专题09 电功率与家庭电路(专项训练)(上海专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2025-12-31
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2份
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62页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 家庭电路 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 26.82 MB |
| 发布时间 | 2025-12-31 |
| 更新时间 | 2025-12-31 |
| 作者 | 悟理物理工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-12-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55576715.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题09 电功率与家庭电路(专项训练)
目 录
01·趋势领航练 1
02·考点通关练 7
基础通关 7
通关01 电功 7
通关02 电功率 12
通关03 测量小灯泡的电功率 16
通关04 焦耳定律 21
通关05 家庭电路 24
能力通关 27
03·真题诊断练 35
1.【新情景·电功率的概念】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P=U2/R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,由W=Pt可知相同时间内乙灯消耗的电能较多,故C正确,不符题意;
D.当乙灯接入110V电路中,由P=U2/R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1/2,则实际功率就是额定功率的1/4,所以此时的实际功率
故D错误,符合题意。故选D。
2.【新考法·灯泡的实际功率与电阻的影响因素】如图所示,灯泡A、B内的灯丝由相同材料制成,串联接入电路后,两灯均发光,A灯较亮,则下列不可能的情况是( )
A.A灯丝较粗、较长 B.A灯丝较粗、较短
C.A灯丝较细、较长 D.A灯丝较细、较短
【答案】B
【详解】由图知两灯串联,所以通过两个灯泡的电流相同,而灯泡的亮度取决于其实际功率,由公式P=I2R可知,灯泡A的电阻大于灯泡B的电阻,而灯泡A、B内的灯丝由相同材料制成,由电阻大小的影响因素可知,A灯丝不可能同时具有较粗和较短的特性,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
3.【新考法·综合分析电功率问题】(2025·徐汇·二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2是定值电阻,两电表示数乘积为P1。用定值电阻R3替换R2后,两电表示数乘积为P2,若P1=P2,则下列判断中可能正确的是( )
①R2<R3<R1 ②R3<R2<R1 ③R2<R1<R3 ④R3<R1<R2
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
【答案】D
【详解】由图可知:两电阻串联,电压表测电阻R2两端的电压,由可得: 电源电压保持不变,R1、R2是定值电阻,两电表示数乘积即为R2的功率为
用定值电阻R3替换R2后,两电表示数乘积即为R3的功率为
若P1=P2,则
通过完全平方展开再合并同类项可得
即,由公化简结果可知:R1的电阻阻值在R2和R3电阻的阻值之间,故③④符合题意;故D符合题意,ABC不符合题意。 故选D。
4.【新情景·焦耳定律】我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业,在手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例,华为某最新款手机不仅采用4500mh超大容量电池,并且采用“超级快充”技术,不到半小时可把电池充达一半以上,极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。
(1)表格中的电池“容量”,可由电流与 (选填“时间”或“电压”)乘积所得;
(2)有人发现,超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些,从线路安全的角度来分析快充线较粗的好处是:充电线尽可能做得粗一些,目的是 (选填“增大”或“减小”)电阻,使充电过程中导线产生的 少一些;这是因为 。
【答案】(1)时间;(2) 减小 热量 见解析
【详解】(1)电池“容量”的单位是“mA·h”,h是时间单位,所以容量可由电流与时间乘积所得。
(2)电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积有关,当材料和长度相同时,横截面积越大,电阻R越小。所以充电线做粗,是为了减小电阻。
根据焦耳定律Q=I2Rt,在充电过程中,电流I和通电时间t不变时,材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小;那么产生的热量Q就会减少,所以是使导线产生的热量少一些。
5.【新考法·电功率的多挡位问题】如图所示,是一款有“低温挡”和“高温挡”的挂烫机的工作电路图。挂烫机正常工作电压为,加热电阻,,只闭合开关时,挂烫机处于 挡。当开关、都闭合时,挂烫机正常工作1min消耗的电能为 。
【答案】 低温 99000
【详解】只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,此时电路中的电阻较大,根据P=U2/R可知,电功率较小,挂烫机处于低温挡。
当开关S1、 S2都闭合时,电路为R1、R2并联,此时电路中的电阻较小,根据P=U2/R可知,电功率较大,挂烫机处于高温挡。此时电路中的电功率为
挂烫机正常工作1min消耗的电能为
6. 【新考法·电功率综合计算】(24-25九年级下·徐汇·阶段练习)在图 (a)所示的电路中,电源电压为10伏,电压表与电流表表盘如图(b)所示。将电阻R0接入MN之间,闭合开关S,通过电阻R0的电流为1安。
(1)求电阻R0的阻值。
(2)现断开开关S,取出R0,改变电源电压调整为20伏,再将电阻R1与滑动变阻器R2(标有“20Ω 2A”字样)中的一个接入MN之间,另一个串联Q处。闭合开关S,在确保电路元件均正常工作的情况下,移动滑动变阻器滑片P过程中,观察到电压表示数与电流表示数的之比发生变化,其最小值为5伏/安。
a. 判断MN之间接入的元件,并说明理由。
b. 求电阻R1的阻值。
c. 求电路总功率的最小值P最小。
【答案】(1)10Ω;(2)见解析,5Ω,20W
【详解】(1)将电阻R0接入MN之间时,电路为R0的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,闭合开关S,通过电阻R0的电流为1A,电源电压为10V,由欧姆定律可知电阻R0的阻值
(2)a.由(1)中的数据可知电压表选用的量程为0~15V,电流表选用的量程为0~3A;已知移动滑动变阻器滑片P过程中,观察到电压表示数与电流表示数的之比(即电阻)发生变化,其最小值为5伏/安,则MN之间接入不可能连入电阻R1,否则电压表示数与电流表示数的之比是不变的,故只能是变阻器连入MN之间,而Q处接电阻R1。
b.根据已知条件和欧姆定律可知,变阻器连入电路的最小电阻为5Ω,此时总电阻最小,电路中电流最大;滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样,电流表选用大量程,由串联电路的特点可知电路中的最大电流为2A,由欧姆定律可知,电路最小的总电阻为
根据电阻串联的规律可得,电阻R1的阻值R1=R总小-R滑小=10Ω-5Ω=5Ω
c.电源电压不变,由P=UI可知,当电路的总电阻最大时,电路的总功率最小,此时电压表测变阻器两端的电压,电压表的量程为0~15V,则变阻器的电压最大为15V时,变阻器接入电路的电阻最大,由串联电路的电压特点可知R1的最小电压为U1小=U'-U滑大=20V-15V=5V
由串联分压的规律可得,
解得变阻器连入电路的最大电阻为R滑大=15Ω,则电路总功率的最小值
7. 【新考法·电功率综合计算】(24-25九年级下·黄浦·练习)如图(a)所示的电路中电源电压为6伏且不变,R2标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S后,电压表的示数为2伏,电流表的示数为0.2安。
(1)求电阻R1的阻值。
(2)通电10秒,电流对R1所做的功W1。
(3)小王将R3、R4按(b)所示接入相同电源的电路,R3的阻值为20欧,R4标有“50 1A”。他设想通过移动变阻器R2、R4的滑片P,使(a)、(b)两电路消耗的总功率相等。请判断他的方案是否可行,并说明理由。
【答案】(1)10Ω;(2)4J;(3)方案可行;见解析
【详解】(1)由图可知,闭合开关S后,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路电流,因此电阻R1的阻值
(2)通电10秒,电流对R1所做的功W1=U1I1t=U1It=2V×0.2A×10s=4J
(3)若图(a)中电流表示数最大时,此时R2=0Ω,则,P串=UI串=6V×0.6A=3.6W
若图(b)中电流表示数一样大时,此时I并=I串=0.6A,则
故I4=I并-I3=0.6A-0.3A=0.3A
此时滑动变阻器R4的阻值
P并=UI并=6V×0.6A=3.6W
综上所述,当R2=0Ω和R4=20Ω时,可使图(a)、(b)两电路消耗的总功率相等。
8.【新情景·测定小灯泡电功率】(2025·杨浦·三模)小杨做“测定小灯泡电功率”实验,他将电源(电压稳定不变)、待测小灯泡(标有“3.5V”字样)、电流表、开关串联,再将电压表并联在电路中。闭合开关后,小杨观察到小灯泡亮度较亮,计算了电压表示数与电流表示数的乘积(即电功率),并记录在表中的序号1处。小杨思考后,认为仅利用上述器材无法完成实验。他从实验室中选用一个滑动变阻器,与原器材一起重新连接后进行实验,并将观察到的两电表示数及计算出的两电表示数乘积记录在表中的序号2、序号3和序号4处,其中有一组数据是在小灯泡正常发光时记录的,表中呈现了上述实验的部分数据。
序号
电压(伏)
电流(安)
电功率(瓦)
1
1.20
2
1.5
3
0.14
4
0
0.3
(1)请说明小杨在电路中接入滑动变阻器的理由。
(2)请画出小杨重新实验时的电路图。
(3)求小杨实验用电源电压U。(写出主要的计算或分析过程)
(4)求小灯泡的额定功率P额。(写出主要的计算或分析过程)
【答案】(1)通过滑片的移动来改变小灯泡两端的电压(和通过小灯泡的电流),从而测得小灯泡在不同电压下的电功率。(2)见下图;(3)4V;(4)0.98W
【详解】(1)未接入滑动变阻器时,只能测量一组数据,不能得出正确规律;
当接入滑动变阻器时,可通过调节滑片的位置,可以改变小灯泡两端的电压,进行多次实验,测量不同电压下小灯泡的电功率,从而得到正确实验结论。
(2)序号“2”的数据和序号“4”的数据中电压不同,说明用电器两端的电压会发生改变,而当滑动变阻器与小灯泡并联时,根据并联电路电压规律,不管如何移动滑片的位置,滑动变阻器两端的电压与小灯泡两端的电压都等于电源电压,大小始终不变,故滑动变阻器不与小灯泡并联,而与小灯泡串联;在第4组数据中,电压表的示数为“0V”,说明电压表可以被短接,即一根导线直接连在电压表两端,因此电压表不可能与小灯泡并联,故电压表与滑动变阻器并联,测量滑动变阻器两端电压。电路图如下:
(3)序号“1”的数据是只接入了小灯泡,此时电压U1等于电源电压U。
序号“4”的电压为“0V”,说明接入的滑动变阻器相当于一根导线,仍然只有小灯泡接入电路中,所以此时的电流与序号“1”中的电流I1相等,即I1=0.3A。
所以电源电压的大小
(4)序号“2”、 序号“4”中电压大小分别为U2=1.5V,U4=0V,根据串联电路电压规律可知:
序号“2”中小灯泡两端的电压为
序号“4”中小灯泡两端的电压为
因为序号“2”、序号“3”和序号“4”有一组数据是小灯泡正常发光时记录的,故有一组数据中小灯泡两端的电压为3.5V,因为序号“2”、序号“4”中小灯泡两端的电压均不等于其额定电压3.5V,故序号“3”中小灯泡两端的电压等于额定电压,即
根据串联电路电压规律,此时滑动变阻器两端的电压
此时通过滑动变阻器的电流为
此时通过小灯泡的额定电流
小灯泡的额定功率
通关01 电功
1. 关于电功,下列说法不正确的是( )
A.电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B.电流做功的过程就是消耗电能的过程
C.用电能表可以测量电流做功的多少
D.电流越大,电流做功就一定越多
【答案】D
【详解】A.由能量守恒定律知,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,故A正确;
B.电流做功的过程,就是消耗电能的过程,电流做功越多,消耗的电能就越多,故B正确;
C.电能表是测量电流做功的多少的仪器,可直接测量电流做功的多少,故C正确;
D.由W=UIt可知,电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关,电流越大,故电流做功不一定越多,故D错误,D符合题意。
故选D。
2.如图是某家庭电路所用电能表,则下列说法中正确的是( )
A.1kW·h等于3.6×105J
B.电能表是计量电流的仪器
C.该电能表的额定最大电流为10A
D.电能表转盘转过600转,接在这个电能表上的用电器消耗电能0.5kW·h
【答案】D
【详解】A.1kW·h等于3.6×106J,故A错误;
B.电能表是测量消耗电能(电功)的仪表,不是计量电流的仪器,故B错误;
C.电能表上“10(40)A”,40A是指该电能表平时允许通过的最大电流(或电能表的额定最大电流)为40A,故C错误;
D.1200revs/(kW·h)表示电路中用电器消耗电能lkW·h,电能表转盘转过1200转,当电能表转盘转过600转,接在这个电能表上的用电器消耗电能0.5kW·h,故D正确。
故选D。
3.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.给充电宝充满电,可以存储1.8×103 kW·h的电能
C.充电宝上的二极管指示灯是利用半导体材料制作的
D.给充电宝充电时,充电宝相当于电路中的电源
【答案】C
【详解】AD.使用充电宝给手机充电时,充电宝相当于电源,将化学能转化为电能,给充电宝充电时,充电宝相当于用电器,将电能转化为化学能,故AD错误;
B.充电宝充满电储存的电能为,故B错误;
C.发光二极管,是利用半导体材料制作的,有两根引线,一根为正极,另一根为负极,二极管只允许电流从它的正极流向负极,不允许从负极流向正极,故C正确。故选C。
4.普通的钨丝白炽灯泡的发光效率比较低,而目前市场上流行的节能灯的发光效率就比较高,但是节能灯的价格比较贵,人们常常为选择哪一种灯而举棋不定。下表列举了某种型号的白炽灯和节能灯的部分数据:
功率(瓦)
寿命(时)
单价(元)
每度电费(元)
白炽灯
60
1200
1.22
0.61
节能灯
10
5000
36.6
0.61
已知上述两种灯泡正常工作时的发光亮度相同,如果纯粹从经济角度出发,要想让使用节能灯更合算的话,最少使用的时间为( )
A.1080小时 B.1120小时 C.1160小时 D.1200小时
【答案】C
【详解】设两灯用的时间为t,节约的电能ΔW=0.06kW×t-0.01kW×t
节约的电费(0.06kW×t-0.01kW×t)×0.61元/kW·h
从经济角度出发,节约的电费,等于买灯多花费的钱,即
(0.06kW×t-0.01kW×t)×0.61元/kW·h=36.6元-1.22元
解得t=1160h。故选C。
5. 如图(a)所示的电蚊拍,具有灭蚊和照明功能,电路设计简化为如图(b)所示。只有灭蚊网通电起到灭蚊作用时,需要闭合的电键是 。若只有灭蚊网工作时电路中的总电阻为R,灭蚊网与灯同时工作时电路中的总电阻为R',则R R'(选填“大于”“等于”或“小于”)。若电蚊拍工作电压为4伏,通过灯的电流为0.3安,通电10秒钟,小灯消耗的电能为 焦。
【答案】 S1 大于 12
【详解】由图乙所示电路图可知,当闭合开关S1时,只有灭蚊网接入电路,则灭蚊网通电起到灭蚊作用;当开关S1与S2同时闭合时,灭蚊网与灯同时接入电路,根据并联电路的电阻特点可知,灭蚊网与灯并联时的总电阻R′小于各支路的电阻,所以,R>R′。
消耗的电能W=UIt=4V×0.3A×10s=12J
6. 周六的晚上,小明的妈妈打开电视机播放新闻,然后用电热水壶烧水,刚洗完澡的小明正在用电吹风吹头发。
(1)电视机与电热水壶是 的(选取“串联”或“并联”),它们的工作电压为 伏。它们正常工作时,通过电视机的电流 通过电热水壶的电流(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)电吹风可以实现冷风和热风两个档位,电动机工作时吹冷风,电动机和电热丝R同时工作时吹热风,电热丝不可以单独工作。符合实际情况的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)并联,220,小于;(2)B
【详解】(1)电视机与电热水壶可以独立工作,是并联的关系;我国家庭电路电压为220V,电视机与电热水壶均并联在家庭电路中,它们的工作电压均为220V。
电热水壶的额定功率大于电视机的额定功率,额定电压均为220V,根据I=P/U可知,正常工作时,通过电视机的电流小于通过电热水壶的电流。
(2)电吹风可以实现冷风和热风两个挡位,电动机工作时吹冷风,电动机和电热丝R同时工作时吹热风,据此可知电动机和电热丝R并联。
A.电动机和电热丝R串联,故A不符合题意;
B.电动机和电热丝R并联,电热丝不可以单独工作,故B符合题意;
C.电动机和电热丝R并联,只闭合S2时,电热丝单独工作,故C不符合题意;
D.只闭合S2、S3时,电热丝单独工作,故D不符合题意。
故选B。
7.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20欧。当电键断开时,电流表示数为0.2安;当电键闭合后,电流表示数为0.5安。求:
(1)电源电压为多大?
(2)电阻R2的阻值。
(3)通电2分钟,电流通过R1所做的功。
【答案】(1)6伏;(2)30欧;(3)216焦
【详解】解:(1)当电键断开时,电流表示数为0.2安,当电键闭合后,电流表示数为0.5安。则电阻R1的电流为I1=I-I2=0.5A-0.2A=0.3A
U=I1R1=0.3安×20欧=6伏
(2)电阻R2的阻值
(3)通电2分钟,电流通过R1所做的功
W1=UI1t=6伏×0.3安×120秒=216焦
8. 如图,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”,电源电压恒定为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片开某一位置时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2V。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)此时的滑动变阻器通电1min消耗的电能;
(3)为保证电路安全,通电10秒内,电阻R1上允许消耗电能的范围。
【答案】(1)10Ω;(2)48J;(3)1~9J
【详解】(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,电阻R1的阻值
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以变阻器两端的电压
U2=U-U1=6V-2V=4V
此时的滑动变阻器通电1min消耗的电能
W2=U2It=4V×0.2A×60s=48J
(3)当电压表的示数U1′=3V时,电路中的电流
所以电路中的最大电流为0.3A,通电10秒内电阻R1上最大消耗电能
W1大=U1′I大t′=3V×0.3A×10s=9J
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流
通电10秒内电阻R1上最小消耗电能
W1小=I小2R1t′=(0.1A)2×10Ω×10s=1J
所以电阻R1上允许消耗电能的范围为1~9J。
答:(1)电阻R1的阻值为10Ω;
(2)此时的滑动变阻器通电1min消耗的电能为48J;
(3)为保证电路安全,通电10秒内,电阻R1上允许消耗电能的范围为1~9J。
通关02 电功率
1. 家用电器中微波炉正常工作时的电流最接近于( )
A.0.03安 B.0.3安 C.3安 D.30安
【答案】C
【详解】微波炉的功率在500-1000W,由可知,微波炉正常工作时的电流约
与C最接近,故ABD不符合题意,C符合题意。 故选C。
2.甲、乙、丙三根镍铬合金丝,S甲=S乙<S丙,L乙>L甲 = L丙,若任取两个导体串联或并联在同一个电源上。下列关系正确的是( )
A.若将甲、乙两导体串联在某电源两端,则甲两端的电压大
B.若将甲、丙两导体串联在某电源两端,则丙的功率大
C.若将乙、丙两导体并联在某电源两端,则通过乙的电流大
D.若将甲、乙两导体并联在某电源两端,则乙的功率小
【答案】D
【详解】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,其他条件相同时,导体越长、横截面积越小,导体的电阻越大,因为三根镍铬合金丝的材料相同,且S甲=S乙<S丙,L乙>L甲 = L丙,所以。
A.若将甲、乙两导体串联在某电源两端,通过的电流相等,由U=IR可得,乙两端的电压大,故A错误;
B.若将甲、丙两导体串联在某电源两端,通过的电流相等,由可知,甲的电功率较大,故B错误;
C.若将乙、丙两导体并联在某电源两端,两端的电压相等,由I=U/R可得,通过丙的电流较大,故C错误;
D.若将甲、乙两导体并联在某电源两端,两端的电压相等,由P=U2/R可得,乙的功率较小,故D正确。
故选D。
3.品牌电火锅如图(甲)所示。其简化电路如图(乙)所示。R1、R2为阻值一定的电热丝(R1<R2)。通过开关S1、S2的断开或闭合,可以让电火锅在不同的挡位工作。该电火锅工作时,电流越大,电功率 (选填“越大”、“不变”或“变小”),挡位越高,温度越高。则该电火锅有 个挡位。只闭合开关S1时的功率 (选填“高于”、“等于”或“低于”)只闭合S2时的功率。
【答案】 越大 3 高于
【详解】由图可知,当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由欧姆定律可知,电路中的总电流最大,根据P=UI知电功率最大,电火锅处于高温挡,温度最高。由于R1<R2,当开关S2闭合、S1断开时,只有R2工作,此时电路中的总电阻最大,总电流最小,根据P=UI知电功率最小,电火锅处于低温挡,温度最低;当开关S1闭合、S2断开时,只有R1工作,电火锅处于中温挡,所以只闭合开关S1时的功率高于只闭合S2时的功率。
4. (2025·徐汇·二模)在图(a)所示的电路中,电流表A1、A的表盘均如图(b)所示,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样。
(1)求开关S闭合后电流表A1的示数;
(2)在不损坏电路元件的情况下,调整滑片位置,求R2消耗的最大功率及此时R2连入电路的阻值。
【答案】(1)2.4安;(2)7.2瓦,20欧
【详解】(1)据图可知,开关S闭合后,电路是定值电阻和变阻器并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路电流,电流表A1的示数为
(2)由于电流表的最大量程是0~3A,R1支路电流是2.4A,则变阻器的最大电流为
电路是并联的,变阻器两端电压与电压电压相等,则R2消耗的最大功率为
R2连入电路的阻值为
5. 如图(a)所示,将电阻R1与R2串联在电源电压U为16伏的电路中,已知R1=4欧,通过电路的电流I为1.6安;若将这两个电阻并联在电压U′为6伏的电路中,如图(b)所示,通过干路的电流I′为2.5安,求:
(1)串联电路中,R1两端的电压;
(2)并联电路中,通过R2的电流;
(3)若用电阻R0替换R1或R2中的一个,要求使R0在串联与并联电路中消耗的电功率相等,求出替换电阻的值。
【答案】(1)6.4伏;(2)1安;(3) 3.6欧或2.4欧
【详解】(1)串联电路中,根据I=U/R可得,R1两端的电压为
(2)并联电路中,两电阻的两端电压都等于电源电压,根据欧姆定律可得,通过R1的电流为
根据并联电路电流规律可得,通过R2的电流为I2=I-I1=2.5A-"1.5A= 1A
(3)根据欧姆定律可得,R2的阻值为
要使R0在串联与并联电路中消耗的电功率相等,则需使电阻的两端的实际电压相等,由题意可知,电阻R0两端电压为6V。若要替换R1,则串联电路中R2两端的电压为
此时串联电路电流为
R0的阻值为
若要替换R2,则串联电路中R1两端的电压为
此时串联电路电流为
R0的阻值为
6. 某实验小组同学通过实验探究串联电路中两个电阻消耗电功率的变化规律。他们按图所示连接电路,电源电压保持不变,定值电阻R1为20欧。实验时,他们多次改变滑动变阻器滑片的位置,并读出各电表的示数,分别用公式计算出变阻器接入电路的电阻R2、R1消耗的电功率P1、R2消耗的电功率P2,并将计算结果及相关数据记录在下表中。
实验序号
R1()
R2()
P1(W)
P2(W)
1
20
100
0.18
1.03
2
80
0.29
1.15
3
60
0.45
1.35
4
40
0.79
1.61
5
30
1.16
1.73
6
20
1.80
1.80
7
10
3.20
1.61
8
4
4.97
1.03
(1)分析比较表中P1随R2的变化情况及相关条件,可初步得出:串联电路中,当电源电压和定值电阻R1一定时, ;
(2)分析比较实验序号 中的数据及相关条件,可初步得出:串联电路中,当电源电压和定值电阻R1一定时,变阻器接入电路的电阻越小,变阻器消耗的电功率越小;
(3)分析比较表中P1、P2的变化情况及相关条件可发现:当变阻器接入电路中的电阻R2与定值电阻的阻值R1之间满足 时,变阻器消耗的电功率将达到最大;
(4)分析比较表中P2的数据,小组同学又有新的发现。若再增加一次实验,并使R2接入电路的电阻为5欧时,可推测P2为 瓦;
(5)小组同学为了验证实验所得的初步结论,决定继续探究。他们提出了以下三个初步方案,你认为合理的是____________(选填序号)。
A.更换不同电压的电源继续实验
B.更换不同阻值的定值电阻继续实验
C.改变两个电阻的连接方式继续实验
【答案】(1)变阻器接入电路的电阻越小,定值电阻消耗的电功率越大;(2)6、7与8;(3)R1=R2
(4)1.15;(5)AB
【详解】(1)分析比较表中P1随R2的变化情况及相关条件,P1随R2的减小而增大;可初步得出:串联电路中,当电源电压和定值电阻R1一定时,变阻器接入电路的电阻越小,定值电阻消耗的电功率越大。
(2)根据结论:“串联电路中,当电源电压和定值电阻R1一定时,变阻器接入电路的电阻越小,变阻器消耗的电功率越小”可知,序号6、7与8实验中,阻值从20Ω减小到4Ω,变阻器消耗的电功率从1.80W减小到1.03W。
(3)由表中数据可知,变阻器消耗的电功率将达到最大值为1.80W,此时R1=R2=20Ω
(4)分析比较表中P2的数据,从1.03、1.15、1.35、1.61、1.73…可知,当R2接入电路的电阻为5欧时,P2为1.15瓦。
(5)为了验证结论的普遍性,除更换不同电源进行多次实验外,还可以使用阻值不同的电阻进行多次实验,测出多组实验数据,不能采用改变两个电阻的连接方式继续实验,因为实验探究的是串联电路中两个电阻消耗电功率的变化规律。故AB符合题意,C不符合题意。故选AB。
通关03 测量小灯泡的电功率
1.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,请完成空格处的内容。
①实验原理: 。
②小华同学在实验中所用电源电压为4.5伏,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,小华观察到小灯泡上标有“2.5V”字样,当把变阻器的滑片P移至中点时,电压表的示数正好是2.5伏,则小灯泡的额定功率为 瓦。
③继续移动滑动变阻器的滑片P,电压表和电流表的示数如图2所示,这时小灯泡的实际功率为 瓦。再移动滑动变阻器的滑片P,观察到电压表和电流表示数逐渐变小,同时小灯泡不亮,则灯泡不亮的原因是 。
【答案】 P=UI 0.5 0.384 实际功率太小
【详解】(1) “测定小灯泡的电功率”的实验原理是P=UI。
(2)滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡的电压,电流表测电路电流,当把滑片P移至中点时,连入电路的阻值
因电压表的示数正好是2.5V,则滑动变阻器两端电压
此时小灯泡正常发光,则灯泡的实际电流即为额定电流,和通过滑动变阻器的电流相等,即为
灯泡的额定功率
(3)此时电压表是小量程,其分度值是0.1V,故此时的示数是2.4V;此时电流表也是小量程,其分度值是0.02A,其示数是0.16A;故此时的实际功率是
再移动滑动变阻器的滑片P,观察到电压表和电流表示数逐渐变小,即此时实际功率变小,灯泡的亮度取决于实际功率,故此时灯泡不亮。
2.(2025·崇明·三模)某同学做“测定小灯泡的电功率”实验,滑动变阻器上标有“20Ω;2A”字样,小灯标有“2.2V”字样,所有器材均完好。他正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键后,两电表的示数如图所示,此时电流表示数为 安,电源电压为 伏;继续移动滑动变阻器的滑片,当小灯正常发光时,电流表指针与刚闭合电键时相比正好偏转了3小格,小灯正常发光时的电流为 安,小灯的额定功率为 瓦。
【答案】 0.16 4.5 0.22 0.484
【详解】由图知道,电流表的量程是0.6A,分度值是0.02A,电流表的读数是I=0.16A。
灯泡额定电压是2.2V,则电压表量程是3V,电压表分度值是0.1V,由图知道,电压表的示数是U=1.3V,刚闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值R滑=20Ω,电源电压
闭合电键时,灯泡两端电压小于额定电压,电流小于额定电流,移动滑动变阻器滑片,使灯泡电压增大到额定电压,流过灯泡的电流增大,电流表分度值是0.02A,当小灯正常发光时,电流表指针偏转了3小格,则电流表示数
灯泡的额定功率
3.(2025·静安·二模)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“20Ω 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。
(1)小华判定小灯泡正常发光的依据是 ;
(2)通过计算说明更换后的电源电压U和小灯泡的额定功率P额。
【答案】(1)电流表示数为0.3A;(2)6V,1.35W
【详解】(1)由题意知,小灯泡的额定电流为0.3A,小灯泡与滑动变阻器、电流表串联接入电路,所以电流表示数为0.3A时,小灯泡正常发光。
(2)由题意有,电压表只有0~3V挡完好,未调整电源挡位前,变阻器接入电路的阻值最大时,闭合开关,由图(a)中的电压表知,小灯泡两端的电压已经超量程,但发光仍较暗,说明小灯泡的额定电压大于3V,因为小灯泡的额定电流为0.3A,电流表选用小量程,分度值为0.02A,图(a)中示数为0.24A,变阻器两端的电压
此时电源电压大于7V,选择电源挡住为8V。重新连接电路时,电压表应并联在变阻器两端。由图(b)知,调整了电源挡位后,电压表示数为1.5V,即变阻器两端的电压为1.5V,而小灯泡的额定电压大于3V,所以4V电源挡位不符合题意。所以电源电压为6V,小灯泡的额定电压
小灯泡的额定功率
P额=ULIL=4.5V×0.3A=1.35W
4. (2025·金山·二模)小华做“测定小灯泡的电功率”实验,现有两个小灯泡(分别标有“2.2V 0.3A”“3.8V 0.3A”字样),滑动变阻器两个(其中A标有“10Ω 1A”字样,B标有“20Ω 1A”字样),他选择其中一个小灯泡与电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、电流表、其中一个滑动变阻器、开关串联,然后将电压表并联在电路中。小华闭合开关,移动变阻器的滑片,在草稿纸上记录了两组实验数据,如图所示。
(1)判定小灯正常发光的依据是 ;
(2)请根据相关信息求出电源电压U,并判断小华选用的滑动变阻器的规格;(需写出解答过程)
(3)小灯的额定功率为 瓦。
【答案】(1)见解析;(2)6V;滑动变阻器B;(3)1.14
【详解】(1)两只小灯泡的额定电流都是0.3A,当电流表读数为0.3A时,小灯泡正常发光。
(2)假设电压表测小灯泡两端的电压,则小灯泡两端的电压为2.2V时,电流表示数是0.3A,电压为3.5V时,电流表示数应大于0.3A,故假设不成立;假设电压表测滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器接入电路的阻值较小时,电压表示数为2.2V时,电流表示数为0.3A,此时小灯泡两端的电压为2.2V或3.8V,根据串联电路的电压规律可得,电源电压U=UL+U滑=2.2V+2.2V=4.4V(不合题意,舍去)
或U=UL+U滑=3.8V+2.2V=6V(符合题意)
故实验选择的小灯泡规格为“3.8V 0.3A”,当滑动变阻器两端的电压为3.5V,它接入电路的阻值较大,此时电路中的电流为0.22A,滑动变阻器接入电路的阻值
所以选用的滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(3)小灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.3A=1.14W
5.(2025·闵行·二模)小明同学做“测定小灯泡电功率”实验,所用器材齐全且完好,电源电压为4.5伏保持不变,滑动变阻器标有“20欧1安”字样,待测小灯标有“0.3安”字样。他先把电源、待测小灯、滑动变阻器、电流表和开关用导线串联连接,再把电压表并联在电路中,并将滑片移至某一端。闭合开关,移动滑片,小灯亮度发生改变,在此过程中,电路中电流能达到的最小值为0.24安,且小灯正常发光时电压表的示数如图所示。
(1)当小明观察到电流表示数为0.30安时,可以判定小灯处于 状态;
(2)请根据相关信息计算出小灯的额定功率P额。
【答案】(1)正常发光;(2)1.14W
【详解】(1)待测小灯标有“0.3A”字样,则小灯泡正常发光时的电流为0.3A,由于电流表与小灯泡串联,电流表测量小灯泡的电流,所以当小明观察到电流表示数为0.30A时,可以判定小灯处于正常发光状态。
(2)若时,电路中的最小电流
电路中电流能达到的最小值
所以为了电路安全,滑动变阻器的阻值没有移到阻值最大端,由于电源电压为4.5V,为了电压表安全,说明此时电压表并联在滑动变阻器两端,且电压表使用的是0~3V量程;由图可知,分度值为0.1V,电压表示数为0.7V,所以小灯正常发光时,滑动变阻器两端电压
则小灯泡的额定电压
所以小灯泡的额定功率
P额=U额I额=3.8V×0.3A=1.14W
6. 小华同学做“测定小灯泡电功率”实验,现有电源(电源电压保持不变)、待测小灯(标有“0.3A”字样)、滑动变阻器(“20Ω 2A”或“10Ω 2A”)、电流表、电压表、开关和导线若干且均完好。该同学连接电路后并按照正确步骤进行实验(相关数据标在了下图中)。闭合开关后,记录下了第一组数据(点1),此时小灯发光较暗,接着他移动滑片记录下第二组数据(点2)。经思考,小华仅更改电压表的位置,正确连接电路测得第三组数据(点3)。
(1)判断小灯正常发光的依据是 ;
(2)重新连接电路前,电压表并联在了 两端(选填“小灯泡”“滑动变阻器”或“电源电压”);
(3)计算小灯泡的额定功率P额;
(4)说明:滑动变阻器的规格不能选用“10Ω 2A”。
【答案】(1)见解析;(2)电源电压;(3)0.81W;(4)见解析
【详解】(1)小灯泡的额定电流是0.3A,当电流表示数为0.3A时,小灯泡正常发光。
(2)由图像知,改变电流表的示数,点1和点2的电压不变,都是6V,电压表并联在电源两端。
(3)由图像可知,点3的电压是2.7V,电流是0.3A,灯泡正常发光,小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.7V×0.3A=0.81W
(4)第一组数据(点1)的电压为6V,移动滑片后第二组数据(点2)的电压也为6V,可知电源电压U=6V;当小灯泡正常发光时,变阻器两端的电压U滑=U-U额=6V-2.7V=3.3 V
变阻器连入电路的电阻
所以滑动变阻器的规格不能选用“10Ω 2A”。
通关04 焦耳定律
1.小洁家购买了一台电饭锅,在使用时闻到橡胶的焦糊味,用手摸其电源线发现很热,而其它用电器仍正常工作,请你用所学的物理知识帮小洁分析一下,发生这一现象的原因是( )
A.电压太高 B.电源线太粗 C.电源线太细 D.电源线太短
【答案】C
【详解】电源线很热是因为流过它的电流产生的热量Q太大,根据焦耳定律Q=I2Rt,通过电饭锅和电源线的电流是相等的,同时通电,那就是电源线的电阻太大,因为电源线的材料和长度一定,横截面积越小,电阻越大,产生的热量越大,那么发生这一现象的原因是电源线太细,选项C符合题意.
2. 如图甲所示是便携式封口机,工作时利用电流的 效应使发热电阻温度快速升高,从而熔化塑料实现封口。如图乙所示是其原理电路图,若电源电压是4.5V,发热电阻R的阻值为1.5Ω,闭合开关,则10s内封口机会产生 J的热量。若封口时因温度不够塑料袋总是粘连效果不好,应将发热电阻换成阻值更 (选填“大”或“小”)的电阻。
【答案】 热 135 小
【详解】便携式封口机工作时将电能转化为内能,是利用电流的热效应实现高温封口。
通过发热电阻R的电流
发热电阻10s内产生的热量
若封口时因温度不够塑料袋总是粘连效果不好,说明电阻发热过少,当电源电压不变、通电时间一定时,由可知,要增大电阻产生的热量,可减小发热电阻的阻值,即应将发热电阻换成阻值更小的电阻。
3.(2023·闵行·一模)小明将图所示烧瓶中的电阻丝取出并晾干,用伏安法测该电阻丝的阻值。器材有电源、电流表、电压表、“20Ω 2A”字样的滑动变阻器、开关及导线若干。连接电路后闭合开关,移动滑片到某位置时发现滑动变阻器冒烟并闻到焦糊味,两电表示数均为零。小明更换了规格相同的滑动变阻器重新进行实验,将实验数据填入表中。
实验次数
U/伏
I/安
R/欧
1
0.2
0.24
0.83
2
0.5
0.54
0.92
3
0.6
0.60
1.00
①“伏安法测电阻”的实验原理是: 。
②试分析滑动变阻器冒烟的原因: 。
③判断电源电压的最大值为 伏。
④小明分析表中数据发现,电阻丝的电阻值逐渐变 ,其主要原因可能是 。
【答案】 R=U/I 电路电流超过滑动变阻器最大允许通过电流2A,熔断了 5 大 随着电阻丝两端电压和通过电流的增大,电阻丝温度升高,自身电阻变大
【详解】①由欧姆定律推导式可知,伏安法测电阻的原理是R=U/I。
②电路中电流过大,超过滑动变阻器最大电流,产生的电热过多,烧坏了滑动变阻器电阻丝绝缘层,最后烧断电阻丝,造成滑动变阻器冒烟,并闻到焦糊味,导致两电表示数均为0,所以滑动变阻器冒烟的原因是电路中的电流过大,超过了滑动变阻器的最大电流。
③分析表中数据可知,当电路中的电流最小为0.24A时,电阻丝两端的电压为0.2V,此时滑动变阻器接入电路的阻值为最大值20Ω,根据串联电路电压和欧姆定律可得,电源电压为
U=UR+U滑=UR+IR滑=0.2V+0.24A×20Ω=5V
故电源电压的最大值为5V。
④分析表中第四列数据发现,电阻丝的电阻值逐渐变大。分析表中第二、三列数据发现,电阻丝两端电压越高,电流越大,由P=UI可知,电功率越大,则电阻丝的温度越高,因此其主要原因可能是电阻丝的电阻值随温度的升高而增大。
4.如图所示,电阻丝R1≠R2=R3,甲、乙两个烧瓶中装的是煤油,丙烧瓶中装的是水,且甲、乙、丙三个相同的烧瓶中液体的质量都相等。
(1)在探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”时,可通过 两个烧瓶中液体温度升高情况进行判断。
(2)在探究“水和煤油吸热能力强弱”时,若通电时间相同,______(填“A”或“B”),则说明水的吸热能力强。
A.水的温度升高得快 B.煤油的温度升高得快
(3)利用上述实验装置 (填“能”或“不能”)探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
【答案】(1)甲、乙;(2)B;(3)能
【详解】(1)探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”时,因为要比较吸收热量的多少,所以应选择相同的液体,故应选择甲、乙两个烧瓶中液体温度升高情况进行判断。
(2)通电时间相同,说明吸收热量相等,煤油的温度升高得快,则煤油的吸热能力弱,水的温度升高得慢,说明水的吸热能力强,故选B。
(3)要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,需要控制电阻不变,改变电流;电路中有滑动变阻器,可以通过移动滑动变阻器的滑片改变电路中的电流,所以利用该实验装置能究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
5. (2024·徐汇·二模)图(a)是某电热水壶,其内部简化电路如图(b)所示。将它接入家庭电路中,电压U为220伏,正常工作时加热电阻R1的阻值为40欧。
(1)求正常工作时通过电热水壶的电流I1。
(2)现需在电路中再接入一个指示灯L,要求:闭合开关S,加热电阻R1工作的同时指示灯L亮起,说明电热水壶正在加热。
已知指示灯L的电阻R2阻值为100千欧。请通过计算判断指示灯L能否串联接入电路,并求出通过指示灯L的电流I2。
【答案】(1)5.5A;(2)不能,2.2×10-3A
【详解】(1)正常工作时通过电热水壶的电流为
(2)若指示灯L能否串联接入电路,则电路中的总电阻为
电路的总功率为
根据可知,电功率过小,产生的电热就越少,无法使电热水壶正常工作。故指示灯应并联接入电路中,通过指示灯L的电流为
6. (2022·闵行·二模)小兰了解到电流通过电阻丝时会产生热量,于是设计了如图(a)所示的实验。她先用图(b)中的烧瓶甲进行实验,闭合开关S移动滑片到中点位置时,记录烧瓶内煤油的初始温度为24℃。她每五分钟记录一次温度计的示数,实验数据如下表所示。
实验序号
1
2
3
4
末温/℃
27
30
32
34
通电时间/分钟
5
10
15
20
①当电阻丝产生热量时,电能转化为内能,这是通过 来实现的;
②若小兰研究液体吸收热量与升高温度的关系时,设每分钟煤油吸收的热量相等,分析表格中数据及相关条件,可得的初步结论是: ;
③断开开关,小兰用烧瓶乙替换烧瓶甲接入电路中,且保持滑片位置不变,她闭合开关后发现水温从24℃升高到34℃时,通电时间比煤油的长,这说明 的吸热本领弱,请计算此过程中水所吸收的热量Q吸 。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 电流做功 通电时间越长,电阻丝产生的热量越多 煤油 6.72×103
【详解】①当电阻丝产生热量时,电流做功,将电能转化为内能,故可知这是通过电流做功来实现的。
②由表中数据可知,通电时间越长,液体吸收热量越多,温度升高越大,故可得的初步结论是:通电时间越长,电阻丝产生的热量越多。
③因水和煤油的质量相等,升高相同的温度时,水通电时间比煤油长,说明水吸收的热量比煤油多,故说明煤油的吸热本领弱。
由Q=cmΔt可得,此过程中水所吸收的热量为
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×0.16kg×(34℃-24℃)=6.72×103J
通关05 家庭电路
1. 上海地区家庭电路的电压为 V,家用电热水壶与电视机是 (选填“串联”或“并联”)连接的,家庭电路中正在使用的台灯与控制它的开关之间是 (选填“串联”或“并联”)连接的,流经台灯的电流为200 (选填“A”或“mA”)。家用充电扫地机器人是一种能对地面进行自动吸尘的智能家用电器,扫地时,它的电池相当于 (选填“电源”或“用电器”)。
【答案】 220 并联 串联 mA 电源
【解析】我国的家庭电路电压是220V,上海地区也一样,为220V。
家用电热水壶与电视机工作时互不影响,所以它们是并联的。
因为开关能控制台灯的工作与否,所以它们是串联的,台灯功率一般比较小,通过的电流大约零点几安,即几百毫安,所以应为200mA。
扫地时,电池供电,其相当于电源。
2.台灯、空调是家庭常用电器,给人们生活带来了便利与舒适。
(1)上海市家庭照明电路的电压为 V;台灯与空调之间的连接方式是 。
(2)台灯正常工作时,通过其电流约为( )
A.2mA B.20mA C.200mA D.2000mA
【答案】(1) 220,并联;(2)C
【详解】(1)在我国统一规定家庭照明电路的电压为220V。家庭中各用电器需独立工作,互不影响,故台灯与空调的连接方式是并联。
(2)台灯功率通常在40W。正常工作时,通过其电流
故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
3. (2024·静安·三模)如图所示是小顾家的电能表,从中可以发现上海家庭电路电源电压为 ,他将家中所有其他用电器关闭,只让电烤炉单独工作,脉冲指示灯在1min内闪烁了30次,则电烤炉在这段时间消耗的电能是 kW·h,实际功率是 W。
【答案】 220V 0.01 600
【详解】由图可知,电能表的电压是220V,上海家庭电路电源电压为220V。
电烤炉在这段时间消耗的电能
实际功率
4. 上海地区家庭电路中,冰箱与电饭煲等家用电器正常工作的电压为 伏;如图所示,“拖线板”上每个插座之间是 连接的(选填“串联”“并联”),如果这个拖线板同时给多个家用电器供电,会使 过大造成安全隐患。
【答案】 220 并联 电流
【详解】我国家庭电路电压220V,冰箱与电饭煲等家用电器并联接入电路正常工作,所以电压为220伏。
如图所示,每个插座之间是并列接入电路,所以每个插座之间是并联连接。
如果这个拖线板同时给多个家用电器供电,会使这个拖线板过载,导致电流过大引起火灾,造成安全隐患。
5.(2024·崇明·一模)我们的日常生活已经离不开电,究竟什么是电?如何注意安全用电?怎样利用所学的电学知识解释生活中的电现象,以达到学以致用的目的!下表一是不同情况下各类电压大小的比较,下表二是一些常见物体的电阻大小,请完成下列问题。
(1)我们的日常生活已经离不开电,但若不注意用电安全,会发生触电!这里的“电”是指 (选填“电荷”、“电子”、“电源”或“电流”);
(2)通过以上两表中的信息,可得出人体安全电流约为 安;
(3)一般情况下,当1毫安左右的电流通过人体时,会产生麻的感觉;电流超过10毫安,人会感觉到剧痛,甚至出现神经麻痹,呼吸困难,有生命危险。而日常我们做实验时,经常会出现如图所示的情况,电源为2节新干电池,电路中通过小灯的电流约为0.3安即300毫安,为什么这种情况下人却没有危险?请在答题卡电路图上补充画出此时(人两手接触电路后)完整的电路图 并分析原因 。
【答案】 电流 2.4×10-3 见下图 见解析
【详解】(1)目前所说的触电,是指一定强度的电流流过人体所引起的伤害事故。
(2)由表中信息可知,人体的安全电压不高于24V,人体的电阻约10千欧,则人体安全电流约为
(3)人两手接触电路后,此时人体相当于一个电阻与小灯并联,电路图如图所示:
此时人体相当于一个电阻与小灯并联,电源电压为3伏,通过人体的电流约为3×10-4安即0.3毫安,低于人体安全电流,所以人没有危险。
1.如图所示的电路中,电源电压不变,移动滑动变阻器R1的滑片P,当电流表的示数变化范围为1~1.3A时,电压表的示数变化了3V,则该定值电阻R2所消耗功率的变化范围是( )
A.3~3.9W B.3~5.07W C.3.9~10W D.10~16.9W
【答案】D
【详解】R1与R2串联,电压表串联R2电压,电流表串联电路电流。根据欧姆定律可得:当电路中的电流时,电压表的示数
当电路中的电流时,电压表的示数
因电流表的示数变化范围为1~1.3A时,电压表的示数变化了3V,所以
解得
定值电阻R2所消耗的最小功率
定值电阻R2所消耗的最大功率
所以,该定值电阻R2所消耗功率的变化范围是10~16.9W,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.两个完全相同的电阻R1和R2分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图所示。以下说法正确的是( )
A.甲、乙两图中通过R1的电流之比为
B.甲、乙两图中R2两端电压之比为
C.甲、乙两图总电阻之比为
D.甲、乙两图的总功率之比为
【答案】D
【详解】A.根据并联电路电压的规律,在甲图中R1两端电压为U,乙图中R1两端电压为
故甲、乙两图中R1两端电压之比为1:1,根据欧姆定律,甲、乙两图中通过R1的电流之比为1:1,故A错误;
B.根据并联电路电压的规律,在甲图中R2两端电压为U,乙图中R2两端电压为
故甲、乙两图中R2两端电压之比为1:1,故B错误;
C.根据串并联电路总电阻的规律,甲、乙两图中R1=R2,等效电阻之比为
故C错误;
D.甲、乙两图的总功率之比为
故D正确。故选D。
3. 图(a)、(b)所示是某家用微波炉及其铭牌。小金对微波加热食物的原理感到好奇,查阅资料后得知:(a)水分子会发生振动,振动的固有频率为2450MHz(1MHz=106赫兹),若受到频率相同或相近的波激发,水分子的热运动会加剧;(b)微波的振动频率为300MHz~300000MHz,可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,但遇到金属就会发生反射。
(1)该微波炉正常工作0.2小时,耗电 度;
(2)结合所学知识及上述信息,简述微波加热食物的原理 ;
(3)若要加热牛奶到60℃左右,应将牛奶倒入( )中,再放入微波炉加热。
A.耐高温的玻璃杯
B.耐高温的不锈钢杯
C.耐热温度50℃的一次性纸杯
【答案】(1)0.16;(2)见解析;(3)A
【详解】(1)已知微波炉的额定电功率是800W,则微波炉正常工作0.2小时,消耗的电能为
(2)食物中含有水分子,微波炉的微波频率与水分子固有频率相近,水分子受到频率相近的微波激发,水分子热运动加剧,内能增加,温度升高,所以微波可以加热食物。
(3)根据题意知道“微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,但遇到金属就会发生反射”,所以,要加热牛奶时,不能将其放入不锈钢杯中,要加热牛奶到60℃左右,所以不能放入耐热温度50℃的一次性纸杯,因此,需要把牛奶倒入耐高温的玻璃杯中,再放入微波炉加热,故A符合题意,BC不符合题意。故选A。
4. (2025·杨浦·一模)如图是一个加热器的模拟电路,电路中两电阻的阻值R1小于R2。该加热器通过控制开关S1、S2的断开或闭合,来实现三种不同挡位工作,表记录的是该加热器的部分挡位工作电流,其中低温挡工作电流最小,高温挡工作电流最大。
(1)请判断:当加热器处于低温挡,应闭合开关 ;请计算此时电路的电阻R低。
(2)分析并求出加热器处于中温挡工作时电流I以及电路的电阻R中的阻值。
【答案】(1)S2;220Ω;(2)4A;55Ω
【详解】(1)由图可知,当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的特点可知,此时电路中的总电阻最小,由P=U2/R可知,电路中的总功率最大,加热器处于高温挡;由于R1<R2,则当开关S2闭合、S1断开时,只有R2工作,电路中的电阻最大,功率最小,加热器处于低温挡;当开关S1闭合、S2断开时,只有R1工作,加热器处于中温挡。
由表格数据可知,加热器低温挡时电路中的电流
由欧姆定律可知,低温挡时电路中的电阻
(2)根据并联电路的电流特点可知,加热器处于中温挡工作时电流
中温挡时电路的电阻
5.(2025·徐汇·二模)小敏发现,在冬天的户外,把手机一直放在羽绒服的内袋里和一直挂在外面相比,手机的工作时间有明显差异,她为此查阅相关资料得知:(1)羽绒服有良好的保暖效果,在零下20℃的环境中,体感温度可以保持在25℃左右;(2)自己手机使用的是额定容量为1600mAh的锂电池,且该款锂电池在工作负载稳定的情况下,放电容量、放电时间与环境温度的具体变化关系见表1。
表1
环境温度(℃)
放电容量(mAh)
放电时间(s)
30
1554
5040
25
1510
4980
5
1501
4260
-5
1382
3780
-15
1145
3240
(1)分析比较表中数据可知:随着环境温度的降低,放电容量会 (选填“升高”“不变”或“降低”),放电时间会 (选填“变长”“不变”或“变短”)。
(2)小敏计划冬季去“尔滨”旅游,当地气温为零下20℃左右,为了尽量延长手机的工作时间,她应该把手机 (选填“A”或“B”),理由是: 。
A.放在羽绒服内袋里,尽量贴近皮肤
B.挂在羽绒服外面,尽量保持通风
【答案】(1)降低,变短;(2) A,见解析
【详解】(1)分析比较表中数据,环境温度越低,电池的放电容量越小,放电时间越短;可知结论:随着环境温度的降低,放电容量会降低,放电时间会变短。
(2)由以上结论可知,为了尽量延长手机的工作时间,应使手机所处的环境温度较高,即她应该把手机放在羽绒服内袋里,尽量贴近皮肤,故选A;理由是:手机随工作环境温度的越高工作时间越长;羽绒服有良好的保暖效果,在零下20摄氏度的环境中,体感温度可以保持在25摄氏度左右,高于户外零下20摄氏度。
6.(2025·松江·二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,滑动变阻器R2上标有“1安”字样,电压表表盘如图(b)所示。
(1)若电阻R1两端的电压为6伏,通过R1的电流为0.4安,求通电10秒钟电流通过电阻R1所做的功;
(2)若R1的阻值为10欧,移动变阻器的滑片,发现电路中最小的电流为0.3安,求变阻器R2允许接入电路的最大电阻;
(3)在保证电路安全工作的前提下,移动变阻器R2的滑片时,发现滑片不能移到变阻器的任意一端,电压表示数的最大变化量为12伏,求R1的阻值。
【答案】(1)24J;(2)50Ω;(3)15Ω
【详解】(1)由图可知,R1、R2串联,电压表测R2两端的电压,通电10秒钟电流通过电阻R1所做的功为
(2)当电路中最小的电流为0.3A,电路的总电阻为
变阻器R2允许接入电路的最大电阻为R2max=R总-R1=60Ω-10Ω=50Ω
(3)因为滑动变阻器的滑片不能移到滑动变阻器最大阻值一端,所以电压表的最大示数为U2大=15V
电压表示数的最大变化量为12V,则电压表的最小示数为
则R1两端的最大电压为
因为滑动变阻器的滑片也不能移到最小端,所以电路中的最大电流为滑动变阻器允许通过的最大电流,即电路中的最大电流为I大=1A,则R1的阻值为
7.在图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“20 2A”字样。闭合电键后,当滑动变阻器的滑片P在中点位置时,电流表A1的示数为1.1安,电流表A2的示数为0.6安。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R1的阻值;
(3)滑动变阻器R2工作时消耗的最小功率。
【答案】(1)6V;(2)12;(3)1.8W
【详解】(1)由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测滑动变阻器所在支路电流,根据欧姆定律和并联电路电压的特点可知,电源电压为
(2)根据并联电路电流的规律可知,通过定值电阻的电流为I1=I-I2=1.1A-0.6A=0.5A
电阻R1的阻值为
(3)根据P=U2/R可知,当滑动变阻器阻值最大时,消耗的功率最小,则
8.(2024·上海·模拟预测)在如图甲所示的电路中,电源电压6V保持不变,滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,闭合开关S后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.2A。求:
(1)定值电阻R1的阻值。
(2)10s内通过滑动变阻器R2的电流所做的功。
(3)将R1和R2按图乙所示的电路连接,电源电压不变并闭合开关S,求图甲电路消耗的最小功率与图乙电路消耗的最大功率的比值。
【答案】(1)10Ω;(2)8J;(3)
【详解】(1)由图甲可知,电阻R1和R2串联,电压表测R1的电压,电流表测电路的电流,由题意得定值电阻R1的阻值
(2)根据串联分压原理可知滑动变阻器R2分到的电压为
则10s内通过滑动变阻器R2的电流所做的功
(3)由P=U2/R可知甲图中当滑动变阻器的电阻最大,功率最小,则最小功率为
乙图中电阻R1和R2并联,由可知当滑动变阻器的电流最大为1A时,电路中的电流最大,此时功率最大,则此时流过R1的电流为
根据并联电路电流的特点可得此电路的最大功率为
图甲电路消耗的最小功率与图乙电路消耗的最大功率的比值为
9.小顾做“测定小灯泡电功率”的实验。现有电源、待测小灯(标有“2.5V”字样、额定功率在1瓦以上)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关以及导线若干。她正确串联实验器材,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,移动变阻器的滑片,发现电流表示数变化范围为0.06A~0.2A、电压表示数变化范围为0~1.2V,小灯始终无法正常发光。
(1)该实验的实验原理是 。
(2)请在方框内画出小顾连接的实验电路图 。
(3)请说明实验中小灯始终无法正常发光的原因并说明理由 。
(4)经过思考,她得出原因。对实验器材进行了适当调整,并重新正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关,移动滑片,观察到 ,小灯正常发光。记录下此时两电表示数……。
【答案】(1)P=UI;(2)见下图;(3)见解析;(4)电压表的示数为2.5V
【详解】(1)测定小灯泡电功率的实验,需要测量小灯泡两端的电压和通过的电流,然后计算小灯泡的电功率,因此实验原理是P=UI。
(2)他正确串联实验器材,然后将电压表并联在电路中。闭合电键,移动变阻器的滑片,发现电流表示数变化范围为0.06A~0.2A、电压表示数变化范围为0~1.2V,可知电压表并联在变阻器两端了(若并联在灯的两端电压不可能为0),小明实验时的电路图如图所示:
(3)小灯始终无法正常发光,即包括当变阻器连入电路中的电阻为0时,电源电压全部加在灯的两端,小灯泡两端电压也达不到它的额定电压,说明电源电压小于灯泡的额定电压。
(4)正确连接电路,电压表应并联在灯泡两端,灯泡的额定电压为2.5V,因此闭合开关,移动滑片,观察到电压表的示数为2.5V时,小灯正常发光。
10. (2025·松江·二模)小松同学做“测小灯泡的电功率”实验,他将电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、待测小灯(如图所示)、滑动变阻器、电流表、开关串联,并将电压表并联入电路。闭合开关,移动变阻器滑片,记录的部分数据及现象见表2。
表2
序号
电压表示数
(伏)
电流表示数
(安)
电压表示数与电流表
示数的比值(欧)
1
0.22
10
2
1.7
0.24
(1)小松判定小灯正常发光的依据是 ;
(2)实验中,电压表并联在 两端(选填“小灯”或“滑动变阻器”),理由是 ;
(3)根据相关信息计算出电源电压U 、小灯泡的额定功率 。(需写出主要推理和计算过程)
【答案】(1)电流表示数为0.22A;(2)滑动变阻器;见解析;(3)见解析,见解析
【详解】(1)根据上图知,灯的额定电流为0.22A(额定电压不小于3.0V),小松判定小灯正常发光的依据是电流表示数为0.22A。
(2)根据表中数据可知,第1次实验时电流表示数I=0.22A
而电压表示数与电流表示数的比值(即电阻)为10Ω,所以第1次实验时电压表示数
两次实验相比,第2次实验时电路的电流变大,灯的电压应变大,变阻器的电压应变小,故实验中,电压表并联在滑动变阻器两端。
(3)根据表中第1组数据可知,电源电压不小于U1=2.2V+3.0V=5.2V
而小于U2=2.2V+4.0V=6.2V
电压为1.5伏的整数倍且保持不变,故电源电压只能为U=6V
在第1次实验中,可知灯的额定电压为U额=6V-2.2V=3.8V
灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.22A=0.836W
命题点01 电功 电功率
1.(2024·上海·中考真题)如图所示是电烙铁工作的原理图。它正常工作时,两端的电压为220伏。在预热状态时,通过它的电流较小;在加热状态时,通过它的电流较大,则下列选项中正确的是( )
A.闭合开关S,此时小灯熄灭,处于预热状态
B.断开开关S,此时小灯发光,处于加热状态
C.闭合开关S,此时小灯发光,处于预热状态
D.闭合开关S,此时小灯熄灭,处于加热状态
【答案】D
【详解】由电路图可知,断开开关S,时,R与L串联,小灯发光,电路中电阻较大,电流较小,由P=U2/R可知此时电功率较小,处于预热状态;闭合开关S,灯泡被短路,灯熄灭,电路为只有R的简单电路,电路中电阻较小,电流较大,由P=U2/R可知此时电功率较大,处于加热状态,故ABC错误,D正确。故选D。
2.(2025·上海·中考真题)小物同学家的一个电器上标有“220V 440W”,则此用电器正常工作时的电压为 伏,使用时将 转化为内能。
【答案】 220 电能
【详解】电器上标有“220V 440W”,则此用电器额定电压为220V,即正常工作时的电压为220V。
用电器工作时将电能转化为其它各种形式的能量,则此用电器使用时将电能转化为内能。
3.(2025·上海·中考真题)物理王同学家的一个电器上标有“220V 440W”,则此用电器正常工作时的电压为 伏,使用时将 转化为内能。
【答案】 220 电能
【详解】用电器上标“220V 440W”,其中 “220V”是该用电器的额定电压,即此用电器正常工作时的电压为 220伏。该电器工作时消耗电能,将电能转化为其他形式的能。
命题点02 电功率综合计算
4. (2024·上海·中考真题)在下图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,电源电压为15V。
①求此时通过电阻R1的电流I1。
②把滑动变阻器R2与电流表(量程为0-0.6A)以某种方式接入电路中,发现电路中最小电功率为27W。
a. 判断电阻R1与电阻R2的连接方式,并说明理由。
b. 求电路中滑动变阻器的最大阻值Rmax。
c. 求电路中的最大电功率Pmax。
【答案】①1.5A;②a. 并联,理由见解析;b.50Ω;c. 31.5W
【详解】①求此时通过电阻R1的电流I1为
②根据电路中最小电功率有
所以连接方式是并联。
通过滑动变阻器的最小电流I2min=I总min-I1=1.8A-1.5A=0.3A
滑动变阻器的最大阻值R2max为
③通过滑动变阻器的最大电流I2max=0.6A
所以干路中的最大电流I总max=I1+I2max=1.5A+0.6A=2.1A
电路中的最大电功率Pmax为
P总max=UI总max=15V×2.1A=31.5W
5.(2025·上海·中考真题)在图示电路中,电源电压保持不变,电压表示数为6伏,电阻R1阻值为6欧。
(1)现在将一个R2接入电路中,若两电表示数都改变,则电压表与电流表的乘积 (选填“变大”、“不变”、“变小”),请画出此时的电路图 ;
(2)现在将一个R2接入电路中,若只有一个电表的示数改变,且电压表与电流表的乘积的变化量为4.5瓦,求R2的阻值。
【答案】(1)变小,见下图;(2)8Ω或18Ω
【详解】(1)由于将一个R2接入电路中,两电表示数都改变,所以不能将电阻R1与R2并联,否则电压表示数不变;所以将电阻R1与R2串联,不能用电压表测量电阻R1与R2两端的总电压,否则电压表示数不变,故电阻R1与R2串联,电压表测量电阻R1两端电压,电流表测量串联电路中电流;由串联分压特点可知,电压表示数变小;由于电路中总电阻变大,所以电路中电流变小,则电压表与电流表的乘积变小;此时的电路图如下图所示:
(2)①将一个R2接入电路中,若只有一个电表的示数改变,则可以将电阻R1与R2并联,电压表示数不变,电流表测量干路中电流,则电压表与电流表的乘积的变化量为电阻R2的电功率
解得R2=8Ω
②将一个R2接入电路中,若只有一个电表的示数改变,则可以将电阻R1与R2串联,电压表测量电阻R1与R2两端的总电压,电压表示数不变,电流表测量串联电路中电流,则电压表与电流表的乘积的变化量为
解得R2=18Ω
命题点03 测小灯泡电功率
6.(2025·上海·中考真题)物理兴趣小组小徐同学在做“测定小灯泡的电功率”实验,现有2个电源(电源电压未知)、2个滑动变阻器分别标有A:“10Ω 2A”、B:“20Ω 2A”字样、以及待测小灯(标有“6.0V”字样)、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐正确串联连接电路,将滑动变阻器A的滑片移至最大阻值处,闭合开关S后,此时电压表示数、电流表示数如图所示。
(1)补全实验电路图。
(2)电压表所示示数为 伏。
(3)小徐仅更换电源与滑动变阻器,重新实验,记录数据如下表,其中有一组数据,小灯泡正常发光。请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。(需写出主要推理和计算过程)
实验序号
电流表示数(安)
电压表示数(伏)
1
0.38
6.5
2
0.46
5.5
3
0.52
4.5
4
0.54
4.0
【答案】(1)见下图;(2)6.5;(3)见详解
【详解】(1)“测定小灯泡的电功率”实验中,将电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表串联,由图可知,电压表选择0~15V量程,分度值为0.5V,电压表示数为6.5V;由图可知,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.54A;滑动变阻器A的滑片移至最大阻值处,最大阻值为10Ω,则滑动变阻器两端电压
则电压表示数为6.5V,测量的是灯泡两端电压,如图所示:
(2)由图可知,电压表选择0~15V量程,分度值为0.5V,电压表示数为6.5V。
(3)电压表示数为6.5V,电流表示数为0.54A时,灯泡电压超过小灯泡的额定电压;由表中数据可知,电流表示数为0.54A时,电压表示数为4V,由于通过灯泡的电流为0.54A时,灯泡两端电压为6.5V,则电压表测量滑动变阻器两端电压,则电源电压
由表中数据可知,电压表示数为4.5V时,灯泡两端电压为6V,电流表示数为0.52A,小灯泡正常发光,则小灯泡的额定功率
P额=U额I额=6V×0.52A=3.12W
7.(2024·上海·中考真题)物理王兴趣小组的同学小徐和小王做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电源电压未知且不变)、滑动变阻器两个分别标有A:“5Ω 3A”、B:“20Ω 2A”字样,待测小灯(标有“2.5V”字样)、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐选取其中一个变阻器进行实验,将电流表串联在电路中,将电压表并联在待测小灯泡两端,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;闭合开关S后,此时电压表如图所示,他发现无法继续实验。小王选取另一个变阻器进行实验,并将电压表并联在电路中某处;移动滑片,进行实验,记录数据如下表,并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。
物理量
实验序号
电压U(伏)
电流I(安)
1
3.0
0.22
2
2.0
0.28
3
1.5
0.30
①测定小灯泡电功率的实验原理是 ;
②请通过以上信息判断,小王同学所选滑动变阻器规格为 ,电压表并联在 两端(选填“电源”或“待测小灯泡”或“滑动变阻器”);
③请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。(需写出主要推理和计算过程)
【答案】 P=UI 20Ω 2A 滑动变阻器 0.7W
【详解】(1)测定小灯泡电功率的实验原理是P=UI。
(2)根据表格中的数据分析可知:电路中的电流越大,电压表的示数越小,所以电压表并联在滑动变阻器两端。 由表中数据可知,当电路中的电流为0.22A时,滑动变阻器两端的电压为3V, 由欧姆定律可得,实验中变阻器连入电路中的电阻
故选择的滑动变阻器B;
(3)因为小徐电路将滑片移至阻值最大处,所以R滑1=5Ω,由电压表示数可得U灯=3V。由小王的序号3数据可知,U3=1.5V,I3=0.3A时,小王电路中
此时小徐所接电路和小王3号电路一致,则电源电压
U总=U灯+U3=3V+1.5V=4.5V
由2号数据知U2=2V时
U灯=U总-U2=4.5-2V=2.5V=U额
所以小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.28A=0.7W
8.(2023·上海·中考真题)物理王兴趣小组的同学小徐做“测小灯泡电功率”的实验,他将电源(电源电压为2伏的整数倍)、待测小灯(额定电压为2.5伏)、滑动变阻器(A:20Ω 2A和B:10Ω 2A各一个)、电流表、开关串联。并将电压表并联入电路,最后完成了实验。实验时,他将电压表的示数UV,电流表的示数IA,以及两者的比UV /IA记录下来,表格中为部分数据。
序号
UV(伏)
IA(安)
UV /IA(欧)
1
3.0
0.18
2
2.5
0.26
3
5
①此实验的实验原理: ;
②通过计算说明,小徐选的滑动变阻器是: ;
③求出小灯的额定电功率 (需写出主要计算过程)。
【答案】 P=UI 见解析 0.75W
【详解】①“测小灯泡电功率”的实验原理是测出小灯泡两端的电压跟通过的电流,再根据P=UI计算出灯泡的电功率,即实验原理是P=UI。
②由表中序号1和序号2的数据可知,电压表的示数减小,电流表的示数增大。如果电压表并联在小灯泡两端,当滑动变阻器的电阻增大时,电流表的示数减小,电压表的示数也减小,与表中数据矛盾,故电压表并联在滑动变阻器两端。由序号1的数据可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
故小徐选的滑动变阻器是A。
③根据串联电压规律可知,又因为小灯泡的额定电压是2.5V,则
为了小灯泡的安全,小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压,故电源电压小于5V;而电源电压为2V的整数倍,故电压源电压为4V。当电压表的示数为3V、2.5V时,小灯泡都不能正常发光,所以小灯泡正常发光时应是序号3的数据,由UV /IA =5Ω可知,此时滑动变阻器的电压
电路中的电流
小灯的额定电功率
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专题09 电功率与家庭电路(专项训练)
目 录
01·趋势领航练 1
02·考点通关练 4
基础通关 4
通关01 电功 4
通关02 电功率 7
通关03 测量小灯泡的电功率 9
通关04 焦耳定律 11
通关05 家庭电路 14
能力通关 15
03·真题诊断练 19
1.【新情景·电功与电功率的应用】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.【新考法·灯泡的实际功率问题】(24-25九年级下·浦东新区·阶段练习)如图所示,灯泡A、B内的灯丝由相同材料制成,串联接入电路后,两灯均发光,A灯较亮,则下列不可能的情况是( )
A.A灯丝较粗、较长 B.A灯丝较粗、较短
C.A灯丝较细、较长 D.A灯丝较细、较短
3.【新考法·综合分析电功率问题】(2025·徐汇·二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2是定值电阻,两电表示数乘积为P1。用定值电阻R3替换R2后,两电表示数乘积为P2,若P1=P2,则下列判断中可能正确的是( )
①R2<R3<R1 ②R3<R2<R1 ③R2<R1<R3 ④R3<R1<R2
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
4.【新情景·焦耳定律】我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业,在手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例,华为某最新款手机不仅采用4500mh超大容量电池,并且采用“超级快充”技术,不到半小时可把电池充达一半以上,极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。
(1)表格中的电池“容量”,可由电流与 (选填“时间”或“电压”)乘积所得;
(2)有人发现,超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些,从线路安全的角度来分析快充线较粗的好处是:充电线尽可能做得粗一些,目的是 (选填“增大”或“减小”)电阻,使充电过程中导线产生的 少一些;这是因为 。
5.【新考法·电功率的多挡位问题】如图所示,是一款有“低温挡”和“高温挡”的挂烫机的工作电路图。挂烫机正常工作电压为,加热电阻,,只闭合开关时,挂烫机处于 挡。当开关、都闭合时,挂烫机正常工作1min消耗的电能为 。
6. 【新考法·电功率综合计算】(24-25九年级下·徐汇·阶段练习)在图 (a)所示的电路中,电源电压为10伏,电压表与电流表表盘如图(b)所示。将电阻R0接入MN之间,闭合开关S,通过电阻R0的电流为1安。
(1)求电阻R0的阻值。
(2)现断开开关S,取出R0,改变电源电压调整为20伏,再将电阻R1与滑动变阻器R2(标有“20Ω 2A”字样)中的一个接入MN之间,另一个串联Q处。闭合开关S,在确保电路元件均正常工作的情况下,移动滑动变阻器滑片P过程中,观察到电压表示数与电流表示数的之比发生变化,其最小值为5伏/安。
a. 判断MN之间接入的元件,并说明理由。
b. 求电阻R1的阻值。
c. 求电路总功率的最小值P最小。
7. 【新考法·电功率综合计算】(24-25九年级下·黄浦·练习)如图(a)所示的电路中电源电压为6伏且不变,R2标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S后,电压表的示数为2伏,电流表的示数为0.2安。
(1)求电阻R1的阻值。
(2)通电10秒,电流对R1所做的功W1。
(3)小王将R3、R4按(b)所示接入相同电源的电路,R3的阻值为20欧,R4标有“50 1A”。他设想通过移动变阻器R2、R4的滑片P,使(a)、(b)两电路消耗的总功率相等。请判断他的方案是否可行,并说明理由。
8.【新情景·测定小灯泡电功率】(2025·杨浦·三模)小杨做“测定小灯泡电功率”实验,他将电源(电压稳定不变)、待测小灯泡(标有“3.5V”字样)、电流表、开关串联,再将电压表并联在电路中。闭合开关后,小杨观察到小灯泡亮度较亮,计算了电压表示数与电流表示数的乘积(即电功率),并记录在表中的序号1处。小杨思考后,认为仅利用上述器材无法完成实验。他从实验室中选用一个滑动变阻器,与原器材一起重新连接后进行实验,并将观察到的两电表示数及计算出的两电表示数乘积记录在表中的序号2、序号3和序号4处,其中有一组数据是在小灯泡正常发光时记录的,表中呈现了上述实验的部分数据。
序号
电压(伏)
电流(安)
电功率(瓦)
1
1.20
2
1.5
3
0.14
4
0
0.3
(1)请说明小杨在电路中接入滑动变阻器的理由。
(2)请画出小杨重新实验时的电路图。
(3)求小杨实验用电源电压U。(写出主要的计算或分析过程)
(4)求小灯泡的额定功率P额。(写出主要的计算或分析过程)
通关01 电功
1. 关于电功,下列说法不正确的是( )
A.电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B.电流做功的过程就是消耗电能的过程
C.用电能表可以测量电流做功的多少
D.电流越大,电流做功就一定越多
2.如图是某家庭电路所用电能表,则下列说法中正确的是( )
A.1kW·h等于3.6×105J
B.电能表是计量电流的仪器
C.该电能表的额定最大电流为10A
D.电能表转盘转过600转,接在这个电能表上的用电器消耗电能0.5kW·h
3.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.给充电宝充满电,可以存储1.8×103 kW·h的电能
C.充电宝上的二极管指示灯是利用半导体材料制作的
D.给充电宝充电时,充电宝相当于电路中的电源
4.普通的钨丝白炽灯泡的发光效率比较低,而目前市场上流行的节能灯的发光效率就比较高,但是节能灯的价格比较贵,人们常常为选择哪一种灯而举棋不定。下表列举了某种型号的白炽灯和节能灯的部分数据:
功率(瓦)
寿命(时)
单价(元)
每度电费(元)
白炽灯
60
1200
1.22
0.61
节能灯
10
5000
36.6
0.61
已知上述两种灯泡正常工作时的发光亮度相同,如果纯粹从经济角度出发,要想让使用节能灯更合算的话,最少使用的时间为( )
A.1080小时 B.1120小时 C.1160小时 D.1200小时
5. 如图(a)所示的电蚊拍,具有灭蚊和照明功能,电路设计简化为如图(b)所示。只有灭蚊网通电起到灭蚊作用时,需要闭合的电键是 。若只有灭蚊网工作时电路中的总电阻为R,灭蚊网与灯同时工作时电路中的总电阻为R',则R R'(选填“大于”“等于”或“小于”)。若电蚊拍工作电压为4伏,通过灯的电流为0.3安,通电10秒钟,小灯消耗的电能为 焦。
6. 周六的晚上,小明的妈妈打开电视机播放新闻,然后用电热水壶烧水,刚洗完澡的小明正在用电吹风吹头发。
(1)电视机与电热水壶是 的(选取“串联”或“并联”),它们的工作电压为 伏。它们正常工作时,通过电视机的电流 通过电热水壶的电流(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)电吹风可以实现冷风和热风两个档位,电动机工作时吹冷风,电动机和电热丝R同时工作时吹热风,电热丝不可以单独工作。符合实际情况的电路是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20欧。当电键断开时,电流表示数为0.2安;当电键闭合后,电流表示数为0.5安。求:
(1)电源电压为多大?
(2)电阻R2的阻值。
(3)通电2分钟,电流通过R1所做的功。
8. 如图,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”,电源电压恒定为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片开某一位置时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2V。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)此时的滑动变阻器通电1min消耗的电能;
(3)为保证电路安全,通电10秒内,电阻R1上允许消耗电能的范围。
通关02 电功率
1. 家用电器中微波炉正常工作时的电流最接近于( )
A.0.03安 B.0.3安 C.3安 D.30安
2.甲、乙、丙三根镍铬合金丝,S甲=S乙<S丙,L乙>L甲 = L丙,若任取两个导体串联或并联在同一个电源上。下列关系正确的是( )
A.若将甲、乙两导体串联在某电源两端,则甲两端的电压大
B.若将甲、丙两导体串联在某电源两端,则丙的功率大
C.若将乙、丙两导体并联在某电源两端,则通过乙的电流大
D.若将甲、乙两导体并联在某电源两端,则乙的功率小
3.品牌电火锅如图(甲)所示。其简化电路如图(乙)所示。R1、R2为阻值一定的电热丝(R1<R2)。通过开关S1、S2的断开或闭合,可以让电火锅在不同的挡位工作。该电火锅工作时,电流越大,电功率 (选填“越大”、“不变”或“变小”),挡位越高,温度越高。则该电火锅有 个挡位。只闭合开关S1时的功率 (选填“高于”、“等于”或“低于”)只闭合S2时的功率。
4. (2025·徐汇·二模)在图(a)所示的电路中,电流表A1、A的表盘均如图(b)所示,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样。
(1)求开关S闭合后电流表A1的示数;
(2)在不损坏电路元件的情况下,调整滑片位置,求R2消耗的最大功率及此时R2连入电路的阻值。
5. 如图(a)所示,将电阻R1与R2串联在电源电压U为16伏的电路中,已知R1=4欧,通过电路的电流I为1.6安;若将这两个电阻并联在电压U′为6伏的电路中,如图(b)所示,通过干路的电流I′为2.5安,求:
(1)串联电路中,R1两端的电压;
(2)并联电路中,通过R2的电流;
(3)若用电阻R0替换R1或R2中的一个,要求使R0在串联与并联电路中消耗的电功率相等,求出替换电阻的值。
6. 某实验小组同学通过实验探究串联电路中两个电阻消耗电功率的变化规律。他们按图所示连接电路,电源电压保持不变,定值电阻R1为20欧。实验时,他们多次改变滑动变阻器滑片的位置,并读出各电表的示数,分别用公式计算出变阻器接入电路的电阻R2、R1消耗的电功率P1、R2消耗的电功率P2,并将计算结果及相关数据记录在下表中。
实验序号
R1()
R2()
P1(W)
P2(W)
1
20
100
0.18
1.03
2
80
0.29
1.15
3
60
0.45
1.35
4
40
0.79
1.61
5
30
1.16
1.73
6
20
1.80
1.80
7
10
3.20
1.61
8
4
4.97
1.03
(1)分析比较表中P1随R2的变化情况及相关条件,可初步得出:串联电路中,当电源电压和定值电阻R1一定时, ;
(2)分析比较实验序号 中的数据及相关条件,可初步得出:串联电路中,当电源电压和定值电阻R1一定时,变阻器接入电路的电阻越小,变阻器消耗的电功率越小;
(3)分析比较表中P1、P2的变化情况及相关条件可发现:当变阻器接入电路中的电阻R2与定值电阻的阻值R1之间满足 时,变阻器消耗的电功率将达到最大;
(4)分析比较表中P2的数据,小组同学又有新的发现。若再增加一次实验,并使R2接入电路的电阻为5欧时,可推测P2为 瓦;
(5)小组同学为了验证实验所得的初步结论,决定继续探究。他们提出了以下三个初步方案,你认为合理的是____________(选填序号)。
A.更换不同电压的电源继续实验
B.更换不同阻值的定值电阻继续实验
C.改变两个电阻的连接方式继续实验
通关03 测量小灯泡的电功率
1.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,请完成空格处的内容。
①实验原理: 。
②小华同学在实验中所用电源电压为4.5伏,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,小华观察到小灯泡上标有“2.5V”字样,当把变阻器的滑片P移至中点时,电压表的示数正好是2.5伏,则小灯泡的额定功率为 瓦。
③继续移动滑动变阻器的滑片P,电压表和电流表的示数如图2所示,这时小灯泡的实际功率为 瓦。再移动滑动变阻器的滑片P,观察到电压表和电流表示数逐渐变小,同时小灯泡不亮,则灯泡不亮的原因是 。
2.(2025·崇明·三模)某同学做“测定小灯泡的电功率”实验,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,小灯标有“2.2V”字样,所有器材均完好。他正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键后,两电表的示数如图所示,此时电流表示数为 安,电源电压为 伏;继续移动滑动变阻器的滑片,当小灯正常发光时,电流表指针与刚闭合电键时相比正好偏转了3小格,小灯正常发光时的电流为 安,小灯的额定功率为 瓦。
3.(2025·静安·二模)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“20Ω 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。
(1)小华判定小灯泡正常发光的依据是 ;
(2)通过计算说明更换后的电源电压U和小灯泡的额定功率P额。
4. (2025·金山·二模)小华做“测定小灯泡的电功率”实验,现有两个小灯泡(分别标有“2.2V 0.3A”“3.8V 0.3A”字样),滑动变阻器两个(其中A标有“10Ω 1A”字样,B标有“20Ω 1A”字样),他选择其中一个小灯泡与电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、电流表、其中一个滑动变阻器、开关串联,然后将电压表并联在电路中。小华闭合开关,移动变阻器的滑片,在草稿纸上记录了两组实验数据,如图所示。
(1)判定小灯正常发光的依据是 ;
(2)请根据相关信息求出电源电压U,并判断小华选用的滑动变阻器的规格;(需写出解答过程)
(3)小灯的额定功率为 瓦。
5.(2025·闵行·二模)小明同学做“测定小灯泡电功率”实验,所用器材齐全且完好,电源电压为4.5伏保持不变,滑动变阻器标有“20欧1安”字样,待测小灯标有“0.3安”字样。他先把电源、待测小灯、滑动变阻器、电流表和开关用导线串联连接,再把电压表并联在电路中,并将滑片移至某一端。闭合开关,移动滑片,小灯亮度发生改变,在此过程中,电路中电流能达到的最小值为0.24安,且小灯正常发光时电压表的示数如图所示。
(1)当小明观察到电流表示数为0.30安时,可以判定小灯处于 状态;
(2)请根据相关信息计算出小灯的额定功率P额。
6. 小华同学做“测定小灯泡电功率”实验,现有电源(电源电压保持不变)、待测小灯(标有“0.3A”字样)、滑动变阻器(“20Ω 2A”或“10Ω 2A”)、电流表、电压表、开关和导线若干且均完好。该同学连接电路后并按照正确步骤进行实验(相关数据标在了下图中)。闭合开关后,记录下了第一组数据(点1),此时小灯发光较暗,接着他移动滑片记录下第二组数据(点2)。经思考,小华仅更改电压表的位置,正确连接电路测得第三组数据(点3)。
(1)判断小灯正常发光的依据是 ;
(2)重新连接电路前,电压表并联在了 两端(选填“小灯泡”“滑动变阻器”或“电源电压”);
(3)计算小灯泡的额定功率P额;
(4)说明:滑动变阻器的规格不能选用“10Ω 2A”。
通关04 焦耳定律
1.小洁家购买了一台电饭锅,在使用时闻到橡胶的焦糊味,用手摸其电源线发现很热,而其它用电器仍正常工作,请你用所学的物理知识帮小洁分析一下,发生这一现象的原因是( )
A.电压太高 B.电源线太粗
C.电源线太细 D.电源线太短
2. 如图甲所示是便携式封口机,工作时利用电流的 效应使发热电阻温度快速升高,从而熔化塑料实现封口。如图乙所示是其原理电路图,若电源电压是4.5V,发热电阻R的阻值为1.5Ω,闭合开关,则10s内封口机会产生 J的热量。若封口时因温度不够塑料袋总是粘连效果不好,应将发热电阻换成阻值更 (选填“大”或“小”)的电阻。
3.(2023·闵行·一模)小明将图所示烧瓶中的电阻丝取出并晾干,用伏安法测该电阻丝的阻值。器材有电源、电流表、电压表、“20Ω 2A”字样的滑动变阻器、开关及导线若干。连接电路后闭合开关,移动滑片到某位置时发现滑动变阻器冒烟并闻到焦糊味,两电表示数均为零。小明更换了规格相同的滑动变阻器重新进行实验,将实验数据填入表中。
实验次数
U/伏
I/安
R/欧
1
0.2
0.24
0.83
2
0.5
0.54
0.92
3
0.6
0.60
1.00
①“伏安法测电阻”的实验原理是: 。
②试分析滑动变阻器冒烟的原因: 。
③判断电源电压的最大值为 伏。
④小明分析表中数据发现,电阻丝的电阻值逐渐变 ,其主要原因可能是 。
4.如图所示,电阻丝R1≠R2=R3,甲、乙两个烧瓶中装的是煤油,丙烧瓶中装的是水,且甲、乙、丙三个相同的烧瓶中液体的质量都相等。
(1)在探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”时,可通过 两个烧瓶中液体温度升高情况进行判断。
(2)在探究“水和煤油吸热能力强弱”时,若通电时间相同,______(填“A”或“B”),则说明水的吸热能力强。
A.水的温度升高得快 B.煤油的温度升高得快
(3)利用上述实验装置 (填“能”或“不能”)探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
5. (2024·徐汇·二模)图(a)是某电热水壶,其内部简化电路如图(b)所示。将它接入家庭电路中,电压U为220伏,正常工作时加热电阻R1的阻值为40欧。
(1)求正常工作时通过电热水壶的电流I1。
(2)现需在电路中再接入一个指示灯L,要求:闭合开关S,加热电阻R1工作的同时指示灯L亮起,说明电热水壶正在加热。
已知指示灯L的电阻R2阻值为100千欧。请通过计算判断指示灯L能否串联接入电路,并求出通过指示灯L的电流I2。
6. (2022·闵行·二模)小兰了解到电流通过电阻丝时会产生热量,于是设计了如图(a)所示的实验。她先用图(b)中的烧瓶甲进行实验,闭合开关S移动滑片到中点位置时,记录烧瓶内煤油的初始温度为24℃。她每五分钟记录一次温度计的示数,实验数据如下表所示。
实验序号
1
2
3
4
末温/℃
27
30
32
34
通电时间/分钟
5
10
15
20
①当电阻丝产生热量时,电能转化为内能,这是通过 来实现的;
②若小兰研究液体吸收热量与升高温度的关系时,设每分钟煤油吸收的热量相等,分析表格中数据及相关条件,可得的初步结论是: ;
③断开开关,小兰用烧瓶乙替换烧瓶甲接入电路中,且保持滑片位置不变,她闭合开关后发现水温从24℃升高到34℃时,通电时间比煤油的长,这说明 的吸热本领弱,请计算此过程中水所吸收的热量Q吸 。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
通关05 家庭电路
1. 上海地区家庭电路的电压为 V,家用电热水壶与电视机是 (选填“串联”或“并联”)连接的,家庭电路中正在使用的台灯与控制它的开关之间是 (选填“串联”或“并联”)连接的,流经台灯的电流为200 (选填“A”或“mA”)。家用充电扫地机器人是一种能对地面进行自动吸尘的智能家用电器,扫地时,它的电池相当于 (选填“电源”或“用电器”)。
2.台灯、空调是家庭常用电器,给人们生活带来了便利与舒适。
(1)上海市家庭照明电路的电压为 V;台灯与空调之间的连接方式是 。
(2)台灯正常工作时,通过其电流约为( )
A.2mA B.20mA C.200mA D.2000mA
3. (2024·静安·三模)如图所示是小顾家的电能表,从中可以发现上海家庭电路电源电压为 ,他将家中所有其他用电器关闭,只让电烤炉单独工作,脉冲指示灯在1min内闪烁了30次,则电烤炉在这段时间消耗的电能是 kW·h,实际功率是 W。
4. 上海地区家庭电路中,冰箱与电饭煲等家用电器正常工作的电压为 伏;如图所示,“拖线板”上每个插座之间是 连接的(选填“串联”“并联”),如果这个拖线板同时给多个家用电器供电,会使 过大造成安全隐患。
5.(2024·崇明·一模)我们的日常生活已经离不开电,究竟什么是电?如何注意安全用电?怎样利用所学的电学知识解释生活中的电现象,以达到学以致用的目的!下表一是不同情况下各类电压大小的比较,下表二是一些常见物体的电阻大小,请完成下列问题。
(1)我们的日常生活已经离不开电,但若不注意用电安全,会发生触电!这里的“电”是指 (选填“电荷”、“电子”、“电源”或“电流”);
(2)通过以上两表中的信息,可得出人体安全电流约为 安;
(3)一般情况下,当1毫安左右的电流通过人体时,会产生麻的感觉;电流超过10毫安,人会感觉到剧痛,甚至出现神经麻痹,呼吸困难,有生命危险。而日常我们做实验时,经常会出现如图所示的情况,电源为2节新干电池,电路中通过小灯的电流约为0.3安即300毫安,为什么这种情况下人却没有危险?请在答题卡电路图上补充画出此时(人两手接触电路后)完整的电路图 并分析原因 。
1.如图所示的电路中,电源电压不变,移动滑动变阻器R1的滑片P,当电流表的示数变化范围为1~1.3A时,电压表的示数变化了3V,则该定值电阻R2所消耗功率的变化范围是( )
A.3~3.9W B.3~5.07W C.3.9~10W D.10~16.9W
2.两个完全相同的电阻R1和R2分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图所示。以下说法正确的是( )
A.甲、乙两图中通过R1的电流之比为
B.甲、乙两图中R2两端电压之比为
C.甲、乙两图总电阻之比为
D.甲、乙两图的总功率之比为
3. 图(a)、(b)所示是某家用微波炉及其铭牌。小金对微波加热食物的原理感到好奇,查阅资料后得知:(a)水分子会发生振动,振动的固有频率为2450MHz(1MHz=106赫兹),若受到频率相同或相近的波激发,水分子的热运动会加剧;(b)微波的振动频率为300MHz~300000MHz,可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,但遇到金属就会发生反射。
(1)该微波炉正常工作0.2小时,耗电 度;
(2)结合所学知识及上述信息,简述微波加热食物的原理 ;
(3)若要加热牛奶到60℃左右,应将牛奶倒入( )中,再放入微波炉加热。
A.耐高温的玻璃杯
B.耐高温的不锈钢杯
C.耐热温度50℃的一次性纸杯
4. (2025·杨浦·一模)如图是一个加热器的模拟电路,电路中两电阻的阻值R1小于R2。该加热器通过控制开关S1、S2的断开或闭合,来实现三种不同挡位工作,表记录的是该加热器的部分挡位工作电流,其中低温挡工作电流最小,高温挡工作电流最大。
(1)请判断:当加热器处于低温挡,应闭合开关 ;请计算此时电路的电阻R低。
(2)分析并求出加热器处于中温挡工作时电流I以及电路的电阻R中的阻值。
5.(2025·徐汇·二模)小敏发现,在冬天的户外,把手机一直放在羽绒服的内袋里和一直挂在外面相比,手机的工作时间有明显差异,她为此查阅相关资料得知:(1)羽绒服有良好的保暖效果,在零下20℃的环境中,体感温度可以保持在25℃左右;(2)自己手机使用的是额定容量为1600mAh的锂电池,且该款锂电池在工作负载稳定的情况下,放电容量、放电时间与环境温度的具体变化关系见表1。
表1
环境温度(℃)
放电容量(mAh)
放电时间(s)
30
1554
5040
25
1510
4980
5
1501
4260
-5
1382
3780
-15
1145
3240
(1)分析比较表中数据可知:随着环境温度的降低,放电容量会 (选填“升高”“不变”或“降低”),放电时间会 (选填“变长”“不变”或“变短”)。
(2)小敏计划冬季去“尔滨”旅游,当地气温为零下20℃左右,为了尽量延长手机的工作时间,她应该把手机 (选填“A”或“B”),理由是: 。
A.放在羽绒服内袋里,尽量贴近皮肤
B.挂在羽绒服外面,尽量保持通风
6.(2025·松江·二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,滑动变阻器R2上标有“1安”字样,电压表表盘如图(b)所示。
(1)若电阻R1两端的电压为6伏,通过R1的电流为0.4安,求通电10秒钟电流通过电阻R1所做的功;
(2)若R1的阻值为10欧,移动变阻器的滑片,发现电路中最小的电流为0.3安,求变阻器R2允许接入电路的最大电阻;
(3)在保证电路安全工作的前提下,移动变阻器R2的滑片时,发现滑片不能移到变阻器的任意一端,电压表示数的最大变化量为12伏,求R1的阻值。
7.在图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“20 2A”字样。闭合电键后,当滑动变阻器的滑片P在中点位置时,电流表A1的示数为1.1安,电流表A2的示数为0.6安。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R1的阻值;
(3)滑动变阻器R2工作时消耗的最小功率。
8.(2024·上海·模拟预测)在如图甲所示的电路中,电源电压6V保持不变,滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,闭合开关S后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.2A。求:
(1)定值电阻R1的阻值。
(2)10s内通过滑动变阻器R2的电流所做的功。
(3)将R1和R2按图乙所示的电路连接,电源电压不变并闭合开关S,求图甲电路消耗的最小功率与图乙电路消耗的最大功率的比值。
9.小顾做“测定小灯泡电功率”的实验。现有电源、待测小灯(标有“2.5V”字样、额定功率在1瓦以上)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关以及导线若干。她正确串联实验器材,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,移动变阻器的滑片,发现电流表示数变化范围为0.06A~0.2A、电压表示数变化范围为0~1.2V,小灯始终无法正常发光。
(1)该实验的实验原理是 。
(2)请在方框内画出小顾连接的实验电路图 。
(3)请说明实验中小灯始终无法正常发光的原因并说明理由 。
(4)经过思考,她得出原因。对实验器材进行了适当调整,并重新正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关,移动滑片,观察到 ,小灯正常发光。记录下此时两电表示数……。
10. (2025·松江·二模)小松同学做“测小灯泡的电功率”实验,他将电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、待测小灯(如图所示)、滑动变阻器、电流表、开关串联,并将电压表并联入电路。闭合开关,移动变阻器滑片,记录的部分数据及现象见表2。
表2
序号
电压表示数
(伏)
电流表示数
(安)
电压表示数与电流表
示数的比值(欧)
1
0.22
10
2
1.7
0.24
(1)小松判定小灯正常发光的依据是 ;
(2)实验中,电压表并联在 两端(选填“小灯”或“滑动变阻器”),理由是 ;
(3)根据相关信息计算出电源电压U 、小灯泡的额定功率 。(需写出主要推理和计算过程)
命题点01 电功 电功率
1.(2024·上海·中考真题)如图所示是电烙铁工作的原理图。它正常工作时,两端的电压为220伏。在预热状态时,通过它的电流较小;在加热状态时,通过它的电流较大,则下列选项中正确的是( )
A.闭合开关S,此时小灯熄灭,处于预热状态
B.断开开关S,此时小灯发光,处于加热状态
C.闭合开关S,此时小灯发光,处于预热状态
D.闭合开关S,此时小灯熄灭,处于加热状态
2.(2025·上海·中考真题)小物同学家的一个电器上标有“220V 440W”,则此用电器正常工作时的电压为 伏,使用时将 转化为内能。
3.(2025·上海·中考真题)物理王同学家的一个电器上标有“220V 440W”,则此用电器正常工作时的电压为 伏,使用时将 转化为内能。
命题点02 电功率综合计算
4. (2024·上海·中考真题)在下图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,电源电压为15V。
①求此时通过电阻R1的电流I1。
②把滑动变阻器R2与电流表(量程为0-0.6A)以某种方式接入电路中,发现电路中最小电功率为27W。
a. 判断电阻R1与电阻R2的连接方式,并说明理由。
b. 求电路中滑动变阻器的最大阻值Rmax。
c. 求电路中的最大电功率Pmax。
5.(2025·上海·中考真题)在图示电路中,电源电压保持不变,电压表示数为6伏,电阻R1阻值为6欧。
(1)现在将一个R2接入电路中,若两电表示数都改变,则电压表与电流表的乘积 (选填“变大”、“不变”、“变小”),请画出此时的电路图 ;
(2)现在将一个R2接入电路中,若只有一个电表的示数改变,且电压表与电流表的乘积的变化量为4.5瓦,求R2的阻值。
命题点03 测小灯泡电功率
6.(2025·上海·中考真题)物理兴趣小组小徐同学在做“测定小灯泡的电功率”实验,现有2个电源(电源电压未知)、2个滑动变阻器分别标有A:“10Ω 2A”、B:“20Ω 2A”字样、以及待测小灯(标有“6.0V”字样)、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐正确串联连接电路,将滑动变阻器A的滑片移至最大阻值处,闭合开关S后,此时电压表示数、电流表示数如图所示。
(1)补全实验电路图。
(2)电压表所示示数为 伏。
(3)小徐仅更换电源与滑动变阻器,重新实验,记录数据如下表,其中有一组数据,小灯泡正常发光。请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。(需写出主要推理和计算过程)
实验序号
电流表示数(安)
电压表示数(伏)
1
0.38
6.5
2
0.46
5.5
3
0.52
4.5
4
0.54
4.0
7.(2024·上海·中考真题)物理王兴趣小组的同学小徐和小王做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电源电压未知且不变)、滑动变阻器两个分别标有A:“5Ω 3A”、B:“20Ω 2A”字样,待测小灯(标有“2.5V”字样)、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐选取其中一个变阻器进行实验,将电流表串联在电路中,将电压表并联在待测小灯泡两端,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;闭合开关S后,此时电压表如图所示,他发现无法继续实验。小王选取另一个变阻器进行实验,并将电压表并联在电路中某处;移动滑片,进行实验,记录数据如下表,并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。
物理量
实验序号
电压U(伏)
电流I(安)
1
3.0
0.22
2
2.0
0.28
3
1.5
0.30
①测定小灯泡电功率的实验原理是 ;
②请通过以上信息判断,小王同学所选滑动变阻器规格为 ,电压表并联在 两端(选填“电源”或“待测小灯泡”或“滑动变阻器”);
③请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。(需写出主要推理和计算过程)
8.(2023·上海·中考真题)物理王兴趣小组的同学小徐做“测小灯泡电功率”的实验,他将电源(电源电压为2伏的整数倍)、待测小灯(额定电压为2.5伏)、滑动变阻器(A:20Ω 2A和B:10Ω 2A各一个)、电流表、开关串联。并将电压表并联入电路,最后完成了实验。实验时,他将电压表的示数UV,电流表的示数IA,以及两者的比UV /IA记录下来,表格中为部分数据。
序号
UV(伏)
IA(安)
UV /IA(欧)
1
3.0
0.18
2
2.5
0.26
3
5
①此实验的实验原理: ;
②通过计算说明,小徐选的滑动变阻器是: ;
③求出小灯的额定电功率 (需写出主要计算过程)。
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