1、 中考物理 （山东专用） 专题十二 电功和电功率 考点一 电功和电热 A组 2020年山东中考题组 1.(2020山东青岛,6,2分)甲、乙两个电热器的电阻之比为54,通电相同时间产生的热量之比为51,则通 过甲、乙的电流之比为( ) A.41 B.14 C.21 D.12 答案答案 C 由Q=I2Rt可得,=,则=。故选C。 2 2 I I 甲 乙 Q R Q R 甲 甲 乙 乙 Q Q 甲 乙 R R 乙 甲 5 1 4 5 4 1 I I 甲 乙 2 1 2.(2020山东聊城,10,3分)如表是小明家电饭煲铭牌的部分信息,小明家电能表的示数如图所示。把电饭煲 接在家庭电路中使用时,下列
2、说法错误的是( ) 额定电压 220 V 频率 50 Hz 额定功率 高挡 1 800 W 中挡 1 200 W 低挡 500 W A.电饭煲是利用电流的热效应工作的 B.电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小 C.电饭煲在高挡正常工作10 min,消耗的电能是1.08106 J D.若家中只接入电饭煲,在高挡正常工作10 min,电能表示数将变成7 328.6 kW h 答案答案 D 电饭煲工作时把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,A正确;由表格数据可知,电饭煲 在中挡正常工作时的功率为1 200 W,在低挡正常工作时的功率为500 W,且电饭煲正常工作时的电压不变, 由
3、P=可得,电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小,B正确;由P=可得,电饭煲在高 挡正常工作10 min,消耗的电能W=P高t=1 800 W1060 s=1.08106 J,C正确;在高挡正常工作10 min,电饭煲 消耗的电能W=1.08106 J=0.3 kW h,由题图可知,电能表原来的示数为7 325.6 kW h,则电能表示数将变成7 325.6 kW h+0.3 kW h=7 325.9 kW h,D错误。故选D。 2 U R W t 3.(2020山东济宁,20,3分)电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线通过的电流相同,电炉丝热得发红,而 导线却几乎不发热。为探究
4、其原因,小明连接了如图所示的实验电路,其中R1R2。 (1)实验中通过 (选填“温度计示数”“加热时间”或“温度计示数的变化”)来反映电阻 丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中就用到这种思想和方法:让同一钢 球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块,通过木块 来反映动能的大小。 (2)实验表明:在电流和通电时间相同时,电阻越大,电流产生的热量越多。请解释“电炉丝热得发红,而导 线却几乎不发热”的原因: 。 答案答案 (1)温度计示数的变化 移动的距离 (2)电炉丝电阻远大于导线电阻 解析解析 (1)通电后电流通过电阻丝做功,产生热量被煤油吸收,使煤油的温度升高,通过观察温度
5、计的示数变 化来判断电阻丝产生的热量的多少。让同一钢球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块,控制了钢球的 质量不变,改变的是钢球到达水平面的速度,木块移动的距离不同,由此可探究物体动能的大小与速度的关 系。以上这种探究问题的方法就是转换法。(2)电炉丝与导线是串联的,电流和通电时间相等,根据Q=I2Rt, 当电流和通电时间相等时,电阻越大,产生的热量越多,因为电炉丝的电阻远大于导线的电阻,所以在相同的 时间内,电炉丝产生的热量较多,电炉丝热得发红,而与电炉丝连接的导线却几乎不发热。 考点二 电功率 1.(2020山东临沂,20,2分)小灯泡的I-U图像如图甲所示,将它与定值电阻R并联,如图乙所示
6、,闭合开关S1,电 流表的示数为0.2 A;再闭合开关S2,电流表的示数增加了0.25 A。则( ) A.电源电压为2 V B.灯泡功率为5 W C.定值电阻的阻值为8 D.电路总功率为9 W 答案答案 A 闭合开关S1,电路为R的简单电路,电流表测R中的电流,电流表的示数为0.2 A;再闭合开关S2,灯 与R并联,由并联电路各支路互不影响可知,通过R的电流不变,电流表的示数增加了0.25 A,即通过灯的电流 为0.25 A,由图甲知,灯两端的电压为2 V,即电源电压为2 V,A正确;灯的功率为P=UI=2 V0.25 A=0.5 W,B 错误;由欧姆定律,定值电阻的阻值为R=10 ,C错误;
7、由并联电路电流的规律,干路电流为I总=0.2 A+0.25 A=0.45 A,电路总功率为P总=UI总=2 V0.45 A=0.9 W,D错误。故选A。 R U I 2V 0.2A 2.(2020山东滨州,15,4分)(多选)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“12 V 6 W”的字样,滑动变 阻器R的最大阻值为36 ,R0为定值电阻。当S闭合,S1、S2断开,滑片P由b端向a端滑动,使其连入电路的电 阻是最大阻值的三分之一时,小灯泡恰好正常发光。当滑片位置保持不变,开关都闭合时,电流表的示数变 化了2 A。不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是( ) A.电源电压是18 V B.小灯泡
8、正常发光10 s,整个电路消耗的电能是90 J C.R0的阻值为12 D.当滑片位置保持不变,开关都闭合时,电路消耗的总功率是45 W 答案答案 ABD 当S闭合,S1、S2断开时R与L串联,滑片P由b端向a端滑动,使其连入电路的电阻是最大阻值的 三分之一时,小灯泡恰好正常发光。此时电路中的电流为I1=0.5 A;由公式I=得此时滑动变阻 器两端的电压为U=I1R=I1R=0.5 A36 =6 V;所以电源电压为U=UL+U=12 V+6 V=18 V,A正确。由 以上分析知,小灯泡正常发光时的电流为0.5 A,所以小灯泡正常发光10 s,整个电路消耗的电能W=UI1t=18 V0.5 A10
9、 s=90 J,B正确。当滑片位置保持不变,开关都闭合时电路是R与R0的并联电路,由串并联电路特 点知此时干路中的电流大于只闭合S时串联电路电流,所以电流表的示数变化了2 A即增大了2 A,此时干 路中的电流I2=2 A+0.5 A=2.5 A,此时流过滑动变阻器的电流为I=1.5 A;则由并联电路的电流关 系知流过R0的电流为I0=I2-I=2.5 A-1.5 A=1 A;由公式I=得R0=18 ,C错误。由以上分析知当 滑片位置保持不变,开关都闭合时电路是R与R0的并联电路,此时干路中的电流是I2=2.5 A,则此时电路消耗 L L P U 6W 12V U R 1 3 1 3 U R 1
10、8V 12 U R 0 U I 18V 1A 的总功率是P=UI2=18 V2.5 A=45 W,D正确。故选A、B、D。 3.(2020山东青岛,15,3分)(多选)小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6 V,小灯泡上标 有“3.8 V”字样。实验得到小灯泡的U-I图像如图乙所示。下列分析正确的是( ) 丙 乙 A.小灯泡的电阻约为12.7 B.小灯泡的额定功率为1.14 W C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值为20 D.小灯泡两端电压为2.0 V时,滑动变阻器消耗的电功率为0.88 W 答案答案 BD 由乙图小灯泡的U-I 图像可知,小灯泡的电压为3.8 V时
11、,灯泡正常发光,此时的电流为0.30 A,电 阻为R=12.7 ,而小灯泡的电阻随小灯泡两端的电压变化而变化,故A选项错;小灯泡额定电压 为3.8 V,由乙图可知额定电流为0.30 A,则额定功率为P=U额I额=3.8 V0.30 A=1.14 W,B选项正确;由甲图可 知,灯泡与滑动变阻器构成串联电路,根据串联电路的电压关系可知,小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的 电压为U滑=U-U额=6 V-3.8 V=2.2 V,在串联电路中,电流处处相等,即I滑=I额=0.30 A,则滑动变阻器接入电路中 的阻值为R=7.33 ,C选项错;由乙图可知,当小灯泡两端电压为2.0 V时,通过小灯泡的电流为
12、 0.22 A,则滑动变阻器两端的电压为U滑=U-U灯=6 V-2.0 V=4.0 V,滑动变阻器消耗的电功率为P=U滑I=4.0 V 0.22 A=0.88 W,D选项正确。故选B、D。 U I 额 额 3.8V 0.3A U I 滑 滑 2.2V 0.30A 解题关键解题关键 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,从图像中获取小灯泡在不同电 压下的电流和电阻的信息是解题关键。 4.(2020山东威海,20,2分)如图所示电路,电源电压不变,灯泡L规格为“6 V 1.2 W”,滑动变阻器R2规格为 “30 1 A”,电流表量程为“00.6 A”电压表量程为“03 V”。闭合开
13、关S1、S2,滑片P滑至a端,电流 表示数为0.5 A,灯泡正常发光,则定值电阻R1为 。闭合开关S1,保证电路安全,分析各种可能情 况,整个电路的最小功率为 W。(不考虑温度对灯丝电阻的影响) 答案答案 20 0.9 解析解析 闭合开关S1、S2,滑片P滑至a端,灯泡L与电阻R1并联,此时灯泡正常发光,则电源电压为6 V,由P=UI 得I=0.2 A;流过R1的电流为I1=I总-I=0.5 A-0.2 A=0.3 A;定值电阻R1=20 ;当开关S1闭合, S2断开时,R1与滑动变阻器R2串联,电压表测量滑动变阻器R2两端电压,电压表示数为3 V时,整个电路的功率 达到最小,电源电压为6 V
14、,则R1两端电压为3 V,由串联电路分压原理知,滑动变阻器R2接入电路中阻值等于 R1,为20 ,电路总电阻为40 ,由公式P=得整个电路的最小功率为P=0.9 W。 P U 1.2W 6V 1 U I 6V 0.3A 2 U R 2 U R总 2 (6V) 40 5.(2020山东滨州,22,8分)某实验小组用图甲所示器材测量小灯泡的电功率,电源电压恒为4.5 V,待测小灯 泡L的额定电压为2.5 V,滑动变阻器R的规格为“20 1 A”。 (1)图甲是该实验小组没有连接完整的电路,请用笔画出导线,在图甲中完成电路连接,要求滑动变阻器滑片 向右移动时电阻变大,导线不交叉。 (2)闭合开关前,
15、滑动变阻器滑片P应位于 端(选填“A”或“B”)。 (3)连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表示数变化明显,电压表无示数。仔 细检查,连接无误,那么出现该状况的原因可能是小灯泡发生 (选填“断路”或“短 路”)。 (4)排除故障后,按图甲所示的电路继续进行实验。闭合开关,移动滑片P,使小灯泡L发光,测出小灯泡L的相 关物理量,记录和计算结果如表,则小灯泡的额定功率为 W。由表中信息可知:灯泡实际功率 越 ,灯泡越亮。 实验次数 1 2 3 4 5 电压U/V 1 1.5 2 2.5 3 电流I/A 0.14 0.18 0.22 0.26 0.30 实际功率P/W 0
16、.14 0.27 0.44 0.90 灯泡亮度 逐渐变亮 (5)另一小组用相同器材实验时,发现电流表不能正常使用。他们选用一个定值电阻R0,设计了如图乙 所示的电路图,并进行如下实验操作: 按图乙连接电路,检查无误后,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V; S处于闭合状态,滑片不动,断开S1、闭合S2,读出电压表示数为U0; 小灯泡的额定功率:P额= (用U额、U0、R0表示)。 答案答案 (1)如图所示 (2)B (3)短路 (4)0.65 大 (5)2 U额 0 0 U R 解析解析 (1)要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,故应将滑动变阻器左下接线柱连入电路中,待测
17、小灯 泡L的额定电压为2.5 V,故电压表选用小量程且与灯并联,如答案图所示。(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片 P应位于连入电路阻值最大处的B端。(3)连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,电流表示数变 化明显,说明电路为通路,小灯泡不亮,电压表无示数,故该状况的原因可能是小灯泡发生短路;(4)在额定电 压下,小灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V0.26 A=0.65 W;由表中信息可知,灯泡实际功率越大,灯泡越亮。 (5)实验操作:按图乙连接电路,检查无误后,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为2 V; S处于闭合状态,滑片不动,断开S1、闭合S2,读出电压表示数为
18、U0;在中,电压表测定值电阻和滑动变 阻器两端的电压,由串联电路电压的规律,灯两端的电压为:UL=4.5 V-2 V=2.5 V,灯两端正常发光;在中,电 压表测定值电阻两端的电压,因电路连接没有改变,灯仍正常发光,灯的额定电流IL=,小灯泡的额定功率 P额=U额IL=U额。 0 0 U R 0 0 U R 6.(2020山东临沂,32,8分)图甲是某品牌家用蛋糕机,该蛋糕机配有很多卡通模型,可以做出多种多样的创意 小蛋糕,图乙是该蛋糕机的简化电路图,可以实现蛋糕机的低、中、高三挡加热功能。单独闭合开关S1时, 蛋糕机处于440 W的低温挡加热状态;单独闭合开关S2时,阻值为55 的电阻R2让
19、蛋糕机处于中温挡加热状 态。求蛋糕机正常工作时: (1)低温挡加热电流; (2)中温挡加热功率; (3)高温挡加热5 min消耗的电能。 解析解析 (1)蛋糕机正常工作时的电压U=220 V,根据P=UI可得,低温挡加热电流为I低=2 A;(2)由 题可知,中温挡时只有电阻R2工作,中温挡加热功率为P中=880 W;(3)当开关S1和S2都闭合时处 于高温加热挡,此时两电阻并联,其功率为低温挡与中温挡的功率之和,即P高温=P低+P中=440 W+880 W=1 32 0 W,根据P=可得,高温挡加热5 min消耗的电能为:W=P高温t=1 320 W560 s=3.96105 J。 P U 低
20、 440W 220V 2 2 U R 2 (220V) 55 W t 答案答案 (1)2 A (2)880 W (3)3.96105 J B组 20162019年山东中考题组 考点一 电功和电热 1.(2019山东济南,6,3分)历史上有一位英国物理学家,通过大量实验研究了热和功之间的联系及电流的热 效应,为能量守恒定律的建立奠定了坚实的基础。为纪念他对科学的贡献,除了将电流热效应的规律用他 的名字命名外,物理学中能量和功的单位也是用他的名字命名的。这位科学家是( ) A.牛顿 B.安培 C.欧姆 D.焦耳 答案答案 D 焦耳是英国伟大的物理学家,发现了功和能的定量关系及著名的焦耳定律。后人为
21、纪念他,用 他的名字命名功和能量的单位,故选D。 2.(2019山东菏泽,2,2分)下列电器中,利用电流热效应工作的是 ( ) A.电风扇 B.电暖气 C.电视机 D.电磁继电器 答案答案 B 风扇的电动机工作时主要把电能转化为机械能,A不符合题意;电暖气工作时把电能转化为内 能,B符合题意;电视机工作时主要是把电能转化为光能和声能,C不符合题意;电磁继电器主要利用电流的 磁效应,D不符合题意。故选B。 3.(2019山东青岛,12,3分)(多选)如图甲是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻; 图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时,下列说法正确的是( ) 甲 额定电
22、压 220 V 额定加热功率 990 W 额定保温功率 110 W 乙 A.只闭合开关S,加热器的功率为990 W B.开关S闭合,S1由断开到闭合,电路中电流变大,R2的功率变大 C.加热器在保温状态下工作5 min,产生3.3104 J的热量 D.电阻R1与R2的阻值之比为18 答案答案 BC 只闭合开关S,两电阻串联,电阻较大,根据P=知,在总电压一定时,电功率较小,加热器处于保 温状态,则此时加热器的功率为110 W,A错误;开关S闭合,S1断开时,两电阻串联,S1闭合时,电阻R1被短路,只 有电阻R2工作,电阻减小,根据I=可知,电路中的电流增大,R2的电阻不变,根据 P=I2R可知
23、,R2的功率变大,B 正确;加热器在保温状态下工作5 min产生的热量:Q=W=P保温t=110 W560 s=3.3104 J,C正确;因为P加热= 、P保温=,且P加热=990 W、P保温=110 W,所以P加热P保温=990 W110 W,即:=, 解得R1R2=81,D错误。故选B、C。 2 U R U R 2 2 U R 2 12 U RR 2 2 U R 2 12 U RR 12 2 RR R 9 1 4.(2019山东德州,18,2分)从产品说明书得知,一台“6 V 3 W”的迷你型小风扇,电动机线圈阻值为0.1 。 则小风扇正常工作1 min消耗的电能为 J;电动机线圈1 mi
24、n产生的热量为 J。 答案答案 180 1.5 解析解析 消耗的电能为W=Pt=3 W60 s=180 J;电路中通过线圈的电流为I=0.5 A;电路中通过线圈 的电流产生的热量为Q=I2Rt=(0.5 A)20.1 60 s=1.5 J。 P U 3W 6 V 5.(2019山东潍坊,20,4分)如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个 相同的透明容器中密封着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。 (1)甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系,通电一段时间, (选填 “a”或“b”)容器中电流产生的热量较多; (2)通过观察乙图中的实
25、验现象,可知 (选填“c”或“d”)容器中电阻丝的阻值大。 答案答案 (1)电流(大小) a (2)d 说明:(1)小题每空1分,(2)小题2分,本题共计4分。其他答案只要合理,即可给分。 解析解析 (1)由甲图可知,电阻均为5 ,b容器上方的电阻丝与容器中的电阻丝并联后又与a容器中的电阻丝 串联,所以,通过a容器中电阻丝的电流IA等于通过b容器中电阻丝的电流Ib 的两倍,所以该装置是探究在电 阻一定时,电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系。根据焦耳定律可知通电一段时间,a容器中电流产生 的热量较多。(2)由乙图可知,右侧的U形管液面高度差大,说明d容器产生的热量多,因为c、d两容器中的 电阻
26、丝串联,根据焦耳定律可知,在电流相同时,产生的热量跟电阻成正比,所以d容器中的电阻丝阻值大。 知识归纳知识归纳 电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电流关系时, 控制电阻和通电时间不变;探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;探究电流产生热量 跟通电时间关系时,控制电流和电阻不变。 考点二 电功率 1.(2017山东济南,7,2分)一个标有“220 V 100 W”的电热器,当它接入电压为230 V的电路时,它的实际 功率( ) A.大于100 W B.等于100 W C.小于100 W D.条件不足,无法判断 答案答案 A 方法一:由电热器铭牌可
27、知,电热器额定电压是220 V,额定功率是100 W;由P=可得,电热器的 电阻R=484 ,电热器接入电压为230 V的电路中,它的实际电压是230 V,电热器实际功率:P实 =109 W,故选A。 方法二:当用电器的实际电压大于额定电压时,实际功率大于额定功率,实际电压为230 V,大于额定电压220 V,所以实际功率大于100 W,故选A。 2 U R 2 U P 额 额 2 (220V) 100W 2 U R 实 2 (230V) 484 2.(2019山东临沂,20,2分)如图甲所示电路的电源电压为3 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,图乙是小灯泡的I-U 图像,闭合开关S后,下列判
28、断正确的是( ) A.滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡变暗 B.电流表示数为0.4 A时,灯泡的电阻是25 C.电压表示数为2.5 V时,小灯泡的功率是1.25 W D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25 W 答案答案 D 由图甲可知,滑动变阻器和灯泡串联,当滑片P向左滑动时,接入电路电阻变小,电流变大,灯泡变 亮,A错误;由图乙可知,电流为0.4 A时,灯泡的电压为1 V,则灯泡电阻R=2.5 ,B错误;电源电压为 3 V,电压表测滑动变阻器两端的电压,示数为2.5 V时,灯泡两端的电压为UL=3 V-2.5 V=0.5 V,由乙图可知, 当电压为0.5 V时,通过灯泡的电流为
29、0.3 A,则小灯泡的功率为P=0.5 V0.3 A=0.15 W,C错误;小灯泡正常发 光时,灯泡两端的电压为2.5 V,由乙图可知,电流为0.5 A,串联电路中,电流处处相等,IR=IL=0.5 A,滑动变阻器 两端的电压为UR=3 V-2.5 V=0.5 V,则滑动变阻器的功率为PR=URIR=0.5 V0.5 A=0.25 W,D正确。故选D。 U I 1V 0.4 A 3.(2019山东莱芜,10,2分)在如图所示的电路中,灯泡L标有“6 V 3 W”字样,电源电压及灯泡电阻均保持 不变,滑动变阻器最大阻值为20 ,定值电阻R0=10 。当S、S1都闭合,滑片P移动到最左端时,灯泡L
30、正常发 光,则( ) A.此时电流表的示数为0.5 A B.电源电压为12 V C.此时电路消耗的总功率为6.6 W D.若S闭合、S1断开,且滑片P移动到中点时电流表的示数为0.2 A 答案答案 C 当S、S1都闭合,滑片P移动到最左端时,L和R0并联接入电路,灯泡L正常发光,则PL=P额=3 W,电源 电压U=UL=U额=6 V,B错误;通过灯泡的电流IL=0.5 A,通过R0的电流I0=0.6 A,则电流表示 数为I=IL+I0=0.5 A+0.6 A=1.1 A,A错误;总功率P=UI=6 V1.1 A=6.6 W,C正确;若S闭合、S1断开时,R0与R串 联,当滑片P移动到中点,则滑
31、动变阻器连入电路的电阻R=R=20 =10 ,R总=R+R0=10 +10 =20 , 则I=0.3 A,D错误。 L L P U 3W 6V 0 U R 6V 10 1 2 1 2 U R总 6V 20 4.(2019山东滨州,15,4分)(多选)如图甲是带烘干功能的滚筒洗衣机,额定电压为220 V,洗衣机中的电动机 在不同工作环节的电功率由电脑芯片控制。图乙为某次正常洗衣过程中电动机和电热丝的电功率随时间 的变化情况。若该次洗衣过程共消耗电能0.745 kW h,则以下说法正确的是( ) A.电动机和电热丝是并联的 B.烘干产生的热量为1.8106 J C.烘干电热丝的电阻约为65 D.电
32、动机共消耗的电能为0.245 kW h 答案答案 ABD 因为电动机和电热丝都可以单独工作,因此它们的连接方式为并联,A正确;根据图乙可知,烘 干功率为1 000 W,工作时间为t=3060 s=1 800 s,烘干产生的热量Q=W=Pt=1 000 W1 800 s=1.8106 J,B正 确;由P=可得,烘干电热丝的电阻R=48.4 ,C错误;电动机共消耗的电能W=W总-W=0.745 kW h- kW h=0.245 kW h,D正确。 2 U R 2 U P 2 (220V) 1 000W 6 6 1.8 10 3.6 10 5.(2019山东淄博,19,3分)灯泡L的电流随电压变化的
33、图像如图乙所示,将此灯泡与定值电阻R接入图甲所示 的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5 W,则电源电压是 V;再闭合开关S1,电流表的示数变 化了0.1 A,则R的阻值是 ;通电1 min,定值电阻R消耗的电能是 J。 答案答案 2 20 12 解析解析 由图甲所示电路图可知,只闭合开关S时,只有灯泡接入电路,灯泡两端电压等于电源电压,由灯泡的I -U图像可知,当灯泡的实际功率为0.5 W时,UL=2 V,IL=0.25 A,则电源电压:U=UL=2 V;由图甲所示电路图可 知,闭合开关S后再闭合开关S1,灯泡与电阻R并联,电流表测干路电流,电流表示数变大,由题知,电流表示数 变化
34、了0.1 A,则通过电阻R的电流:IR=I=0.1 A,由I=可得,电阻R的阻值:R=20 ,通电1 min,定 值电阻R消耗的电能:WR=UIRt=2 V0.1 A160 s=12 J。 U R R U I 2V 0.1 A 6.(2019山东枣庄,30,6分)在“测量小灯泡的电功率”实验中,提供的器材有:6 V的电源一个,2.5 V的小灯泡 (电阻约为10 )一个,电流表(00.6 A,03 A)和电压表(03 V,015 V)各一个,“50 2 A”的滑动变阻器 A和“10 1 A”的滑动变阻器B各一个,开关一个,导线若干。 甲 (1)通过估算,你应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B
35、”)。 (2)闭合开关前,经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的连线上画“”, 并只移动一根导线,用笔画线代替导线将电路连接正确。 (3)连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。 (4)故障移除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5 V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定 功率是 W,小灯泡正常工作时的电阻是 (小数点后保留1位小数)。 (5)根据测出的数据,作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图线,发现该图线不是一条直线,如图丙所示,其 原因是温度升高,灯丝电阻 (选填“增大”或
36、“减小”)。 答案答案 (1)A (2)如图所示 (3)短路 (4)0.75 8.3 (5)增大 解析解析 (1)2.5 V的小灯泡,电阻约为10 ,由欧姆定律得,小灯泡的额定电流约为:I=0.25 A,由串联 电路的规律及欧姆定律可知,小灯泡正常发光时变阻器连入的电阻:R滑=14 ,故选滑动变 阻器A;(2)原电路小灯泡被短路,电压表串联在电路中是错误的,小灯泡与电流表串联,电压表与小灯泡并 联,如答案图所示;(3)连好电路后,闭合开关,电流表有示数,则电路为通路,发现小灯泡不亮,电压表无示数, 则故障原因可能是小灯泡短路;(4)故障移除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5 V时,电
37、流表的示 数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.30 A,则小灯泡的额定功率是:P=ULIL=2.5 V0. 30 A=0.75 W,由欧姆定律,小灯泡正常工作时的电阻是:RL=8.3 ;(5)如图丙所示,小灯泡的电 流I与电压U的关系图线不是一条直线,其原因是温度升高,图线斜率的倒数增大,即灯丝电阻增大。 L U R 2.5V 10 L -U U I 6V-2.5 V 0.25 A L L U I 2.5V 0.3 A 7.(2019山东济南,18,9分)如图甲所示电路中,定值电阻R的阻值为20 ,电源电压保持不变。闭合开关S后, 整个电路正常工作,两电流表的表盘均
38、如图乙所示。则: (1)通过灯泡L的电流是多少安? (2)电源两端的电压是多少伏? (3)灯泡L消耗的电功率是多少瓦? (4)整个电路工作10 s消耗了多少焦的电能? 答案答案 (1)0.8 A (2)4 V (3)3.2 W (4)40 J 解析解析 由电路图甲可知,灯泡L与电阻R并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R支路的电流。 (1)因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,电流表A的示数大于电流表A1的示数,则电流表A的量 程是03 A,示数为I=1.0 A。 电流表A1的量程是00.6 A,示数为I1=0.2 A 灯泡L中的电流I2=I-I1=1 A-0.2 A=0.8 A (2)
39、电源电压U=UR=I1R=0.2 A20 =4 V (3)灯泡L的功率PL=UI2=4 V0.8 A=3.2 W (4)整个电路消耗的电能W=UIt=4 V1.0 A10 s=40 J 8.(2019山东威海,27,9分)火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式,如图为小明家使用的一款电火锅工作电路 的原理图。它有高、中、低三个加热挡位,旋钮开关可以分别置于“0和1”“1和2”“2和3”或“3和 4”接线柱。正常工作时,低温挡功率为高温挡功率的,R1为242 ,R2为60.5 。(忽略温度对电阻的影响) (1)请指出开关置于什么接线柱时,火锅处于低温挡? (2)R3的阻值是多少欧姆?电火锅处于低温挡正
40、常工作时,在1分钟内产生的热量是多少焦耳? (3)小明关闭家中的其他用电器,只让电火锅独立工作,用高温挡加热汤液2分钟,电能表的表盘转了81转。 请通过计算判断此时电火锅是否正常工作?电能表的铭牌上标有3 000 r/(kW h) 1 5 答案答案 (1)“1和2” (2)181.5 1.2104 (3)不正常工作 解析解析 (1)当旋钮开关置于“1和2”接线柱时,R2、R3串联,电路电阻最大,由P=可知,电功率最小,火锅处 于低温挡;当旋钮开关置于“2和3”接线柱时,R3被短路,电路为R2的简单电路,电路电阻较小,电功率较大, 火锅处于中温挡;当旋钮开关置于“3和4”接线柱时,R1、R2并联
41、,电路电阻最小,电功率最大,火锅处于高温 挡。 (2)高温挡时的电功率:P高=P1+P2=+=+=1 000 W,由题意知,低温挡功率为高温挡功率 的,即:P低=P高=1 000 W=200 W,由P=可得,低温挡时电路总电阻:R低=242 ,因串联 电路总电阻等于各分电阻之和,所以,R3的阻值:R3=R低-R2=242 -60.5 =181.5 。电火锅处于低温挡正常 工作时,在1分钟内产生的热量:Q=W=P低t=200 W60 s=1.2104 J。 (3)电能表的表盘转了81转,电火锅消耗的电能:W=0.027 kW h=9.72104 J,则电火锅的功率: 2 U R 2 1 U R
42、2 2 U R 2 (220V) 242 2 (220V) 60.5 1 5 1 5 1 5 2 U R 2 U P 低 2 (220V) 200 W 81r 3 000 r/(kW h) P=810 W,因为电火锅的实际功率PP高,所以,此时电火锅不正常工作。 W t 4 9.72 10 J 260 s C组 教师专用题组 考点一 电功和电热 1.(2017山东潍坊,5,2分)下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( ) 答案答案 C 抽油烟机和电风扇主要是把电能转化为动能,故A、D均错误;电视机主要是把电能转化为声能 和光能,B错误;电饭煲把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故C正
43、确。 2.(2019湖南衡阳,10,2分)小明家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表读数如 图所示,则下列说法正确的是( ) A.他家在这段时间内消耗的电能为903 kW h B.电能表是测量电功率的仪表 C.若只让一个标有“220 V 1 000 W”的电热水器正常工作10 min,则电能表的圆盘转了600转 D.这个电能表的额定功率为2 200 W 答案答案 C 电能表前后两次的示数之差就是用电器在对应的时间内消耗的电能,所以,由图知道,他家在这 段时间内消耗的电能是8 633.5 kW h-8 543.2 kW h=90.3 kW h,故A错误;电能表是测量消耗电能的仪表,故 B错误;
44、电能表上标有的“3 600 r/kW h”表示电路中每消耗1 kW h的电能,电能表的圆盘转过3 600 r,所以, 若只让一个标有“220 V 1 000 W”的电热水器正常工作10 min,其消耗的电能是W=Pt=1 kW h= kW h,电能表的圆盘转过N= kW h3 600 r/(kW h)=600 r,故C正确;由该电能表的铭牌知道,其允许接入用 电器的最大功率是P=UI=220 V10 A=2 200 W,但电能表属于测量仪表,本身耗电极少,可忽略不计,所以电 能表没有功率这个指标,当然也不存在额定功率,故D错误。 1 6 1 6 1 6 3.(2019山东日照,12,4分)(多
45、选)如图,已知三个电阻阻值均为5 ,电路两端电压恒为6 V,下列说法正确的有 ( ) A.该电路可探究电流通过导体时产生热的多少与电流大小的关系 B.相同时间内R1产生的热量是R2的2倍 C.若将R3拆除,流过R1的电流将减小 D.若将R3拆除,R2的电功率变为原来的4倍 答案答案 AC 由题知,R1=R2=R3,由图知R2与R3并联后与R1串联,由串、并联电路电流特点知:I2=I3,I1=I2+I3=2I2, 通电时间相等,该电路可以探究通过导体产生热量与电流大小的关系,A正确;I1=2I2,且R1=R2,由Q=I2Rt可知, 相同时间内R1产生的热量是R2的4倍,B错误;由串、并联电路的电
46、阻特点可知,将R3拆除前,电路总电阻R=R1 +=5 +=7.5 ,电路中电流I=I1=2I2=0.8 A,I2=0.4 A,将R3拆除后,R1与R2串联,电路中 电流I=I1=I2=0.6 A,通过R1的电流将减小,C正确;由P=I2R可知,将R3拆除后与拆除前,R2的 电功率之比=()2=()2=,即P2=P2,D错误。 23 23 R R RR 55 55 U R 6V 7.5 12 U RR 6V 55 2 2 P P 2 22 2 22 I ?R I R 2 2 I I 0.6A 0.4A 9 4 9 4 4.(2019山东临沂,23,2分)我市“华唐名师和你聊物理”公益直播活动开播
47、两年多以来,与广大师生共同探 讨了诸多物理知识。 (1)在2019年1月18日的直播中,主播老师用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球后,金属箔片张开一 定角度,接着用另一个物体接触金属球,箔片张角变大,由此判断该物体带 电荷。 (2)在2019年4月26日的直播中,主播老师出示了一块电能表,其盘面上的数字如图所示,该电能表的示数为 kW h。 答案答案 正 2019.4 解析解析 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,接触验电器金属球后,使金属箔带上正电,另一个物体接触金属球后,箔 片张角变大了,说明此物体与金属箔带同种电荷正电荷;电能表的最后一位是小数,可以看出电能表的 示数为2019.4 kW h。 5.(2019山东莱芜,19,4分)一台直流电动机额定电压为220 V,其电阻为1 。正常工作时通过的电流为20 A, 则该电动机的额定功率是 kW,电动机连续正常工作10 min,电动机因本身有电阻而发热损失的电能为 J。 答案答案 4.4 2.4105 解析解析 电动机的额定功率P=UI=220 V20 A=4 400 W=4.4 kW;电动机因本身有电阻而发热损失的电能Q= I2Rt=(20 A)21 600 s=2.4 105 J。 6.(2017山东威海,18,2分)一个标有“220 V 1 200 W”的电热水壶,要在
