内容正文:
专题15 电功和电功率
3年真题1年模拟
考点分类
山东考情
命题规律
考点1 电能与电功
2025山东德州(1题)
·情境:常以生活设施和日常场景作为命题背景。
·重点:电功率P=W/t的简单计算。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点2 电功率及其变化
2026山东济宁(2题)、2026山东济南(1题)、2026山东东营(1题)、2025山东青岛(1题)、2025山东济宁(2题)、2025山东泰安(1题)、2024山东德州(2题)、2024山东枣庄(1题)
·情境:常将生活设施与科技应用交织构建命题情境。
·重点:电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率的多挡位问题、电功率P=W/t的简单计算。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与电功率等知识板块交叉融合。
考点3 焦耳定律与电热
2026山东济南(1题)、2025山东济南(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:利用电流的热效应工作的用电器。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理。
考点4 家庭电路与安全用电
2026山东东营(1题)、2026山东(1题)、2026山东烟台(1题)、2025山东青岛(1题)、2025山东日照(1题)、2025山东潍坊(1题)、2025山东泰安(1题)、2024山东德州(1题)、2024山东日照(1题)、2024山东枣庄(1题)、2024山东烟台(1题)
·情境:常以生活设施和日常场景作为命题背景。
·重点:家庭电路中各元件的连接方式。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理。
考点5 电热效率综合计算
2026山东烟台(1题)、2025山东日照(1题)、2025山东潍坊(1题)、2024山东日照(1题)、2024山东青岛(1题)、2024山东枣庄(1题)、2024山东临沂(1题)
·情境:围绕生活场景展开实验探究型命题。
·重点:电功率P=W/t的简单计算。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与并联电路、电功率等知识板块交叉融合,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点6 测量小灯泡电功率
2026山东济宁(1题)
·情境:围绕生活场景展开实验探究型命题。
·重点:伏阻法测小灯泡的电功率。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点1 电能与电功
1.(2025·山东德州·中考真题)如图为某班级使用的一体机,其铭牌的部分数据如下表所示。学校每节课时长45min,若整节课使用一体机消耗 kW·h的电能;某天放学后,一体机忘记关机导致处于熄屏待机状态长达10h,此过程消耗的电能相当于完全燃烧 kg煤所产生的热量。(q煤=3.4×107J/kg)。
工作电压/V
220
电源功率/W
280
待机功率/W
1.7
考点2 电功率及其变化
1.(2026·山东济宁·中考真题)某型号风光互补路灯系统,可以利用太阳能电池板和风力发电机独立或同时发电,将电能储存在蓄电池内供LED灯使用,其参数见下表。其中“最大输出功率”指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率;“光电转换效率”指太阳能电池板将光能转化为电能的效率;“蓄电池容量”指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积。根据以上信息,下列选项不正确的是( )
风力发电机
最大限制风速
12 m/s
最大输出功率
400 W
太阳能电池板
电池板面积
光电转换效率
20%
蓄电池
蓄电池容量
90 Ah
额定电压
12 V
LED灯
额定电压
12 V
额定功率
60 W
A. 该LED灯正常发光时的电流为5A
B. 若单独用太阳能电池板一次性将蓄电池充满,至少需的太阳能
C. 若蓄电池一次最多释放容量的80%,可使一盏LED灯持续正常工作14.4h
D. 蓄电池充满时储存的能量,相当于0.1296kg焦炭完全燃烧放出的热量
2.(2026·山东济南·中考真题)将“”的灯泡和“”的灯泡一起接入电路,两灯泡均可发光。若不计灯丝电阻随温度的变化,关于两灯泡亮度的比较,下列说法正确的是( )
A. 若两灯泡串联,则灯泡更亮
B. 若两灯泡串联,则灯泡更亮
C. 若两灯泡并联,则灯泡更亮
D. 若两灯泡并联,则两灯泡一样亮
3.(2025·山东泰安·中考真题)某款电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位。如图所示是它电路原理图的一部分,是电阻丝,的阻值为,“保温”与“加热”的功率之比为。加热时,电热水壶正常工作10min将质量为1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为,电流做的功为。已知水的比热容是。下列说法中( )
①加热时,开关闭合,断开 ②
③ ④
A. 只有④正确
B. 只有②③正确
C. 只有②③④正确
D. 只有①②④正确
4.(2026·山东济宁·中考真题)在图所示的电路中,开关闭合后,定值电阻的功率为。若将电源电压变为原来的2倍,同时调节滑动变阻器滑片的位置使电流表的示数变为原来的,则定值电阻的功率为 ,滑动变阻器前后两次功率的变化量为 。
5.(2026·山东东营·中考真题)自从被农业农村部纳入“名特优新农产品”名录后,东营“黄河口滩羊”逐渐走进了各大火锅店。图甲是一款电火锅(如图乙所示)的内部结构简化电路图,此时处于空挡位置,旋钮绕O点转动,可实现高温、中温、低温三种不同挡位的切换。已知R2为88 Ω,电源电压为220 V,高温挡的功率为2200 W,滑片始终位于R2的中点。
(1)电火锅在低温挡工作时,旋钮应接触触点 (选填“b和c”“c和d”或“d和e”)。
(2)求电火锅在中温挡工作时的功率及R1的阻值。
(3)求电火锅在高温挡工作时的电流。
(4)使用高温挡将温度为45℃的水加热到100℃需要210 s,假设加热过程中无热量损失,求水的质量。[]
6.(2025·山东青岛·中考真题)如图所示电路,电源电压为18V,小灯泡L标有“”(忽略灯丝电阻的变化),定值电阻的阻值为,是滑动变阻器。电压表的量程为,电流表的量程为。
(1)求小灯泡的电阻;
(2)若只闭合开关S和S2,当接入电路的阻值为其最大阻值的时,小灯泡L正常发光,求滑动变阻器的最大阻值;
(3)若只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器的滑片P,在保证电路安全的情况下,求电路消耗的最小功率。
7.(2025·山东济宁·中考真题)在校园科技创新活动中,小明设计了一款具有保温功能的电热水壶,其相关数据如表。电热水壶的电路如图甲所示。控制电路中电源电压恒为6V,、为两个热敏电阻,电阻值随水温变化的图像如图乙所示。电热水壶的保温原理工作流程如图丙所示。求:
额定电压
工作频率
加热功率
保温功率
(1)水温在55℃时,控制电路工作时的总电流;
(2)的阻值;
(3)不计能量损失,将2kg、初温为20℃的水加热到100℃需要的时间。
8.(2025·山东济宁·中考真题)将标有“6V;6W”的灯泡L接入电源电压恒为6V的电路中,如图甲所示。闭合开关,利用传感装置绘制出通过灯泡L的电流随时间变化的图像如图乙所示。闭合开关瞬间,灯泡的电功率为 W。灯泡在闭合开关瞬间的电阻为,正常发光时电阻为, 。
9.(2024·山东德州·中考真题)图甲是一款家用蒸箱,图乙是其加热盘模块的简化电路,蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡,其中R1、R2为阻值不变的电热丝,当开关S1断开、S2接a时,蒸箱处于 挡,此时通过温控开关的电流为2A,已知蒸箱的额定电压为220V,,则R2的阻值为 ,高温挡的电功率为 W。
10.(2024·山东枣庄·中考真题)如图所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A。当开关S1、S2同时闭合时,小灯泡正常发光,则小灯泡正常发光的电阻RL为 Ω,滑动变阻器滑片P向右移动时,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”);保持开关S1始终闭合,通过调节电路,使电路消耗的最大功率为P1,最小功率为P2,则P1:P2= 。
11.(2024·山东德州·中考真题)如图甲所示,为物理创新小组设计的光控路灯原理图,由控制电路和工作电路组成,光敏电阻R1的阻值随照度E(描述光照强度的物理量)的变化关系如图乙所示,Lx是照度的单位。闭合开关S1、S2,当通过线圈的电流I<1.5mA时,触点A、B接通,当通过线圈的电流I≥1.5mA时,触点A、B断开。已知控制电路电源电压U1为6V,定值电阻R2的阻值为2kΩ,工作电路电源电压U2为220V,灯泡L1和L2规格均为“220V 44W”。(电磁铁线圈电阻忽略不计)求:
(1)灯泡L1正常发光时的电阻;
(2)当E=3.0Lx时,工作电路在10min内消耗的电能;
(3)当E=1.5Lx时,工作电路的电功率。
考点3 焦耳定律与电热
1.(2025·山东济南·中考真题)现代社会人们的生活越来越离不开电,下列电器工作时主要利用了电流热效应的是( )
A. 电风扇
B. 电铃
C. 电烤箱
D. 电冰箱
2.(2026·山东济南·中考真题)小明总结了远距离输电时减少输电线上电能损失的两种方法:一种是在输电功率一定时,通过增大输电电压从而 (选填“增大”或“减小”)输电线上的电流;另一种是在输电线材料和长度一定时,更换横截面积更大的输电线从而 (选填“增大”或“减小”)电阻。
考点4 家庭电路与安全用电
1.(2026·山东·中考真题)安装电灯和开关时,下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 在导线连接处缠绕绝缘胶布
B. 开关接在零线和电灯之间
C. 使用外壳破损的开关
D. 不切断电源进行安装
2.(2025·山东潍坊·中考真题)“安全用电,珍爱生命”,下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 禁止用铜丝、铁丝等导线代替保险丝
B. 使用试电笔时,笔尖接触被测导线,手指接触笔尖
C. 家庭中长时间同时使用多个大功率用电器
D. 在触电事故的现场,第一时间用手去拉触电者
3.(2025·山东青岛·中考真题)下列做法不符合安全用电原则的是( )
A. 用沾了水的手更换灯泡
B. 不接触低压带电体,不靠近高压带电体
C. 不使用绝缘层损坏的导线
D. 及时更换达到使用寿命的家用电器
4.(2025·山东泰安·中考真题)同学们利用所学安全用电知识模拟安装家庭电路,下列说法不正确的是( )
A. 电灯的开关连接在零线和灯泡之间
B. 电能表安装在全户用电的总开关之前
C. 安装三孔插座要“左零右火中间地”
D. 用试电笔判断零线和火线时,手指要接触笔尾金属体
5.(2024·山东枣庄·中考真题)“安全用电无小事,时时刻刻要牢记”,下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 高压线下钓鱼
B. 使用绝缘皮破损的导线
C. 冰箱的金属外壳接地
D. 不切断电源,更换灯泡
6.(2024·山东德州·中考真题)小强家安装的电能表如图甲所示,书房灯L及三孔插座的安装电路如图乙所示,为保证安全用电,下列说法正确的是( )
A. 小强家的用电总功率不得超过2200W
B. 若保险丝熔断,可用铁丝代替
C. a端应接零线,b端应接火线
D. 三孔插座的安装符合安全用电原则
7.(2026·山东东营·中考真题)从安全的角度考虑,有幼儿的家庭要特别关注室内插座的防护,以防止幼儿玩耍时因接触 而触电;如图所示的插座的①插孔对应的接线柱必须接 ,避免接触用电器带电的金属外壳而触电。(均选填“中性线”“相线”或“保护线”)
8.(2026·山东烟台·中考真题)学校要在教室加装两台壁挂式空调,实践小组的同学参与了线路的设计与安装。
(1)设计电路。为了达到较好的效果,空调需要安装在前后墙壁上。同学们设计的两种电路布局如图甲、乙所示,其中 、 是带开关的三孔插座。你认为图 的设计更合理,理由是 ;图丙是 处带开关的插座的放大图,请用笔画线表示导线完成电路连接 。
(2)选择导线。查找资料了解铜芯导线在常温下的安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)如下表所示。已知每台空调工作时最大输入功率为,家庭电路电压为,则每台空调线路至少应选择横截面积为 的铜芯导线。
导线横截面积
1.5
2.5
4
6
10
安全载流量
14
28
37
47
68
(3)架设线路。将导线穿入线管,根据线路设计进行架设。你认为制作线管的材料应具有什么特点?(写出两条即可)
(4)实践安装。安装开关时,先用剥线钳将导线连接处的绝缘皮剥除,再将线头接入开关,以下压线方式规范的是( )
A. B.
C. D.
9.(2025·山东日照·中考真题)某电工师傅检查刚安装的插座是否符合安全用电要求。闭合开关,指示灯亮,用测电笔分别接触插座各孔,只有接触B、E两孔时氖管发光,说明这两个孔均接 (选填“火线”或“零线”)。用USB供电模块给一款标明电压为4V,容量为4000mA·h的手机电池充电,充满后电池储存的电能约为 J。
10.(2024·山东日照·中考真题)如图是小明家新房中的部分电路,存在的问题是 。问题解决后,闭合开关、,电灯正常发光,但仍然不亮。将一把新买的电热水壶插入三孔插座,电热水壶也不能工作。把试电笔分别插入三孔插座的左、右孔,氖管均能发光,则可以判断出电路的故障是 。
11.(2024·山东烟台·中考真题)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。
考点5 电热效率综合计算
1.(2026·山东烟台·中考真题)某家用电热水壶有加热和保温两个挡位,内部电路由温控开关和两段电热丝组成,加热挡的功率是保温挡的5倍。采用加热挡加热时,将2kg的水从20℃升高50℃需要用3.5min的时间。已知电源电压为220V,水的比热容为,若电热丝放出的热量完全被水吸收,求:
(1)3.5min内水吸收的热量;
(2)电热水壶保温挡的功率;
(3)若电热水壶内部电路因故损坏,现用规格为0.5Ω/cm的电热丝和一个开关组装电路,以实现原有功能,请把你设计的内部电路画在虚线框中,将整个电路图补充完整,并通过计算说明需要截取的两段电热丝的长度。
2.(2025·山东日照·中考真题)某学校食堂购置了一批加热餐台,如图甲所示。通电后加热容器中的水,为上方饭菜提供所需的热量。加热器简化电路如图乙所示,旋转开关S分别连通0、1、2触点,可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。是定值电阻,。容器内水的体积为,密度,比热容,加热器使用的电源电压恒为220V,加热器快速加热时的功率为2kW。求:
(1)的阻值;
(2)加热器保温时的功率;
(3)加热器使用保温挡工作1小时消耗的电能是多少度?
(4)加热器使用快速加热挡工作15min可使水温升高40℃,则加热器对水加热的效率是多少?(结果保留一位小数)
3.(2025·山东潍坊·中考真题)随着生活水平提高,人们对饮用水的温度需求不断提升。如图所示是物理兴趣小组设计的一款四挡位即热式热水器的简化电路图,电源电压、是用于加热的电热丝,。在热水器容器中倒入常温饮用水后,通过开关可控制相关电热丝工作,实现四个不同加热挡位的切换,加热挡位和对应的功率如表格所示,加热挡位1、2、3、4的功率依次增大,热水器的出水温度依次升高。已知只闭合开关时,热水器处于加热挡位1的工作状态;开关全部闭合时,热水器处于加热挡位4的工作状态。水的比热容,水的密度。
加热挡位
加热功率
挡位1
挡位2
未知
挡位3
未知
挡位4
未知
(1)求电热丝的阻值;
(2)求挡位2的加热功率;
(3)已知热水器处于挡位3的工作状态时,出水温度为,若水的初温为,出水0.88L用时105s,求挡位3工作的效率;
(4)若某款家用插排允许通过的最大电流为16A,分析说明此热水器能不能接入该插排实现挡位4的正常工作。
4.(2024·山东日照·中考真题)为了研究家用电器对电路的影响,物理老师带领同学们进行了探究。
(1)老师带来一个标有“220V5.5A”的电热水壶,在壶中装入1.5L水,初始温度为27℃。仅将电热水壶接入图甲所示的电能表所在的电路,加热7.5min,电能表的转盘转过了250r;
①电热水壶消耗的电能是多少?
②消耗的电能中有70%的能量被水吸收,则水的温度变为多少?[,]
③若电热水壶的电阻始终保持不变,则该过程中电热水壶工作的实际电压是多少?
(2)为了研究家用电器电压偏低的原因,老师指导同学们设计了如图乙所示的电路进行模拟实验:、、相当于家用电器电饭煲、电暖器、电烙铁;由于实际中输电线较长,电阻不可忽略,相当于输电线的电阻。依次闭合S和、、,描绘出两电压表、的示数、随电流表A的示数I变化的规律,如图丙所示。则随着接入电路的家用电器增加,输电线电阻上的电压怎么变化?
5.(2024·山东青岛·中考真题)小明家里有两只加热方式不同的水壶,甲是用天然气加热的水壶,乙是电热水壶.已知燃气灶用最大火力烧水时每小时燃烧0.16m3天然气,加热水的热效率为60%;天然气的热值为,价格约为3元/m3,电热水壶工作时的功率为2000W,加热水的热效率为80%,当地居民用电的价格约为0.5元,小明要将2升的水在1标准大气压下烧开,。
(1)求水吸收的热量;
(2)请你从省时和省钱两个角度中任选一个,通过计算说明用哪只壶更省时或更省钱。
6.(2024·山东临沂·中考真题)水暖电热毯以其温润环保的加热方式成为部分人群冬天御寒的新宠。图甲是一款具有高、低两挡加热功能的水暖电热毯,其简化电路如图乙所示,其中两个加热电阻的阻值相同。该款电热毯低温挡的额定电流为0.25A;高温挡正常工作20min可将毯内1.1kg的水从15℃加热到40℃。已知水的比热容为,求该款电热毯:
(1)加热电阻的阻值。
(2)高温挡正常工作时的加热效率。
7.(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路,它是通过电热丝R1来加热空气,从而加热食物,达到设定加热温度后,断开开关。
(1)在工作电路中,指示灯L标有“2V 0.2A”字样,要使指示灯L正常工作,则保护电阻R0的阻值为多大?
(2)把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2min,电能表上标有600r/kW·h的字样,其转盘刚好转了20转,则空气炸锅的电功率是多少?
(3)在控制电路中,电源电压恒定为3V,用R3来设置加热温度,热敏电阻R2置于温度监测区域,它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时,R3的阻值恰好为40Ω,闭合开关S,工作电路接通,开始加热;当控制电流I = 0.03A时,衔铁被弹起,停止加热,则设定的加热温度是多少?
考点6 测量小灯泡电功率
1.(2026·山东济宁·中考真题)请结合下列实验活动记录,按要求回答问题。
(1)探究电荷间相互作用规律
实验活动记录
实验:将带正电球体放在绝缘支架上,先后将带正电的小球用绝缘丝线悬吊在距离球远近不同的、、处。
现象:如图所示。
①小球偏离竖直方向的原因是 ;
②分析实验现象,你发现的规律是 (写出一条即可)。
(2)探究电流与电阻的关系
实验活动记录
器材:电源(电压为)、三个定值电阻(,、)、电流表、电压表、滑动变阻器( )、开关、导线若干。
实验:连接如图所示电路,闭合开关后,电流表和电压表都没有示数。检查发现多连接了一根导线。
①请在需删除的导线上画“” ;
②实验中,需保持定值电阻两端的电压不变,该电压应在“ ”范围内设定。
(3)测量小灯泡(额定电压为)的额定功率
实验活动记录
方案:设计如图所示的电路,定值电阻为,按照步骤进行实验。
步骤:闭合开关,先将拨到触点2,移动滑片使电压表示数为;再将拨到触点1,电压表示数为。
①
②小灯泡的额定功率 。
模拟题精选
1.(2026·山东邹城·学业水平)关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是( )
A. 更换灯泡前应断开电源开关
B. 用电器电线的绝缘皮破损了仍能继续使用
C. 使用测电笔时,手不能接触笔尾的金属体
D. 空气开关跳闸,一定是由于电路总功率过大
2.(2026·山东枣庄市第十五中学·一模)新能源电动汽车在充电时,以下做法符合安全用电原则的是( )
A. 充电桩金属外壳可不接地线
B. 用湿布擦拭正在工作的充电桩
C. 充电完成应尽快拔下充电枪
D. 充电桩失火时应迅速浇水扑灭
3.(2026·山东济宁·二模)电流的热效应在生产和生活中被广泛应用,但有时它也会给我们带来危害。下列事例中,属于防止电热危害的是( )
A. 用电烙铁焊接 B. 铺设发热电缆
C. 打开电取暖器 D. 电动机外壳安装散热片
4.(2026·山东滨州·一模)在拔下用电器的插头时,应遵循如图甲所示的正确方法。若采用图乙中的错误方式,则存在的安全隐患主要是( )
A. 会在插头与插座间产生电火花
B. 会导致用电器功率下降
C. 电线损坏,引发短路或触电事故
D. 引起用电器断路
5.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)使用一节干电池可以使教室墙上挂的石英钟连续工作近一年时间,迷你小风扇使用一节同样的干电池只能连续工作几小时。与石英钟相比,迷你小风扇( )
A. 消耗电能较多
B. 消耗电能较少
C. 实际功率较小
D. 实际功率较大
6.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)“安全教育平台”是一款网络教学平台,为中小学生提供一些安全用电常识。下列是网络教学平台中的一些案例,你认为正确的是( )
A. 若家庭电路起火,应迅速用水灭火
B. 把三脚插头改成两脚插头使用
C. 使用试电笔时,手要接触笔尖金属部分
D. 具有金属外壳的家用电器应使用三脚插头
7.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)我市邮政系统采用无人快递车来进行快递的转运,大大节省了工人劳作的时间,现通过查找资料可知,主流量产型无人快递车采用72V的磷酸铁锂电池组,标称容量为200Ah,满载时的质量为500kg,日常工作功率限制在3kW,若行驶过程中,阻力为车重的0.1倍,则下列说法正确的是(不计能量损失)( )
①充电桩功率越大,为减少导线发热损耗,配套导线要越细
②电池充满电后存储电能为
③日常行驶里程可达103.68km
④日常工作时间最多可维持4h
A. 只有①②正确
B. 只有②④正确
C. 只有①③正确
D. 只有②③正确
8.(2026·山东潍坊·考前预测)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 输电线进户后要依次安装电能表、总开关、保险装置
B. 家庭电路中电流过大,一定是用电器总功率过大造成的
C. 空气开关与漏电保护器切断电路的原因相同
D. 正确使用试电笔时,试电笔与人体之间绝缘
9.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 用电器的金属外壳一定要接地
B. 对人体而言,安全电压一般是36V
C. 使用测电笔时,手不得接触笔尾金属电极
D. 控制电灯的开关,接在零线或火线上都可以
10.(2026·山东烟台·学业水平)(多选)如图所示是简化后的部分家庭电路的接线图及家中电能表表盘,空气开关允许通过的最大电流为30A,下列说法正确的是( )
A. 该电路允许接入用电器总功率不应高于8800W
B. 根据安全用电的知识,电视机和电冰箱可以接在同一个接线板上
C. 若闭合开关,灯泡不亮,用试电笔测c点氖管发光,可能是进户线中性线断路
D. 若让标有“220V,1000W”的空调单独正常工作3min,电能表指示灯闪烁30次
11.(2026·山东菏泽一中·一模)如图装置中,为了探究电流通过导体时产生热量的多少与电流大小的关系,应使图中 两个电阻丝的阻值相等。如果实验过程中,电源电压保持不变,电阻丝短路,相同时间电流通过产生的热量会 。
12.(2026·山东枣庄·一模)如图1所示,有居民将电线插座从窗口悬挂至室外,给电瓶车充电。这种“飞线”充电方式会使室外的电线与窗台、外墙摩擦从而导致绝缘皮破损。
(1)若人体不慎接触 (选填“相线”或“中性线”),会导致触电事故;电动车头部的大灯和尾部的刹车灯为安全行车提供了保障,设计时两灯应 (选填“串联”或“并联”)在电路中;
(2)如图2所示,是电动车的局部电路图,其中控制器是指电动车利用蓄电池工作的所有用电器。如果充电插口处短路,可能会造成 (选填“蓄电池”或“控制器”)损坏;
(3)有人骑行擅自改装的电动车违法飙车。请从物理学角度列举一条违法飙车存在的危害: 。(合理即可)
13.(2026·山东滨州·一模)2026年春晚“武BOT”机器人震撼全场。该机器人电池规格为“75V 15A·h”,其充满电后储存的电能是 J。在满电状态下,机器人的续航时间为3h,若不考虑能量损失,则该机器人的功率为 W。
14.(2026·山东聊城·一模)小华家中有很多用电器;
(1)电冰箱、空调、洗衣机、电风扇、电水壶、电脑,其中利用电流的热效应工作的是 。
(2)下列哪些操作可能会导致空气开关跳闸? (选填序号),除此之外导致空气开关跳闸的原因还有 。
A.开关中的两个线头相碰
B.插座中的两个线头相碰
C.插座接触不良
15.(2026·山东滨州·一模)便携折叠式热水壶是一种结合便捷出行与家用烧水需求的新型小家电,其最大特点是在空置时可以压缩折叠,大幅节省收纳空间。
(1)烧水时,通过发热体的电流 (选填“大于”“等于”或“小于”)连接导线的电流;
(2)该热水壶铭牌上标有“220V 880W”,则电阻丝的阻值为 Ω;
(3)请在答题卡指定位置画出此热水壶所受重力的示意图。
16.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)图甲是小溪家中电饭锅的电路原理图,该电饭锅有加热和保温两挡,由温控开关S进行调节。已知与R为电热丝,现将电饭锅插在的电源上,使用加热挡工作时,电饭锅的功率为;使用保温挡工作时,电饭锅的功率为。()
(1)电热丝R的阻值为多少?
(2)如图乙所示,电能表上?处的电能表常数模糊不清,该同学把家中其它用电器断开,仅使用此电饭锅,调至加热挡烧水,电能表的转盘转了300转,则电能表上模糊的参数应该是多少?
(3)利用(2)中的电能给质量为、温度为25℃的水加热,水温升高到85℃,此加热过程中电饭锅的加热效率为多少?
17.(2026·山东聊城·一模)物理实验小组设计制作了一款可调温的煮茶器,如图是其简化电路图。、均为加热电阻,当开关接1时,煮茶器处于保温挡,保温功率为。当开关接2时,煮茶器处于可调温挡,可调温功率范围为。求:
(1)煮茶器保温状态时电路中的电流;
(2)实验室滑动变阻器的规格有“,”、“,”、“,”。计算说明此煮茶器应选用哪个规格的电阻器;
(3)煮茶器用最大功率将1kg茶水由加热至用时,求煮茶器的加热效率。
18.(2026·山东邹城·学业水平)某电热水器可实现加热、保温两种功能,其工作原理图如图甲所示,包括工作电路和控制电路两部分。工作电路的电压为220 V,加热功率为1100 W。、为电热丝,的阻值为1166 Ω。控制电路中,为定值电阻,热敏电阻与温度t之间成反比例函数关系,其部分阻值与温度变化关系如图乙所示,防干烧熔断器电阻忽略不计。求:
(1)工作电路为加热状态时的电流大小是多少?
(2)保温功率的大小是多少?
(3)电热水器处于加热状态时,工作5 min可使1.1 kg的水温度升高50℃,该电热水器的加热效率是多少?
19.(2026·山东邹城·学业水平)(1)如图所示是东汉青铜器铜奔马,已知O为其重心,请画出铜奔马受到重力的示意图。
(2)请根据安全用电的原则,结合图示将开关、灯泡和插座连入电路,开关只控制灯泡。
20.(2026·山东潍坊·考前预测)为防止饭菜变凉,某小组设计了一款加热餐台。通过加热下层容器中的水,为上层饭菜提供所需的热量。其加热器的简化电路如图所示,旋转开关S分别连通0、1、2触点,可实现加热器的断电、加热、保温等功能。、是定值电阻,,加热器使用的电源电压恒为,加热功率为。容器内水的质量为10 kg,比热容。求:
(1)的阻值;
(2)加热器保温功能工作1小时消耗的电能;
(3)加热功能工作20 min后使容器内的水温升高了,则加热器对水加热的效率;
(4)若通过燃烧天然气使容器内的水温升高,则需要的天然气体积至少为多少(天然气热值为);
21.(2026·山东枣庄·一模)如图所示,是小明家新买的电热水壶简化电路图。其中为阻值相同的电热丝,闸刀开关S(两刀之间互相绝缘)分别与触点或相连可实现两挡的转换,其部分铭牌参数如表所示。
额定电压
220 V
高温挡功率
2000 W
低温挡功率
容量
2 L
(1)当电热水壶处于低温挡,闸刀开关应与 两个触点相连接;
(2)求低温挡的功率;
(3)假设在标准大气压下,用高温挡加热2 L初温为的水。请你通过计算帮助小明判断:“3分钟烧开水”的广告宣传是否属实。
22.(2026·山东淄博·一模)家里新安装了一台电热水器。下表是此电热水器主要参数(g=10N/kg)
安装方式
加热方式
容量
水温调节
加热功率
保温功率
电源电压
产品质量(未装水)
挂式
金圭特护加热棒
40L
(35-75)±5℃
400W
220V
20kg
(1)如图甲,为了增加坚固程度,常在热水器下加装一个铁三角架,要使铁架较为牢固、安全。应把热水器放在A处还是B处,O点为三角架的支点,请你在选择的热水器位置上画出它对三脚架压力的示意图(热水器未装水)和压力的力臂;
(2)如图乙是电热水器原理的简易示意图,通过开关S可以使热水器处于加热或保温状态。断开开关S时,热水器处于 (填“加热”或“保温”)状态;
(3)铭牌上加热功率模糊不清,已知求热水器中的阻值大小和加热挡电功率?
(4)从安全或节能的角度为家里的电热水器的使用提出一条合理建议。
23.(2026·山东枣庄市第十五中学·一模)如图甲、乙所示,这是某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图,其中、均为阻值不变的电热丝,的阻值为。饮水机有加热挡和保温挡,正常工作时,保温挡的电功率为。
(1)求加热挡的电功率;
(2)求饮水机在保温挡正常工作时的电流;
(3)求电热丝的阻值;
(4)为节能减排,有关部门准备用如图丙所示的太阳能电池板为饮水机供电。已知晴天太阳能电池板一天能发电,要求所有太阳能电池板晴天一天的发电量能供饮水机使用2天。饮水机每天正常工作的加热时间为,保温时间为,则至少要安装多大面积的太阳能电池板?(计算结果保留整数)
24.(2026·山东滨州·一模)如图所示是一种电热水壶工作电路的示意图,其中电阻器R1、R2都是用来加热的,有加热和保温两个挡位,R1=44Ω,R2=836Ω,U=220V。求:
(1)加热挡工作时的功率;
(2)保温挡工作时,R1的功率;
(3)若加热体为1L的水,温度从20℃升高到100℃,需要6min,则该电热水壶的加热效率是多少?(,,保留一位小数)
25.(2026·山东菏泽一中·一模)实验小组为了测量额定电压为2.4V的小灯泡L正常发光时的电阻和额定功率,设计了如图甲所示的电路,已知电源电压恒定,滑动变阻器满足实验要求。
(1)连接好电路进行“试触”时,电压表指针偏向电压表“0”刻度线左侧没有刻度的位置,原因是
(2)排除故障后连接电路,按照正确操作进行实验,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时,电压表示数为2.2V,为使小灯泡L正常发光,他们应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表示数为2.4V。
(3)当小灯泡L正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡L正常发光时的电阻为 Ω,小灯泡L的额定功率为 W。
(4)经过多次实验,实验小组的同学了解到灯泡灯丝电阻的大小会随温度的升高而增大,为了减小测量电阻和额定功率时的误差,可以采取的措施是: 。
(5)实验结束后,实验小组的同学查阅资料了解到,实际使用电压表测量某段电路两端电压时,并不是没有电流通过电压表,只是通过电压表的电流很小,通常情况下忽略了。若考虑使用电压表时有电流通过电压表,按照上述方法测量小灯泡L正常发光时的电阻值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
26.(2026·山东济宁·二模)如图甲的电路中,电源电压保持15V不变。小灯泡L的电流I随电压U的变化关系如图乙。小灯泡L的额定电压为6V。为标有“75;1A”的滑动变阻器。求:
(1)小灯泡的额定电功率;
(2)滑动变阻器的滑片在中点时,只闭合开关,求电流表的示数;
(3)若将滑动变阻器的滑片移至a端,只闭合开关S2、S3后,电流表的示数为0.5A,求定值电阻R1的阻值;
(4)只闭合开关S1,若灯泡两端电压不能超过6V,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~15V,为了保护电路的安全,求滑动变阻器R2的取值范围。
27.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)如图甲是小明测量小灯泡额定功率的电路,电源电压恒为3V、电压表()、电流表()、额定电压为2.5V的待测小灯泡、导线若干、标有“20Ω 0.5A”字样的滑动变阻器。
(1)小刚发现在图甲电路有错误,请你只改动一根线,使电路连接无误(在改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线);
(2)将图甲中的电路连接无误并正确操作后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表和电流表均有较小的示数,接下来应该进行的操作是: 。
(3)实验过程中小明绘制了小灯泡的电流I随其两端电压U变化的关系图像,如图乙,则小灯泡的额定功率为 W,通过分析图像还发现当电压表的示数增大时,小灯泡的电阻将变 (选填“大”或“小”)。当灯泡两端的电压为额定电压的一半时,灯泡实际功率 (选填“>”“<”或“=”)。
(4)课后,小明想继续“探究电路中的电流与电阻关系”,他除利用以上实验器材外,还选用了5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻替换小灯泡,为顺利完成该实验,定值电阻两端的电压最小设定 V。
28.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)图甲是某电煮锅的工作电路图,有加热和保温两个挡位,电煮锅的加热功率为1100W,保温功率为220W,则电阻为 Ω。断开家中其它用电器,让该电煮锅单独工作,图乙所示的电能表10min内转了200圈,则该电煮锅的实际加热功率是 W。
29.(2026·山东济宁·一模)在如图所示电路中,小灯泡R1标有“4V1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变.只闭合开关S2时,电压表的示数为2V;将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表A2示数为0.5A.求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R3的最大阻值;
(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围.
30.(2026·山东烟台·学业水平)如图所示电路,电源电压不变,为定值电阻,灯泡L标有“4V,1.6W”字样,其阻值随温度变化而变化,灯泡L正常发光时的电阻为 ;闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡L恰好正常发光,消耗的功率为;当滑片P移至最右端时,电流表示数变化了0.2A,电压表示数变化了3V。此时消耗的功率为,且,当滑片P移至最右端时,灯泡L的实际功率为 W;电源电压为 V。
试卷第1页,共3页
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专题15 电功和电功率
3年真题1年模拟
考点分类
山东考情
命题规律
考点1 电能与电功
2025山东德州(1题)
·情境:常以生活设施和日常场景作为命题背景。
·重点:电功率P=W/t的简单计算。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点2 电功率及其变化
2026山东济宁(2题)、2026山东济南(1题)、2026山东东营(1题)、2025山东青岛(1题)、2025山东济宁(2题)、2025山东泰安(1题)、2024山东德州(2题)、2024山东枣庄(1题)
·情境:常将生活设施与科技应用交织构建命题情境。
·重点:电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率的多挡位问题、电功率P=W/t的简单计算。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与电功率等知识板块交叉融合。
考点3 焦耳定律与电热
2026山东济南(1题)、2025山东济南(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:利用电流的热效应工作的用电器。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理。
考点4 家庭电路与安全用电
2026山东东营(1题)、2026山东(1题)、2026山东烟台(1题)、2025山东青岛(1题)、2025山东日照(1题)、2025山东潍坊(1题)、2025山东泰安(1题)、2024山东德州(1题)、2024山东日照(1题)、2024山东枣庄(1题)、2024山东烟台(1题)
·情境:常以生活设施和日常场景作为命题背景。
·重点:家庭电路中各元件的连接方式。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理。
考点5 电热效率综合计算
2026山东烟台(1题)、2025山东日照(1题)、2025山东潍坊(1题)、2024山东日照(1题)、2024山东青岛(1题)、2024山东枣庄(1题)、2024山东临沂(1题)
·情境:围绕生活场景展开实验探究型命题。
·重点:电功率P=W/t的简单计算。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与并联电路、电功率等知识板块交叉融合,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点6 测量小灯泡电功率
2026山东济宁(1题)
·情境:围绕生活场景展开实验探究型命题。
·重点:伏阻法测小灯泡的电功率。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点1 电能与电功
1.(2025·山东德州·中考真题)如图为某班级使用的一体机,其铭牌的部分数据如下表所示。学校每节课时长45min,若整节课使用一体机消耗 kW·h的电能;某天放学后,一体机忘记关机导致处于熄屏待机状态长达10h,此过程消耗的电能相当于完全燃烧 kg煤所产生的热量。(q煤=3.4×107J/kg)。
工作电压/V
220
电源功率/W
280
待机功率/W
1.7
【答案】① 0.21 ② 0.0018
【讲解】(1) 题详解: [1]由表可知:工作功率 一节课时间 整节课消耗电能:[2]由表可知:待机功率 待机时间 ,待机消耗的电能已知煤的热值 ,所需煤的质量
考点2 电功率及其变化
1.(2026·山东济宁·中考真题)某型号风光互补路灯系统,可以利用太阳能电池板和风力发电机独立或同时发电,将电能储存在蓄电池内供LED灯使用,其参数见下表。其中“最大输出功率”指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率;“光电转换效率”指太阳能电池板将光能转化为电能的效率;“蓄电池容量”指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积。根据以上信息,下列选项不正确的是( )
风力发电机
最大限制风速
12 m/s
最大输出功率
400 W
太阳能电池板
电池板面积
光电转换效率
20%
蓄电池
蓄电池容量
90 Ah
额定电压
12 V
LED灯
额定电压
12 V
额定功率
60 W
A. 该LED灯正常发光时的电流为5A
B. 若单独用太阳能电池板一次性将蓄电池充满,至少需的太阳能
C. 若蓄电池一次最多释放容量的80%,可使一盏LED灯持续正常工作14.4h
D. 蓄电池充满时储存的能量,相当于0.1296kg焦炭完全燃烧放出的热量
【答案】B
【详解】A.由得,LED正常发光电流,故A正确;B.蓄电池充满电能由得,需要太阳能,故B错误;C.蓄电池释放电能LED工作时间,故C正确;D.焦炭热值,焦炭完全燃烧放出的热量由得,焦炭质量,故D正确。题目要求选择不正确的,故选B。
2.(2026·山东济南·中考真题)将“”的灯泡和“”的灯泡一起接入电路,两灯泡均可发光。若不计灯丝电阻随温度的变化,关于两灯泡亮度的比较,下列说法正确的是( )
A. 若两灯泡串联,则灯泡更亮
B. 若两灯泡串联,则灯泡更亮
C. 若两灯泡并联,则灯泡更亮
D. 若两灯泡并联,则两灯泡一样亮
【答案】D
【详解】由题意知,两灯电阻,可知。AB.两灯串联时电流相等,实际功率,因,故,两灯亮度相同,故AB错误;CD.两灯并联时电压相等,实际功率,因,故,两灯亮度相同,故C错误,D正确。故选D。
3.(2025·山东泰安·中考真题)某款电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位。如图所示是它电路原理图的一部分,是电阻丝,的阻值为,“保温”与“加热”的功率之比为。加热时,电热水壶正常工作10min将质量为1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为,电流做的功为。已知水的比热容是。下列说法中( )
①加热时,开关闭合,断开 ②
③ ④
A. 只有④正确
B. 只有②③正确
C. 只有②③④正确
D. 只有①②④正确
【答案】C
【详解】① 由图可知,当开关、都闭合时,并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电热壶处于加热挡,故① 错误;② 开关闭合,断开时为保温挡,此时为的简单电路,消耗的电功率为“保温”与“加热”的功率之比为,则加热挡的功率为则电热壶处于加热挡时,消耗的电功率为由可知,的阻值为故② 正确;③ 加热时,电热水壶正常工作10min,电流做的功为故③ 正确;④ 根据可知,1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为故④ 正确;综上所述,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
4.(2026·山东济宁·中考真题)在图所示的电路中,开关闭合后,定值电阻的功率为。若将电源电压变为原来的2倍,同时调节滑动变阻器滑片的位置使电流表的示数变为原来的,则定值电阻的功率为 ,滑动变阻器前后两次功率的变化量为 。
【答案】①
0.4 ②
1.2
【详解】因定值电阻阻值不变,由可知,其功率与电流的平方成正比。电流变为原来的,故定值电阻的功率为原电路总功率为,原滑动变阻器的功率为后来电源电压为,电流为,总功率为,后来滑动变阻器的功率为故滑动变阻器功率的变化量为
5.(2026·山东东营·中考真题)自从被农业农村部纳入“名特优新农产品”名录后,东营“黄河口滩羊”逐渐走进了各大火锅店。图甲是一款电火锅(如图乙所示)的内部结构简化电路图,此时处于空挡位置,旋钮绕O点转动,可实现高温、中温、低温三种不同挡位的切换。已知R2为88 Ω,电源电压为220 V,高温挡的功率为2200 W,滑片始终位于R2的中点。
(1)电火锅在低温挡工作时,旋钮应接触触点 (选填“b和c”“c和d”或“d和e”)。
(2)求电火锅在中温挡工作时的功率及R1的阻值。
(3)求电火锅在高温挡工作时的电流。
(4)使用高温挡将温度为45℃的水加热到100℃需要210 s,假设加热过程中无热量损失,求水的质量。[]
【答案】(1)
b和c (2)
1100 W,44 Ω (3)
10 A (4)
2 kg
【讲解】(1) 由,电源电压不变时,电路总电阻越大,功率越小,对应低温挡。 对比三个选项:接触b和c,只有的全部电阻接入电路,电阻较大,为低温挡;接触c和d,只有的下半部分电阻接入电路,电阻较小,为中温挡;接触d和e,与的下半部分电阻并联,电阻最小,为高温挡。
(2) 全部电阻接入电路,单独工作的功率接入一半阻值时的功率高温挡的功率为2200 W,故中温挡功率为1100 W;高温挡中与的下半部分电阻并联,并联电路总功率等于各支路功率之和,因此的功率的阻值
(3) 根据得,高温挡工作时的电流
(4) 高温挡工作210s消耗的电能无热量损失时,电流做的功全部转化为水吸收的热量,即,根据得,水的质量
6.(2025·山东青岛·中考真题)如图所示电路,电源电压为18V,小灯泡L标有“”(忽略灯丝电阻的变化),定值电阻的阻值为,是滑动变阻器。电压表的量程为,电流表的量程为。
(1)求小灯泡的电阻;
(2)若只闭合开关S和S2,当接入电路的阻值为其最大阻值的时,小灯泡L正常发光,求滑动变阻器的最大阻值;
(3)若只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器的滑片P,在保证电路安全的情况下,求电路消耗的最小功率。
【答案】(1)12Ω (2)120Ω (3)2.7W
【讲解】(1) 小灯泡标有 “6V 3W”,则小灯泡的额定电压小灯泡的额定功率小灯泡的电阻
(2) 只闭合开关S和时,小灯泡L与滑动变阻器串联。因为小灯泡L正常发光,则电路中的电流滑动变阻器两端的电压此时接入电路的阻值因为为其最大阻值的,所以滑动变阻器的最大阻值
(3) 只闭合开关S和S1,与串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。根据可知,电源电压U不变时,要使电路消耗的功率最小,电路中的电流应最小,由欧姆定律可知,此时电路中两端电压最小,则滑动变阻器两端电压最大,因为电压表量程为0~15V,所以当电压表的示数时,电路中的电流最小。此时两端的电压电路中的最小电流则电路消耗的最小功率
7.(2025·山东济宁·中考真题)在校园科技创新活动中,小明设计了一款具有保温功能的电热水壶,其相关数据如表。电热水壶的电路如图甲所示。控制电路中电源电压恒为6V,、为两个热敏电阻,电阻值随水温变化的图像如图乙所示。电热水壶的保温原理工作流程如图丙所示。求:
额定电压
工作频率
加热功率
保温功率
(1)水温在55℃时,控制电路工作时的总电流;
(2)的阻值;
(3)不计能量损失,将2kg、初温为20℃的水加热到100℃需要的时间。
【答案】(1)
0.6A (2)
1210Ω (3)
480s
【讲解】(1) 由图乙可知,水温55℃时两电阻的阻值为据甲图可知,闭合开关S,Ra与Rb并联,此时两电阻的等效电阻为控制电路电压为6V,则总电流
(2) 据甲图可知,当闭合开关S1、S2时,R1、R2并联,电路中的总电阻最小,根据可知,电路中的电功率最大,此时为加热挡;当只闭合S2时,R2单独连入电路,此时电路中的总电阻最大,根据可知,电路中的电功率最小,为保温挡,结合丙图工作流程可知,当温度达到100℃,开关S1自动断开,此时R2单独连入电路,处于保温挡,已知保温挡的电功率为40W,则可得的阻值为
(3) 不计能量损失,将2kg、初温20 ℃ 的水加热至100 ℃所需吸收的热量不计热损失,电热水壶消耗的电能为已知电热水壶加热功率为1400 W,则加热所需时间
8.(2025·山东济宁·中考真题)将标有“6V;6W”的灯泡L接入电源电压恒为6V的电路中,如图甲所示。闭合开关,利用传感装置绘制出通过灯泡L的电流随时间变化的图像如图乙所示。闭合开关瞬间,灯泡的电功率为 W。灯泡在闭合开关瞬间的电阻为,正常发光时电阻为, 。
【答案】① 36 ②
【详解】[1]闭合开关瞬间,电源电压恒为6V,由图乙可知此时电流为6A,根据电功率公式P=UI,可得此时灯泡的电功率为P=UI= 6V×6A=36W。[2]闭合开关瞬间,根据欧姆定律,灯泡电阻灯泡正常发光时,其额定电压为6V,额定功率为6W,此时电流为额定电流正常发光时电阻因此
9.(2024·山东德州·中考真题)图甲是一款家用蒸箱,图乙是其加热盘模块的简化电路,蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡,其中R1、R2为阻值不变的电热丝,当开关S1断开、S2接a时,蒸箱处于 挡,此时通过温控开关的电流为2A,已知蒸箱的额定电压为220V,,则R2的阻值为 ,高温挡的电功率为 W。
【答案】① 低温 ② 22 ③ 2750
【详解】[1]当开关S1断开,S2接a时,R1、R2串联,电路的总电阻最大,根据可知,总功率最小,蒸箱处于低温挡;当开关闭合,接时,R1、R2并联,电路的总电阻最小,总功率最大,蒸箱处于高温挡;当开关S1闭合、接时,只有工作,蒸箱处于中温挡。[2]当开关S1断开、S2接时,通过温控开关的电流即串联电路中的电流为,此时电路的总电阻则的阻值[3]当开关闭合,接时,R1、R2并联,干路电流则高温挡的电功率
10.(2024·山东枣庄·中考真题)如图所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A。当开关S1、S2同时闭合时,小灯泡正常发光,则小灯泡正常发光的电阻RL为 Ω,滑动变阻器滑片P向右移动时,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”);保持开关S1始终闭合,通过调节电路,使电路消耗的最大功率为P1,最小功率为P2,则P1:P2= 。
【答案】① 12 ② 不变 ③ 11∶3
【详解】[1]由题可知,灯泡L上标有“6V 3W”的字样,那么灯泡电阻为[2]小灯泡所在的支路与滑动变阻器所在的支路并联,相互独立,当滑动变阻器向右滑动时,灯泡两端的电压不变,灯泡的电阻不变,灯泡的实际功率不变,灯泡的亮度不变。[3]闭合S1、S2通过滑动变阻器的电流最大I最大=0.6A时,电路中的功率最大闭合S1,断开S2,当滑动变阻器阻值最大时,电路中的功率最小则
11.(2024·山东德州·中考真题)如图甲所示,为物理创新小组设计的光控路灯原理图,由控制电路和工作电路组成,光敏电阻R1的阻值随照度E(描述光照强度的物理量)的变化关系如图乙所示,Lx是照度的单位。闭合开关S1、S2,当通过线圈的电流I<1.5mA时,触点A、B接通,当通过线圈的电流I≥1.5mA时,触点A、B断开。已知控制电路电源电压U1为6V,定值电阻R2的阻值为2kΩ,工作电路电源电压U2为220V,灯泡L1和L2规格均为“220V 44W”。(电磁铁线圈电阻忽略不计)求:
(1)灯泡L1正常发光时的电阻;
(2)当E=3.0Lx时,工作电路在10min内消耗的电能;
(3)当E=1.5Lx时,工作电路的电功率。
【答案】(1)1100Ω (2) (3)88W
【讲解】(1) 灯泡正常发光时的电阻(2) 当时,由图乙可知,,此时控制电路的总电阻控制电路中的电流,即通过线圈的电流因为,所以此时触点断开,工作电路中只有工作,工作电路电源电压等于的额定电压,则工作电路在内消耗的电能(3) 由图乙可知,与成一次函数关系,设,将代入关系式得即因此当时此时控制电路的总电阻控制电路中的电流,即通过线圈的电流因为,所以此时触点接通,工作电路为的并联电路,根据并联电路的电压规律可知,两端电压都等于电源电压,等于其额定电压,则工作电路的电功率
考点3 焦耳定律与电热
1.(2025·山东济南·中考真题)现代社会人们的生活越来越离不开电,下列电器工作时主要利用了电流热效应的是( )
A. 电风扇
B. 电铃
C. 电烤箱
D. 电冰箱
【答案】C
【详解】A.电风扇工作时,主要是将电能转化为机械能,使风扇转动,不是利用电流的热效应,故A不符合题意;B.电铃工作时,主要是利用电流的磁效应产生磁性,吸引衔铁带动铃锤发声,不是利用电流的热效应,故B不符合题意;C.电烤箱工作时,主要是将电能转化为内能,通过发热元件发热来烘烤食物,是利用电流的热效应,故C符合题意;D.电冰箱工作时,主要是通过压缩机将电能转化为机械能,使制冷剂循环实现制冷,不是利用电流的热效应,故D不符合题意。故选C。
2.(2026·山东济南·中考真题)小明总结了远距离输电时减少输电线上电能损失的两种方法:一种是在输电功率一定时,通过增大输电电压从而 (选填“增大”或“减小”)输电线上的电流;另一种是在输电线材料和长度一定时,更换横截面积更大的输电线从而 (选填“增大”或“减小”)电阻。
【答案】① 减小 ② 减小
【详解】根据输电功率公式,当输电功率一定时,输电电压增大,输电线上的电流就会随之减小,能降低输电线上的电能损耗。导体的电阻和横截面积有关,在输电线的材料、长度固定时,输电线横截面积越大,输电线的电阻就越小,也能减少输电线上的电能损失。
考点4 家庭电路与安全用电
1.(2026·山东·中考真题)安装电灯和开关时,下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 在导线连接处缠绕绝缘胶布
B. 开关接在零线和电灯之间
C. 使用外壳破损的开关
D. 不切断电源进行安装
【答案】A
【详解】A.导线连接处容易裸露带电,缠绕绝缘胶布可以隔绝带电部分,防止漏电,符合安全用电要求,故A符合题意;B.开关必须接在火线和电灯之间,这样断开开关后电灯不带电;如果接在零线和电灯之间,断开开关后电灯仍与火线连通带电,易引发触电,故B不符合题意;C.外壳破损的开关会露出内部带电导体,人触碰易发生触电,故C不符合题意;D.带电安装时容易误触火线引发触电,安装电路必须先切断电源,故D不符合题意。故选 A。
2.(2025·山东潍坊·中考真题)“安全用电,珍爱生命”,下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 禁止用铜丝、铁丝等导线代替保险丝
B. 使用试电笔时,笔尖接触被测导线,手指接触笔尖
C. 家庭中长时间同时使用多个大功率用电器
D. 在触电事故的现场,第一时间用手去拉触电者
【答案】A
【详解】A.保险丝是由电阻率大、熔点低的材料制成的,铜丝、铁丝熔点太高,很难熔断,所以禁止用铜丝、铁丝等导线代替保险丝,故A符合题意;B.使用试电笔时,笔尖接触被测导线,手指接触笔尾而不能接触笔尖,否则容易发生严重的触电事故,故B不符合题意;C.根据公式可知,长时间同时使用多个大功率用电器,通过电路的电流较大,容易导致电路发热,引起火灾,故C不符合题意;D.在触电事故的现场,第一时间应先切断电源,再救助触电者,故D不符合题意。故选A。
3.(2025·山东青岛·中考真题)下列做法不符合安全用电原则的是( )
A. 用沾了水的手更换灯泡
B. 不接触低压带电体,不靠近高压带电体
C. 不使用绝缘层损坏的导线
D. 及时更换达到使用寿命的家用电器
【答案】A
【详解】A.水是导体,用沾了水的手更换灯泡时,水可能会使人体与带电体接触,从而导致触电事故,这种做法不符合安全用电原则。故A符合题意;B.“不接触低压带电体,不靠近高压带电体” 是安全用电的基本准则,能有效避免人体触电,符合安全用电原则。故B不符合题意;C.绝缘层损坏的导线,其内部的金属线会暴露出来,容易造成漏电或者短路,引发触电事故或火灾等,不使用绝缘层损坏的导线符合安全用电原则。故C不符合题意;D.达到使用寿命的家用电器,其内部元件可能老化,存在安全隐患,及时更换能防止因电器故障引发的触电、火灾等问题,符合安全用电原则。故D不符合题意。故选A。
4.(2025·山东泰安·中考真题)同学们利用所学安全用电知识模拟安装家庭电路,下列说法不正确的是( )
A. 电灯的开关连接在零线和灯泡之间
B. 电能表安装在全户用电的总开关之前
C. 安装三孔插座要“左零右火中间地”
D. 用试电笔判断零线和火线时,手指要接触笔尾金属体
【答案】A
【详解】A.电灯的开关应该连接在火线和灯泡之间。这样当开关断开时,能切断灯泡与火线的连接,使得灯泡不带电,人在更换灯泡或进行相关操作时,可避免触电危险。若开关接在零线和灯泡之间,即使开关断开,灯泡仍与火线相连,在某些情况下(比如更换灯泡时不小心碰到灯头的金属部分),人就容易触电,故A不正确,符合题意;B.电能表是用来测量用户在一定时间内消耗电能多少的仪表,家庭电路中各元件的先后顺序为:进户线,电能表,总开关,保险装置,开关,用电器等,为了防止偷电,电能表总要装在总开关之前,故B正确,不符合题意;C.安装三孔插座要中间接地线,左、右分别为零线、火线,安装三孔插座时要遵循“左零右火中间地”的原则,这是符合安全用电规范的,这样能保证用电器金属外壳通过地线接地,在发生漏电时,电流可通过地线导入大地,保障人身安全,故C正确,不符合题意;D.用试电笔判断零线和火线时,手指要接触笔尾金属体,笔尖触碰火线时,氖管才会发光,故D正确,不符合题意。故选A。
5.(2024·山东枣庄·中考真题)“安全用电无小事,时时刻刻要牢记”,下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 高压线下钓鱼
B. 使用绝缘皮破损的导线
C. 冰箱的金属外壳接地
D. 不切断电源,更换灯泡
【答案】C
【详解】A.高压线的电压很高,人不能靠近,也不能在高压电线下钓鱼,否则会发生触电事故,故A不符合题意;B.电线绝缘皮破损了不能继续使用,否则容易发生触电,不符合安全用电原则,故B不符合题意;C.将冰箱的金属外壳接地,可以防止因漏电导致金属外壳带电而发生触电事故,故C符合题意;D.更换灯泡前需要切断电源,不要带电操作,故D不符合题意。故选C。
6.(2024·山东德州·中考真题)小强家安装的电能表如图甲所示,书房灯L及三孔插座的安装电路如图乙所示,为保证安全用电,下列说法正确的是( )
A. 小强家的用电总功率不得超过2200W
B. 若保险丝熔断,可用铁丝代替
C. a端应接零线,b端应接火线
D. 三孔插座的安装符合安全用电原则
【答案】D
【详解】A.由图甲知道,小强家电能表的额定最大电流为20A,则用电总功率不得超过故A错误;B.熔丝熔断后,不能用铁丝来代替,因为铁丝的电阻率小、熔点高,用铁丝代替保险丝,不能在电流过大时自动切断电路,故B错误;C.为防止触电,家庭电路中开关应接在火线与用电器之间,因此图乙中a端应接火线,b端应接零线,故C错误;D.三孔插座的安装应符合“左零右火上接地”的原则,故D正确。故选D。
7.(2026·山东东营·中考真题)从安全的角度考虑,有幼儿的家庭要特别关注室内插座的防护,以防止幼儿玩耍时因接触 而触电;如图所示的插座的①插孔对应的接线柱必须接 ,避免接触用电器带电的金属外壳而触电。(均选填“中性线”“相线”或“保护线”)
【答案】①
相线 ②
保护线
【详解】相线和大地之间的电压为220V,若人体接触相线时会形成电流通路,发生触电事故,故要防止幼儿玩耍时因接触相线而触电。由三孔插座的接线规则可知,上孔(即① 孔)需接保护线,当用电器金属外壳意外带电时,电流会通过保护线导入大地,避免人体接触带电外壳发生触电。
8.(2026·山东烟台·中考真题)学校要在教室加装两台壁挂式空调,实践小组的同学参与了线路的设计与安装。
(1)设计电路。为了达到较好的效果,空调需要安装在前后墙壁上。同学们设计的两种电路布局如图甲、乙所示,其中 、 是带开关的三孔插座。你认为图 的设计更合理,理由是 ;图丙是 处带开关的插座的放大图,请用笔画线表示导线完成电路连接 。
(2)选择导线。查找资料了解铜芯导线在常温下的安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)如下表所示。已知每台空调工作时最大输入功率为,家庭电路电压为,则每台空调线路至少应选择横截面积为 的铜芯导线。
导线横截面积
1.5
2.5
4
6
10
安全载流量
14
28
37
47
68
(3)架设线路。将导线穿入线管,根据线路设计进行架设。你认为制作线管的材料应具有什么特点?(写出两条即可)
(4)实践安装。安装开关时,先用剥线钳将导线连接处的绝缘皮剥除,再将线头接入开关,以下压线方式规范的是( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)① 甲 ② 甲图中两个插座分别由各自的断路器控制,乙图中一个断路器同时控制两个插座,若乙图线路或一台空调故障,则两台都无法工作。 ③ (2)2.5 (3)(1)绝缘性能好(防止漏电);
(2)阻燃/耐高温(防止过热起火)。 (4)A
【分析】本题属于综合考查了电路的综合应用相关知识点。
(1) [1][2]甲图中,两个三孔插座各配一个断路器,可以分别控制两台空调的通断,便于独立使用和维修,且发生短路等故障时不会相互影响。乙图中,一个断路器同时控制两个插座,若断路器断开或线路故障,两台空调均无法工作,不够灵活、合理。[3] 带开关的三孔插座连接时,必须遵守 “开关接火线” 的原则,确保断路器断开后插座不带电,保障安全;三孔插座按“左零右火上接地”接线。断路器接在火线与插座之间,且火线接插座的右孔,零线接左孔,地线接上孔(三孔插座按“左零右火上接地”连接,断路器串联在火线上)。详见下图。
(2) 已知每台空调工作时最大输入功率为,家庭电路电压为,由得,查表可知:横截面积 1.5 mm² 的导线安全载流量为 14A,小于 14.32A,不安全;横截面积 2.5 mm² 的导线安全载流量为 28A,大于 14.32A,符合要求。因此至少选择 2.5 mm² 的铜芯导线。
(3) 线管用于包裹导线,架设在墙体或地面,需要:
(1)绝缘:避免导线破损后与墙体接触导致漏电;
(2)阻燃:导线过载发热时,线管不易燃烧,防止火灾。
(4) 规范压线方式要求:导线绝缘皮剥除长度适当,裸线头全部插入接线柱,不能有裸露部分在接线柱外;线头应顺时针弯折,这样拧紧螺丝时导线会被拉紧,不易松脱;压线牢固,不压住绝缘皮(绝缘皮不能压在接线柱内)。对照四幅图:A.绝缘皮刚好剥到接线柱边缘、线头顺时针弯折且全部插入,且顺时针旋转螺丝,故A符合题意;B.线头逆时针弯折,弯折方向错误,故B不符合题意;C.线头未弯折,顺时针旋转螺丝,故C不符合题意;D.线头未弯折,且逆时针旋转螺丝,故D不符合题意.故选A。
9.(2025·山东日照·中考真题)某电工师傅检查刚安装的插座是否符合安全用电要求。闭合开关,指示灯亮,用测电笔分别接触插座各孔,只有接触B、E两孔时氖管发光,说明这两个孔均接 (选填“火线”或“零线”)。用USB供电模块给一款标明电压为4V,容量为4000mA·h的手机电池充电,充满后电池储存的电能约为 J。
【答案】① 火线 ② 5.76×104
【详解】[1]测电笔分别接触B、E两孔时氖管发光,说明B、E两孔带电,与火线相连。[2]手机电池的容量为 4000mA·h =4A·h, 它充满后大约储存的电能为W=UIt=4V×4A×3600s=5.76×104J
10.(2024·山东日照·中考真题)如图是小明家新房中的部分电路,存在的问题是 。问题解决后,闭合开关、,电灯正常发光,但仍然不亮。将一把新买的电热水壶插入三孔插座,电热水壶也不能工作。把试电笔分别插入三孔插座的左、右孔,氖管均能发光,则可以判断出电路的故障是 。
【答案】① 三孔插座没有接地 ② FG之间断路
【详解】[1]三孔插座的连接应该是“左零右火上接地”, 存在的问题是三孔插座没有接地。[2]L1正常工作,说明L1支路是连通的;L2和三孔插座不能工作,说明出现断路,而三孔插座左孔能使氖管发光,说明左孔通过L2和火线连通,故FG之间断路。
11.(2024·山东烟台·中考真题)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】
【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:
考点5 电热效率综合计算
1.(2026·山东烟台·中考真题)某家用电热水壶有加热和保温两个挡位,内部电路由温控开关和两段电热丝组成,加热挡的功率是保温挡的5倍。采用加热挡加热时,将2kg的水从20℃升高50℃需要用3.5min的时间。已知电源电压为220V,水的比热容为,若电热丝放出的热量完全被水吸收,求:
(1)3.5min内水吸收的热量;
(2)电热水壶保温挡的功率;
(3)若电热水壶内部电路因故损坏,现用规格为0.5Ω/cm的电热丝和一个开关组装电路,以实现原有功能,请把你设计的内部电路画在虚线框中,将整个电路图补充完整,并通过计算说明需要截取的两段电热丝的长度。
【答案】(1) (2)400W (3)
两段电热丝并联,长度分别为242cm和60.5cm,R1直接并联在电源两端,R2与温控开关串联后并联在电源两端。
【讲解】(1) 根据得水吸收的热量
(2) 电热丝放出的热量完全被水吸收,因此电热水壶消耗的电能加热时间根据得,加热挡功率保温挡功率
(3) 并联方案: 开关S1断开,R1单独工作,保温挡工作,根据得R1长度开关S1闭合,R1与R2并联,加热挡工作,有R2长度串联方案: 开关S1闭合,R1单独工作,加热挡工作,有R1长度开关S1断开,R1与R2串联,保温挡工作,有R2长度
2.(2025·山东日照·中考真题)某学校食堂购置了一批加热餐台,如图甲所示。通电后加热容器中的水,为上方饭菜提供所需的热量。加热器简化电路如图乙所示,旋转开关S分别连通0、1、2触点,可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。是定值电阻,。容器内水的体积为,密度,比热容,加热器使用的电源电压恒为220V,加热器快速加热时的功率为2kW。求:
(1)的阻值;
(2)加热器保温时的功率;
(3)加热器使用保温挡工作1小时消耗的电能是多少度?
(4)加热器使用快速加热挡工作15min可使水温升高40℃,则加热器对水加热的效率是多少?(结果保留一位小数)
【答案】(1) (2)400W (3)0.4度 (4)93.3%
【讲解】(1) 旋转开关S连通1触点,电路为R1的简单电路,可实现加热器快速加热,加热器快速加热时的功率为2kW,的阻值
(2) 旋转开关S连通2触点,电阻R1和R2串联,可实现加热器的保温功能,加热器保温时的功率
(3) 加热器使用保温挡工作1小时消耗的电能是
(4) 容器内水的体积为,水的质量水温升高40℃吸收的热量加热器使用快速加热挡工作15min消耗的电能加热器对水加热的效率是
3.(2025·山东潍坊·中考真题)随着生活水平提高,人们对饮用水的温度需求不断提升。如图所示是物理兴趣小组设计的一款四挡位即热式热水器的简化电路图,电源电压、是用于加热的电热丝,。在热水器容器中倒入常温饮用水后,通过开关可控制相关电热丝工作,实现四个不同加热挡位的切换,加热挡位和对应的功率如表格所示,加热挡位1、2、3、4的功率依次增大,热水器的出水温度依次升高。已知只闭合开关时,热水器处于加热挡位1的工作状态;开关全部闭合时,热水器处于加热挡位4的工作状态。水的比热容,水的密度。
加热挡位
加热功率
挡位1
挡位2
未知
挡位3
未知
挡位4
未知
(1)求电热丝的阻值;
(2)求挡位2的加热功率;
(3)已知热水器处于挡位3的工作状态时,出水温度为,若水的初温为,出水0.88L用时105s,求挡位3工作的效率;
(4)若某款家用插排允许通过的最大电流为16A,分析说明此热水器能不能接入该插排实现挡位4的正常工作。
【答案】(1) (2) (3) (4)可以接入该插排正常工作。
【讲解】(1) 已知挡位1工作时只有电阻R接入电路,功率P₁= 220 W,电源电压U = 220 V,由公式得:
(2) 挡位2时根据电路可知R与R₂并联,总阻值所以
(3) 挡位3时,R与R1并联,并联电路互不影响,此时R1的功率那么此挡位的电功率为 水的质量m = ρV = 1.0×103 kg/m3 × 0.88×10-3 m3= 0.88 kg温度的变化Δt= 80 °C - 25 °C = 55 °C水吸收的热量Q = cmΔt = 0.88 kg × 4.2×103J/(kg · °C) × 55 °C = 2.03×105J电阻丝在t =105s内提供的电能W = P3t =2420 W × 105 s = 2.54×105J工作的效率
(4) 挡位4时,开关全部闭合,此时三个电阻并联,此时R3的功率那么总功率对应电流因此可以接入该插排正常工作。
4.(2024·山东日照·中考真题)为了研究家用电器对电路的影响,物理老师带领同学们进行了探究。
(1)老师带来一个标有“220V5.5A”的电热水壶,在壶中装入1.5L水,初始温度为27℃。仅将电热水壶接入图甲所示的电能表所在的电路,加热7.5min,电能表的转盘转过了250r;
①电热水壶消耗的电能是多少?
②消耗的电能中有70%的能量被水吸收,则水的温度变为多少?[,]
③若电热水壶的电阻始终保持不变,则该过程中电热水壶工作的实际电压是多少?
(2)为了研究家用电器电压偏低的原因,老师指导同学们设计了如图乙所示的电路进行模拟实验:、、相当于家用电器电饭煲、电暖器、电烙铁;由于实际中输电线较长,电阻不可忽略,相当于输电线的电阻。依次闭合S和、、,描绘出两电压表、的示数、随电流表A的示数I变化的规律,如图丙所示。则随着接入电路的家用电器增加,输电线电阻上的电压怎么变化?
【答案】(1)4.5×105J;77℃;200V (2)电压变大
【讲解】(1) 电热水壶消耗的电能为水吸收的热量为水的质量为则水升高的温度为则水的温度变为电热水壶的电阻为该过程中电热水壶工作的实际功率为根据,实际电压为(2) 分析乙图可知,、、并联部分和串联,电压表测电源电压,电压表测、、并联部分的电压。由丙图可知,随着接入电路的家用电器增加,电流表A的示数I变大,电压表示数不变,电压表示数变小,根据串联分压规律可知输电线电阻上的电压变大。
5.(2024·山东青岛·中考真题)小明家里有两只加热方式不同的水壶,甲是用天然气加热的水壶,乙是电热水壶.已知燃气灶用最大火力烧水时每小时燃烧0.16m3天然气,加热水的热效率为60%;天然气的热值为,价格约为3元/m3,电热水壶工作时的功率为2000W,加热水的热效率为80%,当地居民用电的价格约为0.5元,小明要将2升的水在1标准大气压下烧开,。
(1)求水吸收的热量;
(2)请你从省时和省钱两个角度中任选一个,通过计算说明用哪只壶更省时或更省钱。
【答案】(1) (2)燃气灶加热的时间大于电热水壶加热的时间,用电热水壶更省时。
【讲解】(1) 水的体积为2L,则水的质量为水烧开吸收的热量为(2) 用燃气灶加热时,燃气需要放出的热量为燃气的体积为燃气费为用电热水壶加热时,电热水壶消耗的电能为电费为燃气费小于电费,用燃气灶更省钱。燃气灶加热的时间为电热水壶加热的时间为燃气灶加热的时间大于电热水壶加热的时间,用电热水壶更省时。
6.(2024·山东临沂·中考真题)水暖电热毯以其温润环保的加热方式成为部分人群冬天御寒的新宠。图甲是一款具有高、低两挡加热功能的水暖电热毯,其简化电路如图乙所示,其中两个加热电阻的阻值相同。该款电热毯低温挡的额定电流为0.25A;高温挡正常工作20min可将毯内1.1kg的水从15℃加热到40℃。已知水的比热容为,求该款电热毯:
(1)加热电阻的阻值。
(2)高温挡正常工作时的加热效率。
【答案】(1)880Ω;(2)87.5%
【详解】解:(1)加热电阻的阻值(2)水暖电热毯高温挡的额定电流水暖电热毯高温挡正常工作20min,电流做功水暖电热毯内的水吸收的热量水暖电热毯高温挡正常工作时的加热效率答:(1)加热电阻的阻值为880Ω;
(2)高温挡正常工作时的加热效率为87.5%。
7.(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路,它是通过电热丝R1来加热空气,从而加热食物,达到设定加热温度后,断开开关。
(1)在工作电路中,指示灯L标有“2V 0.2A”字样,要使指示灯L正常工作,则保护电阻R0的阻值为多大?
(2)把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2min,电能表上标有600r/kW·h的字样,其转盘刚好转了20转,则空气炸锅的电功率是多少?
(3)在控制电路中,电源电压恒定为3V,用R3来设置加热温度,热敏电阻R2置于温度监测区域,它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时,R3的阻值恰好为40Ω,闭合开关S,工作电路接通,开始加热;当控制电流I = 0.03A时,衔铁被弹起,停止加热,则设定的加热温度是多少?
【答案】(1)1090Ω;(2);(3)200℃
【详解】解:(1)R0和指示灯L串联,R0两端的电压为指示灯L正常工作,通过R0的电流为I0=IL=0.2A保护电阻R0的阻值为R0
(2)转盘刚好转了20转,空气炸锅消耗的电能空气炸锅的功率(3)衔铁被弹起时,控制电路的总电阻为此时热敏电阻由乙图可知,当R2 =60Ω,设定温度为200℃。答:(1)保护电阻R0的阻值为1090Ω;
(2)空气炸锅的电功率是1kW;
(3)设定的加热温度是200℃。
考点6 测量小灯泡电功率
1.(2026·山东济宁·中考真题)请结合下列实验活动记录,按要求回答问题。
(1)探究电荷间相互作用规律
实验活动记录
实验:将带正电球体放在绝缘支架上,先后将带正电的小球用绝缘丝线悬吊在距离球远近不同的、、处。
现象:如图所示。
①小球偏离竖直方向的原因是 ;
②分析实验现象,你发现的规律是 (写出一条即可)。
(2)探究电流与电阻的关系
实验活动记录
器材:电源(电压为)、三个定值电阻(,、)、电流表、电压表、滑动变阻器( )、开关、导线若干。
实验:连接如图所示电路,闭合开关后,电流表和电压表都没有示数。检查发现多连接了一根导线。
①请在需删除的导线上画“” ;
②实验中,需保持定值电阻两端的电压不变,该电压应在“ ”范围内设定。
(3)测量小灯泡(额定电压为)的额定功率
实验活动记录
方案:设计如图所示的电路,定值电阻为,按照步骤进行实验。
步骤:闭合开关,先将拨到触点2,移动滑片使电压表示数为;再将拨到触点1,电压表示数为。
①
②小灯泡的额定功率 。
【答案】(1)① 同种电荷相互排斥,B球受到A球对它的排斥力 ② 同种电荷间的距离越小,相互间的排斥力越大 (2)① ② 1 (3)① 2.5 ② 0.75
【讲解】(1) A、B都带正电,同种电荷互相排斥,B球受到水平方向的排斥力,不再仅受竖直方向的力,因此偏离竖直方向。由图可知,B离A越近,丝线偏离竖直方向的角度越大,说明受到的排斥力越大,故可得出规律:同种电荷间的距离越小,相互间的排斥力越大。
(2) 由图可知,定值电阻右端和电流表正接线柱之间的导线使电流表、电压表、定值电阻短路,故导致两表均无示数,将其拆除即可满足实验要求。据此作图。根据串联电路中电压与电阻的规律,滑动变阻器的阻值越大分压越多,此时定值电阻分压越小。根据控制变量法可知,实验中保持定值电阻两端的电压不变,定值电阻阻值增大时滑动变阻器阻值随之增大,故当接入最大的25Ω定值电阻时,滑动变阻器接入最大阻值50Ω,此时定值电阻两端电压最小。根据串联分压规律有即解得,即定值电阻最小电压为1V,故设定的不变电压范围是1V~3V。
(3) 实验目的是让小灯泡正常发光,将拨到触点2时,电压表测量小灯泡两端电压,需要移动滑片让电压表示数等于小灯泡的额定电压2.5V,使灯泡正常工作。S2拨到触点1时,电压表测小灯泡和定值电阻的总电压,为5.5V,因此正常发光时两端的电压为串联电路电流相等,电路电流因此小灯泡的额定功率
模拟题精选
1.(2026·山东邹城·学业水平)关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是( )
A. 更换灯泡前应断开电源开关
B. 用电器电线的绝缘皮破损了仍能继续使用
C. 使用测电笔时,手不能接触笔尾的金属体
D. 空气开关跳闸,一定是由于电路总功率过大
【答案】A
【详解】A.为了用电安全,更换灯泡前,应断开电源开关,故A正确;B.为了用电安全,用电器电线的绝缘皮破损了,要及时更换,不能继续使用,故B错误;C.根据测电笔的使用可知,使用测电笔时,手能接触笔尾的金属体,不能接触笔尖的金属体,故C错误;D.空气开关跳闸,有两个原因:一定是由于电路总功率过大,二是短路,故D错误。故选A。
2.(2026·山东枣庄市第十五中学·一模)新能源电动汽车在充电时,以下做法符合安全用电原则的是( )
A. 充电桩金属外壳可不接地线
B. 用湿布擦拭正在工作的充电桩
C. 充电完成应尽快拔下充电枪
D. 充电桩失火时应迅速浇水扑灭
【答案】C
【详解】A.安装充电桩时,为了安全,要接地线,充电桩金属外壳不接地线不符合安全用电原则,故A不符合题意;B.湿抹布含有水,生活用水是导体,用湿抹布擦拭充电桩,容易发生触电事故,故B不符合题意;C.充电完成尽快拔下充电枪,可以防止过充风险,延长设备使用寿命,故C符合题意;D.充电桩起火,应先断开电源再施救,生活用水是导体,失火时应迅速浇水扑灭不符合安全用电原则,故D不符合题意。故选C。
3.(2026·山东济宁·二模)电流的热效应在生产和生活中被广泛应用,但有时它也会给我们带来危害。下列事例中,属于防止电热危害的是( )
A. 用电烙铁焊接 B. 铺设发热电缆
C. 打开电取暖器 D. 电动机外壳安装散热片
【答案】D
【详解】A.电烙铁焊接是利用电流产生的热量熔化焊锡,完成焊接,属于利用电热,故A不符合题意;B.铺设发热电缆是利用电流产生的热量取暖,属于利用电热,故B不符合题意; C.打开电取暖器是利用电流产生的热量取暖,属于利用电热,故C不符合题意;D.电动机工作时,电流通过线圈会产生多余的热量,温度过高会损坏电动机,安装散热片是为了加快散热,防止电热带来危害,故D符合题意。故选D。
4.(2026·山东滨州·一模)在拔下用电器的插头时,应遵循如图甲所示的正确方法。若采用图乙中的错误方式,则存在的安全隐患主要是( )
A. 会在插头与插座间产生电火花
B. 会导致用电器功率下降
C. 电线损坏,引发短路或触电事故
D. 引起用电器断路
【答案】C
【详解】图乙的错误操作是直接拉扯电线拔出插头,用力拉扯会损坏电线的绝缘层或拉断、松脱内部导线,容易造成火线裸露,进而引发短路,若人体接触裸露带电部分还会造成触电事故。故ABD不符合题意,C符合题意。故选 C。
5.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)使用一节干电池可以使教室墙上挂的石英钟连续工作近一年时间,迷你小风扇使用一节同样的干电池只能连续工作几小时。与石英钟相比,迷你小风扇( )
A. 消耗电能较多
B. 消耗电能较少
C. 实际功率较小
D. 实际功率较大
【答案】D
【详解】 AB.两者使用的是同样的一节干电池,干电池储存的电能相同,因此消耗的电能相同,故AB错误; CD.根据公式,消耗的电能相同,迷你小风扇的工作时间远短于石英钟,所以迷你小风扇的实际功率更大,故C错误,故D正确。故选D。
6.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)“安全教育平台”是一款网络教学平台,为中小学生提供一些安全用电常识。下列是网络教学平台中的一些案例,你认为正确的是( )
A. 若家庭电路起火,应迅速用水灭火
B. 把三脚插头改成两脚插头使用
C. 使用试电笔时,手要接触笔尖金属部分
D. 具有金属外壳的家用电器应使用三脚插头
【答案】D
【详解】A.生活用水是导体,电器起火不能立即用水灭火,会造成触电,故A错误;BD.有金属外壳的用电器的外壳一定要接地,避免金属外壳用电器漏电时发生触电事故,三孔插座中上插头是为了确保金属外壳接地,应使用三脚插头,且不能将三脚插头改成两脚插头使用,故B错误,D正确;C.使用试电笔辨别火线时,一定要用手接触笔尾的金属部分,但不能用手触及试电笔前端的金属笔尖,这样会造成人身触电事故,故C错误。故选D。
7.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)我市邮政系统采用无人快递车来进行快递的转运,大大节省了工人劳作的时间,现通过查找资料可知,主流量产型无人快递车采用72V的磷酸铁锂电池组,标称容量为200Ah,满载时的质量为500kg,日常工作功率限制在3kW,若行驶过程中,阻力为车重的0.1倍,则下列说法正确的是(不计能量损失)( )
①充电桩功率越大,为减少导线发热损耗,配套导线要越细
②电池充满电后存储电能为
③日常行驶里程可达103.68km
④日常工作时间最多可维持4h
A. 只有①②正确
B. 只有②④正确
C. 只有①③正确
D. 只有②③正确
【答案】D
【详解】① 充电桩功率越大,通过导线的电流越大,由可知,导线的电阻越小,发热功率越小,导线的发热损耗越少,因此为了减少导线的发热损耗,配套导线的电阻应小一些,导线要粗一些。故① 错误;② 电池充满电后存储电能为,故② 正确;③ 不计能量损失,若快递车满载,牵引力为由可得日常行驶里程可达,故③ 正确;④ 最长日常工作时间,故④ 错误。综上所述,只有② ③ 正确,故选D。
8.(2026·山东潍坊·考前预测)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 输电线进户后要依次安装电能表、总开关、保险装置
B. 家庭电路中电流过大,一定是用电器总功率过大造成的
C. 空气开关与漏电保护器切断电路的原因相同
D. 正确使用试电笔时,试电笔与人体之间绝缘
【答案】A
【详解】A.输电线进户后首先接到电能表上,后面依次是总开关、保险装置、插座等,故A正确;B.家庭电路中电流过大,可能是用电器的总功率过大,也可能是发生短路,故B错误;C.空气开关和漏电保护器在家庭电路中起的作用不同,空气开关是在电路中的电流过大时,自动切断电路;漏电保护器是火线和零线中的电流不相同时,自动切断电路,故C错误;D.正确使用试电笔检测电路时,人体安全的原因是试电笔内的大电阻起到了分压作用,加在人体两端的电压是安全电压,而不是试电笔与人体之间绝缘,故D错误。故选A。
9.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 用电器的金属外壳一定要接地
B. 对人体而言,安全电压一般是36V
C. 使用测电笔时,手不得接触笔尾金属电极
D. 控制电灯的开关,接在零线或火线上都可以
【答案】A
【详解】A.有金属外壳的用电器一定要接地线,避免金属外壳用电器漏电时发生触电事故,故A正确;B.人体的安全电压不高于36V,故B错误;C.使用测电笔时,应让手与笔尾的金属体接触,当氖管发光时,说明笔尖接触的是火线,故C错误;D.为了用电安全,控制电灯的开关应该接在火线上,故D错误。故选A。
10.(2026·山东烟台·学业水平)(多选)如图所示是简化后的部分家庭电路的接线图及家中电能表表盘,空气开关允许通过的最大电流为30A,下列说法正确的是( )
A. 该电路允许接入用电器总功率不应高于8800W
B. 根据安全用电的知识,电视机和电冰箱可以接在同一个接线板上
C. 若闭合开关,灯泡不亮,用试电笔测c点氖管发光,可能是进户线中性线断路
D. 若让标有“220V,1000W”的空调单独正常工作3min,电能表指示灯闪烁30次
【答案】CD
【详解】A.电路中空气开关允许最大电流是30A ,家庭电路电压为220V,电路允许的最大总功率为并非8800W,故A错误;B.从安全用电角度来看,电视机和电冰箱一般不建议接在同一个普通接线板上。 因为电视机和电冰箱都属于功率相对较大的用电器(尤其是电冰箱启动时电流较大),若接在同一个接线板上,可能会使接线板通过的总电流过大。而普通接线板的承载能力有限,电流过大时,接线板的导线会因发热过多,绝缘皮可能被烧坏,甚至引发短路、火灾等安全事故,不符合安全用电的原则。故B错误;C.若闭合开关,灯泡不亮,用试电笔测c点氖管发光,说明c点与火线连通。灯泡不亮,可能是进户线中性线断路,这样电流无法形成回路,灯泡不能发光,但c点通过灯泡与火线相连,试电笔接触c点会发光。故C正确;D.空调工作3min消耗的电能电能表指示灯闪烁次数为故D正确。故选CD。
11.(2026·山东菏泽一中·一模)如图装置中,为了探究电流通过导体时产生热量的多少与电流大小的关系,应使图中 两个电阻丝的阻值相等。如果实验过程中,电源电压保持不变,电阻丝短路,相同时间电流通过产生的热量会 。
【答案】① 、 ② 增大
【详解】[1]根据焦耳定律可知,电流通过导体产生的热量与电流大小、通电时间、电阻大小有关,探究电流通过导体产生的热量与电流大小关系,需控制电阻和通电时间相同,电流不同,与并联,所以应使图中、两个电阻丝的阻值相等,才能保证通过、的电流是不同的。[2]如果实验过程中,电源电压保持不变,电阻丝短路,则电路中只有,通过的电流变大,相同时间电流通过产生的热量会增大。
12.(2026·山东枣庄·一模)如图1所示,有居民将电线插座从窗口悬挂至室外,给电瓶车充电。这种“飞线”充电方式会使室外的电线与窗台、外墙摩擦从而导致绝缘皮破损。
(1)若人体不慎接触 (选填“相线”或“中性线”),会导致触电事故;电动车头部的大灯和尾部的刹车灯为安全行车提供了保障,设计时两灯应 (选填“串联”或“并联”)在电路中;
(2)如图2所示,是电动车的局部电路图,其中控制器是指电动车利用蓄电池工作的所有用电器。如果充电插口处短路,可能会造成 (选填“蓄电池”或“控制器”)损坏;
(3)有人骑行擅自改装的电动车违法飙车。请从物理学角度列举一条违法飙车存在的危害: 。(合理即可)
【答案】(1)① 相线 ② 并联 (2)蓄电池 (3)速度越大动能越大,发生碰撞时破坏力更强,易造成严重事故
【讲解】(1) [1]家庭电路中,相线(火线)带电,中性线(零线)不带电,人体不慎接触相线后,电流会通过人体形成通路,引发触电事故。[2]电动车的大灯和刹车灯需要独立工作、互不影响,因此设计为并联。
(2) 由电路图可知,充电插口直接并联在蓄电池两端,若充电插口短路,相当于蓄电池直接被短路,电路中电流过大,会直接烧坏蓄电池,短路后电流不经过控制器,因此控制器不会损坏。
(3) 违法飙车时车速过大,电动车动能随速度增大而增大,发生事故时破坏力更强;车速大刹车后制动距离长,不易停车,容易引发交通事故。
13.(2026·山东滨州·一模)2026年春晚“武BOT”机器人震撼全场。该机器人电池规格为“75V 15A·h”,其充满电后储存的电能是 J。在满电状态下,机器人的续航时间为3h,若不考虑能量损失,则该机器人的功率为 W。
【答案】① ② 375
【详解】[1]机器人电池规格为“75V 15A·h”,充满电后储存的电能是[2]机器人的续航时间为3h,若不考虑能量损失,则该机器人的功率为
14.(2026·山东聊城·一模)小华家中有很多用电器;
(1)电冰箱、空调、洗衣机、电风扇、电水壶、电脑,其中利用电流的热效应工作的是 。
(2)下列哪些操作可能会导致空气开关跳闸? (选填序号),除此之外导致空气开关跳闸的原因还有 。
A.开关中的两个线头相碰
B.插座中的两个线头相碰
C.插座接触不良
【答案】(1)
电水壶 (2)①
B ②
用电器的总功率过大
【讲解】(1) 电水壶工作时主要将电能转化为内能,利用电流的热效应;其余用电器主要将电能转化为机械能、光能等其他形式的能,不利用电流的热效应。
(2) [1]A. 开关中两个线头相碰仅使电路接通,用电器正常工作,不会造成电流过大,不会触发跳闸,故A不符合题意;B. 插座中两个线头相碰属于火线与零线直接接触,发生短路,电路电流会急剧增大,会导致空气开关跳闸,故B符合题意;C. 插座接触不良会使接触处电阻过大,局部发热,不会使电路整体电流过大,不会跳闸,故C不符合题意。故选 B。[2]空气开关跳闸的核心原因是电路电流过大,电流过大的原因分为短路和用电器总功率过大两类,题干中B选项对应短路原因,除此之外的原因是用电器的总功率过大。
15.(2026·山东滨州·一模)便携折叠式热水壶是一种结合便捷出行与家用烧水需求的新型小家电,其最大特点是在空置时可以压缩折叠,大幅节省收纳空间。
(1)烧水时,通过发热体的电流 (选填“大于”“等于”或“小于”)连接导线的电流;
(2)该热水壶铭牌上标有“220V 880W”,则电阻丝的阻值为 Ω;
(3)请在答题卡指定位置画出此热水壶所受重力的示意图。
【答案】(1)等于 (2)55 (3)
【讲解】(1) 烧水时,发热体与连接导线是串联在电路中的,因此通过发热体的电流等于连接导线的电流。
(2) 热水壶电热丝电阻
(3) 重力的作用点在物体重心,方向始终竖直向下,按照上述规则即可画出正确示意图:
16.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)图甲是小溪家中电饭锅的电路原理图,该电饭锅有加热和保温两挡,由温控开关S进行调节。已知与R为电热丝,现将电饭锅插在的电源上,使用加热挡工作时,电饭锅的功率为;使用保温挡工作时,电饭锅的功率为。()
(1)电热丝R的阻值为多少?
(2)如图乙所示,电能表上?处的电能表常数模糊不清,该同学把家中其它用电器断开,仅使用此电饭锅,调至加热挡烧水,电能表的转盘转了300转,则电能表上模糊的参数应该是多少?
(3)利用(2)中的电能给质量为、温度为25℃的水加热,水温升高到85℃,此加热过程中电饭锅的加热效率为多少?
【答案】(1)1051.6Ω (2)3000 (3)70%
【讲解】(1) 根据,电源电压不变时,电路中的总电阻越大,功率越小。由图甲可知,当S闭合时,R短路,只有R0接入电路,电路中的总电阻较小,功率较大,电饭锅为加热挡;当S断开时,R、R0串联,电路中的总电阻,总电阻较大,功率较小,电饭锅为保温挡。使用加热挡工作时,电饭锅的功率为,则R0的阻值使用保温挡工作时,电饭锅的功率为,则电路中的总电阻则R的阻值
(2) 电饭锅加热挡工作的时间则消耗的电能电能表上模糊的参数
(3) 水吸收的热量加热效率
17.(2026·山东聊城·一模)物理实验小组设计制作了一款可调温的煮茶器,如图是其简化电路图。、均为加热电阻,当开关接1时,煮茶器处于保温挡,保温功率为。当开关接2时,煮茶器处于可调温挡,可调温功率范围为。求:
(1)煮茶器保温状态时电路中的电流;
(2)实验室滑动变阻器的规格有“,”、“,”、“,”。计算说明此煮茶器应选用哪个规格的电阻器;
(3)煮茶器用最大功率将1kg茶水由加热至用时,求煮茶器的加热效率。
【答案】(1)1.25A (2) (3)63.6%
【讲解】(1) 当开关接1时,保温功率为275 W,则煮茶器保温状态时电路中的电流为
(2) 开关接2时,R1与R2串联,可调功率范围275W~1100W;根据可知,当电路中电阻越小,电功率越大,则当R1接入电阻为0时,电路功率最大,为1100W,此时只有R2接入电路,R2的阻值为当功率最小为275 W时,电路总电阻最大,总电阻为根据串联电路电阻规律,滑动变阻器的最大阻值为因此需要滑动变阻器最大阻值为132 Ω,故选用“132 Ω,10 A”规格的滑动变阻器。
(3) 茶水升高的温度为茶水吸收的热量为煮茶器消耗的电能为则加热效率为
18.(2026·山东邹城·学业水平)某电热水器可实现加热、保温两种功能,其工作原理图如图甲所示,包括工作电路和控制电路两部分。工作电路的电压为220 V,加热功率为1100 W。、为电热丝,的阻值为1166 Ω。控制电路中,为定值电阻,热敏电阻与温度t之间成反比例函数关系,其部分阻值与温度变化关系如图乙所示,防干烧熔断器电阻忽略不计。求:
(1)工作电路为加热状态时的电流大小是多少?
(2)保温功率的大小是多少?
(3)电热水器处于加热状态时,工作5 min可使1.1 kg的水温度升高50℃,该电热水器的加热效率是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【讲解】(1) 根据电功率公式,变形可得加热状态电流
(2) 加热状态时只有接入工作电路,根据电功率推导公式,可得的阻值保温状态时与串联,已知,因此电路总电阻再次根据,可得保温功率
(3) 水吸收的热量加热时间换算为电热水器消耗的总电能电热水器的加热效率
19.(2026·山东邹城·学业水平)(1)如图所示是东汉青铜器铜奔马,已知O为其重心,请画出铜奔马受到重力的示意图。
(2)请根据安全用电的原则,结合图示将开关、灯泡和插座连入电路,开关只控制灯泡。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 重力的作用点在物体重心,重力的方向始终竖直向下,过重心点,沿竖直向下方向画一条带箭头的线段,在箭头旁标注重力符号。
(2) 试电笔接触氖管发光说明该线是火线,因此图中从上到下三根导线依次为:零线、火线、地线;开关要接在火线和用电器之间,火线先接入开关,再从开关接灯泡的顶端金属点,灯泡的螺旋套接零线;三孔插座按照“左零右火上接地”的规则连接。
20.(2026·山东潍坊·考前预测)为防止饭菜变凉,某小组设计了一款加热餐台。通过加热下层容器中的水,为上层饭菜提供所需的热量。其加热器的简化电路如图所示,旋转开关S分别连通0、1、2触点,可实现加热器的断电、加热、保温等功能。、是定值电阻,,加热器使用的电源电压恒为,加热功率为。容器内水的质量为10 kg,比热容。求:
(1)的阻值;
(2)加热器保温功能工作1小时消耗的电能;
(3)加热功能工作20 min后使容器内的水温升高了,则加热器对水加热的效率;
(4)若通过燃烧天然气使容器内的水温升高,则需要的天然气体积至少为多少(天然气热值为);
【答案】(1) (2) (3) (4)
【讲解】(1) 当开关S连通1触点时,此时处于加热挡,为的简单电路,由功率公式可得,的阻值(2) 当开关S连通2触点时,此时处于保温挡,和串联,电路总电阻保温功率为保温功能工作1小时消耗的电能
(3) 水吸收的热量加热功能工作20 min消耗的电能加热器对水加热的效率
(4) 由热值公式得,天然气体积为
21.(2026·山东枣庄·一模)如图所示,是小明家新买的电热水壶简化电路图。其中为阻值相同的电热丝,闸刀开关S(两刀之间互相绝缘)分别与触点或相连可实现两挡的转换,其部分铭牌参数如表所示。
额定电压
220 V
高温挡功率
2000 W
低温挡功率
容量
2 L
(1)当电热水壶处于低温挡,闸刀开关应与 两个触点相连接;
(2)求低温挡的功率;
(3)假设在标准大气压下,用高温挡加热2 L初温为的水。请你通过计算帮助小明判断:“3分钟烧开水”的广告宣传是否属实。
【答案】(1)1、2 (2)500W (3)“3分钟烧开水”的广告宣传不属实。
【讲解】(1) 电源电压不变,根据公式,总电阻越大,功率越小,对应低温挡。当闸刀开关接1、2时,R1、R2串联;当闸刀开关接2、3时,与并联;所以当闸刀开关接1、2时,电路中的总电阻较大,功率较小,因此低温挡闸刀开关接1、2。
(2) 由题意得,由铭牌参数可知,高温挡功率。当闸刀接2、3时,两电阻并联,电路中的总电阻较小,所以功率较大,为高温挡。根据并联电路的电功率关系,R1、R2消耗的功率相等,等于总功率的一半,即则R1、R2的阻值当闸刀开关接1、2时,R1、R2串联,为低温挡,此时电路中的总电阻因此低温挡功率
(3) 由题意可知,水的体积水的质量标准大气压下水的沸点为,水烧开需要吸收的热量加热时间高温挡3min消耗的电能因为,即使不计热损失,3min的电能也无法提供水烧开需要的热量,因此广告宣传不属实。
22.(2026·山东淄博·一模)家里新安装了一台电热水器。下表是此电热水器主要参数(g=10N/kg)
安装方式
加热方式
容量
水温调节
加热功率
保温功率
电源电压
产品质量(未装水)
挂式
金圭特护加热棒
40L
(35-75)±5℃
400W
220V
20kg
(1)如图甲,为了增加坚固程度,常在热水器下加装一个铁三角架,要使铁架较为牢固、安全。应把热水器放在A处还是B处,O点为三角架的支点,请你在选择的热水器位置上画出它对三脚架压力的示意图(热水器未装水)和压力的力臂;
(2)如图乙是电热水器原理的简易示意图,通过开关S可以使热水器处于加热或保温状态。断开开关S时,热水器处于 (填“加热”或“保温”)状态;
(3)铭牌上加热功率模糊不清,已知求热水器中的阻值大小和加热挡电功率?
(4)从安全或节能的角度为家里的电热水器的使用提出一条合理建议。
【答案】(1) (2)保温 (3) (4)长时间不用电热水器时,断开电源
【讲解】(1) 根据杠杆平衡条件,热水器对支架的压力(阻力)大小不变,放在A处时阻力臂更小,支架需要的动力更小,更牢固安全。 作图要求:在A处接触面上画垂直支架向下的箭头,标注压力;从支点向的作用线作垂线,垂线段即为压力的力臂,据此作图。
(2) 断开开关后,与串联,电路总电阻更大;电源电压不变,根据,总电阻越大,功率越小,因此是保温状态。
(3) 已知保温功率,电源电压, 保温时两电阻串联,由得电路总电阻 串联电路总电阻等于各电阻之和,的阻值加热时开关闭合,被短路,只有接入电路,加热功率
(4) 合理建议示例:长时间不用电热水器时,断开电源(或洗澡时拔下电源插头、不要将水温设置过高、定期检查漏电保护装置,合理即可)
23.(2026·山东枣庄市第十五中学·一模)如图甲、乙所示,这是某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图,其中、均为阻值不变的电热丝,的阻值为。饮水机有加热挡和保温挡,正常工作时,保温挡的电功率为。
(1)求加热挡的电功率;
(2)求饮水机在保温挡正常工作时的电流;
(3)求电热丝的阻值;
(4)为节能减排,有关部门准备用如图丙所示的太阳能电池板为饮水机供电。已知晴天太阳能电池板一天能发电,要求所有太阳能电池板晴天一天的发电量能供饮水机使用2天。饮水机每天正常工作的加热时间为,保温时间为,则至少要安装多大面积的太阳能电池板?(计算结果保留整数)
【答案】(1)
1000W (2)
0.5A (3)
391.6Ω (4)
11m2
【分析】第1问:分析电路加热状态,根据求解加热挡的电功率;第2问:根据求解饮水机在保温挡正常工作时的电流;第3问:分析电路保温状态,根据求解保温挡总电阻,然后计算电热丝的阻值;第4问:根据计算饮水机每天所消耗的电能,进一步计算太阳能电池板晴天一天的发电量,从而得到需要安装太阳能电池板的最小面积。
(1) 当开关S闭合,断开时,两个电阻串联;开关S、同时闭合,电路中只有电阻工作,此时总电阻最小,根据可知,电功率最大,即为加热挡,因此饮水机加热挡的电功率为
(2) 已知饮水机保温挡的电功率为110W,根据可知,饮水机在保温挡正常工作时的电流为
(3) 当开关S闭合,断开时,电阻、串联工作,此时总电阻最大,根据可知,电功率最小,即为保温挡。根据可知,电路中的总电阻为所以电热丝的阻值为
(4) 由题意可知,饮水机每天所消耗的电能为则所有太阳能电池板晴天一天的发电量为所以需要安装太阳能电池板的面积至少为
24.(2026·山东滨州·一模)如图所示是一种电热水壶工作电路的示意图,其中电阻器R1、R2都是用来加热的,有加热和保温两个挡位,R1=44Ω,R2=836Ω,U=220V。求:
(1)加热挡工作时的功率;
(2)保温挡工作时,R1的功率;
(3)若加热体为1L的水,温度从20℃升高到100℃,需要6min,则该电热水壶的加热效率是多少?(,,保留一位小数)
【答案】(1) (2) (3)
【详解】
(1)由可知,当开关S接1时,电路中只有工作,电路总电阻较小,为加热挡;当开关S接2时。电阻串联,电路总电阻较大,为保温挡。则加热挡的电功率为
(2)电热水壶处于保温状态时,则电路中的电流为此时的电功率为
(3)1L水的质量为水吸收的热量电热水壶消耗的电能电热水壶的效率为。
25.(2026·山东菏泽一中·一模)实验小组为了测量额定电压为2.4V的小灯泡L正常发光时的电阻和额定功率,设计了如图甲所示的电路,已知电源电压恒定,滑动变阻器满足实验要求。
(1)连接好电路进行“试触”时,电压表指针偏向电压表“0”刻度线左侧没有刻度的位置,原因是
(2)排除故障后连接电路,按照正确操作进行实验,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时,电压表示数为2.2V,为使小灯泡L正常发光,他们应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表示数为2.4V。
(3)当小灯泡L正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡L正常发光时的电阻为 Ω,小灯泡L的额定功率为 W。
(4)经过多次实验,实验小组的同学了解到灯泡灯丝电阻的大小会随温度的升高而增大,为了减小测量电阻和额定功率时的误差,可以采取的措施是: 。
(5)实验结束后,实验小组的同学查阅资料了解到,实际使用电压表测量某段电路两端电压时,并不是没有电流通过电压表,只是通过电压表的电流很小,通常情况下忽略了。若考虑使用电压表时有电流通过电压表,按照上述方法测量小灯泡L正常发光时的电阻值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)电压表的正负接线柱接反了 (2)B (3)① 10 ② 0.576 (4)尽量缩短进行实验的时间 (5)偏小
【讲解】(1) 电压表指针偏向“0”刻度线左侧,电压表反偏,说明电压表的正负接线柱接反了
(2) 小灯泡的额定电压是2.4V,当前电压为2.2V,低于额定值。要使灯泡两端电压增大到2.4V,需要减小滑动变阻器两端的电压。根据串联电路分压规律,应减小滑动变阻器的阻值。观察图甲,滑动变阻器的接线柱接在A端,滑片P向B端移动时,接入电路的电阻减小。因此,应将滑片P向B端移动。
(3) [1]由图可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,指针指向0.24A。因此,灯泡额定电流,小灯泡正常发光时的电阻[2]小灯泡的额定功率为
(4) 灯丝电阻随温度升高而增大。在测量过程中,灯丝温度可能逐渐升高,则为了减少灯丝温度变化对电阻的影响,应尽量缩短进行实验的时间。
(5) 若考虑电压表有电流通过,由于电流的测量的是小灯泡和电压表的总电流,则电流的测量值大于小灯泡的实际电流,电压测量准确,由得出的灯泡正常发光时的电阻值偏小。
26.(2026·山东济宁·二模)如图甲的电路中,电源电压保持15V不变。小灯泡L的电流I随电压U的变化关系如图乙。小灯泡L的额定电压为6V。为标有“75;1A”的滑动变阻器。求:
(1)小灯泡的额定电功率;
(2)滑动变阻器的滑片在中点时,只闭合开关,求电流表的示数;
(3)若将滑动变阻器的滑片移至a端,只闭合开关S2、S3后,电流表的示数为0.5A,求定值电阻R1的阻值;
(4)只闭合开关S1,若灯泡两端电压不能超过6V,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~15V,为了保护电路的安全,求滑动变阻器R2的取值范围。
【答案】(1)
3W (2)
0.2A (3)
50Ω (4)
【讲解】(1) 小灯泡的额定电功率
(2) 只闭合时,只有滑动变阻器接入电路,且全部接入电路,根据欧姆定律可知,电路电流为
(3) 滑片移至端,只闭合、时,与并联,电流表测量干路电流。此时接入全部阻值,干路电流,通过的电流根据并联电路电流规律,通过的电流为则的阻值
(4) 只闭合时,小灯泡与串联,电流表测电路电流,电压表测两端电压。电路最大电流。此时滑动变阻器两端电压此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,最小阻值为电压表量程为,电源总电压为,因此两端电压最大不超过,不会超过电压表量程,滑动变阻器可接入自身最大阻值。因此滑动变阻器的取值范围为
27.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)如图甲是小明测量小灯泡额定功率的电路,电源电压恒为3V、电压表()、电流表()、额定电压为2.5V的待测小灯泡、导线若干、标有“20Ω 0.5A”字样的滑动变阻器。
(1)小刚发现在图甲电路有错误,请你只改动一根线,使电路连接无误(在改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线);
(2)将图甲中的电路连接无误并正确操作后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表和电流表均有较小的示数,接下来应该进行的操作是: 。
(3)实验过程中小明绘制了小灯泡的电流I随其两端电压U变化的关系图像,如图乙,则小灯泡的额定功率为 W,通过分析图像还发现当电压表的示数增大时,小灯泡的电阻将变 (选填“大”或“小”)。当灯泡两端的电压为额定电压的一半时,灯泡实际功率 (选填“>”“<”或“=”)。
(4)课后,小明想继续“探究电路中的电流与电阻关系”,他除利用以上实验器材外,还选用了5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻替换小灯泡,为顺利完成该实验,定值电阻两端的电压最小设定 V。
【答案】(1) (2)移动滑片观察灯泡是否发光 (3)① 0.625 ② 大 ③ > (4)1.8
【讲解】(1) 由图可知,电压表串联接入电路中,电流表并联接入电路中,应该将电压表改为并联,电流表改为串联。
(2) 闭合开关后,电流表、电压表均有较小示数,说明电路是通路,电阻过大电流太小,这是因为闭合开关前滑片调在了最大阻值处,因此下一步移动滑片观察灯泡是否发光即可。
(3) 灯泡的额定电压为2.5V,由乙图可知灯泡的额定电流为0.25A,额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W分析图像可知,当灯泡两端的电压增大时,灯泡的电压与电流的比值变大,即小灯泡的电阻将变大。灯丝电阻随温度升高而增大,当灯泡两端的电压为额定电压的一半时,灯丝温度变低,电阻变小,由公式P= & \frac{U^{2}}{R}可知实际功率P实>0.25P额。
(4) 当定值电阻的阻值为30Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大为20Ω时,定值电阻两端控制的电压最小,此时电路中的电流定值电阻两端的电压U小=I小R=0.06A×30Ω=1.8V
28.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)图甲是某电煮锅的工作电路图,有加热和保温两个挡位,电煮锅的加热功率为1100W,保温功率为220W,则电阻为 Ω。断开家中其它用电器,让该电煮锅单独工作,图乙所示的电能表10min内转了200圈,则该电煮锅的实际加热功率是 W。
【答案】① 55 ② 1000
【详解】[1]当开关S1闭合时,电阻R1、R2并联,当开关S1断开时,只有R1工作;根据并联电路的电阻可 知,并联电路的总电阻小于任一分电阻,由可知,当开关S1闭合时,电阻R1、R2并联, 此时电路的电阻最小,电功率最大,为加热挡;当开关S1断开时,只有R1工作,此时电路中的总电阻最大,电功率最小,为保温挡,加热时电煮锅的加热功率为1100W,保温功率为220W,由式子得代入数据得解得,R1=220Ω,R2=55Ω。[2]电能表10min内转了200圈,消耗的电能为该电煮锅的实际加热功率是
29.(2026·山东济宁·一模)在如图所示电路中,小灯泡R1标有“4V1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变.只闭合开关S2时,电压表的示数为2V;将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表A2示数为0.5A.求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R3的最大阻值;
(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围.
【答案】(1)6V(2)30Ω(3)0.225W~0.9W
【详解】(1)灯泡的电阻:R1==10Ω,只闭合开关S2时,灯泡R1与电阻R2串联,电压表测R1两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I==0.2A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:U=I(R1+R2)=0.2A×(10Ω+20Ω)=6V;
(2)将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,电阻R2与R3的最大阻值并联,电流表A2测干路电流,此时电路的总电阻:R==12Ω,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,,即,解得:R3=30Ω;
(3)只闭合开关S3时,灯泡R1与滑动变阻器R3串联,电流表A1测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,当电压表的示数R1′=3V时,灯泡两端的电压最大,其实际功率最大,P1大==0.9W,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,R1的功率最小,此时电路中的电流:I小==0.15A,则灯泡的最小功率:P1小=I小2R1=(0.15A)2×10Ω=0.225W,所以,小灯泡电功率的变化范围为0.225W~0.9W.答:(1)电源电压为6V;
(2)滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω;
(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围为0.225W~0.9W.
30.(2026·山东烟台·学业水平)如图所示电路,电源电压不变,为定值电阻,灯泡L标有“4V,1.6W”字样,其阻值随温度变化而变化,灯泡L正常发光时的电阻为 ;闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡L恰好正常发光,消耗的功率为;当滑片P移至最右端时,电流表示数变化了0.2A,电压表示数变化了3V。此时消耗的功率为,且,当滑片P移至最右端时,灯泡L的实际功率为 W;电源电压为 V。
【答案】① 10 ② 0.2 ③ 6
【分析】利用欧姆定律和电功率公式可得正常发光时灯泡的电阻;分析电路结构,根据欧姆定律得出电源电压表达式;根据可知定值电阻的功率表达式;明确滑片移动时电路总电阻的变化,判断电流和电压表示数的变化,根据得出此时灯泡的实际功率,根据欧姆定律得出电源电压表达式,根据可知此时滑动变阻器消耗的电功率表达式,联立得出答案。【详解】根据得出小灯的额定电流为根据欧姆定律可知正常发光时灯泡的电阻为闭合开关后,当滑片P移至最左端时,小灯泡恰好正常发光,变阻器连入电路的阻值为0,小灯与定值电阻串联,电压表测量定值电阻R1两端电压,此时小灯正常工作,则小灯两端电压为4V,灯丝中的电流为0.4A,设电源电压为U,则可得 ①此时定值电阻的功率为 当滑片P移最右端时,小灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联,电路总电阻变大了,电路中的电流减小了0.2A,变为电压表测量变阻器与定值电阻两端电压,二者串联电阻比定值电阻阻值大,故其两端电压比变阻器滑片在最左端时大。因此,电压表示数变化了3V,即电压表示数变大了3V,则小灯两端电压减小了3V,为则此时灯泡的实际功率为根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压 ②此时滑动变阻器消耗的电功率为 因,则所以 ③联立① ② ③ 解得。
试卷第1页,共3页
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WW
专题15
考点1电能与电功
1.【答案】①0.21
②0.0018
考点2电功率及其变化
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】①
0.4
②
1.2
5.【答案】(1)
b和c
(2)
1100W,442
(3)
10A
(4)
2 kg
6.【答案】(1)122
(2)1202
7.【答案】(1)
0.6A
(2)
12102
(3)
480s
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电功和电功率
(3)2.7W
1/8
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8.【答案】①36
②1:6
9.【答案】①低温
②22
③2750
10.【答案】①12
②不变
③11:3
11.【答案】(1)11002
(2)2.64×104J
(3)88W
考点3焦耳定律与电热
1.【答案】C
2.【答案】①减小
②减小
考点4家庭电路与安全用电
1.【答案】A
2.【答案】A
3.【答案】A
4.【答案】A
5.【答案】c
6.【答案】D
7.【答案】①
相线
②
保护线
8.【答案】(1)①甲
②甲图中两个插座分别由各自的断路器控制,
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乙图中一个断路器同时控
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制两个插座,若乙图线路或一台空调故障,则两台都无法工作。
③
(2)2.5(3)
(1)绝缘性能好(防止漏电):
(2)阻燃/耐高温(防止过热起火)。
(4)A
(2)已知每台空调工作时最大输入功率为3150W,家庭电路电压为220V,由P=UI得,
I=P=3150W≈14,32A查表可知:横截面积15mm的导线安全载流量为14A,小于14,32A,不安
-U220V
全:横截面积2.5m2的导线安全载流量为28A,大于14.32A,符合要求。因此至少选择2.5mm2的
铜芯导线。
(3)线管用于包裹导线,架设在墙体或地面,需要:
(1)绝缘:避免导线破损后与墙体接触导致漏电:
(2)阻燃:导线过载发热时,线管不易燃烧,防止火灾。
(④)规范压线方式要求:导线绝缘皮剥除长度适当,裸线头全部插入接线柱,不能有裸露部分在接线柱外:
线头应顺时针弯折,这样拧紧螺丝时导线会被拉紧,不易松脱;压线牢固,不压住绝缘皮(绝缘皮不能压
在接线柱内)。对照四幅图:A.绝缘皮刚好剥到接线柱边缘、线头顺时针弯折且全部插入,且顺时针旋
转螺丝,故A符合题意;B.线头逆时针弯折,弯折方向错误,故B不符合题意;C.线头未弯折,顺时
针旋转螺丝,故C不符合题意;D.线头未弯折,且逆时针旋转螺丝,故D不符合题意故选A。
9.【答案】①火线
②5.76×101
10.【答案】①三孔插座没有接地
②FG之间断路
火线
零线
11.【答案】
考点5电热效率综合计算
1.【答案】(1)4.2×105J
(2)400W
(3)
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o 220Vo
两段电热丝并联,长度分别为242cm和60.5cm,R1直接并联在电源两端,R2
与温控开关串联后并联在电源两端。
2.【答案】(1)24.22
(2)400W
(3)0.4度
(4)93.3%
3.【答案】(1)2202
(2)1100w
(3)80%
(4)可以接入该插排
正常工作。
4.【答案】(1)4.5X10J;77℃;200V
(2)电压变大
5.【答案】(1)6.72×10J
(2)燃气灶加热的时间大于电热水壶加热的时间,用电热水壶更
省时。
6.【答案】(1)8802;(2)87.5%
7.【答案】(1)10902;(2)1kW;(3)200℃
考点6测量小灯泡电功率
1.【答案】(1)①同种电荷相互排斥,B球受到A球对它的排斥力
②同种电荷间的距离越小,
相互间的排斥力越大
(2)①
②1(3)①
2.5②0.75
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模拟题精选
1.【答案】A
2.【答案】c
3.【答案】D
4.【答案】c
5.【答案】D
6.【答案】D
7.【答案】D
8.【答案】A
9.【答案】A
10.【答案】CD
11.【答案】①R1、R2
②增大
12.【答案】(1)①相线
②并联
(2)蓄电池
(3)速度越大动能越大,
发生碰撞时破坏力更强,易造成严重事故
13.【答案】①4.05×106
②375
14.【答案】(1)
电水壶
(2)①
B
②
用电器的总功率过大
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15.【答案】(1)等于
(2)55
(3)
G
16.【答案】(1)1051.62
(2)3000
(3)70%
17.【答案】(1)1.25A
(2)1322,10A
(3)63.6%
18.【答案】(1)
(2)
5A
(3)
40W
70%
19.【答案】(1)
(2)
氖管发光
灯泡开关
插座
20.【答案】(1)24.22
(2)0.4kWh
(3)87.5%
(4)0.06m3
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21.【答案】(1)1、2
(2)500W
(3)“3分钟烧开水”的广告宣传不属实。
B
2222200W
22.【答案】(1)
(2)保温
(3)
(4)长时间不用电热水器时,断开电源
23.【答案】(1)
1000W
(2)
0.5A
(3)
391.62
(4)
11m
24.【答案】(1)1100W
(2)2.75w
(3)84.8%
25.【答案】(1)电压表的正负接线柱接反了
(2)B
(3)①10
②
0.576
(4)尽量缩短进行实验的时间
(5)偏小
26.【答案】(1)
3W
(2)
0.2A
(3)
502
(4)
182≤R2≤752
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27.【答案】(1)
(2)移动滑片观
光
(3)①0.625②大
③>(4)1.8
28.【答案】①55
②1000
29.【答案】(1)6V(2)302(3)0.225W~0.9w
30.【答案】①10
②0.2
③6
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察灯泡是否发