江苏省初中物理中考真题专项复习-电磁学:电能和电功率
一、选择题
1.(2025·南通)如图为家庭电路的示意图,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.三线插座的中间插孔连接零线
【答案】A
【知识点】安全用电原则
【解析】【解答】A、电能表是用于测量用电器消耗电能的仪器,故A正确;
B、空气开关是电路电流过大会切断电流,保护电路,故B错误;
C、照明灯和开关串联,故C错误;
C、插座中间插孔连接地线,故D错误。
综上选A。
【分析】电灯和开关的接法:零线直接进入灯泡的螺旋套;火线先接入开关,再进入灯泡顶端的金属点;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。
、电能表参数的理解:电能表是计量电能的仪表。
2.(2025·淮安)下列做法符合安全用电的是 ( )
A.电冰箱的金属外壳接地
B.保险丝熔断,用铜丝或铁丝代替
C.一个插座上同时接入多个大功率用电器
D.连接电路时,开关接在用电器和零线之间。
【答案】A
【知识点】安全用电原则
【解析】 【解答】A、电冰箱属于家庭大型电器,属于三孔插座,需要将金属外壳接地,故A正确;
B、铜丝或者铁丝的电阻大,但是熔点高,无法在电流较大下,熔断电阻丝导致家庭电路发生火灾,故B错误;
C、插座同时有大功率电器导致电流过大,引发火灾,故C错误;
D、连接电路时,开关应该接在用电器和火线之间,故D错误;
综上选A。
【分析】家庭电路的连接:为了避免用电器彼此干扰,所以用电器之间为并联,且开关在火线和用电器之间;
电灯和开关的接法:零线直接进入灯泡的螺旋套;火线先接入开关,再进入灯泡顶端的金属点;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。
3.(2025·扬州)如图,电源电压U可调、R1是阻值为5Ω的定值电阻,R2为敏感元件,其阻值随电流增大而减小.电源电压从零增大,电路中电流逐渐增大.当电流为0.3A时,R2两端电压为1.5 V. R1的功率为P1,R2的功率为 P2.则
A.U=J、5 V时,P1可能等于P2 B.U =2.5 V时,P1一定小于P
C.U=3.5 V时,P1一定等于P D.U=4.5 V时,P1一定小于P2
【答案】B
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】根据电路图,电阻串联,通过两电阻的电流相等,根据R2的分压和电流,计算R2的电阻为:,此时R2的电阻等于R1的电阻;此时电阻R1分压为:U1=IR1=0.3A×5Ω=1.5V,则电源电压:U=1.5V+1.5V=3V;
AB、当电源电压小于3V时,电路中的电流小于0.3A,电阻R2的阻值将大于R1,即R2>R1,根据P=I2R,两电阻串联,电流相等,R1和R2的功率为P1
CD、当电源电压大于3V,电路中的电流大于0.3A,R2的电阻减小,则R2P2;CD错误。
故选B。
【分析】利用电阻的电压和电流,根据,计算电阻;根据U=IR,计算电阻的分压,结合串联电路电压规律,计算总电压;根据实际的电源电压和3V的电源电压比较,判断电流的大小变化,推出R2的电阻变化,再利用P=I2R,判断电功率的关系。
4.(2025·常州)如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B.电流表示数的变化范围是
C.电压表示数的变化范围是
D.电路总功率的变化范围是
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】灯泡标有“”字样,所以灯泡的额定电流,所以电流最大为0.5A,电压表示数为3V,根据串联电路电压规律可知,灯泡的电压为UL=4.5V-3V=1.5V.根据串联分压可知,,根据欧姆定律计算可知,灯泡的电阻,所以变阻器的电阻Rx=2RL=2×5Ω=10Ω,此时电路的电流为,所以电路电流的变化范围为0.3A-0.5A,B错误,变阻器最小电阻对应最大电流,所以电路最小总电阻,所以变阻器最小电阻,变阻器的电阻变化范围为4Ω-10Ω,A错误,灯泡电压为2.5V时,变阻器电压最小为URx=4.5V-2.5V=2V,电压表示数变化范围为2V-3V,C错误;根据P=UI计算电功率变化为,,故D正确。
综上选D。
【分析】1、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和,
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
5.(2025·南京)如图所示,电源电压U恒定,R1是定值电阻,滑动变阻器E2标有“”,灯L标有“”.滑片P在阻值最大端时,闭合开关S,电压表示数为2V,电压表(未画出)示数为4V;移到某一位置时,示数为10V,电流表示数为1A.上述滑片移动过程中,R2阻值的变化量为ΔR,电路总功率的变化量为ΔP.下列说法正确的是
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律;电阻的串联;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】AB、 灯L标有“”,根据P=UI计算可知灯泡的额定电流I=,变阻器变小时,根据串联分压可知,变阻器电压减小,V2示数变大,所以电压表V2测量定值电阻和灯泡的电压,电压表V2示数为10V, 电流表示数为1A ,此时灯泡的电压为6V,所以此时定值电阻的电压为10V-6V=4V;此时R1=,故B错误; 滑片P在阻值最大端时,此时电压表V1示数为2V,根据欧姆定律计算可知电路的电流I=,同理计算可知变阻器的电压URP=0.5A×20Ω=10V,所以电源电压U=URP+U2=10V+4V=14V,故A错误;
D、 滑片P在阻值最大端时,电路的电流为0.5A,移动到某一位置,电路的电流为1A,ΔP=UΔI=14V×0.5A=7W,D正确;
C、 滑片P在阻值最大端时,其电阻为20Ω, 移到某一位置时,变阻器电压为4V,根据欧姆定律计算R2=,所以 ΔR =20Ω-4Ω=16Ω。C错误。
故选D。
【分析】 本题可先根据灯泡的额定电压和额定功率求出灯泡电阻,再结合滑片在不同位置时的电压和电流信息,利用串联电路特点和欧姆定律求出电源电压、R1阻值、Δ R以及ΔP。
二、填空题
6.(2025·无锡)一种简易的泡沫塑料切割装置电路如图所示,电源电压为6V,用以切割的金属电热丝R的阻值为1Ω.闭合开关 S后,电路中电流为 A,10s内电热丝 R 产生的热量为 J.若要减小电热丝R的发热功率,请写出一种合理做法 。
【答案】6;360;降低电源电压
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率
【解析】【解答】①根据欧姆定律;
②10s内电热丝 R 产生的热量为 Q=I2Rt=(6A)2×1Ω×10s=360J;
③减小发热功率的方法有减小电流,降低电源电压等。
【分析】 本题综合考查欧姆定律、焦耳定律及电功率的应用。通过欧姆定律求电流,焦耳定律求热量,结合电功率公式分析功率变化方法,需熟练掌握各公式的形式与物理意义。
7.(2025·扬州)如图,测电笔的氖管发光,所测孔连接的是 线.多个用电器同时插入插线板都能独立工作,各用电器是 联的.断开插线板上的开关,所有插孔都不能供电,表明开关连接在 路上.三孔插座中间的插孔接地,将用电器的 与大地相连,目的是防止触电.
【答案】火;并;干;金属外壳
【知识点】家庭电路的连接;家庭电路工作电压、零线、火线的辨别;测电笔的使用;插座的构造与工作方式
【解析】【解答】家庭电路中,火线使测电笔的氖管发光,当测电笔的氖管发光时,则接触的插孔是火线;
多个用电器插入插线板,用电器工作时能独立工作,互不影响,各用电器是并联的;
当断开插线板上的开关,各插孔都不能供电,则电路是断开的,可知开关连接在干路上,控制所有用电器;
有金属外壳的用电器,使用三孔插座让金属外壳与大地相连,防止金属外壳带电发生触电事故。故第1空填:火;第2空填:并;第3空填:干;第4空填:金属外壳。
【分析】使用测电笔时,火线使测电笔的氖管发光;家庭电路中,各用电器是并联的;并联电路中,干路开关控制所有用电器;有金属外壳的用电器,金属外壳要接地。
8.(2025·淮安)小明家电能表3月底的示数为 ,4月底的示数为。小明家4月份用电 kW·h。若电费按每千瓦时0.5元计算,则小明家4月份应交电费 元。
【答案】120;60
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】电能表最后一位数字为小数点后一位,所以4月用电为2278.2kW·h-2158.2kW·h=120kW·h,所以交电费为120kW·h×0.5元/kW·h=60元。
【分析】电能表参数的理解:电能表是计量电能的仪表,电能表的数字中最后一位表示的是小数点后一位,某段时间所用电能为电能表示数之差。
9.(2025·盐城)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】相等;小于;少
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】导线和电阻丝串联,根据串联电路电流相等可知, 通过导线与电阻丝的电流相等,导线电阻很小,所以在相同时间内,导线产生的电热小。
【分析】流的热效应:原理为焦耳定律Q=I2Rt,所以产热量和电阻成正比,和电流的平方成正比。
10.(2025·常州)小明在水壶中装入质量为1.1kg、初温为20℃的水,放在燃气灶上加热,在标准大气压下把水加热至恰好沸腾,消耗0.021m3的天然气。已知q天然气=4.0X107J/m3,C水=4.2X103J/(Kg℃),此过程中,天然气完全燃烧释放热量 ,水吸收热量 ,该燃气灶烧水的效率为 。若在220V额定电压下,用电阻丝阻值为55Ω的电热壶完成上述烧水过程,不计热损失,通电时间为 s。
【答案】;;44%;420
【知识点】热量的计算;燃料的热值;电功的计算;热机效率的计算——烧锅炉
【解析】【解答】 消耗0.021m3的天然气释放的热量Q放=Vq=0.021m3× 4.0×107J/m3=J; 质量为1.1kg、初温为20℃的水, 加热至恰好沸腾,则水吸收的热量Q吸=cmΔt= 4.2×103J/(Kg℃) ×1.1kg×80℃=J,所以烧水的效率,无论用何种方式完成热水,水吸收的热量为J,根据电功公式,所以。
【分析】1、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量,是物质的基本属性;只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关。计算公式为Q=mq;
2、热量的计算:公式为Q吸=cmΔt;
3、电功率的计算:。
11.(2025·宿迁)某型号电水壶如图所示,它正常工作时电流是 A,5min内电流做功 J,如果电水壶的三线插头中间较长的插脚损坏,为确保安全用电,该插头 (选填“能”或“不能”)继续使用。
【答案】5;3.3×105;不能
【知识点】功率的计算;家庭电路的连接;功的计算及应用
【解析】【解答】电热水壶工作电流,电流做功Q=Pt=1100W×5×60s=3.3×105J;插脚损坏,可能发生外壳触电事故,所以不能使用。
【分析】功率的计算:公式为W=Pt,电流做功公式为Q=Pt,三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。
12.(2025·南京)如图所示是某电水壶的电路简图.其中、均为电热丝,该水壶有加热、保温两个挡位,相关参数如下表所示.
额定容量/L 1
额定电压/V 220
加热功率/W 1200
保温功率/W 100
(1)在壶内装有额定容量的水,加热挡工作350s,水温升高了,水吸收的热量为 J,电水壶对水加热的效率为 %;若在此过程中,断开其他用电器的开关,标有字样的电能表指示灯会闪烁 次.
(2)若对该电水壶电路进行改造,保持电水壶的保温功率不变,将加热功率提高到,请写出一条改造措施:
【答案】(1)3.78×105J;90;140
(2)减小R1的阻值
【知识点】比热容的定义及其计算公式;电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】(1)水的体积为1L,根据密度公式计算可知水的质量m=ρv=1×103kg/m3×10-3m3=1kg,根据热量公式计算可知水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×90℃= 3.78×105J;加热功率为1200W,根据W=Pt计算可知电能W=1200W×350s= 4.2×105J,所以加热的效率;电能表参数为1200imp/(kW·h),所以闪烁次数为
(2)根据电功率公式计算可知,电源电压不变,R减小可以增加电功率。
【分析】 本题主要考查热量计算、电功计算、效率计算以及电能表参数理解和电路改造分析。先根据密度公式算水质量,再用吸热公式算水吸热量;由功率和时间算消耗电能,进而算效率和电能表闪烁次数;最后根据功率公式分析电路改造措施。
13.(2025·镇江)某种灯泡的电阻R 与电流I关系图像如图1所示,当两个该种灯泡串联接在电压恒为 U0 的电源上时,通过灯泡的电流为1A,此时灯泡的电阻为 Ω, 为 V。若将该种灯泡 L 按图2的方式接在电压为3V的电源上,其中定值电阻 的阻值为3.5Ω,闭合开关后,电阻 两端的电压为 V,灯泡 L 的电功率为 W。
【答案】4.5;9;1.75;0.625
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】观察图1可得,当电流,对应纵坐标电阻。当两个灯泡串联,总电阻为,根据欧姆定律可得,电源电压。
图2中,灯泡与定值电阻串联,电源电压。设电路中电流为,灯泡电阻为。 由图1可知,当时,当时,设关系式为。结合图像线性特征,代入以上两点值可得,,即。串联电路中总电压,代入和可得
解得。因此两端的电压
灯泡的电功率,其中,,代入公式可得,灯泡的电功率为。
【分析】根据图像确定1A时的电阻,结合欧姆定律计算电压,根据图像分析电阻与电流的关系,根据串联电路的特点和欧姆定律列方程计算电流,得出R0两端的电压,根据P=UI=I2R计算电功率。
14.(2025·镇江)某电蚊香器中所用加热片的电阻与温度的关系图像如图所示,将此加热片接在电压恒定的电源两端,初温为 刚开始时,随着温度的升高,加热片中的电流不断 ,温度达到 ℃时功率达到最大值。若该电蚊香器的实际功率为10W, 则工作12h, 可使标有“3000 imp/(kW·h)”字样的电能表指示灯闪烁 次。
【答案】变大;180;360
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率的计算
【解析】【解答】将此加热片接在电压恒定的电源两端,初温为25℃,刚开始时,随着温度的升高,加热片电阻变小,根据欧姆定律可知加热片中的电流不断变大;温度达到180℃时,加热片的电阻最小,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,根据P=UI可知此时电功率达到最大值;若该电蚊香器的实际功率为10W,工作12h消耗的电能W=Pt=10×10﹣3kW×12h=0.12kW h,可使标有“3000imp/(kW h)”字样的电能表指示灯闪烁次数n=0.12×3000=360。
【分析】将此加热片接在电压恒定的电源两端,初温为25℃,刚开始时,随着温度的升高,加热片电阻变小,根据欧姆定律可知加热片中的电流变化;温度达到180℃时,加热片的电阻最小,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,根据P=UI可知此时电功率达到最大值;若该电蚊香器的实际功率为10W,根据W=Pt计算工作12h消耗的电能,进一步计算可使标有“3000imp/(kW h)”字样的电能表指示灯闪烁次数。
15.(2024·淮安)今年“五一”期间,小明在家长陪同下进行“综合实践活动”,利用家中的电能表测量家中空气炸锅的实际功率。小明把家中其他用电器全部断开后,将空气炸锅单独接入电路,观察到标有“/()”字样的电能表指示灯闪烁,用时,则空气炸锅在这内消耗的电能为 ,实际功率为 W。
【答案】0.02;1200
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】根据题意可知,空气炸锅在这内消耗的电能为
;
则空气炸锅的实际功率为。
【分析】根据求出消耗的电能,再根据计算出功率。
16.(2025·苏州)如图是一款电水壶的电路简图,R1、R2,均为加热电阻,通过旋转旋开关可实现加热与温功能的切换,保温功率为 88W,R1阻值为 44Ω,加热时应将开关旋至 (1/2位置)加热功率为 W,R2的阻值为 Ω
【答案】2;1100;506
【知识点】电阻的串联;电功率的计算;多状态电路——多挡位问题
【解析】【解答】 (1)由图可知,开关旋至“1”挡,电阻R1、R2串联,此时电路总电阻:R串=R1+R2;开关旋至“2”挡,只有R1工作,
因R串>R1,根据 可知:开关旋至“1”挡,功率较小,为保温档,接“2”时功率较大为加热档;
(2)开关旋至“2”挡,只有R1工作,为加热档;
则加热功率为:;
(3)保温功率P保温=88W,则电路中总电阻:,
则R2=R总-R1=550Ω-44Ω=506Ω。
【分析】 (1)分析开关旋至不同位置时电路连接,根据判断;
(2)开关旋至“2”挡,只有R1工作,为加热档,根据 求出加热档的功率;
(3)已知保温功率,根据 求出电路中总电阻,总电阻减去R1的电阻即为R2的阻值。
17.(2024·宿迁)教室的饮水机上有两条提示语:“注意水温,谨防烫伤”和“节约用电,弘扬美德”.小明画出了饮水机电路示意图,如图甲所示,电阻,加热时总功率为840W.线圈内阻不计,为热敏电阻,其阻值随温度的变化如表格所示,控制电路电源电压恒为3V,当电流达到0.02A时衔铁被吸合.
t/℃ 30 40 50 60 70
/Ω 220 165 130 100 83
(1)衔铁被吸合时,饮水机处于 (选填“加热”或“保温”)状态,饮水机处于保温状态时,功率为 W;
(2)设定最高水温为,需要将滑动变阻器阻值调至 .根据图乙中电能表参数,饮水机处于加热状态时,经过10min,电能表指示灯闪烁 次.
【答案】(1)保温;40
(2)50;350
【知识点】欧姆定律及其应用;电能表参数的理解;电功率
【解析】【解答】 (1)衔铁被吸合时,只有电阻R1工作,电路的总电阻最大,功率最小,此时饮水机处于保温状态;
饮水机的保温功率为:;
(2)①由表中数据可知,水温为60℃时,Rt=100Ω;
当电流达到0.02A时衔铁被吸合,此时电路中的总电阻为:,
则滑动变阻器RP阻值为:RP=R总-Rt=150Ω-100Ω=50Ω;
②由可知,饮水机处于加热状态时,
经过10min消耗的电能为:W=P加t=840W×10×60s=504000J=0.14kW h,
由图乙可知,电路中的用电器每消耗1kW h电能,电能表的指示灯闪烁2500次,
则饮水机处于加热状态时,经过10min电能表指示灯闪烁次数:n=0.14kW h×2500imp/(kW h)=350次。
【分析】 (1)根据衔铁被吸合时的电路连接分析电功率的大小,从而确定对应的工作状态。根据求出电阻R1的功率,即饮水机的保温功率;
(2)①根据表中数据确定Rt的阻值,当电流达到0.02A时衔铁被吸合,利用欧姆定律求出电路的总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器RP的阻值;
②利用W=Pt求出饮水机处于加热状态时,经过10min消耗的电能;由图乙可知,2500imp/(kW h)表示电路中的用电器每消耗1kW h电能,电能表的指示灯闪烁2500次,据此求出饮水机处于加热状态时,经过10min电能表指示灯闪烁次数。
三、作图题
18.(2025·宿迁)按要求作图:
(1)在图甲中,画出实心球所受重力的示意图。
(2)在图乙中,画出平行于主光轴的入射光线对应的折射光线。
(3)在图丙中,将电灯、控制电灯的开关正确接入家庭电路中。
【答案】(1)解:
(2)解:
(3)解:
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;重力示意图;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1) 以实心球的球心为作用点,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,箭头表示重力的方向,线段长度表示重力的相对大小:
(2) 平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后会聚于焦点 据此作图:
(3) 将开关的一端连接在火线上,另一端连接电灯的一个端;电灯的另一个端连接在零线上,确保电路能通过开关控制电灯的通断。
【分析】凸透镜对光线有汇聚作用,平行光入射凸透镜会聚焦在焦点,经过光心的光线不发生偏折。
电灯和开关的接法:零线直接进入灯泡的螺旋套;火线先接入开关,再进入灯泡顶端的金属点。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心,公式为G=mg。
19.(2025·南京)按要求作图(保留作图痕迹).
(1)图甲中,是反射光线,画出其对应的入射光线并标出入射角的大小.
(2)图乙中,木块静止在斜面上,画出木块重力和木块对斜面压力的示意图.
(3)图丙中,用笔画线表示导线,将三线插座正确接入家庭电路.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】作光的反射光路图;重力示意图;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1)据图可知,反射光线和法线之间的夹角为60°,根据反射角等于入射角,所以入射角为60°,据此作图:
(2)重力方向竖直向下,对斜面的压力垂直斜面指向被压物体,据此作图:
(3)在家庭电路中,按照左零右火中接地的原则进行接线,据此作图:
【分析】 第1小问:根据光的反射定律,反射角等于入射角,先确定法线,再根据反射光线画出入射光线并标出入射角。
第2小问:重力的方向竖直向下,作用点在物体重心;压力的方向垂直于接触面指向被压物体,作用点在接触面上。
第3小问:三孔插座的接法是“左零右火上接地”。
20.(2025·连云) 按照题目要求作图。
(1)如图甲所示,请用笔画线代替导线将电灯和开关接到电路中;
(2)如图乙所示,一架飞机在空中匀速飞行。请在图中画出该飞机所受重力的示意图。
【答案】(1)
(2)
【知识点】重力示意图;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡,零线直接接入灯泡。如图所示:
(2)重力的方向是竖直向下的,过重心O画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
【分析】(1)对于电灯接线的基本要求是:“火线零线并排走,零线直接进灯口,火线接在开关上,通过开关进灯头”;
(2)根据重力的方向是竖直向下的,过重心做竖直向下的力即可。
21.(2025·苏州)按要求作图。
(1)图甲中,光线 AO斜射到镜面上,画出其反射光线 OB;
(2)图乙中,小球在空中运动,画出它在图示位置受到的重力G;
(3)图丙中,地上的人用滑轮组提升重物,画出最省力的绳子绕法;
(4)图丁中,根据安全用电规范,在两个虚线框内分别画出开关和灯泡的电路元件符号。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【知识点】作光的反射光路图;力的三要素及力的示意图;滑轮组的设计与组装;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1) 首先过入射点O做出法线,根据反射角等于入射角在法线的右侧做出反射光线,如图所示:
(2) 重力的方向是竖直向下的,从小球重心(球心)画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
(3) 地上的人用滑轮组提升重物,因人站在地面上,故人只能用下用力,绳子有效段数为2,如下所示:
(4) 火线首先进入开关,然后接到灯泡,再零线,这样在更换灯泡时更安全。如图所示:
【分析】(1) 光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等”.
(2)对物体进行受力分析,确定力的三要素,然后沿力的方向画带箭头的线段即可;
(3) 根据人站在地面上确定人的用力方向,从而可知绳子的有效段数,据此连接。
(4) 开关控制灯泡时和灯泡是串联的。火线过开关入灯座,零线直接入灯座。
四、计算题
22.(2025·南通)如图为某家用电热器的简化电路图,R1、R2是电热丝,R1=10Ω,虚线框内是温控开关,能在低温档和高温档间自动切换。当触点“1”与“2”接通时,处于低温档:当触点“1”与“2”“3”同时接通时,处于高温档。高温档功率是低温档功率的3倍。求:
(1)低温档时,R1中通过的电流及10s内放出的热量;
(2)高温档时,电阻 R2的功率。
【答案】(1)解:根据题可知 R1=110Ω ,根据欧姆定律U=IR计算可知,R1中通过的电流I=;10s内放出的热量Q=。
(2)解:根据P=UI计算可知,低温挡位P低=220V×2A=440W,所以高温挡位的功率为440W×3=1320W,所以PR2=1320W-440W=880W。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)R1=110Ω ,根据欧姆定律U=IR计算可知,R1中通过的电流,根据Q=I2Rt计算低温挡 10s内放出的热量;
(2)根据P=UI计算可知,低温挡位,据此计算总功率,所以PR2=P高-PR1。
23.(2025·徐州)如图所示电路,电源电压保持不变,小灯泡上标有“9V 0.9A”字样,小灯泡电阻不变。电阻箱处于某一阻值,闭合开关,电路的总功率为7.2W;将电阻箱阻值调为原来的3倍,电路的总功率变为4.8W。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)电源电压。
【答案】(1)解:小灯泡上标有“9V 0.9A”字样,根据欧姆定律计算小灯泡的电阻。
(2)解:假设电源电压为U,假设电阻为R,根据电功率公式计算可知,电路的总电功率;电阻为3R,根据电功率公式计算可知,,连列解得U=6V,R=10Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)小灯泡上标有“9V 0.9A”字样,根据欧姆定律计算小灯泡的电阻;
(2)根据电功率公式计算可知,电路的总电功率;电阻为3R,根据电功率公式计算可知,,连列计算U。
24.(2025·宿迁)如图甲所示,是某跨学科学习小组设计的装置结构图,它可以根据水量多少自动控制受控电路。控制电路由电源 电磁铁、保护开关 S、敏感电阻. T形绝缘硬杆、圆柱形浮体A、保护电阻. 等组成;受控电路由电源 加热电阻. 等组成。当通过电磁铁的电流达到 0.15A,衔铁恰好被吸下,动、静触点接触,受控电路接通;当电流达到0.3A,保护开关S 自动断开,衔铁在弹簧弹力作用下与电磁铁分离,动、静触点脱开,受控电路断开。 由特殊材料制成,其阻值与所受压力关系如图乙所示;浮体A 的密度比水小,在容器中注水至一定深度后浮体A 就会竖直上浮,通过 T形杆对. 产生向上压力。已知浮体A 质量为50g、T形杆质量不计, 其余部分电阻忽略不计,g 取 10N/kg, 求:
(1)受控电路工作时, 的电功率。
(2)当电流等于0.15A,衔铁恰好被吸下时, 受到T形杆的压力。
(3)要让受控电路工作,浮体A 浸入水中体积的范围。
【答案】(1)解:根据功率公式
(2)解:根据欧姆定律计算电路的总电阻R=,结合电阻的串联计算RF=20Ω-10Ω=10Ω,据图分析此时的压力为1N.
(3)解: 浮体A 的密度比水小,在容器中注水至一定深度后浮体A 就会竖直上浮 ,物体受到的浮力等于物体重力即F浮=G=50×10-3kg×10N/kg=0.5N,受控电路开始工作时,RF的压力为1N,对A进行受力分析可知A受到的浮力F‘=1N+0.5N=1.5N,,受控电路停止工作时,受控电流为0.3A,此时总电阻R=,RF=0Ω,压力为2N,对A进行受力分析可知A受到的浮力F‘=2N+0.5N=2.5N,。
【知识点】力的合成与应用;浮力大小的计算;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据功率公式计算 受控电路工作时, 的电功率。
(2)根据欧姆定律计算电路的总电阻R=,结合电阻的串联计算RF,据图分析此时的压力.、
(3) 浮体A 的密度比水小,结合浮沉条件可知,物体受到的浮力等于物体重力即F浮=G,受控电路开始工作时,RF的压力为1N,对A进行受力分析可知A受到的浮力F‘=FRF+F浮;排水体积为,受控电路停止工作时,受控电流为0.3A,此时总电阻R=,RF=0Ω,压力为2N,对A进行受力分析可知A受到的浮力F‘‘=FRF’+F浮‘,排水体积为。
25.(2025·扬州)某电水壶内部电路简化后如图.当开关S1、S2都闭合,电水壶处于加热状态.水烧开后温控开关S2 自动断开,电水壶处于保温状态.已知电阻R1为22Ω,保温时通过 R 的电流为0.2 A,c=4.2×103J/(kg·℃).求:
(1)将质量为1kg、初温为20℃的水加热至70℃,水吸收的热量Q;
(2)电水壶处于加热状态时的电功率 P;
(3)电水壶处于保温状态时,1min消耗的电能W.
【答案】(1)解:水吸收的热量为:
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(70℃-20℃)=2.1×105J
(2)解:当开关S1、S2闭合,电路中只接入R1,电水壶处于加热状态,则加热功率为:
(3)解:保温状态时,电路中的电流为0.2A,结合时间,计算消耗的电能为:
W=UIt=220V×0.2A×60s=2640J
【知识点】热量的计算;电功的计算;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据Q=cmΔt,计算水吸收的热量的多少;
(2)当电路中接入电阻最小时,电功率最大,利用,计算电功率;
(3)根据W=UIt,计算电水壶保温时消耗的电能。
26.(2025·镇江)某太阳能飞机白天通过太阳能电池板发电供给发动机使用,发出电能的80%转化为飞机推力做的功,可驱动飞机以108 km/h的速度水平匀速直线飞行1 h。已知飞机飞行过程中所受阻力为1 000 N,高空中飞机的太阳能电池板每平方米面积获得太阳能的功率为800 W,太阳能电池板面积为
(1)求飞机1h内飞行的距离。
(2)求飞机匀速飞行过程中推力做功的功率。
(3)求太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
【答案】(1)飞机1h内飞行距离s= vt=108km/h×1h=108km.
(2)飞机匀速飞行过程中F水=f=1000N,速度v=100km/h=30m/s,
则推力做功的功率
(3)太阳能总功率 P光=250m2×800W/m2=2×105W
电能转化为推力的功率P排=3×104W,则电能功率
太阳能电池板将光能转化为电能的效率
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;电功率
【解析】【分析】(1)已知速度和时间,利用速度公式求得飞机1h内飞行的距离;
(2)根据PFv计算飞机匀速飞行过程中推力做功的功率;
(3)知道太阳能电池板每平方米面积获得太阳能的功率和太阳能电池板面积,即可求得太阳能电池板接收到的总功率;电池板的输出功率与总功率之比就是太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
27.(2025·连云) 如图是某种家用电暖器的铭牌。求这种电暖器:
XXX牌电暖器
额定电压
额定频率
额定功率
(1)正常工作时的电流;
(2)正常工作时内部电热丝的电阻;
(3)在额定电压下工作产生的热量。
【答案】(1)解:已知电暖器工作时的电功率是1100W,则正常工作时的电流为
(2)解:正常工作时内部电热丝的电阻为
(3)解: 在额定电压下工作产生的热量为
【知识点】电功率与电能、时间的关系;电功率与电压、电流的关系;电功率的计算
【解析】【分析】(1)已知额定电压和额定功率,根据P=UI求正常工作时的电流;
(2)根据求正常工作时内部电热丝的电阻;
(3)根据Q=W=Pt求在额定电压下工作10min产生的热量。
28.(2025·苏州)如图所示电路中,灯泡L的规格为“6V 3W"。闭合开关S, 灯泡正常发光,电流表示数为1.5A。求:
(1)通过灯泡L的电流;
(2)电阻R的电功率;
(3)通电2min,电路消耗的电能。
【答案】(1)解:通过灯泡 L 的电流:
(2)解:通过电阻 R 的电流:;
因为灯泡正常发光,
所以电源电压 ,
电阻 R 的电功率:。
(3)解: 电路消耗的电能:
。
【知识点】并联电路的电流规律;电功的计算;电功率的计算
【解析】【分析】 (1)由灯泡L的规格为“6V 3W”,根据P=UI可知通过灯泡L的电流;
(2)闭合开关S,两灯并联,电流表测干路的电流,灯泡正常发光可知灯的电压为即电源电压,通过灯的电流为0.5A,根据电流表示数,由并联电路电流的规律可知通过R的电流,最后根据P=UI得出电阻R的电功率;
(3)根据W=UIt得出通电2min电路消耗的电能。
五、科普阅读题
29.(2025·扬州)阅读短文,回答问题.
2025 年5 月,我国首批五座9000 吨级气膜粮仓充气成型,标志着中国第四代新型粮仓正式进入实践应用阶段.
每座气膜粮仓直径为 24 m、高度达33 m.结构如右图所示,外层为 PVDF 材料的白色膜材层,反射太阳光且防水;中间层为聚氨酯材料层,导热系数远低于混凝土建材;内层为钢筋混凝土层,起主要支撑作用.气膜粮仓相当于给传统粮仓“穿上了一件雨衣和一件羽绒服”,其储存粮食的气密性和保温性都大幅提升.投入使用后,气膜粮仓集成氮气气调技术,将高纯度的氮气注入粮堆内部.均匀分布的传感器实时获取粮食温度、湿度等信息.
气膜粮仓就像白色安全卫士,守护着粮食安全.
(1)聚氨酯材料具有优良的 .(填材料属性)
(2)为减少粮食因变质产生损失,在气膜粮仓中采取的措施是 .(写出一条即可)
(3)9000 t粮食可以提供____万人一天的口粮.
A.2.3 B.23 C.230 D.2300
(4)工程上,常用测量“压强差半衰期”的方法来检测粮仓的气密性.
原理 操作
用风机将空气吹入粮仓内,使粮仓内外达到一定的压强差、停机后,由于漏气,粮仓内外的压强差逐渐减小.根据压强差衰减到一定程度的时间,判断气密性的好坏. 测量人员仔细观察压强差的变化,当压强差下降到500 Pa时,用秒表开始计时,当压强差下降到 250 Pa时,停止计时,秒表的示数即为本次测定的“压强差半衰期”.
①检测现场,某风机功率是 11 kW,送风量约为36000 m3/h,则该风机正常工作 1m in消耗的电能为 J,吹进粮仓的空气质量约为 kg,空气密度约为1.3kg/m3.
②粮仓内外压强差随时间变化的图像如图,本次测定的压强差半衰期约为 s.
③对照国家公布的《粮仓气密性分级表》,该气膜粮仓气密性达到 级.
级别 压强差半衰期t(min)
I 1=8
Ⅱ 5≤t<8
Ⅲ 3≤t<5
Ⅳ 1≤t<3
V l<1
【答案】(1)隔热性
(2)气膜粮仓中均匀分布的传感器,实时获取粮食温度、湿度等信息
(3)C
(4)6.6×105;780;3×103;Ⅱ
【知识点】物质的基本属性;密度公式及其应用;电功的计算;纳米材料及其应用
【解析】【解答】(1)根据材料内容:聚氨酯材料层,导热系数远低于混凝土建材,可知聚氨酯材料的隔热性强;
(2)气膜粮仓中均匀分布的传感器,实时获取粮食温度、湿度等信息,能及时获取粮食信息,守护粮食安全;
(3)通常情况下,每人每天的口粮越0.4kg,则9000t=9×106kg,可供人数为,接近230万人,C正确;
故选C;
(4)①根据风机功率P=11kW=1.1×104W,工作时间t=1min=60s,则消耗的电能W=Pt=1.1×104W×60s=6.6×105J;
根据送风量和时间,计算送风体积为,结合空气密度,计算吹进粮仓的空气质量为:m=ρV=1.3kg/m3×600m3=780kg;
②根据压强差的变化图像,压强差为500Pa到压强差为250Pa,对应的时间分别为1×102s和4×102s,则压强差半衰期为:4×102s-1×102s=300s;
③压强差半衰期为:300s=5min,根据《粮仓气密性分级表》,该气膜仓气密性达到Ⅱ级。
【分析】(1)根据材料内容,判断聚氨酯材料层的优点;
(2)气膜粮仓中的传感器,实时获取粮食温度、湿度等信息,能及时获取粮食信息;
(3)根据人日常消耗的粮食,结合粮食总质量,计算可供的人数;
(4)根据W=Pt,计算电动机消耗的电能;根据送风量和时间,计算送风体积,利用m=ρV,计算送风质量;结合图像,分析粮仓的半衰期时间,结合气密性等级表,判断粮仓的气密性等级。
六、综合题
30.(2025·常州)小明家电火锅的铭牌参数如表格所示,其高功率值模糊不清。当开关闭合、闭合时,电火锅处于高功率工作状态;当开关闭合、断开时,电火锅处于低功率工作状态。当小明家中只有该电火锅工作时,电火锅在220V电压、高功率状态下工作2min,电能表的指示灯闪烁132次,小明家电能表的表盘如图甲所示。
额定电压
高功率
低功率 220W
(1)请在图乙中以笔画线完成电路连接。(电路有多种画法,取其一作图并依图解答后续问题)
(2)求电火锅的高功率值。
(3)求电阻丝的阻值。
(4)求电阻丝的阻值。
【答案】(1)解:
(2)解: 电火锅在220V电压、高功率状态下工作2min,电能表的指示灯闪烁132次 ,所以电火锅做功,,根据做功公式计算高功率:。
(3)解:只有R1工作,此时的功率为1100W,处于高功率,结合电功率公式计算。
(4)解:两电阻串联时,处于低功率,结合电功率公式计算总电阻,根据电阻的串联计算。
【知识点】功率的计算;电阻的串联;电功率的计算
【解析】【解答】 开关闭合、闭合时,电火锅处于高功率工作状态 ,根据可知此时电阻较小, 当开关闭合、断开时,电火锅处于低功率工作状态 ,同理分析此时电阻较大,据此作图:
【分析】(1)根据可知电压相同时,电阻大,电功率小,所以开关闭合、闭合时,电火锅处于高功率工作状态 ,可知此时电阻较小, 当开关闭合、断开时,电火锅处于低功率工作状态 ,此时电阻较大。
(2)电火锅在220V电压、高功率状态下工作2min,电能表的指示灯闪烁132次 ,据此计算电火锅做功,根据做功公式W=Pt计算高功率。
(3)高功率时只有R1工作,根据计算R1;
(4)两电阻串联时,处于低功率,根据计算R串,根据电阻的串联计算。
31.(2025·淮安)图甲是一新款电火锅,图乙是其内部电路简化图,图丙是该电火锅铭牌,中温挡功率模糊不清。
(1)该电火锅的工作原理是 。
(2)中温挡功率为 W。
(3)仅闭合开关S、S1,电火锅在低温挡工作,可推算出
(4)电火锅正常工作时,用高温挡加热质量为2kg、初温为 的水,经过10 min水温升高到 求此过程中水吸收的热量和电火锅的加热效率。
【答案】(1)电火锅的工作时消耗电能,得到内能,所以是电流的热效应
(2)
(3)5:2
(4)解:水吸收的热量:
由 知,电火锅高温挡正常工作10min消耗的电能:
电火锅的工作效率:
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】(1) 电火锅 的原理为电流的热效应,即工作时将电能转换为内能;
(2)并联电路高温挡位的功率为低温挡位的功率于中温挡位功率的和,所以中温挡位的功率为1400W-400W=1000W;
(3)低温挡位为400W,所以低温挡位的电阻,中温度挡位的功率P=1000W,所以中温挡位的电阻为,所以R1:R2=121Ω:48.4Ω=5:2;
【分析】1、电流的热效应:原理为焦耳定律Q=I2Rt,所以产热量和电阻成正比,和电流的平方成正比,应用为电火锅;
2、功率的计算:公式为;
3、根据热量的计算公式计算水吸收的热量:由 计算电火锅高温挡正常工作10min消耗的电能:结合效率公式计算电火锅的工作效率: 。
32.(2025·镇江)微波炉上贴有的中国能效标识表示产品的能源效率等级。小明想用所学的物理知识测量微波炉的效率。操作如下。
(1)取100g水倒入烧杯中,测量的初始温度如图1所示,示数为 ℃。
(2)将烧杯放入微波炉中,选择合适的功率加热1min后,测出水温为56℃,则此过程中水吸收的热量 Q 为 J[c水 = 4.2×1 03J/ (kg·℃)
(3)用电流表(量程为0~10 A)测量加热时通过微波炉的电流,如图2所示,示数为 A,微波炉两端的电压为220V,则加热过程中消耗的电能 E为 J。效率 则本次实验中微波炉的效率为 。
(4)小明用不同材质的容器盛水,将微波炉设定相同的功率加热,完成多次实验,实验数据记录如下。
表1
序号 水的质量/g 初始温度 末温 加热时间/s 效率 容器质量
1 160 26.7 53.0 35 34.1% 陶瓷
2 160 26.6 60.8 45 34.5% 陶瓷
3 160 26.7 68.3 55 34.3% 陶瓷
4 160 26.0 45.0 25 34.4% 塑料
5 160 26.4 52.8 35 34.2% 塑料
通过本组实验数据发现,微波炉的效率与容器的材质 。
(5)小明继续进行实验,在保持微波炉功率不变的情况下,增加加热时间,进一步测量效率,实验数据记录如下。
表2
序号 水的 质量/g 初始 温度 末温 加热时间/s 效率 容器质量
1 160 26.6 99.7 115 28.8% 陶瓷
2 160 26.6 100 135 24.7% 陶瓷
3 160 26.6 1000 180 18.5% 陶瓷
他观察实验数据发现:随着加热时间的增加,测得的效率逐渐降低。若微波炉完好,则效率降低的原因是 。
【答案】(1)23
(2)1.386×104
(3)6;7.92×104;17.5%
(4)无关
(5)随着加热时间增加,微波炉内温度升高,与外界环境的温差增大。根据热传递的原理,温差越大,热传递的速度越快,散失到周围环境中的热量就越多。而微波炉效率的计算通常是有用的热量(被加热物体吸收的热量)与消耗电能转化的总热量的比值。散失的热量增多,意味着被加热物体吸收的有用热量占总热量的比例降低,从而导致测得的效率逐渐降低。
【知识点】温度及温度计的使用与读数;比热容的定义及其计算公式;电功的计算
【解析】【解答】(1)该温度计的分度值是1℃,此时的读数为22℃。
(2)此过程中水吸收的热量为:。
(3)用电流表(量程为0~10A)测量加热时通过微波炉的电流,如图2所示,分度值为0.2A,示数为6A。微波炉两端的电压为220V,则加热过程中消耗的电能为
本次实验中微波炉的效率为
(4)通过表1实验数据发现,1、2、3次实验容器材质都为陶瓷,多次测量取平均值可以减小误差,则在陶瓷下的效率为,4、5次实验容器材质都为塑料,在塑料下的效率为,通过实验数据发现容器的材质不同,效率相同,则可得出结论:微波炉的效率与容器的材质无关。
(5)随着加热时间增加,微波炉内温度升高,与外界环境的温差增大。根据热传递的原理,温差越大,热传递的速度越快,散失到周围环境中的热量就越多。而微波炉效率的计算通常是有用的热量(被加热物体吸收的热量)与消耗电能转化的总热量的比值。散失的热量增多,意味着被加热物体吸收的有用热量占总热量的比例降低,从而导致测得的效率逐渐降低。
【分析】(1)根据温度计的使用规则来读数。
(2)根据吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)进行计算。
(3)根据W=UIt和效率进行计算。
(4)根据表1中的数据分析得出结论。
(5)根据表2中的数据分析得出结论。
33.(2025·无锡)某型号的茶吧机具有自动取水和加热、保温的功能.取水时采用的电泵,工作原理如图甲所示,通电后电动机带动传动杆快速向下压缩弹性隔膜,进水管口处的单向球阀关闭,出水管口处的单向球阀打开,泵腔内大部分空气被排出;接着,传动杆快速向上拉动弹性隔膜,泵腔体积迅速增大,出水管口处单向球阀关闭,水从进水管口冲开单向球阀,进入泵腔。水桶内水面上方与外界大气相通。图乙是其加热、保温电路原理图,FU为热熔断器,RCR2为加热电阻, 开关S1闭合后,当水温升高到 会自动断开,断开后若无外力不会自动闭合.开关S1由电磁继电器控制,开始时处于闭合状态,水温升高至89℃时自动断开,温度下降至84℃自动闭合. U=9V,R2是定值电阻.. 是热敏电阻,阻值随温度升高而减小,其温度与水温相同,当温度为84℃时,阻值为300Ω;当温度为89℃时,阻值为:240Ω.电磁铁线圈电阻忽略不计,当线圈中的电流达到0.03A.时,衔铁被吸下,触点D、E断开;当线圈中的电流减小到一定值时,衔铁被释放,触点 D、E重新接触.
现将插头插入220V的插座中,向茶吧机的水壶内注入1层g的水,水温为24℃,闭合开关SSS、SLS1,R1、R2正常工作,茶吧机开始加热、155s后水温到达100℃,一段时间后进入保温工作状态。
(1)自动取水时,水能够进入泵腔的原因是 .
(2)刚开始加热时,通过热熔断器的电流为10A,水温从24℃加热至100℃的过程中,若该茶吧机的加热效率为95%.则:
①R1的额定功率是多少
②R2消耗的电能为多少
(3)在保温时,线圈中的电流为 A时衔铁被释放;若温度达到10℃时,R2在工作,经检查线圈中仍有电流,且电磁继电器、RT均无故障、请写出一种可能的故障:
【答案】(1)泵腔内气压小于外界大气压,外界大气压将水压入泵腔
(2)①R1的额定功率是200W;
②R2消耗的电能为31000J
(3)0.03;热熔断器FU未熔断
【知识点】热量的计算;电路故障的判断;电阻的串联;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】(1) 自动取水时,传动杆向上拉动弹性隔膜,泵腔体积增大,压强低于外界大气压;水在大气压的作用下进入泵腔。
(2)据题可知 电源电压为220V,根据电功率公式计算可知 R1的额定功率是;加热时两电阻并联,总电流为10A,根据欧姆定律和并联电路电流规律计算通过R2的电流I=,根据W=UIt计算可知 R2消耗的电能;
(3)保温时,水温下降84℃, 热敏电阻的阻值为300Ω,控制电路的电压为9V时此时衔铁释放,根据欧姆定律计算此时电流为, 温度达到100℃时,R2依然工作, 电磁继电器、RT均无故障 ,据图分析可知FU未熔断。
【分析】(1)需结合大气压与泵腔内气压的变化分析水进入泵腔的原理,利用大气压的作用来解释。
(2)根据电功率公式计算R1功率,根据并联电路电流规律以及欧姆定律计算通过R2的电流,结合做功公式W=UIt计算R2消耗的电能 。
(3)保温时,水温下降84℃, 热敏电阻的阻值为300Ω,控制电路的电压为9V时此时衔铁释放,根据欧姆定律计算此时电流,温度达 100 ℃ 时 S 应断开,但仍有电流,分析电路故障原因。
1 / 1江苏省初中物理中考真题专项复习-电磁学:电能和电功率
一、选择题
1.(2025·南通)如图为家庭电路的示意图,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.三线插座的中间插孔连接零线
2.(2025·淮安)下列做法符合安全用电的是 ( )
A.电冰箱的金属外壳接地
B.保险丝熔断,用铜丝或铁丝代替
C.一个插座上同时接入多个大功率用电器
D.连接电路时,开关接在用电器和零线之间。
3.(2025·扬州)如图,电源电压U可调、R1是阻值为5Ω的定值电阻,R2为敏感元件,其阻值随电流增大而减小.电源电压从零增大,电路中电流逐渐增大.当电流为0.3A时,R2两端电压为1.5 V. R1的功率为P1,R2的功率为 P2.则
A.U=J、5 V时,P1可能等于P2 B.U =2.5 V时,P1一定小于P
C.U=3.5 V时,P1一定等于P D.U=4.5 V时,P1一定小于P2
4.(2025·常州)如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B.电流表示数的变化范围是
C.电压表示数的变化范围是
D.电路总功率的变化范围是
5.(2025·南京)如图所示,电源电压U恒定,R1是定值电阻,滑动变阻器E2标有“”,灯L标有“”.滑片P在阻值最大端时,闭合开关S,电压表示数为2V,电压表(未画出)示数为4V;移到某一位置时,示数为10V,电流表示数为1A.上述滑片移动过程中,R2阻值的变化量为ΔR,电路总功率的变化量为ΔP.下列说法正确的是
A. B. C. D.
二、填空题
6.(2025·无锡)一种简易的泡沫塑料切割装置电路如图所示,电源电压为6V,用以切割的金属电热丝R的阻值为1Ω.闭合开关 S后,电路中电流为 A,10s内电热丝 R 产生的热量为 J.若要减小电热丝R的发热功率,请写出一种合理做法 。
7.(2025·扬州)如图,测电笔的氖管发光,所测孔连接的是 线.多个用电器同时插入插线板都能独立工作,各用电器是 联的.断开插线板上的开关,所有插孔都不能供电,表明开关连接在 路上.三孔插座中间的插孔接地,将用电器的 与大地相连,目的是防止触电.
8.(2025·淮安)小明家电能表3月底的示数为 ,4月底的示数为。小明家4月份用电 kW·h。若电费按每千瓦时0.5元计算,则小明家4月份应交电费 元。
9.(2025·盐城)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 。
10.(2025·常州)小明在水壶中装入质量为1.1kg、初温为20℃的水,放在燃气灶上加热,在标准大气压下把水加热至恰好沸腾,消耗0.021m3的天然气。已知q天然气=4.0X107J/m3,C水=4.2X103J/(Kg℃),此过程中,天然气完全燃烧释放热量 ,水吸收热量 ,该燃气灶烧水的效率为 。若在220V额定电压下,用电阻丝阻值为55Ω的电热壶完成上述烧水过程,不计热损失,通电时间为 s。
11.(2025·宿迁)某型号电水壶如图所示,它正常工作时电流是 A,5min内电流做功 J,如果电水壶的三线插头中间较长的插脚损坏,为确保安全用电,该插头 (选填“能”或“不能”)继续使用。
12.(2025·南京)如图所示是某电水壶的电路简图.其中、均为电热丝,该水壶有加热、保温两个挡位,相关参数如下表所示.
额定容量/L 1
额定电压/V 220
加热功率/W 1200
保温功率/W 100
(1)在壶内装有额定容量的水,加热挡工作350s,水温升高了,水吸收的热量为 J,电水壶对水加热的效率为 %;若在此过程中,断开其他用电器的开关,标有字样的电能表指示灯会闪烁 次.
(2)若对该电水壶电路进行改造,保持电水壶的保温功率不变,将加热功率提高到,请写出一条改造措施:
13.(2025·镇江)某种灯泡的电阻R 与电流I关系图像如图1所示,当两个该种灯泡串联接在电压恒为 U0 的电源上时,通过灯泡的电流为1A,此时灯泡的电阻为 Ω, 为 V。若将该种灯泡 L 按图2的方式接在电压为3V的电源上,其中定值电阻 的阻值为3.5Ω,闭合开关后,电阻 两端的电压为 V,灯泡 L 的电功率为 W。
14.(2025·镇江)某电蚊香器中所用加热片的电阻与温度的关系图像如图所示,将此加热片接在电压恒定的电源两端,初温为 刚开始时,随着温度的升高,加热片中的电流不断 ,温度达到 ℃时功率达到最大值。若该电蚊香器的实际功率为10W, 则工作12h, 可使标有“3000 imp/(kW·h)”字样的电能表指示灯闪烁 次。
15.(2024·淮安)今年“五一”期间,小明在家长陪同下进行“综合实践活动”,利用家中的电能表测量家中空气炸锅的实际功率。小明把家中其他用电器全部断开后,将空气炸锅单独接入电路,观察到标有“/()”字样的电能表指示灯闪烁,用时,则空气炸锅在这内消耗的电能为 ,实际功率为 W。
16.(2025·苏州)如图是一款电水壶的电路简图,R1、R2,均为加热电阻,通过旋转旋开关可实现加热与温功能的切换,保温功率为 88W,R1阻值为 44Ω,加热时应将开关旋至 (1/2位置)加热功率为 W,R2的阻值为 Ω
17.(2024·宿迁)教室的饮水机上有两条提示语:“注意水温,谨防烫伤”和“节约用电,弘扬美德”.小明画出了饮水机电路示意图,如图甲所示,电阻,加热时总功率为840W.线圈内阻不计,为热敏电阻,其阻值随温度的变化如表格所示,控制电路电源电压恒为3V,当电流达到0.02A时衔铁被吸合.
t/℃ 30 40 50 60 70
/Ω 220 165 130 100 83
(1)衔铁被吸合时,饮水机处于 (选填“加热”或“保温”)状态,饮水机处于保温状态时,功率为 W;
(2)设定最高水温为,需要将滑动变阻器阻值调至 .根据图乙中电能表参数,饮水机处于加热状态时,经过10min,电能表指示灯闪烁 次.
三、作图题
18.(2025·宿迁)按要求作图:
(1)在图甲中,画出实心球所受重力的示意图。
(2)在图乙中,画出平行于主光轴的入射光线对应的折射光线。
(3)在图丙中,将电灯、控制电灯的开关正确接入家庭电路中。
19.(2025·南京)按要求作图(保留作图痕迹).
(1)图甲中,是反射光线,画出其对应的入射光线并标出入射角的大小.
(2)图乙中,木块静止在斜面上,画出木块重力和木块对斜面压力的示意图.
(3)图丙中,用笔画线表示导线,将三线插座正确接入家庭电路.
20.(2025·连云) 按照题目要求作图。
(1)如图甲所示,请用笔画线代替导线将电灯和开关接到电路中;
(2)如图乙所示,一架飞机在空中匀速飞行。请在图中画出该飞机所受重力的示意图。
21.(2025·苏州)按要求作图。
(1)图甲中,光线 AO斜射到镜面上,画出其反射光线 OB;
(2)图乙中,小球在空中运动,画出它在图示位置受到的重力G;
(3)图丙中,地上的人用滑轮组提升重物,画出最省力的绳子绕法;
(4)图丁中,根据安全用电规范,在两个虚线框内分别画出开关和灯泡的电路元件符号。
四、计算题
22.(2025·南通)如图为某家用电热器的简化电路图,R1、R2是电热丝,R1=10Ω,虚线框内是温控开关,能在低温档和高温档间自动切换。当触点“1”与“2”接通时,处于低温档:当触点“1”与“2”“3”同时接通时,处于高温档。高温档功率是低温档功率的3倍。求:
(1)低温档时,R1中通过的电流及10s内放出的热量;
(2)高温档时,电阻 R2的功率。
23.(2025·徐州)如图所示电路,电源电压保持不变,小灯泡上标有“9V 0.9A”字样,小灯泡电阻不变。电阻箱处于某一阻值,闭合开关,电路的总功率为7.2W;将电阻箱阻值调为原来的3倍,电路的总功率变为4.8W。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)电源电压。
24.(2025·宿迁)如图甲所示,是某跨学科学习小组设计的装置结构图,它可以根据水量多少自动控制受控电路。控制电路由电源 电磁铁、保护开关 S、敏感电阻. T形绝缘硬杆、圆柱形浮体A、保护电阻. 等组成;受控电路由电源 加热电阻. 等组成。当通过电磁铁的电流达到 0.15A,衔铁恰好被吸下,动、静触点接触,受控电路接通;当电流达到0.3A,保护开关S 自动断开,衔铁在弹簧弹力作用下与电磁铁分离,动、静触点脱开,受控电路断开。 由特殊材料制成,其阻值与所受压力关系如图乙所示;浮体A 的密度比水小,在容器中注水至一定深度后浮体A 就会竖直上浮,通过 T形杆对. 产生向上压力。已知浮体A 质量为50g、T形杆质量不计, 其余部分电阻忽略不计,g 取 10N/kg, 求:
(1)受控电路工作时, 的电功率。
(2)当电流等于0.15A,衔铁恰好被吸下时, 受到T形杆的压力。
(3)要让受控电路工作,浮体A 浸入水中体积的范围。
25.(2025·扬州)某电水壶内部电路简化后如图.当开关S1、S2都闭合,电水壶处于加热状态.水烧开后温控开关S2 自动断开,电水壶处于保温状态.已知电阻R1为22Ω,保温时通过 R 的电流为0.2 A,c=4.2×103J/(kg·℃).求:
(1)将质量为1kg、初温为20℃的水加热至70℃,水吸收的热量Q;
(2)电水壶处于加热状态时的电功率 P;
(3)电水壶处于保温状态时,1min消耗的电能W.
26.(2025·镇江)某太阳能飞机白天通过太阳能电池板发电供给发动机使用,发出电能的80%转化为飞机推力做的功,可驱动飞机以108 km/h的速度水平匀速直线飞行1 h。已知飞机飞行过程中所受阻力为1 000 N,高空中飞机的太阳能电池板每平方米面积获得太阳能的功率为800 W,太阳能电池板面积为
(1)求飞机1h内飞行的距离。
(2)求飞机匀速飞行过程中推力做功的功率。
(3)求太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
27.(2025·连云) 如图是某种家用电暖器的铭牌。求这种电暖器:
XXX牌电暖器
额定电压
额定频率
额定功率
(1)正常工作时的电流;
(2)正常工作时内部电热丝的电阻;
(3)在额定电压下工作产生的热量。
28.(2025·苏州)如图所示电路中,灯泡L的规格为“6V 3W"。闭合开关S, 灯泡正常发光,电流表示数为1.5A。求:
(1)通过灯泡L的电流;
(2)电阻R的电功率;
(3)通电2min,电路消耗的电能。
五、科普阅读题
29.(2025·扬州)阅读短文,回答问题.
2025 年5 月,我国首批五座9000 吨级气膜粮仓充气成型,标志着中国第四代新型粮仓正式进入实践应用阶段.
每座气膜粮仓直径为 24 m、高度达33 m.结构如右图所示,外层为 PVDF 材料的白色膜材层,反射太阳光且防水;中间层为聚氨酯材料层,导热系数远低于混凝土建材;内层为钢筋混凝土层,起主要支撑作用.气膜粮仓相当于给传统粮仓“穿上了一件雨衣和一件羽绒服”,其储存粮食的气密性和保温性都大幅提升.投入使用后,气膜粮仓集成氮气气调技术,将高纯度的氮气注入粮堆内部.均匀分布的传感器实时获取粮食温度、湿度等信息.
气膜粮仓就像白色安全卫士,守护着粮食安全.
(1)聚氨酯材料具有优良的 .(填材料属性)
(2)为减少粮食因变质产生损失,在气膜粮仓中采取的措施是 .(写出一条即可)
(3)9000 t粮食可以提供____万人一天的口粮.
A.2.3 B.23 C.230 D.2300
(4)工程上,常用测量“压强差半衰期”的方法来检测粮仓的气密性.
原理 操作
用风机将空气吹入粮仓内,使粮仓内外达到一定的压强差、停机后,由于漏气,粮仓内外的压强差逐渐减小.根据压强差衰减到一定程度的时间,判断气密性的好坏. 测量人员仔细观察压强差的变化,当压强差下降到500 Pa时,用秒表开始计时,当压强差下降到 250 Pa时,停止计时,秒表的示数即为本次测定的“压强差半衰期”.
①检测现场,某风机功率是 11 kW,送风量约为36000 m3/h,则该风机正常工作 1m in消耗的电能为 J,吹进粮仓的空气质量约为 kg,空气密度约为1.3kg/m3.
②粮仓内外压强差随时间变化的图像如图,本次测定的压强差半衰期约为 s.
③对照国家公布的《粮仓气密性分级表》,该气膜粮仓气密性达到 级.
级别 压强差半衰期t(min)
I 1=8
Ⅱ 5≤t<8
Ⅲ 3≤t<5
Ⅳ 1≤t<3
V l<1
六、综合题
30.(2025·常州)小明家电火锅的铭牌参数如表格所示,其高功率值模糊不清。当开关闭合、闭合时,电火锅处于高功率工作状态;当开关闭合、断开时,电火锅处于低功率工作状态。当小明家中只有该电火锅工作时,电火锅在220V电压、高功率状态下工作2min,电能表的指示灯闪烁132次,小明家电能表的表盘如图甲所示。
额定电压
高功率
低功率 220W
(1)请在图乙中以笔画线完成电路连接。(电路有多种画法,取其一作图并依图解答后续问题)
(2)求电火锅的高功率值。
(3)求电阻丝的阻值。
(4)求电阻丝的阻值。
31.(2025·淮安)图甲是一新款电火锅,图乙是其内部电路简化图,图丙是该电火锅铭牌,中温挡功率模糊不清。
(1)该电火锅的工作原理是 。
(2)中温挡功率为 W。
(3)仅闭合开关S、S1,电火锅在低温挡工作,可推算出
(4)电火锅正常工作时,用高温挡加热质量为2kg、初温为 的水,经过10 min水温升高到 求此过程中水吸收的热量和电火锅的加热效率。
32.(2025·镇江)微波炉上贴有的中国能效标识表示产品的能源效率等级。小明想用所学的物理知识测量微波炉的效率。操作如下。
(1)取100g水倒入烧杯中,测量的初始温度如图1所示,示数为 ℃。
(2)将烧杯放入微波炉中,选择合适的功率加热1min后,测出水温为56℃,则此过程中水吸收的热量 Q 为 J[c水 = 4.2×1 03J/ (kg·℃)
(3)用电流表(量程为0~10 A)测量加热时通过微波炉的电流,如图2所示,示数为 A,微波炉两端的电压为220V,则加热过程中消耗的电能 E为 J。效率 则本次实验中微波炉的效率为 。
(4)小明用不同材质的容器盛水,将微波炉设定相同的功率加热,完成多次实验,实验数据记录如下。
表1
序号 水的质量/g 初始温度 末温 加热时间/s 效率 容器质量
1 160 26.7 53.0 35 34.1% 陶瓷
2 160 26.6 60.8 45 34.5% 陶瓷
3 160 26.7 68.3 55 34.3% 陶瓷
4 160 26.0 45.0 25 34.4% 塑料
5 160 26.4 52.8 35 34.2% 塑料
通过本组实验数据发现,微波炉的效率与容器的材质 。
(5)小明继续进行实验,在保持微波炉功率不变的情况下,增加加热时间,进一步测量效率,实验数据记录如下。
表2
序号 水的 质量/g 初始 温度 末温 加热时间/s 效率 容器质量
1 160 26.6 99.7 115 28.8% 陶瓷
2 160 26.6 100 135 24.7% 陶瓷
3 160 26.6 1000 180 18.5% 陶瓷
他观察实验数据发现:随着加热时间的增加,测得的效率逐渐降低。若微波炉完好,则效率降低的原因是 。
33.(2025·无锡)某型号的茶吧机具有自动取水和加热、保温的功能.取水时采用的电泵,工作原理如图甲所示,通电后电动机带动传动杆快速向下压缩弹性隔膜,进水管口处的单向球阀关闭,出水管口处的单向球阀打开,泵腔内大部分空气被排出;接着,传动杆快速向上拉动弹性隔膜,泵腔体积迅速增大,出水管口处单向球阀关闭,水从进水管口冲开单向球阀,进入泵腔。水桶内水面上方与外界大气相通。图乙是其加热、保温电路原理图,FU为热熔断器,RCR2为加热电阻, 开关S1闭合后,当水温升高到 会自动断开,断开后若无外力不会自动闭合.开关S1由电磁继电器控制,开始时处于闭合状态,水温升高至89℃时自动断开,温度下降至84℃自动闭合. U=9V,R2是定值电阻.. 是热敏电阻,阻值随温度升高而减小,其温度与水温相同,当温度为84℃时,阻值为300Ω;当温度为89℃时,阻值为:240Ω.电磁铁线圈电阻忽略不计,当线圈中的电流达到0.03A.时,衔铁被吸下,触点D、E断开;当线圈中的电流减小到一定值时,衔铁被释放,触点 D、E重新接触.
现将插头插入220V的插座中,向茶吧机的水壶内注入1层g的水,水温为24℃,闭合开关SSS、SLS1,R1、R2正常工作,茶吧机开始加热、155s后水温到达100℃,一段时间后进入保温工作状态。
(1)自动取水时,水能够进入泵腔的原因是 .
(2)刚开始加热时,通过热熔断器的电流为10A,水温从24℃加热至100℃的过程中,若该茶吧机的加热效率为95%.则:
①R1的额定功率是多少
②R2消耗的电能为多少
(3)在保温时,线圈中的电流为 A时衔铁被释放;若温度达到10℃时,R2在工作,经检查线圈中仍有电流,且电磁继电器、RT均无故障、请写出一种可能的故障:
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】安全用电原则
【解析】【解答】A、电能表是用于测量用电器消耗电能的仪器,故A正确;
B、空气开关是电路电流过大会切断电流,保护电路,故B错误;
C、照明灯和开关串联,故C错误;
C、插座中间插孔连接地线,故D错误。
综上选A。
【分析】电灯和开关的接法:零线直接进入灯泡的螺旋套;火线先接入开关,再进入灯泡顶端的金属点;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。
、电能表参数的理解:电能表是计量电能的仪表。
2.【答案】A
【知识点】安全用电原则
【解析】 【解答】A、电冰箱属于家庭大型电器,属于三孔插座,需要将金属外壳接地,故A正确;
B、铜丝或者铁丝的电阻大,但是熔点高,无法在电流较大下,熔断电阻丝导致家庭电路发生火灾,故B错误;
C、插座同时有大功率电器导致电流过大,引发火灾,故C错误;
D、连接电路时,开关应该接在用电器和火线之间,故D错误;
综上选A。
【分析】家庭电路的连接:为了避免用电器彼此干扰,所以用电器之间为并联,且开关在火线和用电器之间;
电灯和开关的接法:零线直接进入灯泡的螺旋套;火线先接入开关,再进入灯泡顶端的金属点;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。
3.【答案】B
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】根据电路图,电阻串联,通过两电阻的电流相等,根据R2的分压和电流,计算R2的电阻为:,此时R2的电阻等于R1的电阻;此时电阻R1分压为:U1=IR1=0.3A×5Ω=1.5V,则电源电压:U=1.5V+1.5V=3V;
AB、当电源电压小于3V时,电路中的电流小于0.3A,电阻R2的阻值将大于R1,即R2>R1,根据P=I2R,两电阻串联,电流相等,R1和R2的功率为P1CD、当电源电压大于3V,电路中的电流大于0.3A,R2的电阻减小,则R2P2;CD错误。
故选B。
【分析】利用电阻的电压和电流,根据,计算电阻;根据U=IR,计算电阻的分压,结合串联电路电压规律,计算总电压;根据实际的电源电压和3V的电源电压比较,判断电流的大小变化,推出R2的电阻变化,再利用P=I2R,判断电功率的关系。
4.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】灯泡标有“”字样,所以灯泡的额定电流,所以电流最大为0.5A,电压表示数为3V,根据串联电路电压规律可知,灯泡的电压为UL=4.5V-3V=1.5V.根据串联分压可知,,根据欧姆定律计算可知,灯泡的电阻,所以变阻器的电阻Rx=2RL=2×5Ω=10Ω,此时电路的电流为,所以电路电流的变化范围为0.3A-0.5A,B错误,变阻器最小电阻对应最大电流,所以电路最小总电阻,所以变阻器最小电阻,变阻器的电阻变化范围为4Ω-10Ω,A错误,灯泡电压为2.5V时,变阻器电压最小为URx=4.5V-2.5V=2V,电压表示数变化范围为2V-3V,C错误;根据P=UI计算电功率变化为,,故D正确。
综上选D。
【分析】1、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和,
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
5.【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律;电阻的串联;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】AB、 灯L标有“”,根据P=UI计算可知灯泡的额定电流I=,变阻器变小时,根据串联分压可知,变阻器电压减小,V2示数变大,所以电压表V2测量定值电阻和灯泡的电压,电压表V2示数为10V, 电流表示数为1A ,此时灯泡的电压为6V,所以此时定值电阻的电压为10V-6V=4V;此时R1=,故B错误; 滑片P在阻值最大端时,此时电压表V1示数为2V,根据欧姆定律计算可知电路的电流I=,同理计算可知变阻器的电压URP=0.5A×20Ω=10V,所以电源电压U=URP+U2=10V+4V=14V,故A错误;
D、 滑片P在阻值最大端时,电路的电流为0.5A,移动到某一位置,电路的电流为1A,ΔP=UΔI=14V×0.5A=7W,D正确;
C、 滑片P在阻值最大端时,其电阻为20Ω, 移到某一位置时,变阻器电压为4V,根据欧姆定律计算R2=,所以 ΔR =20Ω-4Ω=16Ω。C错误。
故选D。
【分析】 本题可先根据灯泡的额定电压和额定功率求出灯泡电阻,再结合滑片在不同位置时的电压和电流信息,利用串联电路特点和欧姆定律求出电源电压、R1阻值、Δ R以及ΔP。
6.【答案】6;360;降低电源电压
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率
【解析】【解答】①根据欧姆定律;
②10s内电热丝 R 产生的热量为 Q=I2Rt=(6A)2×1Ω×10s=360J;
③减小发热功率的方法有减小电流,降低电源电压等。
【分析】 本题综合考查欧姆定律、焦耳定律及电功率的应用。通过欧姆定律求电流,焦耳定律求热量,结合电功率公式分析功率变化方法,需熟练掌握各公式的形式与物理意义。
7.【答案】火;并;干;金属外壳
【知识点】家庭电路的连接;家庭电路工作电压、零线、火线的辨别;测电笔的使用;插座的构造与工作方式
【解析】【解答】家庭电路中,火线使测电笔的氖管发光,当测电笔的氖管发光时,则接触的插孔是火线;
多个用电器插入插线板,用电器工作时能独立工作,互不影响,各用电器是并联的;
当断开插线板上的开关,各插孔都不能供电,则电路是断开的,可知开关连接在干路上,控制所有用电器;
有金属外壳的用电器,使用三孔插座让金属外壳与大地相连,防止金属外壳带电发生触电事故。故第1空填:火;第2空填:并;第3空填:干;第4空填:金属外壳。
【分析】使用测电笔时,火线使测电笔的氖管发光;家庭电路中,各用电器是并联的;并联电路中,干路开关控制所有用电器;有金属外壳的用电器,金属外壳要接地。
8.【答案】120;60
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】电能表最后一位数字为小数点后一位,所以4月用电为2278.2kW·h-2158.2kW·h=120kW·h,所以交电费为120kW·h×0.5元/kW·h=60元。
【分析】电能表参数的理解:电能表是计量电能的仪表,电能表的数字中最后一位表示的是小数点后一位,某段时间所用电能为电能表示数之差。
9.【答案】相等;小于;少
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】导线和电阻丝串联,根据串联电路电流相等可知, 通过导线与电阻丝的电流相等,导线电阻很小,所以在相同时间内,导线产生的电热小。
【分析】流的热效应:原理为焦耳定律Q=I2Rt,所以产热量和电阻成正比,和电流的平方成正比。
10.【答案】;;44%;420
【知识点】热量的计算;燃料的热值;电功的计算;热机效率的计算——烧锅炉
【解析】【解答】 消耗0.021m3的天然气释放的热量Q放=Vq=0.021m3× 4.0×107J/m3=J; 质量为1.1kg、初温为20℃的水, 加热至恰好沸腾,则水吸收的热量Q吸=cmΔt= 4.2×103J/(Kg℃) ×1.1kg×80℃=J,所以烧水的效率,无论用何种方式完成热水,水吸收的热量为J,根据电功公式,所以。
【分析】1、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量,是物质的基本属性;只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关。计算公式为Q=mq;
2、热量的计算:公式为Q吸=cmΔt;
3、电功率的计算:。
11.【答案】5;3.3×105;不能
【知识点】功率的计算;家庭电路的连接;功的计算及应用
【解析】【解答】电热水壶工作电流,电流做功Q=Pt=1100W×5×60s=3.3×105J;插脚损坏,可能发生外壳触电事故,所以不能使用。
【分析】功率的计算:公式为W=Pt,电流做功公式为Q=Pt,三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。
12.【答案】(1)3.78×105J;90;140
(2)减小R1的阻值
【知识点】比热容的定义及其计算公式;电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】(1)水的体积为1L,根据密度公式计算可知水的质量m=ρv=1×103kg/m3×10-3m3=1kg,根据热量公式计算可知水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×90℃= 3.78×105J;加热功率为1200W,根据W=Pt计算可知电能W=1200W×350s= 4.2×105J,所以加热的效率;电能表参数为1200imp/(kW·h),所以闪烁次数为
(2)根据电功率公式计算可知,电源电压不变,R减小可以增加电功率。
【分析】 本题主要考查热量计算、电功计算、效率计算以及电能表参数理解和电路改造分析。先根据密度公式算水质量,再用吸热公式算水吸热量;由功率和时间算消耗电能,进而算效率和电能表闪烁次数;最后根据功率公式分析电路改造措施。
13.【答案】4.5;9;1.75;0.625
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】观察图1可得,当电流,对应纵坐标电阻。当两个灯泡串联,总电阻为,根据欧姆定律可得,电源电压。
图2中,灯泡与定值电阻串联,电源电压。设电路中电流为,灯泡电阻为。 由图1可知,当时,当时,设关系式为。结合图像线性特征,代入以上两点值可得,,即。串联电路中总电压,代入和可得
解得。因此两端的电压
灯泡的电功率,其中,,代入公式可得,灯泡的电功率为。
【分析】根据图像确定1A时的电阻,结合欧姆定律计算电压,根据图像分析电阻与电流的关系,根据串联电路的特点和欧姆定律列方程计算电流,得出R0两端的电压,根据P=UI=I2R计算电功率。
14.【答案】变大;180;360
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率的计算
【解析】【解答】将此加热片接在电压恒定的电源两端,初温为25℃,刚开始时,随着温度的升高,加热片电阻变小,根据欧姆定律可知加热片中的电流不断变大;温度达到180℃时,加热片的电阻最小,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,根据P=UI可知此时电功率达到最大值;若该电蚊香器的实际功率为10W,工作12h消耗的电能W=Pt=10×10﹣3kW×12h=0.12kW h,可使标有“3000imp/(kW h)”字样的电能表指示灯闪烁次数n=0.12×3000=360。
【分析】将此加热片接在电压恒定的电源两端,初温为25℃,刚开始时,随着温度的升高,加热片电阻变小,根据欧姆定律可知加热片中的电流变化;温度达到180℃时,加热片的电阻最小,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,根据P=UI可知此时电功率达到最大值;若该电蚊香器的实际功率为10W,根据W=Pt计算工作12h消耗的电能,进一步计算可使标有“3000imp/(kW h)”字样的电能表指示灯闪烁次数。
15.【答案】0.02;1200
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】根据题意可知,空气炸锅在这内消耗的电能为
;
则空气炸锅的实际功率为。
【分析】根据求出消耗的电能,再根据计算出功率。
16.【答案】2;1100;506
【知识点】电阻的串联;电功率的计算;多状态电路——多挡位问题
【解析】【解答】 (1)由图可知,开关旋至“1”挡,电阻R1、R2串联,此时电路总电阻:R串=R1+R2;开关旋至“2”挡,只有R1工作,
因R串>R1,根据 可知:开关旋至“1”挡,功率较小,为保温档,接“2”时功率较大为加热档;
(2)开关旋至“2”挡,只有R1工作,为加热档;
则加热功率为:;
(3)保温功率P保温=88W,则电路中总电阻:,
则R2=R总-R1=550Ω-44Ω=506Ω。
【分析】 (1)分析开关旋至不同位置时电路连接,根据判断;
(2)开关旋至“2”挡,只有R1工作,为加热档,根据 求出加热档的功率;
(3)已知保温功率,根据 求出电路中总电阻,总电阻减去R1的电阻即为R2的阻值。
17.【答案】(1)保温;40
(2)50;350
【知识点】欧姆定律及其应用;电能表参数的理解;电功率
【解析】【解答】 (1)衔铁被吸合时,只有电阻R1工作,电路的总电阻最大,功率最小,此时饮水机处于保温状态;
饮水机的保温功率为:;
(2)①由表中数据可知,水温为60℃时,Rt=100Ω;
当电流达到0.02A时衔铁被吸合,此时电路中的总电阻为:,
则滑动变阻器RP阻值为:RP=R总-Rt=150Ω-100Ω=50Ω;
②由可知,饮水机处于加热状态时,
经过10min消耗的电能为:W=P加t=840W×10×60s=504000J=0.14kW h,
由图乙可知,电路中的用电器每消耗1kW h电能,电能表的指示灯闪烁2500次,
则饮水机处于加热状态时,经过10min电能表指示灯闪烁次数:n=0.14kW h×2500imp/(kW h)=350次。
【分析】 (1)根据衔铁被吸合时的电路连接分析电功率的大小,从而确定对应的工作状态。根据求出电阻R1的功率,即饮水机的保温功率;
(2)①根据表中数据确定Rt的阻值,当电流达到0.02A时衔铁被吸合,利用欧姆定律求出电路的总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器RP的阻值;
②利用W=Pt求出饮水机处于加热状态时,经过10min消耗的电能;由图乙可知,2500imp/(kW h)表示电路中的用电器每消耗1kW h电能,电能表的指示灯闪烁2500次,据此求出饮水机处于加热状态时,经过10min电能表指示灯闪烁次数。
18.【答案】(1)解:
(2)解:
(3)解:
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;重力示意图;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1) 以实心球的球心为作用点,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,箭头表示重力的方向,线段长度表示重力的相对大小:
(2) 平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后会聚于焦点 据此作图:
(3) 将开关的一端连接在火线上,另一端连接电灯的一个端;电灯的另一个端连接在零线上,确保电路能通过开关控制电灯的通断。
【分析】凸透镜对光线有汇聚作用,平行光入射凸透镜会聚焦在焦点,经过光心的光线不发生偏折。
电灯和开关的接法:零线直接进入灯泡的螺旋套;火线先接入开关,再进入灯泡顶端的金属点。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心,公式为G=mg。
19.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】作光的反射光路图;重力示意图;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1)据图可知,反射光线和法线之间的夹角为60°,根据反射角等于入射角,所以入射角为60°,据此作图:
(2)重力方向竖直向下,对斜面的压力垂直斜面指向被压物体,据此作图:
(3)在家庭电路中,按照左零右火中接地的原则进行接线,据此作图:
【分析】 第1小问:根据光的反射定律,反射角等于入射角,先确定法线,再根据反射光线画出入射光线并标出入射角。
第2小问:重力的方向竖直向下,作用点在物体重心;压力的方向垂直于接触面指向被压物体,作用点在接触面上。
第3小问:三孔插座的接法是“左零右火上接地”。
20.【答案】(1)
(2)
【知识点】重力示意图;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡,零线直接接入灯泡。如图所示:
(2)重力的方向是竖直向下的,过重心O画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
【分析】(1)对于电灯接线的基本要求是:“火线零线并排走,零线直接进灯口,火线接在开关上,通过开关进灯头”;
(2)根据重力的方向是竖直向下的,过重心做竖直向下的力即可。
21.【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【知识点】作光的反射光路图;力的三要素及力的示意图;滑轮组的设计与组装;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1) 首先过入射点O做出法线,根据反射角等于入射角在法线的右侧做出反射光线,如图所示:
(2) 重力的方向是竖直向下的,从小球重心(球心)画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
(3) 地上的人用滑轮组提升重物,因人站在地面上,故人只能用下用力,绳子有效段数为2,如下所示:
(4) 火线首先进入开关,然后接到灯泡,再零线,这样在更换灯泡时更安全。如图所示:
【分析】(1) 光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等”.
(2)对物体进行受力分析,确定力的三要素,然后沿力的方向画带箭头的线段即可;
(3) 根据人站在地面上确定人的用力方向,从而可知绳子的有效段数,据此连接。
(4) 开关控制灯泡时和灯泡是串联的。火线过开关入灯座,零线直接入灯座。
22.【答案】(1)解:根据题可知 R1=110Ω ,根据欧姆定律U=IR计算可知,R1中通过的电流I=;10s内放出的热量Q=。
(2)解:根据P=UI计算可知,低温挡位P低=220V×2A=440W,所以高温挡位的功率为440W×3=1320W,所以PR2=1320W-440W=880W。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)R1=110Ω ,根据欧姆定律U=IR计算可知,R1中通过的电流,根据Q=I2Rt计算低温挡 10s内放出的热量;
(2)根据P=UI计算可知,低温挡位,据此计算总功率,所以PR2=P高-PR1。
23.【答案】(1)解:小灯泡上标有“9V 0.9A”字样,根据欧姆定律计算小灯泡的电阻。
(2)解:假设电源电压为U,假设电阻为R,根据电功率公式计算可知,电路的总电功率;电阻为3R,根据电功率公式计算可知,,连列解得U=6V,R=10Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)小灯泡上标有“9V 0.9A”字样,根据欧姆定律计算小灯泡的电阻;
(2)根据电功率公式计算可知,电路的总电功率;电阻为3R,根据电功率公式计算可知,,连列计算U。
24.【答案】(1)解:根据功率公式
(2)解:根据欧姆定律计算电路的总电阻R=,结合电阻的串联计算RF=20Ω-10Ω=10Ω,据图分析此时的压力为1N.
(3)解: 浮体A 的密度比水小,在容器中注水至一定深度后浮体A 就会竖直上浮 ,物体受到的浮力等于物体重力即F浮=G=50×10-3kg×10N/kg=0.5N,受控电路开始工作时,RF的压力为1N,对A进行受力分析可知A受到的浮力F‘=1N+0.5N=1.5N,,受控电路停止工作时,受控电流为0.3A,此时总电阻R=,RF=0Ω,压力为2N,对A进行受力分析可知A受到的浮力F‘=2N+0.5N=2.5N,。
【知识点】力的合成与应用;浮力大小的计算;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据功率公式计算 受控电路工作时, 的电功率。
(2)根据欧姆定律计算电路的总电阻R=,结合电阻的串联计算RF,据图分析此时的压力.、
(3) 浮体A 的密度比水小,结合浮沉条件可知,物体受到的浮力等于物体重力即F浮=G,受控电路开始工作时,RF的压力为1N,对A进行受力分析可知A受到的浮力F‘=FRF+F浮;排水体积为,受控电路停止工作时,受控电流为0.3A,此时总电阻R=,RF=0Ω,压力为2N,对A进行受力分析可知A受到的浮力F‘‘=FRF’+F浮‘,排水体积为。
25.【答案】(1)解:水吸收的热量为:
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(70℃-20℃)=2.1×105J
(2)解:当开关S1、S2闭合,电路中只接入R1,电水壶处于加热状态,则加热功率为:
(3)解:保温状态时,电路中的电流为0.2A,结合时间,计算消耗的电能为:
W=UIt=220V×0.2A×60s=2640J
【知识点】热量的计算;电功的计算;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据Q=cmΔt,计算水吸收的热量的多少;
(2)当电路中接入电阻最小时,电功率最大,利用,计算电功率;
(3)根据W=UIt,计算电水壶保温时消耗的电能。
26.【答案】(1)飞机1h内飞行距离s= vt=108km/h×1h=108km.
(2)飞机匀速飞行过程中F水=f=1000N,速度v=100km/h=30m/s,
则推力做功的功率
(3)太阳能总功率 P光=250m2×800W/m2=2×105W
电能转化为推力的功率P排=3×104W,则电能功率
太阳能电池板将光能转化为电能的效率
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;电功率
【解析】【分析】(1)已知速度和时间,利用速度公式求得飞机1h内飞行的距离;
(2)根据PFv计算飞机匀速飞行过程中推力做功的功率;
(3)知道太阳能电池板每平方米面积获得太阳能的功率和太阳能电池板面积,即可求得太阳能电池板接收到的总功率;电池板的输出功率与总功率之比就是太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
27.【答案】(1)解:已知电暖器工作时的电功率是1100W,则正常工作时的电流为
(2)解:正常工作时内部电热丝的电阻为
(3)解: 在额定电压下工作产生的热量为
【知识点】电功率与电能、时间的关系;电功率与电压、电流的关系;电功率的计算
【解析】【分析】(1)已知额定电压和额定功率,根据P=UI求正常工作时的电流;
(2)根据求正常工作时内部电热丝的电阻;
(3)根据Q=W=Pt求在额定电压下工作10min产生的热量。
28.【答案】(1)解:通过灯泡 L 的电流:
(2)解:通过电阻 R 的电流:;
因为灯泡正常发光,
所以电源电压 ,
电阻 R 的电功率:。
(3)解: 电路消耗的电能:
。
【知识点】并联电路的电流规律;电功的计算;电功率的计算
【解析】【分析】 (1)由灯泡L的规格为“6V 3W”,根据P=UI可知通过灯泡L的电流;
(2)闭合开关S,两灯并联,电流表测干路的电流,灯泡正常发光可知灯的电压为即电源电压,通过灯的电流为0.5A,根据电流表示数,由并联电路电流的规律可知通过R的电流,最后根据P=UI得出电阻R的电功率;
(3)根据W=UIt得出通电2min电路消耗的电能。
29.【答案】(1)隔热性
(2)气膜粮仓中均匀分布的传感器,实时获取粮食温度、湿度等信息
(3)C
(4)6.6×105;780;3×103;Ⅱ
【知识点】物质的基本属性;密度公式及其应用;电功的计算;纳米材料及其应用
【解析】【解答】(1)根据材料内容:聚氨酯材料层,导热系数远低于混凝土建材,可知聚氨酯材料的隔热性强;
(2)气膜粮仓中均匀分布的传感器,实时获取粮食温度、湿度等信息,能及时获取粮食信息,守护粮食安全;
(3)通常情况下,每人每天的口粮越0.4kg,则9000t=9×106kg,可供人数为,接近230万人,C正确;
故选C;
(4)①根据风机功率P=11kW=1.1×104W,工作时间t=1min=60s,则消耗的电能W=Pt=1.1×104W×60s=6.6×105J;
根据送风量和时间,计算送风体积为,结合空气密度,计算吹进粮仓的空气质量为:m=ρV=1.3kg/m3×600m3=780kg;
②根据压强差的变化图像,压强差为500Pa到压强差为250Pa,对应的时间分别为1×102s和4×102s,则压强差半衰期为:4×102s-1×102s=300s;
③压强差半衰期为:300s=5min,根据《粮仓气密性分级表》,该气膜仓气密性达到Ⅱ级。
【分析】(1)根据材料内容,判断聚氨酯材料层的优点;
(2)气膜粮仓中的传感器,实时获取粮食温度、湿度等信息,能及时获取粮食信息;
(3)根据人日常消耗的粮食,结合粮食总质量,计算可供的人数;
(4)根据W=Pt,计算电动机消耗的电能;根据送风量和时间,计算送风体积,利用m=ρV,计算送风质量;结合图像,分析粮仓的半衰期时间,结合气密性等级表,判断粮仓的气密性等级。
30.【答案】(1)解:
(2)解: 电火锅在220V电压、高功率状态下工作2min,电能表的指示灯闪烁132次 ,所以电火锅做功,,根据做功公式计算高功率:。
(3)解:只有R1工作,此时的功率为1100W,处于高功率,结合电功率公式计算。
(4)解:两电阻串联时,处于低功率,结合电功率公式计算总电阻,根据电阻的串联计算。
【知识点】功率的计算;电阻的串联;电功率的计算
【解析】【解答】 开关闭合、闭合时,电火锅处于高功率工作状态 ,根据可知此时电阻较小, 当开关闭合、断开时,电火锅处于低功率工作状态 ,同理分析此时电阻较大,据此作图:
【分析】(1)根据可知电压相同时,电阻大,电功率小,所以开关闭合、闭合时,电火锅处于高功率工作状态 ,可知此时电阻较小, 当开关闭合、断开时,电火锅处于低功率工作状态 ,此时电阻较大。
(2)电火锅在220V电压、高功率状态下工作2min,电能表的指示灯闪烁132次 ,据此计算电火锅做功,根据做功公式W=Pt计算高功率。
(3)高功率时只有R1工作,根据计算R1;
(4)两电阻串联时,处于低功率,根据计算R串,根据电阻的串联计算。
31.【答案】(1)电火锅的工作时消耗电能,得到内能,所以是电流的热效应
(2)
(3)5:2
(4)解:水吸收的热量:
由 知,电火锅高温挡正常工作10min消耗的电能:
电火锅的工作效率:
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】(1) 电火锅 的原理为电流的热效应,即工作时将电能转换为内能;
(2)并联电路高温挡位的功率为低温挡位的功率于中温挡位功率的和,所以中温挡位的功率为1400W-400W=1000W;
(3)低温挡位为400W,所以低温挡位的电阻,中温度挡位的功率P=1000W,所以中温挡位的电阻为,所以R1:R2=121Ω:48.4Ω=5:2;
【分析】1、电流的热效应:原理为焦耳定律Q=I2Rt,所以产热量和电阻成正比,和电流的平方成正比,应用为电火锅;
2、功率的计算:公式为;
3、根据热量的计算公式计算水吸收的热量:由 计算电火锅高温挡正常工作10min消耗的电能:结合效率公式计算电火锅的工作效率: 。
32.【答案】(1)23
(2)1.386×104
(3)6;7.92×104;17.5%
(4)无关
(5)随着加热时间增加,微波炉内温度升高,与外界环境的温差增大。根据热传递的原理,温差越大,热传递的速度越快,散失到周围环境中的热量就越多。而微波炉效率的计算通常是有用的热量(被加热物体吸收的热量)与消耗电能转化的总热量的比值。散失的热量增多,意味着被加热物体吸收的有用热量占总热量的比例降低,从而导致测得的效率逐渐降低。
【知识点】温度及温度计的使用与读数;比热容的定义及其计算公式;电功的计算
【解析】【解答】(1)该温度计的分度值是1℃,此时的读数为22℃。
(2)此过程中水吸收的热量为:。
(3)用电流表(量程为0~10A)测量加热时通过微波炉的电流,如图2所示,分度值为0.2A,示数为6A。微波炉两端的电压为220V,则加热过程中消耗的电能为
本次实验中微波炉的效率为
(4)通过表1实验数据发现,1、2、3次实验容器材质都为陶瓷,多次测量取平均值可以减小误差,则在陶瓷下的效率为,4、5次实验容器材质都为塑料,在塑料下的效率为,通过实验数据发现容器的材质不同,效率相同,则可得出结论:微波炉的效率与容器的材质无关。
(5)随着加热时间增加,微波炉内温度升高,与外界环境的温差增大。根据热传递的原理,温差越大,热传递的速度越快,散失到周围环境中的热量就越多。而微波炉效率的计算通常是有用的热量(被加热物体吸收的热量)与消耗电能转化的总热量的比值。散失的热量增多,意味着被加热物体吸收的有用热量占总热量的比例降低,从而导致测得的效率逐渐降低。
【分析】(1)根据温度计的使用规则来读数。
(2)根据吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)进行计算。
(3)根据W=UIt和效率进行计算。
(4)根据表1中的数据分析得出结论。
(5)根据表2中的数据分析得出结论。
33.【答案】(1)泵腔内气压小于外界大气压,外界大气压将水压入泵腔
(2)①R1的额定功率是200W;
②R2消耗的电能为31000J
(3)0.03;热熔断器FU未熔断
【知识点】热量的计算;电路故障的判断;电阻的串联;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】(1) 自动取水时,传动杆向上拉动弹性隔膜,泵腔体积增大,压强低于外界大气压;水在大气压的作用下进入泵腔。
(2)据题可知 电源电压为220V,根据电功率公式计算可知 R1的额定功率是;加热时两电阻并联,总电流为10A,根据欧姆定律和并联电路电流规律计算通过R2的电流I=,根据W=UIt计算可知 R2消耗的电能;
(3)保温时,水温下降84℃, 热敏电阻的阻值为300Ω,控制电路的电压为9V时此时衔铁释放,根据欧姆定律计算此时电流为, 温度达到100℃时,R2依然工作, 电磁继电器、RT均无故障 ,据图分析可知FU未熔断。
【分析】(1)需结合大气压与泵腔内气压的变化分析水进入泵腔的原理,利用大气压的作用来解释。
(2)根据电功率公式计算R1功率,根据并联电路电流规律以及欧姆定律计算通过R2的电流,结合做功公式W=UIt计算R2消耗的电能 。
(3)保温时,水温下降84℃, 热敏电阻的阻值为300Ω,控制电路的电压为9V时此时衔铁释放,根据欧姆定律计算此时电流,温度达 100 ℃ 时 S 应断开,但仍有电流,分析电路故障原因。
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