专题07 电能、电功率、焦耳定律(天津专用)(3大考点)2026年中考物理一模分类汇编
2026-05-20
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3份
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35页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 电功率,焦耳定律 |
| 使用场景 | 中考复习-一模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.48 MB |
| 发布时间 | 2026-05-20 |
| 更新时间 | 2026-05-20 |
| 作者 | 哥是个传说 |
| 品牌系列 | 好题汇编·一模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57952655.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦电能、电功率、焦耳定律三大考点,精选2026年天津多区一模真题,通过生活情境(如“地球一小时”、充电宝安全、电热水龙头)和文化素材(煮茶器、电中药锅)考查核心知识,兼具实战性与应用价值。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|单项选择|4题|电能计算(如1度电使50W风扇工作时间)、焦耳定律实验|结合环保、安全等社会热点|
|多项选择|6题|电功率计算(如滑动变阻器功率变化)、电路分析(U-I图像)|注重科学推理与模型建构|
|填空|9题|电磁波应用(车载导航)、电能节约(太阳能路灯)、档位功率(电热水壶)|联系科技与生活实际|
|综合题|8题|电功与热量计算(煮茶器效率)、电路动态分析(开关组合)|突出综合应用与问题解决能力|
内容正文:
专题07电能、电功率、焦耳定律
3 大考点概览
考点01 电能
考点02 电功率
考点03 焦耳定律
电能
考点1
一、单项选择题
1. (2026·河西区·一模)“地球一小时”活动,号召人们在每年3月最后一个星期六关灯一小时,以响应节能减排的环保要求,每节约一度电可以减少0.997 kg的CO2排放。在日常生活中,1度电可以使50W的电风扇正常工作的时间为( )
A. 0.2h B. 2h C. 20h D. 200h
2. (2026·宝坻区·一模)民航局规定“严禁携带超过额定能量160W·h的充电宝搭乘飞机。”有一充电宝铭牌信息上标有“10000mA·h/3.7V”,则( )
A. W·h是功率的单位 B. 10000mA=1A
C. 该充电宝的额定能量是37W·h D. 不能携带该充电宝搭乘飞机
二、填空题
3.(2026和平区·一模) 随着科技的快速发展,汽车上的功能配置越来越多,如倒车雷达、车载导航等,则上述功能中___________(选填“倒车雷达”或“车载导航”)是利用电磁波实现的。很多地方都安装有太阳能路灯(如图),它们无需外界供电,依靠太阳能电池板就可以实现自我供电。如果路灯的额定功率为40W,平均每天正常工作10h,一盏这样的路灯一年(365天)能够节约___________kW·h的电能。
三、综合题
4.(2026·河东区·一模)如图所示是一款电热水龙头,使用时功率为2100W,流入该水龙头的水的初温为25℃,1min放出热水的质量为2kg。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),不计热量损失,求:
(1)该电热水龙头消耗的电能;
(2)放出热水的温度。
5.(2026·河北区·一模)茶文化源远流长,如图所示是小明家的煮茶器。该煮茶器加热状态的功率为880W,煮茶器在加热状态下,将1kg初温45℃的水刚好加热到100℃,用时5min。(c水=4.2×103J/(kg•℃))求:
(1)水吸收的热量;
(2)煮茶器在加热状态下的效率。
6.(2026·西青区·一模)中医药是中华文化的瑰宝,在疾病治疗方面具有不可替代的作用。图为小康家额定功率为500W的小型电中药锅,他的妈妈用它将锅中的1kg已煲好的药液从25℃加热到35℃,所用时间为105s。已知,求:
(1)药液吸收的热量;
(2)电中药锅的热效率。
7. (2026·滨海新区塘沽三中·一模)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=30Ω,R2=10Ω.当闭合开关 S1、S,断开 S2 时,电流表的示数为 0.4A.
(1) 求电源电压;
(2) 当闭合开关 S2、S,断开 S1 时,求电流表的示数;
(3) 当闭合开关 S1、S2、S 时,通电 100s,求整个电路消耗的电能.
8. (2026·西青区·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,电阻,滑动变阻器的最大阻值为,忽略灯泡电阻随温度的变化。当闭合开关S,断开开关、,滑动变阻器的滑片移动到最左端时,电流表的读数为;求:
(1)电源电压为多少?
(2)当开关S、、都闭合,滑动变阻器的滑片P移动到最右端时,电流表的示数为0.35A,小灯泡工作10秒钟消耗的电能是多少?
电功率
考点2
一、填空题
1. (2026·河西区·一模)小灯泡上标有“6V 3W”的字样,则灯泡正常发光时的电阻为______Ω;若将小灯泡接在电源电压为9V的电路中,要使小灯泡正常发光,需要串联一个______Ω的定值电阻。
2. (2026·红桥区·一模)如图所示,为一种电热水壶工作电路的示意图,其中电阻为和的电阻器都是用来加热的,是总开关,是挡位开关。当接1时,电热水壶处于加热状态,电功率为1100W,当接2时,电热水壶处于保温状态,此时电阻的电阻器功率为2.75W。由此可知,的阻值是__________电热水壶处于保温状态时的电功率是__________。
3.(2026·河西区·一模) 如图1为一款电加热眼罩,它可以有效缓解视疲劳。其简化电路如图2所示,电源电压恒为,发热电阻,它有高温、低温两挡。则低温挡的功率为_______,高温挡的功率与低温挡的功率之比为_______。
4. (2026·河东区·一模)某电热器简化电路如图甲所示,两根电阻丝R1和R2并联接在220 V电源两端,可实现加热状态和保温状态的切换。当开关S1闭合、S2断开时,电热器处于________状态;图乙所示是该电热器30 min内功率变化情况,则电阻丝R2的阻值为________Ω。
5. (2026·宝坻区·一模)如图1所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1、R2的U-I关系图像如图2所示。当S闭合时,R1、R2消耗的功率之比为________,电流表A1与A2的示数之比为________。
6.(2026·天津三十二中·一模)如图所示,灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样,电源电压6V恒定不变。闭合开关S,则甲、乙两电路中通过L1的电流之比I1:I1'= ;甲电路中L2消耗的实际功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙电路中L2消耗的实际功率。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
二、多项选择题
7.(2026·天津三十二中·一模)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后,当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为1.2W
B.灯丝的电阻随变阻器两端电压的增大而减小
C.电源电压为7.5V
D.滑动变阻器的最大阻值为45Ω
8. (2026·西青区·一模)如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为,电压表的量程为0-15V。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为
B. R1的阻值为
C. 滑动变阻器接入电路的最小阻值为
D. R1消耗的最小电功率为
9. (2026·河西区·一模)如图所示,电源电压不变,只闭合开关后,电流表的示数为;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关、均闭合后,电流表的示数为,电压表的示数为。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为
B. 电阻的阻值为
C. 两表位置互换前后,电阻两端的电压之比为
D. 两表位置互换前后,电阻的功率之比为
10. (2026·河东区·一模)如图所示的电路中电源电压不变。闭合S1和S2,当a、b都是电压表时,两表示数分别为U1和U2;断开S1、闭合S2,当a、b都是电流表时,a表示数为I1。则( )
A. R1的电阻为 B. R2的电阻为
C. 后一种情况中b表的示数为 D. 后一种情况中电路的总功率为
11. (2026·西青区·一模)如图所示电路中,电源电压保持不变,电压表示数为,已知电阻阻值为。现在将一个未知电阻接入电路中,下列说法不正确的是( )
A. 若两个电表示数都改变,则电压表与电流表示数的乘积一定变小
B. 若其中的一个电表示数不变,则电压表与电流表示数的乘积一定变大
C. 若两个电表的示数都变小,且电压表与电流表示数乘积的变化量的绝对值为,则
D. 若只有一个电表的示数变大,且电压表与电流表示数乘积的变化量的绝对值为,则
12. (2026·滨海新区塘沽三中·一模)在如图甲所示的电路中,电源电压为16V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P从一端滑动到另一端的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图像信息可知,下列判断正确的是( )
A. R0的阻值是10Ω
B. 电路的最大总功率是25.6W
C. R0的最小功率是3.2W
D. 滑动变阻器的最大阻值是70Ω
三、综合题
13. (2026·河西区·一模)如图所示,电源电压保持不变,电阻的阻值为。当闭合开关、时,电压表示数为;当闭合开关、断开时,电压表示数为。求:
(1)电源电压和电阻的阻值;
(2)电路中消耗的最大功率。
14. (2026·北辰区·一模)如图所示电路,电源电压恒为4.5V,电压表量程为“0~3V”电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“15Ω 2A”,小灯泡L标有“3.0V 1.5W”的字样(灯丝电阻不变)。在电路安全的情况下,求:
(1)小灯泡电阻;
(2)滑动变阻器阻值的变化范围;
(3)小灯泡电功率的变化范围。
焦耳定律
考点3
一、单项选择题
1. (2026·南开区·一模)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,下列说法正确的是( )
A. 该实验装置是为了探究导体产生的热量与电阻的关系
B. 通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C. 将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的
2. (2026·北辰区·一模)家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根导线连接起来。有人把导线简单地拧在一起,这样会导致连接处比别处容易发热,甚至引发火灾,这是因为连接处的( )
A. 电阻变大 B. 电阻变小 C. 电流变大 D. 电流变小
二、填空题
3.(2026·东丽区·一模)在“探究电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”的实验中,将两段阻值相同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的密闭容器中,该实验装置是为了探究电流通过导体产生的热量与 的关系,R1中电流产生的热量是R2中的 倍。
4. (2026·西青区·一模)图甲是同学们自制的调光小台灯,图乙是其电路原理图。电源电压恒为,是调节亮度的变阻器,灯标有“2.5V 1W”字样,忽略温度对电阻的影响。当灯正常发光时,通过灯泡的电流为____,通电变阻器产生的热量为____。
三、综合题
5. (2026·西青区·一模)变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图甲所示,其中控制电路的电源电压为,为调控电阻,可通过遥控调节其阻值大小,为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示,L为磁控开关。当热敏电阻的阻值发生变化时,通过磁控开关线圈的电流随之发生变化,当电流大于或等于时,的两个磁性弹片相互吸合,工作电路的变频压缩机开始工作。工作电路电压为,为保护电阻,磁控开关的线圈电阻不计。
(1)由图乙可知,若房间内部的温度为,此时热敏电阻的阻值为______;
(2)通过遥控将的阻值调小时,设定温度变______(选填“高”或“低”);家用空调最高设定温度通常为,则调控电阻的阻值不能超过多少_____?
(3)由于变频作用,某段时间内工作电路的总功率变化如图丙所示,请推导出内消耗的电能是多少J?(用题中和图中的字母表示)
试卷第1页,共3页
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专题07电能、电功率、焦耳定律
3 大考点概览
考点01 电能
考点02 电功率
考点03 焦耳定律
电能
考点1
一、单项选择题
1. (2026·河西区·一模)“地球一小时”活动,号召人们在每年3月最后一个星期六关灯一小时,以响应节能减排的环保要求,每节约一度电可以减少0.997 kg的CO2排放。在日常生活中,1度电可以使50W的电风扇正常工作的时间为( )
A. 0.2h B. 2h C. 20h D. 200h
【答案】C
【解析】1度电=1kwh,可供风扇正常工作时间t=W/P=1/(5x10-3)=20h.故选C。
2. (2026·宝坻区·一模)民航局规定“严禁携带超过额定能量160W·h的充电宝搭乘飞机。”有一充电宝铭牌信息上标有“10000mA·h/3.7V”,则( )
A. W·h是功率的单位 B. 10000mA=1A
C. 该充电宝的额定能量是37W·h D. 不能携带该充电宝搭乘飞机
【答案】C
【解析】
A.W·h是能量的单位,功率单位是W,故A不符合题意;
B.
故B不符合题意;
C.该充电宝的额定能量
故C符合题意;
D.民航局规定严禁携带超过160Wh的充电宝,该充电宝额定能量37Wh小于160Wh,可以搭乘飞机,故D不符合题意;
故选C。
二、填空题
3.(2026和平区·一模) 随着科技的快速发展,汽车上的功能配置越来越多,如倒车雷达、车载导航等,则上述功能中___________(选填“倒车雷达”或“车载导航”)是利用电磁波实现的。很多地方都安装有太阳能路灯(如图),它们无需外界供电,依靠太阳能电池板就可以实现自我供电。如果路灯的额定功率为40W,平均每天正常工作10h,一盏这样的路灯一年(365天)能够节约___________kW·h的电能。
【答案】 ①. 车载导航 ②. 146
【解析】
[1]倒车雷达是利用超声波传递信息工作的,车载导航是利用电磁波传递信息实现定位导航的。
[2]一年总工作时间
一盏这样的路灯一年能够节约W=Pt=0.04kwx3650h=146kwh
三、综合题
4.(2026·河东区·一模)如图所示是一款电热水龙头,使用时功率为2100W,流入该水龙头的水的初温为25℃,1min放出热水的质量为2kg。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),不计热量损失,求:
(1)该电热水龙头消耗的电能;
(2)放出热水的温度。
【答案】(1)该电热水龙头消耗的电能为1.26×105J;
(2)放出热水的温度为40℃。
【解析】解:(1)根据P可得,电热水龙头工作1min消耗的电能:
W=Pt=2100W×1×60s=1.26×105J;
(2)不计热量损失,水吸收的热量等于电热水龙头消耗的电能,即:Q吸=W=1.26×105J,
根据Q吸=cmΔt可得,水升高的温度:
,
则放出热水的温度:t=t0+Δt=25℃+15℃=40℃。
答:(1)该电热水龙头消耗的电能为1.26×105J;
(2)放出热水的温度为40℃。
5.(2026·河北区·一模)茶文化源远流长,如图所示是小明家的煮茶器。该煮茶器加热状态的功率为880W,煮茶器在加热状态下,将1kg初温45℃的水刚好加热到100℃,用时5min。(c水=4.2×103J/(kg•℃))求:
(1)水吸收的热量;
(2)煮茶器在加热状态下的效率。
【答案】(1)水吸收的热量是2.31×105J;
(2)煮茶器加热状态下的热效率是87.5%。
【解析】解:(1)水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣45℃)=2.31×105J;
(2)由图可知加热状态下的功率是880W,
加热5min煮茶器消耗的电能:W=P加热t=880W×5×60s=2.64×105J,
则煮茶器加热状态的热效率:。
答:(1)水吸收的热量是2.31×105J;
(2)煮茶器加热状态下的热效率是87.5%。
6.(2026·西青区·一模)中医药是中华文化的瑰宝,在疾病治疗方面具有不可替代的作用。图为小康家额定功率为500W的小型电中药锅,他的妈妈用它将锅中的1kg已煲好的药液从25℃加热到35℃,所用时间为105s。已知,求:
(1)药液吸收的热量;
(2)电中药锅的热效率。
【答案】(1);(2)80%
【解析】
【详解】解:(1)药液吸收的热量
(2)电中药锅在105s内消耗的电能
电中药锅的效率
答:(1)药液吸收的热量为;
(2)电中药锅的热效率。
7. (2026·滨海新区塘沽三中·一模)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=30Ω,R2=10Ω.当闭合开关 S1、S,断开 S2 时,电流表的示数为 0.4A.
(1) 求电源电压;
(2) 当闭合开关 S2、S,断开 S1 时,求电流表的示数;
(3) 当闭合开关 S1、S2、S 时,通电 100s,求整个电路消耗的电能.
【答案】(1)12V;(2)1.2A;(3)1920J.
【解析】(1)当闭合开关S1、S,断开S2时,电路为R1的简单电路,电流表测通过的电流,由I=U/R可得,电源电压:U=I1R1=0.4A×30Ω=12V;
(2)当闭合开关S2、S,断开S1时,电路为R2的简单电路,电流表测通过的电流,则电流表的示数:;
(3)当闭合开关S1、S2、S时,R1与R2并联,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R1、R2的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流:I=I1+I2=0.4A+1.2A=1.6A,通电100s整个电路消耗的电能:W=UIt=12V×1.6A×100s=1920J.
8. (2026·西青区·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,电阻,滑动变阻器的最大阻值为,忽略灯泡电阻随温度的变化。当闭合开关S,断开开关、,滑动变阻器的滑片移动到最左端时,电流表的读数为;求:
(1)电源电压为多少?
(2)当开关S、、都闭合,滑动变阻器的滑片P移动到最右端时,电流表的示数为0.35A,小灯泡工作10秒钟消耗的电能是多少?
【答案】(1)12V (2)24J
【解析】
【小问1详解】
当闭合开关S,断开开关S1、S2,滑动变阻器的滑片P移动到最左端时,电路中只接入R1。由题意可知,电源电压
【小问2详解】
当开关S、S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片P移动到最右端时,R1短路,灯泡L与R2的最大阻值并联,电流表测干路电流。并联电路中各支路两端的电压相等,通过R2的电流
根据并联电路的电流关系,通过L的电流
小灯泡工作10秒钟消耗的电能
电功率
考点2
一、填空题
1. (2026·河西区·一模)小灯泡上标有“6V 3W”的字样,则灯泡正常发光时的电阻为______Ω;若将小灯泡接在电源电压为9V的电路中,要使小灯泡正常发光,需要串联一个______Ω的定值电阻。
【答案】 ①. 12 ②. 6
【解析】[1]根据可得,灯泡正常发光时的电阻为
[2]若将小灯泡接在电源电压为9V的电路中,要使小灯泡正常发光,需要串联一个电阻来分压,根据串联电路的电压特点可得,串联电阻的两端电压为
根据欧姆定律可得,此时的电路电流为
则串联电阻的阻值为
2. (2026·红桥区·一模)如图所示,为一种电热水壶工作电路的示意图,其中电阻为和的电阻器都是用来加热的,是总开关,是挡位开关。当接1时,电热水壶处于加热状态,电功率为1100W,当接2时,电热水壶处于保温状态,此时电阻的电阻器功率为2.75W。由此可知,的阻值是__________电热水壶处于保温状态时的电功率是__________。
【答案】 ①. 44Ω ②. 55W
【解析】
当开关闭合,接1时,电路为的简单电路,电热水壶处于加热状态,根据电功率公式可得,电阻的阻值为
当开关闭合,接2时,电阻和串联,电热水壶处于保温状态,已知此时的电功率为,根据电功率公式可得,保温状态时电路中的电流为
根据串联电路的电流规律,可知,电热水壶处于保温状态时的总电功率为
3.(2026·河西区·一模) 如图1为一款电加热眼罩,它可以有效缓解视疲劳。其简化电路如图2所示,电源电压恒为,发热电阻,它有高温、低温两挡。则低温挡的功率为_______,高温挡的功率与低温挡的功率之比为_______。
【答案】 ①. 3.6 ②. 2:1
【解析】
只闭合开关S1,只有R2接入电路,电阻较大,功率较小,为低温挡;同时闭合S1和S2,R1与R2并联,总电阻较小,功率较大,为高温挡。低温挡功率
高温挡时R1与R2并联,两电阻工作互不影响,且两端电压都等于电源电压,则R2功率仍为3.6W,R1功率
高温挡功率
高温挡与低温挡的功率之比
4. (2026·河东区·一模)某电热器简化电路如图甲所示,两根电阻丝R1和R2并联接在220 V电源两端,可实现加热状态和保温状态的切换。当开关S1闭合、S2断开时,电热器处于________状态;图乙所示是该电热器30 min内功率变化情况,则电阻丝R2的阻值为________Ω。
【答案】 ①. 保温 ②. 55
【解析】
[1] 电源电压U不变,根据公式P=U2/R,电路总电阻越大,总功率越小。 当S1闭合、S2断开时,只有R1接入电路,总电阻大于S2闭合时两电阻并联的总电阻,因此总功率更小,电热器处于保温状态。
[2] 由图乙可知:保温状态(只有R1工作)的功率P1=110W,加热状态(R1、R2并联工作)的总功率P总=990W。R2的功率
电阻丝R2的阻值
5. (2026·宝坻区·一模)如图1所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1、R2的U-I关系图像如图2所示。当S闭合时,R1、R2消耗的功率之比为________,电流表A1与A2的示数之比为________。
【答案】 ①. 1:2 ②. 2:3
【解析】由图2可知,R1的阻值为
R2的阻值为
由图1可知,R1与R2并联,电压表测电源电压,并联电路各支路电压相等,都等于电源电压。当S闭合时,R1、R2的功率之比为
由并联电路分流原理可知,通过R1、R2的电流之比为
电流表A1测R2的电流,A2测干路电流,由并联电路电流特点可知电流表A1与A2的示数之比
6.(2026·天津三十二中·一模)如图所示,灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样,电源电压6V恒定不变。闭合开关S,则甲、乙两电路中通过L1的电流之比I1:I1'= ;甲电路中L2消耗的实际功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙电路中L2消耗的实际功率。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
【答案】2:5;小于。
【解析】解:
根据P可得灯泡L1的电阻为,
根据P可得灯泡L2的电阻为,
甲图中两个灯泡串联,则此时的总电阻为R=R1+R2=12Ω+18Ω=30Ω,
根据欧姆定律可知通过灯泡L1的电流为,
乙图中的电源电压为6V,两个灯泡并联,则灯泡L1正常发光,根据P=UI可知通过灯泡L1的电流为,
甲、乙两电路中通过L1的电流之比I1:I1′=0.2A:0.5A=2:5,
根据串联电路的电压关系可知,甲中L2两端电压小于电源电压,根据并联电路电压的规律可知乙中L2两端电压等于电源电压,因甲电路中L2两端的电压较小,电阻不变,根据可知,甲电路中L2消耗的实际功率小于乙电路中L2消耗的实际功率。
故答案为:2:5;小于。
二、多项选择题
7.(2026·天津三十二中·一模)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后,当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为1.2W
B.灯丝的电阻随变阻器两端电压的增大而减小
C.电源电压为7.5V
D.滑动变阻器的最大阻值为45Ω
【答案】ABD。
【解析】解:(1)由电路图可知,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表测灯泡两端的电压,电流表测通过电路的电流,
滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,电压表测电源的电压,
由图象可知,电路中的最大电流为0.2A,电压表的最大示数为6V,则电源的电压为6V,故C错误;
串联电路各处电流相等,所以通过电路的最大电流为灯泡的额定电流此时灯泡两端的电压和额定电压相等时,灯泡的实际功率和额定功率相等,
所以,灯泡的额定功率:PL=ULIL=6V×0.2A=1.2W,故A正确;
(2)根据图像可知灯泡的电阻随灯泡两端电压的增大而增大,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以灯丝的电阻随变阻器两端电压的增大而减小,故B正确;
(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由图象可知,电路中的最小电流I′=0.1A,灯泡两端的电压UL′=1.5V,
此时滑动变阻器两端的电压:U滑=U﹣UL′=6V﹣1.5V=4.5V,
由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值:R滑45Ω,故D正确。
故选:ABD。
8. (2026·西青区·一模)如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为,电压表的量程为0-15V。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为
B. R1的阻值为
C. 滑动变阻器接入电路的最小阻值为
D. R1消耗的最小电功率为
【答案】AC
【解析】AB.由图甲可知,R1与R2串联,电压表测量R1两端电压,串联电路电流处处相等,电路电流I=U1/R1,电源电压
根据图乙两组数据得U=9V+9VR2/R1
U=6V+6VR2’/R1
把R2=10欧姆 R2’=20欧姆代入
解得R1=10欧姆,U=18伏特,故A正确,B错误;
C.电压表量程为0-15V,因此R1两端最大电压,此时电路最大电流
电路总电阻
滑动变阻器接入的最小阻值, 故C正确;
D.滑动变阻器最大阻值为,此时电路总电阻最大,电流最小,R1功率最小,总电阻
最小电流
的最小功率,故D错误。
故选AC。
9. (2026·河西区·一模)如图所示,电源电压不变,只闭合开关后,电流表的示数为;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关、均闭合后,电流表的示数为,电压表的示数为。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为
B. 电阻的阻值为
C. 两表位置互换前后,电阻两端的电压之比为
D. 两表位置互换前后,电阻的功率之比为
【答案】ACD
【解析】
【详解】将电流表和电压表的位置互换,闭合开关、,、并联,电流表测支路电流,电压表电源电压,示数为6V,所以电源电压为6V,此时通过支路电流为0.3A,可得
未改变电压表和电流表位置之前,只闭合开关,、串联,电流表测电路电流,电压表测电源电压,电路电流为0.2A,则有
解得。
此时电阻两端的电压
此时电阻的功率
两表互换位置后,电阻的功率
所以两表位置互换前后,电阻两端的电压之比为
电阻的功率之比为
故ACD正确,B错误。
故选ACD。
10. (2026·河东区·一模)如图所示的电路中电源电压不变。闭合S1和S2,当a、b都是电压表时,两表示数分别为U1和U2;断开S1、闭合S2,当a、b都是电流表时,a表示数为I1。则( )
A. R1的电阻为 B. R2的电阻为
C. 后一种情况中b表的示数为 D. 后一种情况中电路的总功率为
【答案】ABC
【解析】分两种情况分析电路:
情况1:闭合、,、均为电压表,电压表相当于开路,因此与串联:
并联在电源()两端,测总电压,因此电源电压
并联在两端,测的电压,因此两端电压 ,两端电压
串联电流相等,可得电阻关系: ---①
情况2:断开、闭合,、均为电流表,电流表相当于导线,因此与并联:
在支路上,测的电流,示数为,并联电路各支路电压等于电源电压,由欧姆定律得:,故A符合题意;
将代入①式,推导: ,整理得 ,故B符合题意;
在干路,测总电流:支路电流 ,总电流 ,故C符合题意;
总功率 ,和选项D的表达式不符,故D不符合题意。
故选ABC。
11. (2026·西青区·一模)如图所示电路中,电源电压保持不变,电压表示数为,已知电阻阻值为。现在将一个未知电阻接入电路中,下列说法不正确的是( )
A. 若两个电表示数都改变,则电压表与电流表示数的乘积一定变小
B. 若其中的一个电表示数不变,则电压表与电流表示数的乘积一定变大
C. 若两个电表的示数都变小,且电压表与电流表示数乘积的变化量的绝对值为,则
D. 若只有一个电表的示数变大,且电压表与电流表示数乘积的变化量的绝对值为,则
【答案】BCD
【解析】AC.由图可知,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测通过R1的电流。若两个电表示数都改变,电压表不可能再增大了,只能是电压表示数减小,采用串联分压,且串联在电压表测量部分以外,即电压表测R1两端的电压。此时电路中的总电阻增大,电流减小,即电流表示数变小;根据串联电路的分压关系,R1两端的电压小于电源电压,即电压表的示数变小,所以电压表与电流表示数的乘积一定变小。
此时电压表与电流表示数的乘积为R1的功率,原电路中电压表与电流表示数的乘积为
新电路中的电流为,则电压表与电流表示数的乘积为
电压表与电流表示数乘积的变化量的绝对值为,则有,即
整理得,
故A正确,不符合题意;B错误,符合题意;
B.若将R2接入电路,电路可能存在三种情况:①R1、R2串联,电压表测电源电压,此时电压表示数不变;电流表测电路中的电流,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,即电流表示数变小;满足“其中一个电表示数不变”的要求,此时电压表与电流表示数的乘积变小;
②R1、R2并联,电压表测电源电压,电压表的示数不变;电流表测干路电流,电路中的总电阻变小,干路电流变大,即电流表的示数变大;满足“其中一个电表示数不变”的要求,此时电压表与电流表示数的乘积变大;
③R1、R2并联,电压表测电源电压,电压表的示数不变;电流表测通过R1的电流,R1两端的电压不变,仍等于电源电压,R1阻值不变,通过R1的电流不变,即电流表的示数不变;不满足“其中一个电表示数不变”的要求。
综上所述,若其中的一个电表示数不变,电压表与电流表示数的乘积可能变大,也可能变小。故B错误,符合题意;
D.电压表原来测电源电压,示数不可能变大,则只可能是电流表示数变大,故R1、R2并联,电压表测电源电压,电压表的示数不变;电流表测干路电流,电路中的总电阻变小,干路电流变大,即电流表的示数变大;满足“其中一个电表示数变大”的要求,此时电压表与电流表示数的乘积变大。此时电压表与电流表示数的乘积为电路的总功率,原电路中电压表与电流表示数的乘积为
根据并联电路的功率关系,新电路中电压表与电流表示数的乘积为
电压表与电流表示数乘积的变化量的绝对值为,则有,即
整理得,
故D错误,符合题意。
故选BCD。
12. (2026·滨海新区塘沽三中·一模)在如图甲所示的电路中,电源电压为16V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P从一端滑动到另一端的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图像信息可知,下列判断正确的是( )
A. R0的阻值是10Ω
B. 电路的最大总功率是25.6W
C. R0的最小功率是3.2W
D. 滑动变阻器的最大阻值是70Ω
【答案】ABD
【解析】由甲图知电阻R0和滑动变阻器R串联,电压表测量R两端的电压,
A.由乙图可知,当电压表的示数为14V时,电流表的示数为0.2A,则电源电压为
①
当电压表的示数为0V时,电流表的示数为1.6A,则电源电压为
②
由①②组成方程组解得
故A正确;
B.根据可知,电源电压不变,当电流最大的时候,电路的总功率最大为
故B正确;
C.由可知,R0一定,当电流最小时,R0消耗的功率最小为
故C错误;
D.根据可知,当电路中的电流最小,R两端的电压最大时R的阻值最大,由乙图知电路中的最小电流为0.2A,R两端的电压最大为14V,则R的最大阻值为
故D正确;
故选ABD。
三、综合题
13. (2026·河西区·一模)如图所示,电源电压保持不变,电阻的阻值为。当闭合开关、时,电压表示数为;当闭合开关、断开时,电压表示数为。求:
(1)电源电压和电阻的阻值;
(2)电路中消耗的最大功率。
【答案】(1)9V,10Ω
(2)8.1W
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,当闭合开关S、时,R2被短路,电路中只有R1工作,电压表测电源电压,此时电压表示数为9V,则电源电压为9V;当闭合开关S,断开时,电阻R1与R2串联,电压表测R1两端电压,示数为U1=3V,则R2两端电压
串联电路中的电流
的阻值
【小问2详解】
由可知,当闭合开关S、S1时,电路中只有R1,电阻最小,电路消耗的功率最大,最大功率为
14. (2026·北辰区·一模)如图所示电路,电源电压恒为4.5V,电压表量程为“0~3V”电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“15Ω 2A”,小灯泡L标有“3.0V 1.5W”的字样(灯丝电阻不变)。在电路安全的情况下,求:
(1)小灯泡电阻;
(2)滑动变阻器阻值的变化范围;
(3)小灯泡电功率的变化范围。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【小问1详解】
灯泡的额定电流为
由可得,小灯泡电阻为
【小问2详解】
由图可知,该电路为串联电路,根据小灯泡额定电流,结合电流表量程,滑动变阻器允许的最大电流,可得电路最大电流
此时,电路总电阻为最小,即
滑动变阻器接入的最小阻值
根据电压表量程,电压表测滑动变阻器两端的电压,则滑动变阻器最大电压,此时灯泡两端电压最小,为
电路最小电流
则滑动变阻器接入的最大阻值为,小于滑动变阻器的总电阻,符合条件
因此滑动变阻器阻值变化范围为
【小问3详解】
电路电流最大时,小灯泡功率最大,等于其额定功率
根据可知,电路电流最小时,小灯泡功率最小,为
因此小灯泡电功率的变化范围为
焦耳定律
考点3
一、单项选择题
1. (2026·南开区·一模)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,下列说法正确的是( )
A. 该实验装置是为了探究导体产生的热量与电阻的关系
B. 通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C. 将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的
【答案】B
【解析】A.由图可知,右侧容器中一个5Ω的电阻与容器外的一个5Ω的电阻并联后再与左侧容器中一个5Ω的电阻串联。根据串联电路和并联电路的电流特点,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,且两电阻阻值相等、通电时间相同,所以该实验装置是为了探究导体产生的热量与电流的关系,故A错误;
B.根据焦耳定律,在电阻R和通电时间t相同的情况下,电流I越大,产生的热量Q越多,因为通过左侧容器中电阻的电流大,所以左侧容器中电阻产生的热量多,密闭空气吸收热量后膨胀,左侧U形管中液面的高度差比右侧的大,故B正确;
C.将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后,由于左右两侧电阻和电流都不同,存在两个变量,不满足控制变量法的要求,所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系,故C错误;
D.该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少,而不是液体的热胀冷缩,故D错误。
故选B。
2. (2026·北辰区·一模)家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根导线连接起来。有人把导线简单地拧在一起,这样会导致连接处比别处容易发热,甚至引发火灾,这是因为连接处的( )
A. 电阻变大 B. 电阻变小 C. 电流变大 D. 电流变小
【答案】A
【解析】
AB.导线连接处不能紧密接触,连接处的接触面积变小。根据电阻的影响因素,在材料和长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大,所以连接处的电阻会变大。根据公式,连接处产生的热量比别处更多,故A符合题意,B不符合题意;
C.D.连接处电阻变大,电路总电阻变大,总电流会变小,根据可知,电流变小不是发热增多的原因,故CD不符合题意。
故选A。
二、填空题
3.(2026·东丽区·一模)在“探究电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”的实验中,将两段阻值相同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的密闭容器中,该实验装置是为了探究电流通过导体产生的热量与 的关系,R1中电流产生的热量是R2中的 倍。
【答案】电流;4。
【解析】解:(1)由图可知,右侧两电阻丝并联后再与左侧电阻丝串联,容器内两电阻丝的阻值相等,根据并联电路的电流规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,故该实验装置是为了探究电流通过导体产生的热量与电流的关系;
(2)设通过左侧容器中电阻丝(R1)的电流为I,且右侧两电阻丝的阻值相等,根据并联电路的电压规律和欧姆定律,通过右侧两电阻丝的电流相等,因并联电路的总电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流为0.5I,即通过R1的电流是通过R2电流的2倍;
根据Q=I2Rt可知,在电阻和通电时间不变时,电流产生热量与电流的平方成正比,故R1中电流产生的热量是R2中的4倍。
故答案为:电流;4。
4. (2026·西青区·一模)图甲是同学们自制的调光小台灯,图乙是其电路原理图。电源电压恒为,是调节亮度的变阻器,灯标有“2.5V 1W”字样,忽略温度对电阻的影响。当灯正常发光时,通过灯泡的电流为____,通电变阻器产生的热量为____。
【答案】 ①. 0.4 ②. 12
【解析】灯泡正常发光时,电压等于额定电压,功率等于额定功率,根据电功率公式,可得
由图可知,变阻器R与灯泡L串联,根据串联电路电压规律,变阻器两端电压
串联电路电流处处相等,因此通过R的电流也为0.4A,通电时间,电流产生的热量
三、综合题
5. (2026·西青区·一模)变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图甲所示,其中控制电路的电源电压为,为调控电阻,可通过遥控调节其阻值大小,为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示,L为磁控开关。当热敏电阻的阻值发生变化时,通过磁控开关线圈的电流随之发生变化,当电流大于或等于时,的两个磁性弹片相互吸合,工作电路的变频压缩机开始工作。工作电路电压为,为保护电阻,磁控开关的线圈电阻不计。
(1)由图乙可知,若房间内部的温度为,此时热敏电阻的阻值为______;
(2)通过遥控将的阻值调小时,设定温度变______(选填“高”或“低”);家用空调最高设定温度通常为,则调控电阻的阻值不能超过多少_____?
(3)由于变频作用,某段时间内工作电路的总功率变化如图丙所示,请推导出内消耗的电能是多少J?(用题中和图中的字母表示)
【答案】(1)100 (2) ①. 低 ②. 550
(3)
【解析】
【小问1详解】
热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示,可知热敏电阻的阻值随着温度t的升高而变小。若房间内部的温度为22.5℃,由图像可知,此时热敏电阻的阻值为100Ω。
【小问2详解】
当热敏电阻的阻值发生变化时,磁控开关线圈的电流随之发生变化,当电流大于或等于0.02A时,L的两个磁性弹片相互吸合,工作电路的变频压缩机开始工作。此时控制电路的总电阻
控制电路的总电阻等于热敏电阻与调控电阻的和,用遥控将的阻值调小时,热敏电阻的阻值就将变大,由图乙可知,此时设定温度变低。
由图乙可知,家用空调最高设定温度通常为30℃,此时热敏电阻的最小阻值为50Ω,则调控电阻Rs的阻值不能超过
【小问3详解】
由图丙可知,工作电路在内,以工作,接下来以工作。以工作时,由可得,工作电流,以工作时,工作电流,则内,电流通过产生的热量
则内,电流通过产生的热量
故内消耗的电能
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专题07电能、电功率、焦耳定律
3 大考点概览
考点01 电能
考点02 电功率
考点03 焦耳定律
电能
考点1
一、单项选择题
1. C。
2. C。
二、填空题
3. ①. 车载导航 ②. 146
三、综合题
4.(1)该电热水龙头消耗的电能为1.26×105J;
(2)放出热水的温度为40℃。
5.1)水吸收的热量是2.31×105J;
(2)煮茶器加热状态下的热效率是87.5%。
6.(1)药液吸收的热量为;
(2)电中药锅的热效率。
7. (1)12V;(2)1.2A;(3)1920J.
8. (1)12V (2)24J
电功率
考点2
一、填空题
1. ①. 12 ②. 6
2. ①. 44Ω ②. 55W
3. ①. 3.6 ②. 2:1
4. ①. 保温 ②. 55
5. ①. 1:2 ②. 2:3
6.2:5;小于。
二、多项选择题
7.ABD。
8. AC。
9. ACD。
10. ABC。
11.BCD。
12. ABD。
三、综合题
13. (1)9V,10Ω (2)8.1W
14. (1) (2) (3)
焦耳定律
考点3
一、单项选择题
1. B。
2. A。
二、填空题
3.电流;4。
4. ①. 0.4 ②. 12
三、综合题
5. (1)100 (2) ①. 低 ②. 550 (3)
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