专题07 电流做功与电功率(期末专项训练)九年级物理上学期新教材沪科版
2026-01-23
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内容正文:
专题07 电流做功与电功率
题型1电功
题型8焦耳定律
题型2电能
题型9电热的利用与防止
题型3电能表
题型10多档位问题
题型4电功率
题型11电热器效率问题
题型5额定电压与额定功率
题型6测电功率
题型7电流的热效应
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题型一 电功(共6小题)
1.(25-26九年级上·山东青岛·月考)关于电功,下列说法正确的是( )
A.电流做了多少功,就相当于有多少电能转化为其他形式的能
B.电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少
C.电流通过电灯做功时,电能只转化为光能
D.电功就是电能,两者只是名称不同而已
2.(24-25九年级下·湖北随州·阶段练习)如图所示,甲、乙是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,把它们并联在同一电路中,通电后,下列说法正确的是( )
A.甲导体两端的电压大 B.通过乙导体的电流大
C.相同时间内电流通过甲导体做功多 D.甲、乙并联后的总电阻大于甲的电阻
3.(24-25九年级上·陕西西安·期中)在“探究电功与哪些因素有关”的实验中,小华连接了如图所示的电路,以下说法中正确的是( )
A.此电路探究的是电功与电压的关系
B.该实验要选用两个规格相同的小灯泡
C.实验中,通过电压表的示数反映电功的大小
D.两灯串联的目的是为了控制两灯电压相同
4.(25-26九年级上·湖北武汉·月考)如图所示为一款充电宝正在给两部手机充电,此时充电宝是电路中的 (选填“电源”“用电器”或“开关”)。充电宝上标明电压为3.8V,容量为10000mA•h,它充满电后储存的电能大约为 J。
5.(24-25九年级上·陕西西安·期中)小龙的妈妈购买了一款“节电器”,根据商家介绍,只要把该节电器插在家中插座上(如图所示)就能“有效节电”。小龙对于该款“节电器”是否能够省电有质疑,他设计了如下实验进行探究。
(1)实验前,断开家中全部用电器,将该“节电器”插在家中的插座上,记录此时家中电能表的示数W1。
(2)仅将一个电暖气接入家庭电路中,让它在额定电压下持续工作60min后,使电暖气停止工作,记录此时 。
(3)第二次实验,他将 ,使电暖气停止工作,记录电能表的示数W3。
(4)根据实验记录的数据,计算前、后两次家中耗电量 = ,= ,发现: 由此可以得到结论:该款“节电器” 。
6.(2025·天津·模拟预测)“厨宝”是一种小型家用厨房热水器,内部电路如图所示,为电热丝,额定电流为5A。该“厨宝”正常工作100s能将5kg水的温度升高,已知。请你完成下列计算:
(1)水吸收的热量;
(2)“厨宝”的效率。(精确到)
题型二 电能(共7小题)
1.(25-26九年级上·广东深圳·期中)如图甲所示的某路灯,白天光伏电池对蓄电池充电,晚上蓄电池对路灯供电,图乙是这一过程中的能量转化图(图中a、b、c分别表示某种形式的能量)。下列判断正确的是( )
A.a是电能,b是电能,c是光能
B.a是电能,b是机械能,c是光能
C.a是机械能,b是内能,c是光能
D.a是内能,b是光能,c是电能
2.(25-26九年级上·全国·单元测试)下列没有用到电能的是( )
A.观看电视节目 B.用电饭锅做饭 C.用洗衣机洗衣 D.爆竹炸裂
3.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)现代家庭中,我们每天要消耗许多电能,关于电能的利用下列说法正确的是( )
A.洗衣机消耗电能主要转化成内能
B.电饭锅消耗电能主要转化成光能
C.日光灯消耗电能主要转化成光能
D.电动汽车消耗电能主要转化成光能和内能
4.(24-25九年级上·广西贵港·期中)在国际单位制中,电能的单位是( )
A.牛顿 B.瓦特 C.焦耳 D.千瓦
5.(25-26九年级上·全国·课后作业)电能的单位换算:
(1)5kW·h= J;
(2)= kW·h。
6.(23-24九年级上·河北秦皇岛·期末)在家里经常听父母说:上个月用了多少“度”电。这里说的“度”,是 的单位,在物理学中“度”的名称是 ,符号是 。
7.(25-26九年级上·北京·期中)如图所示,电源两端的电压U恒定,电阻,闭合开关S,电流表A、的示数分别为0.6A和0.2A。求:
(1)电阻的阻值;
(2)10s内消耗的电能。
题型三 电能表(共5小题)
1.(24-25九年级上·广东东莞·期末)小安家里的电能表在2024年1月1日和2025年1月1日的示数如图所示(单位:kW·h),则小安家在这一年消耗的电能为 度。
2.(25-26九年级上·吉林长春·月考)如图所示的电能表,其应该接在电压为 的电路中使用,并且把它 联安装在路上。若安装时此表示数为零,则从安装电能表后到现在为止,用电器已消耗了 电能,电能表转盘已转了 r(圈)。
3.(24-25九年级上·重庆·期中)如图是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越多
C.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗电能越快
D.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2kW
4.(24-25九年级上·安徽阜阳·期末)某电能表的表盘如图所示。关于该电能表,下列说法正确的是( )
A.“50Hz”表示这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用
B.“10(20)A”表示这个电能表能通过的最大电流是10A
C.“600r/(kW·h)”表示电能表上的转盘转过1r消耗的电能是600kW·h
D.该电能表的示数是12150kW·h
5.(23-24九年级下·全国·课后作业)下列关于电能表的说法中正确的是( )
A.标有“220V,5(10)A”的电能表可以安装在一个学校的干路上
B.不管有多少用电器工作,标有“220V,5(10)A”的电能表都不会被烧坏
C.新式电能表靠电子线路计算电能,读数由液晶板显示
D.当IC卡电能表卡中的金额用完以后,该电能表就不能用了
题型四 电功率(共8小题)
1.(25-26九年级上·全国·课后作业)电功率
(1)物理意义:表示消耗电能的 。电功率用字母 表示。
(2)定义:电流所做的功与时间之比。
(3)单位
①在国际单位制中,电功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是 ,常用单位还有千瓦(kW)、毫瓦(mW)。
②换算关系:1kW= W,1mW= W。
(4)计算公式
①基本公式: (计算式,适用于所有电路)。
②推导公式:由P=UI及,可推导出(导出式只适用于纯电阻电路)。
2.(25-26九年级上·全国·课前预习)常见用电器的电功率:家用空调约 W,计算机约 W,液晶电视机约 W,电饭煲约 W。
3.(23-24九年级上·江苏徐州·期末)如图所示为电子式电能表表盘。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表指示灯闪烁了320次,6min该家用电器耗电 kW·h,其额定功率是 W,这个家用电器可能 (选填“空调”、“台灯”或“电视机”)。
4.(24-25九年级上·山东东营·期中)下面是小朋同学对电功率的认识,你认为正确的是( )
A.用电器的电功率越大,消耗的电能就越多
B.电流对用电器做的电功越多,消耗的电能就越快
C.消耗电能快的用电器电功率就越大
D.消耗同样多的电能,电功率大的用电器工作时间长
5.(2025·山东·中考真题)某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”,其铭牌如图所示。顾客咨询:“该移动电源可以供2.5kW的用电器正常工作吗?”客服回复:“没问题,这是3kW·h的,3kW的用电器都可以正常使用。”该客服( )
XX移动电源
电源规格:3kW·h
输出电压:220V
最大输出电流:10A
A.说法正确 B.混淆了电功率和电能
C.混淆了电功率和电流 D.混淆了电功率和电压
6.(24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习)下列物理量的估计符合实际情况的是( )
A.人体的安全电压约为36V B.空调正常工作功率约为100W
C.普通手电筒正常发光时电流约200mA D.一度电可供家用电脑工作约48h
7.(24-25九年级上·江西赣州·期末)老师在物理课堂上用手机拍摄同学做实验的视频时,发现只剩6%的电量了。由于无法及时充电,老师就开启了“省电模式”,如图所示,延长了手机的使用时间。手机开启“省电模式”后,下列说法正确的是( )
A.增大了手机的电功率 B.减小了手机的电功率
C.增大了手机消耗的电能 D.减小了手机消耗的电能
8.(24-25九年级上·宁夏银川·阶段练习)如图是小明家的电能表表盘示意图,断开其他用电器,只让热水壶单独工作2min,转盘转动了100r。下列选项正确的是( )
A.电能表是用来测量用电器消耗电能快慢的仪器
B.若接在该电能表上的用电器再消耗5kW·h的电能,显示示数将为782kW·h
C.该电热水壶在 2min内消耗电能6000J
D.该电热水壶的实际功率为1000W
题型五 额定电压与额定功率(共8小题)
1.(2025·山东济南·二模)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.甲灯的额定功率是一定的
B.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
C.两灯均正常发光时,相同时间内乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
2.(24-25九年级上·河北张家口·阶段练习)有两个额定电压都为220V的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1500W,乙的额定功率为1100W。两个电热水壶都正常工作,下列说法中正确的是( )
A.甲电热水壶消耗电能多 B.通过乙电热水壶的电流较大
C.甲电热水壶电流做功较快 D.甲的实际电压比乙的实际电压高
3.(24-25九年级上·河南·期中)小明观察到用、乙两只白炽灯上分别标有“PZ220V-100W”和甲“PZ220V-25W”字样,(不计温度对灯丝电阻的影响)下列分析正确的是( )
A.若灯丝的材料、粗细相同,甲灯的灯丝比乙灯的灯丝长
B.若将两灯串联接入电压为220V的电路,甲灯比乙灯亮
C.若将两灯分别接入电压为220V的电路,甲灯消耗的电能多
D.若将两灯串联,甲、乙两灯不可能都正常发光
4.(24-25九年级上·辽宁盘锦·阶段练习)小明观察到甲、乙两只白炽灯上分别标有“PZ220V-100W”和“PZ220V-25W”字样,(不计温度对灯丝电阻的影响)下列分析正确的是( )
A.若灯丝的材料相同,甲灯的灯丝比乙灯的灯丝长
B.若将两灯串联接入电压为220V的电路,甲灯比乙灯暗
C.若将两灯分别接入电压为220V的电路,甲灯消耗的电能多
D.将甲灯接入110V的电路中,它的实际功率为50W
5.(24-25九年级上·山东枣庄·阶段练习)冬季,很多楼房采用地暖,会导致室内空气太干燥,而对人的健康不利。为此小红家买了一台室内加湿器,以保持室内空气湿度,其铭牌如下表所示,则下面说法中正确的是( )
额定电压:220V
额定功率:100W
容积:5L
A.加湿器工作时,两端电压一定是220V
B.加湿器正常工作时,每分钟耗电100J
C.加湿器正常工作时,通过它的电流是2.2A
D.1度电可供这台加湿器正常工作10h
6.(25-26九年级上·北京·月考)两个定值绕线电阻器上分别标有“1500Ω 10W”和“1500Ω 20W”,将它们串联后接入电路,它们消耗的电功率之比为( )
A.1∶2 B.1∶1 C.2∶1 D.4∶1
7.(2025·新疆乌鲁木齐·二模)家庭电路中,白炽灯稳定发光前,灯丝的电阻逐渐变大,其电流和电功率的变化情况分别是( )
A.电流变大,电功率变大 B.电流变大,电功率变小
C.电流变小,电功率变大 D.电流变小,电功率变小
8.(2025·江西上饶·一模)如图所示,电源电压恒为10V,小灯泡标有“2.5V 1.25W”的字样(设小灯泡电阻不变)。小灯泡正常发光时,求:
(1)电路中的电流;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)电路的总功率;
(4)当电压表示数为8V时,小灯泡的实际功率。
题型六 测量电功率(共6小题)
1.(24-25九年级上·安徽马鞍山·期末)将甲、乙两只分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的小灯泡串联接在电路中,不考虑温度对灯泡电阻的影响,从电路安全的角度考虑,电路两端最大电压不能超过 V;两灯对比更亮一些的是 (选填“甲”或“乙”)灯。
2.(25-26九年级上·重庆·月考)小南家里的电能表10月底的示数如图所示,11月底的示数为,则他家这一个月消耗的电能为 ;小南关闭家中其他用电器,让烧水壶单独工作10min,观察到电能表转盘转动了150圈,则小南家烧水壶的功率为 W。
3.(24-25九年级下·四川成都·期中)小方利用图所示电路测量额定电压为2.5V小灯泡电功率,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑片应滑到a端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.移动滑片,只需观察电流表、电压表的示数
D.当电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.2A,小灯泡额定功率为0.5W
4.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)下列电学实验中均需要测量多组数据,其中测量目的是为了减小误差的是( )
A.测量小灯泡的电功率 B.测量定值电阻的阻值
C.探究电流与电阻的关系 D.研究小灯泡的电阻
5.(25-26九年级上·吉林长春·期中)小明在“测小灯泡的电功率”的实验中,正确连接如图所示电路。闭合开关后,逐渐向同一个方向调节滑动变阻器的滑片,部分实验数据和现象如表:
(1)第1组数据中,小灯泡不发光,要使小电灯正常发光,需将滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)端滑动;
(2)分析表中实验数据可知,所用电源电压为 V。若小明手边有“1.5A 50Ω”的滑动变阻器A和“2.0A 20Ω”的滑动变阻器B,本实验中他选用的滑动变阻器是 (填“A”或“B”);
(3)第2次实验中,灯泡的功率 0.8W(填“大于”“小于”或“等于”)。
次数
电压表示数
电流表示数
灯的亮度
1
1
0.2
不亮
2
0.4
正常发光
3
6
0
不亮
6.(2025·河南南阳·二模)小明同学利用如图甲所示的电路进行“测量小灯泡电功率”的实验,电源电压为6V,小灯泡L的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)。
(1)同组的小红发现电路连接有错误,请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确 。为能顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器,选用 (填字母)。
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(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,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是 。
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)通过小灯泡L的电流随它两端电压变化关系如图丙示。分析图像知:
①该小灯泡正常发光时的额定功率为 W。
②小灯泡灯丝的电阻是变化的,主要是受 变化的影响。
(5)完成上述实验后,小明在缺少电压表的情况下,根据绘制出的小灯泡L的电流与电压关系图像,设计出了一个测未知定值电阻Rx的电路,如图丁所示。请根据电路图,补充写出其中一次测量的实验步骤:
①开关S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器滑片至电流表的示数为0.2A。
② ,记下电流表的示数I'。
③表达式:Rx= (用已知量和所测量的字母符号表示)。
题型七 电流的热效应(共3小题)
1.下图所示的四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.洗衣机 B.路由器
C.电暖器 D.扫地机
2.为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,设计了如图所示甲、乙两组实验装置;
(1)实验中通过观察两侧U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)探究电流产生的热量与电流大小的关系时,应选择图 装置,通电一段时间, (选填“左”或“右”)杯内的电阻丝产生的热量多;为了使实验现象更明显,可以进行的操作是 ;
(3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热,其中图 (选填“甲”或“乙”)装置能够解释这一现象;
3.如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。
(1)图甲装置可研究电流产生的热量与 的关系;
(2)图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等,在其中一容器外部并联一个阻值相等的电阻e。若两侧U形管液面高度变化相同,则故障可能是 。排除故障后通电相同时间,发现左侧U形管内液面高度变化明显,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的 越大,产生的热量越多;
(3)为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显,可将空气盒外电阻换成 (选填“大于”或“小于”)的电阻;
(4)若图甲和图乙中两套装置的电源电压相同,在相同时间内,和两电阻产生的热量之比为 ;
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这一现象,可用上面图 的实验结论来解释。
题型八 焦耳定律(共6小题)
1.(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)电子黑板在播放视频时的功率为1000W,黑屏模式的功率为100W。若一节课上老师播放视频10min,其余的30min电子黑板都处于黑屏模式,则电子黑板在40min内消耗的总电能是 J。黑屏模式时,电子黑板的电源线不怎么热,但在播放视频时会明显发热,这是因为 。
2.(2025·四川都江堰·二模)如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,通电前,A、B两个U形管的液面相平,通电一段时间后,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,则( )
A. I1=I2,A管中的液面较低
B. I1>I2,A管中的液面较高
C. I1=I2,A管中的液面较高
D. I1<I2,A管中的液面较低
3.(2025·河北秦皇岛·二模)如图甲为一只家用电吹风,它内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇。
(1)小丽给家里的猫咪洗完澡,用电吹风帮猫咪吹干毛发后,发现原本干净的电吹风尾部吸附了不少毛发,造成这一现象的物理原理是______;
(2)如图乙为电吹风的内部电路简图,通过开关S1和S2实现冷风和热风两挡功能,电热丝应该接在图中______(选填“A”或“B”)位置;
(3)该电吹风的部分参数如下表,电吹风冷风挡正常工作时,通过风扇的电流是多少?(保留两位小数)电热丝的电阻及其1min内产生的热量是多少?
额定电压 220V
热风功率 1250W
冷风功率 40W
4.(2025·北京朝阳·二模)电炉工作时,电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。下列说法正确的是( )
A.通过导线的电流小于通过电炉丝的电流
B.导线的电阻大于电炉丝的电阻
C.导线的电功率小于电炉丝的电功率
D.电流通过导线时没有产生热效应
5.(2025·安徽阜阳·二模)将一理想的电流表接入如图所示的电路中,R1、R2、R3为定值电阻,阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω。当闭合开关后,电流表示数为0.3A,则( )
A.电源电压为18V
B.流过R2的电流为0.3A
C.电路消耗的总功率为3.6W
D.10s内电流通过电阻R3产生的热量为2.7J
6.(2025·四川广元·二模)将规格都是“220V、1000W”的一台空调、一台吹风机和电烤箱分别接入家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )
A.电烤箱产生的热量最多 B.空调产生的热量最多
C.吹风机产生的热量最多 D.三个用电器产生的热量一样多
题型九 电热的防止与利用(共4小题)
1.(2025·河南信阳·三模)电流具有热效应,学习了电流的热效应后,关于电热的下列几个说法错误的是(A)
A.电热会烧毁电器元件,引发火灾,有百害而无一利
B.电流通过任何用电器都或多或少地会产生热量
C.因为电流过大产生电热而烧坏局部电路,可用于整体电路的保护
D.为防止电热带来的危害,要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热
2.(2025·湖南长沙·阶段练习)下列实例中,为了防止电热产生危害的是( )
A.用电熨斗熨衣服 B.高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置
C.电视机的机壳上有许多小孔 D.孵化家禽的电热孵卵机
3.(2025·河北衡水·三模)如图所示,汽车后视镜内部镶嵌了电热丝,使镜片具有除雾、除霜的功能。这是利用了电流的 效应,并通过 的方式使后视镜的温度升高,从而快速有效地融化霜层,驱散雾气,确保后视镜保持清晰的视野,以保障行车安全。
4.(2025·广西九年级·期末)在一个密闭的屋子里,有人建议用正在工作的电冰箱降低室内平均温度,正确的做法是( )
A.打开电冰箱的门
B.降低制冷温度后,再打开电冰箱的门
C.升高制冷温度后,再打开电冰箱的门
D.拔掉电源,打开电冰箱的门
题型十 多档位(共7小题)
1.(2025·福建宁德·二模)某电饭锅简化电路如图甲所示,具有高温挡和低温挡两个工作挡位,其中,高温挡的功率为;电能表表盘参数如图乙,电饭锅单独接在家庭电路中,则( )
A.的电阻为
B.低温挡的功率为
C.低温挡时的电流为
D.高温挡工作电能表表盘转400转
2.(2025·陕西西安·一模)某型号家用电饭锅有高温蒸煮和保温焖饭两个挡位,其原理如图所示,R1和R2为加热电阻,且R1=44Ω,R2=2156Ω,下列说法中正确的是( )
A.当开关S与接触点1连接时,通过R1的电流为0.1A
B.当开关S与接触点2连接时,电饭锅处于高温挡
C.电饭锅高温蒸煮1h消耗电能为1.1kW•h
D.若将电路中R1、R2位置对调,高温挡功率增大
3.(2024·四川宜宾·中考真题)中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和文火两种工作状态,由开关控制,在下图的简化电路中不能实现要求的是( )
A. B.
C. D.
4.(24-25九年级上·河南安阳·期末)如图所示,电源电压3V,R1=R2=10Ω,先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表示数将 (选填“变大”或“变小”);当S1闭合,S2断开时,通电10s,电流通过R1产生的热量是 J。
5.(24-25九年级上·湖南长沙·阶段练习)小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服,内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V,电热丝R1、R2的阻值恒定,R1=4Ω。
(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流是多大?
(2)只闭合开关S1时,R1的电功率是多少?
(3)若“速热”挡的电功率为36W。则使用“速热”挡通电10s的时间,R1产生的热量是多少?
6.(2023·广东·中考真题)题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化;加热电路简化后如图所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝,只闭合S1时低温挡工作,S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,R1=4Ω,忽略电阻丝阻值随温度变化,求
(1)低温挡工作时,通过R1的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)R2的电阻值。
7.(24-25九年级上·河南安阳·期末)图甲为一种新型电饭锅,有加热和保温状态,图乙为其简化电路,其中R1和R2均为电热丝,R1=484Ω,当开关S和S1都闭合时,电饭锅消耗的功率P=600W,图丙为其在工作的50min内功率随时间变化的图象。求:
(1)当电饭锅只闭合开关S时,电饭锅处于 状态;
(2)当开关S闭合,S1断开时,电阻R1通过的电流(结果保留两位小数)和消耗的功率P1;
(3)电阻R2的阻值;
(4)电饭锅在这50min内消耗的电能。
题型十一电热家效率类(共3小题)
1.小明同学家里有一款电热水壶如图所示,在标准大气压下烧开一壶初温20℃、质量为2kg的水,用时7min。电热水壶的部分参数如下表,。求:
额定电压
220V
频率
50Hz
加热功率
2000W
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶在7min产生的热量;
(3)用电热水壶烧水的热效率。
2.厨艺最讲究“火候”二字,如1图所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度,制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如2图所示,其中、均为发热电阻(假定电阻不随温度变化),部分参数如下表所示。求:
额定电压/V
220
额定功率/W
高温1100
中温880
低温______
(1)当开关断开,单刀多掷开关打到3时,蛋糕机处于 挡(选填“高温”“中温”或“低温”);
(2)该蛋糕机以高温挡正常工作时,开关应 (选填“断开”或“闭合”),接 (选填“1”“2”或“3”),10min产生的热量是 J;
(3)该蛋糕机正常工作时的电阻值 Ω;
(4)该蛋糕机低温挡的额定功率是 W。
3.小宇利用废弃电阻丝(R1>R2)、电源(12V)、开关、导线设计出一个具有高温挡(10W)和低温挡(2.5W)的加热器。
(1)请你再借助一只单刀单掷开关和导线若干,把电路连接完整。(只画出一种情形即可)
(2)根据你画出的电路图,当加热器处于高温挡时两开关处于何种状态?
(3)根据你画出的电路图,计算电阻和的阻值分别为多大。
(4)加热器以高温挡工作100s产生的热量是多少?
$专题07 电流做功与电功率
题型1电功
题型8焦耳定律
题型2电能
题型9电热的利用与防止
题型3电能表
题型10多档位问题
题型4电功率
题型11电热器效率问题
题型5额定电压与额定功率
题型6测电功率
题型7电流的热效应
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题型一 电功(共6小题)
1.(25-26九年级上·山东青岛·月考)关于电功,下列说法正确的是( )
A.电流做了多少功,就相当于有多少电能转化为其他形式的能
B.电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少
C.电流通过电灯做功时,电能只转化为光能
D.电功就是电能,两者只是名称不同而已
【答案】A
【详解】A.电功的实质是电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少功,就意味着有多少电能转化为其他形式的能。例如,电流通过电动机做功,电能转化为机械能;电流通过电热器做功,电能转化为内能,故A正确。
B.根据能量守恒定律,电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,电流做功的多少与电能转化为其他形式能的多少是相等的,不存在电流做功的多少大于电能转化为其他形式能的多少这种情况,故B错误;
C.电流通过电灯做功时,电能主要转化为光能,但同时也有一部分电能转化为内能,因为电灯在发光的过程中会发热,故C错误;
D.电功是指电流所做的功,是一个过程量,它表示电能转化为其他形式能的过程;而电能是一种能量形式,是一个状态量。电功和电能是两个不同的概念,不能简单地认为电功就是电能,只是名称不同,故D错误。
故选A。
2.(24-25九年级下·湖北随州·阶段练习)如图所示,甲、乙是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,把它们并联在同一电路中,通电后,下列说法正确的是( )
A.甲导体两端的电压大 B.通过乙导体的电流大
C.相同时间内电流通过甲导体做功多 D.甲、乙并联后的总电阻大于甲的电阻
【答案】C
【详解】ABC.由图可知,甲乙导体并联,并联电路中各支路两端的电压相等,所以甲乙导体两端的电压相等,甲导体的横截面积较大,因导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积有关,且材料和长度都相同时,横截面积越大电阻越小,反之越大,所以,材料和长度相同两导体的电阻关系为R甲<R乙,由可知通过甲的电流大,由W=UIt可知,相同时间内电流通过甲导体做功多,故AB错误,C正确;
D.并联电路的总电阻比任何一个分电阻都要小,故甲、乙并联后的总电阻小于甲的电阻,故D错误。
故选C。
3.(24-25九年级上·陕西西安·期中)在“探究电功与哪些因素有关”的实验中,小华连接了如图所示的电路,以下说法中正确的是( )
A.此电路探究的是电功与电压的关系
B.该实验要选用两个规格相同的小灯泡
C.实验中,通过电压表的示数反映电功的大小
D.两灯串联的目的是为了控制两灯电压相同
【答案】A
【详解】由电路图可知,两灯泡与滑动变阻器串联,两电压表分别测两灯泡两端的电压。
A.因串联电路中各处的电流和通电时间相等,所以根据W=UIt可知,此电路可以探究电功与电压的关系,故A正确;
B.由题图可知,两灯泡串联,因此通过两灯泡的电流相等,如果两灯泡的规格相同,那么两灯泡的两端电压相等,所用时间相同,这对研究的问题无意义,因此要探究电功与电压关系,必须改变电压,应选用不同规格的灯泡进行实验,可以控制灯泡的两端电压不同,便于问题的研究,故B错误;
C.实验中,通过电压表的示数反映电压的大小,不能反映电功的大小,故C错误;
D.两灯串联的目的是为了控制通过两灯的电流相同,故D错误。
故选A。
4.(25-26九年级上·湖北武汉·月考)如图所示为一款充电宝正在给两部手机充电,此时充电宝是电路中的 (选填“电源”“用电器”或“开关”)。充电宝上标明电压为3.8V,容量为10000mA•h,它充满电后储存的电能大约为 J。
【答案】 电源 1.368×105
【详解】[1]充电宝在给手机充电时,充电宝将化学能转化为电能,相当于电源。
[2]充电宝充满电后,储存的电能
5.(24-25九年级上·陕西西安·期中)小龙的妈妈购买了一款“节电器”,根据商家介绍,只要把该节电器插在家中插座上(如图所示)就能“有效节电”。小龙对于该款“节电器”是否能够省电有质疑,他设计了如下实验进行探究。
(1)实验前,断开家中全部用电器,将该“节电器”插在家中的插座上,记录此时家中电能表的示数W1。
(2)仅将一个电暖气接入家庭电路中,让它在额定电压下持续工作60min后,使电暖气停止工作,记录此时 。
(3)第二次实验,他将 ,使电暖气停止工作,记录电能表的示数W3。
(4)根据实验记录的数据,计算前、后两次家中耗电量 = ,= ,发现: 由此可以得到结论:该款“节电器” 。
【答案】
家中电能表的示数W2
见解析
W2−W1
W3−W2
不能有效节电
【详解】(2)[1]仅将一个电暖气接入家庭电路中,让它在额定电压下持续工作60min后,使电暖气停止工作。实验的目的是测量该电暖气在60min内消耗的电能,故应记录它工作后家中电能表的示数W2。
(3)[2]第二次实验时,要对比“节电器”能否节电,故应保持其他条件不变,将该“节电器”从插座拔下,让电暖气在额定电压下持续工作60min后,使电暖气停止工作,记录电能表的示数W3。
(4)[3][4][5]根据实验记录的数据可得,前一次实验家中的耗电量为
后一次实验家中的耗电量为
发现:W前>W后,即使用“节电器”时耗电量多,由此可以得到结论:该款“节电器”不能有效节电。
6.(2025·天津·模拟预测)“厨宝”是一种小型家用厨房热水器,内部电路如图所示,为电热丝,额定电流为5A。该“厨宝”正常工作100s能将5kg水的温度升高,已知。请你完成下列计算:
(1)水吸收的热量;
(2)“厨宝”的效率。(精确到)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)该“厨宝”正常工作100s水吸收的热量为
(2)该“厨宝”正常工作100s消耗的总电能为
则“厨宝”的效率
题型二 电能(共7小题)
1.(25-26九年级上·广东深圳·期中)如图甲所示的某路灯,白天光伏电池对蓄电池充电,晚上蓄电池对路灯供电,图乙是这一过程中的能量转化图(图中a、b、c分别表示某种形式的能量)。下列判断正确的是( )
A.a是电能,b是电能,c是光能
B.a是电能,b是机械能,c是光能
C.a是机械能,b是内能,c是光能
D.a是内能,b是光能,c是电能
【答案】A
【详解】太阳能电池白天将太阳能转化为电能,对蓄电池充电,晚上蓄电池对路灯供电,其能量转化过程如下:太阳能→电能→化学能→电能→光能,所以a是电能,b是电能,c是光能。故A正确,BCD错误。
故选A。
2.(25-26九年级上·全国·单元测试)下列没有用到电能的是( )
A.观看电视节目 B.用电饭锅做饭 C.用洗衣机洗衣 D.爆竹炸裂
【答案】D
【详解】A.电视机工作时是将电能转化为光能、声能和内能,故需要用到电能,故A不符合题意;
B.电饭锅做饭时是将电能转化为内能,用于加热米饭,故需要用到电能,故B不符合题意;
C.洗衣机洗衣服时是将电能转化为机械能,故需要用到电能,故C不符合题意;
D.爆竹炸裂是将化学能转化为内能,故不需要用到电能,故D符合题意。
故选D。
3.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)现代家庭中,我们每天要消耗许多电能,关于电能的利用下列说法正确的是( )
A.洗衣机消耗电能主要转化成内能
B.电饭锅消耗电能主要转化成光能
C.日光灯消耗电能主要转化成光能
D.电动汽车消耗电能主要转化成光能和内能
【答案】C
【详解】A.洗衣机工作时,主要是电动机带动洗衣桶等部件转动,消耗的电能主要转化为机械能,而不是内能,故A错误;
B.电饭锅是利用电流的热效应工作的,消耗的电能主要转化为内能,用来加热食物,不是光能,故B错误;
C.日光灯工作时,消耗电能主要是为了发光,所以主要转化为光能,故C正确;
D.电动汽车消耗电能主要是为了获得动力,转化为机械能,虽然在工作过程中也会有少量内能产生,但主要转化的不是光能和内能,故D错误。
故选 C。
4.(24-25九年级上·广西贵港·期中)在国际单位制中,电能的单位是( )
A.牛顿 B.瓦特 C.焦耳 D.千瓦
【答案】C
【详解】A.牛顿是力的单位,与电能无关,故A错误;
B.瓦特是功率的单位,表示单位时间做功多少,故B错误;
C.焦耳是国际单位制中能量的单位,电能属于能量,故C正确;
D.千瓦是功率单位“瓦特”的千倍,而“千瓦时”是电能常用单位,但非国际单位制单位,故D错误。
故选C。
5.(25-26九年级上·全国·课后作业)电能的单位换算:
(1)5kW·h= J;
(2)= kW·h。
【答案】(1)
(2)1.5
【详解】(1)因为1kW·h=1×103W×3600s=3.6×106J
所以5kW·h=5×3.6×106J=1.8×107J
(2)
6.(23-24九年级上·河北秦皇岛·期末)在家里经常听父母说:上个月用了多少“度”电。这里说的“度”,是 的单位,在物理学中“度”的名称是 ,符号是 。
【答案】 电能 千瓦时
【详解】[1][2][3]电能的国际单位是焦耳,常用单位是“度”,名称是千瓦时,符号是,且
7.(25-26九年级上·北京·期中)如图所示,电源两端的电压U恒定,电阻,闭合开关S,电流表A、的示数分别为0.6A和0.2A。求:
(1)电阻的阻值;
(2)10s内消耗的电能。
【答案】(1)5
(2)4J
【详解】(1)由电路图可知,闭合开关,两电阻并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量通过R1的电流。由欧姆定律可得,电源电压U=I1R1=0.2A×10Ω=2V
根据并联电路的电流特点,通过R2的电流为I2=I-I1= 0.6A-0.2A=0.4A
由欧姆定律可得电阻R2的阻值为
(2)10s内消耗的电能W1=UI1t=2V×0.2A×10s=4J
题型三 电能表(共5小题)
1.(24-25九年级上·广东东莞·期末)小安家里的电能表在2024年1月1日和2025年1月1日的示数如图所示(单位:kW·h),则小安家在这一年消耗的电能为 度。
【答案】2025
【详解】电能表的示数以“kW·h(度)”为单位,2024年1月1日示数为,2025年1月1日示数为,消耗的电能为两次示数之差:(注意:电能表最后一位是小数位),即。
2.(25-26九年级上·吉林长春·月考)如图所示的电能表,其应该接在电压为 的电路中使用,并且把它 联安装在路上。若安装时此表示数为零,则从安装电能表后到现在为止,用电器已消耗了 电能,电能表转盘已转了 r(圈)。
【答案】 220 串 20
【详解】[1]电能表参数“220V”表示其应接在电压为220V的电路中使用。
[2]电能表是测量电路总电能的仪表,需串联在干路中。
[3]电能表读数单位为,最后一位是小数位,当前示数为,安装时示数为0,故消耗电能为。
[4]电能表参数“”表示每消耗电能,转盘转3000圈,消耗电能,电能表转盘转的圈数为
3.(24-25九年级上·重庆·期中)如图是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越多
C.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗电能越快
D.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2kW
【答案】B
【详解】A.由图知电能表允许通过的最大电流为40A,因此小英家干路中的电流不得超过40A,故A错误;
BC.1600imp/kW·h表示每消耗1kW·h的电能,指示灯闪烁1600次,电能表上指示灯闪烁的次数越多,则电路中消耗的电能越多,故B正确,C错误;
D.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能为
故D错误。
故选B。
4.(24-25九年级上·安徽阜阳·期末)某电能表的表盘如图所示。关于该电能表,下列说法正确的是( )
A.“50Hz”表示这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用
B.“10(20)A”表示这个电能表能通过的最大电流是10A
C.“600r/(kW·h)”表示电能表上的转盘转过1r消耗的电能是600kW·h
D.该电能表的示数是12150kW·h
【答案】A
【详解】A.赫兹是频率的单位,“50Hz”表示这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用,故A正确;
B.“10(20)A”表示这个电能表能通过的最大电流是20A,故B错误;
C.“600r/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能,转盘转过600r,故C错误;
D.电能表表盘上最后一位是小数点后一位,该电能表的示数是1215kW·h,故D错误。
故选A。
5.(23-24九年级下·全国·课后作业)下列关于电能表的说法中正确的是( )
A.标有“220V,5(10)A”的电能表可以安装在一个学校的干路上
B.不管有多少用电器工作,标有“220V,5(10)A”的电能表都不会被烧坏
C.新式电能表靠电子线路计算电能,读数由液晶板显示
D.当IC卡电能表卡中的金额用完以后,该电能表就不能用了
【答案】C
【详解】A.“220V,5(10)A”的电能表,允许通过的最大电流太小,不可以安装在一个学校的干路上,故A错误;
B.当电路中的总电流大于10A时,标有“220V,5(10)A”的电能表就可能被烧坏,故B错误;
C.新式电能表靠电子线路计算电能,读数由液晶板显示,接在电路干路上,故C正确;
D.当IC卡电能表卡中的金额用完以后,向卡中充值后,该电能表就能继续使用了,故D错误。
故选C。
题型四 电功率(共8小题)
1.(25-26九年级上·全国·课后作业)电功率
(1)物理意义:表示消耗电能的 。电功率用字母 表示。
(2)定义:电流所做的功与时间之比。
(3)单位
①在国际单位制中,电功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是 ,常用单位还有千瓦(kW)、毫瓦(mW)。
②换算关系:1kW= W,1mW= W。
(4)计算公式
①基本公式: (计算式,适用于所有电路)。
②推导公式:由P=UI及,可推导出(导出式只适用于纯电阻电路)。
【答案】 快慢 P W UI
【解析】【小题1】[1][2]电功率:电流所做的功与时间之比。表示消耗电能的快慢,用字母P表示。
【小题2】[3][4][5]在国际单位制中,电功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W,常用单位还有千瓦(kW)、毫瓦(mW)。其中1kW=103W,。
【小题3】[6]电功率定义式为,又,有(计算式,适用于所有电路),结合欧姆定律有推导式(导出式只适用于纯电阻电路)。
2.(25-26九年级上·全国·课前预习)常见用电器的电功率:家用空调约 W,计算机约 W,液晶电视机约 W,电饭煲约 W。
【答案】 1000 200 200 1000
【详解】[1][2][3][4]常见用电器的电功率:家用空调的功率约在1000W以上,台式计算机的功率约为200W,液晶电视机的电功率约在200W左右,电饭煲的电功率约在1000W左右。
3.(23-24九年级上·江苏徐州·期末)如图所示为电子式电能表表盘。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表指示灯闪烁了320次,6min该家用电器耗电 kW·h,其额定功率是 W,这个家用电器可能 (选填“空调”、“台灯”或“电视机”)。
【答案】 0.1kW·h 1000 空调
【详解】[1]6min内该家用电器消耗电能为
[2]该用电器的额定功率是
[3]因为空调的功率在1000W左右,台灯的功率小于40W,电视机的功率在200W左右,所以,这个家用电器可能是空调。
4.(24-25九年级上·山东东营·期中)下面是小朋同学对电功率的认识,你认为正确的是( )
A.用电器的电功率越大,消耗的电能就越多
B.电流对用电器做的电功越多,消耗的电能就越快
C.消耗电能快的用电器电功率就越大
D.消耗同样多的电能,电功率大的用电器工作时间长
【答案】C
【详解】A.根据可知,消耗电能的多少与电功率和通电时间有关,只知道电功率大,无法判断消耗电能的多少,故A错误;
B.电功的多少表示消耗电能的多少,而消耗电能的快慢用电功率表示,电功多不代表消耗电能快,故B错误;
C.电功率是表示消耗电能快慢的物理量,所以消耗电能快的用电器电功率就越大,故C正确;
D.根据可知,消耗同样多的电能,电功率大的用电器工作时间短,故D错误。
故选C。
5.(2025·山东·中考真题)某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”,其铭牌如图所示。顾客咨询:“该移动电源可以供2.5kW的用电器正常工作吗?”客服回复:“没问题,这是3kW·h的,3kW的用电器都可以正常使用。”该客服( )
XX移动电源
电源规格:3kW·h
输出电压:220V
最大输出电流:10A
A.说法正确 B.混淆了电功率和电能
C.混淆了电功率和电流 D.混淆了电功率和电压
【答案】B
【详解】客服回复中提到的“3kW·h”是电能(即电量)的单位,而“3kW的用电器”中的“kW”是电功率的单位。客服错误地将电能与电功率混淆,认为3kW·h的移动电源可以直接支持3kW的用电器,忽略了电功率的实际限制。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.(24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习)下列物理量的估计符合实际情况的是( )
A.人体的安全电压约为36V B.空调正常工作功率约为100W
C.普通手电筒正常发光时电流约200mA D.一度电可供家用电脑工作约48h
【答案】C
【详解】A.对人体的安全电压不高于36V,不是约为36V,故A不符合题意;
B.空调正常工作功率约为1000W左右,远大于100W ,故B不符合题意;
C.普通手电筒正常发光时电流约0.2A=200mA,符合实际,故C符合题意;
D.家用电脑功率约200W ,一度电( 1kW⋅h )可供其工作时间
远小于48h ,故D不符合题意。
故选C。
7.(24-25九年级上·江西赣州·期末)老师在物理课堂上用手机拍摄同学做实验的视频时,发现只剩6%的电量了。由于无法及时充电,老师就开启了“省电模式”,如图所示,延长了手机的使用时间。手机开启“省电模式”后,下列说法正确的是( )
A.增大了手机的电功率 B.减小了手机的电功率
C.增大了手机消耗的电能 D.减小了手机消耗的电能
【答案】B
【详解】AB.当剩余的电量一定时,即剩余的电能一定时,开启了“省电模式”,延长了时间,根据可知,电功率变小,故A错误;B正确;
CD.当剩余的电量一定时,即剩余的电能一定时,开启了“省电模式”,减少了耗电功率,由于时间未知,故手机消耗的电能的多少未知,故CD错误。
故选B。
8.(24-25九年级上·宁夏银川·阶段练习)如图是小明家的电能表表盘示意图,断开其他用电器,只让热水壶单独工作2min,转盘转动了100r。下列选项正确的是( )
A.电能表是用来测量用电器消耗电能快慢的仪器
B.若接在该电能表上的用电器再消耗5kW·h的电能,显示示数将为782kW·h
C.该电热水壶在 2min内消耗电能6000J
D.该电热水壶的实际功率为1000W
【答案】D
【详解】A.电能表表盘上单位是kW⋅h,故是用来测量用电器消耗电能多少的仪器,故A错误;
B.电能表当前示数为781.5kW⋅h,若再消耗5kW⋅h的电能,显示数应为781.5kW⋅h+5kW⋅h=786.5kW⋅h
故B错误;
C.电能表上“3000r/kW⋅h” 表示每消耗1kW⋅h的电能,转盘转3000r。转盘转了100r,消耗的电能
故 C错误;
D.电热水壶工作时间
电热水壶实际功率
故D正确。
故选D。
题型五 额定电压与额定功率(共8小题)
1.(2025·山东济南·二模)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.甲灯的额定功率是一定的
B.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
C.两灯均正常发光时,相同时间内乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
【答案】D
【详解】A.灯泡的额定功率是一定的,实际功率随着实际电压的变化而变化,所以甲灯的额定功率是一定的,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,甲灯是220V、25W,乙灯是220V、100W,由可知甲灯灯丝电阻较大,故B正确,不符合题意;
C.两灯均正常发光时,利用可知相同时间内乙灯消耗的电能较多,故C正确,不符合题意;
D.当乙灯接入110V电路中,由可知,在电阻不变的情况下,功率与电压的平方成正比,当电压变为110V,即为额定电压的,则实际功率就是额定功率的,所以此时的实际功率
故D错误,符合题意。
故选D。
2.(24-25九年级上·河北张家口·阶段练习)有两个额定电压都为220V的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1500W,乙的额定功率为1100W。两个电热水壶都正常工作,下列说法中正确的是( )
A.甲电热水壶消耗电能多 B.通过乙电热水壶的电流较大
C.甲电热水壶电流做功较快 D.甲的实际电压比乙的实际电压高
【答案】C
【详解】A.两电热水壶的额定电压相同,且都正常工作,但不知道两个电热水壶的加热时间,所以确定不了两个热水壶消耗的电能,故A错误;
B.两个电热水壶都正常工作时,电压相同,甲的额定功率大,根据可知,通过甲的电流大,故B错误;
C.甲的额定功率大于乙的额定功率,且都正常工作,根据电功率的物理意义可知,电流通过甲电热水壶做功较快,故C正确;
D.两个电热水壶都正常工作时,此时的实际电压等于额定电压,因为两个热水壶的额定电压都为220V,所以此时两个热水壶的实际电压相等,故D错误。
故选C。
3.(24-25九年级上·河南·期中)小明观察到用、乙两只白炽灯上分别标有“PZ220V-100W”和甲“PZ220V-25W”字样,(不计温度对灯丝电阻的影响)下列分析正确的是( )
A.若灯丝的材料、粗细相同,甲灯的灯丝比乙灯的灯丝长
B.若将两灯串联接入电压为220V的电路,甲灯比乙灯亮
C.若将两灯分别接入电压为220V的电路,甲灯消耗的电能多
D.若将两灯串联,甲、乙两灯不可能都正常发光
【答案】D
【详解】A.根据题意知道,两灯的额定电压相同,甲灯的额定功率较大;由知道,额定电压相同时,额定功率大的电阻小,则甲灯灯丝电阻小(即);由于在灯丝的粗细和材料相同的情况下,电阻与长度成正比,所以,乙灯的灯丝比甲灯的灯丝长,故A错误;
B.两灯串联在220V的电路中,因串联电路中各处的电流相等,且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,且乙灯泡的电阻较大,由知道,乙灯的实际功率较大,则乙灯较亮,故B错误;
C.若将两灯分别接入电压为220V的电路,两灯均正常发光,但不知道通电时间,则根据W=Pt知道,无法判断消耗电能的多少,故C错误;
D.若将两灯串联,由于串联电路的电流处处相等,且两灯的电阻不同,则甲、乙两灯两端的电压不同,则无法同时达到相同的额定电压值,所以两灯不能同时正常发光,故D正确。
故选D。
4.(24-25九年级上·辽宁盘锦·阶段练习)小明观察到甲、乙两只白炽灯上分别标有“PZ220V-100W”和“PZ220V-25W”字样,(不计温度对灯丝电阻的影响)下列分析正确的是( )
A.若灯丝的材料相同,甲灯的灯丝比乙灯的灯丝长
B.若将两灯串联接入电压为220V的电路,甲灯比乙灯暗
C.若将两灯分别接入电压为220V的电路,甲灯消耗的电能多
D.将甲灯接入110V的电路中,它的实际功率为50W
【答案】B
【详解】A.由可知,额定电压相同时,额定功率大的电阻小;甲灯的额定功率大,则甲灯灯丝电阻小,灯丝的材料相同,不知道横截面积关系,因此长度无法判断,故A错误;
B.两灯串联在220V的电路中,因串联电路中电流处处相等,且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,由P=I2R得,甲灯泡的电阻较小,实际功率较小,甲灯比乙灯暗,故B正确;
C.若将两灯分别接入电压为220V的电路,两灯均正常发光,但不知道通电时间,则根据W=Pt可知,无法判断消耗电能的多少,故C错误;
D.不计温度对灯丝电阻的影响,将甲灯接入电压为110V的电路中时,有
代入得
故D错误。
故选B。
5.(24-25九年级上·山东枣庄·阶段练习)冬季,很多楼房采用地暖,会导致室内空气太干燥,而对人的健康不利。为此小红家买了一台室内加湿器,以保持室内空气湿度,其铭牌如下表所示,则下面说法中正确的是( )
额定电压:220V
额定功率:100W
容积:5L
A.加湿器工作时,两端电压一定是220V
B.加湿器正常工作时,每分钟耗电100J
C.加湿器正常工作时,通过它的电流是2.2A
D.1度电可供这台加湿器正常工作10h
【答案】D
【详解】A.额定电压是指用电器正常工作时的电压,但实际工作时,加湿器两端的电压不一定等于额定电压(220V),只有在家庭电路正常且无其他特殊情况时,电压才是 220V,故A错误;
B.正常工作时的电功率为100W,表示正常工作1s内消耗的电能为100J,故B错误;
C.加湿器正常工作时的电流为
故C错误;
D.1度电可供这台加湿器正常工作的时间为
D正确。
故选D。
6.(25-26九年级上·北京·月考)两个定值绕线电阻器上分别标有“1500Ω 10W”和“1500Ω 20W”,将它们串联后接入电路,它们消耗的电功率之比为( )
A.1∶2 B.1∶1 C.2∶1 D.4∶1
【答案】B
【详解】两个电阻器串联,电流相等,由题意可知,两个电阻器的阻值均为1500Ω,也相等,根据可知,它们消耗的电功率也相等,即消耗的电功率之比为1∶1,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.(2025·新疆乌鲁木齐·二模)家庭电路中,白炽灯稳定发光前,灯丝的电阻逐渐变大,其电流和电功率的变化情况分别是( )
A.电流变大,电功率变大 B.电流变大,电功率变小
C.电流变小,电功率变大 D.电流变小,电功率变小
【答案】D
【详解】白炽灯稳定发光前,灯丝的电阻逐渐变大,白炽灯两端的电压不变,通过灯丝的电流变小,根据,灯的实际功率变小,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.(2025·江西上饶·一模)如图所示,电源电压恒为10V,小灯泡标有“2.5V 1.25W”的字样(设小灯泡电阻不变)。小灯泡正常发光时,求:
(1)电路中的电流;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)电路的总功率;
(4)当电压表示数为8V时,小灯泡的实际功率。
【答案】(1)
0.5A
(2)
15Ω
(3)
5W
(4)
0.8W
【详解】(1)闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。小灯泡正常发光时,电路电流
(2)根据串联电路的电压规律,滑动变阻器两端的电压为
根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的阻值为
(3)电路的总功率为
(4)小灯泡电阻不变,故小灯泡的电阻为
当电压表示数为8V时,小灯泡两端的电压
小灯泡的实际功率
题型六 测量电功率(共6小题)
1.(24-25九年级上·安徽马鞍山·期末)将甲、乙两只分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的小灯泡串联接在电路中,不考虑温度对灯泡电阻的影响,从电路安全的角度考虑,电路两端最大电压不能超过 V;两灯对比更亮一些的是 (选填“甲”或“乙”)灯。
【答案】 9 甲
【详解】[1]甲灯泡的额定电流
乙灯泡的额定电流
串联电路中电流处处相等,故电路中最大电流为0.5A,其中“6V 3W”的甲灯泡可以正常工作,则乙灯泡的电阻
乙灯泡的实际电压
电路两端最大电压不能超过
[2]由于甲灯泡能正常发光,实际电压是6V,乙灯泡不能正常发光,实际电压是3V,串联电路中电流处处相等,据可知,甲的实际功率大于乙的实际功率,故两灯对比更亮一些的是甲灯。
2.(25-26九年级上·重庆·月考)小南家里的电能表10月底的示数如图所示,11月底的示数为,则他家这一个月消耗的电能为 ;小南关闭家中其他用电器,让烧水壶单独工作10min,观察到电能表转盘转动了150圈,则小南家烧水壶的功率为 W。
【答案】 95 900
【详解】[1]10月底电能表示数,11月底的示数,故小南家一个月消耗的电能为
[2]电能表的转盘转150转时,电路消耗的电能
烧水壶的功率
3.(24-25九年级下·四川成都·期中)小方利用图所示电路测量额定电压为2.5V小灯泡电功率,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑片应滑到a端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.移动滑片,只需观察电流表、电压表的示数
D.当电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.2A,小灯泡额定功率为0.5W
【答案】D
【详解】A.闭合开关前,为保护电路安全,滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处,即端,故A错误;
B.闭合开关后,小灯泡不发光,也可能是电路中的其它地方断开了,造成电路中没有电流,故B错误;
C.移动滑片时,不仅要观察电流表、电压表的示数,还要注意小灯泡的亮度变化,从而更全面地了解小灯泡的工作情况,故C错误;
D.小灯泡的额定电压为,当电压表示数为时,小灯泡正常工作,电流表示数为0.2A,则通过小灯泡的电流为,利用公式,可得出小灯泡的额定功率为
故D正确。
故选D。
4.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)下列电学实验中均需要测量多组数据,其中测量目的是为了减小误差的是( )
A.测量小灯泡的电功率 B.测量定值电阻的阻值
C.探究电流与电阻的关系 D.研究小灯泡的电阻
【答案】B
【详解】A.测量小灯泡的电功率时,测量多组数据是为了探究不同电压下小灯泡的电功率变化情况,找到其发光与功率的关系,故A不符合题意;
B.测量定值电阻的阻值时,多次测量取平均值,是为了减小实验过程中由于各种因素导致的误差,提高测量的准确性,故B符合题意;
C.探究电流与电阻的关系时,测量多组数据是为了在不同的电阻值下,观察电流的变化规律,从而归纳出电流与电阻之间的关系,故C不符合题意;
D.研究小灯泡的电阻时,测量多组数据是因为小灯泡的电阻会随温度变化而改变,多次测量是为了探究这种变化规律,故D不符合题意。
故选 B。
5.(25-26九年级上·吉林长春·期中)小明在“测小灯泡的电功率”的实验中,正确连接如图所示电路。闭合开关后,逐渐向同一个方向调节滑动变阻器的滑片,部分实验数据和现象如表:
(1)第1组数据中,小灯泡不发光,要使小电灯正常发光,需将滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)端滑动;
(2)分析表中实验数据可知,所用电源电压为 V。若小明手边有“1.5A 50Ω”的滑动变阻器A和“2.0A 20Ω”的滑动变阻器B,本实验中他选用的滑动变阻器是 (填“A”或“B”);
(3)第2次实验中,灯泡的功率 0.8W(填“大于”“小于”或“等于”)。
次数
电压表示数
电流表示数
灯的亮度
1
1
0.2
不亮
2
0.4
正常发光
3
6
0
不亮
【答案】(1)A
(2) 6 A
(3)大于
【详解】(1)第一次实验灯泡不亮,是因为滑动变阻器连入电路电阻较大,电路总电阻较大,根据可知,电路电流很小,根据可知,灯泡的实际功率太小,所以不能发光;这时应该向A端调节滑动变阻器滑片,减小电路总电阻,增大电路电流,使灯泡正常发光。
(2)[1]当电路电流增大到一定程度,灯泡电压增大,超过灯泡的额定电压时,灯泡的灯丝被烧断,电压表串联在电路中测电源电压,所以电源电压为6V。
[2]表中数据可知,第一次实验时,,滑动变阻器两端的电压
根据可知,滑动变阻器的阻值
所以他选用的滑动变阻器规格为“1.5A 50Ω”,故选用的滑动变阻器是A。
(3)第1次的时候灯丝电阻是5Ω,但是第2次的温度升高电阻大于5Ω,0.4A的电流,电压应该高于2V,功率大于0.8W。
6.(2025·河南南阳·二模)小明同学利用如图甲所示的电路进行“测量小灯泡电功率”的实验,电源电压为6V,小灯泡L的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)。
(1)同组的小红发现电路连接有错误,请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确 。为能顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器,选用 (填字母)。
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(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,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是 。
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)通过小灯泡L的电流随它两端电压变化关系如图丙示。分析图像知:
①该小灯泡正常发光时的额定功率为 W。
②小灯泡灯丝的电阻是变化的,主要是受 变化的影响。
(5)完成上述实验后,小明在缺少电压表的情况下,根据绘制出的小灯泡L的电流与电压关系图像,设计出了一个测未知定值电阻Rx的电路,如图丁所示。请根据电路图,补充写出其中一次测量的实验步骤:
①开关S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器滑片至电流表的示数为0.2A。
② ,记下电流表的示数I'。
③表达式:Rx= (用已知量和所测量的字母符号表示)。
【答案】(1) B
(2)灯泡断路
(3)右
(4) 0.5; 温度
(5) 滑动变阻器滑片位置不动,断开S1,闭合S2
【详解】(1)[1]在伏安法测小灯泡电功率的实验中,滑动变阻器应该与灯泡串联,用滑动变阻器改变灯泡两端的电压,电流表与灯泡串联,测量通过灯泡的电流,电压表与灯泡并联,测量灯泡两端的电压。电路中灯泡左端与滑动变阻器左下接线柱之间导线连接错误,应改为从灯泡的左端到电压表负接线柱之间连线,如图所示:
[2]已知电源电压6伏,小灯泡的额定电压2.5伏,所以当灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压应该为3.5伏。此时滑动变阻器两端电压大于灯泡两端的电压。按照串联电路大电阻分大电压的规律,滑动变阻器的阻值应大于此时灯泡的电阻。题中告诉我们灯丝电阻约为12欧,滑动变阻器此时的电阻一定大于12欧,所以为了能够完成实验,应该选择滑动变阻器B。
(2)闭合开关,移动滑片,灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数,说明电路中出现了断路故障,电压表有示数,说明电压表正负接线柱到电源正负极之间是连通的,断路的位置应该在电压表的正负接线柱之间,所以故障原因可能是灯泡断路。
(3)图乙所示的电压表,连接的应该是0~3V量程分度值是0.1V,此时电压表示数为2.2V。灯泡的额定电压为2.5V,要想测量灯泡的额定功率,必须把灯泡两端电压调为2.5V,此时应将滑动变阻器的滑片向右移动,使滑动变阻器阻值变小,使变阻器分得的电压变小,灯泡两端电压就会变大,直到电压表示数为2.5V。
(4)[1]由图像可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.2A。所以该小灯泡正常发光时的额定功率为
[2]小灯泡的U-I关系图像为一条曲线,小灯泡的灯丝电阻是变化的,主要是因为灯丝电阻受温度变化的影响,灯丝电阻随温度升高而增大。
(5)[1][2]先闭合S1,断开S2,此时电路为灯泡和未知电阻并联,再与滑动变阻器串联,调节变阻器滑片,使电流表示数为,也就是使灯泡正常发光,使灯泡两端电压等于额定电压,
与灯泡并联,即
接下来滑动变阻器滑片位置不动,断开S1,闭合S2,记下电流表的示数,此时电流表测量的是RX与灯泡并联的总电流。此时通过的电流
可得未知电阻的阻值为
题型七 电流的热效应(共3小题)
1.下图所示的四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.洗衣机 B.路由器
C.电暖器 D.扫地机
【答案】C
【详解】A.洗衣机在工作时,主要是通过电动机带动内部的部件转动,从而实现洗涤、脱水等功能,其能量转化主要是电能转化为机械能,并非主要将电能转化为内能,所以洗衣机不是主要利用电流热效应工作的,故A不符合题意;
B.路由器的主要功能是进行数据的传输和处理,它工作时消耗电能,但并没有将电能主要转化为内能,而是用于维持其内部电路的正常运行以及信号的发射和接收等,所以路由器不是主要利用电流热效应工作的,故B不符合题意;
C.电暖器工作时,电流通过其内部的发热元件,发热元件由于电阻的存在会产生大量的热量,从而将电能主要转化为内能,用于加热周围环境,达到取暖的目的,所以电暖器是主要利用电流热效应工作的,故C符合题意;
D.扫地机在工作时,主要是通过电动机带动刷子转动以及驱动轮子移动,从而实现清扫地面的功能,其能量转化主要是电能转化为机械能,并非主要将电能转化为内能,所以扫地机不是主要利用电流热效应工作的,故D不符合题意。
故选C。
2.为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,设计了如图所示甲、乙两组实验装置;
(1)实验中通过观察两侧U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)探究电流产生的热量与电流大小的关系时,应选择图 装置,通电一段时间, (选填“左”或“右”)杯内的电阻丝产生的热量多;为了使实验现象更明显,可以进行的操作是 ;
(3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热,其中图 (选填“甲”或“乙”)装置能够解释这一现象;
【答案】(1)液面高度差
(2) 乙 左 见解析
(3)甲
【详解】(1)实验中通过观察两侧U形管中高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少,两侧U形管中高度差越大,说明电流产生的热量越多,用到转换法。
(2)[1][2][3]乙装置中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系;通电一段时间,左侧U形管内液面的高度差较大,说明左侧容器中电阻产生的热量较多。为了使实验现象更明显,通过容器内两电阻的电流差别变大,可以将容器外电阻换成更小的电阻,该电阻分得更多的电流。
(3)甲装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,故该装置用来探究电流热效应与电阻大小的关系;电炉丝与导线串联,通过的电流和通电时间相同,通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热,是因为电炉丝的电阻比导线大得多,其中图甲装置能够解释这一现象。
3.如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。
(1)图甲装置可研究电流产生的热量与 的关系;
(2)图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等,在其中一容器外部并联一个阻值相等的电阻e。若两侧U形管液面高度变化相同,则故障可能是 。排除故障后通电相同时间,发现左侧U形管内液面高度变化明显,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的 越大,产生的热量越多;
(3)为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显,可将空气盒外电阻换成 (选填“大于”或“小于”)的电阻;
(4)若图甲和图乙中两套装置的电源电压相同,在相同时间内,和两电阻产生的热量之比为 ;
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这一现象,可用上面图 的实验结论来解释。
【答案】(1)电阻
(2) 电阻e断路 电流
(3)小于
(4)1:2
(5)甲
【详解】(1)图甲中两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法可知,本实验可以探究电流产生热量跟电阻的关系。
(2)[1]若两侧U形管液面高度变化相同,由于两容器里面的电阻相等,根据知道,通过电阻的电流相等,说明是e电阻断路,使得两容器里面的电阻串联导致的。
[2]图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等,在其中一容器外部并联一个阻值相等的电阻e,则左侧容器内电阻丝在干路上,右侧容器内电阻丝在支路上,则通过左侧容器内电阻丝的电流较大。排除故障后通电相同时间,发现左侧U形管内液面高度变化明显,说明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,产生的热量越多。
(3)由并联电阻的特点知道,并联的电阻越小则总电阻越小,又因为在相同时间内,电阻相同,电流越大,通过导体时产生的热量越多,所以,为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显,可将空气盒外电阻换成小于5Ω的电阻,使右侧总电阻减小,由串联分压知道,右侧电压减小,故通过的电流减小,导致两侧U形管液面高度差更明显。
(4)甲装置中5Ω的电阻与10Ω的电阻串联,则总电阻R甲=5Ω+10Ω=15Ω
乙装置中d容器内外两个5Ω的电阻并联后再与c容器中5Ω的电阻串联,则总电阻
由于甲、乙两次实验的电源电压相同,则根据欧姆定律知道
由于b、c中两电阻通电时间相同,由Q=I2Rt知道
(5)电炉丝和连接的导线串联在电路中,通过的电流相等,电炉丝的电阻大于导线的电阻,由可知,电流通过电炉丝产生的热量大于电流通过导线产生的热量,即电流产生热量跟电阻有关,所以可以用甲实验解释“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不怎么热”。
题型八 焦耳定律(共6小题)
1.(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)电子黑板在播放视频时的功率为1000W,黑屏模式的功率为100W。若一节课上老师播放视频10min,其余的30min电子黑板都处于黑屏模式,则电子黑板在40min内消耗的总电能是 J。黑屏模式时,电子黑板的电源线不怎么热,但在播放视频时会明显发热,这是因为 。
【答案】 见解析
【详解】[1]由可得,电子黑板播放视频10min消耗的电能为
电子黑板处于黑屏模式时消耗的电能为
所以电子黑板在40min内消耗的总电能为
[2]电路的电压保持不变时,因为,所以电功率越大,电流越大,则电子黑板在播放视频时的电源线中的电流较大,又因为电源线的电阻一定,根据,则相同时间内,电流越大,电源线产生的热量越多,所以在播放视频时电源线会明显发热,而黑屏模式时,电子黑板的电源线不怎么热。
2.(2025·四川都江堰·二模)如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,通电前,A、B两个U形管的液面相平,通电一段时间后,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,则( )
A. I1=I2,A管中的液面较低
B. I1>I2,A管中的液面较高
C. I1=I2,A管中的液面较高
D. I1<I2,A管中的液面较低
【答案】B
【详解】由题图可知,右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,I1>I2;由Q=I²Rt可知,通电时间相同时,I1>I2,R1=R2,所以左侧电阻产生的热量较多,密闭空气吸收热量后,体积不变,压强变大,左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大,A测玻璃管液面较高。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
3.(2025·河北秦皇岛·二模)如图甲为一只家用电吹风,它内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇。
(1)小丽给家里的猫咪洗完澡,用电吹风帮猫咪吹干毛发后,发现原本干净的电吹风尾部吸附了不少毛发,造成这一现象的物理原理是______;
(2)如图乙为电吹风的内部电路简图,通过开关S1和S2实现冷风和热风两挡功能,电热丝应该接在图中______(选填“A”或“B”)位置;
(3)该电吹风的部分参数如下表,电吹风冷风挡正常工作时,通过风扇的电流是多少?(保留两位小数)电热丝的电阻及其1min内产生的热量是多少?
额定电压 220V
热风功率 1250W
冷风功率 40W
【答案】(1)流体中流速越大的位置,压强越小;(2)B;(3)0.18A,7.26×104J
【详解】(1)在使用电风扇时,入风口处空气流速较大,根据流体压强与流速的关系可知,流速越大的位置,压强越小,所以就能把这些毛发压到压强小的地方去。
(2)由图乙所示,电吹风内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇并联,开关S1控制干路,开关S2应该控制电热丝的支路,所以风扇装在A处,电热丝装在B处,当开关S1闭合S2断开时,风扇正常工作吹冷风;当两个开关都闭合时,风扇和电热丝同时工作,电吹风吹出热风。
(3)由表中参数可得通过风扇的电流为
I=P/U=40W/220V=0.18A
电吹风热风档正常工作时,电热丝的电功率为
P1=1250W-40W=1210W
则电热丝的电阻为
R===40Ω
电热产生的热量为
Q=W=Pt=1210W×1×60s=7.26×104J
4.(2025·北京朝阳·二模)电炉工作时,电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。下列说法正确的是( )
A.通过导线的电流小于通过电炉丝的电流
B.导线的电阻大于电炉丝的电阻
C.导线的电功率小于电炉丝的电功率
D.电流通过导线时没有产生热效应
【答案】C
【详解】A.导线和电炉丝串联,由串联电流规律可知,通过导线的电流等于通过电炉丝的电流,故A错误;
B.由于导线和电炉丝的电流相同,且在同一电路中,时间相同,根据可知,导线的电阻小于电炉丝的电阻,故B错误;
C.根据可知,通电时间相同,电炉丝产生的热量多,是由于导线的电功率小于电炉丝的电功率,故C正确;
D.电流通过导线,由于导线的电阻小,产生的电热少,而不是没有产生热效应,故D错误。
故选C。
5.(2025·安徽阜阳·二模)将一理想的电流表接入如图所示的电路中,R1、R2、R3为定值电阻,阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω。当闭合开关后,电流表示数为0.3A,则( )
A.电源电压为18V
B.流过R2的电流为0.3A
C.电路消耗的总功率为3.6W
D.10s内电流通过电阻R3产生的热量为2.7J
【答案】C
【详解】A.据图可知,闭合开关后,R1、R3串联,R2被短路,电流表测电路中的电流,当电流表示数为0.3A,可得电源电压为
故A不符合题意;
B.由于R2被短路,因此流过R2的电流为0,故B不符合题意;
C.由可知,电路消耗的总功率为
故C符合题意;
D.已知R3的阻值为30Ω,电路中的电流为0.3A,根据可得,10s内电流通过电阻R3产生的热量为
故D不符合题意。
故选C。
6.(2025·四川广元·二模)将规格都是“220V、1000W”的一台空调、一台吹风机和电烤箱分别接入家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )
A.电烤箱产生的热量最多 B.空调产生的热量最多
C.吹风机产生的热量最多 D.三个用电器产生的热量一样多
【答案】A
【详解】家庭电路电压是220V,三个电器都在额定电压下工作,实际功率相同都是1000W,通电相同时间,由W=Pt可知,三个用电器在相同时内消耗的电能相同。
A.电烤箱工作时,电能全部转化为内能,产生的热量最多,故A正确;
B.空调工作时,大部分电能使压缩机和电风扇转动,转化成机械能;只有一小部分电能使压缩机和电风扇的线圈发热,产生少量的热量,故B不正确;
C.吹风机工作时,一部分电能使风扇转动,转化成机械能;一部分电能使电热丝发热,产生热量,故C不正确。
D.三个用电器消耗的电能相同,但产生的热量不同,故D不正确。
故选A。
题型九 电热的防止与利用(共4小题)
1.(2025·河南信阳·三模)电流具有热效应,学习了电流的热效应后,关于电热的下列几个说法错误的是(A)
A.电热会烧毁电器元件,引发火灾,有百害而无一利
B.电流通过任何用电器都或多或少地会产生热量
C.因为电流过大产生电热而烧坏局部电路,可用于整体电路的保护
D.为防止电热带来的危害,要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热
【答案】A
【解析】A. 电流的热效应有不利的因素,如电热会烧毁电器元器件,引发火灾。但在我们生活中和许多产业中都要用到电热.如家里的电饭锅、电熨斗,养鸡场的电热孵化器等都是利用电热的,故选项A错误;
B. 任何用电器中都有导线,导线都有电阻,当电流经过电阻时,就会产生热量,所以选项B的说法是正确的;
C. 保险丝是用电阻率大而熔点低的材料制成的,当电流过大时,它由于温度升高而熔断,切断电路,起保护作用,所以选项C正确;
D. 为防止电热带来的危害,要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热,目的是为了防止由于温度过高而损坏用电器,选项D正确.
故选A.
2.(2025·湖南长沙·阶段练习)下列实例中,为了防止电热产生危害的是( )
A.用电熨斗熨衣服 B.高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置
C.电视机的机壳上有许多小孔 D.孵化家禽的电热孵卵机
【答案】C
【详解】ABD.电熨斗、高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置、孵化家禽的电热孵卵机都是利用电热来为人类服务,故ABD不符合题意;
C.电视机的机壳上有许多小孔是为了把各电器元件工作时产生的热量及时散失掉,即是为了防止电热危害,故C符合题意。
故选C。
3.(2025·河北衡水·三模)如图所示,汽车后视镜内部镶嵌了电热丝,使镜片具有除雾、除霜的功能。这是利用了电流的 效应,并通过 的方式使后视镜的温度升高,从而快速有效地融化霜层,驱散雾气,确保后视镜保持清晰的视野,以保障行车安全。
【答案】 热 热传递
【详解】[1]汽车后视镜内部镶嵌了电热丝,电热丝通电后,会放出热量,是将电能转化为内能,所以利用了电流的热效应。
[2]电热丝放出热量,后视镜吸收热量,所以是通过热传递的方式使后视镜的温度升高。
4..(2025·广西九年级·期末)在一个密闭的屋子里,有人建议用正在工作的电冰箱降低室内平均温度,正确的做法是( )
A.打开电冰箱的门
B.降低制冷温度后,再打开电冰箱的门
C.升高制冷温度后,再打开电冰箱的门
D.拔掉电源,打开电冰箱的门
【答案】D
【详解】打开电冰箱门,不能降低室温,因为冰箱致冷是靠压缩机把热量从冰箱内带到冰箱外,排出的热量还在室内。同时由于电动压缩机工作时要发热,反而会使房间内的温度升高,故应拔掉电源,打开电冰箱的门电冰箱,降低室内平均温度。
故选D。
题型十 多档位(共7小题)
1.(2025·福建宁德·二模)某电饭锅简化电路如图甲所示,具有高温挡和低温挡两个工作挡位,其中,高温挡的功率为;电能表表盘参数如图乙,电饭锅单独接在家庭电路中,则( )
A.的电阻为
B.低温挡的功率为
C.低温挡时的电流为
D.高温挡工作电能表表盘转400转
【答案】C
【详解】A.根据电功率公式分析可知,电压不变时,电功率和电阻为反比,所以高温挡位的电阻较小,此时电路中只有R1,根据电功率公式计算可知
所以R2=44Ω×24=1056Ω
故A不符合题意。
B.根据电功率公式分析可知,电压不变时,电功率和电阻为反比,所以低温挡位的电阻较大,总电阻R=R1+R2=44Ω+1056Ω=1100Ω
低温挡的功率
故B不符合题意。
C.由B分析可知,低温挡的总电阻为1100Ω,电压为220V,根据欧姆定律计算低温挡的电流
故C符合题意。
D.高温挡的功率为,工作0.5h消耗的电能
由电能表规格可知,消耗0.5kW·h,电能表转400转,故D不符合题意。
故选 C。
2.(2025·陕西西安·一模)某型号家用电饭锅有高温蒸煮和保温焖饭两个挡位,其原理如图所示,R1和R2为加热电阻,且R1=44Ω,R2=2156Ω,下列说法中正确的是( )
A.当开关S与接触点1连接时,通过R1的电流为0.1A
B.当开关S与接触点2连接时,电饭锅处于高温挡
C.电饭锅高温蒸煮1h消耗电能为1.1kW•h
D.若将电路中R1、R2位置对调,高温挡功率增大
【答案】C
【详解】A.由图可知,当开关S接1时,只有工作,此时通过的电流,故A错误;
B.当开关S接2时,、串联,根据串联电路的特点可知,此时电路中的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,电饭锅处于保温焖饭挡,当开关S接1时,只有工作,电路的总电阻最小,总功率最大,电饭锅处于高温蒸煮挡,故B错误;
C.高温挡的电功率,电饭锅高温蒸煮1h消耗的电能,故C正确;
D.若将电路中、位置对调,而电源电压不变,由于,由可知,电饭锅高温挡的功率减小,故D错误。
故选C。
3.(2024·四川宜宾·中考真题)中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和文火两种工作状态,由开关控制,在下图的简化电路中不能实现要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.只闭合S1时,R1、R2串联,,电路中电阻较大,由可知,电功率较小,为文火状态,当S1、S2都闭合时,只有R1接入电路,电路中电阻较小,由可知,电功率较大,为急火状态,可以实现要求,故A不符合题意;
B.当只闭合S1时,R1、R2串联,当S1、S2都闭合时,仍旧是R1、R2串联,当S1闭合时,无论是否闭合S2,电路中电功率都相同,不能实现要求,故B符合题意;
C.当S1闭合,S2接1时,电路中只有R1,电阻较小,由可知,电功率较大,为急火状态;当S2接2时,R1、R2串联,电路中电阻较大,由可知,电功率较小,为文火状态,可以实现要求,故C不符合题意;
D.当S1闭合,S2两端都接1时,R1、R2串联,电路中电阻较大,由可知,电功率较小,为文火状态,S2两端都接2时,只有R1接入电路,电路中电阻较小,由可知,电功率较大,为急火状态,可以实现要求,故D不符合题意。
故选B。
4.(24-25九年级上·河南安阳·期末)如图所示,电源电压3V,R1=R2=10Ω,先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表示数将 (选填“变大”或“变小”);当S1闭合,S2断开时,通电10s,电流通过R1产生的热量是 J。
【答案】 变大 2.25
【详解】[1]先闭合开关S1,再闭合开关S2,电路中电阻由R1和R2串联变为只有R1接入电路,电路中的电阻变小,由可得,电路中电流变大,则电流表示数变大。
[2]当S1闭合,S2断开时,R1和R2串联,通过R1的电流
通电10s,电流通过R1产生的热量Q=I2R1t=(0.15A)2×10Ω×10s=2.25J
5.(24-25九年级上·湖南长沙·阶段练习)小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服,内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V,电热丝R1、R2的阻值恒定,R1=4Ω。
(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流是多大?
(2)只闭合开关S1时,R1的电功率是多少?
(3)若“速热”挡的电功率为36W。则使用“速热”挡通电10s的时间,R1产生的热量是多少?
【答案】(1)1.5 A
(2)9 W
(3)90 J
【详解】(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,通过R1的电流
(2)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,R1的电功率
(3)分析电路可知,只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,此时为保温挡;两开关都闭合时,两电阻并联,由可知,此时功率最大,为“速热”挡;根据并联电路互不影响可得使用“速热”挡通电10s电阻R1产生的热量
6.(2023·广东·中考真题)题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化;加热电路简化后如图所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝,只闭合S1时低温挡工作,S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,R1=4Ω,忽略电阻丝阻值随温度变化,求
(1)低温挡工作时,通过R1的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)R2的电阻值。
【答案】(1)1.5A;(2)9W;(3)12Ω
【详解】解:(1)由题意可知,电源电压恒为6V,只闭合S1时,电路中只有R1一个用电器,则R1两端电压为6V,R1=4Ω,根据欧姆定律可得
(2)只闭合S1时低温挡工作,电压为6V,则低温挡的电功率为
(3)S1、S2都闭合时高温挡工作,R1和R2并联,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,即
则高温挡的功率为
电路并联,总功率等于各支路功率之和,即
则R2的电功率为
根据
可得,R2的电阻值为
答:(1)低温挡工作时,通过R1的电流为1.5A;
(2)低温挡的功率为9W;
(3)R2的电阻值为12Ω。
7.(24-25九年级上·河南安阳·期末)图甲为一种新型电饭锅,有加热和保温状态,图乙为其简化电路,其中R1和R2均为电热丝,R1=484Ω,当开关S和S1都闭合时,电饭锅消耗的功率P=600W,图丙为其在工作的50min内功率随时间变化的图象。求:
(1)当电饭锅只闭合开关S时,电饭锅处于 状态;
(2)当开关S闭合,S1断开时,电阻R1通过的电流(结果保留两位小数)和消耗的功率P1;
(3)电阻R2的阻值;
(4)电饭锅在这50min内消耗的电能。
【答案】(1)保温
(2)0.45A,100W
(3)96.8Ω
(4)0.25kW•h
【详解】(1)由图乙可知,当电饭锅只闭合开关S时,电路为的简单电路,电路的总电阻较大;再闭合时,与并联,电路的总电阻较小,根据可知,只闭合开关S时,电路消耗的电功率较小,电饭锅处于保温状态,再闭合时,电路消耗的电功率较大,电饭锅处于加热状态。
(2)当开关S闭合,断开时,电路为的简单电路, 电阻通过的电流
电阻消耗的功率
(3)当开关S和都闭合时,电饭锅消耗的功率, 此时、并联,即、的总功率为600W, 所以电阻的功率
电阻的阻值
(4)由图丙可知,电饭锅在这50min内先以的功率工作20min, 再以的功率工作了30min,根据可得,电饭锅在这50min内消耗的电能为
题型十一电热家效率类(共3小题)
1.小明同学家里有一款电热水壶如图所示,在标准大气压下烧开一壶初温20℃、质量为2kg的水,用时7min。电热水壶的部分参数如下表,。求:
额定电压
220V
频率
50Hz
加热功率
2000W
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶在7min产生的热量;
(3)用电热水壶烧水的热效率。
【答案】(1)6.72×105J
(2)8.4×105J
(3)80%
【详解】(1)标准大气压下水的沸点为100℃,水吸收的热量
(2)电热水壶在7min产生的热量
(3)用电热水壶烧水的热效率
2.厨艺最讲究“火候”二字,如1图所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度,制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如2图所示,其中、均为发热电阻(假定电阻不随温度变化),部分参数如下表所示。求:
额定电压/V
220
额定功率/W
高温1100
中温880
低温______
(1)当开关断开,单刀多掷开关打到3时,蛋糕机处于 挡(选填“高温”“中温”或“低温”);
(2)该蛋糕机以高温挡正常工作时,开关应 (选填“断开”或“闭合”),接 (选填“1”“2”或“3”),10min产生的热量是 J;
(3)该蛋糕机正常工作时的电阻值 Ω;
(4)该蛋糕机低温挡的额定功率是 W。
【答案】(1)低温
(2) 闭合 2
(3)220
(4)176
【详解】(1)当开关S1断开,单刀多掷开关S2打到3时,此时电阻R1、R2串联,此时总电阻最大,根据可知,电路中消耗的电功率最小,由参数表可知,此时蛋糕机处于低温挡。
(2)[1][2]当开关S1闭合,单刀多掷开关S2打到2时,此时电阻R1、R2并联,此时总电阻最小,根据可知,电路中消耗的总功率最大,此时处于高温挡。
[3]蛋糕机在工作过程中将电能完全转化为了内能,所以蛋糕机以高温挡正常工作10min产生的热量为
(3)分析电路可知,当电阻R1、R2并联时为高温档,功率,电阻R1单独工作时为中温档,功率,则可得R2单独工作时的功率为
由公式得
(4)由以上分析知,电阻R1单独工作时为中温档,功率,则
当电阻R1、R2串联,此时总电阻最大,根据可知,电路中消耗的电功率最小,由参数表可知,蛋糕机处于低温挡,此时总电阻为
则低温档功率为
3.小宇利用废弃电阻丝(R1>R2)、电源(12V)、开关、导线设计出一个具有高温挡(10W)和低温挡(2.5W)的加热器。
(1)请你再借助一只单刀单掷开关和导线若干,把电路连接完整。(只画出一种情形即可)
(2)根据你画出的电路图,当加热器处于高温挡时两开关处于何种状态?
(3)根据你画出的电路图,计算电阻和的阻值分别为多大。
(4)加热器以高温挡工作100s产生的热量是多少?
【答案】(1)
(2)开关S、S1都闭合
(3)43.2Ω,14.4Ω
(4)1000 J
【详解】(1)利用开关改变电路,两电阻,电源电压一定,根据可知,当和一起工作时,即R总越大,则P越小;当只有工作时,即R越小,则P越大,因此设计开关S1与并联。如图所示:
(2)由公式可知,电压相同,总电阻越大,总功率越小。当开关S、S1都闭合,短路,只有工作,是高温挡;只闭合S,与串联,是低温挡。
(3)电路处于高温挡时,只有工作,根据,则
电路处于低温挡时,与串联,根据,则
所以
(4)加热器以高温挡工作100s产生的热量
$
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