专题15 电功率(复习讲义)(山东专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2026-01-07
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精品
摘要:
该初中物理中考复习讲义聚焦“电功率”专题,覆盖电能电功、电功率、焦耳定律三大核心考点,构建“考情剖析-知识网络-考点突破-素养拓展-真题训练”系统架构,通过考点梳理夯实基础,考法指导提炼解题模型,真题演练强化应用,助力学生突破电路分析、功率计算等难点。
亮点在于“情境化+跨学科”复习策略,如结合水产养殖充氧装置动态电路分析培养科学思维,通过电热水壶多挡位问题融合焦耳定律与比热容计算提升科学探究能力,设计“家庭节电建议”实践活动落实科学态度与责任。分层练习匹配中考难度,教师可依托考情分析精准把控复习节奏,有效提升学生应考能力。
内容正文:
专题15 电功率
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 3
03·考点通关·靶向突破 4
考点1 电能 电功 4
教材·知识夯基
1.电能
2.电功
中考·考法聚焦
考法1 结合电路图
考法2 结合生活场景
考点2 电功率 6
教材·知识夯基
1.电功率
2.额定电压 额定功率
3.电功率的测量
中考·考法聚焦
考法1 跨学科融合
考法2 结合生活场景
考点3 焦耳定律 9
教材·知识夯基
1.电流的热效应
2.焦耳定律
3.电热的利用和防止
中考·考法聚焦
考法1 结合生活场景
04·素养拓展·思维进阶 11
拓展01 跨学科实践:为家庭节约用电提建议
05·优题精选·百炼成钢 13
考点
考查形式
考查内容
考法分析
电能 电功
☑选择题
☑填空题
电能表的计算、电能电功的计算
1.结合电路图:通过设计特定的电路图,考查电能的相关计算。如2025・山东滨州卷T18
2.结合生活场景:结合生活中用电能表测热水器的功率为背景,精准考查学生对电能表以及多挡用电器的掌握情况。如2025・山东滨州卷T15
电功率
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
电功率的计算、小灯泡电功率的测量
1.跨学科融合:通过水产养殖中自动充氧装置的工作原理,结合电路中电流变化规律,考查学生对电功率计算的掌握情况。如2025・山东卷T14;通过拉力传感器的工作原理,考查动态电路中电阻变化,电功率变化问题,如2025・山东日照卷T12。
2.结合生活场景:给出汽车加热坐椅工作原理的电路图,通过开关的搭配来实现高、中、低三挡的温度调节,要求判断如何搭配开关实现低温工作,并求出低温功率。如2023・山东威海卷T20。
焦耳定律
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
电流的热效应、焦耳定律的计算、多挡类电器的计算
1.结合生活场景:给出生活中电热水壶挡位问题作为背景,考查学生对电功率及电热的掌握情况,同时也考查了比热容的相关计算。如2025・山东泰安卷T15。
命题新趋势
电动率的命题趋势是“更活、更综合、更贴近应用”,考试形式从“单一计算”到“综合应用”,同时紧密联系生活与科技,突出“学以致用”,试题的素材大量来源于家用电器、新能源、智能设备等实际情境,对图像和信息提取能力也是考查的热点题型。
命题预测
注重模型创设:试题越来越多地将纷繁的题目进行模型化考查,如:铭牌计算模型、多挡位模型、动态电路模型、图像信息模型、实验探究模型等。通过模型的建立,考查学生的归纳能力和解决实际问题的能力。
强化实验探究:用实验(如用小灯泡电功率的测量)来考查学生对物理研究方法和物理规律的理解,加强学生对生活中实际物理问题的探讨。
联系生活:试题素材与生活的联系越来越紧密,充分体现了“物理知识的活化”。例如,家用电器工作时电功率的计算、电能的消耗以及新能源等智能设备在电路中相关结合题型等。
考点1 电能 电功
1.电能及其测量
电能
产生:其他形式的能转化为电能;利用:电能转化为其他形式的能。
单位:焦耳,符号:J。常用单位:千瓦时,符号:kW·h,俗称:度;
1度 = 1kW·h = 3.6×106J。
计算
用电器消耗的电能等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积;
即:W = UIt
计量
测量工具:电能表。测量用电器某一段时间内消耗电能多少的仪器。
方法:
①测量较大电能时用刻度盘读数相减;
②测量较小电能时利用转盘转数计数,即W = n/N kW·h(n表示电能表在某段时间内的转数,N表示电能表铭牌上标着的转盘转数)
2.电能表
参数
意义
220V
表示电能表应该在220V电路中使用
50Hz
应该在50Hz的交流电中使用
10A(20A)
标定电流为10A,额定最大电流为20A
3000imp/(kW·h)或600revs/(kW·h)
表示用电器每消耗1kW·h电能,电能表的灯闪30000次或转盘转过600转。
【特别提醒】
1. 电流做功的过程,实际上就是电能转化为其他形式能的过程。
2. 在进行电功计算的时候,需要注意的是单位一定要相对应比如:J = W乘以s ; kW·h=kW乘以h
3. 同一性:如果要求某一个用电器消耗的电功,必须要用该用电器两端的电压乘以流经这个用电器的电流,再乘上通电时间,在做题时一定要标记清楚。
1.【结合电路图】(2025·山东滨州·中考真题)如图所示,电源电压为6V且恒定不变,R1是定值电阻,其阻值为20Ω。闭合开关S后,电流表A2的示数为0.2A,则电流表A1的示数为 A,电阻R2的阻值为 Ω,整个电路1min消耗的电能为 J。
考查知识
电能的计算
命题解读
命题意图:通过设计电路图,将电能的计算融入到其中,考查学生对电能计算的掌握。
解题思路:学生需要先明确电路的串并联关系,然后根据电流关系,计算出相对应的电流,最后确定整个电路电能的计算需要的物理量,从而进行正确计算。
方法:找到计算中涉及的物理量,根据公式计算即可。
【答案】 0.5 30 180/
【详解】[1]如图所示,电阻R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测所在R2支路的电流,通过R1所在支路的电流为
则干路的电流即电流表A1的示数为
[2]电阻R2的阻值为
[3]整个电路1min消耗的电能为
2.【结合生活场景】(2025·山东滨州·中考真题)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
考查知识
电能表、电功率
命题解读
命题意图:本题通过用电能表测热水器的功率为背景,精准考查学生对电能表的掌握情况,同时也考查了学生对多挡用电器的掌握情况。
解题思路:抓住电能表铭牌中的信息。立即联想到这些信息表达的含义。建立起各物理量间的联系。然后明确如何通过开关的闭合来实现高温档,最后根据分析计算,正确做出选择。
【答案】C
【详解】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。
考点2 电功率
1.电功率
意义
表示消耗电能的快慢,用符号P 表示。
单位
国际单位:W;常用单位:kW
公式
①P= w/t = UI(适用于所有电路);②对于纯电阻电路可推导出:P = I2R = U2/R
千瓦时
功率为1kW的用电器正常工作1h所消耗的电能。
2.额定电压、额定电功率
概念
额定电压:用电器正常工作时的电压;
实际电压:用电器实际工作时的电压;
额定功率:用电器在额定电压下工作的功率;
实际功率:用电器实际电压下工作时的功率。
铭牌含义
灯泡“PZ220V 60W”:这个灯泡的额定电压为220V,额定功率为60W。
实际功率的计算
① ②电阻不变时,
3.测量小灯泡的电功率
原理
P = UI
测量工具
电压表、电流表
实验方法
分别在低于额定电压、额定电压、高于额定电压的情况下测出小灯泡的功率
结论
用电器两端的电压不同,电功率就不同,小灯泡两端电压越大,实际功率就越大,小灯泡的亮度取决于实际功率。
【特别提醒】
1. 用电器的电功率大小由电压和电流决定, P=UI 。
2. 对某个用电器而言,其额定电压、额定功率的值只有一个,实际功率随实际电压变化而变化,实际电压、实际电功率的值有无数个。
3. 由 P=UI可得P = I2R = U2/R变形可得R = U2/P电压相同时,功率大的灯丝电阻小,灯丝粗短,功率小的灯丝细长。
4. 若用电器电阻R不变,根据P = U2/R,如果U减小为原来的1/2,则P变为原来的1/4。
1.【跨学科融合】(2025·山东·中考真题)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
考查知识
电功率
命题解读
命题意图:本题通过水产养殖中自动充氧装置的工作原理,精准考查学生对电功率计算的掌握情况。明确电路总功率与各个导体功率间的联系。
解题思路:抓住“电源电压不变”、“溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小”这些核心。立即联想到“溶氧降低→ 电阻值减小→ 电流变大”这一特点。建立“串联电路分压特点、电功率计算公式”的清晰推理路径,正确做出选择。
方法:根据溶氧传感器前后状态,判断电阻的变化情况,以及明确串联电路分压规律和电功率计算公式。
【答案】D
【详解】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。
2.【结合生活场景】(2025·山东威海·中考真题)某汽车加热坐椅的工作原理如图所示,R1、R2均为发热电阻,通过控制开关通断,实现高、中、低三挡加热功能,其中高、中挡位的电功率分别为60W、30W,电源电压为12V。处于低挡位时开关的通断情况为 ,此时电路消耗的总功率为 W。
考查知识
多挡位问题
命题解读
命题意图:本题通过汽车加热座椅工作原理的电路图,考查学生对多档位加热器功率的掌握情况,同时考查了对开关闭合引起的动态电路的分析能力。
解题思路:抓住多挡位功率不同的特点,同时明确并联电路的功率要大于串联电路的功率特点,从而清晰的分辨出高中低三挡的开关闭合情况,根据题目所求的内容,快速写出正确答案。
【答案】 S1断开,S2接2 15
【详解】[1]由图可知开关S1闭合,S2接1,两个电阻并联,电路中电阻最小,根据可知为功率最大,为高温挡;开关S1闭合,S2接2,电路中只有电阻R1,电路中电阻较小,根据可知为功率较大,为中温挡;开关S1断开,S2接2,两个电阻串联接入电路,电路中电阻最大,根据可知为功率最小,为低温挡。
[2]中挡位的电功率为30W,则R1的阻值为
高挡位的电功率为60W,则R2消耗的功率为
R2的阻值为
则低温挡功率为
考点3 焦耳定律
1.电流的热效应及影响因素
电流的
热效应
电流通过导体时电能转化成内能的现象。
探究课题
电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
探究方法
控制变量法、转换法
实验装置
甲 乙
实验设计
①在电流和通电时间相同时,探究电热与电阻的关系(电路设计:两阻值不同的电阻 联,目的是控制电流和通电时间相同,如图甲);
②在电阻与通电时间相同时,探究电热与电流的关系(电路设计:将阻值相同的电阻串联,并在右边容器的外部并联一个电阻分流,如图乙)
说明:
①两个透明容器中密封质量相等的空气;
②选用空气的原因是:空气质量小,在相同条件下吸热,温度升高快,易进行观察;空气是绝缘体,不易导电。
结论
①在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多;
②在电阻、通电时间相同的情况下,通过的电流越大,产生的热量越多。
2.焦耳定律
内容
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
公式
Q = I2Rt(适用于所有电路),对于纯电阻电路,可推导出:
3.电热的利用和防止
电热的利用
原理:电流的热效应。利用举例:电炉、电饭锅、电热毯等
电热的防止
可利用散热窗、散热片、风扇吹风等方法加快散热
【方法技巧】
1. 在纯电阻电路中:Q = W = UIt = I2Rt = U2/Rt = Pt
在非纯电阻电路中Q < W
对于电动机W = Q + W机
2. 纯电阻电路,电能全部转化为内能(Q=W);非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。
1.【结合生活场景】(2025·山东泰安·中考真题)某款电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位。如图所示是它电路原理图的一部分,是电阻丝,的阻值为,“保温”与“加热”的功率之比为。加热时,电热水壶正常工作10min将质量为1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为,电流做的功为。已知水的比热容是。下列说法中( )
①加热时,开关闭合,断开 ② ③ ④
A.只有④正确 B.只有②③正确 C.只有②③④正确 D.只有①②④正确
考查知识
电功率、电热、比热容
命题解读
命题意图:本题通过生活中电热水壶挡位问题作为背景,考查学生对电功率及电热的掌握情况,同时也考查了比热容的相关计算。
解题思路:抓住关键语句“保温功率与加热功率之比”,明确其含义是为计算加热功率做铺垫,从而分析出对应的加热功率。热量计算过程中注意温度变化问题,通过计算便可选出正确答案。
【答案】C
【详解】①由图可知,当开关、都闭合时,并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电热壶处于加热挡,故①错误;
②开关闭合,断开时为保温挡,此时为的简单电路,消耗的电功率为
“保温”与“加热”的功率之比为,则加热挡的功率为
则电热壶处于加热挡时,消耗的电功率为
由可知,的阻值为
故②正确;
③加热时,电热水壶正常工作10min,电流做的功为
故③正确;
④根据可知,1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为
故④正确;
综上所述,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
跨学科实践:为家庭节约用电提建议
一、项目提出
1 .观看节约用电宣传片《一度电可以做什么》,你有什么感想?
2 .为什么要节约用电?
3 .我国是一个用电大国,也是一个电力紧缺的国家。我们要身边的点点滴滴做起节约用电, 你的家中有没有浪费电的现象。请你调查了解家中用电情况并提出节约用电的建议。
二、项目分析
1 .调查家中的用电情况,如每日的用电、每月的用电、每年的用电情况。
2 .了解用电器的耗电情况,如用电器的额定功率、用电器的使用时间。
3 .为家庭提出节约用电的建议。
4 .一段时间后评估采纳节约用电建议的效果。
三、项目实施
1 .调查家中的用电情况。
2 .了解用电器的耗电情况
①设计表格记录用电器的耗电情况。
②记录每种用电器的额定功率和工作时间,如何计算消耗的电能?
③热水器、空调等大功率用电器的耗电情况我们可以通过“智能插座”直接测量近一段时间所消耗的电能。
3 .以小组为单位计算家中所有用电器一天消耗的电能。
4 .小组展示计算结果,并提出节电建议。
5 .评估节电建议的效果 总结节电建议,与家人商量后,按照节电建议实施一段时间(如一个周或一个月),看一看家中消耗的电能是否减少,如果减少,请计算采用节电措施减少了多少电能?一年会节约多少电能?
四、展示交流
把你家中的用电情况、节电建议和实施节电措施的效果(数据)整理出来,然后与同学分享。 看一看哪些同学家中的节电措施便全面、更有效。汇总同学们的发现、改进建议,形成综合性的研究报告。
【跨学科实践】
1.生活中家电待机耗电问题常常被忽视,待机通常是指通过遥控器关闭电器但并不关闭电器电源开关或是没有拔掉电器插头,让电源指示灯一直亮着。
(1)实践小组的同学所在城市以家庭为单位约户,用电器平均每天按待机20h计算,参考下表数据(平均每户家庭电器待机情况),估算每天该城市家庭用电器待机浪费电能的总量约为 W·h。
(2)节约用电可行措施
常用电器
电视机
洗衣机
空调
电脑
数量/台
1
1
2
1
待机功耗/(W/台)
10
2
3
10
①随手关灯:根据公式可知,这样可以节约用电的理由是: 。
②尽量使用节能灯。实践小组所在的学校共有电灯300盏,都是60W的日光灯,如果都改用20W的节能灯,按平均每天用电4h计算,则该学校更换节能灯后,一天可节约用电 kW·h。
③请你就具体用电情况为家庭节约用电再提两点建议: 、 。
【答案】(1)
(2) 减少用电器的工作时间 48 减少用电器待机耗电 使用电冰箱时减少开冰箱门的次数和时间
【详解】(1)家庭用电器待机的总功率
3×105户的用电器,平均每天按待机20h计算,每天该城市家庭用电器待机浪费电的总量约为
(2)[1]根据公式可知,随手关灯,可以减少用电器的工作时间,这样可以节约用电。
[2]更换节能灯后,一天可节约用电
[3][4]家庭节约用电的做法有很多,比如,减少电器待机耗电;使用电冰箱时减少开冰箱门的次数和时间等等。
1.【结合生活现象】(2025·山东烟台·中考真题)电能是现代社会生活的重要资源,每个人都应该有节约用电的意识。下列用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是( )
A.台灯 B.智能手机 C.家用空调 D.笔记本电脑
【答案】C
【详解】正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的用电器电功率约为
A.台灯电功率约为30W,故A不符合题意;
B.智能手机电功率约为5W,故B不符合题意;
C.家用空调电功率约为1000W,故C符合题意;
D.笔记本电脑电功率约为80W,故D不符合题意。
故选C。
2.【结合图像】(2025·山东淄博·中考真题)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
【详解】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。
3.【跨学科融合】(2025·山东德州·中考真题)如图是创新小组设计的肺活量检测装置原理图。电源电压恒定,R0是滑动变阻器,R1、R2是定值电阻。检测时从吹气口向气球中吹气,气球膨胀通过可移动隔板带动滑片向上运动,此时显示仪的示数变大(显示仪由图中两电表之一改装而成)。在吹气过程中下列判断正确的是( )
A.电路总电阻变大 B.电压表示数变大
C.显示仪由电流表改装而成 D.电路中消耗的总功率变小
【答案】C
【详解】ABC.如图,电路为与串联,然后与并联,电压表测电源电压,示数不发生变化;电流表在滑动变阻器所在支路,当从吹气口向气球中吹气,气球膨胀通过可移动隔板带动滑片向上运动时,滑动变阻器的电阻变小,由欧姆定律可知,此时该支路电流变大,即电流表示数变大,即显示仪为电流表改装而成;由并联电路电阻规律可知,此时电路中的总电阻变小,故AB错误,C正确;
D.由并联电路中电流规律可知,滑动变阻器所在支路电流增大,通过电流不变,则干路电流增大,由可知,电源电压不变时,电路总功率变大,故D错误。
故选C。
4.【电路设计】(2025·山东济宁·中考真题)如图所示,虚线框内连接一个开关S和两个阻值相同的定值电阻、。当S断开后,电流表示数减小0.2A,整个电路消耗的电功率减小1.6W。下列选项中,电路连接情况和、阻值不符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.图中两电阻串联,可得总电阻为
当S断开后,电路中没有电流,若电流减小0.2A,即该电路工作时电流是0.2A,则该电路的电功率为
即整个电路消耗的电功率减小1.6W,符合要求,故A不符合题意;
B.据图可知,
当开关S闭合时,电路中只有R2,此时电路中的电流为
当开关S断开时,R1、R2串联,此时电路中的电流为
已知当断开S时,电流表示数减小0.2A,即
解得,,,可得开关S闭合时,电路中的电功率为
当开关S断开时,电路中的电功率为
整个电路消耗的电功率减小
符合要求,故B不符合题意;
C.当S断开后,R1所在支路断开,此时电流减小0.2A,说明R1这条支路的电流是0.2A,已知,则减少的电功率为
不符合要求,故C符合题意;
D.图中R1、R2并联,可得等效电阻为
开关S在干路,当S断开后,减小的电流为0.2A,则减小的电功率为
符合要求,故D不符合题意。
故选C。
5.【结合生活场景】(2025·山东济南·二模)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.甲灯的额定功率是一定的
B.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
C.两灯均正常发光时,相同时间内乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
【答案】D
【详解】A.灯泡的额定功率是一定的,实际功率随着实际电压的变化而变化,所以甲灯的额定功率是一定的,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,甲灯是220V、25W,乙灯是220V、100W,由可知甲灯灯丝电阻较大,故B正确,不符合题意;
C.两灯均正常发光时,利用可知相同时间内乙灯消耗的电能较多,故C正确,不符合题意;
D.当乙灯接入110V电路中,由可知,在电阻不变的情况下,功率与电压的平方成正比,当电压变为110V,即为额定电压的,则实际功率就是额定功率的,所以此时的实际功率
故D错误,符合题意。
故选D。
6.【跨学科融合】(2025·山东济宁·一模)如图甲是一水位监测装置电路,电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R滑是竖直放置的滑动变阻器(最大阻值40Ω)。当水位变化时浮子可带动金属杆及滑片AP上下移动,当电流表的示数达到某一数值时提醒工作人员水位达到警戒值(25cm)。图乙是R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系,与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.该电路电源电压为9V B.当水位升高时,电压表的示数减小
C.当水位到达警戒值25cm时,电路总功率为1.2W D.当水位为20cm时,电路中电流为0.12A
【答案】C
【详解】分析电路,这是与串联的电路,电流表测电路电流,电压表测两端电压。
A.从图乙可知,水位30cm时,滑动变阻器阻值为0,此时电路中只有定值电阻,电路电流最大,由图丙可知,电路中电流最大为0.3A,电压表示数为6V,故电源电压为6V,故A错误;
B.当水位升高时,滑片P向上移,滑动变阻器阻值变小,根据串联电路的分压定律,此时定值电阻两端电压变大,电压表示数变大,故B错误;
C.当水位到达警戒值25cm时,由图乙可知,此时滑动变阻器的阻值为,电源电压为6V,由图丙可知,当,,根据欧姆定律可得,定值电阻
故此时电路中的总电阻
根据功率的计算公式,可得此时电路总功率
故C正确;
D.由图乙可知,滑动变阻器的阻值R与水位h的关系满足,故当水位为20cm时,滑动变阻器的阻值,根据欧姆定律,可得此时电路中的电流
故D错误。
故选C。
7.【结合生活场景】(2025·山东滨州·中考真题)(多选题)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
【详解】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。
8.(2025·山东青岛·中考真题)(多选题)如图所示电路,电源电压保持不变,R1的阻值为R。闭合开关S1,将单刀双掷开关S2与触点1相连,电压表示数为U1,与触点2相连,电压表示数为U2。下列说法正确的是( )
A. R1两端的电压为 B.通过 R2的电流为
C. R2的电阻为 D. R1的功率为
【答案】BD
【详解】由图可知,电阻R1、R2串联,当单刀双掷开关S2与触点1相连时,电压表测量电源电压,为U1;当单刀双掷开关S2与触点2相连时,电压表测量R2两端的电压,为U2。
A.根据串联电路电压规律可知,R1两端的电压为U1-U2,故A错误;
B.根据串联电路电流规律可知,通过 R2的电流与通过R1的电流相等,大小为
故B正确;
C.由欧姆定律可知,R2的电阻为
故C错误;
D.根据可得,R1的功率为
故D正确。
故选BD。
9.【跨学科融合】(2025·山东日照·中考真题)(多选题)如图是拉力传感器的电路示意图,电源电压恒为6V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻,滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”字样。为保证电路安全,下列说法正确的是( )
A.当电压表示数为3V时,滑片P位于的最左端
B.电流表示数允许的变化范围为0.2~0.3A
C.变阻器接入电路的阻值允许变化范围为10Ω~20Ω
D.当滑片P位于最右端时,电路的总功率为1.8W
【答案】BC
【详解】A.如图,电阻R1与R2串联在电路中,电压表测电阻R1两端的电压,当电压表示数为3V时,电路中的电流
滑动变阻器的电阻
滑动变阻器的最大值为20Ω,因此滑片P位于的中点,故A错误;
B.电压表量程为0~3V,当电压表的示数为3V时,电路中的电流最大,最大值为0.3A;当滑动变阻器滑到最大值时,电路中的电流最小,电流的最小值
电流表示数允许的变化范围为0.2~0.3A,故B正确;
C.由A可知,当滑动变阻器的阻值为10Ω时,电路中的电流最大,因此滑动变阻器的最小值为10Ω;最大值为20Ω;电路中的电流最小时,变阻器接入电路的阻值允许变化范围为10~20Ω,故C正确;
D.当滑片P位于最右端时,变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小值为0.2A,电路的总功率为
故D错误。
故选BC。
10.【结合图像】(2025·山东济南·中考真题)(多选题)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
【详解】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。
11.【跨学科融合】(2025·山东潍坊·中考真题)(多选题)某同学设计了如图甲所示的电路测量物体质量,电源电压不变,为定值电阻,为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化规律如图乙所示,电流表的量程为。在上放置轻质托盘,闭合开关,的物体静止放在托盘上时电流表的示数为,的功率为;再放上的物体,稳定后电流表的示数变化了的功率为。取,托盘重力忽略不计,下列说法正确的是( )
A.托盘上不放物体时电流表的示数为 B.该电路能测量的物体质量最大为
C. D.若电流表的示数为,则被测物体的质量为
【答案】BD
【详解】A.首先计算物体质量与压力的关系,物体对压敏电阻的压力等于其重力,即 F=G=mg。15kg物体的压力F1=15kg×10N/kg=150N
由图乙知此时压敏电阻 R1=50Ω。根据欧姆定律,此时电路总电阻
且R总1=R0+R1= R0+50Ω
可得U=0.2A×(R0+50Ω)
再放上15kg 物体后,总质量30kg,压力F2=30kg×10N/kg=300N
由图乙知此时压敏电阻 R2=30Ω。电路总电阻R总2=R0+R2=R0+30Ω
此时电流表示数I2=0.2A+0.1A=0.3A
且
可得U=0.3A×(R0+30Ω)
联立两式解得R0=10Ω,U=12V。
托盘上不放物体时,压力为0,由图可知此时压敏电阻R3=100Ω,电路总电阻R总0=10Ω+100Ω=110Ω
电流
故A错误;
B.电流表量程为0~0.6A,电路最大电流 I大=0.6A,此时电路总电阻
压敏电阻最小阻值R小= R总大- R0=20Ω-10Ω=10Ω
由图乙知,R=10Ω 时对应压力F大= 550N,此时物体质量
故B正确;
C.15kg物体时,P1=I12R1=(0.2A)2×50Ω=2W
30kg物体时,P2=I22R22=(0.3A)2×30Ω=2.7W
故 C 错误;
D.当电流I=0.4A 时,电路总电阻
压敏电阻阻值R=R总-R0=30Ω-10Ω=20Ω
由图乙规律,R=20Ω时对应压力F0=400N,物体质量
故D正确。
故选BD。
12.【跨学科融合】(2025·山东威海·中考真题)(多选题)图为某自动测温装置的工作原理图,电源电压保持不变,R为热敏电阻,R0为定值电阻。由电压表改装的显示仪示数随环境温度升高而增大。下列分析正确的是( )
A.环境温度升高,R阻值增大
B.环境温度越高,R0消耗的电功率越大
C.显示仪示数越小,电路在相同时间内消耗的总电能越大
D.环境温度不变,将R0换成阻值更大的电阻,显示仪示数变大
【答案】BD
【详解】AB.由图可知,电阻R和R0串联,显示仪和电阻R0并联,环境温度升高,显示仪示数增大,即电压表的示数增大,由可知R0消耗的电功率增大,由串联电路电压的规律可知R两端的电压减小,由串联分压可知R阻值减小,故B正确,A错误;
C.显示仪示数越小,即电压表的示数越小,由可知电路中的电流越小,由W=UIt可知在相同时间内消耗的总电能越小,故C错误;
D.环境温度不变,R的阻值不变,将R0换成阻值更大的电阻,由串联分压可知R0两端的电压变大,即显示仪示数变大,故D正确。
故选BD。
13.【结合生活场景】(2025·山东临沂·二模)如图所示为华为Mate60Pro。该手机采用锂离子聚合物5000mA·h不可拆卸式电池,电池工作电压为3.7V,则一次充满电储存电能为 J。该手机支持有线最大超级快充(20V/4.4A),兼容11V/6A或10V/4A等超级快充,快充时的最大功率是 W。
【答案】 6.66×104 88
【详解】[1]电池一次充满电储存电能W=UIt=3.7V×5000×10-3A×1×3600s=6.66×104J
[2]快充时的最大功率P大=U大I大=20V×4.4A=88W
14.【结合生活场景】(2025·山东济宁·三模)某高压输电站向用户输电,已知输电站输出的功率为100kW,输出电压为2000V,输电线的总电阻为8Ω。则输电线中的电流为 A;若输电线全部采用超导体材料制成,则每小时可节约 kW·h的电能。
【答案】 50 20
【详解】[1]已知输电站输出的功率为100kW,输出电压为2000V,则输电线中的电流为
[2]输电线的总电阻为8Ω,则输电线每小时由于发热而损失的电能为
所以若输电线全部采用超导体材料制成,则每小时可节约20 kW·h的电能。
15.【结合图像】(2025·山东济宁·中考真题)将标有“6V;6W”的灯泡L接入电源电压恒为6V的电路中,如图甲所示。闭合开关,利用传感装置绘制出通过灯泡L的电流随时间变化的图像如图乙所示。闭合开关瞬间,灯泡的电功率为 W。灯泡在闭合开关瞬间的电阻为,正常发光时电阻为, 。
【答案】 36
【详解】[1]闭合开关瞬间,电源电压恒为6V,由图乙可知此时电流为6A,根据电功率公式P=UI,可得此时灯泡的电功率为P=UI= 6V×6A=36W。
[2]闭合开关瞬间,根据欧姆定律,灯泡电阻
灯泡正常发光时,其额定电压为6V,额定功率为6W,此时电流为额定电流
正常发光时电阻
因此
16.【结合生活场景】(2025·山东淄博·三模)电饭煲是常用的家用电器,它是利用电流的 效应工作的。某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能,简化电路如图,R1=242Ω、R2=60.5Ω。当开关 闭合时,该电饭煲处于“加热”挡,工作10min,其消耗的电能是 J。
【答案】 热 S1和S2
【详解】[1]当电流通过电饭煲内部通过发热元件(如电热管)时,发热元件产生了热量,使金属外壳发热并传递热量至内锅,实现烹饪功能,故电饭煲工作时将电能转化成了内能,利用了电流的热效应。
[2]当开关S1闭合、S2断开时,电路中只有R1接入电路,此时电路中的总电阻为R1;当开关S1、S2均闭合时,电路中R1与R2并联,此时电路中的总电阻,。根据可知,在总电压不变时,电阻越小,总功率越大,因为S1闭合、S2断开时,总电阻较大,故开关S1闭合、S2断开时,电路处于保温挡,S1、S2均闭合时,电路处于加热挡。
[3]电饭煲处于加热挡时,电饭煲的总功率
电饭煲处于“加热”挡工作10min消耗的电能
17.(2025·山东淄博·二模)如图甲所示,小灯泡L标有“6V 0.5A”字样,闭合开关,滑动变阻器的滑片在阻值最大端和点间滑动时,得到了两块电压表示数与电路中电流的关系图象和,如图乙所示。分析可知:电源电压是 V,当滑动变阻器滑片在最右端时,小灯泡工作1min消耗的电能 J。
【答案】 12 12
【详解】[1]由图像乙,当电流为0.5A时,AB与BC有公共点,说明此时两电压表示数均为6V。根据串联电路电压规律,电源电压等于两电压表示数之和12V。
[2] 分析电路可知,当滑片P向右滑动时,滑动变阻器阻值增大,灯泡两端电压逐渐减小,滑动变阻器两端电压逐渐增大,由此可知,AB图像表示的灯泡,BC图像表示的滑动变阻器。当滑动变阻器滑片P在最右端时,此时电路中的总电阻最大,电流最小由图乙可知为0.2A,此时灯泡电压最小由图乙可知为1V,故此状态下灯泡的功率为
小灯泡工作1min消耗的电能
18.(2025·山东青岛·二模)电光源的发明,照亮了人类生活的每一个角落。图甲所示的白炽灯是利用电流的 (选填“热效应”“磁效应”或“化学效应”)使灯丝达到白炽状态而发光的,发光效率仅,更多能量都以内能的形式散失到周围环境中。现在用来照明的白炽灯已被图乙所示节能、环保的LED灯所替代,一只12WLED灯的亮度相当于一只100W白炽灯的亮度,其中的W是 的单位。LED灯主要是用 (选填“纳米材料”“超导材料”或“半导体材料”)制成的。
【答案】 热效应 电功率 半导体材料
【详解】[1] 白炽灯是利用电流的热效应工作的,当电流通过灯丝时,电能主要转化为内能。
[2]W是电功率的单位。
[3] LED灯主要是由半导体材料制成的。
19.【结合生活场景】(2025·山东菏泽·二模)如图所示,是为电车快速充电的直流充电装置,给电车充电时,电车的蓄电池相当于 (填“电源”或“用电器”);若某次充电时间为30min,手机显示充电电费为24元(电费单价为1.2元),则该充电桩的充电功率为 。
【答案】 用电器 40
【详解】[1]给电车充电时,消耗了电能,将电能转化为蓄电池的化学能,蓄电池相当于用电器。
[2]若某次充电时间为30min,手机显示充电电费为24元,则消耗的电能为
该充电桩的充电功率为
20.【结合生活场景】(2025·山东临沂·二模)科技的发展给人们带来更加舒适便捷的服务。寒冷的冬天,小亮在书桌上铺了一层电热膜。如图甲所示,它是在绝缘的聚酯薄膜表面密密地嵌入一根根的导电墨线,导电墨线两端与金属导线相连,两条金属导线接入电源后,电热膜以整个膜为加热面,持续均匀发热。
(1)电热膜是利用电流的 效应工作的;
(2)为测量该电热膜的电功率,小亮关闭家中其他所有电器,只让该电热膜正常工作10min,如图乙所示的电能表表盘转动125r,测得电热膜的电功率为 W;
(3)如果图甲中电热膜的部分导电墨线断裂,电热膜工作的电功率将 (选填“不变”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1) 热 (2) 300 (3) 变小
【详解】(1)两条金属导线接入电源后,电热膜以整个膜为加热面,持续均匀发热,电热膜是利用电流的热效应工作的。
(2)由图乙可知,电路中每消耗1kW•h电能,电能表的转盘转过2500转,据此得出电能表的转盘转过125转,养生壶消耗的电能
该电热膜正常工作了10min,则电热膜的电功率为
(3)导线墨线是并联电路,如电热膜的部分导电墨线断裂,并联电阻的个数将减少,电路中的总电阻变大,由可知,电压不变时,总电阻变大,则总功率变小。
21.【结合生活场景】(2025·山东德州·一模)某型号电饭锅如图甲所示,其简化电路如图乙所示。和均为电热丝,开关是自动控制开关。向上与触点、接通。向下仅与触点接通。当开关与触点、接通时电饭锅处于 (选填“高温”或“低温”)挡、煮饭过程中,通过开关不断改变电路接通方式。从而使饭得到最佳的口感和营养。如图丙所示为这个电饭锅在某次正常煮饭全过程中总电流随时间变化的图像,电热丝的阻值为 。电饭锅在这次煮饭中消耗的电能、将1.1kg的水温度升高,则电饭锅的加热效率为 。
【答案】 高温 220 42%
【详解】[1]由图乙可知,当开关S2与触点、接通时,电路中R1、R2并联工作,电路中的电阻较小,根据可知,此时电功率较大,是高温挡。
[2]开关S2与触点、接通时,R1与R2并联,电路中的电阻较小,电功率较大为高温挡,由图丙可知,电流为,则高温挡电功率
开关S2与触点接通时,只有R2进入电路,此时电功率较小为低温挡,由图丙可知,电流为,则低温挡电功率
则R1的电功率为
由可知,R1的阻值为
[3]由图丙可知,加热时间为t1=15min,保温时间为t2=15min,由可知,高温挡消耗的电能
保温挡消耗的电能
此次煮饭消耗的总电能
水吸收的热量
则电饭锅的加热效率
22.(2025·山东济宁·二模)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种规格的滑动变阻器、、可供选择。
(1)请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗;
(2)刚接好最后一根导线,灯泡立即发出刺眼的光,这存在两个不当的实验操作:
① ,② ;
(3)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填“”、“”或“”);
(4)根据图乙小灯泡的图像可知,随着电流增大,小灯泡的电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”),小灯泡的额定功率是 W;
(5)当小灯泡两端电压为2V时,小灯泡的实际功率可能是 W(选填“0.32”、“0.36”或“0.45”)。
(6)小亮想测量的阻值,经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变且未知,定值电阻的阻值为,闭合开关、断开时电流表读数为;同时闭合开关和时电流表读数为,则 (用、、表示)。
【答案】(1)
(2) 连接电路时开关没有断开 滑动变阻器的滑片没有移动到阻值最大处
(3) R2 (4) 变大 0.5 (5)0.36 (6)
【详解】(1)实验中,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量电路电流。变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗,说明滑动变阻器接入电路中的电阻变大,则滑动变阻器的A接线柱接入电路中,如图所示:
(2)[1][2]刚接好最后一根导线,灯泡立即发出刺眼的光,说明连接电路时开关没有断开,且此时电路电流较大,电路电阻较小,滑动变阻器接入电路中电阻小,滑动变阻器的滑片没有移动到阻值最大处。
(3)由串联电路电压特点得,灯泡正常发光时,滑动变阻器的电压为
由图乙得,灯泡的额定电流为0.2A,串联电路电流处处相等,此时滑动变阻器的电流为
由欧姆定律得,此时滑动变阻器接入电路中电阻为
则滑动变阻器应选择。
(4)[1]根据图乙小灯泡的图像与欧姆定律可知,随着电流增大,小灯泡的电阻变大。
[2]小灯泡的额定功率是
(5)当小灯泡两端电压为2V时,灯泡的电流小于其额定电流0.2A,则此时小灯泡的实际功率
灯泡正常发光时的电阻
因为灯泡的电阻随温度升高而减小,当小灯泡两端电压为2V时,此时灯泡的电阻小于正常发光时的电阻,即
由得,小灯泡的实际功率为
则小灯泡的实际功率可能是0.36W。
(6)小亮想测量的阻值,经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变且未知,定值电阻的阻值为,闭合开关、断开时,与R串联,电流表测量电路电流,电流表读数为;同时闭合开关和时电流表读数为,电路为的简单电路,电源电压不变,由欧姆定律得
则
23.(2025·山东威海·中考真题)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)
【详解】(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
24.(2025·山东潍坊·中考真题)随着生活水平提高,人们对饮用水的温度需求不断提升。如图所示是物理兴趣小组设计的一款四挡位即热式热水器的简化电路图,电源电压、是用于加热的电热丝,。在热水器容器中倒入常温饮用水后,通过开关可控制相关电热丝工作,实现四个不同加热挡位的切换,加热挡位和对应的功率如表格所示,加热挡位1、2、3、4的功率依次增大,热水器的出水温度依次升高。已知只闭合开关时,热水器处于加热挡位1的工作状态;开关全部闭合时,热水器处于加热挡位4的工作状态。水的比热容,水的密度。
加热挡位
加热功率
挡位1
挡位2
未知
挡位3
未知
挡位4
未知
(1)求电热丝的阻值;
(2)求挡位2的加热功率;
(3)已知热水器处于挡位3的工作状态时,出水温度为,若水的初温为,出水0.88L用时105s,求挡位3工作的效率;
(4)若某款家用插排允许通过的最大电流为16A,分析说明此热水器能不能接入该插排实现挡位4的正常工作。
【答案】(1) (2) (3) (4)见解析
【详解】(1)已知挡位1工作时只有电阻R接入电路,功率P₁= 220 W,电源电压U = 220 V,由公式得:
(2)挡位2时根据电路可知R与R₂并联,总阻值
所以
(3)挡位3时,R与R1并联,并联电路互不影响,此时R1的功率
那么此挡位的电功率为
水的质量m = ρV = 1.0×103 kg/m3 × 0.88×10-3 m3= 0.88 kg
温度的变化Δt= 80 °C - 25 °C = 55 °C
水吸收的热量Q = cmΔt = 0.88 kg × 4.2×103J/(kg · °C) × 55 °C = 2.03×105J
电阻丝在t =105s内提供的电能W = P3t =2420 W × 105 s = 2.54×105J
工作的效率
(4)挡位4时,开关全部闭合,此时三个电阻并联,此时R3的功率
那么总功率
对应电流
因此可以接入该插排正常工作。
25.(2025·山东济南·中考真题)如图为某小组设计的电加热器的简化电路图,电源电压为24V,为电热丝。旋钮开关接1时,电路中的电流为2A;旋钮开关S接2时,电路的总功率为12W。请通过计算回答:
(1)的阻值为多少?
(2)旋钮开关接2时,两端的电压为多少?
(3)旋钮开关接2时,工作消耗的电能为多少?
【答案】(1) 12Ω (2) 6V (3) 2700J
【详解】(1)当开关 S 接“1”时,只有R2接入电路中,由欧姆定律得R2阻值
(2)当开关 S 接“2”时,R1与R2串联。则电路电流
电路总电阻
R2两端电压
(3)开关S接“2”的状态下,由串联电路电阻关系可得R1阻值R1= R-R2=48Ω -12Ω=36Ω
则R1消耗的功率
工作消耗的电能
26.(2025·山东青岛·中考真题)如图所示电路,电源电压为18V,小灯泡L标有“”(忽略灯丝电阻的变化),定值电阻的阻值为,是滑动变阻器。电压表的量程为,电流表的量程为。
(1)求小灯泡的电阻;
(2)若只闭合开关S和S2,当接入电路的阻值为其最大阻值的时,小灯泡L正常发光,求滑动变阻器的最大阻值;
(3)若只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器的滑片P,在保证电路安全的情况下,求电路消耗的最小功率。
【答案】(1) 12Ω (2) 120Ω (3) 2.7W
【详解】(1)小灯泡标有 “6V 3W”,则小灯泡的额定电压
小灯泡的额定功率
小灯泡的电阻
(2)只闭合开关S和时,小灯泡L与滑动变阻器串联。
因为小灯泡L正常发光,则电路中的电流
滑动变阻器两端的电压
此时接入电路的阻值
因为为其最大阻值的,所以滑动变阻器的最大阻值
(3)只闭合开关S和S1,与串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。
根据可知,电源电压U不变时,要使电路消耗的功率最小,电路中的电流应最小,由欧姆定律可知,此时电路中两端电压最小,则滑动变阻器两端电压最大,因为电压表量程为0~15V,所以当电压表的示数时,电路中的电流最小。
此时两端的电压
电路中的最小电流
则电路消耗的最小功率
1
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专题15 电功率
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 3
03·考点通关·靶向突破 4
考点1 电能 电功 4
教材·知识夯基
1.电能
2.电功
中考·考法聚焦
考法1 结合电路图
考法2 结合生活场景
考点2 电功率 6
教材·知识夯基
1.电功率
2.额定电压 额定功率
3.电功率的测量
中考·考法聚焦
考法1 跨学科融合
考法2 结合生活场景
考点3 焦耳定律 8
教材·知识夯基
1.电流的热效应
2.焦耳定律
3.电热的利用和防止
中考·考法聚焦
考法1 结合生活场景
04·素养拓展·思维进阶 10
拓展01 跨学科实践:为家庭节约用电提建议
05·优题精选·百炼成钢 11
考点
考查形式
考查内容
考法分析
电能 电功
☑选择题
☑填空题
电能表的计算、电能电功的计算
1.结合电路图:通过设计特定的电路图,考查电能的相关计算。如2025・山东滨州卷T18
2.结合生活场景:结合生活中用电能表测热水器的功率为背景,精准考查学生对电能表以及多挡用电器的掌握情况。如2025・山东滨州卷T15
电功率
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
电功率的计算、小灯泡电功率的测量
1.跨学科融合:通过水产养殖中自动充氧装置的工作原理,结合电路中电流变化规律,考查学生对电功率计算的掌握情况。如2025・山东卷T14;通过拉力传感器的工作原理,考查动态电路中电阻变化,电功率变化问题,如2025・山东日照卷T12。
2.结合生活场景:给出汽车加热坐椅工作原理的电路图,通过开关的搭配来实现高、中、低三挡的温度调节,要求判断如何搭配开关实现低温工作,并求出低温功率。如2023・山东威海卷T20。
焦耳定律
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
电流的热效应、焦耳定律的计算、多挡类电器的计算
1.结合生活场景:给出生活中电热水壶挡位问题作为背景,考查学生对电功率及电热的掌握情况,同时也考查了比热容的相关计算。如2025・山东泰安卷T15。
命题新趋势
电动率的命题趋势是“更活、更综合、更贴近应用”,考试形式从“单一计算”到“综合应用”,同时紧密联系生活与科技,突出“学以致用”,试题的素材大量来源于家用电器、新能源、智能设备等实际情境,对图像和信息提取能力也是考查的热点题型。
命题预测
注重模型创设:试题越来越多地将纷繁的题目进行模型化考查,如:铭牌计算模型、多挡位模型、动态电路模型、图像信息模型、实验探究模型等。通过模型的建立,考查学生的归纳能力和解决实际问题的能力。
强化实验探究:用实验(如用小灯泡电功率的测量)来考查学生对物理研究方法和物理规律的理解,加强学生对生活中实际物理问题的探讨。
联系生活:试题素材与生活的联系越来越紧密,充分体现了“物理知识的活化”。例如,家用电器工作时电功率的计算、电能的消耗以及新能源等智能设备在电路中相关结合题型等。
考点1 电能 电功
1.电能及其测量
电能
产生:其他形式的能转化为电能;利用:电能转化为其他形式的能。
单位:焦耳,符号:J。常用单位:千瓦时,符号:kW·h,俗称:度;
1度 = 1kW·h = 3.6×106J。
计算
用电器消耗的电能等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积;
即:W = UIt
计量
测量工具:电能表。测量用电器某一段时间内消耗电能多少的仪器。
方法:
①测量较大电能时用刻度盘读数相减;
②测量较小电能时利用转盘转数计数,即W = n/N kW·h(n表示电能表在某段时间内的转数,N表示电能表铭牌上标着的转盘转数)
2.电能表
参数
意义
220V
表示电能表应该在220V电路中使用
50Hz
应该在50Hz的交流电中使用
10A(20A)
标定电流为10A,额定最大电流为20A
3000imp/(kW·h)或600revs/(kW·h)
表示用电器每消耗1kW·h电能,电能表的灯闪30000次或转盘转过600转。
【特别提醒】
1. 电流做功的过程,实际上就是电能转化为其他形式能的过程。
2. 在进行电功计算的时候,需要注意的是单位一定要相对应比如:J = W乘以s ; kW·h=kW乘以h
3. 同一性:如果要求某一个用电器消耗的电功,必须要用该用电器两端的电压乘以流经这个用电器的电流,再乘上通电时间,在做题时一定要标记清楚。
1.【结合电路图】(2025·山东滨州·中考真题)如图所示,电源电压为6V且恒定不变,R1是定值电阻,其阻值为20Ω。闭合开关S后,电流表A2的示数为0.2A,则电流表A1的示数为 A,电阻R2的阻值为 Ω,整个电路1min消耗的电能为 J。
考查知识
电能的计算
命题解读
命题意图:通过设计电路图,将电能的计算融入到其中,考查学生对电能计算的掌握。
解题思路:学生需要先明确电路的串并联关系,然后根据电流关系,计算出相对应的电流,最后确定整个电路电能的计算需要的物理量,从而进行正确计算。
方法:找到计算中涉及的物理量,根据公式计算即可。
2.【结合生活场景】(2025·山东滨州·中考真题)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
考查知识
电能表、电功率
命题解读
命题意图:本题通过用电能表测热水器的功率为背景,精准考查学生对电能表的掌握情况,同时也考查了学生对多挡用电器的掌握情况。
解题思路:抓住电能表铭牌中的信息。立即联想到这些信息表达的含义。建立起各物理量间的联系。然后明确如何通过开关的闭合来实现高温档,最后根据分析计算,正确做出选择。
考点2 电功率
1.电功率
意义
表示消耗电能的快慢,用符号P 表示。
单位
国际单位:W;常用单位:kW
公式
①P= w/t = UI(适用于所有电路);②对于纯电阻电路可推导出:P = I2R = U2/R
千瓦时
功率为1kW的用电器正常工作1h所消耗的电能。
2.额定电压、额定电功率
概念
额定电压:用电器正常工作时的电压;
实际电压:用电器实际工作时的电压;
额定功率:用电器在额定电压下工作的功率;
实际功率:用电器实际电压下工作时的功率。
铭牌含义
灯泡“PZ220V 60W”:这个灯泡的额定电压为220V,额定功率为60W。
实际功率的计算
① ②电阻不变时,
3.测量小灯泡的电功率
原理
P = UI
测量工具
电压表、电流表
实验方法
分别在低于额定电压、额定电压、高于额定电压的情况下测出小灯泡的功率
结论
用电器两端的电压不同,电功率就不同,小灯泡两端电压越大,实际功率就越大,小灯泡的亮度取决于实际功率。
【特别提醒】
1. 用电器的电功率大小由电压和电流决定, P=UI 。
2. 对某个用电器而言,其额定电压、额定功率的值只有一个,实际功率随实际电压变化而变化,实际电压、实际电功率的值有无数个。
3. 由 P=UI可得P = I2R = U2/R变形可得R = U2/P电压相同时,功率大的灯丝电阻小,灯丝粗短,功率小的灯丝细长。
4. 若用电器电阻R不变,根据P = U2/R,如果U减小为原来的1/2,则P变为原来的1/4。
1.【跨学科融合】(2025·山东·中考真题)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
考查知识
电功率
命题解读
命题意图:本题通过水产养殖中自动充氧装置的工作原理,精准考查学生对电功率计算的掌握情况。明确电路总功率与各个导体功率间的联系。
解题思路:抓住“电源电压不变”、“溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小”这些核心。立即联想到“溶氧降低→ 电阻值减小→ 电流变大”这一特点。建立“串联电路分压特点、电功率计算公式”的清晰推理路径,正确做出选择。
方法:根据溶氧传感器前后状态,判断电阻的变化情况,以及明确串联电路分压规律和电功率计算公式。
2.【结合生活场景】(2025·山东威海·中考真题)某汽车加热坐椅的工作原理如图所示,R1、R2均为发热电阻,通过控制开关通断,实现高、中、低三挡加热功能,其中高、中挡位的电功率分别为60W、30W,电源电压为12V。处于低挡位时开关的通断情况为 ,此时电路消耗的总功率为 W。
考查知识
多挡位问题
命题解读
命题意图:本题通过汽车加热座椅工作原理的电路图,考查学生对多档位加热器功率的掌握情况,同时考查了对开关闭合引起的动态电路的分析能力。
解题思路:抓住多挡位功率不同的特点,同时明确并联电路的功率要大于串联电路的功率特点,从而清晰的分辨出高中低三挡的开关闭合情况,根据题目所求的内容,快速写出正确答案。
考点3 焦耳定律
1.电流的热效应及影响因素
电流的
热效应
电流通过导体时电能转化成内能的现象。
探究课题
电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
探究方法
控制变量法、转换法
实验装置
甲 乙
实验设计
①在电流和通电时间相同时,探究电热与电阻的关系(电路设计:两阻值不同的电阻 联,目的是控制电流和通电时间相同,如图甲);
②在电阻与通电时间相同时,探究电热与电流的关系(电路设计:将阻值相同的电阻串联,并在右边容器的外部并联一个电阻分流,如图乙)
说明:
①两个透明容器中密封质量相等的空气;
②选用空气的原因是:空气质量小,在相同条件下吸热,温度升高快,易进行观察;空气是绝缘体,不易导电。
结论
①在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多;
②在电阻、通电时间相同的情况下,通过的电流越大,产生的热量越多。
2.焦耳定律
内容
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
公式
Q = I2Rt(适用于所有电路),对于纯电阻电路,可推导出:
3.电热的利用和防止
电热的利用
原理:电流的热效应。利用举例:电炉、电饭锅、电热毯等
电热的防止
可利用散热窗、散热片、风扇吹风等方法加快散热
【方法技巧】
1. 在纯电阻电路中:Q = W = UIt = I2Rt = U2/Rt = Pt
在非纯电阻电路中Q < W
对于电动机W = Q + W机
2. 纯电阻电路,电能全部转化为内能(Q=W);非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。
1.【结合生活场景】(2025·山东泰安·中考真题)某款电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位。如图所示是它电路原理图的一部分,是电阻丝,的阻值为,“保温”与“加热”的功率之比为。加热时,电热水壶正常工作10min将质量为1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为,电流做的功为。已知水的比热容是。下列说法中( )
①加热时,开关闭合,断开 ② ③ ④
A.只有④正确 B.只有②③正确 C.只有②③④正确 D.只有①②④正确
考查知识
电功率、电热、比热容
命题解读
命题意图:本题通过生活中电热水壶挡位问题作为背景,考查学生对电功率及电热的掌握情况,同时也考查了比热容的相关计算。
解题思路:抓住关键语句“保温功率与加热功率之比”,明确其含义是为计算加热功率做铺垫,从而分析出对应的加热功率。热量计算过程中注意温度变化问题,通过计算便可选出正确答案。
跨学科实践:为家庭节约用电提建议
一、项目提出
1 .观看节约用电宣传片《一度电可以做什么》,你有什么感想?
2 .为什么要节约用电?
3 .我国是一个用电大国,也是一个电力紧缺的国家。我们要身边的点点滴滴做起节约用电, 你的家中有没有浪费电的现象。请你调查了解家中用电情况并提出节约用电的建议。
二、项目分析
1 .调查家中的用电情况,如每日的用电、每月的用电、每年的用电情况。
2 .了解用电器的耗电情况,如用电器的额定功率、用电器的使用时间。
3 .为家庭提出节约用电的建议。
4 .一段时间后评估采纳节约用电建议的效果。
三、项目实施
1 .调查家中的用电情况。
2 .了解用电器的耗电情况
①设计表格记录用电器的耗电情况。
②记录每种用电器的额定功率和工作时间,如何计算消耗的电能?
③热水器、空调等大功率用电器的耗电情况我们可以通过“智能插座”直接测量近一段时间所消耗的电能。
3 .以小组为单位计算家中所有用电器一天消耗的电能。
4 .小组展示计算结果,并提出节电建议。
5 .评估节电建议的效果 总结节电建议,与家人商量后,按照节电建议实施一段时间(如一个周或一个月),看一看家中消耗的电能是否减少,如果减少,请计算采用节电措施减少了多少电能?一年会节约多少电能?
四、展示交流
把你家中的用电情况、节电建议和实施节电措施的效果(数据)整理出来,然后与同学分享。 看一看哪些同学家中的节电措施便全面、更有效。汇总同学们的发现、改进建议,形成综合性的研究报告。
【跨学科实践】
1.生活中家电待机耗电问题常常被忽视,待机通常是指通过遥控器关闭电器但并不关闭电器电源开关或是没有拔掉电器插头,让电源指示灯一直亮着。
(1)实践小组的同学所在城市以家庭为单位约户,用电器平均每天按待机20h计算,参考下表数据(平均每户家庭电器待机情况),估算每天该城市家庭用电器待机浪费电能的总量约为 W·h。
(2)节约用电可行措施
常用电器
电视机
洗衣机
空调
电脑
数量/台
1
1
2
1
待机功耗/(W/台)
10
2
3
10
①随手关灯:根据公式可知,这样可以节约用电的理由是: 。
②尽量使用节能灯。实践小组所在的学校共有电灯300盏,都是60W的日光灯,如果都改用20W的节能灯,按平均每天用电4h计算,则该学校更换节能灯后,一天可节约用电 kW·h。
③请你就具体用电情况为家庭节约用电再提两点建议: 、 。
1.【结合生活现象】(2025·山东烟台·中考真题)电能是现代社会生活的重要资源,每个人都应该有节约用电的意识。下列用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是( )
A.台灯 B.智能手机 C.家用空调 D.笔记本电脑
2.【结合图像】(2025·山东淄博·中考真题)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
3.【跨学科融合】(2025·山东德州·中考真题)如图是创新小组设计的肺活量检测装置原理图。电源电压恒定,R0是滑动变阻器,R1、R2是定值电阻。检测时从吹气口向气球中吹气,气球膨胀通过可移动隔板带动滑片向上运动,此时显示仪的示数变大(显示仪由图中两电表之一改装而成)。在吹气过程中下列判断正确的是( )
A.电路总电阻变大 B.电压表示数变大
C.显示仪由电流表改装而成 D.电路中消耗的总功率变小
4.【电路设计】(2025·山东济宁·中考真题)如图所示,虚线框内连接一个开关S和两个阻值相同的定值电阻、。当S断开后,电流表示数减小0.2A,整个电路消耗的电功率减小1.6W。下列选项中,电路连接情况和、阻值不符合要求的是( )
A. B. C. D.
5.【结合生活场景】(2025·山东济南·二模)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.甲灯的额定功率是一定的
B.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
C.两灯均正常发光时,相同时间内乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
6.【跨学科融合】(2025·山东济宁·一模)如图甲是一水位监测装置电路,电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R滑是竖直放置的滑动变阻器(最大阻值40Ω)。当水位变化时浮子可带动金属杆及滑片AP上下移动,当电流表的示数达到某一数值时提醒工作人员水位达到警戒值(25cm)。图乙是R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系,与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.该电路电源电压为9V B.当水位升高时,电压表的示数减小
C.当水位到达警戒值25cm时,电路总功率为1.2W D.当水位为20cm时,电路中电流为0.12A
7.【结合生活场景】(2025·山东滨州·中考真题)(多选题)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
8.(2025·山东青岛·中考真题)(多选题)如图所示电路,电源电压保持不变,R1的阻值为R。闭合开关S1,将单刀双掷开关S2与触点1相连,电压表示数为U1,与触点2相连,电压表示数为U2。下列说法正确的是( )
A. R1两端的电压为 B.通过 R2的电流为
C. R2的电阻为 D. R1的功率为
9.【跨学科融合】(2025·山东日照·中考真题)(多选题)如图是拉力传感器的电路示意图,电源电压恒为6V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻,滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”字样。为保证电路安全,下列说法正确的是( )
A.当电压表示数为3V时,滑片P位于的最左端
B.电流表示数允许的变化范围为0.2~0.3A
C.变阻器接入电路的阻值允许变化范围为10Ω~20Ω
D.当滑片P位于最右端时,电路的总功率为1.8W
10.【结合图像】(2025·山东济南·中考真题)(多选题)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
11.【跨学科融合】(2025·山东潍坊·中考真题)(多选题)某同学设计了如图甲所示的电路测量物体质量,电源电压不变,为定值电阻,为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化规律如图乙所示,电流表的量程为。在上放置轻质托盘,闭合开关,的物体静止放在托盘上时电流表的示数为,的功率为;再放上的物体,稳定后电流表的示数变化了的功率为。取,托盘重力忽略不计,下列说法正确的是( )
A.托盘上不放物体时电流表的示数为 B.该电路能测量的物体质量最大为
C. D.若电流表的示数为,则被测物体的质量为
12.【跨学科融合】(2025·山东威海·中考真题)(多选题)图为某自动测温装置的工作原理图,电源电压保持不变,R为热敏电阻,R0为定值电阻。由电压表改装的显示仪示数随环境温度升高而增大。下列分析正确的是( )
A.环境温度升高,R阻值增大
B.环境温度越高,R0消耗的电功率越大
C.显示仪示数越小,电路在相同时间内消耗的总电能越大
D.环境温度不变,将R0换成阻值更大的电阻,显示仪示数变大
13.【结合生活场景】(2025·山东临沂·二模)如图所示为华为Mate60Pro。该手机采用锂离子聚合物5000mA·h不可拆卸式电池,电池工作电压为3.7V,则一次充满电储存电能为 J。该手机支持有线最大超级快充(20V/4.4A),兼容11V/6A或10V/4A等超级快充,快充时的最大功率是 W。
14.【结合生活场景】(2025·山东济宁·三模)某高压输电站向用户输电,已知输电站输出的功率为100kW,输出电压为2000V,输电线的总电阻为8Ω。则输电线中的电流为 A;若输电线全部采用超导体材料制成,则每小时可节约 kW·h的电能。
15.【结合图像】(2025·山东济宁·中考真题)将标有“6V;6W”的灯泡L接入电源电压恒为6V的电路中,如图甲所示。闭合开关,利用传感装置绘制出通过灯泡L的电流随时间变化的图像如图乙所示。闭合开关瞬间,灯泡的电功率为 W。灯泡在闭合开关瞬间的电阻为,正常发光时电阻为, 。
16.【结合生活场景】(2025·山东淄博·三模)电饭煲是常用的家用电器,它是利用电流的 效应工作的。某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能,简化电路如图,R1=242Ω、R2=60.5Ω。当开关 闭合时,该电饭煲处于“加热”挡,工作10min,其消耗的电能是 J。
17.(2025·山东淄博·二模)如图甲所示,小灯泡L标有“6V 0.5A”字样,闭合开关,滑动变阻器的滑片在阻值最大端和点间滑动时,得到了两块电压表示数与电路中电流的关系图象和,如图乙所示。分析可知:电源电压是 V,当滑动变阻器滑片在最右端时,小灯泡工作1min消耗的电能 J。
18.(2025·山东青岛·二模)电光源的发明,照亮了人类生活的每一个角落。图甲所示的白炽灯是利用电流的 (选填“热效应”“磁效应”或“化学效应”)使灯丝达到白炽状态而发光的,发光效率仅,更多能量都以内能的形式散失到周围环境中。现在用来照明的白炽灯已被图乙所示节能、环保的LED灯所替代,一只12WLED灯的亮度相当于一只100W白炽灯的亮度,其中的W是 的单位。LED灯主要是用 (选填“纳米材料”“超导材料”或“半导体材料”)制成的。
19.【结合生活场景】(2025·山东菏泽·二模)如图所示,是为电车快速充电的直流充电装置,给电车充电时,电车的蓄电池相当于 (填“电源”或“用电器”);若某次充电时间为30min,手机显示充电电费为24元(电费单价为1.2元),则该充电桩的充电功率为 。
20.【结合生活场景】(2025·山东临沂·二模)科技的发展给人们带来更加舒适便捷的服务。寒冷的冬天,小亮在书桌上铺了一层电热膜。如图甲所示,它是在绝缘的聚酯薄膜表面密密地嵌入一根根的导电墨线,导电墨线两端与金属导线相连,两条金属导线接入电源后,电热膜以整个膜为加热面,持续均匀发热。
(1)电热膜是利用电流的 效应工作的;
(2)为测量该电热膜的电功率,小亮关闭家中其他所有电器,只让该电热膜正常工作10min,如图乙所示的电能表表盘转动125r,测得电热膜的电功率为 W;
(3)如果图甲中电热膜的部分导电墨线断裂,电热膜工作的电功率将 (选填“不变”、“变小”或“不变”)。
21.【结合生活场景】(2025·山东德州·一模)某型号电饭锅如图甲所示,其简化电路如图乙所示。和均为电热丝,开关是自动控制开关。向上与触点、接通。向下仅与触点接通。当开关与触点、接通时电饭锅处于 (选填“高温”或“低温”)挡、煮饭过程中,通过开关不断改变电路接通方式。从而使饭得到最佳的口感和营养。如图丙所示为这个电饭锅在某次正常煮饭全过程中总电流随时间变化的图像,电热丝的阻值为 。电饭锅在这次煮饭中消耗的电能、将1.1kg的水温度升高,则电饭锅的加热效率为 。
22.(2025·山东济宁·二模)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种规格的滑动变阻器、、可供选择。
(1)请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗;
(2)刚接好最后一根导线,灯泡立即发出刺眼的光,这存在两个不当的实验操作:
① ,② ;
(3)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填“”、“”或“”);
(4)根据图乙小灯泡的图像可知,随着电流增大,小灯泡的电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”),小灯泡的额定功率是 W;
(5)当小灯泡两端电压为2V时,小灯泡的实际功率可能是 W(选填“0.32”、“0.36”或“0.45”)。
(6)小亮想测量的阻值,经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变且未知,定值电阻的阻值为,闭合开关、断开时电流表读数为;同时闭合开关和时电流表读数为,则 (用、、表示)。
23.(2025·山东威海·中考真题)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)
24.(2025·山东潍坊·中考真题)随着生活水平提高,人们对饮用水的温度需求不断提升。如图所示是物理兴趣小组设计的一款四挡位即热式热水器的简化电路图,电源电压、是用于加热的电热丝,。在热水器容器中倒入常温饮用水后,通过开关可控制相关电热丝工作,实现四个不同加热挡位的切换,加热挡位和对应的功率如表格所示,加热挡位1、2、3、4的功率依次增大,热水器的出水温度依次升高。已知只闭合开关时,热水器处于加热挡位1的工作状态;开关全部闭合时,热水器处于加热挡位4的工作状态。水的比热容,水的密度。
加热挡位
加热功率
挡位1
挡位2
未知
挡位3
未知
挡位4
未知
(1)求电热丝的阻值;
(2)求挡位2的加热功率;
(3)已知热水器处于挡位3的工作状态时,出水温度为,若水的初温为,出水0.88L用时105s,求挡位3工作的效率;
(4)若某款家用插排允许通过的最大电流为16A,分析说明此热水器能不能接入该插排实现挡位4的正常工作。
25.(2025·山东济南·中考真题)如图为某小组设计的电加热器的简化电路图,电源电压为24V,为电热丝。旋钮开关接1时,电路中的电流为2A;旋钮开关S接2时,电路的总功率为12W。请通过计算回答:
(1)的阻值为多少?
(2)旋钮开关接2时,两端的电压为多少?
(3)旋钮开关接2时,工作消耗的电能为多少?
26.(2025·山东青岛·中考真题)如图所示电路,电源电压为18V,小灯泡L标有“”(忽略灯丝电阻的变化),定值电阻的阻值为,是滑动变阻器。电压表的量程为,电流表的量程为。
(1)求小灯泡的电阻;
(2)若只闭合开关S和S2,当接入电路的阻值为其最大阻值的时,小灯泡L正常发光,求滑动变阻器的最大阻值;
(3)若只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器的滑片P,在保证电路安全的情况下,求电路消耗的最小功率。
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