专项随堂训练题（五）电功率、生活用电-【名师领考】2027年广东省中考物理专项复习卷

2027年广东省初中毕业生学业考试 物理专项随堂训练题（五）（电功率、生活用电） （时间：80分钟　满分：100分） 得分：________　学号：________　姓名：________　班级：________ （密封线内不要答题） 一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分） 1．阅读短文，回答问题。 智能道闸——助力汽车进出管理 如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸，它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分组成。道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。 当车辆靠近道闸时，摄像头采集到车辆信息，与系统内已有信息进行比对，给闸机电动机发出是否放行指令。或由管理员通过遥控器控制是否放行。车辆放行后，进入地感线圈区域时，路面下的线圈中电流发生变化，这个变化信号通过检测器传给闸机，横杆不会落下。 为让横杆平稳起落，需给电动机进行减速，减速系统内部结构如图乙所示。首先电动机通过转轴末端的单头蜗杆A（相当于齿数为1的齿轮）带动蜗轮B实现第一次减速；接着与蜗轮同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D，实现第二次减速，横杆通过连杆实现起降。减速比是描述减速程度的重要参数，可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。该闸机的第一次减速比应该为蜗轮B的齿数与1的比值，若数值为，即表示蜗杆A转n转，蜗轮B转1转。整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得到。 为了提高横杆的转动效果，通常还在闸机箱体内连杆末端一侧，安装弹簧辅助电动机工作。 （1）以下的材料中最适合用作道闸横杆的是（　　） A．铁质材料 B．泡沫材料 C．铝合金材料 D．玻璃材料 （2）闸机中的遥控接收器和电动机是______（串/并）联的。 （3）车辆进入时，为了避免被横杆砸伤，地感线圈安装的大致位置是______。 A．横杆下方区域 B．道闸外面5m处 C．道闸里面5m处 （4）若某智能道闸电动机转速为3000r/min，蜗轮B的齿数为240，齿轮C的齿数为40，齿轮D的齿数为50，则该道闸整个系统的减速比是______，道闸横杆起杆（从水平位置转动到竖直位置）时间约为______s。 （5）道闸起杆时间过长，请你针对此现象提出合理的改进措施：______。 2．在如图所示的自制简易电动机中，采用铜丝制作支架，这主要是利用了铜的（　　） A. 导电性 B. 导热性 C. 磁性 D. 弹性 3．了解我国科技发展成就，关注身边物理，是物理学习的基本要求。下列数据，符合实际的是（　　） A. 航空母舰福建舰排水量为80万吨 B. 我国特高压输电的电压为10千伏 C. 我国家庭电路的电压为220伏 D. 家用轿车空载时的质量为20吨 4．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A. 电热水壶 B. 吸尘器 C. 电冰箱 D. 电视机 5．某学习小组连接了如图所示的实物电路，闭合开关，移动滑片P的过程中，关于电流表的示数、电流表的示数以及灯泡的亮度，可能出现的现象是（　　） A. 变大，变小，灯泡亮度不变 B. 变小，变大，灯泡亮度变暗 C. 变小，变小，灯泡亮度不变 D. 变大，变大，灯泡亮度变亮 6．正确使用如图所示的测电笔时，笔尖接触被测导线，手必须接触（　　） A. 金属笔尖 B. 塑料套管 C. 塑料笔杆 D. 金属笔卡 7．图甲所示电路，电源电压不变，电流表测量范围为0~0.6A，电压表测量范围为0~15V。只闭合开关S、S1，保证电路所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P；只闭合开关S、S2，滑片P从右端移到左端。两次实验过程中电压表与电流表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 电源电压为6V B. 小灯泡L正常发光时功率为0.6W C. 只闭合开关S、S2时，电压表与电流表的示数关系为乙图中图像② D. 只闭合开关S、S1，电路总功率最大时，小灯泡L与R2接入电路的阻值之比为1:2 二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分） 8．（3分）生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。 【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为的电源上（如图所示），加热功率为，该电热丝的电阻____________。（不考虑温度对电阻的影响） 【改进设计】为获得不同加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为的电源上，可以得到另外两个加热功率和，且。请你在图甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出与之比。说明：电热丝上只有三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。_____ 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关，通过开关的通断和在1、2触点间的切换，实现加热垫和三档功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优化要求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。____ 9．（3分）交通规则，人人遵守。马路口的交通信号灯正常工作时，红灯、绿灯和黄灯交替亮灯，它们之间连接方式是________联，信号灯发光主要是将电能转化为________能。 10．（3分）测电笔由氖管和高电阻串联构成，可以辨别火线与零线。正确使用时，手要接触测电笔_________部的金属电极，笔尖与_________线接触时氖管发光；氖管发光时其两端电压为70V，通过测电笔的电流不得超过0.1mA，则高电阻的阻值至少为_________Ω（不计人体的电阻）。 11．（3分）如图所示，闭合开关，导线夹M在铅笔芯上向右移动，电流表的示数变___________。若要测量铅笔芯的电阻，需补充的仪表是___________。实验时铅笔芯发烫的现象，属于电流的___________效应。 12．（3分）2026年1月5日，全球首台适用于城市环境的兆瓦级S2000浮空风力发电系统在四川成功放飞，完成并网发电测试并累计发电，最大额定功率达3 MW。风能属于______能源；悬停时，浮空风力发电系统受到______（选填“平衡力”或“非平衡力”）作用；若按最大额定功率的50%工作，连续发电仅需______h（保留两位小数）。 13．（3分）如图是某电热水壶内部电加热器原理电路，它有“加热”和“保温”两挡，开关S断开，电水壶处于________挡。已知该电热水壶处于“加热”挡，通电可使标有的电能表指示灯闪烁120次，则消耗的电能为________。电热水壶“保温”挡功率为，则________。 14．（3分）家庭电路有两根进户线，分别是火线和零线。火线和零线之间的电压为______V。各用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是______联的。用测电笔的笔尖接触电线，如果氖管发光，表示接触的是______线。 三、作图题：本题7分。 15．（2分）如图所示是家庭电路的一部分，请将开关控制台灯的电路补充完整。 16．（2分）小新家有阻值为50Ω的发热电阻R一个、额定电压为220V的小型电动机（带有风扇叶）一个、开关两个和导线若干，他想利用这些器材制作一个风干机，风干机要有“吹冷风”和“吹热风”两种模式，吹冷风时只有电动机工作；吹热风时发热电阻和电动机同时工作，但不能出现发热电阻单独工作的情况。 （1）请在下图所示虚线框内的电路图中补画开关和导线，帮小新完成风干机的电路原理图； （2）按以上电路原理图完成风干机制作后，小新发现发热电阻的功率偏大，存在安全隐患，他想在保留原发热电阻基础上，让发热总功率减小为原来的，请问： ①他需要购买一个新的发热电阻与原发热电阻__________（选填“串联”或“并联”）； ②通过计算说明，需要购买的发热电阻的阻值是多少_______？ 17．（3分）从指尖创制到万物探理，跨学科实践活动开启物理“新视界”。 （1）如图甲所示是小梁同学自制简易调光灯的电路。闭合开关，灯泡发光，通过铅笔芯的电流_____________（选填“大于”“小于”或“等于”）通过灯泡的电流；小梁同学将夹子从铅笔芯一端移动到另一端的过程中，发现灯泡亮度变化不明显，他应换用材料和长度相同但更_____________（选填“粗”或“细”）的铅笔芯来做实验。已知灯丝电阻随温度升高而增大，若灯泡两端电压为1.5 V时，灯泡的电功率为0.30 W，则灯泡两端电压为2.5 V时，灯泡的电功率可能为_____________（选填“0.50”“0.72”或“0.85”）W。 （2）小王同学设计了如图乙所示的望远镜，凸透镜A为物镜，凸透镜B为目镜，A的焦距应_____________（选填“大于”“小于”或“等于”）B的焦距，A的作用相当于_____________（选填“照相机”或“放大镜”），用该望远镜看远处物体时A、B间的距离应_____________（选填“大于”或“小于”）看较近处物体时A、B间的距离。 （3）小高同学用轻质木棒制作了如图丙所示的杆秤，M处空桶的质量为75 g、秤砣的质量为300 g，提纽O处到M处的距离为8 cm，秤砣在秤杆上N处（图中未画出）时，杆秤在水平位置平衡。在空桶中放入某物体，移动秤砣使杆秤再次在水平位置平衡，提纽O处的拉力增加了6 N，则放入物体的质量_____________（选填“大于”“小于”或“等于”）600 g，秤砣从N处移动的距离为_____________cm。 四、实验题：本大题共3小题，共21分。 18．（8分）丹妮在姥姥家发现了一个多功能养生壶（如图甲）。该品牌养生壶的电路原理图，如图乙所示。其中R1、R2都为阻值不变的电阻丝，且R1=R2，S1、S2为温度控制开关，该养生壶通过S1的通断和S2的接A或B，来实现高、中、低三个挡位的变化。求： （1）若让该养生壶在低温挡下工作，则S1须__________（选填“通”或“断”），且S2须__________（选填“接A”或“接B”或“不接”）； （2）该养生壶高温挡标有“220V， 800W”，此挡下正常工作10分钟，计算养生壶让图丙电能表指示灯闪烁的次数和电阻R1的大小。 19．（7分）如图，用笔画线表示导线，将三孔插座正确接入家庭电路。 20．（6分）某家庭电路简化图如图所示。 （1）将电热水壶接入图中的三孔插座后，它与灯泡以__________联的方式接在电路中。 （2）闭合、之间的开关，用测电笔分别接触图中的、、、四处： ①若灯泡发光，则测电笔接触__________两处时，氖管不发光。 ②若灯泡内部出现断路，则测电笔接触__________两处时，氖管发光。 五、计算题：本大题共2小题，共13分。 21．（6分）小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。 额定电压 220V 高温挡功率 2000W 低温挡功率 800W （1）如图，电暖器插头是三脚插头，插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的______线相连，可防止漏电时对人造成伤害。电暖器工作时房间温度升高，这是通过______的方式增大空气内能的； （2）小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10A，请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用；______ （3）若该电暖器一天正常工作6h，其中高温挡2h，低温挡4h，则它一天耗电多少千瓦时？（ ） 学科网（北京）股份有限公司 （4）小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说：“应先把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。______ 22．（7分）某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，、、为加热电阻，其中、的阻值均为，通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中。 （1）旋转开关转至______（选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”）时，电热敷腰带处于高温挡工作，理由是：______； （2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为，求通电消耗的电能；______ （3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为，求电路的总电流；______ （4）旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率。______ 六、综合能力题：本大题共3小题，共16分。 23．（6分）小明家电火锅的铭牌参数如表格所示，其高功率值模糊不清。当开关闭合、闭合时，电火锅处于高功率工作状态；当开关闭合、断开时，电火锅处于低功率工作状态。当小明家中只有该电火锅工作时，电火锅在220V电压、高功率状态下工作2min，电能表的指示灯闪烁132次，小明家电能表的表盘如图甲所示。 额定电压 高功率 低功率 220W （1）请在图乙中以笔画线完成电路连接。（电路有多种画法，取其一作图并依图解答后续问题） （2）求电火锅的高功率值。 （3）求电阻丝的阻值。 （4）求电阻丝阻值。 24．（5分）某电熨斗部分参数如图1所示，其内部有电热丝甲和乙，通过单独使用或组合使用可实现调温，其中甲电热丝的I-U曲线如图2所示。 （1）此电熨斗的额定电压为______V。 （2）该电熨斗以最大功率工作0.1h，消耗电能______kW·h。 （3）根据I-U曲线，求甲电热丝的阻值R甲。 （4）求出乙电热丝的阻值R乙。 25．（5分）下图是某电热水壶铭牌上的部分参数。 电热水壶 容量 2.3L 额定电压 220V 额定功率 1500W （1）该电热水壶正常工作时的电功率是多少？ （2）该电热水壶正常工作5min，求电流所做的功； （3）在220V的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5A的接线板（插座）上使用，请通过计算判断是否安全？ 　 学科网（北京）股份有限公司 $2027年广东省初中毕业生学业考试 物理专项随堂训练题（五) (电功率、生活用电) (时间：80分钟满分：100分) 得分： 学号： 姓名： 班级： (密封线内不要答题) 一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分） 1.阅读短文，回答问题。 智能道闸一助力汽车进出管理 如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸，它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分组成。 道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。 当车辆靠近道闸时，摄像头采集到车辆信息，与系统内已有信息进行比对，给闸机电动机 发出是否放行指令。或由管理员通过遥控器控制是否放行。车辆放行后，进入地感线圈区域 时，路面下的线圈中电流发生变化，这个变化信号通过检测器传给闸机，横杆不会落下。 为让横杆平稳起落，需给电动机进行减速，减速系统内部结构如图乙所示。首先电动机通过 转轴末端的单头蜗杆A(相当于齿数为1的齿轮)带动蜗轮B实现第一次减速；接着与蜗轮 同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D，实现第二次减速，横杆通过连杆实现起降。减速比 是描述减速程度的重要参数，可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。该闸 机的第一次减速比应该为蜗轮B的齿数与1的比值，若数值为：1，即表示蜗杆A转n转， 蜗轮B转1转。整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得到。 为了提高横杆的转动效果，通常还在闸机箱体内连杆末端一侧，安装弹簧辅助电动机工作。 弹簧调节孔 转轴 横杆 机 生杆 弹簧 度速系统 电动机 甲 (1)以下的材料中最适合用作道闸横杆的是( A.铁质材料 B.泡沫材料 C.铝合金材料 D.玻璃材料 (2)闸机中的遥控接收器和电动机是 (串/并)联的。 (3)车辆进入时，为了避免被横杆砸伤，地感线圈安装的大致位置是 A.横杆下方区域B.道闸外面5m处C.道闸里面5m处 (4)若某智能道闸电动机转速为3000r/min,蜗轮B的齿数为240，齿轮C的齿数为40， 齿轮D的齿数为50，则该道闸整个系统的减速比是 道闸横杆起杆（从水平位置转 动到竖直位置)时间约为$。 (5)道闸起杆时间过长，请你针对此现象提出合理的改进措施： 2.在如图所示的自制简易电动机中，采用铜丝制作支架，这主要是利用了铜的() 线圈 磁体 支架 A.导电性 B.导热性 C.磁性 D.弹性 3.了解我国科技发展成就，关注身边物理，是物理学习的基本要求。下列数据，符合实 际的是() A.航空母舰福建舰排水量为80万吨 B.我国特高压输电的电压为10千伏 C.我国家庭电路的电压为220伏 D.家用轿车空载时的质量为20吨 4.下列用电器中，利用电流热效应工作的是() A.电热水壶 B.吸尘器 C.电冰箱 D.电视机 5.某学习小组连接了如图所示的实物电路，闭合开关，移动滑片P的过程中，关于电流表 A的示数、电流表A2的示数以及灯泡的亮度，可能出现的现象是() A.1变大，2变小，灯泡亮度不变 B.变小，2变大，灯泡亮度变暗 C.1变小，2变小，灯泡亮度不变 D.I1变大，2变大，灯泡亮度变亮 6.正确使用如图所示的测电笔时，笔尖接触被测导线，手必须接触() 金属笔尖 塑料套管 塑料笔杆金属笔卡 A.金属笔尖 B.塑料套管 C.塑料笔杆 D.金属笔卡 7.图甲所示电路，电源电压不变，电流表测量范围为00.6A,电压表测量范围为0~15V。 只闭合开关S、S1,保证电路所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P;只闭合开 关S、S2,滑片P从右端移到左端。两次实验过程中电压表与电流表的示数关系如图乙所示。 下列判断正确的是( 个UV P 4 3 ① ② 2 00.10.20.30.40.50.6/A 甲 乙 A.电源电压为6V B.小灯泡L正常发光时功率为0.6W C.只闭合开关S、S2时，电压表与电流表的示数关系为乙图中图像② D.只闭合开关S、S,电路总功率最大时，小灯泡L与R接入电路的阻值之比为1：2 二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分） 8.(3分)生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太 冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。 【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为·0的电源上（如图所示）， 加热功率为B，该电热丝的电阻B,= (不考虑温度对电阻的影响) 加热功率P。 【改进设计】为获得不同加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方 式连接在电压为0的电源上，可以得到另外两个加热功率和B,且B<B。请你在图甲、 乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出与B之比。说明：电热丝上只有 a、五c三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。 a b a b o o 0 S 加热功率P 加热功率P 甲 乙 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S,通过开关S0的通断和S在1、2触点 间的切换，实现加热垫和B三档功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优化要 求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。 6 / 9.(3分)交通规则，人人遵守。马路口的交通信号灯正常工作时，红灯、绿灯和黄灯交替 亮灯，它们之间连接方式是 联，信号灯发光主要是将电能转化为 能。 0.(3分)测电笔由氖管和高电阻串联构成，可以辨别火线与零线。正确使用时，手要接 触测电笔 部的金属电极，笔尖与 线接触时氖管发光；氖管发光时其两端 电压为70V,通过测电笔的电流不得超过0.1mA,则高电阻的阻值至少为 2(不计 人体的电阻) 11.(3分)如图所示，闭合开关，导线夹M在铅笔芯上向右移动，电流表的示数变 若要测量铅笔芯的电阻，需补充的仪表是 。实验时铅笔芯发烫的 现象，属于电流的 效应。 铅笔芯 12.(3分)2026年1月5日，全球首台适用于城市环境的兆瓦级S2000浮空风力发电系统 在四川成功放飞，完成并网发电测试并累计发电385kW·h,最大额定功率达3MW。风能属 于 能源；悬停时，浮空风力发电系统受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)作用： 若按最大额定功率的50%工作，连续发电385kW·h仅需h(保留两位小数)。 13.(3分)如图是某电热水壶内部电加热器原理电路，它有“加热”和“保温”两挡，开关S断 开，电水壶处于 挡。已知该电热水壶处于“加热”挡，通电0.1h可使标有 1200imp/(kWh)的电能表指示灯闪烁120次，则消耗的电能为 kWh。电热水壶 “保温”挡功率为100W,则R,= R2 220V 14.(3分)家庭电路有两根进户线，分别是火线和零线。火线和零线之间的电压为 V。各用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是 联的。 用测电笔的笔尖接触电线，如果氖管发光，表示接触的是 线。 三、作图题：本题7分。 15. (2分)如图所示是家庭电路的一部分，请将开关控制台灯的电路补充完整。 火线 零线 16. (2分)小新家有阻值为502的发热电阻R一个、额定电压为220V的小型电动机（带 有风扇叶)一个、开关两个和导线若干，他想利用这些器材制作一个风干机，风干机要有 “吹冷风”和“吹热风”两种模式，吹冷风时只有电动机工作；吹热风时发热电阻和电动机同时 工作，但不能出现发热电阻单独工作的情况。 R 0220V (1)请在下图所示虚线框内的电路图中补画开关和导线，帮小新完成风干机的电路原理图： (2)按以上电路原理图完成风干机制作后，小新发现发热电阻的功率偏大，存在安全隐患」 他想在保留原发热电阻基础上，让发热总功率减小为原来的4，请问： ①他需要购买一个新的发热电阻与原发热电阻 (选填“串联”或“并联”)； ②通过计算说明，需要购买的发热电阻的阻值是多少 17.(3分)从指尖创制到万物探理，跨学科实践活动开启物理“新视界”。 ()如图甲所示是小梁同学自制简易调光灯的电路。闭合开关，灯泡发光，通过铅笔芯的 电流 (选填“大于”“小于”或“等于”)通过灯泡的电流；小梁同学将夹子从铅笔 芯一端移动到另一端的过程中，发现灯泡亮度变化不明显，他应换用材料和长度相同但更 (选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验。已知灯丝电阻随温度升高而增大，若 灯泡两端电压为1.5V时，灯泡的电功率为0.30W,则灯泡两端电压为2.5V时，灯泡的电 功率可能为 (选填“0.50”“0.72”或“0.85”)W。 铅笔芯 干电池 甲 (2)小王同学设计了如图乙所示的望远镜，凸透镜A为物镜，凸透镜B为目镜，A的焦距 应 (选填“大于”“小于”或“等于”)B的焦距，A的作用相当于 (选填“照相机”或“放大镜”)，用该望远镜看远处物体时A、B间的距离应 (选填“大于”或“小于”)看较近处物体时A、B间的距离。 A B 物镜 目镜 (3)小高同学用轻质木棒制作了如图丙所示的杆秤，M处空桶的质量为75g、秤砣的质量 为300g,提纽O处到M处的距离为8cm,秤砣在秤杆上N处（图中未画出）时，杆秤在水 平位置平衡。在空桶中放入某物体，移动秤砣使杆秤再次在水平位置平衡，提纽O处的拉力 增加了6N,则放入物体的质量 (选填“大于”“小于”或“等于”)600g,秤砣从 N处移动的距离为 c1m。 M 0 秤砣 四、实验题：本大题共3小题，共21分。 8.(8分)丹妮在姥姥家发现了一个多功能养生壶（如图甲）。该品牌养生壶的电路原理 图，如图乙所示。其中R1、R都为阻值不变的电阻丝，且R=R,S1、S2为温度控制开关， 该养生壶通过S1的通断和S,的接A或B,来实现高、中、低三个挡位的变化。求： kW-h 22065 R2 220V10(20)A50Hz o220Vo 1200imp/(kW-h) 甲 乙 丙 (1)若让该养生壶在低温挡下工作，则S1须 (选填“通”或“断”)，且S2须 (选填“接A”或“接B”或“不接”)； (2)该养生壶高温挡标有“220V,800W”,此挡下正常工作10分钟，计算养生壶让图丙电 能表指示灯闪烁的次数和电阻R1的大小。 19. (7分)如图，用笔画线表示导线，将三孔插座正确接入家庭电路。 火线 零线 20 (6分)某家庭电路简化图如图所示。 相线 进户线 中性线 总开关 保护线 220V 电能表 (含保险 0 装置) (1)将电热水壶接入图中的三孔插座后，它与灯泡以 联的方式接在电路中。 (2)闭合b、d之间的开关，用测电笔分别接触图中的a、b、c、d四处： ①若灯泡发光，则测电笔接触 两处时，氖管不发光。 ②若灯泡内部出现断路，则测电笔接触 两处时，氖管发光。 五、计算题：本大题共2小题，共13分。 21.(6分)小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、 低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。 额定电压 220V 高温挡功 2000W 率 低温挡功 800W 率 关低温挡 高温抖 (1)如图，电暖器的插头是三脚插头，插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插 座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的 线相连，可防止漏电时对人造成伤害。电 暖器工作时房间温度升高，这是通过 的方式增大空气内能的； (2)小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10A,请通过计算说明此插座能否满足该电 暖器正常使用； (3)若该电暖器一天正常工作6h,其中高温挡2h,低温挡4h,则它一天耗电多少千瓦时？ () (4)小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说：“应先把电暖器关掉， 否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。 22.(7分)某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电 路图，R、R、R为加热电阻，其中R、R的阻值均为1100Q,通过旋转开关可以实现挡 位切换。把电热敷腰带接入220V的家庭电路中。 (1)旋转开关转至 (选填“ab”、“bc”、“cd”或“d”)时，电热敷腰带处于高温挡工作」 理由是： (2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A，求通电10min消耗的电能； (3)旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为22W，求电路的总电流； (4)旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率。 R 旋转开关 o220Vo 甲 乙 六、综合能力题：本大题共3小题，共16分。 23.(6分)小明家电火锅的铭牌参数如表格所示，其高功率值模糊不清。当开关S1闭合、 S闭合时，电火锅处于高功率工作状态；当开关S闭合、S,断开时，电火锅处于低功率工 作状态。当小明家中只有该电火锅工作时，电火锅在220V电压、高功率状态下工作2in, 电能表的指示灯闪烁132次，小明家电能表的表盘如图甲所示。 额定 220V 电压 高功 率 低功 220W 率 kW.h 02818⑦ 火线 DDS425型 S1 R ww一 电子式电能表 220V •脉冲 S2 220V10(40)A50Hz 零线 3600imp/(kW.h) 甲 乙 (1)请在图乙中以笔画线完成电路连接。（电路有多种画法，取其一作图并依图解答后续 问题》 (2)求电火锅的高功率值。 (3)求电阻丝B的阻值。 (4)求电阻丝B,阻值。 24.(5分)某电熨斗部分参数如图1所示，其内部有电热丝甲和乙，通过单独使用或组合 使用可实现调温，其中甲电热丝的I-U曲线如图2所示。 I/A个 R甲 额定电压：220V 2.5 档位数：四档 最大功率：1650W 220N 图1 图2 (1)此电熨斗的额定电压为 V。 (2)该电熨斗以最大功率工作0.1h,消耗电能 kW-h。 (3)根据I-U曲线，求甲电热丝的阻值R甲 (4)求出乙电热丝的阻值R乙。 25. (5分)下图是某电热水壶铭牌上的部分参数。 电热水壶 容量 2.3L 额定电压 220V 额定功率 1500W (1)该电热水壶正常工作时的电功率是多少？ (2)该电热水壶正常工作5min,求电流所做的功； (3)在220V的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5A的接线板（插座）上使用， 请通过计算判断是否安全？2027年广东省初中毕业生学业考试 物理专项随堂训练题（五) (电功率、生活用电)（参考答 案与解析) (时间：80分钟满分：100分) 得分： 学号： 姓名： 班级： (密封线内不要答题) 一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分） 1.阅读短文，回答问题。 智能道闸一助力汽车进出管理 如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸，它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分组成。 道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。 当车辆靠近道闸时，摄像头采集到车辆信息，与系统内已有信息进行比对，给闸机电动机 发出是否放行指令。或由管理员通过遥控器控制是否放行。车辆放行后，进入地感线圈区域 时，路面下的线圈中电流发生变化，这个变化信号通过检测器传给闸机，横杆不会落下。 为让横杆平稳起落，需给电动机进行减速，减速系统内部结构如图乙所示。首先电动机通过 转轴末端的单头蜗杆A(相当于齿数为1的齿轮)带动蜗轮B实现第一次减速；接着与蜗轮 同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D,实现第二次减速，横杆通过连杆实现起降。减速比 是描述减速程度的重要参数，可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。该闸 机的第一次减速比应该为蜗轮B的齿数与1的比值，若数值为：1，即表示蜗杆A转n转， 蜗轮B转1转。整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得到。 为了提高横杆的转动效果，通常还在闸机箱体内连杆末端一侧，安装弹簧辅助电动机工作。 弹簧调节孔 转轴 横杆 制机 弹簧 电动机 乙 (1)以下的材料中最适合用作道闸横杆的是() A.铁质材料 B.泡沫材料 C.铝合金材料 D.玻璃材料 (2)闸机中的遥控接收器和电动机是 (串/并)联的。 (③)车辆进入时，为了避免被横杆砸伤，地感线圈安装的大致位置是 A.横杆下方区域B.道闸外面5m处C.道闸里面5m处 (4)若某智能道闸电动机转速为3000r/min,蜗轮B的齿数为240，齿轮C的齿数为40， 齿轮D的齿数为50，则该道闸整个系统的减速比是 一，道闸横杆起杆（从水平位置转 动到竖直位置)时间约为 S。 (5)道闸起杆时间过长，请你针对此现象提出合理的改进措施： 【答案】 ①.C②.并③.C④.300⑤.1.5⑥.更换具有更高减速比（或更高转速的 电动机) 【解析】 【详解】(1)[1]考虑道闸横杆需要具备特性，包括强度高、耐腐蚀和重量轻。在这四个 选项中：铁质材料虽然强度高，但重量较大，且耐腐蚀性能不如铝合金；泡沫材料显然强度 不够，不适用于此场景；铝合金材料强度高、耐腐蚀，并且重量相对较轻，符合所有要求； 玻璃材料虽然耐腐蚀，但强度不够，且容易碎裂，不适合做横杆。 故选C。 (2)[2]在闸机中，遥控接收器用于接收遥控信号，而电动机用于驱动横杆起落。它们的功 能是独立的，即一个工作与否不影响另一个。因此，它们应该是并联的，以确保各自独立工 作。 (3)3]为了确保车辆进入时不会被横杆砸伤，地感线圈应该安装在车辆能够触发但横杆还 未落下的位置。这意味着地感线圈应该安装在车辆通过道闸但还未完全离开道闸的区域内。 考虑到这一点，最合适的位置是道闸里面5m处，这样车辆在进入地感线圈区域时，横杆仍 然处于抬起状态。 故选C。 (4)[4]首先，计算第一次减速比。由于蜗杆A的齿数为1，蜗轮B的齿数为240，所以第一 次减速比为 2401 接着，计算第二次减速比，齿轮C的齿数为40，齿轮D的齿数为50，所以第二次减速比为 50:40=5:4 整个系统的减速比是两次减速比的乘积，即 240x5-300 14 [5]电动机的转速为3000rmin,即每秒转50r。经过300倍的减速，横杆每秒转 50r1 3006 1 道闸横杆起杆（从水平位置转动到竖直位置）需要转动4'，那么所需时间就是 4 =1.5s 1 r/s 6 (5)[6]针对道闸起杆时间过长的问题，一个合理的改进措施是更换具有更高减速比或更高 转速的电动机。这样可以在保证横杆平稳起落的同时，减少起杆所需的时间。 2.在如图所示的自制简易电动机中，采用铜丝制作支架，这主要是利用了铜的() 线圈 磁体 支架 A.导电性 B.导热性 C.磁性 D.弹性 【答案】A 【解析】 【详解】简易电动机工作时需要将电源的电流输送到线圈，铜制支架一方面支撑线圈，另一 方面作为导体接通电路，这主要利用了铜良好的导电性。铜本身没有磁性，该制作过程也不 需要利用铜的导热性、弹性，故选A。 3.了解我国科技发展成就，关注身边物理，是物理学习的基本要求。下列数据，符合实 际的是() A.航空母舰福建舰排水量为80万吨 B.我国特高压输电的电压为10千伏 C.我国家庭电路的电压为220伏 D.家用轿车空载时的质量为20吨 【答案】C 【解析】 【详解】A.我国航空母舰福建舰排水量为8万吨，故A不符合题意； B.我国高压输电的电压为10千伏，特高压输电的电压可达1000千伏及以上，故B不符合 题意； C. 我国居民用电电压为220V,所以家庭电路的电压为220伏，故C符合题意； D.家用轿车空载时的质量为2000kg,合2吨，故D不符合题意。 故选C。 4.下列用电器中，利用电流热效应工作的是() A.电热水壶 B.吸尘器 C.电冰箱 D.电视机 【答案】A 【解析】 【详解】A,电热水壶工作时将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的，故A符合题意： B.吸尘器工作时电动机转动，将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故B 不符合题意； C.电冰箱是将电能转化为电动机的机械能，不是利用电流的热效应来工作的，故C不符合 题意； D.电视机工作时主要是把电能转化为声能与光能，不是利用电流的热效应来工作的，故D 不符合题意。 故选A。 5.某学习小组连接了如图所示的实物电路，闭合开关，移动滑片P的过程中，关于电流表 A的示数、电流表A2的示数2以及灯泡的亮度，可能出现的现象是（) A.1变大，2变小，灯泡亮度不变 B.变小，2变大，灯泡亮度变暗 C.I变小，L变小，灯泡亮度不变 D.变大，2变大，灯泡亮度变亮 【答案】C 【解析】 【详解】如图，灯泡于滑动变阻器并联，电流表A2在干路，测干路电流；电流表A1与滑动 变阻器串联，测变阻器的电流；闭合开关，移动滑片P的过程中，电流表A的示数发生变 化，由于并联电路各支路互不影响，通过灯泡的电流不变，灯泡的亮度不变；由于干路电流 等于支路电流之和，因此电流表A2的示数2发生变化，若变小，干路电流2也变小，灯 泡亮度不变，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6.正确使用如图所示的测电笔时，笔尖接触被测导线，手必须接触() 金属笔尖 塑料套管 塑料笔杆金属笔卡 A.金属笔尖 B.塑料套管 C.塑料笔杆 D.金属笔卡 【答案】D 【解析】 【详解】A.金属笔尖接触被测导线，若手接触金属笔尖，会导致流过人体的电流过大，发 生触电危险，故A不符合题意； BC.塑料套管、塑料笔杆是绝缘体，手接触塑料套管或塑料笔杆时，无法形成闭合通路， 测电笔无法正常工作，故BC不符合题意； D.金属笔卡是导体，正确使用测电笔时，手接触金属笔卡可以形成闭合通路，使测电笔正 常工作检测导线，故D符合题意。 故选D。 7.图甲所示电路，电源电压不变，电流表测量范围为00.6A,电压表测量范围为0~15V。 只闭合开关S、S1,保证电路所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P;只闭合开 关S、S?,滑片P从右端移到左端。两次实验过程中电压表与电流表的示数关系如图乙所示。 下列判断正确的是( 个U八V 4 3 ① ② 2 00.10.20.30.40.50.6/A 甲 乙 A.电源电压为6V B.小灯泡L正常发光时功率为0.6W C.只闭合开关S、S时，电压表与电流表的示数关系为乙图中图像② D.只闭合开关S、S,电路总功率最大时，小灯泡L与R接入电路的阻值之比为1：2 【答案】A 【解析】 【分析】只闭合开关S、S,定值电阻R与R串联，电压表测R电压，U,=U-R,UI为 直线①；只闭合开关S、S1,灯泡L与R串联，UI为曲线②。 【详解】由图像①，当R,=0→U2=0时，1=0.6A,有U=R=0.6A×R(① 当U,=4V时，1'=0.2A,有U=U2+IR=4V+0.2A×R(2) 联立(12)得0=6V,R=109 由图像②知电流最大值即灯泡正常发光时电流L1=0.3A,此时电压表示数U,”=2V,小灯泡 两端电压U=6V-2V=4V 小灯泡L正常发光时功率为=UL=4V×0.3A=1.2W 只闭合开关S、S1,根据P=UⅢ，由图像②知电流I=0.3A时，电路总功率最大，小灯泡L 与R接入电路的阻值之比为R:R=U:U2=2:1 故A正确，BCD错误。 故选A。 二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分） 8.(3分)生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太 冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。 【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为00的电源上（如图所示）， 加热功率为B,该电热丝的电阻R,一 (不考虑温度对电阻的影响) S 加热功率P。 【改进设计】为获得不同加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方 式连接在电压为0的电源上，可以得到另外两个加热功率和B,且乃<B。请你在图甲、 乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出与之比。说明：电热丝上只有 bC三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。 a b oUo ●】 加热功率P 加热功率P 甲 乙 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S,通过开关S0的通断和S在1、2触点 间的切换，实现加热垫乃和B三档功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优化要 求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。 S oU00- a b 【答案】 ① ② U ，推导见解析 ③ Ro= P 加热功率P 加热功率P2 1:2 【解析】 【详解】【初步设计】 根据P只得 U2 Po U R 【改进设计】设计甲乙电路图如图所示 a b owo S oUo 加热功率P 加热功率P2 1 将电热丝的中点与一端相连，另一端接电源，此时电阻为2凡，功率为 P= U6.2U-2R 1 21 将电热丝的中点与一端相连，然后将这一端与电源的一端相连，电源的另一端与电热丝的另 1 1 一端相连，实际上是2R和2R并联，此时的总电阻为 1 1 R= RR2=2 R×2R,1 2 R+R IR In-4Ro Ro+Ro 4 2 2 总功率 0U2.40-4 P= R I R 4 P1与P之比为 P:P=2P:4P=1:2 【优化设计】当S与2触点接触，S断开时，只有R的简单电路，此时加热垫处于Po功率档： 1 当只闭合S时，只有2B的简单电路，此时加热垫处于P功率档： 当S与1触点接触，S如闭合时，2R和2R并联，此时加热垫处于P功率档： 优化设计如图所示： a 9.(3分)交通规则，人人遵守。马路口的交通信号灯正常工作时，红灯、绿灯和黄灯交替 亮灯，它们之间连接方式是 联，信号灯发光主要是将电能转化为 能。 【答案】① 并② 光 【解析】 【详解】并联电路的特点是各用电器可独立工作、互不影响。交通信号灯的红、绿、黄灯能 交替亮灯，说明每个灯可单独工作且互不干扰，因此它们的连接方式为并联。 信号灯发光时消耗电能，主要产生光能，因此是将电能转化为光能。 10.(3分)测电笔由氖管和高电阻串联构成，可以辨别火线与零线。正确使用时，手要接 触测电笔 部的金属电极，笔尖与 线接触时氖管发光；氖管发光时其两端 电压为70V,通过测电笔的电流不得超过0.1mA,则高电阻的阻值至少为. 2（不计 人体的电阻)。 【答案】 ①： 尾② 火③ 1.5×106 【解析】 【详解】[][2]为了用电的安全，测电笔的金属体笔尖和金属体笔尾之间串联了一个高阻值 的电阻，由于电阻较大，则通过人体的电流很小，不会对人造成伤害，正确使用时，手要接 触测电笔尾部的金属电极，笔尖与火线接触时氖管发光；因为测电笔使用时，手需接触尾部 金属电极，使电流通过人体形成回路，氖管发光时，笔尖接触的是火线，因火线与大地间存 在220V电压差。 [3]高电阻与氖管串联，家庭电路的电压为220V,氖管发光时其两端电压为70V,则高电阻 两端的电压为U=220V-70V=150V U150V=1.5×102 通过测电笔的电流不得超过0.1mA,则高电阻的阻值至少为R=70.1x10A 11.(3分)如图所示，闭合开关，导线夹M在铅笔芯上向右移动，电流表的示数变 。 若要测量铅笔芯的电阻，需补充的仪表是 。实验时铅笔芯发烫的 现象，属于电流的 效应。 铅笔芯 【答案】 ①.小②电压表③热 【解析】 【详解】[1]闭合开关，导线夹M在铅笔芯上向右移动时，铅笔芯接入电路的长度变长，电 阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小。 [2]若要测量铅笔芯的电阻，需补充的仪表是电压表，用电压表测出铅笔芯两端的电压，用电 U 流表测出通过铅笔芯的电流，由R=7求出电阻。 [3]在实验中，当电流通过铅笔芯时，由于铅笔芯的电阻作用，电能转化为内能，使铅笔芯的 温度升高，从而出现了发烫的现象。这就是电流的热效应在铅笔芯上的体现。 12.(3分)2026年1月5日，全球首台适用于城市环境的兆瓦级S2000浮空风力发电系统 在四川成功放飞，完成并网发电测试并累计发电385kW·h，最大额定功率达3MW。风能属 于 能源；悬停时，浮空风力发电系统受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)作用： 若按最大额定功率的50%工作，连续发电385kW·h仅需 h(保留两位小数)。 【答案】 ①.可再生②.平衡力③.0.26 【解析】 【详解】风能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源；系统悬停时，处于静止平衡状 态，因此受到平衡力作用；实际功率为P=Px=3000kW×50%=1500kW 需要的时间为1= W385kW-h-0.26h P 1500kW 13.(3分)如图是某电热水壶内部电加热器原理电路，它有“加热”和“保温”两挡，开关$断 开，电水壶处于一挡。已知该电热水壶处于“加热”挡，通电0.1h可使标有 1200imp/(kW,h)的电能表指示灯闪烁120次，则消耗的电能为一 kWh。电热水壶 “保温”挡功率为100W,则B= o R2 220V 【答案】 ①.保温②.01 ③.435.6 【解析】 【详解】[1]当开关S断开时，电阻R、R串联，此时电路中的电阻较大，根据电功率公式 U2 P= R 在电压U一定的情况下，电阻R越大，电功率P越小，所以电水壶处于“保温”挡。 [2]已知电能表指示灯闪烁120次，而电能表的参数为1200ip/kWh),这表示每消耗1kWh 的电能，指示灯会闪烁1200次。因此，消耗的电能可以通过以下公式计算 w-1201kw.h=0.lwh 1200 电水壶处于保温挡时，R和R串联接入电路，此时的总功率为10w,根报P R得 “保温”挡时电路的总电阻为 R=0_(220v =4842 P保100W 又因为当开关S闭合时，电水壶处于“加热”挡，此时只有R接入电路，且消耗的电能已知为 0.1kWh,所以“加热”挡的功率为 W 0.1kW.h P加热= t0.1h =1kW=1000W 由此可得R的阻值为 2(220V} R=- =48.42 1000W 则R的大小为 R=R-R=4842-48.42=435.62 14.(3分)家庭电路有两根进户线，分别是火线和零线。火线和零线之间的电压为 V。各用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是 联的。 用测电笔的笔尖接触电线，如果氖管发光，表示接触的是线。 【答案】①.220②.并③.火 【解析】 【详解】[]家庭电路有两根进户线，分别是火线和零线。我国家庭照明电路的电压为 220V,即火线和零线之间的电压为220V。 [2]各用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是并联的，可以独立工 作，互不影响。 [3]可用测电笔辨别火线和零线，如果用测电笔的笔尖接触电线时，氖管发光，说明所测的是 火线。 三、作图题：本题7分。 15.(2分)如图所示是家庭电路的一部分，请将开关控制台灯的电路补充完整。 一火线 零线 -☒ 火线 零线 【答案】 【解析】 【详解】开关控制台灯，开关与台灯要串联，为了安全用电，开关要接在火线上，如图所示： 火线 零线 21阅读下文，回答下列问题： 探索月球背面的秘密 2024年5月3日，嫦娥六号月球探测器英勇出征，开启世界首次月球背面采样之旅，将人类 探月推向前所未有的高度。 为了让嫦娥六号落地准、抓好“土”，科学家研制出冲击电机、加载电机和整形电机，在电机 体重变轻的同时，大幅增加力矩，助力推动钻头前进，为挖土提供动力。月球背面的环境 条件十分恶劣，温差大、辐射强等因素给任务执行带来极大的困难。支撑探测器工作的主要 能源来自太阳能，因此太阳电池阵的稳定性能至关重要。 由于月球始终有一面背对地球，当月球测器降落在月球背面后，因为它的信号沿直线传播 不能拐弯，只能向着远离地球的方向传输，所以无法直接实现与地球的测控通信和数据传输 地面指挥和实时通信面临巨大困难。2024年3月20日发射的鹊桥二号中继星为解决这一难 题提供了“信息桥梁”。鹊桥二号携带了一个口径4.2米的天线一星载大型可展开天线。这 个天线像一把大伞，发射时收起，入轨后展开。伞面十分精巧，是用直径不到发丝四分之一 的钼丝织就而成。镀了金的钼丝使“大伞”看上去金光灿灿的，这样做能增强天线的通信性能， 降低能耗。延长卫星的使用寿命。它一边接收、传输来自地球的信号，一边接收、传输来自 月球背面的信号。为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。 (1)如图，搭载鹊桥二号中继星的长征八号运载火箭发射升空过程中，火箭获得的动力来 自于()（选填“A”或“B”) A.向下喷出的高温高压燃气B.火箭下方的空气 (2)嫦娥六号探测器在“挖土”中主要涉及到的能量转化是太阳能→化学能 (3)鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到了什么作用？ 【答案】 ①.A②.电能③.机械能④.为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥 【解析】 【详解】(1)[1]燃气在火箭内部燃烧，产生高压，高速从火箭尾部喷出，由牛顿第三定律 (作用力和反作用力)，高速喷出的气体必然给火箭一个反作用力，这就是火箭的动力，所 以应选“A”。 (2)[2][3]支撑探测器工作的主要能源来自太阳能，太阳电池阵将太阳能转化为化学能进 行储存，需要时将化学能释放转化为电能使用，冲击电机、加载电机和整形电机将电能转化 为机械能，所以嫦娥六号探测器在“挖土”中主要涉及到的能量转化是太阳能→化学能→电能 →机械能。 (3)[4]鹊桥二号携带了一个口径4.2米的天线一星载大型可展开天线，它一边接收、传 输来自地球的信号，一边接收、传输来自月球背面的信号。所以鹊桥二号中继星对嫦娥六号 在月球背面的探测活动起到的作用是：为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。 16.(2分)小新家有阻值为502的发热电阻R一个、额定电压为220V的小型电动机（带 有风扇叶)一个、开关两个和导线若干，他想利用这些器材制作一个风干机，风干机要有 “吹冷风”和“吹热风”两种模式，吹冷风时只有电动机工作；吹热风时发热电阻和电动机同时 工作，但不能出现发热电阻单独工作的情况。 R 0220V (1)请在下图所示虚线框内的电路图中补画开关和导线，帮小新完成风干机的电路原理图： (2)按以上电路原理图完成风干机制作后，小新发现发热电阻的功率偏大，存在安全隐患 他想在保留原发热电阻基础上，让发热总功率减小为原来的4，请问： ①他需要购买一个新的发热电阻与原发热电阻 (选填“串联”或“并联”)； ②通过计算说明，需要购买的发热电阻的阻值是多少 M 【答案】 (1) (2) ①.串联② 220V 1502 【解析】 【小问1详解】 由题意知，内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路，且发热电 阻不能单独工作出现“干烧”现象，因此发热电阻与电动机并联，一个开关在干路控制整个电 路，另一个开关与发热电阻串联，控制发热电阻，如图所示： R M 6 【小问2详解】 220V U2 []根据P= R可知，电阻越大功率越小，电阻越小功率越大，因此要想让发热总功率减小 为原来的4，根据串并联电路电阻的特点可知，应与原发热电阻串联一个新的发热电阻来增 大电路的总电阻。 [P]原发热电阻电功率为P-女_220Vy =968W R502 U2(220V)2 R总 =2002 串联后新旧电阻总阻值 968W 4 需要购买新电阻阻值为R=R总-R=2002-502=1502 17.(3分)从指尖创制到万物探理，跨学科实践活动开启物理“新视界”。 (1)如图甲所示是小梁同学自制简易调光灯的电路。闭合开关，灯泡发光，通过铅笔芯的 电流 (选填“大于”“小于”或“等于”)通过灯泡的电流；小梁同学将夹子从铅笔 芯一端移动到另一端的过程中，发现灯泡亮度变化不明显，他应换用材料和长度相同但更 (选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验。已知灯丝电阻随温度升高而增大，若 灯泡两端电压为1.5V时，灯泡的电功率为0.30W,则灯泡两端电压为2.5V时，灯泡的电 功率可能为 (选填“0.50”0.72”或0.85”)W。 铅笔芯 冷夹子 干电池 甲 (2)小王同学设计了如图乙所示的望远镜，凸透镜A为物镜，凸透镜B为目镜，A的焦距 应 (选填“大于”“小于”或“等于”)B的焦距，A的作用相当于 (选填“照相机”或“放大镜”)，用该望远镜看远处物体时A、B间的距离应 (选填“大于”或“小于”)看较近处物体时A、B间的距离。 B 物镜 目镜 (3)小高同学用轻质木棒制作了如图丙所示的杆秤，M处空桶的质量为75g、秤砣的质量 为300g,提纽O处到M处的距离为8cm,秤砣在秤杆上N处（图中未画出）时，杆秤在水 平位置平衡。在空桶中放入某物体，移动秤砣使杆秤再次在水平位置平衡，提纽O处的拉力 增加了6N,则放入物体的质量 (选填“大于”“小于”或“等于”)600g,秤砣从 N处移动的距离为 cm。 M 秤砣 丙 【答案】(1)①.等于②.细③.0.72 (2) ①.大于②照相机③.小于 (3)①.等于②.16 【解析】 【小问1详解】 甲图中灯泡和铅笔芯串联在电路中，由串联电流规律可知，通过铅笔芯的电流等于通过灯泡 的电流； 将夹子从铅笔芯一端移动到另一端的过程中，发现灯泡亮度变化不明显，说明铅笔芯的电阻 过小，电阻的大小与横截面积有关，且横截面积越小电阻越大，因此更换材料和长度相同但 更细的铅笔芯； 灯泡两端电压为1.5V时，灯泡的电功率为0.30W,可得此时灯泡的电阻为 R=0_1.5vy =7.52 P0.30W P_0.30W=0.2A 电路中的电流为/=)15V 若灯泡电阻不变，可得当电压是25V时，灯泡的电功率为P_.25V,083W R7.52 由于灯丝电阻随温度升高而增大，因此电压是2.5V时，灯泡的电功率小于0.83W;电压升 高后，电流一定大于原电流0.2A(即使电阻增大，电阻的增大幅度不会超过电压的增大幅 度)，因此灯泡的电功率将大于P'=U1=2.5V×0.2A=0.5W 因此灯泡的电功率可能为0.72W。 【小问2详解】 望远镜的设计要求是物镜焦距大于目镜焦距，因此A的焦距应大于B的焦距； 望远镜中物镜成倒立、缩小的实像，相当于照相机； 物距越大（物体越远），像距越小，物镜成的像会更靠近物镜。为了让像仍然落在目镜的焦 点位置，需要缩小物镜和目镜的间距，因此看远处物体时A、B间的距离应小于看较近处物 体时A、B间的距离。 【小问3详解】 轻质木棒自重不计，提纽拉力等于总重力，拉力增加量等于物体重力，即G物=△F=6N 可得放入物体的质量m物= G物=-0.6kg=600g 根据杠杆平衡，空桶平衡m8·OM=m8·ON① 放物体后平衡m+m物)8·OM=m能8~(ON+△L)② ①②两式相减得：m物·OM=m能·△L 代入教据得41-600gx8cm-16cm 300g 四、实验题：本大题共3小题，共21分。 18.(8分)丹妮在姥姥家发现了一个多功能养生壶（如图甲）。该品牌养生壶的电路原理 图，如图乙所示。其中R1、R都为阻值不变的电阻丝，且R=R,S1、S2为温度控制开关， 该养生壶通过S1的通断和S,的接A或B,来实现高、中、低三个挡位的变化。求： A S,B kW-h 22065 ● R2 220V10(20)A50Hz o220Vo- 1200imp/(kW-h) 甲 乙 丙 (1)若让该养生壶在低温挡下工作，则S须 (选填“通”或“断”)，且S2须 (选填“接A”或“接B”或“不接”)； (2)该养生壶高温挡标有“220V,800W”,此挡下正常工作10分钟，计算养生壶让图丙电 能表指示灯闪烁的次数和电阻R的大小。 【答案】(1)①.断②.接A (2)160次，1212 【解析】 【小问1详解】 [1][2]当S1断开，S2接A时，电路为串联电路，总电阻等于两个电阻阻值之和，此时的总电 U2 阻最大，由P=只可知，此时的总功率最小，为低温挡。 【小问2详解】 在高温挡下正常工作10分钟，消耗的电能 W=P1=800Wx10x60s=4.8×10J=48×10 W.h-2 kW.h 3.6×106 15 每消耗1kW·h的电能，闪烁1200次，则电能表闪烁的次数为 1200imp 1kW.h 2 kW.h 15 解得 n=160imp U2 高温挡时两电阻并联。两电阻阻值相等，由P=只可知，两电阻消耗的电功率相等，所以 R的功率为400W,则R的阻值为 R=-(220vy =1212 P400W 19.(7分)如图，用笔画线表示导线，将三孔插座正确接入家庭电路。 火线 零线 火线 零线 【答案】 【解析】 【详解】由图可知，最下面为地线，连接三孔插座时，左孔接零线、右孔接火线、上孔接地 线，如图所示： 一火线 零线 20. (6分)某家庭电路简化图如图所示。 相线 进户线 中性线 总开关 保护线 220V 电能表口（含保险 0 装置) (1)将电热水壶接入图中的三孔插座后，它与灯泡以 联的方式接在电路中。 (2)闭合b、d之间的开关，用测电笔分别接触图中的a、b、c、d四处： ①若灯泡发光，则测电笔接触 两处时，氖管不发光。 ②若灯泡内部出现断路，则测电笔接触 两处时，氖管发光。 【答案】(1)并(2)①.a、c②.b、d 【解析】 【小问1详解】 电热水壶和灯泡都能独立工作，互不影响，因此电热水壶和灯泡是并联的。 【小问2详解】 开关闭合灯泡正常发光时，b点在相线上，氖管发光，点经开关与相线连通，氖管也发光： 点在中性线上，c点经正常工作的灯泡与中性线连通，两点都和相线断开，因此氖管不发 光； 灯泡内部断路时，开关闭合后，b点在相线上，氖管发光，d点经开关与相线连通，氖管也 发光；但电流无法通过断开的灯泡传到c点，且点本身在中性线上，因此只有b、d两处氖 管发光。 五、计算题：本大题共2小题，共13分。 21.(6分)小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、 低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。 额定电压 220V 高温挡功 2000W 率 低温挡功 800W 率 低温挡 回 高温挡 (1)如图，电暖器的插头是三脚插头，插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插 座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的 线相连，可防止漏电时对人造成伤害。电 暖器工作时房间温度升高，这是通过 的方式增大空气内能的； (2)小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10A,请通过计算说明此插座能否满足该电 暖器正常使用； (3)若该电暖器一天正常工作6h,其中高温挡2h,低温挡4h,则它一天耗电多少千瓦时？ () (4)小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说：“应先把电暖器关掉， 否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。 【答案】①.地②.热传递③.见解析④.7.kWh ⑤.见解析 【解析】 【详解】(1)[1]电暖器的插头是三脚插头，插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电 路的地线相连，可防止漏电时对人造成伤害。 [2]电暖器工作时放出热量，房间内的空气吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递 的方式增大空气内能的。 (2)[3]电暖气工作时的最大电流为 LP_2000 1=U=220 -g9.1A<10A 所以此插座能满足该电暖器正常使用。 (3)[4]一天耗电为 W=Ws+Ws=Pss+Ps=2kW×2h+0.8kW×4h=7.2kWh I= (4)5]同时使用电饭锅和电磁炉，总功率较大，根据万，电路中总电流较大，根据焦耳 定律9=严，干路导线相同时间内产生的热量较多，容易使家庭电路的干路导线过热引发 火灾。 22.(7分)某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电 路图，B、R、R为加热电阻，其中R、R的阻值均为1100Q,通过旋转开关可以实现挡 位切换。把电热敷腰带接入220V的家庭电路中。 (1)旋转开关转至 (选填“ab”、“bc”、“cc”或“d”)时，电热敷腰带处于高温挡工作、 理由是： (2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A，求通电10min消耗的电能； (3)旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为22W，求电路的总电流； (4)旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率。 R3 旋转开关 o220Vo 甲 乙 【答案】①.e②.旋转开关转至d时，电路电阻最小，电功率最大③.3.3×101J④. 0.1A⑤.44W 【解析】 【详解】(1)[1][2]由图乙可知，旋转开关转至bc时，R、R串联，此时电路电阻最大，根 U2 据公式P=只可知，电功率最小，为低温挡：旋转开关转至d时，只有风接入电路，为 中温挡；旋转开关转至时，R与R并联，电路电阻最小，功率最大，为高温挡。 (2)3]电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A,通电10min消耗的电能为 W=Ut=220V×0.25A×10×60s=3.3×104J (3)[4]旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为22W，电路的总电流为 1-=22w U 220V 0.1A (4)[5]旋转开关转至cd时，只有R工作，为中温挡，电热敷腰带功率为 U2(220V)2 P,R,11009 =44W 六、综合能力题：本大题共3小题，共16分。 23.(6分)小明家电火锅的铭牌参数如表格所示，其高功率值模糊不清。当开关S闭合、 S闭合时，电火锅处于高功率工作状态；当开关S1闭合、S?断开时，电火锅处于低功率工 作状态。当小明家中只有该电火锅工作时，电火锅在220V电压、高功率状态下工作2n, 电能表的指示灯闪烁132次，小明家电能表的表盘如图甲所示。 额定 220V 电压 高功 率 低功 220W 率 kW.h 02818⑦ 火线 WWWWWw DDS425型 R WWWWWW- 电子式电能表 220V R2 ●脉冲 220V10(40)A50Hz 零线 3600imp/(kW.h) 甲 乙 (1)请在图乙中以笔画线完成电路连接。（电路有多种画法，取其一作图并依图解答后续 问题) (2)求电火锅的高功率值。 (3)求电阻丝R的阻值。 (4)求电阻丝R 阻值。 火线 -w S R WwWw 【答案】(1) 220V R2 (2) S2 零线 1100W (3)442 (4)1762 【解析】 【小问1详解】 选择串联加B处局部短路，当开关S闭合、S2闭合时，只有B工作，电火锅处于高功率工 作状态；当开关S闭合、S2断开时，R与凡串联，电火锅处于低功率工作状态。如图所示： 火线一Ww R w- 220V R2 【小问2详解】 零线 由题可知，高功率状态下工作2min,消耗的电能为 W= 132imp 3600imp/(kWh）300 11kwh=1.32x10创 工作时间为t=2min=2×60s=120s 故电功率 1.32x10J-1100w P高= t120s 【小问3详解】 U2 由P= U2(220V)2 可知，电阻丝R的阻值为R= =442 P高1100W 【小问4详解】 由P、U U2(220V)2 可知，低功率时串联的总电阻为R常 =2202 P220W 故电阻丝R的阻值为R,=R#-R=2202-442=176Q 24.(5分)某电熨斗部分参数如图1所示，其内部有电热丝甲和乙，通过单独使用或组合 使用可实现调温，其中甲电热丝的1U曲线如图2所示。 I/A个 R甲 额定电压：220V 2.5 档位数：四档 最大功率：1650W 220UW 图1 图2 (1)此电熨斗的额定电压为」 V。 (2)该电熨斗以最大功率工作0.1h,消耗电能kWh。 (3)根据IU曲线，求甲电热丝的阻值R甲。 (4)求出乙电热丝的阻值R2。 【答案】(1) 220 (2) 0.165 (3) 882 (4) 442 【解析】 【小问1详解】 由图1电熨斗参数可知，电熨斗的额定电压为220。 【小问2详解】 已知最大功率P最大=1650W=1.65kW 消耗电能为W=Pt=1.65kW×0.1h=0.165kW·h 【小问3详解】 由图2可知，当甲电热丝两端电压U-220V(额定电压)时，通过甲的电流甲=2.5A,根 据欧姆定律R- U220V 了，可得= =882 1年2.5A 【小问4详解】 电源电压一定时，并联电路总电阻最小，总功率最大，因此电熨斗的最大功率是甲、乙并联 在220P电路中时的总功率。甲的功率=U=220P×2.5A=550W 乙的功率B=P最大-=1650W-550W=1100W 根据电功率公式变形R-P代入数据计算得之2100、， =4402 25.(5分)下图是某电热水壶铭牌上的部分参数。 电热水壶 容量 2.3L 额定电压 220V 额定功率 1500W (1)该电热水壶正常工作时的电功率是多少？ (2)该电热水壶正常工作5min,求电流所做的功； (3)在220V的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5A的接线板（插座）上使用， 请通过计算判断是否安全？ 【答案】(1)1500W;(2)4.5×10J;(3)不安全 【解析】 【详解】解：(1)根据题意可知，该电热水壶正常工作时的电功率是1500W。 (2)该电热水壶正常工作时的电功率是1500W,电热水壶正常工作5mn,电流所做的功为 W=Pt=1500W×5×60s=4.5×105J (3)根据题意可知，该电热水壶的额定电流为 P1500W 1元220N-6.82A 由于该电热水壶的额定电流大于接线板（插座）的额定电流5A，所以该电热水壶接在接线 板（插座）上不安全。 答：(1)该电热水壶正常工作时的电功率是1500W; (2)电热水壶正常工作5mim,电流所做的功为4.5×10J; (3)不安全。 2027年广东省初中毕业生学业考试 物理专项随堂训练题（五）（电功率、生活用电）（参考答案与解析） （时间：80分钟　满分：100分） 得分：________　学号：________　姓名：________　班级：________ （密封线内不要答题） 一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分） 1．阅读短文，回答问题。 智能道闸——助力汽车进出管理 如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸，它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分组成。道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。 当车辆靠近道闸时，摄像头采集到车辆信息，与系统内已有信息进行比对，给闸机电动机发出是否放行指令。或由管理员通过遥控器控制是否放行。车辆放行后，进入地感线圈区域时，路面下的线圈中电流发生变化，这个变化信号通过检测器传给闸机，横杆不会落下。 为让横杆平稳起落，需给电动机进行减速，减速系统内部结构如图乙所示。首先电动机通过转轴末端的单头蜗杆A（相当于齿数为1的齿轮）带动蜗轮B实现第一次减速；接着与蜗轮同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D，实现第二次减速，横杆通过连杆实现起降。减速比是描述减速程度的重要参数，可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。该闸机的第一次减速比应该为蜗轮B的齿数与1的比值，若数值为，即表示蜗杆A转n转，蜗轮B转1转。整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得到。 为了提高横杆的转动效果，通常还在闸机箱体内连杆末端一侧，安装弹簧辅助电动机工作。 （1）以下的材料中最适合用作道闸横杆的是（　　） A．铁质材料 B．泡沫材料 C．铝合金材料 D．玻璃材料 （2）闸机中的遥控接收器和电动机是______（串/并）联的。 （3）车辆进入时，为了避免被横杆砸伤，地感线圈安装的大致位置是______。 A．横杆下方区域 B．道闸外面5m处 C．道闸里面5m处 （4）若某智能道闸电动机转速为3000r/min，蜗轮B的齿数为240，齿轮C的齿数为40，齿轮D的齿数为50，则该道闸整个系统的减速比是______，道闸横杆起杆（从水平位置转动到竖直位置）时间约为______s。 （5）道闸起杆时间过长，请你针对此现象提出合理的改进措施：______。 【答案】 ①. C ②. 并 ③. C ④. 300 ⑤. 1.5 ⑥. 更换具有更高减速比（或更高转速的电动机） 【解析】 【详解】（1）[1]考虑道闸横杆需要具备特性，包括强度高、耐腐蚀和重量轻。在这四个选项中：铁质材料虽然强度高，但重量较大，且耐腐蚀性能不如铝合金；泡沫材料显然强度不够，不适用于此场景；铝合金材料强度高、耐腐蚀，并且重量相对较轻，符合所有要求；玻璃材料虽然耐腐蚀，但强度不够，且容易碎裂，不适合做横杆。 故选C。 （2）[2]在闸机中，遥控接收器用于接收遥控信号，而电动机用于驱动横杆起落。它们的功能是独立的，即一个工作与否不影响另一个。因此，它们应该是并联的，以确保各自独立工作。 （3）[3]为了确保车辆进入时不会被横杆砸伤，地感线圈应该安装在车辆能够触发但横杆还未落下的位置。这意味着地感线圈应该安装在车辆通过道闸但还未完全离开道闸的区域内。考虑到这一点，最合适的位置是道闸里面5m处，这样车辆在进入地感线圈区域时，横杆仍然处于抬起状态。 故选C。 （4）[4]首先，计算第一次减速比。由于蜗杆A的齿数为1，蜗轮B的齿数为240，所以第一次减速比为 接着，计算第二次减速比，齿轮C的齿数为40，齿轮D的齿数为50，所以第二次减速比为 整个系统的减速比是两次减速比的乘积，即 [5]电动机的转速为3000r/min，即每秒转50r。经过300倍的减速，横杆每秒转 道闸横杆起杆（从水平位置转动到竖直位置）需要转动，那么所需时间就是 （5）[6]针对道闸起杆时间过长的问题，一个合理的改进措施是更换具有更高减速比或更高转速的电动机。这样可以在保证横杆平稳起落的同时，减少起杆所需的时间。 2．在如图所示的自制简易电动机中，采用铜丝制作支架，这主要是利用了铜的（　　） A. 导电性 B. 导热性 C. 磁性 D. 弹性 【答案】A 【解析】 【详解】简易电动机工作时需要将电源的电流输送到线圈，铜制支架一方面支撑线圈，另一方面作为导体接通电路，这主要利用了铜良好的导电性。铜本身没有磁性，该制作过程也不需要利用铜的导热性、弹性，故选A。 3．了解我国科技发展成就，关注身边物理，是物理学习的基本要求。下列数据，符合实际的是（　　） A. 航空母舰福建舰排水量为80万吨 B. 我国特高压输电的电压为10千伏 C. 我国家庭电路的电压为220伏 D. 家用轿车空载时的质量为20吨 【答案】C 【解析】 【详解】A．我国航空母舰福建舰排水量为8万吨，故A不符合题意； B．我国高压输电的电压为10千伏，特高压输电的电压可达1000千伏及以上，故B不符合题意； C．我国居民用电电压为220V，所以家庭电路的电压为220伏，故C符合题意； D．家用轿车空载时的质量为2000kg，合2吨，故D不符合题意。 故选C。 4．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A. 电热水壶 B. 吸尘器 C. 电冰箱 D. 电视机 【答案】A 【解析】 【详解】A．电热水壶工作时将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的，故A符合题意； B．吸尘器工作时电动机转动，将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意； C．电冰箱是将电能转化为电动机的机械能，不是利用电流的热效应来工作的，故C不符合题意； D．电视机工作时主要是把电能转化为声能与光能，不是利用电流的热效应来工作的，故D不符合题意。 故选A。 5．某学习小组连接了如图所示的实物电路，闭合开关，移动滑片P的过程中，关于电流表的示数、电流表的示数以及灯泡的亮度，可能出现的现象是（　　） A. 变大，变小，灯泡亮度不变 B. 变小，变大，灯泡亮度变暗 C. 变小，变小，灯泡亮度不变 D. 变大，变大，灯泡亮度变亮 【答案】C 【解析】 【详解】如图，灯泡于滑动变阻器并联，电流表A2在干路，测干路电流；电流表A1与滑动变阻器串联，测变阻器的电流；闭合开关，移动滑片P的过程中，电流表的示数发生变化，由于并联电路各支路互不影响，通过灯泡的电流不变，灯泡的亮度不变；由于干路电流等于支路电流之和，因此电流表的示数发生变化，若变小，干路电流也变小，灯泡亮度不变，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6．正确使用如图所示的测电笔时，笔尖接触被测导线，手必须接触（　　） A. 金属笔尖 B. 塑料套管 C. 塑料笔杆 D. 金属笔卡 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属笔尖接触被测导线，若手接触金属笔尖，会导致流过人体的电流过大，发生触电危险，故A不符合题意； BC．塑料套管、塑料笔杆是绝缘体，手接触塑料套管或塑料笔杆时，无法形成闭合通路，测电笔无法正常工作，故BC不符合题意； D．金属笔卡是导体，正确使用测电笔时，手接触金属笔卡可以形成闭合通路，使测电笔正常工作检测导线，故D符合题意。 故选D。 7．图甲所示电路，电源电压不变，电流表测量范围为0~0.6A，电压表测量范围为0~15V。只闭合开关S、S1，保证电路所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P；只闭合开关S、S2，滑片P从右端移到左端。两次实验过程中电压表与电流表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 电源电压为6V B. 小灯泡L正常发光时功率为0.6W C. 只闭合开关S、S2时，电压表与电流表的示数关系为乙图中图像② D. 只闭合开关S、S1，电路总功率最大时，小灯泡L与R2接入电路的阻值之比为1:2 【答案】A 【解析】 【分析】只闭合开关S、S2，定值电阻R1与R2串联，电压表测R2电压，，U-I为直线①；只闭合开关S、S1，灯泡L与R2串联，U-I为曲线②。 【详解】由图像①，当时，，有⑴ 当时，，有⑵ 联立⑴⑵得。 由图像②知电流最大值即灯泡正常发光时电流，此时电压表示数，小灯泡两端电压 小灯泡L正常发光时功率为 只闭合开关S、S1，根据，由图像②知电流时，电路总功率最大，小灯泡L与R2接入电路的阻值之比为 故A正确，BCD错误。 故选A。 二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分） 8．（3分）生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。 【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为的电源上（如图所示），加热功率为，该电热丝的电阻____________。（不考虑温度对电阻的影响） 【改进设计】为获得不同加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为的电源上，可以得到另外两个加热功率和，且。请你在图甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出与之比。说明：电热丝上只有三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。_____ 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关，通过开关的通断和在1、2触点间的切换，实现加热垫和三档功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优化要求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。____ 【答案】 ①. ②. ，，推导见解析 ③. 【解析】 【详解】【初步设计】 根据得 【改进设计】设计甲乙电路图如图所示 将电热丝的中点与一端相连，另一端接电源，此时电阻为，功率为 将电热丝的中点与一端相连，然后将这一端与电源的一端相连，电源的另一端与电热丝的另一端相连，实际上是和并联，此时的总电阻为 总功率 P1与P2之比为 【优化设计】当S与2触点接触，S0断开时，只有R0的简单电路，此时加热垫处于P0功率档； 当只闭合S0时，只有的简单电路，此时加热垫处于P1功率档； 当S与1触点接触，S0闭合时，和并联，此时加热垫处于P2功率档； 优化设计如图所示： 9．（3分）交通规则，人人遵守。马路口的交通信号灯正常工作时，红灯、绿灯和黄灯交替亮灯，它们之间连接方式是________联，信号灯发光主要是将电能转化为________能。 【答案】 ①. 并 ②. 光 【解析】 【详解】并联电路的特点是各用电器可独立工作、互不影响。交通信号灯的红、绿、黄灯能交替亮灯，说明每个灯可单独工作且互不干扰，因此它们的连接方式为并联。 信号灯发光时消耗电能，主要产生光能，因此是将电能转化为光能。 10．（3分）测电笔由氖管和高电阻串联构成，可以辨别火线与零线。正确使用时，手要接触测电笔_________部的金属电极，笔尖与_________线接触时氖管发光；氖管发光时其两端电压为70V，通过测电笔的电流不得超过0.1mA，则高电阻的阻值至少为_________Ω（不计人体的电阻）。 【答案】 ①. 尾 ②. 火 ③. 1.5×106 【解析】 【详解】[1][2]为了用电的安全，测电笔的金属体笔尖和金属体笔尾之间串联了一个高阻值的电阻，由于电阻较大，则通过人体的电流很小，不会对人造成伤害，正确使用时，手要接触测电笔尾部的金属电极，笔尖与火线接触时氖管发光；因为测电笔使用时，手需接触尾部金属电极，使电流通过人体形成回路，氖管发光时，笔尖接触的是火线，因火线与大地间存在220V电压差。 [3]高电阻与氖管串联，家庭电路的电压为220V，氖管发光时其两端电压为70V，则高电阻两端的电压为 通过测电笔的电流不得超过0.1mA，则高电阻的阻值至少为 11．（3分）如图所示，闭合开关，导线夹M在铅笔芯上向右移动，电流表的示数变___________。若要测量铅笔芯的电阻，需补充的仪表是___________。实验时铅笔芯发烫的现象，属于电流的___________效应。 【答案】 ①. 小 ②. 电压表 ③. 热 【解析】 【详解】[1]闭合开关，导线夹M在铅笔芯上向右移动时，铅笔芯接入电路的长度变长，电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小。 [2]若要测量铅笔芯的电阻，需补充的仪表是电压表，用电压表测出铅笔芯两端的电压，用电流表测出通过铅笔芯的电流，由求出电阻。 [3]在实验中，当电流通过铅笔芯时，由于铅笔芯的电阻作用，电能转化为内能，使铅笔芯的温度升高，从而出现了发烫的现象。这就是电流的热效应在铅笔芯上的体现。 12．（3分）2026年1月5日，全球首台适用于城市环境的兆瓦级S2000浮空风力发电系统在四川成功放飞，完成并网发电测试并累计发电，最大额定功率达3 MW。风能属于______能源；悬停时，浮空风力发电系统受到______（选填“平衡力”或“非平衡力”）作用；若按最大额定功率的50%工作，连续发电仅需______h（保留两位小数）。 【答案】 ①. 可再生 ②. 平衡力 ③. 0.26 【解析】 【详解】风能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源；系统悬停时，处于静止平衡状态，因此受到平衡力作用；实际功率为 需要的时间为 13．（3分）如图是某电热水壶内部电加热器原理电路，它有“加热”和“保温”两挡，开关S断开，电水壶处于________挡。已知该电热水壶处于“加热”挡，通电可使标有的电能表指示灯闪烁120次，则消耗的电能为________。电热水壶“保温”挡功率为，则________。 【答案】 ①. 保温 ②. 0.1 ③. 435.6 【解析】 【详解】[1]当开关S断开时，电阻R1、R2​串联，此时电路中的电阻较大，根据电功率公式​，在电压U一定的情况下，电阻R越大，电功率P越小，所以电水壶处于“保温”挡。 [2]已知电能表指示灯闪烁120次，而电能表的参数为1200imp/(kW⋅h)，这表示每消耗1kW⋅h的电能，指示灯会闪烁1200次。因此，消耗的电能可以通过以下公式计算 [3]当电水壶处于“保温”挡时，R1​和R2​串联接入电路，此时的总功率为100W。根据得“保温”挡时电路的总电阻为 又因为当开关S闭合时，电水壶处于“加热”挡，此时只有R1​接入电路，且消耗的电能已知为0.1kW⋅h，所以“加热”挡的功率为 由此可得R1​的阻值为 则R2的大小为 14．（3分）家庭电路有两根进户线，分别是火线和零线。火线和零线之间的电压为______V。各用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是______联的。用测电笔的笔尖接触电线，如果氖管发光，表示接触的是______线。 【答案】 ①. 220 ②. 并 ③. 火 【解析】 【详解】[1]家庭电路有两根进户线，分别是火线和零线。我国家庭照明电路的电压为220V，即火线和零线之间的电压为220V。 [2]各用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是并联的，可以独立工作，互不影响。 [3]可用测电笔辨别火线和零线，如果用测电笔的笔尖接触电线时，氖管发光，说明所测的是火线。 三、作图题：本题7分。 15．（2分）如图所示是家庭电路的一部分，请将开关控制台灯的电路补充完整。 【答案】 【解析】 【详解】开关控制台灯，开关与台灯要串联，为了安全用电，开关要接在火线上，如图所示： 21 阅读下文，回答下列问题： 探索月球背面的秘密 2024年5月3日，嫦娥六号月球探测器英勇出征，开启世界首次月球背面采样之旅，将人类探月推向前所未有的高度。 为了让嫦娥六号落地准、抓好“土”，科学家研制出冲击电机、加载电机和整形电机，在电机体重变轻的同时，大幅增加力矩，助力推动钻头前进，为“挖土”提供动力。月球背面的环境条件十分恶劣，温差大、辐射强等因素给任务执行带来极大的困难。支撑探测器工作的主要能源来自太阳能，因此太阳电池阵的稳定性能至关重要。 由于月球始终有一面背对地球，当月球探测器降落在月球背面后，因为它的信号沿直线传播，不能拐弯，只能向着远离地球的方向传输，所以无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，地面指挥和实时通信面临巨大困难。2024年3月20日发射的鹊桥二号中继星为解决这一难题提供了“信息桥梁”。鹊桥二号携带了一个口径4.2米的天线——星载大型可展开天线。这个天线像一把大伞，发射时收起，入轨后展开。伞面十分精巧，是用直径不到发丝四分之一的钼丝织就而成。镀了金的钼丝使“大伞”看上去金光灿灿的，这样做能增强天线的通信性能，降低能耗。延长卫星的使用寿命。它一边接收、传输来自地球的信号，一边接收、传输来自月球背面的信号。为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。 （1）如图，搭载鹊桥二号中继星的长征八号运载火箭发射升空过程中，火箭获得的动力来自于（ ）（选填“A”或“B”） A．向下喷出的高温高压燃气 B．火箭下方的空气 （2）嫦娥六号探测器在“挖土”中主要涉及到的能量转化是太阳能→化学能→______→______ （3）鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到了什么作用？____ 【答案】 ①. A ②. 电能 ③. 机械能 ④. 为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥 【解析】 【详解】（1）[1]燃气在火箭内部燃烧，产生高压，高速从火箭尾部喷出，由牛顿第三定律（作用力和反作用力），高速喷出的气体必然给火箭一个反作用力，这就是火箭的动力，所以应选“A”。 （2）[2] [3] 支撑探测器工作的主要能源来自太阳能，太阳电池阵将太阳能转化为化学能进行储存，需要时将化学能释放转化为电能使用，冲击电机、加载电机和整形电机将电能转化为机械能，所以嫦娥六号探测器在“挖土”中主要涉及到的能量转化是太阳能→化学能→电能→机械能。 （3）[4] 鹊桥二号携带了一个口径4.2米的天线——星载大型可展开天线，它一边接收、传输来自地球的信号，一边接收、传输来自月球背面的信号。所以鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到的作用是：为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。 16．（2分）小新家有阻值为50Ω的发热电阻R一个、额定电压为220V的小型电动机（带有风扇叶）一个、开关两个和导线若干，他想利用这些器材制作一个风干机，风干机要有“吹冷风”和“吹热风”两种模式，吹冷风时只有电动机工作；吹热风时发热电阻和电动机同时工作，但不能出现发热电阻单独工作的情况。 （1）请在下图所示虚线框内的电路图中补画开关和导线，帮小新完成风干机的电路原理图； （2）按以上电路原理图完成风干机制作后，小新发现发热电阻的功率偏大，存在安全隐患，他想在保留原发热电阻基础上，让发热总功率减小为原来的，请问： ①他需要购买一个新的发热电阻与原发热电阻__________（选填“串联”或“并联”）； ②通过计算说明，需要购买的发热电阻的阻值是多少_______？ 【答案】（1） （2） ①. 串联 ②. 【解析】 【小问1详解】 由题意知，内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路，且发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象，因此发热电阻与电动机并联，一个开关在干路控制整个电路，另一个开关与发热电阻串联，控制发热电阻，如图所示： 【小问2详解】 [1]根据可知，电阻越大功率越小，电阻越小功率越大，因此要想让发热总功率减小为原来的，根据串并联电路电阻的特点可知，应与原发热电阻串联一个新的发热电阻来增大电路的总电阻。 [2]原发热电阻电功率为 串联后新旧电阻总阻值为 需要购买新电阻阻值为 17．（3分）从指尖创制到万物探理，跨学科实践活动开启物理“新视界”。 （1）如图甲所示是小梁同学自制简易调光灯的电路。闭合开关，灯泡发光，通过铅笔芯的电流_____________（选填“大于”“小于”或“等于”）通过灯泡的电流；小梁同学将夹子从铅笔芯一端移动到另一端的过程中，发现灯泡亮度变化不明显，他应换用材料和长度相同但更_____________（选填“粗”或“细”）的铅笔芯来做实验。已知灯丝电阻随温度升高而增大，若灯泡两端电压为1.5 V时，灯泡的电功率为0.30 W，则灯泡两端电压为2.5 V时，灯泡的电功率可能为_____________（选填“0.50”“0.72”或“0.85”）W。 （2）小王同学设计了如图乙所示的望远镜，凸透镜A为物镜，凸透镜B为目镜，A的焦距应_____________（选填“大于”“小于”或“等于”）B的焦距，A的作用相当于_____________（选填“照相机”或“放大镜”），用该望远镜看远处物体时A、B间的距离应_____________（选填“大于”或“小于”）看较近处物体时A、B间的距离。 （3）小高同学用轻质木棒制作了如图丙所示的杆秤，M处空桶的质量为75 g、秤砣的质量为300 g，提纽O处到M处的距离为8 cm，秤砣在秤杆上N处（图中未画出）时，杆秤在水平位置平衡。在空桶中放入某物体，移动秤砣使杆秤再次在水平位置平衡，提纽O处的拉力增加了6 N，则放入物体的质量_____________（选填“大于”“小于”或“等于”）600 g，秤砣从N处移动的距离为_____________cm。 【答案】（1） ①. 等于 ②. 细 ③. 0.72 （2） ①. 大于 ②. 照相机 ③. 小于 （3） ①. 等于 ②. 16 【解析】 【小问1详解】 甲图中灯泡和铅笔芯串联在电路中，由串联电流规律可知，通过铅笔芯的电流等于通过灯泡的电流； 将夹子从铅笔芯一端移动到另一端的过程中，发现灯泡亮度变化不明显，说明铅笔芯的电阻过小，电阻的大小与横截面积有关，且横截面积越小电阻越大，因此更换材料和长度相同但更细的铅笔芯； 灯泡两端电压为1.5 V时，灯泡的电功率为0.30 W，可得此时灯泡的电阻为 电路中的电流为 若灯泡电阻不变，可得当电压是2.5 V时，灯泡的电功率为 由于灯丝电阻随温度升高而增大，因此电压是2.5 V时，灯泡的电功率小于0.83 W；电压升高后，电流一定大于原电流 0.2 A（即使电阻增大，电阻的增大幅度不会超过电压的增大幅度），因此灯泡的电功率将大于 因此灯泡的电功率可能为0.72 W。 【小问2详解】 望远镜的设计要求是物镜焦距大于目镜焦距，因此A的焦距应大于B的焦距； 望远镜中物镜成倒立、缩小的实像，相当于照相机； 物距越大（物体越远），像距越小，物镜成的像会更靠近物镜。为了让像仍然落在目镜的焦点位置，需要缩小物镜和目镜的间距，因此看远处物体时A、B间的距离应小于看较近处物体时A、B间的距离。 【小问3详解】 轻质木棒自重不计，提纽拉力等于总重力，拉力增加量等于物体重力，即 可得放入物体的质量 根据杠杆平衡，空桶平衡① 放物体后平衡② ①②两式相减得： 代入数据得 四、实验题：本大题共3小题，共21分。 18．（8分）丹妮在姥姥家发现了一个多功能养生壶（如图甲）。该品牌养生壶的电路原理图，如图乙所示。其中R1、R2都为阻值不变的电阻丝，且R1=R2，S1、S2为温度控制开关，该养生壶通过S1的通断和S2的接A或B，来实现高、中、低三个挡位的变化。求： （1）若让该养生壶在低温挡下工作，则S1须__________（选填“通”或“断”），且S2须__________（选填“接A”或“接B”或“不接”）； （2）该养生壶高温挡标有“220V， 800W”，此挡下正常工作10分钟，计算养生壶让图丙电能表指示灯闪烁的次数和电阻R1的大小。 【答案】（1） ①. 断 ②. 接A （2）160次，121 【解析】 【小问1详解】 [1][2]当S1断开，S2接A时，电路为串联电路，总电阻等于两个电阻阻值之和，此时的总电阻最大，由可知，此时的总功率最小，为低温挡。 【小问2详解】 在高温挡下正常工作10分钟，消耗的电能 每消耗1的电能，闪烁1200次，则电能表闪烁的次数为 解得 高温挡时两电阻并联，两电阻阻值相等，由可知，两电阻消耗的电功率相等，所以R1的功率为400W，则R1的阻值为 19．（7分）如图，用笔画线表示导线，将三孔插座正确接入家庭电路。 【答案】 【解析】 【详解】由图可知，最下面为地线，连接三孔插座时，左孔接零线、右孔接火线、上孔接地线，如图所示： 20．（6分）某家庭电路简化图如图所示。 （1）将电热水壶接入图中的三孔插座后，它与灯泡以__________联的方式接在电路中。 （2）闭合、之间的开关，用测电笔分别接触图中的、、、四处： ①若灯泡发光，则测电笔接触__________两处时，氖管不发光。 ②若灯泡内部出现断路，则测电笔接触__________两处时，氖管发光。 【答案】（1）并 （2） ①. a、c ②. b、d 【解析】 【小问1详解】 电热水壶和灯泡都能独立工作，互不影响，因此电热水壶和灯泡是并联的。 【小问2详解】 开关闭合灯泡正常发光时，b点在相线上，氖管发光，d点经开关与相线连通，氖管也发光；a点在中性线上，c点经正常工作的灯泡与中性线连通，两点都和相线断开，因此氖管不发光； 灯泡内部断路时，开关闭合后，b点在相线上，氖管发光，d点经开关与相线连通，氖管也发光；但电流无法通过断开的灯泡传到c点，且a点本身在中性线上，因此只有b、d两处氖管发光。 五、计算题：本大题共2小题，共13分。 21．（6分）小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。 额定电压 220V 高温挡功率 2000W 低温挡功率 800W （1）如图，电暖器插头是三脚插头，插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的______线相连，可防止漏电时对人造成伤害。电暖器工作时房间温度升高，这是通过______的方式增大空气内能的； （2）小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10A，请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用；______ （3）若该电暖器一天正常工作6h，其中高温挡2h，低温挡4h，则它一天耗电多少千瓦时？（ ） 学科网（北京）股份有限公司 （4）小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说：“应先把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。______ 【答案】 ①. 地 ②. 热传递 ③. 见解析 ④. ⑤. 见解析 【解析】 【详解】（1）[1]电暖器的插头是三脚插头，插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的地线相连，可防止漏电时对人造成伤害。 [2]电暖器工作时放出热量，房间内的空气吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增大空气内能的。 （2）[3]电暖气工作时的最大电流为 所以此插座能满足该电暖器正常使用。 （3）[4]一天耗电为 （4）[5]同时使用电饭锅和电磁炉，总功率较大，根据，电路中总电流较大，根据焦耳定律，干路导线相同时间内产生热量较多，容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。 22．（7分）某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，、、为加热电阻，其中、的阻值均为，通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中。 （1）旋转开关转至______（选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”）时，电热敷腰带处于高温挡工作，理由是：______； （2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为，求通电消耗的电能；______ （3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为，求电路的总电流；______ （4）旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率。______ 【答案】 ①. de ②. 旋转开关转至de时，电路电阻最小，电功率最大 ③. 3.3×104J ④. 0.1A ⑤. 44W 【解析】 【详解】（1）[1][2]由图乙可知，旋转开关转至bc时，R1、R2串联，此时电路电阻最大，根据公式可知，电功率最小，为低温挡；旋转开关转至cd时，只有R2接入电路，为中温挡；旋转开关转至de时，R2与R3并联，电路电阻最小，功率最大，为高温挡。 （2）[3]电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为，通电消耗的电能为 （3）[4]旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为，电路的总电流为 （4）[5]旋转开关转至cd时，只有R2工作，为中温挡，电热敷腰带功率为 六、综合能力题：本大题共3小题，共16分。 23．（6分）小明家电火锅的铭牌参数如表格所示，其高功率值模糊不清。当开关闭合、闭合时，电火锅处于高功率工作状态；当开关闭合、断开时，电火锅处于低功率工作状态。当小明家中只有该电火锅工作时，电火锅在220V电压、高功率状态下工作2min，电能表的指示灯闪烁132次，小明家电能表的表盘如图甲所示。 额定电压 高功率 低功率 220W （1）请在图乙中以笔画线完成电路连接。（电路有多种画法，取其一作图并依图解答后续问题） （2）求电火锅的高功率值。 （3）求电阻丝的阻值。 （4）求电阻丝阻值。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 选择串联加处局部短路，当开关闭合、闭合时，只有工作，电火锅处于高功率工作状态；当开关闭合、断开时，与串联，电火锅处于低功率工作状态。如图所示： 【小问2详解】 由题可知，高功率状态下工作2min，消耗的电能为 工作时间为 故电功率 【小问3详解】 由可知，电阻丝的阻值为 【小问4详解】 由可知，低功率时串联的总电阻为 故电阻丝的阻值为 24．（5分）某电熨斗部分参数如图1所示，其内部有电热丝甲和乙，通过单独使用或组合使用可实现调温，其中甲电热丝的I-U曲线如图2所示。 （1）此电熨斗的额定电压为______V。 （2）该电熨斗以最大功率工作0.1h，消耗电能______kW·h。 （3）根据I-U曲线，求甲电热丝的阻值R甲。 （4）求出乙电热丝的阻值R乙。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 由图1电熨斗参数可知，电熨斗的额定电压为。 【小问2详解】 已知最大功率 消耗电能为 【小问3详解】 由图2可知，当甲电热丝两端电压（额定电压）时，通过甲的电流，根据欧姆定律 ，可得 【小问4详解】 电源电压一定时，并联电路总电阻最小，总功率最大，因此电熨斗的最大功率是甲、乙并联在电路中时的总功率。甲的功率 乙的功率 根据电功率公式变形代入数据计算得 25．（5分）下图是某电热水壶铭牌上的部分参数。 电热水壶 容量 2.3L 额定电压 220V 额定功率 1500W （1）该电热水壶正常工作时的电功率是多少？ （2）该电热水壶正常工作5min，求电流所做的功； （3）在220V的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5A的接线板（插座）上使用，请通过计算判断是否安全？ 【答案】（1）1500W；（2）；（3）不安全 【解析】 【详解】解：（1）根据题意可知，该电热水壶正常工作时的电功率是1500W。 （2）该电热水壶正常工作时的电功率是1500W，电热水壶正常工作5min，电流所做的功为 （3）根据题意可知，该电热水壶的额定电流为 由于该电热水壶的额定电流大于接线板（插座）的额定电流5A，所以该电热水壶接在接线板（插座）上不安全。 答：（1）该电热水壶正常工作时的电功率是1500W； （2）电热水壶正常工作5min，电流所做的功为； （3）不安全。 学科网（北京）股份有限公司 $