内容正文:
专题09 欧姆定律、电功率
内●容●导●航
第一部分 命题解码 洞察命题意图,明确攻坚方向
►考向聚焦 ►考查形式 ►能力清单/思维瓶颈
第二部分 知识卡片 AI赋能教学,趣绘多彩知识
知识点01 欧姆定律 知识点02 电功率 知识点03 焦耳定律
第三部分 方法建模 构建思维框架,提炼通用解法
►流程建模 ►技法清单/答题模板
模板01 动态电路分析 模板02 电功率的多挡位问题
第四部分 思维引路 示范思考过程,贯通方法应用
►母题精讲 ►思维解析 ►变式应用
题型01 欧姆定律及电功率的计算 题型02 电学图象问题
题型03 动态电路分析与计算 题型04 家用电器的挡位问题
第五部分 分级实战 分级强化训练,实现能力跃迁
命●题●解●码
考向聚焦
知识点01 欧姆定律
知识点02 电功率
知识点03 焦耳定律
考查形式
考查形式以选择、填空题为主,少量搭配实验探究题、综合计算题,整体难度偏高,区分度强。选择题常考查动态电路分析、公式理解及比例关系;填空题侧重基本计算、电能表读数、电热应用;实验题聚焦伏安法测电阻、测小灯泡电功率及焦耳定律验证;计算题多结合生活情境(如多挡位电热器),综合考查三大定律的应用,常作为压轴题出现。
能力要求
需深刻理解欧姆定律、电功率、焦耳定律的内涵与适用条件,牢记公式及推导式;准确分析串、并联电路结构,熟练处理动态电路中电表示数变化、功率范围等问题。具备从图像、图表及实际情境中提取信息的能力,能结合额定值与实际值进行计算。掌握伏安法实验原理、器材选择、故障分析及数据处理方法。能综合运用三大定律解决电热器、安全用电等实际问题,具备严谨的逻辑推理与计算能力。
知●识●卡●片
方●法●建●模
模板1 动态电路分析
流程建模
第一步:明确电路结构
判断串并联电路,确定滑动变阻器接入电阻丝、电表测量对象(电流表测支路/总电流,电压表测用电器/电源电压)
第二步:分析阻值变化
根据滑片移动方向(或开关通断),判断滑动变阻器接入阻值(变大/变小)或支路通断情况;
第三步:推导总电阻变化
·串联电路:R总=R1+R2,一个电阻变大→R总变大,反之变小;
·并联电路:一个支路电阻变大→总电阻变大,支路增多→总电阻变小
第四步:推导总电流变化
由欧姆定律I总=U总/R总,U总(电源电压)不变,R总变大→I总=变小,反之变大
第五步:推导部分电路电压/电流变化
·串联:U=IR,定值电阻两端电压随电流变大而变大;滑动变阻器电压与定值电阻电压之和为电源电压,变化相反;
·并联:各支路电压等于电源电压(不变),支路电流,电阻变大→支路电流变小
第六步:判断功率/亮度变化
由P=UI或P=I²R,结合电压、电流变化,判断用电器实际功率,进而确定亮度(P变大→变亮)
小技巧:串联电路用“分压原理”快速判断电压变化(电阻越大,分得电压越多);并联电路记住“支路互不影响”,干路电流随支路变化。
技法清单
·考向:动态电路电表示数变化、用电器亮度变化、功率变化判断
·适用场景:滑动变阻器调节类电路、开关通断类电路、串并联混合动态电路
适用场景
方法/解题技巧/公式
串联
滑片移动→ R滑变化→ R总变化→→ I总变化→ →U定变化→U滑=U总-U定→U滑变化→P定=I总²R定→亮度变化(实际功率越大,亮度越大)
并联
滑片移动→R支变化→→ I支变化→ I干=I1+I2 →I干变化→各支路电压U=U总(不变)→ → 亮度变化
关键公式:欧姆定律、功率公式;
快速口诀:“串路阻变大,电流变小,定值压变小;并路支阻变大,支路电流变小,干路电流变小”。
模板2 电功率的多挡位问题
流程建模
第一步:明确挡位与功率关系
根据(U不变),确定“电阻越小,功率越大”
·高温挡(大功率):总电阻最小(并联、双电阻同时接入或单小电阻接入);
·低温挡(小功率):总电阻最大(串联或单大电阻接入);
·中温挡(中功率):单电阻接入(阻值介于两电阻之间)
第二步:分析开关状态与电路连接
开关闭合数量:闭合开关越多,接入电阻越多(并联)→总电阻越小→挡位越高;标注开关通断:如下图S1闭合、S2断开→R1接入;S1、S2都闭合→R1与R2并联
第三步:推导用电器电阻
·已知额定电压U额、某挡位功率P:求对应电阻(如高温挡功率P高→求并联总电阻R并)
·已知单个电阻R1、R2:直接算串/并联总电阻(R串= R1+R2,)
第四步:计算各挡位功率
·高温挡:(并联)或(单小电阻);
·低温挡:(串联)或(单大电阻);
·中温挡:或(单电阻接入)
第五步:处理综合问题
·电能计算:W=Pt(某挡位功率×工作时间);
·电热计算:纯电阻电路Q=W=Pt,用 Q=I²Rt验证
陷阱:误将“串联总功率”算成 P1+P2(串联功率需用总电阻计算,而非相加);
忽略“电源电压不变”前提(中考默认U=220V或题目给定);混淆“电阻连接方式”(开关通断对应串并联判断错误)。
技法清单
场景
方法
两挡位模型
串联
·低温挡:S1闭合、S2断开(R1、R2串联),;
·高温挡:S1、S2都闭合(仅R1接入电路),。
根据可知,当电路中电阻越小时,电路的电功率越大,若电路中有两个加热电阻,当这两个电阻并联时,电路总电阻最小,电功率最大,为高温挡;当两个电阻串联时,电路总电阻最大,电功率最小,为低温挡;当只有一个电阻接入电路时,可能是低温挡,也可能是高温挡关键看电路中的电阻阻值大小。
并联
·低温挡:S1闭合、S2断开(仅R1接入电路),;
·高温挡:S1、S2都闭合(R1、R2并联),。
三挡位模型
·低温挡:S1断开,S2接b(R1、R2串联),;
·中温挡:S1闭合、S2接b或断开(仅R1接入电路),;
·高温挡:S1闭合、S2接a(R1、R2并联),。
思●维●引●路
题型01 欧姆定律及电功率的计算
母题精讲
【典例01】(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。
欧姆定律/电功率计算
1.分析电路图,看清电路的串、并联情况,以及各个电表所测量的对象。
2.从问题入手,明确所求物理量。
3.利用欧姆定律/电功率知识,以及串、并联电路知识求解。
公式:欧姆定律、电功率、电能/电功。
变式应用
【变式01】(2025·甘肃兰州·中考真题)如图所示的电路中,电源电压恒为3V,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2) 电压表的示数U2;
(3)电流在100s内通过电阻R2所做的功W2。
【变式02】(2026·天津滨海新区·一模)如图所示的电路中,电源两端电压U保持不变,。当开关、都闭合时,电压表的示数为6 V,电流表的示数为0.2 A.当只闭合开关时,电压表的示数为9 V。求:
(1)电阻的阻值;
(2)电源两端的电压U;
(3)当只闭合开关时,电阻的功率。
题型02 电学图象问题
母题精讲
【典例01】(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
U-I图像
1.分析图像,要弄清每条图线代表的是哪个电阻的U-I图像。如图甲所示,闭合开关S1,断开开关S2,电压表示数和电流表示数的关系如图乙所示。电压表V1测R2两端电压,V2测R2和滑动变阻器R两端总电压,R2是定值电阻,随着其两端电压增大,电流也增大,所以图线②表示的是定值电阻R2的U-I图像,可以求出R2的阻值。同理可以求出滑动变阻器的最大阻值。
2.注意图线①的延长线与纵轴的交点即为电源电压。
变式应用
【变式01】(2025·河北邯郸·模拟预测)如图甲所示的电路,电流表量程为,小灯泡L标有“4V 2W”字样。闭合开关S1、S2,在确保电路安全的情况下,调整滑动变阻器滑片P位置,记录多组电压表示数U与相应的电流表示数I,并作出如图乙所示的图像。下列分析错误的是( )
A.电源的电压为12V
B.电阻R能达到的最大功率为3.6W
C.滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为20Ω
D.断开S2,小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率为1.5W
【变式02】(2025·江苏泰州·三模)如图甲所示电路,定值电阻,滑动变阻器的规格为“25Ω 2A”。闭合开关后,调节滑片可得滑动变阻器的功率P与其电阻的关系图像如图乙所示,则电源电压为______V,的电功率最大值为________V。若仅将甲图中换成阻值为35Ω的定值电阻,根据乙图图像呈现的规律,则在的滑片调节过程中,通电10s产生的热量最多为______J。
题型03 动态电路分析与计算
母题精讲
【典例01】(2025·江苏苏州·中考真题)如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则( )
A.电流表A示数变小
B.电压表示数不变
C.电压表示数与电流表A示数之比变大
D.电压表示数与电流表A示数之比变小
变式应用
【变式01】(2026·安徽淮北·二模)如图甲所示是科创小组自制测量水流速度的装置,图乙是该装置的工作原理图,电源电压保持不变,且水流速度增大时,流速表的示数也增大。电压表和电流表的示数分别是、,电压表和电流表示数变化量的绝对值分别是、。下列判断正确的是( )
A.流速表是由电压表改装而成的
B.水流速度增大,电流表示数减小
C.水流速度增大,保持不变
D.水流速度增大,变大
【变式02】(2026·辽宁抚顺·一模)(多选)如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器R1标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片P,则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω~20Ω
B.电流表示数的变化范围是0.3A~0.5A
C.电压表示数的变化范围是1.5V~3V
D.电路总功率的变化范围是1.35W~2.25W
题型04 家用电器的挡位问题
母题精讲
【典例01】(2024·青海西宁·中考真题)如图甲所示为某品牌电热水壶的简化电路,有加热和保温两挡,和均为阻值不变的发热电阻丝。某次将质量为2kg,初温为20℃的水加热了4min,电热水壶的加热效率为87.5%,电功率与时间的关系图像如图乙所示[水的比热容],下列说法正确的是( )
A.当开关S接2时,电热水壶处于加热状态 B.的阻值为110Ω
C.加热4min后,水的末温为70℃ D.水吸收的热量为
变式应用
【变式01】(2026·重庆渝中·一模)根据下列图片中提供的信息完成下列各题。如图甲所示,是小明家电能表铭牌,1个标准大气压下,当家里仅有电热水壶工作时,将1kg初温为40℃的水加热至沸腾,若不计热量损失,则该电能表表盘转动___________转。如图乙所示,是某品牌家用蛋糕机的简化电路图,其中R1、R2均为发热电阻丝(电阻不随温度变化),具有“高温”“中温”和“低温”三挡,额定电压为220V,高温挡额定功率为1100W,中温挡额定功率为880W,则蛋糕机低温挡的额定功率为___________W。[]
【变式02】(2026·湖北鄂州·一模)某型号家用电饭锅有高温蒸煮和保温焖饭两个挡位,图甲所示为其内部电路原理图,图乙是该电饭锅工作时电功率与时间的关系图像,求:
(1)电饭锅高温蒸煮时的电流。
(2)请通过计算说明的阻值为多大?
(3)电饭锅工作20min消耗的电能为多少J?
实●战●演●练
巩固提升
1.(2025·海南·中考真题)学校安装了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”,电路如图所示。电源电压保持不变,为定值电阻,为光敏电阻,其阻值随光照强度增大而减小。闭合开关S,当光照强度减小时,下列说法正确的是( )
A.灯泡一定发光 B.电磁铁磁性增强
C.电压表示数减小 D.通过的电流减小
2.(2025·山东淄博·中考真题)为保持教室安静的学习环境,小明设计了噪声强弱监测装置,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
3.(2025·新疆克拉玛依·模拟预测)图为我市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图,其中定值电阻为6Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器为甲“15Ω 0.5A”或乙“10Ω 1A”中的一个,某次测量时发现电压表指针满偏,则下列说法正确的是( )
A.若被测同学身高较高时,电压表的示数变小
B.若被测同学身高较矮时,电流表的示数变小
C.滑动变阻器规格为“10Ω 1A”
D.滑动变阻器接入电路最小阻值为3Ω
4.(2025·河北廊坊·一模)如图所示,甲、乙两只灯泡的关系图像。下列分析不正确的是( )
A.将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端电压为2V时,乙灯消耗的功率是0.8W
B.将甲、乙两灯串联在电路中,当通过甲灯电流为0.4A时,电路消耗的总功率是2W
C.将甲、乙两灯并联在电路中,当乙灯两端电压为3V时,甲灯的电阻是5Ω
D.将甲、乙两灯并联在电路中,当乙灯两端电压为6V时,甲灯消耗的功率是6W
5.(2025·陕西渭南·一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数不变 B.电流表的示数变小
C.电压表与电流表示数的比值不变 D.电压表与电流表示数的比值变大
6.(2025·湖北黄石·模拟预测)如图为某电火锅加热器的简化电路图,、均为发热电阻,开关S可以在“1”“2”间切换,从而选择不同的加热挡位。当开关S由“1”切换到“2”时,下列说法正确的是( )
A.加热器由低温变为高温,通过的电流变大
B.加热器由低温变为高温,的实际功率不变
C.加热器由高温变为低温,两端的电压变大
D.加热器由高温变为低温,电路的总功率变大
7.(2025·安徽淮北·三模)在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中,电压表的示数随滑动变阻器接入电路的阻值变化的关系如图乙所示。下列说法中错误的是( )
A.在滑片P从最左端向最右端滑动的过程中,电流表的示数变大
B.在滑片P从最左端向最右端滑动的过程中,电压表与电流表的示数之比变小
C.当滑片P在最左端时,电压表的示数为4.9 V
D.电路消耗的最大功率为7.2 W
8.(2025·山东临沂·模拟预测)如图甲电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片由右端向左端移动的过程中,两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示,则( )
A.a是灯泡的U-I图像
B.变阻器的滑片向左移时,三电表示数均变大
C.R的最大阻值为10Ω
D.电路的最大功率为3.6W
9.(2025·河北廊坊·一模)如图甲所示,电路中电源电压恒定,小灯泡的额定电压为3V。将标有“10Ω 2A”的滑动变阻器的滑片P移至B端时,电压表示数为1.5V;移动滑片P的过程小灯泡的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V B.小灯泡正常发光时电功率为0.45W
C.小灯泡正常发光时的电阻为5Ω D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
10.(2025·重庆秀山·模拟预测)课后服务时间,老师和物理兴趣小组同学用一个热敏电阻与其他电学元件组成电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,原理如图甲所示。其中,电源电压为恒定不变,定值电阻,是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.环境温度升高,电压表的示数变小
B.环境温度为,电压表示数为
C.当电压表的示数为时,环境温度为
D.当环境温度为时,定值电阻在内消耗的电能为
11.(2025·山东济宁·三模)在如图甲所示电路中,电源电压不变,为定值电阻。滑动变阻器的滑片从端移到端的过程中,电压表与电流表的示数变化规律如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.定值电阻的阻值为 B.电源电压为
C.电路的总功率范围是 D.滑动变阻器的调节范围为
12.(2025·黑龙江佳木斯·三模)小明发现并联在家庭电路中的甲、乙两灯,均能正常发光,且甲灯比乙灯亮,不考虑温度对灯丝电阻的影响,那么( )
A.甲灯两端电压比乙灯大
B.甲灯中的电流比乙灯中的电流大
C.甲灯的额定功率比乙灯的额定功率小
D.甲灯的电阻比乙灯电阻大
13.(2025·湖南长沙·模拟预测)如图是小明家的电能表表盘示意图。下列说法正确的是( )
A.电能表是用来测量家庭电路总功率的仪表
B.该电能表允许的最大电流为
C.该电能表表盘示数为
D.使用该电能表,同时工作的用电器的总功率不能超过
14.(2025·河北唐山·二模)图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为,闭合开关S,电流表示数为,则下列说法不正确的是( )
A.电源电压为2V B.干路电流为
C.小灯泡L的电功率为 D.通电10s电路消耗的电能为90J
15.(2025·河南郑州·一模)某直流电动机额定电压为220V,其线圈电阻为1Ω,正常工作时通过线圈的电流为20A,若电动机连续正常工作10min,下列判断正确的是( )
A.电动机的额定功率是44kW
B.电动机工作时因发热损失的电能为
C.电动机的效率约为89%
D.电动机获得的机械能是
16.(2025·陕西商洛·三模)(多选)物理实践活动中,小明将定值电阻和力敏电阻串联,设计并制作了一个简易电子秤,其电路如图-1所示。已知力敏电阻的阻值与压力大小关系如图-2所示,电源电压保持不变,质量显示仪由电压表改装而成。托盘放在力敏电阻上(图中未画出),力敏电阻受到的压力等于托盘和被测物体的总重力,托盘的质量为0.2kg。当托盘上未放物体时,电压表的示数是0.5V,当托盘上所放物体的质量为1kg时,电压表的示数为1V。g取10N/kg,下列有关说法正确的是( )
A.是力敏电阻
B.电源电压为6V
C.当称量的物体质量变大时,电路消耗的总功率变小
D.适当减小电源电压,可提高电子秤的最大测量值
17.(2025·山东日照·三模)(多选)如图甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A。电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R的规格为“50Ω 0.5A"。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图(如图乙所示)。在保证电路安全的情况下,下列结果中正确的是( )
A.电源电压为6V
B.的阻值为15Ω
C.滑动变阻器连入电路的阻值范围是2Ω~50Ω
D.滑动变阻器的最大功率为0.9W
18.(2025·陕西西安·模拟预测)(多选)小明利用磁敏电阻为他的自行车设计了一个速度计,他将磁铁固定在自行车的辐条上,磁敏电阻固定在自行车的后车架上,安装示意如图甲,工作电路如图乙。已知电源电压为恒定不变。当磁铁与磁敏电阻靠得最近时阻值为,磁铁与磁敏电阻离得最远时阻值为,靠近或远离时的实际电阻在这两者之间变化;当两端电压不低于时电子计数器就能有效计数,低于就不能产生计数,车轮每转动一圈就计数一次。下列说法正确的有( )
A.要想让计数器更容易触发计数,可以增大的阻值
B.要想让计数器更容易触发计数,可以减小电源电压
C.为保证电子计数器有效工作,电阻最小值为
D.若最小,当磁铁与磁敏电阻离得最远时,消耗的电功率为
19.(2025·湖南长沙·模拟预测)(多选)在如图所示的电路中,电源电压恒定,,,下列说法正确的是( )
A.和两端的电压之比为
B.电流表和的示数之比为
C.和R2消耗的电功率之比为
D.相同时间内,和消耗的电功之比为
20.(2025·辽宁抚顺·二模)(多选)如图在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,下列说法正确的( )
A.甲实验中将两个电阻串联,只是为了保证通过两个电阻的电流相等
B.乙实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
C.甲实验中,通电一段时间后,左右两容器内电阻丝产生的热量之比为1:2
D.乙实验中,通电一段时间后,左右两容器内电阻丝产生的热量之比为2:1
33.(2025·黑龙江·一模)(多选)如图甲所示电路中,电源电压恒为9V,小灯泡标有“6V 3W”字样,定值电阻R2的阻值为10Ω,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R1的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S、S1接2,当滑动变阻器R1的滑片在某两点间滑动时,小灯泡的电功率随其两端电压的变化关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.闭合开关S、S1接1时,电路的最小功率为2.7W
B.闭合开关S、S1接1时,定值电阻R2在1min内产生的热量最多为216J
C.闭合开关S、S1接2,小灯泡两端电压为3~6V时,滑动变阻器R1接入电路的电阻范围为4.5~18Ω
D.闭合开关S、S1接2,小灯泡实际功率为1W时,滑动变阻器R1的功率为3W
34.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)如图所示,将灯、按图甲、乙两种方式接在电压均为的两个电路中,在甲图中灯的功率为,在乙图中灯的功率为。设灯丝电阻不变,则、两灯灯丝电阻之比是________,在________(选填“甲”或“乙”)图中灯比灯亮。
35.(2026·河南周口·一模)如图所示电路,电源电压恒定,,,当闭合,、断开时,电流表的示数为0.6A,电源电压为_____V;当闭合,、断开时,电流表的示数为_____A。
36.(2026·安徽蚌埠·二模)如图,两只分别标有“20Ω;0.3A”和“15Ω;0.5A”的定值电阻并联,若要使电路安全,AB间电路消耗的最大电功率为________W。
37.(2026·河南驻马店·二模)闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图像如图乙所示。则定值电阻的阻值为______,电源电压为______,滑动变阻器的最大阻值为______。
38.(2026·河南平顶山·一模)两盏额定电压均为6 V的小灯泡A和B的电流与电压关系如图所示。将两盏灯泡串联接入电源电压不变的电路中,小灯泡________(填“A”或“B”)更亮。若电路中的电流为0.5A,则电源电压为________V。若将两灯并联在3V的电源两端,经过10s,电路消耗的电能为________J。
39.(2026·江苏南通·一模)国产某品牌新能源汽车拥有领先世界的“闪充”技术,闪充电压为800V,9min可将电池存储的电能从10%提升至97%,它配备的刀片电池可存储60 kW·h电能,则闪充功率是______kW,闪充电流是______A。若用家庭充电桩充电,电压220V,电流30A,充电效率80%,则存储的电能从10%提升至54%需要______h,充电前电能表的示数如图所示,则完成上述充电后的电能表的示数变为______ kW·h。
40.(2026·江西宜春·一模)小明用如图所示器材测量小灯泡的电阻。待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一只,导线若干。
(1)在连接电路时,开关应处于____________状态。
(2)图甲是小明连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
(3)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,出现这一现象的原因可能是_________。
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路
C.开关接触不良 D.小灯泡的实际功率太低
(4)缓慢移动滑动变阻器的滑片,将电压表和电流表的示数记录在下表中。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡的电阻为_______(结果保留至小数点后1位)。
次数
1
2
3
4
5
6
U/V
0.5
0.9
1.3
1.7
2.0
2.5
I/A
0.16
0.18
0.20
0.24
0.26
(5)小明分析表中的实验数据,发现通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比,原因是_______。由此可以推测小灯泡灯丝在下列哪种情况下最容易烧断_______(填字母)。
A.闭合开关的瞬间 B.小灯泡灯座发生短路的时候
C.断开开关的瞬间 D.实际电压小于额定电压的时候
(6)以下四种电路,电源电压不变且未知,是已知阻值的定值电阻,在不拆改电路的情况下,能测出未知电阻阻值的电路是( )(多选)。
A.B.C.D.
41.(2026·陕西·一模)小敏在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡和额定电流为的小灯泡进行实验。
(1)图甲是小敏同学在测量小灯泡的额定功率时连接的实物电路。
①图甲中有一根导线连接错误,请在这根线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法___________。
②改正电路连接后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至___________端以保护电路(选填“A”或“B”);
③闭合开关后发现灯泡不亮,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,故障原因可能是___________;
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
④实验中,观察到小灯泡的电压为2.0V时,为了测量其额定功率,滑动变阻器的滑片应向___________(选填“A”或“B”)端移动。若通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示,可知小灯泡的额定功率为___________W。
⑤实验中滑动变阻器有三种规格,分别为“ 1A”、“ 0.2A”、“ 0.5A”应选用___________(选填“”、“”或“”)。
(2)小宇同学还设计了如图丙所示的电路,测出了灯泡的额定功率。已知:滑动变阻器的最大阻值均为。
①只闭合开关S、,移动的滑片,使电流表示数为。
②断开开关,并保持滑片的位置不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为。
③保持滑片的位置不变,再将的滑片调至最左端,记下电流表的示数;最后将的滑片调至最右端,记下电流表的示数。
④写出灯泡额定功率的表达式:___________。(用、、、表示)
42.(2026·江西宜春·一模)如图所示的电路中,电源电压恒为,的阻值为,当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)当开关闭合,断开时,两端的电压;
(2)电阻的阻值;
(3)闭合、时,电流表的示数。
43.(2026·海南省直辖县级单位·一模)小文和小原为航天员设计了一款航天服,既能保温又能照明。其简化电路如图所示,若电源电压恒为24V,发热电阻R的阻值为6Ω,小灯泡标有“24V 12W”。小灯泡的电阻随温度的变化可忽略不计,闭合开关S1、S2。
(1)通过发热电阻R的电流是多少?
(2)小灯泡的电阻是多少?
(3)发热电阻R消耗的电功率是多少?
(4)为了节约用电,兴趣小组的同学将开关S2更换为光敏开关,当光照强度大于50Lux时,开关会自动断开(光照强度是指单位面积上所接受可见光的光通量)。假设某时段航天服表面的光照强度随时间的变化如图所示,则从0-100s内航天服消耗的电能是多少?
44.(2026·广东茂名·二模)如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20,电源电压不变。当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.6A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.9A求:
(1)电源电压。
(2)R2的阻值。
(3)闭合S1,断开S2、S3时,电阻R1的电功率是多少?
45.(2026·江西宜春·一模)如图所示电路中,电源电压恒为4.5V,小灯泡标有“3V 1.5W”字样,不考虑温度对小灯泡电阻的影响.滑动变阻器的规格为“”,电压表的量程是,电流表的量程是,闭合开关S。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)小灯泡正常发光时,求整个电路10s内消耗的电能;
(3)在保证所有电路元件安全的前提下,灯泡消耗的最大功率和最小功率。
46.(2026·山东菏泽·一模)如图甲为现在很多家庭使用的双控温多功能涮烤两用分体电火锅。该锅可实现汤锅、烧烤同时进行,也可以分开控制,其部分简化电路图如图乙所示,该涮烤锅部分参数如下表所示。
求:
(1)若的电阻为66Ω,则汤锅保温挡的额定保温功率;
(2)若,则烧烤盘电路正常工作时,通过左盘的电流;
(3)若将汤锅中1 kg的水从26℃加热至100℃用时5 min,则加热过程汤锅电路的效率。(结果保留三位有效数字)[]
47.(2026·甘肃酒泉·一模)如图甲是小明家的电暖器,有高温、中温和低温三个挡位,额定电压为,图乙是内部简化电路图,、、为加热电阻,,高温挡电功率为,低温挡电功率为,通过旋转开关可以实现挡位切换。不考虑温度对电阻的影响。
(1)电暖器在高温挡正常工作时,求通电产生的热量;
(2)求的阻值;
(3)若小明家的电能表上标有“”的字样,他断开家中的其他用电器,仅让该电暖器在中温挡下工作,观察到内电能表的指示灯闪烁了100次,求此时他家的实际电压。
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专题09 欧姆定律、电功率
内●容●导●航
第一部分 命题解码 洞察命题意图,明确攻坚方向
►考向聚焦 ►考查形式 ►能力清单/思维瓶颈
第二部分 知识卡片 AI赋能教学,趣绘多彩知识
知识点01 欧姆定律 知识点02 电功率 知识点03 焦耳定律
第三部分 方法建模 构建思维框架,提炼通用解法
►流程建模 ►技法清单/答题模板
模板01 动态电路分析 模板02 电功率的多挡位问题
第四部分 思维引路 示范思考过程,贯通方法应用
►母题精讲 ►思维解析 ►变式应用
题型01 欧姆定律及电功率的计算 题型02 电学图象问题
题型03 动态电路分析与计算 题型04 家用电器的挡位问题
第五部分 分级实战 分级强化训练,实现能力跃迁
命●题●解●码
考向聚焦
知识点01 欧姆定律
知识点02 电功率
知识点03 焦耳定律
考查形式
考查形式以选择、填空题为主,少量搭配实验探究题、综合计算题,整体难度偏高,区分度强。选择题常考查动态电路分析、公式理解及比例关系;填空题侧重基本计算、电能表读数、电热应用;实验题聚焦伏安法测电阻、测小灯泡电功率及焦耳定律验证;计算题多结合生活情境(如多挡位电热器),综合考查三大定律的应用,常作为压轴题出现。
能力要求
需深刻理解欧姆定律、电功率、焦耳定律的内涵与适用条件,牢记公式及推导式;准确分析串、并联电路结构,熟练处理动态电路中电表示数变化、功率范围等问题。具备从图像、图表及实际情境中提取信息的能力,能结合额定值与实际值进行计算。掌握伏安法实验原理、器材选择、故障分析及数据处理方法。能综合运用三大定律解决电热器、安全用电等实际问题,具备严谨的逻辑推理与计算能力。
知●识●卡●片
方●法●建●模
模板1 动态电路分析
流程建模
第一步:明确电路结构
判断串并联电路,确定滑动变阻器接入电阻丝、电表测量对象(电流表测支路/总电流,电压表测用电器/电源电压)
第二步:分析阻值变化
根据滑片移动方向(或开关通断),判断滑动变阻器接入阻值(变大/变小)或支路通断情况;
第三步:推导总电阻变化
·串联电路:R总=R1+R2,一个电阻变大→R总变大,反之变小;
·并联电路:一个支路电阻变大→总电阻变大,支路增多→总电阻变小
第四步:推导总电流变化
由欧姆定律I总=U总/R总,U总(电源电压)不变,R总变大→I总=变小,反之变大
第五步:推导部分电路电压/电流变化
·串联:U=IR,定值电阻两端电压随电流变大而变大;滑动变阻器电压与定值电阻电压之和为电源电压,变化相反;
·并联:各支路电压等于电源电压(不变),支路电流,电阻变大→支路电流变小
第六步:判断功率/亮度变化
由P=UI或P=I²R,结合电压、电流变化,判断用电器实际功率,进而确定亮度(P变大→变亮)
小技巧:串联电路用“分压原理”快速判断电压变化(电阻越大,分得电压越多);并联电路记住“支路互不影响”,干路电流随支路变化。
技法清单
·考向:动态电路电表示数变化、用电器亮度变化、功率变化判断
·适用场景:滑动变阻器调节类电路、开关通断类电路、串并联混合动态电路
适用场景
方法/解题技巧/公式
串联
滑片移动→ R滑变化→ R总变化→→ I总变化→ →U定变化→U滑=U总-U定→U滑变化→P定=I总²R定→亮度变化(实际功率越大,亮度越大)
并联
滑片移动→R支变化→→ I支变化→ I干=I1+I2 →I干变化→各支路电压U=U总(不变)→ → 亮度变化
关键公式:欧姆定律、功率公式;
快速口诀:“串路阻变大,电流变小,定值压变小;并路支阻变大,支路电流变小,干路电流变小”。
模板2 电功率的多挡位问题
流程建模
第一步:明确挡位与功率关系
根据(U不变),确定“电阻越小,功率越大”
·高温挡(大功率):总电阻最小(并联、双电阻同时接入或单小电阻接入);
·低温挡(小功率):总电阻最大(串联或单大电阻接入);
·中温挡(中功率):单电阻接入(阻值介于两电阻之间)
第二步:分析开关状态与电路连接
开关闭合数量:闭合开关越多,接入电阻越多(并联)→总电阻越小→挡位越高;标注开关通断:如下图S1闭合、S2断开→R1接入;S1、S2都闭合→R1与R2并联
第三步:推导用电器电阻
·已知额定电压U额、某挡位功率P:求对应电阻(如高温挡功率P高→求并联总电阻R并)
·已知单个电阻R1、R2:直接算串/并联总电阻(R串= R1+R2,)
第四步:计算各挡位功率
·高温挡:(并联)或(单小电阻);
·低温挡:(串联)或(单大电阻);
·中温挡:或(单电阻接入)
第五步:处理综合问题
·电能计算:W=Pt(某挡位功率×工作时间);
·电热计算:纯电阻电路Q=W=Pt,用 Q=I²Rt验证
陷阱:误将“串联总功率”算成 P1+P2(串联功率需用总电阻计算,而非相加);
忽略“电源电压不变”前提(中考默认U=220V或题目给定);混淆“电阻连接方式”(开关通断对应串并联判断错误)。
技法清单
场景
方法
两挡位模型
串联
·低温挡:S1闭合、S2断开(R1、R2串联),;
·高温挡:S1、S2都闭合(仅R1接入电路),。
根据可知,当电路中电阻越小时,电路的电功率越大,若电路中有两个加热电阻,当这两个电阻并联时,电路总电阻最小,电功率最大,为高温挡;当两个电阻串联时,电路总电阻最大,电功率最小,为低温挡;当只有一个电阻接入电路时,可能是低温挡,也可能是高温挡关键看电路中的电阻阻值大小。
并联
·低温挡:S1闭合、S2断开(仅R1接入电路),;
·高温挡:S1、S2都闭合(R1、R2并联),。
三挡位模型
·低温挡:S1断开,S2接b(R1、R2串联),;
·中温挡:S1闭合、S2接b或断开(仅R1接入电路),;
·高温挡:S1闭合、S2接a(R1、R2并联),。
思●维●引●路
题型01 欧姆定律及电功率的计算
母题精讲
【典例01】(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。
思路指导
[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
欧姆定律/电功率计算
1.分析电路图,看清电路的串、并联情况,以及各个电表所测量的对象。
2.从问题入手,明确所求物理量。
3.利用欧姆定律/电功率知识,以及串、并联电路知识求解。
公式:欧姆定律、电功率、电能/电功。
参考答案 0.5 30 180
变式应用
【变式01】(2025·甘肃兰州·中考真题)如图所示的电路中,电源电压恒为3V,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2) 电压表的示数U2;
(3)电流在100s内通过电阻R2所做的功W2。
【答案】(1)5Ω (2)1V (3)20J
【解析】(1)两个电阻是串联的,电压表测量的是定值电阻R2两端的电压U2;电路中的总电阻为
电阻R2的阻值
(2)电压表的示数为
(3)电流在100s内通过电阻R2所做的功为
【变式02】(2026·天津滨海新区·一模)如图所示的电路中,电源两端电压U保持不变,。当开关、都闭合时,电压表的示数为6 V,电流表的示数为0.2 A.当只闭合开关时,电压表的示数为9 V。求:
(1)电阻的阻值;
(2)电源两端的电压U;
(3)当只闭合开关时,电阻的功率。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)如图,当开关、都闭合时,和串联,电压表测量两端电压,电流表测量电路中的电流。的阻值为
(2)由欧姆定律知,两端电压为
由串联电路中电压的规律知,电源电压为
(3)当只闭合开关时,、、串联,电压表测量和两端电压,电流表测量电路中的电流,由欧姆定律知,两端电压为
此时电路中的电流为
的电压为
由串联电路中电压的规律知,两端电压为
则电阻的功率为
题型02 电学图象问题
母题精讲
【典例01】(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
思路指导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
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。
U-I图像
1.分析图像,要弄清每条图线代表的是哪个电阻的U-I图像。如图甲所示,闭合开关S1,断开开关S2,电压表示数和电流表示数的关系如图乙所示。电压表V1测R2两端电压,V2测R2和滑动变阻器R两端总电压,R2是定值电阻,随着其两端电压增大,电流也增大,所以图线②表示的是定值电阻R2的U-I图像,可以求出R2的阻值。同理可以求出滑动变阻器的最大阻值。
2.注意图线①的延长线与纵轴的交点即为电源电压。
参考答案D
变式应用
【变式01】(2025·河北邯郸·模拟预测)如图甲所示的电路,电流表量程为,小灯泡L标有“4V 2W”字样。闭合开关S1、S2,在确保电路安全的情况下,调整滑动变阻器滑片P位置,记录多组电压表示数U与相应的电流表示数I,并作出如图乙所示的图像。下列分析错误的是( )
A.电源的电压为12V
B.电阻R能达到的最大功率为3.6W
C.滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为20Ω
D.断开S2,小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率为1.5W
【答案】C
【解析】A.由题图甲知闭合开关、时,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量串联电路中的电流;此时的电源电压,由题图乙知,
解得,电源电压,故A正确;
B.由于电流表量程为,所以电路中的最大电流为0.6A,电阻能达到的最大功率
故B正确;
C.当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,此时电路上的总电阻
滑动变阻器允许接入电路的最小阻值
故C错误;
D.断开时,小灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,小灯泡正常发光时的电流
此时定值电阻两端的电压
小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率
故D正确。故选C。
【变式02】(2025·江苏泰州·三模)如图甲所示电路,定值电阻,滑动变阻器的规格为“25Ω 2A”。闭合开关后,调节滑片可得滑动变阻器的功率P与其电阻的关系图像如图乙所示,则电源电压为______V,的电功率最大值为________V。若仅将甲图中换成阻值为35Ω的定值电阻,根据乙图图像呈现的规律,则在的滑片调节过程中,通电10s产生的热量最多为______J。
【答案】3 0.225 0.625
【解析】[1]根据图乙可知,当,滑动变阻器的功率为0.2W,则电路中的电流为
电源电压为
[2]根据图乙可知,当,滑动变阻器的功率最大,此时滑动变阻器与电阻R1串联,电流中的电流为
的电功率最大值为
[3]根据乙图图像呈现的规律,当滑动变阻器接入的阻值与定值电阻R1的阻值相同时,的功率最大,在0~35Ω这个区间,电阻R2的阻值变大,滑动变阻器的总功率变大,根据滑动变阻器的规格为“25Ω 2A”可知,滑动变阻器的最大阻值只能为25Ω,故当滑动变阻器接入的阻值为25Ω时,通电10s产生的热量最多,此时电路中电流为
通电10s产生的热量最多为
题型03 动态电路分析与计算
母题精讲
【典例01】(2025·江苏苏州·中考真题)如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则( )
A.电流表A示数变小
B.电压表示数不变
C.电压表示数与电流表A示数之比变大
D.电压表示数与电流表A示数之比变小
思路指导AB.由图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量变阻器两端的电压,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,变阻器R2连入电路的电阻变小,由电阻的串联可知电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,由U=IR可知电阻R1两端的电压变大,即电压表示数变大,故AB不符合题意;
C.由可知电压表示数与电流表A示数之比等于R1的阻值,R1的阻值不变,所以电压表示数与电流表A示数之比不变,故C不符合题意;
D.由可知电压表示数与电流表A示数之比等于R2的阻值,R2的阻值变小,所以电压表示数与电流表A示数之比变小,故D符合题意。
参考答案 D
变式应用
【变式01】(2026·安徽淮北·二模)如图甲所示是科创小组自制测量水流速度的装置,图乙是该装置的工作原理图,电源电压保持不变,且水流速度增大时,流速表的示数也增大。电压表和电流表的示数分别是、,电压表和电流表示数变化量的绝对值分别是、。下列判断正确的是( )
A.流速表是由电压表改装而成的
B.水流速度增大,电流表示数减小
C.水流速度增大,保持不变
D.水流速度增大,变大
【答案】C
【解析】ABD.与滑动变阻器串联,电流表测电路总电流,电压表测两端电压。 根据流体压强规律:水流速度越大,机翼探头受到的向上升力越大,滑片上移,滑动变阻器接入电路的电阻变小,即变小;电源电压不变,变小,电路中的总电阻变小,则电路电流增大;根据串联电路电压、电流特点,两端电压
电流增大,则减小。题目要求水流速度增大时,流速表示数增大,因此流速表是电流表改装,故ABD 错误;
C.两端电压
可得,变形得水流速度增大前,两端电压
水流速度增大后,两端电压
两式作差得
即,因此
是定值电阻,比值保持不变,故C正确。故选C。
【变式02】(2026·辽宁抚顺·一模)(多选)如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器R1标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片P,则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω~20Ω
B.电流表示数的变化范围是0.3A~0.5A
C.电压表示数的变化范围是1.5V~3V
D.电路总功率的变化范围是1.35W~2.25W
【答案】BD
【解析】ABC.闭合开关S,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样,且灯丝电阻不变,灯丝的电阻为
灯泡正常发光时电流为
电流表量程为0~0.6A,则电路中最大电流为0.5A。此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,滑动变阻器电压最小,即电压表的最小读数为
滑动变阻器接入电路的最小阻值
电压表量程为0~3V,即电压表的最大读数为3V,故电压表示数的变化范围是。灯泡两端的最小电压为
则电路中的最小电流为
此时滑动变阻器接入电路的阻值最大
故滑动变阻器接入电路的阻值范围是,电流表示数的变化范围是。故B正确,AC错误;
D.电路总功率最小为
电路总功率最大为
故D正确。故选BD。
题型04 家用电器的挡位问题
母题精讲
【典例01】(2024·青海西宁·中考真题)如图甲所示为某品牌电热水壶的简化电路,有加热和保温两挡,和均为阻值不变的发热电阻丝。某次将质量为2kg,初温为20℃的水加热了4min,电热水壶的加热效率为87.5%,电功率与时间的关系图像如图乙所示[水的比热容],下列说法正确的是( )
A.当开关S接2时,电热水壶处于加热状态 B.的阻值为110Ω
C.加热4min后,水的末温为70℃ D.水吸收的热量为
思路指导
A.分析电路可知,S接1时,单独工作,此时电阻较小,根据可知功率较大,为加热状态;S接2时,、串联,此时总电阻较大,根据可知功率较小,为保温状态。故A错误;
B.由乙图可知,加热功率为2000W,保温功率为440W。加热状态时,单独工作,则阻值为
保温状态知,、串联,总电阻为
则阻值为
故B错误;
CD.加热4min,电热水壶产生的热量为
则水吸收热量为
则水升高的温度为
则水的末温为
故C正确,D错误。故选C。
参考答案 C
变式应用
【变式01】(2026·重庆渝中·一模)根据下列图片中提供的信息完成下列各题。如图甲所示,是小明家电能表铭牌,1个标准大气压下,当家里仅有电热水壶工作时,将1kg初温为40℃的水加热至沸腾,若不计热量损失,则该电能表表盘转动___________转。如图乙所示,是某品牌家用蛋糕机的简化电路图,其中R1、R2均为发热电阻丝(电阻不随温度变化),具有“高温”“中温”和“低温”三挡,额定电压为220V,高温挡额定功率为1100W,中温挡额定功率为880W,则蛋糕机低温挡的额定功率为___________W。[]
【答案】210 176
【解析】[1]1标准大气压下水的沸点为,水吸收的热量
不计热量损失,电热水壶消耗的电能
表示每消耗电能,转盘转3000转,因此转盘转数
[2]根据,电压不变时,电阻越大,功率越小,分析挡位:
当闭合、接2时,与并联,总电阻最小,总功率最大,为高温挡,总功率
当闭合、接1时,只有接入电路,电阻中等,功率中等,为中温挡,因此,可得的功率
当断开、接3时,与串联,总电阻最大,总功率最小,为低温挡。
电阻,
串联总电阻
蛋糕机低温挡的额定功率
【变式02】(2026·湖北鄂州·一模)某型号家用电饭锅有高温蒸煮和保温焖饭两个挡位,图甲所示为其内部电路原理图,图乙是该电饭锅工作时电功率与时间的关系图像,求:
(1)电饭锅高温蒸煮时的电流。
(2)请通过计算说明的阻值为多大?
(3)电饭锅工作20min消耗的电能为多少J?
【答案】(1)5A (2)198Ω (3)7.8×105 J
【解析】(1)当开关与1连接时,电路中只有,此时电饭锅处于高温蒸煮状态,由图乙可知,高温蒸煮时功率为
电源电压为,根据公式可得,电饭锅高温蒸煮时的电流为
(2)当电饭锅处于高温蒸煮时,由可得,
开关与2连接时,电饭锅处于保温挡,电路中与串联,由乙图可知保温时的功率为
根据公式可得,电饭锅保温时的电流为
由可得,
(3)由图乙可知, 电饭锅高温蒸煮的时间为
电饭锅保温的时间为
由可得,电饭锅工作20min消耗的电能为
实●战●演●练
巩固提升
1.(2025·海南·中考真题)学校安装了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”,电路如图所示。电源电压保持不变,为定值电阻,为光敏电阻,其阻值随光照强度增大而减小。闭合开关S,当光照强度减小时,下列说法正确的是( )
A.灯泡一定发光 B.电磁铁磁性增强
C.电压表示数减小 D.通过的电流减小
【答案】D
【解析】BCD.控制电路中,、串联,电压表测两端电压。闭合开关S,当光照强度减小时,光敏电阻阻值变大,根据串联分压原理,两端电压变大,则电压表示数变大;总电阻变大,根据,控制电路中电流变小,则通过的电流减小,电磁铁磁性减弱,故BC错误,D正确;
A.由上述分析可知,闭合开关S,当光照强度减小时,电磁铁磁性减弱,只有当电磁铁磁性减弱到某个程度时,衔铁才会自动弹上去,灯泡才会发光,故A错误。
故选D。
2.(2025·山东淄博·中考真题)为保持教室安静的学习环境,小明设计了噪声强弱监测装置,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。
3.(2025·新疆克拉玛依·模拟预测)图为我市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图,其中定值电阻为6Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器为甲“15Ω 0.5A”或乙“10Ω 1A”中的一个,某次测量时发现电压表指针满偏,则下列说法正确的是( )
A.若被测同学身高较高时,电压表的示数变小
B.若被测同学身高较矮时,电流表的示数变小
C.滑动变阻器规格为“10Ω 1A”
D.滑动变阻器接入电路最小阻值为3Ω
【答案】D
【解析】A.被测同学身高越高,滑片P向上移动,接入电路的电阻越大,两电阻串联,总电阻越大。电路电流越小,定值电阻的电压越小,因此的电压越大,电压表测电压,故表示数变大。故A错误。
B.被测同学身高越矮,滑片P向下移动,接入电路的电阻越小,总电阻越小,电路电流越大,电流表示数变大。故B错误。
C.电源电压为4.5V,因此电压表只能选量程,满偏时电压为3V。此时
电路电流,此时
说明滑动变阻器最大阻值必须大于等于12Ω,因此只能选“15Ω 0.5A”的甲滑动变阻器。故C错误。
D.滑动变阻器允许的最大电流为0.5A,即电路最大电流为0.5A,此时总电阻最小
滑动变阻器接入的最小阻值
故D正确。故选D。
4.(2025·河北廊坊·一模)如图所示,甲、乙两只灯泡的关系图像。下列分析不正确的是( )
A.将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端电压为2V时,乙灯消耗的功率是0.8W
B.将甲、乙两灯串联在电路中,当通过甲灯电流为0.4A时,电路消耗的总功率是2W
C.将甲、乙两灯并联在电路中,当乙灯两端电压为3V时,甲灯的电阻是5Ω
D.将甲、乙两灯并联在电路中,当乙灯两端电压为6V时,甲灯消耗的功率是6W
【答案】A
【解析】AB.将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端电压为2V时,由图知通过甲灯的电流为0.4A,则通过乙灯的电流也为0.4A,此时乙灯两端的电压为3V,乙灯消耗的功率是
甲灯消耗的功率是
电路消耗的总功率是
故A错误,符合题意。B正确,不符合题意;
C.将甲、乙两灯并联在电路中,当乙灯两端电压为3V时,甲灯两端的电压也为3V,由图可知此时通过甲灯的电流为0.6A,则甲灯的电阻为
故C正确,不符合题意;
D.将甲、乙两灯并联在电路中,当乙灯两端电压为6V时,甲灯两端的电压也为6V,由图知此时通过甲灯的电流为1.0A,甲灯消耗的功率是
故D正确,不符合题意。
故选A。
5.(2025·陕西渭南·一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数不变 B.电流表的示数变小
C.电压表与电流表示数的比值不变 D.电压表与电流表示数的比值变大
【答案】C
【解析】A.开关闭合后,电压表示数从“分压”变为“电源电压”,示数变大,故A错误。
B.开关闭合后总电阻从变为,总电阻变小,电源电压不变,电流变大,电流表示数变大,B错误。
CD.前后两次电压表与电流表示数的比值都等于的阻值,是定值电阻,所以比值不变,故C正确,D错误。
故选C 。
6.(2025·湖北黄石·模拟预测)如图为某电火锅加热器的简化电路图,、均为发热电阻,开关S可以在“1”“2”间切换,从而选择不同的加热挡位。当开关S由“1”切换到“2”时,下列说法正确的是( )
A.加热器由低温变为高温,通过的电流变大
B.加热器由低温变为高温,的实际功率不变
C.加热器由高温变为低温,两端的电压变大
D.加热器由高温变为低温,电路的总功率变大
【答案】A
【解析】当开关S由“1”切换到“2”时,电路由R1、R2串联变为只有R1的简单电路,电路总电阻R变小。电源电压不变,根据可知,总电阻减小则总功率增大,加热器由低温挡变为高温挡;此时总功率即为R1的实际功率,故R1实际功率增大;电源电压不变,由可知,总电阻减小则电路电流增大,通过R1的电流变大;当开关S接“1”时, R1、R2串联,由串联电路电压规律可知R1两端电压小于电源电压。S接“2”时R1两端电压等于电源电压,故R1两端电压变大。故A正确,BCD错误。
故选A。
7.(2025·安徽淮北·三模)在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中,电压表的示数随滑动变阻器接入电路的阻值变化的关系如图乙所示。下列说法中错误的是( )
A.在滑片P从最左端向最右端滑动的过程中,电流表的示数变大
B.在滑片P从最左端向最右端滑动的过程中,电压表与电流表的示数之比变小
C.当滑片P在最左端时,电压表的示数为4.9 V
D.电路消耗的最大功率为7.2 W
【答案】C
【解析】AB.由题图甲可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器滑片向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电压表与电流表示数之比为滑动变阻器的电阻,所以电压表与电流表示数之比变小,电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的读数变大,故AB正确,不符合题意;
C.由图乙可知,当滑动变阻器的电阻为时,其两端的电压为3V,通过电路的电流为
则电源电压为 ①;
当滑动变阻器的电阻为时,其两端的电压为4V,通过电路的电流为
则电源电压为 ②;
联立①②得,,
当滑片P在最左端时,,通过电路的电流为
电压表的示数为,故C错误,符合题意;
D.当滑动变阻器的电阻为零时,电路消耗的功率最大,电路消耗的最大功率为,故D正确,不符合题意。
故选C。
8.(2025·山东临沂·模拟预测)如图甲电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片由右端向左端移动的过程中,两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示,则( )
A.a是灯泡的U-I图像
B.变阻器的滑片向左移时,三电表示数均变大
C.R的最大阻值为10Ω
D.电路的最大功率为3.6W
【答案】D
【解析】AB.如图,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表V1测量的是小灯泡两端电压,电压表V2测量的是滑动变阻器两端电压,电流表测量电路是电流。将滑动变阻器的滑片由右端向左端移动的过程中,变阻器连入的阻值变小,电路总电阻变小,电源电压不变,则电路中电流变大,电流表示数变大;根据串联电压规律可知,滑动变阻器两端电压变小,则小灯泡两端电压变大,电压表V1示数变大,电压表V2示数变小,图像a是滑动变阻器的U-I图像,b是灯泡的U-I图像,故AB不符合题意;
C.由图像可以看出,变阻器的滑片在最右端时,变阻器阻值最大,电压表V2示数最大,,此时电流,变阻器的最大阻值为
故C不符合题意;
D.由图像可知,当电压表示数最大时,灯泡两端电压为,电源电压为
由图像可知,电路中最大电流,电路的最大功率
故D符合题意。
故选D。
9.(2025·河北廊坊·一模)如图甲所示,电路中电源电压恒定,小灯泡的额定电压为3V。将标有“10Ω 2A”的滑动变阻器的滑片P移至B端时,电压表示数为1.5V;移动滑片P的过程小灯泡的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V B.小灯泡正常发光时电功率为0.45W
C.小灯泡正常发光时的电阻为5Ω D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
【答案】D
【解析】A.由题意可知,闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,串联电路中电流处处相等,当滑动变阻器的滑片P移至B端,接入阻值最大,小灯泡两端电压为1.5V,由图乙,电路中电流为0.3A,则滑动变阻器两端电压为
串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,则电源电压为
故A错误;
BC.由图乙可知,小灯泡正常发光时,其两端电压为3V,电路中的电流为0.5A,小灯泡正常发光时电功率为
小灯泡正常发光时的电阻为
故BC错误;
D.小灯泡正常发光时,电路中的电流为0.5A,则滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的电阻为
故D正确;
故选D。
10.(2025·重庆秀山·模拟预测)课后服务时间,老师和物理兴趣小组同学用一个热敏电阻与其他电学元件组成电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,原理如图甲所示。其中,电源电压为恒定不变,定值电阻,是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.环境温度升高,电压表的示数变小
B.环境温度为,电压表示数为
C.当电压表的示数为时,环境温度为
D.当环境温度为时,定值电阻在内消耗的电能为
【答案】D
【解析】A.由图甲可知,闭合开关,两电阻串联,电压表测量R0两端的电压;
从图乙可知,当环境温度升高时,热敏电阻的阻值减小,根据串联分压特点可知,R1两端的电压变小,电源电压不变,根据串联电路的电压特点可知,电压表的示数变大,故A错误;
BC.当环境温度为40℃时,从图乙可知,R1的阻值为20Ω,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻
根据欧姆定律可知,电路中的电流
电压表的示数
故BC错误;
D.当环境温度为50℃时,从图乙可知,此时热敏电阻的阻值为10Ω,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻
根据欧姆定律可知电路中的电流
定值电阻R0在10s内消耗的电能,故D正确。
故选D。
11.(2025·山东济宁·三模)在如图甲所示电路中,电源电压不变,为定值电阻。滑动变阻器的滑片从端移到端的过程中,电压表与电流表的示数变化规律如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.定值电阻的阻值为 B.电源电压为
C.电路的总功率范围是 D.滑动变阻器的调节范围为
【答案】C
【解析】AB.由图甲可知,R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片P位于a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电压表示数为0,电路中的电流最大,电路为R0的简单电路;由图乙可知,此时电路中电流,电源电压①
当滑片P位于b端时,变阻器连入电路的电阻最大,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,由图乙可知,当电流,电压表示数,电源电压②
由①②可得,,故AB正确,不符合题意;
C.当滑片P位于b端时,电路中的电流最小,电路的总功率最小为
当滑片P位于a端时,电路中的电流最大,电路的总功率最大为
则电路的总功率范围是1.2~3.6W,故C错误,符合题意;
D.当滑片P位于b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,滑动变阻器的最大阻值
所以,滑动变阻器的调节范围为0~20Ω,故D正确,不符合题意。故选C。
12.(2025·黑龙江佳木斯·三模)小明发现并联在家庭电路中的甲、乙两灯,均能正常发光,且甲灯比乙灯亮,不考虑温度对灯丝电阻的影响,那么( )
A.甲灯两端电压比乙灯大
B.甲灯中的电流比乙灯中的电流大
C.甲灯的额定功率比乙灯的额定功率小
D.甲灯的电阻比乙灯电阻大
【答案】B
【解析】A.甲、乙两灯并联在家庭电路中,均正常发光,因此两灯两端电压相等,且等于额定电压,故A不符合题意;
BC.甲灯比乙灯亮,且均正常发光,说明甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率,即。由可知,电压相同时,,故B符合题意,C不符合题意;
D.电压相同,,由,可知 ,故D不符合题意。
故选B。
13.(2025·湖南长沙·模拟预测)如图是小明家的电能表表盘示意图。下列说法正确的是( )
A.电能表是用来测量家庭电路总功率的仪表
B.该电能表允许的最大电流为
C.该电能表表盘示数为
D.使用该电能表,同时工作的用电器的总功率不能超过
【答案】B
【解析】A.电能表是用来测量家庭电路消耗的电能(电功)的仪表,不是测量总功率的,故A错误;
B.电能表上标注的“10(20)A”中,20A是允许通过的最大电流,故B正确;
C.电能表的最后一位是小数位,示数应为825.6 kW·h,故C错误;
D.同时工作的用电器总功率最大值为 ,不是2200W,故D错误。
故选B。
14.(2025·河北唐山·二模)图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为,闭合开关S,电流表示数为,则下列说法不正确的是( )
A.电源电压为2V B.干路电流为
C.小灯泡L的电功率为 D.通电10s电路消耗的电能为90J
【答案】D
【解析】A.由图乙可知电阻R与灯泡L并联,电流表测量通过R的电流,电源电压为,故A正确,不符合题意;
B.由图甲可知,当灯泡L两端电压为2V时,通过它的电流为,则干路电流
故B正确,不符合题意;
C.根据可知小灯泡L的电功率为
故C正确,不符合题意;
D.干路电流为0.45A,根据可知通电10s电路消耗的电能为
故D错误,符合题意。故选D。
15.(2025·河南郑州·一模)某直流电动机额定电压为220V,其线圈电阻为1Ω,正常工作时通过线圈的电流为20A,若电动机连续正常工作10min,下列判断正确的是( )
A.电动机的额定功率是44kW
B.电动机工作时因发热损失的电能为
C.电动机的效率约为89%
D.电动机获得的机械能是
【答案】D
【解析】A.电动机的额定功率
故A错误;
B.电动机工作时因发热损失的电能为
故B错误;
CD.电动机消耗的电能
电动机获得的机械能
电动机的效率
故D正确,C错误。
故选D。
16.(2025·陕西商洛·三模)(多选)物理实践活动中,小明将定值电阻和力敏电阻串联,设计并制作了一个简易电子秤,其电路如图-1所示。已知力敏电阻的阻值与压力大小关系如图-2所示,电源电压保持不变,质量显示仪由电压表改装而成。托盘放在力敏电阻上(图中未画出),力敏电阻受到的压力等于托盘和被测物体的总重力,托盘的质量为0.2kg。当托盘上未放物体时,电压表的示数是0.5V,当托盘上所放物体的质量为1kg时,电压表的示数为1V。g取10N/kg,下列有关说法正确的是( )
A.是力敏电阻
B.电源电压为6V
C.当称量的物体质量变大时,电路消耗的总功率变小
D.适当减小电源电压,可提高电子秤的最大测量值
【答案】BD
【解析】A.由图1可知,两个电阻串联,电压表测量两端的电压。若是力敏电阻,根据图2,压力增大时的阻值会减小,由串联电路分压原理可知,两端电压会减小;但题目中物体质量变大(压力变大)时,电压表示数从0.5V增大到1V,与实际规律矛盾,故才是力敏电阻,故A错误;
B.未放物体时,托盘压力
由图2得,此时,根据串联电路中的电流相等,可得
当放1kg物体时,总压力
由图2得,此时,根据串联电路中的电流相等,可得
联立两式,解得,,故B正确;
C.当称量的物体质量变大时,压力增大,力敏电阻的阻值减小,电路总电阻减小,由可知,总电阻减小则电路总功率变大,故C错误;
D.电子秤最大测量值对应电压表满偏(最大示数不变),此时电路最大电流不变;由可知,减小电源电压,总电阻会减小,即的阻值更小,对应压力更大,因此可提高电子秤的最大测量值,故D正确。故选BD。
17.(2025·山东日照·三模)(多选)如图甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A。电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R的规格为“50Ω 0.5A"。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图(如图乙所示)。在保证电路安全的情况下,下列结果中正确的是( )
A.电源电压为6V
B.的阻值为15Ω
C.滑动变阻器连入电路的阻值范围是2Ω~50Ω
D.滑动变阻器的最大功率为0.9W
【答案】ACD
【解析】AB.由图甲可知,定值电阻R0和滑动变阻器R1串联,电压表测变阻器R1两端的电压,由图乙可知,当滑动变阻器的阻值为10Ω时,电路中的电流为0.3A,根据串联电路电压规律和欧姆定律,可得电源电压:......①
当滑动变阻器的阻值为50Ω时,电路中的电流为0.1A,根据串联电路电压规律和欧姆定律,可得电源电压:......②
解以上两式得,,,故A正确,B错误;
C.当电路中的电流最大时,滑动变阻器的阻值最小,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,故电路中的最大电流为0.5A,则R0两端的电压为,滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器的最小阻值为
滑动变阻器的阻值越大,电路中的电流越小,电路越安全,并且电源电压只有6V,滑片可以移到最大端,因此滑动变阻器的阻值变化范围为2Ω~50Ω,故C正确;
D.滑动变阻器消耗的电功率:
所以,当时,滑动变阻器消耗的电功率最大,
故D正确。故选ACD。
18.(2025·陕西西安·模拟预测)(多选)小明利用磁敏电阻为他的自行车设计了一个速度计,他将磁铁固定在自行车的辐条上,磁敏电阻固定在自行车的后车架上,安装示意如图甲,工作电路如图乙。已知电源电压为恒定不变。当磁铁与磁敏电阻靠得最近时阻值为,磁铁与磁敏电阻离得最远时阻值为,靠近或远离时的实际电阻在这两者之间变化;当两端电压不低于时电子计数器就能有效计数,低于就不能产生计数,车轮每转动一圈就计数一次。下列说法正确的有( )
A.要想让计数器更容易触发计数,可以增大的阻值
B.要想让计数器更容易触发计数,可以减小电源电压
C.为保证电子计数器有效工作,电阻最小值为
D.若最小,当磁铁与磁敏电阻离得最远时,消耗的电功率为
【答案】AC
【解析】AB.由图乙可知,定值电阻和磁敏电阻串联在电路中,电子计数器实质是电压表和定值电阻并联,是测量定值电阻两端的电压;要想让计数器更容易触发计数,两端电压不低于4.5V,根据串联分压原理可知,的阻值越大,分担的电压越多;或增大电源电压,也会增大两端电压,计数器更容易触发计数,故A正确,B错误;
C.由题干可知当磁敏电阻,电子计数器(电压表)示数为4.5V时,定值电阻有最小值,根据串联分压原理可知,,即
代入数据得
解得,故C正确;
D.若最小,当磁铁与磁敏电阻离得最远时,的阻值为400Ω,此时电路中的电流为
则消耗的电功率为
故D错误。故选AC。
19.(2025·湖南长沙·模拟预测)(多选)在如图所示的电路中,电源电压恒定,,,下列说法正确的是( )
A.和两端的电压之比为
B.电流表和的示数之比为
C.和R2消耗的电功率之比为
D.相同时间内,和消耗的电功之比为
【答案】BC
【解析】A.由电路图可知,和并联,并联电路中各支路两端的电压相等,所以和两端的电压之比为1:1,故A错误;
B.电流表测支路的电流,电流表测支路的电流。根据欧姆定律,可得电流表的示数,电流表的示数
则
即电流表和的示数之比为3:2,故B正确;
C.根据,可得和消耗的电功率之比,故C正确;
D.根据,相同时间内,和消耗的电功之比,故D错误。故选BC。
20.(2025·辽宁抚顺·二模)(多选)如图在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,下列说法正确的( )
A.甲实验中将两个电阻串联,只是为了保证通过两个电阻的电流相等
B.乙实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
C.甲实验中,通电一段时间后,左右两容器内电阻丝产生的热量之比为1:2
D.乙实验中,通电一段时间后,左右两容器内电阻丝产生的热量之比为2:1
【答案】BC
【解析】A.甲实验电阻串联,既能保证通过电阻丝的电流相同,还可以保证通电时间相同,两电阻丝阻值不同,目的是探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。故A错误;
B.乙实验,右侧电阻丝与另一电阻丝并联,故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同,但通过电阻的电流不同,所以可以研究电流产生的热量与电流的关系,故B正确;
C.甲实验两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,右侧电阻阻值大,由焦耳定律可知,右侧电阻是左侧电阻的2倍,产生的热量也是左侧的2倍,故左右两侧容器内空气吸收的热量之比为,故C正确;
D.乙实验,右侧电阻丝与另一电阻丝并联,故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同,左侧的电流是右侧电流的2倍,由焦耳定律可知,左侧电阻产生热量是右侧电阻产生热量的4倍,即左右两侧容器内空气吸收的热量之比为,故D错误。故选BC。
33.(2025·黑龙江·一模)(多选)如图甲所示电路中,电源电压恒为9V,小灯泡标有“6V 3W”字样,定值电阻R2的阻值为10Ω,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R1的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S、S1接2,当滑动变阻器R1的滑片在某两点间滑动时,小灯泡的电功率随其两端电压的变化关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.闭合开关S、S1接1时,电路的最小功率为2.7W
B.闭合开关S、S1接1时,定值电阻R2在1min内产生的热量最多为216J
C.闭合开关S、S1接2,小灯泡两端电压为3~6V时,滑动变阻器R1接入电路的电阻范围为4.5~18Ω
D.闭合开关S、S1接2,小灯泡实际功率为1W时,滑动变阻器R1的功率为3W
【答案】AB
【解析】A.闭合S、S1接1时,R1、R2串联,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得,电路的最小电流为
电路的最小功率为,故A正确;
B.由于串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A、滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”,所以通过电路的最大电流为0.6A,R2在1min内产生的热量最多为,故B正确;
C.闭合S、S1接2时,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流。由乙图可知,灯泡两端的电压最大为6V时,灯泡的实际功率最大为3W,滑动变阻器接入电路的阻值最小,此时电路中的电流最大,为
因串联电路总电压等于各部分电压之和,则此时滑动变阻器两端的电压为
所以滑动变阻器接入电路的最小阻值为
由乙图可知,灯泡两端的电压最小为3V时,灯泡的实际功率最小为1W,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电路中的电流最小为
此时滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器接入电路的最大阻值为
所以小灯泡两端电压为3~6V时,滑动变阻器R1接入电路的电阻范围为6~18Ω,故C错误;
D.由选项C分析可知,闭合开关S、S1接2,当小灯泡的实际功率为1W时,电路中的电流为,滑动变阻器R1两端的电压为6V,此时滑动变阻器R1的功率为,故D错误。
故选AB。
34.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)如图所示,将灯、按图甲、乙两种方式接在电压均为的两个电路中,在甲图中灯的功率为,在乙图中灯的功率为。设灯丝电阻不变,则、两灯灯丝电阻之比是________,在________(选填“甲”或“乙”)图中灯比灯亮。
【答案】 乙
【解析】[1]甲图中、串联,设两端电压为,根据
的功率
乙图中、并联,两端电压等于电源总电压,的功率
两式作比得
即
得
串联电路总电压
因此的电压
串联电路电流处处相等,由得
即
[2]甲图为串联,电流相同,由,,得,更亮;
乙图为并联,电压相同,由,,得,更亮。
故乙图中灯比灯亮。
35.(2026·河南周口·一模)如图所示电路,电源电压恒定,,,当闭合,、断开时,电流表的示数为0.6A,电源电压为_____V;当闭合,、断开时,电流表的示数为_____A。
【答案】6 0.2
【解析】当闭合,、断开时,电路中仅电阻单独接入,根据欧姆定律可得电源电压
当闭合,、断开时,电阻和组成串联电路,根据欧姆定律可计算此时电流
36.(2026·安徽蚌埠·二模)如图,两只分别标有“20Ω;0.3A”和“15Ω;0.5A”的定值电阻并联,若要使电路安全,AB间电路消耗的最大电功率为________W。
【答案】4.2
【解析】对于“20Ω 0.3A”的电阻,由可得允许经过的最大电压
对于“15Ω 0.5A”的电阻,同理可得得允许的最大电压
由于并联电路各支路电压相等,为保证电路安全,AB间最大电压需取两个电阻允许最大电压的较小值,即
当电路中电压为6V时“20Ω 0.3A”的电阻正常工作,电流为0.3A;“15Ω 0.5A”的电阻此时的电流
电路中总电流
AB间电路消耗的最大电功率
37.(2026·河南驻马店·二模)闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图像如图乙所示。则定值电阻的阻值为______,电源电压为______,滑动变阻器的最大阻值为______。
【答案】15 7.5 60
【解析】由图可得,当滑片移到最左端时,接入电阻为,电压表示数为,此时电流最大,由图乙得,根据欧姆定律,电源电压
…… ①
当滑片在最右端时,接入最大阻值,电流最小,由图乙得,此时两端电压,根据串联电路电压规律,电源电压
……②
联立①②解得,电源电压
当接入最大阻值时,根据欧姆定律
38.(2026·河南平顶山·一模)两盏额定电压均为6 V的小灯泡A和B的电流与电压关系如图所示。将两盏灯泡串联接入电源电压不变的电路中,小灯泡________(填“A”或“B”)更亮。若电路中的电流为0.5A,则电源电压为________V。若将两灯并联在3V的电源两端,经过10s,电路消耗的电能为________J。
【答案】A 9 24
【解析】两灯串联,电路中电流处处相等。由U-I图像可知,相同电流下,A两端电压大于B两端电压。根据,A的实际功率越大,故A灯泡更亮。
串联电路电流为0.5A时,两灯电流均为0.5A,从图像可得,,,由串联电路电压特点可知,电源电压
两灯并联在3V电源两端,由并联电路电压特点可知,两灯电压都等于电源电压3V。从图像可知,、,则干路总电流
电路消耗的电能
39.(2026·江苏南通·一模)国产某品牌新能源汽车拥有领先世界的“闪充”技术,闪充电压为800V,9min可将电池存储的电能从10%提升至97%,它配备的刀片电池可存储60 kW·h电能,则闪充功率是______kW,闪充电流是______A。若用家庭充电桩充电,电压220V,电流30A,充电效率80%,则存储的电能从10%提升至54%需要______h,充电前电能表的示数如图所示,则完成上述充电后的电能表的示数变为______ kW·h。
【答案】348 435 5 5680.8
【解析】9min充入电池的电能
充电时间
由功率公式 可知,闪充功率是
由功率公式可知,闪充电流是
从10%到54%,电池需要获得的电能
因此充电桩需要输出的总电能
由功率公式可知,家庭充电桩功率
充电时间
电能表初始示数为5647.8 kW·h,本次充电消耗总电能为33 kW·h,因此充电后示数为
40.(2026·江西宜春·一模)小明用如图所示器材测量小灯泡的电阻。待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一只,导线若干。
(1)在连接电路时,开关应处于____________状态。
(2)图甲是小明连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
(3)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,出现这一现象的原因可能是_________。
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路
C.开关接触不良 D.小灯泡的实际功率太低
(4)缓慢移动滑动变阻器的滑片,将电压表和电流表的示数记录在下表中。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡的电阻为_______(结果保留至小数点后1位)。
次数
1
2
3
4
5
6
U/V
0.5
0.9
1.3
1.7
2.0
2.5
I/A
0.16
0.18
0.20
0.24
0.26
(5)小明分析表中的实验数据,发现通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比,原因是_______。由此可以推测小灯泡灯丝在下列哪种情况下最容易烧断_______(填字母)。
A.闭合开关的瞬间 B.小灯泡灯座发生短路的时候
C.断开开关的瞬间 D.实际电压小于额定电压的时候
(6)以下四种电路,电源电压不变且未知,是已知阻值的定值电阻,在不拆改电路的情况下,能测出未知电阻阻值的电路是( )(多选)。
A.B.C.D.
【答案】(1)断开(2)见解析 (3)D (4)8.9(5)灯丝电阻随温度的升高而增大 A (6)ABC
【解析】(1)连接电路时,为保护电路,开关必须断开。
(2)滑动变阻器应“一上一下”接入电路,且与小灯泡串联;电压表并联在小灯泡两端(选0~3V)。将滑动变阻器的A接线柱与小灯泡的右接线柱相连,电压表的“3”接线柱与小灯泡的右接线柱相连,电压表的“-”接线柱与小灯泡的左接线柱相连,如图所示:
(3)A.电流表、电压表均有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮的原因是通过小灯泡的电流太小,功率过小,(滑动变阻器接入电阻过大)。小灯泡断路时,电流表无示数,电压表测电源电压,故A不符合题意;
B.小灯泡短路时,电压表无示数,电流表有示数,故B不符合题意;
C.开关接触不良时,整个电路断路,两表均无示数,故C不符合题意;
D.电流太小,灯泡实际功率太低,不发光,故D符合题意。
故选D。
(4)电流表量程0~0.6A,分度值0.02A,示数为0.28A,小灯泡电阻
(5)[1]电流与电压不成正比的原因小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大。
[2]闭合开关瞬间,灯丝温度低、电阻小,由可知,实际功率过大,最容易烧断,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(6)A.由图可知,S断开时,该电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流,由电流表可读出此时的电流为I0;由欧姆定律可知R0两端的电压为
即电源电压为
当S均闭合时,该电路为R0和Rx的并联电路,电流表测干路的电流,可读出此时电流表的示数为I;由并联电路的电流特点可知通过Rx的电流为
由可知,Rx的阻值为,故A符合题意;
B.由图可知,当S和S1均闭合时,Rx被短路,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,由电流表读出此时电流为I0;由欧姆定律可知,R0两端的电压为
电源电压为
当S1断开,S闭合时,该电路为R0和Rx的串联电路,电流表测电路中的电流,由电流表读出此时电流为I;由欧姆定律可求出电路的总电阻为
由串联电路的电阻特点可知Rx的阻值为,故B符合题意;
C.由图可知,当S闭合,S1断开时,该电路为Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流,由电流表可读出此时的电流为I0;当S和S1均闭合时,该电路为R0和Rx的并联电路,电流表测干路的电流,可读出此时电流表的示数为I;由并联电路的电流特点可知通过R0的电流为,由可知,Rx的阻值为,故C符合题意;
D.闭合开关S,待测电阻短路,电压表测量电源电压,断开开关,电压表仍测量电源电压,无法测量待测电阻的电压和电流,不能计算电阻,故D不符合题意。
故选ABC。
41.(2026·陕西·一模)小敏在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡和额定电流为的小灯泡进行实验。
(1)图甲是小敏同学在测量小灯泡的额定功率时连接的实物电路。
①图甲中有一根导线连接错误,请在这根线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法___________。
②改正电路连接后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至___________端以保护电路(选填“A”或“B”);
③闭合开关后发现灯泡不亮,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,故障原因可能是___________;
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
④实验中,观察到小灯泡的电压为2.0V时,为了测量其额定功率,滑动变阻器的滑片应向___________(选填“A”或“B”)端移动。若通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示,可知小灯泡的额定功率为___________W。
⑤实验中滑动变阻器有三种规格,分别为“ 1A”、“ 0.2A”、“ 0.5A”应选用___________(选填“”、“”或“”)。
(2)小宇同学还设计了如图丙所示的电路,测出了灯泡的额定功率。已知:滑动变阻器的最大阻值均为。
①只闭合开关S、,移动的滑片,使电流表示数为。
②断开开关,并保持滑片的位置不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为。
③保持滑片的位置不变,再将的滑片调至最左端,记下电流表的示数;最后将的滑片调至最右端,记下电流表的示数。
④写出灯泡额定功率的表达式:___________。(用、、、表示)
【答案】(1)见解析 B B A 0.625 RC (2)
【解析】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,原电路电压表未并联在灯泡两端,由实物图可知,应将灯泡左接线柱与电流表正极相连的线改接到与开关右接线柱相连。
闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即B端。
电流表示数为0说明电路断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表能连通电源两极,因此故障是小灯泡断路,故选B。
灯泡实际电压2V小于额定电压2.5V,要增大灯泡电压,由串联电压规律,减小滑动变阻器两端电压,根据串联分压原理,需要减小滑动变阻器接入电路中的阻值,因此滑片向A端移动。
由图乙可知,额定电压2.5V对应的电流是0.25A,因此额定功率
灯泡正常发光时,滑动变阻器分压为
电路电流为0.25A,滑动变阻器需要的电阻
电阻不足14Ω,额定电流0.2A小于工作电流0.25A,因此选。
(2)利用等效替代法:两次电流都为时,滑动变阻器接入的电阻等于L2正常发光的电阻。滑片调至最左端,接入电阻为0,得电源电压①
滑片调至最右端,接入最大电阻,得电源电压②
联立①②解得,因此L2额定功率
42.(2026·江西宜春·一模)如图所示的电路中,电源电压恒为,的阻值为,当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)当开关闭合,断开时,两端的电压;
(2)电阻的阻值;
(3)闭合、时,电流表的示数。
【答案】(1)6V (2)5Ω (3)0.9A
【解析】(1)当开关S1闭合,S2断开时,R1与R2串联,电流表测量电路电流,电路电流,R1两端的电压为
(2)根据串联电路的电压规律,总电压等于各部分电压之和,电源电压,R2两端电压
串联电路中电流处处相等,通过R2的电流为0.6A,的阻值为
(3)闭合S1、S2时,R2被短路,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律,电流表示数为
43.(2026·海南省直辖县级单位·一模)小文和小原为航天员设计了一款航天服,既能保温又能照明。其简化电路如图所示,若电源电压恒为24V,发热电阻R的阻值为6Ω,小灯泡标有“24V 12W”。小灯泡的电阻随温度的变化可忽略不计,闭合开关S1、S2。
(1)通过发热电阻R的电流是多少?
(2)小灯泡的电阻是多少?
(3)发热电阻R消耗的电功率是多少?
(4)为了节约用电,兴趣小组的同学将开关S2更换为光敏开关,当光照强度大于50Lux时,开关会自动断开(光照强度是指单位面积上所接受可见光的光通量)。假设某时段航天服表面的光照强度随时间的变化如图所示,则从0-100s内航天服消耗的电能是多少?
【答案】(1)4A (2)48Ω (3)96W (4)10080J
【解析】(1)并联电路中各支路电压等于电源电压,因此两端电压,通过发热电阻的电流为
(2)小灯泡额定电压,额定功率,电阻不变,由得,小灯泡的电阻
(3)发热电阻消耗的电功率
(4)由题意:光照强度时,光敏开关断开,只有工作;光照强度时,闭合,和同时工作。 从光照强度图像可得:光照强度小于,闭合;光照强度大于,断开。
总电能为两段消耗电能之和,总功率为
这段时间消耗电能为
只有工作,时间
消耗电能
总电能为
44.(2026·广东茂名·二模)如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20,电源电压不变。当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.6A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.9A求:
(1)电源电压。
(2)R2的阻值。
(3)闭合S1,断开S2、S3时,电阻R1的电功率是多少?
【答案】(1)12V (2)40Ω (3)0.8W
【解析】(1)当S1、S2断开,S3闭合时,只有R1与电流表串联在电路中,且电流表的示数为0.6A,所以电源电压为
(2)S1断开,S2、S3闭合时,R1与R2并联在电路中,电流表测干路电流,且电流表的示数为0.9A,则通过R2的电流为
R2的阻值为
(3)闭合S1,断开S2、S3时,R1与R2串联在电路中,电路中的电流为
电阻R1的电功率是
45.(2026·江西宜春·一模)如图所示电路中,电源电压恒为4.5V,小灯泡标有“3V 1.5W”字样,不考虑温度对小灯泡电阻的影响.滑动变阻器的规格为“”,电压表的量程是,电流表的量程是,闭合开关S。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)小灯泡正常发光时,求整个电路10s内消耗的电能;
(3)在保证所有电路元件安全的前提下,灯泡消耗的最大功率和最小功率。
【答案】(1)6Ω(2)22.5J(3)1.5W,0.375W
【解析】(1)根据电功率变形式,得
(2)由电路图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器两端的电压。
小灯泡正常发光时,电路电流等于小灯泡额定电流,由得
根据电功公式得消耗的电能
(3)根据,可知电流越大,灯泡消耗的功率越大,电流越小,灯泡消耗的功率越小。
由题知,电路允许的最大电流为
灯泡消耗的最大功率
当滑动变阻器两端最大电压时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路电流最小。根据串联电路电压规律,此时灯泡两端的电压最小,为
电路最小电流
此时滑动变阻器接入电路的电阻
符合滑动变阻器规格要求,则灯泡消耗的最小功率
46.(2026·山东菏泽·一模)如图甲为现在很多家庭使用的双控温多功能涮烤两用分体电火锅。该锅可实现汤锅、烧烤同时进行,也可以分开控制,其部分简化电路图如图乙所示,该涮烤锅部分参数如下表所示。
求:
(1)若的电阻为66Ω,则汤锅保温挡的额定保温功率;
(2)若,则烧烤盘电路正常工作时,通过左盘的电流;
(3)若将汤锅中1 kg的水从26℃加热至100℃用时5 min,则加热过程汤锅电路的效率。(结果保留三位有效数字)[]
【答案】(1)440W (2)4A (3)94.2%
【解析】(1)由图乙可知,S1和温控开关均闭合,汤锅电路中只有工作,总电阻较小,由可知总功率较大,汤锅处于加热状态,所以可得
S1闭合、温控开关断开,汤锅电路中、串联,总电阻较大,由可知总功率较小,汤锅处于保温状态,此时,汤锅保温挡的额定保温功率
(2)由公式可得
所以通过左盘的电流
(3)水吸收的热量
加热时间,消耗的电能
加热过程汤锅电路的效率
47.(2026·甘肃酒泉·一模)如图甲是小明家的电暖器,有高温、中温和低温三个挡位,额定电压为,图乙是内部简化电路图,、、为加热电阻,,高温挡电功率为,低温挡电功率为,通过旋转开关可以实现挡位切换。不考虑温度对电阻的影响。
(1)电暖器在高温挡正常工作时,求通电产生的热量;
(2)求的阻值;
(3)若小明家的电能表上标有“”的字样,他断开家中的其他用电器,仅让该电暖器在中温挡下工作,观察到内电能表的指示灯闪烁了100次,求此时他家的实际电压。
【答案】(1) (2)160Ω (3)200V
【解析】(1)由题意可知,电暖器在高温挡工作时间
电暖器产生的热量
(2)旋转开关连接bc时,R1、R2串联,电路中的总电阻;旋转开关连接cd时,R1短路,只有R2接入电路;旋转开关连接de时,R2、R3并联。由可知,电源电压不变,电路中的总电阻越大,功率越小。故旋转开关连接bc时,电暖器功率最小,为低温挡;旋转开关连接cd时,电暖器为中温挡;旋转开关连接de时,电暖器为高温挡。电暖器低温挡时,电路中的总电阻
则R1的阻值
(3)电能表的指示灯闪烁100次时,电暖器消耗的电能
电暖器在中温挡工作的时间
电暖器在中温挡工作的功率
旋转开关连接cd时,只有R2接入电路,电暖器为中温挡,此时实际电压
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