内容正文:
专题19 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 结合生活情境考查电能的计算
考法2 结合生活情境考查电能表
考法3 结合生活情境考查电动的简单应用
考法4 结合电路图考查电功大小的比较
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 考查对电能和电功率的理解
考法2 结合生活情境考查常见用电器的电功率
考法3 结合实物图考查实际功率
考法4 结合生活情境考查电功率大小的比较
考法5 结合实物图考查电功率的计算
考点3 焦耳定律 11
教材·知识夯基
1.电流的热效应
2.焦耳定律
3.电热的利用与防止
中考·考法聚焦
考法1 结合生活情境考查电流的热效应
考法2 结合实验探究考查焦耳定律
考法3 结合图像和电路图考查焦耳定律
考点4 电功率实验综述 11
教材·知识夯基
1.测量小灯泡的电功率
2.探究电流产生的热量与哪些因素有关
3.特殊方法测量小灯泡的电功率
中考·考法聚焦
考法1 通过实验探究考查电流产生热量与电阻的关系
考法2 通过实验探究考查伏安法测量小灯泡的电功率
04·素养拓展·思维进阶 17
拓展01 为家庭节约用电提建议
05·优题精选·练能提分 18
考点
考查形式
考查内容
考法分析
电能 电功
☑选择题
☑计算题
电能、电功的概念、电能表、电能与电功的计算
1.电能的计算:结合部分电路图,考查电能的计算。如2023·北京卷T11
电功率
☑选择题
☑实验题
☑计算题
电功率的概念、电功率的简单计算、额定电压和额定功率、测量电功率
1.结合生活情境:给出太阳能草坪节能灯、家庭用电器。如2025・北京卷T13、2025·北京卷T25、2024北京卷T25
2.实验探究规律:通过测量小灯泡的电功率,考查操作步骤、数据分析与计算等。如2024·北京卷T22、2022·北京卷T20
焦耳定律
☑选择题
☑简答题
☑实验题
☑计算题
电流的热效应、电热的影响因素、焦耳定律及计算
1.结合生活情境:介绍生活中常见的家用电器,判断电流的热效应。如2025·北京卷T1、2021·北京卷T2
2.结合科技应用:介绍恒温式热线风速仪,判断焦耳定律的简单应用。如2025·北京卷T15
3.实验探究规律:通过探究“电流产生热量与电阻的关系”的背景,考查控制变量法、实验结论、操作步骤、数据记录表格等。如2023·北京卷T23、2021·北京卷T23
命题新趋势
1.情境化命题贴合生活与前沿科技
试题将深度结合真实生活场景、前沿科技领域以及中华优秀传统文化,考查学生运用电功率和焦耳定律解决实际问题的能力。比如围绕家庭智能家电(如智能空调的功率调节、电热水器的分档加热)、新能源汽车(如快充与慢充的功率差异、电池发热控制)、航天设备(如卫星太阳能板的功率输出、舱内电路的焦耳热管理)等场景出题,还可能融入古代取暖装置(如炭盆的热效率类比)等传统文化元素,让学生在具体情境中分析功率计算、热量产生等物理问题。
2.实验探究侧重过程与方法深化
实验题将从单纯考查实验结论转向对探究过程、误差分析和实验改进的考查。以“测量小灯泡电功率”“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”为核心实验,可能引入数字化实验设备(如功率传感器、温度采集器),要求学生设计实验方案、分析实验数据异常原因(如小灯泡实际功率与额定功率偏差、焦耳热实验中热量散失的影响),或是对经典实验进行改进(如用不同规格电阻丝对比焦耳热差异),重点考查控制变量法、转换法等科学方法的理解与应用。
3.跨学科融合与综合应用强化
部分题目会打破学科壁垒,结合化学(如电解实验中电功率对反应效率的影响)、生物(如人体触电时的电功率与焦耳热危害)、信息技术(如电路故障诊断中电功率的监测)等学科知识,考查电功率和焦耳定律的跨场景应用。同时,动态电路分析难度升级,会结合滑动变阻器、光敏/热敏电阻等元件,要求学生综合串并联电路规律、欧姆定律,多步推理计算电路中的功率变化、热量产生,并解释其实际意义(如电路过载保护的设计原理)。
4.核心概念辨析与图像解读能力提升
基础题会聚焦电功率和焦耳定律的核心概念辨析,比如区分额定功率与实际功率、理解焦耳定律的适用范围(如仅适用于纯电阻电路)等易混淆点。图像题占比有望增加,要求学生从P-U、P-I图像中提取功率信息,从Q-t图像分析焦耳热的变化规律,或是根据图像斜率判断电阻、功率的变化趋势,强调数学工具与物理意义的结合,提升学生对物理量关系的直观理解。
命题预测
情境化命题贴近生活与科技:试题会紧密围绕真实生活场景、前沿科技以及传统文化出题,比如分析智能家电的功率调节逻辑、新能源汽车充电时的功率与发热控制、航天设备的功率输出与热管理,或是类比古代取暖装置的热效率,让学生在具体情境中运用电功率和焦耳定律解决实际问题。
实验探究聚焦过程与方法:实验题不再局限于考查实验结论,会更侧重探究过程、误差分析和实验改进。以“测量小灯泡电功率”“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”为核心,可能引入数字化实验设备,要求学生设计实验方案、分析数据异常原因,或是对经典实验进行优化,重点考查控制变量法、转换法等科学方法的掌握。
跨学科融合与综合应用:部分题目会打破学科界限,结合化学(如电解实验中电功率对反应效率的影响)、生物(如人体触电时的电功率与焦耳热危害)、信息技术(如电路故障诊断中电功率的监测)等学科知识,考查电功率和焦耳定律的跨场景应用。同时,动态电路分析难度升级,会结合滑动变阻器、光敏/热敏电阻等元件,要求学生综合串并联电路规律、欧姆定律,多步推理计算电路中的功率变化、热量产生,并解释其实际意义。
考点1 电能 电功
【课标要求】会读家用电能表,会通过电能表计算电费。
1.电能
(1)利用:把电能转化为其他形式的能。
(2)单位及其换算:
①国际单位:焦耳,符号为J。
②常用单位:度,学名叫作千瓦时,符号为kW·h。
③换算:1度13.6×106 。
(3)电能表
①用途:测量用电器在一段时间内消耗的电能。
②铭牌上通常所标参数的含义(如图所示)
a.“”表示电能表应在220 的电路中使用。
b.“ ”表示电能表的标定电流为10A,额定最大电流为40A。
c.“”表示接在这个电能表上的用电器每消耗 的电能,电能表上的转盘转2500转。
(4)读数方法:电能表计数器上前后两次示数之差,就是用户在这一段时间内消耗电能的千瓦时数。图中电能表的读数为931.6 。
2.电功
定义
电流做功的多少,用符号W表示
电功与电能
电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少功,电路中就消耗多少电能
影响因素
电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短有关
公式
W=UIt(适用于任何电路)
其中U表示电压,单位为V;I表示电流,单位为A;t表示时间,单位为s;W表示电功,单位为J
单位及换算
焦耳(J)、度、千瓦时(kW·h)。1度=1kW·h=3.6×106J
推导公式
将,U=IR分别代入上述公式,可得(适用于纯电阻电路)、W=I2Rt(适用于纯电阻电路)
测量工具和使用方法
测量工具:电能表(电度表)
方法一:某段时间所消耗的电能为电能表计数器后、前两次的读数之差
方法二:若电能表接入某一电路,给出一定时间内电能表转盘转过的转数,计算用电器消耗的电能,常见的计算方法是:W=×3.6×106 J
【特别提醒】
1.利用W=UIt计算电功时注意:(1)公式中的W、U、I和t是在同一段电路中的物理量;(2)计算时单位要统一;(3)已知任意的三个量都可以求出第四个量。
2.在纯电阻电路中,Q=W,即所有电能都转化为内能。
3.电能表计数器示数的最后1位是小数位。
4.电能由其他不同形式的能转化而来,是一种能量形式;电流做功的过程是消耗电能的过程,电功的多少能够量度电能转化为其他形式的能的多少。
5.电流通过用电器时,用电器发光、发热、发声、转动、振动等,都是电流做功的具体体现。
【方法点拨】
用电器消耗电能较少时可以利用转盘转过的转数计算,消耗的电能为(为某段时间转盘转过的转数, 为表盘上标识的每消耗 的电能转盘转过的转数)
1.【结合生活情境考查电能的计算】小明同学观察并记录家中一周前、后电能表的示数如图所示,他家这一周付电费为25.08元,关于小明家这一周用电情况的说法正确的是( )
A.消耗电能为 B.消耗电能为
C.电费单价是 D.电费单价是
考查知识
电能表的作用和读数、利用电能表的主要参数计算电能
命题解读
命题意图:通过结合生活中电能表读数及电费计算的情境,考查学生对电能表读数的正确认识,以及运用电能表前后示数差计算消耗电能的能力,同时检验学生对电费单价概念和电费计算方法的理解,培养学生将物理知识应用于实际生活的意识和能力。
解题思路:首先明确电能表的读数规则,用本周一中午电能表的示数减去上周一中午电能表的示数,得到这一周消耗的电能。再根据已知的这一周所付电费,利用“电费单价 = 总电费÷消耗电能”的公式计算出电费单价,最后逐一分析各个选项是否正确。
【答案】C
【解析】AB.小明家这一周消耗的电能为,故AB错误;
CD.电费单价为,故C正确,D错误。故选C。
2.【结合生活情境考查电能表】小茗同学学习电能表知识后,回家仔细观察了她家的电能表如图所示,下列她针对此电能表的说法中正确的是( )
A.“10(20)A”是说这电能表的标定电流是20安
B.“10(20)A”是说这电能表的额定最大电流是10安
C.此电能表应该接在220V的电路中使用
D.“600revs/(kW·h)”是表示这电能表上的转盘,每转过1转,消耗的电能是600kW·h
考查知识
利用电能表的主要参数计算电能、电能表的作用和读数
命题解读
命题意图:通过生活中观察电能表这一情境,考查学生对电能表参数含义的理解,检验学生能否将所学电能表知识应用于实际生活,培养学生理论联系实际的能力以及对物理概念的准确把握。
解题思路:明确电能表上各参数的意义,“10(20)A”中10A是标定电流,20A是额定最大电流;“220V”表示应接在220V电路中;“600revs/(kW·h)”表示转盘转600转消耗1kW·h电能。然后依据这些含义对每个选项逐一分析判断。
【答案】C
【解析】AB.“10(20)A”表示电能表的标定电流是10A,额定最大电流是20A,故AB错误;
C.家庭电路的电压是220V,220V表示电能表应该在220V的电路中使用,故C正确;
D.“600revs/(kW·h)”是表示这电能表上的转盘,每转过600转,消耗的电能是1kW·h,故D错误。故选C。
3.【结合生活情境考查电功的简单应用】(2025·北京十一学校·月考)甲、乙两个用电器并联后接在某一电源上,在相等的时间内,电流通过甲所做的功比乙的多,则( )
A.甲两端的电压一定比乙的高 B.甲的电阻一定比乙的大
C.甲通过的电流一定比乙的大 D.甲将电能转化为内能一定比乙的多
考查知识
电功的公式及简单应用
命题解读
命题意图:本题通过生活中常见的用电器并联这一情境,考查学生对电功、电压、电流、电阻以及电能转化等电学知识的综合理解与应用能力,检验学生能否灵活运用所学电学公式和规律分析实际问题,提升学生运用物理知识解决生活中电学现象的素养。
解题思路:首先明确甲、乙两个用电器并联,根据并联电路的特点可知它们两端的电压相等。然后依据电功的计算公式W = UIt(W是电功,U是电压,I是电流,t是时间),在电压U和时间t相等的情况下,因为电流通过甲所做的功比乙多,即W甲 > W乙,所以可以推出通过甲的电流比乙大,即I甲> I乙。再根据欧姆定律(R是电阻),在电压U相等时,电流大的电阻小,可知甲的电阻比乙小。对于电能转化为内能,由于不知道用电器是否为纯电阻用电器,不能确定甲将电能转化为内能一定比乙多。综上,逐一分析选项,得出正确答案。
【答案】C
【解析】AC.甲、乙两个用电器并联后接在某一电源上,根据并联电路的电压特点可知它们两端的电压相等,在相等的时间内,电流通过甲所做的功比乙的多,由可知,甲通过的电流比乙的大。故A错误,C正确;
BD.两用电器消耗的电能可能转化为内能、机械能等其他形式,具体转化取决于用电器的类型和效率。题干未说明用电器类型,因此甲消耗的电能多,不一定转化为内能更多;根据可知,电压一定时,电流越大,电阻越小,即甲的电阻小于乙的电阻。故BD错误。故选C。
4.【结合生活情境考查电功的简单应用】(2025·北京三帆中学·期末)小丽家的一只电吹风机铭牌上标有“220V 500W”,一个电茶壶上标有“220V 300W”。则下列说法中正确的是( )
A.电吹风机和电茶壶通电后,电流通过电吹风机做功会更快
B.电吹风机和电茶壶工作时,电吹风机消耗的电能会更多
C.电吹风机正常工作1分钟,消耗的电能为0.5度
D.电茶壶正常工作10min,消耗的电能为0.05度
考查知识
电功的公式及简单应用
命题解读
命题意图:通过生活中常见的电吹风机和电茶壶的铭牌信息,考查学生对电功率、电功等概念的理解与应用能力,检验学生能否运用相关知识分析实际用电器的电流做功快慢、电能消耗情况等问题,提升学生将物理知识与生活实际相联系的学科素养。
解题思路:首先明确电功公式W=Pt,电能消耗与功率和工作时间有关,电功率表示电流做功快慢。对于选项A,不知道电吹风机和电茶壶是否在额定电压下工作,无法确定实际功率大小,也就不能判断电流做功快慢;对于选项B,由于不知道实际功率大小关系以及工作时间,无法比较消耗电能多少;对于选项C和D,根据用电器正常工作时实际功率等于额定功率,利用W=Pt分别计算电吹风机和电茶壶消耗的电能,注意单位换算,进而判断选项的正确性。
【答案】D
【解析】A.电吹风机和电茶壶通电后,未知两者是否在额定电压下工作,通过两者的电流也未知,无法判断其电流做功快慢,无法比较,故A错误;
B.电能消耗,不仅与功率有关,还与工作时间有关。未说明工作时间,无法比较消耗的电能多少。故B错误;
C.电吹风机正常工作1分钟,消耗的电能;故C错误;
D.电茶壶正常工作10分钟,消耗的电能
故D正确。故选D。
5.【结合电路图考查电功大小的比较】(2025·北京首师大附中·月考)现有两个定值电阻和,按照如图所示的四种方式,分别接到电压恒为的电源两端工作相同的时间,则四个电路中电流做功大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
电功的公式及简单应用
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对串、并联电路电阻特点以及电功计算公式的理解与运用能力。通过给出不同的电阻连接方式,让学生分析比较在相同电源电压和工作时间下,各电路中电流做功的大小关系,检验学生对电学相关知识的综合掌握程度以及运用知识解决实际问题的能力。
解题思路:首先明确串联电路总电阻等于各电阻之和,总电阻大于任何一个分电阻;并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,总电阻小于任何一个分电阻。已知(R1< R2),可判断出四个电路的总电阻关系为(R甲>R丁>R丙>R乙)。又因为电源电压(U)恒定,工作时间(t)相同,根据电功公式()((U)、(t)一定时,(W)与(R)成反比),由此可得出电流做功大小关系。
【答案】B
【解析】根据串联电路的电阻特点可知,甲图中的总电阻最大,根据并联电路的电阻特点可知,乙图中的总电阻最小,又由于R1<R2,则四个电路中的总电阻关系为,因电源的电压恒为U,且工作时间相等,由可知,,故B正确,ACD错误。故选B。
考点2 电功率
【课标要求】结合实例了解电功率,并能进行简单计算。能区分用电器的额定功率和实际功率。会测量小灯泡的电功率。
1.电功率
定义
电功与所用时间之比,表示电流做功的快慢
公式
单位及换算
瓦特(W),千瓦(kW),1kW=1000W
推导公式
由W=UIt、得P=UI(适用于任何电路)
由P=UI、U=IR得(适用于纯电阻电路)
由P=UI、得(适用于纯电阻电路)
变形公式
W=Pt
在串联电路中的特点
(1)总电功率等于各个用电器实际电功率之和,即P总=P1+P2+…+Pn
(2)各个用电器的实际电功率与各用电器的电阻成正比,即
在并联电路中的特点
(1)总电功率等于各个用电器的电功率之和,即P总=P1+P2+…+Pn
(2)各支路用电器的实际电功率与各个支路的电阻成反比,即
2.额定电压 额定功率
(1)额定电压:用电器正常工作时的电压。
(2)额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率。
(3)实际电压:用电器实际工作时的电压。
(4)实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率。
(5)实际功率与额定功率的关系
_<__
用电器不能正常工作
注意:灯泡亮度由实际功率决定,与额定功率无关。实际功率越大,灯泡的亮度越亮
_=__
用电器正常工作
_>__
用电器容易损坏
3.电功率的测量
(1)测量工具:电力监测仪(直接测量),电压表和电流表(间接测量)
(2)测量装置图:
【方法点拨】
1.电功率相关计算首先就是根据已知条件选择合适的公式,一般计算总功率常选择,串联电路常选择,并联电路常选择 .
2.用电器的额定功率是指用电器在额定电压下(正常工作时)的功率,同一用电器的额定功率是不变的.当一个用电器接入电路时,它此时消耗的电功率为实际功率,实际功率的大小取决于加在用电器上的实际电压(或通过用电器的实际电流)
3.整个电路的最大或最小功率:找到整个电路的最小或最大电阻,由P=来进行计算。
4.某一定值电阻的最大或最小功率:找到通过该定值电阻的最大或最小电流,由P=I2R来进行计算。
5.滑动变阻器的最大功率:当滑动变阻器R与定值电阻R0串联时,PR=I2R=()2R===,当分母最小,即R=R0时,滑动变阻器的电功率最大,为PR max=。
1.【考查对电能和电功率的理解】(2025·北京西城·一模)关于电能和电功率,下列说法正确的是( )
A.用电器消耗电能越快,其额定功率越大
B.实际功率越大的用电器,消耗的电能越多
C.某电路中再接入一个用电器,电路的总功率变大
D.实际功率大的用电器比实际功率小的用电器消耗电能快
考查知识
实际电压与实际功率、电功率P=UI及推导式的简单计算
命题解读
命题意图:考查学生对电能和电功率概念的理解,包括额定功率与实际功率的区别、电能消耗与功率及时间的关系、电路中接入用电器后总功率的变化等知识,检验学生运用这些电学知识进行分析和判断的能力。
解题思路:首先明确额定功率和实际功率的含义,额定功率是用电器在额定电压下的功率,实际功率才反映用电器消耗电能的快慢,据此判断A选项;然后依据电能计算公式 ( W = Pt ),知道电能消耗由功率和时间共同决定,判断B选项;再考虑电路连接方式,串联时总电阻增大总功率变小,并联时总电阻减小总功率增大,因未明确连接方式判断C选项;最后根据电功率表示消耗电能快慢的物理意义,判断D选项。
【答案】D
【解析】A.用电器消耗电能越快,实际功率越大,但其额定功率不一定越大,故A错误;
B.根据W=Pt可知,实际功率越大的用电器,时间一定,消耗的电能越多,由于题中时间未知,所以消耗的电能不一定越多,故B错误;
C.某电路中再接入一个用电器,如果是串联,电路中的总电阻变大,根据可知,电路的总功率变小,故C错误;
D.电功率表示消耗电能快慢的物理量,实际功率大的用电器比实际功率小的用电器消耗电能快,故D正确。故选D。
2.【结合生活情境考查常见用电器的电功率】(2025·北京海淀·期末)某用电器的额定功率为1500W,该用电器最有可能是( )
A.壁挂式空调 B.普通照明灯
C.家用电视机 D.台式计算机
考查知识
常见用电器的电功率
命题解读
命题意图:通过给出某用电器的额定功率,让学生结合生活中常见用电器的功率知识进行判断,考查学生对常见用电器电功率的了解程度,以及将物理知识与生活实际相联系的能力。
解题思路:首先要清楚各选项中常见用电器的大致额定功率范围。普通照明灯功率较小,一般在几十瓦以内;家用电视机功率通常在几十瓦到二百瓦左右;台式计算机功率一般也在几百瓦;而壁挂式空调属于大功率用电器,其功率可以达到1500W,通过对比这些用电器的功率范围,来判断额定功率为1500W的用电器最有可能是哪个选项。
【答案】A
【解析】根据常用电器的功率可知,壁挂式空调功率在1500W左右;普通照明灯功率在20W左右;家用电视机功率在200W左右;台式计算机功率在200W左右。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
3.【结合实物图考查实际功率】(2025·北京石景山·二模)如图所示,闭合开关后,灯L1比灯L2亮,下列说法正确的是( )
A.灯L1消耗的电能比灯L2消耗的电能快
B.通过灯L1的电流一定大于通过灯L2的电流
C.灯L1的额定功率一定大于灯L2的额定功率
D.若将两灯并联接入电路中,灯L1一定比灯L2亮
考查知识
实际电压与实际功率、电功率P=UI及推导式的简单计算、额定电压与额定功率
命题解读
命题意图:通过给出串联电路中两灯亮度不同这一实际情境,考查学生对串联电路特点、电功率概念(实际功率与额定功率)以及电能消耗快慢与功率关系的理解和运用能力,检验学生能否准确运用相关电学知识分析和判断电路中灯泡的工作情况。
解题思路:首先明确灯泡亮暗由实际功率决定,灯(L1)比灯(L2)亮,说明灯(L1)实际功率大,即灯(L1)消耗电能比灯(L2)快;根据串联电路电流处处相等的特点,可知通过两灯电流相等;由于两灯额定电压关系未知,无法确定额定功率大小;再根据串联时灯(L1)实际功率大及(P=I2R)推出灯(L1)电阻大,当两灯并联时,依据,电阻大的灯(L1)功率小会更暗。据此对各选项进行判断。
【答案】A
【解析】由实物电路可知,两灯泡串联。
A.灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,灯L1较亮,则L1的实际功率较大,即L1的实际功率一定大于L2的实际功率,灯L1消耗的电能比灯L2消耗的电能快,故A正确;
B.因串联电路中各处的电流相等,所以通过灯L2的电流一定等于通过灯L1的电流,故B错误;
C.因两灯泡的额定电压关系不确定,则无法得出两灯泡额定功率的关系,故C错误;
D.串联电路中的电流相同, L1的实际功率大于L2的实际功率,根据公式可知,灯泡L1的电阻大,根据可知,若将两灯并联接入电路中,两灯的电压相同,电阻越大的,功率越小,所以灯L1一定比灯L2暗,故D错误。故选A。
4.【结合生活情境考查电功率大小的比较】(2025·北京西城·期末)将标有“220V 40W”的灯泡与标有“220V 60W”的灯泡串联后接到220V的电路中,两灯的功率分别为和;若将和并联后接到220V的电路中,两灯的功率分别为和。若两灯丝的电阻值保持不变,则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
电功率P=UI及推导式的简单计算
命题解读
命题意图:通过设置常见的生活情境,考查学生对电功率、电阻、串联和并联电路特点等电学知识的综合运用能力,检验学生能否理解并运用相关公式分析不同连接方式下灯泡功率的大小关系,提升学生将物理知识应用于实际问题的能力。
解题思路:首先根据公式计算两灯泡的电阻,比较得出R1>R2。在串联时,依据串联电路电流处处相等及P = I2R,可知电阻大的L1功率P1大于L2的功率P2,且两灯实际功率均小于额定功率。在并联时,由于各支路电压等于电源电压,即等于两灯额定电压,根据,此时两灯实际功率等于额定功率,得出P4>P3。最后综合比较得出P4>P3>P1>P2。
【答案】C
【解析】已知两灯的额定电压相同,L1额定功率小,由可知,电功率越小的灯泡,电阻丝电阻越大,即R1>R2,
串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,所以当两灯串联接在220V的照明电路上时,由和可知;又因两端电压小于220V,故;
并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等,所以当两灯并联接在220V的照明电路上时,实际电压都等于额定电压,此时的实际功率都等于额定功率,P3=40W,P4=60W,所以,故ABD错误;C正确。故选C。
5.【结合实物图考查电功率的计算】(2025·北京海淀·二模)如图所示的电路中,电源两端电压恒为6V,、为定值电阻,仅闭合开关,电流表示数为0.3A;再闭合开关,电流表示数为。
(1)画出实物电路所对应的电路图;
(2)求的阻值;
(3)开关、都闭合时,求的功率。
【答案】(1)
(2)20Ω
(3)1.2W
考查知识
电功率P=UI及推导式的简单计算、根据实物图画电路图
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对电路相关知识的综合运用能力,包括根据实物图画电路图、运用欧姆定律计算电阻阻值以及根据电功率公式计算用电器功率等,通过设置不同开关状态下的电路情况,检验学生对电路结构变化的分析能力和对电学基本规律的掌握程度。
解题思路:首先,根据实物图中电流的流向和元件的连接关系画出对应的电路图。然后,仅闭合开关(S1)时,电路中只有(R1)接入,根据欧姆定律,已知电源电压和此时的电流,可求出(R1)的阻值。最后,开关(S1)、(S2)都闭合时,(R1)与(R2)并联,先根据并联电路电流特点求出通过(R2)的电流,再利用电功率公式P=UI,结合电源电压和通过(R2)的电流求出(R2)的功率。
【解析】(1)由图可知,开关S1、电流表在干路上,且靠近电源负极,电阻R1、R2并联,开关S2与电阻R2在一条支路上。如下图:
(2)电源两端电压,当仅闭合开关时,电流表示数,根据欧姆定律,则
(3)再闭合开关时,电流表示数,设所在支路电流为,根据并联电路电流特点,可知
可得的功率
考点3 焦耳定律
【课标要求】通过实验,探究并了解焦耳定律,用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。
1.电流的热效应
电流的热效应:电流通过导体时,电能转化成内能的现象。
2.焦耳定律
(1)焦耳定律
定义
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
I表示电流,单位为A;R表示电阻,单位为Ω;t表示时间,单位为s;Q表示热量,单位为J
推导公式
纯电阻电路Q=W=Pt=UIt
(2)纯电阻电路与非纯电阻电路的辨析
定义
计算电热
实例
纯电阻电路
电流做功将电能全部转化为内能
电热丝、电饭煲、电烙铁等
非纯电阻电路
电流做功将电能转化为内能和其他形式的能
电风扇、洗衣机、电视机等
3.电热的利用与防止
(1)利用:电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
(2)防止:散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等。
【特别提醒】
1.电热不一定等于电功,电热功率不一定等于电功率。
(1)在纯电阻电路中,电流所做的功全部用来产生热量,有 ,。
(2)在非纯电阻电路中,电流所做的功除一部分用来产生热量外,还有一部分转化为其他形式的能,有,。
2.电路只要有电流和电阻就有电流的热效应,电路是纯电阻电路时,电流产生的热量与消耗的电能相同。当电路不是纯电阻电路时,电流产生的热量小于消耗的电能。
【方法技巧】
1.有关电热的计算
(1)用电器将电能全部转化为内能,则用电器产生的热量Q=W=Pt=I2Rt=t,根据已知条件选择合适的公式。
(2)用电器将电能转化为内能和其他形式的能,则用电器消耗的电能W=UIt,用电器产生的热量Q=I2Rt。(其中U为用电器两端的电压,I为通过用电器的电流,R为用电器电阻丝的电阻,t为通电时间)
1.【结合生活情境考查电流的热效应】(2025·北京海淀·期末)如图所示的用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.抽油烟机 B.电暖器
C.电冰箱 D.扫地机器人
考查知识
利用电流的热效应工作的用电器
命题解读
命题意图:本题通过呈现生活中常见的用电器,考查学生对电流热效应概念的理解与应用能力,检验学生能否准确判断不同用电器工作时能量的转化形式,进而区分出主要利用电流热效应工作的用电器。
解题思路:明确电流热效应是指电流通过导体时电能转化为内能的现象。然后分析各选项:抽油烟机工作时主要是将电能转化为机械能,用于吸走油烟;电冰箱工作时主要是将电能用于制冷,实现热量的转移;扫地机器人工作时主要也是将电能转化为机械能,实现清扫功能;而电暖器工作时,是将电能转化为内能,利用电流热效应来产生热量取暖。通过对各用电器能量转化形式的分析,得出正确答案。
【答案】B
【解析】ACD.抽油烟机、电冰箱及扫地机器人工作时,主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应来工作的,故ACD不符合题意;
B.电暖器工作时把电能转化为内能,利用了电流的热效应,故B符合题意。故选B。
2.【结合实验探究考查焦耳定律】如图所示,甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的煤油,每个容器放入同种材料绕成的发热线圈,若同时通电,经过一段时间后这四个容器中的煤油温度从低到高的顺序是( )
A.甲、乙、丁、丙 B.丁、丙、乙、甲
C.甲、乙、丙、丁 D.丙、丁、乙、甲
考查知识
焦耳定律的公式及简单应用
命题解读
命题意图:通过四个装有煤油且内置不同电阻发热线圈的容器实验情境,考查学生对焦耳定律的理解与应用,以及对串联、并联电路中电阻、电流、电压关系的掌握情况,培养学生分析和解决与热量相关的电路问题的能力。
解题思路:先根据串联电路电流相等,利用焦耳定律(Q = I2Rt)判断甲、乙容器中电阻产生热量的多少;再依据并联电路电压相等,运用判断丙、丁容器中电阻产生热量的多少;然后比较甲、乙整体产生热量与丙、丁中电阻产生热量的关系,进而确定四个容器中煤油吸收热量的多少顺序,因为煤油质量和初温相同,根据Q吸=cm△t),吸收热量越多温度越高,从而得出煤油温度从低到高的顺序。
【答案】A
【解析】由图甲和乙可知,两个电阻串联,通过它们的电流相等,相同时间内甲产生的热量,乙产生的热量
所以。
由图丙和图乙可知,两个电阻并联,由并联电路电压的规律可知两个电阻两端的电压都等于10V,相同时间内丙产生的热量,丁产生的热量,所以。
由串联分压可知甲和乙两端的电压小于10V,由可知,甲和乙产生的热量小于丁产生的热量,所以若同时通电,经过一段时间后这四个容器中线圈产生热量的大小关系为,煤油温度从低到高的顺序是甲、乙、丁、丙,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
3.【结合图像和电路图考查焦耳定律】图甲是小灯泡L和电阻R的图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合时,电流表的示数为0.5A。电源电压恒定,再闭合,通电10s,下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.R的电阻是10Ω
C.小灯泡的电功率是1W
D.电阻R产生的热量为8J
考查知识
焦耳定律的公式及简单应用
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对串联、并联电路特点,欧姆定律,电功率公式以及焦耳定律的综合运用能力,同时检验学生从I-U图像中获取信息并应用于实际电路分析的能力,强化学生对电学知识的理解和运用,培养学生的逻辑思维和分析问题的能力。
解题思路:首先,只闭合S1时,电路为小灯泡L的简单电路,根据电流表的示数0.5A,从I-U图像中找出此时小灯泡L两端的电压,此电压即为电源电压。然后,再闭合S2后,小灯泡L与电阻R并联,电源电压不变,电阻R两端电压等于电源电压,从I-U图像获取此时通过电阻R的电流,利用欧姆定律求电阻R阻值,根据P=UI求小灯泡电功率,依据Q=W=UIt求电阻R产生的热量,最后逐一分析选项。
【答案】D
【解析】A.只闭合S1时,R断路,只有小灯泡接入电路,电流表的示数为0.5A ,即通过小灯泡的电流为0.5A,由图甲可知,此时小灯泡两端的电压为,电源电压等于小灯泡两端电压,即,故A错误;
B.S1、S2都闭合时,R与小灯泡并联,根据并联电路中电压关系可知,R两端电压,由图甲知,此时通过R的电流,则R的阻值,故B错误;
C.通过小灯泡的电流为,小灯泡两端的电压为,则小灯泡的电功率,故C错误;
D.通过R的电流,通电时间,则R产生的热量,故D正确。故选D。
考点4 电功率实验综述
【课标要求】通过实验,探究并了解焦耳定律;会测量小灯泡的电功率。
1.测量小灯泡的电功率
实验原理
实验器材
电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表、电压表、导线
实验电路图
设计和进行实验
1.滑动变阻器的作用:保护电路;改变小灯泡两端的电压。
2.电压表的量程应根据小灯泡的额定电压进行选取;电流表的量程根据小灯泡的额定电压和电阻进行选取,或者用试触法确定电流表的量程。
3.滑动变阻器的选取:根据串联电路的分压规律,利用 求解,滑动变阻器的最大阻值应大于或等于
4.实验步骤:
(1)按电路图连接电路.连接电路时,开关应断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数。
(3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压约为额定电压的0.8倍,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数。
(4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数。
(5)断开开关,依次拆除电路,整理仪器。
实验结论
小灯泡的实际功率随小灯泡的实际电压的增大而增大,随实际电压的减小而减小.即时, ; 时, ; 时, 。
交流与讨论
1.小灯泡的亮度由实际功率决定。
2.通过记录数据,得出小灯泡的 曲线如图所示.这是因为小灯泡的电阻受温度的影响,温度越高,小灯泡的电阻越大。
3.各元件完好但小灯泡不亮的原因:实际功率太小,不足以引起灯丝发光。
2.探究电流产生的热量与哪些因素有关
实验器材
电源、电阻丝、两个透明密闭容器、 形管、导线等
实验装置
实验方法
控制变量法,转换法
设计和进行实验
1.探究电流产生的热量与电阻的关系:
如图1所示,两个密闭容器中的电阻丝串联,通电一段时间后,比较两个容器中U形管液面的高度变化情况。
2.探究电流产生的热量与电流的关系:
如图2所示,两个密闭容器中的电阻丝阻值都是,在右侧容器的外部,将一个 的电阻与电阻丝并联,在通电时间相同时,观察两个 形管中液面高度的变化。
3.探究电流产生的热量与时间的关系:
如图3所示,只观察与左边容器相连的 形管的液面高度变化情况,发现通电时间越长, 形管中液面高度变化越大。
实验结论
导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系:
①在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多;
②在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,产生的热量越多;
③在电阻和通过导体的电流相同的情况下,通电时间越长,产生的热量越多。
交流与讨论
1.透明容器中应密封等量(选填“等量”或“不等量”)的空气。
2.容器内加热物质为空气的原因:气体的热胀冷缩明显,使现象更加明显。
3.多次测量的目的:避免实验的偶然性,让实验结论更具有普遍性。
3.特殊方法测小灯泡的电功率
一、伏阻法(只用电压表,缺少电流表,待测小灯泡的额定电压为)
实验器材
(电源、导线、待测小灯泡已有)
实验电路图
实验步骤
推导过程及的表达式
开关、电压表、已知电阻 、滑动变阻器
(1)闭合 ,移动滑片使电
压表的示数为 ;
(2)断开 ,保持滑片不动,
将电压表接到 两端,闭合
开关,读出电压表的示数
开关、单刀双掷开关、电压表、已知电阻 、滑动变阻器
_____________________________________
(1)闭合,将 拨至2,移动滑片使电压表的示数为 ;
(2)保持滑片不动,将 拨
至1,读出电压表的示数
开关、电压表、滑动变阻器 、滑动变阻器
(最大阻值为 )
_
(1)闭合,移动 的滑片至最左端,移动 的滑片使电压表的示数为 ;
(2)保持 的滑片不动,移动 的滑片至最右端,读出电压表的示数
二、安阻法(只用电流表,缺少电压表,待测小灯泡的额定电压为 )
实验器材(电源、导线、待测小灯泡已有)
实验电路图
实验步骤
推导过程及 的表达式
两个电流表、已知电阻 、滑动变阻器、开关
__
闭合,移动滑片使 的示数为 ,读出此时的示数
电流表、已知电阻 、滑动变阻器、单刀双掷开关
__
(1)将 拨至1,移动滑片使电流表的示数为 ;
(2)将 拨至2,保持滑片位置不动,读出电流表示数
【方法技巧】
1.伏安法测小灯泡的电功率是非常重要的电学实验,对该实验应该掌握其原理、电路图、所需器材、实验操作、电功率的计算等知识。命题热点:连接实物图、电表的选择、滑动变阻器的选择及连接、电路故障的分析与判断、实验数据的处理等。
2.多种方法显示电流产生热量的多少
(1)通过观察U形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化,判断电热的多少。
(2)通过观察玻璃管中煤油上升的高度来判断电热的多少。
(3)通过观察温度计的示数的变化来判断电热的多少。
(4)通过观察玻璃管口气球体积膨胀程度来判断电热的多少。
(5)通过观察电热丝点燃火柴时间的长短来判断电热的多少。
1.【通过实验探究考查电流产生热量与电阻的关系】(2025·北京朝阳·期末)两个透明容器中密封着等量的空气,标尺两侧U形管中的液面相平,容器内各电阻丝的电阻均为5Ω,在容器外有一段电阻丝,电阻为10Ω。利用该装置探究电热与电流是否有关,下列说法正确的是( )
A.用图中的组装方式就可以探究电热与电阻是否有关
B.只有将右侧容器外的电阻丝换成电阻为5Ω的电阻丝才能探究
C.将右侧容器外的电阻丝换成电阻为15Ω的电阻丝仍可探究
D.将左侧容器内的电阻丝换成电阻为15Ω的电阻丝仍可探究
考查知识
探究电流产生热量与电阻的关系
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对控制变量法在探究电流产生热量与电流关系实验中的应用能力,检验学生能否准确理解实验原理、明确影响因素并正确判断实验条件的合理性,强化学生对电流热效应相关物理知识的掌握与运用。
解题思路:根据控制变量法,探究电热与电流的关系时,需控制电阻和通电时间相同,改变电流。观察各选项,判断是否满足该条件。A选项中两容器内电阻相同,无法探究电热与电阻关系,且不能探究电热与电流关系;B选项中右侧容器外电阻丝不一定要换成5Ω,只要能使两侧电流不同即可;C选项将右侧容器外电阻丝换成15Ω,可使右侧电路总电阻与左侧不同,从而使通过右侧容器内电阻丝的电流与左侧不同,同时容器内电阻相同、通电时间相同,满足探究条件;D选项将左侧容器内电阻丝换成15Ω,会使两容器内电阻不同,出现电阻和电流两个变量,无法单独探究电热与电流关系。
【答案】C
【解析】A.探究电热与电阻是否有关时,要控制电流相同、通电时间相同,只改变电阻,现图中的组装方式容器内的电阻丝电阻均为5Ω,不能探究电热与电阻是否有关,故A错误;
B.现在要利用该装置探究电热与电流是否有关,要控制电阻相同、通电时间相同,只改变电流,图中容器内的电阻丝阻值相同,左边电阻丝在干路上,右边容器内电阻丝在支路上,通过两个电阻丝的电流不同;所以,可以探究电热与电流是否有关,无需更换右侧容器外的电阻丝,故B错误;
C.将右侧容器外的电阻丝换成电阻为15Ω的电阻丝,左右两侧容器内的电阻丝阻值相同、通电时间相同,左边容器内电阻丝在干路上,右边容器内电阻丝在支路上,通过两个电阻丝的电流不同,依然可以进行探究电热与电流是否有关,故C正确;
D.将左侧容器内的电阻丝换成电阻为15Ω的电阻丝,左右两侧容器内的电阻丝阻值不同、通过左右容器内电阻丝的电流也不同,有多个变量,无法确定产生的电热多少是因为电阻不同引起的还是电流不同引起的;所以,不可以探究电热与电流是否有关,故D错误。故选C。
2.【通过实验探究考查电流产生热量与电阻的关系】(2025·北京东城·二模)某同学想探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。他连接了如图所示的电器进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油,以及阻值不等的电阻丝和。
(1)该实验中,电流通过导体产生热量的多少用 来反映;
(2)电阻丝和采用如图所示连接方式的目的是 。
考查知识
探究电流产生热量与电阻的关系
命题解读
命题意图:考查学生对探究电流通过导体产生热量与电阻关系实验的理解和掌握,包括转换法和控制变量法在实验中的应用,检验学生对实验原理、装置及操作目的的认知程度,强化学生对物理实验方法的运用和分析能力。
解题思路:对于(1),由于电流通过导体产生的热量无法直接观察,而烧瓶内煤油吸收热量后温度会升高,根据转换法,可通过温度计示数的变化量来反映电流通过导体产生热量的多少。对于(2),从控制变量法的角度出发,要探究电流通过导体产生热量与电阻的关系,需控制电流大小和通电时间相同,图中两电阻丝串联,能实现这一目的。
【答案】(1)温度计示数的变化量
(2)控制电流大小和通电时间相同
【解析】(1)两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油,电流通过导体产生热量越多,煤油升高的温度越多,所以根据转换法,电流通过导体产生热量的多少用温度计示数的变化量来反映。
(2)如图,阻值不同的电阻丝和串联,可以控制电流大小和通电时间相同,根据控制变量法,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。
3.【通过实验探究考查伏安法测量小灯泡的电功率】(2025·北京海淀·期末)小明为测量额定电压为的小灯泡的额定功率,进行了以下实验。
(1)他连接了如图甲所示的部分实验电路、请用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至 端(选填“A”或“B”)。
(3)小明连接好实验电路。闭合开关S,发现小灯泡不发光。电流表、电压表均有示数,接下来合理的操作是______(选填选项前的字母)。
A.检查滑动变阻器是否断路
B.检查小灯泡与灯座是否接触良好
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(4)小明在某次实验时发现电压表的示数为,为使小灯泡正常发光,他应将滑片P向 端移动(选填“A”或“B”)。在本次调节中。滑动变阻器接入电路的阻值变化了,小灯泡的阻值变化了,则 (选填“>”“=”或“<”)。
(5)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
考查知识
伏安法测小灯泡的电功率
命题解读
命题意图:旨在考查学生对伏安法测量小灯泡电功率实验的理解与掌握,包括电路连接、滑动变阻器的使用、故障分析、灯泡正常发光条件以及电功率计算等知识,培养学生的实验操作能力、电路分析能力和数据处理能力。
解题思路:(1)对于电路连接,根据灯泡额定电压确定电压表量程并与灯泡并联,滑动变阻器按一上一下原则串联接入电路。(2)闭合开关前,将滑动变阻器滑片移至阻值最大处(远离下接线柱一端)。(3)当电流表、电压表均有示数但灯泡不发光时,考虑是电路中电阻较大、电流较小,移动滑动变阻器滑片观察。(4)灯泡电压低于额定电压时,为使灯泡正常发光需增大灯泡两端电压,减小滑动变阻器接入电阻,根据串联电路分压原理和欧姆定律定性分析电阻变化关系。(5)根据电流表量程和分度值读出电流,利用公式P=UI计算灯泡额定功率。
【答案】(1)
(2)B
(3)C
(4) A >
(5)0.75
【解析】(1)因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表应该0到3V的量程,则电路连接如图所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,应该将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处,故移动到B端。
(3)闭合开关S,发现小灯泡不发光。电流表、电压表均有示数,说明电路接通,可能是电路中电流太小,灯泡的实际功率太小,接下来合理的操作是:移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光。故选C。
(4)[1]因为电压表示数为2.2V,而额定电压是2.5V,所以应该增大灯的电压,根据公式可知应该增大电路中的电流,所以要减小电路中的电阻,即滑片向A端移动。
[2]当滑动变阻器的电阻变小时(总电阻也会变小),其分得的电压变小,则灯泡两端的电压增大,由图像可知通过灯泡的电流也增大,灯泡的功率增大、灯丝温度升高,则灯泡电阻变大,但总电阻变小。根据可知,只有当的减小量大于的增加量才会让总电阻变小,即。
(5)电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为
一、为家庭节约用电提建议
任务一:调查家中的用电情况。
方案1:通过电能表测量家中一段时间内消耗的电能。
1 月 9 日-1 月 22 日
W耗=W末-W初=31 673.85 kW·h-31 625.47 kW·h=48.38 kW·h
方案2:通过上网等手段从电网公司直接了解家中一段时间内消耗的电能。
北京居民阶梯电价情况表
阶梯
年累计电量(度)
电费单价(元/度)
第一阶梯
≤2 880
0.488 3
第二阶梯
2 881~4 800
0.538 3
第三阶梯
>4 800
0.788 3
任务二:了解用电器的耗电情况。
方案1:通过查阅用电器的铭牌或说明书,了解用电器的额定功率,再结合它们的工作时间,计算出它一天消耗的电能。
W=Pt=2 kW×3 h=6 kW·h
方案 2:利用电力监测仪直接测量用电器在不同工作状态下的实际功率和一天消耗的电能。
电力监测仪的使用:
①将与家庭电路中插座相匹配的电力监测仪插入插座中;
②将用电器的插头插入电力监测仪的插座中;
③通过上、下键调节出要测量参数的界面。
(如实际功率、使用时间、消耗电能)
电力监测仪的使用:
任务三:提出节约用电的建议。
计算机在待机状态时也会消耗电能。→若长时间不使用,应关闭电源。
空调制热时温度设定太高或制冷时温度设定太低,会消耗较多电能。→应合理设定空调温度。
任务四:评估采纳节电建议后的效果。
1.按照节电建议实施一段时间,看看你家消耗的电能是否减少。若减少,比采取节电措施前减少多少。
2.记录在实施节电建议的过程中遇到的问题。
【教考衔接】某物理兴趣小组开展节约用电项目化学习,实践过程如下:
【项目实施】
(1)调查家庭用电情况
小新记录他家电能表第一天和第二天早上的读数(图甲)。若按0.65元计,则他家一天应付电费为 元;
(2)了解用电器耗电情况
①表1为小新收集的家中部分用电器正常工作的参数,一个月(30天)内消耗电能最多的用电器是 。
表1
家用电器
额定电压
额定电功率
平均每天工作时间
电饭煲
220
800
1
电热水器
220
2000
1
机顶盒
220
12
4
电视机
220
150
4
电冰箱
220
100
15
②待机通常指用电器处于低功耗等待工作状态。小新用电力检测仪测量了家中部分用电器待机状态下的功耗,如表2所示,他家这些用电器每天待机浪费的电能总量为 ;
表2
用电器
机顶盒
电视机
电热水器
数量
1
1
1
待机功耗(W/台)
8
5
10
平均待机时间(h/天)
20
20
23
(3)讨论该如何节约用电及评估效果。
①节约用电,同学们还可以怎么做?
②换用节能设备。图乙为电能分别让亮度相同的节能灯和白炽灯持续正常工作的时间。若二者工作相同的时间,节能灯比白炽灯节能 %;
③坚持节约用电。若小新每次使用完机顶盒都及时关闭电源,按照表2机顶盒待机功率和时间,一年(365天)节约的电能可供家用空调(功率2000W)工作 h。
【答案】(1)5.2
(2)电热水器 0.49
(3)减少用电器待机耗电/减少电冰箱开关门的次数和时间/调低电热水器的烧水温度 80 29.2
【解析】(1)由图甲可知,电能表第一天早上的读数为,第二天早上的读数为,则他家一天用电量
他家一天应付电费
(2)[1]根据表1,用计算各用电器每天消耗电能,可得下表:
家用电器
电饭煲
电热水器
机顶盒
电视机
电冰箱
平均每天消耗电能
0.8
2
0.048
0.6
1.5
可知电热水器每天消耗的电能最多,所以一个月(30天)内消耗电能最多的用电器是电热水器。
[2]根据表2,他家这些用电器每天待机浪费的电能总量
(3)[1]根据可知,为了节约用电,可以降低用电器功率或较少用电时间,除了题中所给的还可以采用的方法有减少用电器待机耗电,减少电冰箱开关门的次数和时间,调低电热水器的烧水温度等等。
[2]根据图乙,相同的电能让亮度相同的节能灯和白炽灯持续正常工作的时间之比为5∶1,根据可知,节能灯和白炽灯的功率之比为
所以若二者工作相同的时间,二者耗能
节能灯比白炽灯节能
[3]若小新每次使用完机顶盒都及时关闭电源,按照表2每天节约的电能
一年(365天)节约的电能可供家用空调工作的时间为
1.【生活情境】(2025·吉林长春·中考)下列利用电流的热效应工作的用电器是( )
A.电风扇 B.电冰箱 C.电水壶 D.电视机
【答案】C
【解析】AB.电冰箱、电风扇主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故AB不符合题意;
C.电水壶工作时将电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故C符合题意;
D.电视机在工作时,主要将电能转化为光能和声能,不是利用电流的热效应工作的,故D不符合题意。故选C。
2.(2025·江苏苏州·中考)如图甲,两个相同的容器中分别装有液体a、b,液体a的质量大于b的质量。用两个电热丝分别对液体a、b加热,电热丝的阻值大于的阻值,工作电压相同,且电热丝产生的热量均被液体吸收,液体a、b温度随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是( )
A.a、b为同种物质 B.a的比热容小于b的比热容
C.相同时间内a、b吸收的热量相等 D.的电功率大于的电功率
【答案】B
【解析】A.由图像可知,a、b沸点不同,所以a、b不是同种物质,故A错误;
CD.电热丝的阻值大于的阻值,工作电压相同,根据,的电功率小于的电功率,因为是纯电阻电路,根据可知相同时间产生的热量少于产生的热量,电热丝产生的热量均被液体吸收,所以相同时间内a吸收的热量少于b吸收的热量,故CD错误;
B.相同时间内a吸收的热量少于b吸收的热量,由图像可知,沸腾前相同时间内a升高的温度大于b升高的温度,且液体a的质量大于b的质量,根据可知a的比热容小于b的比热容,故B正确。故选B。
3.【生活情境】(2025·山东烟台·中考)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
【解析】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。
4.(2025·四川德阳·中考)图甲为通过灯泡和定阻电阻的电流与其两端电压关系的图像。把它们按图乙接入电路,闭合开关,电流表示数为,下列选项正确的是( )
A.电源电压为
B.定值电阻的阻值为
C.通过灯泡的电流为
D.灯泡的实际功率为
【答案】D
【解析】A.由甲图可知,直线为定阻电阻的电流与其两端电压关系的图像,曲线为灯泡的电流与其两端电压关系的图像,由乙图可知,电流表测定值电阻的电流,电流表示数为,结合甲图像可知,定值电阻的电压为,由于定值电阻与灯泡并联,根据并联电路电压特点可知,电源电压、灯泡两端电压与定值电阻两端电压相等,电源电压为,故A错误;
B.定值电阻的阻值为
故B错误;
C.根据甲图可知,灯泡电压为时,通过灯泡的电流为,故C错误;
D.灯泡的实际功率
故D正确。故选D。
5.【实践探究】(2025·河北·中考)图为某研究小组设计的风速自动报警器电路示意图,电源电压不变,为压敏电阻,它的阻值随风速的增加而减小,为定值电阻。当风速时,两电表都不报警。当风速时,两表中的一个会报警;当风速时,另一个表会报警。已知:,两表都是在大于等于各自设定的电压值或电流值时触发报警。在电路处于两表都未报警的工作状态下,下列说法正确的是( )
A.风速减小时,的功率会增大
B.风速变化时,电压表示数一定不变
C.当时,触发报警的表是电流表
D.风速变化时,电压表和电流表示数之比不变
【答案】C
【解析】A.由图可知,电阻R1和R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,风速减小时,电阻R1的阻值增大,由电阻的串联可知,电路的总电阻增大,由可知电路中的电流减小,由P=I2R可知的功率减小,故A错误;
B.风速变化时,电阻R1的阻值会发生变化,由串联分压可知,R1两端的电压发生变化,即电压表示数发生变化,故B错误;
C.当风速时,电阻R1的阻值减小,由串联分压可知,电阻R1两端的电压减小,即电压表的示数减小,由电阻的串联可知,电路的总电阻减小,由可知电路中的电流增大,电流表超过设定电流值触发报警,当风速时,电阻R1的阻值增大,由串联分压可知,电压表的示数增大,电压表超过设定电压值触发报警,由电阻的串联可知,电路的总电阻增大,由可知电路中的电流减小,即电流表的示数减小,所以当时,触发报警的表是电流表,故C正确;
D.由可知,电压表和电流表示数之比等于R1的阻值,风速变化时,R1的阻值发生变化,所以电压表和电流表示数之比发生变化,故D错误。故选C。
6.【实践探究】(2025·山西·中考)在创新实践活动中,小明和小亮为学校小花园的储水箱设计了一个水位监测装置,内部简化电路图如图所示。电源电压一定,为定值电阻,为滑动变阻器,水位计由电压表改装而成。闭合开关,水箱中水位上升时,连杆带动滑片向上移动,下列分析正确的是( )
A.接入电路的电阻变大 B.通过的电流变小
C.电压表的示数变小 D.电阻的功率变大
【答案】D
【解析】由图得,R0与R1串联,电压表测量R0的电压。
A.滑片P向上移动,接入电路的电阻变小,故A错误;
B. R1接入电路的电阻变小,电路电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律得,电路电流变大,串联电路电流处处相等,则通过的电流变大,故B错误;
C.通过的电流变大,为定值电阻,由欧姆定律得,的电压变大,则电压表的示数变大,故C错误;
D.电阻的电压、电流均变大,由得,电阻的功率变大,故D正确。故选D。
7.【生活情境】(2025·山东泰安·中考)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
【答案】C
【解析】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。
8.(2025·山东济宁·中考)将标有“2.5V 0.75W”的小灯泡接入如图所示的电路中。下列说法正确的是( )
A.开关闭合前,滑片应调到滑动变阻器的最左端
B.电流表应选“0~0.6A”的量程
C.开关闭合后,电流经过电流表流向灯泡
D.灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻为8.3Ω
【答案】B
【解析】A.开关闭合前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处,据图可知,应移至最右端,故A错误;
B.根据灯泡的规格可得,灯泡正常发光时的电流为
该电流值小于电流表的小量程,因此电流表选择小量程,即“0~0.6A”的量程,故B正确;
C.据图可知,开关闭合后,电路中电源外部的电流是从电源的正极流出依次经过开关、滑动变阻器、灯泡、电流表,回到电源的负极,因此电流经过灯泡流向电流表,故C错误;
D.据图可知,电路是串联的,电源是由两节干电池组装而成,则电源电压为3V,灯泡正常发光时的电压为2.5V,由串联电压规律可得,滑动变阻器两端电压为
据B选项可知,灯泡正常发光时的电流为0.3A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为
故D错误。故选B。
9.(2025·山东淄博·中考)为保持教室安静的学习环境,小明设计了噪声强弱检测装置,如图所示,电源电压不变,声敏电阻R的阻值随声音的增强而减小。闭合开关,当声音变强时(灯丝电阻不变)( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变小
C.电压表与电流表示数的比值变小 D.电压表与电流表示数的乘积变大
【答案】D
【解析】如图所示,声敏电阻R与灯L串联,电流表测电路中电流,电压表测灯L两端的电压。闭合开关,当声音变强时,声敏电阻R的阻值减小,由欧姆定律可知,在电源电压一定时,电路中的电流变大,即电流表示数变大;灯丝电阻不变,由欧姆定律公式变形,可知灯L两端电压变大,即电压表示数变大,所以电压表和电流表的乘积变大,电压表与电流表的比值是灯丝的阻值大小,灯丝的电阻不变,所以该比值不变,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
10.(2025·陕西·中考)小明通过查阅资料了解到电动汽车的“油门”一般是利用霍尔元件控制的、霍尔元件通电后会因处在强弱不同的磁场中,而产生不同的电压,这种情况下霍尔元件就相当于一个电压可变的电源。小明设计了如图-1所示的电路,闭合开关S后,用一根条形磁体靠近霍尔元件,探究霍尔元件在磁场中产生的电压变化情况,已知定值电阻R的阻值为10,电流表量程为0-0.6A、电压表量程未知,探究时绘制出电压表示数与条形磁体到霍尔元件的距离的关系图像如图-2所示。在电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电压表的量程为0~3V
B.当磁体靠近霍尔元件时电流表示数变小
C.当磁体到霍尔元件的距离为1时,电流表示数为0.2A
D.当磁体到霍尔元件的距离为0.25时,定值电阻的功率为0.9W
【答案】D
【解析】A.分析图-2可知,当条形磁体到霍尔元件的距离为0时,电压表的示数约为4.6V,故电压表的测量值超过3V,故A错误;
B.分析图-2可知,当磁体靠近霍尔元件时,电压表的示数变大,由欧姆定律可知,通过定值电阻R的电流变大,则电流表的示数变大,故B错误;
C.当磁体到霍尔元件的距离为时,由图-2可知,电压表的示数为1V,则通过定值电阻R的电流
即电流表的示数为0.1A,故C错误;
D.当磁体到霍尔元件的距离为时,由图-2可知,电压表的示数为3V,则通过定值电阻R的电流
定值电阻的功率
故D正确。故选D。
11.(2025·江苏南京·中考)如图所示,电源电压U恒定,R1是定值电阻,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”,灯L标有“6V 6W”。滑片P在阻值最大端时,闭合开关S,电压表V1示数为2V,电压表V2(未画出)示数为4V;P移到某一位置时,V2示数为10V,电流表示数为1A。上述滑片移动过程中,R2阻值的变化量为ΔR,电路总功率的变化量为ΔP。下列说法正确的是( )
A.U=16V B.R1=5Ω C.ΔR=12Ω D.ΔP=7W
【答案】D
【解析】AB.灯L标有“6V 6W”,灯正常工作时的电流
滑片P由最大值移到某一位置时,变阻器的电阻变小,根据串联分压可知滑动变阻器两端的电压变小,电压表V2示数由4V增大为10V,确定电压表V2测灯L和定值电阻R1的电压;电流表示数为1A,此时灯正常发光,定值电阻R1的电压
定值电阻R1的电阻
当滑片P在阻值最大端时:电压表V1示数为2V,定值电阻R1的电压为U1′=2V,通过定值电阻R1的电流
串联电路各处电流相等,滑动变阻器R2两端的电压
电源电压U=10V+4V=14V
故AB错误;
C.当滑片P在阻值最大端时,R2阻值为20Ω;当P移到某一位置时
R2阻值的变化量
故C错误;
D.当滑片P在阻值最大端时,电路总功率
当P移到某一位置时,电路总功率
电路总功率的变化量为
故D正确。故选D。
12.【实践探究】(2025·山东德州·中考)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
【解析】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。
13.(2025·青海西宁·中考)如图所示是电阻甲和乙的图像,下列说法正确的是( )
A.乙是一个定值电阻
B.只将甲、乙并联在2.5V的电路中,甲、乙的电功率之比为4︰5
C.只将甲、乙串联在电路中,两者电阻相同时,电源电压是3V
D.只将甲、乙串联在电路中,总功率是1.8W时,电源电压是4.5V
【答案】D
【解析】A.由图可知,乙电阻的U-I图像是一条过原点的曲线,说明乙电阻是变化的,不是一个定值电阻,故A错误;
B.只将甲、乙并联在2.5V的电路中,则U甲=U乙=2.5V,由图可知通过甲、乙的电流分别为I甲=0.5A,I乙=0.4A,根据P=UI,甲、乙的电功率之比P甲︰P乙=U甲I甲︰U乙I乙=I甲︰I乙=0.5A︰0.4A=5︰4,故B错误;
C.只将甲、乙串联在电路中,通过的电流相等,两者电阻相同时,根据U=IR可知,它们两端的电压相等。由图可知,电路中的电流为0.6A时,甲、乙两端的电压均为3V。根据串联电路的电压规律,则电源电压U=3V+3V=6V,故C错误;
D.只将甲、乙串联在电路中,由图可知,当I=0.4A,U甲'=2.0V,U乙'=2.5V时,此时电源电压U'=2.0V+2.5V=4.5V,由P=UI可知,电路总功率P=4.5V×0.4A=1.8W,故D正确。故选D。
14.(2025·河北·中考)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图示的实验电路。电源电压为6V不变,为定值电阻,间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和)一起组成变阻器,、为电阻丝上的六个点,两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了 ;
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为,电路的故障(仅有一处)是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子依次接在变阻器的、、六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图所示,为 A;
接线位置
电压
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
6.0
电流I/A
0.3
①
0.5
0.6
0.8
1.2
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下, ;
(6)在电阻丝点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是: (写出一条即可);
(7)【拓展】在上面的实验电路中,电流表接量程,把另一电压表接在点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子接在点不动,夹子可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子在任意位置时,用电阻替换,使电压表和图中的电压表示数之比总是。则满足上述条件的的取值范围是 Ω。
【答案】(1)
(2)保护电路
(3)定值电阻R断路
(4)0.4
(5)电流和电压成正比
(6)见解析
(7)6~22.5
【解析】(1)将电流表串联接入电路中,开关右端的接线柱和电流表的负接线柱连接,如图所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,防止电路中的电流过大,烧坏用电器,将变阻器的全部电阻接入电路。
(3)闭合开关,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表有示数,说明电压表和电源的两极连接,与电压表并联的电阻断路。
(4)由图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A。
(5)由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到电阻一定,电流和电压成正比。
(6)为使小蜡块熔化得更快,电阻丝产生的热量较多,可以更换电压更大的电源,使电路中的电流变大。
(7)把另一电压表接在点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上,变阻器和定值电阻串联,电压表V1测量变阻器两端的电压,电压表V2测量定值电阻两端的电压;由表中数据可知,接线A位置电路中的电流最小,变阻器连入电路的电阻最大,由串联电路电压的规律和欧姆定律得到变阻器的最大阻值
电压表和图中的电压表示数之比是,由串联分压可知
即
可以得到R0大=22.5Ω;电流表接量程,电路中的最大电流是0.6A,此时电路的总电阻最小,变阻器连入定律的电阻最小,R0的阻值最小,电压表和图中的电压表示数之比是,即①
电源电压是6V,由串联电路电压的规律可知U1+U2=6V②
由①②得到U1=2.4V,U2=3.6V,的阻值
的阻值取值范围是6~22.5Ω。
17 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$
专题19 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 结合生活情境考查电能的计算
考法2 结合生活情境考查电能表
考法3 结合生活情境考查电动的简单应用
考法4 结合电路图考查电功大小的比较
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 考查对电能和电功率的理解
考法2 结合生活情境考查常见用电器的电功率
考法3 结合实物图考查实际功率
考法4 结合生活情境考查电功率大小的比较
考法5 结合实物图考查电功率的计算
考点3 焦耳定律 11
教材·知识夯基
1.电流的热效应
2.焦耳定律
3.电热的利用与防止
中考·考法聚焦
考法1 结合生活情境考查电流的热效应
考法2 结合实验探究考查焦耳定律
考法3 结合图像和电路图考查焦耳定律
考点4 电功率实验综述 11
教材·知识夯基
1.测量小灯泡的电功率
2.探究电流产生的热量与哪些因素有关
3.特殊方法测量小灯泡的电功率
中考·考法聚焦
考法1 通过实验探究考查电流产生热量与电阻的关系
考法2 通过实验探究考查伏安法测量小灯泡的电功率
04·素养拓展·思维进阶 17
拓展01 为家庭节约用电提建议
05·优题精选·练能提分 18
考点
考查形式
考查内容
考法分析
电能 电功
☑选择题
☑计算题
电能、电功的概念、电能表、电能与电功的计算
1.电能的计算:结合部分电路图,考查电能的计算。如2023·北京卷T11
电功率
☑选择题
☑实验题
☑计算题
电功率的概念、电功率的简单计算、额定电压和额定功率、测量电功率
1.结合生活情境:给出太阳能草坪节能灯、家庭用电器。如2025・北京卷T13、2025·北京卷T25、2024北京卷T25
2.实验探究规律:通过测量小灯泡的电功率,考查操作步骤、数据分析与计算等。如2024·北京卷T22、2022·北京卷T20
焦耳定律
☑选择题
☑简答题
☑实验题
☑计算题
电流的热效应、电热的影响因素、焦耳定律及计算
1.结合生活情境:介绍生活中常见的家用电器,判断电流的热效应。如2025·北京卷T1、2021·北京卷T2
2.结合科技应用:介绍恒温式热线风速仪,判断焦耳定律的简单应用。如2025·北京卷T15
3.实验探究规律:通过探究“电流产生热量与电阻的关系”的背景,考查控制变量法、实验结论、操作步骤、数据记录表格等。如2023·北京卷T23、2021·北京卷T23
命题新趋势
1.情境化命题贴合生活与前沿科技
试题将深度结合真实生活场景、前沿科技领域以及中华优秀传统文化,考查学生运用电功率和焦耳定律解决实际问题的能力。比如围绕家庭智能家电(如智能空调的功率调节、电热水器的分档加热)、新能源汽车(如快充与慢充的功率差异、电池发热控制)、航天设备(如卫星太阳能板的功率输出、舱内电路的焦耳热管理)等场景出题,还可能融入古代取暖装置(如炭盆的热效率类比)等传统文化元素,让学生在具体情境中分析功率计算、热量产生等物理问题。
2.实验探究侧重过程与方法深化
实验题将从单纯考查实验结论转向对探究过程、误差分析和实验改进的考查。以“测量小灯泡电功率”“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”为核心实验,可能引入数字化实验设备(如功率传感器、温度采集器),要求学生设计实验方案、分析实验数据异常原因(如小灯泡实际功率与额定功率偏差、焦耳热实验中热量散失的影响),或是对经典实验进行改进(如用不同规格电阻丝对比焦耳热差异),重点考查控制变量法、转换法等科学方法的理解与应用。
3.跨学科融合与综合应用强化
部分题目会打破学科壁垒,结合化学(如电解实验中电功率对反应效率的影响)、生物(如人体触电时的电功率与焦耳热危害)、信息技术(如电路故障诊断中电功率的监测)等学科知识,考查电功率和焦耳定律的跨场景应用。同时,动态电路分析难度升级,会结合滑动变阻器、光敏/热敏电阻等元件,要求学生综合串并联电路规律、欧姆定律,多步推理计算电路中的功率变化、热量产生,并解释其实际意义(如电路过载保护的设计原理)。
4.核心概念辨析与图像解读能力提升
基础题会聚焦电功率和焦耳定律的核心概念辨析,比如区分额定功率与实际功率、理解焦耳定律的适用范围(如仅适用于纯电阻电路)等易混淆点。图像题占比有望增加,要求学生从P-U、P-I图像中提取功率信息,从Q-t图像分析焦耳热的变化规律,或是根据图像斜率判断电阻、功率的变化趋势,强调数学工具与物理意义的结合,提升学生对物理量关系的直观理解。
命题预测
情境化命题贴近生活与科技:试题会紧密围绕真实生活场景、前沿科技以及传统文化出题,比如分析智能家电的功率调节逻辑、新能源汽车充电时的功率与发热控制、航天设备的功率输出与热管理,或是类比古代取暖装置的热效率,让学生在具体情境中运用电功率和焦耳定律解决实际问题。
实验探究聚焦过程与方法:实验题不再局限于考查实验结论,会更侧重探究过程、误差分析和实验改进。以“测量小灯泡电功率”“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”为核心,可能引入数字化实验设备,要求学生设计实验方案、分析数据异常原因,或是对经典实验进行优化,重点考查控制变量法、转换法等科学方法的掌握。
跨学科融合与综合应用:部分题目会打破学科界限,结合化学(如电解实验中电功率对反应效率的影响)、生物(如人体触电时的电功率与焦耳热危害)、信息技术(如电路故障诊断中电功率的监测)等学科知识,考查电功率和焦耳定律的跨场景应用。同时,动态电路分析难度升级,会结合滑动变阻器、光敏/热敏电阻等元件,要求学生综合串并联电路规律、欧姆定律,多步推理计算电路中的功率变化、热量产生,并解释其实际意义。
考点1 电能 电功
【课标要求】会读家用电能表,会通过电能表计算电费。
1.电能
(1)利用:把电能转化为其他形式的能。
(2)单位及其换算:
①国际单位:________,符号为________。
②常用单位:度,学名叫作________,符号为________。
③换算:1度 。
(3)电能表
①用途:测量用电器在一段时间内消耗的________。
②铭牌上通常所标参数的含义(如图所示)
a.“”表示电能表应在________ 的电路中使用。
b.“ ”表示电能表的标定电流为________A,额定最大电流为________A。
c.“”表示接在这个电能表上的用电器每消耗 的电能,电能表上的转盘转________转。
(4)读数方法:电能表计数器上前后两次________,就是用户在这一段时间内消耗电能的千瓦时数。图中电能表的读数为________ 。
2.电功
定义
电流做功的多少,用符号________表示
电功与电能
电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少________,电路中就消耗多少________
影响因素
电流做功的多少跟电流的大小、________的高低、通电时间的长短有关
公式
W=________(适用于任何电路)
其中U表示电压,单位为V;I表示电流,单位为A;t表示时间,单位为s;W表示电功,单位为J
单位及换算
焦耳(J)、度、千瓦时(kW·h)。1度=1kW·h=3.6×106J
推导公式
将,U=IR分别代入上述公式,可得(适用于纯电阻电路)、W=I2Rt(适用于纯电阻电路)
测量工具和使用方法
测量工具:________(电度表)
方法一:某段时间所消耗的电能为电能表计数器后、前两次的读数之________
方法二:若电能表接入某一电路,给出一定时间内电能表转盘转过的转数,计算用电器消耗的电能,常见的计算方法是:W=×3.6×106 J
【特别提醒】
1.利用W=UIt计算电功时注意:(1)公式中的W、U、I和t是在同一段电路中的物理量;(2)计算时单位要统一;(3)已知任意的三个量都可以求出第四个量。
2.在纯电阻电路中,Q=W,即所有电能都转化为内能。
3.电能表计数器示数的最后1位是小数位。
4.电能由其他不同形式的能转化而来,是一种能量形式;电流做功的过程是消耗电能的过程,电功的多少能够量度电能转化为其他形式的能的多少。
5.电流通过用电器时,用电器发光、发热、发声、转动、振动等,都是电流做功的具体体现。
【方法点拨】
用电器消耗电能较少时可以利用转盘转过的转数计算,消耗的电能为(为某段时间转盘转过的转数, 为表盘上标识的每消耗 的电能转盘转过的转数)
1.【结合生活情境考查电能的计算】小明同学观察并记录家中一周前、后电能表的示数如图所示,他家这一周付电费为25.08元,关于小明家这一周用电情况的说法正确的是( )
A.消耗电能为 B.消耗电能为
C.电费单价是 D.电费单价是
2.【结合生活情境考查电能表】小茗同学学习电能表知识后,回家仔细观察了她家的电能表如图所示,下列她针对此电能表的说法中正确的是( )
A.“10(20)A”是说这电能表的标定电流是20安
B.“10(20)A”是说这电能表的额定最大电流是10安
C.此电能表应该接在220V的电路中使用
D.“600revs/(kW·h)”是表示这电能表上的转盘,每转过1转,消耗的电能是600kW·h
3.【结合生活情境考查电功的简单应用】(2025·北京十一学校·月考)甲、乙两个用电器并联后接在某一电源上,在相等的时间内,电流通过甲所做的功比乙的多,则( )
A.甲两端的电压一定比乙的高 B.甲的电阻一定比乙的大
C.甲通过的电流一定比乙的大 D.甲将电能转化为内能一定比乙的多
4.【结合生活情境考查电功的简单应用】(2025·北京三帆中学·期末)小丽家的一只电吹风机铭牌上标有“220V 500W”,一个电茶壶上标有“220V 300W”。则下列说法中正确的是( )
A.电吹风机和电茶壶通电后,电流通过电吹风机做功会更快
B.电吹风机和电茶壶工作时,电吹风机消耗的电能会更多
C.电吹风机正常工作1分钟,消耗的电能为0.5度
D.电茶壶正常工作10min,消耗的电能为0.05度
5.【结合电路图考查电功大小的比较】(2025·北京首师大附中·月考)现有两个定值电阻和,按照如图所示的四种方式,分别接到电压恒为的电源两端工作相同的时间,则四个电路中电流做功大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
考点2 电功率
【课标要求】结合实例了解电功率,并能进行简单计算。能区分用电器的额定功率和实际功率。会测量小灯泡的电功率。
1.电功率
定义
电功与所用时间之________,表示电流做功的________
公式
单位及换算
瓦特(W),千瓦(kW),1kW=________W
推导公式
由W=UIt、得P=UI(适用于任何电路)
由P=UI、U=IR得(适用于纯电阻电路)
由P=UI、得(适用于纯电阻电路)
变形公式
W=Pt
在串联电路中的特点
(1)总电功率等于各个用电器实际电功率之和,即P总=P1+P2+…+Pn
(2)各个用电器的实际电功率与各用电器的电阻成正比,即
在并联电路中的特点
(1)总电功率等于各个用电器的电功率之和,即P总=P1+P2+…+Pn
(2)各支路用电器的实际电功率与各个支路的电阻成反比,即
2.额定电压 额定功率
(1)额定电压:用电器________时的电压。
(2)额定功率:用电器在________下工作时的电功率。
(3)实际电压:用电器实际工作时的电压。
(4)实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率。
(5)实际功率与额定功率的关系
__________
用电器不能正常工作
注意:灯泡亮度由实际功率决定,与额定功率无关。实际功率越大,灯泡的亮度越亮
___________
用电器正常工作
___________
用电器容易损坏
3.电功率的测量
(1)测量工具:电力监测仪(直接测量),电压表和电流表(间接测量)
(2)测量装置图:
【方法点拨】
1.电功率相关计算首先就是根据已知条件选择合适的公式,一般计算总功率常选择,串联电路常选择,并联电路常选择 .
2.用电器的额定功率是指用电器在额定电压下(正常工作时)的功率,同一用电器的额定功率是不变的.当一个用电器接入电路时,它此时消耗的电功率为实际功率,实际功率的大小取决于加在用电器上的实际电压(或通过用电器的实际电流)
3.整个电路的最大或最小功率:找到整个电路的最小或最大电阻,由P=来进行计算。
4.某一定值电阻的最大或最小功率:找到通过该定值电阻的最大或最小电流,由P=I2R来进行计算。
5.滑动变阻器的最大功率:当滑动变阻器R与定值电阻R0串联时,PR=I2R=()2R===,当分母最小,即R=R0时,滑动变阻器的电功率最大,为PR max=。
1.【考查对电能和电功率的理解】(2025·北京西城·一模)关于电能和电功率,下列说法正确的是( )
A.用电器消耗电能越快,其额定功率越大
B.实际功率越大的用电器,消耗的电能越多
C.某电路中再接入一个用电器,电路的总功率变大
D.实际功率大的用电器比实际功率小的用电器消耗电能快
2.【结合生活情境考查常见用电器的电功率】(2025·北京海淀·期末)某用电器的额定功率为1500W,该用电器最有可能是( )
A.壁挂式空调 B.普通照明灯
C.家用电视机 D.台式计算机
3.【结合实物图考查实际功率】(2025·北京石景山·二模)如图所示,闭合开关后,灯L1比灯L2亮,下列说法正确的是( )
A.灯L1消耗的电能比灯L2消耗的电能快
B.通过灯L1的电流一定大于通过灯L2的电流
C.灯L1的额定功率一定大于灯L2的额定功率
D.若将两灯并联接入电路中,灯L1一定比灯L2亮
4.【结合生活情境考查电功率大小的比较】(2025·北京西城·期末)将标有“220V 40W”的灯泡与标有“220V 60W”的灯泡串联后接到220V的电路中,两灯的功率分别为和;若将和并联后接到220V的电路中,两灯的功率分别为和。若两灯丝的电阻值保持不变,则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
5.【结合实物图考查电功率的计算】(2025·北京海淀·二模)如图所示的电路中,电源两端电压恒为6V,、为定值电阻,仅闭合开关,电流表示数为0.3A;再闭合开关,电流表示数为。
(1)画出实物电路所对应的电路图;
(2)求的阻值;
(3)开关、都闭合时,求的功率。
考点3 焦耳定律
【课标要求】通过实验,探究并了解焦耳定律,用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。
1.电流的热效应
电流的热效应:电流通过导体时,电能转化成内能的现象。
2.焦耳定律
(1)焦耳定律
定义
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=________
I表示电流,单位为A;R表示电阻,单位为Ω;t表示时间,单位为s;Q表示热量,单位为J
推导公式
纯电阻电路Q=________=________=________
(2)纯电阻电路与非纯电阻电路的辨析
定义
计算电热
实例
纯电阻电路
电流做功将电能全部转化为内能
电热丝、电饭煲、电烙铁等
非纯电阻电路
电流做功将电能转化为内能和其他形式的能
电风扇、洗衣机、电视机等
3.电热的利用与防止
(1)利用:电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
(2)防止:散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等。
【特别提醒】
1.电热不一定等于电功,电热功率不一定等于电功率。
(1)在纯电阻电路中,电流所做的功全部用来产生热量,有 ,。
(2)在非纯电阻电路中,电流所做的功除一部分用来产生热量外,还有一部分转化为其他形式的能,有,。
2.电路只要有电流和电阻就有电流的热效应,电路是纯电阻电路时,电流产生的热量与消耗的电能相同。当电路不是纯电阻电路时,电流产生的热量小于消耗的电能。
【方法技巧】
1.有关电热的计算
(1)用电器将电能全部转化为内能,则用电器产生的热量Q=W=Pt=I2Rt=t,根据已知条件选择合适的公式。
(2)用电器将电能转化为内能和其他形式的能,则用电器消耗的电能W=UIt,用电器产生的热量Q=I2Rt。(其中U为用电器两端的电压,I为通过用电器的电流,R为用电器电阻丝的电阻,t为通电时间)
1.【结合生活情境考查电流的热效应】(2025·北京海淀·期末)如图所示的用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.抽油烟机 B.电暖器
C.电冰箱 D.扫地机器人
2.【结合实验探究考查焦耳定律】如图所示,甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的煤油,每个容器放入同种材料绕成的发热线圈,若同时通电,经过一段时间后这四个容器中的煤油温度从低到高的顺序是( )
A.甲、乙、丁、丙 B.丁、丙、乙、甲
C.甲、乙、丙、丁 D.丙、丁、乙、甲
3.【结合图像和电路图考查焦耳定律】图甲是小灯泡L和电阻R的图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合时,电流表的示数为0.5A。电源电压恒定,再闭合,通电10s,下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.R的电阻是10Ω
C.小灯泡的电功率是1W
D.电阻R产生的热量为8J
考点4 电功率实验综述
【课标要求】通过实验,探究并了解焦耳定律;会测量小灯泡的电功率。
1.测量小灯泡的电功率
实验原理
实验器材
电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表、电压表、导线
实验电路图
设计和进行实验
1.滑动变阻器的作用:保护电路;改变小灯泡两端的________。
2.电压表的量程应根据小灯泡的________进行选取;电流表的量程根据小灯泡的额定电压和电阻进行选取,或者用试触法确定电流表的量程。
3.滑动变阻器的选取:根据串联电路的分压规律,利用 求解,滑动变阻器的最大阻值应大于或等于
4.实验步骤:
(1)按电路图连接电路.连接电路时,开关应断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到________处。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数。
(3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压约为额定电压的0.8倍,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数。
(4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数。
(5)断开开关,依次拆除电路,整理仪器。
实验结论
小灯泡的实际功率随小灯泡的实际电压的增大而增大,随实际电压的减小而减小.即时, ; 时, ; 时, 。
交流与讨论
1.小灯泡的亮度由________决定。
2.通过记录数据,得出小灯泡的 曲线如图所示.这是因为小灯泡的电阻受温度的影响,温度越高,小灯泡的电阻越大。
3.各元件完好但小灯泡不亮的原因:实际功率太小,不足以引起灯丝发光。
2.探究电流产生的热量与哪些因素有关
实验器材
电源、电阻丝、两个透明密闭容器、 形管、导线等
实验装置
实验方法
控制变量法,转换法
设计和进行实验
1.探究电流产生的热量与电阻的关系:
如图1所示,两个密闭容器中的电阻丝串联,通电一段时间后,比较两个容器中U形管液面的高度变化情况。
2.探究电流产生的热量与电流的关系:
如图2所示,两个密闭容器中的电阻丝阻值都是,在右侧容器的外部,将一个 的电阻与电阻丝并联,在通电时间相同时,观察两个 形管中液面高度的变化。
3.探究电流产生的热量与时间的关系:
如图3所示,只观察与左边容器相连的 形管的液面高度变化情况,发现通电时间越长, 形管中液面高度变化越大。
实验结论
导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系:
①在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量________;
②在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的电流________,产生的热量越多;
③在电阻和通过导体的电流相同的情况下,通电时间越长,产生的热量________。
交流与讨论
1.透明容器中应密封________(选填“等量”或“不等量”)的空气。
2.容器内加热物质为空气的原因:气体的________明显,使现象更加明显。
3.多次测量的目的:________________________________。
3.特殊方法测小灯泡的电功率
一、伏阻法(只用电压表,缺少电流表,待测小灯泡的额定电压为)
实验器材
(电源、导线、待测小灯泡已有)
实验电路图
实验步骤
推导过程及的表达式
开关、电压表、已知电阻 、滑动变阻器
(1)闭合 ,移动滑片使电
压表的示数为 ;
(2)断开 ,保持滑片不动,
将电压表接到 两端,闭合
开关,读出电压表的示数
开关、单刀双掷开关、电压表、已知电阻 、滑动变阻器
_____________________________________
(1)闭合,将 拨至2,移动滑片使电压表的示数为 ;
(2)保持滑片不动,将 拨
至1,读出电压表的示数
开关、电压表、滑动变阻器 、滑动变阻器
(最大阻值为 )
_
(1)闭合,移动 的滑片至最左端,移动 的滑片使电压表的示数为 ;
(2)保持 的滑片不动,移动 的滑片至最右端,读出电压表的示数
二、安阻法(只用电流表,缺少电压表,待测小灯泡的额定电压为 )
实验器材(电源、导线、待测小灯泡已有)
实验电路图
实验步骤
推导过程及 的表达式
两个电流表、已知电阻 、滑动变阻器、开关
__
闭合,移动滑片使 的示数为 ,读出此时的示数
电流表、已知电阻 、滑动变阻器、单刀双掷开关
__
(1)将 拨至1,移动滑片使电流表的示数为 ;
(2)将 拨至2,保持滑片位置不动,读出电流表示数
【方法技巧】
1.伏安法测小灯泡的电功率是非常重要的电学实验,对该实验应该掌握其原理、电路图、所需器材、实验操作、电功率的计算等知识。命题热点:连接实物图、电表的选择、滑动变阻器的选择及连接、电路故障的分析与判断、实验数据的处理等。
2.多种方法显示电流产生热量的多少
(1)通过观察U形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化,判断电热的多少。
(2)通过观察玻璃管中煤油上升的高度来判断电热的多少。
(3)通过观察温度计的示数的变化来判断电热的多少。
(4)通过观察玻璃管口气球体积膨胀程度来判断电热的多少。
(5)通过观察电热丝点燃火柴时间的长短来判断电热的多少。
1.【通过实验探究考查电流产生热量与电阻的关系】(2025·北京朝阳·期末)两个透明容器中密封着等量的空气,标尺两侧U形管中的液面相平,容器内各电阻丝的电阻均为5Ω,在容器外有一段电阻丝,电阻为10Ω。利用该装置探究电热与电流是否有关,下列说法正确的是( )
A.用图中的组装方式就可以探究电热与电阻是否有关
B.只有将右侧容器外的电阻丝换成电阻为5Ω的电阻丝才能探究
C.将右侧容器外的电阻丝换成电阻为15Ω的电阻丝仍可探究
D.将左侧容器内的电阻丝换成电阻为15Ω的电阻丝仍可探究
2.【通过实验探究考查电流产生热量与电阻的关系】(2025·北京东城·二模)某同学想探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。他连接了如图所示的电器进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油,以及阻值不等的电阻丝和。
(1)该实验中,电流通过导体产生热量的多少用 来反映;
(2)电阻丝和采用如图所示连接方式的目的是 。
3.【通过实验探究考查伏安法测量小灯泡的电功率】(2025·北京海淀·期末)小明为测量额定电压为的小灯泡的额定功率,进行了以下实验。
(1)他连接了如图甲所示的部分实验电路、请用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至 端(选填“A”或“B”)。
(3)小明连接好实验电路。闭合开关S,发现小灯泡不发光。电流表、电压表均有示数,接下来合理的操作是______(选填选项前的字母)。
A.检查滑动变阻器是否断路
B.检查小灯泡与灯座是否接触良好
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(4)小明在某次实验时发现电压表的示数为,为使小灯泡正常发光,他应将滑片P向 端移动(选填“A”或“B”)。在本次调节中。滑动变阻器接入电路的阻值变化了,小灯泡的阻值变化了,则 (选填“>”“=”或“<”)。
(5)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
一、为家庭节约用电提建议
任务一:调查家中的用电情况。
方案1:通过电能表测量家中一段时间内消耗的电能。
1 月 9 日-1 月 22 日
W耗=W末-W初=31 673.85 kW·h-31 625.47 kW·h=48.38 kW·h
方案2:通过上网等手段从电网公司直接了解家中一段时间内消耗的电能。
北京居民阶梯电价情况表
阶梯
年累计电量(度)
电费单价(元/度)
第一阶梯
≤2 880
0.488 3
第二阶梯
2 881~4 800
0.538 3
第三阶梯
>4 800
0.788 3
任务二:了解用电器的耗电情况。
方案1:通过查阅用电器的铭牌或说明书,了解用电器的额定功率,再结合它们的工作时间,计算出它一天消耗的电能。
W=Pt=2 kW×3 h=6 kW·h
方案 2:利用电力监测仪直接测量用电器在不同工作状态下的实际功率和一天消耗的电能。
电力监测仪的使用:
①将与家庭电路中插座相匹配的电力监测仪插入插座中;
②将用电器的插头插入电力监测仪的插座中;
③通过上、下键调节出要测量参数的界面。
(如实际功率、使用时间、消耗电能)
电力监测仪的使用:
任务三:提出节约用电的建议。
计算机在待机状态时也会消耗电能。→若长时间不使用,应关闭电源。
空调制热时温度设定太高或制冷时温度设定太低,会消耗较多电能。→应合理设定空调温度。
任务四:评估采纳节电建议后的效果。
1.按照节电建议实施一段时间,看看你家消耗的电能是否减少。若减少,比采取节电措施前减少多少。
2.记录在实施节电建议的过程中遇到的问题。
【教考衔接】某物理兴趣小组开展节约用电项目化学习,实践过程如下:
【项目实施】
(1)调查家庭用电情况
小新记录他家电能表第一天和第二天早上的读数(图甲)。若按0.65元计,则他家一天应付电费为 元;
(2)了解用电器耗电情况
①表1为小新收集的家中部分用电器正常工作的参数,一个月(30天)内消耗电能最多的用电器是 。
表1
家用电器
额定电压
额定电功率
平均每天工作时间
电饭煲
220
800
1
电热水器
220
2000
1
机顶盒
220
12
4
电视机
220
150
4
电冰箱
220
100
15
②待机通常指用电器处于低功耗等待工作状态。小新用电力检测仪测量了家中部分用电器待机状态下的功耗,如表2所示,他家这些用电器每天待机浪费的电能总量为 ;
表2
用电器
机顶盒
电视机
电热水器
数量
1
1
1
待机功耗(W/台)
8
5
10
平均待机时间(h/天)
20
20
23
(3)讨论该如何节约用电及评估效果。
①节约用电,同学们还可以怎么做?
②换用节能设备。图乙为电能分别让亮度相同的节能灯和白炽灯持续正常工作的时间。若二者工作相同的时间,节能灯比白炽灯节能 %;
③坚持节约用电。若小新每次使用完机顶盒都及时关闭电源,按照表2机顶盒待机功率和时间,一年(365天)节约的电能可供家用空调(功率2000W)工作 h。
家用电器
电饭煲
电热水器
机顶盒
电视机
电冰箱
平均每天消耗电能
0.8
2
0.048
0.6
1.5
1.【生活情境】(2025·吉林长春·中考)下列利用电流的热效应工作的用电器是( )
A.电风扇 B.电冰箱 C.电水壶 D.电视机
2.(2025·江苏苏州·中考)如图甲,两个相同的容器中分别装有液体a、b,液体a的质量大于b的质量。用两个电热丝分别对液体a、b加热,电热丝的阻值大于的阻值,工作电压相同,且电热丝产生的热量均被液体吸收,液体a、b温度随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是( )
A.a、b为同种物质 B.a的比热容小于b的比热容
C.相同时间内a、b吸收的热量相等 D.的电功率大于的电功率
3.【生活情境】(2025·山东烟台·中考)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
4.(2025·四川德阳·中考)图甲为通过灯泡和定阻电阻的电流与其两端电压关系的图像。把它们按图乙接入电路,闭合开关,电流表示数为,下列选项正确的是( )
A.电源电压为
B.定值电阻的阻值为
C.通过灯泡的电流为
D.灯泡的实际功率为
5.【实践探究】(2025·河北·中考)图为某研究小组设计的风速自动报警器电路示意图,电源电压不变,为压敏电阻,它的阻值随风速的增加而减小,为定值电阻。当风速时,两电表都不报警。当风速时,两表中的一个会报警;当风速时,另一个表会报警。已知:,两表都是在大于等于各自设定的电压值或电流值时触发报警。在电路处于两表都未报警的工作状态下,下列说法正确的是( )
A.风速减小时,的功率会增大
B.风速变化时,电压表示数一定不变
C.当时,触发报警的表是电流表
D.风速变化时,电压表和电流表示数之比不变
6.【实践探究】(2025·山西·中考)在创新实践活动中,小明和小亮为学校小花园的储水箱设计了一个水位监测装置,内部简化电路图如图所示。电源电压一定,为定值电阻,为滑动变阻器,水位计由电压表改装而成。闭合开关,水箱中水位上升时,连杆带动滑片向上移动,下列分析正确的是( )
A.接入电路的电阻变大 B.通过的电流变小
C.电压表的示数变小 D.电阻的功率变大
7.【生活情境】(2025·山东泰安·中考)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
8.(2025·山东济宁·中考)将标有“2.5V 0.75W”的小灯泡接入如图所示的电路中。下列说法正确的是( )
A.开关闭合前,滑片应调到滑动变阻器的最左端
B.电流表应选“0~0.6A”的量程
C.开关闭合后,电流经过电流表流向灯泡
D.灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻为8.3Ω
9.(2025·山东淄博·中考)为保持教室安静的学习环境,小明设计了噪声强弱检测装置,如图所示,电源电压不变,声敏电阻R的阻值随声音的增强而减小。闭合开关,当声音变强时(灯丝电阻不变)( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变小
C.电压表与电流表示数的比值变小 D.电压表与电流表示数的乘积变大
10.(2025·陕西·中考)小明通过查阅资料了解到电动汽车的“油门”一般是利用霍尔元件控制的、霍尔元件通电后会因处在强弱不同的磁场中,而产生不同的电压,这种情况下霍尔元件就相当于一个电压可变的电源。小明设计了如图-1所示的电路,闭合开关S后,用一根条形磁体靠近霍尔元件,探究霍尔元件在磁场中产生的电压变化情况,已知定值电阻R的阻值为10,电流表量程为0-0.6A、电压表量程未知,探究时绘制出电压表示数与条形磁体到霍尔元件的距离的关系图像如图-2所示。在电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电压表的量程为0~3V
B.当磁体靠近霍尔元件时电流表示数变小
C.当磁体到霍尔元件的距离为1时,电流表示数为0.2A
D.当磁体到霍尔元件的距离为0.25时,定值电阻的功率为0.9W
11.(2025·江苏南京·中考)如图所示,电源电压U恒定,R1是定值电阻,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”,灯L标有“6V 6W”。滑片P在阻值最大端时,闭合开关S,电压表V1示数为2V,电压表V2(未画出)示数为4V;P移到某一位置时,V2示数为10V,电流表示数为1A。上述滑片移动过程中,R2阻值的变化量为ΔR,电路总功率的变化量为ΔP。下列说法正确的是( )
A.U=16V B.R1=5Ω C.ΔR=12Ω D.ΔP=7W
12.【实践探究】(2025·山东德州·中考)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
13.(2025·青海西宁·中考)如图所示是电阻甲和乙的图像,下列说法正确的是( )
A.乙是一个定值电阻
B.只将甲、乙并联在2.5V的电路中,甲、乙的电功率之比为4︰5
C.只将甲、乙串联在电路中,两者电阻相同时,电源电压是3V
D.只将甲、乙串联在电路中,总功率是1.8W时,电源电压是4.5V
14.(2025·河北·中考)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图示的实验电路。电源电压为6V不变,为定值电阻,间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和)一起组成变阻器,、为电阻丝上的六个点,两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了 ;
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为,电路的故障(仅有一处)是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子依次接在变阻器的、、六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图所示,为 A;
接线位置
电压
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
6.0
电流I/A
0.3
①
0.5
0.6
0.8
1.2
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下, ;
(6)在电阻丝点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是: (写出一条即可);
(7)【拓展】在上面的实验电路中,电流表接量程,把另一电压表接在点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子接在点不动,夹子可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子在任意位置时,用电阻替换,使电压表和图中的电压表示数之比总是。则满足上述条件的的取值范围是 Ω。
17 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$