33 第十七章 电流做功与电功率-【智乐星中考·中考备战】2026年山东省中考物理讲练本PPT课件（沪科版 六三制）

1 2 电流做功与电功率 第十七章 3 知识全面梳理 核心考点突破 练透山东真题 目 录 重点实验探究 4 知识点1 电流做功 1.电功(电能) (1)实质:电流做功是电能转化为__________形式的能量的过程。  (2)影响因素:电流所做的功与__________、__________、______________　 成正比。 　其他　 　电压　 　电流　 通电时间 5 (3)公式:W=________(普遍适用)。 电能全部转 化为内能  推导式:W=I2Rt=t。(只适用于纯电阻电路) (4)单位及其换算:电功(电能)的国际单位是焦耳,简称焦,符号是_______; 常用单位是千瓦时,符号是________,也叫作度。1 kW·h=___________J。  　UIt　 　J　 kW·h　 3.6×106　 6 2.电能表(电度表) 类型 转盘式电能表 频闪式电能表 示 意 图 作用 测量用电器在一段时间内消耗的__________  　电能　 7 类型 转盘式电能表 频闪式电能表 主要 参数 “220 V”表示电能表正常工作时的电压为220 V “10(20) A”表示这个电能表的标定电流为________A,额定最大 电流为________A。电能表工作时的电流不能超过额定最大电流  “50 Hz”表示电能表在频率为50 Hz的交流电路中工作 “600 revs/(kW·h)”表示每消耗 1 kW·h的电能,电能表转盘转过_________  “600 imp/(kW·h)” 表示每消耗1 kW·h的电能, 电能表指示灯闪烁 ________ 　10　 　20　 600转　 600次 8 读数 电能表最右边格中显示的是小数部分,前面的格中是整数部分。 消耗电能=前后两次电能表示数之差。如图所示,电能表的示数都 为____________kW·h  　2 025.6　 9 知识点2 电功率 1.电功率 　比值定义法 (1)定义:物理学中把电流所做的功与所用时间之比叫作电功率, 用字母P表示。 (2)物理意义:表示电流做功__________的物理量。  (3)单位及其换算 A.国际单位:瓦特,简称瓦,符号是________。  B.单位换算:1 kW=________W,1 mW=_________W。  　快慢　 　W　 　103　 　10-3　 10 (4)计算公式 A.定义式:P=_____。(普遍适用)  B.实质式:P=________(普遍适用)。  C.推导式:P=______=________(只适用于纯电阻电路)。   　 　UI　  　 　I2R　 11 2.额定功率与实际功率 (1)额定功率:用电器在额定电压(正常工作时两端电压)下工作时对应的功率。 (2)实际功率:用电器在实际电压(实际工作时两端电压)下工作时对应的功率。 12 (3)小灯泡的亮度与实际功率的关系 电压 电功率 灯泡亮度 U实<U额 P实<P额 较暗 U实=U额 P实=P额 正常发光 U实>U额 P实>P额 较亮(易烧坏) 注意:一个灯泡的额定功率和额定电压是固定不变的,但灯泡的亮度由实际功率决定。 13 知识点3 焦耳定律 1.电流的热效应 (1)定义:电流通过导体时电能转化为__________的现象叫作电流的 热效应。  (2)电热的利用与防止 A.利用:电水壶、电暖器、电熨斗、电热毯、电饭锅等。 B.防止:散热片、电脑的微型风扇等。 　内能　 14 2.焦耳定律→控制变量法 (1)内容:电流通过导体产生的热量跟__________________成正比, 跟________________成正比,跟______________成正比。  (2)计算公式:___________。(普遍适用)  推导式:Q=W=________=______=_______。(只适用于纯电阻电路)  　电流的二次方　 　导体的电阻　 　通电时间　 　Q=I2Rt　 　UIt　  t　 　Pt　 15 【归纳总结】 在纯电阻电路(电热器)中,电流做的功全部转化为热量,即Q=W;在非纯电阻电路(电动机)中,电热是电流做功的一部分,即Q<W,只能用Q=I2Rt计算。 16 【夯基辨疑】 ①电流做功的过程就是消耗电能的过程( ) ②消耗电能快的用电器,电功率一定大( ) ③电流做功越快的用电器,消耗的电能一定越多( ) ④灯泡的额定功率越大,它在实际电路中的亮度越亮( ) ⑤用电器工作过程中实际功率可能小于它的额定功率( ) ⑥小灯泡的实际电功率越大,说明单位时间内有更多的电能转化为光能 和内能,小灯泡的亮度就越亮( ) ⑦电饭锅工作,应用的是电流的热效应( ) ⑧导体的电阻越大,电流通过导体产生的热量越多( ) ⑨电流通过用电器产生的热量等于消耗的电能( ) √ √ ✕ ✕ √ √ √ ✕ ✕ 17 核心考点1电能表的读数及相关计算 【母题1】 小明从小养成了节约能源的良好习惯,经常观察家里面的电能表,提醒父母家里用电情况。上月末他家电能表示数为1 959.6 kW·h,本月末示数如图所示。 18 (1)本月他家用电________kW·h。若以当地电价0.5元/度计算,他家本月 应缴纳电费_________元。  (2)他家可以同时使用用电器的总功率不能超过__________W。  (3)小明想利用该电能表测量标有“220 V　1 210 W”电暖器的实际功率, 他首先断开________________(选填“所有用电器”或“电暖器”)的开关, 直至电能表的转盘停止转动,然后闭合电暖器的开关,让其正常工作3 min, 观察到电能表的转盘转了100 r,则电暖器消耗的电能为_________kW·h, 实际功率为__________W,实际工作电压为_________V。  　67　 　33.5　 　4 400　 　所有用电器　 　0.05　 　1 000　 　200　 19 【思维路径】 20 【解题模型】 1.计量法 21 2.参数法 22 【变式1】 参数理解 (2025·枣庄峄城一模)小强上次查看家里的电能表显示为 , 本次查看时电能表示数如图所示,下列说法正确的是( ) A.电能表是测量电功率的仪表 B.在这段时间内消耗的电能为792 kW·h C.小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2 200 W D.只将一台标有“220 V　1 000 W”的电热水器接入电路中, 正常工作5 min,电能表的指示灯闪烁300次 23 【变式2】 效率计算 (2025·淄博周村一模)小李家电茶炉的加热电阻为60.5 Ω,家用电能表的信 息如图所示,只将电茶炉接入家庭电路中,电茶炉正常工作10 min,可以将 1.3 kg的茶水升高50 ℃。电茶炉消耗的电能是_____________J,电能表指示 灯闪烁_________次。茶水吸收的热量是______________J,该电茶炉的效率 是__________[结果保留到1%,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。  　4.8×105　 　160　 　2.73×105　 　57%　 24 核心考点2 电功、电功率的理解与计算 【母题2】 有两只灯泡,灯泡L1标有“6 V　3 W”字样,灯泡L2标有 “6 V　6 W”字样,假设两灯的灯丝电阻不受温度影响,则: (1)灯泡L1的额定电压为_______V,额定功率为_______W。  (2)灯泡L1的额定电流为________A,正常发光时的电阻为________Ω。  (3)将灯泡L1接到电压为3 V的电源上,该灯泡的实际功率为_________W。  (4)灯泡L1正常发光1 min消耗的电能为_________J。  (5)1.2度电可供一个灯泡L1正常发光_________h。  　6　 　3　 　0.5　 　12　 　0.75　 　180　 　400　 25 (6)将灯泡L1与灯泡L2串联接在6 V的电源上,灯泡________更亮一些, 灯泡L1两端的电压为_______V。  (7)将灯泡L1与灯泡L2并联接在4 V的电源上,灯泡________更亮一些。  (8)若将灯泡L1与灯泡L2串联接在某电源两端,在保证电路安全且其中一只 灯泡正常工作的条件下,电路中的电流为________A,电源电压为_______V, 不能正常发光的那个灯泡的实际功率为________W。  　L1　 　4　 　L2　 　0.5　 　9　 　1.5　 26 【思维路径】 【解题模型】 27 【变式1】 铭牌类问题分析与计算 (2025·济宁邹城二模)中国人工智能产业厚积薄发,春晚舞蹈机器人等火 爆全网,硬件软件的突破彰显中国在AI领域蕴藏的巨大潜力。某AI送餐 机器人它使用一块标有“52 V　15 A·h”的锂电池供电,其总储能为 _________kW·h,若机器人工作时电动机的功率恒为600 W,则其理论续航 时间为________h。  　0.78　 　1.3　 28 【变式2】 简单电路类分析与计算 (2025·聊城莘县一模)如图所示电路,电源电压恒为6 V,灯L标有“6 V　3 W” 字样,灯正常发光时的电阻为________Ω,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω, 电流表的量程都是“0~3 A”,设灯丝的阻值不随温度变化而变化,滑动变阻 器的滑片在中点时,电流表A1的示数是________A;滑动滑片,整个电路消耗 的电功率最小为________W。  　12　 　1.1　 　4.8　 29 【变式3】 图像类问题分析与计算 (2024·济宁)如图是一个灯泡L和一个定值电阻R的I-U图像。下列分析正确的是( ) A.甲为灯泡L的图线 B.当电压为0时,L与R的阻值均为0 C.将L和R并联在6 V的电源两端,电路总电阻为36 Ω D.将L和R串联在6 V的电源两端,L的功率为0.24 W 30 【变式4】 动态电路类分析与计算 (2025·菏泽牡丹二模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器R的规格是“100 Ω　0.6 A”。闭合开关,在电路元件安全的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过滑动变阻器的电流与滑动变阻器阻值关系的图像,如图乙所示。下列说法正确的是( ) A.电源电压为9 V B.电阻R1阻值为10 Ω C.电压表的变化范围为10~15 V D.整个电路电功率最小时,20 s 内滑动变阻器消耗的电能为20 J 31 【变式5】 家用电器类分析与计算 (2025·东营广饶一模)图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1和R2是电热丝,通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换,低温挡功率为440 W,高温挡功率为880 W,已知粥的比热容c粥=4.0×103 J/(kg·℃)。求: 32 (1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流; (2)电热丝R2的阻值; (3)使用高温挡将2 kg的粥从20 ℃加热到86 ℃时需要吸收的热量; (4)若实际正常使用高温挡加热(3)中粥的时间为800 s,该电饭锅的加热效率。 33 【答案】解:(1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流: I低===2 A。 (2)由图乙可知,当S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由P=可知,电路中的总功率最大,电饭锅处于高温挡;当只闭合S1时,只有R1工作,电路中的总电阻最大,所以,电路的总功率最小,电饭锅处于低温挡;R2的电功率:P2=P高-P低=880 W-440 W=440 W, R2的阻值:R2===110 Ω。 34 (3)粥吸收的热量: Q吸=c粥m(t-t0)=4.0×103 J/(kg·℃)×2 kg×(86 ℃-20 ℃)=5.28×105 J。 (4)电饭锅实际消耗的电能:W=P高t'=880 W×800 s=7.04×105 J, 则该电饭锅的加热效率:η=×100%=×100%=75%。 35 核心考点3焦耳定律的理解与计算 【母题3】 如图所示,甲、乙两个透明容器内均装有质量为100 g、初温为25 ℃的某种绝缘液体,甲、乙中都有一段电阻丝,R1=5 Ω,R2=10 Ω。闭合开关,电流表的示数为1.2 A。通电120 s后,甲中温度计的示数为29 ℃。求: (1)R2两端的电压; (2)R2的电功率; (3)电流通过R1产生的热量; (4)液体的比热容(不计热量损失)。 36 【思维路径】 【解题模型】 37 【答案】解:(1)分析电路可知,R1、R2串联,电流表测电路电流。 R2两端的电压:U2=IR2=1.2 A×10 Ω=12 V。 (2)R2的电功率:P2=U2I=12 V×1.2 A=14.4 W。 (3)电流通过R1产生的热量: Q=I2R1 t=(1.2 A)2×5 Ω×120 s=864 J。 (4)不计热量损失,则甲中液体吸收的热量:Q吸=Q=864 J, 根据Q吸=cmΔt,液体的比热容: c===2.16×103 J/(kg·℃)。 38 【变式1】 纯电阻电路 (2025·菏泽成武二模)图甲是便携式封口机,工作时利用电流的________效应, 把电能转化为________能,使发热电阻温度快速升高,熔化塑料包实现封口。 图乙是其原理电路图,封口机的电源电压是3 V,发热电阻R的阻值为1 Ω,闭 合开关,则10 s内产生________J的热量。若封口时总是把塑料袋烫坏,应将 发热电阻换成阻值更________(选填“大”或“小”)的电阻。  　热　 　内　 　90　 　大　 39 【变式2】 电动机问题 (2025·济宁经开一模)如图所示的小型起重机,其电动机的额定电压为 220 V,额定电流为10 A。某次正常工作时,吊起重为6 000 N的物体,电动 机输出的拉力为4 000 N,用时20 s,使物体上升了5 m。则电动机对物体 做的有用功为___________J,该电动机线圈的阻值为_______Ω。  　3×104　 　2　 40 【实验25】测量小灯泡的电功率 1.实验原理:　P=UI　。  2.实验器材:小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。 3.实验装置 41 4.实验过程 (1)按电路图连接实物电路。 (2)闭合开关S,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,使小灯泡两端电压高于额定电压,为额定电压值的1.2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,使小灯泡两端电压低于额定电压,为额定电压值的0.8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,整理实验器材。 42 【实验分层训练】 1.在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5 V”字样,额定电流约为0.3 A,电源电压恒为6 V,实验电路如图甲所示。 43 【基础设问】 (1)[电路连接]请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。(导线不允许交叉) 【答案】如图所示 44 (2)[器材选择]现有规格为A“10 Ω　2 A”、B“20 Ω　1 A”和C“10 Ω　0.2 A” 的三个滑动变阻器可供选择,应选择_______(选填字母)滑动变阻器接入电路 才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是保护电路和___________ ____________________________。  　B　 　调节小灯 泡两端的电压及通过的电流　 45 (3)[数据分析]正确连接电路后,小明调节滑动变阻器,收集的数据和现象如表所示。 实验次序 1 2 3 4 5 电压表示数/V 0.5 1.5 2.0 2.5 3 电流表示数/A 0.1 0.22 0.26   0.36 小灯泡亮度 不亮 较暗 较亮 明亮 耀眼强光 小灯泡实际 功率P/W 0.05 0.33 0.52   1.08 46 ①第1次实验中,小灯泡不亮的原因是__________________________。  ②第4次实验时电流表的示数如图乙所示,其示数为_________A,小灯泡的 额定功率为________W。接下来要完成第5次实验,应将滑动变阻器的滑 片向_______(选填“A”或“B”)端移动,同时眼睛应看着____________(选填 “灯泡”“电流表”或“电压表”)。  ③综合分析表中的信息可知,决定小灯泡亮度的物理量是______________, 且小灯泡两端的电压越大,实际功率__________,小灯泡越亮。  ④小明发现表格中有一个电流数据有误,该数据是_________。  　小灯泡两端的电压太小　 　0.28　 　0.7　 　A　 　电压表　 　实际功率　 　越大　 　0.36　 47 ⑤虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比, 其原因是____________________________________  ⑥小明认为上面表格中应增设求小灯泡电功率的平均值,请对此说说你的 看法:_________________________________________________________。  (4)实验中改变小灯泡两端的电压,多次测量的目的是_________________ ____________________。  (5)实验中,小灯泡突然熄灭,电流表示数为零,电压表示数变大,电路中的 故障可能是________________。  　小灯泡的电阻随温度的变化而变化　 不能;小灯泡的电阻是随温度变化的,求电功率的平均值无意义　 　测量不同电压下 小灯泡的实际功率　 　小灯泡断路　 48 【能力设问】 (6)[解释原因]通过上述分析可知:小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮。 但小明发现:标有“220 V　9 W”的LED灯与标有“220 V　60 W”的普通 白炽灯都正常发光时,亮度几乎相当。造成这一现象的原因可能是 ________________________________________。  (7)[应用分析]小灯泡用久了,钨丝会变细,在2.5 V电压下,小灯泡实际 功率__________(选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率。  　LED灯的光电转化效率比普通白炽灯高　 　小于　 49 (8)测得小灯泡的额定功率后,把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半, 发现测得的功率大于其额定功率的四分之一,请对其加以分析: _____________________________________________________________ ________________________________________________________________ __________________________________________________________。  (9)[更换器材]小明认为利用该电路,不仅可以测量小灯泡的电功率,还 可以用于探究电流与电压的关系,但必须更换其中一个实验器材,需要 更换的器材是__________(选填“电源”“灯泡”或“滑动变阻器”)。  　根据P=可知,在电阻R不变时,电压为原来的二 分之一,功率为原来 的四分之一,但因灯丝的电阻随温度的降低而减小,故小灯泡两端的电压调 为额定电压的一半,测得的实际功率大于其额定功率的四分之一　 　灯泡　 50 (10)[故障分析]另一同学利用相同的器材做实验,当他连接好最后一根导线 时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,他连线过程中肯定出现的错误 是________________,还可能出现了以下错误中的_______(填字母序号)。  A.电压表串联在了电路中 B.电流表并联在了小灯泡两端 C.连接滑动变阻器时,用了C、D两个接线柱 D.连接滑动变阻器时,用了A、B两个接线柱 　未断开开关　 　C　 51 (11)[特殊方法]若电压表损坏,小明利用一个定值电阻R0和两个开关,设计了如图丙所示的电路,也测出了该小灯泡的额定功率,操作如下: ①只闭合开关S和S1,调节滑片P,使电流表示数为________;  ②保持滑片P位置不动,断开开关_______,闭合其他开关, 读出电流表示数为I;  ③小灯泡的额定功率表达式P额=_______________ (用已知量和测量量表示)。  　 　S1　 2.5 V×(I- )  52 【实验26】探究电流产生的热量与哪些因素有关 1.实验器材:电源、电阻丝、滑动变阻器、开关、空气盒、U形管、 导线。 2.实验装置 53 3.实验过程 (1)探究电流通过导体时产生的热量与　电阻　的关系:将图甲装置接入电路,一段时间后观察U形管中液面的高度变化。  (2)探究电流通过导体时产生的热量与　电流　的关系:将图乙装置接入电路,一段时间后观察U形管中液面的高度变化。  4.实验结论:电流通过导体时产生的热量与　电流　、　电阻　和　通电时间　有关。在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,产生的热量　越多　。在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量　越多　。在电阻相同、通过电阻的电流相同的情况下,通电时间越长,产生的热量　越多　。  54 【实验分层训练】 2.图甲是物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气,且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连,接入电路。 55 【基础设问】 (1)[实验器材]组装之前,U形管内注入适量红墨水,U形管__________(选填 “属于”或“不属于”)连通器。  (2)[操作细节]图甲是探究在通电时间相同和__________相同的情况下, 导体产生的热量与__________大小是否有关的装置。  　属于　 　电流　 　电阻　 56 (3)[物理方法]实验中通过观察___________________的变化反映密闭空气 温度的变化,在探究许多物理问题时都会用到这种方法,下列探究实例 采用的探究方法与此相同的是________。  A.探究电流与电压、电阻的关系 B.用铁屑显示磁体周围磁场分布 C.探究光的传播时,引入“光线” D.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动 　U形管液面高度　 　BD　 (4)[应用分析]如图乙所示,电流表的示数为_______A,在这种情况下, 右侧容器中定值电阻在10 s内产生的热量是_________J。  　2　 　400　 57 【能力设问】 (5)[解释原因]某实验小组发现通电一段时间后,其中一个U形管中的 液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是_____________________ ___________________________________。  　透明容器密闭性不好 (或透明容器漏气或对应电阻丝短路)　 58 (6)[实验结论]移走图甲中的电阻,换接图丙中的电阻到电路中,重做这个 实验,这是为了探究电流通过电阻丝产生的热量与__________的关系。 由图丙中的实验现象可以得到的结论是____________________________ _____________________________________________。  丙 　电流　 　在电阻相同、通电时间相同 的情况下,通过电阻的电流越大,产生的热量越多　 59 (7)[规律总结]英国物理学家焦耳通过大量实验,最先精确地确定了电流 通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的________成正比, 跟______________成正比,这个规律叫作焦耳定律,其表达式为Q=_________。  (8)[迁移应用]根据以上实验可以分析“电炉工作时,电炉丝发热明显,而与 电炉丝相连的导线发热不明显”的原因:通过电炉丝的电流__________通过 导线的电流,电炉丝的电阻__________导线的电阻,电炉丝产生的热量较多。 (均选填“大于”“等于”或“小于”)  电阻　 　通电时间　 　I2Rt　 　等于　 　大于　 60 命题点1　电能表的读数及相关计算 1.(2025·临沂沂南一模)高老师新家的电能表1月初读数为111.6 kW·h, 2月初读数如图所示,则1月份高老师家用电_________kW·h。某天,高老师 关闭家里其他用电器,只接入额定功率为1 800 W的空气炸锅,正常工作 5 min,则这段时间内电能表的转盘转过_________圈。  　120　 　450　 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 61 命题点2　电能、电功率的理解与估测 考法❶　理解电能和电功率 2.(2025·山东)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2.5 kW的用电器正常工作吗?”客服回 复:“没问题,这是3 kW·h的,3 kW的用电器都可以正常使用。”该客服( ) 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 XX移动电源 电源规格:3 kW·h 输出电压:220 V 最大输出电流:10 A 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 62 考法❷　电能、电功率的估测 3.(2025·烟台)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 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 63 考法❸　理解额定功率与实际功率 4.(2025·临沂罗庄一模)将L1“6 V　0.4 A”和L2“4 V　0.2 A”分别采用 如图甲、乙所示方式连接。闭合开关S后,L1和L2都能发光,若不考虑 灯丝电阻的变化,下列说法正确的是( ) A.灯泡L1的电阻较大 B.图甲中通过L1的电流大于通过L2的电流 C.图乙中L1两端的电压较大 D.甲、乙两图中L1的实际功率均较大 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 64 命题点3　焦耳定律的理解与应用 考法❶　电流的热效应 5.(2025·济南)现代社会人们的生活越来越离不开电,下列电器工作时主要利用了电流热效应的是( ) A.电风扇 B.电铃 C.电烤箱 D.电冰箱 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 65 6.(2025·枣庄峄城一模)取口香糖锡纸,剪成如图甲所示形状,其中AB和CD段等长。戴好防护手套,将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池正、负极,如图乙所示,发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是( ) A.通过AB和CD段的电流不相等 B.正常情况下,AB段会先着火 C.AB和CD段的电压相等 D.AB和CD段的电阻相等 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 66 考法❷　焦耳定律的相关计算 7.(2025·威海文登二模)标有“220 V　880 W”的电熨斗和电动机都在额定电压下工作0.5 h,则下列说法中正确的是( ) A.通过电熨斗和电动机的电流都是0.25 A B.电熨斗和电动机线圈的电阻值都是55 Ω C.电熨斗和电动机在这0.5 h内产生的热量相等 D.电熨斗和电动机在这0.5 h内消耗的电能都是0.44 kW·h 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 67 8.(2025·聊城莘县二模)用如图所示的装置可探究电流产生热量与_________ (选填“电流”或“电阻”)的关系,若通过R2的电流为1 A,通电1 min,R2产生的 热量为_________J。若将R3更换为10 Ω的电阻,__________(选填“仍能”或 “不能”)完成该实验探究。  　电流　 　300　 　仍能　 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 68 命题点4　电功、电功率、电热的综合计算 考法❶　动态电路类相关计算 9.(2025·淄博淄川二模)如图甲所示电路,电源电压恒为9 V,灯泡L的额定电压为6 V,通过L的电流I随其两端电压U变化关系图像如图乙所示。闭合开关S,下列分析正确的是( ) A.无论如何移动滑片,L的电阻始终为20 Ω B.滑片向左移动过程中,L的实际功率变大 C.L实际功率为0.75 W时,R的阻值为24 Ω D.为保证电路安全,R接入的最小阻值为20 Ω 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 69 10.(2025·山东样卷)科学小组设计了测量拉力大小的仪器,其原理如图甲所示。电源电压为9 V,定值电阻R1为10 Ω,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~15 V,滑动变阻器R2标有“20 Ω　1 A”字样,其接入电路的阻值随拉力大小的变化如图乙所示。初始状态下弹簧处于自然长度,滑动变阻器的滑片置于a端,在向右缓慢拉动拉环的过程中,下列分析正确的是( ) A.R1的电功率变小 B.电压表、电流表的示数均变大 C.当电流表示数为0.5 A时,所测拉力为60 N D.在保证电路各元件安全的情况下,所测 拉力的最大值为100 N 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 70 11.(2025·德州)如图甲所示,电源电压恒定,电压表V1量程为0~15 V,电压表V2量程为0~3 V,电流表A量程为0~0.6 A,滑动变阻器规格为“20 Ω　1 A”。在保证电路元件安全的前提下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有( ) ①电源电压为4.5 V ②定值电阻R1的阻值为2.5 Ω ③定值电阻R1的最小电功率为0.45 W ④滑动变阻器的调节范围为2.5~20 Ω A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 71 【解析】①②由图甲可知,R1与R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测 R2两端电压,电流表A测电路中的电流。因为电压表V1示数等于电源电压 恒定不变,所以图乙是电压表V2示数与电流表示数关系图像。由图乙可知, 当电流表示数为0.3 A时,电压表V2示数为3 V,根据串联电路的电压规律和 欧姆定律可知,电源电压U=0.3 A×R1+3 V;当电流表示数为0.6 A时,电压表 V2示数为1.5 V,则电源电压U=0.6 A×R1+1.5 V;联立两式解得,R1=5 Ω, U=4.5 V,故①正确,②错误。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 72 ③根据P=I2R可知,当通过R1的电流最小时,R1的电功率最小,由图乙可知, 电路中的最小电流为0.3 A,则R1的最小电功率P小=R1=(0.3 A)2×5 Ω =0.45 W,故③正确。 ④由图乙可知,滑动变阻器R2连入电路的最大阻值R2大===10 Ω, 连入电路的最小阻值R2小===2.5 Ω,因此,滑动变阻器的调节范围 为2.5~10 Ω,故④错误。 综上可知,B正确。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 73 12.(2025·济宁)将标有“6 V　6 W”的灯泡L接入电源电压恒为6 V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R1,正常发光时电阻为R2,R1∶R2=__________。  　36　 　1∶6　 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 74 13.(2025·青岛)如图所示电路,电源电压为 18 V,小灯泡L标有“6 V　3 W” (忽略灯丝电阻的变化),定值电阻R1的阻值为20 Ω,R2是滑动变阻器。 电压表的量程为0~15 V,电流表的量程为0~0.6 A。 (1)求小灯泡的电阻; (2)若只闭合开关S和S2,当R2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R2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。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 75 【答案】解:(1)根据P=可得,小灯泡的电阻:RL===12 Ω。 (2)只闭合开关S和S2,电路为小灯泡L和R2的串联电路;当小灯泡正常发光时,R2两端的电压:U2=U-U额=18 V-6 V=12 V, 此时电路中的电流:I=I额===0.5 A, R2接入电路的阻值:R2===24 Ω, 滑动变阻器R2的最大阻值:R滑大=5R2=5×24 Ω=120 Ω。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 76 (3)只闭合开关S和S1,电路为R1和R2的串联电路,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。要使电路消耗的功率最小,根据P=UI、欧姆定律和串联电路的特点可知,应使R2接入电路的阻值为允许的最大值,此时电路中的电流最小,R2两端电压即电压表示数为允许的最大值。假设电压表示数能达到其量程最大值15 V,此时R1两端的电压: U1=U-U2大=18 V-15 V=3 V, 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 77 此时电路中的电流:I小===0.15 A, 此时R2接入电路的阻值:R2'===100 Ω, 因为100 Ω<120 Ω,所以假设成立,则电路消耗的最小功率: P小=UI小=18 V×0.15 A=2.7 W。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 78 考法❷　家用电器类相关计算 14.(2025·威海)某汽车加热座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60 W、30 W,电源电压为12 V。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。  　S1断开、S2接2　 　15　 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 79 15.(2025·济南)如图为某小组设计的电加热器的简化电路图,电源电压为 24 V,R1、R2为电热丝。旋钮开关S接1时,电路中的电流为 2 A;旋钮开关S 接2时,电路的总功率为12 W。请通过计算回答: (1)R2的阻值为多少? (2)旋钮开关S接2时,R2两端的电压为多少? (3)旋钮开关S接2时,R1工作5 min消耗的 电能为多少? 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 80 【答案】解:(1)旋钮开关S接1时,电路中只有R2连入电路,根据欧姆定律可知, R2的阻值:R2===12 Ω。 (2)旋钮开关S接2时,R1、R2串联接入电路,根据P=UI可知,电路中的电流: I===0.5 A, 根据欧姆定律可知,R2两端的电压:U2=IR2=0.5 A×12 Ω=6 V。 (3)旋钮开关S接2时,R1两端的电压:U1=U-U2=24 V-6 V=18 V, t=5 min=300 s,R1工作5 min消耗的电能:W=U1It=18 V×0.5 A×300 s=2 700 J。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 81 16.(2025·山东样卷)某兴趣小组利用温控开关制作了一个恒温箱,电路如图甲所示。其中温控开关S2的双金属片A、B由相同面积的黄铜和康铜制成,两种材料受热后因膨胀长度不同而发生弯曲,与触点分离,从而切断电路,如图乙所示。已知电源电压恒为36 V,R1的阻值为4 Ω,恒温箱的加热功率为396 W,忽略温控开关的电阻。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 82 (1)根据下表中两种材料的相关数据,判断金属片B所用的材料为　黄铜　;  材料 升高的 温度/℃ 原长/m 膨胀的 长度/mm 黄铜 10 1.0 0.20 康铜 10 1.0 0.11 (2)求R2的阻值; (3)求恒温箱在保温状态下工作5 min产生的热量。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 83 【答案】解:(2)由图甲可知,当电路处于加热状态时R1、R2并联,R1的功率: P1===324 W, 则R2的功率:P2=P-P1=396 W-324 W=72 W, 由P=得R2的阻值:R2===18 Ω。 (3)恒温箱在保温状态时只有R2工作,则恒温箱在保温状态下工作5 min产生的热量:Q=P2 t=72 W×5×60 s=21 600 J。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 84 17.(2025·威海)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(24 V　96 W),灯泡L(18 V　5.4 W),滑动变阻器R(50 Ω　1 A),电流表(0~0.6 A)。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 85 (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2 Ω)正常工作5 min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) 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 86 【答案】解:(1)电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用,这个力 的方向跟电流方向、磁场方向有关,通过控制开关S1、S2,只改变通过电动 机的电流方向,则电动机中线圈的转动方向改变,从而实现前进、后退。 (2)t=5 min=300 s, 电动机正常工作5 min消耗的电能:W=P动t=96 W×300 s=2.88×104 J, 根据P=UI可知,电动机正常工作时通过线圈的电流:I动===4 A, 电动机正常工作5 min产生的热量:Q=R动t=(4 A)2×2 Ω×300 s=9 600 J。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 87 (3)根据P=UI可知,灯泡L的额定电流:I灯===0.3 A, 滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,电流表允许通过的最大电流为 0.6 A,因此灯泡L所在支路允许通过的最大电流I大=I灯=0.3 A, 电动机可以正常工作,则电源电压U=U动=24 V,R连入电路的阻值最小时 其两端电压:UR=U-U灯=24 V-18 V=6 V, R连入电路的最小阻值:R小===20 Ω。 1 3 5 7 9 11 13 15 17 题序 2 4 6 8 10 12 14 16 88 89 $