专题13 电功率 焦耳定律(专项训练,北京专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
|
2份
|
110页
|
702人阅读
|
34人下载
内容正文:
主题三 电 电磁
专题13 电功率 焦耳定律
目 录
1
14
14
考点一 电能、电能表 14
考点二 电功、电功率的相关计算 15
考点三 电热 20
考点四 测量小灯泡的电功率 22
考点五 探究电热的影响因素 25
28
43
43
50
1.随着科技的发展,手机在人们生产生活中扮演着越来越重要的角色,很多手机品牌为了方便消费者使用,推出了快充功能缩短充电时间。某手机电池容量为6000mA·h,其快充功率可以达到100W。下列关于手机的说法正确的是( )
A.手机信号是通过超声波向基站传播的
B.手机电池充电时将化学能转化为电能
C.手机使用过程中电池会发热是电流在做功
D.若手机电池电压为5V,最快需要5min就可以将手机从零电量充至满电
【答案】C
【解析】A.手机信号是通过电磁波向基站传播的,超声波属于声波,不能在真空中传播,不适合用于手机信号传播,故A错误;
B.手机电池充电时,消耗电能,得到化学能,是将电能转化为化学能,故B错误;
C.手机使用过程中,电流通过电池内部的电阻等元件,电流做功,将电能转化为内能,所以电池会发热,故C正确;
D.由公式可得,电池充满电所需电能为,快充功率可以达到,根据可得,将手机从零电量充至满电的时间为,故D错误。故选 C。
2.售货员推介某家用电吹风:“老款功率仅800W、新款功率升级为2000W”。则新款电吹风使用时( )
A.更省电 B.更费电 C.更节约时间 D.电压更高
【答案】C
【解析】AB.用电吹风吹干同一物体,物体需要吸收的热量一定,则消耗的电能相同,故AB不符合题意;
C.使用电吹风时,根据W=Pt,消耗的电能一定,吹风机的电功率越大,越节省时间,故C符合题意;
D.家庭电路的电压为220V,不同的家用电吹风的额定电压相同,故D不符合题意。故选C。
3.如图甲所示是一款熨烫衣物的挂烫机,其简化电路如图乙所示,为限流电阻,为加热电阻,S为温控开关,自动切换加热和待机状态。下列说法正确的是( )
A.开关置于1时为加热状态 B.开关置于2时为待机状态
C.用超导材料制成加热电阻更省电 D.挂烫机工作时主要利用了电流的热效应
【答案】D
【解析】AB.由图乙可知,当开关S接2时,只有工作,由于是加热电阻,所以此时挂烫机处于加热状态;当开关S接1时,只有工作,由于是限流电阻,所以此时挂烫机处于待机状态,故AB错误;
CD.挂烫机,工作时将电能转化为内能,使挂烫机的内能增加,温度升高,所以它是利用电流的热效应工作,而电流通过号体产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,如果超导材料制成加热电阻,则加热电阻的阻值为零,中流通过加热电阻时不会产生热量,所以加热电阻不能用超导材料制成,故C错误、D正确。故选D。
4.如图是一款烤红薯机的简化电路图。它有高温、中温、保温三种不同的加热模式,其旋转功能可使红薯在烤制过程中均匀受热,照明灯可根据需求选择是否开启。下表是烤红薯机的部分参数,其中R2=2R1,滑动变阻器滑片始终位于R2的中点。下列说法不正确的是( )
额定电压
220V
照明灯功率
5W
电动机功率
25W
整机最大功率
2230W
A.开关S1闭合,开关S2接触触点“1”和“2”时,烤红薯机处于中温模式
B.加热电阻R1阻值为44Ω
C.烤红薯机工作时,通过开关S2的最大电流为10A
D.烤红薯机在保温模式工作1小时,至少会消耗0.58千瓦时的电能
【答案】D
【解析】A.开关S1闭合,开关S2接触触点“0”和“1”时,R2全部接入电路,此时电路中的阻值最大,由可知,此时电路功率最小,处于保温挡;开关S1闭合,开关S2接触触点“2”和“3”时,此时电路为R1和R2滑片右侧电阻接入电路,此时电路中的电阻最小,根据可知,电功率最大为高温挡;开关S1闭合,开关S2接触触点“1”和“2”时,只有R2滑片右侧电阻接入电路,此时电路中的电阻处于中间大小,根据可知,电功率处于中间大小为中温挡,故A正确,不符合题意;
B.已知整机最大功率,则加热功率为
此时R1和R2滑片右侧电阻并联接入电路,则电路中的总功率为
即
解得,故B正确,不符合题意;
C.烤红薯机工作时,当R1和R2滑片右侧电阻并联接入电路,通过开关S2的电流最大,则最大电流为,故C正确,不符合题意;
D.当开关S1闭合,开关S2接触触点“0”和“1”时,R2全部接入电路时为保温挡,当开关S3断开时,灯不亮,此时的功率最小,此时保温模式烤红薯机的电功率为
消耗的电能为
故D错误,符合题意。故选D。
5.对食物进行真空包装,可以延长食物保质期.真空包装机(如图甲)的工作原理是抽出塑料袋内的气体后,再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是该真空包装机的简易电路图,电源电压不变,其中开关S1、S2可根据该真空包装机的工作状态自动断开或闭合。由于电热丝的温度过低将无法完成密封、温度过高将导致袋口破损,因此该真空包装机工作时,需要控制电热丝的温度在一定范围内,下列相关说法正确的是( )
A.该真空包装机工作时,开关S和S1先闭合,一段时间后开关S2再闭合
B.为了避免电热丝的温度过低,应向左移动滑动变阻器的滑片
C.向右移动滑动变阻器的滑片时,抽气机的电功率将变小
D.该真空包装机密封袋口时,向左移动滑动变阻器的滑片,电路的总功率将变小
【答案】D
【解析】A.由题知,真空包装机的工作流程为“先抽气,再封口”;由电路图可知,开关S和S2闭合时,抽气机所在电路接通,可进行抽气操作;一段时间后开关S2断开、S1闭合,电热丝所在电路接通,能进行封口操作,所以,该真空包装机工作时,开关S和S2先闭合,一段时间后开关S1再闭合,故A错误;
B.要避免电热丝温度过低,需增大电热丝的功率;电源电压不变,电热丝的电阻不变,由可知应增大电热丝两端的电压,减小变阻器分得的电压,根据串联电路的分压规律可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以应向右移动滑动变阻器的滑片,故B错误;
C.由图可知抽气机与电热丝所在支路并联,二者互不影响,所以向右移动滑动变阻器的滑片时,抽气机的电功率将不变,故C错误;
D.密封袋口时,开关S、S1闭合,滑动变阻器与电热丝串联,向左移动滑动变阻器的滑片,变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路的电阻特点,总电阻变大,且电源电压不变,根据可知电路的总功率将变小,故D正确。 故选D。
6.如图所示是物理兴趣小组的同学设计的一个电热器的工作原理图,、、是发热电阻,虚线框为电热器的金属外壳,它有一个旋转开关绕O点转动能实现电热器多挡位工作要求,旋转开关可同时接通两个触点。已知,,,电源电压恒为220V,则( )
A.此设计可实现发热功率不同的四种挡位
B.图中P、Q两个接头中,P点应与零线相连
C.旋转开关接2、3触点时,电热器的功率为200W
D.电热器以最大功率工作时,在1分钟内产生的热量是
【答案】D
【解析】A、由图知旋转开关可以在1、2间、2、3间、3、4间三种接法,所以此设计可实现发热功率不同的三种挡位,故A不符合题意;
B、根据安全用电原则,金属外壳要接在地线上,故P点应与地线相连,Q点应与零线相连,故B不符合题意;
C、旋转开关接2、3触点时,电阻和并联,此时电热器的功率为
故C不符合题意;
D、由图知旋转开关接3、4触点时,电阻和并联,总电阻最小,由可知此时电路中的总功率最大,电热器以最大功率工作时,在1分钟内产生的热量是
故D符合题意。故选D。
7.家庭用的燃气报警器一般安装在厨房,当燃气浓度达到报警设定值时,燃气报警器发出声光报警信号。图甲所示为小阳设计的燃气泄漏检测电路,其中电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻,其阻值随燃气浓度β的变化图线如图乙所示。闭合开关S后,当发生燃气泄漏时,下列判断正确的是( )
A.电路中的电流变大 B.电路总功率变小
C.电压表的示数变小 D.电路消耗电能变少
【答案】B
【解析】A.由图甲可知,定值电阻与气敏电阻串联,电压表测量气敏电阻R两端的电压;由图乙可知,气敏电阻R的阻值随燃气浓度的升高而变大,闭合开关S后,当发生燃气泄漏时,燃气浓度升高,R的阻值变大,根据串联电路的电阻特点,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,故A错误;
B.根据可知,电路中的电流变小,所以电路的总功率变小,故B正确;
C.根据串联电路的分压规律可知,燃气泄漏时,燃气浓度升高,R的阻值变大,则R两端的电压变大,所以电压表示数变大,故C错误;
D.由于不知道工作时间,根据可知,无法判定消耗电能的多少,故D错误。故选B。
8.每年10月16日为世界粮食日,旨在唤起全世界对发展粮食和农业生产的高度重视。某科技小组为学校食堂设计了“节约秤”,其电路原理图如图甲所示,电源电压恒为6V,提示器R1的电阻不变,餐盘与载物台的总质量为250g,餐盘内没有食物时,电流表的示数为0.06A。图乙为压敏电阻R2的阻值随其上物体的总质量m变化的图像,当餐盘内剩余食物的质量大于或等于50g时,提示器R1就会因电流过大发出提示音。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为40
B.压敏电阻R2的阻值随其上物体总质量的增大而增大
C.餐盘内剩余食物的质量越大,电路消耗的总功率越小
D.将餐盘放在载物台上,若电流表的示数为0.08A,会发出提示音
【答案】D
【解析】A.由图甲可知,与串联,电流表测电路中的电流,由题意知,餐盘内没有食物时,电流表的示数为0.06A,由可知
由图乙可知,餐盘内没有食物时
则
故A错误;
B.由图乙可知,压敏电阻的阻值随其上物体总质量的增大而减小,故B错误;
C.餐盘内剩余食物的质量越大,的阻值越小,电路中的总电阻越小,由得U一定时,越小,越大,因此电路消耗的总功率越大,故C错误;
D.当电流表的示数为0.08A时,电路中的总电阻
则
根据图乙知,此时上物体的总质量大于300g,即餐盘内剩余食物的质量大于50g,因此会发出提示音,故D正确。故选D。
9.(2025·北京大兴·二模)如图所示为一辆电动小汽车的电池在某次充电过程中充电功率随时间变化的规律,则下列说法正确的是( )
A.充电时小汽车的电池把其他形式的能转化为电能
B.0.2h~0.9h时间内,小汽车共充了63kW·h的电能
C.0~1h时间内,小汽车共充了55.7kW·h的电能
D.0~0.2h时间内,若充电电流为75安培,则充电电压为225伏
【答案】C
【解析】A.充电时小汽车消耗电能,将电能转化为化学能存储在电池内部,故A错误;
B.0.2h~0.9h时间内,充电功率是70kW,则小汽车充的电能为
故B错误;
C.0~0.2h时间内,充电功率是30kW,则小汽车充的电能为
0.9h~1.0h时间内,充电功率是7kW,则小汽车充的电能为
0~1h时间内,小汽车总共充的电能为
故C正确;
D.0~0.2h时间内,若充电电流为75安培,则充电电压为
故D错误。故选C。
10.如图-1所示是科技小组的同学设计的尾气排放检测电路,尾气浓度大小显示表由电压表改装而成,尾气浓度越大,显示表的示数越大。电源电压保持不变,ab、cd之间分别接入定值电阻或气敏电阻。气敏电阻的阻值与尾气浓度的关系如图-2所示。下列说法正确的是( )
A.气敏电阻的阻值随尾气浓度升高而增大
B.间接定值电阻,间接气敏电阻
C.尾气浓度升高时,电路的总功率变小
D.长时间使用后电源电压降低,显示器显示的尾气浓度的值会偏大
【答案】B
【解析】A.由图2知,尾气浓度增加时,气敏电阻的阻值减小,所以气敏电阻的阻值随尾气浓度升高而减小,故A错误;
B.由题意知,尾气浓度大小显示表由电压表改装而成,尾气浓度越大,显示表的示数越大,即电压表示数越大。图1中,定值电阻R和气敏电阻R1串联接入电路,电压表测ab两端的电压,据串联电路的分压特点知,ab间的电压增大,ab间接入电路的阻值也增大,或ab间的电阻不变,cd间的电阻减小,而气敏电阻的阻值随着尾气浓度增大而减小,所以ab间接的是定值电阻,cd间接的是气敏电阻,故B正确;
C.尾气浓度升高时,气敏电阻接入电路的阻值减小,电路的总阻值减小,电路的电流增大,据P=UI知,电路的总功率增大,故C错误;
D.当气敏电阻的阻值与电源电压降低前相同时,电路的总阻值相同,据欧姆定律知,电路的电流减小,则ab间的电压减小,所以显示器显示的尾气浓度值会偏小,故D错误。故选B。
11.2024年11月华为发布了一款新手机(如图),它所搭载的麒麟9010芯片,拥有150亿个晶体管,具备超强的性能和AI(人工智能)处理能力,标志着我国的芯片技术完全自主化。下列说法错误的是( )
A.手机既是无线电发射台,又是无线电接收台
B.麒麟9010芯片的主要材料是半导体
C.该手机电池上标有“3.8V 4750 mAh”,表示它充满电后具有4.75 kW∙h的电能
D.该手机具有无线反向充电功能,当它对另一部手机充电时,另一部手机的电池相当于电路中的用电器
【答案】C
【解析】A.手机与外界联系时,即需要接收信号,又要发射信号,所以既是无线电发射台,又是无线电接收台,故A正确,不符合题意;
B.芯片主要是由半导体的材料制成的,具有单向导电性,故B正确,不符合题意;
C.手机电池充满电后具有的电能,故C错误,符合题意;
D.一部手机对另一部手机充电时,另一部手机在消耗电能,相当于用电器,故D正确,不符合题意。故选C。
12.(2025·北京市朝阳区·一模)速热式热水器由于其节能环保(相比储热式热水器省电15%~30%),安全性高,深受人们喜爱。如图所示的是小阳家安装的厨房用速热式热水器,其额定电压为220V、额定功率为4kW。小阳冬天洗碗筷一次,用温热水流的时间平均约为60s。则1度电可以让小阳用温热的水洗碗筷的次数是( )
A.4次 B.8次 C.15次 D.25次
【答案】C
【解析】速热式热水器的额定功率为4kW,则使用它洗一次碗筷所消耗的电能为
由于1小时=3600s,60s相当于小时,所以
因此1度电(1kWh)可供洗碗筷的次数;故选C。
13.如图甲所示电路,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,其参数“?Ω,?A”模糊不清,RT为温敏电阻(电阻随温度的变化而变化)。电流表量程为0~0.6A,电压表V1的量程为0~3V,V2的量程为0~15V。只闭合开关S1、S2,电流表示数为0.6A;只闭合开关S2、S3,在安全范围内最大程度移动滑片,当变阻器接入最小电阻时,RT的功率为P1,变阻器接入阻值最大时,RT的功率为P2,P1︰P2=7︰3,V1和V2示数分别随变阻器阻值的变化图像如图乙所示;只闭合开关S1、S4,在安全范围内最大程度移动滑片,将电压表示数随变阻器阻值变化的图像添至图乙中。下列说法正确的是( )
A.电源电压为14V
B.只闭合开关S2、S3时,滑动变阻器的取值范围为2Ω~12Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为75Ω,允许通过的最大电流为0.5A
D.只闭合开关S1、S4时,整个电路的功率变化范围为1.8W~9W
【答案】B
【解析】A.如图甲,当只闭合开关S1、S2,R0单独接入电路,电流表示数为0.6A,记电源电压为U,由欧姆定律可知U=0.6R0①
只闭合开关S2、S3,R与RT串联,电压表V1测量R两端电压,V2测量电源电压,由于电源电压不变,所以图乙中平行于R轴的直线为V2示数随变阻器阻值变化的图像,又当R增大时,由串联分压原理知,R两端电压变大,即电压表V1的示数变大,所以V1示数随变阻器变化的图像为最下面的图线;当变阻器阻值为R时,V1的示数为1V,RT两端电压为UT1=U-1V
电路中的电流为②
RT的功率为
当变阻器阻值为6R时,V1的示数为U2,此时电路中的电流最小,V1的示数最大,而电压表V1的量程为0~3V,所以U2=3V。RT两端电压为UT2=U-3V
电路中的电流为
RT的功率为
因为P2,P1︰P2=7︰3,所以有
解得U=15V,故A错误;
B.由①知,
只闭合开关S1、S4,R0与R串联,电压表V2测量R0两端电压,由串联分压原理知,R越大,V2的示数越小,所以V2的示数与变阻器阻值变化的图像如图乙中的中间图线,由该图线可知,当滑动变阻器阻值最小时,R0两端电压最大,为U0=12.5V,此时电路中的电流为
而电流表量程为0~0.6A,可知滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,则I1=0.5A,由②知,滑动变阻器所取的最小值为
则滑动变阻器所取的最大值为6R=6×2Ω=12Ω
所以只闭合开关S2、S3时,滑动变阻器的取值范围为2Ω~12Ω,故B正确;
C.只闭合开关S1、S4,当滑动变阻器阻值最大时,V2的示数最小,为U2=3V,此时电路中的电流为
由串联分压原理知,滑动变阻器两端电压为UR=U-U2=15V-3V=12V
所以滑动变阻器的最大阻值为
由选项B分析可知,允许通过的最大电流为0.5A,故C错误;
D.只闭合开关S1、S4时,电路中的最大功率为Pmax=UImax=15V×0.5A=7.5W
最小功率为Pmin=UImin=15V×0.12A=1.8W
所以只闭合开关S1、S4时,整个电路的功率变化范围为1.8W~7.5W,故D错误。故选 B。
14.(2025·北京海淀·二模)设计一款养生壶的加热电路,科技小组提出了3个方案。
方案1:如图1所示,电路两端电压恒为U,电热丝电阻为,加热部分的电功率为P。
方案2:如图2所示,在方案1的基础上接入电阻为的电热丝,由和共同作为加热部分,该方案中和在1min内消耗的总电能为W。
方案3:如图3所示,在方案1的基础上接入电阻为的定值电阻,由作为加热部分,该方案中和在1min内消耗的总电能为。
已知方案2和方案3中加热部分两端的电压之比为4:1,且加热部分的电功率均为,不考虑温度对电热丝电阻的影响。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.已知方案2和方案3中加热部分两端的电压之比为4:1,方案2加热部分电压为U,则方案3中R0的电压为,因为加热部分的电功率均为,则
化简得,故A错误;
B.方案3中R0的电压为,总电压为U,则R2的电压为,根据串联电路分压规律可得,故B错误;
C.方案2中1min内消耗的总电能为
方案3中1min内消耗的总电能为
即,故C正确。
D.因为,方案1中,则,故D错误。故选C。
15.(2025·北京顺义·二模)图所示的电路中,甲、乙两个烧瓶完全相同,甲、乙瓶内分别装有质量和初温都相同的水和煤油,相同的温度计A、B,阻值不变的电阻丝R1和R2。闭合开关,通电一段时间,电阻丝R1和R2上产生的热量分别为Q1和Q2,记录温度计A和B的示数分别为T1和T2。已知c水>c煤油,不考虑热损失且全过程未达到液体沸点。下列说法正确的是( )
A.若R1=R2,则Q1>Q2
B.若R1=R2,则T1=T2
C.若T1=T2,则Q1=Q2
D.若T1=T2,则R1>R2
【答案】D
【解析】AB.由图可知,电阻丝R1和R2串联,则通过电阻丝R1和R2的电流相等,闭合开关,通电一段时间,则通电时间相同,若R1=R2,由焦耳定律可知,电阻丝R1和R2产生热量相同,即Q1=Q2;由于甲、乙瓶内分别装有质量和初温都相同的水和煤油,c水>c煤油,由可知,水的温度变化小,所以水的末温小,则T1<T2,故AB错误;
CD.闭合开关,通电一段时间,若T1=T2,则水和煤油的温度变化相同,甲、乙瓶内分别装有质量和初温都相同的水和煤油,c水>c煤油,由可知,水吸收的热量更多,则电阻丝R1产生热量大于R2产生热量,即Q1>Q2,由图可知,电阻丝R1和R2串联,则通过电阻丝R1和R2的电流相等,由焦耳定律可知,R1>R2,故C错误,D正确。故选D。
考点一 电能、电能表
1.二代麒麟电池参数之一为150W·h/kg。其中单位“W·h”(瓦时)对应的物理量是( )
A.电能 B.时间 C.电流 D.功率
【答案】A
【解析】电功率的单位是W,时间的单位是h,由W=Pt可知电能的单位是W·h,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
2.(2025·北京八一学校·月考)国际单位制中,电能的单位是( )
A.伏特(V) B.焦耳(J) C.瓦特(W) D.千瓦时()
【答案】B
【解析】A.在国际单位制中,伏特是电压的单位,其符号是V,故A不符合题意;
B.在国际单位制中,焦耳是电能的单位,其符号是J,故B符合题意;
C.在国际单位制中,瓦特是功率的单位,其符号是W,故C不符合题意;
D.千瓦时是电能的常用单位,其符号是,故D不符合题意。故选B。
3.如图所示为某电能表的表盘,下列论述正确的是( )
A.电能表所能接用电器最大电功率为2200W
B.其可以测量出标有“220V,40W”的电风扇在10min内产生的电热
C.一节能灯单独工作,通过测量10min时间内电能表指示灯闪烁的次数,能验证额定电功率是否为10W
D.一用电器单独接入电路,正常工作3min,电能表指示灯闪烁了64次,该用电器可能是电冰箱
【答案】C
【解析】A.由图可知,电能表允许通过的最大电流为20A,额定电压为220V,则所能接用电器最大电功率为
故A错误;
B.电能表可测量电风扇在10 min内消耗的电能,不能测量电风扇在10min内产生的电热,故B错误;
C.通过测量10min时间内电能表指示灯闪烁的次数,可得节能灯消耗的电能,进一步可得实际功率,所以可以通过一节能灯单独工作,验证其额定电功率是否为10W,故C正确;
D.电能表指示灯闪烁了64次,则用电器消耗的电能为
则用电器的功率为
电冰箱的功率一般是100W~200W,故该用电器不是电冰箱,故D错误。故选C。
4.下列说法正确的是( )
A.插座上插有多个充电插头,长时间不用也不拔出
B.使用测电笔辨别火线时,手指要与笔尖金属体接触
C.如图所示电能表,脉冲指示灯闪烁的越快,电路消耗电能越多
D.如图所示电能表,该电能表上指示灯闪烁360次,表示该家庭电路消耗电能
【答案】D
【解析】A.插座上插有多个充电插头,不使用充电器时将其拔掉,以节省能源、延长设备寿命并确保家庭电路安全,故A错误;
B.使用测电笔辨别火线时,手指要与笔尾金属体接触,故B错误;
C.电能表指示灯闪烁的越快反映了消耗电能越快,不能说明消耗电能越多,故C错误;
D.3600imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3600次,电能表的指示灯闪烁360次时,用电器消耗的电能;故D正确。故选D。
考点二 电功、电功率的相关计算
5.(2025·北京人大附中·月考)下列选项中,正常工作相同时间消耗电能最多的是( )
A.计算器 B.电子手表 C.空调 D.电风扇
【答案】C
【解析】计算器功率较小,约0.5mW;电子手表功率非常小,约0.01mW;空调功率较大,约1000W;电风扇功率约60W。由于空调在这四种电器中功率最大,根据W=Pt,可以得出在正常工作相同时间的情况下,空调消耗的电能最多。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
6.(2025·北京丰台·二模)小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个,按照每度电0.5元的计费标准,将这三个用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。下列说法正确的是( )
A.在这三个用电器中,电烤箱正常工作时的电压最高
B.在这三个用电器中,电视机正常工作时的电压最低
C.正常工作时,通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流
D.在一个月内,小玲家电烤箱的用电费用一定比电饭锅的用电费用多
【答案】C
【解析】AB.三个用电器使用时采用并联,电压相等,故AB错误;
C.由图得,正常工作时,正常工作1小时,电烤箱使用的电费最多,说明电烤箱消耗的电能最多,由得,电烤箱的电功率最大,三个用电器使用电压相等,由得,电烤箱的电流最大,故C正确;
D.在一个月内,由于不知电烤箱与电饭锅使用时间的长短,由得,无法比较小玲家电烤箱与电饭锅消耗的电能大小,无法比较小玲家电烤箱的用电费与电饭锅的用电费,故D错误。故选C。
7.(2025·北京市房山区·二模)灯泡L1上标有“6V 6W”,灯泡L2上标有“6V 3W”。关于这两个灯泡,下列说法中正确的是( )
A.正常发光时,L1的电阻较大
B.正常发光时,通过L2的电流做功较少
C.正常发光时,通过L1的电流做功较快
D.工作时间相同,L2消耗的电能较少
【答案】C
【解析】A.正常发光时,L1的电阻为
正常发光时,L2的电阻为
比较可知,正常发光时L1的电阻较小,故A错误;
B.根据,电流做功多少与电功率和时间有关,通电时间未知,不能确定两灯做功的大小关系,故B错误;
C.L1的额定功率大于L2的额定功率,正常发光时,通过L1的电流做功较快,故C正确;
D.根据,消耗电能多少与电功率和时间有关,工作时间相同,实际功率未知,不能比较两灯消耗电能的大小关系,故D错误。故选C。
8.(2025·北京市陈经纶中学·前测)某小组设计了一款AI机器人,其“眼睛”部分的设计电路如图所示,灯L1标有“6V3W”,灯L2和滑动变阻器R的规格未知。负责检测此电路的小明在其干路上串联一块电流表(图中未画出),他发现:当闭合开关S、S1,断开开关S2且滑片P位于a端时,L1恰好正常发光;保持滑片P的位置不变,再闭合开关S2时,L2恰好正常发光,且电流表的示数变化了1A;再只断开开关S1,并将滑片P移至R中点时,电流表的示数为0.25A。电源两端电压保持不变,不考虑L1和L2电阻的变化。根据上述信息,下列说法不正确的是( )
A.L2的规格为“6V6W” B.R的最大阻值为36Ω
C.两灯正常发光时,L1的功率大 D.电路消耗的最大功率为9W
【答案】C
【解析】AC.当闭合开关S、S1,断开开关S2且滑片P位于a端时,只有L1连入电路,由于L1恰好正常发光,则电源电压U=U额1=6V
由P=UI可得,L1正常发光时的电流
保持滑片P的位置不变,再闭合开关S2时,L1、L2并联连入电路,根据并联电路各支路互不影响的特点可知通过L1的电流不变,已知此时L2恰好正常发光,根据并联电路的电压特点可知L2正常发光时的电压U额2=U=6V,根据并联电路干路电流电压各支路电流之和可知灯L2的额定电流I额2=ΔI=1A
则L2正常发光时的功率P额2=UI额2=6V×1A=6W
所以L2的规格为“6V 6W”,因P额1=3W<P额2=6W,则两灯正常发光时,L1的功率较小,故A正确,不符合题意,C错误,符合题意;
B.根据可得L2的电阻
当只断开开关S1,L2与滑动变阻器串联,将滑片P移至R中点时,电流表测量电路中的电流,由电路中的总电阻
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则滑动变阻器接入电路中的电阻R中=R-R2=24Ω-6Ω=18Ω
所以,滑动变阻器的最大电阻R=2R中=2×18Ω=36Ω
故B正确,不符合题意;
D.根据串并联电路的电阻特点可知当S、S1、S2闭合,滑片P在a端时,L1、L2并联,此时L1、L2正常发光,总电阻最小,干路电流最大,电路中的电功率最大,则干路电流I最大=I额1+I额2=0.5A+1A=1.5A
所以,最大总功率P最大=UI最大=6V×1.5A=9W
故D正确,不符合题意。故选C。
9.(2025·北京昌平·二模)如图甲所示的电路,电源电压为9V并保持不变,小灯泡L的额定电压为4V,图乙是小灯泡L的电流I随其电压U的变化的图像,当S闭合,将滑片P移到滑动变阻器某位置时,小灯泡L恰好正常发光,则下列说法正确的是( )
A.小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流为0.45A
B.小灯泡正常发光时的功率为1W
C.移动滑片P,当小灯泡两端电压为1.5V时,滑动变阻器R接入电路的阻值为5Ω
D.移动滑片P,当小灯泡L的功率为1W时,滑动变阻器R接入电路的阻值为16.25Ω
【答案】D
【解析】A.据甲图可知,电路为灯泡和变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,已知小灯泡L的额定电压为4V,据乙图可知,通过灯泡的电流是0.5A,故A错误;
B.小灯泡正常发光时的功率为,故B错误;
C.移动滑片P,当小灯泡两端电压为1.5V时,据乙图可知,电流为0.3A,变阻器两端电压为
滑动变阻器R接入电路的阻值为,故C错误;
D.据乙图可知,当小灯泡L的功率为1W时,灯泡两端电压为2.5V,电路中的电流为0.4A,此时变阻器两端电压是
滑动变阻器R接入电路的阻值为
故D正确。故选D。
10.(2025·北京西城·一模)图甲所示是某电热水器内部简化电路,由控制电路和加热电路组成。控制电路中电源两端电压恒为12V,R0为定值电阻,Rt为热敏电阻,其阻值随水温的变化关系如图乙所示。电流鉴别器相当于电流表,且控制开关S2。加热电路中电源两端电压恒为220V,加热电阻R的阻值为48.4Ω。当热水器中的水温降低到40℃,电流鉴别器中的电流为30mA时,开关S2闭合,加热电路开始加热;当水温达到另一温度值,电流鉴别器中的电流为40mA时,开关S2断开。下列说法正确的是( )
A.水温越高,控制电路中的电流越小
B.开关S2闭合,加热电路的电功率为100W
C.水温达到80℃时,加热电路停止加热
D.若更换阻值更小的定值电阻,热水器中的水温变化范围变大
【答案】C
【解析】A.根据图像知,温度升高时电阻减小,控制电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电流变大,故A错误;
B.开关S2闭合,加热电路的电功率
故B错误;
C.当热水器中的水温降低到40℃,电流鉴别器中的电流为30mA时,开关S2闭合,开始加热,由图乙可知,此时Rt的阻值Rt=150Ω,电源电压U=IR=I(Rt+R0)=0.03A×(150Ω+R0)=12V
解得R0=250Ω;当水温达到另一温度值,电流鉴别器中的电流为40mA时,开关S2断开,此时总电阻
Rt的阻值Rt1=R总-R0=300Ω-250Ω=50Ω,对应的温度为80℃,故C正确;
D.开关S2闭合和断开时,电流是一定的,根据可知,电路中的总电阻一定,更换阻值更小的定值电阻,则Rt的阻值更大,但根据图像电阻更大时,温度变化不明显,故不能增大水温变化范围,故D错误。故选C。
考点三 电热
11.(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
【解析】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。
12.(2025·北京石景山·二模)图中所示的四种家用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.电暖气 B.扫地机器人
C.洗衣机 D.电视机
【答案】A
【解析】A.电暖气工作时把电能转化为内能,利用了电流的热效应,故A符合题意;
B.扫地机器人,工作时主要将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作,故B不符合题意;
C.洗衣机工作时主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应来工作的,故C不符合题意;
D.电视机工作时将电能转化为声能、光能以及少部分内能,不是利用电流的热效应,故D不符合题意。故选A。
13.(2024·北京东城·二模)如图甲所示的电热杯垫有加热和保温两个挡位,内部简化电路如图乙所示,R1、R2为加热电阻丝(忽略温度对电阻的影响),已知电源电压U=10V且保持不变,R1=10Ω。当电热杯垫处于加热挡时,其功率为30W。下列说法正确的是( )
A.开关S1、S2闭合时,电热杯垫处于保温挡
B.当电热杯垫处于加热挡时,加热电阻丝R1的功率为20W
C.当电热杯垫处于保温挡时,工作30min产生的热量为300J
D.加热电阻丝R2的阻值为5Ω
【答案】D
【解析】A.由乙图可知,当开关S1、S2闭合时,R1和R2并联,电路中总电阻小,根据可知,此时电功率大,为加热挡,故A错误;
B.当电热杯垫处于加热挡时,加热电阻丝R1的功率为
故B错误;
C.根据可知,当S2断开,电路中只有R1工作,为保温挡,此时工作30min产生的热量为
故C错误;
D.根据并联电路功率知识可知,加热挡时R2的功率为
则R2的电阻为
故D正确。故选D。
14.(2024·北京房山·一模)图所示,把两个定值电阻R1、R2放入完全相同的烧瓶中,烧瓶中装有初温相同的煤油,甲烧瓶中煤油的质量大于乙烧瓶中煤油的质量。甲、乙装置串联在电路中通电一段时间后,甲图中温度计示数高于乙图中温度计示数。若将R1、R2并联在电路中通电一段时间后,下列说法正确的是( )
A.通过R1的电流等于通过R2的电流
B.R1两端的电压小于R2两端的电压
C.R1的电功率大于R2的电功率
D.R1产生的热量小于R2产生的热量
【答案】D
【解析】A.甲烧瓶中煤油的质量大于乙烧瓶中煤油的质量,甲、乙装置串联在电路中通电一段时间后,甲图中温度计示数高于乙图中温度计示数,由 可知,甲中煤油吸收的热量更多,串联电路电流处处相等,由可知,甲中电阻即R1的电阻大于乙中电阻即R2的电阻。将R1、R2并联在电路中,电压相等,由可知,通过R1的电流小于通过R2的电流,故A错误;
B.并联电路支路电压相等,故B错误;
C.由可知,两电阻电压相等,通过R1的电流小于通过R2的电流,所以R1的电功率小于R2的电功率,故C错误;
D.R1的电阻大于R2的电阻,由 可知,R1产生的热量小于R2产生的热量,故D正确。故选D。
考点四 测量小灯泡的电功率
15.(2025·北京人大附中·三模)小华用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关、及新的干电池等实验器材,测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率。
(1)小华连接好图甲所示电路,闭合开关S,发现小灯泡L发光暗淡,观察电压表、电流表均有示数,移动滑动变阻器的滑片P、电压表、电流表示数均不变,出现这种现象的原因是 。小华正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为0,电压表示数接近3V,则故障可能是 ;
(2)排除故障后,小华移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数为1.8V。为了测量小灯泡正常发光时的功率,他接下来的操作应是 接入滑动变阻器的阻值(选填“增大”或“减小”);
(3)小华将多次实验测得的电流和对应的电压绘制了如图所示的I~U图像,根据图像可知,小灯泡正常发光时的功率为 W;
(4)小华分析图像发现:随着小灯泡的功率变大,其电阻也变大。产生这种现象的原因是 。
【答案】(1) 滑动变阻器同时接到下接线柱 灯泡断路
(2)减小
(3)1.25
(4)见解析
【解析】(1)[1]闭合开关,发现小灯泡发光暗淡,电流表和电压表均有示数,说明此时电路中电流较小,电路中的电阻较大,移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表示数均不变,则说明滑动变阻器接入了下面两个接线柱,相当于定值电阻。
[2]小华正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为0,说明此时电路有断路,电压表示数接近3V,说明电压表与电源连通,则故障可能是灯泡断路。
(2)移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数为1.8V,为使灯泡正常发光,小灯泡两端的电压应为2.5V,需要增大灯泡两端的电压,由串联电路电压的规律可知应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值。
(3)由图像可知,小灯泡正常发光,即当小灯泡两端的电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.5A,则小灯泡正常发光时的功率
(4)随着小灯泡两端的电压变大,功率变大,灯丝的温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
16.(2025·北京师大附中实验·零模)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“”字样。
(1)如图甲所示电路,有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)试触时发现,电压表无示数,电流表有示数,小灯泡发光,则电压表发生了 故障;
(3)纠正错误后继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,示数为 A,小灯泡额定功率为 W;
(4)利用原有电路,将小灯泡替换为定值电阻(、、、,各一个)探究电流和电阻关系,为了能完成实验,控制电压表示数可能是__________。
A.1.7V B.2.2V C.2.7V
【答案】(1)
(2)断路
(3) 0.24 0.6
(4)C
【解析】(1)图中电压表测量电源电压是错误的,电压表应测灯泡两端电压。如图所示:
(2)试触时发现,电流表有示数,小灯泡发光,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表发生了断路故障。
(3)[1]由图甲可知,电流表用的是小量程,纠正错误后继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表分度值为0.02A,其示数为0.24A。
[2]小灯泡额定功率
(4)探究电流和电阻关系,要控制定值电阻两端的电压不变,由欧姆定律和串联电流特点得
当接入25Ω定值电阻时,变阻器接入电路中电阻最大,为20Ω时,定值电阻的电压最小,此时
由图甲得,电源电压由3节干电池组成,为4.5V,由串联电路电流特点得
则联立方程组得,定值电阻的电压最小
电压表测量定值电阻的电压,则控制电压表示数可能是2.7V,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。
考点五 探究电热的影响因素
17.(2025·北京石景山·一模)小石探究“电流通过导体产生热量的影响因素”,连接了如图所示的电路,甲、乙两个完全相同的保温杯内,装有质量、初温均相等的水和煤油,相同的温度计A、B,阻值不变的电热丝和。闭合开关,通电2min,停止计时,记录此时温度计A和B的示数分别为、,,,不考虑热损失且全过程未达到液体沸点。下列正确的是( )
A.由通电时间均为2min,可判断甲乙两瓶内的液体,吸收的热量相等
B.由温度计示数,可判断电流通过电阻和产生的热量相等
C.若甲杯中装水,乙杯中装煤油,则
D.此实验可以说明电流通过导体产生的热量与电阻大小有关
【答案】CD
【解析】AB.根据题意,质量水和煤油升高相同的温度,由于,则水吸收的热量多,说明电流通过两电阻丝产生的热量不同,故AB错误;
C.若甲杯中装水,乙杯中装煤油,两电阻丝电流和通电时间相同,甲杯中产生的电热多,说明,故C正确;
D.图中两电阻丝串联在同一电路中,电流和通电时间相同,根据上述分析可知,两电阻丝阻值不同,电阻丝产生的电热不同,因此可以说明电流通过导体产生的热量与电阻大小有关,故D正确。故选CD。
18.(2024·北京大兴·一模)小兴在实验室探究电流通过导体时产生的热量Q与导体电阻R是否有关。他选用了以下实验器材:两个完全相同的烧瓶,烧瓶内分别装有相等质量且初温均为to的煤油,相同的温度计A、B和阻值为R1、R2的电阻丝(R1≠R2),还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关、电流表、导线。他连接了如图所示的电路,进行了如下实验:闭合开关通电一段时间后,记录下温度计A的示数为t1,温度计B的示数为t2,发现(t1-to)<(t2-to)。下列说法中正确的是( )
A.小兴所探究问题的自变量是电流通过导体时产生的热量
B.实验中用温度计的示数变化表示电流通过电阻丝产生热量的多少
C.通过对实验现象进行分析,可知电流通过导体时产生的热量Q与导体电阻R有关
D.在不改变原电路的情况下,添加一块停表,还可以探究电流通过导体产生的热量Q与电流I的关系
【答案】BCD
【解析】A.探究电流通过导体时产生的热量Q与导体电阻R是否有关时,自变量是电阻,因变量是电流通过导体时产生的热量,故A错误;
B.实验中导体通电后产生的热量被煤油吸收,质量和初温都相同的煤油吸收的热量越多,则温度升高越大,所以可以用温度计示数的变化来反映电流通过电阻丝产生热量的多少,故B正确;
C.由实验现象可知,质量和初温的都相同的煤油升高的温度不同,即吸收的热量不同,反映出在通电时间和电流相同的情况下,不同的电阻丝产生的热量不同,可以说明电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关,故C正确;
D.探究电流通过导体产生的热量Q与电流I的关系需要控制电阻和通电时间相同,改变电流,可用某个烧瓶,用同一电阻丝如R1,通电一段时间t,记下温度计示数变化值,断电后等煤油温度降到初温t0,调节滑动变阻器接入电路中电阻的大小,可以改变通过R1的电流大小,闭合开关,通电相同时间t,记下温度计示数变化值,即可分析得出电流通过导体产生的热量Q与电流I的关系。故D正确。故选BCD。
19.(2025·北京十一学校·三模)小一连接了如图所示的电路,两个完全相同的烧瓶内分别装有初温t0相同,质量不同的煤油,,以及阻值不等的定值电热丝R1和R2。闭合开关,通电一段时间后,煤油并未沸腾,观察到甲烧瓶内温度计示数和乙烧瓶内温度计示数相等均为t,忽略热传递过程中能量的损耗。
(1)通过实验现象可以判断出甲烧瓶中煤油吸收的热量多,依据是 。(已知煤油的比热容c煤油)
(2)根据上述信息,得到电热丝阻值R1 R2。(选填“大于”或“小于”)
(3)小一将甲、乙烧瓶内分别装入初温和质量相同的水和煤油来探究水和煤油吸收热量相同时,液体温度变化的情况。
①为了完成实验,两个烧瓶内应放入阻值 (选填“相同”或“不同”)的电热丝;
②小一将实验数据记录到表格中时,忘记记录液体的种类。
液体
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
①
150
20
10
50
②
150
20
10
35
分析数据,可知 (选填“①”或“②”)液体更适合做汽车发动机的冷却液。
【答案】(1)见详解 (2)大于 (3)相同 ②
【解析】(1)在同种物质、初末温相同、m甲>m乙的情况下,根据,可以判断出甲烧瓶中煤油吸收的热量多。
(2)由小问1可知,甲烧瓶中煤油吸收的热量多,因为电阻R1和R2是串联在电路中的,所以电流相等,根据,可知加热电阻丝R1大于R2。
(3)[1]为了控制相同时间内吸收的热量相同,所以两个烧瓶内应放入阻值应该相等。
[2]吸热能力更强的液体更适合做汽车发动机的冷却液,所以应该选择在吸收相同热量后末温更低的液体,所以选用②液体更适合。
20.(2025·北京清华附中·三模)如图所示,是小明探究与“热”有关的两个实验装置。
(1)甲图中,如果加热时间相同、食用油升高的温度大于水,则 吸热能力更强;
(2)按乙图装置进行实验,是为了探究电流产生的热量与 的关系;
(3)上述两个实验中,都需要控制被加热液体的初温相同、 相等;
(4)上述两个实验装置中,通过液体升高的温度来反映液体吸热多少的是 (选填“甲”或“乙”)。
【答案】(1)水 (2)电阻 (3)质量 (4)乙
【解析】(1)图甲中,如果加热相同时间,吸热相同,质量相同的食用油升高的温度比水高,根据可知水吸热能力更强。
(2)乙装置中,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的关系。
(3)由控制变量法,上述两个实验中都需要控制被加热液体的质量和初温相等。
(4)甲实验中,通过加热时间反映吸热多少,乙实验装置中,液体的种类和质量相同,通过液体升高的温度来反映液体吸热多少。
1.(2024·北京顺义·二模)小林想测量小灯泡的额定功率及正常发光时的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V,实验电路如图甲所示。实验中,当电压表示数为2.0V时,电流表示数如图乙所示。根据实验过程及电压表示数为2.0V的现象,下列说法中正确的是( )
A.为使小灯泡正常发光,需将滑片P向左移动
B.滑片P向右移动,电流表示数变小
C.小灯泡正常发光时的电阻为5Ω
D.此时小灯泡的实际功率为1W
【答案】D
【解析】由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.小灯泡的额定电压为2.5V,此时电压表示数为2.0V,为使小灯泡正常发光,需要增大电压表的示数,由串联电路电压的规律可知减小变阻器两端的电压,由串联分压可知减小变阻器连入电路的电阻,需将滑片P向右移动,故A错误;
B.滑片P向右移动,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总变阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,电流表的示数变大,故B错误;
CD.电压表示数为2.0V,由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.5A,小灯泡正常发光时的电压是2.5V,所以正常发光时的电流大于0.5A,小灯泡正常发光时的电阻小于
此时小灯泡的实际功率为
PL=UL1IL=2.0V×0.5A=1W
故D正确,C错误。故选D。
2.(2025·北京海淀·一模)科技小组对某材料所能承受的撞击力进行测试。测试时,将材料样品平放在压力传感器(可等效为可变电阻)上,如图1所示。闭合开关S,由静止释放一重物,重物与样品碰撞后立即粘在一起,最终静止在压力传感器上。图2描绘了撞击前、后一段时间内电流表的示数I随时间t变化的关系。已知电源两端电压恒为24V,定值电阻R0=10Ω,可变电阻的阻值R随其所受压力F变化的关系如图3所示。下列说法正确的是( )
A.重物与样品接触前,可变电阻的阻值为120Ω
B.从10ms到14ms的过程中,压力传感器所受的压力增大
C.整个过程中,压力传感器所受的最大压力是400N
D.可变电阻在14ms时的电功率大于其在6ms时的电功率
【答案】D
【解析】A.由图2可知,重物与样品接触前,电路中的电流I=0.2A, 定值电阻R0两端的电压
可变电阻两端的电压为
可变电阻的电阻
故A错误;
B.由图2可知,从10ms到14ms的过程中,电路中电流减小,由图3可知,撞击力越大时,可变电阻的阻值越小,则电流越大,所以从10ms到14ms的过程中,压力传感器所受的压力减小,故B错误;
C.由图2可知,最大的电流为Im=1.2A,根据欧姆定律可知,电源电压U=Im(R0+R)
压力传感器的电阻
由图3可知,此时受到撞击力F=600N,故C错误;
D.由图2可知,在14ms时,电路中的电流为0.4A,可变电阻的阻值
可变电阻的电功率
在6ms时,电路中的电流为0.2A,可变电阻的阻值
可变电阻的电功率
由于P1>P2,所以可变电阻在14ms时的电功率大于其在6ms时的电功率,故D正确。故选D。
3.(2024·北京通州·一模)科技爱好者小明购买了一个湿敏电阻R()。经过查询得知:该电阻在相对湿度为100%时,阻值为1000Ω;在相对湿度为零时,阻值为100Ω。他家现有一个电压恒为9V的电源和一块量程为0~6V的电压表。他设想用电压表的示数显示相对湿度的大小,示数越大表示相对湿度越大,当相对湿度达到100%时,电压表示数刚好达到6V。于是,他准备再采购一个定值电阻R0,并与湿敏电阻R串联在9V的电源上,形成如图所示的电路,再将电压表并联到电路中,制成一个简易湿度计。关于他所设想的“简易湿度计”,下列说法正确的是( )
A.电压表应并联在R0的两端
B.采购的定值电阻R0应为50Ω
C.通过R的最大电流不超过0.015A
D.该电路总功率的最大值约为0.27W
【答案】C
【解析】由题意知湿敏电阻R阻值随湿度增大而增大。由电路图知定值电阻R0与湿敏电阻R串联在9V的电源上,他设想用电压表的示数显示相对湿度的大小,示数越大表示相对湿度越大,当相对湿度达到100%时,阻值为1000Ω,电压表示数刚好达到6V。根据串联分压特点知,电压表应并联在湿敏电阻R两端;根据串联电路电压特点知,定值电阻R0两端最小电压为
根据串联电路电流特点和欧姆定律得
解得
当湿度相对湿度为零时,湿敏电阻R阻值为100Ω。此时电路中电阻最小为
通过R的最大电流为
该电路总功率的最大值约为
综上,故ABD错误,C正确。故选C。
4.(2025·北京西城·二模)如图所示,电源两端的电压为12V且保持不变,三个电阻均为定值电阻,电阻R1与R2的比值是4∶1。当开关S1闭合、S2断开时,10s内电流通过R1产生的热量是24J;当开关S1断开、S2闭合时,电流表示数为0.3A。下列分析正确的是( )
A.电阻R1的阻值为60Ω
B.电阻R3的阻值为25Ω
C.开关S1断开、S2闭合时,电阻R3的功率为3.6W
D.开关S1断开、S2闭合时,10s内电流通过R2产生的热量是13.5J
【答案】ABD
【解析】当开关S1闭合、S2断开时,电路是含有电阻R1的简单串联电路,10s内电流通过R1产生的热量是24J,根据可得
解得:
因为电阻R1与R2的比值是4∶1
当开关S1断开、S2闭合时,电流表示数为0.3A,电阻R3和电阻串联,根据欧姆定律和串联电路电压特点可知
则功率为
10s内电流通过R2产生的热量为
故ABD正确,C错误。故选ABD。
5.(2025·北京清华附中·三模)图甲所示的电路中,电源电压不变,为定值电阻,L为额定电流为0.25A的小灯泡,R为滑动变阻器,闭合开关S、,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示;闭合开关S、,滑片P移动过程中,电压表与电流表的示数之间的关系图像如图丙所示,关于此电路,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为2.5V
B.闭合开关S、,当时,电路消耗的总功率为0.45W
C.小灯泡的额定功率为0.5W
D.将R换成与L完全相同的小灯泡,闭合S、,根据丙图像可求得电路总功率约0.6W
【答案】BD
【解析】A.闭合开关S、S2,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;由图乙可知,当滑动变阻器的电阻为5Ω时,其两端的电压为1.5V,通过电路的电流为
则电源电压为①
滑动变阻器的电阻为10Ω时,其两端的电压为2V,通过电路的电流为
则电源电压为②
联立①②得,,R0=5Ω,故A错误;
B.闭合开关S、S2,R0与R串联,电路消耗的总功率为
故B正确;
C.闭合开关S、S1,L与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;由图丙可知,当电路中电流为0.25A时,R两端的电压为0.5V,此时灯泡正常发光;根据串联电路电压规律,灯泡额定电压为
则灯泡额定功率为
故C错误;
D.将R2替换成与L相同的小灯泡,闭合S、S1,两灯泡串联,根据串联分压原理可知,每个灯泡两端电压为1.5V,在图丙中电路中的电流约为0.2A,则电路总功率约为
故D正确。故选BD。
6.(2025·北京朝阳·二模)直流充电桩是为电动汽车补充能量的装置,如图甲所示,通常它比交流充电桩的充电电压更高、电流更大实现快速充电。设电池当前储能占充满状态的百分比为D。充电时,充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化,同时用户可以通过充电桩的显示屏了解充电信息。假设某充电桩输出的电能全部转化为电池的储能,充电前,D为,充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后,P与D的关系如图乙所示。充满后立即停止充电。当D达到时充电桩显示屏的部分即时信息如下表,充电过程中充电电费单价不变。下列说法正确的是( )
充电电压(V)
充电电流(A)
充电时长(min)
充电度数
充电费用(元)
400
45
24.0
28.80
A.当D为时,充电电流为100A B.该汽车充电30min时,充电功率为40kW
C.当D达到时,充电用时36min D.整个充电过程的充电费用为72元
【答案】AC
【解析】A.当D达到70%时,充电功率为40kW=40000W,由表中数据知,D达到70%时,充电电压为400V,由P=UI可知,此时的充电电流
故A正确;
D.由表中数据知,D达到70%时,即充入充满状态储能的40%时,充电度数为24.0kW·h,充电费用28.80元,电费单价为
则充满电还需充入30%,需消耗的电能为
测试全过程的充电费用为n1=(24+18)kW·h×1.20元/kW·h=50.4元
故D错误;
C.当D从60%达到70%时,即D增加10%,消耗电能
此过程中充电功率为40kW保持不变,由W=Pt可得,此时充电的时间
当D从30%达到70%时,充电时长为45min,则当D达到时,充电用时
故C正确;
B.当D从55%达到70%时,即D增加15%,消耗电能
此过程中充电功率为40kW保持不变,由W=Pt可得,此时充电的时间
当D从30%达到70%时,充电时长为45min,则当D达到时,充电用时
所以该汽车充电30min时,充电功率小于40kW,故B错误。故选AC。
7.(2025·北京市东城区·一模)图甲所示的电路中,为定值电阻,R为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关后,在滑动变阻器的滑片从B端移动至A端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.电源电压为2.5 V
B.滑动变阻器R的最大阻值为25 Ω
C.定值电阻的电功率的最小值为0.05 W
D.当滑动变阻器R接入电路的阻值为5 Ω时,滑动变阻器R的电功率与电路总功率的比值最大
【答案】BC
【解析】A.由电路图知道,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑片在B点时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,电路中电流最小,根据串联电路的规律知道,此时电压表的示数最大,结合图乙知道,此时滑动变阻器两端的电压为2.5V,电路中的电流为0.1A,则电源电压为①
当滑片移动到A点时,滑动变阻器连入电路的阻值是0,其两端电压是0,结合图乙知道,此时电路中的电流为0.6A。则电源电压为②
电源电压是一定的,由①②解得R0=5Ω,U=3V
故A错误;
B.由欧姆定律知道,滑动变阻器连入电路的阻值最大值为
故B正确;
C.由知道,当滑动变阻器连入电路的阻值最大值时,电路中电流最小,定值电阻的电功率的为最小值
故C正确;
D.滑动变阻器R的电功率与电路总功率的比值
由此可知,当滑动变阻器R接入电路的阻值为5 Ω时,滑动变阻器R的电功率与电路总功率的比值不是最大,故D错误。故选BC。
8.(2024·北京石景山·二模)小茗利用一块电压表和阻值已知的电阻测量未知电阻的阻值。小茗选择了满足实验要求的器材,电源两端电压不变,并连接了如图所示实验电路。闭合开关和,电压表的示数为;闭合开关,断开开关,电压表的示数为,则下列四个选项中,说法正确的是( )
A.实验过程中,两端的电压始终不变
B.的表达式为
C.上述两种电路状态中,R0的电功率变化了
D.若将开关与电压表互换位置,其他不变,也能测量出的阻值
【答案】BD
【解析】AB.闭合开关S1和S2时,Rx被短路,电压表测量电源电压,也就是测量R0两端的电压,即电源电压U=U1;闭合开关S1,断开开关S2时,两电阻串联,电压表测量R0两端的电压,即R0两端的电压U0=U2;因为电源电压不变,所以Rx两端的电压Ux=U−U0=U1−U2串联电路电流相等,此时电路的电流为Rx的阻值为故A错误,B正确;
C.上述两种电路状态中,R0的电功率变化量故C错误;
D.若将开关S2与电压表互换位置,其他不变,当闭合开关S1和S2时,电压表测量Rx两端的电压,也就是电源电压,即U=U1;当闭合开关S1,断开开关S2时,两电阻串联,电压表测量Rx两端的电压,即Rx两端的电压Ux=U2;因为电源电压不变,所以Rx两端的电压U0=U−Ux=U1−U2串联电路电流相等,此时电路的电流为Rx的阻值为故D正确。故选BD。
9.(2024·北京海淀·一模)图甲为某声敏电阻的阻值随声音强弱的等级(单位:dB)变化关系的图像,小明利用该声敏电阻制作了声音强弱的等级检测装置,其简化电路如图乙所示。电源两端电压为9V并保持不变,电阻R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是声敏电阻。已知定值电阻的阻值为,电压表的量程为0~3V,周围环境声音强弱的等级越大,电压表的示数越大,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为时,声音强弱的等级小于
B.该电路能测量的最大声音强弱的等级为
C.该电路消耗的最大电功率为
D.若换用阻值更大的定值电阻,该电路能测量的最大声音强弱的等级将变小
【答案】ACD
【解析】A.由图甲可知声敏电阻随声音强弱的等级增大而减小,周围环境声音强弱的等级越大,电压表的示数越大。根据串联电路的分压关系大电阻分大电压,可知R2是定值电阻,电压表的示数为2V时,电路中的电流为
声敏电阻R1的阻值为
对照图甲声音强弱的等级小于50 dB,故A正确;
B.电压表的量程为0~3V,当电压表示数为3V时,电路中的电流是
此时R1的阻值为
结合图甲,对应的声音强弱的等级为80dB,所以该电路能测量的最大声音强弱的等级为80 dB,故B错误;
C.由前面知道I最大=0.3A为电路最大电流,该电路消耗的最大电功率为
P=UI最大=9V×0.3A=2.7W
故C正确;
D.若换用阻值更大的定值电阻,根据可知电路的电流会变小,电压一定时,I与R成反比,即声敏电阻会增大,对应的声音强弱的等级将变小,故D正确。故选ACD。
10.(2025·北京门头沟·二模)“测量小灯泡的电功率”实验,小丹同学设计了如图所示的电路图。提供的实验器材如下:电源6V、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时电阻约为11Ω)、电流表(0-0.6A,0-3A)、电压表(0-3V,0-15V)、滑动变阻器R1标有“10Ω;1A”、滑动变阻器R2标有“20Ω;1.5A”、开关、导线若干。请通过计算分别说明连接电路时,滑动变阻器应选用“R1”还是“R2”进行实验,以及电流表量程应选“0~0.6A”还是“0~3A”更合理。
【答案】R2,0~0.6A
【解析】由题意有,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时电阻约为11欧,则正常发光时的电流约为
由电路图知,滑动变阻器与小灯泡串联接入电路,电流表测电路中的电流,电压表测小灯泡两端的电压,则测量小灯泡的电功率时,为了不损坏元件,电路的最大电流比0.23A稍大,不超过0.6A,所以电流表选择0~0.6A量程更合理;当小灯泡正常发光时,变阻器两端的电压
据串联电路的分压特点有
解得,所以滑动变阻器应选用R2。
11.(2025·北京清华附中·三模)图甲是额定电压为6V的灯泡L和定值电阻的电流随电压变化的图像,将它们接入图乙所示的电路中,只闭合开关时,灯泡L的功率为1.6W。求:
(1)的阻值;
(2)电源电压U;
(3)只闭合开关时,调节滑动变阻器的滑片使灯泡L恰好正常发光,此时电流通过滑动变阻器1min产生的热量。
【答案】(1)30Ω (2)16V (3)300J
【解析】(1)根据图甲可知,电阻R2的阻值为
(2)只闭合开关S2时,R2与灯泡L串联,灯泡L的功率为1.6W,根据图甲可知,小灯泡两端的电压为4V,通过小灯泡的电流为0.4A,电阻R2两端的电压为
由串联电路中电压的规律知,电源电压为
(3)只闭合开关S1时,R1与灯泡L串联,调节滑动变阻器的滑片使灯泡L恰好正常发光,说明小灯泡两端的电压为6V,通过小灯泡的电流为0.5A,则此时滑动变阻器两端的电压为
此时电流通过滑动变阻器1min产生的热量为
12.(2025·北京石景山·二模)如图甲所示是具有高温、低温两挡的电茶壶,简化电路如图乙,R1、R2均是发热电阻(阻值不随温度变化)。电茶壶的铭牌如下表。求:
额定电压
220V
额定
功率
低温挡
100W
高温挡
1100W
容积
1L
(1)当S接 (选填“1”或“2”)时,电茶壶处于低温挡。
(2)发热电阻R2的阻值。
(3)如想通过改变R1、R2的连接方式来提高电茶壶的加热功率,请计算改装后的高温挡功率的最大值。
【答案】(1)1 (2)440Ω (3)1210W
【解析】(1)当S接1时,简化电路如图2,两电阻串联,据知电茶壶处于低温挡。
(2)该电路高温挡简化电路如图1,低温挡简化电路如图2。
由得发热电阻R1的阻值
得,即
可得发热电阻R2的阻值
(3)当两电阻并联时,电路如图3,总功率最大。并联时电阻R1的电功率
并联时电阻R2的电功率
改装后的高温挡功率的最大值
13.(2025·北京朝阳·二模)如图所示的是某款两挡家用电热器的简化电路,、为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中,的阻值为,的阻值为。求:
(1)低温挡时通过电路中的电流;
(2)通电10s产生的热量。
【答案】(1)0.5A (2)4840J
【解析】(1)据图可知,当只有R1单独工作时,电路中的总电阻最大,由可知,电功率最小,处于低温挡,则低温档时通过电路中的电流为
(2)当两电阻并联时,电路中的总电阻最小,由可知,电功率最大,处于高温挡,则通过的电流为
通电10s产生的热量为
14.(2025·北京昌平·二模)如图所示是科技小组设计的模拟某电热毯工作电路的示意图。R0是电热毯中的发热电阻丝,R是串联在电路中的电阻,开关S右端可分别处于a、b、c三个位置,当S右端位于a位置时,电热毯开关处于断开状态,当S右端分别位于b、c位置时,电热毯分别处于高温挡和低温挡。该电热毯接入电压恒为220V的电路中,电热毯处于高温挡时的功率为110W;电热毯处于低温挡时的功率为55W。忽略电阻随温度的变化。求:
(1)电热毯处于高温挡时,电路中的电流;
(2)电阻R接入电路时,电阻R每分钟消耗的电能。
【答案】(1)0.5A (2)1650J
【解析】(1)根据可得,高温挡时,电路中的电流
(2)当S右端位于b位置时,只有电阻R0接入电路;当S右端位于c位置时,电阻R和R0串联接入电路,电路中总电阻为 R0+ R,根据可知,在总电压相同时,总电阻越小,总功率越大,故当S右端位于b位置时,电路处于高温挡,当S右端位于c位置时,电路处于低温挡。在高温挡时,只有电阻R0接入电路,电阻R0的阻值
在低温挡时,电阻R和R0串联接入电路,电路中总电阻
电阻R的阻值
在低温挡时,电路中电流
电阻R两端的电压
电阻R每分钟消耗的电能
15.(2025·北京陈经纶·零模)中国茶文化源远流长。如图所示,是一款智能煮茶机的简化电路图,电源电压,、、是阻值不变的电热丝,用于“加热”或“保温”,,,S为电源开关,通过温控开关可实现“加热”和“保温”状态的切换,煮茶机的“加热”功率,“加热”效率。煮茶机会根据用户选择的茶品和所需茶水浓度不同进行智能工作,其工作过程是首先将水“加热”至100℃,然后继续以“加热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”(“煮茶加热”时间如表格所示),最后自动进入“保温”状态。将、初温为20℃的水装入煮茶机,水的比热容,水的密度。
茶品
低浓度“煮茶加热”时间
中浓度“煮茶加热”时间
高浓度“煮茶加热”时间
乌龙茶
2min
5min
10min
红茶
1min
2min
5min
黑茶
2min
5min
7min
(1)求煮茶机的“保温”功率;
(2)若用户选择“红茶高浓度煮茶”,煮茶机经过将水“加热”至100℃、“煮茶加热”和“保温”状态,共工作15min,求这个过程煮茶机消耗的电能。
【答案】(1)55W (2)5.859×105J
【解析】(1)由可知,在电源电压不变时,电路电阻越小,功率越大。由图可知,电路在不同状态时分别为R0与R1串联或者R0与R2串联,由于R1<R2,所以可知当R0与R1串联时,为加热状态,R0与R2串联时为保温状态。加热时电路的总电阻
R0的阻值R0=R01-R1=60.5Ω-20.5Ω=40Ω
保温时电路的总电阻R02=R0+R2=40Ω+840Ω=880Ω
煮茶机的“保温”功率
(2)水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.8×10-3m3=0.8kg
将水加热至100℃过程中水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.8kg×(100℃-20℃)=2.688×105J
将水加热至100℃,消耗的电能
水加热至100℃所用时间
由题意知煮茶时间为t2=5min=300s
保温时间t3=15min-5min-7min=3min=180s
整个煮茶过程煮茶机消耗的电能W=W1+P加热t2+P保温t3=3.36×105J+800W×300s+55W×180s=5.859×105J
16.(2025·北京市八一教育集团、十九中·零模)如图1所示的电路中,闭合开关S、S1,滑动变阻器调到某一位置,电压表的示数为6V。断开开关S1,闭合开关S、S2,滑动变阻器位置保持不变,电压表的示数为4V,此时小灯泡L正常发光。小灯泡的I~U图线如图2所示。
(1)小灯泡正常发光时的电阻RL大小为多少?
(2)闭合开关S、S2时,R0的电功率为多少?
【答案】(1)10Ω (2)0.8W
【解析】(1)闭合开关S、S1,电阻R0、灯泡L和滑动变阻器串联,电压表测R0、灯泡L两端的电压之和;断开开关S1,闭合开关S、S2,电阻R0、灯泡L和滑动变阻器串联,滑动变阻器滑片位置保持不变,电压表测灯泡两端的电压,此时小灯泡L正常发光,即小灯泡的额定电压为4V,由图2可知,当灯泡两端的电压为4V时,灯泡的额定电流为0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(2)闭合开关S、S1,电阻R0、灯泡L和滑动变阻器串联,电压表测R0、灯泡L两端的电压之和,断开开关S1,闭合开关S、S2,电阻R0、灯泡L和滑动变阻器串联,滑动变阻器滑片位置保持不变,电压表测灯泡两端的电压,闭合开关S、S1,和断开开关S1,闭合开关S、S2,电路的状态没有发生改变,只是电压表测量的对象改变,则R0两端的电压为:
因为串联电路的电流处处相等,则通过R0的电流为
闭合开关S、S2时,R0的电功率为
1.(2025·北京·中考)下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电热水壶 B.吸尘器 C.电冰箱 D.电视机
【答案】A
【解析】A.电热水壶工作时将电能转化为内能,利用电流的热效应工作的,故A符合题意;
B.吸尘器工作时电动机转动,将电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故B不符合题意;
C.电冰箱是将电能转化为电动机的机械能,不是利用电流的热效应来工作的,故C不符合题意;
D.电视机工作时主要是把电能转化为声能与光能,不是利用电流的热效应来工作的,故D不符合题意。故选A。
2.(2023·北京·中考)如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图,R1、R2所用电阻丝(涂有绝缘漆)粗细均匀、材料相同,分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上,圈数分别为43圈和33圈,R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间,下列说法正确的是( )
A.通过R1的电流等于通过R2的电流
B.R1两端的电压大于R2两端的电压
C.R1的电功率大于R2的电功率
D.R1消耗的电能小于R2消耗的电能
【答案】D
【解析】由题意可知,两电阻丝的材料相同,电阻丝R1比R2长且细,则R1>R2;
AB.因R1与R2并联,电阻两端的电压相等,由可知,电阻大的通过的电流小,所以通过R1的电流小于通过R2的电流,故AB错误;
C.由可知,R1电功率小于R2的电功率,故C错误;
D.R1电功率小于R2的电功率,根据W=Pt可知,相同时间内R1消耗的电能小于R2消耗的电能,故D正确。故选D。
3.(2025·北京·中考)如图所示,一只太阳能草坪节能灯,由太阳能电池板、蓄电池、“6V1W”的节能灯等组成,太阳能电池板发电并将电能储存在蓄电池中,供节能灯晚间照明;该太阳能电池板接收太阳辐射的面积为,其光电转化效率(即发电效率)为20%。若在太阳能电池板接收太阳辐射的有效时间内,太阳能电池板接收太阳辐射的功率为640W。下列说法正确的是( )
A.太阳能是可再生能源
B.太阳能电池板给蓄电池充电过程中将化学能转化成电能
C.该灯的太阳能电池板发电功率为16W
D.节能灯正常发光10h消耗的电能为
【答案】AD
【解析】A.太阳能可从自然界不断获得,是可再生能源,故A正确;
B.太阳能电池板给蓄电池充电,是将太阳能转化的电能转化为蓄电池的化学能,故B错误;
C.太阳能电池板接收太阳辐射的总功率
发电功率
故C错误;
D.节能灯正常发光10h消耗电能
故D正确。故选AD。
4.(2025·北京·中考)图甲所示的是恒温式热线风速仪的结构示意图,将一根细金属丝置于圆柱形通道内,设定其工作温度为。使用时接通电路,金属丝升温到,风流过通道时,会带走部分热量,风速仪通过改变流过金属丝的电流维持金属丝的温度不变,此时单位时间内金属丝产生的热量与风带走的热量相等,风速仪通过测量金属丝两端的电压、风进入通道时风的温度,从而实现对风速的测量。已知风速越大、金属丝和风的温度差越大,单位时间内风带走的热量越多;当风速一定时,单位时间内风带走的热量与金属丝和风的温度差成正比。金属丝电阻R随温度t变化的关系如图乙所示。假设空气密度始终不变,下列说法正确的是( )
A.金属丝升温到的过程中阻值不变
B.流入风速仪的风的温度不变时,所测风速增大,金属丝两端的电压增大
C.若风速仪测得的电压越大,流入风速仪的风的温度越高,则风速越大
D.若,风速仪测得温度为0℃与30℃的风速相同,则金属丝两端的电压之比为
【答案】BC
【解析】A.由图乙可知,金属丝升温到的过程中阻值变大,故A错误;
B.流入风速仪的风的温度不变时,所测风速增大,风带走的热量增多,为了维持温度不变,需要增大流过金属丝的电流,由于温度不变,金属丝电阻不变,由U=IR可知金属丝两端的电压增大,故B正确;
C.风速仪测得的电压越大,相等时间内产生的热量越多,流入风速仪的风的温度越高,金属丝和风的温度差变小,带走的热量少了,为了维持恒温,需要调大风速,故C正确;
D.风速一定时,单位时间内风带走的热量与金属丝和风的温度差成正比,风速仪测得温度为0℃,温度差为Δt1=150℃−0℃=150℃
风速仪测得温度为30℃,温度差为Δt2=150℃−30℃=120℃
风带走的热量
恒温时,单位时间内金属丝产生的热量与风带走的热量相等,所以
所以
故D错误。故选BC。
5.(2024·北京·中考)某同学进行了如下实验:
(1)用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电源两端电压保持不变;
①闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在 端;
②闭合开关,应 以确定小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则的额定功率 W。
(2)该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率与的大小关系,他断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将替换为,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,可推断出 (选填“>”“=”或“<”),他继续完成了的测量后,验证了推断。
【答案】(1) A 移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V 0.75 (2)<
【解析】(1)①[1]为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片必须位于阻值最大处,故滑片需要位于A端。
②[2]L1的额定电压为2.5V,为了使灯泡正常发光,闭合开关后,应移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V。
[3]由图乙可知,电流表使用的小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,因此L1的额定功率为
(2)保持滑动变阻器滑片位置不变,将替换为,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。由串联电路电压特点可知,滑动变阻器两端电压增大,而滑动变阻器接入电路的阻值不变,由可知,电路中电流增大,总电阻减小,因
因此,由可知,灯泡正常发光时,。
6.(2023·北京·中考)小京用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关,其中两个烧瓶完全相同,瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等的电阻丝R1和R2。
(1)该实验采用串联电路可以控制 相同和 相同;
(2)闭合开关一段时间,两支温度计示数的变化量不相等,实验结论是: 。
【答案】电流 通电时间 电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关
【解析】(1)[1][2]该实验采用串联电路,两电阻丝的电流与通电时间相同。
(2)[3]闭合开关一段时间,两支温度计示数的变化量不相等,说明当电流与通电时间相同时,不同电阻的电阻丝产生的热量不同,可得电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关。
7.(2025·北京·中考)某家庭厨房中用电器的相关信息如表中所示,它们用如图所示的插线板供电。插线板允许通过的最大电流为10A。已知家庭电路的电压为220V。
名称
数量
额定功率/W
电饭锅
1
880
电磁炉
1
1800
电风扇
1
100
电饼铛
1
1000
(1)求电饭锅正常工作时加热电阻的阻值。
(2)电风扇、电饭锅已在正常工作,在保证插线板安全使用的条件下,还可以再接入一个用电器,求这三个用电器同时正常工作时,通过插线板的总电流。
【答案】(1)55Ω (2)9A
【解析】(1)由表中信息可知,电饭锅的额定功率为880W,根据可知,电饭锅正常工作时加热电阻的阻值
(2)由题意知,插线板允许通过的最大电流为10A,则允许使用的最大功率为P大=UI大=220V×10A=2200W
则电风扇、电饭锅已在正常工作,插线板还允许使用的最大功率为P允许=2200W-880W-100W=1220W
由表中信息可知,还可以接入一个电饼铛,此时通过插线板的总电流
8.(2024·北京·中考)如图所示的是某款两挡电热器的简化电路,、为阻值一定的电热丝,,。该电热器接入电压为220V的电路中。求:
(1)低温挡时电路中的电流 ;
(2)高温挡时电热器的电功率 。
【答案】(1)0.4A (2)1188W
【解析】(1)根据可知,当总电阻越小,总功率越大,当两个电阻并联时,为高温挡,当闭合S1时,为低温挡时,只有R1工作,故电路中的电流
(2)当两个电阻并联时,为高温挡,通过电阻R2的电流为
则干路电流为
高温挡时电热器的电功率
9.(2023·北京·中考)小京利用图甲所示电路获取了额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电流,并利用所测的数据绘制出电流I随其两端电压U变化的图像,如图乙所示。
(1)画出实物电路所对应的电路图;
(2)求小灯泡两端电压为1.0V时的电阻;
(3)求小灯泡正常发光时的电功率。
【答案】(1) ;(2);(3)
【解析】解:(1)由实物图可知,灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻滑片向右移动时,接入电路的阻值变小,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中,电路图如下图所示:
(2)由图像可知小灯泡两端电压U=1.0V时,通过小灯泡的电流I=0.2A,此时小灯泡的电阻
(3)小灯泡正常发光时,两端电压,由图像可知此时通过小灯泡的电流,小灯泡正常发光时的电功率
答:(1) ;
(2)小灯泡两端电压为1.0V时的电阻为5Ω;
(3)小灯泡正常发光时的电功率为0.7W。
1.(2025·四川巴中·中考)“地球一小时”活动,号召人们在每年3月最后一个星期六关灯一小时,以响应节能减排的环保要求,每节约一度电可以减少0.997kg的排放,在日常生活中1度电可以使( )
A.80W的电视机正常工作50h B.40W的日光灯正常工作60h
C.50W的电风扇正常工作20h D.1000W的电吹风机正常工作5h
【答案】C
【解析】A.一度电可以供80W的电视机正常工作的时间,故A不符合题意;
B.一度电可以供40W的日光灯正常工作的时间,故B不符合题意;
C.一度电可以供50W的电风扇正常工作的时间,故C符合题意;
D.一度电可以供1000W的电吹风机正常工作的时间,故D不符合题意。故选C。
2.(2025·江苏徐州·中考)如图是电饭锅的简化电路,开关S控制“1”、“2”两个挡位。做饭时先高温烧煮,后焖饭、保温。则做饭过程中,开关S所处的挡位( )
A.一直在“1”挡 B.一直在“2”挡
C.先在“1”挡,后在“2”挡 D.先在“2”挡,后在“1”挡
【答案】C
【解析】由图可知,当开关S在“1”挡时,R2被短路,电路为R1的简单电路,此时电路电阻较小,根据公式可知,电路功率较大,为高温挡;当开关S在“2”挡时,两电阻串联,此时电路电阻较大,功率较小,为保温挡,所以开关S先在“1”挡,后在“2”挡,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
3.(2025·山东·中考)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
【解析】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。
4.(2025·四川自贡市·中考)如图为某用电器的I-U图像,其额定电压为12V,则额定功率是( )
A.0.6W B.1.8W C.3.2W D.4.8W
【答案】D
【解析】由图可知,某用电器额定电压为12V,对应的额定电流是0.4A,额定功率P=UI=12V×0.4A=4.8W
故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
5.(2025·连云港·中考)如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中( )
A.电流表示数变小,灯亮度变暗 B.电流表示数变大,灯亮度变亮
C.电压表示数不变,灯亮度不变 D.电压表示数变小,灯亮度变亮
【答案】A
【解析】由图可知,滑动变阻器和小灯泡串联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小。根据串联电路分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变大,则小灯泡两端的电压变小,即电压表示数变小。由可知,小灯泡的实际功率将变小,则灯亮度变暗。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
6.(2025·湖北武汉·中考)如图所示是某电炖锅的简化电路图,旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘边缘有8个金属触点,绕中心轴转动的绝缘旋钮两端各有一个金属片,转动旋钮可将相邻金属触点连通。电炖锅通过旋转开关可以实现快炖、慢炖和保温功能,、和均为加热电阻,且。电炖锅的部分参数如下表所示。下列结论正确的是( )
热效率
84%
保温功率
40W
快炖功率
800W
容量
5L
A.电阻的阻值为968Ω
B.电阻的阻值为60.5Ω
C.电炖锅的慢炖功率为400W
D.旋转开关在如图所示位置时,通过电阻的电流约为1.82A
【答案】A
【解析】AB.由图可知,当开关上端接到⑤⑥,下端接①②,R1、R2和R3串联,电路的总电阻最大,由可知电路的总功率最小,为保温挡,电路的总电阻
当开关上端接到③④,下端接⑦⑧,R1和R3并联,电路的总电阻最小,由可知电路的总功率最大,为快炖挡,电路的总电阻
因为R1=R3,所以
即R1=R3=121Ω
R2的阻值R2=R-R1-R3=1210Ω-121Ω-121Ω=968Ω
故A正确,B错误;
C.当开关上端接到②③,下端接⑥⑦,R1和R3串联,电路的总电阻较小,由可知电路的总功率较大,为慢炖挡,慢炖的功率
故C错误;
D.旋转开关在如图所示位置时,电路中出现断路,通过电阻的电流为零,故D错误。故选A。
7.(2025·天津·中考)将标有“6V 6W”的甲灯泡和“6V 3W”的乙灯泡串联后,接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.甲灯能正常发光 B.乙灯能正常发光
C.两灯均能正常发光 D.两灯均不能正常发光
【答案】B
【解析】甲灯的电阻为
乙灯的电阻为
两灯串联,串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,则电路中的总电阻为R=R甲+R乙=6Ω+12Ω=18Ω
电路中的电流为
甲灯的额定电流
甲灯不能正常发光,乙灯的额定电流
所以乙灯能正常发光,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
8.(2025·山东·中考)水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小红利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置,其中监测电路如图所示,电源电压保持不变。溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关,当溶氧量降低时( )
A.电流表的示数变小 B.电压表的示数变大
C.电路的总功率变小 D.滑动变阻器的功率变大
【答案】D
【解析】A.由图可知,溶解氧传感器与滑动变阻器串联,电压表测量溶解氧传感器的电压,电流表测电路中的电流。当水中溶氧量降低时,传感器电阻减小,总电阻减小。根据欧姆定律,电源电压不变,总电阻减小,电路中的电流增大,即电流表的示数变大,故A不符合题意;
B.根据串联分压规律,传感器电阻减小,传感器分得电压减小,即电压表的示数变小,故B不符合题意;
C.电源电压保持不变,电路中的电流增大,根据,电路的总功率变大,故C不符合题意;
D.电路中的电流增大,滑动变阻器阻值不变,根据可知,滑动变阻器的功率变大,故D符合题意。故选D。
9.(2025·新疆·中考)如图所示,电路中电源电压为6V,R1、R2均为滑动变阻器。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,使电路的总功率为5.4W时,发现无论怎样改变滑动变阻器的阻值,两个滑动变阻器接入电路中的电阻之差的最大值为10Ω。则R1、R2两个滑动变阻器的最大阻值可能为( )
A.15Ω 30Ω B.20Ω 30Ω C.20Ω 25Ω D.15Ω 20Ω
【答案】D
【解析】由图可知,滑动变阻器R1与滑动变阻器R2并联,闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,使电路的总功率为5.4W时,则
即
整理得
当R2=25Ω时,,此时,不符合题意。
如果R2的值大于等于25Ω时,R2都可以取到25Ω,此时,不符合题意,所以R2的最大值要小于25Ω,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
10.(2025·新疆·中考)小杨家的电热水壶的容量为2L,用该电热水壶烧水时,壶内水温低于80℃时,加热效率是90%;壶内水温高于80℃时,加热效率是84%。已知水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃),若冬天自来水的温度比夏天的低15℃,则该电热水壶把2L的自来水烧开,冬天比夏天多消耗的电能约为( )
A.150kJ B.145kJ C.143kJ D.140kJ
【答案】D
【解析】自来水的质量
假设夏天的初始温度为t,则冬天的初始温度为。烧水需要分两个阶段,夏季:①从t到80℃,效率为90%;②从80℃到100℃,效率为84%。冬季:①从t-15℃到80℃,效率为90%;②从80℃到100℃,效率为84%。则由可知,夏天消耗的电能
冬天消耗的电能
冬天与夏天消耗的电能差
故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
11.(2025·四川广安·中考)如图所示,电源电压为4.5V,灯泡L标有“3V,1.8W”字样(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R的规格为“20Ω,0.5A”,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。保证电路安全,在移动滑动变阻器滑片过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变化范围为1.5V~3V
B.电流表的示数变化范围为0.3A~0.6A
C.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为4Ω~20Ω
D.灯泡L消耗电功率的范围为0.45W~1.25W
【答案】D
【解析】ABC.由图可知该电路为串联电路,电压表的量程为0~3V,则电压表最大示数为3V,小灯泡电阻为
电路中最小电流为
此时滑动变阻器接入电阻最大,最大阻值为
小灯泡的额定电流为
滑动变阻器R的规格为“20Ω,0.5A”,电流表的量程为0~0.6A,则电路中最大电流为0.5A,电路中最小的总电阻为
则滑动变阻器接入最小电阻为
电压表示数最小为
综上可得,电压表的示数变化范围为2V~3V;电流表的示数变化范围为0.3A~0.5A;滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为4Ω~10Ω,故ABC错误;
D.灯泡L消耗的最大电功率
灯泡L消耗的最小电功率
即灯泡L消耗电功率的范围为0.45W~1.25W,故D正确。故选D。
12.(2025·四川省达州市·中考)小芳家有一只标有“220V 1000W”字样的电热水壶。使用前,家中电能表示数如图所示;关闭其它用电器,只让电热水壶正常工作30分钟。下列说法正确的是( )
A.电热水壶的电阻为484Ω B.电热水壶消耗的电能
C.此过程电能表指示灯闪烁了3000次 D.30分钟后电能表表盘示数为
【答案】D
【解析】A.由电热水壶的铭牌“220V 1000W”可知,其额定电压为220V,额定功率为1000W。根据电功率公式,可计算电热水壶的电阻
故A错误;
B.电热水壶正常工作30分钟(1800秒),消耗的电能W=Pt=1000W×1800s=1.8×106J=1.8×106J
故B错误;
C.电路中每消耗1kW·h的电能,电能表指示灯闪烁3000次,电热水壶消耗的电能为1.8×106J,即,因此指示灯闪烁次数为
故C错误;
D.电能表读数时,最后一位数是小数,则初始电能表示数为1234.5度,电热水壶消耗0.5度电后,表盘示数应增加至01235.0度,故D正确。故选D。
13.(2025·四川省达州市·中考)如图所示为定值电阻R和灯泡L的图像,灯泡L额定电压为2.5V.将两用电器串联在电源两端,灯泡L正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源电压为2.5V B.灯泡L额定功率为0.75W
C.R与灯泡L功率之比为 D.灯泡L的图像为图线B
【答案】B
【解析】AD.由题意可知,两用电器串联时灯泡正常发光,此时灯泡两端电压为额定电压2.5V。定值电阻的阻值不变,故图线为直线段,故B图线为定值电阻的图线。灯泡的电阻受温度的影响而不断变化,图线为曲线,故A图线为灯泡的图线。故根据定值电阻的U-I图像经过(1.5V,0.3A)点,可计算其阻值
串联电路中电流相等,当电流为0.3A时,定值电阻两端电压为1.5V,因此电源电压应为U总=2.5V+1.5V=4V
故AD错误;
B.灯泡在额定电压2.5V、电流0.3A时的功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
故B正确;
C.定值电阻的功率P定=I²R=(0.3A)²×5Ω=0.45W
灯泡功率为0.75W,两者功率之比为
故C错误;故选B。
14.(2025·山东滨州·中考)在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨无法做到关闭某些家用电器只让电热水器单独工作,于是他进行如下操作:首先让电热水器在高温挡和这些用电器同时工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp;然后关闭电热水器,让这些用电器继续工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为16imp。电能表如图甲所示,电热水器简化电路图如图乙所示,已知电阻R1=R2,则下列说法正确的是( )
A.该电能表此时示数为20256kW·h
B.1600imp/(kW·h)的含义是电能表消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp
C.该电热水器的实际功率为2400W
D.电阻R1的阻值等于20.2Ω
【答案】C
【解析】A.电能表计数器最后一位是小数,所以电能表此时示数为2025.6kW·h,故A错误;
B.电能表是记录电路消耗电能的仪表,1600imp/(kW·h)的含义是电路消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp,并不是电能表消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp,故B错误;
C.根据题意可知,热水器在高温挡工作1min消耗的电能为
热水器在高温挡的功率为,故C正确;
D.由乙图可知,当两开关全部闭合时,两电阻并联,电阻最小,根据可知,电路处于高温挡。此时功率为2400W,又R1=R2,每个电阻消耗的功率为1200W,所以电阻,故D错误。故选C。
15.(2025·山东省淄博市·中考)图甲是电阻R1和R2的电流随电压变化的图像,电源电压不变,滑动变阻器R上标有“20Ω,2A”字样,将它们接入图乙所示的电路中。只闭合开关S1,滑片P位于a端时,电阻R1的实际功率为1W;同时闭合开关S1和S2,将滑片P移动到b端时,电阻R1的实际功率为9.6W。则( )
A.R2的阻值为5Ω B.电源电压为10V
C.电路中的最大电流为1.8A D.电路的最大功率为
【答案】D
【解析】AB.由图甲可知,是定值电阻,其阻值
的阻值随电压的增大而增大。由图乙知,当只闭合开关,滑片P位于a端时,滑动变阻器的阻值全部连入电路,滑动变阻器与串联,的实际功率为1W,结合图甲可知,此时两端的电压为2V,电流为0.5A,则滑动变阻器两端的电压
则电源电压,故AB错误;
CD.由图乙知,同时闭合开关和,将滑片P移动到b端时,、并联,电路中总电阻最小,总电流最大,通过的电流
通过的电流
则电路中的最大电流
此时电路消耗的最大功率,故C错误,D正确。故选D。
16.(2025·江苏无锡·中考)如图所示,是小红连接的测量小灯泡额定功率的电路,小灯泡的额定电流为0.3A,电源电压保持不变,R为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,她将滑动变阻器的滑片P置于B端,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表示数为0.1A;移动滑片P置于A端,电流表的示数为0.2A;重新将滑片P移至B端,断开开关S1,闭合开关S、S2,移动滑片P使电流表的示数为0.3A;保持滑片P的位置不变,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表示数为0.16A。下列说法中正确的是( )
A.电源的电压为3V B.定值电阻R的阻值为10Ω
C.小灯泡的额定电压为3.8V D.小灯泡的额定功率为0.75W
【答案】D
【解析】AB.将滑动变阻器的滑片P置于B端,断开开关S2,闭合开关S、S1,R与变阻器的最大电阻串联,灯泡断路,电流表测量电路电流,电流表示数为0.1A,由欧姆定律得┄①
移动滑片P置于A端,电路为R的简单电路,电流表的示数为0.2A,由欧姆定律得┄②
由①②得,定值电阻R的阻值为
电源电压
故AB错误;
CD.重新将滑片P移至B端,断开开关S1,闭合开关S、S2,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,移动滑片P使电流表的示数为0.3A,此时灯泡正常发光,保持滑片P的位置不变,则变阻器接入电路中电阻不变,断开开关S2,闭合开关S、S1,R与变阻器串联,电流表示数为0.16A,由欧姆定律得,此时电路电阻为
由串联电路电阻特点得,滑动变阻器接入电路中的电阻为
由串联电路电压特点与欧姆定律得,小灯泡的额定电压为
小灯泡的额定功率为
故C错误,D正确。故选D。
17.(2025·四川眉山·中考)如图所示,电源电压保持不变,的最大阻值为。闭合开关,当滑动变阻器的滑片在中点时,的功率为;将滑动变阻器的滑片移动到最右端,电流表的示数与滑片在中点时的示数之比是。此过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表示数为
B.滑片在中点时电流表的示数为
C.在中点时,内产生的热量
D.电路的最小功率为
【答案】D
【解析】A. 的最大阻值为,滑动变阻器的滑片在中点时,的阻值为,设电源电压为,电流表的示数与滑片在中点时的示数之比是,则有
解得。闭合开关,当滑动变阻器的滑片在中点时,的功率为,由得
又由于并联电路,则电源电压等于两端电压,即
故A错误;
B.由电路图可知测所在支路的电流,则滑片在中点时电流表的示数为
故B错误;
C.在中点时,内产生的热量
故C错误;
D.由可知,电压一定,电阻最大时,功率最小,滑动变阻器的滑片移动到最右端时,电阻最大。最小功率为故选D。
18.(2025·山东滨州·中考)某次实践活动中,小滨观察到某型号家用电热水器的铭牌如图甲所示,他查看说明书发现其简化电路如图乙所示。已知,,下列分析正确的是( )
项目
参数
额定电压(V)
220
低温挡功率(W)
200
高温挡功率(W)
2000
容积(L)
60
甲
A.当S接“1”时,电热水器为高温挡
B.满箱水由20℃升高到70℃,水吸收的热量为
C.R的阻值为24.2Ω
D.断开其他用电器,仅让电热水器在高温挡正常加热1min,可使图丙所示电能表的转盘转100r
【答案】ABD
【解析】A.由题图乙可知,当S接“2”时,、R串联,电路总电阻较大,由可知,电路总功率较小,电热水器处于低温挡;当S接“1”时,只有接入电路,电路总电阻较小,总功率较大,电热水器处于高温挡,故A正确;
B.由可知,满箱水的质量
则满箱水由20℃升高到70℃吸收的热量,故B正确;
C.电热水器处于高温挡时只有接入电路,根据可得,的阻值
电热水器处于低温挡时和R串联,则电路总电阻
根据串联电路的电阻特点可得,R的阻值,故C错误;
D.由可知,电热水器1min消耗的电能
则题图丙电能表的转数,故D正确。故选ABD。
19.(2025·山东济南·中考)如图为电阻的电流随电压变化的图像,下列说法正确的是( )
A.的阻值小于的阻值
B.将和并联接在电源上,的电流小于的电流
C.将和串联接在电源上,的电功率小于的电功率
D.将和并联接在电源上,的电功率大于的电功率
【答案】ACD
【解析】A.由图可知,电压相同时,的电流较大,根据可知的阻值小于的阻值,故A正确;
BD.将和并联接在电源上,根据并联电压规律,电压相同,由于的阻值小于的阻值,根据可知的电流大于的电流,根据,的电功率大于的电功率,故B错误,D正确;
C.将和串联接在电源上,根据串联电流规律,的电流等于的电流,由于的阻值小于的阻值,根据,的电功率小于的电功率,故C正确。故选ACD。
20.(2025·辽宁·中考)如图甲,电源电压保持不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证各元件安全的情况下(灯泡两端的电压不超过额定电压,电表均不超过量程),进行下列操作:只闭合、,最大范围内移动滑动变阻器滑片P,电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图乙所示;只闭合,滑片P从最右端向左滑动,直至灯泡正常发光,电流表示数与电压表示数的关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.小灯泡的额定功率为2.64W
C.小灯泡工作时的最小电压为1V
D.只闭合、与只闭合、,滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为5︰1
【知识点】含有变阻器电路的动态计算、电功率P=UI及推导式的简单计算
【解析】根据题意画出两种状态的等效电路图(如答图Ⅰ、Ⅱ):
AB.只闭合,滑片P从最右端向左滑动,直至灯泡正常发光,根据图丙,电压表示数为0时,灯泡正常工作,此时滑动变阻器阻值为0,电源电压就是灯泡正常工作电压,灯泡正常工作电流为
根据答图Ⅰ,灯泡与滑动变阻器并联,电流表测干路总电流,电压表测电源电压,且电源电压为灯泡正常工作电压,灯泡此时电流
根据图乙,当滑动变阻器阻值为50Ω时,电流表的示数为0.56A,根据并联电路中电流特点,则滑动变阻器电流
根据并联电路中电压的特点,则电源电压
则灯泡额定功率,故A错误,B正确;
C.根据答图Ⅱ,滑动变阻器与灯泡串联,当滑动变阻器为50Ω时,滑动变阻器两端电压最大,灯泡两端电压最小,此时电流为
可得出灯泡工作时的最小电压,故C正确;
D.只闭合、,电压表量程0~15V,电压表允许的最大电压超过电源电压,故安全。灯泡与滑动变阻器并联且电源电压等于灯泡额定电压,灯泡电流为
电流表最大示数为0.6A,则滑动变阻器的最大电流
滑动变阻器允许接入电路的最小电阻
当只闭合、时,画出等效电路图(如答图Ⅲ),灯泡被短路,电压表测电源电压,电流表测滑动变阻器电流,电流表最大示数为0.6A,滑动变阻器允许接入电路最小电阻
因此只闭合、与只闭合、,滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为,故D错误。故选BC。
21.(2025·四川巴中·中考)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
(1)方案一:请用笔画线代替导线帮小明补全甲图的实物电路 。(要求:只连一根导线且不交叉)
(2)甲图中,闭合开关前,滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2A,为了测出小灯泡的额定功率,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
(4)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)方案二:
小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式 (用、、、表示)。
【答案】(1)(C、D点均可)
(2)B
(3)A
(4)0.75
(5)
【解析】(1)滑动变阻器与灯泡串联且一上一下的接入电路,如图所示:
(C、D点均可)
(2)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,以保护电路,故滑片P应位于B端。
(3)电流表的示数为0.2A小于小灯泡的额定电流0.3A,如果要测量小灯泡的额定功率,应增大电路的电流,所以应减小滑动变阻器连入电路的电阻,则滑片P应向A端移动。
(4)当电流表的示数为0.3A时,此时为小灯泡的额定电流,电压表示数如图乙所示为2.5V,此时为小灯泡的额定电压,该小灯泡的额定功率
(5)在①中,R2与灯串联,灯正常发光;在②中,R1与R2串联,因为电路中电流仍为I额,所以;在③中,将R2的滑片移到最左端时,只有电阻R1连入电路,此时的电源电压为
将R2滑片的移到最右端,连入电路中的阻值最大,此时R2的阻值为R0,此时的电源电压为
电源电压不变,则解得
则额定功率为
22.(2025·齐齐哈尔、黑河、大兴安岭·中考)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
【解析】(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。
23.(2025·湖南·真题)小霞用如图甲所示的器材测量小灯泡的额定功率。已知电源电压为3V且保持不变。小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求导线不得交叉;
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端;
(3)闭合开关后,移动滑片P,观察到电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)进行相同实验的另一同学,检查电路发现导线连接正确且开关闭合,但灯座上忘记安装小灯泡,此时观察到 表的指针有明显偏转。
【答案】(1)
(2)左
(3)0.75
(4)电压
【解析】(1)测量小灯泡的额定功率实验中,小灯泡、电流表、滑动变阻器、开关串联在电路中,电压表与灯泡并联,图中把电流表负接线柱与电源负极连接起来即可,如图所示:
(2)正确连接好电路,闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器阻值调至最大,即滑片P移到最左端。
(3)由图乙可知,电流表选择的量程为0~0.6A,分度值0.02A,示数为0.3A,灯泡额定功率为
(4)灯座上没有安装灯泡,因此电路处于断路状态,电流表指针不会偏转,电压表此时相当于直接接在电源两端,因此电压表指针会有明显偏转。
24.(2025·四川广元·中考)某智能书桌台灯通过可变电阻R调节灯L的亮度,此电阻采用新材料,电阻值仅随光照强度增强(减弱)而增大(减小)。电路简图如图甲,电源两端电压恒为18V,灯L的I-U曲线如图乙所示。当不使用智能调光功能时,S0、S闭合,灯L正常发光。求:
(1)闭合开关S0、S,灯L的电阻大小是多少?
(2)闭合开关S0,断开开关S,当电流表的读数是0.5A时,可变电阻的阻值是多少?
(3)闭合开关S0,断开开关S,当灯的功率为8.4W时,电路的总功率是多少?
【答案】(1)22.5Ω (2)24Ω (3)12.6W
【解析】(1)由图甲可知,当、闭合时,被短路,电路中只有灯工作,此时灯L正常发光,其两端电压等于电源电压,由图乙可知,此时通过灯L的电流。根据欧姆定律,可得灯L的电阻
(2)闭合开关,断开开关S时,灯L与可变电阻R串联,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当电流时,灯L两端的电压
根据串联电路的电压特点,可得可变电阻R两端的电压
再根据欧姆定律,可得可变电阻的阻值
(3)闭合、断开S,灯L与R串联,由图乙可知,当灯L的功率时,根据P=UI,结合图乙可知,此时灯L两端的电压,通过灯L的电流。则电路的总功率
25.(2025·山东威海·中考)采摘机器人在智慧农业中广泛使用,兴趣小组设计的某采摘机器人部分工作原 理如图所示,可以“前进”“后退”“照明”;开关S1、S2用绝缘柄相连,可同时连接触点“1”或“2”,电动机均正常工作。部分元件参数:电动机(24V 96W),灯泡L(18V 5.4W),滑动变阻器R(50Ω 1A),电流表(0~0.6A)。
(1)通过控制开关S1、S2,可实现前进、后退,原因是什么?
(2)电动机(线圈电阻为2Ω)正常工作5min消耗的电能和产生的热量分别为多少?
(3)闭合S3,调节灯泡亮度时,为保证各元件安全,R连入电路的最小阻值为多少?(灯丝电阻随温度变化忽略不计)
【答案】(1)见解析
(2),
(3)
【解析】(1)由图可知开关S1、S2同时接1,电动机中电流方向为从右到左;开关S1、S2同时接2,电动机中电流方向为从左到右;所以通过控制开关S1、S2,改变通过电动机中电流的方向可实现前进、后退。
(2)电动机正常工作5min消耗的电能
电动机正常工作的电流为
产生的热量为
(3)灯泡正常工作的电流为
则电路中最大电流为0.3A,由题意可知电动机正常工作,则电源电压为24V,根据欧姆定律和串联电路特点可知此时R连入电路的最小阻值为
26.(2025·广东·中考)小明设计了可改变灯泡亮度的电路,如图电源电压U为6V,灯泡L标有“6V,0.5A”,定值电阻R为12Ω。
(1)拨到1处时,闭合开关,求L的电功率;
(2)拨到2处时,闭合开关,电流表示数为0.3A,求:
①R两端的电压;
②L工作100s消耗的电能。
【答案】(1) (2)①,②
【解析】(1)拨到1处时,闭合开关,只有灯泡连入电路工作,此时灯泡两端电压等于电源电压
灯泡电压刚好达到额定电压,此时灯泡的电流
灯泡的功率
(2)①拨到2处时,闭合开关,灯泡L与定值电阻R串联,电流表示数为0.3A,则
R两端的电压
②根据串联分压可知,灯泡分得的电压为
L工作100s消耗的电能
27.(2025·四川宜宾·中考)中医药是中国传承几千年的文化瑰宝。如图甲是一款小型的电热煎药壶,额定电压为220V,有高温、低温两个挡位,其内部简化电路如图乙所示,当双触点选择开关接触A、B时为断开状态。、是两个阻值不变的电热丝,,,。
(1)判断并简要说明使用低温挡工作时开关应接触B、C还是C、D?
(2)计算使用低温挡工作时的功率是多少?
(3)计算使用高温挡工作1min,电流做功是多少?
(4)采用低温挡加热已煎好的某种中药液。已知该中药液比热容为,质量为200g,加热8min,温度从5℃升高到45℃。请计算此过程的加热效率(加热过程中药液蒸发的影响可忽略不计)。
【答案】(1)使用低温挡工作时开关应接触B、C
(2)100W
(3)
(4)66.6%
【解析】(1)由图乙可知,当双触点选择开关接触B、C时,R1接入电路,当双触点选择开关接触C、D时,R1、R2并联接入电路,根据并联电路电阻规律可知,R1、R2并联接入电路时,电路中的总电阻小于任意一个并联的电阻,所以R1、R2并联接入电路时,电路中的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,此时电热煎药壶处于高温挡,则当双触点选择开关接触B、C时,电热煎药壶处于低温挡。
(2)当双触点选择开关接触B、C时,电热煎药壶处于低温挡,R1接入电路,由可知,低温挡工作时的功率
(3)使用高温挡时,R1、R2并联接入电路,工作1min,根据并联电路特点可知电流做功
(4)该中药液比热容为,质量为200g,温度从5℃升高到45℃,中药液吸收的热量
低温挡加热8min,消耗的电能
此过程的加热效率
28.(2025·重庆·真题A卷)图甲是同学们自制的调光小台灯,图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3V,R是调节亮度的变阻器,最大阻值为10Ω。灯L标有“2.5V 0.5W”字样。忽略温度对电阻的影响。求:
(1)灯L正常发光时的电阻。
(2)灯L正常发光时,变阻器R工作10min产生的热量。
(3)电源电压降为2.7V后,灯L的最小实际电功率。
【答案】(1)12.5Ω (2)60J (3)0.18W
【解析】(1)闭合开关,灯和变阻器串联。灯L标有“2.5V 0.5W”字样。忽略温度对电阻的影响。灯L正常发光时的电阻
(2)灯L正常发光时,电路电流
根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压
变阻器R工作10min产生的热量
(3)根据可知,当电路中电流最小时,灯L的实际功率最小。根据欧姆定律可知当电路总电阻最大时,电路中电流最小。故电路中的最小电流
灯L的最小实际电功率
17 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$
主题三 电 电磁
专题13 电功率 焦耳定律
目 录
1
14
14
考点一 电能、电能表 14
考点二 电功、电功率的相关计算 15
考点三 电热 20
考点四 测量小灯泡的电功率 22
考点五 探究电热的影响因素 25
28
43
43
50
1.随着科技的发展,手机在人们生产生活中扮演着越来越重要的角色,很多手机品牌为了方便消费者使用,推出了快充功能缩短充电时间。某手机电池容量为6000mA·h,其快充功率可以达到100W。下列关于手机的说法正确的是( )
A.手机信号是通过超声波向基站传播的
B.手机电池充电时将化学能转化为电能
C.手机使用过程中电池会发热是电流在做功
D.若手机电池电压为5V,最快需要5min就可以将手机从零电量充至满电
2.售货员推介某家用电吹风:“老款功率仅800W、新款功率升级为2000W”。则新款电吹风使用时( )
A.更省电 B.更费电 C.更节约时间 D.电压更高
3.如图甲所示是一款熨烫衣物的挂烫机,其简化电路如图乙所示,为限流电阻,为加热电阻,S为温控开关,自动切换加热和待机状态。下列说法正确的是( )
A.开关置于1时为加热状态 B.开关置于2时为待机状态
C.用超导材料制成加热电阻更省电 D.挂烫机工作时主要利用了电流的热效应
4.如图是一款烤红薯机的简化电路图。它有高温、中温、保温三种不同的加热模式,其旋转功能可使红薯在烤制过程中均匀受热,照明灯可根据需求选择是否开启。下表是烤红薯机的部分参数,其中R2=2R1,滑动变阻器滑片始终位于R2的中点。下列说法不正确的是( )
额定电压
220V
照明灯功率
5W
电动机功率
25W
整机最大功率
2230W
A.开关S1闭合,开关S2接触触点“1”和“2”时,烤红薯机处于中温模式
B.加热电阻R1阻值为44Ω
C.烤红薯机工作时,通过开关S2的最大电流为10A
D.烤红薯机在保温模式工作1小时,至少会消耗0.58千瓦时的电能
5.对食物进行真空包装,可以延长食物保质期.真空包装机(如图甲)的工作原理是抽出塑料袋内的气体后,再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是该真空包装机的简易电路图,电源电压不变,其中开关S1、S2可根据该真空包装机的工作状态自动断开或闭合。由于电热丝的温度过低将无法完成密封、温度过高将导致袋口破损,因此该真空包装机工作时,需要控制电热丝的温度在一定范围内,下列相关说法正确的是( )
A.该真空包装机工作时,开关S和S1先闭合,一段时间后开关S2再闭合
B.为了避免电热丝的温度过低,应向左移动滑动变阻器的滑片
C.向右移动滑动变阻器的滑片时,抽气机的电功率将变小
D.该真空包装机密封袋口时,向左移动滑动变阻器的滑片,电路的总功率将变小
6.如图所示是物理兴趣小组的同学设计的一个电热器的工作原理图,、、是发热电阻,虚线框为电热器的金属外壳,它有一个旋转开关绕O点转动能实现电热器多挡位工作要求,旋转开关可同时接通两个触点。已知,,,电源电压恒为220V,则( )
A.此设计可实现发热功率不同的四种挡位
B.图中P、Q两个接头中,P点应与零线相连
C.旋转开关接2、3触点时,电热器的功率为200W
D.电热器以最大功率工作时,在1分钟内产生的热量是
7.家庭用的燃气报警器一般安装在厨房,当燃气浓度达到报警设定值时,燃气报警器发出声光报警信号。图甲所示为小阳设计的燃气泄漏检测电路,其中电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻,其阻值随燃气浓度β的变化图线如图乙所示。闭合开关S后,当发生燃气泄漏时,下列判断正确的是( )
A.电路中的电流变大 B.电路总功率变小
C.电压表的示数变小 D.电路消耗电能变少
8.每年10月16日为世界粮食日,旨在唤起全世界对发展粮食和农业生产的高度重视。某科技小组为学校食堂设计了“节约秤”,其电路原理图如图甲所示,电源电压恒为6V,提示器R1的电阻不变,餐盘与载物台的总质量为250g,餐盘内没有食物时,电流表的示数为0.06A。图乙为压敏电阻R2的阻值随其上物体的总质量m变化的图像,当餐盘内剩余食物的质量大于或等于50g时,提示器R1就会因电流过大发出提示音。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为40
B.压敏电阻R2的阻值随其上物体总质量的增大而增大
C.餐盘内剩余食物的质量越大,电路消耗的总功率越小
D.将餐盘放在载物台上,若电流表的示数为0.08A,会发出提示音
9.(2025·北京大兴·二模)如图所示为一辆电动小汽车的电池在某次充电过程中充电功率随时间变化的规律,则下列说法正确的是( )
A.充电时小汽车的电池把其他形式的能转化为电能
B.0.2h~0.9h时间内,小汽车共充了63kW·h的电能
C.0~1h时间内,小汽车共充了55.7kW·h的电能
D.0~0.2h时间内,若充电电流为75安培,则充电电压为225伏
10.如图-1所示是科技小组的同学设计的尾气排放检测电路,尾气浓度大小显示表由电压表改装而成,尾气浓度越大,显示表的示数越大。电源电压保持不变,ab、cd之间分别接入定值电阻或气敏电阻。气敏电阻的阻值与尾气浓度的关系如图-2所示。下列说法正确的是( )
A.气敏电阻的阻值随尾气浓度升高而增大
B.间接定值电阻,间接气敏电阻
C.尾气浓度升高时,电路的总功率变小
D.长时间使用后电源电压降低,显示器显示的尾气浓度的值会偏大
11.2024年11月华为发布了一款新手机(如图),它所搭载的麒麟9010芯片,拥有150亿个晶体管,具备超强的性能和AI(人工智能)处理能力,标志着我国的芯片技术完全自主化。下列说法错误的是( )
A.手机既是无线电发射台,又是无线电接收台
B.麒麟9010芯片的主要材料是半导体
C.该手机电池上标有“3.8V 4750 mAh”,表示它充满电后具有4.75 kW∙h的电能
D.该手机具有无线反向充电功能,当它对另一部手机充电时,另一部手机的电池相当于电路中的用电器
12.(2025·北京市朝阳区·一模)速热式热水器由于其节能环保(相比储热式热水器省电15%~30%),安全性高,深受人们喜爱。如图所示的是小阳家安装的厨房用速热式热水器,其额定电压为220V、额定功率为4kW。小阳冬天洗碗筷一次,用温热水流的时间平均约为60s。则1度电可以让小阳用温热的水洗碗筷的次数是( )
A.4次 B.8次 C.15次 D.25次
13.如图甲所示电路,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,其参数“?Ω,?A”模糊不清,RT为温敏电阻(电阻随温度的变化而变化)。电流表量程为0~0.6A,电压表V1的量程为0~3V,V2的量程为0~15V。只闭合开关S1、S2,电流表示数为0.6A;只闭合开关S2、S3,在安全范围内最大程度移动滑片,当变阻器接入最小电阻时,RT的功率为P1,变阻器接入阻值最大时,RT的功率为P2,P1︰P2=7︰3,V1和V2示数分别随变阻器阻值的变化图像如图乙所示;只闭合开关S1、S4,在安全范围内最大程度移动滑片,将电压表示数随变阻器阻值变化的图像添至图乙中。下列说法正确的是( )
A.电源电压为14V
B.只闭合开关S2、S3时,滑动变阻器的取值范围为2Ω~12Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为75Ω,允许通过的最大电流为0.5A
D.只闭合开关S1、S4时,整个电路的功率变化范围为1.8W~9W
14.(2025·北京海淀·二模)设计一款养生壶的加热电路,科技小组提出了3个方案。
方案1:如图1所示,电路两端电压恒为U,电热丝电阻为,加热部分的电功率为P。
方案2:如图2所示,在方案1的基础上接入电阻为的电热丝,由和共同作为加热部分,该方案中和在1min内消耗的总电能为W。
方案3:如图3所示,在方案1的基础上接入电阻为的定值电阻,由作为加热部分,该方案中和在1min内消耗的总电能为。
已知方案2和方案3中加热部分两端的电压之比为4:1,且加热部分的电功率均为,不考虑温度对电热丝电阻的影响。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
15.(2025·北京顺义·二模)图所示的电路中,甲、乙两个烧瓶完全相同,甲、乙瓶内分别装有质量和初温都相同的水和煤油,相同的温度计A、B,阻值不变的电阻丝R1和R2。闭合开关,通电一段时间,电阻丝R1和R2上产生的热量分别为Q1和Q2,记录温度计A和B的示数分别为T1和T2。已知c水>c煤油,不考虑热损失且全过程未达到液体沸点。下列说法正确的是( )
A.若R1=R2,则Q1>Q2
B.若R1=R2,则T1=T2
C.若T1=T2,则Q1=Q2
D.若T1=T2,则R1>R2
考点一 电能、电能表
1.二代麒麟电池参数之一为150W·h/kg。其中单位“W·h”(瓦时)对应的物理量是( )
A.电能 B.时间 C.电流 D.功率
2.(2025·北京八一学校·月考)国际单位制中,电能的单位是( )
A.伏特(V) B.焦耳(J) C.瓦特(W) D.千瓦时()
3.如图所示为某电能表的表盘,下列论述正确的是( )
A.电能表所能接用电器最大电功率为2200W
B.其可以测量出标有“220V,40W”的电风扇在10min内产生的电热
C.一节能灯单独工作,通过测量10min时间内电能表指示灯闪烁的次数,能验证额定电功率是否为10W
D.一用电器单独接入电路,正常工作3min,电能表指示灯闪烁了64次,该用电器可能是电冰箱
4.下列说法正确的是( )
A.插座上插有多个充电插头,长时间不用也不拔出
B.使用测电笔辨别火线时,手指要与笔尖金属体接触
C.如图所示电能表,脉冲指示灯闪烁的越快,电路消耗电能越多
D.如图所示电能表,该电能表上指示灯闪烁360次,表示该家庭电路消耗电能
考点二 电功、电功率的相关计算
5.(2025·北京人大附中·月考)下列选项中,正常工作相同时间消耗电能最多的是( )
A.计算器 B.电子手表 C.空调 D.电风扇
6.(2025·北京丰台·二模)小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个,按照每度电0.5元的计费标准,将这三个用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。下列说法正确的是( )
A.在这三个用电器中,电烤箱正常工作时的电压最高
B.在这三个用电器中,电视机正常工作时的电压最低
C.正常工作时,通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流
D.在一个月内,小玲家电烤箱的用电费用一定比电饭锅的用电费用多
7.(2025·北京市房山区·二模)灯泡L1上标有“6V 6W”,灯泡L2上标有“6V 3W”。关于这两个灯泡,下列说法中正确的是( )
A.正常发光时,L1的电阻较大
B.正常发光时,通过L2的电流做功较少
C.正常发光时,通过L1的电流做功较快
D.工作时间相同,L2消耗的电能较少
8.(2025·北京市陈经纶中学·前测)某小组设计了一款AI机器人,其“眼睛”部分的设计电路如图所示,灯L1标有“6V3W”,灯L2和滑动变阻器R的规格未知。负责检测此电路的小明在其干路上串联一块电流表(图中未画出),他发现:当闭合开关S、S1,断开开关S2且滑片P位于a端时,L1恰好正常发光;保持滑片P的位置不变,再闭合开关S2时,L2恰好正常发光,且电流表的示数变化了1A;再只断开开关S1,并将滑片P移至R中点时,电流表的示数为0.25A。电源两端电压保持不变,不考虑L1和L2电阻的变化。根据上述信息,下列说法不正确的是( )
A.L2的规格为“6V6W” B.R的最大阻值为36Ω
C.两灯正常发光时,L1的功率大 D.电路消耗的最大功率为9W
9.(2025·北京昌平·二模)如图甲所示的电路,电源电压为9V并保持不变,小灯泡L的额定电压为4V,图乙是小灯泡L的电流I随其电压U的变化的图像,当S闭合,将滑片P移到滑动变阻器某位置时,小灯泡L恰好正常发光,则下列说法正确的是( )
A.小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流为0.45A
B.小灯泡正常发光时的功率为1W
C.移动滑片P,当小灯泡两端电压为1.5V时,滑动变阻器R接入电路的阻值为5Ω
D.移动滑片P,当小灯泡L的功率为1W时,滑动变阻器R接入电路的阻值为16.25Ω
10.(2025·北京西城·一模)图甲所示是某电热水器内部简化电路,由控制电路和加热电路组成。控制电路中电源两端电压恒为12V,R0为定值电阻,Rt为热敏电阻,其阻值随水温的变化关系如图乙所示。电流鉴别器相当于电流表,且控制开关S2。加热电路中电源两端电压恒为220V,加热电阻R的阻值为48.4Ω。当热水器中的水温降低到40℃,电流鉴别器中的电流为30mA时,开关S2闭合,加热电路开始加热;当水温达到另一温度值,电流鉴别器中的电流为40mA时,开关S2断开。下列说法正确的是( )
A.水温越高,控制电路中的电流越小
B.开关S2闭合,加热电路的电功率为100W
C.水温达到80℃时,加热电路停止加热
D.若更换阻值更小的定值电阻,热水器中的水温变化范围变大
考点三 电热
11.(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
12.(2025·北京石景山·二模)图中所示的四种家用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.电暖气 B.扫地机器人
C.洗衣机 D.电视机
13.(2024·北京东城·二模)如图甲所示的电热杯垫有加热和保温两个挡位,内部简化电路如图乙所示,R1、R2为加热电阻丝(忽略温度对电阻的影响),已知电源电压U=10V且保持不变,R1=10Ω。当电热杯垫处于加热挡时,其功率为30W。下列说法正确的是( )
A.开关S1、S2闭合时,电热杯垫处于保温挡
B.当电热杯垫处于加热挡时,加热电阻丝R1的功率为20W
C.当电热杯垫处于保温挡时,工作30min产生的热量为300J
D.加热电阻丝R2的阻值为5Ω
14.(2024·北京房山·一模)图所示,把两个定值电阻R1、R2放入完全相同的烧瓶中,烧瓶中装有初温相同的煤油,甲烧瓶中煤油的质量大于乙烧瓶中煤油的质量。甲、乙装置串联在电路中通电一段时间后,甲图中温度计示数高于乙图中温度计示数。若将R1、R2并联在电路中通电一段时间后,下列说法正确的是( )
A.通过R1的电流等于通过R2的电流
B.R1两端的电压小于R2两端的电压
C.R1的电功率大于R2的电功率
D.R1产生的热量小于R2产生的热量
考点四 测量小灯泡的电功率
15.(2025·北京人大附中·三模)小华用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关、及新的干电池等实验器材,测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率。
(1)小华连接好图甲所示电路,闭合开关S,发现小灯泡L发光暗淡,观察电压表、电流表均有示数,移动滑动变阻器的滑片P、电压表、电流表示数均不变,出现这种现象的原因是 。小华正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为0,电压表示数接近3V,则故障可能是 ;
(2)排除故障后,小华移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数为1.8V。为了测量小灯泡正常发光时的功率,他接下来的操作应是 接入滑动变阻器的阻值(选填“增大”或“减小”);
(3)小华将多次实验测得的电流和对应的电压绘制了如图所示的I~U图像,根据图像可知,小灯泡正常发光时的功率为 W;
(4)小华分析图像发现:随着小灯泡的功率变大,其电阻也变大。产生这种现象的原因是 。
16.(2025·北京师大附中实验·零模)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“”字样。
(1)如图甲所示电路,有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)试触时发现,电压表无示数,电流表有示数,小灯泡发光,则电压表发生了 故障;
(3)纠正错误后继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,示数为 A,小灯泡额定功率为 W;
(4)利用原有电路,将小灯泡替换为定值电阻(、、、,各一个)探究电流和电阻关系,为了能完成实验,控制电压表示数可能是__________。
A.1.7V B.2.2V C.2.7V
考点五 探究电热的影响因素
17.(2025·北京石景山·一模)小石探究“电流通过导体产生热量的影响因素”,连接了如图所示的电路,甲、乙两个完全相同的保温杯内,装有质量、初温均相等的水和煤油,相同的温度计A、B,阻值不变的电热丝和。闭合开关,通电2min,停止计时,记录此时温度计A和B的示数分别为、,,,不考虑热损失且全过程未达到液体沸点。下列正确的是( )
A.由通电时间均为2min,可判断甲乙两瓶内的液体,吸收的热量相等
B.由温度计示数,可判断电流通过电阻和产生的热量相等
C.若甲杯中装水,乙杯中装煤油,则
D.此实验可以说明电流通过导体产生的热量与电阻大小有关
18.(2024·北京大兴·一模)小兴在实验室探究电流通过导体时产生的热量Q与导体电阻R是否有关。他选用了以下实验器材:两个完全相同的烧瓶,烧瓶内分别装有相等质量且初温均为to的煤油,相同的温度计A、B和阻值为R1、R2的电阻丝(R1≠R2),还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关、电流表、导线。他连接了如图所示的电路,进行了如下实验:闭合开关通电一段时间后,记录下温度计A的示数为t1,温度计B的示数为t2,发现(t1-to)<(t2-to)。下列说法中正确的是( )
A.小兴所探究问题的自变量是电流通过导体时产生的热量
B.实验中用温度计的示数变化表示电流通过电阻丝产生热量的多少
C.通过对实验现象进行分析,可知电流通过导体时产生的热量Q与导体电阻R有关
D.在不改变原电路的情况下,添加一块停表,还可以探究电流通过导体产生的热量Q与电流I的关系
19.(2025·北京十一学校·三模)小一连接了如图所示的电路,两个完全相同的烧瓶内分别装有初温t0相同,质量不同的煤油,,以及阻值不等的定值电热丝R1和R2。闭合开关,通电一段时间后,煤油并未沸腾,观察到甲烧瓶内温度计示数和乙烧瓶内温度计示数相等均为t,忽略热传递过程中能量的损耗。
(1)通过实验现象可以判断出甲烧瓶中煤油吸收的热量多,依据是 。(已知煤油的比热容c煤油)
(2)根据上述信息,得到电热丝阻值R1 R2。(选填“大于”或“小于”)
(3)小一将甲、乙烧瓶内分别装入初温和质量相同的水和煤油来探究水和煤油吸收热量相同时,液体温度变化的情况。
①为了完成实验,两个烧瓶内应放入阻值 (选填“相同”或“不同”)的电热丝;
②小一将实验数据记录到表格中时,忘记记录液体的种类。
液体
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
①
150
20
10
50
②
150
20
10
35
分析数据,可知 (选填“①”或“②”)液体更适合做汽车发动机的冷却液。
20.(2025·北京清华附中·三模)如图所示,是小明探究与“热”有关的两个实验装置。
(1)甲图中,如果加热时间相同、食用油升高的温度大于水,则 吸热能力更强;
(2)按乙图装置进行实验,是为了探究电流产生的热量与 的关系;
(3)上述两个实验中,都需要控制被加热液体的初温相同、 相等;
(4)上述两个实验装置中,通过液体升高的温度来反映液体吸热多少的是 (选填“甲”或“乙”)。
1.(2024·北京顺义·二模)小林想测量小灯泡的额定功率及正常发光时的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V,实验电路如图甲所示。实验中,当电压表示数为2.0V时,电流表示数如图乙所示。根据实验过程及电压表示数为2.0V的现象,下列说法中正确的是( )
A.为使小灯泡正常发光,需将滑片P向左移动
B.滑片P向右移动,电流表示数变小
C.小灯泡正常发光时的电阻为5Ω
D.此时小灯泡的实际功率为1W
2.(2025·北京海淀·一模)科技小组对某材料所能承受的撞击力进行测试。测试时,将材料样品平放在压力传感器(可等效为可变电阻)上,如图1所示。闭合开关S,由静止释放一重物,重物与样品碰撞后立即粘在一起,最终静止在压力传感器上。图2描绘了撞击前、后一段时间内电流表的示数I随时间t变化的关系。已知电源两端电压恒为24V,定值电阻R0=10Ω,可变电阻的阻值R随其所受压力F变化的关系如图3所示。下列说法正确的是( )
A.重物与样品接触前,可变电阻的阻值为120Ω
B.从10ms到14ms的过程中,压力传感器所受的压力增大
C.整个过程中,压力传感器所受的最大压力是400N
D.可变电阻在14ms时的电功率大于其在6ms时的电功率
3.(2024·北京通州·一模)科技爱好者小明购买了一个湿敏电阻R()。经过查询得知:该电阻在相对湿度为100%时,阻值为1000Ω;在相对湿度为零时,阻值为100Ω。他家现有一个电压恒为9V的电源和一块量程为0~6V的电压表。他设想用电压表的示数显示相对湿度的大小,示数越大表示相对湿度越大,当相对湿度达到100%时,电压表示数刚好达到6V。于是,他准备再采购一个定值电阻R0,并与湿敏电阻R串联在9V的电源上,形成如图所示的电路,再将电压表并联到电路中,制成一个简易湿度计。关于他所设想的“简易湿度计”,下列说法正确的是( )
A.电压表应并联在R0的两端
B.采购的定值电阻R0应为50Ω
C.通过R的最大电流不超过0.015A
D.该电路总功率的最大值约为0.27W
4.(2025·北京西城·二模)如图所示,电源两端的电压为12V且保持不变,三个电阻均为定值电阻,电阻R1与R2的比值是4∶1。当开关S1闭合、S2断开时,10s内电流通过R1产生的热量是24J;当开关S1断开、S2闭合时,电流表示数为0.3A。下列分析正确的是( )
A.电阻R1的阻值为60Ω
B.电阻R3的阻值为25Ω
C.开关S1断开、S2闭合时,电阻R3的功率为3.6W
D.开关S1断开、S2闭合时,10s内电流通过R2产生的热量是13.5J
5.(2025·北京清华附中·三模)图甲所示的电路中,电源电压不变,为定值电阻,L为额定电流为0.25A的小灯泡,R为滑动变阻器,闭合开关S、,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示;闭合开关S、,滑片P移动过程中,电压表与电流表的示数之间的关系图像如图丙所示,关于此电路,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为2.5V
B.闭合开关S、,当时,电路消耗的总功率为0.45W
C.小灯泡的额定功率为0.5W
D.将R换成与L完全相同的小灯泡,闭合S、,根据丙图像可求得电路总功率约0.6W
6.(2025·北京朝阳·二模)直流充电桩是为电动汽车补充能量的装置,如图甲所示,通常它比交流充电桩的充电电压更高、电流更大实现快速充电。设电池当前储能占充满状态的百分比为D。充电时,充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化,同时用户可以通过充电桩的显示屏了解充电信息。假设某充电桩输出的电能全部转化为电池的储能,充电前,D为,充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后,P与D的关系如图乙所示。充满后立即停止充电。当D达到时充电桩显示屏的部分即时信息如下表,充电过程中充电电费单价不变。下列说法正确的是( )
充电电压(V)
充电电流(A)
充电时长(min)
充电度数
充电费用(元)
400
45
24.0
28.80
A.当D为时,充电电流为100A B.该汽车充电30min时,充电功率为40kW
C.当D达到时,充电用时36min D.整个充电过程的充电费用为72元
7.(2025·北京市东城区·一模)图甲所示的电路中,为定值电阻,R为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关后,在滑动变阻器的滑片从B端移动至A端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.电源电压为2.5 V
B.滑动变阻器R的最大阻值为25 Ω
C.定值电阻的电功率的最小值为0.05 W
D.当滑动变阻器R接入电路的阻值为5 Ω时,滑动变阻器R的电功率与电路总功率的比值最大
8.(2024·北京石景山·二模)小茗利用一块电压表和阻值已知的电阻测量未知电阻的阻值。小茗选择了满足实验要求的器材,电源两端电压不变,并连接了如图所示实验电路。闭合开关和,电压表的示数为;闭合开关,断开开关,电压表的示数为,则下列四个选项中,说法正确的是( )
A.实验过程中,两端的电压始终不变
B.的表达式为
C.上述两种电路状态中,R0的电功率变化了
D.若将开关与电压表互换位置,其他不变,也能测量出的阻值
9.(2024·北京海淀·一模)图甲为某声敏电阻的阻值随声音强弱的等级(单位:dB)变化关系的图像,小明利用该声敏电阻制作了声音强弱的等级检测装置,其简化电路如图乙所示。电源两端电压为9V并保持不变,电阻R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是声敏电阻。已知定值电阻的阻值为,电压表的量程为0~3V,周围环境声音强弱的等级越大,电压表的示数越大,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为时,声音强弱的等级小于
B.该电路能测量的最大声音强弱的等级为
C.该电路消耗的最大电功率为
D.若换用阻值更大的定值电阻,该电路能测量的最大声音强弱的等级将变小
10.(2025·北京门头沟·二模)“测量小灯泡的电功率”实验,小丹同学设计了如图所示的电路图。提供的实验器材如下:电源6V、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时电阻约为11Ω)、电流表(0-0.6A,0-3A)、电压表(0-3V,0-15V)、滑动变阻器R1标有“10Ω;1A”、滑动变阻器R2标有“20Ω;1.5A”、开关、导线若干。请通过计算分别说明连接电路时,滑动变阻器应选用“R1”还是“R2”进行实验,以及电流表量程应选“0~0.6A”还是“0~3A”更合理。
11.(2025·北京清华附中·三模)图甲是额定电压为6V的灯泡L和定值电阻的电流随电压变化的图像,将它们接入图乙所示的电路中,只闭合开关时,灯泡L的功率为1.6W。求:
(1)的阻值;
(2)电源电压U;
(3)只闭合开关时,调节滑动变阻器的滑片使灯泡L恰好正常发光,此时电流通过滑动变阻器1min产生的热量。
12.(2025·北京石景山·二模)如图甲所示是具有高温、低温两挡的电茶壶,简化电路如图乙,R1、R2均是发热电阻(阻值不随温度变化)。电茶壶的铭牌如下表。求:
额定电压
220V
额定
功率
低温挡
100W
高温挡
1100W
容积
1L
(1)当S接 (选填“1”或“2”)时,电茶壶处于低温挡。
(2)发热电阻R2的阻值。
(3)如想通过改变R1、R2的连接方式来提高电茶壶的加热功率,请计算改装后的高温挡功率的最大值。
13.(2025·北京朝阳·二模)如图所示的是某款两挡家用电热器的简化电路,、为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中,的阻值为,的阻值为。求:
(1)低温挡时通过电路中的电流;
(2)通电10s产生的热量。
14.(2025·北京昌平·二模)如图所示是科技小组设计的模拟某电热毯工作电路的示意图。R0是电热毯中的发热电阻丝,R是串联在电路中的电阻,开关S右端可分别处于a、b、c三个位置,当S右端位于a位置时,电热毯开关处于断开状态,当S右端分别位于b、c位置时,电热毯分别处于高温挡和低温挡。该电热毯接入电压恒为220V的电路中,电热毯处于高温挡时的功率为110W;电热毯处于低温挡时的功率为55W。忽略电阻随温度的变化。求:
(1)电热毯处于高温挡时,电路中的电流;
(2)电阻R接入电路时,电阻R每分钟消耗的电能。
15.(2025·北京陈经纶·零模)中国茶文化源远流长。如图所示,是一款智能煮茶机的简化电路图,电源电压,、、是阻值不变的电热丝,用于“加热”或“保温”,,,S为电源开关,通过温控开关可实现“加热”和“保温”状态的切换,煮茶机的“加热”功率,“加热”效率。煮茶机会根据用户选择的茶品和所需茶水浓度不同进行智能工作,其工作过程是首先将水“加热”至100℃,然后继续以“加热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”(“煮茶加热”时间如表格所示),最后自动进入“保温”状态。将、初温为20℃的水装入煮茶机,水的比热容,水的密度。
茶品
低浓度“煮茶加热”时间
中浓度“煮茶加热”时间
高浓度“煮茶加热”时间
乌龙茶
2min
5min
10min
红茶
1min
2min
5min
黑茶
2min
5min
7min
(1)求煮茶机的“保温”功率;
(2)若用户选择“红茶高浓度煮茶”,煮茶机经过将水“加热”至100℃、“煮茶加热”和“保温”状态,共工作15min,求这个过程煮茶机消耗的电能。
16.(2025·北京市八一教育集团、十九中·零模)如图1所示的电路中,闭合开关S、S1,滑动变阻器调到某一位置,电压表的示数为6V。断开开关S1,闭合开关S、S2,滑动变阻器位置保持不变,电压表的示数为4V,此时小灯泡L正常发光。小灯泡的I~U图线如图2所示。
(1)小灯泡正常发光时的电阻RL大小为多少?
(2)闭合开关S、S2时,R0的电功率为多少?
1.(2025·北京·中考)下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电热水壶 B.吸尘器 C.电冰箱 D.电视机
2.(2023·北京·中考)如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图,R1、R2所用电阻丝(涂有绝缘漆)粗细均匀、材料相同,分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上,圈数分别为43圈和33圈,R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间,下列说法正确的是( )
A.通过R1的电流等于通过R2的电流
B.R1两端的电压大于R2两端的电压
C.R1的电功率大于R2的电功率
D.R1消耗的电能小于R2消耗的电能
3.(2025·北京·中考)如图所示,一只太阳能草坪节能灯,由太阳能电池板、蓄电池、“6V1W”的节能灯等组成,太阳能电池板发电并将电能储存在蓄电池中,供节能灯晚间照明;该太阳能电池板接收太阳辐射的面积为,其光电转化效率(即发电效率)为20%。若在太阳能电池板接收太阳辐射的有效时间内,太阳能电池板接收太阳辐射的功率为640W。下列说法正确的是( )
A.太阳能是可再生能源
B.太阳能电池板给蓄电池充电过程中将化学能转化成电能
C.该灯的太阳能电池板发电功率为16W
D.节能灯正常发光10h消耗的电能为
4.(2025·北京·中考)图甲所示的是恒温式热线风速仪的结构示意图,将一根细金属丝置于圆柱形通道内,设定其工作温度为。使用时接通电路,金属丝升温到,风流过通道时,会带走部分热量,风速仪通过改变流过金属丝的电流维持金属丝的温度不变,此时单位时间内金属丝产生的热量与风带走的热量相等,风速仪通过测量金属丝两端的电压、风进入通道时风的温度,从而实现对风速的测量。已知风速越大、金属丝和风的温度差越大,单位时间内风带走的热量越多;当风速一定时,单位时间内风带走的热量与金属丝和风的温度差成正比。金属丝电阻R随温度t变化的关系如图乙所示。假设空气密度始终不变,下列说法正确的是( )
A.金属丝升温到的过程中阻值不变
B.流入风速仪的风的温度不变时,所测风速增大,金属丝两端的电压增大
C.若风速仪测得的电压越大,流入风速仪的风的温度越高,则风速越大
D.若,风速仪测得温度为0℃与30℃的风速相同,则金属丝两端的电压之比为
5.(2024·北京·中考)某同学进行了如下实验:
(1)用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电源两端电压保持不变;
①闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在 端;
②闭合开关,应 以确定小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则的额定功率 W。
(2)该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率与的大小关系,他断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将替换为,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,可推断出 (选填“>”“=”或“<”),他继续完成了的测量后,验证了推断。
6.(2023·北京·中考)小京用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关,其中两个烧瓶完全相同,瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等的电阻丝R1和R2。
(1)该实验采用串联电路可以控制 相同和 相同;
(2)闭合开关一段时间,两支温度计示数的变化量不相等,实验结论是: 。
7.(2025·北京·中考)某家庭厨房中用电器的相关信息如表中所示,它们用如图所示的插线板供电。插线板允许通过的最大电流为10A。已知家庭电路的电压为220V。
名称
数量
额定功率/W
电饭锅
1
880
电磁炉
1
1800
电风扇
1
100
电饼铛
1
1000
(1)求电饭锅正常工作时加热电阻的阻值。
(2)电风扇、电饭锅已在正常工作,在保证插线板安全使用的条件下,还可以再接入一个用电器,求这三个用电器同时正常工作时,通过插线板的总电流。
8.(2024·北京·中考)如图所示的是某款两挡电热器的简化电路,、为阻值一定的电热丝,,。该电热器接入电压为220V的电路中。求:
(1)低温挡时电路中的电流 ;
(2)高温挡时电热器的电功率 。
9.(2023·北京·中考)小京利用图甲所示电路获取了额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电流,并利用所测的数据绘制出电流I随其两端电压U变化的图像,如图乙所示。
(1)画出实物电路所对应的电路图;
(2)求小灯泡两端电压为1.0V时的电阻;
(3)求小灯泡正常发光时的电功率。
1.(2025·四川巴中·中考)“地球一小时”活动,号召人们在每年3月最后一个星期六关灯一小时,以响应节能减排的环保要求,每节约一度电可以减少0.997kg的排放,在日常生活中1度电可以使( )
A.80W的电视机正常工作50h B.40W的日光灯正常工作60h
C.50W的电风扇正常工作20h D.1000W的电吹风机正常工作5h
2.(2025·江苏徐州·中考)如图是电饭锅的简化电路,开关S控制“1”、“2”两个挡位。做饭时先高温烧煮,后焖饭、保温。则做饭过程中,开关S所处的挡位( )
A.一直在“1”挡 B.一直在“2”挡
C.先在“1”挡,后在“2”挡 D.先在“2”挡,后在“1”挡
3.(2025·山东·中考)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
4.(2025·四川自贡市·中考)如图为某用电器的I-U图像,其额定电压为12V,则额定功率是( )
A.0.6W B.1.8W C.3.2W D.4.8W
5.(2025·连云港·中考)如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中( )
A.电流表示数变小,灯亮度变暗 B.电流表示数变大,灯亮度变亮
C.电压表示数不变,灯亮度不变 D.电压表示数变小,灯亮度变亮
6.(2025·湖北武汉·中考)如图所示是某电炖锅的简化电路图,旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘边缘有8个金属触点,绕中心轴转动的绝缘旋钮两端各有一个金属片,转动旋钮可将相邻金属触点连通。电炖锅通过旋转开关可以实现快炖、慢炖和保温功能,、和均为加热电阻,且。电炖锅的部分参数如下表所示。下列结论正确的是( )
热效率
84%
保温功率
40W
快炖功率
800W
容量
5L
A.电阻的阻值为968Ω
B.电阻的阻值为60.5Ω
C.电炖锅的慢炖功率为400W
D.旋转开关在如图所示位置时,通过电阻的电流约为1.82A
7.(2025·天津·中考)将标有“6V 6W”的甲灯泡和“6V 3W”的乙灯泡串联后,接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.甲灯能正常发光 B.乙灯能正常发光
C.两灯均能正常发光 D.两灯均不能正常发光
8.(2025·山东·中考)水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小红利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置,其中监测电路如图所示,电源电压保持不变。溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关,当溶氧量降低时( )
A.电流表的示数变小 B.电压表的示数变大
C.电路的总功率变小 D.滑动变阻器的功率变大
9.(2025·新疆·中考)如图所示,电路中电源电压为6V,R1、R2均为滑动变阻器。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,使电路的总功率为5.4W时,发现无论怎样改变滑动变阻器的阻值,两个滑动变阻器接入电路中的电阻之差的最大值为10Ω。则R1、R2两个滑动变阻器的最大阻值可能为( )
A.15Ω 30Ω B.20Ω 30Ω C.20Ω 25Ω D.15Ω 20Ω
10.(2025·新疆·中考)小杨家的电热水壶的容量为2L,用该电热水壶烧水时,壶内水温低于80℃时,加热效率是90%;壶内水温高于80℃时,加热效率是84%。已知水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃),若冬天自来水的温度比夏天的低15℃,则该电热水壶把2L的自来水烧开,冬天比夏天多消耗的电能约为( )
A.150kJ B.145kJ C.143kJ D.140kJ
11.(2025·四川广安·中考)如图所示,电源电压为4.5V,灯泡L标有“3V,1.8W”字样(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R的规格为“20Ω,0.5A”,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。保证电路安全,在移动滑动变阻器滑片过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变化范围为1.5V~3V
B.电流表的示数变化范围为0.3A~0.6A
C.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为4Ω~20Ω
D.灯泡L消耗电功率的范围为0.45W~1.25W
12.(2025·四川省达州市·中考)小芳家有一只标有“220V 1000W”字样的电热水壶。使用前,家中电能表示数如图所示;关闭其它用电器,只让电热水壶正常工作30分钟。下列说法正确的是( )
A.电热水壶的电阻为484Ω B.电热水壶消耗的电能
C.此过程电能表指示灯闪烁了3000次 D.30分钟后电能表表盘示数为
13.(2025·四川省达州市·中考)如图所示为定值电阻R和灯泡L的图像,灯泡L额定电压为2.5V.将两用电器串联在电源两端,灯泡L正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源电压为2.5V B.灯泡L额定功率为0.75W
C.R与灯泡L功率之比为 D.灯泡L的图像为图线B
14.(2025·山东滨州·中考)在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨无法做到关闭某些家用电器只让电热水器单独工作,于是他进行如下操作:首先让电热水器在高温挡和这些用电器同时工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp;然后关闭电热水器,让这些用电器继续工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为16imp。电能表如图甲所示,电热水器简化电路图如图乙所示,已知电阻R1=R2,则下列说法正确的是( )
A.该电能表此时示数为20256kW·h
B.1600imp/(kW·h)的含义是电能表消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp
C.该电热水器的实际功率为2400W
D.电阻R1的阻值等于20.2Ω
15.(2025·山东省淄博市·中考)图甲是电阻R1和R2的电流随电压变化的图像,电源电压不变,滑动变阻器R上标有“20Ω,2A”字样,将它们接入图乙所示的电路中。只闭合开关S1,滑片P位于a端时,电阻R1的实际功率为1W;同时闭合开关S1和S2,将滑片P移动到b端时,电阻R1的实际功率为9.6W。则( )
A.R2的阻值为5Ω B.电源电压为10V
C.电路中的最大电流为1.8A D.电路的最大功率为
16.(2025·江苏无锡·中考)如图所示,是小红连接的测量小灯泡额定功率的电路,小灯泡的额定电流为0.3A,电源电压保持不变,R为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,她将滑动变阻器的滑片P置于B端,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表示数为0.1A;移动滑片P置于A端,电流表的示数为0.2A;重新将滑片P移至B端,断开开关S1,闭合开关S、S2,移动滑片P使电流表的示数为0.3A;保持滑片P的位置不变,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表示数为0.16A。下列说法中正确的是( )
A.电源的电压为3V B.定值电阻R的阻值为10Ω
C.小灯泡的额定电压为3.8V D.小灯泡的额定功率为0.75W
17.(2025·四川眉山·中考)如图所示,电源电压保持不变,的最大阻值为。闭合开关,当滑动变阻器的滑片在中点时,的功率为;将滑动变阻器的滑片移动到最右端,电流表的示数与滑片在中点时的示数之比是。此过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表示数为
B.滑片在中点时电流表的示数为
C.在中点时,内产生的热量
D.电路的最小功率为
18.(2025·山东滨州·中考)某次实践活动中,小滨观察到某型号家用电热水器的铭牌如图甲所示,他查看说明书发现其简化电路如图乙所示。已知,,下列分析正确的是( )
项目
参数
额定电压(V)
220
低温挡功率(W)
200
高温挡功率(W)
2000
容积(L)
60
甲
A.当S接“1”时,电热水器为高温挡
B.满箱水由20℃升高到70℃,水吸收的热量为
C.R的阻值为24.2Ω
D.断开其他用电器,仅让电热水器在高温挡正常加热1min,可使图丙所示电能表的转盘转100r
19.(2025·山东济南·中考)如图为电阻的电流随电压变化的图像,下列说法正确的是( )
A.的阻值小于的阻值
B.将和并联接在电源上,的电流小于的电流
C.将和串联接在电源上,的电功率小于的电功率
D.将和并联接在电源上,的电功率大于的电功率
20.(2025·辽宁·中考)如图甲,电源电压保持不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证各元件安全的情况下(灯泡两端的电压不超过额定电压,电表均不超过量程),进行下列操作:只闭合、,最大范围内移动滑动变阻器滑片P,电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图乙所示;只闭合,滑片P从最右端向左滑动,直至灯泡正常发光,电流表示数与电压表示数的关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.小灯泡的额定功率为2.64W
C.小灯泡工作时的最小电压为1V
D.只闭合、与只闭合、,滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为5︰1
21.(2025·四川巴中·中考)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
(1)方案一:请用笔画线代替导线帮小明补全甲图的实物电路 。(要求:只连一根导线且不交叉)
(2)甲图中,闭合开关前,滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2A,为了测出小灯泡的额定功率,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
(4)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)方案二:
小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式 (用、、、表示)。
22.(2025·齐齐哈尔、黑河、大兴安岭·中考)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: 。
23.(2025·湖南·真题)小霞用如图甲所示的器材测量小灯泡的额定功率。已知电源电压为3V且保持不变。小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求导线不得交叉;
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端;
(3)闭合开关后,移动滑片P,观察到电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)进行相同实验的另一同学,检查电路发现导线连接正确且开关闭合,但灯座上忘记安装小灯泡,此时观察到 表的指针有明显偏转。
24.(2025·四川广元·中考)某智能书桌台灯通过可变电阻R调节灯L的亮度,此电阻采用新材料,电阻值仅随光照强度增强(减弱)而增大(减小)。电路简图如图甲,电源两端电压恒为18V,灯L的I-U曲线如图乙所示。当不使用智能调光功能时,S0、S闭合,灯L正常发光。求:
(1)闭合开关S0、S,灯L的电阻大小是多少?
(2)闭合开关S0,断开开关S,当电流表的读数是0.5A时,可变电阻的阻值是多少?
(3)闭合开关S0,断开开关S,当灯的功率为8.4W时,电路的总功率是多少?
25.(2025·山东威海·中考)采摘机器人在智慧农业中广泛使用,兴趣小组设计的某采摘机器人部分工作原 理如图所示,可以“前进”“后退”“照明”;开关S1、S2用绝缘柄相连,可同时连接触点“1”或“2”,电动机均正常工作。部分元件参数:电动机(24V 96W),灯泡L(18V 5.4W),滑动变阻器R(50Ω 1A),电流表(0~0.6A)。
(1)通过控制开关S1、S2,可实现前进、后退,原因是什么?
(2)电动机(线圈电阻为2Ω)正常工作5min消耗的电能和产生的热量分别为多少?
(3)闭合S3,调节灯泡亮度时,为保证各元件安全,R连入电路的最小阻值为多少?(灯丝电阻随温度变化忽略不计)
26.(2025·广东·中考)小明设计了可改变灯泡亮度的电路,如图电源电压U为6V,灯泡L标有“6V,0.5A”,定值电阻R为12Ω。
(1)拨到1处时,闭合开关,求L的电功率;
(2)拨到2处时,闭合开关,电流表示数为0.3A,求:
①R两端的电压;
②L工作100s消耗的电能。
27.(2025·四川宜宾·中考)中医药是中国传承几千年的文化瑰宝。如图甲是一款小型的电热煎药壶,额定电压为220V,有高温、低温两个挡位,其内部简化电路如图乙所示,当双触点选择开关接触A、B时为断开状态。、是两个阻值不变的电热丝,,,。
(1)判断并简要说明使用低温挡工作时开关应接触B、C还是C、D?
(2)计算使用低温挡工作时的功率是多少?
(3)计算使用高温挡工作1min,电流做功是多少?
(4)采用低温挡加热已煎好的某种中药液。已知该中药液比热容为,质量为200g,加热8min,温度从5℃升高到45℃。请计算此过程的加热效率(加热过程中药液蒸发的影响可忽略不计)。
28.(2025·重庆·真题A卷)图甲是同学们自制的调光小台灯,图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3V,R是调节亮度的变阻器,最大阻值为10Ω。灯L标有“2.5V 0.5W”字样。忽略温度对电阻的影响。求:
(1)灯L正常发光时的电阻。
(2)灯L正常发光时,变阻器R工作10min产生的热量。
(3)电源电压降为2.7V后,灯L的最小实际电功率。
17 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$