1、中考物理 （湖南专用） 专题十二 电功和电功率 1.(2020湖南邵阳,11,2分)甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220 V 40 W”、“110 V 40 W” 字样,正常发光相同时间,它们消耗的电能( ) A.甲灯的多 B.乙灯的多 C.一样多 D.不能确定 考点一 电功和电热 A组组 2020年湖南中考题组年湖南中考题组 答案答案 C 用电器在正常工作时的实际功率等于用电器的额定功率,由灯泡的铭牌可知,两个白炽灯的 额定功率相等,则它们正常发光时的实际功率P相等,由W=Pt可知,在相等时间t内它们消耗的电能相等, 故选C。 解题关键解题关键 本题考查电能的计算,关键是知道用电器在
2、正常工作时的实际功率等于额定功率,已知额定 功率与时间,由W=Pt可以比较用电器消耗的电能。 2.(2020湖南娄底,8,3分)下列事例,属于防止电流热效应产生危害的是( ) A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 B.家里使用电热水壶烧水 C.小明妈妈用电熨斗熨衣服 D.电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温 答案答案 D 用电热孵化器孵小鸡、使用电热水壶烧水、用电熨斗熨衣服,都是将电能转化为内能,属于 利用电流的热效应,故A、B、C不符合题意;电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温,是为了防止 电热产生危害,故D符合题意。 3.(2020湖南湘潭,20,2分)如图是小明家电能表的表盘。小明
3、将家中所有其他用电器关闭,只让暖风机单 独工作,观察到1 min内电能表指示灯闪烁了32次。暖风机在这1 min内消耗的电能为 kW h,它的实 际功率是 W。 答案答案 0.02 1 200 解析解析 1 600 imp/(kW h)表示每消耗1 kW h的电能,指示灯闪烁1 600次,指示灯闪烁32次,则用电器消耗 的电能W= kW h=0.02 kW h,暖风机的实际电功率P=1.2 kW=1 200 W。 32 1 600 W t 0.02kW h 1 h 60 4.(2020湖南益阳,17,4分)小军利用如图所示装置探究电阻产生的热量与电流大小的关系,当电路正常工 作且通电时间一定时
4、,电阻 产生的热量多;若通过R1的电流为1 A,通电时间为10 s时,阻值为10 的电 阻R2产生的热量为 J。 答案答案 R1 25 解析解析 由图可知,R2与R3并联后与R1串联,由并联电路的电流特点可知,I1=I2+I3,所以I1I2,而R1=R2=10 ,由 Q=I2Rt可知,通电时间一定时,电阻R1产生的热量多;因为R2与R3并联,所以两者电压相等,因为电阻也相等, 由I=知,通过R2和R3的电流相等,所以I1=I2+I3=2I2=1 A,I2=0.5 A,所以通电10 s时R2产生的热量:Q=R2t= (0.5 A)210 10 s=25 J。 U R 2 2 I 5.(2020湖
5、南常德,22,2分)如图所示电路,灯L1、L2串联接在9 V的电源两端,灯L1标有“6 V、6 W”,灯L2 标有“6 V、3 W”,闭合开关,1 min L2消耗的电能是 J(不计温度对灯泡电阻的影响)。 答案答案 180 解析解析 由P=可得灯L1、L2的电阻分别为R1=6 、R2=12 ,灯L1、L2串联接在 9 V的电源两端,则电路总电阻R=R1+R2=6 +12 =18 ,则电路电流I=0.5 A,由I=可得L2两端 实际电压U2实=IR2=0.5 A12 =6 V,则1 min内L2消耗的电能W2=U2实It=6 V0.5 A60 s=180 J。 2 U R 2 1 1 U P
6、2 (6V) 6W 2 2 2 U P 2 (6V) 3W U R 9V 18 U R 6.(2020湖南岳阳,15,4分)如图所示是某小灯泡的电流-电压图像,小灯泡的额定电压为6 V。小灯泡正常 发光时,灯丝的电阻是 。若将小灯泡与R=10 的定值电阻并联接入某电路,干路中的总电流 为0.5 A,通电10 s,电阻R消耗的电能为 J。 答案答案 20 9 解析解析 小灯泡正常发光时,小灯泡两端的电压为6 V,由图可知,通过小灯泡的电流为0.3 A,小灯泡的电阻 RL=20 由图可知,当电压为3 V时,通过灯泡L的电流为0.2 A,并联电路各支路电压相等,通过R的电流IR= =0.3 A 干路
7、电流为0.2 A+0.3 A=0.5 A,符合题意 通电10 s,电阻R消耗的电能为W=UIRt=3 V0.3 A10 s=9 J。 6V 0.3A U R 3V 10 7.(2020湖南衡阳,21,4分)如图所示电路中,电源电压为6 V,电阻R1的阻值为2 ,滑动变阻器R2上标有“10 3 A”字样,小灯泡L上标有“12 V 6 W”字样,电流表所选量程为03 A。 (1)当开关S、S1和S2都闭合时,R2的滑片置于最右端,电流表的示数为0.9 A,小灯泡L在5 min内产生的热 量是 J。 (2)当S闭合,S1和S2都断开时,为了确保电流表测量更准确,本实验中要求电流表指针要达到满偏刻度的
8、 (即示数不小于最大测量值的),则R2接入电路的最大阻值是 。 1 3 1 3 答案答案 (1)540 (2)4 解析解析 (1)当开关S1、S2和S都闭合时,R1被短路,电路为灯L、R2的并联电路,电流表测量干路中电流,R2的 滑片置于最右端,连入电路的电阻=10 ,滑动变阻器两端的电压等于电源电压,通过滑动变阻器的 电流I2=0.6 A,通过灯的电流IL=I-I2=0.9 A-0.6 A=0.3 A,灯两端的电压等于电源电压,小灯泡L 在5 min内产生的热量:Q=W=UILt=6 V0.3 A560 s=540 J。 (2)当开关S1、S2都断开,S闭合时,电阻R1与R2串联;为了确保测
9、量准确,电流表指针要达到满偏刻度的, 电流表所选量程为03 A,所以最小电流Imin=3 A=1 A,由欧姆定律可得电阻R1两端的最小电压U1=IminR1 =1 A2 =2 V;因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器R2两端的最大电压U2=U-U1= 6 V-2 V=4 V,由欧姆定律可得R2接入电路的最大阻值:R2=4 。 2 R 最大 2 U R 最大 6V 10 1 3 1 3 2 min U I 4V 1A 8.(2020湖南长沙,38,6分)在如图所示的电路中,电源电压可以调节。调节电源电压为4 V,闭合开关S,电 流表A、A1的示数分别为1.2 A和0.8 A。 (
10、1)求此时通过电阻R2的电流; (2)求电阻R2的阻值; (3)重新调节电源电压后,闭合开关S,电流表A1的示数为1.2 A,求1 min内电流通过电阻R2产生的热量。 答案答案 (1)0.4 A (2)10 (3)216 J 解析解析 (1)由电路图可知,电阻R1与R2并联,A1测通过电阻R1的电流,A测干路电流,则此时通过电阻R2的电 流I2=I-I1=1.2 A-0.8 A=0.4 A。 (2)根据并联电路的电压规律,可知:U=U1=U2=4 V,R2=10 ,R1=5 。 (3)重新调节电源电压后,I1=1.2 A,U=U2=U1=I1R1=1.2 A5 =6 V,通过电阻R2的电流I
11、2=0.6 A, 则1 min内电流通过电阻R2产生的热量Q2=I22R2t=(0.6 A)210 60 s=216 J。 2 2 U I 4V 0.4A 1 1 U I 4V 0.8A 2 2 U R 6V 10 1.(2020湖南常德,13,3分)如图所示是小刚同学测量小灯泡电功率的电路图,当闭合开关时,发现灯L不亮, 电压表有明显示数,电流表示数为零,若故障只出现在变阻器R和灯L中的一处,则下列判断正确的是 ( ) A.变阻器R短路 B.变阻器R断路 考点二 电功率 C.灯L短路 D.灯L断路 答案答案 D 由电路图知,滑动变阻器R和灯L串联,电压表测灯两端的电压,闭合开关时,灯不亮,且
12、电流表 无示数,则电路中出现了断路,而电压表有明显示数,意味着电压表与电源是接通的,且故障只出现在变阻 器R和灯L中的一处,所以故障是与电压表并联的灯泡断路。故选D。 2.(2020湖南邵阳,12,2分)如图所示,电源电压一定,闭合S,滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,以下说法 正确的是( ) A.电路的总功率变大,电压表示数变大 B.电流表示数变小,电路的总功率变小 C.滑动变阻器接入电路中的电阻变小 D.电流表示数变大,电压表示数变小 答案答案 B 由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻两端电 压。当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则总电阻
13、变大,由欧姆定律可知,电路中的电流 变小,即电流表的示数变小,故C、D错误;定值电阻的阻值不变,电路中的电流变小,由U=IR可得,定值电 阻两端的电压变小,即电压表示数也变小,故A错误;电源电压一定,电路中的电流变小,由P=UI可知,电路 的总功率变小,故B正确。 3.(2020湖南长沙,32,6分)实验小组设计了如图所示的电路。已知电源电压不变,灯泡L标有“2.5 V 0.3 A”字样,其阻值会随温度变化。将滑动变阻器R2的滑片置于最右端,只闭合开关S1时,电压表的示数为3 V,R1的功率为P1;只闭合开关S1,移动滑片至最左端时,电流表的示数为0.3 A,R1的功率为P2;闭合开关S1和
14、S2,移动滑片至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为3 V和0.2 A。已知P1P2=14。 (1)灯泡L的额定功率为 W; (2)滑动变阻器的最大阻值为 ; (3)在有电流通过灯泡L的情况下,灯泡L的最小功率与最大功率之比为 。 解析解析 (1)P额=U额I额=2.5 V0.3 A=0.75 W。 (2)当滑动变阻器R2的滑片置于最右端,只闭合S1时,等效电路为: 图1 当只闭合S1,移动R2的滑片到最左端时,等效电路为: 答案答案 (1)0.75 (2)20 (3)120 图2 由=,得=,I1=I2=0.15 A R2最大阻值为:R2=20 。 (3)当S1、S2都闭合时,L被短路,移
15、动R2滑片至某一位置时等效电路为: 1 2 P P 1 4 2 11 2 21 I R I R 1 4 1 2 V 1 U I 3V 0.15A 图3 由图2得,U=I2R1+U额=0.3 A R1+2.5 V 由图3得,U=I3R1+UV=0.2 A R1+3 V 解得:R1=5 ,U=4 V 在有电流通过灯泡L的情况下,图2情况下功率最大,Pmax=2.5 V0.3 A=0.75 W。 图1情况下功率最小,UL min=4 V-3 V-0.15 A5 =0.25 V,Pmin=0.25 V0.15 A=0.0375 W,PminPmax= 0.0375 W0.75 W=120。 4.(20
16、20湖南娄底,22,8分)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验器材有:电压表、电流表、额定电压 为2.5 V的小灯泡、开关、电压为6 V的电源和滑动变阻器等。 (1)根据甲图连接电路,闭合开关前,应将滑片移至最 (选填“左”或“右”)端。 (2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数。经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小 灯泡发生了 (选填“短路”或“断路”)。 (3)当电压表的示数为2.5 V时,对应电流表的示数如图乙,则小灯泡的额定电功率是 W。 (4)完成上述测量后,不用电压表,用如图丙所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,已知 小灯泡的额定电流为I额,定值
17、电阻的阻值为R0。实验步骤如下,请补充完整: 闭合开关S、S2,断开开关S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为I额; 保持变阻器滑片不动,断开开关S2,闭合开关S、S1,记下此时电流表的示数为I; 小灯泡的额定功率的表达式为P额= 。 答案答案 (1)右 (2)短路 (3)0.75 (4)(I-I额)R0I额 解析解析 (1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大的位置,即最右端。 (2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明与电压表并联部分电阻 为0,即灯泡短路了。 (3)电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,其读
18、数为0.3 A;该小灯泡的额定功率P =UI=2.5 V0.3 A=0.75 W。 (4)步骤中,电流表测干路电路,因R0和L仍并联,通过灯L的电流不变,灯仍正常发光,由并联电路电流的 规律知,通过定值电阻R0的电流为I0=I-I额,由并联电路的电压规律知,定值电阻R0两端的电压即灯的额定 电压为U额=I0R0=(I-I额)R0;小灯泡的额定功率的表达式为P额=U额I额=(I-I额)R0I额。 5.(2020湖南邵阳,34,9分)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=10 ,当S闭合、S1和S2断开时,电 流表的示数为0.2 A;当S2断开、S和S1闭合时,电流表的示数为0.8 A。求
19、: (1)S闭合、S1、S2断开时,电压表的示数。 (2)定值电阻R2的阻值。 (3)当S1断开、S和S2闭合时,电路的总功率。 答案答案 (1)6 V (2)30 (3)4.8 W 解析解析 (1)当S闭合、S1和S2断开时,电路为R2的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测通过R2的电 流,即I2=0.2 A;当S2断开、S和S1闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,即I=0.8 A,因并联电路中各支路独 立工作、互不影响,所以,通过R2的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的 电流I1=I-I2=0.8 A-0.2 A=0.6 A,由并联电路的电压规律
20、和I=可得,电源的电压U=U1=I1R1=0.6 A10 = 6 V,则S闭合、S1和S2断开时,电压表的示数为6 V。 (2)定值电阻R2的阻值R2=30 。 (3)当S1断开、S和S2闭合时,R1与R2并联,此时干路中的电流仍然为I=0.8 A,则电路的总功率P=UI=6 V 0.8 A=4.8 W。 U R 2 U I 6V 0.2A 1.(2018湖南邵阳,7,2分)将规格都是“220 V 180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯,分别接 入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是( ) A.电冰箱产生的热量最多 B.电脑产生的热量最多 C.电热毯产生的热量最多 D.三
21、者产生的热量一样多 考点一 电功和电热 B组组 20162019年湖南中考题组年湖南中考题组 答案答案 C 分别接在同一家庭电路中,三种用电器的实际功率均为180 W;根据W=Pt,用电器工作时间t相 等,则三种用电器消耗的电能相同;电冰箱与电风扇工作时,主要把电能转化为机械能,产生的热量很小, 电热毯工作时电热丝产生热量,把电能几乎全部转化为内能。所以产生热量最多的是电热毯。 思路分析思路分析 由题意知,三种用电器的额定电压都是220 V,额定功率都是180 W;家庭电路电压是220 V,把 这三个用电器分别接入同一家庭电路,三个用电器都正常工作,实际功率相同,都等于额定功率,通电时间 相同
22、时,根据W=Pt可知,消耗的电能相同;通过分析三种用电器工作时的能量转化情况,找出产生热量最 多的用电器。 2.2018湖南常德,19(1),2分如图是现代家庭中的电子式电能表,它的示数为 kW h。 答案答案 318.6 解析解析 电能表最后一位是小数,单位是kW h,故该电能表的读数为318.6 kW h。 易错警示易错警示 本题考查了电能表的读数,注意最后一位是小数位。 知识总结知识总结 电能表是测量家庭电路中一段时间内消耗电能多少的仪器,数字窗口最后一位是小数位,单 位是 kW h。 3.(2019湖南邵阳,26,2分)李芳家的电子式电能表表盘上标有“3 000 imp/(kW h)”
23、的字样,其含义是电路 每消耗1 kW h的电能,电能表上指示灯闪烁3 000次。她把家中的其他用电器都与电源断开,仅让一个用 电器工作3 min,发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW h。 答案答案 0.02 解析解析 由电能表的表盘上标有“3 000 imp/(kW h)”,可知电路中每消耗1 kW h的电能,电能表的指示灯 闪烁3 000次;指示灯闪烁60次消耗的电能W= kW h=0.02 kW h。 60 3 000 4.(2019湖南长沙,31,4分)如图,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空 气温度的变化。两容器中的电阻丝
24、串联起来接到电源两端,小海用此电路来探究电流通过导体时产生 的热量跟什么因素有关。由图可知,在电流大小和通电时间相等的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热 量越 ;若通过电阻的电流为0.5 A,通电10 s,阻值为10 的电阻产生的热量是 J。 答案答案 多 25 解析解析 由图可知右侧U形管液面高度差较大,故在电流大小和通电时间相等的情况下,电阻越大,产生的 热量越多;I=0.5 A,t=10 s,R=10 ,则Q=I2Rt=(0.5 A)210 10 s=25 J。 解题关键解题关键 本题关键在于对焦耳定律Q=I2Rt的理解与简单运用。 5.(2018湖南岳阳,23,9分)图甲是某款家用电熨
25、斗。电路原理如图乙,R1、R2为发热体,R1的阻值为110 , 通过S1、S2实现温度控制。电源电压为电熨斗的额定电压220 V,电熨斗消耗的最大功率为660 W。 (1)只闭合S1,求通过R1的电流; (2)只闭合S2,求R2在60 s内产生的热量; (3)为适应更多衣料,小明对电路做了改进(如图丙)。当电熨斗控制开关S1、S2处于原低温工作状态不变 时,移动滑片P,相应发热体的功率可在原功率的25%100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多 少? 答案答案 (1)2 A (2)1.32104 J (3)220 解析解析 (1)由图乙电路图可知,只闭合S1时,电路为R1的简单电路, 由I
26、=可得,通过R1的电流: I1=2 A; (2)由图乙电路图可知,闭合S1、S2时,R1与R2并联,电路的总电阻最小, 根据P=UI=可知,电熨斗消耗的功率最大, 此时电路的最大总电流: I=3 A, 因并联电路中各支路独立工作、互不影响, 所以,此时通过R1的电流I1=2 A不变, 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所以,只闭合S2时通过R2的电流: U R 1 U R 220V 110 2 U R P U 660W 220V I2=I-I1=3 A-2 A=1 A, 则R2在60 s内产生的热量: Q2=W2=UI2t=220 V1 A60 s=1.32104 J; (3)由I1I
27、2可知,只闭合S2时,图乙电路中的电流最小,电熨斗的电功率最小,处于低温工作状态, R2的阻值: R2=220 , 图丙中,控制电熨斗原低温工作状态不变时,应只闭合S2,电路中R2与滑动变阻器串联, 当发热体的功率为原功率的25%时,滑动变阻器接入电路中电阻最大, 因串联电路中各处的电流相等, 所以,由P=I2R可得,电路的电流: I2=0.5I2=0.51 A=0.5 A, 此时电路的总电阻: 2 U I 220V 1A 2 2 P R 2 2 25%P R 2 22 2 25%I ?R R R=440 , 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,滑动变阻器接入电路的最大阻值为: R滑=
28、R-R2=440 -220 =220 。 所以滑动变阻器最大阻值至少为220 。 2 U I 220V 0.5A 1.(2019湖南常德,17,3分)有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它 们并联在电路中,如图乙所示,闭合开关S,这时电流表的示数为0.9 A,则电源电压和元件B的电功率分别 是( ) 甲 考点二 电功率 乙 A.2.5 V 0.8 W B.2.5 V 1.0 W C.4.5 V 1.0 W D.4.5 V 4.05 W 答案答案 B 电路元件A和B并联,并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压,由图甲可得,当电源电 压为2.5 V时,IA=0.5
29、 A,IB=0.4 A,此时干路中电流(即电流表示数)为0.9 A,电路元件B消耗的功率P=UIB= 2.5 V0.4 A=1.0 W。故选项B正确。 2.(2018湖南郴州,18,2分)如图所示,电源电压为4.5 V,小灯泡规格为“3 V 0.6 W”,电压表量程为0 3 V, 电流表量程为0 0.6 A,滑动变阻器规格为“50 2 A”。保证电路元件安全,下列分析正确的是(灯 丝电阻不随温度变化而变化)( ) A.电流变化范围是00.2 A B.滑动变阻器变化范围是7.530 C.小灯泡功率变化范围是0.20.6 W D.电路的最小总功率是0.225 W 答案答案 B 由电路图可知,滑动变
30、阻器与灯泡L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。 由P=UI可得,小灯泡的额定电流IL=0.2 A 由I=可得,小灯泡的电阻RL=15 因串联电路中各处的电流相等,且灯泡的额定电流为0.2 A,电流表的量程为00.6 A,滑动变阻器允许通 过的最大电流为2 A, 所以,电路中的最大电流为Imax=0.2 A,小灯泡的最大功率为0.6 W, 此时滑动变阻器接入电路中的最小阻值: Rmin=-RL=-15 =7.5 当电压表的示数U滑大=3 V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,灯泡的电功率最小, 则此时最小电流Imin=0.1 A P U L L 0.6
31、 3 W V U R U I L L 3 0.2 V A U Imax 4.5 0.2 V A U- RL U滑大4.5 -3 15 VV Rmax=30 小灯泡的最小电功率PminL=RL=0.15 W 综上所述,电流变化范围为0.10.2 A;滑动变阻器的变化范围为7.530 ;小灯泡功率变化范围为0.150. 6 W;电路的最小总功率Pmin=UImin=4.5 V0.1 A=0.45 W。故选B。 U Imin 滑大 3 0.1 V A 2 min I 3.(2016湖南长沙,32,6分)如图,电源电压恒定,灯L的规格为“24 V 72 W”且工作时电阻保持不变,电压 表的量程为015
32、 V,电流表的量程为03 A,在电路安全的前提下,操作如下:当只闭合S、S3时,电路中的总 功率为P1,电流表示数为I1;当只闭合S2、S3时,移动滑片使滑动变阻器的阻值为R,电流表示数为I2,电阻R1 和滑动变阻器的总功率为10 W;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,电流表示数为I3,灯L和滑动变阻 器的总功率为9.72 W;当只闭合S、S1、S2时,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的最小总功率为P4,此时电 流表示数为I4。已知P1P4=56,I2I3=109,则灯L的电阻为 ,I1I4= ,当滑动变阻 器R2的阻值为 时,该电路消耗的功率最小。 答案答案 8 56 32 解析解析 RL=
33、8 I1I4=P1P4=56 I2I3=109 U=I2(R1+R+RL)=I3(R1+2R+RL) (R1+R)=10 W (RL+2R)=9.72 W 由以上四式可得:I2=1 A,I3=0.9 A,R1=8 ,R=2 ,U=18 V P1P4=56 P1=U2/RL P4=U2/R1+U2/R2max 由以上三式可得:R2max=40 由电路图可知,只闭合S2、S3时,R1、灯泡和滑动变阻器串联,存在功率最小的情况 当R2=32 时,此时电压表V的示数为15 V,电路的总功率最小 2 U P 额 额 2 2 I 2 3 I 4.(2019湖南张家界,19,8分)小张用两节干电池测小灯泡的
34、电功率,电路如图甲所示,小灯泡额定电压为 2.5 V,电阻约10 ,滑动变阻器规格为“20 1 A”。 乙 丙 甲 (1)用笔画线代替导线,连接完整图甲所示的实物电路。 (2)连接电路时开关应 (选填“断开”或“闭合”)。 (3)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。 (4)小张连接好实验电路,检查连接无误后,闭合开关S,却发现灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数为3 V,可能发生的故障是( ) A.滑动变阻器处断路 B.灯座接线短路 C.小灯泡的灯丝断了 D.开关接触不良 (5)排除故障后,闭合开关,移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,其读数为 V。当滑动变阻
35、器 的滑片P向B端移动时,滑动变阻器两端的电压 (选填“增大”或“减小”)。 (6)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制得如图丙所示的I-U图像,根据图像比较小灯泡 的电阻值,你有什么发现?把你的发现写成一句具有概括性的结论: 。 (7)小灯泡的额定功率是 W。 答案答案 (1)如图所示 (2)断开 (3)A (4)C (5)2.2 减小 (6)灯泡的电阻是变化的,受温度影响 (7)0.5 解析解析 (1)根据小灯泡额定电压为2.5 V,电阻约为10 。电流表量程应选00.6 A。 (2)(3)连接电路注意事项:连接时开关应断开;滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处,即A端。 (4
36、)闭合开关,灯泡不发光,电流表无示数,说明故障是断路引起的,电压表示数为3 V,说明与电压表连接的 含有电源部分的电路是相通的,故障是小灯泡的灯丝断了,故选C。 (5)如题图乙,读数为2.2 V,滑动变阻器滑片P向B端移动,连入电路中的电阻变小,电路中电流变大,所以小 灯泡两端电压变大,电源电压不变,所以滑动变阻器两端电压减小。 (6)由题图丙可知小灯泡的I-U图像不是直线,说明其电阻是变化的,受温度影响。 (7)由电功率P=UI可知,当U=2.5 V时,由题图丙可知,I=0.2 A, 所以P=UI=2.5 V0.2 A=0.5 W。 5.(2019湖南益阳,27,9分)洞庭湖区域盛产水稻,早
37、稻收获期恰逢长江中下游梅雨季节。为解决早稻收获 后稻谷霉变问题,某科技小组设计了一个稻谷烘干机。它的电路图如图甲所示,M为电动鼓风机,R为湿 敏电阻,其阻值能根据相对湿度(水蒸气含量)的变化而改变,且能满足实际需要。R0为10 的定值发热 电阻。 甲 乙 (1)若鼓风机的额定电压为220 V,额定功率为440 W,鼓风机正常工作的电流为多大? (2)相对湿度在40%80%范围内时,R的阻值随相对湿度变化的关系如图乙所示。当相对湿度为70%时, 试求发热电阻R0的电功率为多大? 解析解析 (1)由P=UI可得,鼓风机正常工作的电流: I=2 A。 (2)由题图甲可知,鼓风机与电阻并联,电阻R与R
38、0串联在同一条支路中, 如题图乙所示,当相对湿度为70%时,湿敏电阻R的阻值R=1 , 电阻R与R0支路中的电流: I=20 A, 发热电阻R0的电功率: P0=I2R0=(20 A)210 =4 000 W。 P U 440 220 W V 0 U RR 220 110 V 答案答案 (1)2 A (2)4 000 W 思路分析思路分析 (1)根据P=UI变形可求鼓风机正常工作的电流;(2)如图乙所示,当相对湿度为70%时,可知R此 时的电阻,再根据欧姆定律可求通过发热电阻R0的电流,由P=I2R可求发热电阻R0的电功率。 6.(2019湖南岳阳,23,9分)一新款节能电炖锅如图甲,有关技术
39、参数如表乙(设电炖锅不同挡位的 电阻和加热效率均不变)。 甲 额定电压 电炖锅挡位 额定功率/W 220 V 低温 200 中温 400 高温 600 乙 (1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流(计算结果保留一位小数); (2)在用电高峰期,关掉家里的其他用电器,只让处于中温挡状态的电炖锅工作,观察到标有“1 800 r/(kW h)”的电能表转盘在121 s内转了20圈,求此时的实际电压; (3)电炖锅正常工作时,用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热,待水温达到50 时开始计时,绘 制的水温随时间变化的图像如图丙所示。结合所给信息,通过计算,分析比较用高温挡还是用低温挡更 节能。 丙 解
40、析解析 (1)由表中数据可知,高温挡的功率P高=600 W, 由P=UI可得,在高温挡工作时,电路中的电流I高=2.7 A。 (2)由P=可得,电炖锅的电阻R=121 , 电炖锅在中温挡工作时,电能表转盘在121 s内转了20 r,则电炖锅消耗的电能: W实= kW h=3.6106 J=4104 J, 实际功率P实=, 由P=可得,电路的实际电压: U实=200 V。 (3)高温挡消耗的电能为W高=P高t高=600 W660 s=2.16105 J, P U 高 600 220 W V 2 U R 2 U P 中 2 (220 ) 400 V W 20 1 800 /() r r kW h
41、1 90 1 90 W t 实 4 4 10 121 J s 2 U R P R 实 4 4 10 121 121 J s 答案答案 (1)2.7 A (2)200 V (3)见解析 低温挡消耗的电能W低=P低t低=200 W960 s=1.08105 J, 则高温挡时,水升高1 消耗的电能W高0=1.08104 J, 低温挡时,水升高1 消耗的电能 W低0=1.35104 J, 则比较可知,用高温挡更节能。 5 2.16 10 20 J 5 1.08 10 8 J 1.(2017湖南衡阳,18,3分)(多选)小华利用下图中的实验装置来探究“影响通电导体产生热量的因素”, 下列说法正确的是(
42、) 考点一 电功和电热 C组组 教师专用题组教师专用题组 乙 A.甲图实验装置是控制电流、通电时间一定时,探究电热与电阻的关系 B.乙图实验装置是控制电压、通电时间一定时,探究电热与电流的关系 C.甲图中闭合开关后,a管中液面上升比b快 D.乙图中闭合开关后,c管中液面上升比d快 答案答案 AD 甲图中,当开关闭合后,两电阻丝串联,通过两电阻丝的电流相等,可以探究在电流和通电时 间一定时,电热与电阻的关系,A正确;甲图中,由于左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,根据焦耳定 律Q=I2Rt可知,在电流(I)和通电时间(t)相同时,电阻(R)越小,产生的热量越少,则a管中液面上升较慢,C错; 乙
43、图中,当开关闭合后,分析电路可知,通过左、右两容器内的电阻丝的电流不相等(通过左容器内的电 阻丝的电流较大),而两容器内电阻大小相等,可以探究在电阻和通电时间相同时,电热与电流的关系,B 错;图乙中,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,相同时间内,左边容器中电阻丝产生的热量较多,所以c管中液面上 升较快,D正确。故选A、D。 解题关键解题关键 首先要知道焦耳定律的内容,即电流通过导体产生的热量,与电流的二次方成正比,与导体电 阻成正比,与通电时间成正比,公式为Q=I2Rt,然后根据实验给出的装置图去判断该实验控制的是哪些变 量,再作出判断。 2.(2019湖南株洲,25,4分)用图示装置探究“影响电
44、热的因素”,A、B、C为三根相同的电阻丝。以A、 B为研究对象,该实验探究的是在 不变时电热与 的关系;若将C也置于右侧容器中,这时B、 C并联后可等效为一根电阻丝,那么,该装置还可探究在 不变时电热与 的关系。(填“电 流”或“电阻”) 答案答案 电阻 电流 电流 电阻 解析解析 由题图知,电阻丝B、C并联后与A串联,根据并联电路的电流特点可知,通过A的电流与通过B、C 的电流之和相同,所以通过A的电流大于通过B的电流,已知容器内A、B的电阻相同,在通电时间相同时, 该实验探究的是电流产生的热量与电流大小的关系。 若将C也置于右侧容器中,这时B、C并联后可等效为一根电阻丝(等效电阻为5 ),
45、其等效电阻是A电阻 丝的一半,此时通过A的电流与通过右侧“一根”电阻丝的电流相同,所以探究的是电流相同时,相同时 间内电流产生的热量与电阻大小的关系。 3.(2019湖南益阳,20,4分)如图所示电路,电源电压不变,R1为发热电阻,阻值为10 ,R2为定值电阻,阻值为 20 ,R为滑动变阻器(A、B为其两个端点)。闭合开关S,当滑片P移动到A端时,电流表的示数为0.3 A,电 源电压U= V。当滑片P移到B点时,发热电阻R1在1分钟内产生的热量为 J。 答案答案 6 216 解析解析 由题图可知,闭合开关S,当滑片P移动到A端时,R1和R2并联,电流表测量通过R2的电流。电源电压 U=I2R2
46、=0.3 A20 =6 V;滑片P移动过程中,R1两端电压不变,阻值不变,所以1分钟内产生的热量Q1= t =60 s=216 J。 2 1 U R 2 (6 ) 10 V 解题关键解题关键 本题考查了并联电路特点、欧姆定律和焦耳定律变形公式的应用,知道并联电路用电器互 不影响是解答此题的关键。 4.(2017湖南邵阳,24,2分)一根电阻丝的电阻是10 ,通过2 A的电流时,1 min内产生的热量是 J。 答案答案 2.4103 解析解析 电阻丝产生的热量:Q=I2Rt=(2 A)210 60 s=2.4103 J。 5.(2016湖南衡阳,19,2分)某型号电饭锅有“高温挡”和“低温挡”两
47、个挡位,其原理如图所示,若已知电 阻R0=44 ,R=2 156 ,则当开关置于 (选填“1”或“2”)位置时为高温挡,当电饭锅以高温挡正 常工作10 min消耗的电能为 J。 答案答案 2 6.6105 解析解析 根据公式P=可知,在电压一定时,电阻越小功率越大,当S接2时,R被短路,总电阻小,电功率大;Q =t=600 s=6.6105 J。 2 U R 2 0 U R 2 (220 ) 44 V 6.(2019内蒙古呼和浩特,15,4分)一个电能表,表盘上标明“720 revs/(kW h)”,它的意思是 。 呼和浩特市教研室某段时间用电,电能表两次示数如图所示,该时间段该地区每度电电费
48、1.2元,这段时间 需要交付多少电费。 答案答案 接在这个电能表上的用电器,每消耗1 kW h的电能,电能表上的转盘转过720转 383.64元 解析解析 “720 revs/(kW h)”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1 kW h的电能,电能表上的转盘转过 720转。W2-W1=1 951.7 kW h-1 632.0 kW h=319.7 kW h=319.7度。花费:319.7度1.2元/度=383.64元。 7.(2019四川成都,A22,4分)如图甲是一种家用电暖器,图乙是其简化的电路图,已知R1R2,电暖器的部分 参数如表中所示。闭合开关S,要让电暖器处于第二挡工作,则应再将开关 闭合;若电暖器在第 二挡正常工作10 min,则产生的热量是
