热点专题15 电功和电热(解析版).pdf

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1、热点专题热点专题 1515 电功和电热电功和电热在中考中的难点是探究焦耳定律，重点是电能表、焦耳定律及其在生产和生活中的实际应用。多以选择题、填空题、实验探究题、综合计算题的形式出现，综合性较强。一、单选题一、单选题1.（2019.2019.四川乐山中考）四川乐山中考）如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气， U 型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1R2 下列说法正确的是（）A. 该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”B. 闭合开关后，通过 1的电流大于 2的电流C. 闭合开关后，甲管中液面上

2、升比乙慢D. 闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P 向左移动【答案】 C【解析】A、图中两电阻串联，通过的电流和通电时间相等，而电阻不同，故可研究电流产生的热量与电阻的关系，AB 不符合题意；C、根据 Q=I2Rt，因R1R2 故右边容器中电阻丝产生的热量多，由转换法，甲管中液面上升比乙慢，C 符合题意；D、闭合开关后，要使电流增大，由欧姆定律，要减小电路的电阻，故应将滑动变阻器滑片P 向右移动，D 不符合题意。故答案为：C12. （2019.2019.四川广安中考）四川广安中考）下列估测与事实最接近的是（）A. 完整播放一遍我国国歌的时间约为50sB. 一本九年级物理课本的质量约为

3、25gC. 家用电冰箱一天消耗的电能约为24kWhD. 初中生小美站立在水平地面上对水平地面的压强约为500Pa【答案】 A【解析】A、完整播放一遍我国国歌的时间约为50s，符合实际；A 符合题意；B、一本九年级物理课本的质量约为250g，B 不符合题意；C、家用电冰箱一天消耗的电能约0.6kWh 左右，C 不符合题意；D、初中生小美站立在水平地面上对水平地面的压强约：每只鞋的底面积大约为 200cm2， 即 0.02m2；中学生的体重大约为 50kg， 压力 FGmg50kg10N/kg500N， 压强 P20.02m21.25104Pa；D 不符合题意。故答案为：A。3. （2019.20

4、19.深圳中考）深圳中考）下列说法正确的是（）A. 电荷的移动形成电流B. 电路中有电压就一定有电流C. 把一根铜丝均匀拉长后电阻变小 D. 长时间使用的手机发烫，是因为电流的热效应【答案】 D【解析】A.只有电荷的定向移动才能形成电流，没有说明“定向”，故 A 错误；B.电池有电压，但是没有通路，所以它就没有产生电流，故B 错误；C. 把一根铜丝均匀拉长后 ，长度变大，横截面积变小，因此电阻变大，故C 错误；D.长时间使用的手机发烫，是因为电流的热效应，故D 正确。故选 D。4.（2019.2019.湖南衡阳中考）湖南衡阳中考） 小明家上次査看电能表示数则下列说法正确的是（）， 本次查看时电

5、能表读数如图所示，500A. 他家在这段时间内消耗的电能为903kwhB. 电能表是测量电功率的仪表2C. 若只让一个标有“220V 1000w”的电热水器正常工作10min，则电能表的圆盘转了 600 转D. 这个电能表的额定功率为2200W【答案】 C【解析】A.根据电能表窗口示数差计算消耗的电能为8633.5kw.h-8543.2kw.h=90.3kw.h ，A 不符合题意；B.电能表是测量电功的仪表，B 不符合题意；C.电热水器消耗的电能为 = = 1 = 600， C 符合题意；D.电能表的最大电功率为 = = 220 10 = 2200， D 不符合题意。故答案为：C.5. （20

6、19.2019.山东菏泽中考）山东菏泽中考）下列电器中，利用电流热效应工作的是（）A. 电风扇 B. 电暖气C. 电视机 D. 电磁继电器【答案】 B【解析】A电风扇的电动机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的， A 不符合题意；B电暖气工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，B 符合题意；C电视机主要是把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的， C 不符合题意；D电磁继电器主要利用了电流的磁效应工作的，D 不符合题意。故答案为：B6. （2019.2019.辽宁沈阳中考）辽宁沈阳中考）一天晚上，某集体宿舍楼突然断电，走廊的应急灯立即亮起。经检查发现楼内空气开

7、关跳闸。8min 之后故障排除，闭合空气开关恢复供电，应急灯熄灭。应急灯的发光元件由多个发光二极管组成，每盏应急灯的实际功率为2W。下列说法中正确的是（）A. 空气开关跳闸一定是用电器总功率过大造成的B. 发光二极管发光部分是由超导体材料制成的C. 本次断电每盏应急灯消耗的电能是16JD. 应急灯亮起时将电能主要转化为光能【答案】 D【解析】A.空气开关跳闸的原因有电功率过大或短路，A 不符合题意；B.发光二极管是半导体材料做成的，B 不符合题意；C.每盏灯消耗电能为 W=Pt=2W860s=960J，C 不符合题意；1060 = ， 电能表实际转数为 = 3600/66113D.灯泡工作时，

8、主要将电能转化为光能，D 符合题意。故答案为：D.7. （2019.2019.湖南岳阳中考）湖南岳阳中考）如图所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P 由 b 端移到某点 c 的过程中，电压表的示数由4V 变为 3V，电流表的示数由 0.2A 变为 0.3A，由此可知（）A. 电源电压为 7V B. R1的阻值为 20C. 电路消耗的最小功率为1.2WD. 滑片 P 在 b 端时，10 秒内 R1产生的热量为 12J【答案】 C【解析】由电路图可知，R1与 R2串联，电压表测 R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）由“闭合开关后，滑动变阻器的滑片P 由 B 端移到某点 C

9、 的过程中，电压表的示数由4V 变为 3V，电流表的示数由0.2A 变为 0.3A，”可知，R2两端电压为 4V，ac 两端电压 Uac=3V，当滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时，电流 I=0.2A，当滑片 P 由 b 端移到某点 c 时，电流 I=0.3A，设电源电 = 1 2 = 0.2 1 4压为 U，则则,则，解得 R1=10，U=6V，AB 不符合题意； （2）滑动 = 0.3 1 3 = 1 变阻器滑片 P 在 b 端时，R1与 R2串联，由P=UI 可得，电路消耗的最小功率P=UI=6V0.2A=1.2W，C 符合题意； （3）滑片 P 在 b 端时，根据串联电路的电压特点可得

10、，R1两端电压 U1=U-U2=6V-4V=2V，10 秒内R1产生的热量 Q=W=U1It=2V0.2A10S=4J，D 不符合题意。故答案为：C。8. （2019.2019.湖南长沙中考）湖南长沙中考）下列关于测量仪器的分析正确的是（）A.水银温度计利用了液体热胀冷缩的原理B.托盘天平利用了省力杠杆的原理4C.电能表利用电流的热效应工作D.【答案】 A液体压强计利用了连通器的原理【解析】A、常用温度计是利用液体热涨冷缩的性质制成的。A 符合题意；B、天平利用了等臂杠杆的原理工作的，B 不符合题意；C、电能表是测量消耗电能多少的仪器，工作时不是将电能转化为内能，不是利用电流的热效应工作的，C

11、 不符合题意；D、液体压强计的上端只有一端开口，不是利用了连通器的原理，D 不符合题意。故答案为：A。二、填空题二、填空题9. （2019.2019.哈尔滨中考）哈尔滨中考）在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是_如图，R1=5，R2=10，电源电压3V，则通电10s 电流通过 R1、R2产生热量之比为_ 【答案】 电阻和通电时间；1:2【解析】（1） 在探究“影响电流热效应的因素”的实验中， 要探究电流热效应与电流关系， 应控制的变量是：电阻和通电时间；5（2）R1与 R2串联，根据12=12得到，电阻 R1、R2产生热量之比为：12=510= 。

12、2110. （2019.2019.湖南邵阳中考）湖南邵阳中考）李芳家的电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kWh）”的字样，其含义是电路每消耗 lkWh 的电能，电能表上指示灯闪烁3000 次。她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让一个用电器工作 3min，发现电能表指示灯闪烁了60 次。该用电器在上述时间内消耗的电能为_kWh。【答案】 0.02【解析】由电能表的盘上标有“3000imp/（kWh）”。可知电路中每消耗 1kWh 的电能，电能表的指示灯闪烁 3000 次；指示灯闪烁 60 次消耗的电能：W=故答案为：0.02。11. （2019.2019.黑龙江龙东中考）黑龙江龙东中考

13、）如图为某同学家电能表的表盘，现在他要用该电能表测量家里电饭煲的实际功率，让该电饭煲单独工作30min，消耗的电能是0.5kWh，则电能表转盘转_圈，这段时间电饭煲消耗的实际功率是_W。603000kWh0.02kWh。【答案】 1500；1000【解析】3000r/（kWh）表示的是电路中每消耗1kWh 的电能，电能表的转盘转3000r，则消耗 0.5kWh的电能，电能表转盘的转数：n3000r/（kWh）0.5kWh1500r；电饭煲消耗的实际功率：P0.530601kW1000W。故答案为：1500；1000。12. （2019.2019.云南省中考）云南省中考）一只标有“6V3W”的小

14、灯泡，接在电源电压为 12V 的电路中，为使其正常发光，应_ （选填“串”或“并”） 联一个电阻 （小灯泡灯丝电阻不变） ， 该电阻通电20s产生的热量是_J。【答案】 串；60【解析】由题知，电源电压大于灯泡的额定电压，6所以，为使该灯泡正常发光，应串联一个电阻分压，由串联电路的电压特点可得，灯泡正常发光时串联电阻R 两端电压：URUUL12V6V6V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由 PUI 可得，电路中的电流：IIL360.5A，由 I可得，串联电阻的阻值：R0.512；6该电阻通电 20s 所产生的热量：QI2Rt（0.5A）21220s60J。故答案为：串；60。三、计算题三、计

15、算题13. （2019.2019.湖北随州中考）湖北随州中考）随州的冬季不像北方有集中供暖， 所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三挡，铭牌见下表（“中温”挡功率空出） ，其电路原理如图乙，S 是自我保护开关，当电暖器倾倒时 S 自动断开，切断电源保证安全。当 S、S1闭合，S2断开时电暖器为“低温”挡。 （R1R2）XX 牌电暖器额定电压额定功率低温挡中温档高温挡频率220V440W1600W50Hz求：（1）R1的阻值；7（2）“中温”挡正常工作时电路中的电流；（3） 若室内空气质量为 50kg， 用该电暖器的“高温”挡正常工作 10min， 放出热量的

16、 50%被室内空气吸收，那么可使室内气温升高多少？（假设空气的比热容为1.1103J/（kg） ）【答案】 （1）解：闭合开关S1， R1单独接入电路，R1R2， 根据 PR1的阻值：R12低温2可知电暖气处于低温；(220)2440110答：R1的电阻是 11。（2）解：闭合 S1为“低温”挡，R1单独接入电路；单独闭合 S2为“中温”挡，“高温”挡为 S1、S2同时闭合，R1、R2并联。P中温P高温P低温1600W440W1160W；根据 PUI 可得，“中温档”正常工作时的电流：I2中温11602205.27A答：电暖器“中温”档正常工作时的电流是5.27A。（3）解：因为 P，所以电暖

17、器的“高温”档正常工作 10min，放出的热量：WP高温t1600W1060s9.6105J；空气吸收的热量：Q吸W50%9.6105J4.8105J，由 Q吸cmt 可得，房间空气升高的温度：t吸空气空气4.8105501.1103/（）8.73答：可使此房间的空气温度升高8.73。【解析】 （1）结合电路图，理清开关处于不同状态时元件的连接方式， 根据 P进一步求得 R1的阻值 .（2）高温档与低温档功率之差是中温档功率，再利用 PUI 可以得到中温档正常工作时的电流.（3）根据 P可求产生的热量，根据 Q吸W 可得空气吸收的热量，再根据 Q吸cmt 可得房间的空气温度变化量.2可知 对应

18、的状态，814. （2019.2019.江苏连云港中考）江苏连云港中考） 中国 95 后的天才科学家曹原， 在 2018 年 3 月 5 日， 成功实现了石墨烯的“超导电实 验”，破解了困扰全球物理学界107 年的难题，为超导研究打开了一扇新的大门，可能成为常 温超导体研究的里程碑，超导应用即将走进我们的生活。现有一个小型水电站，如图所示， 发电机提供的电压t/=250V，保持恒定，通过输电线向较远处用户输电，输电线的总电阻R= 0.15。闭合开关 S，若发电机提供给电路的总功率 P=50kW，求：（1）通过输电线的电流/和输电线上损耗的热功率P0；（2）用户得到的功率P1和输电效率 ；（3）

19、若将输电线改为超导输电线，在保证用户得到以上功率不变的情况下（此时可在用电器 前端加一调压装置，以保证用电器 能正常工作） ，与原来相比，每天节 省的电能可供一个额定功率P2=1kW 的电饭煲正常工作多少夫？（假设电饭煲每天工作2 小时）【答案】 （1）根据总电功率 P=50KW=5104W 和电压计算电流为 =5104250= 200，产生的热量为0= 2 = (200)2 0.15 = 6000（2）用户的电功率为P1=5104W-6000W=4.4104W，输电效率为 =1 100%=4.41045104 100%= 88%（3） 若改用超导输电， 则可以减少线路的热损失功率， 每天节省

20、的电能为 = 0 = 6 24 = 144， 可使电饭锅的工作时间为 =214400012/天= 72天。【解析】 （1）利用总功率和电压可以计算电流，利用电流和电阻计算热功率；（2）根据总功率和热功率的差计算用户功率，有用功率和总功率的比值是输电效率；（3）利用热功率和时间的乘积计算节约的总电能，利用电能和电功率的比值计算时间。15. （2019.2019.重庆中考）重庆中考）如图，定值电阻R1的阻值为 10，R2的阻值为 30，闭合开关后电流表的示数为0.1A求：9（1）电源电压；（2）电阻 R1在 1 分钟内产生的热量。【答案】 （1）解：由图知，两电阻并联，电流表测量R2支路的电流，根

21、据欧姆定律可知，定值电阻R2的两端：U2=I2R2=0.1A30=3V ；由并联电路的电压特点可得电源电压：U=U2=3V答：电源电压为 3V。（2）解：并联电路各支路两端的电压相等，电阻 R1在 1 分钟内产生的热量：Q1=W1=t=12(3)21060s=54J答：电阻 R1在 1 分钟内产生的热量为54J。【解析】 （1）结合电路图，理清元件的连接方式及电流表的测量对象，根据欧姆定律求出定值电阻R2的两端电压即为电源电压.（2）根据 Q=W=四、实验探究题四、实验探究题16.（2019.2019. 湖北黄石中考）湖北黄石中考）2t 可求得电阻 R1在 1 分钟内产生的热量.（1）为探究影

22、响电阻大小的因素，甲同学利用同一种合金材料的a、b、c 三条电阻丝进行实验，a、b 长度相同，b、c 粗细相同，如图1 所示。连接电路，分别接通a、b、c，电流表的三次示数如图2 所示，根据示数可以得出以下结论：比较 a、b 两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体_有关。比较 b、c 两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体_有关。由实验可以得出：三个电阻丝阻值从大到小关系是_。（2）乙同学利用这套实验器材试图对电热与电阻的关系进行探究：考虑到没有计时工具，他用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c 电阻丝的中点处，然后使 a、b、10c 电阻丝能同时通电发热。乙同学是想利用_来反映电阻丝发热量的

23、大小。乙同学选择的电路图如图 3 所示，采取的是三个电阻丝_（选填“串联”或“并联”）的连接方式，请你将未完成的电路连线补充完整_。接通电路，观察到小木棍掉落的先后顺序是_。结合实验现象和甲同学实验得到的电阻大小关系，乙同学推测出：通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热_（选填“多”或“少”） ，发现该结论与已学的焦耳定律不符。请你帮助他进行解释：在相同的通电时间内，当_时，电阻大的电热就多；当_时，电阻大的电热就少。【答案】 （1）横截面积；长度；RaRbRc（2）小木棍掉落的时间；并联；（串联） ；电阻的电压相同（并联）；c、b、a；少；通过电阻的电流相同【解析】 （1）同一种合金

24、材料的 a、b、c；a、b 长度相同，粗细不相同，a、b 两次电表示数不同，比较 a、b 两次电表示数，IaIb， 可以得出电阻大小跟导体横截面积有关。b、c 粗细相同，材料相同，长度不同，b、c 两次电表示数不同，IbIc， 由此可得，电阻大小跟导体长度有关， 。已知IaIb， IbIc， 由欧姆定律可知，RaRb， RbRc 由此可以得出：三个电阻丝阻值从大到小关系是 RaRbRc。 （2）用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c 电阻丝的中点处，然后使a、b、c 电阻丝能同时通电发热，吸热多的蜡油先熔化，则小木棍先掉落，因此可利用小木棍掉落的时间来反映电阻丝发热量的大小。由图可知，三个

25、电阻丝首位顺次连接，并联接入电路；补充图如下：已知三个电阻丝阻值从大到小关系是 RaRbRc。由 QW2t 可得，三电阻丝吸热关系QcQbQa。所以观察到小木棍掉落的先后顺序是c、b、a。由乙同学的实验可得出：通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热反而少了，是因为电流不同；因此在相同的通电时间内，当通过电阻的电流相同（串联）时，电阻大的电热就多；当电阻的电压相同（并联）时，电阻11大的电热就少。故答案为： （1）横截面积；长度； RaRbRc； （2）小木棍掉落的时间；并联；见上图； c、b、a；少；通过电阻的电流相同（串联） ；电阻的电压相同（并联） 。17. （2019.2019.

26、山东东营中考）山东东营中考）如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U 形管相连，接入电路。（1）组装之前，U 形管内注入适量红墨水，U 形管_（选填“属于”或“不属于”）连通器。（2）图甲是探究在通电时间相同和_相同的情况下，导体产生的热量与_大小是否有关的装置。（3）实验中通过观察_的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是_。A探究电流与电压、电阻的关系B用铁屑显示磁体周围磁场分布C研究光的传播时，引入“光线”D扩散现象表明分

27、子在不停地做无规则运动（4）由图乙所示，电流表的示数为_A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在 10s 内产生的热量是_J。（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U 形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是_。【答案】 （1）属于（2）电流；电阻（3）U 形管液面高度；BD（4）2；400（5）透明容器密闭性不好（透明容器漏气、对应电阻丝短路）12【解析】 （1）由图知， U 形管内注入适量红墨水， 上端开口， 下端相连通， 所以属于连通器； （2）由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系； （3）电流通过导体

28、产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。采用的是转换法；A、探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；B、用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法；C、研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；D、扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。故答案为：BD； （4）由图知，电流表选择的是3A 量程，对应的分度值是 0.1A，电流表示数为 2A；右侧容器中定值电阻在 10s 内产生的热量是 QI2Rt（2A）2510s200J； （5）由 QI2Rt 可知，电阻丝 R1和 R2在相同时间内产生的热量不同，则 U 形玻璃管中应该出现液面高度差；而其中一个U 形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气，也可能是对应的容器内的电热丝短路。故答案为： （1）属于； （2）电流；电阻； （3）U 形管液面高度；BD； （4）2；400； （5）透明容器密闭性不好（透明容器漏气、对应电阻丝短路） 。13