2026年中考物理一轮复习:第十八章《电功率》讲义(辽宁专用)
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摘要:
该初中物理讲义聚焦《电功率》中考核心模块,系统覆盖概念意义、公式应用、实验探究、安全用电等17个题型,以“核心考点标注-方法规律总结-分层真题训练”为主线,构建从基础概念到综合应用的递进式复习体系,助力学生突破公式选择、电路动态分析等难点。
亮点在于融合科学思维与科学探究,如通过伏安法测功率实验设计培养实验操作与误差分析能力,结合电热水器、体重计等生活场景题强化科学态度与责任。设置基础辨析、计算应用、综合拓展三级练习,配合高频考点微专题(如图像分析、非纯电阻电路),教师可精准把控复习节奏,高效提升学生解题能力。
内容正文:
2025-2026人教版初中物理新教材:第十八章《电功率》练习题《电功率》(辽宁专用)
【题型 1 电功率的概念与物理意义】
(核心考点:电功率的定义(电流做功的快慢)、物理意义、符号(P)与单位(瓦特 W、千瓦 kW)、单位换算关系(1kW=1000W)、区分电功率与电功的不同)
1.下列关于电功率的说法中,正确的是( )
A. 电功率越大,说明电流做的功越多
B. 电功率表示电流做功的快慢,与做功时间无关
C. 1W 的物理意义是 1 秒内电流做功 1 焦耳
D. 额定功率越大的用电器,实际工作时消耗的电能一定越多
2.电功率的符号是____,国际主单位是____,常用单位还有____,它们之间的换算关系是____。某用电器的功率为 2kW,其物理意义是____。
3.判断下列说法的正误,错误的请说明理由:
(1)电功和电功率是同一个物理量,只是单位不同。( )
(2)用电器的电功率越大,工作时消耗的电能就越快。( )
(3)1kW・h 的电能等于 1kW 的用电器工作 1 小时的电功率。( )
4.甲用电器的功率为 60W,乙用电器的功率为 150W,下列说法正确的是( )
A. 甲用电器消耗的电能一定比乙少
B. 相同时间内,乙用电器消耗的电能更多
C. 乙用电器工作时的电流一定比甲大
D. 甲用电器工作 1 小时消耗的电能为 60J
5.请结合电功率的概念,分析为什么 “大功率用电器长时间工作容易引发火灾”?(提示:从电功率与电流的关系、电流热效应角度说明)
【题型 2 电功率的基本公式与推导公式应用】
(核心考点:基本公式 P=W/t(定义式)、推导公式 P=UI(普适式)、结合欧姆定律推导 P=I²R 和 P=U²/R(纯电阻电路适用)、公式中各物理量的单位统一、根据已知条件选择合适公式计算)
1. 标有“12V 9W”字样的小灯泡,它在正常工作时的电阻是 Ω;假设灯丝电阻不变,当把该灯泡接到电路中,且通过它的电流是0.5A时,该灯泡的实际功率是 W。
3. 在如图所示的电路中,和的连接方式为 ;电源电压为3V,电流表A示数为,示数为,则流过的电流为 A。此时电路中的总功率为 W。
4.如图所示为额定电压为6V的灯泡L的I-U图像,若某时刻L的实际功率为1.2W,则L两端电压为 V。若把阻值为20Ω的电阻与此灯串联接到电压为5V的电源上,此时灯泡的电阻是 Ω。
5. 如图所示是和两个定值电阻的图像,若将和串联接在的电源两端,电路中的电流为 ;若将和并联接在的电源两端,通电电路产生的热量为 J。
【题型 3 额定功率与实际功率的辨析与计算】
(核心考点:额定电压(U 额)、额定功率(P 额)的定义、实际电压(U 实)、实际功率(P 实)的概念、额定功率与实际功率的区别与联系、当 U 实 = U 额 时 P 实 = P 额,U 实≠U 额 时的功率计算(纯电阻电路)、灯泡亮度由实际功率决定)
1.下列各种电器的额定功率约为20W的是( )
A.节能灯 B.洗衣机 C.电视机 D.空调
2.在家庭电路中,只让一个用电器正常工作1h,能使标有3000r/kW•h的电能表表盘转动3000r,则此用电器所消耗的电能为 ___ kW•h.当在用电高峰时,此用电器两端的实际电压低于额定电压的1/5,则实际功率与额定功率的比值为 ___.
3. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻大于乙灯的电阻
C.两灯串联在220V的电路中,甲灯比乙灯暗
D.将乙灯接入110V的电路中,它的实际功率为25W
【题型 4 电功的计算与电能表的读数及应用】
(核心考点:电功的定义(电流所做的功)、符号(W)与单位(焦耳 J、千瓦时 kW・h)、单位换算(1kW・h=3.6×10⁶J)、电功公式 W=Pt、W=UIt 及纯电阻电路推导式、电能表的读数方法(最后一位是小数)、利用电能表计算消耗的电能和电功率(结合时间))
1.某家有“220V 40W”的灯三盏,“220V 25W”的灯两盏,“220V 150W”的电冰箱一台,“220V 180W”的电视机一台。如果这些用电器同时使用,电路中的总功率是 W。若这些用电器平均每天用电4h,则每月(按30天计算)消耗电能 kW·h。若电能表月初的示数为,到月底时电能表的示数为 ;若每度电按0.5元计算,他家每月应付电费 元。
2.如图所示为家庭电路中四种用电器耗电1kW持续正常工作的时间.则( )
A.甲消耗的电能比乙的多
B.乙和丙产生的电热肯定相同
C.甲的额定功率最大
D.丁的实际功率最大
【题型 5 串并联电路中电功率的规律分析】
(核心考点:串联电路中电功率的分配规律(P₁:P₂=R₁:R₂,与电阻成正比)、并联电路中电功率的分配规律(P₁:P₂=R₂:R₁,与电阻成反比)、串并联电路总功率的计算(P 总 = P₁+P₂+…+Pₙ)、结合电路特点和功率公式解决综合问题)
1.如图是同学们设计的调光小台灯的电路图。电源电压为,是调节亮度的变阻器,最大阻值为。灯标有“”字样,则变阻器的滑片顺时针滑动时的亮度会__________;灯L的最小实际电功率为__________W(忽略温度对电阻的影响)。【15题答案】【答案】
2.小东利用灯泡“;1.9W”,灯泡“;0.5W”等器材,设计并连接了如图所示的电路探究并联电路电流规律,下列说法正确的是( )
A. 了使两个灯泡都不超过额定电压,电源电压最大为
B. 灯丝电阻随温度改变,不会对实验结论的得出产生影响
C. 为了找到并联电路电流规律,应多次测量取平均值
D. 为了使实验结论具有普遍性,应改变电流表的位置,进行多次测量
3. 将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中,如图所示。闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,其原因是( )
A.灯L1额定功率较大 B.灯L2两端电压较大
C.灯L1的电阻较大 D.通过灯L1的电流较大
【题型 6 电功率的测量实验(伏安法)】
(核心考点:实验原理(P=UI)、实验器材选择(电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、待测用电器、导线)、实验电路连接(电流表串联、电压表并联、滑动变阻器 “一上一下” 接法)、实验操作步骤(试触、调滑动变阻器测多组数据)、实验数据记录与处理、误差分析(如电表内阻影响))
1. 小华做“测量小灯泡电功率”实验。实验室有如下器材:电源(电压恒为)、小灯泡(额定电压为,灯丝电阻约为)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个、导线若干。
(1)请将图甲电路补画完整 ;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,此时小华 (填“能”“不能”)确定电路一定存在故障,理由是 ;
(3)确定电路正确后,移动滑动变阻器滑片在某个位置,电压表示数如图乙所示,则小灯泡两端的电压 V,要测出灯泡正常发光时的电功率,滑动变阻器的滑片P应向 移动;
(4)完成实验后,小华又设计了另一种测额定功率的方案,如图丙所示,是阻值已知的定值电阻,其操作步骤如下:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点 (填“a”或“b”),移动滑片使小灯泡正常发光,读出电压表示数;
② ,读出电压表的示数为;
③小灯泡的额定功率 。
2. 小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”实验时,实验器材有:电源(三节新的干电池),额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。
(1)请用笔画线代替导线按要求将电路(图甲)连接完整(要求:向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大,导线不交叉) ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数如图乙所示,此时电压为 V。若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5V;
(4)小琪在进行实验数据处理时,计算出了小灯泡的平均电功率,你认为她这样处理数据的方法是 (选填“合理”或“不合理”)的;
(5)上述实验完成后,小琪又用阻值已知为的定值电阻来测量未知电阻的阻值,实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求,又换用另一电源,电压未知且恒定。电路正确连接后:
①当开关S,闭合,断开时,电流表示数为;
②当开关 闭合, 断开时,电流表示数为;
③未知电阻的阻值 (用已知量和测量量的符号表示)。
【题型 7 探究电流产生的热量与哪些因素有关(焦耳定律)】
(核心考点:焦耳定律的内容(Q=I²Rt)、公式中各物理量的意义与单位、焦耳定律的适用范围(所有电路,纯电阻电路中 Q=W)、实验探究方法(控制变量法、转换法)、实验现象分析与结论、电流热效应的应用(电暖器、电炉)与防止(电脑散热、电线绝缘皮))
1.如图装置中,为了探究电流通过导体时产生热量的多少与电流大小的关系,应使图中__________两个电阻丝的阻值相等。如果实验过程中,电源电压保持不变,电阻丝短路,相同时间电流通过产生的热量会__________。
2. 在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时,研究小组根据已有知识和生活经验猜想“电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关”。设计如图甲所示的实验装置,塑料盒中密封着空气,与U形管相连,盒内装有电阻丝,最初U形管两端液面相平。则
(1)如图甲所示,盒内金属丝通电后产生热量,使盒内空气受热膨胀,压强增大,与之相连的U形管 管液面会下降(选填“左”或“右”);因此实验中可以通过比较 来反映电流通过导体产生热量的多少;
(2)用图乙所示装置, A、B、C盒内均密封着的电阻丝,按如图所示方式连接在电路中,该装置可探究“电流通过导体产生的热量与 是否有关”,在B、C盒外各并联一个电阻的目的是 。
【题型 8 电功率与安全用电】
(核心考点:家庭电路中总功率与电流的关系(P 总 = UI,总功率过大导致电流过大)、电流过大的危害(熔断保险丝、引发火灾)、安全用电原则(不超负荷用电、大功率用电器单独接线)、保险丝的作用与选择(根据额定电流)、空气开关的工作原理)
1. 如图甲所示为一台电热水器,右表为该热水器的铭牌,其中高温挡的额定功率模糊不清。图乙为该电热水器的内部简化电路,R1、R2为电热丝(阻值未知),S1、S2为挡位开关,S2只能在a、b之间切换。电热水器在使用过程中会有漏电危险,当发生漏电时,电流会沿着水管经过喷头流过人体而发生触电事故。为防止触电事故发生,该电热水器在出水口处串接了一个“隔电墙”(见图甲)。“隔电墙”内部是一个螺旋状绝缘通道(如图丙所示),已知电源电压为220V。求:
(1)高温挡的额定功率(计算结果保留整数);
(2)为确保安全,要求淋浴时通过人体的漏电电流不超过0.2mA,则该“隔电墙”的电阻值至少为多大?(计算时忽略人体的电阻值)
(3)说明“隔电墙”的内部做成螺旋状的原因。
XX牌电热水器
额定电压
220V
额定功率
高温挡
___________
中温挡
2200W
低温挡
1210W
电源频率
50Hz
2.如图所示电路中,电源电压保持不变,定值电阻R0为10Ω,滑动变阻器R铭牌上标有“20Ω 1A”字样,小灯泡L标有“6V 2.4W”字样,电流表量程为0~0.6A。当只开关S闭合,滑片在滑动变阻器R的中点时,小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下,改变电路。下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.当只开关S闭合,滑片由中点左移动小灯泡变暗
C.当只闭合开关S、S2时,电路中最小电阻为25Ω
D.当三个开关全部闭合时,调节滑片,电路最大功率为6W
【题型 9 电功率的综合计算(含电路动态分析)】
(核心考点:结合串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式、电功公式进行多步计算、电路动态变化分析(滑动变阻器移动、开关通断导致电阻变化,进而分析电流、电压、功率的变化)、结合实际场景的功率计算(如电器工作时间、耗电量计算))
1.体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为多少;
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少。
2.如图甲是一款可调温电热锅,图乙是其简化电路图,其中是加热电阻,阻值为,是调温电阻,电源电压为。求:
(1)当阻值为0时,电热锅的电功率;
(2)电热锅的总功率为时,通过电热锅的电流;
(3)当两端电压为时,电热锅工作电流通过产生的热量。
【题型 10 电功率的实际应用与节能问题】
(核心考点:常见用电器的功率估算(如电灯、空调、冰箱)、节能电器的特点(低功率、高效率)、节约用电的方法(合理使用电器、选择节能产品)、新能源发电中的功率问题(如太阳能电池板的功率计算))
1. 阅读材料,回答问题。
石墨烯电池
吉林大学分析由嫦娥五号探测器采集回来的岩屑月壤时,发现其中含有天然的石墨烯。它作为电导体,和铜一样有着出色的导电性;它作为热导体,导热效果比目前任何其他材料的导热效果都要好。利用石墨烯材料制成的电池在充电时间上展现出明显的优势。如表所示是一款应用石墨烯材料的手机的核心参数。
屏幕
OLED全面屏(水滴屏)
网络
5G全网通
石墨烯电池容量C
工作电压
4V
电池能量密度
散热材料
石墨烯液冷散热
为了节约时间,手机的快充模式会在很短的时间内将手机电池电量充至;同时,为了充分发挥电池的性能并延长其使用寿命,当电池电量剩余时就需要充电,避免电池过度放电;这个过程称为一个快充模式的充电过程。
(1)小明按亮手机的OLED屏幕时,手机将电能转化成 能。
(2)小明想通过参数计算手机充满电后的使用时间,他在网上找到一种计算方法:手机使用时间。根据这种计算方法,假设该手机待机时的电流为100mA,在充满电之后,该手机待机的最长时间(不考虑电池寿命)约为 h。
(3)石墨烯 (选填“能”或“不能”)用来制作滑动变阻器的电阻丝。这款手机用石墨烯液冷散热,是利用了石墨烯有良好的 性。
(4)如图所示是手机在快充模式下充电功率与电池当前储能占充满状态储能的百分比的关系图像,充电功率会随电池的的变化而变化。如果一个快充模式用时共7min,电池电量从充至需用时 。(不计能量损失)
(5)小明继续在网上找到参数里的“电池能量密度”的计算方法:电池能量密度。通过计算,可得出该手机的电池质量是 g。
2.我国空间站建造阶段首个实验舱——问天实验舱所携带的太阳翼,是目前国内最长、最大的柔性太阳翼,刷新了我国航天器在轨使用太阳帆板的纪录,其单翼发电功率9kW,日平均发电量超过430度。试问:
(1)“9kW”表示的物理意义是 。
(2)若空间站中照明灯上标着“220V 48.4W”的字样,则该照明灯正常工作时灯丝电阻为多少?
(3)若空间站供电电压降低到200V,则此时(2)中照明灯的实际功率为多少?(忽略灯丝电阻变化)
(4)空间站为航天员配备了微波炉,若微波炉的额定功率为800W,430度电可供该微波炉正常工作多少小时?
【题型 11 电功率相关图像分析】
(核心考点:U-I 图像中电功率的计算(P=UI,图像上某点与原点连线的斜率或面积意义)、实际功率随电压变化的图像分析、结合图像比较不同用电器的额定功率、实际功率)
1. 如图甲所示的电路,电源电压保持不变。灯泡L的额定功率为2W,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动至灯泡正常发光。图乙是两电压表中的一个电压表示数与滑动变阻器阻值变化关系的图像。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为12V
B.滑动变阻器的滑片滑动至最右端时,灯泡的阻值为3Ω
C.整个电路的最小功率为1.8W
D.灯泡正常发光时,灯泡与滑动变阻器的功率之比为5:1
2. 灯泡L上标有“”字样,测得通过该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压保持不变,电流表的量程为“”,电压表的量程为“”。则下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时,电压表的示数为
B.当电流表的示数为时,电压表的示数为
C.灯泡L的电阻值随电压表示数的增大而增大
D.为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为
3. 小明通过查阅资料了解到电动汽车的“油门”一般是利用霍尔元件控制的、霍尔元件通电后会因处在强弱不同的磁场中,而产生不同的电压,这种情况下霍尔元件就相当于一个电压可变的电源。小明设计了如图-1所示的电路,闭合开关S后,用一根条形磁体靠近霍尔元件,探究霍尔元件在磁场中产生的电压变化情况,已知定值电阻R的阻值为10,电流表量程为0-0.6A、电压表量程未知,探究时绘制出电压表示数与条形磁体到霍尔元件的距离的关系图像如图-2所示。在电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电压表的量程为0~3V
B.当磁体靠近霍尔元件时电流表示数变小
C.当磁体到霍尔元件的距离为1时,电流表示数为0.2A
D.当磁体到霍尔元件的距离为0.25时,定值电阻的功率为0.9W
【题型 12 含有电动机的非纯电阻电路问题】
(核心考点:非纯电阻电路的特点(W>Q,P 电 = P 机 + P 热)、电动机的功率计算(P 电 = UI,P 热 = I²R,P 机 = P 电 - P 热)、区分纯电阻电路与非纯电阻电路的公式适用情况、电动机不转动时视为纯电阻电路的特殊分析)
1.电动机接 220V 电源,线圈电阻 2Ω,电流 5A,工作 10s。求总功、电热、机械功、效率。
2.电动机堵转时,U=6V,I=3A,求线圈电阻;正常工作 U=220V,I=2A,求机械功率。
【题型 13 电功率的比值问题】
(核心考点:串并联电路中各用电器功率比、电压比、电流比、电阻比的综合推导与计算、利用比例关系简化复杂计算、已知部分物理量的比值求功率比值)
1. 如图所示,将标有“6V,3W”的小灯泡L1和标有“12V,3W”的小灯泡L2按照甲、乙两种方式连接,两电路中的电源电压均为U且保持不变,闭合开关,通过分别调节两个滑动变阻器R1和R2,使两个灯泡都正常发光,则下列判断正确的是( )
A.甲、乙两电路的总功率之比为2︰1
B.灯泡L1和灯泡L2的亮度相同
C.滑动变阻器R1和R2连入电路的阻值相等
D.滑动变阻器R1的功率比R2的功率大
【题型 14 电能表的参数理解与综合应用】
(核心考点:电能表上参数的意义(如 “220V”“10 (20) A”“3000r/(kW・h)”)、根据电能表转盘转数计算消耗的电能和电功率、结合用电器功率判断电能表是否适用、利用电能表监测家庭电路的用电情况)
1. 1.小明家的电能表如图所示,家中用电器的总功率不能超过______W.当小明家只有一盏电灯工作时,
150s内转盘正好转过5圈,则该灯泡消耗的电能是______J,它的电功率为______W。
2.如图是小明家的电能表,下列说法正确的是( )
A. 该电能表应该在的电路中使用
B. 该电能表此时的读数为43536kW·h
C. 该电能表所在电路同时使用的用电器的总功率不能超过2200W
D. 小明家使用的用电器的总功率变化时,电能表转盘的转速保持不变
3. 如图甲所示是一款加热型榨汁机,图乙是它的内部电路结构示意图,其中R1、R2均为发热电阻丝,R2=400Ω。该榨汁机接通电动机可以进行榨汁;关闭电动机接通电阻丝可以进行加热或者保温;榨汁机的部分参数如表所示。傍晚用电高峰时,小红关闭家里所有用电器,只让榨汁机以加热挡工作,发现在5min内电能表的转盘转了50转,电能表的铭牌如图丙所示,下列说法正确的是( )
榨汁机部分参数表
额定电压
220V
加热功率
?
保温功率
121W
榨汁功率
88W
容量
400mL
A.同时闭合S2、S3时,电路处于保温状态
B.榨汁机的加热功率是484W
C.仅榨汁时,正常工作10s电路产生的电热是880J
D.傍晚用电高峰时,实际电压是200V
【题型 15 电功率实验的故障分析与排除】
(核心考点:伏安法测功率实验中常见故障(如灯泡不亮、电表无示数、电表指针反向偏转、指针偏转过小或过大)、故障原因分析(如断路、短路、接线错误、量程选择不当)、故障排除的方法与思路)
1.实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材:小灯泡,额定功率约为)、电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整;(导线不允许交叉)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误,正确的操作应是: ;
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器 (选填“断路”或“被短接”);
(3)排除故障后,继续实验,获取实验数据。当电压表示数为时,电流表表盘如图丙所示,通过计算可知,小灯泡L的额定功率为 W;
(4)完成实验后,小明设计了如图丁所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻,在不使用电流表的情况下,测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为 ;
②保持滑片不动,再将开关接,读出电压表示数为;
③小灯泡L的额定功率 (用、、表示);
(5)小明找来了阻值为的定值电阻,按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率?请说明你的判断依据: 。
【题型 16 结合生活场景的电功率应用题】
(核心考点:阶梯电价问题(根据用电量分段计算电费)、电器待机功率与电能消耗计算、合理选择用电器(根据额定功率、额定电压匹配电路)、用电安全与节能的实际应用分析)
1. 夏天到了,相比于空调,使用电风扇对身体更好些,也更节能环保。如图所示,是一款电风扇的“挡位”旋钮,当由2挡位调至3挡位时,能够吹出更强劲的风。则相较于2挡,下列关于3挡说法正确的是( )
A.消耗电能更多
B.消耗电能更快
C.电路总电阻更大
D.由路两端电压更大
2.让火灾远离校园,让平安与您相伴。如图甲为智慧校园系统中感烟火灾探测器的部分原理图。在一个外部光线无法进入的烟室中,装有一个激光发生器和带有一光敏电阻R₀的电路,定值电阻R的阻值为200欧,电源电压恒为12伏。当烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化。当烟雾达到某一浓度时,探测器便会发出警报。的阻值随烟室中烟雾浓度的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.当烟雾进入烟室并越来越浓时,电压表示数逐渐变小
B.当烟雾进入烟室并越来越浓时,R消耗的功率逐渐变小
C.当烟室的烟雾浓度达到40%时,电路消耗的总功率是0.24W
D.已知电流表的量程是0~30mA,电压表的量程是0~12V,则此电路能够测量烟室中的烟雾浓度最高是80%
3.阅读下列材料,回答问题。
智能机器人常被用于校园红外测温及校园消毒(如图甲所示)。机器人配备了3台高清摄像头和红外热成像测温仪,若检测到人体温度异常,机器人会发出警报信号。机器人上还安装了超声波雾化器自动喷枪,将消毒液雾化后再吹散到空气中进行消杀。当剩余电量不足时,机器人会主动寻找充电器充电。如图乙是它简化的智能测温报警电路,报警器电阻不计,热敏电阻Rr的阻值随温度变化规律如图丙所示。如表为智能机器人的部分参数:
电池工作电压
18V
电池容量
4000mAh
报警电流
≥30mA
行进速度
0.3~0.6m/s
满载时消毒液质量
10kg
空载净重
20kg
(1)制造智能机器人芯片所使用的材料是 (选填“导体”、“半导体”或“超导体”);
(2)机器人电量不足时,它会以最大速度朝着充电器匀速直线前进,如果它距离充电器72m,则到达充电器至少需要 min;
(3)在水平路面上匀速行驶的机器人正在喷雾消毒时,其动能会 (填变化);
(4)机器人电池充满电时,储存的电能是 J;
(5)当所测温度达到或超过37.3℃时,要求报警电路系统报警,则闭合开关前,应该将滑动变阻器的阻值至少调到 Ω;
(6)红外线测温仪测量的是人体皮肤表面的温度,而人体皮肤表面温度比腋下温度要略低,所以要将该电路报警温度调低一点,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。
【题型 17 电功率与欧姆定律的综合题】
(核心考点:利用欧姆定律推导纯电阻电路的功率公式、证明串并联电路的功率分配规律、推导总功率与各部分功率的关系、结合数学知识进行公式变形与推导)
1. 如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S1和S2,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A。将电压表和电流表互换位置,闭合S1断开S2,电流表示数为0.2A。下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.电阻R1的阻值为30Ω
C.电阻R2的阻值为20Ω
D.电路消耗的总功率减小了4.2W
2. 如图所示的电路,电源电压保持不变,小灯泡额定电压为8V(小灯泡电阻不随温度变化)。闭合开关S1、断开开关S2,当滑动变阻器的滑片在a、b端之间移动过程中,电压表示数变化范围是0~8V,电流表示数变化范围是0.8~2.4A;闭合开关S2、断开开关S1,当滑动变阻器的滑片在中点时小灯泡正常发光,在保证电路安全的前提下,R2的阻值为 Ω,整个电路消耗的电功率范围为 。
3. 体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为多少;
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少。
4.如图甲是一款可调温电热锅,图乙是其简化电路图,其中是加热电阻,阻值为,是调温电阻,电源电压为。求:
(1)当阻值为0时,电热锅的电功率;
(2)电热锅的总功率为时,通过电热锅的电流;
(3)当两端电压为时,电热锅工作电流通过产生的热量。
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2025-2026人教版初中物理新教材:第十八章《电功率》练习题《电功率》(辽宁专用)
【题型 1 电功率的概念与物理意义】
(核心考点:电功率的定义(电流做功的快慢)、物理意义、符号(P)与单位(瓦特 W、千瓦 kW)、单位换算关系(1kW=1000W)、区分电功率与电功的不同)
1.下列关于电功率的说法中,正确的是( )
A. 电功率越大,说明电流做的功越多
B. 电功率表示电流做功的快慢,与做功时间无关
C. 1W 的物理意义是 1 秒内电流做功 1 焦耳
D. 额定功率越大的用电器,实际工作时消耗的电能一定越多
答案:C
解析:A 错误:电功率是做功快慢,不是做功多少,做功多少由 P 和 t 共同决定(W=Pt),功率大但时间短,做功可能更少;
B 错误:电功率虽表示做功快慢,但定义式为 P=W/t,与做功多少和时间都相关,只是反映 “快慢” 这一特性;
C 正确:功率单位 W 的定义是 1J/s,即 1 秒内电流做功 1 焦耳;
D 错误:实际消耗电能由实际功率和工作时间决定(W=P 实 t),额定功率大不代表实际功率大,且未提及时间,无法判断电能多少。
2.电功率的符号是____,国际主单位是____,常用单位还有____,它们之间的换算关系是____。某用电器的功率为 2kW,其物理意义是____。
答案:P;瓦特(W);千瓦(kW);1kW=1000W;该用电器每秒内电流做功 2000 焦耳(或每小时消耗 2 千瓦时电能)
解析:牢记电功率的符号、单位及换算关系,核心是理解单位的物理意义;
2kW=2000W,对应物理意义为 “单位时间内电流做的功”,即每秒做功 2000J,或每小时做功 2kW・h。
3.判断下列说法的正误,错误的请说明理由:
(1)电功和电功率是同一个物理量,只是单位不同。( )
(2)用电器的电功率越大,工作时消耗的电能就越快。( )
(3)1kW・h 的电能等于 1kW 的用电器工作 1 小时的电功率。( )
答案:(1)×;理由:电功是电流做功的 “多少”(过程量),电功率是电流做功的 “快慢”(状态量),是两个不同的物理量,单位分别为 J(或 kW・h)和 W(或 kW)。
(2)√;理由:电功率的物理意义就是反映电流做功(消耗电能)的快慢,功率越大,消耗电能越快。
(3)×;理由:1kW・h 是电能(电功)的单位,对应的是 “1kW 的用电器工作 1 小时消耗的电能”,而非 “电功率”,混淆了电功和电功率的概念。
4.甲用电器的功率为 60W,乙用电器的功率为 150W,下列说法正确的是( )
A. 甲用电器消耗的电能一定比乙少
B. 相同时间内,乙用电器消耗的电能更多
C. 乙用电器工作时的电流一定比甲大
D. 甲用电器工作 1 小时消耗的电能为 60J
答案:B
解析:A 错误:未说明工作时间,无法比较电能多少(W=Pt),若甲工作 10 小时、乙工作 1 小时,甲消耗电能可能更多;
B 正确:相同时间内(t 相同),P 越大,W=Pt 越大,乙功率大,消耗电能更多;
C 错误:电功率 P=UI,电流大小与电压和功率都有关,若甲两端电压远大于乙,甲的电流可能更大;
D 错误:60W 的用电器工作 1 小时消耗的电能 W=Pt=0.06kW×1h=0.06kW・h=2.16×10⁵J,而非 60J。
5.请结合电功率的概念,分析为什么 “大功率用电器长时间工作容易引发火灾”?(提示:从电功率与电流的关系、电流热效应角度说明)
答案:家庭电路中电压 U=220V 恒定,根据 P=UI,大功率用电器工作时,电路中的电流 I=P/U 会很大;
电流通过导线时会产生热量(焦耳定律 Q=I²Rt),电流越大、工作时间越长,产生的热量越多;
导线的电阻一定,过多的热量会使导线温度升高,引燃周围的易燃物,从而引发火灾。
【题型 2 电功率的基本公式与推导公式应用】
(核心考点:基本公式 P=W/t(定义式)、推导公式 P=UI(普适式)、结合欧姆定律推导 P=I²R 和 P=U²/R(纯电阻电路适用)、公式中各物理量的单位统一、根据已知条件选择合适公式计算)
1. 标有“12V 9W”字样的小灯泡,它在正常工作时的电阻是 Ω;假设灯丝电阻不变,当把该灯泡接到电路中,且通过它的电流是0.5A时,该灯泡的实际功率是 W。
【答案】 16 4
【解析】【小题1】[1][2]根据可得,灯泡正常工作时的电阻
若灯丝电阻不变,通过其电流为0.5A时,由可得,其实际功率为
3. 在如图所示的电路中,和的连接方式为 ;电源电压为3V,电流表A示数为,示数为,则流过的电流为 A。此时电路中的总功率为 W。
【答案】 并联
【详解】[1][2]由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测电阻R2所在支路电流, 电流表A1示数为0.3A,则流过R2的电流为I2=0.3A。
[3]电流表A测干路电流,电流表A示数是I=0.5A, 则电路总功率P=UI=3V×0.5A=1.5W
4.如图所示为额定电压为6V的灯泡L的I-U图像,若某时刻L的实际功率为1.2W,则L两端电压为 V。若把阻值为20Ω的电阻与此灯串联接到电压为5V的电源上,此时灯泡的电阻是 Ω。
【答案】 3 5
【详解】[1]由P=UI得,当L的实际功率为1.2W时,由图像查出,L两端电压为3V,电流为0.4A;画出阻值为20Ω的电阻的I-U图像,如图所示:
[2]若把阻值为20Ω的电阻与此灯串联接到电压为5V的电源上,由图可知,此时灯泡两端电压为1V,电阻两端电压为4V,电路中电流为0.2A,由得,此时灯泡的电阻是
5. 如图所示是和两个定值电阻的图像,若将和串联接在的电源两端,电路中的电流为 ;若将和并联接在的电源两端,通电电路产生的热量为 J。
【答案】 0.2 54
【详解】[1]由图可知,和阻值分别为,
则和电阻之比为
若将和串联接在6V的电源两端,电路中的电流为
[2]若将和并联接在6V的电源两端,根据并联规律可知,此时和电压均为6V,由图可知,此时和的电流分别为0.3A、0.6A,则干路电流为
则若将和并联接在6V的电源两端,通电10s电路产生的热量为
【题型 3 额定功率与实际功率的辨析与计算】
(核心考点:额定电压(U 额)、额定功率(P 额)的定义、实际电压(U 实)、实际功率(P 实)的概念、额定功率与实际功率的区别与联系、当 U 实 = U 额 时 P 实 = P 额,U 实≠U 额 时的功率计算(纯电阻电路)、灯泡亮度由实际功率决定)
1.下列各种电器的额定功率约为20W的是( )
A.节能灯 B.洗衣机 C.电视机 D.空调
【答案】A
【来源】辽宁省铁岭市2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试题
【详解】A.节能灯的功率通常较小,一般在几瓦到几十瓦不等,20W 是比较常见的节能灯额定功率,故A符合题意;
B.洗衣机功率较大,一般在几百瓦左右,远大于 20W,故B不符合题意;
C.电视机功率通常在几十瓦到上百瓦,常见的一般在 50W - 200W 左右,20W 相对较小,不太符合常见电视机功率范围,故C不符合题意
D.空调属于大功率电器,功率通常在千瓦级别,远大于 20W,故D不符合题意。
故选A。
2.在家庭电路中,只让一个用电器正常工作1h,能使标有3000r/kW•h的电能表表盘转动3000r,则此用电器所消耗的电能为 ___ kW•h.当在用电高峰时,此用电器两端的实际电压低于额定电压的1/5,则实际功率与额定功率的比值为 ___.
答案:1;16:25
3. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻大于乙灯的电阻
C.两灯串联在220V的电路中,甲灯比乙灯暗
D.将乙灯接入110V的电路中,它的实际功率为25W
【答案】BD
【详解】A.两灯均正常发光时,乙灯的电功率较大,通电相同时间,由得,乙灯消耗的电能较多,故A错误;
B.两灯均正常发光时,两灯电压 ,乙灯的电功率较大,由得,甲灯的电阻大于乙灯的电阻,故B正确;
C.两灯串联在220V的电路中,两灯电流相同,甲灯的电阻大于乙灯的电阻,由得,甲灯电功率较大,则甲灯比乙灯亮,故C错误;
D.将乙灯接入110V的电路中,由得,它的实际功率为
故D正确。
故选BD。
【题型 4 电功的计算与电能表的读数及应用】
(核心考点:电功的定义(电流所做的功)、符号(W)与单位(焦耳 J、千瓦时 kW・h)、单位换算(1kW・h=3.6×10⁶J)、电功公式 W=Pt、W=UIt 及纯电阻电路推导式、电能表的读数方法(最后一位是小数)、利用电能表计算消耗的电能和电功率(结合时间))
1.某家有“220V 40W”的灯三盏,“220V 25W”的灯两盏,“220V 150W”的电冰箱一台,“220V 180W”的电视机一台。如果这些用电器同时使用,电路中的总功率是 W。若这些用电器平均每天用电4h,则每月(按30天计算)消耗电能 kW·h。若电能表月初的示数为,到月底时电能表的示数为 ;若每度电按0.5元计算,他家每月应付电费 元。
【答案】 500 60 05382 30
【详解】[1]电路中的总功率P=40W×3+25W×2+150W+180W=500W=0.5kW
[2]若每天平均使用4h,每月消耗的电能W=Pt=0.5kW×4h×30=60kW•h
[3]该月月初的电能表示数W1=478.2kW•h,消耗的电能W=60kW•h,则月末的电能表示数W2=W1+W=478.2kW•h+60kW•h=538.2kW•h
到月底时电能表的示数为05382。
[4]应缴纳的电费60kW•h×0.5元/kW•h=30元
2.如图所示为家庭电路中四种用电器耗电1kW持续正常工作的时间.则( )
A.甲消耗的电能比乙的多
B.乙和丙产生的电热肯定相同
C.甲的额定功率最大
D.丁的实际功率最大
【答案】D
【详解】由图可知,1度电可供丁持续工作的时间最少,由P=可知,丁的实际功率最大,乙和丙的实际功率相同,甲的实际功率最小,则在相同的时间内,甲消耗的电能比乙的少;故AC错误,D正确;
乙和丙的实际功率相同,但不知二者的电阻关系,由Q=I2Rt可知,不能确定乙和丙产生的电热肯定相同,故B错误.
【题型 5 串并联电路中电功率的规律分析】
(核心考点:串联电路中电功率的分配规律(P₁:P₂=R₁:R₂,与电阻成正比)、并联电路中电功率的分配规律(P₁:P₂=R₂:R₁,与电阻成反比)、串并联电路总功率的计算(P 总 = P₁+P₂+…+Pₙ)、结合电路特点和功率公式解决综合问题)
1.如图是同学们设计的调光小台灯的电路图。电源电压为,是调节亮度的变阻器,最大阻值为。灯标有“”字样,则变阻器的滑片顺时针滑动时的亮度会__________;灯L的最小实际电功率为__________W(忽略温度对电阻的影响)。【15题答案】【答案】
答案:①. 变亮 ②. 0.2
2.小东利用灯泡“;1.9W”,灯泡“;0.5W”等器材,设计并连接了如图所示的电路探究并联电路电流规律,下列说法正确的是( )
A. 了使两个灯泡都不超过额定电压,电源电压最大为
B. 灯丝电阻随温度改变,不会对实验结论的得出产生影响
C. 为了找到并联电路电流规律,应多次测量取平均值
D. 为了使实验结论具有普遍性,应改变电流表的位置,进行多次测量
答案:B
3. 将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中,如图所示。闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,其原因是( )
A.灯L1额定功率较大 B.灯L2两端电压较大
C.灯L1的电阻较大 D.通过灯L1的电流较大
【答案】C
【详解】由图可知,两个灯泡是串联的,串联电路的电流处处相等,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,说明灯泡L1的实际功率大,根据知,灯泡L1的电阻比L2的电阻大。
A.两个灯泡的额定电压相等,灯泡L1的电阻大,根据可知,L1额定功率小,故A不符合题意;
B.根据知,灯泡L1的电阻比L2的电阻大,灯泡L1两端的电压大,灯L2两端电压较小,故B不符合题意;
C.两个灯泡是串联的,串联电路的电流处处相等,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,说明灯泡L1的实际功率大,根据知,灯泡L1的电阻比L2的电阻大,故C符合题意;
D.两个灯泡是串联的,串联电路的电流处处相等,通过两灯泡电流相等,故D不符合题意。
故选C。
【题型 6 电功率的测量实验(伏安法)】
(核心考点:实验原理(P=UI)、实验器材选择(电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、待测用电器、导线)、实验电路连接(电流表串联、电压表并联、滑动变阻器 “一上一下” 接法)、实验操作步骤(试触、调滑动变阻器测多组数据)、实验数据记录与处理、误差分析(如电表内阻影响))
1. 小华做“测量小灯泡电功率”实验。实验室有如下器材:电源(电压恒为)、小灯泡(额定电压为,灯丝电阻约为)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个、导线若干。
(1)请将图甲电路补画完整 ;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,此时小华 (填“能”“不能”)确定电路一定存在故障,理由是 ;
(3)确定电路正确后,移动滑动变阻器滑片在某个位置,电压表示数如图乙所示,则小灯泡两端的电压 V,要测出灯泡正常发光时的电功率,滑动变阻器的滑片P应向 移动;
(4)完成实验后,小华又设计了另一种测额定功率的方案,如图丙所示,是阻值已知的定值电阻,其操作步骤如下:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点 (填“a”或“b”),移动滑片使小灯泡正常发光,读出电压表示数;
② ,读出电压表的示数为;
③小灯泡的额定功率 。
【答案】 不能 也可能是通过灯泡的电流过小 1.4 右 a 保持滑动变阻器的滑片不动,将开关S1拨到触点b
【详解】(1)[1]灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯泡并联,变阻器按一下一上连入电路中;灯丝电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯泡的额定电流约为
故电流表选用小量程与滑动变阻器串联,如下所示:
(2)[2][3]灯泡不发光的原因可能是灯泡断路、短路或电流过小,故闭合开关,发现小灯泡不亮,此时小华不能确定电路一定存在故障,理由是:也可能是通过灯泡的电流过小。
(3)[4]确定电路正确后,移动滑动变阻器滑片在某个位置,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,则小灯泡两端的电压1.4V。
[5]1.4V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压。
(4)要测灯的额定功率,灯要正常发光,故要使电压表测灯泡的电压,通过移动变阻器的滑片使电压表的示数为额定电压,保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,可求出此时定值电阻的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI可求出灯的额定功率。
①[6]连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点a,移动滑片使小灯泡正常发光,读出电压表示数。
②[7]保持滑动变阻器的滑片不动,将开关S1拨到触点b, 读出电压表的示数为。
③[8]在②中,电压表测灯与R0的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压
U0=U2-U1
由欧姆定律,通过定值电阻的电流
即灯泡的额定电流,小灯泡的额定功率表达式
2. 小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”实验时,实验器材有:电源(三节新的干电池),额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。
(1)请用笔画线代替导线按要求将电路(图甲)连接完整(要求:向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大,导线不交叉) ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数如图乙所示,此时电压为 V。若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5V;
(4)小琪在进行实验数据处理时,计算出了小灯泡的平均电功率,你认为她这样处理数据的方法是 (选填“合理”或“不合理”)的;
(5)上述实验完成后,小琪又用阻值已知为的定值电阻来测量未知电阻的阻值,实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求,又换用另一电源,电压未知且恒定。电路正确连接后:
①当开关S,闭合,断开时,电流表示数为;
②当开关 闭合, 断开时,电流表示数为;
③未知电阻的阻值 (用已知量和测量量的符号表示)。
【答案】 小灯泡断路 2.2 A 不合理 S、S1 S2
【详解】(1)[1]实验中,灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量电路电流。向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大,说明此时变阻器接入电路中的电阻变小,则变阻器的A接线柱接入电路中,如图所示:
(2)[2]接电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是与电压表并联的灯泡断路。
(3)[3][4]图乙得,电压表的分度值为0.1V,示数为2.2V。若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向A端移动,减小变阻器接入电路中的电阻,增大通过灯泡的电流,直到电压表的示数为2.5V。
(4)[5]不同电压下的灯泡的电功率不同,求不同电功率的平均值时没有意义的。
(5)[6][7][8]①当开关S,闭合,断开时,两电阻并联,电流表测量干路电流,电流表示数为;
②当开关S、S1闭合,开关S2断开,电路连接方式不变,电流表测量R0的电流,电流表示数为;
③由并联电路特点得,Rx的电压为
Rx的电流为
由欧姆定律得,未知电阻的阻值
【题型 7 探究电流产生的热量与哪些因素有关(焦耳定律)】
(核心考点:焦耳定律的内容(Q=I²Rt)、公式中各物理量的意义与单位、焦耳定律的适用范围(所有电路,纯电阻电路中 Q=W)、实验探究方法(控制变量法、转换法)、实验现象分析与结论、电流热效应的应用(电暖器、电炉)与防止(电脑散热、电线绝缘皮))
1.如图装置中,为了探究电流通过导体时产生热量的多少与电流大小的关系,应使图中__________两个电阻丝的阻值相等。如果实验过程中,电源电压保持不变,电阻丝短路,相同时间电流通过产生的热量会__________。
【答案】 ①. 、 ②. 增大
2. 在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时,研究小组根据已有知识和生活经验猜想“电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关”。设计如图甲所示的实验装置,塑料盒中密封着空气,与U形管相连,盒内装有电阻丝,最初U形管两端液面相平。则
(1)如图甲所示,盒内金属丝通电后产生热量,使盒内空气受热膨胀,压强增大,与之相连的U形管 管液面会下降(选填“左”或“右”);因此实验中可以通过比较 来反映电流通过导体产生热量的多少;
(2)用图乙所示装置, A、B、C盒内均密封着的电阻丝,按如图所示方式连接在电路中,该装置可探究“电流通过导体产生的热量与 是否有关”,在B、C盒外各并联一个电阻的目的是 。
【答案】(1) 左 U形管液面高度差
(2) 电流 改变电流
【来源】辽宁省朝阳市一中联盟校2024-2025学年九年级上学期期末物理试题
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,盒内金属丝通电后产生热量,使盒内空气受热膨胀,压强增大,与之相连的U形管左管液面会下降,使两端液面出现高度差,因此实验中可以通过比较U形中管液面高度差来反映电流通过导体产生热量的多少,利用了转换法,U形中管液面高度差越大表示电流通过导体产生的热量越多。
(2)[1][2]根据控制变量法可知,A、B、C盒内的电阻丝中的电流不同,电阻相同,所以该装置可探究“电流通过导体产生的热量与电流是否有关”,在B、C盒外各并联一个电阻的目的是利用并联的分流特点改变电流。
【题型 8 电功率与安全用电】
(核心考点:家庭电路中总功率与电流的关系(P 总 = UI,总功率过大导致电流过大)、电流过大的危害(熔断保险丝、引发火灾)、安全用电原则(不超负荷用电、大功率用电器单独接线)、保险丝的作用与选择(根据额定电流)、空气开关的工作原理)
1. 如图甲所示为一台电热水器,右表为该热水器的铭牌,其中高温挡的额定功率模糊不清。图乙为该电热水器的内部简化电路,R1、R2为电热丝(阻值未知),S1、S2为挡位开关,S2只能在a、b之间切换。电热水器在使用过程中会有漏电危险,当发生漏电时,电流会沿着水管经过喷头流过人体而发生触电事故。为防止触电事故发生,该电热水器在出水口处串接了一个“隔电墙”(见图甲)。“隔电墙”内部是一个螺旋状绝缘通道(如图丙所示),已知电源电压为220V。求:
(1)高温挡的额定功率(计算结果保留整数);
(2)为确保安全,要求淋浴时通过人体的漏电电流不超过0.2mA,则该“隔电墙”的电阻值至少为多大?(计算时忽略人体的电阻值)
(3)说明“隔电墙”的内部做成螺旋状的原因。
XX牌电热水器
额定电压
220V
额定功率
高温挡
___________
中温挡
2200W
低温挡
1210W
电源频率
50Hz
【答案】(1);(2);(3)通过增大导体长度、减小横截面积,来增大电阻
【详解】解:(1)当S1闭合,S2接b时为中温挡,电路中的电阻只有R1接入电路
当S1断开,S2接b时为低温挡,R1、R2串联在电路中
当S1闭合,S2接a时为高温挡,R1、R2并联在电路中
(2)淋浴时通过人体的漏电电流不超过0.2mA,即电流
则该“隔电墙”的电阻值
(3)制成螺旋状使进入该处水管的水流长度增大,横截面积减少,水流电阻增大,从而减小电路中的电流,使电流达到安全电流。
答:(1)高温挡的额定功率为;
(2)该“隔电墙”的电阻值至少为;
(3)制成螺旋状使进入该处水管的水流长度增大,横截面积减少,水流电阻增大,从而减小电路中的电流,使电流达到安全电流。
2.如图所示电路中,电源电压保持不变,定值电阻R0为10Ω,滑动变阻器R铭牌上标有“20Ω 1A”字样,小灯泡L标有“6V 2.4W”字样,电流表量程为0~0.6A。当只开关S闭合,滑片在滑动变阻器R的中点时,小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下,改变电路。下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.当只开关S闭合,滑片由中点左移动小灯泡变暗
C.当只闭合开关S、S2时,电路中最小电阻为25Ω
D.当三个开关全部闭合时,调节滑片,电路最大功率为6W
【答案】BCD
【来源】辽宁省铁岭市2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试题
【详解】A.当只开关S闭合,滑片在滑动变阻器R的中点时,滑动变阻器与小灯泡串联,小灯泡恰好正常发光,电路的电流为
滑动变阻器R两端电压为
电源电压为
故A错误;
B.当只开关S闭合,滑片由中点左移动,电路中的电阻增大,电流减小,小灯泡变亮,故B正确;
C.当只闭合开关S、S2时,滑动变阻器与定值电阻并联后再与灯泡串联,当滑动变阻器阻值为0时,电路中为最小电阻,灯泡的电阻为
电路中最小电阻为
故C正确;
D.当三个开关全部闭合时,灯泡被短路,滑动变阻器与定值电阻并联,调节滑片,电流表量程为0~0.6A,所以电路的最大电流为0.6A,电路最大功率为
故D正确。
故选BCD 。
【题型 9 电功率的综合计算(含电路动态分析)】
(核心考点:结合串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式、电功公式进行多步计算、电路动态变化分析(滑动变阻器移动、开关通断导致电阻变化,进而分析电流、电压、功率的变化)、结合实际场景的功率计算(如电器工作时间、耗电量计算))
1.体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为多少;
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少。
【答案】(1)6V;(2)0.45W;(3)1200N
【详解】解:(1)由图甲可知,闭合开关S,定值电阻R0与压敏电阻R串联,由图乙可知当体重计空载时,R=45,I=0.12A,则电源电压为
(2)由题图乙可知,当体重计示数为600N时,压敏电阻的阻值R'=15Ω,此时电路中电流为
定值电阻R0消耗的功率为
(3)已知电流表量程为0~0.6A,当电路中的电流最大为Imax=0.6A时,体重计测量最大体重,此时压敏电阻的阻值为
由题图乙可知,所能测量的最大体重为1200N。
答:(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为6V;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为0.45W;
(3)此体重计所能测量的最大体重为1200N。
2.如图甲是一款可调温电热锅,图乙是其简化电路图,其中是加热电阻,阻值为,是调温电阻,电源电压为。求:
(1)当阻值为0时,电热锅的电功率;
(2)电热锅的总功率为时,通过电热锅的电流;
(3)当两端电压为时,电热锅工作电流通过产生的热量。
【答案】(1)800W
(2)2A (3)24200J
【题型 10 电功率的实际应用与节能问题】
(核心考点:常见用电器的功率估算(如电灯、空调、冰箱)、节能电器的特点(低功率、高效率)、节约用电的方法(合理使用电器、选择节能产品)、新能源发电中的功率问题(如太阳能电池板的功率计算))
1. 阅读材料,回答问题。
石墨烯电池
吉林大学分析由嫦娥五号探测器采集回来的岩屑月壤时,发现其中含有天然的石墨烯。它作为电导体,和铜一样有着出色的导电性;它作为热导体,导热效果比目前任何其他材料的导热效果都要好。利用石墨烯材料制成的电池在充电时间上展现出明显的优势。如表所示是一款应用石墨烯材料的手机的核心参数。
屏幕
OLED全面屏(水滴屏)
网络
5G全网通
石墨烯电池容量C
工作电压
4V
电池能量密度
散热材料
石墨烯液冷散热
为了节约时间,手机的快充模式会在很短的时间内将手机电池电量充至;同时,为了充分发挥电池的性能并延长其使用寿命,当电池电量剩余时就需要充电,避免电池过度放电;这个过程称为一个快充模式的充电过程。
(1)小明按亮手机的OLED屏幕时,手机将电能转化成 能。
(2)小明想通过参数计算手机充满电后的使用时间,他在网上找到一种计算方法:手机使用时间。根据这种计算方法,假设该手机待机时的电流为100mA,在充满电之后,该手机待机的最长时间(不考虑电池寿命)约为 h。
(3)石墨烯 (选填“能”或“不能”)用来制作滑动变阻器的电阻丝。这款手机用石墨烯液冷散热,是利用了石墨烯有良好的 性。
(4)如图所示是手机在快充模式下充电功率与电池当前储能占充满状态储能的百分比的关系图像,充电功率会随电池的的变化而变化。如果一个快充模式用时共7min,电池电量从充至需用时 。(不计能量损失)
(5)小明继续在网上找到参数里的“电池能量密度”的计算方法:电池能量密度。通过计算,可得出该手机的电池质量是 g。
【答案】(1)光
(2)30
(3) 不能 导热
(4)3.4
(5)40
【详解】(1)手机使用时要消耗电能,然后屏幕发光转化为光能,所以能量转化过程为电能转化为光能。
(2)已知手机电池容量为,待机电流为100mA,根据手机使用时间可得,手机待机的最长时间
(3)[1]滑动变阻器的电阻丝需要电阻随长度明显变化,而石墨烯导电性能好,电阻较小,不适合制作滑动变阻器的电阻丝。
[2]手机用石墨烯液冷散热,是利用了石墨烯良好的导热性,能快速将热量传递出去。
(4)已知工作电压,电池容量
手机电池电量从充至充入的电
所用时间
手机电池电量从充至用时7min,则从充至需要的时间
(5)电池能量密度。根据电池能量密度可得,电池质量
2.我国空间站建造阶段首个实验舱——问天实验舱所携带的太阳翼,是目前国内最长、最大的柔性太阳翼,刷新了我国航天器在轨使用太阳帆板的纪录,其单翼发电功率9kW,日平均发电量超过430度。试问:
(1)“9kW”表示的物理意义是 。
(2)若空间站中照明灯上标着“220V 48.4W”的字样,则该照明灯正常工作时灯丝电阻为多少?
(3)若空间站供电电压降低到200V,则此时(2)中照明灯的实际功率为多少?(忽略灯丝电阻变化)
(4)空间站为航天员配备了微波炉,若微波炉的额定功率为800W,430度电可供该微波炉正常工作多少小时?
【答案】(1)该太阳翼每秒做功9000J
(2)
(3)40W
(4)537.5h
【详解】(1)“” 表示的物理意义是该太阳翼每秒做功9000J。
(2)已知照明灯的额定电压、额定功率,根据电功率公式,变形得该照明灯正常工作时灯丝的电阻
(3)忽略灯丝电阻变化,根据欧姆定律,此时照明灯的实际工作电流
根据电功率公式,得照明灯的实际功率
(4)“430度电”是电能,微波炉额定功率根据
根据公式,变形得工作时间:
【题型 11 电功率相关图像分析】
(核心考点:U-I 图像中电功率的计算(P=UI,图像上某点与原点连线的斜率或面积意义)、实际功率随电压变化的图像分析、结合图像比较不同用电器的额定功率、实际功率)
1. 如图甲所示的电路,电源电压保持不变。灯泡L的额定功率为2W,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动至灯泡正常发光。图乙是两电压表中的一个电压表示数与滑动变阻器阻值变化关系的图像。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为12V
B.滑动变阻器的滑片滑动至最右端时,灯泡的阻值为3Ω
C.整个电路的最小功率为1.8W
D.灯泡正常发光时,灯泡与滑动变阻器的功率之比为5:1
【答案】CD
【详解】A.由图甲知,灯泡与串联,当滑动变阻器滑片向左移动过程中,其接入电路的阻值变小,根据串联电路分压原理知,两端的电压减小,两端的电压增大,由图乙知,变大时,电压表的示数变大,说明此图为电压表与变阻器阻值变化关系的图像,当时,对应的电压表示数为,此时小灯泡正常发光,根据串联电路电流特点和可知,通过灯泡的电流为
由可得,此时灯泡两端的电压为
根据串联电路电压特点知,电源电压为
故A错误;
B.由图乙知,当变阻器滑片在最右端时,此时变阻器两端电压为,此时电路电流为
则此时灯泡两端的电压为
由欧姆定律可知,此时灯泡的阻值为
故B错误;
C.由图甲知,与串联,当变阻器接入电路阻值最大时,电路总阻值最大,由可知,此时电路消耗的功率最小,即
故C正确;
D.由题意知,灯泡正常发光时其功率为,此时滑动变阻器的额功率为
则此时灯泡与滑动变阻器的功率之比为
故D正确。
故选 CD。
2. 灯泡L上标有“”字样,测得通过该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压保持不变,电流表的量程为“”,电压表的量程为“”。则下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时,电压表的示数为
B.当电流表的示数为时,电压表的示数为
C.灯泡L的电阻值随电压表示数的增大而增大
D.为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为
【答案】B
【详解】A.由乙图可知电路是灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,灯泡正常发光时,灯泡两端的电压为6V,电压表测滑动变阻器两端电压,则此时电压表的示数为
故A错误;
B.由甲图可知,当电流表示数为0.4A时,灯泡两端的电压为1V,则此时滑动变阻器两端电压,即电压表的示数为
故B正确;
C.当电压表示数增大时,小灯泡两端的电压是减小的,由甲图可知,小灯泡的电阻随两端电压的减小而减小,故C错误;
D.灯泡的额定电流为
电流表的量程为“0~0.6A”,所以电路中的最大电流为0.6A,所以电路中消耗的最大功率为
故D错误。
故选B。
3. 小明通过查阅资料了解到电动汽车的“油门”一般是利用霍尔元件控制的、霍尔元件通电后会因处在强弱不同的磁场中,而产生不同的电压,这种情况下霍尔元件就相当于一个电压可变的电源。小明设计了如图-1所示的电路,闭合开关S后,用一根条形磁体靠近霍尔元件,探究霍尔元件在磁场中产生的电压变化情况,已知定值电阻R的阻值为10,电流表量程为0-0.6A、电压表量程未知,探究时绘制出电压表示数与条形磁体到霍尔元件的距离的关系图像如图-2所示。在电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电压表的量程为0~3V
B.当磁体靠近霍尔元件时电流表示数变小
C.当磁体到霍尔元件的距离为1时,电流表示数为0.2A
D.当磁体到霍尔元件的距离为0.25时,定值电阻的功率为0.9W
【答案】D
【详解】A.分析图-2可知,当条形磁体到霍尔元件的距离为0时,电压表的示数约为4.6V,故电压表的测量值超过3V,故A错误;
B.分析图-2可知,当磁体靠近霍尔元件时,电压表的示数变大,由欧姆定律可知,通过定值电阻R的电流变大,则电流表的示数变大,故B错误;
C.当磁体到霍尔元件的距离为时,由图-2可知,电压表的示数为1V,则通过定值电阻R的电流
即电流表的示数为0.1A,故C错误;
D.当磁体到霍尔元件的距离为时,由图-2可知,电压表的示数为3V,则通过定值电阻R的电流
定值电阻的功率
故D正确。
故选D。
【题型 12 含有电动机的非纯电阻电路问题】
(核心考点:非纯电阻电路的特点(W>Q,P 电 = P 机 + P 热)、电动机的功率计算(P 电 = UI,P 热 = I²R,P 机 = P 电 - P 热)、区分纯电阻电路与非纯电阻电路的公式适用情况、电动机不转动时视为纯电阻电路的特殊分析)
1.电动机接 220V 电源,线圈电阻 2Ω,电流 5A,工作 10s。求总功、电热、机械功、效率。
答案:W 总 = UIt=220V×5A×10s=1.1×10⁴J;
P 总 = UI=220V×5A=1100W。
Q=I²Rt=(5A)²×2Ω×10s=500J;
P 热 = I²R=(5A)²×2Ω=50W。
W 机 = 1.1×10⁴J - 500J=10500J;η=10500J/1.1×10⁴J×100%≈95.5%。
2.电动机堵转时,U=6V,I=3A,求线圈电阻;正常工作 U=220V,I=2A,求机械功率。
答案:堵转时 R=U/I=6V/3A=2Ω。
正常工作:P 总 = 220V×2A=440W,
P 热 =(2A)²×2Ω=8W,P 机 = 440W - 8W=432W。
【题型 13 电功率的比值问题】
(核心考点:串并联电路中各用电器功率比、电压比、电流比、电阻比的综合推导与计算、利用比例关系简化复杂计算、已知部分物理量的比值求功率比值)
1. 如图所示,将标有“6V,3W”的小灯泡L1和标有“12V,3W”的小灯泡L2按照甲、乙两种方式连接,两电路中的电源电压均为U且保持不变,闭合开关,通过分别调节两个滑动变阻器R1和R2,使两个灯泡都正常发光,则下列判断正确的是( )
A.甲、乙两电路的总功率之比为2︰1
B.灯泡L1和灯泡L2的亮度相同
C.滑动变阻器R1和R2连入电路的阻值相等
D.滑动变阻器R1的功率比R2的功率大
【答案】ABD
【详解】如图所示,由可知,两灯泡的额定电流分别为
由欧姆定律可知,两灯泡的电阻分别为
A.因为两次电路中灯泡均正常发光,所以,甲图中电路的电流为
乙图中电路的电流为
由可知,甲、乙两电路的总功率之比为
故A正确;
B.由题意可知,两灯泡都正常发光,两灯泡的实际功率都等于额定功率3W,即两灯泡的实际功率相等,由于灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,因此两灯泡的亮度相同,故B正确;
C.由欧姆定律和串联电路的电阻特点可知,甲电路中滑动变阻器连入的电阻为
①
乙电路中滑动变阻器连入的电阻为
②
比较①②可知,滑动变阻器R1和R2连入电路的阻值不一定相等,故C错误;
D.甲图中动变阻器R1消耗的功率为
③
乙图中动变阻器R2消耗的功率为
④
比较③④可知,滑动变阻器R1的功率比R2的功率大,故D正确。
故选ABD。
【题型 14 电能表的参数理解与综合应用】
(核心考点:电能表上参数的意义(如 “220V”“10 (20) A”“3000r/(kW・h)”)、根据电能表转盘转数计算消耗的电能和电功率、结合用电器功率判断电能表是否适用、利用电能表监测家庭电路的用电情况)
1. 1.小明家的电能表如图所示,家中用电器的总功率不能超过______W.当小明家只有一盏电灯工作时,
150s内转盘正好转过5圈,则该灯泡消耗的电能是______J,它的电功率为______W。
答案:2200;9000;60
2.如图是小明家的电能表,下列说法正确的是( )
A. 该电能表应该在的电路中使用
B. 该电能表此时的读数为43536kW·h
C. 该电能表所在电路同时使用的用电器的总功率不能超过2200W
D. 小明家使用的用电器的总功率变化时,电能表转盘的转速保持不变
答案:A
3. 如图甲所示是一款加热型榨汁机,图乙是它的内部电路结构示意图,其中R1、R2均为发热电阻丝,R2=400Ω。该榨汁机接通电动机可以进行榨汁;关闭电动机接通电阻丝可以进行加热或者保温;榨汁机的部分参数如表所示。傍晚用电高峰时,小红关闭家里所有用电器,只让榨汁机以加热挡工作,发现在5min内电能表的转盘转了50转,电能表的铭牌如图丙所示,下列说法正确的是( )
榨汁机部分参数表
额定电压
220V
加热功率
?
保温功率
121W
榨汁功率
88W
容量
400mL
A.同时闭合S2、S3时,电路处于保温状态
B.榨汁机的加热功率是484W
C.仅榨汁时,正常工作10s电路产生的电热是880J
D.傍晚用电高峰时,实际电压是200V
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,当只闭合S2时,电路中只有R1工作,电路中的电阻较大,根据可知,电路的功率较小,处于保温状态;当同时闭合S2、S3时,电路中R1、R2并联,电路中的电阻较小,根据可知,电路的功率较大,处于加热状态,故A错误;
B.当同时闭合S2、S3时,电路中R1、R2并联,根据并联电路的特点可知,R1的功率不变,R2的电功率为
故榨汁机的加热功率是P加热=P保温+P2=121W+121W=242W
故B错误;
C.仅榨汁时,正常工作10s电路消耗的电能W=P榨汁t=88W×10s=880J
此时电能主要转化为机械能,故C错误;
D.发现在5min内电能表的转盘转了50转,则实际消耗的电能为
实际功率为
由于电阻丝的电阻不变,则
即
解得U实际=200V,故D正确。
故选D。
【题型 15 电功率实验的故障分析与排除】
(核心考点:伏安法测功率实验中常见故障(如灯泡不亮、电表无示数、电表指针反向偏转、指针偏转过小或过大)、故障原因分析(如断路、短路、接线错误、量程选择不当)、故障排除的方法与思路)
1.实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材:小灯泡,额定功率约为)、电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整;(导线不允许交叉)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误,正确的操作应是: ;
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器 (选填“断路”或“被短接”);
(3)排除故障后,继续实验,获取实验数据。当电压表示数为时,电流表表盘如图丙所示,通过计算可知,小灯泡L的额定功率为 W;
(4)完成实验后,小明设计了如图丁所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻,在不使用电流表的情况下,测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为 ;
②保持滑片不动,再将开关接,读出电压表示数为;
③小灯泡L的额定功率 (用、、表示);
(5)小明找来了阻值为的定值电阻,按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率?请说明你的判断依据: 。
【答案】(1)
(2) 先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,再闭合开关 断路
(3)0.75
(4) 0.5
(5)见解析
【详解】(1)小灯泡正常发光时电流约为
所以电流表选择小量程串联到电路中,作图如下:
(2)[1]为保护电路,应在闭合开关前,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。
[2]如图乙,电压表无示数,只有变阻器出问题,则故障可能是滑动变阻器断路,使得电压表的两端无法与电源相通。
(3)当电压表示数为时,电流表表盘如图丙所示,由(1)可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则示数为0.3A,则小灯泡L的额定功率为
(4)[1][2]①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接,灯泡、和变阻器串联,电压表测和变阻器总电压,调节滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光(2.5V),根据串联电压规律,电压表示数为
②保持滑片不动,再将开关接,连接方式不变,电压表改测电压,读出电压表示数为,则电路中电流为;
③小灯泡L的额定功率
(5)由前面实验可知,若小灯泡正常发光时,额定电流为0.3A。若定值电阻阻值为,则灯泡正常发光时,两端的电压
两端的电压大于电源电压。电源实际电压为,不能满足实验要求。所以不可行。
【题型 16 结合生活场景的电功率应用题】
(核心考点:阶梯电价问题(根据用电量分段计算电费)、电器待机功率与电能消耗计算、合理选择用电器(根据额定功率、额定电压匹配电路)、用电安全与节能的实际应用分析)
1. 夏天到了,相比于空调,使用电风扇对身体更好些,也更节能环保。如图所示,是一款电风扇的“挡位”旋钮,当由2挡位调至3挡位时,能够吹出更强劲的风。则相较于2挡,下列关于3挡说法正确的是( )
A.消耗电能更多
B.消耗电能更快
C.电路总电阻更大
D.由路两端电压更大
【答案】B
【详解】当由2档位调至3挡位时,能够吹出更强劲的风,表明由2档位调至3挡位后电流增大。由式子可知电压不变,电流增大,那就意味着相同时间内做功更多(描述做功多少时要有时间限定),同理相同时间内做功更快。故ACD错误。B正确。
故选B。
2.让火灾远离校园,让平安与您相伴。如图甲为智慧校园系统中感烟火灾探测器的部分原理图。在一个外部光线无法进入的烟室中,装有一个激光发生器和带有一光敏电阻R₀的电路,定值电阻R的阻值为200欧,电源电压恒为12伏。当烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化。当烟雾达到某一浓度时,探测器便会发出警报。的阻值随烟室中烟雾浓度的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.当烟雾进入烟室并越来越浓时,电压表示数逐渐变小
B.当烟雾进入烟室并越来越浓时,R消耗的功率逐渐变小
C.当烟室的烟雾浓度达到40%时,电路消耗的总功率是0.24W
D.已知电流表的量程是0~30mA,电压表的量程是0~12V,则此电路能够测量烟室中的烟雾浓度最高是80%
【答案】AC
【详解】A.两电阻串联,电压表测量光敏电阻的电压,当烟雾进入烟室并越来越浓时,光敏电阻的阻值变小,电压表示数逐渐变小,故A正确;
B.当烟雾进入烟室并越来越浓时,光敏电阻的阻值变小,总电阻变小,电路中的电流变大,根据可知,R消耗的功率逐渐变大,故B错误;
C.当烟室的烟雾浓度达到40%时,光敏的电阻的阻值为400Ω,则总电阻为
电路消耗的总功率是
故C正确;
D.此电路能够测量烟室中的烟雾浓度越大,光敏的电阻的阻值变小,总电阻越小,此时电路中的电流最大,故最大电路的电流为30mA,合0.03A,故电路中的总电阻为
光敏电阻的阻值为
烟室中的烟雾浓度最高是60%,故D错误。
故选AC。
3.阅读下列材料,回答问题。
智能机器人常被用于校园红外测温及校园消毒(如图甲所示)。机器人配备了3台高清摄像头和红外热成像测温仪,若检测到人体温度异常,机器人会发出警报信号。机器人上还安装了超声波雾化器自动喷枪,将消毒液雾化后再吹散到空气中进行消杀。当剩余电量不足时,机器人会主动寻找充电器充电。如图乙是它简化的智能测温报警电路,报警器电阻不计,热敏电阻Rr的阻值随温度变化规律如图丙所示。如表为智能机器人的部分参数:
电池工作电压
18V
电池容量
4000mAh
报警电流
≥30mA
行进速度
0.3~0.6m/s
满载时消毒液质量
10kg
空载净重
20kg
(1)制造智能机器人芯片所使用的材料是 (选填“导体”、“半导体”或“超导体”);
(2)机器人电量不足时,它会以最大速度朝着充电器匀速直线前进,如果它距离充电器72m,则到达充电器至少需要 min;
(3)在水平路面上匀速行驶的机器人正在喷雾消毒时,其动能会 (填变化);
(4)机器人电池充满电时,储存的电能是 J;
(5)当所测温度达到或超过37.3℃时,要求报警电路系统报警,则闭合开关前,应该将滑动变阻器的阻值至少调到 Ω;
(6)红外线测温仪测量的是人体皮肤表面的温度,而人体皮肤表面温度比腋下温度要略低,所以要将该电路报警温度调低一点,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。
【答案】 半导体 2 减小 2.592 ×105 200 左
【详解】(1)[1]芯片所使用的材料是半导体。
(2)[2]当速度最大时,到达充电器时间最小,需要
(3)[3]在水平路面上匀速行驶的机器人正在喷雾消毒时,速度不变,质量减小,其动能会减小。
(4)[4]机器人电池充满电时,储存的电能是
(5)[5]当所测温度达到或超过37.3℃时,如图丙,RT阻值400Ω,报警电流为30mA,总电阻为
滑动变阻器的阻值至少调到
(6)[6]如图丙,温度越低,RT阻值越大,电路电流越小,要将该电路报警温度调低一点,滑动变阻器变调小,应将滑动变阻器的滑片向左。
【题型 17 电功率与欧姆定律的综合题】
(核心考点:利用欧姆定律推导纯电阻电路的功率公式、证明串并联电路的功率分配规律、推导总功率与各部分功率的关系、结合数学知识进行公式变形与推导)
1. 如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S1和S2,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A。将电压表和电流表互换位置,闭合S1断开S2,电流表示数为0.2A。下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.电阻R1的阻值为30Ω
C.电阻R2的阻值为20Ω
D.电路消耗的总功率减小了4.2W
【答案】ACD
【详解】AC.据图可知,闭合开关S1和S2,电路为两定值电阻并联,电压表测电源电压,此时电压表的示数为6V,则电源电压为6V,电流表测R2支路电流,电流表的示数为0.3A,则电阻R2的阻值为
故AC正确;
B.将电压表和电流表互换位置,闭合S1断开S2,电路为两定值电阻串联,此时电路中的电流为0.2A,电路中的总电阻为
电阻R1的阻值为
故B错误;
D.当闭合开关S1和S2,电阻R1的电流为
干路电流为
此时电路中的总电功率为
闭合S1断开S2,电路为两定值电阻串联时,电路中的总功率为
电路消耗的总功率减小了
故D正确。
故选ACD。
2. 如图所示的电路,电源电压保持不变,小灯泡额定电压为8V(小灯泡电阻不随温度变化)。闭合开关S1、断开开关S2,当滑动变阻器的滑片在a、b端之间移动过程中,电压表示数变化范围是0~8V,电流表示数变化范围是0.8~2.4A;闭合开关S2、断开开关S1,当滑动变阻器的滑片在中点时小灯泡正常发光,在保证电路安全的前提下,R2的阻值为 Ω,整个电路消耗的电功率范围为 。
【答案】 5 7.2~9.6
【详解】[1]由图得,闭合开关S1、断开开关S2,变阻器R1与定值电阻R2串联,电压表测量变阻器R1的电压,电流表测量电路电流。当滑动变阻器的滑片在a、b端之间移动过程中,电压表示数变化范围是0~8V,电流表示数变化范围是0.8~2.4A,由欧姆定律得,R2的阻值为
[2]变阻器R1与定值电阻R2串联,当变阻器接入电路中电阻最大时,电路中电流最小,变阻器的电压最大,即电压表示数最大,由欧姆定律得,变阻器的最大电阻为
电源电压为
闭合开关S2、断开开关S1,变阻器R1与灯泡串联,电压表测量变阻器R1的电压,当滑动变阻器的滑片在中点时小灯泡正常发光,此时变阻器的电压为
电路中电流为
电路最大电功率为
由欧姆定律得,灯泡电阻为
当变阻器接入电路中电阻最大时,电路中电流最小为
此时电路电功率最小,为
整个电路消耗的电功率范围为7.2~9.6W。
3. 体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为多少;
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少。
【答案】(1)6V;(2)0.45W;(3)1200N
【详解】解:(1)由图甲可知,闭合开关S,定值电阻R0与压敏电阻R串联,由图乙可知当体重计空载时,R=45,I=0.12A,则电源电压为
(2)由题图乙可知,当体重计示数为600N时,压敏电阻的阻值R'=15Ω,此时电路中电流为
定值电阻R0消耗的功率为
(3)已知电流表量程为0~0.6A,当电路中的电流最大为Imax=0.6A时,体重计测量最大体重,此时压敏电阻的阻值为
由题图乙可知,所能测量的最大体重为1200N。
答:(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为6V;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为0.45W;
(3)此体重计所能测量的最大体重为1200N。
4.如图甲是一款可调温电热锅,图乙是其简化电路图,其中是加热电阻,阻值为,是调温电阻,电源电压为。求:
(1)当阻值为0时,电热锅的电功率;
(2)电热锅的总功率为时,通过电热锅的电流;
(3)当两端电压为时,电热锅工作电流通过产生的热量。
【答案】(1)800W
(2)2A (3)24200J
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