
7.(24-25九上·陕西宝鸡凤翔区·期末)按要求完成填空。
(1)如图甲所示的实验中,改变小球静止下滑的高度是为了改变小球滑到斜面底端的 ;
(2)如图乙所示,表面光滑的两个铅块用力挤压在一起,能吊起重物,这说明分子间存在 ;
(3)实验中通过观察 来比较导体所产生热量的多少,用丙装置进行实验时,一段时间后, (选填“左”或“右”)侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
四、计算题
8.(24-25九上·陕西渭南韩城·期末)如图所示,电源两端电压为6V。闭合开关S,通过干路的电流为1.6A,通过R1的电流为0.6A,求:
(1)通过R2的电流是多少?
(2)90s内R2产生的热量多少?
9.(24-25九上·陕西咸阳永寿县·期末)如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为,将滑片移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.3A,灯丝电阻此时为。求:
(1)小灯泡与滑动变阻器之间是 联的;
(2)电源电压;
(3)将滑片移到某位置,电压表示数为10V,滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量。(忽略温度对小灯泡电阻的影响)
10.如图所示的是小明家新购买的一台电烧烤炉(由一根电热丝组成),其额定电压为220V,额定加热功率为2200W。
(1)电烧烤炉正常工作时,电热丝的电阻是多少?
(2)电烧烤炉正常工作100s产生的热量是多少?
11.(2025·陕西省商洛市·一模)小明家买了一台智能石墨烯电暖桌,如图所示,其铭牌信息如下表所示。已知该电暖桌的发热体由电阻丝构成(电阻丝电阻不随温度变化)。
产品型号
DHZ-08
额定电压
额定功率
1100W
取暖面积
定时范围
(1)电阻丝的阻值是多少?
(2)电吸桌正常工作30min消耗的电能是多少?
12.(2025·陕西省西安市·二模)小华家买了一个家用电吹风,其简化电路如图,主要技术参数如下表,电吹风在额定电压下工作,求:
额定功率
热风时:990W
冷风时:110W
额定电压
220V
(1)电热丝工作时的电阻是多大?
(2)电吹风吹冷风时,通过电动机的电流是多大?
(3)电吹风内电动机的电阻是11Ω,电吹风吹冷风5min,电动机电阻产生的热量是多少?
13.(2025·陕西省西安市·模拟)我国的养生文化有着数千年的历史,在其发展过程中融合了自然科学、人文科学和社会科学诸多的因素,集中华民族数千年养生文化于一身,在世界养生文化中占有重要地位。如图甲是小明家的电养生壶,小明想知道它的工作原理,他查看说明书后发现:该养生壶有“加热”和“保温”两种模式,其额定电压为220V,发热部分由R1、R2两根电热丝组成,阻值分别为220Ω、55Ω(阻值不随温度的变化而变化),该养生壶可通过开关控制不同的模式,加热模式的额定功率为880W,保温模式的额定功率为176W。
(1)电养生壶是利用电流的 效应工作的。养生壶通电后给壶内的水加热是通过 的方式来增加水的内能;
(2)小明设计的电养生壶的电路原理图如图乙、丙所示,请结合说明书中的信息,通过计算判断小明设计的哪个电路图是正确的;
(3)某次使用时,调至加热模式正常工作500s后,壶内1.1kg的茶水温度恰好升高了80℃,求该养生壶的加热效率。[茶水的比热容取4.0×103J/(kg•℃)]
14.(24-25九上·陕西咸阳秦都区·期末)茶起源于中国,盛行于世界。如图甲是某款工夫茶保温碟,电路原理如图乙所示。电阻 为发热体(阻值不变),它的额定电压为220 V,额定电功率为44W,电流通过发热体加热底板使茶汤保温;灯L为电功率忽略不计的电源指示灯。求:
(1)保温碟工作时,主要将电能转化为 能;喝茶时能闻到淡淡的“茶香”,这是 现象;
(2)R₁的阻值;
(3)保温碟正常工作100s消耗的电能;
(4)为了适应不同品种茶汤的保温需求,小秦对原电路进行了改造,如图丙所示,移动滑片 P可以连续调节发热体的电功率,最低可调至额定功率的四分之一,则滑动变阻器的最大阻值是多少?
地 城
考点04
家庭电路
一、单选题
1.(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)下列有关安全用电的说法错误的是( )
A.使用试电笔时,要用手指按住笔尾,然后用笔尖接触被测导线
B.灯泡的开关应该接在火线和灯泡之间
C.家庭电路中电流过大,一定是发生了短路
D.更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关
2.(24-25九上·陕西渭南澄城县·期末)“珍爱生命,安全用电”。关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.家庭电路中,空气开关跳闸,可能原因是某处发生了短路
B.使用试电笔时,手应接触笔尖金属体
C.洗衣机在工作时,金属外壳应与零线相连
D.发现高压输电线掉落在地面上时,可以走近用铁棍挑开以防止他人触电
3.(24-25九上·陕西西安高陵区高陵四中教育集团·期末)如图所示的电路中,闭合开关S,灯不发光。用试电笔测试,发光情况为A、B、C发光,D不发光,电路故障为( )
A.BC间断路 B.灯泡短路 C.灯泡断路 D.CD间断路
4.(24-25九上·陕西西安高陵区·期末)如图所示的是生活中常见的三脚插头,下列说法中正确的是( )
A.插脚A插入插座后连接的是火线
B.插脚B插入插座后连接的是火线
C.插脚C的长度要比A、B都短
D.插脚C插入插座后连接的是零线
5.(24-25九上·陕西西安·期末)如图所示的是试电笔的结构,下列选项中的结构不能使用金属制造的是( )
A.笔卡 B.笔壳 C.笔尖 D.弹簧
6.(2025·陕西省西安市·模拟)如图,某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户。闭合开关S,LED灯发光、电风扇正常工作,用试电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光。由于出现故障,电风扇停止工作,LED灯仍发光,用试电笔检测插座两孔,氖管均发光。该故障是( )
A.电风扇短路 B.电风扇断路
C.输电线甲a、b两点之间断路 D.输电线甲b、c两点之间断路
7.(24-25九上·陕西咸阳·期末)如图所示为小明家的电路简化后的示意图,对于这个家庭电路,下列说法中错误的是( )
A.电能表是测量家庭电路中用电器总电压的仪表
B.台灯与电视机均接入电路,正常工作时它们是并联关系
C.洗衣机工作时其金属外壳需要接地
D.保险丝应该接在总开关后面
二、填空题
8.(24-25九上·陕西西安新城区·期末)如图所示是小明姥姥家安装的电能表,此时电能表的读数为 。若小明姥姥家正在使用的用电器总功率为,则此时 (选填“能”或“不能”)再打开额定功率为的电暖器。傍晚,小明打开电灯的瞬间,家里的空气开关跳闸了,可能原因是 ,导致电路中电流过大。
三、作图题
9.(24-25九上·陕西西安·期末)(1)如图,这是探究冰熔化前后温度变化的特点实验时完成的部分图像的绘制,实验时第8分钟时冰刚好完全熔化,已知加热到第12分钟时停止加热,请补全8~12分钟的图像。
(2)如图,请将下列元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
10.(24-25九上·陕西榆林·期末)在遵守安全用电原则的前提下,请用笔画线代替导线,将如图所示电路补全,其中开关只控制灯泡。
11.(24-25九上·陕西宝鸡陈仓区·期末)按要求作图;
(1)如图甲所示,请根据实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
(2)请将如图乙所示的电路连接完整,要求开关控制电灯。
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