2023北京版物理中考复习题--十四电功、电功率.pdf

2023北京版物理中考专题十四电功、电功率五年中考考 点1电功率1.（20 1 8北京,1 1,2分）有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1 80 0 W,乙的额定功率为1 20 0 W,两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是（B）A.甲电热水壶两端的电压较高B.电流通过甲电热水壶做功较快C.通过两个电热水壶的电流相等D.相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多解 析 额定电压相同的电热水壶甲和乙，正常工作时电压相同,A选项错误;正常工作时，实际功率等于额定功率，甲的额定功率大于乙的额定功率，电流通过甲做功较快,B选项正确;/=W 相同而 不同，因此通过甲、乙的电流不相等（选 项 错 误 油甲甲场乙乙他，甲 乙/甲=屹,则小 甲 小 乙,D选项错误。2.（20 20北京,1 1,2分）如图所示的电路中,将开关S闭合,完全相同的灯Li和 灯1 _2均发光。下列说法正确的是（D）L L2A.灯 LI比 灯L2亮B.通过/点的电流大于通过8点的电流C.灯Li的实际电功率比灯L2的实际电功率小D.电路中力8两点间的电压等于8 c两点间的电压解析 灯L和 灯L2串联，通过两盏灯的电流相同,B错误;两灯完全相同，电阻相同，由 可 知 两 灯 实际功率相同，亮度相同,A、C错 误;由 次 可 知，电路中力8两点间的电压等于8 C两点间的电压,D正确。在串联电路中，电流处处相等，其他所有的物理量（电 压U、电 功 叱 电 功 率P、电 热0都与电阻成反比。即”察 白 唔 吟。由题目可知两灯串联，所以电流相等，又两灯完全相同,所以电阻相等，可知两灯所有的物理量都应该相等,A、B、C错误,D正确.知识拓展在并联电路中，各支路电压相等，其他所有的物理量（电流A电 功 叱 电 功 率 月 电 热。都与电阻成反比。即 襄=詈=察=詈。串并联电路中各物理量与电阻的这条规律关系我们将其归纳为“串正并反，熟练应用这12 w2 P2 Q2 2条规律对于电学综合题和中等以上难度题目解题很有帮助。3.（2022北京,14,2分）（多选）额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能必和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（BC）电烤箱甩饭锅A.正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少B.正常工作时,电热水壶比电饭锅的功率大C.正常工作时，通过电饭锅的电流最小D.在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多解析 三个用电器在工作的过程中将电能主要转化为内能，根据Q=%Pt,A选项中用电器没有具体的工作时间，因此无法判断用电器产生热量的多少,A错误。根据结合题图像可知当通电时间相同时,电热水壶消耗的电能最多,因此电热水壶的功率最大,B正确。当用电器正常工作时，用电器两端电压达到额定电压，根据题干可知三个用电器额定电压相同，结合题图像分析电饭锅的功率最小。根据/=，可知，通过电饭锅的电流最小,C正确。D选项中没有提到各用电器一个月内的工作时间，因此无法判断各用电器消耗的电能,D错误。解题关键本题最主要的是对“，图像的辨析及应用。对于正比例图像题，我们可以选取相同横坐标或相同纵坐标思考物理量之间的关系，比如此题相同通电时间内电热水壶消耗的电能最多，消耗相同的电能,电饭锅工作时间最长，再进一步思考横纵坐标物理量比值的含义,题中？代表单位时间内做功的多少，即电流做功的快慢，也就是用电器的实际功率。4.（2022北京,19,4分）小京用图甲所示的电路测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率。乙(1)如图甲所示，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移 动 至B端。(2)闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.5 V 时，电流表的示数如图乙所示，此时通过小灯 泡 的 电 流 为 0.3 A。该小灯泡的额定功率为0.75 W。解 析(1)从电路安全的角度，开关闭合前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，因此滑片应置于8 端。(2)电流表读数为0.3 A,小灯泡的额定电压为2.5 V,根据公式户=可以计算出小灯泡额定电功率为0.75 Wo5.(2018北京,29,7分)小阳为测量额定电压为2.5 V 的小灯泡在不同电压下的电功率及观察小灯泡的发光情况，连接了如图所示的电路。(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在 右 端。(选 填 左 或 右 )(2)小阳的实验记录如表所示，则小灯泡两端电压=1.3 V 时的电功率P=0.26 Wo(3)由表中的实验记录你还能得到的结论：同一小灯泡的亮暗程度与其两端电压有关。(写出一条即可)(4)利用图所示实验电路还可以进行的实验有：探究小灯泡的电阻在不同电压下的变化规律.(写出一个即可)解 析(1)闭合开关前滑动变阻器滑片要置于阻值最大的一端，因此，应放置在右端。*P=U I=3VxO.20 A=0.26必从表中可看出,小灯泡两端电压不同，小灯泡的发光情况也不同，因此可得出结论:同一灯泡的亮暗程度与其两端电压有关。(4)利用电压表测出灯泡两端电压，电流表测出通过灯泡的电流，由/?=苫就可算出不同电压下的小灯泡的电阻值，因此，还可探究小灯泡的电阻在不同电压下的变化规律。易错警示小灯泡的电阻会受温度的影响，因此需要指出测量的电阻值是哪个工作状态下的。此小题的答案为测量额定电压为2.5 V的小灯泡正常工作时的电阻值或测量小灯泡在某个电压下的电阻值。由于小灯泡电阻受温度影响,因此本次实验电路不适合进行探究电流与电压关系的实验。6.(2022北京,25,4分)如图所示的电路中，电源两端电压为6 V 并保持不变，电 阻&的阻值为10 Q。闭合 开 关 S后，电压表的示数为2 V。求：电 阻&的 阻 值。(2)电 阻 所 消耗的电功率。ii*i-R、K2s-|l答 案(1)5 Q(2)1.6 W解 析 Q)电阻总两端的电压a=a a=6 v-2 V=4 v通 过Ri的电流狂*黑=04 A通 过 用 的 电 流 尽 人=0.4 A&=更=5 Ql2 0.4A(2)电阻用L消耗的电功率吊=J A=4 VxO.4 A=1.6 W7.(2020北京,34,4分)如图所示的电路中，定值电阻Ro为10 Q,电源两端电压为3 V 并保持不变。闭合开关 S,调节滑动变阻器外的滑片，使电压表示数为2 V。(1)画出实物电路所对应的电路图；(2)求停接入电路的阻值；(3)求 Z?o的电功率。答 案 Q)如 图 所 示(2)5 Q(3)0.4 W解 析(1)根据实物电路画出电路图，如答案图所示。(2)串联电路中的电流亡加=*=黑=02 A,KQ/?P 两端的电压 UP=U-Uo=3 V-2 V=1 V,品 接入电路的阻值&=詈募=5。喈=察=0.4 W。8.(2021北京,25,4分)如图所示的是某款家用电热器的简化电路,用、金为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220 V的电路中。电热器高温挡的功率为990 W,低温挡的功率为110 Wo求：(1)低温挡时通过电路的电流；(2)电热丝/?2的阻值。匕 I-220 V答 案(1)0.5 A(2)55 Q解 析(1)当S i闭合,S2断开时，如图所示h-v-此时电路处于低温挡位，只有总工作，以=0=0 5人U 220V(2)当Si、S2都闭合时，如图所示S此时电路处于高温挡位,总、&并 联生“总-乌=990 W-110 W=880 W,由e=乎可知心幽纥55 dP2 880W考点2焦耳定律9.(2021北京2 2分)下列四种用电器中，利用电流热效应工作的是(D)A.电 冰 箱B甩视机C.电脑 D.电热水壶解 析 电流热效应指电流通过导体时电能转化为内能的现象。利用电流热效应指利用电能转化成的内能工作。故 选D。10.(2019北京2 2分)下列用电器中，利用电流热效应工作的是(B)A.计 算 器B.电热水壶C.收 音 机D.电冰箱解 析 电热水壶工作时把电能转化为内能，利用电流热效应工作力正确。11.(2018北京,3,2分)下列用电器中，利用电流热效应工作的是(A)A.电 暖 气B.计算器C.电 视 机D.笔记本电脑解 析 电暖气是利用电流热效应工作的,A选项正确;计算器、电视机、笔记本电脑都不是利用电流热效应工作的,B、C、D选项错误。1 2.（20 20北京,26,4分）某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，以及阻值为总 和 用 的电阻丝（4/?2）。1温度til（1）该 实 验 探 究 的 问 题 是 电 流 通 过 导 体 产 生 的 热 量 与 是 否 有 关。（2）该实验中电流通过导体产生热量的多少用温 度 计 示 数 的 变 化 量 来反映。解 析（1）根据两电阻丝阻值不同，可知该实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。（2）电流通过导体产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量，温度升高，因此，可以用温度计示数的变化量来反映电流通过导体产生热量的多少。知识拓展用温度计示数的变化量来反映电流通过导体产生热量的多少,这种科学方法称为转换法。1 3.（20 1 8北京,21,2分）（多选）小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25 的煤油，阻值为5 Q和1 0 Q的电阻丝&玲。闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数。根据上述实验，下列说法中正确的是（A D）A.此实验探究的是热量与电阻的关系B.此实验探究的是热量与电流的关系C.此实验探究的是热量与时间的关系D.此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少解 析 总 和#2串联，通过它们的电流相同,通电时间相同，用 生,此实验探究的是热量与电阻的关系,A选项正确,B、C选项错误;电阻丝产生热量的多少用温度计示数变化的大小来表示,D选项正确。知识归纳探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关的实验中，使用了控制变量法及转换法这两种常见实验方法。初中阶段热量不可直接测量，因此电热可以转换成可测量或可观察的物理量。14.(2021北 京23,5分)小梦在初三总复习时认识到，水吸收的热量可以定量测量了，于是她想重新设计一个实验证明:水吸收热量的多少与水升高的温度有关。如图是小梦已经设计好的电路，其中保温杯中装有质量一定的水、阻 值 为5 Q的 电 阻 丝/?和数字温度计的测温探头,请利用该电路及秒表，帮助小梦完成实验设计。请你写出主要实验步骤，画出实验数据记录表。答案 闭合开关，测 出 电 流/并 记 录/?和/的 数 据。设定水的初温故并记录，当 温 度 计 示 数 为5)时，启动秒表开始计时，当水温分别升高一定温度时，分别记 录 水 的 温 度t末及相应的加热时间利 用 片f末通计算水升高的温度，并记录。利 用Q吸=(2放=/依 计 算 水 分 别 吸 收 的 热 量Q吸，并记录。t0/CI/kR/QgQ/解析此题热量的测量需要定量,因为水吸收的热量是电阻丝放出的，所以根据焦耳定律计算出Q放，根据Q吸=2放计算出Q吸。实验中需要记录电流、电阻和通电时间。水升高的温度利用初温和末温进行计算即可。为了方便记录数据,可以设定初温的数值，具体多少可以自主设定，这样符合实验的实际操作过程。15.(2019北 京33,3分)如图所示的电路中，电源两端电压保持不变,电阻丝总的阻值为10 Q,当 开 关S闭合后，电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.4 A。求：(1)通 电10 s电 阻 丝 总 产生的热量；(2)电源两端的电压。答 案(1)16 J(2)6 V解 析 产 生 的 热 量 Q=/?it(0.4 A)2xlO Q xlO s=16 J(2)/?i两端的电压 3=照=0.4 A xlO Q=4 V电源两端的电压U=Ui+6=4 V+2 V=6 Vo三年模拟基础练一、选择题（每 小 题 2 分 洪 10分）1.（2020顺义二模,13）有甲、乙两电热水壶，甲的额定功率为1 000 W,乙的额定功率为800 W。甲、乙正常工作时,下列说法中正确的是（A）A.电流通过甲做功一定比乙做功快B.电流通过甲做的功一定比乙的多C.乙消耗电能一定比甲的快D.甲消耗的电能一定比乙的多解 析 根据作可知相等时间内电功率大的用电器做功（消耗电能）多，若时间关系不确定，无法比较做功（消耗电能）多少，故 B、D 错误。电功率的物理意义是描述电流做功（消耗电能）快慢的物理量，所以电功率大的用电器做功（消耗电能）快,C 错误,A 正确。思路分析本题考查的是电功及电功率的物理意义。电功指的是电流做功的多少，而电功率描述的是电流做功的快慢。2.（2020西城二模,14）如图所示是小刚家使用的电热水壶，此电热水壶部分技术参数如表。已知:电热水壶正常工作5 m in 能烧开一壶水。则下列说法中正确的是（D）产 品 电 热 水 壶额 定 电 压 220 V频率 50 Hz额定功率1 000 W容量 1。LA.此壶的电功率恒为1 000 W不变B.此壶正常工作时，通过的电流大于5 AC.此壶两端的电压越大，它消耗电功率越小D.此壶正常工作烧开一壶水，电流产生热量为3x105 J解析 实际电功率与额定电功率只有在用电器正常工作时才相等,A错。根据户=可知正常工作时电流 层4.5A,B错。根据可知，壶两端的电压越大，则消耗的电功率越大，C错误。正常工作5 m in烧开一壶水,Q=/P额上 1 000 Wx300s=3xlQ5 J,D 正确。解题关键额定电功率是用电器正常工作时的电功率。实际电功率是用电器实际工作时的电功率。实际电功率与额定电功率不一定相等，只有用电器正常工作时才相等。3.（2021门头沟一模,11）观察下列四种家用电器的铭牌,下列说法中正确的是(C)电风扇额定电压220 V工作频率50 Hz额定功率100 W空调机额定电压220 V工作频率50 Hz额定功率1 300 W电热水器额定电压220 V工作频率50 Hz额定功率2 000 W电视机额定电压220 V工作频率50 Hz额定功率200 WA.空调机消耗的电能一定比电视机消耗的电能多B.四种家用电器正常工作时，电风扇的工作电流最大C.四种家用电器正常工作时,电流通过电热水器做功最快D.电热水器接在110 V 的电路中，它的实际功率约为1 000 W解析 根 据 作 可 知，工作时间,一定，功率越大，消耗的电能越多,A 项中工作时间未知,因此无法判断消耗电能的多少，故 A 选项错误;用电器正常工作,说明用电器在220 V 的电压下工作，且达到额定功率，根 据 上，可知，电风扇的工作电流最小，故 B选项错误;正常工作时,电热水器的实际电功率最大，电流做功最快，故 C 选 项 正 确;当 用 电 器 的 实 额 时，忽略温度对电阻的景乡响，/实=?额，根 据P=可 知 产 实 户额，因此，当电热水器接在110 V 的电路中，它的实际功率为500 W,故 D 选项错误。4.（2022石景山二模）小兰利用如图甲所示电路测量标有2.5 V 字样的灯泡L 的电功率，电源电压为5 V.实验中，当电压表示数为2.5 V 时，电流表示数如图乙所示,根据实验过程和现象，下列说法中错误的是（B）A.电流表示数是0.5 AB.灯 泡 L 的额定功率是2.5 WC.灯泡L 正常发光时的电阻为5 QD.当电压表示数为2.5 V 时，灯 泡 L 正常发光解析 电流表示数为0.5 A。故 A 正确。小灯泡的额定电压为2.5 V,图中电流表示数为0.5 A,小灯泡的额定电功率为P=2.5 Vx0.5 A=0.75 W,故 B 错误。选 B。凡=卜 募=5 Q,故 不 选 C。根据题干小灯泡的额定电压为2.5 V,因此当电压表示数为2.5 V 时，灯 泡 L正常发光。故 不 选 Do5.（2022海淀二模）侈 选）小伟为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关，设计了如图甲所示的实验装置，若学生电源两端的输出电压相同且保持不变,密封塑料盒吸热及其体积的变化均可忽略不计，下列说法中正确的是（ABD）乙A.实验中可通过各U 形管内的液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少B.当用图甲的装置做实验时，发现左侧U 形管内的液面高度差比右侧U 形管内的液面高度差小很!I表明电流通过导体产生的热量多少与导体电阻大小有关C.当用图乙的装置做实验时，发现左侧U 形管内的液面高度差比右侧U 形管内的液面高度差大,则表明电流通过导体产生的热量多少与导体电阻大小有关D.用图甲和乙两套装置进行实验的过程中都利用了 控制变量 的研究方法，其中图甲是控制通过导体的电流和通电时间相同，图乙是控制导体电阻和通电时间相同解析电流通过导体产生热量的多少不能直接测量，因此在本次实验中采用了转换法，将电流通过导体产生热量的多少转换为密封盒内气体膨胀造成U 形管内的液面产生高度差的多少。故 A 选项正确。本次实验需要采用控制变量的探究思想，图甲中通过串联电路控制两个发热导体中的电流相同，探究导体产生的热量与导体电阻大小的关系。结 合 A 选项分析,B 选项正确。图乙实验装置的右侧两个5。电阻并联，两个密封盒内相同电阻的导体中的电流不同，可探究导体产生的热量多少与通过导体电流大小的关系。故 C 选项错误。二、实验探究题(共18分)6.(2022西城一模,20)(6分)小军利用如图甲所示实验器材，测量额定电压为2.5 V 小灯泡的电功率。(1)请你画出实验电路图。(2)小军已连接的实物电路如图甲所示，请你将他未完成部分用笔画线补充完整。(3)小军正确连接电路后，闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.5 V 时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡L 的 电 功 率 为 0.75 W。学生电源乙t/A（4）在实验中，小军用同一只小灯泡进行实验，测量了多组电压值和电流值,并且绘制出通过小灯泡的电流随它两端电压变化关系的图像,如图丙所示。你根据图像分析可以推知:当小灯泡两端的电压升高时，该小灯泡的电阻 变 大。（选 填 变 大 、变 小 或 不 变 ）答 案（1）电路图如图1所 示（2）实物电路连接如图2所示图 2解 析（3）电 旋 示 数 为 0.3 A/=2.5 VxO3 A=0.75 Wo（4）根 据/?=半结合图像信息可知，当小灯泡两端的电压升高时该小灯泡的电阻变大。7.（20 20燕山一模,26）（4分）在 测定小灯泡电功率 的实验中，电源两端电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V、灯丝电阻约为1 0 Q。甲（1）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于（选 填 力 或 夕）端。小叶同学闭合开关移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为2 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应移动滑片P,使 电压表示数为2.5 V.（3）小叶同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的7图像，根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是一W。解 析（1）开关闭合前应将滑动变阻器连入电路阻值调至最大，根据电流经过滑动变阻器的电阻丝长度可以判断当滑片位于2端时阻值最大。（2）根据电压表示数可知此时小灯泡两端电压为2.4 V,额定电压为2.5 V,所以应该调节滑动变阻器使小灯泡两端电压为2.5 V。A 2.5 Vx0.2 A=0.5 W.8.（20 21朝阳一模,1 9）（5分）同学们为了测量额定电压为2.5 V的小灯泡在不同电压下的电功率及观察小灯泡的发光情况，连接了如图所示的电路。Q）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应 放 置 在 最 右 端。（2）如图甲、乙所示的是小阳小组实验时电压表、电流表的示数，则电压表的示数为V，此时他们所测量的小灯泡的电功率为（3）表格是小红小组记录的实验数据及灯泡的发光情况。请你从能量转化的角度解释灯泡亮度不同的原因：由于灯泡的实际功率不同，单位时间内电能转化为光能的多少不同，因 此 亮 度 不 同。UAJ132.50.200.28PAN0.260.7发光情况暗明亮解 析（1）为了保证电路安全，滑动变阻器连入电路阻值需要调至最大，根据图中电阻丝接入左端可知，滑片应移至在最右端。（2）根据图可知电压表示数为2 V,电流表示数为0.24 A,则P=/=0.24 Ax2V=0.48 Wo从能量转化的角度用功率描述将电能转化为其他形式能的快慢程度。实际电功率越大,单位时间内电能转化为光能越多，灯泡越亮。9.（2022延庆一模,23）（3分）新课学习时要探究 电流通过导体产生的热量的影响因素。实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计A和B,烧瓶内还分别装有阻值为5。和10。的电阻丝用、金。小庆将它们与滑动变阻器、学生电源、开关、以及导线连接组成如图所示电路，闭合开关，开始实验。Q）小庆要探究问题是:电流通过导体产生的热量与 醋 随 阻 _是否有关；（2）实验中，电流通过导体时产生的热量转化为，度变化或进行测量；实验中，小庆发现电阻丝Rz产生的热量多，她的依据是 温度计B比温度计A示数升高得多.解 析Q）电流通过导体产生的热量与导体电阻及电流的大小有关。本次实验将电阻不同的导体进行串联，控制了通过两个导体的电流相同，从而研究导体电阻对产生热量的影响。（2）图中利用温度计示数的变化显示电流通过导体产生的热量。产生热量是一段过程，因此，此空不可以填写温度计的示数,而应是温度变化量。（3）电阻丝产生的热量被煤油吸收，根据Q=57才可知，当c、6相同时，吸收热量多的温度变化量大，根据题意可知温度计B比温度计A示数升高得多。三、计算题（共26分）10.（2022大兴一模）（4分）如图所示的电路中，电源两端电压为3 V并保持不变，定值电阻/?为20闭合开关S,调节滑动变阻器RP的滑片P,使电压表示数为2 V.求：（1）通过电阻/?的电流；（2）外两端的电压；（3）4接入电路的阻值；通电60 s,电路中消耗的总电能。答 案(1)0.1 A(2)1 V(3)10 Q(4)18 J解 析/=*=0.1 A(2)P=-M?=3 V-2 V=1 Vv&=*=1 0 Q I 0.1A(4)W=U/t=3 VxO.l Ax60 s=18 J11.(2022顺义一模)(4分)如图所示的电路中，电源电压保持不变，/?为定值电阻灯L标 有6 V 3 W的字样。闭合开关S,灯L正常发光，电流表的示数为0.3 A,不计温度对灯丝电阻的影响。求：(1)电源电压；(2)电 阻/?的阻值；(3)干路电流;(4)10 s内整个电路中电流做的功。答 案(1)6 V(2)20 Q(3)0.8 A(4)48 J解析 Q)根据电路的连接方式，以及题中所述灯正常发光可得电源电压U=U=6 V 通 过 灯L的 电 流4=5=警=0.5 A,干 路 电 流1=IR+k=0.3 A+0.5 A=0.8 AUL 6V(4)10 s内整个电路中电流做功 W=IUt=0.8 Ax6 VxlO s=48 J12.(2020海淀一模,33)(4分)如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻总的阻值为20 Q,电 阻R2的阻值为60 Q,当只闭合开关Si时，电流表的示数为1.2 A。求：Q)电源的电压a(2)开 关Si、S2都闭合时,电流表的示数/(3)开 关Si、S2都闭合时，电路消耗的总功率R答 案(1)24 V(2)1.6 A(3)38.4 W解析 Q)=4/?i=L2 Ax20 Q=24 VI=k+h=2 A+0.4 A=1.6 A A UI=24 Vxl.6 A=38.4 Wo13.(6分)实验小组设计了一种多挡位电暖器，其电路原理如图所示。电源两端的电压恒为220 V,两个电 热丝的阻值分别为总和&S1、S2是温控开关。其工作过程如下:当室内气温低于20。(2时,Si、S2都闭合;当室内气温等于或高于20 C时,S i闭合、S2断开,此时电流表的示数为2 A,电 热 丝区的电功率 为200 W。温度对电热丝电阻值的影响可忽略不计，求：Q)当S i闭合,S 2断开时，电 热 丝Ri两 端的电压Ui；(2)/?2的阻值；当S i、S2都闭合时，此电暖器的电功率P。答 案(1)100 V(2)60 Q(3)968 W解析 当 S i闭合,S2断开，此 时&与 R2串联,2=。=200 W/2 A=100 V 当 S i闭合,S2断开，此 时 总 和 用 串 联,内2两端的电压U2=U-U=220 V-100 V=120 V根据欧姆定律则有&=殳&120 V/2 A=6 0。根据欧姆定律则有:&=M lO O V/2 A=5 0。P=(220 V)2/50 Q=968 W%14.(2022东城二模,25)(8分)如图所示电路中,电源电压恒定，定 值 电 阻 后=20 Q,滑动变阻器总标有60 Q 1 A”的字样，只 闭 合 Si,电流表的示数为0.3 A。-a-1(1)求电源电压U,闭 合 开 关S i、S2,电流表的示数为0.45 A 时，求 生 接入电路的阻值；(3)闭合开关S i、S2,在保证电路安全的条件下，调节滑动变阻器滑片可以改变电路消耗的电功率,求整个电路消耗的最小电功率P.答 案(1)6 V(2)40 Q(3)2.4 W解 析(1)4=照=0.3 A x20Q=6 V(2)-45 A-0.3 A=0.15 A/?i=-=40 Q/j 0.15A(3)电路总电流最小时,整个电路消耗的功率最小。4 所在支路电流不变，当 用 阻值最大时，所在支路电流最小。因此，当 Si、S2都闭合，滑动变阻器连入电路阻值最大时，总电流最小，整个电路消耗功率最小。Rmin=S/?imax=(6 V)2/6 0。=0.6 We=6 VxO.3 A=1.8 W6Pim in+?=66 W+1.8 W=2.4 W提升练一、选择题(每小题2分，共8分)1.(2022西城一模,14)侈选)如图所示,是小强家的电暖气的铭牌。该电暖气有高温和低温两个挡位。若电暖气始终在额定电压下工作，则下列说法中正确的是(BC)*笆暖气型 号.才额定电压：220 V额定频率：50 Hz、高温挡额定功率-低温挡1 100 W550 WA.电暖气在高温挡时，消耗的电能较多B.电暖气在高、低温挡，电路中的电流比为2:1C.当电暖气在低温挡时，接入电路的总电阻为88 QD.当电暖气在高温挡时，每小时消耗的电能为1100 kW h解析 消耗电能的多少与功率和通电时间有关,A 错。由 上 消 高、低挡电路中电流比为2:1,B对。电路为纯电阻电路，生鬻9=88 O,C对。/户 高 上 1.1 k W x l h=l.l kW-h,D错。2.(2022石景山二模,l l j 小军利用力敏电阻及相关电路元件模拟了一个自动计数的电路，如图甲所示。力 敏 电 阻R的阻值随压力大小变化而变化情况如图乙所示,电路中的电源电压保持不变，&为 定 值 电 阻。A.力敏电阻受到的压力增大时，力敏电阻的阻值变大B.力敏电阻受到的压力增大时，电路中的电流变小C.力敏电阻受到的压力增大时，电 阻Ro两端电压变小D.计数器自动计数一次时，电路的总功率变大解 析 根据图像可知，力敏电阻/?的阻值随压力的增大而减小。根据串联电路分压特点可知，当电压表示数变小时，力敏电阻/?的阻值减小，说明此时力敏电阻上的压力增大，电路中的电流增大。电源电压不变，力敏电阻/?两端电压减小，则&两 端 电 压 增 大。根 据 可 知 电 路 总 功 率 变 大。故此题选D。3.(2021海淀一模,12)如图所示电路，电源电压保持不变。将开关SK S2都闭合，电流表的示数为0.6 A,小灯 泡 L 恰好正常发光，其功率为3.6 W;然后再将开关S i断开,电压表的示数变化了 4.5 V。忽略小灯泡L 的阻值随温度的变化,R为定值电阻,下列说法中正确的是(B)A.小灯泡L 的额定电压为4.5 VB.开 关 S i断开前、后电路的总功率变化了 2.7 WC.小灯泡L与定值电阻/?的阻值之比为3：1D.当只闭合开关S2时，电流表的示数为1.5 A解析 当 开 关Si、S2都 闭 合时/被短路，形成小灯泡的简单电路，电流表的示数为0.6 A,小 灯 泡L恰好正常发光，其功率为3.6 W,由此可知U=。额=?=*=6 3凡=合=怒=1 0 Q,故A选项错误。当开关S1断开时，小灯泡与电阻串联，电压表测小灯泡两端电压，电压表示数变化是由于电阻/?分压导致的，电压表示数变化了 4.5 V,说 明 电 阻/?两端电压为4.5 V,此时电路中的电流为4=吟 鬻=0.1 5 A,电路的总功率变化了 AP=4-4)=6 Vx(0.6 A-0.1 5 A)=2.7 W,故B选项正确,D选项错误。小灯泡与电阻两端的电压之比为1：3,在串联电路中，用电器两端的电压与电阻成正比很!|凡：/?=1 ：3,故C选项错误。解题关键此题考查的是由开关通断引起的电路变化问题，根据题意确定开关断开、闭合时的电路状态是解决问题的关键。4.(20 21西城二模,1 5)侈选)在如图所示的电路中，电源两端电压恒为4.5 V,灯 泡L上 标 有 2.5 V 1.25W 的字样，电流表选用量程为0 0.6 A,电压表选用量程为0 3 V,滑动变阻器R的铭牌上标有 20 Q2 A 的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，且灯泡两端电压不超过它的额定电压，闭合开关S,在移动滑动变阻器滑片P的过程中，为保证电路中各元件的使用安全，则(ACD)A.电流表示数的最大值为0.5 AB.灯 泡L消耗的最小功率为0.75 WC.电路消耗的最大功率为2.25 WD.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4 Q解析 根据小灯泡规格可知,4=*=篝=0.5 A,因此电流表示数最大为0.5 A,故A选项正确。电压表示数最大为3 V,则滑动变阻器两端电压最大为3 V,灯泡两端电压最小为1.5 V,小灯泡的电阻4 =2悬=5 O,amin=%皿=曙=0.45 W,故B选项错误。根据题干信息可知4ax=&a x =4.5Vx0.5 A=2.25%故C选项正确。滑动变阻器连入电路最小电阻为Z?mm=-=笔詈=4 Q,故D,max U.b A选项正确。解题关键根据题意可知，为保证电路中各元件的安全使用，电流表、电压表不可以超过量程，同时还要考虑小灯泡的额定电压及额定电流值。二、实验探究题（共1 6分）5.（20 21海淀一模,22）（5分）为了探究不同电学元件的电学特性，小华分别选取了电阻/?和额定电压为2.5V的小灯泡L进行实验。Q）小华连接了如图甲所示的电路进行实验。闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P,测量了多组通过小灯泡L的电流与其两端电压的数据，并根据测得的数据绘制出如图乙中的图线在某次测量时电流表示数如图丙所示，结合图线尸可知，小灯泡L此时的实际功率为0.25 W。（2）小华将小灯泡L拆下，改接为电阻尺移动滑动变阻器的滑片P,测量了多组通过电阻/?的电流与其两端电压的数据,并根据测得的数据绘制出如图乙中的图线W 她想继续探究 电阻一定时，电功率与电流的关系 ，在小灯泡L和电阻/?中，她选用电阻/?进行实验,原因是 电 阻/?的 阻 值 保 持 不 变。（3）若小华将小灯泡L与电阻/?串联后接在电源两端，请你利用如图乙中的两条图线进行分析，为保证各元件均能安全工作，电源允许的最大电压为解析 根据电流表示数0.2 A,结合图乙，可知小灯泡此时两端的电压为1.25 V,因此，小灯泡的实际电功率为 P=/=0.2 Axl.25 V=0.25 Wo为了探究 电阻一定时，电功率与电流的关系，需要控制电阻不变，因此不选择小灯泡，因为根据图乙可知小灯泡的电阻受温度影响而变化，电 阻/?的阻值保持不变。（3）为了保证元件的安全，电路中的最大电流是小灯泡正常工作时的电流。根据图乙可知，当小灯泡两端电压达到额定电压2.5 V时，电路中的电流为0.3 A,此时电阻/?两端的电压为3 V,电源允许的最大电压为 3 V+2.5 V=5.5 V。6.（2 0 2 1西城二模,2 4）（6分）小康设计实验测量小灯泡的额定功率。他使用的器材有:额定电压为3.8 V的小灯泡、符合实验要求的学生电源（输出电压未知且不变）、阻值为/?的定值电阻、滑动变阻器、电压表各一只，三个开关S i、S 2、S 3和导线若干。（1）如图所示是小康根据自己的实验方案连接的部分实验电路，请你利用笔画线添加一根导线将电路连接完整。（2）请你将小康所写的部分实验步骤补充完整：闭合开关SK S 3,断开S 2,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为5=3.8 V;保 证 滑动变阻器滑片P的 位 置 不 变，断 开S3，闭合开关S i、S2，记录电压表的示数h（3）小康所测小灯泡的额定功率的表达式:。额=分产（用 尺 5、9表示）。答 案（1）如图所示解析此题考查特殊方法测小灯泡的额定功率。由于有电压表无电流表，需要将小灯泡与已知电阻和滑动变阻器串联，调节滑片使小灯泡达到正常工作状态。因此，首先需要将电压表并联在小灯泡两端，调节滑片，使电压表示数达到G=3.8 V,小灯泡正常发光，不可以再调节滑动变阻器的滑片，否则电路将发生改变,再将电压表并联在小灯泡与已知电阻两端，记录电压为a,利 用 不 得到小灯泡正常发光时的电流，利 用A S得到小灯泡的额定功率 为 吗 山。7.（2 0 2 2通州一模）（5分）实验桌上有如下器材:满足实验要求的电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱（电路符号）、开关各一个，导线若干。请利用上述实验器材，设计实验证明 当通过导体的电流一定时，导体的电阻越大,导体消耗的电功率越大。（1）画出实验电路图；写出实验步骤；（3）画出实验数据记录表。r-答 案（1）（2）电压表、电流表调零，断开开关，按电路图连接电路，滑动变阻器滑片调到最右侧。闭 合 开 关 S,电阻箱调到适当的阻值用滑动变阻器滑片滑到适当位置,读出此时电流表示数/电压表示 数。并 将R、I、的数值记录在表格中。调节电阻箱的阻值尺移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数/保持不变，并 将 此 时 用k 的数值记录在表格中。按照步骤，再 进 行 1 次实验。用 P=4 计算出三次/?消耗的电功率月并将数值记录在表格中。RS11/4UNPAN三、计算题（共 12分）8.（2022朝阳一模）（6 分）如图甲所示为一款储水式电热水器，它的实际电路如图乙所示，简化电路如图丙所示,通过控制开关S可以使电热水器分别在两个不同状态下工作,主要参数如表所示。已知。水=L0 x 103kg/m3,c水=4.2x103 j/k g C）。求：Q）画出电热水器在标准功率下工作时的等效电路图；（2）发 热 器&的 阻 值；（3）将额定容量的水从35 C加热到额定最高温度，需要的最短时间。丙额定电压220 V 额定容量50 L额定频率50 Hz 速热功率 2 000 W额定最局）温度 75 标准功率 800 W答 案(1)见 解 析(2)36.3 Q(3)4.2x103 s解 析（1）电热水器在标准功率下工作的等效电路如图。昌R,-T.1-（2）电热水器在速热功率下工作的电阻只有区/?1=S/R=(22O V)2/2 000 W=24.2 Q电热水器在标准功率下工作的总电阻为R/?=S血=(220 V)2/800 W=60.5。=/?-岛=60.5 Q-24.2 0=36.3。(3)额定容量水的质量为m6=0 水 l/=1.0 xl03 kg/m3x50 xl0 3 m3=50 kg将额定容量的水从35 C加热到额定最高温度需要吸收的热量为Q吸Q吸=C水6 片4.2x103 j/(kg )x50 kgx40=8.4xlQ6J需要的最短时间为t匕=(2=8.4 x1 0 6 J/2 000 W)=4.2xlQ3s9.(2022西城二模)(6分)图甲是小灯泡L中的电流随它两端电压变化的图像。示的电路中，电源两端电压为4 V 且不变，电阻/?的阻值为40 Q。将小灯泡L接入图乙所(1)请画出只闭合开关S和开关S、Si都闭合，电路在两个状态的等效电路图。(2)求只闭合开关S,小灯泡L实际消耗的电功率P,求开关S和