第十三章 电功和电功率(专项训练)物理新教材北师大版九年级全一册
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内容正文:
第十三章 电功和电功率
常考题型·精准突破
考点一 电能和电功
题型1 电能与电功的关系(重)
题型2 电能表 (高频)
题型3 电能与电功的计算(重)
考点二 电功率
题型1 电功与电功率的区别与联系(高频)
题型2 额定功率与实际功率(重)
题型3 电功率的图像问题(高频)
题型4 电功率与欧姆定律的综合(重)
考点三 电流的热效应
题型1 电流的热效应(重)
题型2 影响电流热效应的因素探究(高频)
题型3 焦耳定律的应用(重)
题型4 电功率与焦耳定律的综合(档位问题)(重)
考点四 家庭电路
题型1 家庭电路的组成(重)
题型2 家庭电路故障问题(高频)
题型3 家庭电路的连线作图(重)
考点五 安全用电
题型1 安全用电原则(重)
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 电能和电功
◆题型1 电能与电功的关系
1.(2026•山西太原·期末)电能是现代社会生活的重要资源,每个人都应该有节约用电的意识。下列用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是( )
A.台灯 B.家用冰箱
C.家用空调 D.笔记本电脑
2.(2026•湖北仙桃·月考)关于电功,下列说法正确的是( )
A.电流通过电灯做功时,电能只转化为光能
B.电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少
C.电流做了多少功,就相当于有多少电能转化为其他形式的能
D.电功就是电能,两者只是名称不同而已
3.(2026•山东烟台·期末)电能是现代社会生活的重要资源,每个人都应该有节约用电的意识。下列用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是( )
A.台灯 B.智能手机
C.家用空调 D.笔记本电脑
4.关于电能和电功,下列说法正确的是( )
A.家用电器每消耗1度电,产生的热量就是3.6×106 J
B.用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功
C.电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程
D.通过导体的电流越大,电流做的功就越多
5.(2026•江苏泰州·期末)甲、乙为两段材料、长度均相同,但横截面积不同的电阻丝。将它们串联在电路中(如图所示),则通电一段时间后( )
A.甲导体两端的电压小
B.甲导体放出的热量多
C.乙导体消耗的电能多
D.乙导体电流做的功多
◆题型2 电能表
1.(2026•河南安阳·期末)小明家的电能表11月1日的读数如图甲,12月1日的读数如图乙,若电价为0.6元/度,则小明家11月份的应交电费是( )
A.33.95元 B.30.62元 C.33.30元 D.333.0元
2.(2026•福建福州·期末)小福家的电能表表盘如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.电能表的示数为45566kW•h
C.脉冲灯闪烁频率越快,说明消耗电量越多
D.消耗0.5kW•h电能,脉冲灯闪烁800次
3.(2026•四川广安·期末)小强上次查看家里的电能表显示为,本次查看时电能表示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.在这段时间内消耗的电能为792kW•h
C.小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W
D.只将一台标有“220V,1000W”的电热水器接入电路中,正常工作5min,电能表的指示灯闪烁300次
4.(2026•河南南阳·月考)如图所示是小新家中电能表上的信息,为保证电路安全,此电路中用电器的总功率不得超过 W。若小新只让家中2000W的热水器工作15min,消耗的电能为 J,此时电能表的示数变为 kW•h。
5.(2026•浙江杭州·期末)小明家在月初新安装的电能表初始示数为零,月末的示数如图所示,则他家在该月消耗的电能为 kW•h。用电高峰,小明为了测量家里用电器的实际电压,他只让一个电饭煲单独工作,发现1min电能表转盘转过50转(电饭煲铭牌标有“220V,1210W”字样,并且发热电阻阻值不变),则电饭煲的实际电压是 V。
◆题型3 电能与电功的计算
1.(2026•河南信阳·期末)阻值为4Ω的小灯泡同一个阻值为2Ω的定值电阻串联在6V的电源上,则通电1min后,电流通过小灯泡所做的功为( )
A.240J B.360J C.480J D.720J
2.(2026•天津南开区·期末)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
3.(2026•江苏徐州·期末)电能是现代社会生活的重要资源,每个人都应该有节约用电的意识。根据下表提供的用电器的额定功率数值估算,当它们都正常工作4小时所消耗的电能最接近1度电的是( )
电视机
80﹣100W
电脑
250W
电冰箱
50﹣150W
空调
1000﹣2000W
A.电视机 B.电脑 C.电冰箱 D.空调
4.(2026•山东济宁·期末)某智能手机的锂电池上标有“3.7V,4000mA•h”字样,用20W的充电器给手机充电,假设充电器的输入功率保持不变,充电效率为80%,则关于手机充电,以下说法正确的是( )
A.给电池充电的过程中电池相当于电源
B.它充满电后大约储存的电能为14800J
C.手机电池从零到充满电需要55.5min
D.给手机充电的过程中,化学能转化为电能
5.(2026•河南新乡·期末)如图甲所示为碳纤维电热膜,常作为地暖必备材料广泛应用于建筑领域。某跨学科实践小组利用图乙所示电路对其进行探究,将两条长方形电热膜贴在绝缘材料上。已知电热膜R1=2R2=60Ω,电源两端电压12V。下列说法正确的是( )
A.电热膜R1的电压为6V
B.R1与R2消耗的电能之比为1:2
C.电热膜R1的电流为0.4A
D.若电热膜R2磨损为图丙,且电流表示数为0.5A,则此时R2=120Ω
考点二 电功率
◆题型1 电功与电功率的区别
1.(2026•河南安阳·期末)关于电功、电功率,下列说法中正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电流做功越快,电功越大
C.用电器消耗电能越多,电功率越大
D.用电器消耗电能越多,电功越大
2.(2026•辽宁朝阳·期末)关于电功、电能、电热和电功率,下列说法中正确的是( )
A.对所有用电器来说,电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少
B.电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少
C.某用电器的电功率越大,它消耗的电能越多
D.电流产生热量相同的用电器,消耗的电能一定相同
3.(2026•广西南宁·期末)关于电功、电功率,下列说法中正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电流做功越快,电功越大
C.用电器消耗电能越多,电功率越大
D.用电器消耗电能越多,电功越大
4.(2026•江苏无锡·中考真题)如图是小明家厨房里使用的多插位接线板,标注有“220V 10A”的字样。若该接线板上已经插接了“220V 1300W”的电饭锅在煮饭,下列能够再插接使用的用电器是( )
A.“220V 400W”的电炖锅 B.“220V 1400W”的微波炉
C.“220V 1500W”的电烤箱 D.“220V 1600W”的电磁炉
5.(2026•江苏南京鼓楼区·期末)某电吹风正常工作4min,能使标有“1200imp/(kW•h)”字样的电能表脉冲指示灯闪烁96次,则该电吹风消耗的电能为 kW•h,电功率为 W,这些电能可供一只“220V 5W”的LED灯正常工作 h。“220V 5W”的LED灯与一只“220V 40W”的白炽灯正常发光时的亮度相当,若正常工作相同时间,LED灯与白炽灯相比可节能 %。
◆题型2 额定功率与实际功率
1.(2026•河南信阳·期末)一个标有“220V 100W”的电热器,当两端的实际电压为200V时,它的实际功率( )
A.大于100W B.等于100W
C.小于100W D.条件不足,无法判断
2.(2026•河南驻马店·期末)灯L1标有“220V、40W”字样,灯L2标有“220、25W”字样,将它们串联接在220V的电路中,比较两灯的亮度( )
A.L1灯较亮 B.L2灯较亮
C.两灯一样亮 D.无法判断
3.(2026•安徽安庆·期末)额定电压相同的两只小灯泡L1、L2串联在电路中,发现L1比L2亮;下列分析正确的是( )
A.L1的额定功率比L2的额定功率大
B.L1的实际功率比L2的实际功率小
C.L1的电阻比L2的电阻小
D.L1两端电压比L2两端电压大
4.(2026•江苏常州·期末)有两个家用白炽灯,甲灯上标有“220V 60W”,乙灯上标有“220V 40W”,以下说法正确的是( )
A.观察两灯,发现甲灯的灯丝比乙灯要更长
B.分别在家庭电路中正常工作,则甲灯消耗的电能比乙灯多
C.把两灯串联后接入家庭电路,则乙灯的亮度比甲灯大
D.把两灯串联后接入家庭电路,则两灯实际总功率100瓦
5.(2026•山东济南·中考真题)将“6V 12W”的灯泡L1和“3V 3W”的灯泡L2一起接入电路,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L1更亮
B.若两灯泡串联,则灯泡L2更亮
C.若两灯泡并联,则灯泡L1更亮
D.若两灯泡并联,则两灯泡一样亮
◆题型3 电功率的图像问题
1.(2026•四川绵阳·期末)在图甲所示电路中,电源电压不变,R0为定值电阻。闭合S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4.0V
B.定值电阻R0的阻值为20Ω
C.滑动变阻器的调节范围为0~30Ω
D.当滑片P位于b端时,R0的电功率最小
2.(2026•四川乐山·期末)如图甲所示电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“25Ω、1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,小灯泡上标有“4.5V、0.3A”字样,其I﹣U图象如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项不正确的是( )
A.电流表的最大示数是0.3A
B.电流表的最小示数是0.2A
C.电路的最大功率是1.8W
D.小灯泡的最小功率是0.75W
3.(2026•安徽池州·期末)如图是小灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像,下列说法正确的是( )
A.小灯泡L灯丝的电阻随温度的升高而减小
B.甲是定值电阻R的图像,其阻值为10Ω
C.若将小灯泡L和定值电阻R串联在3V的电路中,通过定值电阻R的电流为0.2A
D.若将小灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为2.5V的电路中,小灯泡L的实际电功率为1.25W
4.(2026•四川内江·期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。图乙是通过小灯泡L的电流I随小灯泡两端的电压U变化的图像。下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器滑片P向右移动,小灯泡变亮
B.小灯泡两端电压增大时,小灯泡电阻变小
C.滑动变阻器滑片P向左移动,电流表示数变小
D.小灯泡电压为2.5V时,小灯泡的功率为0.7W
5.(2025•佳木斯校级二模)将灯泡L和电阻R接入如图甲所示的电路,电源电压不变。图乙是灯泡L和电阻R的I﹣U图像。下列说法中正确的是( )
A.先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表示数变大,灯泡L变亮
B.当灯泡L的实际功率为1W时,电源电压为3V
C.当灯泡L的实际功率为1W时,电流表示数一定为0.5A
D.若将灯泡L和电阻R串联接在9V的电源两端,电路消耗的总功率为5.4W
◆题型4 电功率与欧姆定律的综合
1.(2026•湖南岳阳·期末)如图所示电路,电源电压为12V保持不变,小灯泡标有“4V 1.6W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,闭合开关,保证各元件不损坏,下列说法正确的是( )
A.通过调节滑片,可以实现小灯泡正常发光
B.小灯泡的最大功率是1.2W
C.滑动变阻器阻值变化范围为20~50Ω
D.电路的最大总功率是3.6W
2.(2026•江苏南京·期末)如图所示电路,电源电压恒为10V,R1=10Ω,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从右端移到左端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数变小
B.电压表V2的示数变小
C.当V1与V2的示数之比为5:4时,R1:R2=1:4
D.当V1与V2的示数之比为5:4时,电阻R2的电功率为1.6W
3.(2026•湖南岳阳·期末)如图所示电路,电源电压为12V保持不变,小灯泡标有“4V 1.6W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,闭合开关,保证各元件不损坏,下列说法正确的是( )
A.通过调节滑片,可以实现小灯泡正常发光 B.小灯泡的最大功率是1.2W
C.滑动变阻器阻值变化范围为20~50Ω D.电路的最大总功率是3.6W
4.(2026•江苏苏州·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为R2首先,只闭合开关S1,当滑片位于最右端时,电路消耗的总功率为P1,然后,断开开关S1,将两电表的位置互换,再同时闭合开关S1和S2,当滑片位于最右端时,电路消耗的总功率为P2,已知R1=2R2,则下列有关说法正确的是( )
A.两表位置互换前,向左移动滑片,电流表示数变小
B.两表位置互换后,移动滑片,在电路安全条件下,电压表与电流表示数比值保持不变
C.两表位置互换前后,电阻R1两端的电压之比最小为1:2
D.两表位置互换前后,电路消耗的总功率P1与P2之比为2:9
5.(2026•四川德阳·期末)如图所示,电源电压保持不变。当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,电流表A1的示数为I1,两电流表的差值为0.6A,此时电路的总功率是P1;当只闭合开关S2,滑动变阻器的滑片P在最右端时,电流表A2的示数为I2,再将滑片P滑至最左端,有一只电表的示数变为原来的;已知R3=10Ω,I1:I2=6:1。下列说法正确的是( )
A.R1的最大阻值为18Ω
B.电流表A2所选量程为0~0.6A
C.电源电压U=9V
D.电路总功率P1=10.8W
考点三 电流的热效应
◆题型1 电流的热效应
1.(2026•北京东城区·期末)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
2.(2026•吉林长春·中考真题)下列用电器中利用电流热效应工作的是( )
A.电炉 B.电脑 C.电梯 D.电铃
3.(2026•湖北孝感·期末)下列用电器利用电流热效应工作的是( )
A.电视机 B.电风扇 C.电烤箱 D.吸尘器
4.(2026•天津南开区·期末)将规格都是“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁,分别接入家庭电路中,通电时间相同。下列说法中( )
①电烙铁产生的热量最多
②电烙铁消耗的电能最多
③三个用电器产生的热量一样多
④三个用电器消耗的电能一样多
A.只有②③正确 B.只有①④正确
C.只有①②正确 D.只有③④正确
◆题型2 影响电流热效应的因素探究
1.(2026•河南郑州·期末)小汝所在的小组利用如图所示的装置探究焦耳定律实验,经检查容器的气密性良好,电路完好,下列说法正确的是( )
A.利用此装置可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B.U形管液面发生变化利用了液体的热胀冷缩
C.通电一段时间后左侧U形管液面高度差较大
D.实验中U形管属于连通器
2.(2026•湖北荆州·月考)如图甲、乙是探究电流产生热量跟哪些因素有关的实验装置。下列说法正确的是( )
A.实验中,容器内电阻丝产生的热量最终是通过密闭空气温度的变化来反映的
B.实验中,电阻丝内能的增大方式和容器中空气内能的增大方式是相同的
C.甲实验中,左、右容器内的电阻丝对调也能完成实验
D.乙实验中,右侧容器外的电阻换为10Ω,实验现象会更明显
3.(2026•甘肃兰州·中考真题)如图所示,两个规格相同的透明容器中密封着等量的空气。用该装置和秒表探究通电导体产生的热量与电流大小关系时,下列说法错误的是( )
A.用U形管中液面的高度差判断通电导体产生热量的多少
B.导体R2和R3阻值相同
C.以上器材不能探究通电导体产生的热量与通电时间的关系
D.通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差较小
4.(2026•四川广安·期末)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,下列说法正确的是( )
A.实验时U 形管中液面高度没有变化,一定是电路中某处断路
B.甲图实验装置是为了探究电热与电流大小的关系
C.乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比是4:1
D.甲、乙实验装置都不能探究电热跟通电时间的关系
◆题型3 焦耳定律的应用
1.(2026•山东济宁·期末)两个电热器的阻值之比为2:5,把它们并联起来接入电路中,相同时间内它们产生的热量之比是( )
A.5:2 B.2:5 C.4:25 D.25:4
2.(2026•广东广州·期末)物理课上,老师给同学们做了这样一个实验:取口香糖锡纸,剪成如图甲所示形状,其中ab、bc和cd段等长。戴好防护手套,将锡纸条两端连接电池正、负极,如图乙所示,发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列说法正确的是( )
A.最先着火的是ab段,因为这里的电流最大
B.通过ab、bc、cd段的电流均相等,但相同时间电流通过ab段产生的热量最多
C.电流通过ab、bc、cd段相同时间产生的热量相同
D.ab段横截面积最小,电阻最大,所以通过ab段的电流最小
3.(2026•湖南长沙·期末)如图所示,是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为5V,电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S,电热丝温度升高,3s内产生的热量为 J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以 (选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
4.(2026•江苏盐城·期末)电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,但连接电炉的导线却不怎么热。电路中,通过导线与电阻丝的电流 ,而导线电阻远 电阻丝电阻,使导线在相同时间内产生的热量很 。
5.(2026•重庆渝中区·期末)某款家用全自动中药电煎药壶加热挡的额定功率为400W,正常加热1min产生的热量是 J,加热电阻的阻值是 Ω。
◆题型4 电功率与焦耳定律的综合(档位问题)
1.(2026•湖北武汉江汉区·期末)如图是一款烤红薯机的简化电路图。它有高温、中温、保温三种不同的加热模式,其旋转功能可使红薯在烤制过程中均匀受热,照明灯可根据需求选择是否开启。如表是烤红薯机的部分参数,其中R2=2R1,滑动变阻器滑片始终位于R2的中点。下列说法不正确的是( )
额定电压
220V
照明灯功率
5W
电动机功率
25W
整机最大功率
2230W
A.开关S1闭合,开关S2接触触点“1”和“2”时,烤红薯机处于中温模式
B.加热电阻R1阻值为44Ω
C.烤红薯机工作时,通过开关S2的最大电流为10A
D.烤红薯机在保温模式工作1小时,至少会消耗0.58千瓦时的电能
2.(2026•江苏南京·期末)如图甲是有保温、加热功能的暖菜板,简化电路如图乙所示,其中M为风扇,R1和R2均为电热丝,R2=96.8Ω,旋转开关S2可以让暖菜板处于加热挡或保温挡。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清。暖菜板正常工作时,下列说法中错误的是( )
型号
805D
电路总功率
加热
2100W
电压
220V
保温
XX
用途
暖菜、温奶
风扇功率
100W
A.内置风扇的工作电流约为0.45A
B.R1的阻值为24.2Ω
C.加热状态下,R1,R2,电动机三者并联工作
D.保温状态下工作5min,电热丝产生的热量1.2×105J
3.(2026•四川成都·中考真题)科创小组的小维设计了一款具有“加热”和“保温”两个挡位的加热器,可通过旋钮开关实现功能切换。简化电路如图所示,电源电压为220V,R1=44Ω,R2=1056Ω。闭合开关S,当旋钮开关接1时,加热器处于 挡,在该挡位通电3min电流产生的热量是 J。
4.(2026•四川乐山·期末)小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器,其电路图如图所示,电源电压为220V,R1、R2是电热丝,开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝,R1=242Ω,另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω,R2该选取阻值为 Ω的电热丝。开关S接触“1”、“2”两个触点时,通电1min,电流产生的热量是 J。
5.(2026•广东广州·期末)“工夫茶”是潮汕地区的一种传统饮茶文化,如图甲是泡茶的电茶炉,图乙是其内部电路的简图,通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电源电压为220V,保温功率为44W,R1、R2均为加热电阻,忽略温度对电阻阻值的影响,R2的阻值为55Ω,求:
(1)处于保温状态下电路中的电流大小。
(2)电路处于加热状态时,电路中的电功率大小。
(3)电阻R1的阻值。
考点四 家庭电路
◆题型1 家庭电路的组成
1.(2026•湖北荆州·期末)如图所示的家用多孔插排,开关控制整个插排。用电器接入插座正常工作时( )
A.用电器与开关的连接方式是并联
B.用电器间的连接方式是并联
C.接入的用电器越多电路的总电压越大
D.接入的用电器越多电路的总电阻越大
2.(2026•江苏南通·期末)如图为部分家庭电路的示意图,下列说法正确的是( )
A.电能表是用来测量电功的仪表
B.空气开关能起到漏电保护作用
C.照明灯与它所在支路开关并联
D.三孔插座的中间插孔连接零线
3.(2026•四川绵阳·期末)某家庭电路图如图所示,下列说法中正确的是( )
A.a为空气开关,b为电能表
B.连接电路时可以将地线和零线互换
C.螺口灯的安装符合安全用电要求
D.插座的“两孔”和“三孔”是串联的
4.(2026•湖南长沙·期末)某家庭电路的连接如图所示,下列说法正确的是( )
A.a点所在的电源线是零线
B.空气开关只能安装在b点处
C.c点所在的导线与大地相连
D.L1和L2是串联的
◆题型2 家庭电路故障问题
1.(2026•安徽合肥·期末)如图家庭电路中,小明闭合开关后,发现电灯不亮,他用试电笔测试图中的a、b、c、d四,四点都发光,则可能发生的故障是( )
A.ab间断路 B.bc间断路
C.cd间断路 D.进户零线断路
2.(2026•四川成都·月考)如图所示为一条刚装好的民用照明电路,在未装保险丝之前,先将规格为“220V,40W”的白炽灯L0接在火线上要装保险丝的两个接线柱上,当只闭合S1时,L0和L1都呈暗红色;只闭合S2时,L0不亮;当只闭合S3时,L0正常发光。下列判断正确的是( )
A.L0暗红色时消耗的功率为40W B.L1所在支路短路
C.L2所在支路短路 D.L3所在支路短路
3.(2026•山东营口·期末)如图所示的电路,闭合开关S灯泡不发光。将试电笔插入插座左孔时氖管不发光,插入右孔时氖管发光。若电路中只有一处故障,则造成这种现象的原因可能是( )
A.a点左侧零线断路 B.ab间断路
C.灯泡断路 D.灯泡短路
4.(2026•湖北鄂州·期末)如图所示某照明电路,开始时各部分工作正常,突然正在烧水的电热水壶停止工作,灯泡却能正常发光。把测电笔插入插座的左、右孔,氖管均能发光,则发生故障的可能原因是( )
A.插座的中性线和相线接反了
B.B、C两点之间的插座发生了短路
C.A、B之间的中性线断路
D.插座用导线接地了
5.(2026•湖南益阳·期末)如图所示的家庭照明电路,闭合开关S1、S2后,灯泡L1不亮,L2亮,下列分析正确的是( )
A.一定是灯泡L1短路
B.一定是灯泡L1断路
C.若用测电笔检测A、B点都能发光可能是B点和零线之间断路
D.若用测电笔检测A、B点都能发光可能是B点和零线之间短路
◆题型3 家庭电路的连线作图
1.(2026•山东泰安·期末)小明设计的开关控制两孔插座的电路如图所示,其中符合安全用电要求的是( )
A. B.
C. D.
2.(2026•山西太原·期末)在实践活动中,某同学为家用插线板设计了以下四种电路图,其中最合理的是( )
A. B.
C. D.
3.(2026•江苏南通·中考真题)如图所示,将开关和电灯按用电规范接入家庭电路中。
4.(2026•陕西西安·期末)学习了家庭电路的组成及各部分作用,你来动手设计一个电路,将图中各元件正确的接到家庭电路中(注:其中开关只控制电灯,三孔插座带保险盒。)
考点五 安全用电
◆题型1 安全用电原则
1.(2026•山东东营·期末)以下做法中,符合安全用电原则的是( )
A.用湿布擦拭正在发光的台灯
B.洗衣机的金属外壳应接地
C.控制电灯的开关接在零线上
D.用电器着火时,先用水把火浇灭,再切断电源
2.(2026•贵州·中考真题)遵循安全用电原则,方可减少用电事故。以下符合安全用电原则的是( )
A.湿手触碰开关 B.超负荷使用同一插座
C.高压线下钓鱼 D.用电器金属外壳接地
3.(2026•黑龙江绥化·中考真题)不规范用电会带来很大危害,甚至会危及生命。图中符合安全用电原则的是( )
A.多个大功率用电器同时使用 B.无防护措施接触高压带电体
C.古建筑上加装防雷装置 D.拽着插头后面的电线拔插头
4.(2026•云南·中考真题)下列做法中,符合安全用电原则的是( )
A.在输电线上晾晒衣服
B.不靠近高压带电体
C.使用绝缘皮破损的电线
D.多个大功率用电器共用一个插线板
5.(2026•四川自贡·中考真题)下列行为符合安全用电要求的是( )
A.在高压线下放风筝
B.发现电器失火时用水浇灭
C.发现有人触电时迅速切断电源
D.从家中私自拉线给电动车充电
综合攻坚·知能拔高
1.(2026•山西大同·期末)近几年,国产品牌手机快充技术发展迅速,手机充电功率已经达到120W,远远领先国外同类型品牌。如图所示一块手机用的锂电池,工作时电池电压约4V,容量为4000mA•h。关于此电池下列说法不正确的是( )
A.电池放电时电能转化为化学能
B.此电池充满电大约储存了57600J的电能
C.给电池充电时,这块电池相当于电路中的用电器
D.若采用120W的超快闪充充电器给这块电池充电,理论上充满电大约需要8分钟
2.(2026•江西抚州·期末)了解生活才能学好物理,学好物理才能更好地服务生活。下列数据中最接近生活实际的是( )
A.教室里正在工作的空调通过的电流约为5A
B.洗衣机的额定功率为2000W
C.台式电脑正常工作1小时,消耗3kW•h的电能
D.一般情况下,对人体来说安全电压应不高于3.6V
3.(2026•山西·中考真题)电是人们的好帮手,但违规操作会造成很大危害,甚至威胁生命。下列做法符合安全用电原则的是( )
A.在电线上晾晒衣服
B.绝缘皮破损的电线可以安全使用
C.用湿的手去拔电源
D.在规定区域内给电动自行车充电
4.(2026•山东济宁·期末)某智能手机的锂电池上标有“3.7V,4000mA•h”字样,用20W的充电器给手机充电,假设充电器的输入功率保持不变,充电效率为80%,则关于手机充电,以下说法正确的是( )
A.给电池充电的过程中电池相当于电源
B.它充满电后大约储存的电能为14800J
C.手机电池从零到充满电需要55.5min
D.给手机充电的过程中,化学能转化为电能
5.(2026•山东威海·期末)如图为一个家庭电路示意图,下列说法正确的是( )
A.导线a是中性线
B.电能表是测量电路消耗电能的仪表
C.正确使用测电笔插入三孔插座的某一孔,氖管不亮,该孔一定接保护线
D.若闭合开关S后灯不亮,用测电笔检测灯座的两个接线柱,氖管均发光,则故障一定是灯泡短路
6.如图所示的是“220V,15W”的LED灯和“220V,15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时,下列说法正确的是( )
A.灯两端的实际电压:LED灯低于白炽灯
B.相同时间产生的内能:LED灯多于白炽灯
C.相同时间消耗的电能:LED灯少于白炽灯
D.电能转化为光能的效率:LED灯高于白炽灯
7.(2026•陕西榆林·期末)如图,将标有“6V,3W”字样的灯L1和标有“6V,6W”字样的灯L2串联在电压恒为9V的电路中。假设灯丝的电阻不变,闭合开关,下列说法正确的是( )
A.灯L1的电阻小于灯L2的电阻
B.两灯均不能正常发光
C.灯L2发光更亮
D.灯L2的实际功率为1.5W
8.(2026•山东烟台·期末)充电宝自身充电时输入功率、对外供电时输出功率一般不同,某品牌充电宝的铭牌如图所示,该充电宝( )
型号:超快充充电宝**
电池种类:可充电锂离子电池
额定能量:50Wh
额定输入:9V﹣2A
额定输出:5V﹣3A(type﹣c口)
9V﹣2.22A(lightning口)
A.充满电后,一定能连续使用50h
B.该充电宝的额定输出功率是50W
C.电量剩余28%时,需要2h才能充满电
D.type﹣c口的供电功率大于lightning口
9.(2026•陕西西安·期末)标有“6V,3W”和“6V,6W”的灯L1和L2,假设两灯灯丝电阻不变,若将它们串联在某电源上,在保证电路安全的条件下,使其中一个灯泡正常发光,下列说法正确的是( )
A.电源电压为12V B.电路消耗的总功率为4.5W
C.灯L2和L1的发光亮度相同 D.灯L1两端的电压比灯L2两端的电压小
10.(2026•黑龙江哈尔滨·期末)将标有“220V,15W”的LED灯和“220V,15W”的白炽灯分别接入220V的家庭电路中,发现LED灯的亮度远高于白炽灯的亮度,则( )
A.通过LED灯的电流大于通过白炽灯的电流
B.LED灯的实际功率大于白炽灯的实际功率
C.LED灯消耗的电能大于白炽灯消耗的电能
D.LED灯比白炽灯把电能转化为光能的效率更高
11.(2026•江西南昌·期末)图甲、乙中,相同容器中装有相同质量的水,用不同电加热器在相同电压下工作,忽略散热,得到图丙所示水温与加热时间的图像,关于甲、乙图中容器下列说法正确的是( )
A.加热相同时间,水吸收的热量之比为1:1
B.吸收相同热量,水的末温之比为3:2
C.升高相同温度,水吸热之比为2:3
D.加热器的电阻之比为2:3
12.(2026•湖北荆州·月考)新能源电动汽车头灯(LED)上标有“12V 60W”,与标有“220V 60W”的家用白炽灯相比,都正常工作时,下列说法正确的是( )
A.白炽灯电流大 B.汽车头灯电阻大
C.白炽灯产生的热量多 D.消耗电能一样快
13.如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器Rx标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片P,则( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω~20Ω
B.电流表示数的变化范围是0.18A~0.5A
C.电压表示数的变化范围是1.5V~3V
D.电路总功率的变化范围是1.35W~2.25W
14.(2026•山洪枣庄·期末)如图甲所示电路,电源电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2铭牌上标有“120Ω 0.8A”的字样,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器滑片,经测量分析,得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。则下列说法正确的是( )
A.电源电压为16V
B.R1的阻值为25Ω
C.电路总功率的变化范围为2.7W~10.8W
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~110Ω
15.如图﹣1所示,电源电压为12V恒定不变,闭合开关S,在保证电路安全的前提下,调节滑动变阻器的滑片,从最大值滑至a点时,小灯泡恰好正常发光,移动滑片过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图﹣2所示。下列说法错误的是( )
A.定值电阻R的阻值为10Ω
B.小灯泡额定功率为1.8W
C.滑片滑至a点时,通电10s,定值电阻R产生的热量为9J
D.滑片滑至最左端时,滑动变阻器与小灯泡的功率之比P1:P2=1:1
16.(2026•广东肇东市·期末)如图所示,小欣同学家电能表4月底的示数是 kW•h;若关闭家中其他用电器,只有电热水壶工作,电能表的指示灯闪烁300次时,刚好将1.2kg水从20℃加热到80℃,则电热水壶的加热效率为 %。[]
17.(2026•天津南开区·期末)如图所示的电路,电源电压恒为3V,a、b是粗细均匀电阻丝的两端点,c是电阻丝的中点。只闭合开关S1,电流表示数为1A,该电路通电1min消耗的电能为 J;闭合开关S1和S2,电流表示数为 A。
18.某国产三折叠手机的电池工作电压为3.7V,电池容量为5600mAh,充满电可以储存的电能为 ,使用充电器充电,充电电压为10V,充电电流为2.8A,充满电需 min。
19.已知某型号电热水壶的额定电压为220V,加热电阻为48.4Ω,接入家庭电路中正常工作。将质量为2kg、初温为15℃的水加热200s,加热效率为84%,电热水壶产生的热量为 J,水上升的温度为 ℃。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
20.(2026•广东广州·期末)如图所示实验,实验前已调好器材,实验过程中通过电阻R1、R2的电流 (选填“相等”或“不相等”);观察U形管内液面高度差可知 (选填“R1”或“R2”)产生的热量较多;要使液面高度差变化更快,可将滑动变阻器的滑片P向 滑动。
21.小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器,其电路图如图所示,电源电压为220V,R1、R2是电热丝,开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝,R1=242Ω,另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω,R2该选取阻值为 Ω的电热丝。开关S接触“1”、“2”两个触点时,通电1min,电流产生的热量是 J。
22.(2026•河南焦作·期末)图甲是标有“8V 4.8W”的小灯泡L的I﹣U图像。将小灯泡L接入图乙所示的电路中,只闭合开关S时小灯泡正常发光,则电源电压为 V,再闭合开关S1,电流表示数为1.6A,则定值电阻R的阻值为 Ω。若将小灯泡L与定值电阻R串联接在该电源两端,测得小灯泡L和定值电阻R两端的电压相等,则1min内电路消耗的总电能为 J。
23.具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。如图是简化后的后视镜加热电路,四个发热电阻的阻值均为100Ω,当开关旋至“1”挡时,电路中的电流为0.5A。(忽略温度对电阻阻值的影响)求:
(1)电源电压;
(2)后视镜处于除露功能的电功率;
(3)后视镜玻璃的质量约为400g,玻璃的比热容为0.75×103J/(kg•℃),当开启化霜功能时,加热效率为50%,为使后视镜玻璃温度升高10℃,需加热多长时间?
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第十三章 电功和电功率
常考题型·精准突破
考点一 电能和电功
◆题型1 电能与电功的关系
1.C 2.C 3.C 4.B 5.B
◆题型2 电能表
1.C 2.D 3.D 4.4400;1.8×106;6861.1 5. 369.5;200
◆题型3 电能与电功的计算
1.A 2.C 3.B 4.C 5.B
考点二 电功率
◆题型1 电功与电功率的区别
1.D 2.A 3.D 4.A
5.0.08;1200;16;87.5
◆题型2 额定功率与实际功率
1.C 2.B 3.D 4.C 5.D
◆题型3 电功率的图像问题
1.D 2.B 3.D 4.D 5.D
◆题型4 电功率与欧姆定律的综合
1.D 2.D 3.D 4.D 5.D
考点三 电流的热效应
◆题型1 电流的热效应
1.A 2.A 3.C 4.B
◆题型2 影响电流热效应的因素探究
1.C 2.C 3.C 4.C
◆题型3 焦耳定律的应用
1.A 2.B
3.75;增大
4.相同;小于;小
5.24000;121。
◆题型4 电功率与焦耳定律的综合(档位问题)
1.D 2.C
3.保温;7.92×103。
4.121;1.2×104。
5.【解析】(1)根据P=UI可知处于保温状态下电路中的电流大小I0.2A;
(2)当旋钮开关切换到1时,两电阻串联,此时电路中电阻大,根据P可知消耗的功率小,为保温状态;
在开关S闭合的条件下,当旋钮开关接到2时,此时R2单独工作,电路中电阻小,根据P可知消耗的功率大,为加热状态;
电路处于加热状态时,电路中的电功率大小P加880W;
(3)保温状态下,根据欧姆定律可知总电阻R1100Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R1的阻值为R1=R总﹣R2=1100Ω﹣55Ω=1045Ω。
考点四 家庭电路
◆题型1 家庭电路的组成
1.B 2.A 3.C 4.C
◆题型2 家庭电路故障问题
1.D 2.D 3.C 4.C 5.C
◆题型3 家庭电路的连线作图
1.A 2.B
3.
4.
考点五 安全用电
◆题型1 安全用电原则
1.B 2.D 3.C 4.B 5.C
综合攻坚·知能拔高
1.A
2.A
3.D
4.C
5.B
6.D
7.D
8.C
9.D
10.D
11.D
12.D
13.D
14.C
15.D
16.2024.6;84
17.180;2。
18.74592J;44.4。
19.2×105;20
20.相等;R2;右
21.121;1.2×104。
22.8;8;240。
23.【解析】(1)当开关旋至“1”挡时,R3、R4串联,
根据串联电路的电阻特点可知,串联的总电阻:R=R3+R4=100Ω+100Ω=200Ω,
由I可知,电源电压:U=IR=0.5A×200Ω=100V;
(2)当开关旋至“2”挡时,只有R3工作,当开关旋至“3”挡时,R1、R2并联;
根据串并联电路的电阻特点可知,串联电路的总电阻大于任一分电阻,并联电路的总电阻小于任一分电阻,
则当开关旋至“1”挡时,R3、R4串联,电路中的总电阻最大,P可知,此时的电功率最小,后视镜处于防雾功能;
当开关旋至“3”挡时,R1、R2并联,电路中的电阻最小,电功率最大,后视镜处于除霜功能;
当开关旋至“2”挡时,只有R3工作,后视镜处于除露功能;
后视镜处于除露功能是的电功率:P除露100W;
(3)当开启化霜功能时,后视镜的电功率:P化霜200W;
玻璃吸收的热量:Q吸=cmΔt=0.75×103J/(kg•℃)×400×10﹣3kg×10℃=3000J,
根据η可知,后视镜消耗的电能:W6000J,
由P可知,需要加热的时间:t30s。
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第十三章 电功和电功率
常考题型·精准突破
考点一 电能和电功
题型1 电能与电功的关系(重)
题型2 电能表 (高频)
题型3 电能与电功的计算(重)
考点二 电功率
题型1 电功与电功率的区别与联系(高频)
题型2 额定功率与实际功率(重)
题型3 电功率的图像问题(高频)
题型4 电功率与欧姆定律的综合(重)
考点三 电流的热效应
题型1 电流的热效应(重)
题型2 影响电流热效应的因素探究(高频)
题型3 焦耳定律的应用(重)
题型4 电功率与焦耳定律的综合(档位问题)(重)
考点四 家庭电路
题型1 家庭电路的组成(重)
题型2 家庭电路故障问题(高频)
题型3 家庭电路的连线作图(重)
考点五 安全用电
题型1 安全用电原则(重)
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 电能和电功
◆题型1 电能与电功的关系
1.(2026•山西太原·期末)电能是现代社会生活的重要资源,每个人都应该有节约用电的意识。下列用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是( )
A.台灯 B.家用冰箱
C.家用空调 D.笔记本电脑
【答案】C
【解析】用电器正常工作1小时所消耗的电能接近1度电,功率P1kW;
A、台灯的功率大约20W左右,故A不符合题意;
B、家用冰箱的功率200W左右,故B不符合题意;
C、家用空调的电功率大约1kW,故C符合题意;
D、笔记本电脑的功率100W左右,故D不符合题意。故选:C。
2.(2026•湖北仙桃·月考)关于电功,下列说法正确的是( )
A.电流通过电灯做功时,电能只转化为光能
B.电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少
C.电流做了多少功,就相当于有多少电能转化为其他形式的能
D.电功就是电能,两者只是名称不同而已
【答案】C
【解析】A、电流通过电灯做功时,电能转化为内能和光能,故A错误;
BC、电流通过用电器做功时电能转化为其它形式的能,电流做功的多少等于电能转化为其它形式能的多少,电流做了多少功就相当于由多少电能转化为其它形式的能,故B错误、C正确;
D、电功是电流做功的过程;电能是能量的一种状态;所以电功不是电能,故D错误。故选:C。
3.(2026•山东烟台·期末)电能是现代社会生活的重要资源,每个人都应该有节约用电的意识。下列用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是( )
A.台灯 B.智能手机
C.家用空调 D.笔记本电脑
【答案】C
【解析】用电器正常工作1小时所消耗的电能接近1度电,功率P1kW;
A、台灯的功率大约20W左右,故A不符合题意;
B、智能手机的功率只有几瓦,故B不符合题意;
C、家用空调的电功率大约1kW,故C符合题意;
D、笔记本电脑的功率100W左右,故D不符合题意。故选:C。
4.关于电能和电功,下列说法正确的是( )
A.家用电器每消耗1度电,产生的热量就是3.6×106 J
B.用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功
C.电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程
D.通过导体的电流越大,电流做的功就越多
【答案】B
【解析】A、用电器消耗1度电即3.6×106J,若是纯电阻电路,产生的热量等于3.6×106J,若是非纯电阻电路产生的热量小于3.6×106J,故A错误;
B、电流做功的过程就是消耗电能的过程,所以用电器消耗的电能等于电流通过用电器所做的功,故B正确;
C、电流做功的过程实质就是电能转化为其他形式能的过程,故C错误;
D、根据W=UIt知,在电压和通电时间一定时,通过导体的电流越大,电流做的功就越多,故D错误。
故选:B。
5.(2026•江苏泰州·期末)甲、乙为两段材料、长度均相同,但横截面积不同的电阻丝。将它们串联在电路中(如图所示),则通电一段时间后( )
A.甲导体两端的电压小 B.甲导体放出的热量多
C.乙导体消耗的电能多 D.乙导体电流做的功多
【答案】B
【解析】A.材料、长度均相同,但横截面积不同的电阻丝的甲、乙,由题意可知,甲电阻大于乙的电阻;根据欧姆定律可知,在电流I相同的情况下,且R甲>R乙,所以U甲>U乙,故A不符合题意;
B.根据焦耳定律Q=I2Rt,在电流I和时间t相同的情况下,且R甲>R乙,所以Q甲>Q乙,故B符合题意;
CD.电流做的功等于消耗的电能,即W=I2Rt,在电流I和时间t相同的情况下,且R甲>R乙,W甲>W乙,故CD都不符合题意。故选:B。
◆题型2 电能表
1.(2026•河南安阳·期末)小明家的电能表11月1日的读数如图甲,12月1日的读数如图乙,若电价为0.6元/度,则小明家11月份的应交电费是( )
A.33.95元 B.30.62元 C.33.30元 D.333.0元
【答案】C
【解析】由图示可知:11月1日的电能表读数是612.4kW•h,12月1日的电能表读数是667.9kW•h;
这个月消耗的电能:W=667.9kW•h﹣612.4kW•h=55.5kW•h;
需要交纳的电费为0.6元/kW•h×55.5kW•h=33.30元。故选:C。
2.(2026•福建福州·期末)小福家的电能表表盘如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.电能表的示数为45566kW•h
C.脉冲灯闪烁频率越快,说明消耗电量越多
D.消耗0.5kW•h电能,脉冲灯闪烁800次
【答案】D
【解析】A、电能表是测量消耗电功的仪表,不是电功率,故A错误;
B、电能表的最后一位数是小数,单位是kW•h,图示电能表的示数为4556.6kW•h,故B错误;
C、电能表脉冲灯闪烁的快慢反映了做功的快慢,不是消耗电量的多少,故C错误;
D、1600imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的脉冲灯闪烁1600次,消耗0.5kW•h电能,脉冲灯闪烁的次数为800,故D正确。故选:D。
3.(2026•四川广安·期末)小强上次查看家里的电能表显示为,本次查看时电能表示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.在这段时间内消耗的电能为792kW•h
C.小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W
D.只将一台标有“220V,1000W”的电热水器接入电路中,正常工作5min,电能表的指示灯闪烁300次
【答案】D
【解析】A、电能表是测量电功的仪表,不是电功率,故A错误;
B、电能表前、后的示数为8553.2kW•h、8632.4kW•h,这段时间内消耗的电能为:8632.4kW•h﹣8553.2kW•h=79.2kW•h,故B错误;
C、由图知,电能表的工作电压是220V,电能表平时工作允许通过的最大电流为20A,小强家同时使用的用电器最大总功率:P最大=UI最大=220V×20A=4400W,故C错误;D、电热水器正常工作时的电功率P=P额=1000W=1kW,单独正常工作5min消耗的电能:W=Pt=1kWhkW•h,
3600imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3600次,
这段时间内电能表指示灯闪烁的次数:n=3600imp/(kW•h)kW•h=300imp(次),故D正确。
故选:D。
4.(2026•河南南阳·月考)如图所示是小新家中电能表上的信息,为保证电路安全,此电路中用电器的总功率不得超过 W。若小新只让家中2000W的热水器工作15min,消耗的电能为 J,此时电能表的示数变为 kW•h。
【答案】4400;1.8×106;6861.1。
【解析】(1)根据P=UI结合图中参数可得此电路中用电器的最大总功率为:
P最大=UI=220V×20A=4400W;
(2)热水器消耗的电能为:W=Pt=2000W×15×60s=1.8×106J;
(3)由图可知,初始电能表示数为6860.6kW•h,热水器消耗的电能为W=1.8×106J=0.5kW•h,因此最终电能表的示数为:6860.6kW•h+0.5kW•h=6861.1kW•h。
5.(2026•浙江杭州·期末)小明家在月初新安装的电能表初始示数为零,月末的示数如图所示,则他家在该月消耗的电能为 kW•h。用电高峰,小明为了测量家里用电器的实际电压,他只让一个电饭煲单独工作,发现1min电能表转盘转过50转(电饭煲铭牌标有“220V,1210W”字样,并且发热电阻阻值不变),则电饭煲的实际电压是 V。
【答案】369.5;200。
【解析】(1)电能表初始示数为零,月末的示数如图所示,该月消耗的电能为369.5kW•h。
(2)电饭煲铭牌标有“220V,1210W”字样,并且发热电阻阻值不变,则电阻为R40Ω。
1min电能表转盘转过50转,则消耗的电能WkW•h=6×104J。
电饭煲的实际功率P1×103W。实际电压U′200V。
◆题型3 电能与电功的计算
1.(2026•河南信阳·期末)阻值为4Ω的小灯泡同一个阻值为2Ω的定值电阻串联在6V的电源上,则通电1min后,电流通过小灯泡所做的功为( )
A.240J B.360J C.480J D.720J
【答案】A
【解析】由题意可知,灯泡L与定值电阻R串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
电路中的电流:I1A,
通电1min后电流通过小灯泡所做的功:W=ULIt=I2RLt=(1A)2×4Ω×60s=240J。故选:A。
2.(2026•天津南开区·期末)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不正确;
B.10000mA=10000×10﹣3A=10A,故B不正确;
C.该充电宝的额定能量W=UIt=U×Q=3.7V×10A•h=37W•h,故C正确;
D.民航局规定严禁携带超过160W•h的充电宝,该充电宝额定能量37W•h小于160W•h,可以搭乘飞机,故D不正确;故选:C。
3.(2026•江苏徐州·期末)电能是现代社会生活的重要资源,每个人都应该有节约用电的意识。根据下表提供的用电器的额定功率数值估算,当它们都正常工作4小时所消耗的电能最接近1度电的是( )
电视机
80﹣100W
电脑
250W
电冰箱
50﹣150W
空调
1000﹣2000W
A.电视机 B.电脑 C.电冰箱 D.空调
【答案】B
【解析】A、电视机最小的额定功率为0.08kW,最大的额定功率为0.1kW,由W=Pt可得其正常工作4小时所消耗的电能最多为W多=0.1kW×4h=0.4kW•h=0.4度,
最少为W少=0.08kW×4h=0.32kW•h=0.32度,故A错误;
B、电脑的额定功率为0.25kW,由W=Pt可得其正常工作4小时所消耗的电能为W=0.25kW×4h=1kW•h=1度,故B正确;
C、电冰箱最小的额定功率为0.05kW,最大的额定功率为0.15kW,由W=Pt可得其正常工作4小时所消耗的电能最多为W多=0.15kW×4h=0.6kW•h=0.6度
最少为W少=0.05kW×4h=0.2kW•h=0.2度,故C错误;
D、空调最小的额定功率为1kW,最大的额定功率为2kW,由W=Pt可得其正常工作4小时所消耗的电能最多为W多=2kW×4h=8kW•h=8度,最少为W少=1kW×4h=4kW•h=4度,故D错误。故选:B。
4.(2026•山东济宁·期末)某智能手机的锂电池上标有“3.7V,4000mA•h”字样,用20W的充电器给手机充电,假设充电器的输入功率保持不变,充电效率为80%,则关于手机充电,以下说法正确的是( )
A.给电池充电的过程中电池相当于电源
B.它充满电后大约储存的电能为14800J
C.手机电池从零到充满电需要55.5min
D.给手机充电的过程中,化学能转化为电能
【答案】C
【解析】A、给电池充电的过程中,电池消耗电能,把电能转化为化学能储存起来,所以电池此时是用电器,故A错误;
B、电池充满电可以储存的电能:W=UIt=3.7V×4000×10﹣3A×1×3600s=53280J,故B错误;
C、由η可知,电池充电过程中消耗的电能:W电66600J,
由P可知,充电需要的时间:t′55.5min,故C正确;
D、给手机充电的过程中,电池消耗电能,把电能转化为化学能储存起来,故D错误。故选:C。
5.(2026•河南新乡·期末)如图甲所示为碳纤维电热膜,常作为地暖必备材料广泛应用于建筑领域。某跨学科实践小组利用图乙所示电路对其进行探究,将两条长方形电热膜贴在绝缘材料上。已知电热膜R1=2R2=60Ω,电源两端电压12V。下列说法正确的是( )
A.电热膜R1的电压为6V
B.R1与R2消耗的电能之比为1:2
C.电热膜R1的电流为0.4A
D.若电热膜R2磨损为图丙,且电流表示数为0.5A,则此时R2=120Ω
【答案】B
【解析】AC、两电热膜并联,电流表测量干路电流,电源两端电压12V,根据并联电路的电压特点可知两电热膜两端的电压均为12V,根据欧姆定律可知通过电热膜R1的电流为I10.2A,故AC错误;
BD、根据欧姆定律可知通过电热膜R2的电流为I20.4A,根据W=UIt可知R1与R2消耗的电能之比等于电流之比为:0.2:0.4=1:2,故B正确;
若电热膜R2磨损为图丙,且电流表示数为0.5A,根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流I2′=I﹣I1=0.5A﹣0.2A=0.3A,根据欧姆定律可知此时R2′40Ω,故D错误。故选:B。
考点二 电功率
◆题型1 电功与电功率的区别
1.(2026•河南安阳·期末)关于电功、电功率,下列说法中正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电流做功越快,电功越大
C.用电器消耗电能越多,电功率越大
D.用电器消耗电能越多,电功越大
【答案】D
【解析】A、电功率是表示电流做功快慢的物理量,其大小与做功多少和做功时间都有关系;故A错误;
B、电流做功越快,电功率越大,在不确定做功时间的情况下,做功快的用电器,电流做功不一定多;故B错误;
C、用电器消耗电能越多,则电流做功越多,在做功时间不确定的情况下,电功率不一定大;故C错误;
D、用电器消耗电能越多,则电流做功越多,也就是说电功越大;故D正确。故选:D。
2.(2026•辽宁朝阳·期末)关于电功、电能、电热和电功率,下列说法中正确的是( )
A.对所有用电器来说,电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少
B.电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少
C.某用电器的电功率越大,它消耗的电能越多
D.电流产生热量相同的用电器,消耗的电能一定相同
【答案】A
【解析】A.电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程,所以对于用电器来说,对所有用电器来说,电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少,故A正确;
B.电视机工作时,电能主要转化为光能、声能等其他形式的能,只有少量转化为电热,因此消耗的电能远大于产生的电热,故B错误;
C.用电器消耗的电能由电功率和通电时间共同决定,公式为W=Pt,电功率大的用电器,若通电时间很短,消耗的电能也可能很少,故C错误;
D.不同用电器的能量转化情况不同,例如电暖器电能几乎全部转化为电热,而电风扇电能主要转化为机械能,只有少量转化为电热,因此电流产生热量相同时,消耗的电能不一定相同,故D错误。
故选:A。
3.(2026•广西南宁·期末)关于电功、电功率,下列说法中正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电流做功越快,电功越大
C.用电器消耗电能越多,电功率越大
D.用电器消耗电能越多,电功越大
【答案】D
【解析】A、电功率是表示电流做功快慢的物理量,其大小与做功多少和做功时间都有关系;故A错误;
B、电流做功越快,电功率越大,在不确定做功时间的情况下,做功快的用电器,电流做功不一定多;故B错误;
C、用电器消耗电能越多,则电流做功越多,在做功时间不确定的情况下,电功率不一定大;故C错误;
D、用电器消耗电能越多,则电流做功越多,也就是说电功越大;故D正确。故选:D。
4.(2026•江苏无锡·中考真题)如图是小明家厨房里使用的多插位接线板,标注有“220V 10A”的字样。若该接线板上已经插接了“220V 1300W”的电饭锅在煮饭,下列能够再插接使用的用电器是( )
A.“220V 400W”的电炖锅 B.“220V 1400W”的微波炉
C.“220V 1500W”的电烤箱 D.“220V 1600W”的电磁炉
【答案】A
【解析】接线板允许的最大总功率为Pmax=UI=220V×10A=2200W。已接电饭锅功率为P1=1300W,则剩余可接用电器最大功率为P剩=Pmax﹣P1=2200W﹣1300W=900W。
A、电炖锅额定功率400W,没有超过剩余最大功率900W,可以再插接使用,故A正确;
B、微波炉额定功率1400W,超过剩余最大功率900W,不能使用,故B错误;
C、电烤箱额定功率1500W,超过剩余最大功率900W,不能使用,故C错误;
D、电磁炉额定功率1600W,超过剩余最大功率900W,不能使用,故D错误。
故选:A。
5.(2026•江苏南京鼓楼区·期末)某电吹风正常工作4min,能使标有“1200imp/(kW•h)”字样的电能表脉冲指示灯闪烁96次,则该电吹风消耗的电能为 kW•h,电功率为 W,这些电能可供一只“220V 5W”的LED灯正常工作 h。“220V 5W”的LED灯与一只“220V 40W”的白炽灯正常发光时的亮度相当,若正常工作相同时间,LED灯与白炽灯相比可节能 %。
【答案】0.08;1200;16;87.5
【解析】电能表脉冲指示灯每闪烁1200次对应消耗电能1kW•h,闪烁96次时电吹风消耗的电能为
。
电吹风工作时间,电功率为。LED灯功率P1=5W=0.005kW,
这些电能可供它正常工作的时间。
相同时间内,LED灯与白炽灯的耗电比等于功率比,节能比例为
。
◆题型2 额定功率与实际功率
1.(2026•河南信阳·期末)一个标有“220V 100W”的电热器,当两端的实际电压为200V时,它的实际功率( )
A.大于100W B.等于100W
C.小于100W D.条件不足,无法判断
【答案】C
【解析】∵电热器为纯电阻用电器,∴根据P=UI可知,当实际电压小于额定电压时,电热器的实际功率小于额定功率即小于100W。故选:C。
2.(2026•河南驻马店·期末)灯L1标有“220V、40W”字样,灯L2标有“220、25W”字样,将它们串联接在220V的电路中,比较两灯的亮度( )
A.L1灯较亮 B.L2灯较亮
C.两灯一样亮 D.无法判断
【答案】B
【解析】由两灯泡的铭牌可知,额定电压相等,L1的额定功率大于L2的额定功率,
由P的变形式R可知,灯泡L1的电阻小于L2灯泡的电阻,
若将它们串联起来仍接在220V的电路中,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=I2R可知,灯泡L2的电阻较大,实际功率较大,灯泡较亮。
故选:B。
3.(2026•安徽安庆·期末)额定电压相同的两只小灯泡L1、L2串联在电路中,发现L1比L2亮;下列分析正确的是( )
A.L1的额定功率比L2的额定功率大
B.L1的实际功率比L2的实际功率小
C.L1的电阻比L2的电阻小
D.L1两端电压比L2两端电压大
【答案】D
【解析】B、开关闭合后,L1比L2亮,则说明L1的实际功率大于L2的实际功率,故B错误;
C、由于两灯串联在电路中,则通过L1、L2的电流相等,由P=I2R知,电流相同时,阻值越小,功率越小,因此灯L1的阻值要大于灯L2的阻值,故C错误;
A、根据题意可知,L1、L2的额定电压相等,而灯L1的阻值要大于灯L2的阻值,由P可知,L1的额定功率比L2的额定功率小,故A错误;
D、由于通过L1、L2的电流相等,由P=UI可知,L1两端的电压比L2两端的电压大,故D正确。
故选:D。
4.(2026•江苏常州·期末)有两个家用白炽灯,甲灯上标有“220V 60W”,乙灯上标有“220V 40W”,以下说法正确的是( )
A.观察两灯,发现甲灯的灯丝比乙灯要更长
B.分别在家庭电路中正常工作,则甲灯消耗的电能比乙灯多
C.把两灯串联后接入家庭电路,则乙灯的亮度比甲灯大
D.把两灯串联后接入家庭电路,则两灯实际总功率100瓦
【答案】C
【解析】A、由公式R可知,两盏灯的额定电压相同,甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率,所以甲灯的电阻小于乙灯的电阻。灯丝的材料相同,不知道两灯灯丝的横截面积大小,无法确定灯丝的长度,故A错误;
B、由W=Pt可知,消耗电能大小取决于工作时的功率和时间,因不知两灯工作时间,所以不能确定两灯消耗电能的关系,故B错误;
C、两盏灯串联在220V的电路中,串联电路电流相等,甲的电阻小于乙的电阻,由公式P=I2R可知,所以乙的实际功率大于甲的实际功率,则乙灯较亮,故C正确;
D、两灯串联后接入家庭电路,工作时两灯的实际电压都小于额定电压。两灯的实际功率都小于各自的额定功率。两灯实际总功率小于两灯的额定功率之和,故D错误。故选:C。
5.(2026•山东济南·中考真题)将“6V 12W”的灯泡L1和“3V 3W”的灯泡L2一起接入电路,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L1更亮
B.若两灯泡串联,则灯泡L2更亮
C.若两灯泡并联,则灯泡L1更亮
D.若两灯泡并联,则两灯泡一样亮
【答案】D
【解析】AB、根据可得两个灯泡电阻分别为:;;
两个灯泡串联时,串联电路电流I相等,因为R1=R2,根据电功率公式P=I2R可知,此时两个灯泡实际功率相等,灯泡亮度由其实际功率决定,则两灯一样亮,故A、B都错误;
CD、两个灯泡并联时,并联电压U相等,因为R1=R2,根据电功率公式可知,此时两个灯泡实际功率相等,两灯一样亮。故C错误,D正确。故选:D。
◆题型3 电功率的图像问题
1.(2026•四川绵阳·期末)在图甲所示电路中,电源电压不变,R0为定值电阻。闭合S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4.0V B.定值电阻R0的阻值为20Ω
C.滑动变阻器的调节范围为0~30Ω D.当滑片P位于b端时,R0的电功率最小
【答案】D
【解析】AB、由图甲可知,R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电压表示数为0,电路中的电流最大,电路为R0的简单电路,由图乙可知,此时电路中电流:I最大=0.6A,电源电压:U=I最大R0=0.6A×R0﹣①
由图乙可知,当电流I最小=0.2A,电压表示数U滑大=4V,根据和串联电路的电压特点可得:
电源电压:U=I最小R0+U滑大=0.2A×R0+4V﹣﹣②
由①②可得,U=6V,R0=10Ω,故AB错误;
C、当滑片P位于b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,则根据可得:
滑动变阻器的最大阻值:,
所以,滑动变阻器的调节范围为0~20Ω,故C错误;
D、当滑片P位于b端时,电路中的电流最小,根据P=UI可知电路的总功率最小,故D正确。
故选:D。
2.(2026•四川乐山·期末)如图甲所示电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“25Ω、1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,小灯泡上标有“4.5V、0.3A”字样,其I﹣U图象如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项不正确的是( )
A.电流表的最大示数是0.3A
B.电流表的最小示数是0.2A
C.电路的最大功率是1.8W
D.小灯泡的最小功率是0.75W
【答案】B
【解析】AC、由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
串联电路各处电流相等,为保证电路安全,电路中允许通过的最大电流是I″=0.3A,即电流表的最大示数是0.3A,由P=UI可得电路的最大功率是:Pmax=UI=6V×0.3A=1.8W;故AC正确;
BD、由串联电路的分压特点可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大时,灯泡两端的电压最小,而且此时流过小灯泡的电流也最小,即电流表的示数最小,即当电压表的示数为3V时,小灯泡的电功率最小,此时小灯泡两端的电压为:UL小=U﹣U滑=6V﹣3V=3V,
由图乙可知,此时流过小灯泡的最小电流是IL小=0.25A,
小灯泡的最小功率是PL小=UL小IL小=3V×0.25A=0.75W;故B错误,D正确。故选:B。
3.(2026•安徽池州·期末)如图是小灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像,下列说法正确的是( )
A.小灯泡L灯丝的电阻随温度的升高而减小
B.甲是定值电阻R的图像,其阻值为10Ω
C.若将小灯泡L和定值电阻R串联在3V的电路中,通过定值电阻R的电流为0.2A
D.若将小灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为2.5V的电路中,小灯泡L的实际电功率为1.25W
【答案】D
【解析】A、灯泡两端的电压增大时,通过的电流增大,则灯丝温度升高,电阻变大,故A错误;
B、由图可知,R的I﹣U图象是正比例函数,因此电阻R是定值电阻,当电阻R两端的电压为3V时通过该电阻的电流为0.6A,则其阻值为:
R5Ω,故B错误;
C、灯泡L和电阻R串联在电路中,当电路中小灯泡L和定值电阻R两端电压之和为3V时,此时电路中的电流为0.4A,故C错误;
D、并联电路各个支路两端的电压相等,由图可知,只将L与R并联在电压为2.5V的电路中时,通过小灯泡L的电流为0.5A,小灯泡的实际功率为P=UI=2.5V×0.5A=1.25W,故D正确。故选:D。
4.(2026•四川内江·期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。图乙是通过小灯泡L的电流I随小灯泡两端的电压U变化的图像。下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器滑片P向右移动,小灯泡变亮
B.小灯泡两端电压增大时,小灯泡电阻变小
C.滑动变阻器滑片P向左移动,电流表示数变小
D.小灯泡电压为2.5V时,小灯泡的功率为0.7W
【答案】D
【解析】由图甲可知闭合开关,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,
A、滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻变大,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,由乙图可知灯泡两端的电压变小,根据P=UI可知灯泡的电功率变小,所以灯泡变暗,故A错误;
B、由图像可知通过灯泡的电流变化量小于其两端的电压变化量,由R可知,小灯泡两端电压增大时,小灯泡电阻变大,故B错误;
C、滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻变小,根据欧姆定律可得通过电路的电流变大,即电流表示数变大,故C错误;
D、由图可知,灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.28A,
灯泡的功率:P=UI=2.5V×0.28A=0.70W,故D正确。故选:D。
5.(2025•佳木斯校级二模)将灯泡L和电阻R接入如图甲所示的电路,电源电压不变。图乙是灯泡L和电阻R的I﹣U图像。下列说法中正确的是( )
A.先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表示数变大,灯泡L变亮
B.当灯泡L的实际功率为1W时,电源电压为3V
C.当灯泡L的实际功率为1W时,电流表示数一定为0.5A
D.若将灯泡L和电阻R串联接在9V的电源两端,电路消耗的总功率为5.4W
【答案】D
【解析】A、只闭合开关S1时,电路为小灯泡L的简单电路,再闭合开关S2时,灯泡和电阻并联;
因并联电路各支路互不影响,且并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以再闭合开关S2时,电流表示数变大,灯泡的亮度不变,故A错误;
BC、当灯泡L的实际功率为1W时,由P=UI和图像可知,此时灯泡两端电压为2V,通过灯泡的电流为0.5A,因此电源的电压为2V;
因并联电路中各支路互不影响,因此灯泡与电阻R并联时,电流表的示数一定大于0.5A,故BC错误;
D、由图像可知,当定值电阻两端电压为3V时,通过的电流为0.3A,
由I可得,定值电阻的阻值:R10Ω,当电路电流为0.6A时,由图像可知,此时灯泡两端电压为3V,定值电阻两端电压:UR′=IR=0.6A×10Ω=6V,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压:U=UL+UR′=3V+6V=9V,符合将灯泡L和电阻R串联接在9V的电源两端;故此时电路消耗的总功率:P=UI=9V×0.6A=5.4W,故D正确。
故选:D。
◆题型4 电功率与欧姆定律的综合
1.(2026•湖南岳阳·期末)如图所示电路,电源电压为12V保持不变,小灯泡标有“4V 1.6W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,闭合开关,保证各元件不损坏,下列说法正确的是( )
A.通过调节滑片,可以实现小灯泡正常发光
B.小灯泡的最大功率是1.2W
C.滑动变阻器阻值变化范围为20~50Ω
D.电路的最大总功率是3.6W
【答案】D
【解析】A.小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡两端电压,若小灯泡能正常发光,此时小灯泡两端电压为4V,已超过电压表量程,不符合题意“保证各元件不损坏”,故A错误;
B.小灯泡阻值为,电源电压不变、小灯泡灯丝电阻不变,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电压表量程为0~3V,即灯泡两端的最大电压为3V,根据欧姆定律得出此时电路中的电流为,故小灯泡的最大功率为PL=(UL)'I'=3V×0.3A=0.9W,故B错误;
C.当滑动变阻器接入电路的阻值变大时,电路总电阻变大,电路电流变小,电路各元件是安全的,则滑动变阻器接入电路最大阻值为50Ω,电压表量程为0~3V,灯泡两端的最大电压为3V,根据欧姆定律得出此时电路中的电流为,即电路中的最大电流为0.3A,此时电路总电阻最小,为,根据电阻串联的特点可知滑动变阻器接入电路的最小阻值R滑小=R总﹣RL=40Ω﹣10Ω=30Ω,滑动变阻器阻值变化范围为30~50Ω,故C错误;
D.电源电压保持12V不变,电路中的最大电流为0.3A,电路的最大总功率为P总=UI'=12V×0.3A=3.6W,故D正确。故选D。
2.(2026•江苏南京·期末)如图所示电路,电源电压恒为10V,R1=10Ω,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从右端移到左端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数变小
B.电压表V2的示数变小
C.当V1与V2的示数之比为5:4时,R1:R2=1:4
D.当V1与V2的示数之比为5:4时,电阻R2的电功率为1.6W
【答案】D
【解析】AB.定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测量的是R1与滑动变阻器R2的总电压即电源电压,V2测量的是定值电阻R1的电压,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从右端移到左端的过程中,滑动变阻器接入的电阻变小,由串联电路中电压的分配规律得:,R2变小,电源电压U1变,U2表大,故AB错误;
C.由串联电路中电压的分配规律得:,V1与V2的示数之比为5:4时,,解得:R1:R2=4:1,故C错误;
D.当V1与V2的示数之比为5:4时,R2.5Ω,
此时电路中的电流I
电阻R2的电功率P(0.8A)2×2.5Ω=1.6W,故D正确;故选:D。
3.(2026•湖南岳阳·期末)如图所示电路,电源电压为12V保持不变,小灯泡标有“4V 1.6W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,闭合开关,保证各元件不损坏,下列说法正确的是( )
A.通过调节滑片,可以实现小灯泡正常发光 B.小灯泡的最大功率是1.2W
C.滑动变阻器阻值变化范围为20~50Ω D.电路的最大总功率是3.6W
【答案】D
【解析】A.小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡两端电压,若小灯泡能正常发光,此时小灯泡两端电压为4V,已超过电压表量程,不符合题意“保证各元件不损坏”,故A错误;
B.小灯泡阻值为
电源电压不变、小灯泡灯丝电阻不变,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电压表量程为0~3V,即灯泡两端的最大电压为3V,根据欧姆定律得出此时电路中的电流为,故小灯泡的最大功率为PL=(UL)'I'=3V×0.3A=0.9W,故B错误;
C.当滑动变阻器接入电路的阻值变大时,电路总电阻变大,电路电流变小,电路各元件是安全的,则滑动变阻器接入电路最大阻值为50Ω,电压表量程为0~3V,灯泡两端的最大电压为3V,根据欧姆定律得出此时电路中的电流为,即电路中的最大电流为0.3A,此时电路总电阻最小,为,根据电阻串联的特点可知滑动变阻器接入电路的最小阻值R滑小=R总﹣RL=40Ω﹣10Ω=30Ω,滑动变阻器阻值变化范围为30~50Ω,故C错误;
D.电源电压保持12V不变,电路中的最大电流为0.3A,电路的最大总功率为P总=UI'=12V×0.3A=3.6W,故D正确。故选D。
4.(2026•江苏苏州·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为R2首先,只闭合开关S1,当滑片位于最右端时,电路消耗的总功率为P1,然后,断开开关S1,将两电表的位置互换,再同时闭合开关S1和S2,当滑片位于最右端时,电路消耗的总功率为P2,已知R1=2R2,则下列有关说法正确的是( )
A.两表位置互换前,向左移动滑片,电流表示数变小
B.两表位置互换后,移动滑片,在电路安全条件下,电压表与电流表示数比值保持不变
C.两表位置互换前后,电阻R1两端的电压之比最小为1:2
D.两表位置互换前后,电路消耗的总功率P1与P2之比为2:9
【答案】D
【解析】A.两表位置互换前,只闭合开关S1,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量电源电压,电流表测量电路中的电流,向左移动滑片,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A错误;
B.将两电表的位置互换,再同时闭合开关S1和S2,电阻R1和滑动变阻器R2并联,电流表测量通过滑动变阻器R2的电流,电压表测量电源电压,由可知,电压表与电流表示数比值等于滑动变阻器R2的阻值,移动滑片,变阻器R2连入电路的阻值变化,电压表与电流表示数比值是变化的,故B错误;
C.设电源电压为U,两表位置互换前,只闭合开关S1,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量电源电压,滑片位于最右端,滑动变阻器连入电路的电阻最大,由串联分压可知,滑动变阻器两端的电压最大,电阻R1两端的电压最小,已知R1=2R2,则电阻R1两端的电压;将两电表的位置互换,再同时闭合开关S1和S2,电阻R1和滑动变阻器R2并联,电流表测量通过滑动变阻器R2的电流,电压表测量电源电压,电阻R1两端的电压等于电源电压U′1=U;所以两表位置互换前后,电阻R1两端的电压之比最小为;故C错误;
D.设电源电压为U,两表位置互换前,只闭合开关S1,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量电源电压,滑片位于最右端,滑动变阻器连入电路的电阻最大,电路消耗的总功率;将两电表的位置互换,再同时闭合开关S1和S2,电阻R1和变阻器R2并联,滑片位于最右端,变阻器连入电路的电阻最大,电路消耗的总功率为;
则电路消耗的总功率P1与P2之比为,故D正确。故选:D。
5.(2026•四川德阳·期末)如图所示,电源电压保持不变。当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,电流表A1的示数为I1,两电流表的差值为0.6A,此时电路的总功率是P1;当只闭合开关S2,滑动变阻器的滑片P在最右端时,电流表A2的示数为I2,再将滑片P滑至最左端,有一只电表的示数变为原来的;已知R3=10Ω,I1:I2=6:1。下列说法正确的是( )
A.R1的最大阻值为18Ω
B.电流表A2所选量程为0~0.6A
C.电源电压U=9V
D.电路总功率P1=10.8W
【答案】D
【解析】A.只闭合开关S2,定值电阻R2和滑动变阻器R1串联,滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端时,电流表A1断路,电流表A2的示数变大,电压表V的示数变小,则电压表V的示数变为原来的,则,解得,即R1=3R2,当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,,只闭合开关S2,滑动变阻器的滑片P在最右端时,电路中的电流为,因为I1:I2=6:1,即,解得
R1的最大阻值为R1=3R2=3×5Ω=15Ω,故A错误;
BD.当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,干路的电流为
此时通过R2的电流为I2′=I1﹣I3=1.8A﹣0.6A=1.2A
所以电流表A2所选量程为0~3A,电路总功率为P1=UI1=6V×1.8A=10.8W,故D正确,B错误;
C.当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R2和R3并联,电流表A1测量流过R2和R3的电流,电流表A2测量流过R2的电流,电压表测量电源电压,由题意知:两电流表的差值为0.6A,即流过R3的电流为I3=0.6A,电源电压为U=I3R3=0.6A×10Ω=6V,故C错误。故选:D。
考点三 电流的热效应
◆题型1 电流的热效应
1.(2026•北京东城区·期末)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】A、电热水壶是利用电流的热效应来工作的,故A符合题意;
B、吸尘器中的电动机主要把电能转化为机械能,故B不符合题意;
C、电冰箱是一种制冷电器,不是利用电流的热效应,故C不符合题意;
D、电视机主要把电能转化为声能和光能,故D不符合题意。故选:A。
2.(2026•吉林长春·中考真题)下列用电器中利用电流热效应工作的是( )
A.电炉 B.电脑 C.电梯 D.电铃
【答案】A
【解析】电流热效应:电流通过导体,电能主要转化为内能(热量)。
A.电炉:电能转化为内能,利用电流热效应工作,故A正确;
B.电脑:电能转化为光能、声能,发热是副产物,不是利用热效应,故B错误;
C.电梯:电动机,电能转化为机械能,故C错误;
D.电铃:利用电磁铁,是电流的磁效应,故D错误。故选:A。
3.(2026•湖北孝感·期末)下列用电器利用电流热效应工作的是( )
A.电视机 B.电风扇 C.电烤箱 D.吸尘器
【答案】C
【解析】A.电视机在工作时,主要将电能转化光能和声能,故A不符合题意;
B.电风扇在工作时,主要将电能转化为机械能,故B不符合题意;
C.电烤箱在工作时,主要将电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故C符合题意。
D.吸尘器工作时,主要将电能转化机械能,故D不符合题意。故选:C。
4.(2026•天津南开区·期末)将规格都是“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁,分别接入家庭电路中,通电时间相同。下列说法中( )
①电烙铁产生的热量最多
②电烙铁消耗的电能最多
③三个用电器产生的热量一样多
④三个用电器消耗的电能一样多
A.只有②③正确 B.只有①④正确
C.只有①②正确 D.只有③④正确
【答案】B
【解析】由于U=220V,则三种用电器的实际功率:P=P额=200W;
因为W=Pt,所以三种用电器消耗的电能相同;电视机将一部分电能转化为光能,电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能,电烙铁将电能全部转化为内能,所以产生热量最多的是电烙铁;故B正确、ACD错误。故选:B。
◆题型2 影响电流热效应的因素探究
1.(2026•河南郑州·期末)小汝所在的小组利用如图所示的装置探究焦耳定律实验,经检查容器的气密性良好,电路完好,下列说法正确的是( )
A.利用此装置可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B.U形管液面发生变化利用了液体的热胀冷缩
C.通电一段时间后左侧U形管液面高度差较大
D.实验中U形管属于连通器
【答案】C
【解析】B、电流通过导体产生的热量不能直接显示出来,容器中空气会由于热胀冷缩而使U形管液面出现高度差,所以该实验装置U形管液面高度变化是气体热胀冷缩的缘故,不是液体热胀冷缩,故B错误;
AC、由题图可知,右侧两电阻并联,左侧电阻在干路上,由并联电路中干路电流等于各支路的电流之和可知,通过左侧容器内电阻的电流大于通过右侧容器内电阻的电流,又因为两容器中电阻丝的阻值相等,通电时间相同,所以该实验是为了探究电流产生的热量与电流的关系;
左侧容器中通过电阻的电流大于右侧容器中通过电阻的电流,已知两电阻阻值相同,通电时间相同,由Q=I2Rt可知,左侧U形管中液面的高度差更大,故A错误,C正确;
D、连通器是上端开口,下部连通的容器,图中的U形管一端是封闭的,不满足连通器上端开口的条件,所以实验中U形管不属于连通器,故D错误。故选:C。
2.(2026•湖北荆州·月考)如图甲、乙是探究电流产生热量跟哪些因素有关的实验装置。下列说法正确的是( )
A.实验中,容器内电阻丝产生的热量最终是通过密闭空气温度的变化来反映的
B.实验中,电阻丝内能的增大方式和容器中空气内能的增大方式是相同的
C.甲实验中,左、右容器内的电阻丝对调也能完成实验
D.乙实验中,右侧容器外的电阻换为10Ω,实验现象会更明显
【答案】C
【解析】A.实验中,电阻丝通电后产生的热量使密闭容器中空气受热膨胀,通过观察U形管内液面高度差的变化来反映电流产生热量的多少,运用了转换法,故A错误;
B.通电后,通过电阻丝的电流做功,将电能转化为内能,空气吸收电阻丝产生的热量后,温度升高,内能增大,空气是通过热传递的方式改变内能的,故B错误;
C.甲实验中,两个电阻丝串联,它们的电流和通电时间相同,而电阻不同,故探究的电热与电阻的关系;将两个电阻对调后,它们的电阻不同,电流和通电时间仍相同,故仍可以完成实验,故C正确;
D.乙实验中,容器外并联一个5Ω的定值电阻,根据串、并联电路电流的特点可知,此时通过左侧容器内电阻丝的电流大于右侧容器中电阻丝的电流,若把容器外的电阻换为10Ω,根据并联电路分流的原理可知,右侧容器内5Ω电阻的电流会更接近左侧容器内5Ω电阻的电流,两侧容器内电阻产生的热量差变小,故U形管两侧液面的高度差变化不明显,故D错误。故选:C。
3.(2026•甘肃兰州·中考真题)如图所示,两个规格相同的透明容器中密封着等量的空气。用该装置和秒表探究通电导体产生的热量与电流大小关系时,下列说法错误的是( )
A.用U形管中液面的高度差判断通电导体产生热量的多少
B.导体R2和R3阻值相同
C.以上器材不能探究通电导体产生的热量与通电时间的关系
D.通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差较小
【答案】C
【解析】A、根据转换法,实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流通过导体产生热量的多少,故A正确;
B、探究通电导体产生的热量与电流大小关系时,保持导体R2和R3阻值相同,通过电阻的电流不同,故B正确;
C、探究电流产生热量跟通电时间关系时,控制电流和电阻不变,改变通电时间,以上器材能探究通电导体产生的热量与通电时间的关系,故C错误;
D、装置中两个电阻并联后再与一个电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,即I右=I左,两个电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,由Q=I2Rt可知,左边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快;因此通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差更大,右侧U形管中液面的高度差较小,故D正确。故选:C。
4.(2026•四川广安·期末)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,下列说法正确的是( )
A.实验时U 形管中液面高度没有变化,一定是电路中某处断路
B.甲图实验装置是为了探究电热与电流大小的关系
C.乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比是4:1
D.甲、乙实验装置都不能探究电热跟通电时间的关系
【答案】C
【解析】A、实验时U形管中液面高度没有变化,可能是装置的气密性不好,也可能是电路中某处断路,故A错误;
B、甲图装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,故可以用来探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系,故B错误;
C、乙图中,设通过左侧容器电阻的电流为I,由并联电路电压的规律及欧姆定律可知,通过两并联等值电阻的电流相等,由并联电路电流的规律可知,通过右侧容器内电阻的电流为0.5I,即通过左、右容器中电阻的电流之比为:2:1,根据Q=I2Rt,可知在电阻和通电时间不变时,电阻产生的热量与电流的平方成正比,故乙图中左右两容器中相同时间电阻丝产生的热量之比为4:1,故C正确;
D、研究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系,要控制电阻和电流相同,只改变时间大小,故以甲、乙实验装置中任一容器内的电阻丝为研究对象,通过改变时间长短,结合转换法,都能探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系,故D错误。故选:C。
◆题型3 焦耳定律的应用
1.(2026•山东济宁·期末)两个电热器的阻值之比为2:5,把它们并联起来接入电路中,相同时间内它们产生的热量之比是( )
A.5:2 B.2:5 C.4:25 D.25:4
【答案】A
【解析】由题知,两个电热器并联,电阻两端的电压相等,两电阻之比R1:R2=2:5,
由Q=W可得在相同时间内产生的热量之比:。故选:A。
2.(2026•广东广州·期末)物理课上,老师给同学们做了这样一个实验:取口香糖锡纸,剪成如图甲所示形状,其中ab、bc和cd段等长。戴好防护手套,将锡纸条两端连接电池正、负极,如图乙所示,发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列说法正确的是( )
A.最先着火的是ab段,因为这里的电流最大
B.通过ab、bc、cd段的电流均相等,但相同时间电流通过ab段产生的热量最多
C.电流通过ab、bc、cd段相同时间产生的热量相同
D.ab段横截面积最小,电阻最大,所以通过ab段的电流最小
【答案】B
【解析】A、ab、bc、cd三段是串联在同一电路中的,串联电路电流处处相等,所以ab段的电流并不比另外两段大,故A错误;
B、三段长度相同,由题图可知ab段横截面积最小,因此ab段电阻最大;又因为三段串联电流相等,根据焦耳定律Q=I2Rt,在相同时间内电阻越大的导体产生热量越多,所以ab段产生热量最多,故B正确;
C、由于三段电阻大小不同,而电流和通电时间相同,由Q=I2Rt可知它们相同时间产生的热量不相同,故C错误;
D、串联电路中电流处处相等,ab段电阻最大并不会导致通过它的电流最小,故D错误。故选:B。
3.(2026•湖南长沙·期末)如图所示,是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为5V,电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S,电热丝温度升高,3s内产生的热量为 J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以 (选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
【答案】75;增大。
【解析】电热丝产生的热量为:Q=I2Rtt3s=75J;
为避免塑料袋被烫坏,在相同时间内,应减少电热丝产生的热量,根据Q=I2Rtt可知,在电压不变时,应增大电热丝的阻值。
4.(2026•江苏盐城·期末)电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,但连接电炉的导线却不怎么热。电路中,通过导线与电阻丝的电流 ,而导线电阻远 电阻丝电阻,使导线在相同时间内产生的热量很 。
【答案】相同;小于;小。
【解析】电路中的电阻丝和导线串联,电流相同,但是导线的电阻远远小于电阻丝的电阻,根据焦耳定律Q=I2Rt可知:在通电时间一定时,导线产生的热量小于电阻丝产生的热量。
5.(2026•重庆渝中区·期末)某款家用全自动中药电煎药壶加热挡的额定功率为400W,正常加热1min产生的热量是 J,加热电阻的阻值是 Ω。
【答案】24000;121。
【解析】已知电煎药壶加热挡的额定功率P=400W,时间t=1min=60s,根据Q=W=Pt,可得产生的热量Q=W=Pt=400W×60s=24000J。
家庭电路的电压U=220V,加热电阻的阻值R 121Ω。
◆题型4 电功率与焦耳定律的综合(档位问题)
1.(2026•湖北武汉江汉区·期末)如图是一款烤红薯机的简化电路图。它有高温、中温、保温三种不同的加热模式,其旋转功能可使红薯在烤制过程中均匀受热,照明灯可根据需求选择是否开启。如表是烤红薯机的部分参数,其中R2=2R1,滑动变阻器滑片始终位于R2的中点。下列说法不正确的是( )
额定电压
220V
照明灯功率
5W
电动机功率
25W
整机最大功率
2230W
A.开关S1闭合,开关S2接触触点“1”和“2”时,烤红薯机处于中温模式
B.加热电阻R1阻值为44Ω
C.烤红薯机工作时,通过开关S2的最大电流为10A
D.烤红薯机在保温模式工作1小时,至少会消耗0.58千瓦时的电能
【答案】D
【解析】A、由图可知,当开关S1闭合,开关S2接触触点“0”和“1”时,变阻器R2的最大阻值接入电路;当开关S1闭合,开关S2接触触点“1”和“2”时,变阻器R2最大阻值的一半接入电路;当开关S1闭合,开关S2接触触点“2”和“3”时,变阻器R2最大阻值的一半与电阻R1并联;
根据并联电路的电阻规律可知R1和R2并联时总电阻最小,电源电压不变,根据P可知此时加热电路的总功率最大,则烤红薯机处于高温模式;因R2R2,则变阻器R2的最大阻值接入电路时,总功率最小,此时烤红薯机处于保温模式;则当开关S1闭合,开关S2接触触点“1”和“2”时,变阻器R2最大阻值的一半接入电路时,加热电路的功率较大,则烤红薯机处于中温模式,故A正确;
B、整机的功率最大时,烤红薯机处于高温模式,R1和R2并联(R2的一半电阻接入电路中),且此时电动机和照明灯都工作,则高温加热功率为:P高温=P总大﹣P灯﹣PM=2230W﹣5W﹣25W=2200W,
由P可得,R1和R2并联的总电阻为:,
已知R2=2R1,则R2=R1,即高温模式时加热电路中两支路的电阻相等,
根据并联电路的电阻规律可知R并R1,所以R1=2R并=2×22Ω=44Ω,故B正确;
C、烤红薯机处于高温模式时,加热功率最大,此时通过开关S2的电流最大,
由P=UI可得通过开关S2的最大电流:I大,故C正确;
D、开关S1闭合,开关S2接触触点“0”和“1”时,R2的最大阻值接入电路,烤红薯机处于保温模式,
且R2=2R1=2×44Ω=88Ω,则保温功率:550W,
由图知,在开关S1闭合时,电动机始终工作,则烤红薯机在保温模式工作1小时,至少会消耗的电能为:W总=(P保温+PM)t=(550+25)×10﹣3kW×1h=0.575kW•h,故D错误,符合题意。故选:D。
2.(2026•江苏南京·期末)如图甲是有保温、加热功能的暖菜板,简化电路如图乙所示,其中M为风扇,R1和R2均为电热丝,R2=96.8Ω,旋转开关S2可以让暖菜板处于加热挡或保温挡。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清。暖菜板正常工作时,下列说法中错误的是( )
型号
805D
电路总功率
加热
2100W
电压
220V
保温
XX
用途
暖菜、温奶
风扇功率
100W
A.内置风扇的工作电流约为0.45A
B.R1的阻值为24.2Ω
C.加热状态下,R1,R2,电动机三者并联工作
D.保温状态下工作5min,电热丝产生的热量1.2×105J
【答案】C
【解析】A.结合表格数据,内置风扇的电流,故A正确;
BC.当开关S1闭合、S2接3、4时,R1与风扇并联,电热丝电路的阻值最小,根据可知功率最大,暖菜板处于加热状态,加热电路的电功率P1=P加热﹣P风扇=2100W﹣100W=2000W,
R1的阻值,故B正确,C错误;
D.当开关S2的“2”接“3”时,R1、R2串联再与风扇并联,此时电路总电阻较大,根据可知,总功率较小,为保温状态,则总电阻R总=R1+R2=24.2Ω+96.8Ω=121Ω,
暖菜板保温状态下电热丝的功率,
保温状态下工作5min,电热丝产生的热量,故D正确。
故选:C。
3.(2026•四川成都·中考真题)科创小组的小维设计了一款具有“加热”和“保温”两个挡位的加热器,可通过旋钮开关实现功能切换。简化电路如图所示,电源电压为220V,R1=44Ω,R2=1056Ω。闭合开关S,当旋钮开关接1时,加热器处于 挡,在该挡位通电3min电流产生的热量是 J。
【答案】保温;7.92×103。
【解析】(1)具有“加热”和“保温”两个挡位的加热器,根据P可知,电源电压一定时,电阻越大,电功率越小;接2时只有R1工作,电阻较小,电功率较大,高温挡;接1时R1和R2串联,电路电阻最大,电功率最小,保温挡;
该挡位通电3min电流产生的热量Q=W=Pttt3×60s=7.92×103J。
4.(2026•四川乐山·期末)小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器,其电路图如图所示,电源电压为220V,R1、R2是电热丝,开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝,R1=242Ω,另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω,R2该选取阻值为 Ω的电热丝。开关S接触“1”、“2”两个触点时,通电1min,电流产生的热量是 J。
【答案】121;1.2×104。
【解析】电路的工作状态有三种,分别是“R1”单独接入、“R1、R2”并联接入、“R2”单独接入,那么如果想要有3种挡位,则需要R1、R2的阻值不同,R1=242Ω,则R2该选取阻值为121Ω的电热丝;
开关接触“1”、“2”两个触点时,只有“R1”单独接入,通电1min,电流产生的热量:
Q1.2×104J。
5.(2026•广东广州·期末)“工夫茶”是潮汕地区的一种传统饮茶文化,如图甲是泡茶的电茶炉,图乙是其内部电路的简图,通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电源电压为220V,保温功率为44W,R1、R2均为加热电阻,忽略温度对电阻阻值的影响,R2的阻值为55Ω,求:
(1)处于保温状态下电路中的电流大小。
(2)电路处于加热状态时,电路中的电功率大小。
(3)电阻R1的阻值。
【解析】(1)根据P=UI可知处于保温状态下电路中的电流大小I0.2A;
(2)当旋钮开关切换到1时,两电阻串联,此时电路中电阻大,根据P可知消耗的功率小,为保温状态;
在开关S闭合的条件下,当旋钮开关接到2时,此时R2单独工作,电路中电阻小,根据P可知消耗的功率大,为加热状态;
电路处于加热状态时,电路中的电功率大小P加880W;
(3)保温状态下,根据欧姆定律可知总电阻R1100Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R1的阻值为R1=R总﹣R2=1100Ω﹣55Ω=1045Ω。
答:(1)保温状态下电流为0.2A;
(2)加热状态电路电功率为880W;
(3)R1的阻值为1045Ω.
考点四 家庭电路
◆题型1 家庭电路的组成
1.(2026•湖北荆州·期末)如图所示的家用多孔插排,开关控制整个插排。用电器接入插座正常工作时( )
A.用电器与开关的连接方式是并联
B.用电器间的连接方式是并联
C.接入的用电器越多电路的总电压越大
D.接入的用电器越多电路的总电阻越大
【答案】B
【解析】A、用电器与开关的连接方式是串联,开关串联在干路中,故A错误;
B.家庭电路中各用电器直接为并联连接,插座上的各个用电器间的连接方式是并联,故B正确;
C.接入的用电器越多,电路的总电压不变,总电流变大,故C错误;
D.接入的用电器越多,相当于增大导体的横截面积,总电阻越小,故D错误。故选:B。
2.(2026•江苏南通·期末)如图为部分家庭电路的示意图,下列说法正确的是( )
A.电能表是用来测量电功的仪表
B.空气开关能起到漏电保护作用
C.照明灯与它所在支路开关并联
D.三孔插座的中间插孔连接零线
【答案】A
【解析】A、电能表是用来测量用电器消耗电能多少、电流做功多少的仪表,故A正确;
B、空气开关兼具总开关和保险丝的作用,可以在电流过大时自动断开开关以保护电路安全,也可当总开关使用随时切断电路,漏电保护器一般是在电路发生对地漏电现象时才会自动跳闸,而电路中电流过大不会跳闸,故B错误;
C、照明灯与它所在支路开关串联,故C错误;
D、三孔插座正中间的插孔接的是地线,故D错误。
故选:A。
3.(2026•四川绵阳·期末)某家庭电路图如图所示,下列说法中正确的是( )
A.a为空气开关,b为电能表
B.连接电路时可以将地线和零线互换
C.螺口灯的安装符合安全用电要求
D.插座的“两孔”和“三孔”是串联的
【答案】C
【解析】A.由家庭电路正确安装顺序可知,电能表下来是总开关,所以a为电能表,b为总开关,故A错误;
B.地线和零线在电路中有不同的功能,互换会导致安全隐患,故B错误;
C.螺口灯泡的螺口接零线,上方端点接火线,开关连接在灯与火线之间,图中接法正确,故C正确;
D.插座的“两孔”和“三孔”是独立工作互不影响的,是并联的,故D错误。
故选:C。
4.(2026•湖南长沙·期末)某家庭电路的连接如图所示,下列说法正确的是( )
A.a点所在的电源线是零线
B.空气开关只能安装在b点处
C.c点所在的导线与大地相连
D.L1和L2是串联的
【答案】C
【解析】A、根据图示可知,灯泡的开关接在了灯泡与a之间,所以a为火线,故A错误;
B、为了用电的安全,空气开关应接在火线上,即接在a线上,故B错误;
C、三孔插座的上孔接地线,所以c点所在的导线与大地相连,故C正确;
D、根据图示可知,L1和L2是并联的,工作时互不影响,故D错误。
故选:C。
◆题型2 家庭电路故障问题
1.(2026•安徽合肥·期末)如图家庭电路中,小明闭合开关后,发现电灯不亮,他用试电笔测试图中的a、b、c、d四,四点都发光,则可能发生的故障是( )
A.ab间断路 B.bc间断路
C.cd间断路 D.进户零线断路
【答案】D
【解析】A、若ab间断路,则b、c、d三点均无法与火线连通,试电笔测试这些点不会都发光,A错误;
B、若bc间断路,则c、d两点无法与火线连通,试电笔测试c、d两点不会发光,故B错误;
C、若cd间断路,则d点无法与火线连通,试电笔测试d点不会发光,故C错误;
D、若进户零线断路,闭合开关后电路中没有电流通过,电灯不亮;此时a、b、c、d四点经导线和灯丝都与火线相连,试电笔接触各点时氖管都会发光,故D正确。故选:D。
2.(2026•四川成都·月考)如图所示为一条刚装好的民用照明电路,在未装保险丝之前,先将规格为“220V,40W”的白炽灯L0接在火线上要装保险丝的两个接线柱上,当只闭合S1时,L0和L1都呈暗红色;只闭合S2时,L0不亮;当只闭合S3时,L0正常发光。下列判断正确的是( )
A.L0暗红色时消耗的功率为40W B.L1所在支路短路
C.L2所在支路短路 D.L3所在支路短路
【答案】D
【解析】AB.家庭电路电压是220V,一般照明灯泡额定电压也是220V。当只闭合S1时,L0和L1都呈暗红色,原因是两只灯泡串联分压,说明此段电路正常;同时说明L0两端电压低于220V,所以其实际功率低于40W。故AB错误;
C.当只闭合S2时,L0不亮,说明没有电流流过L0,L2所在支路断路,故C错误;
D.当只闭合S3时,L0正常发光,说明L3所在支路短路,使得火线上的灯L0与零线相连而发光,故D正确;故选:D。
3.(2026•山东营口·期末)如图所示的电路,闭合开关S灯泡不发光。将试电笔插入插座左孔时氖管不发光,插入右孔时氖管发光。若电路中只有一处故障,则造成这种现象的原因可能是( )
A.a点左侧零线断路 B.ab间断路
C.灯泡断路 D.灯泡短路
【答案】C
【解析】A.若a点左侧零线断路,插座左孔通过灯泡、开关与火线连通,试电笔插入左孔氖管会发光,故A不符合题意;
B.若ab间断路时,左孔无法与火线形成通路,所以试电笔插入左孔时氖管不发光;插座右孔直接与火线相连,试电笔的氖管发光。ab间断路,电流仍然可以通过灯泡,所以闭合开关S后灯泡可以发光,故B不符合题意;
C.灯泡断路时,电路不通,灯泡不发光;插座右孔与火线连通氖管发光,左孔与火线断开,氖管不发光,故C符合题意;
D.灯泡短路会使保险丝熔断或空气开关跳闸,插座右孔也不会使试电笔氖管发光,故D不符合题意。
故选:C。
4.(2026•湖北鄂州·期末)如图所示某照明电路,开始时各部分工作正常,突然正在烧水的电热水壶停止工作,灯泡却能正常发光。把测电笔插入插座的左、右孔,氖管均能发光,则发生故障的可能原因是( )
A.插座的中性线和相线接反了
B.B、C两点之间的插座发生了短路
C.A、B之间的中性线断路
D.插座用导线接地了
【答案】C
【解析】A.三孔插座接线时,左孔接中性线,右孔接相线,上孔接地线,图中插座连接正确,故A不符合题意;
B.若B、C两点之间的插座发生了短路,所有电器不能工作,故B不符合题意;
C.若A、B之间中性线断路,导致电热水壶不能形成回路,左孔通过电热壶与相线连接,也能发光,故C符合题意;
D.三孔插座用导线接地,不会对线路造成影响,故D不符合题意。
故选:C。
5.(2026•湖南益阳·期末)如图所示的家庭照明电路,闭合开关S1、S2后,灯泡L1不亮,L2亮,下列分析正确的是( )
A.一定是灯泡L1短路
B.一定是灯泡L1断路
C.若用测电笔检测A、B点都能发光可能是B点和零线之间断路
D.若用测电笔检测A、B点都能发光可能是B点和零线之间短路
【答案】C
【解析】AB.闭合开关S1、S2后,两灯并联,灯泡L1不亮,L2亮;根据并联电路各支路工作互不影响可知,故障是灯泡L1所在的支路断路,可能是L1断路,也可能是开关S1断路;若灯泡L1短路,则电源短路,故AB错误;
CD.用测电笔检测A、B点氖管都发光,说明火线上的电能到达B点,则火线与B点之间没有断路。由于B点接零线,若此时B点与零线短路,则测电笔检测B点不会发光。因此故障应为B点与零线之间出现了断路,故C正确,D错误。
故选:C。
◆题型3 家庭电路的连线作图
1.(2026•山东泰安·期末)小明设计的开关控制两孔插座的电路如图所示,其中符合安全用电要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.火线先接开关,再接插座,零线直接接插座。开关串联在火线上,可以控制插座的通断,当断开开关时,插座与火线断开,更换用电器或维修时更安全,故A符合题意;
B.开关接在了零线上。当开关断开时,虽然插座上没有电流,但是插座仍然与火线相连,接触插座的用电器仍然带电,不安全,故B不符合题意;
C.开关接在了零线上,与B图错误原因相同,故C不符合题意;
D.开关与插座并联,且开关闭合后会直接将火线和零线连接起来,造成电源短路,非常危险,故D不符合题意。故选:A。
2.(2026•山西太原·期末)在实践活动中,某同学为家用插线板设计了以下四种电路图,其中最合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】①所有插座必须并联,保证各插座电压为220V,工作互不影响;②开关必须接在相线上,断开开关后切断相线,保证插座不带电,使用安全;③三孔插座为上保护线、左中性线、右相线,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
3.(2026•江苏南通·中考真题)如图所示,将开关和电灯按用电规范接入家庭电路中。
【答案】
【解析】根据安全用电原则可知,火线进入开关,电灯应与零线相连,如上图所示。
4.(2026•陕西西安·期末)学习了家庭电路的组成及各部分作用,你来动手设计一个电路,将图中各元件正确的接到家庭电路中(注:其中开关只控制电灯,三孔插座带保险盒。)
【答案】
【解析】火线首先过开关,然后进入灯泡顶端的金属块,零线直接进入螺旋套;
三孔插座的上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,将保险盒接在火线和插座之间。如上图所示。
考点五 安全用电
◆题型1 安全用电原则
1.(2026•山东东营·期末)以下做法中,符合安全用电原则的是( )
A.用湿布擦拭正在发光的台灯
B.洗衣机的金属外壳应接地
C.控制电灯的开关接在零线上
D.用电器着火时,先用水把火浇灭,再切断电源
【答案】B
【解析】A、生活用水是导体,不能用湿抹布擦洗正在发光的灯泡,故A错误;
B、有金属外壳的家用电器要使用三孔插座,金属外壳应该接地,故B正确;
C、控制电灯的开关接在火线上,故C错误;
D、用电器着火时,应该首先切断电源,不能带电泼水灭火,故D错误;故选:B。
2.(2026•贵州·中考真题)遵循安全用电原则,方可减少用电事故。以下符合安全用电原则的是( )
A.湿手触碰开关 B.超负荷使用同一插座
C.高压线下钓鱼 D.用电器金属外壳接地
【答案】D
【解析】A、水是导体,湿手触碰开关时,电流容易通过水传导到人体,会引发触电事故,不符合安全用电要求,故A错误;
B、多个大功率电器共用一个插座,会造成电路总功率过大,电路中电流超标,导线发热易诱发火灾,不符合安全用电要求,故B错误;
C、高压线下存在强电场,钓鱼的鱼线一旦靠近或触碰高压线,会发生高压触电,属于危险行为,不符合安全用电要求,故C错误;
D、将用电器金属外壳接地,若电器内部线路破损漏电,电流会顺着地线直接流入大地,避免人体接触外壳时触电,符合安全用电原则,故D正确。故选:D。
3.(2026•黑龙江绥化·中考真题)不规范用电会带来很大危害,甚至会危及生命。图中符合安全用电原则的是( )
A.多个大功率用电器同时使用 B.无防护措施接触高压带电体
C.古建筑上加装防雷装置 D.拽着插头后面的电线拔插头
【答案】C
【解析】A、多个大功率用电器的电源插头插在同一插线板上同时使用,会使得家庭电路电流过大,容易诱发火灾,故A不符合安全用电原则;
B、安全用电的原则是不靠近高压带电体,不接触低压带电体,无防护措施接触高压带电体,容易发生高压电弧触电,故B不符合安全用电原则;
C、古建筑上加装避雷针,可以避免建筑物遭到雷击,故C符合安全用电;
D、不能拽着插头后面的电线拔插头,可能拉断电线,造成漏电或触电,故D不符合安全用电原则。
故选:C。
4.(2026•云南·中考真题)下列做法中,符合安全用电原则的是( )
A.在输电线上晾晒衣服
B.不靠近高压带电体
C.使用绝缘皮破损的电线
D.多个大功率用电器共用一个插线板
【答案】B
【解析】A、生活用水是导体,湿衣服容易导电,在输电线上晾晒衣服容易发生触电事故,故A不符合安全用电原则;
B、靠近高压带电体,易发生高压电弧触电,故B符合安全用电原则;
C、使用绝缘皮破损的电线,易发生触电事故或短路,故C不符合安全用电原则;
D、多个大功率用电器同时使用一个插线板,会造成电路中的电流过大,引起火灾,故D不符合安全用电原则。故选:B。
5.(2026•四川自贡·中考真题)下列行为符合安全用电要求的是( )
A.在高压线下放风筝
B.发现电器失火时用水浇灭
C.发现有人触电时迅速切断电源
D.从家中私自拉线给电动车充电
【答案】C
【解析】A、安全用电的原则的不靠近高压带电体,不接触低压带电体,在高压线下放风筝,很容易造成触电事故,故A不符合安全用电要求;
B、生活中的水是导体,发现电器失火时,要先切断电源,在灭火,不能直接用水浇灭,故B不符合安全用电要求;
C、发现有人触电时,要及时切断电源,再实施抢救,故C符合安全用电要求;
D、从家中拉线给电动车充电不符合安全用电原则,家用线路临时拉线可能存在线路磨损、过载、绝缘不良等问题,易引发触电、短路、火灾等事故,故D不符合安全用电要求。故选:C。
综合攻坚·知能拔高
1.(2026•山西大同·期末)近几年,国产品牌手机快充技术发展迅速,手机充电功率已经达到120W,远远领先国外同类型品牌。如图所示一块手机用的锂电池,工作时电池电压约4V,容量为4000mA•h。关于此电池下列说法不正确的是( )
A.电池放电时电能转化为化学能
B.此电池充满电大约储存了57600J的电能
C.给电池充电时,这块电池相当于电路中的用电器
D.若采用120W的超快闪充充电器给这块电池充电,理论上充满电大约需要8分钟
【答案】A
【解析】AC、电池放电时,将化学能转化电能,相当于电路中的电源;
给电池充电时,消耗电能,转化为化学能,相当于电路中的用电器,故A错误、C正确;
BD、此电池充满电储存的电能大约为W=UIt=4V×4000×10﹣3A×1×3600s=57600J,故B正确;
采用120W的超快闪充充电器给这块电池充电,理论上充满电所需的时间大约为
t′480s=8min,故D正确。故选:A。
2.(2026•江西抚州·期末)了解生活才能学好物理,学好物理才能更好地服务生活。下列数据中最接近生活实际的是( )
A.教室里正在工作的空调通过的电流约为5A
B.洗衣机的额定功率为2000W
C.台式电脑正常工作1小时,消耗3kW•h的电能
D.一般情况下,对人体来说安全电压应不高于3.6V
【答案】A
【解析】A.教室里正在工作的空调的功率约为1100W,则通过的电流约为,故A正确;
B.洗衣机的额定功率在200W~500W之间,故B不正确;
C.台式电脑的额定功率约为200W,即0.2kW,正常工作1小时,消耗的电能W=Pt=0.2kW×1h=0.2kW•h,故C不正确;
D.一般情况下,对人体来说安全电压应不高于36V,故D不正确。故选:A。
3.(2026•山西·中考真题)电是人们的好帮手,但违规操作会造成很大危害,甚至威胁生命。下列做法符合安全用电原则的是( )
A.在电线上晾晒衣服
B.绝缘皮破损的电线可以安全使用
C.用湿的手去拔电源
D.在规定区域内给电动自行车充电
【答案】D
【解析】A、在电线上晾晒衣服,湿衣服是导体,容易导致电线绝缘层破损,引发触电事故,不符合安全用电原则,故A错误。
B、绝缘皮破损的电线,内部金属线裸露,容易造成漏电或短路,接触后会引发触电危险,不能安全使用,故B错误。
C、湿手的电阻比干手小很多,用湿手拔电源时,电流更容易通过人体,极易引发触电事故,不符合安全用电原则,故C错误。
D、在规定区域内给电动自行车充电,能避免因充电环境不当(如高温、潮湿、易燃物附近)引发的火灾、触电等安全隐患,符合安全用电原则,故D正确。故选:D。
4.(2026•山东济宁·期末)某智能手机的锂电池上标有“3.7V,4000mA•h”字样,用20W的充电器给手机充电,假设充电器的输入功率保持不变,充电效率为80%,则关于手机充电,以下说法正确的是( )
A.给电池充电的过程中电池相当于电源 B.它充满电后大约储存的电能为14800J
C.手机电池从零到充满电需要55.5min D.给手机充电的过程中,化学能转化为电能
【答案】C
【解析】A、给电池充电的过程中,电池消耗电能,把电能转化为化学能储存起来,所以电池此时是用电器,故A错误;
B、电池充满电可以储存的电能:W=UIt=3.7V×4000×10﹣3A×1×3600s=53280J,故B错误;
C、由η可知,电池充电过程中消耗的电能:W电66600J,
由P可知,充电需要的时间:t′55.5min,故C正确;
D、给手机充电的过程中,电池消耗电能,把电能转化为化学能储存起来,故D错误。故选:C。
5.(2026•山东威海·期末)如图为一个家庭电路示意图,下列说法正确的是( )
A.导线a是中性线
B.电能表是测量电路消耗电能的仪表
C.正确使用测电笔插入三孔插座的某一孔,氖管不亮,该孔一定接保护线
D.若闭合开关S后灯不亮,用测电笔检测灯座的两个接线柱,氖管均发光,则故障一定是灯泡短路
【答案】B
【解析】A.电路中开关要接在相线上,图中开关与导线a相连,说明导线a是相线,导线b是中性线,故A错误;
B.电能表的作用就是测量电路消耗电能的仪表,故B正确;
C.正常情况下,中性线接入插座,测电笔接触零线时氖管也不发光,因此氖管不亮不一定是接保护线,还有可能接中性线,故C错误;
D.若闭合开关后灯不亮,测灯座两个接线柱氖管均发光,说明两个接线柱都与火线连通,故障是零线断路;如果是灯泡短路,空气开关会跳闸切断电路,不会出现两个接线柱都使氖管发光的情况,故D错误。故选:B。
6.如图所示的是“220V,15W”的LED灯和“220V,15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时,下列说法正确的是( )
A.灯两端的实际电压:LED灯低于白炽灯
B.相同时间产生的内能:LED灯多于白炽灯
C.相同时间消耗的电能:LED灯少于白炽灯
D.电能转化为光能的效率:LED灯高于白炽灯
【答案】D
【解析】A、两灯的额定电压都是220V,它们正常工作时,灯泡的实际电压都达到220V,故A错误;
BC、由两灯的规格可知,两灯的额定功率都是15W,所以两灯正常工作时,相同时间消耗电能相同,由于LED灯将电能转化为内能的占比较少,所以相同时间LED灯产生的内能更少,故BC错误;
D、由图可知,正常工作时,LED灯将电能转化为光能的占比大,白炽灯将电能转化为光能的占比小,所以LED灯将电能转化为光能的效率高,故D正确。故选:D。
7.(2026•陕西榆林·期末)如图,将标有“6V,3W”字样的灯L1和标有“6V,6W”字样的灯L2串联在电压恒为9V的电路中。假设灯丝的电阻不变,闭合开关,下列说法正确的是( )
A.灯L1的电阻小于灯L2的电阻
B.两灯均不能正常发光
C.灯L2发光更亮
D.灯L2的实际功率为1.5W
【答案】D
【解析】A.根据P=UI可得,,已知两灯额定电压相同,L1额定功率较小,由可得,L1电阻更大,灯L1的电阻大于灯L2的电阻,故A错误;
BD.根据P=UI可得,L1、L2灯丝的电阻分别为:,,
总电压为9V,则电路中电流为:,
则两灯的实际功率为:,,
据此可知L1的实际功率等于实际功率,它能正常发光,L2的实际功率小于额定功率不能正常发光,故B错误,D正确;
C.因为L1的实际功率大于L2的实际功率,所以L1更亮,故C错误。故选:D。
8.(2026•山东烟台·期末)充电宝自身充电时输入功率、对外供电时输出功率一般不同,某品牌充电宝的铭牌如图所示,该充电宝( )
型号:超快充充电宝**
电池种类:可充电锂离子电池
额定能量:50Wh
额定输入:9V﹣2A
额定输出:5V﹣3A(type﹣c口)
9V﹣2.22A(lightning口)
A.充满电后,一定能连续使用50h
B.该充电宝的额定输出功率是50W
C.电量剩余28%时,需要2h才能充满电
D.type﹣c口的供电功率大于lightning口
【答案】C
【解析】A、充电宝的额定能量为W=50Wh,若想连续使用t=50h,输出功率为:P1W,
而充电宝对外供电时输出功率一般不同,所以不一定能连续使用50h,故A错误;
B、由铭牌信息可知,充电宝type﹣c口的额定输出功率为:P1=U1I1=5V×3A=15W,
充电宝lightning口的额定输出功率为:P2=U2I2=9V×2.22A=19.98W,故B错误;
C、电量剩余28%时,需充电的能量为:W1=(1﹣28%)W=72%×50Wh=36Wh,
充电宝的额定输入功率为:P3=U3I3=9V×2A=18W,
充电时间为:t′2h,故C正确;
D、由B选项分析可知,type﹣c口的供电功率小于lightning口,故D错误;故选:C。
9.(2026•陕西西安·期末)标有“6V,3W”和“6V,6W”的灯L1和L2,假设两灯灯丝电阻不变,若将它们串联在某电源上,在保证电路安全的条件下,使其中一个灯泡正常发光,下列说法正确的是( )
A.电源电压为12V B.电路消耗的总功率为4.5W
C.灯L2和L1的发光亮度相同 D.灯L1两端的电压比灯L2两端的电压小
【答案】B
【解析】A.两个灯泡的额定电流分别为,
两个灯泡的电阻分别为,
在保证电路安全的条件下,使其中一个灯正常发光,将它们串联在某电源上,通过它们的电流相等,因为L1的额定电流小于L2的额定电流,所以通过电路的电流是0.5A,L1正常发光,L2不能正常发光,电源电压为U=I1R1+I1R2=0.5A×12Ω+0.5A×6Ω=9V,故A错误;
B.根据P=UI可知,电路消耗的总功率为P=UI1=9V×0.5A=4.5W,故B正确;
C.灯的亮度取决于灯消耗的实际功率,当两灯串联时通过它们的电流相等,且L1的电阻大于L2的电阻,根据P=I2R可知,灯L1消耗的功率大于L2消耗的功率,灯L1比L2亮,故C错误;
D.两灯串联,通过的电流相等,且L1的电阻大于L2的电阻,根据串联分压原理可知,L1两端的电压大于L2两端的电压,故D错误。故选:B。
10.(2026•黑龙江哈尔滨·期末)将标有“220V,15W”的LED灯和“220V,15W”的白炽灯分别接入220V的家庭电路中,发现LED灯的亮度远高于白炽灯的亮度,则( )
A.通过LED灯的电流大于通过白炽灯的电流
B.LED灯的实际功率大于白炽灯的实际功率
C.LED灯消耗的电能大于白炽灯消耗的电能
D.LED灯比白炽灯把电能转化为光能的效率更高
【答案】D
【解析】A、已知标有“220V 15W”的LED灯和“220V 15W”的白炽灯分别接入家庭电路中,由P=UI可知,通过LED灯的电流等于通过白炽灯的电流,故A错误;
B、已知LED灯和白炽灯的额定电压和额定功率都相同,分别接入家庭电路中,都是220V,则二者实际功率相同,都等于15W,故B错误;
C、已知LED灯和白炽灯的额定电压和额定功率都相同,分别接入家庭电路中,都是220V,则二者实际功率相同,时间未知,根据W=Pt可知两个灯泡消耗电能多少未知,故C错误;
D、两灯正常发光时,功率相同,LED灯的亮度远高于白炽灯的亮度,LED灯比白炽灯把电能转化为光能的效率更高,故D正确。故选:D。
11.(2026•江西南昌·期末)图甲、乙中,相同容器中装有相同质量的水,用不同电加热器在相同电压下工作,忽略散热,得到图丙所示水温与加热时间的图像,关于甲、乙图中容器下列说法正确的是( )
A.加热相同时间,水吸收的热量之比为1:1
B.吸收相同热量,水的末温之比为3:2
C.升高相同温度,水吸热之比为2:3
D.加热器的电阻之比为2:3
【答案】D
【解析】A、由图丙可知,水的初温相同,加热相同时间,甲容器中水升高的温度大于乙容器中水升高的温度;水的质量相同,根据Q吸=cmΔt可知甲容器中水吸收的热量大于乙容器中水吸收的热量,故A错误;
B、根据Δt可知,吸收相同热量,水升高的温度相等,则水的末温相等,即水的末温之比为1:1,故B错误;
C、根据Q吸=cmΔt可知,升高相同温度,水吸收的热量相等,即水吸热之比为1:1,故C错误;
D、由图可知,水温升高到40℃时,水吸收的热量相等,两电加热器的加热时间之比为t1:t2=2:3,
忽略散热损失,水吸收的热量等于电加热器消耗的电能,根据W=UItt可得,
加热器的电阻之比为R1:R2=t1:t2=2:3,故D正确。故选:D。
12.(2026•湖北荆州·月考)新能源电动汽车头灯(LED)上标有“12V 60W”,与标有“220V 60W”的家用白炽灯相比,都正常工作时,下列说法正确的是( )
A.白炽灯电流大 B.汽车头灯电阻大
C.白炽灯产生的热量多 D.消耗电能一样快
【答案】D
【解析】A.都正常工作时,通过新能源电动汽车头灯和白炽灯的电流分别为,
所以通过新能源电动汽车头灯的电流大于白炽灯的电流,故A错误;
B.汽车头灯和白炽灯的电阻分别为
所以汽车头灯的电阻小于白炽灯的电阻,故B错误;
C.根据Q=I2Rt可知,用电器产生热量的多少与时间有关,由于不知道工作时间,所以两用电器产生电热的多少无法比较,故C错误;
D.两个用电器都正常工作,功率相同均为60W,所以他们消耗电能快慢相同,故D正确。故选:D。
13.如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器Rx标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片P,则( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω~20Ω
B.电流表示数的变化范围是0.18A~0.5A
C.电压表示数的变化范围是1.5V~3V
D.电路总功率的变化范围是1.35W~2.25W
【答案】D
【解析】(1)由P=UI可得,灯泡的额定电流为:I额0.5A;
由I得,灯泡的电阻:RL5Ω,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电路Imax=0.5A,
电路消耗的最大功率:Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,
灯泡正常发光时,两端的电压为2.5V,功率为1.25W,因串联电路中总电压等于各分电压之和,滑动变阻器两端的最小电压:U滑min=U﹣U额=4.5V﹣2.5V=2V,
则滑动变阻器接入电路中的最小电阻值:R滑min4Ω;
(2)当电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,则电压表的示数范围是2V~3V,故C错误;灯泡两端的电压:UL=U﹣U滑max=4.5V﹣3V=1.5V;
电路中的电流:Imin0.3A,电流表的示数范围是0.3A~0.5A,故B错误;
灯泡的最小功率为:PLmin=ULImin=1.5V×0.3A=0.45W;
电路消耗的最小功率:Pmin=UImin=4.5V×0.3A=1.35W,
则电路总功率的变化范围是1.35W~2.25W,故D正确;
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R滑max10Ω,
则滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是4Ω~10Ω,故A错误。
故选:D。
14.(2026•山洪枣庄·期末)如图甲所示电路,电源电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2铭牌上标有“120Ω 0.8A”的字样,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器滑片,经测量分析,得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。则下列说法正确的是( )
A.电源电压为16V
B.R1的阻值为25Ω
C.电路总功率的变化范围为2.7W~10.8W
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~110Ω
【答案】C
【解析】由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。
AB.由图乙可知,U2=8V时,P2=4W,此时电路中的电流为:
电源电压U=I2R1+8V=0.5A×R1+8V……①
当R2两端的电压U2′=10V时,R2的电功率P2′=4W,此时电路中的电流:;
电源电压U=I2′R1+10V=0.4A×R1+10V……②
由①②可得,电源电压U=18V,R1的阻值R1=20Ω,故AB错误;
CD.根据题意可知,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.8A,电流表的量程为0~0.6A,为了电路安全,电路中的最大电流为I最大=0.6A,则电路中的最大总功率为:
P最大=UI最大=18V×0.6A=10.8W;电路中的最小总电阻;
根据串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器接入电路的最小阻值R2小=R小﹣R1=30Ω﹣20Ω=10Ω;
根据电压表量程可知,R2两端的最大电压为15V,根据串联电路的电压特点可知,R1两端最小电压U1小=U﹣U2大=18V﹣15V=3V
电路中最小电流
电路中的最小总功率P小=UI小=18V×0.15A=2.7W
滑动变阻器接入电路的最大阻值
所以,电路总功率的变化范围为2.7W~10.8W,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~100Ω,故D错误,C正确。
故选:C。
15.如图﹣1所示,电源电压为12V恒定不变,闭合开关S,在保证电路安全的前提下,调节滑动变阻器的滑片,从最大值滑至a点时,小灯泡恰好正常发光,移动滑片过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图﹣2所示。下列说法错误的是( )
A.定值电阻R的阻值为10Ω
B.小灯泡额定功率为1.8W
C.滑片滑至a点时,通电10s,定值电阻R产生的热量为9J
D.滑片滑至最左端时,滑动变阻器与小灯泡的功率之比P1:P2=1:1
【答案】D
【解析】A、由图﹣1可知,定值电阻R、小灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测定值电阻R两端的电压,电压表V2测定值电阻R和滑动变阻器两端的电压。根据欧姆定律可知,通过定值电阻的电流与它两端的电压成正比,根据图﹣2可知,斜线是电流表示数与电压表V1示数的关系图像,曲线是电流表示数与电压表V2示数的关系图像。
滑片在a点时,电路中的电流最大,由图﹣2可知,最大电流为I大=0.3A,此时电压表V1的示数为3V,
根据欧姆定律可得,定值电阻R的阻值:R10Ω,故A正确;
B、由图﹣2可知,滑片在a点时,灯泡正常发光,此时电压表V2的示数为6V,
根据串联电路的电压规律可得小灯泡两端的电压:UL=U﹣U2=12V﹣6V=6V,
根据P=UI可得,小灯泡的额定功率:P额=ULI大=6V×0.3A=1.8W,故B正确;
C、滑片在a点时,通电10s,定值电阻R产生的热量:
Q=I大2Rt=(0.3A)2×10Ω×10s=9J,故C正确;
D、滑片滑至最左端时,根据图﹣2可得两电压表的示数分别为U′R=2V、U′2=10V,
根据串联电路的电压规律可得,滑动变阻器两端的电压:U滑=U′2﹣U′R=10V﹣2V=8V,
小灯泡两端的电压:U′L=U﹣U′2﹣=12V﹣10V=2V,
串联电路中各处的电流相等,根据P=UI可得,滑动变阻器与小灯泡的功率之比:
P滑:PL=U滑:U′L=8V:2V=4:1,故D错误。故选:D。
16.(2026•广东肇东市·期末)如图所示,小欣同学家电能表4月底的示数是 kW•h;若关闭家中其他用电器,只有电热水壶工作,电能表的指示灯闪烁300次时,刚好将1.2kg水从20℃加热到80℃,则电热水壶的加热效率为 %。[]
【答案】2024.6;84。
【解析】由图可知,电能表最后一位是小数,电能表4月底的示数是2024.6kW•h;
3000imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁3000次,则电能表指示灯闪烁了300次,电热水壶实际消耗的电能:W0.1kW•h=3.6×105J,
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1.2kg×(80°﹣20°)=3.024×105J,
电热水壶的加热效率为η84%。
17.(2026•天津南开区·期末)如图所示的电路,电源电压恒为3V,a、b是粗细均匀电阻丝的两端点,c是电阻丝的中点。只闭合开关S1,电流表示数为1A,该电路通电1min消耗的电能为 J;闭合开关S1和S2,电流表示数为 A。
【答案】180;2。
【解析】由图可知,只闭合S1,只有电阻丝ac段接入电路,电流表测量电路中的电流,
该电路1min消耗的电能:W=UIt=3V×1A×1×60s=180J;
闭合开关S1和S2,电阻丝ac和bc并联接入电路,根据并联电路的特点可知,ac段电阻丝和bc段电阻丝两端的电压相等,
由于ac段电阻丝和bc段电阻丝的阻值相等,根据欧姆定律可知,通过ac和bc的电流相等,即干路的总电流I总=Iac+Ibc=1A+1A=2A。
18.某国产三折叠手机的电池工作电压为3.7V,电池容量为5600mAh,充满电可以储存的电能为 ,使用充电器充电,充电电压为10V,充电电流为2.8A,充满电需 min。
【答案】74592J;44.4。
【解析】(1)已知手机的电池工作电压为3.7V,电池容量为5600mAh,则充满电可以储存的电能为:W=UIt=3.7V×5600×10﹣3A×3600s=74592J;
(2)充满电需要的时间为:。
19.已知某型号电热水壶的额定电压为220V,加热电阻为48.4Ω,接入家庭电路中正常工作。将质量为2kg、初温为15℃的水加热200s,加热效率为84%,电热水壶产生的热量为 J,水上升的温度为 ℃。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】2×105;20。
【解析】(1)通过加热电阻的电流为:,
电热水壶产生的热量:Q=I2Rt2×105J;
(2)水吸收的热量为:Q吸=Qη=2×105J×84%=1.68×105J,
水上升的温度为:20℃。
20.(2026•广东广州·期末)如图所示实验,实验前已调好器材,实验过程中通过电阻R1、R2的电流 (选填“相等”或“不相等”);观察U形管内液面高度差可知 (选填“R1”或“R2”)产生的热量较多;要使液面高度差变化更快,可将滑动变阻器的滑片P向 滑动。
【答案】相等;R2;右。
【解析】两个电阻串联,电流相等;电阻越大,产生的热量越多,所以观察U形管内液面高度差可知R2产生的热量较多;要使液面高度差变化更快,可将滑动变阻器的滑片P向右滑动,增大电流。
21.小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器,其电路图如图所示,电源电压为220V,R1、R2是电热丝,开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝,R1=242Ω,另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω,R2该选取阻值为 Ω的电热丝。开关S接触“1”、“2”两个触点时,通电1min,电流产生的热量是 J。
【答案】121;1.2×104。
【解析】电路的工作状态有三种,分别是“R1”单独接入、“R1、R2”并联接入、“R2”单独接入,那么如果想要有3种挡位,则需要R1、R2的阻值不同,R1=242Ω,则R2该选取阻值为121Ω的电热丝;
开关接触“1”、“2”两个触点时,只有“R1”单独接入,通电1min,电流产生的热量:
Q1.2×104J。
22.(2026•河南焦作·期末)图甲是标有“8V 4.8W”的小灯泡L的I﹣U图像。将小灯泡L接入图乙所示的电路中,只闭合开关S时小灯泡正常发光,则电源电压为 V,再闭合开关S1,电流表示数为1.6A,则定值电阻R的阻值为 Ω。若将小灯泡L与定值电阻R串联接在该电源两端,测得小灯泡L和定值电阻R两端的电压相等,则1min内电路消耗的总电能为 J。
【答案】8;8;240。
【解析】(1)只闭合开关S时,电路为灯泡的简单电路,电流表测量电路电流,小灯泡正常发光,则电源电压U=UL=8V;
(2)灯泡的额定电压为8V,由图甲可知灯泡的额定电流为0.6A;再闭合开关S1,灯泡和定值电阻并联,电流表测量干路电流,电流表示数为1.6A,因并联电路中各支路互不影响,则灯泡仍然正常发光,所以通过灯泡的电流仍为0.6A,根据并联电路的电流特点可知,通过定值电阻的电流:IR=I﹣IL=1.6A﹣0.6A=1A,根据欧姆定律可知定值电阻R的阻值为:R8Ω。
(3)若将小灯泡L与定值电阻R串联接在该电源两端,测得小灯泡L和定值电阻R两端的电压相等,则根据串联电路的电压特点可知灯泡两端电压UL′4V,从图中可知此时电路中的电流I′=0.5A,则1min内电路消耗的总电能为:W=UI′t=8V×0.5A×60s=240J。
23.具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。如图是简化后的后视镜加热电路,四个发热电阻的阻值均为100Ω,当开关旋至“1”挡时,电路中的电流为0.5A。(忽略温度对电阻阻值的影响)求:
(1)电源电压;
(2)后视镜处于除露功能的电功率;
(3)后视镜玻璃的质量约为400g,玻璃的比热容为0.75×103J/(kg•℃),当开启化霜功能时,加热效率为50%,为使后视镜玻璃温度升高10℃,需加热多长时间?
【解析】(1)当开关旋至“1”挡时,R3、R4串联,
根据串联电路的电阻特点可知,串联的总电阻:R=R3+R4=100Ω+100Ω=200Ω,
由I可知,电源电压:U=IR=0.5A×200Ω=100V;
(2)当开关旋至“2”挡时,只有R3工作,当开关旋至“3”挡时,R1、R2并联;
根据串并联电路的电阻特点可知,串联电路的总电阻大于任一分电阻,并联电路的总电阻小于任一分电阻,
则当开关旋至“1”挡时,R3、R4串联,电路中的总电阻最大,P可知,此时的电功率最小,后视镜处于防雾功能;
当开关旋至“3”挡时,R1、R2并联,电路中的电阻最小,电功率最大,后视镜处于除霜功能;
当开关旋至“2”挡时,只有R3工作,后视镜处于除露功能;
后视镜处于除露功能是的电功率:P除露100W;
(3)当开启化霜功能时,后视镜的电功率:P化霜200W;
玻璃吸收的热量:Q吸=cmΔt=0.75×103J/(kg•℃)×400×10﹣3kg×10℃=3000J,
根据η可知,后视镜消耗的电能:W6000J,
由P可知,需要加热的时间:t30s。
答:(1)电源电压为100V;
(2)后视镜处于除露功能的电功率为100W;
(3)当开启化霜功能时,加热效率为50%,为使后视镜玻璃温度升高10℃,需加热的时间为30s。
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