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中考核心考点 电能和电功率
一.选择题(共12小题)
1.(2025 滨海新区二模)如图是某同学设计的部分家庭电路示意图,其中电器元件连接错误的是( )
A.空气开关 B.二孔插座
C.带开关的灯泡 D.三孔插座
2.(2025 西安校级模拟)掌握安全用电常识,是当代每个公民必备的素养。如图所示为某同学家部分家庭电路的示意图,开关S闭合后,灯泡能正常发光,用试电笔检测插座的两孔,氖管均不发光。针对该家庭电路,有四位同学发表了以下的观点,你认为正确的是( )
A.小华说:保险丝是用熔点较高的材料制成的
B.小龙说:灯泡能正常发光,所以灯泡的连接是安全、合理的
C.小丽说:插座无法正常工作,原因可能是cd间断路
D.小潇说:保险丝熔断了,一定是电路中出现短路
3.(2025 莘县二模)生活中,我们应“珍爱生命,规范用电”。下列做法符合安全用电要求的是( )
A.图甲:用湿布擦正在发光的灯泡
B.图乙:使用绝缘皮破损的电线
C.图丙:电热水壶的金属外壳接地
D.图丁:插座上的插头长期不拔
4.(2025 凉州区校级一模)厨房中的电灯突然熄灭,如图所示,爸爸在检修电路过程中,下列说法正确的是( )
A.检修电路时,为了安全,应该要断开开关
B.换上新灯泡后,闭合开关,灯依然没发光,说明电路零线一定是短路了
C.使用试电笔时,氖管不发光,是因为电路中电阻过大
D.闭合开关S,试电笔只在a点不发光,说明零线断路
5.(2025 梅州一模)下列关于一些物理量的估测,符合实际的是( )
A.中学生课桌高度约为0.75m
B.普通家用电视机的额定功率约为1500W
C.一本初中物理教科书的质量约60g
D.人喝水感觉比较适宜的水温约为70℃
6.(2025 江岸区校级模拟)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些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.U形管内液面高度的变化是由于电流对空气做功,导致空气内能增加、温度上升,进而引发空气的热胀冷缩效应
B.当R1=R2=5Ω时,该装置可以探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系
C.当R1=R2=10Ω时,该装置可以探究电流通过导体产生的热量跟电流的关系
D.该装置不能探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系
7.(2025 玄武区一模)图甲电路中,电源电压恒定,滑动变阻器的最大阻值为R1,闭合S,移动滑片P,滑动变阻器的电功率P1与其阻值RP变化的图像如图乙所示。滑动变阻器接入电路的阻值由变化到R1的过程中,电压表V1和V2的示数均变化了1V,电流表的示数变化了0.2A。下列说法正确的是( )
A.R0为1Ω
B.电源电压为6V
C.R1为60Ω
D.电路消耗的总功率最小值为2.4W
8.(2025春 江汉区校级月考)如图所示是“探究电流通过导体时产生热量跟什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后,左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是( )
A.U形管中液面高度的变化是由于液体的热胀冷缩
B.通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C.右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D.该实验装置还可以探究电流通过导体时产生的热量跟通电时间的关系
9.(2025 淄博二模)如图所示,甲、乙为两个完全相同的烧瓶中分别装有质量相等、初温相同的水和煤油,烧瓶中两电阻丝的阻值相同,烧瓶内插入相同的温度计。下列说法正确的是( )
A.比较甲、乙温度计的示数,可得出升温快的烧瓶中电阻丝放出热量多
B.比较甲、乙温度计的示数,可得出升温快的烧瓶中所装液体比热容小
C.该实验装置可用来探究电流产生热量与电阻的关系
D.通电一段时间,水和煤油均未沸腾,温度计示数大小关系为t甲>t乙
10.(2025 扬州一模)如图的电路,电源电压保持不变,甲、乙均为滑动变阻器。开关S闭合后,甲、乙接入电路的电阻分别为R甲、R乙,此时电路的总功率为P0。若将甲接入电路的阻值减小10Ω,乙接入电路的阻值增大10Ω,电路的总功率仍为P0;若将甲接入电路的阻值减小6Ω,乙接入电路的阻值增大6Ω,此时,甲的电功率为P甲,乙的电功率为P乙,则( )
A.R甲>R乙;P甲>P乙 B.R甲<R乙,P甲>P乙
C.R甲>R乙,P甲<P乙 D.R甲<R乙;P甲<P乙
11.(2025 博山区二模)“从生活走向物理”物理与生活息息相关。下列物理量最接近生活实际的是( )
A.冰箱冷冻室温度约为4℃
B.九年下册物理课本重约2N
C.家用空调正常工作时的功率约为100W
D.人步行的速度约为11m/s
12.(2025 博山区二模)许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置,该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能,保持镜面清晰,确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示,R1和R2为加热电阻。下列分析正确的是( )
A.除雾状态,电路中只有R1工作
B.除霜状态,电路的总功率最大
C.除雾状态,电路的总电流最大
D.除霜状态,电路中电阻最大
二.填空题(共8小题)
13.(2025 包河区二模)小明同学家房间内的部分电路(电源电压为220V且保持不变),如图所示。闭合开关S后,灯泡正常发光,此时正确使用测电笔检验B点处,测电笔氖管 (选填“会”或“不会”)发光。
14.(2025春 鄱阳县校级月考)电动车充电要小心,防范火灾别大意!如图所示,有居民违规采用“飞线”(将电线插座从窗口悬挂至室外)给电瓶车充电,电线与窗台、外墙等摩擦,会导致绝缘皮破损,人体接触 (选填“火”、“地”或“零”)线绝缘皮破损处。会导致触电事故;且夜间水汽凝结在插座内,会导致电路 ,使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾。
15.(2025 柳州二模)我国高铁上的电源插座与家庭电路的电压相同,均为 V,但仅允许旅客连接手机等小功率用电器,如果违规使用大功率的用电器,会导致电路中 过大,可能会触发电路保护装置,甚至引发安全问题。
16.(2025 南明区一模)如图所示的电路,电源电压恒定不变,定值电阻R0的阻值为5Ω。当移动滑片P至某位置时电压表的示数为8V,通过电路的电流为I;当移动滑片P至另一位置时,通过电路的电流为2I,两次滑动变阻器消耗的电功率相等,则电源电压为 V。
(2025 洛阳一模)图甲所示电路中,电源电压不变,灯泡L标有“8V 2W”,其电流与电压关系如图乙。闭合开关,将R的滑片移到最左端,L恰好正常发光,则电源电压为 V。将R的滑片移到最右端,L的实际功率为1W,此时电路中电流为 A,R的最大阻值为
Ω。
18.(2024秋 莲湖区校级期末)如图甲是一只便携塑料封口机,电路原理图如乙所示,电源电压为3V,电热丝R的电阻为0.4Ω,开关闭合电热丝温度升高,这是利用电流的 效应工作的,通电2min产生的热量为 J;若使用时总把塑料烫坏,可以 (选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
19.(2025春 麦积区月考)如图所示的电路中,灯泡L标有“3V 1.2W”的字样,定值电阻R的阻值为15Ω,当灯泡L恰好正常发光时,则此时电路中电流表的示数为 A,通电1min整个电路消耗的电能为 J。
20.(2025 扬州一模)将某个家用电器单独接入电路正常工作6min,如图的电能表指示灯闪烁了250次,则该家用电器消耗的电能是 ,额定功率是 W,该电器可能是 (选填“电热水壶”“台灯”或“电视机”)。
三.实验探究题(共2小题)
21.(2024秋 栾城区校级期末)如图所示是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)实验中是通过观察 来反映电流产生热量的多少;
(2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝按图示连接,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧容器产生的热量更多;
(3)图乙装置R1和R2两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1:Q2= 。
22.(2025 西山区校级模拟)小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“a”或“b”)端,闭合开关后,发现小灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变阻器 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为 V;为了让灯达到正常发光状态,滑动变阻器的滑片应向 (选填“a”或“b”)端滑动;
(3)小明测得多组数据,并画出如图丙所示的图像,由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,小灯泡的额定功率为 W;
(4)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随 升高而 (选填“增大”或“减小”)。
四.计算题(共1小题)
23.(2025 梅州一模)某养生壶具有加热和保温功能,简化电路如图所示,其铭牌为“220V,1000W”,R1和R2为电热阻丝,若其高温挡和低温挡的功率比为10:1,忽略电阻丝阻值随温度变化,求:
(1)高温挡正常工作时,R2的电阻值;
(2)低温挡正常工作1h消耗的电能;
(3)低温挡工作时,R1两端的电压U1。
中考核心考点 电能和电功率
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.(2025 滨海新区二模)如图是某同学设计的部分家庭电路示意图,其中电器元件连接错误的是( )
A.空气开关 B.二孔插座
C.带开关的灯泡 D.三孔插座
【考点】家庭电路中各元件的连接方式.
【专题】电与热、生活用电;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)空气开关要串联在干电路中;
(2)开关控制灯泡的正确连接方法:火线首先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套;
(3)两孔插座的连接方法:左孔接零线,右孔接火线。当插座上插入大功率的用电器时,还要在火线上串联一根保险丝;
(4)三孔插座的连接方法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
【解答】解:A、空气开关相当于保险丝,串联在干路中,连接正确,故A不符合题意;
B、两孔插座,与其他用电器并联,接线左零右火,连接正确,故B不符合题意;
C、开关接在火线和接在零线上都能控制灯泡,但是接在火线上,当开关断开时,能切断火线;开关接在零线上,开关断开时,灯泡连接着火线,不安全,由图可知,电灯与开关连接正确,故C不符合题意;
D、三孔插座与其他用电器并联,接线左零右火上地线,图中连接错误,故D符合题意。
故选:D。
【点评】掌握家庭电路中灯泡、开关、保险丝、两孔插座、三孔插座的接法。属于基础知识考查。
2.(2025 西安校级模拟)掌握安全用电常识,是当代每个公民必备的素养。如图所示为某同学家部分家庭电路的示意图,开关S闭合后,灯泡能正常发光,用试电笔检测插座的两孔,氖管均不发光。针对该家庭电路,有四位同学发表了以下的观点,你认为正确的是( )
A.小华说:保险丝是用熔点较高的材料制成的
B.小龙说:灯泡能正常发光,所以灯泡的连接是安全、合理的
C.小丽说:插座无法正常工作,原因可能是cd间断路
D.小潇说:保险丝熔断了,一定是电路中出现短路
【考点】家庭电路中各元件的连接方式;家庭电路故障点的判断;保险丝的功能与使用方法;安全用电原则.
【专题】电与热、生活用电;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)保险丝是由电阻较大,熔点较低的铅锑合金制成的。
(2)开关与灯泡串联后接在火线上。
(3)火线断开,两孔插座的作、右两孔都不会使
(4)保险丝熔断,可能是用电器的总功率过大,也可能是发生了短路。
【解答】解:A、保险丝是用熔点较低的材料制成的,故A错误;
B、开关应该接在火线上,接在零线上可能触电,故B错误;
C、灯泡和插座并联,插座无法正常工作,原因可能是cd间断路,故C正确;
D、保险丝熔断,可能是用电器的总功率过大,也可能是发生了短路,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查的是家庭电路的组成和安全用电的原则;知道保险丝的材料和简单故障的判断。
3.(2025 莘县二模)生活中,我们应“珍爱生命,规范用电”。下列做法符合安全用电要求的是( )
A.图甲:用湿布擦正在发光的灯泡
B.图乙:使用绝缘皮破损的电线
C.图丙:电热水壶的金属外壳接地
D.图丁:插座上的插头长期不拔
【考点】安全用电原则.
【专题】电与热、生活用电;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)生活用水是导体,据此判断;
(2)绝缘皮破损的电线容易诱发触电事故;
(3)有金属外壳的家用电器要接地;
(4)插座上的插头在使用后应拔下来。
【解答】解:A、生活用水是导体,用湿布擦正在发光的灯泡,容易发生触电事故,故A不符合安全用电要求;
B、使用绝缘皮破损的电线,破损处的导线外露,人接触时可能会触电,故B不符合安全用电要求;
C、电热水壶等大功率用电器的金属外壳要接地,当用电器漏电时,电流会通过地线导入大地,从而避免人体触电,故C符合安全用电要求;
D、插座上的插头长期不拔,一方面可能会因长时间通电产生热量,引发火灾;另一方面,还可能会因受潮等原因导致绝缘性能下降,引发触电危险,故D不符合安全用电要求。
故选:C。
【点评】本题考查对安全用电的常识的了解,生活中应严格遵守安全用电原则,不能违反。
4.(2025 凉州区校级一模)厨房中的电灯突然熄灭,如图所示,爸爸在检修电路过程中,下列说法正确的是( )
A.检修电路时,为了安全,应该要断开开关
B.换上新灯泡后,闭合开关,灯依然没发光,说明电路零线一定是短路了
C.使用试电笔时,氖管不发光,是因为电路中电阻过大
D.闭合开关S,试电笔只在a点不发光,说明零线断路
【考点】试电笔判断电路故障;安全用电原则.
【专题】电与热、生活用电;分析、综合能力.
【答案】A
【分析】A.检修电路时,应先切断电源,确保安全;
B.换上新灯泡后,闭合开关,灯依然没发光,说明电路零线断路了;
CD.使用试电笔时,氖管不发光,是因为接触零线或与火线断开了。
【解答】解:A.根据安全用电原则:检修电路时,应先切断电源,确保安全,故A正确,符合题意;
B.换上新灯泡后,闭合开关,灯依然没发光,说明电路零线断路了,故B错误,不符合题意;
C.使用试电笔时,氖管不发光,是因为接触零线或与火线断开了,故C错误,不符合题意;
D.闭合开关S,试电笔只在a点不发光,说明a、b间断路了,故D错误,不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识,与学生生活联系密切,体现了物理知识和生活的联系。
5.(2025 梅州一模)下列关于一些物理量的估测,符合实际的是( )
A.中学生课桌高度约为0.75m
B.普通家用电视机的额定功率约为1500W
C.一本初中物理教科书的质量约60g
D.人喝水感觉比较适宜的水温约为70℃
【考点】常见电功率的大小;常见的长度及估测;质量的估测;温度的估测.
【专题】估算综合应用题;应用能力.
【答案】A
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A、中学生课桌高度约为7.5dm=0.75m,故A符合实际;
B、普通家用电视机的额定功率约为100W,故B不符合实际;
C、一本初中物理教科书的质量约0.2kg=200g,故C不符合实际;
D、人喝水感觉比较适宜的水温约为40℃,故D不符合实际。
故选:A。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
6.(2025 江岸区校级模拟)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些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.U形管内液面高度的变化是由于电流对空气做功,导致空气内能增加、温度上升,进而引发空气的热胀冷缩效应
B.当R1=R2=5Ω时,该装置可以探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系
C.当R1=R2=10Ω时,该装置可以探究电流通过导体产生的热量跟电流的关系
D.该装置不能探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系
【考点】探究影响电流通过导体时产生热量的因素;电流产生的热量与电阻的关系;电流产生的热量与电流的关系.
【专题】实验题;电能和电功率;电与热、生活用电;实验基本能力.
【答案】C
【分析】A、电流做功的过程就是电能转化为其它形式能的过程,据此分析;
BCD、电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联电路电流的规律分析;
电流通过导体产生热量的多少不易直接观察,甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气,电阻丝产生热量越多,气体膨胀程度越大,故可通过U形管液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少,采用了转换法。
【解答】解:由图可知:R2与容器外5Ω电阻并联,然后与R1串联。
A、图中是由于电流对电阻丝做功,导致电阻丝内能增加、温度上升,故A错误;
B、根据串联和并联电路电流的规律,通过R1的电流大于R2的电流,而两电阻相等,装置可以探究电流通过导体产生的热量跟电流的关系,故B错误;
C、若R1和R2阻值相等,通电时间相同,通过两个电阻的电流不同,所以能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,故C正确;
D、探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系,要控制电阻和电流相同,故以任一容器内电阻为研究对象,记下不同时间U形管液面的高度差的变化,即可探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系,故D错误。
故选:C。
【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”,考查电流做功的实质、控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律的运用。
7.(2025 玄武区一模)图甲电路中,电源电压恒定,滑动变阻器的最大阻值为R1,闭合S,移动滑片P,滑动变阻器的电功率P1与其阻值RP变化的图像如图乙所示。滑动变阻器接入电路的阻值由变化到R1的过程中,电压表V1和V2的示数均变化了1V,电流表的示数变化了0.2A。下列说法正确的是( )
A.R0为1Ω
B.电源电压为6V
C.R1为60Ω
D.电路消耗的总功率最小值为2.4W
【考点】电功率的综合计算;欧姆定律的应用.
【专题】欧姆定律;电能和电功率;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)闭合开关S后,R0、R1、R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1、R2两端的电压之和,电压表V2测R1、R0两端的电压之和,根据串联电路的电压规律求出电阻R0、R2的阻值;
(2)再根据图乙结合P=I2R分别列出滑动变阻器接入电路的阻值为和R1时滑动变阻器的电功率的表达式,得出两次的电流的关系,再根据串联电路的电流、电阻规律和欧姆定律分别列出电源电压的表达式,即可求出R1的阻值和电源电压;
(3)滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,此时电路中总电阻最大,根据P求出电路消耗的总功率最小值。
【解答】解:闭合开关S后,R0、R1、R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1、R2两端的电压之和,电压表V2测R1、R0两端的电压之和,
滑动变阻器接入电路的阻值为时,设电路中的电流为I1,则R0两端的电压为:U0=I1R0,滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,电路中的电流为I2,则R0两端的电压为:U'0=I2R0,R2两端的电压为:U'2=I2R2,
则R0两端的电压的变化量为:ΔU0=I1R0﹣I2R0=(I1﹣I2)R0,
根据串联电路的电压规律可知,R0两端的电压的变化量等于R1、R2两端电压之和的变化量,即等于电压表V1示数的变化量,所以ΔU0=1V,
则R05Ω,
R2两端的电压的变化量为:ΔU2=I1R2﹣I2R2=(I1﹣I2)R2,
根据串联电路的电压规律可知,R2两端的电压的变化量等于R1、R0两端电压之和的变化量,即等于电压表V2示数的变化量,所以ΔU2=1V,
则R25Ω,
由图乙可知,滑动变阻器接入电路的阻值分别为和R1时,滑动变阻器消耗的电功率相等,即:R1R1,所以:,则有:I1=2I2,
由题意可知:I1﹣I2=0.2A,即:2I2﹣I2=0.2A,则:I2=0.2A,I1=0.4A,
滑动变阻器接入电路的阻值为时,电源电压为:U=I1(R0R1+R2)=0.4A×(5Ω5Ω),
滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,电源电压为:U=I2(R0+R1+R2)=0.2A×(5Ω+R1+5Ω),
因为电源电压相等,所以:0.4A×(5Ω5Ω)=0.2A×(5Ω+R1+5Ω),则:R1=20Ω,
电源电压为:U=I2(R0+R1+R2)=0.2A×(5Ω+20Ω+5Ω)=6V,
滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,此时电路中总电阻最大,根据P可知,此时电路消耗的总功率最小,则电路消耗的总功率的最小值为:P小1.2W,
故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查欧姆定律和串联电路电流、电压规律的应用,解答本题的关键是能根据电压表的变化量和电流表的变化量求定值电阻的阻值,有一定难度。
8.(2025春 江汉区校级月考)如图所示是“探究电流通过导体时产生热量跟什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后,左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是( )
A.U形管中液面高度的变化是由于液体的热胀冷缩
B.通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C.右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D.该实验装置还可以探究电流通过导体时产生的热量跟通电时间的关系
【考点】探究影响电流通过导体时产生热量的因素;电阻产生热量多少的表现;电流产生的热量与电阻的关系.
【专题】实验题;电流和电路;电与热、生活用电;实验基本能力.
【答案】A
【分析】A、电流通过导体产生热量的多少不易直接观察,甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气,电阻丝产生热量越多,气体膨胀程度越大,故可通过U形管液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少,采用了转换法;
BC.由已知条件结合转换法确定左侧电阻丝产生的热量较多,根据串联电路电流的特点及Q=I2Rt确定两容器中电阻丝的阻值大小;
D.电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变。
【解答】解:A.由转换法,实验时U形管中液面高度发生变化是因为透明容器中密封着等量的空气的热胀冷缩造成,故A错误,符合题意;
BC.通电一段时间后,左侧U形管中液面高度差比右侧的大,由转换法,说明左侧电阻丝产生的热量较多,左右两侧电阻丝串联,电流相等,通电时间相同,由Q=I2Rt得,左侧容器中电阻丝R1的阻值比右侧容器中R2的阻值大,故BC正确,不符合题意;
D.探究电流通过导体时产生的热量跟通电时间的关系,要控制电阻和电池相等,在装置中,可以左侧容器中的电阻为研究对象,增加通电时间,根据U形管液面的高度差变化来反应产生热量多少的变化,故D正确,不符合题意。
故选:A。
【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”,考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律及焦耳定律的运用。
9.(2025 淄博二模)如图所示,甲、乙为两个完全相同的烧瓶中分别装有质量相等、初温相同的水和煤油,烧瓶中两电阻丝的阻值相同,烧瓶内插入相同的温度计。下列说法正确的是( )
A.比较甲、乙温度计的示数,可得出升温快的烧瓶中电阻丝放出热量多
B.比较甲、乙温度计的示数,可得出升温快的烧瓶中所装液体比热容小
C.该实验装置可用来探究电流产生热量与电阻的关系
D.通电一段时间,水和煤油均未沸腾,温度计示数大小关系为t甲>t乙
【考点】探究影响电流通过导体时产生热量的因素.
【专题】实验题;比热容、热机、热值;电与热、生活用电;实验基本能力.
【答案】B
【分析】A、两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,烧瓶中两电阻丝的阻值相同,由Q=I2Rt分析;
B、两液体质量、吸热相同,根据c分析;
C、探究电流产生热量与电阻的关系,要改变电阻大小;
D、通电一段时间,两液体吸热相同,水和煤油均未沸腾,根据Q=cmΔt结合水的比热容大分析。
【解答】解:A、两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,烧瓶中两电阻丝的阻值相同,而液体不同,由Q=I2Rt可知,相同时间电阻产生热量相同,故A错误;
B、两液体质量、吸热相同,根据c,比较甲、乙温度计的示数,可得出升温快的烧瓶中所装液体比热容小,故B正确;
C、探究电流产生热量与电阻的关系,要改变电阻大小,而烧瓶中两电阻丝的阻值相同,故C错误;
D、通电一段时间,两液体吸热相同,水和煤油均未沸腾,根据Q=cmΔt,因水的比热容大,故温度计示数大小关系为t甲<t乙,故D错误。
故选:B。
【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”,考查控制变量法、转换法、吸热公式及焦耳定律的运用。
10.(2025 扬州一模)如图的电路,电源电压保持不变,甲、乙均为滑动变阻器。开关S闭合后,甲、乙接入电路的电阻分别为R甲、R乙,此时电路的总功率为P0。若将甲接入电路的阻值减小10Ω,乙接入电路的阻值增大10Ω,电路的总功率仍为P0;若将甲接入电路的阻值减小6Ω,乙接入电路的阻值增大6Ω,此时,甲的电功率为P甲,乙的电功率为P乙,则( )
A.R甲>R乙;P甲>P乙 B.R甲<R乙,P甲>P乙
C.R甲>R乙,P甲<P乙 D.R甲<R乙;P甲<P乙
【考点】电功率的综合计算;欧姆定律的应用.
【专题】欧姆定律;电能和电功率;应用能力.
【答案】A
【分析】分析电路图,判断两个滑动变阻器是并联,根据并联电路特点及电源电压不变,分别表示出电功率P0,然后得到两个变阻器接入阻值的关系;若将甲接入电路的阻值减小6Ω,乙接入电路的阻值增大6Ω时,由电功率公式求出此时甲和乙两个滑动变阻器的电功率,再由求出的阻值关系,即可比较出电功率的大小。
【解答】解:由图可知,滑动变阻器甲与乙并联,量程是0~0.6A的电流表测滑动变阻器乙的电流,量程是0~3A的电流表测干路电流,假设电源电压为U,
开关闭合后,甲、乙接入电路的电阻分别为R甲、R乙,此时电路的总功率为:
P0①,
若将甲接入电路的阻值减小10Ω,乙接入电路的阻值增大10Ω,此时电路的总功率为:
P0②,
由①②得:
R甲R乙=(R甲﹣10Ω)(R乙+10Ω),
解得:R甲=R乙+10Ω,
所以R甲>R乙;
若将甲接入电路的阻值减小6Ω,乙接入电路的阻值增大6Ω,
此时甲的电功率为:P甲,
乙的电功率为:P乙,
因为R甲=R乙+10Ω,所以R甲﹣6Ω<R乙+6Ω,所以P甲>P乙,故A正确。
故选:A。
【点评】本题考查了并联电路的电功率的综合计算,解答本题的关键是要会分析电路。
11.(2025 博山区二模)“从生活走向物理”物理与生活息息相关。下列物理量最接近生活实际的是( )
A.冰箱冷冻室温度约为4℃
B.九年下册物理课本重约2N
C.家用空调正常工作时的功率约为100W
D.人步行的速度约为11m/s
【考点】常见电功率的大小;速度的估测;重力的估测;温度的估测.
【专题】估算综合应用题;理解能力.
【答案】B
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A、冰箱冷冻室的温度一般在﹣18℃左右,4℃是冷藏室的常见温度,故A不符合实际;
B、九年下册物理课本质量大约200g=0.2kg,其重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,故B符合实际;
C、家用空调属于大功率用电器,正常工作时功率一般在1000W以上,100W功率太小,故C不符合实际;
D、人步行的速度约为1.1m/s,11m/s这个速度太快,接近短跑运动员的冲刺速度,不符合人正常步行速度,故D不符合实际。
故选:B。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
12.(2025 博山区二模)许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置,该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能,保持镜面清晰,确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示,R1和R2为加热电阻。下列分析正确的是( )
A.除雾状态,电路中只有R1工作
B.除霜状态,电路的总功率最大
C.除雾状态,电路的总电流最大
D.除霜状态,电路中电阻最大
【考点】电功率多档位问题.
【专题】电与热、生活用电;应用能力.
【答案】B
【分析】根据并联电路的特点和P可知“低温”除雾和“高温”除霜的电路连接。
【解答】解:ABD、由图乙可知,当开关S、S1都闭合时,电阻R1和R2并联,根据并联电路的特点可知,此时电路中的总电阻最小,由
P可知,电路的总功率最大,加热装置处于“高温”除霜功能;
当开关S闭合,S1断开时,电路中只有电阻R2工作,电路中的总电阻最大,总功率最小,加热装置处于“低温”除雾,故AD错误、B正确;
C、由于除雾状态时,电路中的总电阻最大,由欧姆定律可知,电路中的总电流最小,故C错误。
故选:B。
【点评】本题考查了电功率多档位问题,主要考查并联电路的特点、欧姆定律以及电功率公式的灵活运用,分析清楚电路的连接方式是解题的关键。
二.填空题(共8小题)
13.(2025 包河区二模)小明同学家房间内的部分电路(电源电压为220V且保持不变),如图所示。闭合开关S后,灯泡正常发光,此时正确使用测电笔检验B点处,测电笔氖管 不会 (选填“会”或“不会”)发光。
【考点】试电笔的使用.
【专题】电与热、生活用电;应用能力.
【答案】不会。
【分析】测电笔是辨别火线和零线的工具;正常使用时,接触火线,氖管发光,接触零线,氖管不发光。
【解答】解:闭合开关S后,灯泡正常发光,此时正确使用测电笔检验B点处,接触的是零线,测电笔氖管不会发光。
故答案为:不会。
【点评】本题考查的是测电笔的使用规则,属于基础题目。
14.(2025春 鄱阳县校级月考)电动车充电要小心,防范火灾别大意!如图所示,有居民违规采用“飞线”(将电线插座从窗口悬挂至室外)给电瓶车充电,电线与窗台、外墙等摩擦,会导致绝缘皮破损,人体接触 火 (选填“火”、“地”或“零”)线绝缘皮破损处。会导致触电事故;且夜间水汽凝结在插座内,会导致电路 短路 ,使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾。
【考点】短路对家庭电路的影响;人体电阻及触电的实质.
【专题】电与热、生活用电;应用能力.
【答案】火;短路。
【分析】人体直接接触火线或与火线连通的导体,可能会触电;
火线和零线连通会造成短路,短路时电线中的电流会很大,温度急剧升高,引发火灾。
【解答】解:有居民违规采用“飞线”(将电线插座从窗口悬挂至室外)给电瓶车充电,电线与窗台、外墙等摩擦,会导致绝缘皮破损,人体接触火线绝缘皮破损处,会导致触电事故;且夜间水汽凝结在插座内,会导致电路短路,使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾。
故答案为:火;短路。
【点评】本题考查的是触电的原因;知道短路的危害。
15.(2025 柳州二模)我国高铁上的电源插座与家庭电路的电压相同,均为 220 V,但仅允许旅客连接手机等小功率用电器,如果违规使用大功率的用电器,会导致电路中 电流 过大,可能会触发电路保护装置,甚至引发安全问题。
【考点】三线插头和三孔插座的好处;家庭电压220V.
【专题】电与热、生活用电;应用能力.
【答案】220;电流。
【分析】我国家庭电路和高铁上的电源插座的电压是220V。
高铁插座上违规使用大功率用电器,会导致电路中电流过大,引发安全问题。
【解答】解:我国高铁上的电源插座与家庭电路的电压相同,均为220V,但仅允许旅客连接手机等小功率用电器,如果违规使用大功率的用电器,会导致电路中电流过大,可能会触发电路保护装置,甚至引发安全问题。
故答案为:220;电流。
【点评】本题考查的是家庭电路的电压;知道电路中电流过大的原因及危害。
16.(2025 南明区一模)如图所示的电路,电源电压恒定不变,定值电阻R0的阻值为5Ω。当移动滑片P至某位置时电压表的示数为8V,通过电路的电流为I;当移动滑片P至另一位置时,通过电路的电流为2I,两次滑动变阻器消耗的电功率相等,则电源电压为 12 V。
【考点】电功率的综合计算.
【专题】电能和电功率;应用能力.
【答案】12
【分析】由图可知,滑动变阻器与定值电阻R0串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
已知前后两次滑动变阻器消耗的电功率相等,已知电流,根据P=UI列方程可得第二次滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得电源电压。
【解答】解:已知前后两次滑动变阻器消耗的电功率相等,第一次通过电路的电流为I,第二次通过电路的电流为2I,第二次电压表示数为U滑′,
前后两次滑动变阻器消耗的电功率相等,根据P=UI可得8V×I=U滑′×2I,解得U滑′=4V,
因串联电路总电压等于各部分电压之和,
则根据欧姆定律可得电源电压U=U滑+U0=8V+IR0,U=U滑′+U0′=4V+2IR0,
因电源电压不变,则联立上面两式解得IR0=4V,即U0=4V,
则电源电压U=U滑+U0=8V+4V=12V。
故答案为:12。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用,有一定难度。
17.(2025 洛阳一模)图甲所示电路中,电源电压不变,灯泡L标有“8V 2W”,其电流与电压关系如图乙。闭合开关,将R的滑片移到最左端,L恰好正常发光,则电源电压为 8 V。将R的滑片移到最右端,L的实际功率为1W,此时电路中电流为 0.2 A,R的最大阻值为 15 Ω。
【考点】电功率的综合计算;欧姆定律的应用.
【专题】电能和电功率;应用能力.
【答案】8;0.2;15。
【分析】闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,将R的滑片移到最左端,滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω,电路为灯泡的简单电路,L恰好正常发光,根据U=UL得出则电源电压;
将R的滑片移到最右端,滑动变阻器接入电路的阻值最大,L的实际功率为1W,根据P=UI结合图中数据可知此时电路中电流、灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律可知R的最大阻值。
【解答】解:闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,将R的滑片移到最左端,滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω,电路为灯泡的简单电路,L恰好正常发光,则电源电压为U=UL=8V;
将R的滑片移到最右端,滑动变阻器接入电路的阻值最大,L的实际功率为1W,根据P=UI结合图中数据可知P=UI=5V×0.2A=1W,故此时电路中电流为0.2A,灯泡两端的电压为5V,
根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压UR=U﹣U灯=8V﹣5V=3V,
根据欧姆定律可知R的最大阻值为R15Ω。
故答案为:8;0.2;15。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算,关键是从图中得出有用信息。
18.(2024秋 莲湖区校级期末)如图甲是一只便携塑料封口机,电路原理图如乙所示,电源电压为3V,电热丝R的电阻为0.4Ω,开关闭合电热丝温度升高,这是利用电流的 热 效应工作的,通电2min产生的热量为 2700 J;若使用时总把塑料烫坏,可以 增大 (选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
【考点】焦耳定律的简单计算;电流的热效应.
【专题】电能和电功率;应用能力.
【答案】热;2700;增大。
【分析】(1)电流通过导体时将电能转化为内能的现象叫做电流的热效应;
(2)根据Q=I2Rtt求出电路产生的热量;
(3)若电压不变,根据焦耳定律分析解答。
【解答】解:电热丝通电时,将电能转化为内能,所以这是通过电流的热效应来实现高温封口;
电阻产生的热量为:Q=I2Rtt2×60s=2700J;
由公式Q=I2Rtt可知,电压不变,要减小电阻产生的热量,应增大R的阻值。
故答案为:热;2700;增大。
【点评】本题考查了电流的热效应及焦耳定律的计算公式的应用,属于基础考查,难度不大。
19.(2025春 麦积区月考)如图所示的电路中,灯泡L标有“3V 1.2W”的字样,定值电阻R的阻值为15Ω,当灯泡L恰好正常发光时,则此时电路中电流表的示数为 0.6 A,通电1min整个电路消耗的电能为 108 J。
【考点】电功与电能的计算;电功率P=UI的简单计算;运用并联电路中的电流规律计算;欧姆定律的简单计算.
【专题】欧姆定律;电能和电功率;应用能力.
【答案】0.6;108。
【分析】由图可知,闭合开关S,电阻R与灯泡L并联,电流表测量干路的总电流;根据并联电路的特点和灯泡的规格可知电源电压;根据P=UI求出通过灯泡的电流;根据欧姆定律求出通过R的电流,根据并联电路的特点求出干路的总电流,即电流表示数;根据W=UIt求出通电1min整个电路消耗的电能。
【解答】解:由图可知,闭合开关S,电阻R与灯泡L并联,电流表测量干路的总电流;
灯泡正常发光,根据并联电路的特点和灯泡的规格可知,电源电压:U=UR=UL=3V;
由P=UI可知,通过灯泡的电流:IL0.4A,
通过电阻R的电流:IR0.2A,
根据并联电路特点可知,干路的总电流:I=IL+IR=0.4A+0.2A=0.6A,即电流表示数为0.6A;
通电1min整个电路消耗的电能:W=UIt=3V×0.6A×1×60s=108J。
故答案为:0.6;108。
【点评】本题考查并联电路特点、欧姆定律、电功公式以及电功率公式的应用,是一道基础题。
20.(2025 扬州一模)将某个家用电器单独接入电路正常工作6min,如图的电能表指示灯闪烁了250次,则该家用电器消耗的电能是 3.6×105J ,额定功率是 1000 W,该电器可能是 电热水壶 (选填“电热水壶”“台灯”或“电视机”)。
【考点】电能表的计算;常见电功率的大小;电功率P=W/t的简单计算.
【专题】应用题;电能和电功率;应用能力.
【答案】3.6×105J;1000;电热水壶。
【分析】2500imp/(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2500次,据此求电能表的指示灯闪烁250次时,用电器消耗的电能,再利用P求该用电器的电功率,据此选择是哪一种用电器。
【解答】解:2500imp/(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2500次,则6min家用电器消耗的电能:
WkW h=0.1kW h=0.1×3.6×106J=3.6×105J,
该家用电器正常工作时的电功率,即额定功率:
P1kW=1000W,
电热水壶的电功率约为1000W,台灯的电功率约为20W,电视机的电功率约为100W,所以这个家用电器可能是电热水壶。
故答案为:3.6×105J;1000;电热水壶。
【点评】本题考查了消耗电能和电功率的计算,明确电能表相关参数的含义是关键。
三.实验探究题(共2小题)
21.(2024秋 栾城区校级期末)如图所示是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)实验中是通过观察 U形管中液面高度差 来反映电流产生热量的多少;
(2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝按图示连接,通电一段时间后, 右 (选填“左”或“右”)侧容器产生的热量更多;
(3)图乙装置R1和R2两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1:Q2= 4:1 。
【考点】探究影响电流通过导体时产生热量的因素;电阻产生热量多少的表现;电流产生的热量与电阻的关系;电流产生的热量与电流的关系.
【专题】实验题;欧姆定律;电与热、生活用电;实验基本能力.
【答案】(1)U形管中液面高度差;(2)右;(3)4:1。
【分析】(1)电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过液面高度差的变化来反映,用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法;
(2)根据焦耳定律结合转换法分析热量多少确定液面变化;
(3)根据并联分流比较两个容器内电阻的电流大小关系,根据焦耳定律分析解答。
【解答】解:(1)由于电流产生的热量不易直接测量,通过加热气体膨胀显示,因此在实验中是通过观察U形管中液面高度变化来显示容器内空气温度的变化;
(2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝串联,控制了电流和通电时间相同,而电阻大小不同,是为了探究电流产生的热量与电阻的大小的关系,通电一段时间后,由于右侧的电阻大,根据Q=I2Rt知,右侧容器产生的热量更多;
(3)由于容器内外的电阻相同,根据并联电流之比等于电阻倒数之比,两个电阻的电流相等,都等于通过R1的电流的一半,根据Q=I2Rt知,在电阻和通电时间相同的条件下,产生的热量与电流的平方成正比,R1和R2两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1:Q2=4:1。
故答案为:(1)U形管中液面高度差;(2)右;(3)4:1。
【点评】本题考查了学生对焦耳定律的掌握,注重了探究实验的考查,同时在该实验中利用了控制变量法和转换法,是中考物理常见题型。
22.(2025 西山区校级模拟)小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 b (选填“a”或“b”)端,闭合开关后,发现小灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变阻器 断路 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为 1.2 V;为了让灯达到正常发光状态,滑动变阻器的滑片应向 a (选填“a”或“b”)端滑动;
(3)小明测得多组数据,并画出如图丙所示的图像,由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 6.25 Ω,小灯泡的额定功率为 1 W;
(4)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随 温度 升高而 增大 (选填“增大”或“减小”)。
【考点】伏安法测量小灯泡的电功率.
【专题】实验题;电能和电功率;实验基本能力.
【答案】(1)b;断路;
(2)1.2;a;
(3)6.25;1;
(4)温度;增大。
【分析】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到阻值最大处;
闭合开关,灯泡不亮,电路故障可能是滑动变阻器断路;
(2)图乙中,电压表选择小量程,分度值为0.1V;
小灯泡额定电压为2.5V,根据串联电路电压分配规律,应减小变阻器的阻值,灯泡两端的电压会增大;
(3)已知灯泡的额定电压,由图像可知,灯泡的额定电流,代入相关公式可得小灯泡正常发光时的电阻和小灯泡的额定功率;
(4)根据可得,U﹣I图线的倾斜程度即是灯泡的电阻,小灯泡灯丝电阻的变化是温度变化引起的。
【解答】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到阻值最大处,即b端;
闭合开关,灯泡不亮,电路故障如果是滑动变阻器引起的,则可能是滑动变阻器断路;
(2)图乙中,电压表选择小量程,分度值为0.1V,所以电压表示数为1.2V;
小灯泡额定电压为2.5V,所以要测量小灯泡的额定电功率,应增大灯泡的电压,根据串联电路电压分配规律,应减小变阻器的阻值,所以应将滑动变阻器的滑片向a移动;
(3)由图像可知,灯泡电压为2.5V时,电流为0.4A,
则小灯泡正常发光时的电阻为R6.25Ω;
小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.4A=1W;
(4)根据可得,U﹣I图线的倾斜程度即是灯泡的电阻,
由图丙可知灯泡的电阻变大,则小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大。
故答案为:(1)b;断路;(2)1.2;a;(3)6.25;1;(4)温度;增大。
【点评】本题考查“测量小灯泡的电功率”实验,是常规典型题。
四.计算题(共1小题)
23.(2025 梅州一模)某养生壶具有加热和保温功能,简化电路如图所示,其铭牌为“220V,1000W”,R1和R2为电热阻丝,若其高温挡和低温挡的功率比为10:1,忽略电阻丝阻值随温度变化,求:
(1)高温挡正常工作时,R2的电阻值;
(2)低温挡正常工作1h消耗的电能;
(3)低温挡工作时,R1两端的电压U1。
【考点】电功率多档位问题;电功与电能的计算.
【专题】计算题;欧姆定律;电能和电功率;分析、综合能力.
【答案】(1)高温挡正常工作时,R2的电阻值为48.4Ω;
(2)低温挡正常工作1h消耗的电能为0.1kW h;
(3)低温挡工作时,R1两端的电压U1为198V。
【分析】(1)由图乙可知,当开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联;当开关S1、S2都闭合时,只有R2工作;根据串联电路的特点和P可知养生壶加热挡和保温挡的电路连接;由加热功率和P可求出R2的阻值;
(2)根据高温挡和低温挡功率的关系求出低温挡功率,根据W=Pt求出低温挡正常工作1h消耗的电能;
(3)根据P=UI求出低温挡工作时电路中的电流,根据欧姆定律求出R2两端的电压,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压。
【解答】解:(1)由图乙可知,当开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联,根据串联电路的特点可知,此时电路中的总电阻最大,由P可知,电路的总功率最小,养生壶处于保温功能;
当开关S1、S2都闭合时,只有R2工作,电路的总电阻最小,总功率最大,养生壶处于加热功能;
由P可知,R2的阻值:R248.4Ω;
(2)根据题意可知,低温挡工作时的电功率:P低温P高温1000W=100W=0.1kW,
低温挡正常工作1h消耗的电能:W=P低温t=0.1kW×1h=0.1kW h;
由P=UI可知,低温挡工作时电路中的电流:I低温A,
根据欧姆定律可知,低温挡工作时R2两端的电压:U2=I低温R2A×48.4Ω=22V,
根据串联的电路的电压特点可知,R1两端的电压:U1=U﹣U2=220V﹣22V=198V。
答:(1)高温挡正常工作时,R2的电阻值为48.4Ω;
(2)低温挡正常工作1h消耗的电能为0.1kW h;
(3)低温挡工作时,R1两端的电压U1为198V。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功公式以及电功率公式的灵活应用,能正确分析电路连接是解题的关键。
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