【备考2022】浙教版科学中考二轮专题复习：电能（含解析）

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第9讲　电能
考点1　电功、电能和电热
1.2020年10月15日,《自然》杂志报道了一种可以在15 ℃下实现超导的新材料,向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在(　　)
A.电热毯　　 B.电动汽车动力系统 C.电热水壶　　D.充电暖手宝
2.电蚊拍灭蚊时,蚊子碰到金属网形成闭合电路,蚊子往往会被烧毁。下列说法不合理的是(　　)
A.蚊子是可以导电的 B.电蚊拍电压降低烧毁效果变差
C.蚊子烧毁是因为电流的热效应 D.烧毁时可能没有电流通过蚊子
3.如图所示电路中,电源电压为12 V。在a、b间接入灯L1“6 V　2 W”,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P使灯L1正常发光。断开开关,取下灯L1,保持滑片P的位置不变,在a、b间接入灯L2“6 V　3 W”,闭合开关。则 (　　)

A.灯L2正常发光
B.滑动变阻器接入电路的电阻为12欧
C.通过L2的电流为0.4安
D.滑动变阻器和灯L2每秒做功5焦
4.某熨烫机电路主要由发热体、熔丝、控制开关盒等组成,其连接如图所示,其中控制开关盒内有开关、指示灯和分压保护电阻等元件。当该熨烫机接入家庭电路后,闭合开关,指示灯发光,发热体工作。现由于某种原因熔丝熔断,发热体不工作,但指示灯仍发光。下列控制开关盒内元件的连接方式符合要求的是 (　　)


5.如图是一款用锂电池供电的平衡台灯,悬挂在中间的木质小球是它的“开关”。使用时只需要将上下两个小球靠近,小球就相互吸引,灯管发光。以下为平衡台灯参数:

额定电压:5伏
额定功率:5瓦
光源类型:LED
锂电池输出电压:5伏
锂电池容量:4 800毫安时
(注:以4 800毫安的电流放电能工作1小时)
(1)若A球内置的磁体下端为N极,则B球内置磁体上端为　　　　　极; 
(2)求平衡台灯正常发光时电路中的电流;
(3)给该台灯充电时,充电器的输出电压为5伏、电流2安,充电效率为80%,则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间?
6.某兴趣小组设计了一种恒温箱电路,如图甲所示。工作电路电源电压U1=220 V,R1=242 Ω。控制电路电源电压U2=3 V,R2=300 Ω,热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度,其阻值与温度的关系如图乙,不计线圈的电阻。当线圈中的电流大于或等于40 mA时,继电器的衔铁被吸合,动触点A与静触点B接触;当线圈中的电流小于或等于30 mA时衔铁被释放,动触点A与静触点C接触。求:

图甲 图乙
(1)闭合开关S1和S2恒温箱开始工作,此时衔铁的动触点A与　　　　(选填“B”或“C”)静触点相接触。 
(2)电热丝R1正常工作5分钟消耗的电能。
(3)分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。
7.学习了电学知识后,某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下:
容积:1 L;
功能:①加热;②保温;
性能:能在7分钟内将1 L水从20 ℃加热到100 ℃(不计热量损失)。
【方案设计】为实现上述功能,同学们利用两个不同阻值的电阻(R1
方案一 方案二
【器材选择】若该壶是按照方案一设计的,根据项目任务中的性能要求,选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆?[Q吸=cm(t-t0),c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1×103 kg/m3]
【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全,从安全角度提出一条设计建议　　　　　　　　　。 
【项目制作】……
8.如图电路中,电源电压恒为4.5 V,灯泡规格是“3 V　0.75 W”。

(1)灯泡正常工作时,电压表V1、V2示数分别为多少?滑动变阻器接入的电阻为多少?
(2)灯泡正常工作4分钟,整个电路消耗的电能是多少?
考点2　电功率
9.如图甲所示电路,分别把定值电阻R1、R2(R1>R2)接入A、B之间进行实验,并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P-U图像,如图乙所示。如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验,同理,可以在图乙中画出它的P-U图像③。则图像①所对应的电阻和图像③所在的区域分别是 (　　)

A.R1和Ⅰ　　B. R1和Ⅲ C.R2和Ⅰ　　D.R2和Ⅲ
10.为了减少碳排放,国家大力推行电动汽车。电动汽车的速度由流经电动机的电流大小控制,当驾驶员向下踩“油门”踏板时,改变接入电路的变阻器阻值,车速变大。下列是该电动汽车的模拟电路,其中符合要求的是 (　　)

11.小科想知道标有“3.8 V”字样的小灯泡正常工作时的电功率,于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6伏恒定不变,滑动变阻器规格为“50 Ω　1 A”。

(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整;
(2)正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮。小科观察到两电表的示数情况是　　　　　　　　　　　　,由此判断故障是小灯泡断路; 
(3)排除故障后,小科进行了正确操作,观察到的现象和测得的数据如表:
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
很暗
较暗
较亮
亮
很亮
电压U/伏
1
2
3
3.8
4.5
电流I/安
0.2
0.22
0.25
0.30
0.34
由表中数据可得,小灯泡的额定功率是　　　　瓦; 
(4)小科根据表中数据,计算了各次实验的灯丝电阻,分析后认为,闭合开关前灯丝的阻值小于5欧姆,小科的理由是　　　　　　　　　　　　　　。 
12.小萍同学想利用图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为3伏)的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接,待连接完整后,移动滑动变阻器滑片,记录了多组数据,作出了图像a,还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为20欧)。

(1)根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动,小灯泡变亮)
(2)根据图像a,描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。 
(3)当电流表示数为0.12 A时,电压表的示数为多少?
(4)图丙阴影部分的面积表示　　　　。 
13.某电热器的简化电路如图所示,可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏,R1=2 000欧,R2=48.4欧。
(1)开关转至ac位置时,电阻R1和R2的连接方式是　　　。 
(2)开关转至bd位置时,该电热器可实现　　　功能,它的额定功率是　　　瓦。 

14.小科开展了课外探究活动:串联电路中,滑动变阻器的电功率与其接入电路电阻的关系。

图甲
【建立猜想】猜想1:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而增大;
猜想2:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而减小;
猜想3:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大先增大后减小。
【进行实验】将5欧的定值电阻R0、“10 Ω　3 A”的滑动变阻器R、电压恒为15伏的电源、数字电流表和电压表、开关、若干导线按如图甲所示电路图连接。
(1)图甲中电压表测　　　　　　　两端的电压; 
(2)实验中,将滑动变阻器滑片向　　　　移动(填“左”或“右”),电流表示数变小; 
(3)实验中,R分别取0欧、1欧……10欧接入电路,观察记录并处理数据,得到表格,请将表中缺失的数据补充完整;
R阻值/欧
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
电流/安
3.00
2.50
2.14
1.88
1.67
1.50
1.36
1.24
1.14
1.06
1.00
电压/伏
0.00
2.50
4.28
5.64
6.68
7.50
8.16
8.68
9.12
9.54
10.00
电功率/瓦
0.00
6.25
9.16
10.60
11.16
 
11.10
10.76
10.40
10.11
10.00
【得出结论】根据实验数据,作出滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻变化的曲线(如图乙),小科得出结论:猜想3成立,且当R=R0时,滑动变阻器的电功率最大。

图乙
【交流评价】
(4)小科只通过上述探究得出实验结论可靠吗?并说明理由  　 。 
15.小金用如图甲所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为3 V,定值电阻R0的阻值为3 Ω,滑动变阻器R1上标有“2 A　5 Ω”字样。实验数据如表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流表示数/A
0.38
0.43
0.50
0.60
0.75
①
电压表示数/V
1.86
1.71
1.50
1.20
0.75
0.00
变阻器电功率/W
0.71
0.74
0.75
0.72
0.56
0.00

甲

乙

丙
(1)用笔画线代替导线,完成图乙的电路连接。
(2)表中第6次实验时,电流表示数如图丙所示,则表中数据①是　　　　。 
(3)根据实验数据可知,此电路中,滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
16.在“测量小灯泡的功率”实验中,电源为2节干电池,小灯泡标有“2.5 V”字样。

图甲

图乙
(1)按图甲方式连接好电路,小敏刚要闭合开关时,同组同学提醒他的操作有一个不妥之处,请你帮他指出:　　　　。 
(2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,小敏发现小灯泡始终不发光,电压表示数接近于3 V保持不变,电流表示数始终为零,则故障原因可能是　　　　。 
(3)排除故障后,小敏闭合开关进行实验,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为　　　　W。 
(4)实验结束后,小组同学对测量结果进行误差分析,考虑到电压表中也有电流通过,该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。 
17.研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图中电源电压恒为4 V,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。实验过程中,调节滑动变阻器,逐次读取数据并记录,计算定值电阻电功率。数据如表:
实验次数
1
2
3
4
5
电流(A)
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
电压(V)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
R0的电功率(W)
0.10
0.225
0.40
0.625
0.90

甲

乙
(1)完成第3次实验后,接下来要获得第4次实验的数据,则滑动变阻器R的滑片P应向　　(选填“左”或“右”)移动到适当位置; 
(2)小组同学根据表中数据,得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是　　　　　　; 
A.定值电阻的电功率与电流成正比
B.定值电阻的电功率与电流的平方成正比
(3)小科提出:要得知滑动变阻器的电功率,还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压;小金却认为:无需测滑动变阻器两端的电压,通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如,当定值电阻两端的电压为1.0 V时,滑动变阻器的电功率为　　瓦; 
(4)小组同学对小金的方法进行了归纳,结合表中数据,画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像(如图乙所示)。请分析判断,图中线段AA'表示的含义是　　。 
18.小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5 V,电源电压恒定。

甲

乙

丙
(1)依据图甲,请用笔画线代替导线,将图乙中的实物图补充完整。
(2)小金正确连接实物电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片至某位置时,电压表示数如图丙所示,此时灯泡两端电压为　　　　V。接下来调节滑动变阻器的滑片向　　　　(选填“A”或“B”)端移动,直至小灯泡正常发光。 
19.智能家居带给我们健康、舒适的生活,如智能马桶(图甲)。某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示,电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b,再通过开关S1的通断,实现“高、中、低”三种温挡的调节,其中低温挡的功率为20瓦,电阻R2为1 210欧。

(1)座圈加热时,把电能转化为　　　　能; 
(2)当开关S1闭合、S2接a时,该座圈的电路相当于下列选项中的　　　　; 

(3)1千瓦时的电能可供该座圈低温挡工作多少小时?
(4)该座圈处于中温挡工作时的电功率为多少?
A组　基础题组
1.家用柜式空调正常工作时的电功率为 (　　)
A.2 000 W　　B.200 W C.20 W　　D.2 W
2.如图所示,A、B分别为额定电压为8 V的小灯泡L和定值电阻R中的电流随两端电压变化关系的图像。下列说法中正确的是 (　　)

A.定值电阻R的阻值为10 Ω
B.小灯泡L正常工作1 min消耗的电能为24 J
C.将小灯泡L和电阻R并联接入电路,当干路电流为0.6 A时,小灯泡L的实际电功率为2.4 W
D.将小灯泡L和电阻R串联接入电路中,若通过电阻R的电流为0.5 A,则电源电压为18 V
3.图中甲手机为某品牌具有反向充电技术的手机,其手机电池参数如表,对外充电时最大输出功率40 W,最多能输出总电能的50%。甲手机电池充满电储存的电能为　　　　kW·h,如图甲手机正对乙手机充电,按最大输出功率最多能对乙手机输电　　　　h。 

充电功率
≥10 W
标称电压
4 V
电池容量
5 000 mAh
4.如图所示是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌,暖奶器具有加热、保温双重功能,当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态,连接触点2和3时为保温状态,连接触点3和4时为加热状态(温馨提示:最适合宝宝饮用的牛奶温度为40 ℃)。

型号
1ZJ620
额定电压
220 V
加热功率
220 W
保温功率
20 W

(1)求电阻R2的阻值。
(2)把400 g牛奶从20 ℃加热到40 ℃,求牛奶所吸收的热量。[c牛奶=4.0×103 J/(kg·℃)]
(3)如图所示是400 g牛奶在暖奶器正常加热和保温过程中温度随时间变化的图像,求暖奶器在加热过程中的热效率。(结果保留到0.1%)
B组　提升题组
5.如图所示电路中的a、b、c为三只电表(电压表或电流表),闭合开关S,标有“3 V　3 W”的灯泡L1正常发光,标有“6 V　3 W”的灯泡L2虽能发光但较暗,若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是 (　　)

A.电表a为电流表,且示数为1.5 A
B.电表b为电压表,且示数为3 V
C.灯泡L2的实际功率为0.75 W
D.电表c为电压表,且示数为6 V
6.如图甲所示,是一款平面镜防雾膜,膜内装有电热丝,将它贴在镜的背面并通电,可防止水蒸气在镜面上液化。这是利用电流的　　　效应。若防雾膜的额定功率为20 W,正常工作10 min消耗的电能是　　　。如图乙所示,给防雾膜电路连接一个滑动变阻器R,使电热丝的功率在原功率的25%~100%之间变化,以满足不同季节的使用,则R的最大值为　　　　 Ω。 

甲

乙
7.随着生活水平的提高,人们对卫浴的要求也越来越高。一种自带温水冲洗臀部、座圈加热等功能的智能马桶逐渐受到人们的青睐。当有人使用智能马桶时,座圈加热功能自动工作,便后按下控制面板冲洗键,智能马桶的喷头就会喷出热水代替手纸清洁臀部。如图所示为一款智能马桶示意图,表一中数据为某智能马桶铭牌部分数据。

表一
额定电压
220 V
即热冲洗加热额定功率
1 100 W
座圈加热额定功率
30 W
平均用水量
5 L
(1)智能马桶即热冲洗加热时的电阻为多少欧姆?
(2)座圈加热工作时,电路中的电流为多少安培?
(3)如果有人使用智能马桶3分钟,其中冲洗1分钟,此次共消耗多少电能?
(4)在装修选用电源线时,为保证用电安全和经济效益,往往会根据用电器功率大小来选用面积粗细合适的铜导线,表二为不同规格铜导线对应允许长期通过的安全电流。通过计算,该智能马桶连接导线应选表二中的哪种规格导线?
表二
选项
导线规格/mm2
安全电流/A
A
1.5
10
B
2.5
20
C
4
25
思维亮剑
1.将规格都是“220 V　150 W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中,正常工作相同时间。以下说法正确的是 (　　)
A.三个用电器均能将电能全部转化为内能
B.根据R= U2P可计算出三个用电器的电阻相等
C.三个用电器消耗的电能一样多
D.三个用电器产生的热量相等
2.实验室有两只额定电压相同的小灯泡L1、L2,小华想知道哪只灯泡额定功率大,于是将它们串联接入电路,如图所示。闭合开关,两只灯泡均发光,电压表V1示数比V2小,此时实际功率大的小灯泡是　　　　。据此小华可以判断,额定功率大的小灯泡是　　　　。 

3.如图甲所示,是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件,该部件由阻值不变的两根电阻丝R1、R2构成,小乔设计了图乙的电路对该部件进行检测。其中R0=22 Ω,M、N为接线柱。

　　　　 甲　　　　　　　　　　　乙
(1)用导线把M和N连接,只闭合开关S1,电流表示数为1 A,求电源电压;
(2)把M接A,N接B,只闭合开关S1,电流表示数为0.5 A,求R1的阻值;
(3)用导线把B和C连接,然后将M接A,N接B,闭合开关S1和S2,电流表示数为1.5 A;检测结束后,小乔利用该部件重新组装一个加热器,求新加热器接入220 V电路中能达到的最大电功率。