压轴03 电功和电功率（压轴题专练）（江苏专用）2026年中考物理终极冲刺讲练测

压轴03 电功和电功率（8大核心考向） 命题预测 2026中考关于电功和电功率的考查仍会以压轴综合题的形式出现，大概率会结合电热、动态电路、图像分析进行命题，常结合生活用电器情境设置问题，核心考查电功、电功率、电热效率的相关计算，同时会结合欧姆定律、串并联电路的特点考查学生的公式应用和逻辑分析能力，是中考物理拉开分数差距的关键考点。接下来我们梳理该专题的三大核心考向，拆解核心规律与解题方法。 高频考法 1. 电能表的相关计算 2. 电功率的动态变化问题 3. 灯泡的亮度问题 4. 电功率的范围计算问题 5. 电热器的多档位问题 6. 焦耳定律和热学的综合应用 7. 含电磁继电器电路的综合计算 8. 电磁继电器的自动化控制 知识·技法·思维 一、电功和电功率的规律 串联 并联 图例 电功 电功率 比例关系 二、电能表的相关计算 电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表。根据电能表上的有关参数，进行电功和电功率的计算 （1）由电能表转盘的转数n和每消耗1kW·h电能的转数N，计算消耗的电能W，即； （2）根据消耗的电能W和时间t，计算用电器的功率P，即； （3）根据电能表的工作电压U和允许通过的最大电流I，计算这个电能表允许接入的用电器的最大功率P=UI。 三、电功率的极值问题 如下图，由可知，电源电压一定时，当电路总电阻最大时(滑片移到最左端)，电路电流最小，电路消耗的总功率最小，即 当电路总电阻最小时(滑片移到最右端)，电路电流最大，电路消耗的总功率最大，即 滑动变阻器的功率与电流或电压的关系：或 四、家用电器的档位问题 1. 串联式加热保温问题 （1）当开关S断开时，保温档，其保温功率：； （2）当开关S闭合时（对R1短路），加热档，其加热功率：； 2. 并联式加热保温问题 （1）当开关S断开时，保温档，其保温功率：； （2）当开关S闭合时，加热档，其加热功率：； 3. 特别注意 比较高低温档，实际上比较消耗的实际功率的大小问题。高温档表示消耗实际功率较大，保温档表示消耗的实际功率较少的。 五、电热综合 1. 电热的计算 (1)公式： (2)导出式：(仅适用于纯电阻电路) 注意：凡是要计算电热，都应首选，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量 2. 电功和电热的比较 对任何电路，电流做的功恒为；电流产生的热量恒为 (1)在纯电阻电路中，由于，因此，即电流做的功全部转化为电热 (2)在非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽的电路)中，电流做的功只有很少一部分转化为电热，绝大部分转化成其他形式的能(机械能或化学能等)。因此，W>Q，即，根据能量转化和能量守恒定律知，在非纯电阻电路中满足：电功=电热+其他形式的能 3. 电功率和热功率的比较 (1)对纯电阻电路，。电功率和热功率可用计算。 (2)对非纯电阻电路，。电功率用计算，热功率只能用计算 典例·靶向·突破 题型01 电能表的相关计算 【典例1】（2026·江苏苏州·模拟预测）图甲是一款电中药壶，图乙是其内部简化电路，定值电阻、中只有为加热管。该壶的额定电压为220V，加热时的额定功率为1210W，则额定电流为___________A。正常工作时加热管在加热和保温时的功率之比为49∶4，则定值电阻的阻值为___________。若家庭电路中仅有该壶工作6min，如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次，则此过程中该壶的实际功率为___________W。 题型02 电功率的动态变化问题 【典例2】（2025·江苏徐州·二模）如图所示电路，电源电压不变，，是最大阻值为的滑动变阻器。闭合开关，滑动变阻器的滑片P在端时，电流表的读数为。求： (1)电源电压； (2)在保证电路安全的情况下，滑片P从端向左滑动的过程中，滑动变阻器最大功率。 题型03 灯泡的亮度问题 【典例3】（2025·江苏南通·模拟预测）如图所示，电源电压恒定，灯泡L规格为“8V  4W”（忽略温度对灯泡电阻的影响），滑动变阻器最大阻值为40Ω，为定值电阻。闭合S，将接1，移动滑片使灯泡正常发光；将接2，滑片移至a端，电流表示数为1A，滑片移至b端，电流表示数为0.2A。 求： (1)S闭合、接2，滑片移至b端时，滑动变阻器消耗的电功率； (2)电源电压； (3)S闭合、接1，灯泡正常发光时，滑动变阻器工作1min消耗的电能。 题型04 电功率的范围计算问题 【典例4】（2025·江苏宿迁·二模）某品牌汽车安装有电加热座椅垫，该座椅垫有“高温”“低温”两个挡位，其电路简化原理图如图甲所示，其中电源电压为60V保持不变，熔断器（电阻忽略不计）的熔断电流为2.5A，高温功率为90W，低温功率为40W。求： (1)R1的阻值； (2)小明把电路原理图改为乙图，也设有两个挡位，但有一个挡位无法正常使用，请通过计算分析原因； (3)小朋把电路原理图改为丙图，移动滑片可以连续调节R1的电功率，滑动变阻器最大阻值为75Ω，求R1的功率范围。 题型05 电热器的多档位问题 【典例5】（25-26九年级上·重庆合川·期末）小华家有一台老式挂烫机，其规格为“220V，968W”，但其只有一个加热挡位。小华利用所学知识将买来的新电阻连入电路，将其改装为有高温加热和低温加热两挡位的电路，如图甲所示，熔断器的电阻忽略不计，允许通过的最大电流为7A。 (1)改装后，高温加热挡工作时通过熔断器的电流为多少? (2)改装后，低温加热挡加热10min，挂烫机加热区产生的热量为多少? (3)小华又设计了如图乙所示的挂烫机电路图，与图甲相比，图乙设计的电路图有加热功率更大，且互不影响等优点，但老师看完图乙所示的方案，说此方案有不合理之处，请你通过计算找出该方案的不合理之处。 题型06 焦耳定律和热学的综合应用 【典例6】（2020·江苏苏州·一模）张阳家新买了一口电饭锅，如图所示，通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态，图中乙是电饭锅的电路图，R1是电阻（发热忽略不计），R2是加热用的电热丝。 (1)自动开关S接通或断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由。 (2)要是R2在保温状态下的功率是加热状态下的九分之一，R1与R2应满足什么关系？ (3)“母亲节”到了，张阳想为妈妈准备泡脚水，由于水温较低，小梦先从盛有5kg水的桶中取出2kg水倒入电饭锅中加热4min后，将水倒回水桶中，经过测量桶中水温升高了20℃（整个过程不计能量损失水的比热容为4200J/(kg·℃)，请计算R2的阻值。 题型07 含电磁继电器电路的综合计算 【典例7】（2023·江苏盐城·中考真题）图甲是一款自动注水、喷淋系统电路图。控制电路的电源电压U1＝12V，RF为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路总电流随时间变化的图像。当通过电磁铁线圈中的电流为0.1A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。求： (1)当衔铁恰好被吸下时电阻RF的阻值； (2)喷淋系统的电功率； (3)500s内受控电路消耗的电能。 题型08 电磁继电器的自动化控制 【典例8】（2025·江苏镇江·二模）如图1为小明自制的水位自动控制装置。用将正方体物块a挂在衔铁A端，柱形容器放置在压敏电阻R上，衔铁和R均保持水平。闭合S1、S2，调节，当线圈中电流时，衔铁与C接触，电动机带动水泵向容器内注水；当电流时，衔铁与D接触，另一电动机带动水泵向外排水，从而控制容器内水位差不变。已知：a边长为10cm，；电磁铁对衔铁的引力作用在B点；为整个排水过程， a受到的浮力和拉力大小随时间的变化图像如图2； R随拉力大小的变化图像如图3。（不计衔铁、细线和容器重，忽略线圈电阻和衔铁在CD间移动的距离，g=10N/kg） (1)带动水泵注水的电动机是___________；（选填“M1”或“M2”） (2)图2中图线___________表示拉力随时间的变化关系。a的重力为___________N。衔铁刚被吸下时，B点受力为___________N； (3)求柱形容器的底面积； (4)要减小该装置能控制的最低水位，可采用的方法是___________。 A．仅减小R0的阻值 B．仅将支点O向右移 C．a的体积不变减小密度 D．仅减小线圈匝数 1．（2024·陕西西安·二模）小明家有一款高、中、低三挡家用电火锅，如图甲所示是它的简化电路图，内部有四个阻值相同的电热丝R（阻值不变），可通过旋钮开关实现高、中、低挡位切换。如图乙所示是小明家的电能表，此时的读数为______kW·h。小明关闭家中其他用电器，只让电火锅工作，当旋钮开关转至“1”时，电火锅处于______挡；2min内，观察到电能表转过50r，此时电火锅的实际功率为______W；电火锅挡位不变，将家中额定功率2000W的烧水壶接入电路的瞬间，空气开关跳闸，原因可能是______。 2．（2025·江苏南京·一模）如图示某品牌多功能牛奶加热器，其简化电路图如图乙所示。当开关S转到1或2或3不同触点时，加热器可以实现高温消毒、恒温保温、加热三个不同挡位。加热挡时，牛奶加热器的功率为200W。已知牛奶的比热容c=2.5×103J/（kg•℃），R1=R2，消毒挡的功率为保温挡的4倍。当装有300g、初温为22℃的牛奶的奶瓶置于加热器中，加热器对牛奶加热，2min后可以将牛奶加热到42℃。 (1)加热器工作时，电阻丝是通过______方式增加内能； (2)加热牛奶的过程中消耗的电能能让标有“1200imp/（kW•h）”字样的电能表指示灯闪烁______次。 (3)加热牛奶的过程中，加热器的加热效率是______%； (4)若要使加热挡和保温挡的功率均提升10%，高温挡功率不变，需要对R2和R3的阻值进行调整，则调整后R2与R3阻值变化量 =______。 3．（2025·江苏盐城·一模）音乐喷泉是集声光电技术于—体的装置，它通过电脑采集音乐的声音频率特征，并将其转 化为控制信号，控制水泵喷出水柱，形成喷泉。如图甲为控制喷泉工作的模拟电路，控制电 路电源电压 Ua，呈周期性变化（如图乙所示），定值电阻 R1=2Ω ，E为具有特殊功能的电子 元件，当 Ua<6V 时，电路中没有电流通过；当 Ua≥6V 时，E 两端电压恒为 6V，当线圈中通 过的电流I≥2A 时，电磁继电器衔铁被吸下，水泵启动喷水（不计线圈电阻）已知水泵每秒 可喷出水的体积为 2×10-3m3，求： (1)t＝3s 时，线圈中通过的电流； (2)电磁继电器衔铁刚好被吸下水泵启动喷水时，电阻 R1 的功率； (3)在 0～6s 内，水泵喷水的总质量。 4．（2026·江苏连云港·一模）某学校食堂购置了一批加热餐台，如图甲所示。通电后加热器中的水为上方饭菜提供所需的热量，容器中水的质量为10kg。加热器简化电路如图乙所示，旋转开关S分别连通0、1、2触点，可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。R1、R2是定值电阻，R1=24.2Ω。加热器使用的电源电压恒为220V，加热器保温挡的功率为400W。已知水的比热容=4.2×103J/（kg·℃），求： (1)加热器快速加热挡的电功率； (2)加热器中电阻R2的阻值； (3)用加热器将容器中的水从10℃快速加热到100℃，若加热器加热水的效率为90%，则需要加热多少秒？ 5．（2026·江苏苏州·模拟预测）当今，许多家庭在坐便器上也安装了有加热、冲洗等功能的智能电热马桶盖，如图甲所示。其简化电路如图乙所示，定值电阻R1和R2是两个电热丝，其中，开关S2可接a或b，当它接入家庭电路中正常工作时，有高温、中温、低温三挡可调节，其额定电压为220V。 (1)当S1断开，S2接b端时，此时该电路应处于___________挡位（选填“高温”“中温”或“低温”）。 (2)当S1闭合，S2接a端，电路正常工作时，电路中总功率为99W，请计算出R1的电阻值。 (3)请计算此智能电热马桶盖处于低温挡时，正常工作3min产生的热量大小。 6．（2023·江苏宿迁·三模）如图甲，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V”字样，灯泡L的电流与两端电压的关系如图乙。定值电阻为20Ω，滑动变阻器上标有“50Ω1A”，电流表量程为0~3A。当闭合开关，断开开关、时，灯泡L正常发光。求： （1）灯泡正常发光时的电阻和电源电压； （2）当闭合开关，断开开关、时，调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W，滑动变阻器10s内产生的热量； （3）当开关、、均闭合时，电路允许消耗的最大功率。 7．（2025·江苏南通·二模）某创新小组设计了简易坐位体前屈测试仪，图甲、乙分别是它的示意图和简化原理图。使用时，测试者向前推动测试仪的滑块M，实际上是移动变阻器的滑片，电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压不变，灯泡L标有“8V”字样，图丙是灯泡L的图象。小海进行测试时，电压表的示数为8V，电流表示数为0.2A，求： (1)灯泡的额定功率； (2)电源电压； (3)某次测试，变阻器接入电路的阻值为10，通电5min，变阻器消耗的电能。（提示：已在图丙中作出的图像） 8．（2024·江苏徐州·二模）如图电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V 4.8W”，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω 0.5A”。当R2的滑片P置于最左端时，只闭合S1，灯泡正常发光。 （1）求小灯泡的额定电流； （2）滑片P置于最右端，只闭合S2，移动滑片P，使R2的电功率占电路总功率的比值最小，则R2的电功率多大？ 9．（2025·江苏无锡·三模）清代《理论骈文》一书中有这样的记载：“临卧滛足，三阴皆起于足，指寒又从足心入，濯之所以温阴，而却寒也。”小明的外婆坚持每天泡脚，表格为他家的电动足浴盆的相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两部分（如甲所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，加热至40℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。 额定电压：220V 频率：50Hz 加热功率：2100W 保温功率：100W 最大注水量：5kg (1)电磁铁上端为___________极，处于加热状态时，继电器衔铁的触点应该与___________（填“A”或“B”）相连； (2)求R1、R2的阻值； (3)在某次使用过程中，小明在足浴盆中加入20℃的水至最大注水量。足浴盆加热4min后进入保温模式，则加热过程中消耗的电能是多少？加热效率是多少？c水=4.2×103J/(kg·℃) (4)为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到___________Ω； (5)天气寒冷想要升高足浴盆保温温度，请提出一条改进的措施___________。 10．（2026·江苏无锡·一模）近几年我市进行老旧小区改造，不少多层楼房安装了电梯。图甲是某小区电梯的结构示意图，它由轿厢、配重、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，轿厢质量为400kg，配重质量为300kg，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关S1，电梯没有超载时，再闭合运行开关S2，电动机正常工作；超载时（即控制电路中的电流），电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为9V，定值电阻R1的阻值为20Ω，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底面压力传感器R2的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示。 (1)由丙图可知，当压力传感器所受压力F增大，压力传感器电阻R2的阻值将________（选填“变大”或“变小”）。 (2)该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为________N；超载时，图乙中触点将与________点接触（选填“A”或“B”），电铃发出报警铃声。 (3)该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为8000N，试通过计算判断电梯是否超载。 (4)如图丁所示是某次电梯上升时的v-t图像，若轿厢内人和货物总重为5000N，求电梯匀速上升运行阶段，电动机牵引轿厢的钢丝绳做功的功率。 11．（2025·江苏无锡·二模）中考体检时，我们都要测量体重，常用的测量工具是人体秤。测量时如图甲所示。秤中的力敏传感器由弹性体和金属电阻丝R组成，电阻丝粘贴在弹性体上，但两者之间隔有绝缘材料。当秤台上有重物时，弹性体被压缩，电阻丝R随之变短，阻值发生变化。据此原理，小明利用力敏传感器设计了一种既能称量物重，又能实现报警的人体秤的模拟电路，如图乙所示。电源电压为3V，电流表量程为0~0.6A。闭合开关后，秤台上不放重物时，电流表示数为0.25A，随着秤台重物的增加，电流表示数会发生变化，当电流达到0.4A，电磁铁会吸引衔铁，动、静触点接触，电路报警。（电磁铁线圈电阻不计） 报警灯L的额定电压为3V，其电流随电压变化规律如图丙所示，电阻丝R阻值的减少量与所测物体质量的增加量成正比，当秤台上物体的质量为10kg，力敏电阻R的变化量为1Ω； (1)闭合开关，秤台不放重物时灯泡L的功率是多少W？此时电阻丝R阻值为多少Ω？ (2)当电流表示数为0.4A时，电阻丝R阻值为多少Ω？秤台上物体的质量为多少kg？ (3)开关闭合后，当体重过大，电磁铁吸引衔铁，电路报警，灯L亮度______（变亮/不变/变暗）。若报警灯L放在a处，人体秤正常工作时灯泡不发光，当电流表示数为0.4A时，吸引衔铁，L发光而报警，秤台所称物体质量的最大值和图乙相比______（更大/相同/更小）。若报警灯L放在b处，人体秤正常工作时灯泡发光，当电流表示数为0.4A时，吸引衔铁，L______（亮/闪烁），电路报警。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴03 电功和电功率（8大核心考向） 参考答案 题型01 电能表的相关计算 【典例1】5.5 100 1000 题型02 电功率的动态变化问题 【典例2】(1)24V (2)4.8W 【详解】（1）如图两电阻串联，，是最大阻值为，闭合开关，滑动变阻器的滑片P在端时，电流表的读数为。 此时 电源电压 （2）根据可知，变阻器的功率可表示为 当，滑动变阻器最大功率 题型03 灯泡的亮度问题 【典例3】(1)1.6W (2)10V (3) 60J 【详解】（1）当闭合、接2，滑片移至端时，滑动变阻器全部接入电路，，根据滑动变阻器消耗的电功率 （2）闭合、接2，滑片移至端时，滑动变阻器接入电阻为0，只有接入电路，电源电压① 滑片移至端时，与串联，电源电压② 联立①②，解得，电源电压 （3）灯泡正常发光时，电路电流等于灯泡额定电流 S闭合、接1，灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器两端电压 滑动变阻器消耗的电能 题型04 电功率的范围计算问题 【典例4】(1)50Ω (2)见解析 (3)（11.52~72）W 【详解】（1）由图甲知，开关接时，电路中仅有R2，开关接时，R1和R2串联，根据串联电路的电阻特点，串联时电路总电阻最大，由，开关接时，电路处于高温挡，开关接时，电路处于低温挡。 开关接时， 开关接时， 则可得R1的阻值为 （2）由图乙可知，开关接时，两电阻并联，此时电路的电流最大，电功率最大，根据欧姆定律可得， 并联的总电流为 熔断丝会熔断，故有一个挡位无法正常使用。 （3）由图丙可知，当滑片在最下端时，电路中仅有R1，当滑片在最上端时，R1和滑动变阻器的最大值串联，串联电路总电阻最大，根据欧姆定律可得，串联时，通过电路的电流较小，由可知，串联时，R1的电功率最小。 当滑片在最上端时，电路中的电流为 R1的电功率为 当滑片在最下端时，R1的电功率为 则R1的功率范围是（11.52~72）W 题型05 电热器的多档位问题 【典例5】(1)4.4A (2)1.2×10⁵J (3)见解析 【详解】（1）由电路图甲可知，当开关S、S1都闭合时，电阻R1被短路，只有电阻R接入电路，此时电路的总电阻最小，根据电功率公式可知，此时电路的总功率最大，处于高温加热挡； 由题意可知，挂烫机高温加热挡的功率为原挂烫机的额定功率即，根据电功率公式可得，高温加热挡工作时通过熔断器的电流为 （2）由可得，挂烫机加热区的电阻R为 由电路图甲可知，当开关S闭合、S1断开时，电阻R和R1串联，此时电路的总电阻最大，根据电功率公式可知，此时电路的总功率最小，处于低温加热挡； 则低温加热挡电路的总电阻为 由可得，此时电路中的电流为 由可得，低温加热挡加热10min，挂烫机加热区产生的热量为 （3）由电路图乙，当开关S、S1都闭合时，电阻R和R1并联，此时电路的总功率最大，通过熔断器的电流为干路的总电流，由可得，通过电阻R的支路电流为 通过电阻R1的支路电流为 根据并联电路的电流特点可得，干路的总电流约为 因为电路总电流大于熔断器允许通过的最大电流7A，所以当挂烫机处于最大功率工作时，熔断器会熔断，导致电路无法正常工作，因此，该方案不合理。 题型06 焦耳定律和热学的综合应用 【典例6】(1)见解析；(2)R1=2R2；(3)27.7Ω 【分析】(1)先判断自动开关断开或闭合的电路结构，然后根据进行电路的工作状态； (2)根据功率的关系，结合功率的公式求出两电阻间的关系； (3)根据求出水吸收的热量，不计能量损失，根据W=Q吸以及即可求出R2的阻值。 【详解】解：(1)当自动开关S断开时，R1、R2串联，此时电饭锅的功率 当S闭合时，R1被短路，电路为R2的基本电路，此时电饭锅的功率 因为P1＜P2，所以自动开关断开时是保温状态，自动开关闭合时是加热状态。 (2)由欧姆定律和可得，在保温状态下R2的功率 在加热状态下R2的功率 由题意知，， 化简可得R1=2R2，此时R2保温状态下的功率是加热状态下的九分之一。 (3)桶中水温升高了20℃，则桶中水吸收的热量 由题意可知，消耗的电能W=Q吸=4.2×105J 由可得，R2的阻值 答：(1)S断开时，R1、R2串联，此时电饭锅的功率：；S闭合时，R1被短路，电路为R2的基本电路，此时电饭锅的功率：；因为P1＜P2，所以自动开关断开时是保温状态，自动开关闭合时是加热状态； (2)当R1=2R2时，R2在保温状态下的功率是加热状态下的九分之一； (3)R2的阻值为27.7Ω。 【点睛】本题考查了功率公式的理解、电饭煲的加热与保温的电路分析以及吸热公式和电功计算公式的应用，关键是结合欧姆定律和功、功率的公式综合分析求解，注意不计热量损失时，水吸收的热量等于的电能。 题型07 含电磁继电器电路的综合计算 【典例7】(1)120Ω (2)220W (3) 【详解】（1）当衔铁恰好被吸下时，控制电路中的电流。控制电路的电源电压。由于电磁铁线圈的电阻忽略不计，根据欧姆定律可得，此时压敏电阻 的阻值为 （2）由电路图甲可知，喷淋系统始终工作，而注水系统会停止工作。结合图像乙可知，在400s到500s时间段内，受控电路的电流为1A，此时为喷淋系统工作。设受控电路的电源电压为，喷淋系统工作时的电流为。由题意可知，。则喷淋系统的电功率为 （3）由图像乙可知，受控电路在 500s 内的工作分为两个阶段：第一阶段（0~400s）：注水系统和喷淋系统同时工作。工作时间，电流。此阶段消耗的电能为 第二阶段（400s~500s）：喷淋系统工作。工作时间 电流。此阶段消耗的电能为 500s 内受控电路消耗的总电能为 题型08 电磁继电器的自动化控制 【典例8】(1)M1 (2)① 5 0.25 (3) (4)AC 1． 2024.5 低 500 发生了短路 2．(1)做功 (2)8 (3)62.5% (4)1∶3 3．(1)4.5A (2)8W (3)4kg 【详解】（1）由图乙知道，当t=3s时，电源电压是15V，定值电阻两端的电压为 线圈中通过的电流 （2）根据题意知道，水泵启动喷水时，当线圈中通过的电流I≥2A，则根据欧姆定律知道 则根据串联电路的电压特点知道，电源电压 此时，电阻R1的功率 （3）当Ua＜6伏时，电路中没有电流通过，水泵不工作；当线圈中通过的电流I≥2A时，电磁继电器衔铁被吸下，水泵启动喷水，控制电路两端的电压≥10V，由图乙知道，电压在3s内由0V增大到15V，又在3s内由15V减小到0V，那么每秒电压的变化量为5V，据此推算0～2s内电源电压小于10V，水泵不工作；2s～4s内电源电压大于等于10V，水泵启动喷水；已知水泵每秒可喷出水的体积为2×10-3m3，则在0～6s内喷时间是2s，则这段时间喷水的质量为 4．(1)2000W (2)96.8Ω (3)2100s 【详解】（1）当旋转开关S连通1触点，电路为R1的简单电路，电路电阻较小，根据可知，电功率较大，处于快速加热挡； 当旋转开关S连通2触点，R1、R2串联，电路中的电阻较大，根据可知，电功率较小，处于保温挡，加热器快速加热挡的电功率为 （2）加热器保温挡时电路中的总电阻为 根据串联电路中的电阻规律可知 （3）水吸收的热量为 已知加热器加热水的效率为90%，由可得，加热器消耗的电能为 加热器加热水的时间为 5．(1)低温 (2) (3) 【详解】（1）当断开，接b端时，、串联，当闭合，接a端时，、并联，当闭合，接b端时，只有工作，根据串并联电路的电阻特点可知，当断开，接b端时，、串联，电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，智能电热马桶盖处于低温挡。 （2）当闭合，接a端时，、并联，电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，智能电热马桶盖处于高温挡，的功率 的电功率为 的阻值 （3）智能电热马桶盖处于低温挡时，电路中的总电阻 低温挡时电路中的电流 正常工作3min产生的热量 6．（1）12Ω、16V；（2）52J；（3）28.8W 【详解】解：（1）由图乙可知，当灯泡两端的电压为6V时，通过灯的电流为0.5A，由欧姆定律可得泡L正常发光时的电阻为 根据电路图可知，闭合开关S2，断开开关S1、S3时，灯泡与R2串联，电流表A测量电路电流；因灯泡正常发光，所以电路中的电流I=IL=0.5A 定值电阻R2两端电压U2=IR2=0.5A×20Ω=10V 因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电源电压U=UL+U2=6V+10V=16V （2）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，灯泡与变阻器R1串联，根据图象可知：灯泡两端的电压为3V，通过灯泡的电流为0.4A时，灯泡消耗的功率为1.2W，根据因串联电路中各处的电流相等，则电路中电流I′=IL′=0.4A 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压U1=U-UL′=16V-3V=13V 滑动变阻器10s内产生的热量Q=W1=U1I′t=13V×0.4A×10s=52J （3）由电路图可知，当开关S1、S2、S3均闭合时，R1、R2并联，电流表测量干路电流；通过R2的电流 由于滑动变阻器R1上标有“50Ω1A”，所以，当通过R1的最大电流I1大=1A时，干路电流 I=I1大+I2=1A+0.8A=1.8A<3A 因电流表A的量程为0~3A，所以，干路电流最大为I最大=I=1.8A，则电路允许消耗的最大功率P最大=UI最大=16V×1.8A=28.8W 答：（1）灯泡正常工作时的电阻为12Ω；电源电压为16V； （2）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W，滑动变阻器10s内消耗的电能为52J； （3）当开关S1、S2、S3均闭合时，电路允许消耗的最大功率为28.8W。 7．(1)4.8W (2)9V (3)750J 【详解】（1）由图丙可知，当灯泡两端电压为时， 所以，灯泡的额定功率为 （2）由图乙可知，滑动变阻器与灯泡L串联，小海测试时，电压表的示数为，电流表示数为0.2A，则由图丙可知：当电流时，灯泡两端的电压为 根据串联分压可得，电源电压为 （3）由图丙可知，当小灯泡两端电压为时，电路中的电流为，且此时滑动变阻器两端电压为 由串联分压规律可得： 所以，此时电路状态与题目信息相符。 已知通电时间为，所以通电5min，变阻器消耗的电能为 8．（1）0.8A；（2）0.5W 【详解】解：（1）由可得，小灯泡的额定电流 （2）滑片P置于最右端，只闭合S2时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电路中各处的电流相等，所以，由可得，R2的电功率与电路总功率的比值 要使这个比值最小，则要最大，滑动变阻器R2接入电路的电阻应最小，由滑动变阻器的铭牌可知，电路中的最大电流为I大＝0.5A时，变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路的总电阻 则R2的最小电阻 则当R2为2Ω时，R2的电功率占电路总功率的比值最小，此时R2的电功率 答：（1）小灯泡的额定电流为0.8A； （2）滑片P置于最右端，只闭合S2，移动滑片P，使R2的电功率占电路总功率的比值最小，则R2的电功率为0.5W。 9．(1) N B (2)， (3)83.3% (4)160Ω (5)需要减小滑动变阻器R的阻值 10．(1)变小 (2)3000 A (3)电梯超载 (4) 11．(1)0.25W，8Ω (2)55kg (3)变亮 更小 闪烁 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴03 电功和电功率（8大核心考向） 命题预测 2026中考关于电功和电功率的考查仍会以压轴综合题的形式出现，大概率会结合电热、动态电路、图像分析进行命题，常结合生活用电器情境设置问题，核心考查电功、电功率、电热效率的相关计算，同时会结合欧姆定律、串并联电路的特点考查学生的公式应用和逻辑分析能力，是中考物理拉开分数差距的关键考点。接下来我们梳理该专题的三大核心考向，拆解核心规律与解题方法。 高频考法 1. 电能表的相关计算 2. 电功率的动态变化问题 3. 灯泡的亮度问题 4. 电功率的范围计算问题 5. 电热器的多档位问题 6. 焦耳定律和热学的综合应用 7. 含电磁继电器电路的综合计算 8. 电磁继电器的自动化控制 知识·技法·思维 一、电功和电功率的规律 串联 并联 图例 电功 电功率 比例关系 二、电能表的相关计算 电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表。根据电能表上的有关参数，进行电功和电功率的计算 （1）由电能表转盘的转数n和每消耗1kW·h电能的转数N，计算消耗的电能W，即； （2）根据消耗的电能W和时间t，计算用电器的功率P，即； （3）根据电能表的工作电压U和允许通过的最大电流I，计算这个电能表允许接入的用电器的最大功率P=UI。 三、电功率的极值问题 如下图，由可知，电源电压一定时，当电路总电阻最大时(滑片移到最左端)，电路电流最小，电路消耗的总功率最小，即 当电路总电阻最小时(滑片移到最右端)，电路电流最大，电路消耗的总功率最大，即 滑动变阻器的功率与电流或电压的关系：或 四、家用电器的档位问题 1. 串联式加热保温问题 （1）当开关S断开时，保温档，其保温功率：； （2）当开关S闭合时（对R1短路），加热档，其加热功率：； 2. 并联式加热保温问题 （1）当开关S断开时，保温档，其保温功率：； （2）当开关S闭合时，加热档，其加热功率：； 3. 特别注意 比较高低温档，实际上比较消耗的实际功率的大小问题。高温档表示消耗实际功率较大，保温档表示消耗的实际功率较少的。 五、电热综合 1. 电热的计算 (1)公式： (2)导出式：(仅适用于纯电阻电路) 注意：凡是要计算电热，都应首选，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量 2. 电功和电热的比较 对任何电路，电流做的功恒为；电流产生的热量恒为 (1)在纯电阻电路中，由于，因此，即电流做的功全部转化为电热 (2)在非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽的电路)中，电流做的功只有很少一部分转化为电热，绝大部分转化成其他形式的能(机械能或化学能等)。因此，W>Q，即，根据能量转化和能量守恒定律知，在非纯电阻电路中满足：电功=电热+其他形式的能 3. 电功率和热功率的比较 (1)对纯电阻电路，。电功率和热功率可用计算。 (2)对非纯电阻电路，。电功率用计算，热功率只能用计算 典例·靶向·突破 题型01 电能表的相关计算 【典例1】（2026·江苏苏州·模拟预测）图甲是一款电中药壶，图乙是其内部简化电路，定值电阻、中只有为加热管。该壶的额定电压为220V，加热时的额定功率为1210W，则额定电流为___________A。正常工作时加热管在加热和保温时的功率之比为49∶4，则定值电阻的阻值为___________。若家庭电路中仅有该壶工作6min，如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次，则此过程中该壶的实际功率为___________W。 【答案】 5.5 100 1000 【详解】[1]额定电流为 [2]根据 可知，电源电压一定时，总电阻越小，总功率越大；如图所示，两个开关都闭合时，只有R1工作，为加热挡；R1的阻值为 当开关S闭合，S1断开，两电阻串联，总电阻最大，为保温挡，正常工作时加热管在加热和保温时的功率之比为49∶4，即 保温时，加热管的功率为 保温时，加热管两端电压为 通过的电流为 保温时，的电压为 定值电阻的阻值为 [3]此过程中该壶消耗的电能为 若家庭电路中仅有该壶工作6min，该壶的实际功率为 题型02 电功率的动态变化问题 【典例2】（2025·江苏徐州·二模）如图所示电路，电源电压不变，，是最大阻值为的滑动变阻器。闭合开关，滑动变阻器的滑片P在端时，电流表的读数为。求： (1)电源电压； (2)在保证电路安全的情况下，滑片P从端向左滑动的过程中，滑动变阻器最大功率。 【答案】(1)24V (2)4.8W 【详解】（1）如图两电阻串联，，是最大阻值为，闭合开关，滑动变阻器的滑片P在端时，电流表的读数为。 此时 电源电压 （2）根据可知，变阻器的功率可表示为 当，滑动变阻器最大功率 题型03 灯泡的亮度问题 【典例3】（2025·江苏南通·模拟预测）如图所示，电源电压恒定，灯泡L规格为“8V  4W”（忽略温度对灯泡电阻的影响），滑动变阻器最大阻值为40Ω，为定值电阻。闭合S，将接1，移动滑片使灯泡正常发光；将接2，滑片移至a端，电流表示数为1A，滑片移至b端，电流表示数为0.2A。 求： (1)S闭合、接2，滑片移至b端时，滑动变阻器消耗的电功率； (2)电源电压； (3)S闭合、接1，灯泡正常发光时，滑动变阻器工作1min消耗的电能。 【答案】(1)1.6W (2)10V (3) 60J 【详解】（1）当闭合、接2，滑片移至端时，滑动变阻器全部接入电路，，根据滑动变阻器消耗的电功率 （2）闭合、接2，滑片移至端时，滑动变阻器接入电阻为0，只有接入电路，电源电压① 滑片移至端时，与串联，电源电压② 联立①②，解得，电源电压 （3）灯泡正常发光时，电路电流等于灯泡额定电流 S闭合、接1，灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器两端电压 滑动变阻器消耗的电能 题型04 电功率的范围计算问题 【典例4】（2025·江苏宿迁·二模）某品牌汽车安装有电加热座椅垫，该座椅垫有“高温”“低温”两个挡位，其电路简化原理图如图甲所示，其中电源电压为60V保持不变，熔断器（电阻忽略不计）的熔断电流为2.5A，高温功率为90W，低温功率为40W。求： (1)R1的阻值； (2)小明把电路原理图改为乙图，也设有两个挡位，但有一个挡位无法正常使用，请通过计算分析原因； (3)小朋把电路原理图改为丙图，移动滑片可以连续调节R1的电功率，滑动变阻器最大阻值为75Ω，求R1的功率范围。 【答案】(1)50Ω (2)见解析 (3)（11.52~72）W 【详解】（1）由图甲知，开关接时，电路中仅有R2，开关接时，R1和R2串联，根据串联电路的电阻特点，串联时电路总电阻最大，由，开关接时，电路处于高温挡，开关接时，电路处于低温挡。 开关接时， 开关接时， 则可得R1的阻值为 （2）由图乙可知，开关接时，两电阻并联，此时电路的电流最大，电功率最大，根据欧姆定律可得， 并联的总电流为 熔断丝会熔断，故有一个挡位无法正常使用。 （3）由图丙可知，当滑片在最下端时，电路中仅有R1，当滑片在最上端时，R1和滑动变阻器的最大值串联，串联电路总电阻最大，根据欧姆定律可得，串联时，通过电路的电流较小，由可知，串联时，R1的电功率最小。 当滑片在最上端时，电路中的电流为 R1的电功率为 当滑片在最下端时，R1的电功率为 则R1的功率范围是（11.52~72）W 题型05 电热器的多档位问题 【典例5】（25-26九年级上·重庆合川·期末）小华家有一台老式挂烫机，其规格为“220V，968W”，但其只有一个加热挡位。小华利用所学知识将买来的新电阻连入电路，将其改装为有高温加热和低温加热两挡位的电路，如图甲所示，熔断器的电阻忽略不计，允许通过的最大电流为7A。 (1)改装后，高温加热挡工作时通过熔断器的电流为多少? (2)改装后，低温加热挡加热10min，挂烫机加热区产生的热量为多少? (3)小华又设计了如图乙所示的挂烫机电路图，与图甲相比，图乙设计的电路图有加热功率更大，且互不影响等优点，但老师看完图乙所示的方案，说此方案有不合理之处，请你通过计算找出该方案的不合理之处。 【答案】(1)4.4A (2)1.2×10⁵J (3)见解析 【详解】（1）由电路图甲可知，当开关S、S1都闭合时，电阻R1被短路，只有电阻R接入电路，此时电路的总电阻最小，根据电功率公式可知，此时电路的总功率最大，处于高温加热挡； 由题意可知，挂烫机高温加热挡的功率为原挂烫机的额定功率即，根据电功率公式可得，高温加热挡工作时通过熔断器的电流为 （2）由可得，挂烫机加热区的电阻R为 由电路图甲可知，当开关S闭合、S1断开时，电阻R和R1串联，此时电路的总电阻最大，根据电功率公式可知，此时电路的总功率最小，处于低温加热挡； 则低温加热挡电路的总电阻为 由可得，此时电路中的电流为 由可得，低温加热挡加热10min，挂烫机加热区产生的热量为 （3）由电路图乙，当开关S、S1都闭合时，电阻R和R1并联，此时电路的总功率最大，通过熔断器的电流为干路的总电流，由可得，通过电阻R的支路电流为 通过电阻R1的支路电流为 根据并联电路的电流特点可得，干路的总电流约为 因为电路总电流大于熔断器允许通过的最大电流7A，所以当挂烫机处于最大功率工作时，熔断器会熔断，导致电路无法正常工作，因此，该方案不合理。 题型06 焦耳定律和热学的综合应用 【典例6】（2020·江苏苏州·一模）张阳家新买了一口电饭锅，如图所示，通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态，图中乙是电饭锅的电路图，R1是电阻（发热忽略不计），R2是加热用的电热丝。 (1)自动开关S接通或断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由。 (2)要是R2在保温状态下的功率是加热状态下的九分之一，R1与R2应满足什么关系？ (3)“母亲节”到了，张阳想为妈妈准备泡脚水，由于水温较低，小梦先从盛有5kg水的桶中取出2kg水倒入电饭锅中加热4min后，将水倒回水桶中，经过测量桶中水温升高了20℃（整个过程不计能量损失水的比热容为4200J/(kg·℃)，请计算R2的阻值。 【答案】(1)见解析；(2)R1=2R2；(3)27.7Ω 【分析】(1)先判断自动开关断开或闭合的电路结构，然后根据进行电路的工作状态； (2)根据功率的关系，结合功率的公式求出两电阻间的关系； (3)根据求出水吸收的热量，不计能量损失，根据W=Q吸以及即可求出R2的阻值。 【详解】解：(1)当自动开关S断开时，R1、R2串联，此时电饭锅的功率 当S闭合时，R1被短路，电路为R2的基本电路，此时电饭锅的功率 因为P1＜P2，所以自动开关断开时是保温状态，自动开关闭合时是加热状态。 (2)由欧姆定律和可得，在保温状态下R2的功率 在加热状态下R2的功率 由题意知，， 化简可得R1=2R2，此时R2保温状态下的功率是加热状态下的九分之一。 (3)桶中水温升高了20℃，则桶中水吸收的热量 由题意可知，消耗的电能W=Q吸=4.2×105J 由可得，R2的阻值 答：(1)S断开时，R1、R2串联，此时电饭锅的功率：；S闭合时，R1被短路，电路为R2的基本电路，此时电饭锅的功率：；因为P1＜P2，所以自动开关断开时是保温状态，自动开关闭合时是加热状态； (2)当R1=2R2时，R2在保温状态下的功率是加热状态下的九分之一； (3)R2的阻值为27.7Ω。 【点睛】本题考查了功率公式的理解、电饭煲的加热与保温的电路分析以及吸热公式和电功计算公式的应用，关键是结合欧姆定律和功、功率的公式综合分析求解，注意不计热量损失时，水吸收的热量等于的电能。 题型07 含电磁继电器电路的综合计算 【典例7】（2023·江苏盐城·中考真题）图甲是一款自动注水、喷淋系统电路图。控制电路的电源电压U1＝12V，RF为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路总电流随时间变化的图像。当通过电磁铁线圈中的电流为0.1A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。求： (1)当衔铁恰好被吸下时电阻RF的阻值； (2)喷淋系统的电功率； (3)500s内受控电路消耗的电能。 【答案】(1)120Ω (2)220W (3) 【详解】（1）当衔铁恰好被吸下时，控制电路中的电流。控制电路的电源电压。由于电磁铁线圈的电阻忽略不计，根据欧姆定律可得，此时压敏电阻 的阻值为 （2）由电路图甲可知，喷淋系统始终工作，而注水系统会停止工作。结合图像乙可知，在400s到500s时间段内，受控电路的电流为1A，此时为喷淋系统工作。设受控电路的电源电压为，喷淋系统工作时的电流为。由题意可知，。则喷淋系统的电功率为 （3）由图像乙可知，受控电路在 500s 内的工作分为两个阶段：第一阶段（0~400s）：注水系统和喷淋系统同时工作。工作时间，电流。此阶段消耗的电能为 第二阶段（400s~500s）：喷淋系统工作。工作时间 电流。此阶段消耗的电能为 500s 内受控电路消耗的总电能为 题型08 电磁继电器的自动化控制 【典例8】（2025·江苏镇江·二模）如图1为小明自制的水位自动控制装置。用将正方体物块a挂在衔铁A端，柱形容器放置在压敏电阻R上，衔铁和R均保持水平。闭合S1、S2，调节，当线圈中电流时，衔铁与C接触，电动机带动水泵向容器内注水；当电流时，衔铁与D接触，另一电动机带动水泵向外排水，从而控制容器内水位差不变。已知：a边长为10cm，；电磁铁对衔铁的引力作用在B点；为整个排水过程， a受到的浮力和拉力大小随时间的变化图像如图2； R随拉力大小的变化图像如图3。（不计衔铁、细线和容器重，忽略线圈电阻和衔铁在CD间移动的距离，g=10N/kg） (1)带动水泵注水的电动机是___________；（选填“M1”或“M2”） (2)图2中图线___________表示拉力随时间的变化关系。a的重力为___________N。衔铁刚被吸下时，B点受力为___________N； (3)求柱形容器的底面积； (4)要减小该装置能控制的最低水位，可采用的方法是___________。 A．仅减小R0的阻值 B．仅将支点O向右移 C．a的体积不变减小密度 D．仅减小线圈匝数 【答案】(1)M1 (2)① 5 0.25 (3) (4)AC 【详解】（1）注水时，线圈中电流，电磁铁磁性弱，衔铁不能被吸下，衔铁与C接触，工作电路中，电动机带动水泵M1向容器内注水。 （2）[1]0~t0为整个排水过程，水位降低，正方体物块a浸入水中的体积变小，由可知，a受到的浮力变小；拉力，所以拉力F变大，故拉力随时间的变化关系的图像为①；a受到的浮力大小随时间的变化图像为②。 [2]由图2可知，时刻a物体受到的浮力为0，此时绳对A的拉力等于物体a的重力，故a的重力为5N。 [3]由图2可知，衔铁刚被吸下时，a对A点的拉力为1N，根据杠杆的平衡条件可知， 此时B点受到的作用力为 （3）开始排水时，物体a受到的浮力 此时物体a浸入水中的深度 此时电路中的电流为0.03A，电路的总电阻 压敏电阻的值 由图3可知，压敏电阻为100Ω时，柱形容器对压敏电阻的压力为；停止抽水时，电路中的电流为0.02A，电路的总电阻为 压敏电阻的值为 由图3可知，压敏电阻为200Ω时，柱形容器对压敏电阻的压力位；从开始抽水到抽水结束，容器中水重力的变化量 容器中水体积的变化量 设容器的底面积为S，则有 解得，柱形容器的底面积。 （4）A．控制注水和排水的电流不变，电路的总电阻不变，仅减小R0的阻值，需增大压敏电阻的阻值，对应的容器对压敏电阻的压力减小，最低水位降低，故A符合题意； B．仅将支点O向右移，由可知，OA增大，OB减小，衔铁被吸下时需要的FB变大，此时需要吸合电流变大，压敏电阻的阻值变小，对应的容器对压敏电阻的压力变大，所以容器中的最低水位变高，故B不符合题意； C．a的体积不变减小密度，a的重力减小，对A点的拉力减小，由可知，衔铁被吸下时需要的FB变小，此时需要吸合电流变小，压敏电阻的阻值变大，对应的容器对压敏电阻的压力变小，所以容器中的最低水位变低，故C符合题意； D．仅减小线圈匝数，电磁铁磁性减弱，需要电流较大时衔铁才能被吸下，压敏电阻的阻值变小，对应的容器对压敏电阻的压力变大，容器中的最低水位变高，故D不符合题意。 故选AC。 1．（2024·陕西西安·二模）小明家有一款高、中、低三挡家用电火锅，如图甲所示是它的简化电路图，内部有四个阻值相同的电热丝R（阻值不变），可通过旋钮开关实现高、中、低挡位切换。如图乙所示是小明家的电能表，此时的读数为______kW·h。小明关闭家中其他用电器，只让电火锅工作，当旋钮开关转至“1”时，电火锅处于______挡；2min内，观察到电能表转过50r，此时电火锅的实际功率为______W；电火锅挡位不变，将家中额定功率2000W的烧水壶接入电路的瞬间，空气开关跳闸，原因可能是______。 【答案】 2024.5 低 500 发生了短路 【详解】[1]电能表最后一位是小数位，如图，读数为2024.5kW·h。 [2]当开关内旋转到1时，两个电阻串联，电阻最大，根据,总电压不变，电阻最大，电功率最小，为低温挡。 [3]电能表转50r，据此先算消耗的电能 解得 故此时火锅的实际功率为500W。 [4]根据电能表的数据，电路中可接入的最大功率为4400W。可以承受功率为2000W的电热水壶，故接入电路等等瞬间，空气开关跳闸，应该为电路中发生了短路。 2．（2025·江苏南京·一模）如图示某品牌多功能牛奶加热器，其简化电路图如图乙所示。当开关S转到1或2或3不同触点时，加热器可以实现高温消毒、恒温保温、加热三个不同挡位。加热挡时，牛奶加热器的功率为200W。已知牛奶的比热容c=2.5×103J/（kg•℃），R1=R2，消毒挡的功率为保温挡的4倍。当装有300g、初温为22℃的牛奶的奶瓶置于加热器中，加热器对牛奶加热，2min后可以将牛奶加热到42℃。 (1)加热器工作时，电阻丝是通过______方式增加内能； (2)加热牛奶的过程中消耗的电能能让标有“1200imp/（kW•h）”字样的电能表指示灯闪烁______次。 (3)加热牛奶的过程中，加热器的加热效率是______%； (4)若要使加热挡和保温挡的功率均提升10%，高温挡功率不变，需要对R2和R3的阻值进行调整，则调整后R2与R3阻值变化量 =______。 【答案】(1)做功 (2)8 (3)62.5% (4)1∶3 【详解】（1）做功和热传递可以改变物体的内能，加热器工作时，电流做了多少功，就消耗了多少电能，就有多少电能转化为内能，电阻丝是通过做功方式增加内能。 （2）加热牛奶2分钟消耗的电能 则该过程中消耗的电能，让标有“1200imp/（kW•h）”字样的电能表指示灯闪烁 （3）牛奶加热过程中，牛奶吸收的热量 加热器的加热效率是 （4）当开关S转到触点1时，只有R1接入电路，为消毒挡，则 ① 当开关S转到触点3时，R1、R3串联接入电路，为加热挡，则 ② 当开关S转到触点2时，R1、R2、R3串联接入电路，为保温挡，则 ③ 以上三式结合消毒挡的功率为保温挡的4倍与R1=R2，可得，， 加热挡功率提升10%后为，则 ④ 保温挡功率提升10%后为，则 ⑤ 解④⑤式可得， 则 则 即 3．（2025·江苏盐城·一模）音乐喷泉是集声光电技术于—体的装置，它通过电脑采集音乐的声音频率特征，并将其转 化为控制信号，控制水泵喷出水柱，形成喷泉。如图甲为控制喷泉工作的模拟电路，控制电 路电源电压 Ua，呈周期性变化（如图乙所示），定值电阻 R1=2Ω ，E为具有特殊功能的电子 元件，当 Ua<6V 时，电路中没有电流通过；当 Ua≥6V 时，E 两端电压恒为 6V，当线圈中通 过的电流I≥2A 时，电磁继电器衔铁被吸下，水泵启动喷水（不计线圈电阻）已知水泵每秒 可喷出水的体积为 2×10-3m3，求： (1)t＝3s 时，线圈中通过的电流； (2)电磁继电器衔铁刚好被吸下水泵启动喷水时，电阻 R1 的功率； (3)在 0～6s 内，水泵喷水的总质量。 【答案】(1)4.5A (2)8W (3)4kg 【详解】（1）由图乙知道，当t=3s时，电源电压是15V，定值电阻两端的电压为 线圈中通过的电流 （2）根据题意知道，水泵启动喷水时，当线圈中通过的电流I≥2A，则根据欧姆定律知道 则根据串联电路的电压特点知道，电源电压 此时，电阻R1的功率 （3）当Ua＜6伏时，电路中没有电流通过，水泵不工作；当线圈中通过的电流I≥2A时，电磁继电器衔铁被吸下，水泵启动喷水，控制电路两端的电压≥10V，由图乙知道，电压在3s内由0V增大到15V，又在3s内由15V减小到0V，那么每秒电压的变化量为5V，据此推算0～2s内电源电压小于10V，水泵不工作；2s～4s内电源电压大于等于10V，水泵启动喷水；已知水泵每秒可喷出水的体积为2×10-3m3，则在0～6s内喷时间是2s，则这段时间喷水的质量为 4．（2026·江苏连云港·一模）某学校食堂购置了一批加热餐台，如图甲所示。通电后加热器中的水为上方饭菜提供所需的热量，容器中水的质量为10kg。加热器简化电路如图乙所示，旋转开关S分别连通0、1、2触点，可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。R1、R2是定值电阻，R1=24.2Ω。加热器使用的电源电压恒为220V，加热器保温挡的功率为400W。已知水的比热容=4.2×103J/（kg·℃），求： (1)加热器快速加热挡的电功率； (2)加热器中电阻R2的阻值； (3)用加热器将容器中的水从10℃快速加热到100℃，若加热器加热水的效率为90%，则需要加热多少秒？ 【答案】(1)2000W (2)96.8Ω (3)2100s 【详解】（1）当旋转开关S连通1触点，电路为R1的简单电路，电路电阻较小，根据可知，电功率较大，处于快速加热挡； 当旋转开关S连通2触点，R1、R2串联，电路中的电阻较大，根据可知，电功率较小，处于保温挡，加热器快速加热挡的电功率为 （2）加热器保温挡时电路中的总电阻为 根据串联电路中的电阻规律可知 （3）水吸收的热量为 已知加热器加热水的效率为90%，由可得，加热器消耗的电能为 加热器加热水的时间为 5．（2026·江苏苏州·模拟预测）当今，许多家庭在坐便器上也安装了有加热、冲洗等功能的智能电热马桶盖，如图甲所示。其简化电路如图乙所示，定值电阻R1和R2是两个电热丝，其中，开关S2可接a或b，当它接入家庭电路中正常工作时，有高温、中温、低温三挡可调节，其额定电压为220V。 (1)当S1断开，S2接b端时，此时该电路应处于___________挡位（选填“高温”“中温”或“低温”）。 (2)当S1闭合，S2接a端，电路正常工作时，电路中总功率为99W，请计算出R1的电阻值。 (3)请计算此智能电热马桶盖处于低温挡时，正常工作3min产生的热量大小。 【答案】(1)低温 (2) (3) 【详解】（1）当断开，接b端时，、串联，当闭合，接a端时，、并联，当闭合，接b端时，只有工作，根据串并联电路的电阻特点可知，当断开，接b端时，、串联，电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，智能电热马桶盖处于低温挡。 （2）当闭合，接a端时，、并联，电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，智能电热马桶盖处于高温挡，的功率 的电功率为 的阻值 （3）智能电热马桶盖处于低温挡时，电路中的总电阻 低温挡时电路中的电流 正常工作3min产生的热量 6．（2023·江苏宿迁·三模）如图甲，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V”字样，灯泡L的电流与两端电压的关系如图乙。定值电阻为20Ω，滑动变阻器上标有“50Ω1A”，电流表量程为0~3A。当闭合开关，断开开关、时，灯泡L正常发光。求： （1）灯泡正常发光时的电阻和电源电压； （2）当闭合开关，断开开关、时，调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W，滑动变阻器10s内产生的热量； （3）当开关、、均闭合时，电路允许消耗的最大功率。 【答案】（1）12Ω、16V；（2）52J；（3）28.8W 【详解】解：（1）由图乙可知，当灯泡两端的电压为6V时，通过灯的电流为0.5A，由欧姆定律可得泡L正常发光时的电阻为 根据电路图可知，闭合开关S2，断开开关S1、S3时，灯泡与R2串联，电流表A测量电路电流；因灯泡正常发光，所以电路中的电流I=IL=0.5A 定值电阻R2两端电压U2=IR2=0.5A×20Ω=10V 因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电源电压U=UL+U2=6V+10V=16V （2）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，灯泡与变阻器R1串联，根据图象可知：灯泡两端的电压为3V，通过灯泡的电流为0.4A时，灯泡消耗的功率为1.2W，根据因串联电路中各处的电流相等，则电路中电流I′=IL′=0.4A 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压U1=U-UL′=16V-3V=13V 滑动变阻器10s内产生的热量Q=W1=U1I′t=13V×0.4A×10s=52J （3）由电路图可知，当开关S1、S2、S3均闭合时，R1、R2并联，电流表测量干路电流；通过R2的电流 由于滑动变阻器R1上标有“50Ω1A”，所以，当通过R1的最大电流I1大=1A时，干路电流 I=I1大+I2=1A+0.8A=1.8A<3A 因电流表A的量程为0~3A，所以，干路电流最大为I最大=I=1.8A，则电路允许消耗的最大功率P最大=UI最大=16V×1.8A=28.8W 答：（1）灯泡正常工作时的电阻为12Ω；电源电压为16V； （2）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W，滑动变阻器10s内消耗的电能为52J； （3）当开关S1、S2、S3均闭合时，电路允许消耗的最大功率为28.8W。 7．（2025·江苏南通·二模）某创新小组设计了简易坐位体前屈测试仪，图甲、乙分别是它的示意图和简化原理图。使用时，测试者向前推动测试仪的滑块M，实际上是移动变阻器的滑片，电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压不变，灯泡L标有“8V”字样，图丙是灯泡L的图象。小海进行测试时，电压表的示数为8V，电流表示数为0.2A，求： (1)灯泡的额定功率； (2)电源电压； (3)某次测试，变阻器接入电路的阻值为10，通电5min，变阻器消耗的电能。（提示：已在图丙中作出的图像） 【答案】(1)4.8W (2)9V (3)750J 【详解】（1）由图丙可知，当灯泡两端电压为时， 所以，灯泡的额定功率为 （2）由图乙可知，滑动变阻器与灯泡L串联，小海测试时，电压表的示数为，电流表示数为0.2A，则由图丙可知：当电流时，灯泡两端的电压为 根据串联分压可得，电源电压为 （3）由图丙可知，当小灯泡两端电压为时，电路中的电流为，且此时滑动变阻器两端电压为 由串联分压规律可得： 所以，此时电路状态与题目信息相符。 已知通电时间为，所以通电5min，变阻器消耗的电能为 8．（2024·江苏徐州·二模）如图电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V 4.8W”，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω 0.5A”。当R2的滑片P置于最左端时，只闭合S1，灯泡正常发光。 （1）求小灯泡的额定电流； （2）滑片P置于最右端，只闭合S2，移动滑片P，使R2的电功率占电路总功率的比值最小，则R2的电功率多大？ 【答案】（1）0.8A；（2）0.5W 【详解】解：（1）由可得，小灯泡的额定电流 （2）滑片P置于最右端，只闭合S2时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电路中各处的电流相等，所以，由可得，R2的电功率与电路总功率的比值 要使这个比值最小，则要最大，滑动变阻器R2接入电路的电阻应最小，由滑动变阻器的铭牌可知，电路中的最大电流为I大＝0.5A时，变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路的总电阻 则R2的最小电阻 则当R2为2Ω时，R2的电功率占电路总功率的比值最小，此时R2的电功率 答：（1）小灯泡的额定电流为0.8A； （2）滑片P置于最右端，只闭合S2，移动滑片P，使R2的电功率占电路总功率的比值最小，则R2的电功率为0.5W。 9．（2025·江苏无锡·三模）清代《理论骈文》一书中有这样的记载：“临卧滛足，三阴皆起于足，指寒又从足心入，濯之所以温阴，而却寒也。”小明的外婆坚持每天泡脚，表格为他家的电动足浴盆的相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两部分（如甲所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，加热至40℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。 额定电压：220V 频率：50Hz 加热功率：2100W 保温功率：100W 最大注水量：5kg (1)电磁铁上端为___________极，处于加热状态时，继电器衔铁的触点应该与___________（填“A”或“B”）相连； (2)求R1、R2的阻值； (3)在某次使用过程中，小明在足浴盆中加入20℃的水至最大注水量。足浴盆加热4min后进入保温模式，则加热过程中消耗的电能是多少？加热效率是多少？c水=4.2×103J/(kg·℃) (4)为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到___________Ω； (5)天气寒冷想要升高足浴盆保温温度，请提出一条改进的措施___________。 【答案】(1) N B (2)， (3)83.3% (4)160Ω (5)需要减小滑动变阻器R的阻值 【详解】（1）[1]通电时的电流从电磁铁上端流入，由安培定则可知电磁铁的上端为N极。 [2]电磁继电器的衔铁被弹起时，工作电路为R1的简单电路，电磁继电器的衔铁被吸下与触点B相连时，工作电路中R1与R2并联，因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以，衔铁被弹起时，工作电路的总电阻最大，衔铁被吸下时，工作电路的总电阻最小，由公式可知，电压一定时，衔铁被弹起时工作电路的总功率最小，处于保温状态，反之，衔铁被吸下与触点B相连时工作电路的总功率最大，处于加热状态。 （2）电磁继电器的衔铁被弹起时，工作电路为R1的简单电路，处于保温状态，则R1的阻值 电磁继电器的衔铁被吸下与触点B相连时，工作电路中R1与R2并联，处于加热状态。R2的电功率 R2的阻值 （3）加热过程中消耗的电能 足浴盆加热至40℃时，自动进入保温模式，则水吸收的热量 加热效率 （4）为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，通过电磁继电器线圈的电流达到I＝30mA＝0.03A 由可得，控制电路的总电阻为 由图丙可知，40℃时热敏电阻Rt的阻值为40Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路的电阻为R滑＝R总﹣Rt＝200Ω﹣40Ω＝160Ω （5）天气寒冷想要升高足浴盆保温温度，控制电路的电源电压不变，工作电流不变，则控制电路的总电阻不变，由图乙可知Rt变大，所以需要减小滑动变阻器的阻值。 10．（2026·江苏无锡·一模）近几年我市进行老旧小区改造，不少多层楼房安装了电梯。图甲是某小区电梯的结构示意图，它由轿厢、配重、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，轿厢质量为400kg，配重质量为300kg，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关S1，电梯没有超载时，再闭合运行开关S2，电动机正常工作；超载时（即控制电路中的电流），电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为9V，定值电阻R1的阻值为20Ω，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底面压力传感器R2的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示。 (1)由丙图可知，当压力传感器所受压力F增大，压力传感器电阻R2的阻值将________（选填“变大”或“变小”）。 (2)该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为________N；超载时，图乙中触点将与________点接触（选填“A”或“B”），电铃发出报警铃声。 (3)该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为8000N，试通过计算判断电梯是否超载。 (4)如图丁所示是某次电梯上升时的v-t图像，若轿厢内人和货物总重为5000N，求电梯匀速上升运行阶段，电动机牵引轿厢的钢丝绳做功的功率。 【答案】(1)变小 (2)3000 A (3)电梯超载 (4) 【详解】（1）由丙图可知，当压力传感器所受压力F增大，压力传感器电阻R2的阻值将变小。 （2）[1]空载静止时，配重静止，缆绳对轿厢的拉力等于配重的重力，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为 [2]超载时控制电路电流变大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁左移，触点与接触，接通电铃电路，电铃报警。 （3）轿厢内人和货物总重为，因此压力传感器受到的压力为 由图丙得，此时压力传感器的阻值为。 控制电路总电阻为 由欧姆定律得，电路电流为 所以电梯超载。 （4） 由图丁可知，电梯匀速上升阶段速度， 轿厢重力为 匀速运动时轿厢受力平衡，电动机钢丝绳对轿厢的拉力为 拉力做功的功率为 11．（2025·江苏无锡·二模）中考体检时，我们都要测量体重，常用的测量工具是人体秤。测量时如图甲所示。秤中的力敏传感器由弹性体和金属电阻丝R组成，电阻丝粘贴在弹性体上，但两者之间隔有绝缘材料。当秤台上有重物时，弹性体被压缩，电阻丝R随之变短，阻值发生变化。据此原理，小明利用力敏传感器设计了一种既能称量物重，又能实现报警的人体秤的模拟电路，如图乙所示。电源电压为3V，电流表量程为0~0.6A。闭合开关后，秤台上不放重物时，电流表示数为0.25A，随着秤台重物的增加，电流表示数会发生变化，当电流达到0.4A，电磁铁会吸引衔铁，动、静触点接触，电路报警。（电磁铁线圈电阻不计） 报警灯L的额定电压为3V，其电流随电压变化规律如图丙所示，电阻丝R阻值的减少量与所测物体质量的增加量成正比，当秤台上物体的质量为10kg，力敏电阻R的变化量为1Ω； (1)闭合开关，秤台不放重物时灯泡L的功率是多少W？此时电阻丝R阻值为多少Ω？ (2)当电流表示数为0.4A时，电阻丝R阻值为多少Ω？秤台上物体的质量为多少kg？ (3)开关闭合后，当体重过大，电磁铁吸引衔铁，电路报警，灯L亮度______（变亮/不变/变暗）。若报警灯L放在a处，人体秤正常工作时灯泡不发光，当电流表示数为0.4A时，吸引衔铁，L发光而报警，秤台所称物体质量的最大值和图乙相比______（更大/相同/更小）。若报警灯L放在b处，人体秤正常工作时灯泡发光，当电流表示数为0.4A时，吸引衔铁，L______（亮/闪烁），电路报警。 【答案】(1)0.25W，8Ω (2)55kg (3)变亮 更小 闪烁 【详解】（1）秤台上不放重物时，由图乙知，电阻丝R、灯泡L、电磁铁串联，电流表测电路中的电流。电路的电流为I1=0.25A。由图丙可知，此时灯泡两端的电压是U1=1V，则灯泡L的功率为 P1=U1I1=1V×0.25A=0.25W 电路中的总电阻 此时灯泡的电阻 不计电磁铁线圈电阻，由串联电路的电阻关系可得电阻丝R阻值R=R总-RL=12Ω-4Ω=8Ω （2）由图丙知，当I2=0.4A时，灯泡的电压是U2=2V，电阻丝R两端电压UR=U-U2=3V-2V=1V 电阻丝R的阻值为 电阻丝R的变化量为ΔR=R-R'=8Ω-2.5Ω=5.5Ω 电阻丝R阻值的减少量与所测物体质量的增加量成正比，当秤台上物体的质量为10kg，力敏电阻的变化量为1Ω，可以得到， 解得m=55kg。 （3）[1]开关闭合，体重秤正常工作，此时力敏电阻与灯泡L串联；当体重过大时，电磁铁吸引衔铁，动触点和静触点接触时，力敏电阻被短路，电路为只有灯泡L的简单电路，此时灯泡两端电压变大，实际功率变大，灯L亮度变亮。 [2]若将灯泡放到a处，电路报警前，此时电路只有R工作，当电路中电流达到I3=0.4A时，开始报警，此时R的电阻为 电阻丝R阻值的减少量与所测物体质量的增加量成正比，当秤台上物体的质量为10kg，力敏电阻的变化量为1Ω。台称不放重物时，电阻丝的电阻是8Ω，当R的电阻为7.5Ω时，则有， 解得此时台称上物体的质量m′=5kg，小于55kg，秤台所称物体质量的最大值比图乙中更小。 [3]报警灯L改接b处，当电路报警前，灯泡L、力敏电阻、电磁铁串联在电路中，人体秤正常工作，灯泡发光；当电路中电流达到0.4A时，电磁铁吸引衔铁，灯泡L、力敏电阻、电磁铁被短路，灯泡L不发光；电磁铁由于被短路而失去磁性，不吸引衔铁，灯泡、电磁铁和压敏电阻不被短路而恢复通电，灯泡再次发光，依此循环。则灯L闪烁发光。 / 学科网（北京）股份有限公司 $