一、电能表
1. 读数方法:电能表在一段时间内前后两次示数的差值,就是这段时间内用电的度数,即这段时间内消耗的电能。最后一位框内数字为小数,例如,初电能表示数为741.5kW·h,4月初示数为781.5kW·h。所以这个月用电781.5kW·h-741.5kW·h=40kW·h。
电能表的重要参数、
电功
1.定义:电流对外做的功,是电能转化为其他形式的能多少的量度,用符号W表示
2.实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。
3.单位:焦耳(J) 千瓦时(kW·h)
4.公式:
推导公式:(只适用于纯电阻电路)
电功率
1.定义电功率等于电功与时间之比,表示电流做功快慢的物理量,用P表示
2.物理意义:表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3.单位:瓦特(W) 千瓦(kw) (1kW=1000W)
4.公式:
推导公式:(适用于所有电路) (只适用于纯电阻电路)
5.额定功率与实际功率的区别与联系
额定功率 实际功率
区别 用电器在额定电压下工作时的电功率 用电器在实际电压下工作时的电功率
特点:是唯一的,不随实际电压的变化而变化 特点:不是唯一的,不同的电压值,对应的实际功率不同
联系 当U实=U额时,I实=I额,则P实=P额,用电器正常工作; 当U实>U额时,I实>I额,则P实>P额,用电器不能正常工作,且可能被损坏; 当U实6.额定功率与实际功率的相关计算公式
额定功率
实际功率
7.电学公式综合
万能公式 ,
串联电路
并联电路
其他公式 ; I=
8.电功率计算注意事项
公式选用条件 1、先确认已知量 2、串联:;并联: 3、加热档位问题一般:
隐含条件 正常工作/正常发光: ; ; 铭牌:电阻可求出
注意事项 是否处于正常工作状态 加热时间,单位是否为基本单位(s), 通常需要换算
电功率实验
1.伏安法测小灯泡的电功率
实验目的 用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率
实验原理
实验器材 电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡(额定电压2.5V)、开关、导线
电路图和实物图
实验步骤 (1)根据实验要求,设计电路,画出电路图。 (2)按照图甲所示电路图连接实物电路。在开关闭合之前,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处(保护电路)。 (3)检查连接无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数等于小灯泡的额定电压,观察此时小灯泡的发光情况,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中。 (4)调节滑动变阻器的滑片(改变小灯泡两端电压,实现多次测量),使小灯泡两端电压低于额定电压,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,数据记录表中。 (5)调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数约为额定电压的1.2倍,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,数据记录表中。 (6)实验结束后,断开开关,将连接电路的导线拆开,并整理好实验器材。 (7)根据测出的三组数据(不是为了求平均值,而是为了得到不同电压下的实际功率),计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率,并填在实验数据表中。
实验数据记录表 实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡的亮度123
分析论证 (1)分析表格中的实验数据后,发现小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡电功率越大,小灯泡越亮。 (2)小灯泡的亮度时由它的实际功率决定的。 (3)小灯泡的实际电功率有多个,额定功率只有一个。
实验结论 当U实=U额时,P实=P额,小灯泡正常发光,测得P额。 当U实U额时,P实>P额,小灯泡发光较亮。
2.十大常考点总结
实验原理:
画电路图 / 实物图连线 / 改错:
①连接电路前,要把开关断开,防止由于电路连接错误而发生短路,损坏电路元件。
②连接电流表和电压表时,注意电流从“+”接线柱流入,从“—”接线柱流出。
③连接滑动变阻器时,要“一上一下”选用接线柱。闭合开关前需把滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,防止电路中电流过大,损坏电路元件。
滑动变阻器规格选择:滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流,滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多,以使滑动变阻器的调压效果明显。(一般有两个时选大量程,有三个时选中间值。)
滑动变阻器作用:①保护电路;②调节小灯泡两端的电压,使它分别等于额定电压、高于和低于额定电压的1/5;
电表量程选择:一般遵循“能小则小”的原则;
电压表;
①若小灯泡的额定电压时2.5V,则选择0—3V量程;②若小灯泡的额定电压时3.8V,则选择0—15V量程。
电流表:
①若知道小灯泡的额定电压和额定功率,则可以计算出小灯泡的额定电流的大小,电流表的路程略大于额定电流即可;
②若不能求出额定电流大小,可用试触法确定电流表的量程。
③因为常见的小灯泡(额定电压1.5V—3.8V)额定电流均小于0.6A,故无特殊说明,电流表的量程可以直接选择0—0.6A量程。
实验操作 / 下一步操作:
①连接电路时,开关应该打开,滑动变阻器应达到最大位置;
②使小灯泡正常发光的操作(移动滑片,眼睛注视测量小灯泡两端电压表示数为额定电压);
③实验完毕,一定要先断开开关,然后再拆卸电路,整理器材。
电表读数:看清量程和分度值再读数;
电功率计算:确认电表的测量对象及测量结果,看清题目是要求计算实际功率 / 额定 功率,再根据公式计算
多次测量的目的:得到普遍规律。(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律)不 能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因(电压改变,功率也改 变)。
图像为曲线:温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高,灯丝电阻越大),小灯泡阻值随 温度的升高而增大;
3.特殊方法测电功率
伏阻法
安阻法
五、焦耳定律
1、电流的热效应:电流通过各种导体时,会使导体的温度升高,这种现象叫电流的热效应。
实质:电能转化为内能的过程
2.电热器:利用电流的热效应工作的用电器。
常见电热器 电吹风机、电饭煲、电热水壶、电熨斗、电烙铁等
优点 清洁卫生,没有环境污染,热效率高,还可以方便地控制和调节温度
缺点 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如:电视机的后盖有很多孔,用于通风散热;电脑运行时要用微型风扇及时散热
注意:有制热功能的电器功率一般都超过1000W。空调电功率通常在735W-5000W.
3.焦耳定律
内容 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比
表达式
适用条件 该定律适用于所有电路(包括纯电阻和非纯电阻电路),但在非纯电阻电路中(如含电动机的电路),电能转化为内能的部分才可用此公式计算。
4.探究电热影响因素实验
影响因素:①通过导体的电流;②导体的电阻的大小;③通电时间
实验原理
电路图和实物图
实验目的 探究导体产生热量与电阻的关系(甲) 探究导体产生热量与电流的关系(乙)
实验结论 在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。 在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过的电流越大,这个电阻产生的热量越多。
实验方法 ①转换法:根据U形管中液面的高度差(等效于温度计的示数)来判断电流通过电阻丝产生电热的多少,(或者通过观察煤油在玻璃管中上升的高度(或温度计示数变化)间接反映电流产生的热量多少,)将不可见的“热量”转化为可见的“液柱高度”或“温度变化”。因此,管径越细,单位体积液面升高的越高,效果也越明显。 ②控制变量法:采用两阻值不同的电阻丝串联控制电流相等,探究电热与电阻的关系;采用同一电阻,移动滑动变阻器的滑片,改变电路中的电流,探究电热与电流的关系。
注意事项 ①实验采用煤油的目的:一是煤油的比热容较小,吸收相同的热量,煤油升温快,热膨胀效果明显,便于观察和读数;二是煤油是绝缘体。 ②实验中将电阻丝绕成螺旋形是为了减小热量散失,使实验效果更明显。 ③在两个烧瓶中要装入质量相等的煤油 / 液体。根据吸热公式可知,同种物质质量相等时,吸收的热量越多,温度升高越多,故可用温度计的示数来判断电流通过电阻丝产生热量的多少。 ④确保电阻丝完全浸入煤油,减少热损失。通电时间不宜过长,避免煤油沸腾或温度过高。 ⑤写结论需强调“在电阻/电流/时间一定时”。
误差分析 常见误差:环境散热、电阻丝发热不均、液体挥发等。 改进措施:使用绝热材料密封容器、缩短通电时间。 ①热量散失(容器隔热性差)。②电阻丝发热导致自身电阻变化。③煤油吸热不均或温度测量误差。
注意:
①当几个导体串联时,由于通过导体的电流相等,通电时间也相等,应用公式分析电热,此时导体产生的热量与导体的电阻成正比;当几个导体并联时,由于加在导体两端的电压相等,通电时间也相等,应用公式分析电热,此时导体产生的热量与电阻成反比。
②由公式可以看出,导体产生的热量受电流的影响最大。
5.四大常考易错点总结
电路设计纠错:
①电阻丝未串联或并联(需根据实验目的调整连接方式)。
②未使用等量同种液体或气体(影响实验对比性)。
技巧点拨:检查电路是否符合“控制变量”原则(如探究热量与电阻关系时,需保持电流和时间相同)。
数据分析与图像题:
①根据表格数据计算热量或绘制Q-I2、Q-R 图像。
②判断图像是否符合正比/反比关系(如双曲线表示 Q 与R 成反比)。
技巧点拨:明确自变量与因变量,结合公式推导图像趋势。
实验步骤与操作规范:
①调节滑动变阻器控制电流大小,多次测量减少误差 。
②通电时间需相同,确保变量单一。
技巧点拨:描述步骤时需包含“调节滑动变阻器使电流保持恒定”等细节。
拓展探究题:
①非纯电阻电路热量计算(如电动机工作时 Q②结合电热器、保险丝等生活实例分析焦耳定律应用。
技巧点拨:区分电能转化为内能与其他形式能量(如机械能)。
(2025·浙江·中考真题)随着智能手机的普及,移动共享充电宝越来越受当代年轻人的青睐。
(1)充电宝表面有大量的病菌,从传染病的角度来看,带有病菌的充电宝是 (填“传染源”或“传播途径”)。
(2)某校科学小组想出了两种为充电宝消毒的方法。一些同学想出可以在使用前用含有浓度为75%的医用酒精的一次性湿巾擦拭充电宝。现有100克90%的酒精,需要加水 克才能稀释至浓度为75%的酒精。另外有些同学想到可以使用紫外线灯进行消毒,用紫外线灯照射充电宝30分钟,消耗电能9000J,则紫外线灯的功率为 W。
(2025·浙江·中考真题)雷雨天气时,若人站立在空旷地带的高压电线下,两腿间可能形成电压差。假设某人两腿间的电压为200V,人体电阻为800,雷电通过人体时电流做功0.005J。据此回答下列问题。
(1)“雷雨发庄稼”,说的是放电条件下N 与O 会发生反应,经过一系列反应最终转化为氮肥。其中,闪电固氮的第一步反应为。该反应属于 反应(填基本反应类型)。
(2)求通过人体的电流大小 。
(3)求雷电电击的持续时间 。
(2024·浙江·中考真题)自然界中有许多"电鱼",它们身体中的发电器官能产生电。研究表明,某电鱼在水中放电时(图1),身体段可看成电源和电阻两部分串联而成,其余部分和水的电阻为,它们共同构成闭合电路,简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压(即电源电压)为,电阻欧。为获得的大小,研究人员通过在水里加入氯化钠来改变,得到两点间电压和电路中电流的关系,如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同,电鱼电阻不变。请回答:
(1)向水里加入氯化钠,目的是 (填“增大”或“减小”)电阻;
(2)求电鱼放电时电压的大小;
(3)当欧,求电鱼放电时的电功率。
(2023·浙江杭州·中考真题)用两种不同充电桩,对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示,不计充电过程中的能量损失。
充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h
普通充电桩 相同 220 30 10
快充充电桩 600 100 待填
(1)用普通充电桩充满电,消耗的电能为多少千瓦时?
(2)用快充充电桩充满电,需要多少小时?
(3)目前存在普通充电桩充电时间长,充电桩紧缺等问题。为解决此问题,除用快充充电桩充电外,再提出一种设想。
(2023·浙江金华·中考真题)一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段,图甲为多档位咖啡机,图乙是其电路结构简化图,电动机用于磨咖啡豆,、为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示;
额定电压
磨豆功率
加热功率
保温功率
产品规格
(1)若仅闭合,咖啡机的工作状态处于 阶段;
(2)的阻值是多少欧 ( )
(3)小金某次泡制咖啡,只进行了磨豆和加热,其中磨豆用时0.5分钟,加热用时3分钟,则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能 ( )
(2023·浙江丽水·中考真题)图甲是一款电热服,衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路,、为电热纤维,阻值为5欧;利用配套的锂电池供电,输出电压为5伏;可在低温、中温、高温三挡间切换,高温挡功率为15瓦。
(1)电热服是利用电流的 效应工作的;
(2)电热纤维应具有能导电、抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质,下列材料最适合做电热纤维的是 (填字母);
A.石墨纤维 B.棉纤维 C.细铁丝
(3)求电热服在高温挡工作时通过的电流和的阻值(忽略温度对电阻的影响) 。
(2024·浙江·中考真题)某兴趣小组设计了一款自带风力发电机的一体式路灯,其模型及纵截面示意图如图所示。任意方向吹来的风经过灯罩的上、下表面时都会产生上升气流,带动风叶转动而发电。
(1)风力发电机的发电原理是______(填字母);
A.电磁感应 B.电流周围存在磁场
C.通电线圈在磁场中转动
(2)灯罩上方空气流速大,压强 ;
(3)若路灯额定功率为100瓦,风力发电机产生1千瓦时的电能,能使该路灯正常工作 小时。
(2023·浙江衢州·中考真题)小科想购买一个电热水壶,已知他家中电路电压是 220V、室内插座额定电流是 5A,则下列规格的电热水壶适合他家的是( )
选项 额定电压/V 额定功率/W
A 220 1500
B 220 800
C 120 1500
D 120 800
A.A B.B C.C D.D
(2023·浙江宁波·中考真题)图甲是小宁的哥哥测定小灯泡额定功率的电路,小灯泡上标有“”字样。
(1)测小灯泡电压的电压表有“”、“”两个量程,小宁的哥哥正确选用了“ ”量程;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为,此时,电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为 W;
(3)小宁发现,与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比,哥哥的实验电路多了一根导线。这根导线是 。(用图甲中导线旁的字母表示)
(2023·浙江宁波·中考真题)小宁以两节串联的干电池为电源,用若干定值电阻和一只电压表来“探究串联电路电压特点”,实验电路如图,测得实验数据如下表。
序号
1 5 1.1 5 1.1 10 2.2
2 5 0.8 10 1.6 15 2.4
3 4 0.5 16 2.0 20 2.5
4 5 0.6 15 1.9 20 2.5
5 8 1.0 12 1.5 20 2.5
(1)分析上述实验数据,除了能得到的规律外,小宁还发现:
①与之间存在着下列关系: 。(用表示)
②当不变时,两端的电压大小不变;当发生变化时,大小 (填“会”或“不会”)变化;
(2)断开开关S,拆除,将和并联后接到之间,闭合开关S。求:
①两点之间的电压为多少?
②内,电流通过做的功为多少?
(2023·浙江温州·中考真题)用图甲电路研究电热与电流的关系,若要比较不同设定电流值时的电热多少,调节电流大小过程中,电热丝已经开始加热,因而会影响实验的准确性。为解决这一问题,小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路,和是阻值都为20欧的电热丝,放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路,使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下:
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度;
②将开关S与“1”连接,调节滑动变阻器,直至电流表示数为0.2安;
③将开关S拨至“2”,使工作50秒,断开开关S,测量并记录 ;
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安,重复上述步骤。记录相关数据,并计算每次升高的温度(可反映电热的多少),整理、的数据如图丙:
(1)将步骤③补充完整;
(2)在答题纸图丙中画出与的关系图像;
(3)小明想改变电热丝阻值,用上述实验中设定的电流值,继续研究电热与电流的关系:保持不变,将更换为30欧的电热丝,重复上述步骤。他的做法是否合理 ,说明理由: 。
(2023·浙江台州·中考真题)我省实施“清凉工程”,为每个教室安装了空调。
(1)安装一台额定电压为220伏,最大功率为5500瓦的空调,需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明,应选择允许通过最大电流至少为多少的导线?
(2)某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦,若连续制冷0.5小时,消耗多少电能?
(3)为落实节能降耗,某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路,实现当气温升至时,衔铁才能被电磁铁吸下,接通空调线路。热敏电阻的阻值随温度变化情况如图乙。实际使用中发现:当气温在上下波动时,空调线路会频繁接通和断开,影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻(如图丙),实现了空调线路接通后,气温降低至以下时才自动切断,回升至后才重新接通。请计算的阻值,并说出“气温从降低至时,空调线路不断开”的工作原理。(电路改进前后,衔铁刚被吸下时,电磁铁线圈中的电流大小不变;线圈电阻忽略不计)
(2023·浙江金华·中考真题)在“测量小灯泡额定功率”实验中,同学们进行如下研究;
【实验器材】干电池3节,小灯泡(额定电压为、电阻约为),滑动变阻器(),电流表,电压表,开关,导线若干(所有器材均完好)
【实验方案】将量程为的电压表并联到小灯泡两端,闭合开关,移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光,读出并记录电流表的示数;
(1)实验时若闭合开关,发现灯泡不亮,接下来最合理的操作是 ;
A.更换小灯泡 B.检查电路是否短路 C.观察电流表和电压表的示数
(2)当电压表读数为时,电流表示数如图乙所示,该小灯泡的额定功率为 W;
【实验反思】小金认为,电压表选用量程进行实验,因该量程下每一小格为,读数不够精确,导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用的量程,将其并联到滑动变阻器两端,调节滑片使电压表示数为,即可减小误差;
【实验改进】
于是小金设计了如图丙所示电路图,电压表,选用量程,电压表,选用量程,进行实验,移动滑动变阻器滑片,得到三次实验数据记录如下表;
实验次数 小灯泡两端电压(V) 变阻器两端电压(V) 电流(A)
1 3.0 1.1 0.24
2 3.4 0.7 0.26
3 3.8 0.3 0.28
(3)小金按反思后的思路,利用滑动变阻器两端电压为时所测的数据,计算得到的小灯泡“额定功率”比真实的小灯泡额定功率 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2025·浙江舟山·一模)图中电学仪表可以用来测量( )
A.导体的电阻 B.电路中的电流 C.用电器两端的电压 D.用电器在一段时间内消耗的电能
(2024·浙江宁波·三模)3D打印机是一种可快速成型的机器,它的原理是把数据和原料放进3D打印机中,通过逐层打印的方式来构造物体,如图甲所示是一款家用3D打印机,它所使用的丝材原料是PLA塑料,该材料的比热容。
(1)3D打印机喷头主要是利用了电流的 效应;将100g的PLA塑料从20℃加热到80℃,吸收的热量为多少?( )
(2)将该3D打印机单独接入家庭电路中工作40min,图乙中的家用电能表指示灯闪烁了600次,则该打印机的实际功率为多少?( )
(3)3D打印机利用温度传感器可实现对打印机喷头温度的精确测量,其原理简图如图丙所示,图丙中,电磁铁的线圈电阻为40Ω,当电磁铁线圈的电流达到90mA时,衔铁被吸下来。温度传感器R1的阻值随温度的变化情况如表所示。
温度(℃) 30 60 90 120 150 180
电阻(Ω) 140 90 58 40 35 30
若要设置打印机喷头的最高温度为180℃,应将滑动变阻器R2的阻值调至多大?( )
(2024·浙江杭州·三模)如图甲所示是小金家的部分家庭电路的电路图,小金在家用甲台灯学习时,突然台灯的灯丝断了,而屋内的照明灯依然正常发光。小金用试电笔检测插座c、d两孔时发现,d孔能使试电笔的氖管发光,c孔不能使试电笔的氖管发光,则甲、乙两根进户线中 (填“甲”或“乙”)是火线,若小金将屋内的照明灯的开关S1断开,用试电笔检测灯两端的a、b两点,会发现 (填“a”、“b”或“都”)能使试电笔的管发光。他家的电能表的铭牌如图乙所示,现只将某用电器单独接在该表上工作20min,电能表转盘转了300圈,则该用电器在上述时间内消耗的电能为 。
(2025·浙江·二模)如图,闭合开关S后,灯L1比 L2亮,由此可确定灯L1( )
A.两端电压更大 B.通过的电流更大 C.灯丝的阻值更大 D.灯丝的长度更长
(2025·浙江·模拟预测)某实验室使用的电热器有发热电阻丝R1和R2,电源电压为220V,通过开关S1和S2的通断组合,可以实现不同的加热效果。已知在“加热”挡时电热器功率为2420W,在“保温”挡时电热器功率为400W。下列关于该电热器的叙述中,正确的是( )
A.开关S1闭合、S2断开时,电热器处于“加热”挡
B.在“加热”挡时,R1的功率为2420W,R2的功率为400W
C.在“保温”挡时,R1的功率为400W
D.在“保温”挡运行10min时,电热器需消耗240000J的电能
(2025·浙江台州·二模)如图是小科同学所做实验的电路图,由于所选的小灯泡铭牌模糊不清,仅根据图中所提供的器材,他可以( )
A.测量小灯泡消耗的电能
B.测量小灯泡正常发光时的电阻
C.研究小灯泡亮度与实际功率的关系
D.研究通过小灯泡的电流与其两端电压的关系
(2025·浙江杭州·一模)2025年央视春晚舞台上,H1人形机器人以《秧BOT》舞蹈惊艳亮相。该机器人身高1.8m,质量47kg,搭载自主研发的360°全景深感知系统,能完成高精度复杂动作,其参数如下。
参数名称 数值
最大行走速度 3.3m/s
单脚触地面积 0.02m2
额定功率 1000W
(1)机器人到舞台的距离为16.5m,它以最大行走速度到舞台所需时间为 s。
(2)机器人单脚站立时对舞台的压强为 Pa。
(3)机器人在春晚表演中连续正常工作3分钟,此过程中消耗的电能为 J。
(2025·浙江宁波·一模)如图甲所示电路,电源电压不变。闭合开关S,电压表示数为6伏;将滑动变阻器的滑片从右端向左移动至某点的过程中,记录两个电流表的示数,并绘制如图乙所示图像。则( )
A.定值电阻R1的阻值为12欧 B.滑动变阻器R2的最大值为20欧
C.A点纵坐标表示通过R1的电流大小 D.C点时电路消耗的总功率为3瓦
(2025·浙江·月考)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为60欧,电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中,测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.R2的滑片向左滑动时,电流表和电压表的示数都变大
B.电源电压为12V
C.R1的电功率变化范围是1.2~10.8W
D.电流为0.6A时,2min内电流通过R1产生的热量是648J
(2025·浙江宁波·月考)已知图甲中滑动变阻器最大阻值为,图乙为一个等边三角形电阻,由一根导线和两段阻值为1:2的金属材料制成。当滑动变阻器连入电路的阻值为时,将两触头直接接触,闭合开关,电流表示数为0.6A;将两触头分别接触图乙中a、c两点,两表示数不发生变化;将两触头分别接触a、b两点,电流表示数变为0.4A。下列说法错误的是( )
A.三角形电阻中ab段电阻可能是bc段的两倍
B.两触头分别接触a、b时,移动滑片P到最左端,电流表示数为1.2A
C.两触头分别接触b、c时,移动滑片P,滑动变阻器消耗的最大功率为3.6W
D.两触头分别接触a、c时,移动滑片P到最右端,整个电路的总功率为2.4W
(2025·浙江杭州·月考)如图甲所示电路,电源电压不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时,电压表的示数为2V,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V B.R的电阻为5Ω
C.闭合S时,R消耗的电功率为3.6W D.闭合S,电路的总功率为6W
(2024·浙江宁波·三模)图像是表征事物的一种方法。小刚用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率,将滑片从b端移至a端,记录下多组电流表和电压表的数据并描绘出如图乙所示的I-U图像。若U1表示此时灯泡两端的电压,S3表示此时滑动变阻器所消耗的电功率,则此时小灯泡的电功率可表示为( )
A.S1 B.S2 C.S1+S2 D.S1+S3
(2023·浙江·一模)为了探究滑动变阻器的电流、电压关系,某科学兴趣小组的同学,按照如图甲的电路进行实验。组装好电路后,闭合开关,让滑片P从最右端开始向左滑动,滑片P到最右端的距离为x,同时观察电压表、电流表的示数,记录数据并绘制图像。电压表读数U与x的关系如图乙所示,电流表读数Ⅰ与x的关系如图丙所示。以下说法中正确的是( )
①定值电阻R0的阻值为10欧 ②x=5cm时,R0消耗的电功率为0.045瓦
③滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是28欧 ④若电流表的量程为0~3安,则此电路的最大功率可达9瓦
A.只有①②正确 B.只有②③正确 C.只有②④正确 D.只有③④正确
(2025·浙江杭州·二模)电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点,是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅,图乙是该型号的参数,图丙是其内部电路的简化图,R1,R2为电热丝。
(1)当电压力锅处于保温状态时,开关S处于 状态。(选填“闭合”或“断开”)
(2)加热时电压力锅的电阻大小为多少?
(3)图丁表示电压力锅在额定电压下工作时,电功率与时间的关系。图中阴影部分面积表示什么,列式计算它的大小。
(4)不计热量损失,根据图丁数据,在加热状态时可以使20℃的5升水温度升高多少℃?[ρ水=1.0×103千克/米3,c水=4.2×103焦/(千克℃)]
(2025·浙江绍兴·二模)糖画是我国的一种传统民间手工艺,它亦糖亦画,可观可食,深受小朋友的喜爱。图甲是某款3D糖画打印笔进行绘画的场景,将糖装入打印笔,通电后笔内电热丝发热,糖受热后挤出,在空气中迅速冷却,最后凝固成型。图乙是打印笔的内部简化电路,电源电压为220V, R1和 为发热电阻丝(电阻丝电阻随温度变化忽略不计)。图丙是某次打印糖画时,打印笔的电功率与时间的关系图像。
(1)若要快速打印(高功率),需要闭合开关 ;
(2)求 的阻值;
(3)计算该次打印糖画消耗的电能。
(2024·浙江·三模)为了应对冬天的寒冷,目前市场上出现了很多款用碳纤维材料制成的取暖器,如图甲所示,其内部结构如图乙所示,R1,R2为定值电阻,当闭合不同开关时,可以得到不同的挡位,如下表所示:
开关状态 S1闭合、S2接a S1闭合、S2接b (1)______
温度挡位 高温 中温 低温
电功率/瓦 2200 1100 550
(1)将表格中所缺的内容填写完整 。
(2)R1的阻值是 欧。
(3)小科对该取暖器表格中所标的功率产生怀疑,他用所学知识进行如下实验:关掉家里其他用电器,只让取暖器在高温挡单独工作,观察到家中的电能表标着“1200imp/(kWh)”,且在1分钟内电能表指示灯闪烁了36次。请帮助他计算出取暖器在高温挡工作时的实际功率,如与额定功率有差异,请写出一种可能原因 。(写出计算过程)
(2025·浙江·模拟预测)一款便携式恒温杯,不仅拥有加热与保温两大功能,还能精确调控温度,并配有高性能快充技术。图甲是“恒温杯”电路结构简化图:R1为用于加热的发热电阻,R2为用于维持温度的保温电阻,控制电路中电源电压为3V,Rt的电阻随温度的变化情况如图乙所示。该恒温杯铭牌部分参数如下表所示。
标准充电 闪电快充 电池容量 电池电压
5V 2A 12V 3A 5000mA·h 7.4V
请回答:
(1)闪电快充给恒温杯充满电需要多长时间?
(2)当恒温杯的水温达到设定的温度值30摄氏度时,衔铁吸下使电路切换到保温状态。已知此时滑动变阻器的接入阻值为10欧姆,请问此时控制电路中的电流是多少?
(3)小科需要用更热的水泡一杯咖啡,要使恒温壶保温温度设定在40℃,在保持衔铁吸下的设定电流不变的情况下,合理的操作方法是 (任写一点)。
(2025·浙江金华·二模)2025年3月6日,“方舟40”无人机搭载货物,仅用16分钟跨越11公里完成商品配送,标志着杭州市消费级无人机物流首飞成功。
参数 工作电压 额定功率 电池总容量
数值 12V 120W 3000mAh
(1)无人机在行驶时,其驱动系统的能量转化为:电能转化为 ;
(2)小科也买了一台无人机,铭牌上的部分参数如上表。该无人机正常工作时电流为多少
(3)电池总容量3000mAh表示在12V电压下以3000mA 电流放电可持续1小时。若上述无人机电池实际可用容量为标注容量的90%,且无人机仅以额定功率工作,求满电状态下无人机能正常工作多长时间
2024·浙江温州·二模)在探究“电功率与电压、电流关系”的实验中,有“2.5V0.3A”“3.8V0.3A”不同规格的小灯泡若干。
(1)图乙中电压表的示数为 V;
(2)小实按图甲连接电路后,闭合开关,发现两灯都不亮,灯泡两端电压较大,灯泡两端电压为零。则电路的故障可能是 ;
(3)排除故障后,小实利用图甲所示的电路探究“电功率跟电压的关系”,得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是
(4)为了探究“电功率与电流的关系”,小实选用一只“2.5V;0.3A”的小灯泡,设计的电路如图丙所示,实验中多次改变滑片的位置,收集的数据如表所示:
实验次数 1 2 3 4
电流I/安 0.21 0.23 0.30 0.32
灯泡亮度 微亮 较亮 正常发光 非常亮
小实根据实验过程中的相关信息得到的结论是:通过用电器的电流越大,电功率越大。你认为是否合理,判断并说明理由。
(2024·浙江·一模)某同学利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率(已知电源电压3V,小灯泡的额定电压2.5V)。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整;
(2)闭合开关发现电压表、电流表指针处于图乙所示位置,此时灯泡 (选填“不发光”、“正常发光”或“比正常亮”);
(3)故障排除后,从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡U-I图象如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 。
(2025·浙江·一模)小塘测量小灯泡的功率,利用实验器材和实验过程如下:
实验器材 相应参数 实验器材 相应参数
小灯泡 额定电压2.5V,电阻约10Ω 滑动变阻器 ?
电流表 量程为0~0.6A和0~3A 电源 电压5V保持不变
电压表 量程为0~3A和0~15V 导线 若干
开关 单刀单掷
(1)移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表的示数为0,则出现故障的原因可能是 ;
(2)排除故障完善电路后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,根据所测量数据做出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图乙,小灯泡的额定功率为 W;
(3)实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 ;
A.5Ω 2A B.30Ω 1A C.40Ω 0.2A
(4)若图乙中的阴影部分表示电压表为2.0V时,小灯泡消耗的实际功率大小,请帮助小组同学在图中表示出此时滑动变阻器实际消耗功率的区域(该区域用斜线涂黑)。
(2024·浙江嘉兴·一模)小嘉利用如图甲所示的电路图来测量小灯泡的电功率。其中电源电压为3V,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)仪器连接完成后,小嘉进行实验并开始记录数据,得到小灯泡U-I图像如乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(2)完成实验后小嘉同学进行了反思,如果电压表损坏了,能不能用其他实验器材来完成实验呢?经过思考,他选用了一个定值电阻(R0=10Ω),并设计了如图丙所示的电路,请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S1,将S2拨到触点“1”,为确保R0两端的电压为2.5V,移动滑动变阻器滑片,使电流表的示数为 A;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,再将开关S2拨到触点“2”,读出电流表的示数I;
③小灯泡的额定功率表达式为P额= (用已知量和测量量表示)。
(2025·浙江宁波·一模)小蛟用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是3.8V。
(1)图甲中有一根导线接错了,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线
(2)开关闭合前,小蛟发现电流表的指针如图乙所示,他指出了问题是
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表和电压表都有较小的示数,且无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数都不变,造成这一现象的原因可能是
(4)正确连接后,小灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(2025·浙江·一模)小科进行了如下电学实验。
(1)正确连接电路后,闭合开关S,小灯泡不亮,电压表和电流表均有示数,可能是小灯泡__________;
A.短路 B.开路 C.实际功率太小
(2)调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电功率为 W;
(3)将以上实验的小灯泡更换成不同阻值的定值电阻,闭合开关并移动滑片,使定值电阻两端电压始终保持不变,记录每次的电流值和电阻值。据此推测,该实验是在研究 的关系;
(4)下表是小科测得的数据,据表中数据判断,小科连接的实验电路是下图中__________;
实验次数 1 2 3 4
电压U(V) 2.5 2.0 1.5 1.0
电流I(A) 008 0.10 0.14 0.18
A. B.C. D.
(2025·浙江嘉兴·一模)小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关,下列能支持她猜想的现象是( )
A.接线板上接入的用电器越多,导线越容易发热
B.正常工作时,“36V54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
C.电热水壶加热水时,水沸腾前,加热时间越长,温度越高
D.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热
(2025·浙江·一模)如图为探究电流热效应的装置,甲乙两套装置中各有两个相同的透明容器,其中密封着液体和一段电阻丝(阻值在图中已标出),U形管中装有等量的液体,接通电源,观察现象.下列说法不正确的是( )
A.图甲探究的是电流的热效应与电阻大小的关系
B.图乙探究的是电流的热效应与电流强弱的关系
C.本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法
D.实验不需要控制容器内的液体质量和种类相同
(2025·浙江台州·一模)某同学用如图所示装置探究电流通过导体产生的热量与导体电阻、电流大小的关系。甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油,瓶内电阻的阻值分别为5欧和10欧,A、B是相同的玻璃管,管内初始液面位置相同。
实验一:闭合开关,通电1分钟记录液面上升的高度,分别记作和.
实验二:断开开关,当两根玻璃管中的液面降回到原来的高度后,减小滑动变阻器连入电路的阻值。再闭合开关,通电1分钟记录液面上升的高度,分别记作和.
(1)除电流表和秒表外,本实验中还需要用到的测量工具为 。
(2)实验中,将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时 相同。
(3)多次重复实验均发现,则可以得出的结论为 。
(4)该同学将玻璃管换成温度计,重新实验,测得数据如表所示,得出“在通电时间不变时,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比”的结论,则表中的值为 。
实验序号 电流表读数 4分钟后甲瓶升高的温度/℃ 4分钟后乙瓶升高的温度/℃
1 1 5.0 10.0
2 1.5
3 2 20.0 40.0
…… …… …… ……
(2025·浙江宁波·一模)加在某电动机上的电压是 U,电动机消耗的电功率为 P,电动机线圈的电阻为 r,则电动机线圈上消耗的电热功率为( )
A.P B. C. D.
(2025·浙江台州·二模)大陈岛以“绿氢”为发展方向,打造以风电为主的生产模式。
(1)现有一台风力发电机,若叶片按图示方向转动,右侧应安装 (填“A”“B”或“C”)叶片;
(2)发电机是根据 原理制成的。发电机工作时,电流通过线圈会发热。若线圈电阻R=90欧,通过的电流I=100安,则1分钟电流能产生 焦热量。
(2025·浙江宁波·模拟预测)图1是某电压力锅的实物图,图2是它的电路图。其中,S1为定时开关,S2为压力开关,锅内压强低于160kPa时,S2闭合,当锅内压强达到180kPa时, 断开; R1、R2均为发热电阻,,。闭合开关S1,电压力锅开始加热升压,当锅内气压到达180kPa时,电压力锅进入保压状态,直至断开, 电压力锅加热结束。S1已知电压力锅盖横截面积为300cm2。
(1)当升压刚结束时,电压力锅内气体对锅盖的压力为 。
(2)某同学从铭牌上得知该电饭锅能效等级为三级,国家标准中规定三级能效的热效率值范围为(热效率是指以最大功率加热时,水吸收的内能与高压锅消耗电能的比值)。为测试该高压锅能效等级是否符合,该同学在高压锅内加入0.8kg 、26℃的水,用220V的电源电压进行加热。锅内气压与加热时间如图3所示:水的沸点与气压关系如表所示。请根据以上信息,通过计算判断该电高压锅的能效等级是否符合三级要求。
气压/千帕 100 120 140 160 180 200.
沸点/℃ 100 104 109 113 116 120
(2025·浙江·一模)如图所示,水底有一块体积100cm 的铝块。现用一电源电压为6V的电动机把浸没在水中的铝块提出水面,离开水面后,铝块3s内匀速提升了1m,电路中的电流为0.2A。已知铝的密度为2.7×10 kg/m ,铝块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。求:
(1)铝块浸没在水中受到的浮力。
(2)铝块的重力。
(3)铝块离开水面后,电动机工作1s内产生的电热。
(4)电动机线圈阻值。
(2025·浙江丽水·一模)国道318“超充绿廊”已成功投入试运行,缓解了新能源车主的里程焦虑。该站配备华为全液冷超级充电桩,最大充电电压为1000伏,对应的最大充电功率是600千瓦。请结合以上信息,回答以下问题。
(1)318川藏线沿线的高海拔低氧环境会严重影响人体 、血液循环等生理活动,常引起高原反应。
(2)该充电桩以最大充电电压工作时,充电电流是多少?
(3)某款以磷酸铁锂电池为动力的电动汽车,其电池部分技术参数和家庭充电桩的充电功率如表所示。表中电池容量Q的表达式为Q=It,I是电流,t是时间。若使用该家庭充电桩给车充电,让电池的容量从20%充到70%,理论上需要多少小时?(保留两位小数)
电池类型 电池标准容量/安时 充电电压/伏 家庭充电桩充电功率/千瓦
磷酸铁锂 200 380 7
(2025·浙江·一模)库布其光伏治沙项目是我国首个在沙漠区域大面积应用柔性支架材料的光伏治沙项目,如图1,板下种植优质牧草和药材等作物,板间运用先养鸡后养羊的“畜禽草耦合”治沙技术开展养殖,实现“板上发电、板下种植、板间养殖、治沙改土”的“光伏+”多重效益。
(1)园区采用智能跟踪系统使光伏板始终垂直阳光,发电效率提升25%,夏天和冬天的光伏板倾角不同,图2和图3中哪个图是冬天的太阳光照射示意图?答: ;
(2)板下种植的耐旱牧草属于生态系统中的 成分;
(3)该项目太阳能电池板平均每平方米的面积上每秒接收200焦耳的太阳能,光电转换效率可达20%,一块5m2的太阳能电池板光照1h,其产生的电能可以使额定功率为40W的电灯正常工作多长时间?
(2025·浙江台州·二模)图甲为热带鱼鱼缸,平时维护需要适宜的pH、溶解氧和水温等。为此某同学设计了如图乙所示的自动供氧和保温模拟电路。R0是安装在鱼缸内的热敏电阻,其阻值随温度的升高而变小。闭合开关S0、S1,电热丝R开始加热,当温度达到27℃时,电磁铁吸引衔铁使S2断开,当温度降到23℃时,电磁铁释放衔铁使S2闭合,从而使水温维持在23℃~27℃。当鱼缸中水的溶解氧浓度低于某值时,供氧装置会自动向鱼缸供氧,pH若过低可加入溶质质量分数为1%的碳酸氢钠溶液进行调节。
请回答:
(1)养鱼时,常常往鱼缸中放些新鲜的水草,其主要目的是 。
(2)若要配制调节鱼缸pH的碳酸氢钠溶液100克,需要水和碳酸氢钠各多少克?
(3)电热丝R电阻为484Ω,供氧装置的功率为5W。某一时刻若供氧装置正在工作,鱼缸内的水温为25℃,结合图乙分析,此时工作电路的总功率可能多大?(写出可能的情况)
(2025·浙江绍兴·二模)冬天,为保持水族箱内水温的恒定,并提高水中二氧化碳含量,小明应用学过的知识分别设计制作了恒温水箱和二氧化碳补给装置。
(1)小明设计的恒温水箱局部电路如图甲所示。其中S为温控开关,R是“220V;500W”的电热丝。当S闭合时,将质量为 40kg的水从 10℃升温至30℃,电热丝 R 需要加热多长时间 [Q=cm△t,c水= ,不考虑热量损失]
(2)小明利用简单器材制作了简易二氧化碳补给器,主要结构如图乙所示。通过一定的增压方法将稀硫酸压入塑料瓶B与小苏打反应(反应的化学方程式为:),若每小时要供给水族箱132mgCO2,每日需供给10小时。求:二氧化碳补给器每日消耗小苏打的质量至少为多少克
(2025·浙江·一模)2023年7月12日,《自然》杂志刊登:人类首次发现在14GPa压力下达到液氮温区的镍氧化物超导体。超导体具有在特定条件下电阻变为零的特性。根据超导体的这一特性不能用来制作( )
A.电磁铁 B.电动机 C.电热器 D.输电线
(2025·浙江丽水·一模)能量的转化与守恒定律揭示了自然科学各个分支之间的普遍联系,是自然界内在统一性的一个有力证据。如图所示实验,设计原理没有体现此定律的是( )
A.①研究电热与哪些因素有关 B.②研究动能大小与哪些因素有关
C.③测定小灯泡的电功率 D.④研究不同食物所含能量的多少
(2025·浙江杭州·二模)如图所示,轿车的后挡风玻璃上装有多条金属丝,通电后可以除霜除雾。下列说法正确的是( )
A.常温下玻璃和金属丝都是导体 B.金属丝的电阻大小由通过它的电流决定
C.在冬天,车窗玻璃外侧相较内侧更容易起雾 D.金属丝通电后能除霜除雾是利用了电流的热效应
(2024·浙江温州·二模)如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。当油箱中的油量减少时( )
A.R接入电路中的电阻减小 B.电路的总功率增大
C.电流表示数减小 D.R0两端电压增大
(2025·浙江宁波·一模)很多中小学生都使用过电话手表,(如图1)当小李同学用电话手表与妈妈长时间视频通话,手表突然自动关机,原因是手表过热,启动了保护功能。她认为手表启动保护功能一段时间后,应有自动开机功能,于是她用所学知识设计出模拟热保护装置的示意图(如图2),为定值电阻,R为热敏电阻,(有两种类型可供选择,其电阻随温度变化关系如图3所示,R的温度变化主要受发热元件影响)。下列分析正确的是( )
A.热敏电阻应选择类型 B.热敏电阻温度升高,电磁铁磁性减弱
C.启动保护模式后,到自动开机,消耗的电功率变小 D.启动保护模式后,工作电路无法再次启动
(2024·浙江宁波·一模)为两只额定电压均为的小灯泡,其电流随电压变化图像如图甲所示。现将两灯泡接入如图乙所示的电路中,电源电压恒定不变,滑动变阻器标有“ ”字样,电流表的量程为“”。只闭合开关,当滑动变阻器接入电路的阻值为时,灯泡正常发光。在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.该电路的电源电压为
B.只闭合开关,调节滑动变阻器,可使灯泡正常发光
C.只闭合开关,当滑动变阻器两端的电压是时,电路的总功率为
D.只闭合开关和只闭合开关时,两次电路消耗的最大功率之比是
(2024·浙江绍兴·三模)如图甲所示电路,电源电压恒定不变,为定值电阻,电流表的量程为“”,电压表的量程为“”,滑动变阻器的最大阻值为,在保证电路元件安全的情况下,缓慢移动滑片,消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压为
B.定值电阻的阻值为
C.滑动变阻器的调节范围为
D.电路消耗总功率的最小值为
(2025·浙江台州·二模)如图甲是小雨家的家庭电路中的电能表,如图乙是家用插线板。
(1)如图甲是电能表上的一些数值,请选出与科学意义不相符的选项是 ;
(2)丙图是插线板(图乙)的内部元件连接情况(部分线已连接好),请将图丙补充完整。要求:①插线板上的开关可同时控制两个插座的通、断;②开关接通时两个插座都能提供220V电压 ;
(3)电能表的参数如图甲所示。她想知道电能表是否准确,于是将一只标有“220V;1100W”的电暖器插入插座,在额定电压下单独工作,检测中发现1分钟电能表的转盘转了12转。通过计算判断转盘转速是否正确 。
(2025·浙江·模拟预测)小科仔细观察了豆浆机的构造和制作豆浆的过程,发现其中用到了许多科学知识。
(1)机座底部安装有三个小橡皮碗,相当于“吸盘”,可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动。“吸盘”是利用 起固定作用的。
(2)豆浆机的机头主要由一个电热器(电热丝)和一个电动机带动的打浆器构成(如图所示)。制作豆浆的过程是先加热,再打浆,再加热煮熟,即加热和打浆是交替进行的。由此可知,电动机工作时把电能转化为 。
(3)豆浆机加热的功率为800瓦,某次加热时间为5分钟,该过程消耗的电能为 焦。
(2025·浙江杭州·一模)如图所示是某种重力灯的结构简化图,虚线框内有某装置。当重物下落时拉动绳子,使转轴转动,小灯泡就可以发光。重复以上操作,可以实现长时间照明。现挂上一个质量为的重物,该重物恰好可以匀速下落,下落2.4米可供一个标有“”字样的LED灯持续正常发光4分钟。
(1)虚线框内装有一台小型 机。
(2)重物下落2.4米时,重力做功为 焦。
(3)重物在一次下落过程中,该装置的机械能转化为电能的效率为 。
(2025·浙江金华·三模)我国的核电事业发展迅速,已经建成几座核电站,其中广东大亚湾核电站每年发电量约70%的电力供应香港,30%的电力供应广东电网。在保证输送功率不变的情况下,远距离送电采取高压送电的方式来实施,该核电站用10千伏的高压进行输电。下图是核电站的工作原理图和远距离输电流程示意图。
(1)核电站是利用 的原理释放能量;
(2)关于远距离输电,下列表述正确的是( );
A.提高输电电压会增大输电电流,从而增大输电损失;
B.提高输电电压可以减小输电线电阻,从而减小输电损失;
C.在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小;
D.若能研制出常温下的超导体,用它制作远距离输电导线,将不需要高压输电方式。
(3)该核电站的发电输出电功率为2×107W,则一天24小时共输出多少度电
(2025·浙江温州·二模)全球唯一入选《人类非物质文化遗产代表作名录》的陶瓷类项目——龙泉青瓷传统烧制技艺,其主要工序包括:①制胚、②素烧、③施釉、④烧制等。
(1)施釉工序用吹釉壶(如图甲)将釉料以“雾状”形式均匀喷涂在瓷胚外部,在喷涂时(如图乙)A处压强 B处的压强;(填大于、小于或等于)
(2)烧制工序高温下,釉料中的氧化铁被还原,赋予了青瓷青色。其反应原理之一是,则X的化学式为 ;
(3)电窑炉是现代陶瓷生产中的常用烧制设备,一般有干燥(低温)、素烧(中温)、烧制(高温)三个挡位,简化的工作电路如丙图所示。其中为保护电阻,为工作电阻。若开关接1触点、接3触点,请判断此时的电窑炉处于 挡位(填低温、中温或高温),并说明理由 。
(2025·浙江温州·二模)小明设计了一款恒温电热水壶,工作原理如图甲所示:连有撑杆的搭钩可绕O点转动,撑杆下端与水平的双金属片接触,搭钩左侧搭在铁质锁扣上,锁扣由弹簧拉紧固定,此时触点b与c接触(如图甲)。闭合开关S,发热电阻R1工作,电热水壶给水加热,双金属片受热向上弯曲,撑杆受到向上的力,当水加热到沸腾时,搭钩刚好与锁扣脱离,弹簧带动锁扣和S1向左运动,触点b与c分离,加热电路断开,触点b与a接触,保温电路处于工作状态。已知发热电阻R1阻值为22欧,保温电阻R2阻值为1100欧。
(1)将双金属片放置在水平位置,a端固定,均匀加热后平直的双金属片会发生弯曲(如图乙)。则图甲中双金属片的金属设计正确的应是下图中的( )
A. B. C. D.
(2)在220伏的电压下,电热水壶将一壶水加热到沸腾需要5分钟,求这段时间内发热电阻R1消耗的电能 ?
(3)某次保温电阻R2工作一段时间后断开S,当水冷却至室温时,双金属片恢复原状。重新闭合开关S,哪一电阻处于工作状态?结合工作原理图判断说明依据。
(2025·浙江·二模)人体血液中的血红蛋白一般分脱氧血红蛋白与含氧血红蛋白两类主要状态。
血氧饱和度是人体血液中的含氧血红蛋白容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比。如图甲是一种测量人体血氧饱和度的指夹式血氧仪,其中红光发射器发出波长为660 nm 的红光,红外线发射器发出波长为 910 nm 的红外线,两种光经过手指后,未被吸收的部分将分别被对应的接收器接收。已知脱氧血红蛋白和含氧血红蛋白,对波长为660 nm的红光和波长为910 nm 的红外线的吸光率有区别,如图乙是血液中含氧血红蛋白与脱氧血红蛋白对特定波长的光吸收率的变化曲线。在血氧测量时,通过检测脱氧血红蛋白和含氧血红蛋白对不同波长的光吸收的区别,所测出来的数据差就是测量血氧饱和度最基本的数据。
请回答:
(1)红细胞中血红蛋白的特性是 。
(2)由图乙可知,对波长为660 nm的红光吸收比较强的是 ,对波长为910 nm的红外线吸收比较强的是 。
(3)如图丙是指夹式血氧仪内部简化电路。其中R1为发射器中的发光二极管(LED)、R2 为阻值为100Ω的定值电阻。已知电源电压为3 V,当发光二极管正常工作时,通过它的电流为0.02 A。求发光二极管正常工作时的电功率。
(2025·浙江·一模)“2030年碳达峰,2060年碳中和。”这是我国对世界的庄严承诺。碳达峰是指在某个时间点,二氧化碳的排放不再增长,达到峰值,之后逐步回落。碳中和是指通过节能减排和吸收二氧化碳,实现二氧化碳的“零排放”。
(1)“碳”吸收。自然界有多种途径吸收,其中最重要的途径是绿色植物通过 吸收。
(2)“碳”排放。国家大力推行风力发电,风能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(3)“碳平衡”。我国某地建设的光伏电站每天能提供约的电能,减小了对天然气发电时依赖。若天然气发电站中天然气燃烧释放的热能只有40%可转换为电能,天然气完全燃烧排放二氧化碳约,天然气的热值为,则该技术每天可减排二氧化碳约多少吨?(不计热损失)
(2025·浙江宁波·一模)宁波杭州湾新区正响应浙江省“一湾一带多基地”布局,承接多项碳中和项目,对降低碳排放有突出贡献,打造国际新能源零部件产业园。如图甲所示为园区某品牌电动汽车部分参数,该汽车行驶时由蓄电池给电动机供电。
人和车的总质量 1500kg
蓄电池满电容量 60kW·h
最大续航里程 435km
最大功率 100kW
甲
(1)该品牌新能源汽车具备“动能回收”功能,其在减速时能将行驶过程中的机械能转化为 能,储存在磷酸铁锂电池中。
(2)汽车充满电后,匀速行驶,牵引力做功,电池剩余容量为,则汽车匀速行驶时所受阻力为车总重的多少倍?将电能转化为机械能的效率为多少?(精确到0.1%)
(3)如图乙所示为该汽车的超速提醒电路,为定值电阻,为阻值随车速增大而增大的可变电阻。当电压表的示数超过某一数值时,汽车将警示驾驶员已超速。图丙为汽车由静止加速至的过程中,的电功率随电流变化关系图,则定值电阻的阻值为多大?
(2025·浙江杭州·月考)如图所示,我国自主设计、建造的全超导托卡马克核反应实验装置——东方超环(EAST),在1亿度超高温度下运行10秒时间。
(1)东方超环被称为人造太阳,其能量产生原理与太阳类似,通过原子核 (选填“聚变”或“裂变”)释放出巨大的能量。
(2)核反应实验装置中,用通电线圈产生的磁场,将超高温等离子体约束在磁场中,而要产生强磁场,线圈中需要很大的电流,但是线圈自身有一定的电阻,线圈中有大电流通过,会产生很高的热量,原因是电流具有 (选填“热效应”或“磁效应”)。
(3)人造太阳的加热功率为,利用人造太阳发电的效率为60%,则工作10秒时间,发电量则 。
(2025·浙江金华·三模)小科家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示,其内装有4kg导热油,转动旋钮可实现高、中、低不同档位之间的切换。图乙是其内部电路原理图,其中四个发热电阻阻值相同。
(1)电暖器通电后,小科感觉房间暖和了,产生“暖和”这种感觉的神经中枢位于 ;
(2)电暖器低温档工作时,开关应处于 位置(选填“1”“2”或“3”);
(3)已知中温档额定功率为1000W,求电阻R的阻值;
(4)根据所学的电学知识,请你提出一条安全使用电暖器的建议。
(2025·浙江舟山·一模)全球持续变暖不容忽视,科学家设计了一种“水上漂浮房”来应对,如图2.“水上漂浮房”是由可回收的木材、金属、塑料、布和其他材料做成,总质量1000t左右,这种浮房设有立体农业园,内有肥沃土壤,种有蔬菜,养有家禽等,所需电能由太阳能电池板和风力发电机提供。
(1)从生态学角度分析,“水上漂浮房”上的立体农业园其实是一个 ;这座可移动的家园所受浮力为 N。
(2)太阳能电池所需材料之一是硅,我们可以利用石英砂(主要成分二氧化硅)在无水、无氧的环境中生产高纯硅,如流程图1,下列说法中,错误的是___________。提示:
A.在本实验中可重复利用 B.流程图中最后一步硅元素化合价降低
C.的化式是 D.制备过程要求无水无氧,是防止某些物质与水或氧气反应
(3)“漂浮房”上有太阳能路灯,白天两块总面积太阳能电池板经光照给蓄电池充电,夜晚供一盏“12V,20W”LED灯照明,若该地太阳光照射地面的功率为,太阳能电池的效率为,则太阳能电池板光8小时,可供一盏“12V,LED灯照多少小时 ?
(2025·浙江丽水·一模)图甲是一种绿色家居设计图。风帽、光电池、太阳能热水器、复合保温墙体、屋顶绿化等都是它的配置。
(1)图甲所示的“人工树叶”是一种模拟电化学的实验装置,能利用太阳能,将水和二氧化碳转化为氧气和燃料甲醇,该装置模拟植物的 作用:
(2)安装在房顶上的光电池,平均每天发电5.5千瓦时,使用时输出电压为220伏,冬季室内采用电热地板取暖,电热地板的规格.是“220伏;2.5安”,那么5.5千瓦时电能可供该电热地板正常工作 小时。
(2024·浙江杭州·二模)马铃薯是一年生草本植物,是全球第四大重要的粮食作物,如图甲是马铃薯植株示意图。小朋友格外喜欢马铃薯制成的薯条,家长认为利用空气炸锅比油炸更加健康。图乙是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅,其简化电路如图丙所示,它是通过工作电路中的电热丝R1来加热空气,从而加热食物,达到设定加热温度后,开关断开。控制电路电源电压恒定,通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度,温敏电阻R2置于温度量测区域,它的阻值随温度变化的关系如图丁所示。
(1)人们食用的马铃薯的部位属于植物的 (填写器官名称);马铃薯中的主要营养成分是淀粉,摄入人体后主要在消化系统的 (填写器官名称)中被消化吸收,最终通过呼吸作用氧化分解,为人体生命活动提供能量,请写出呼吸作用的文字表达式 。
(2)科学种植是保证马铃薯产量的有效手段,若马铃薯叶子发黄,此时应施加的肥料是 (选填“氮肥”、“磷肥”或“钾肥”) 。
(3) 若把空气炸锅单独接入家庭电路中持续工作2min,电能表上标有3000r/(kW·h) 的字样,其转盘正好转了100转,这段时间空气炸锅内200g的薯条温度升高了80℃,求薯条吸收的热量 和此时空气炸锅的实际电功率 。
(4)在保证电路安全的条件下,小滨想提高空气炸锅内的温度,可以采取的措施是什么?(答出一种即可)( )
2一、电能表
1. 读数方法:电能表在一段时间内前后两次示数的差值,就是这段时间内用电的度数,即这段时间内消耗的电能。最后一位框内数字为小数,例如,初电能表示数为741.5kW·h,4月初示数为781.5kW·h。所以这个月用电781.5kW·h-741.5kW·h=40kW·h。
电能表的重要参数、
电功
1.定义:电流对外做的功,是电能转化为其他形式的能多少的量度,用符号W表示
2.实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。
3.单位:焦耳(J) 千瓦时(kW·h)
4.公式:
推导公式:(只适用于纯电阻电路)
电功率
1.定义电功率等于电功与时间之比,表示电流做功快慢的物理量,用P表示
2.物理意义:表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3.单位:瓦特(W) 千瓦(kw) (1kW=1000W)
4.公式:
推导公式:(适用于所有电路) (只适用于纯电阻电路)
5.额定功率与实际功率的区别与联系
额定功率 实际功率
区别 用电器在额定电压下工作时的电功率 用电器在实际电压下工作时的电功率
特点:是唯一的,不随实际电压的变化而变化 特点:不是唯一的,不同的电压值,对应的实际功率不同
联系 当U实=U额时,I实=I额,则P实=P额,用电器正常工作; 当U实>U额时,I实>I额,则P实>P额,用电器不能正常工作,且可能被损坏; 当U实6.额定功率与实际功率的相关计算公式
额定功率
实际功率
7.电学公式综合
万能公式 ,
串联电路
并联电路
其他公式 ; I=
8.电功率计算注意事项
公式选用条件 1、先确认已知量 2、串联:;并联: 3、加热档位问题一般:
隐含条件 正常工作/正常发光: ; ; 铭牌:电阻可求出
注意事项 是否处于正常工作状态 加热时间,单位是否为基本单位(s), 通常需要换算
电功率实验
1.伏安法测小灯泡的电功率
实验目的 用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率
实验原理
实验器材 电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡(额定电压2.5V)、开关、导线
电路图和实物图
实验步骤 (1)根据实验要求,设计电路,画出电路图。 (2)按照图甲所示电路图连接实物电路。在开关闭合之前,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处(保护电路)。 (3)检查连接无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数等于小灯泡的额定电压,观察此时小灯泡的发光情况,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中。 (4)调节滑动变阻器的滑片(改变小灯泡两端电压,实现多次测量),使小灯泡两端电压低于额定电压,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,数据记录表中。 (5)调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数约为额定电压的1.2倍,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,数据记录表中。 (6)实验结束后,断开开关,将连接电路的导线拆开,并整理好实验器材。 (7)根据测出的三组数据(不是为了求平均值,而是为了得到不同电压下的实际功率),计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率,并填在实验数据表中。
实验数据记录表 实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡的亮度123
分析论证 (1)分析表格中的实验数据后,发现小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡电功率越大,小灯泡越亮。 (2)小灯泡的亮度时由它的实际功率决定的。 (3)小灯泡的实际电功率有多个,额定功率只有一个。
实验结论 当U实=U额时,P实=P额,小灯泡正常发光,测得P额。 当U实U额时,P实>P额,小灯泡发光较亮。
2.十大常考点总结
实验原理:
画电路图 / 实物图连线 / 改错:
①连接电路前,要把开关断开,防止由于电路连接错误而发生短路,损坏电路元件。
②连接电流表和电压表时,注意电流从“+”接线柱流入,从“—”接线柱流出。
③连接滑动变阻器时,要“一上一下”选用接线柱。闭合开关前需把滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,防止电路中电流过大,损坏电路元件。
滑动变阻器规格选择:滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流,滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多,以使滑动变阻器的调压效果明显。(一般有两个时选大量程,有三个时选中间值。)
滑动变阻器作用:①保护电路;②调节小灯泡两端的电压,使它分别等于额定电压、高于和低于额定电压的1/5;
电表量程选择:一般遵循“能小则小”的原则;
电压表;
①若小灯泡的额定电压时2.5V,则选择0—3V量程;②若小灯泡的额定电压时3.8V,则选择0—15V量程。
电流表:
①若知道小灯泡的额定电压和额定功率,则可以计算出小灯泡的额定电流的大小,电流表的路程略大于额定电流即可;
②若不能求出额定电流大小,可用试触法确定电流表的量程。
③因为常见的小灯泡(额定电压1.5V—3.8V)额定电流均小于0.6A,故无特殊说明,电流表的量程可以直接选择0—0.6A量程。
实验操作 / 下一步操作:
①连接电路时,开关应该打开,滑动变阻器应达到最大位置;
②使小灯泡正常发光的操作(移动滑片,眼睛注视测量小灯泡两端电压表示数为额定电压);
③实验完毕,一定要先断开开关,然后再拆卸电路,整理器材。
电表读数:看清量程和分度值再读数;
电功率计算:确认电表的测量对象及测量结果,看清题目是要求计算实际功率 / 额定 功率,再根据公式计算
多次测量的目的:得到普遍规律。(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律)不 能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因(电压改变,功率也改 变)。
图像为曲线:温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高,灯丝电阻越大),小灯泡阻值随 温度的升高而增大;
3.特殊方法测电功率
伏阻法
安阻法
五、焦耳定律
1、电流的热效应:电流通过各种导体时,会使导体的温度升高,这种现象叫电流的热效应。
实质:电能转化为内能的过程
2.电热器:利用电流的热效应工作的用电器。
常见电热器 电吹风机、电饭煲、电热水壶、电熨斗、电烙铁等
优点 清洁卫生,没有环境污染,热效率高,还可以方便地控制和调节温度
缺点 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如:电视机的后盖有很多孔,用于通风散热;电脑运行时要用微型风扇及时散热
注意:有制热功能的电器功率一般都超过1000W。空调电功率通常在735W-5000W.
3.焦耳定律
内容 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比
表达式
适用条件 该定律适用于所有电路(包括纯电阻和非纯电阻电路),但在非纯电阻电路中(如含电动机的电路),电能转化为内能的部分才可用此公式计算。
4.探究电热影响因素实验
影响因素:①通过导体的电流;②导体的电阻的大小;③通电时间
实验原理
电路图和实物图
实验目的 探究导体产生热量与电阻的关系(甲) 探究导体产生热量与电流的关系(乙)
实验结论 在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。 在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过的电流越大,这个电阻产生的热量越多。
实验方法 ①转换法:根据U形管中液面的高度差(等效于温度计的示数)来判断电流通过电阻丝产生电热的多少,(或者通过观察煤油在玻璃管中上升的高度(或温度计示数变化)间接反映电流产生的热量多少,)将不可见的“热量”转化为可见的“液柱高度”或“温度变化”。因此,管径越细,单位体积液面升高的越高,效果也越明显。 ②控制变量法:采用两阻值不同的电阻丝串联控制电流相等,探究电热与电阻的关系;采用同一电阻,移动滑动变阻器的滑片,改变电路中的电流,探究电热与电流的关系。
注意事项 ①实验采用煤油的目的:一是煤油的比热容较小,吸收相同的热量,煤油升温快,热膨胀效果明显,便于观察和读数;二是煤油是绝缘体。 ②实验中将电阻丝绕成螺旋形是为了减小热量散失,使实验效果更明显。 ③在两个烧瓶中要装入质量相等的煤油 / 液体。根据吸热公式可知,同种物质质量相等时,吸收的热量越多,温度升高越多,故可用温度计的示数来判断电流通过电阻丝产生热量的多少。 ④确保电阻丝完全浸入煤油,减少热损失。通电时间不宜过长,避免煤油沸腾或温度过高。 ⑤写结论需强调“在电阻/电流/时间一定时”。
误差分析 常见误差:环境散热、电阻丝发热不均、液体挥发等。 改进措施:使用绝热材料密封容器、缩短通电时间。 ①热量散失(容器隔热性差)。②电阻丝发热导致自身电阻变化。③煤油吸热不均或温度测量误差。
注意:
①当几个导体串联时,由于通过导体的电流相等,通电时间也相等,应用公式分析电热,此时导体产生的热量与导体的电阻成正比;当几个导体并联时,由于加在导体两端的电压相等,通电时间也相等,应用公式分析电热,此时导体产生的热量与电阻成反比。
②由公式可以看出,导体产生的热量受电流的影响最大。
5.四大常考易错点总结
电路设计纠错:
①电阻丝未串联或并联(需根据实验目的调整连接方式)。
②未使用等量同种液体或气体(影响实验对比性)。
技巧点拨:检查电路是否符合“控制变量”原则(如探究热量与电阻关系时,需保持电流和时间相同)。
数据分析与图像题:
①根据表格数据计算热量或绘制Q-I2、Q-R 图像。
②判断图像是否符合正比/反比关系(如双曲线表示 Q 与R 成反比)。
技巧点拨:明确自变量与因变量,结合公式推导图像趋势。
实验步骤与操作规范:
①调节滑动变阻器控制电流大小,多次测量减少误差 。
②通电时间需相同,确保变量单一。
技巧点拨:描述步骤时需包含“调节滑动变阻器使电流保持恒定”等细节。
拓展探究题:
①非纯电阻电路热量计算(如电动机工作时 Q②结合电热器、保险丝等生活实例分析焦耳定律应用。
技巧点拨:区分电能转化为内能与其他形式能量(如机械能)。
(2025·浙江·中考真题)随着智能手机的普及,移动共享充电宝越来越受当代年轻人的青睐。
(1)充电宝表面有大量的病菌,从传染病的角度来看,带有病菌的充电宝是 (填“传染源”或“传播途径”)。
(2)某校科学小组想出了两种为充电宝消毒的方法。一些同学想出可以在使用前用含有浓度为75%的医用酒精的一次性湿巾擦拭充电宝。现有100克90%的酒精,需要加水 克才能稀释至浓度为75%的酒精。另外有些同学想到可以使用紫外线灯进行消毒,用紫外线灯照射充电宝30分钟,消耗电能9000J,则紫外线灯的功率为 W。
【答案】(1)传播途径
(2) 20 5
【知识点】溶质质量分数的简单计算
【详解】(1)传染源是指能够散播病原体的人或动物,传播途径是指病原体离开传染源到达健康人所经过的途径。带有病菌的充电宝不是人或动物,而是病菌离开传染源到达健康人所借助的物品,所以从传染病的角度来看,带有病菌的充电宝是传播途径。
(2)[1]溶液稀释前后溶质的质量不变,设稀释后酒精溶液的质量为m,则m×75%=100g×90%
解得m=120g;根据加水质量=稀释后溶液质量-稀释前溶液质量可知,需要加水的质量m水=120g-100g=20g
[2]已知消耗的电能W=9000J,工作时间t=30min=1800s
根据功率公式,可得紫外线灯的功率
(2025·浙江·中考真题)雷雨天气时,若人站立在空旷地带的高压电线下,两腿间可能形成电压差。假设某人两腿间的电压为200V,人体电阻为800,雷电通过人体时电流做功0.005J。据此回答下列问题。
(1)“雷雨发庄稼”,说的是放电条件下N 与O 会发生反应,经过一系列反应最终转化为氮肥。其中,闪电固氮的第一步反应为。该反应属于 反应(填基本反应类型)。
(2)求通过人体的电流大小 。
(3)求雷电电击的持续时间 。
【答案】(1)化合
(2)通过人体的电流
答:通过人体的电流0.25A。
(3)已知U= 200V,I = 0.25A,W = 0.005J,则雷电电击的持续时间
答:雷电电击的持续时间0.0001s。
【知识点】化合反应及其应用、欧姆定律的应用、功的计算公式的应用
【详解】(1)对于反应,该反应是由两种物质N2和O2反应生成一种物质NO,符合 “多变一” 的特点,所以该反应属于化合反应;
(2)根据欧姆定律(其中I是电流,U是电压,R是电阻),已知人体两腿间电压U=200V,人体电阻R = 800Ω,见答案;
(3)已知电流做功W= 0.005J,根据电功公式W=UIt(其中W是电功,U是电压,I是电流,t是时间),可得,见答案。
(2024·浙江·中考真题)自然界中有许多"电鱼",它们身体中的发电器官能产生电。研究表明,某电鱼在水中放电时(图1),身体段可看成电源和电阻两部分串联而成,其余部分和水的电阻为,它们共同构成闭合电路,简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压(即电源电压)为,电阻欧。为获得的大小,研究人员通过在水里加入氯化钠来改变,得到两点间电压和电路中电流的关系,如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同,电鱼电阻不变。请回答:
(1)向水里加入氯化钠,目的是 (填“增大”或“减小”)电阻;
(2)求电鱼放电时电压的大小;
(3)当欧,求电鱼放电时的电功率。
【答案】(1)减小
(2)
(3)
【知识点】欧姆定律的应用、电功率计算式的应用
【详解】(1)向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子,因此向水里加入氯化钠,目的是减小电阻R2。
(2)由图1知道,两电阻串联,由AB间的电压R2为两端的电压,图2知道,当电路中的电流为0.05mA时,R2两端的电压为1.5V,由串联电路的电压特点和欧姆定律知道,电源电压
①
当电路中的电流为0.15mA时,R2两端的电压为0.5V,由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压
②
由①②解得
U=2V
(3)由串联电路的电阻特点知道,此时电路中的总电阻
则电路中的电流
则电鱼放电时R2的电功率
(2023·浙江杭州·中考真题)用两种不同充电桩,对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示,不计充电过程中的能量损失。
充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h
普通充电桩 相同 220 30 10
快充充电桩 600 100 待填
(1)用普通充电桩充满电,消耗的电能为多少千瓦时?
(2)用快充充电桩充满电,需要多少小时?
(3)目前存在普通充电桩充电时间长,充电桩紧缺等问题。为解决此问题,除用快充充电桩充电外,再提出一种设想。
【答案】(1)66kW h ;(2)1.1h ;(3)见解析
【知识点】电功计算公式的应用
【详解】解:(1)用普通充电桩充满电时,消耗的电能为
(2)当用快充充电时,需要的时间为
(3)除用快充充电桩充电外,可以增加充电桩量或给车辆增加太阳能电池板协助充电。
答:(1)用普通充电桩充满电,消耗的电能为;
(2)用快充充电桩充满电,需要;
(3)除用快充充电桩充电外,可以增加充电桩量或给车辆增加太阳能电池板协助充电。
(2023·浙江金华·中考真题)一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段,图甲为多档位咖啡机,图乙是其电路结构简化图,电动机用于磨咖啡豆,、为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示;
额定电压
磨豆功率
加热功率
保温功率
产品规格
(1)若仅闭合,咖啡机的工作状态处于 阶段;
(2)的阻值是多少欧 ( )
(3)小金某次泡制咖啡,只进行了磨豆和加热,其中磨豆用时0.5分钟,加热用时3分钟,则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能 ( )
【答案】 保温 40Ω 2.211×105J
【知识点】电功计算公式的应用、电功率计算式的应用
【详解】(1)[1]若仅闭合S2,此时电路中两个电阻串联,根据电功率公式
可知此时咖啡机的工作状态处于保温状态。
(2)[2]当S2、S3都闭合时,此时电路中只有R1接入电路,此时是加热状态,故R1的阻值为
(3)[3]根据题意可知
(2023·浙江丽水·中考真题)图甲是一款电热服,衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路,、为电热纤维,阻值为5欧;利用配套的锂电池供电,输出电压为5伏;可在低温、中温、高温三挡间切换,高温挡功率为15瓦。
(1)电热服是利用电流的 效应工作的;
(2)电热纤维应具有能导电、抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质,下列材料最适合做电热纤维的是 (填字母);
A.石墨纤维 B.棉纤维 C.细铁丝
(3)求电热服在高温挡工作时通过的电流和的阻值(忽略温度对电阻的影响) 。
【答案】 热 A 1A;2.5Ω
【知识点】电功率计算式的应用、焦耳定律的计算公式及其应用
【详解】(1)[1]电流通过导体时,导体中会产生热量,这种现象叫电流的热效应,电热服是利用电流的热效应工作的。
(2)[2]棉纤维是绝缘体,细铁丝抗氧化、耐腐蚀性能差,容易折断,石墨纤维是制作电热纤维的理想材料,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)[3]当两个开关同时闭合时,两段电阻丝并联,电路的总电阻最小,由可知电路的总功率最大,电热服处于高温挡;通过R1的电流为
此时干路中的电流为
根据并联电路的电流规律得到通过R2的电流
R2的阻值
(2024·浙江·中考真题)某兴趣小组设计了一款自带风力发电机的一体式路灯,其模型及纵截面示意图如图所示。任意方向吹来的风经过灯罩的上、下表面时都会产生上升气流,带动风叶转动而发电。
(1)风力发电机的发电原理是______(填字母);
A.电磁感应 B.电流周围存在磁场 C.通电线圈在磁场中转动
(2)灯罩上方空气流速大,压强 ;
(3)若路灯额定功率为100瓦,风力发电机产生1千瓦时的电能,能使该路灯正常工作 小时。
【答案】(1)A
(2)小
(3)10
【知识点】流体压强与流速的关系、电磁感应、电功率计算式的应用
【详解】(1)电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线,电路中会产生感应电流,风力发电机原理是电磁感应现象,故选A。
(2)流体流速越大的位置,压强越小;灯罩上方空气流速大,压强小。
(3)已知额定功率
路灯正常工作的时间
(2023·浙江衢州·中考真题)小科想购买一个电热水壶,已知他家中电路电压是 220V、室内插座额定电流是 5A,则下列规格的电热水壶适合他家的是( )
选项 额定电压/V 额定功率/W
A 220 1500
B 220 800
C 120 1500
D 120 800
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】电器的电功率
【详解】该插座允许接入的用电器最大功率为
所以不能选购额定功率为1500W的电热水壶;B的额定电压为220V,符合我国家庭电路的电压,D的额定电压为120V,不能直接接入家庭电路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2023·浙江宁波·中考真题)图甲是小宁的哥哥测定小灯泡额定功率的电路,小灯泡上标有“”字样。
(1)测小灯泡电压的电压表有“”、“”两个量程,小宁的哥哥正确选用了“ ”量程;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为,此时,电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为 W;
(3)小宁发现,与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比,哥哥的实验电路多了一根导线。这根导线是 。(用图甲中导线旁的字母表示)
【答案】 1.14 b
【知识点】测定小灯泡的功率
【详解】(1)[1]小灯泡上标有“3.8V”字样,表示额定电压3.8V,大于电压表的0~3V的量程,选择0~15V的量程。
(2)[2]闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为3.8V,此时,电流表的示数如图乙所示,电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A,则灯泡的额定功率
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
(3)[3]图中是灯泡与滑动变阻器的部分电阻并联,而课本上滑动变阻器与灯泡串联,因而把导线b去掉,就与课本电路相同,故多了的一根导线是b。
(2023·浙江宁波·中考真题)小宁以两节串联的干电池为电源,用若干定值电阻和一只电压表来“探究串联电路电压特点”,实验电路如图,测得实验数据如下表。
序号
1 5 1.1 5 1.1 10 2.2
2 5 0.8 10 1.6 15 2.4
3 4 0.5 16 2.0 20 2.5
4 5 0.6 15 1.9 20 2.5
5 8 1.0 12 1.5 20 2.5
(1)分析上述实验数据,除了能得到的规律外,小宁还发现:
①与之间存在着下列关系: 。(用表示)
②当不变时,两端的电压大小不变;当发生变化时,大小 (填“会”或“不会”)变化;
(2)断开开关S,拆除,将和并联后接到之间,闭合开关S。求:
①两点之间的电压为多少?
②内,电流通过做的功为多少?
【答案】 会
【知识点】串、并联电路的电压特点、欧姆定律的应用、电功计算公式的应用
【详解】(1)①[1]由实验数据可知
即串联电路电压之比等于电阻之比。
②[2]由3、4、5次数据可知,不变时,ab两端的电压大小不变,由1、2、3次数据可知,发生变化时,大小会发生变化。
(2)①[3]当与并联时,根据可知
由实验数据可知,此时间的电压为。
②[4]通过R3的电流
内,电流通过做的功为
(2023·浙江温州·中考真题)用图甲电路研究电热与电流的关系,若要比较不同设定电流值时的电热多少,调节电流大小过程中,电热丝已经开始加热,因而会影响实验的准确性。为解决这一问题,小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路,和是阻值都为20欧的电热丝,放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路,使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下:
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度;
②将开关S与“1”连接,调节滑动变阻器,直至电流表示数为0.2安;
③将开关S拨至“2”,使工作50秒,断开开关S,测量并记录 ;
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安,重复上述步骤。记录相关数据,并计算每次升高的温度(可反映电热的多少),整理、的数据如图丙:
(1)将步骤③补充完整;
(2)在答题纸图丙中画出与的关系图像;
(3)小明想改变电热丝阻值,用上述实验中设定的电流值,继续研究电热与电流的关系:保持不变,将更换为30欧的电热丝,重复上述步骤。他的做法是否合理 ,说明理由: 。
【答案】 煤油的温度 不合理 见解析
【知识点】影响电流热效应的因素(焦耳定律)
【详解】(1)[1]由电流的热效应可知,电流通过时,会产生热量,煤油吸收其产生的热量,温度升高,因此步骤③为将开关S拨至“2”,使工作50秒,断开开关S,测量并记录煤油的温度。
(2)[2]根据可知,煤油的比热容一定,质量不变,因此煤油吸收的热量与其温度的变化量成正比;根据焦耳定律可知,在电阻一定和相同的时间内,电流通过导体产生的热量与成正比,由此可知,与应成正比例关系,其图像应为一条过原点的直线,存在实验误差。
(3)[3][4]由于调试电路的电流为设定值时,开关S由“1”拔至“2”,根据欧姆定律可知,通过30欧电热丝的电流不是设定值,电流发生变化,对实验结果产生影响。故小明的想法是不合理的。
(2023·浙江台州·中考真题)我省实施“清凉工程”,为每个教室安装了空调。
(1)安装一台额定电压为220伏,最大功率为5500瓦的空调,需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明,应选择允许通过最大电流至少为多少的导线?
(2)某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦,若连续制冷0.5小时,消耗多少电能?
(3)为落实节能降耗,某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路,实现当气温升至时,衔铁才能被电磁铁吸下,接通空调线路。热敏电阻的阻值随温度变化情况如图乙。实际使用中发现:当气温在上下波动时,空调线路会频繁接通和断开,影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻(如图丙),实现了空调线路接通后,气温降低至以下时才自动切断,回升至后才重新接通。请计算的阻值,并说出“气温从降低至时,空调线路不断开”的工作原理。(电路改进前后,衔铁刚被吸下时,电磁铁线圈中的电流大小不变;线圈电阻忽略不计)
【答案】(1)25安;(2)1.17千瓦时;(3)见解析
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点、电功计算公式的应用、电功率计算式的应用
【详解】解:(1)由题意可知
(2)根据功的公式可知
(3)根据图乙可知,当温度为时
根据图甲可知衔铁刚被吸下时线圈的电流
当温度降为时
此时流过的电流
工作原理:气温升至时,衔铁被吸下,和并联工作。气温从下降到,由于的作用,线圈的电流一直大于等于0.15A,衔铁一直被吸引,空调线路不断开。
(2023·浙江金华·中考真题)在“测量小灯泡额定功率”实验中,同学们进行如下研究;
【实验器材】干电池3节,小灯泡(额定电压为、电阻约为),滑动变阻器(),电流表,电压表,开关,导线若干(所有器材均完好)
【实验方案】将量程为的电压表并联到小灯泡两端,闭合开关,移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光,读出并记录电流表的示数;
(1)实验时若闭合开关,发现灯泡不亮,接下来最合理的操作是 ;
A.更换小灯泡 B.检查电路是否短路 C.观察电流表和电压表的示数
(2)当电压表读数为时,电流表示数如图乙所示,该小灯泡的额定功率为 W;
【实验反思】小金认为,电压表选用量程进行实验,因该量程下每一小格为,读数不够精确,导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用的量程,将其并联到滑动变阻器两端,调节滑片使电压表示数为,即可减小误差;
【实验改进】
于是小金设计了如图丙所示电路图,电压表,选用量程,电压表,选用量程,进行实验,移动滑动变阻器滑片,得到三次实验数据记录如下表;
实验次数 小灯泡两端电压(V) 变阻器两端电压(V) 电流(A)
1 3.0 1.1 0.24
2 3.4 0.7 0.26
3 3.8 0.3 0.28
(3)小金按反思后的思路,利用滑动变阻器两端电压为时所测的数据,计算得到的小灯泡“额定功率”比真实的小灯泡额定功率 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【反思交流】小金发现测得的小灯泡两端电压与滑动变阻器两端的电压之和小于电源电压。带着这一疑问,继续探究……
【答案】 C 1.064 偏小
【知识点】测定小灯泡的功率
【详解】(1)[1]实验时若闭合开关,发现灯泡不亮,接下来应该观察电流表和电压表,看看电流表和电压表是否有示数,根据电流表和电压表的示数来判断电路短路或断路情况,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)[2]当电压表读数为3.8V时,电流表示数如图乙所示,此时的分度值为0.02A,电流表的示数为0.28A,故该小灯泡的额定功率为
(3)[3]根据表格中的数据可知
计算得到的小灯泡“额定功率”比真实的小灯泡额定功率偏小。
(2025·浙江舟山·一模)图中电学仪表可以用来测量( )
A.导体的电阻 B.电路中的电流 C.用电器两端的电压 D.用电器在一段时间内消耗的电能
【答案】D
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法
【详解】由于仪表示数的单位是kW·h,所以,图中仪表为电能表。电能表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表,故ABC不符合题意,D符合题意。
(2024·浙江宁波·三模)3D打印机是一种可快速成型的机器,它的原理是把数据和原料放进3D打印机中,通过逐层打印的方式来构造物体,如图甲所示是一款家用3D打印机,它所使用的丝材原料是PLA塑料,该材料的比热容。
(1)3D打印机喷头主要是利用了电流的 效应;将100g的PLA塑料从20℃加热到80℃,吸收的热量为多少?( )
(2)将该3D打印机单独接入家庭电路中工作40min,图乙中的家用电能表指示灯闪烁了600次,则该打印机的实际功率为多少?( )
(3)3D打印机利用温度传感器可实现对打印机喷头温度的精确测量,其原理简图如图丙所示,图丙中,电磁铁的线圈电阻为40Ω,当电磁铁线圈的电流达到90mA时,衔铁被吸下来。温度传感器R1的阻值随温度的变化情况如表所示。
温度(℃) 30 60 90 120 150 180
电阻(Ω) 140 90 58 40 35 30
若要设置打印机喷头的最高温度为180℃,应将滑动变阻器R2的阻值调至多大?( )
【答案】 热
【知识点】热量的计算、电功率计算式的应用、电能表参数的理解与电能的求法、欧姆定律的应用
【详解】(1)[1]3D打印机喷头将PLA塑料加热到80℃,主要是利用了电流的热效应。
[2]将100g的PLA塑料从20℃加热到80℃,吸收的热量为
(2)[3]将该3D打印机单独接入家庭电路中工作40min,消耗的电能
该打印机的实际功率为
(3)[4]衔铁刚被吸下时,电路中的总电阻
由于要设置打印机喷头的最高温度为180℃,则此时温度传感器;所以滑动变阻器连入电路的电阻
答:(1)3D打印机喷头主要是利用了电流的热效应;将100g的PLA塑料从20℃加热到80℃,吸收的热量为;
(2)该打印机的实际功率为300W;
(3)应将滑动变阻器R2的阻值调至30Ω。
60.(2024·浙江杭州·三模)如图甲所示是小金家的部分家庭电路的电路图,小金在家用甲台灯学习时,突然台灯的灯丝断了,而屋内的照明灯依然正常发光。小金用试电笔检测插座c、d两孔时发现,d孔能使试电笔的氖管发光,c孔不能使试电笔的氖管发光,则甲、乙两根进户线中 (填“甲”或“乙”)是火线,若小金将屋内的照明灯的开关S1断开,用试电笔检测灯两端的a、b两点,会发现 (填“a”、“b”或“都”)能使试电笔的管发光。他家的电能表的铭牌如图乙所示,现只将某用电器单独接在该表上工作20min,电能表转盘转了300圈,则该用电器在上述时间内消耗的电能为 。
【答案】 乙 都 0.1
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法、家庭电路的故障分析
【详解】[1]小金用试电笔检测插座c、d两孔时发现,d孔能使试电笔的氖管发光,即说明乙是火线;c孔不能使试电笔的氖管发光,则说明甲是零线。
[2]由图可知,L1的开关S1与接在零线上,若小金将屋内的照明灯L1的开关S1断开,用试电笔检测L1两端的a、b两点,会发现都能使试电笔的氖管发光,这说明火线没有断,这样连接的电路是危险的。
[3]3000r/(kW h)表示电路中用电器每消耗1kW h电能,电能表的转盘转过3000r,则电能表转盘转了300圈,用电器消耗的电能
(2025·浙江·二模)如图,闭合开关S后,灯L1比 L2亮,由此可确定灯L1( )
A.两端电压更大 B.通过的电流更大 C.灯丝的阻值更大 D.灯丝的长度更长
【答案】B
【知识点】电功率计算式的应用、串、并联电路的电压特点
【详解】A.由实物图可知,电路为并联电路,并联电路支路电压等于电源电压,故A不符合题意;
B.灯比 亮,说明的实际功率更大,由可知,经过的电流更大,故B符合题意;
C.由可知,的电阻小于的电阻,故C不符合题意;
D.灯丝的电阻越长,其它条件相同时,灯丝的电阻越大,由可知,的电阻小于的电阻,故D不符合题意。
(2025·浙江·模拟预测)某实验室使用的电热器有发热电阻丝R1和R2,电源电压为220V,通过开关S1和S2的通断组合,可以实现不同的加热效果。已知在“加热”挡时电热器功率为2420W,在“保温”挡时电热器功率为400W。下列关于该电热器的叙述中,正确的是( )
A.开关S1闭合、S2断开时,电热器处于“加热”挡
B.在“加热”挡时,R1的功率为2420W,R2的功率为400W
C.在“保温”挡时,R1的功率为400W
D.在“保温”挡运行10min时,电热器需消耗240000J的电能
【答案】D
【详解】AC.由图可知,当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,电加热器处于加热挡;当开关S1闭合、S2断开时,只有R2工作,电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,电加热器处于保温挡,在“保温”挡时,R1的功率为零,故AC错误;
B.根据并联电路特点可知,加热挡工作时R2的电功率即为电加热器保温挡的功率,即加热挡工作时,R2的功率为400W,加热挡工作时R1的电功率P1=P加热-P保温=2420W-400W=2020W
故B错误;
D.在“保温”挡运行10min时,电热器需消耗的电能W=P保温t=400W×10×60s=240000J,故D正确。
(2025·浙江台州·二模)如图是小科同学所做实验的电路图,由于所选的小灯泡铭牌模糊不清,仅根据图中所提供的器材,他可以( )
A.测量小灯泡消耗的电能
B.测量小灯泡正常发光时的电阻
C.研究小灯泡亮度与实际功率的关系
D.研究通过小灯泡的电流与其两端电压的关系
【答案】C
【知识点】电功计算公式的应用
【详解】A.测量小灯泡消耗的电能,根据公式W=Pt=UIt,需要知道小灯泡两端的电压、通过的电流以及通电时间。虽然电路中有电压表和电流表可以测量电压和电流,但缺少测量时间的工具(如秒表),所以仅根据图中所提供的器材不能测量小灯泡消耗的电能,故A不符合题意;
B.测量小灯泡正常发光时的电阻,需要知道小灯泡正常发光时的电压和电流,然后根据来计算电阻。要使小灯泡正常发光,需要知道小灯泡的额定电压,而题目中说小灯泡铭牌模糊不清,即不知道其额定电压,也就无法让小灯泡正常发光,所以不能测量小灯泡正常发光时的电阻,故B不符合题意;
C.移动滑动变阻器,改变灯泡电压和电流,可计算实际功率(P=UI ),同时观察亮度变化,能研究亮度与实际功率的关系,故C符合题意;
D.灯泡电阻随温度变化(电压改变,温度变,电阻变 ),不能控制电阻不变,无法研究电流与电压的线性关系(欧姆定律条件是电阻不变 ),故D不符合题意。
(2025·浙江杭州·一模)2025年央视春晚舞台上,H1人形机器人以《秧BOT》舞蹈惊艳亮相。该机器人身高1.8m,质量47kg,搭载自主研发的360°全景深感知系统,能完成高精度复杂动作,其参数如下。
参数名称 数值
最大行走速度 3.3m/s
单脚触地面积 0.02m2
额定功率 1000W
(1)机器人到舞台的距离为16.5m,它以最大行走速度到舞台所需时间为 s。
(2)机器人单脚站立时对舞台的压强为 Pa。
(3)机器人在春晚表演中连续正常工作3分钟,此过程中消耗的电能为 J。
【答案】(1)5
(2)
(3)
【知识点】电功率计算式的应用、压强的大小及其计算、速度公式及其应用
【详解】(1)由表格数据可知,机器人的最大行走速度,由可知,它以最大行走速度到舞台所需时间
(2)机器人站立时对舞台的压力
机器人单脚站立时对舞台的压强;
(3)由表格数据可知,机器人的额定功率为1000W,机器人消耗的电能。
(2025·浙江宁波·一模)如图甲所示电路,电源电压不变。闭合开关S,电压表示数为6伏;将滑动变阻器的滑片从右端向左移动至某点的过程中,记录两个电流表的示数,并绘制如图乙所示图像。则( )
A.定值电阻R1的阻值为12欧 B.滑动变阻器R2的最大值为20欧
C.A点纵坐标表示通过R1的电流大小 D.C点时电路消耗的总功率为3瓦
【答案】C
【知识点】欧姆定律的应用、电路的动态分析、电功率计算式的应用
【详解】C.根据甲图可知,定值电阻R1与变阻器R2并联,电流表A1测干路电流,A2测通过变阻器的电流。根据并联电路的电流规律可知,A1的示数大于A2的示数;根据乙图可知,当A2的示数为0.2A时,A1的示数为0.3A;那么乙图中横轴表示通过变阻器R2的电流,纵轴表示干路电流。A点时变阻器的电流为零,那么此时干路电流等于通过R1的电流,故C符合题意;
A.当A2的示数为0.2A时,A1的示数为0.3A;通过R1的电流为I1=I总-I2=0.3A-0.2A=0.1A
则R1的阻值为
故A不符合题意;
B.由于无法确定变阻器阻值最大时干路电流,那么无法计算此时通过变阻器的电流,因此无法计算变阻器的最大阻值,故B不符合题意;
D.C点时干路电流
此时电路的总功率为
故D不符合题意。
故选C。
(2025·浙江·月考)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为60欧,电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中,测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.R2的滑片向左滑动时,电流表和电压表的示数都变大
B.电源电压为12V
C.R1的电功率变化范围是1.2~10.8W
D.电流为0.6A时,2min内电流通过R1产生的热量是648J
【答案】C
【知识点】电路的动态分析、电功率计算式的应用、欧姆定律的应用
【详解】由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.R2的滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,根据串联电路的电压分配特点可知电压表示数变小,故A错误;
B.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图像可知最大和最小电流分别为I最小=0.2A;I最大=0.6A,
由及串联电路的电压规律可得U=I最小(R1+R2)=0.2A×(R1+60Ω)①,U=I最大R1=0.6A×R1 ②
联立①②得R1=30Ω,U=18V,故B错误;
C.当电路中电流最小为0.2A时,功率最小为P1最小=I最小2R1=(0.2A)2×30Ω=1.2W
当电路中电流最大为0.6A时,功率最大为P1最大=I最大2R1=(0.6A)2×30Ω=10.8W
所以,R1的电功率变化范围是1.2~10.8W,故C正确;
D.R1产生的热量Q1=I最大2R1t=(0.6A)2×30Ω×2×60s=1296J
故D错误。
(2025·浙江宁波·月考)已知图甲中滑动变阻器最大阻值为,图乙为一个等边三角形电阻,由一根导线和两段阻值为1:2的金属材料制成。当滑动变阻器连入电路的阻值为时,将两触头直接接触,闭合开关,电流表示数为0.6A;将两触头分别接触图乙中a、c两点,两表示数不发生变化;将两触头分别接触a、b两点,电流表示数变为0.4A。下列说法错误的是( )
A.三角形电阻中ab段电阻可能是bc段的两倍
B.两触头分别接触a、b时,移动滑片P到最左端,电流表示数为1.2A
C.两触头分别接触b、c时,移动滑片P,滑动变阻器消耗的最大功率为3.6W
D.两触头分别接触a、c时,移动滑片P到最右端,整个电路的总功率为2.4W
【答案】D
【知识点】欧姆定律的应用、电功率计算式的应用
【详解】A.将两触头分别接触图乙中a、c两点,两表示数不发生变化,说明相等于在电路中接入导线,因此ac是导线,将两触头分别接触a、b两点,此时两电阻并联,再与变阻器串联,根据电流的大小,无法判断ab段和bc段阻值的大小,因此三角形电阻中ab段电阻可能是bc段的两倍,故A正确,不符合题意;
B.当滑动变阻器连入电路的阻值为时,将两触头直接接触,闭合开关,电流表示数为0.6A,可得电源电压为:,将两触头分别接触a、b两点,电流表示数变为0.4A,此时电路中的总电阻为:,变阻器接入电路中的总电阻为,则两段阻值并联的总电阻为:,已知两段阻值之比为1:2,则两电阻的阻值分别为:
两触头分别接触a、b时,移动滑片P到最左端,电路为两定值电阻并联,电流表测干路电流,已知两电阻并联的总电阻为
10Ω,电流表示数为:,故B正确,不符合题意;
C.两触头分别接触b、c时,电路为两电阻并联,再与变阻器串联,两电阻并联的总电阻为10Ω,可得变阻器两端的电功率为:,结合二次函数的最值可知,当电流为0.6A时,变阻器的电功率最大为3.6W,故C正确,不符合题意;
D.两触头分别接触a、c时,移动滑片P到最右端,此时电路为变阻器单独串联,且接入电路中的阻值最大,则电路中的总功率为:,故D错误,符合题意。
故选D。
(2025·浙江杭州·月考)如图甲所示电路,电源电压不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时,电压表的示数为2V,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V B.R的电阻为5Ω
C.闭合S时,R消耗的电功率为3.6W D.闭合S,电路的总功率为6W
【答案】C
【知识点】电功率计算式的应用、欧姆定律的应用
【详解】AB.闭合S时,R与L串联,电压表测L电压,此时电压表示数为2V,根据乙图可知此时电流为0.6A;图中R电压4V时,电流为0.4A,电阻为
根据串联电路的特点知,R的电流也是0.6A,R的电压
U=I'R=0.6A×10Ω=6V
根据串联电路电压规律知,电源电压
U电=UL+U=2V+6V=8V
故AB错误;
C.闭合S时,R消耗的电功率
P=UI =6V×0.6A=3.6W
故C正确;
D.闭合S时,电路的总功率
P=U电I =8V×0.6A=4.8W
故D错误。
(2024·浙江宁波·三模)图像是表征事物的一种方法。小刚用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率,将滑片从b端移至a端,记录下多组电流表和电压表的数据并描绘出如图乙所示的I-U图像。若U1表示此时灯泡两端的电压,S3表示此时滑动变阻器所消耗的电功率,则此时小灯泡的电功率可表示为( )
A.S1 B.S2 C.S1+S2 D.S1+S3
【答案】A
【知识点】电功率计算式的应用
【详解】如图甲。灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器滑到a端时,电压表的示数为电源电压U2,此时电路中电流最大;若U1表示此时灯泡两端的电压,此时通过灯泡的电流与通过滑动变阻器的电流相等,此时滑动变阻器所消耗的电功率
此时灯泡的电功率
因此小灯泡的电功率可表示为S1,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(2023·浙江·一模)为了探究滑动变阻器的电流、电压关系,某科学兴趣小组的同学,按照如图甲的电路进行实验。组装好电路后,闭合开关,让滑片P从最右端开始向左滑动,滑片P到最右端的距离为x,同时观察电压表、电流表的示数,记录数据并绘制图像。电压表读数U与x的关系如图乙所示,电流表读数Ⅰ与x的关系如图丙所示。以下说法中正确的是( )
①定值电阻R0的阻值为10欧
②x=5cm时,R0消耗的电功率为0.045瓦
③滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是28欧
④若电流表的量程为0~3安,则此电路的最大功率可达9瓦
A.只有①②正确 B.只有②③正确 C.只有②④正确 D.只有③④正确
【答案】B
【知识点】欧姆定律的应用、电功率、电功率计算式的应用
【详解】①据甲图可知吗,电路为串联电路,电压表测滑动变阻器两端电压,根据乙、丙两图可知当x=5cm时,电路中的电流为0.15A,电压表的示数为2.7V,则电源电压可表示为
-----------①
当x=10cm时,电路中的电流为0.3A,电压表的示数为2.4V,则电源电压可表示为
-----------②
联立①②解得,,故①错误;
②当x=5cm时,R0消耗的电功率为
故②正确;
③由图乙可知,当x<5cm时,电压表示数保持3.0V不变,电路中电流为0,所以电源电压为3.0V,滑动变阻器电阻丝的断路处在距变阻器最右端5cm;
当x=5cm时,滑动变阻器接入电路中的电阻
当x=10cm时,电压表示数U2=2.4V,电流表示数,则
则滑动变阻器的滑片滑动5cm时电阻的改变量是
所以滑动变阻器没有断路时的总电阻值
故③正确;
④根据可知,当电路中电阻最小时即电路为R0单独串联,电路中的总功率最大,且此时电路中的电流未超过电流表的量程,所以可得最大电功率为
故④错误,故B正确,ACD错误。
(2025·浙江杭州·二模)电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点,是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅,图乙是该型号的参数,图丙是其内部电路的简化图,R1,R2为电热丝。
(1)当电压力锅处于保温状态时,开关S处于 状态。(选填“闭合”或“断开”)
(2)加热时电压力锅的电阻大小为多少?
(3)图丁表示电压力锅在额定电压下工作时,电功率与时间的关系。图中阴影部分面积表示什么,并列式计算它的大小。
(4)不计热量损失,根据图丁数据,在加热状态时可以使20℃的5升水温度升高多少℃?[ρ水=1.0×103千克/米3,c水=4.2×103焦/(千克℃)]
【答案】(1)断开
(2)48.4Ω
(3)见解析
(4)40℃
【知识点】电功计算公式的应用、电功率计算式的应用、热量的计算
【详解】(1)由图乙可知,当开关S断开时,R1、R2串联,根据串联电路的特点可知,此时电路的总电阻较大,由可知,电路的总功率较小,电压力锅处于保温状态;当开关S闭合时,只有R2工作,电路的总电阻较小,由可知,电路的总功率较大,电压力锅处于加热状态。
(2)由表格数据可知,压力锅的加热功率P加热=1000W,加热时电压力锅的电阻
(3)图丙为电功率与时间的关系图像,则图中阴影部分面积表示横坐标和纵坐标的乘积,所以根据W=Pt可知,图中阴影部分面积表示的物理量表示工作14分钟消耗的电能,电压力锅消耗的电能W=Pt=1.0×1000W×14×60s=8.4×105J
(4)不计热量损失,水吸收的热量Q吸=W=8.4×105J
水的质量m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg
由Q吸=cmΔt可知,水升高的温度
(2025·浙江绍兴·二模)糖画是我国的一种传统民间手工艺,它亦糖亦画,可观可食,深受小朋友的喜爱。图甲是某款3D糖画打印笔进行绘画的场景,将糖装入打印笔,通电后笔内电热丝发热,糖受热后挤出,在空气中迅速冷却,最后凝固成型。图乙是打印笔的内部简化电路,电源电压为220V, R1和 为发热电阻丝(电阻丝电阻随温度变化忽略不计)。图丙是某次打印糖画时,打印笔的电功率与时间的关系图像。
(1)若要快速打印(高功率),需要闭合开关 ;
(2)求 的阻值;
(3)计算该次打印糖画消耗的电能。
【答案】(1)S1、S2
(2)
(3)
【知识点】电功率计算式的应用、电功计算公式的应用
【详解】(1)据乙图可知,同时闭合两个开关,被短路,电路为R1单独串联,电路中总电阻最小,由可知,此时的电功率最大,为高功率档位。
(2)据丙图可知,高功率挡,电功率为22W,则的阻值为
当S1闭合,S2断开时,电路为两电阻串联,此时电路中的总电阻最大,根据可知,电功率最小为低功率挡,丙图中低功率挡的电功率为10W,电路中的总电阻为
的阻值为
(3)该次打印糖画消耗的电能为
(2024·浙江·三模)为了应对冬天的寒冷,目前市场上出现了很多款用碳纤维材料制成的取暖器,如图甲所示,其内部结构如图乙所示,R1,R2为定值电阻,当闭合不同开关时,可以得到不同的挡位,如下表所示:
开关状态 S1闭合、S2接a S1闭合、S2接b (1)______
温度挡位 高温 中温 低温
电功率/瓦 2200 1100 550
(1)将表格中所缺的内容填写完整 。
(2)R1的阻值是 欧。
(3)小科对该取暖器表格中所标的功率产生怀疑,他用所学知识进行如下实验:关掉家里其他用电器,只让取暖器在高温挡单独工作,观察到家中的电能表标着“1200imp/(kWh)”,且在1分钟内电能表指示灯闪烁了36次。请帮助他计算出取暖器在高温挡工作时的实际功率,如与额定功率有差异,请写出一种可能原因 。(写出计算过程)
【答案】 S1断开,S2接b 44 见解析
【知识点】电功率计算式的应用、电能表参数的理解与电能的求法
【详解】(1)[1]由得,在电压一定时,电阻越大,功率越小,电阻越小, 功率越大,当S1断开,S2接b时,R1与R2串联,电阻最大,功率最小,为低温挡。
(2)[2]当S1闭合,S2接b时,电路中只有R1,为中温挡,则R1的阻值是
(3)[3]根据题意得
则在1分钟内消耗的电能W=0.03kW·h,取暖器在高温挡工作时的实际功率
实际功率与额定功率有差异,原因:家庭电压低于220伏;使用时间过长,电阻阻值变大(合理即可)。
(2025·浙江·模拟预测)一款便携式恒温杯,不仅拥有加热与保温两大功能,还能精确调控温度,并配有高性能快充技术。图甲是“恒温杯”电路结构简化图:R1为用于加热的发热电阻,R2为用于维持温度的保温电阻,控制电路中电源电压为3V,Rt的电阻随温度的变化情况如图乙所示。该恒温杯铭牌部分参数如下表所示。
标准充电 闪电快充 电池容量 电池电压
5V 2A 12V 3A 5000mA·h 7.4V
请回答:
(1)闪电快充给恒温杯充满电需要多长时间?
(2)当恒温杯的水温达到设定的温度值30摄氏度时,衔铁吸下使电路切换到保温状态。已知此时滑动变阻器的接入阻值为10欧姆,请问此时控制电路中的电流是多少?
(3)小科需要用更热的水泡一杯咖啡,要使恒温壶保温温度设定在40℃,在保持衔铁吸下的设定电流不变的情况下,合理的操作方法是 (任写一点)。
【答案】(1)3700s
(2)100mA
(3)见解析
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点、电功计算公式的应用、电功率计算式的应用
【详解】(1)电池储存的电能
闪电快充充电功率
则充满电需要的时间
(2)控制电路电源电压为3V。温度为30℃ 时,由图乙可知,Rt =20Ω。滑动变阻器R=10Ω。控制电路为串联电路,则R总 =Rt +R=20Ω+10Ω=30Ω
此时控制电路中的电流
(3)衔铁吸下的设定电流不变,即控制电路的电流 I 不变。控制电路为串联电路,则电路中的电流。要提高保温温度(从 30℃ 提高到 40℃),由图乙可知, Rt 随温度升高而减小,即 Rt 减小。控制电路电源电压不变,为保持 I 不变,需增大R滑。即将滑动变阻器的滑片向左移动,增大接入电阻。
(2025·浙江金华·二模)2025年3月6日,“方舟40”无人机搭载货物,仅用16分钟跨越11公里完成商品配送,标志着杭州市消费级无人机物流首飞成功。
参数 工作电压 额定功率 电池总容量
数值 12V 120W 3000mAh
(1)无人机在行驶时,其驱动系统的能量转化为:电能转化为 ;
(2)小科也买了一台无人机,铭牌上的部分参数如上表。该无人机正常工作时电流为多少
(3)电池总容量3000mAh表示在12V电压下以3000mA 电流放电可持续1小时。若上述无人机电池实际可用容量为标注容量的90%,且无人机仅以额定功率工作,求满电状态下无人机能正常工作多长时间
【答案】(1)机械能和内能
(2)
(3)
【知识点】能量的相互转化和转移、电功率计算式的应用、电功计算公式的应用
【详解】(1)无人机在行驶时,消耗电能,获得了机械能和内能,可知是将电能转化为机械能和内能。
(2)该无人机正常工作时电流为
(3)电池总电能为
满电状态下无人机能正常工作的时间为
2024·浙江温州·二模)在探究“电功率与电压、电流关系”的实验中,有“2.5V0.3A”“3.8V0.3A”不同规格的小灯泡若干。
(1)图乙中电压表的示数为 V;
(2)小实按图甲连接电路后,闭合开关,发现两灯都不亮,灯泡两端电压较大,灯泡两端电压为零。则电路的故障可能是 ;
(3)排除故障后,小实利用图甲所示的电路探究“电功率跟电压的关系”,得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是
(4)为了探究“电功率与电流的关系”,小实选用一只“2.5V;0.3A”的小灯泡,设计的电路如图丙所示,实验中多次改变滑片的位置,收集的数据如表所示:
实验次数 1 2 3 4
电流I/安 0.21 0.23 0.30 0.32
灯泡亮度 微亮 较亮 正常发光 非常亮
小实根据实验过程中的相关信息得到的结论是:通过用电器的电流越大,电功率越大。你认为是否合理,判断并说明理由。
【答案】 3.5 L1断路 灯泡两端电压越大,灯泡的亮度越亮 见解析
【知识点】测定小灯泡的功率、小灯泡的电功率跟哪些因素有关
【详解】(1)[1]根据题意两灯泡规格的电压大于小量程,因此电压表选择大量程,分度值为0.1V,读数为3.5V。
(2)[2]串联电路中灯泡不亮,说明电路中无电流,电路发生断路,此时灯泡L1两端电压较大,灯泡L1发生断路,测L1两端的电压表串联接入电路,测电源电压。
(3)[3]实验中,当灯泡两端越大时,灯泡的亮度越亮,说明灯泡的电功率越大。
(3)[4]要探究“电功率与电流的关系”,需控制用电器两端的电压相同,实验中小实多次改变滑片的位置,电路中的电流变化时小灯泡两端的电压也会发 生变化,因此实验这样操作不合理。
(2024·浙江·一模)某同学利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率(已知电源电压3V,小灯泡的额定电压2.5V)。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整;
(2)闭合开关发现电压表、电流表指针处于图乙所示位置,此时灯泡 (选填“不发光”、“正常发光”或“比正常亮”);
(3)故障排除后,从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡U-I图象如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 。
【答案】 或 不发光 0.75W
【知识点】测定小灯泡的功率、电功率计算式的应用、小灯泡的电功率跟哪些因素有关
【详解】(1)[1]根据题意可知,电路为串联电路,电压表测灯泡两端电压,因此需要把灯泡和电压表并联,如图所示:
(2)[2]由图乙可知,电流表的示数为0,因此灯泡不发光。
(3)[3]丙图中当灯泡电压为2.5V时,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
(2025·浙江·一模)小塘测量小灯泡的功率,利用实验器材和实验过程如下:
实验器材 相应参数 实验器材 相应参数
小灯泡 额定电压2.5V,电阻约10Ω 滑动变阻器 ?
电流表 量程为0~0.6A和0~3A 电源 电压5V保持不变
电压表 量程为0~3A和0~15V 导线 若干
开关 单刀单掷
(1)移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表的示数为0,则出现故障的原因可能是 ;
(2)排除故障完善电路后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,根据所测量数据做出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图乙,小灯泡的额定功率为 W;
(3)实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 ;
A.5Ω 2A B.30Ω 1A C.40Ω 0.2A
(4)若图乙中的阴影部分表示电压表为2.0V时,小灯泡消耗的实际功率大小,请帮助小组同学在图中表示出此时滑动变阻器实际消耗功率的区域(该区域用斜线涂黑)。
【答案】(1)灯泡短路
(2)0.625
(3)B
(4)
【知识点】测定小灯泡的功率
【详解】(1)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压表的示数为零,说明电压表并联部分短路,即小灯泡短路。
(2)由I-U图像可得,小灯泡在额定电压2.5V下的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为P额= U额I额= 2.5V×0.25A= 0.625W
(3)根据I-U图像知,小灯泡在额定电压2.5V下的电流为0.25A,由串联电路的规律及欧姆定律,此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为
则滑动变阻器阻值至少为10Ω,电流至少允许0.25A,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)若图中的阴影部分表示电压表为2.0V时,灯泡消耗的实际功率大小,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压为U'=U -2V
根据串联电路电流特点,通过滑动变阻器的电流与小灯泡的电流相同,由P=UI可知,滑动变阻器的电功率为P'=U'I=(U-2V)I
(2024·浙江嘉兴·一模)小嘉利用如图甲所示的电路图来测量小灯泡的电功率。其中电源电压为3V,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)仪器连接完成后,小嘉进行实验并开始记录数据,得到小灯泡U-I图像如乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(2)完成实验后小嘉同学进行了反思,如果电压表损坏了,能不能用其他实验器材来完成实验呢?经过思考,他选用了一个定值电阻(R0=10Ω),并设计了如图丙所示的电路,请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S1,将S2拨到触点“1”,为确保R0两端的电压为2.5V,移动滑动变阻器滑片,使电流表的示数为 A;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,再将开关S2拨到触点“2”,读出电流表的示数I;
③小灯泡的额定功率表达式为P额= (用已知量和测量量表示)。
【答案】 0.5 0.25
【知识点】小灯泡的电功率跟哪些因素有关
【详解】(1)[1]由小灯泡的U-I图像可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则小灯泡额定功率为
(2)①[2]根据实验步骤可知:①闭合开关S1,将S2拨到触点“1”,为确保R0两端的电压为2.5V,使电流表的示数为
③[3]在步骤①中,灯泡和R0并联,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律,定值电阻两端的电压为
根据并联电路电压的规律,灯两端的电压为额定电压,此时灯正常发光;在步骤②中,电流表测灯与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流
则灯泡额定功率的表达式为
(2025·浙江宁波·一模)小蛟用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是3.8V。
(1)图甲中有一根导线接错了,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线
(2)开关闭合前,小蛟发现电流表的指针如图乙所示,他指出了问题是
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表和电压表都有较小的示数,且无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数都不变,造成这一现象的原因可能是
(4)正确连接后,小灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
【答案】(1)
(2)电流表指针没有调零
(3)见解析
(4)1.14
【知识点】测定小灯泡的功率、电功率计算式的应用
【详解】(1)原电路中,电压表串联在电路中是错误的,应灯泡与滑动变阻器串联,电压表并联在小灯泡两端测小灯泡两端电压;连接滑动变阻器与灯泡的接线柱的导线错误,将连接滑动变阻器右上接线柱的导线改接到电压表的“3”接线柱
(2)如图乙所示,开关闭合前,电流表指针在零刻线的左侧,原因是电流表指针没有调零。
(3)连接好电路,闭合开关,电流表和电压表都有较小示数,且移动滑动变阻器滑片示数不变,说明电路中的电阻较大,且滑动变阻器不能改变接入电路的电阻,原因是将滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路,此时滑动变阻器相当于定值电阻。
(4)小灯泡额定电压为3.8V,由图丙知,电流表量程,分度值0.02A,读数为0.3A,则通过灯泡的电流为0.3A;根据可得小灯泡额定功率
(2025·浙江·一模)小科进行了如下电学实验。
(1)正确连接电路后,闭合开关S,小灯泡不亮,电压表和电流表均有示数,可能是小灯泡__________;
A.短路 B.开路 C.实际功率太小
(2)调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电功率为 W;
(3)将以上实验的小灯泡更换成不同阻值的定值电阻,闭合开关并移动滑片,使定值电阻两端电压始终保持不变,记录每次的电流值和电阻值。据此推测,该实验是在研究 的关系;
(4)下表是小科测得的数据,据表中数据判断,小科连接的实验电路是下图中__________;
实验次数 1 2 3 4
电压U(V) 2.5 2.0 1.5 1.0
电流I(A) 008 0.10 0.14 0.18
A. B.C. D.
【答案】(1)C
(2)0.4
(3)电流与电阻
(4)C
【知识点】测定小灯泡的功率、探究电流与电压、电阻的关系实验、欧姆定律的应用
【详解】(1)正确连接电路后,闭合开关S,电压表和电流表均有示数,电路为通路,小灯泡不亮,可能是小灯泡实际功率太小,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2V,电流表示数如图乙所示,分度值为0.02A,示数为0.2A,此时小灯泡的电功率为
(3)将以上实验的小灯泡更换成不同阻值的定值电阻,闭合开关并移动滑片,使定值电阻两端电压始终保持不变,记录每次的电流值和电阻值。据此推测,该实验是在研究电流与电阻的关系。
(4)A和D选项中,电压表测电源电压,示数不变,本实验中,当电路的电流变大时,根据U=IR知道,电阻的电压变大,由串联电路电压的规律知道,变阻器的电压变小,据表中数据判断电压表并联在变阻器两端了,小科连接的实验电路是如图中C。
(2025·浙江嘉兴·一模)小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关,下列能支持她猜想的现象是( )
A.接线板上接入的用电器越多,导线越容易发热
B.正常工作时,“36V54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
C.电热水壶加热水时,水沸腾前,加热时间越长,温度越高
D.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热
【答案】D
【知识点】影响电流热效应的因素(焦耳定律)
【详解】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,探究电流产生的热量与电阻大小有关,控制电流和通电时间相同,改变导体的电阻大小。
A.接线板上接入的用电器越多,总功率越大,由可知导线中的电流越大,没有控制电流相同,故A不符合题意;
B.正常工作时,“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮,两灯的实际功率分别为54W和6W,由可知,此时两个灯泡的电流是不同的,没有控制电流相同,故B不符合题意;
C.电热水壶加热水时,水沸腾前,加热时间越长,温度越高,说明电流产生的热量与时间长短有关,故C不符合题意;
D.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热,此时电熨斗中电流和通电时间相同,电阻不同,电流产生的热量与电阻大小有关,故D符合题意。
故选D。
(2025·浙江·一模)如图为探究电流热效应的装置,甲乙两套装置中各有两个相同的透明容器,其中密封着液体和一段电阻丝(阻值在图中已标出),U形管中装有等量的液体,接通电源,观察现象.下列说法不正确的是( )
A.图甲探究的是电流的热效应与电阻大小的关系
B.图乙探究的是电流的热效应与电流强弱的关系
C.本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法
D.实验不需要控制容器内的液体质量和种类相同
【答案】D
【知识点】影响电流热效应的因素(焦耳定律)
【详解】A.如图甲,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电阻的关系,故A正确,不符合题意;
B.图乙装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I左>I右内,容器内的导体电阻相同,通电相同时间,电流不同,探究的是电流的热效应与电流强弱的关系,故B正确,不符合题意;
C.探究电流产生热量跟电阻的关系时,控制电流和通电时间相同,探究电流产生热量跟电流的关系时,控制电阻和通电时间相同,采用了控制变量法;电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但电阻丝对容器中的空气加热时,空气温度升高体积膨胀,引起U型管中液柱高度的变化,所以通过液面高度差的变化来反映电阻丝产生热量的多少,采用了转换法,故C正确,不符合题意;
D.实验中通过U型管中液柱高度的变化来判断电流通过导体产生热量的多少,所以需要控制容器内的液体质量和种类相同,由p=ρgh得,当液面高度差不同时,压强不同,表示盒中空气的温度不同,即电流产生的热量不同,故D错误,符合题意。
故选D。
(2025·浙江台州·一模)某同学用如图所示装置探究电流通过导体产生的热量与导体电阻、电流大小的关系。甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油,瓶内电阻的阻值分别为5欧和10欧,A、B是相同的玻璃管,管内初始液面位置相同。
实验一:闭合开关,通电1分钟记录液面上升的高度,分别记作和.
实验二:断开开关,当两根玻璃管中的液面降回到原来的高度后,减小滑动变阻器连入电路的阻值。再闭合开关,通电1分钟记录液面上升的高度,分别记作和.
(1)除电流表和秒表外,本实验中还需要用到的测量工具为 。
(2)实验中,将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时 相同。
(3)多次重复实验均发现,则可以得出的结论为 。
(4)该同学将玻璃管换成温度计,重新实验,测得数据如表所示,得出“在通电时间不变时,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比”的结论,则表中的值为 。
实验序号 电流表读数 4分钟后甲瓶升高的温度/℃ 4分钟后乙瓶升高的温度/℃
1 1 5.0 10.0
2 1.5
3 2 20.0 40.0
…… …… …… ……
【答案】(1)刻度尺
(2)电流大小和时间(没写时间不扣分)
(3)在通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大、导体电阻越大,则电流通过导体产生的热量越多
(4)22.5
【知识点】影响电流热效应的因素(焦耳定律)
【详解】(1)实验要记录液面上升的高度,除电流表和秒表外,本实验中还需要用到的测量工具为刻度尺。
(2)探究电流通过导体产生的热量与导体电阻、电流大小的关系,实验运用控制变量法。串联电路,电流处处相等,由焦耳定律可知,实验中,将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时电流大小和时间相同。
(3)多次重复实验均发现,由可知,减小滑动变阻器连入电路的阻值,电路中电流变大,液面上升的高度,产生热量变多。由可知,电阻越大,液面上升的高度,产生热量变多。综上所述,可以得出的结论为在通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大、导体电阻越大,则电流通过导体产生的热量越多。
(4)由“在通电时间不变时,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比”的结论可得,产生的热量为,由得,已知R,t,c,m均不变,当电流表读数为1时,4分钟后乙瓶升高的温度为10℃,故电流表读数为1.5时,4分钟后乙瓶升高的温度为22.5℃。
(2025·浙江宁波·一模)加在某电动机上的电压是 U,电动机消耗的电功率为 P,电动机线圈的电阻为 r,则电动机线圈上消耗的电热功率为( )
A.P B. C. D.
【答案】C
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用、电功率计算式的应用
【详解】由得,电动机的电流
电动机线圈上消耗的电热功率为
故ABD不符合题意,C符合题意。
(2025·浙江台州·二模)大陈岛以“绿氢”为发展方向,打造以风电为主的生产模式。
(1)现有一台风力发电机,若叶片按图示方向转动,右侧应安装 (填“A”“B”或“C”)叶片;
(2)发电机是根据 原理制成的。发电机工作时,电流通过线圈会发热。若线圈电阻R=90欧,通过的电流I=100安,则1分钟电流能产生 焦热量。
【答案】(1)A
(2) 电磁感应
【知识点】电功计算公式的应用、电磁感应、流体压强与流速的关系
【详解】(1)流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。由图可知,叶片按顺时针方向转动,则右侧叶片应受到空气向下的合力作用,所以叶片上方的空气流速应比下方的空气流速小,这样叶片上表面受到的空气压强比下表面的空气压强大,从而产生向下压力差,则在形状上,叶片的上表面平整、下表面凸起,故A符合题意。
(2)[1]发电机工作时,将机械能转化为电能,是根据电磁感应原理制成的。
[2]1分钟电流产生的热量
(2025·浙江宁波·模拟预测)图1是某电压力锅的实物图,图2是它的电路图。其中,S1为定时开关,S2为压力开关,锅内压强低于160kPa时,S2闭合,当锅内压强达到180kPa时, 断开; R1、R2均为发热电阻,,。闭合开关S1,电压力锅开始加热升压,当锅内气压到达180kPa时,电压力锅进入保压状态,直至断开, 电压力锅加热结束。S1已知电压力锅盖横截面积为300cm2。
(1)当升压刚结束时,电压力锅内气体对锅盖的压力为 。
(2)某同学从铭牌上得知该电饭锅能效等级为三级,国家标准中规定三级能效的热效率值范围为(热效率是指以最大功率加热时,水吸收的内能与高压锅消耗电能的比值)。为测试该高压锅能效等级是否符合,该同学在高压锅内加入0.8kg 、26℃的水,用220V的电源电压进行加热。锅内气压与加热时间如图3所示:水的沸点与气压关系如表所示。请根据以上信息,通过计算判断该电高压锅的能效等级是否符合三级要求。
气压/千帕 100 120 140 160 180 200.
沸点/℃ 100 104 109 113 116 120
【答案】(1)
(2)符合
【知识点】热量的计算、电功率计算式的应用、电功计算公式的应用、压强的大小及其计算
【详解】(1)当升压刚结束时,锅内压强达到180kPa,电压力锅内气体对锅盖的压力为
(2)升压过程中,0.8kg 、26℃的水加热到在180kPa沸腾时吸收的热量
此过程中加热电路S1、S2都闭合,电路为R1的简单电路,电路的功率
消耗的电能
热效率的值
通过计算该电高压锅的能效等级符合三级要求。
(2025·浙江·一模)如图所示,水底有一块体积100cm 的铝块。现用一电源电压为6V的电动机把浸没在水中的铝块提出水面,离开水面后,铝块3s内匀速提升了1m,电路中的电流为0.2A。已知铝的密度为2.7×10 kg/m ,铝块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。求:
(1)铝块浸没在水中受到的浮力。
(2)铝块的重力。
(3)铝块离开水面后,电动机工作1s内产生的电热。
(4)电动机线圈阻值。
【详解】(1)铝块浸没时受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N
(2)铝块的质量为m=ρ铝V=2.7×103kg/m3×100×10-6m3=0.27kg
铝块的重力为G=mg=0.27kg×10N/kg=2.7N
(3)铝块离开水面后,1s电动机对铝块做的功为W=Gh=2.7N×1m=0.9J
电动机消耗的电能为W′=UIt=6V×0.2A×1s=1.2J
电动机工作1s内产生的电热为Q=W′-W=1.2J-0.9J=0.3J
(4)根据得电动机线圈阻值为
(2025·浙江丽水·一模)国道318“超充绿廊”已成功投入试运行,缓解了新能源车主的里程焦虑。该站配备华为全液冷超级充电桩,最大充电电压为1000伏,对应的最大充电功率是600千瓦。请结合以上信息,回答以下问题。
(1)318川藏线沿线的高海拔低氧环境会严重影响人体 、血液循环等生理活动,常引起高原反应。
(2)该充电桩以最大充电电压工作时,充电电流是多少?
(3)某款以磷酸铁锂电池为动力的电动汽车,其电池部分技术参数和家庭充电桩的充电功率如表所示。表中电池容量Q的表达式为Q=It,I是电流,t是时间。若使用该家庭充电桩给车充电,让电池的容量从20%充到70%,理论上需要多少小时?(保留两位小数)
电池类型 电池标准容量/安时 充电电压/伏 家庭充电桩充电功率/千瓦
磷酸铁锂 200 380 7
【答案】(1)呼吸
(2)600A
(3)5.43h
【知识点】人体呼吸系统的结构和气体交换、电功计算公式的应用、电功率计算式的应用
【详解】(1)318川藏线沿线的海拔高,气压低,空气含氧量低,低氧环境会严重影响人体呼吸、血液循环等生理活动,常引起高原反应。
(2)该充电桩以最大充电电压工作时,充电电流是
(3)磷酸铁锂电池的充满电时获得的电能
让电池的容量从20%充到70%,理论上需要的时间
(2025·浙江·一模)库布其光伏治沙项目是我国首个在沙漠区域大面积应用柔性支架材料的光伏治沙项目,如图1,板下种植优质牧草和药材等作物,板间运用先养鸡后养羊的“畜禽草耦合”治沙技术开展养殖,实现“板上发电、板下种植、板间养殖、治沙改土”的“光伏+”多重效益。
(1)园区采用智能跟踪系统使光伏板始终垂直阳光,发电效率提升25%,夏天和冬天的光伏板倾角不同,图2和图3中哪个图是冬天的太阳光照射示意图?答: ;
(2)板下种植的耐旱牧草属于生态系统中的 成分;
(3)该项目太阳能电池板平均每平方米的面积上每秒接收200焦耳的太阳能,光电转换效率可达20%,一块5m2的太阳能电池板光照1h,其产生的电能可以使额定功率为40W的电灯正常工作多长时间?
【答案】(1)图2
(2)生产者
(3)18000s
【知识点】生态系统的成分、电功计算公式的应用、电功率计算式的应用
【详解】(1)冬季,由于太阳高度角较小,太阳辐射强度相对较弱,光伏板的倾角应该更大,以便更好地接收太阳光,因此图2是冬天的太阳光照射示意图。
(2)耐寒牧草属于生产者,因为它们是能够进行光合作用的自养生物。
(3)一块5m2的太阳能电池板光照1h,产生的电能为
可以使额定功率为40W的电灯正常工作的时间为
(2025·浙江台州·二模)图甲为热带鱼鱼缸,平时维护需要适宜的pH、溶解氧和水温等。为此某同学设计了如图乙所示的自动供氧和保温模拟电路。R0是安装在鱼缸内的热敏电阻,其阻值随温度的升高而变小。闭合开关S0、S1,电热丝R开始加热,当温度达到27℃时,电磁铁吸引衔铁使S2断开,当温度降到23℃时,电磁铁释放衔铁使S2闭合,从而使水温维持在23℃~27℃。当鱼缸中水的溶解氧浓度低于某值时,供氧装置会自动向鱼缸供氧,pH若过低可加入溶质质量分数为1%的碳酸氢钠溶液进行调节。
请回答:
(1)养鱼时,常常往鱼缸中放些新鲜的水草,其主要目的是 。
(2)若要配制调节鱼缸pH的碳酸氢钠溶液100克,需要水和碳酸氢钠各多少克?
(3)电热丝R电阻为484Ω,供氧装置的功率为5W。某一时刻若供氧装置正在工作,鱼缸内的水温为25℃,结合图乙分析,此时工作电路的总功率可能多大?(写出可能的情况)
【答案】(1)释放氧气供给小鱼呼吸
(2)水99g,碳酸氢钠1g
(3)105W或5W
【知识点】植物的呼吸作用、一定溶质质量分数的溶液的配制、电磁继电器的组成、原理和特点、电功率计算式的应用
【详解】(1)养鱼时,常常往鱼缸中放些新鲜的水草,水草进行光合作用释放氧气供给小鱼呼吸。
(2)溶质质量分数为1%的碳酸氢钠溶液100g,碳酸氢钠的质量
水的质量
配制100g溶液时,需要水99克,碳酸氢钠1克
(3)鱼缸内的水温为25℃时,电热丝存在两种工作情况:
①若水温处于上升过程中,则电热丝R在工作,电阻丝R的功率
此时工作电路的总功率
②若水温处于下降过程中,则电热丝R不工作
鱼缸内的水温为25℃,工作电路的总功率有两种可能,水温上升过程时,工作电路的总功率105W;水温下降过程时,工作电路的总功率为5W。
(2025·浙江绍兴·二模)冬天,为保持水族箱内水温的恒定,并提高水中二氧化碳含量,小明应用学过的知识分别设计制作了恒温水箱和二氧化碳补给装置。
(1)小明设计的恒温水箱局部电路如图甲所示。其中S为温控开关,R是“220V;500W”的电热丝。当S闭合时,将质量为 40kg的水从 10℃升温至30℃,电热丝 R 需要加热多长时间 [Q=cm△t,c水= ,不考虑热量损失]
(2)小明利用简单器材制作了简易二氧化碳补给器,主要结构如图乙所示。通过一定的增压方法将稀硫酸压入塑料瓶B与小苏打反应(反应的化学方程式为:),若每小时要供给水族箱132mgCO2,每日需供给10小时。求:二氧化碳补给器每日消耗小苏打的质量至少为多少克
【答案】(1)
(2)2.52g
【知识点】热量的计算、电功率计算式的应用、根据化学反应方程式的计算
【详解】(1)水吸收的热量为
电热丝加热时间
(2)每日需要二氧化碳的质量
设每日需要消耗碳酸氢钠的质量为x,
H2SO4+2NaHCO3=Na2SO4+2H2O+2CO2↑
168 88
x 1.32g
解得x=2.52g。
(2025·浙江·一模)2023年7月12日,《自然》杂志刊登:人类首次发现在14GPa压力下达到液氮温区的镍氧化物超导体。超导体具有在特定条件下电阻变为零的特性。根据超导体的这一特性不能用来制作( )
A.电磁铁 B.电动机 C.电热器 D.输电线
【答案】C
【详解】ABD.电磁铁、电动机、输电线用超导体材料制作,导线的电阻为零,由焦耳定律可知,电能不能转化为内能,可以减小电能损失,故ABD不符合题意;
C.电热器利用电流的热效应,将电能转化为内能,由于超导体的电阻为零,所以不能用超导体制作,故C符合题意。
(2025·浙江丽水·一模)能量的转化与守恒定律揭示了自然科学各个分支之间的普遍联系,是自然界内在统一性的一个有力证据。如图所示实验,设计原理没有体现此定律的是( )
A.①研究电热与哪些因素有关 B.②研究动能大小与哪些因素有关
C.③测定小灯泡的电功率 D.④研究不同食物所含能量的多少
【答案】C
【知识点】动能的影响因素、影响电流热效应的因素(焦耳定律)、小灯泡的电功率跟哪些因素有关、质量守恒定律及其应用
【分析】能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
【详解】A.①研究电热与哪些因素有关,设计原理体现了能量的转化与守恒定律,故A不符合题意;
B.②研究动能大小与哪些因素有关,设计原理体现了能量的转化与守恒定律,故B不符合题意;
C.③测定小灯泡的电功率,设计原理没有体现能量的转化与守恒定律,故C符合题意;
D.④研究不同食物所含能量的多少,设计原理体现了能量的转化与守恒定律,故D不符合题意。
故选C。
(2025·浙江杭州·二模)如图所示,轿车的后挡风玻璃上装有多条金属丝,通电后可以除霜除雾。下列说法正确的是( )
A.常温下玻璃和金属丝都是导体 B.金属丝的电阻大小由通过它的电流决定
C.在冬天,车窗玻璃外侧相较内侧更容易起雾 D.金属丝通电后能除霜除雾是利用了电流的热效应
【答案】D
【知识点】液化及液化现象、导体、影响电阻大小的因素、影响电流热效应的因素(焦耳定律)
【详解】A.通常情况下,金属丝是导体,玻璃是绝缘体,故A错误;
B.金属丝的电阻大小由它的材料、长度、横截面积和温度决定,与电压和电流无关,故B错误;
C.冬天车内开暖风,车内温度高,车内热的水蒸气遇到冷的玻璃液化成小水珠附在玻璃内侧,故C错误;
D.电流通过导体发热的现象叫电流的热效应,除霜除雾功能工作时利用了电流的热效应使附在玻璃上的霜雾消除,故D正确。
故选D。
(2024·浙江温州·二模)如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。当油箱中的油量减少时( )
A.R接入电路中的电阻减小 B.电路的总功率增大
C.电流表示数减小 D.R0两端电压增大
【答案】C
【知识点】滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用、电功率计算式的应用
【详解】A.当油箱中的油量减少时,浮子向下运动,滑杆会向上运动,变阻器接入电路中电阻增大,故A不符合题意;
C.定值电阻与变阻器串联,电流表测量电路中电流,当变阻器接入电路中电阻增大时,电路中电阻增大,由欧姆定律可知,电路中电流减小,因此电流表示数减小,故C符合题意;
B.由得,电路的总功率减小,故B不符合题意;
D.电路中电流减小,由欧姆定律得,两端电压减小,故D不符合题意。
故选C。
(2025·浙江宁波·一模)很多中小学生都使用过电话手表,(如图1)当小李同学用电话手表与妈妈长时间视频通话,手表突然自动关机,原因是手表过热,启动了保护功能。她认为手表启动保护功能一段时间后,应有自动开机功能,于是她用所学知识设计出模拟热保护装置的示意图(如图2),为定值电阻,R为热敏电阻,(有两种类型可供选择,其电阻随温度变化关系如图3所示,R的温度变化主要受发热元件影响)。下列分析正确的是( )
A.热敏电阻应选择类型 B.热敏电阻温度升高,电磁铁磁性减弱
C.启动保护模式后,到自动开机,消耗的电功率变小 D.启动保护模式后,工作电路无法再次启动
【答案】C
【知识点】欧姆定律的应用、电磁继电器的组成、原理和特点、电功率计算式的应用
【详解】A.根据题意,当温度升高时,电磁继电器中的电流增大,吸下衔铁,断开发热元件,所以热敏电阻的阻值应该随着温度的升高而降低,采用NTC热敏原件,故A错误。
B.热敏电阻的阻值应该随着温度的升高而降低,控制电路中的电流变大,电磁铁磁性增强,故B错误。
C.启动保护模式后,到自动开机,手表的温度慢慢下降,所以R的阻值变大,电路中的电流变小,根据可知,消耗的电功率变小,故C正确。
D.启动保护模式后,手表的温度慢慢下降,所以R的阻值变大,电路中的电流变小,电磁铁磁性减弱,电磁铁和衔铁断开,工作电路再次启动,故D错误。
故选C。
(2024·浙江宁波·一模)为两只额定电压均为的小灯泡,其电流随电压变化图像如图甲所示。现将两灯泡接入如图乙所示的电路中,电源电压恒定不变,滑动变阻器标有“ ”字样,电流表的量程为“”。只闭合开关,当滑动变阻器接入电路的阻值为时,灯泡正常发光。在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.该电路的电源电压为
B.只闭合开关,调节滑动变阻器,可使灯泡正常发光
C.只闭合开关,当滑动变阻器两端的电压是时,电路的总功率为
D.只闭合开关和只闭合开关时,两次电路消耗的最大功率之比是
【答案】D
【知识点】欧姆定律的应用、电功率计算式的应用
【详解】A.只闭合S1时,L1与R串联,电流表测电路中的电流。当灯泡L1正常发光时,L1两端的电压U1=6V,由图像知道,通过L1的电流I1=0.5A,串联电路各处电流相等,根据欧姆定律知道,此时滑动变阻器两端的电压
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压
故A错误;
B.只闭合S2时,L2与R串联,电流表测电路中的电流,由图像知道,L2正常发光时电路中的电流为1A,而电流表的量程为0~0.6A,因而灯泡L2不能正常发光,故B错误;
C.只闭合开关S1,当滑动变阻器两端的电压是4V时,灯泡的电压为
9V-4V=5V
根据图像知道,此时电路中的电流小于0.5A;电路的总功率小于
故C错误;
D.只闭合S1时,当灯泡L1正常发光时,最大电流I1=0.5A,该电路的最大电功率为
只闭合S2时,所以通过电路的最大电流为0.6A,该电路的最大电功率为
只闭合开关S1和只闭合开关S2时,两次电路消耗的最大功率之比是
故D正确;
(2024·浙江绍兴·三模)如图甲所示电路,电源电压恒定不变,为定值电阻,电流表的量程为“”,电压表的量程为“”,滑动变阻器的最大阻值为,在保证电路元件安全的情况下,缓慢移动滑片,消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压为
B.定值电阻的阻值为
C.滑动变阻器的调节范围为
D.电路消耗总功率的最小值为
【答案】C
【知识点】欧姆定律的应用、电功率计算式的应用
【详解】AB.由乙图可知,当电压表的示数为13V时,R2的电功率为6.5W,则电源电压可表示为
-------1
当电压表的示数为15V时,R2的电功率为4.5W,则电源电压可表示为
----2
联立1、2解得R1=10Ω,电源电压U=18V,故AB错误;
C. 根据题意电路中的电流最大为0.6A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小,则电路中的总电阻为
滑动变阻器此时的电阻为
根据串联分压原理可知,当电压表的示数为15V时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,此时电路中的电流为
滑动变阻器的最大阻值为
则滑动变阻器R2的调节范围为20Ω~50Ω,故C正确;
D.当电路中电流最小时,电路中的总功率最小,为
故D错误。
(2025·浙江台州·二模)如图甲是小雨家的家庭电路中的电能表,如图乙是家用插线板。
(1)如图甲是电能表上的一些数值,请选出与科学意义不相符的选项是 ;
(2)丙图是插线板(图乙)的内部元件连接情况(部分线已连接好),请将图丙补充完整。要求:①插线板上的开关可同时控制两个插座的通、断;②开关接通时两个插座都能提供220V电压 ;
(3)电能表的参数如图甲所示。她想知道电能表是否准确,于是将一只标有“220V;1100W”的电暖器插入插座,在额定电压下单独工作,检测中发现1分钟电能表的转盘转了12转。通过计算判断转盘转速是否正确 。
【答案】(1)B
(2)
(3)转盘转速不正确
【知识点】电功率计算式的应用、电能表参数的理解与电能的求法、家庭电路的连接
【详解】(1)由图甲可知,B中千瓦时是电能的单位,用于显示消耗电能的多少。
(2)开关接通时两个插座都能提供220V电压,说明两个插座并联;插线板上的开关可同时控制两个插座的通、断,说明开关接在干路上
(3)电暖器工作1分钟做的功W1=Pt=1100W×60s=66000J
电能表转12转消耗的电能
因为W1(2025·浙江·模拟预测)小科仔细观察了豆浆机的构造和制作豆浆的过程,发现其中用到了许多科学知识。
(1)机座底部安装有三个小橡皮碗,