沪粤版（2024）第十五章 电能与电功率15.1 电能与电功当堂检测题

这是一份沪粤版（2024）第十五章 电能与电功率15.1 电能与电功当堂检测题，共54页。试卷主要包含了实验原理，实验器材，实验电路图，实验结论，实验中常见的电路故障，问题探究，如图是某电饭锅内部电路简图等内容，欢迎下载使用。

电能与电功
知识点一
表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦·时，计数器的最后一位是小数。
电功率
_______知识点二
焦耳定律
W＝Pt＝UIt和P＝eq \f(W,t)＝UI是普适公式，适用于一切电路，W＝eq \f(U2,R)t＝I2Rt和P＝I2R＝eq \f(U2,R)只适用于纯电阻电路。在纯电阻电路中，电能全部转化为因电流的热效应而产生的内能，在非纯电阻电路里，电能除转化为内能外，还转化为其他形式能，如机械能等。
知识点二
电路只要有电流和电阻就有电流的热效应，电路是纯电阻电路时，电流产生的热量与消耗的电能相同，当电路不是纯电阻电路时，电流产生的热量小于消耗的电能。
测量小灯泡的电功率
实验01
1．实验原理：_______。
2．实验器材：电源、小灯泡、开关、导线若干、_______、_______、______________。
3．实验电路图：
4．实验结论：
5.问题探究：
(1)实验中，滑动变阻器的作用有哪些？
______________________________________________________________________。
(2)怎样选择电压表、电流表的量程？
______________________________________________________________________。
(3)在测量过程中，手和眼的分工是怎样的？
______________________________________________________________________。
(4)多次测量数据的目的是什么？能不能用多次测量求平均值的方法求小灯泡的额定功率？
_____________________________________________________________________________。
6．实验中常见的电路故障：
(1)灯泡不亮，电压表有明显示数，电流表无示数——灯泡断路；
(2)灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数——灯泡短路；
(3)调节滑动变阻器滑片的位置，灯泡亮度不变，电流表、电压表示数不变——滑动变阻器接入错误。
电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关
实验02
1．实验原理：_______。
2．实验方法：______________和_______。
3．实验器材：电源、两个_______不同的电阻丝、两个装有相等_______煤油的烧瓶、_______、_______等。
4．实验结论：
(1)在电流、通电时间相同时，电阻_______，产生的热量越多。
(2)在通电时间、电阻相同时，通过的电流_______，产生的热量越多。
(3)在电流、电阻相同时，通电时间_______，产生的热量越多。
5．问题探究：
(1)如何判断产生热量的多少？
________________________________________________________。
(2)实验中，如何操作才能控制电流相等？
_____________________________________________________________________________。
(4)实验中为什么选用煤油而不选用水？
____________________________________________________________________________________。
真题练
一、选择题
1．（多选题）（2023·湖南怀化·统考中考真题）如图所示电路，电源电压不变，闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向左滑动时，以下说法正确的是（ ）

A．电压表读数变小，总功率变大
B．电路的总电阻变小，总功率变大
C．电压表读数变大，电流表读数变大
D．电压表读数变大，电流表读数变小
2．（2023·湖北随州·统考中考真题）某科技小组设计了一个地磅，地磅内部简化电路如图。其工作原理是车辆开上地磅会压缩弹簧（弹簧处于弹性限度内）引起滑片P移动，当电路的电流I≥I0（I0为某一定值）时，电路中电铃会发出警示声（电铃可视为一个小电阻），表明车辆超重了。圆圈处是电压表可反映车辆的重量，R0为保护电阻，电源电压不变。下列说法正确的是（ ）

A．车辆越重，弹簧的弹性势能越小
B．车辆越轻，电压表的示数越小
C．车辆越重，电压表的示数越小
D．当地磅上无车辆时，电路消耗的总功率最大
3．（2023·北京·统考中考真题）如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是（ ）

A．通过R1的电流等于通过R2的电流
B．R1两端的电压大于R2两端的电压
C．R1的电功率大于R2的电功率
D．R1消耗的电能小于R2消耗的电能
4．（2023·广东深圳·统考中考真题）已知，，琴琴同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起，则（ ）

A．图甲中R1与R2的电流比B．图乙中R1与R2的电压比
C．图甲与图乙的总功率比D．图甲与图乙的总功率比
二、填空题
5．（2023·辽宁抚顺·统考中考真题）用如图所示的装置可探究电流产生热量与___________（填“电流”或“电阻”）的关系，若通过R2的电流为1A，通电1min，R2产生的热量为___________J。若将R3更换为10Ω的电阻，___________（填“仍能”或“不能”）完成该实验探究。

6．（2023·辽宁本溪·统考中考真题）小平家5月份的电费为50元，当地电价为0.5元/kW▪h，5月末他家的电能表示数如图，5月初电能表的示数应为________。他家可以同时使用用电器的总功率不能超过________W。他单独使用电炖锅正常工作3min，电能表转盘转过160转，则电炖锅的额定功率为________W。

7．（2023·湖北鄂州·统考中考真题）如图甲所示，空气炸锅利用热空气流高效快速烹制食物，以烹制食物的外酥里嫩、味美可口而广受大众的认可和欢迎。如图乙所示是某品牌空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R2=44Ω。通过开关S1的通断和单刀双掷开关S2在A、B间的连接转换可实现高、中、低三个档位的调节。已知中温档的额定功率为440W。求：
（1）当开关S1___________（选填“断开”或“闭合”）、S2___________（选填“接A”或“接B”）时，空气炸锅为低温挡；
（2）R1的阻值___________ ；
（3）当空气炸锅处于高温档时，正常工作10min消耗的电能___________ 。

8．（2023·吉林·统考中考真题）如图是某电饭锅内部电路简图。S断开时，电路中的电流是0.5A，通电1min后，电路中消耗的电能是______J；S闭合后，电路中消耗的总功率将______。

三、实验题
9．（2023·四川达州·统考中考真题）小明学习了电功率的知识后，在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，他在学校的实验室找到了相关器材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V。
（1）请用笔画线代替导线，帮他连接好实物图。要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮__________；
（2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是__________（选填字母）；
A．滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B．灯泡的电阻太小
C．滑动变阻器的最大阻值太小
（3）排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，接下来他应该将滑动变阻器的滑片向__________移动，同时眼睛注意观察__________（选填“电流表”“电压表”或“灯泡”），直到灯泡正常发光；
（4）经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为__________W；
（5）若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是__________（选填字母）；
A．只将电源电压减小
B．只更换一个其他规格的滑动变阻器
C．将该电压表并联到滑动变阻器的两端
（6）小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻Rx的阻值，于是他设计了如图丁所示的电路图，操作步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V；
②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5V；则Rx=__________Ω。
10．（2023·湖北荆州·统考中考真题）课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。

（1）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用______（选填字母）；
A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B．“20Ω 2A”的滑动变阻器
C．“5Ω 1A”的滑动变阻器
（2）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是____________；
（3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______端移动（选填“左”或“右”）；
（4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
（5）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下：

①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R'的滑片，使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V；
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V；
④小灯泡的额定功率P额=______W。
四、计算题
11．（2023·辽宁抚顺·统考中考真题）作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电热中药壶，其简化电路图如图乙所示，它有急火和文火两种工作状态，由温控开关S1自动控制，文火时的电功率为220W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2Ω。【c中药取4.0×103J/(kg·℃)】求：
（1）中药壶在文火状态下的电流；
（2）将3kg中药从20℃加热至100℃，中药吸收的热量；
（3）若不计热量损失，用急火完成（2）中的加热过程所用的时间。

12．（2023·辽宁本溪·统考中考真题）如图为某款水暖电热毯的简化电路图，其中R、、均为加热电阻。该电热毯具有“调温”和“恒温”两挡，开关接1为“调温”挡，功率变化范围为50W~100W，开关接2为“恒温”挡，功率为33W。电热毯内装有1kg水。[]求：
（1）电热毯在恒温挡时的电流；
（2）可变电阻R的最大阻值；
（3）若用最大功率加热，不计热损失，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间。

模拟练
一、单选题
1．（2023·湖北武汉·模拟预测）在如图，所示电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，开关S闭合后，将滑动变阻器R2的滑片由b端向a端滑动，判断正确的是（ ）

A．电压表示数不变，电路消耗总功率变大
B．电流表的示数变小，电路消耗的总功率变小
C．电流表的示数变大，V的示数与A的示数之比不变
D．电流长的示数变大，V的示数与A的示数之比变大
2．（2023·广东深圳·红岭中学校考三模）关于电学知识，以下说法正确的是（ ）
A．根据可知，对同一个导体其电阻与电压成正比，与电流成反比
B．长度相同的a、b两根镍铬合金丝，横截面积关系为SaRb
C．两灯L1、L2分别标有“6V 3W”、“6V 6W”，接入电路后，L1一定比L2亮
D．金属导体中电流的方向与自由电子运动方向相反
3．（2023·湖南娄底·统考一模）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，把它们串联在电路中，如图乙所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A，则电源电压和元件A1min内消耗的电能分别是（ ）

A．2.0 V 0.8 JB．4.5 V 0.5 JC．2.5 V 1.0 JD．4.5 V 24J
4．（2023·湖南娄底·统考一模）将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作2h，屏幕显示如图所示，若该时间内消耗的电能全部被40kg的水吸收（水未沸腾）已知电费单价为，，则下列说法正确的是（ ）

A．电热水器是电源
B．该过程消耗电能0.5kW•h
C．水温升高30℃
D．电热水器的功率为400W
二、填空题
5．（2023·湖北武汉·模拟预测）如图所示的电路中，灯L标有“3V，0.9W”、滑动变化器R上标有“50Ω，1A”的字样，电压表量程为“0~3V，电流表量程0~0.6A”，与源电压恒为4.5V，不考虑温度对电阻的影响.台开关S，为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器按入电路中的阻值范围足够大，电压表的示数变化范围是_____V。

6．（2023·湖北武汉·模拟预测）小明用图甲所示的电路，探究导体中的电流与导体电风的关系（电源电压恒为6V），小明共做了五次实验，图乙是他根据记录的正组效据，在方格纸上描点画出的电阻箱的电流I与其值R′的关系图线，则这五次实验过程中，小明调节电器箱R，滑动变阻器消消耗的最大功率与最小功率之比为_____。

7．（2023·辽宁葫芦岛·统考二模）如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像，则该定值电阻是______ Ω，电源电压是______ V，电路消耗电功率最大时电功率为______ W。

8．（2023·辽宁葫芦岛·统考二模）李明家中购买了一台空调，空调金属外壳应______ ，空调风扇的扇叶粘有些灰尘，这是由于扇叶旋转时发生______ 。李明家的空调铭牌上标有“220V，1000W”，他怀疑空调的额定功率不准确，电路中只接入空调情况下，6min内观察到他家的电能表的转盘转过了48转，那么只接入空调情况下消耗1kW·h的电能空调工作______ h。

三、实验题
9．（2023·广东深圳·红岭中学校考三模）（1）综合实践课上，小微同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻，选用的小灯泡L标有“”字样、电源电压恒为、滑动变阻器规格为“”。

①请在图甲中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接；___________
②闭合开关进行实验，移动滑动变阻器的滑片P过程中，她应注视___________ （选填“电压表”、“电流表”或“滑动变阻器”）的变化情况；
③当电压表示数为时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻___________Ω。她发现小灯泡电阻发生了变化，其原因是灯丝电阻受___________ 的影响；
（2）如果把甲电路图中小灯泡换成一系列的定值电阻，该电路图还可以探究电流与电阻的关系。步骤如下：
①将的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为，读出电流表的读数。
②不改变①的滑动变阻器的滑片位置，直接用的电阻替换的电阻，闭合开关后，应___________ （选填“向左”或“向右”）移动滑片才能继续完成实验；
③在、、、这一系列定值电阻中，当定值电阻换为___________ 时，使用该滑动变阻器无法完成该组实验；
（3）如图丙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与___________ 有关，图中的作用是分电流，所以与的阻值___________ （选填“一定”或“不一定”）要相同。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大，应选用___________ （从、和的定值电阻中选出一个定值电阻）。如果将也放入右侧封闭容器内，通电一段时间后，两容器中电阻丝产生热量的大小关系为___________ 。
A．左侧容器产生的热量多
B．右侧容器产生的热量多
C．左右两侧产生的热量一样
10．（2023·辽宁葫芦岛·统考二模）探究活动小组的同学为了测小灯泡的电阻，选用的器材如下：电压恒为6V的电源，额定电压为3.8V的小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、若干导线。

（1）如图甲所示，小组同学设计的电路还有一条导线没完成，请你完成电路的连接；______
（2）小组同学改变滑动变阻器滑片的位置，测量出三组电流和电压值如上表所示。第3次实验中电流表示数如图乙所示，第3次实验灯泡电阻为______Ω；
（3）探究小组的同学增加一个电阻箱R，设计了图丙所示的电路，探究电流与电压的关系。同小组的小王同学认为这个电路不能完成这个实验，因为此电路不能控制______ 一定；小李同学认为只需将电压表并联在______ （填“滑动变阻器”或“电阻箱”）两端即可完成实验。老师觉得小李的改动合理，同学们利用小李改动后的电路进行了如下实验：
A．保持______ 的电阻一定，改变______ 的阻值，分别读出电流表和电压表的示数。（以上两空填“R”或“R0”）
B．在实验过程中，发现电阻箱断路，此时若向右滑动滑动变阻器的滑片，电压表的示数将会______ （填“明显变大”、“明显变小”或“几乎不变”）。
C．换用完好的电阻箱，由实验可得出：当电阻一定时，电流与电压成正比。
（4）探究小组测量额定电压为2.5V的小灯泡L的额定功率，设计了如图丁所示的电路，电路中电源电压未知，R为电阻箱、R0为滑动变阻器，其最大阻值未知。
①为了实验顺利完成，指导老师让小组同学先对丁电路进行调节，测量出电源电压。小组同学想出了下面三种方案，其中可以测出电源电压的是______（多选）；
A．将R0的滑片调至最右端，R的阻值调为零，闭合开关S，读出此时电压表V1和V2的示数；
B．将R0的滑片调至最左端，R的阻值调为适当值，闭合开关S，读出此时电压表V2的示数；
C．闭合开关S，将R0的滑片调至最右端，R的阻值调为10Ω，读出此时电压表V1和V2的示数。
②通过正确的方法测量出电源电压为9V，老师要求小组同学将电阻箱R的阻值调节为10Ω。完成对小灯泡额定功率的测量，以下是小组同学的实验过程，请你补充完整。
A．调节R0的滑片，使电压表______ 的示数为6.5V，根据串联电路电压规律可知，此时小灯泡正常发光，再读出此时电压表______ 的示数为5.5V；（以上两空填“V1”或“V2”）
B．小灯泡的额定功率：P额=______W。
四、计算题
11．（2023·内蒙古包头·包头市第二十九中学校考三模）某调温电热水壶其铭牌如图甲所示，工作电路图如图乙，加热电路由两个加热电阻组成，定值电阻，R＇是最大阻值为的可变电阻，通过调节R＇可以改变电热水壶的加热功率。电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示（壶内水温跟壶表面温度一致）。
（1）在额定电压下工作，该电热水壶最大加热功率多大？
（2）在标准大气压下，将1.2kg、 20℃的水加热至沸腾，水吸收的热量是多少J？
（3）在额定电压下工作，在温度为20℃的房间使用，要求电热水壶温度保持70℃，问应将R＇的阻值调为多大？

12．（2023·广东深圳·红岭中学校考三模）如图甲所示是小伟家购买的电烧杯，它的原理图如图乙所示，其中和均为加热丝，该电烧杯烧水时有快档和慢档两个档位，铭牌如图丙所示。
（1）求电阻的阻值；
（2）电烧杯中装满的水从升高到，求水吸收的热量；
（3）小伟关闭其他用电器，让电烧杯在快挡下工作，观察到标有“”的电能表在内转动了转，求此时电烧杯快挡的实际功率。

第十五章《电能与电功率》知识梳理
思维导图
电能与电功
知识点一
表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦·时，计数器的最后一位是小数。
电功率
知识点二
焦耳定律
W＝Pt＝UIt和P＝eq \f(W,t)＝UI是普适公式，适用于一切电路，W＝eq \f(U2,R)t＝I2Rt和P＝I2R＝eq \f(U2,R)只适用于纯电阻电路。在纯电阻电路中，电能全部转化为因电流的热效应而产生的内能，在非纯电阻电路里，电能除转化为内能外，还转化为其他形式能，如机械能等。
知识点二
电路只要有电流和电阻就有电流的热效应，电路是纯电阻电路时，电流产生的热量与消耗的电能相同，当电路不是纯电阻电路时，电流产生的热量小于消耗的电能。
测量小灯泡的电功率
实验01
1．实验原理：P＝UI。
2．实验器材：电源、小灯泡、开关、导线若干、电流表、电压表、滑动变阻器。
3．实验电路图：
4．实验结论：
5.问题探究：
(1)实验中，滑动变阻器的作用有哪些？
①保护电路；
②调节小灯泡两端的电压，使小灯泡两端的电压低于、等于或略高于额定电压。
(2)怎样选择电压表、电流表的量程？
电压表量程的选择参照小灯泡的额定电压，选择大于额定电压的量程(有时也可以根据题目中给出的图示、表格数据等信息进行选择)；
电流表量程的选择采用“试触法”，保证指针偏转角度超过一半，能选小量程的不用大量程(有时也可以根据图示提供的信息或计算等方法进行选择)。
(3)在测量过程中，手和眼的分工是怎样的？
手移动滑动变阻器的滑片，眼观察电压表的示数，当示数达到小灯泡的额定电压值时，停止移动滑片。
(4)多次测量数据的目的是什么？能不能用多次测量求平均值的方法求小灯泡的额定功率？
多次测量是为了测出不同电压下灯泡的功率，比较功率和电压的关系；不能用多次测量求平均值的方法求小灯泡的额定功率。小灯泡的额定功率是指在额定电压下的功率，因此应从测量数据中找到额定电压值和对应的电流值，根据公式P＝UI求解。
6．实验中常见的电路故障：
(1)灯泡不亮，电压表有明显示数，电流表无示数——灯泡断路；
(2)灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数——灯泡短路；
电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关
(3)调节滑动变阻器滑片的位置，灯泡亮度不变，电流表、电压表示数不变——滑动变阻器接入错误。
实验02
1．实验原理：Q＝I2Rt。
2．实验方法：控制变量法和转换法。
3．实验器材：电源、两个阻值不同的电阻丝、两个装有相等质量煤油的烧瓶、温度计、秒表等。
4．实验结论：
(1)在电流、通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
(2)在通电时间、电阻相同时，通过的电流越大，产生的热量越多。
(3)在电流、电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多。
5．问题探究：
(1)如何判断产生热量的多少？
通过观察温度计示数的变化。
(2)实验中，如何操作才能控制电流相等？
使两个阻值不同的电阻丝串联。
(3)实验中，如何控制电压相等？
使两个阻值不同的电阻丝并联。
(4)实验中为什么选用煤油而不选用水？
煤油的比热容较小，吸收相同的热量，煤油的温度变化更明显，更便于观察。
真题练
一、单选题
1．（2023·湖南怀化·统考中考真题）如图所示电路，电源电压不变，闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向左滑动时，以下说法正确的是（ ）

A．电压表读数变小，总功率变大
B．电路的总电阻变小，总功率变大
C．电压表读数变大，电流表读数变大
D．电压表读数变大，电流表读数变小
【答案】BC
【解析】由电路图知，两电阻串联连接，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则电路中的总电阻变小，据欧姆定律知，电路中的电流变大，电流表计数变大，据串联电路的分压特点知，变阻器分得的电压变小，电源电压不变，R0分得的电压变大，电压表示数变大，据P=UI知，电路的总功率变大，故AD错误，BC正确。
故选BC。
2．（2023·湖北随州·统考中考真题）某科技小组设计了一个地磅，地磅内部简化电路如图。其工作原理是车辆开上地磅会压缩弹簧（弹簧处于弹性限度内）引起滑片P移动，当电路的电流I≥I0（I0为某一定值）时，电路中电铃会发出警示声（电铃可视为一个小电阻），表明车辆超重了。圆圈处是电压表可反映车辆的重量，R0为保护电阻，电源电压不变。下列说法正确的是（ ）

A．车辆越重，弹簧的弹性势能越小
B．车辆越轻，电压表的示数越小
C．车辆越重，电压表的示数越小
D．当地磅上无车辆时，电路消耗的总功率最大
【答案】B
【解析】A．车辆越重，弹簧被压缩的程度越大，弹簧的形变越大，弹簧的弹性势能越大，故A错误；
BC．如图所示，电路是一个串联电路，电压表测量的是R0两端的电压，车辆越轻，滑动变阻器的滑片P向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的总电阻增大，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，定值电阻R0两端的电压减小，故B正确，C错误；
D．当地磅上无车辆时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，电源电压不变，根据P=UI可知，电路中的总功率最小，故D错误。
故选B。
3．（2023·北京·统考中考真题）如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是（ ）

A．通过R1的电流等于通过R2的电流
B．R1两端的电压大于R2两端的电压
C．R1的电功率大于R2的电功率
D．R1消耗的电能小于R2消耗的电能
【答案】D
【解析】由题意可知，两电阻丝的材料相同，电阻丝R1比R2长且细，则R1>R2；
AB．因R1与R2并联，电阻两端的电压相等，由可知，电阻大的通过的电流小，所以通过R1的电流小于通过R2的电流，故AB错误；
C．由可知，R1电功率小于R2的电功率，故C错误；
D．R1电功率小于R2的电功率，根据W=Pt可知，相同时间内R1消耗的电能小于R2消耗的电能，故D正确。
故选D。
4．（2023·广东深圳·统考中考真题）已知，，琴琴同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起，则（ ）

A．图甲中R1与R2的电流比B．图乙中R1与R2的电压比
C．图甲与图乙的总功率比D．图甲与图乙的总功率比
【答案】C
【解析】A．图甲中两电阻串联，根据串联电路中电流处处相等可知，通过与的电流相等，即
故A不符合题意；
B．图乙中两电阻并联，根据并联电路的电压规律可知， 与两端的电压相等，则
故B不符合题意；
CD．根据电功率的公式
可得
图甲与图乙的总功率比
故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
二、填空题
5．（2023·辽宁抚顺·统考中考真题）用如图所示的装置可探究电流产生热量与___________（填“电流”或“电阻”）的关系，若通过R2的电流为1A，通电1min，R2产生的热量为___________J。若将R3更换为10Ω的电阻，___________（填“仍能”或“不能”）完成该实验探究。

【答案】 电流 300 仍能
【解析】[1]根据控制变量法的思想，R1和R2的电阻相同，R3与R1并联进行分流，因此R1和R2的电流不同，所以可以探究电流产生热量与电流的关系。
[2]根据焦耳定律，R2产生的热量
Q=I2Rt=(1A)2×5Ω×1×60s=300J
[3]若将R3更换为10Ω的电阻，R3仍与R1并联进行分流，R1和R2的电流仍然不同，因此仍能完成该实验探究。
6．（2023·辽宁本溪·统考中考真题）小平家5月份的电费为50元，当地电价为0.5元/kW▪h，5月末他家的电能表示数如图，5月初电能表的示数应为________。他家可以同时使用用电器的总功率不能超过________W。他单独使用电炖锅正常工作3min，电能表转盘转过160转，则电炖锅的额定功率为________W。

【答案】 4400 1600
【解析】[1]小平家5月份消耗的电能
5月初电能表的示数为
W初=2023.6kW·h-100kW·h=1923.6kW·h
[2]由电能表的参数可知，他家接在这个电能表的用电器额定最大电流为20A，则他家可以同时使用用电器的最大总功率
[3]电炖锅正常工作3min，消耗的电能
电炖锅的额定功率
7．（2023·湖北鄂州·统考中考真题）如图甲所示，空气炸锅利用热空气流高效快速烹制食物，以烹制食物的外酥里嫩、味美可口而广受大众的认可和欢迎。如图乙所示是某品牌空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R2=44Ω。通过开关S1的通断和单刀双掷开关S2在A、B间的连接转换可实现高、中、低三个档位的调节。已知中温档的额定功率为440W。求：
（1）当开关S1___________（选填“断开”或“闭合”）、S2___________（选填“接A”或“接B”）时，空气炸锅为低温挡；
（2）R1的阻值___________ ；
（3）当空气炸锅处于高温档时，正常工作10min消耗的电能___________ 。

【答案】 断开 接A 110 Ω 9.24×105J
【解析】（1）[1][2]观察电路图可知，当S1断开，S2接A时，R1与R2串联，电路中电阻最大；当S1闭合，S2接B时，R1与R2并联，电路中电阻最小；当S1闭合，S2接A时，R2被短路，电路中只有R1，电路中电阻大小中等；由可知，当S1断开，S2接A时，电路中电阻最大，功率最小，此时空气炸锅为低温挡。
（2）[3]当S1闭合、S2接A时处于中温档，R1的阻值
（3）[4]当S1闭合、S2接B时处于高温档，则高温档的功率
正常工作10min消耗的电能
W= P高t=1540W×10×60s=9.24×105J
8．（2023·吉林·统考中考真题）如图是某电饭锅内部电路简图。S断开时，电路中的电流是0.5A，通电1min后，电路中消耗的电能是______J；S闭合后，电路中消耗的总功率将______。

【答案】 180 变大
【解析】[1]S断开时，电路中的电流是0.5A，通电1min后，电路中消耗的电能是
[2]S闭合后，电路由R0与R串联变为R的简单电路，电路中电阻变小，由得，电路中消耗的总功率将变大。
三、实验题
9．（2023·四川达州·统考中考真题）小明学习了电功率的知识后，在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，他在学校的实验室找到了相关器材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V。
（1）请用笔画线代替导线，帮他连接好实物图。要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮__________；
（2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是__________（选填字母）；
A．滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B．灯泡的电阻太小
C．滑动变阻器的最大阻值太小
（3）排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，接下来他应该将滑动变阻器的滑片向__________移动，同时眼睛注意观察__________（选填“电流表”“电压表”或“灯泡”），直到灯泡正常发光；
（4）经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为__________W；
（5）若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是__________（选填字母）；
A．只将电源电压减小
B．只更换一个其他规格的滑动变阻器
C．将该电压表并联到滑动变阻器的两端
（6）小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻Rx的阻值，于是他设计了如图丁所示的电路图，操作步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V；
②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5V；则Rx=__________Ω。
【答案】 A 右 电压表 3 C 5
【解析】（1）[1]根据滑动变阻器的要求可知，闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路中的电阻变小，只能选择滑动变阻器的右侧的下端接线柱接入电路，如图所示：

（2）[2]根据题意可知，灯泡发光很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，说明滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱，故BC不符合题意，A符合题意。
故选A。
（3）[3][4]排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，电压表的示数为4V，小于额定电压，所以，接下来要增大灯泡两端的电压，由串联电路电压特点可知，滑动变阻器的两端电压就要降低，根据串联的分压原理，滑动变阻器接入电路中的电阻就变小，所以，应该将滑动变阻器的滑片向右边移动，同时眼睛注意观察电压表，直到灯泡达到额定电压为止，即小灯泡正常发光。
（4）[5]根据如图丙可知，当小灯泡的电压是6V时，通过小灯泡的电流是0.5A，所以，该小灯泡的额定功率为
（5）[6]若电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，根据串联电路的电压特点可知，可将该电压表并联到滑动变阻器的两端，电压表的量程可以选择0到3V的，当小灯泡的电压是6V时，滑动变阻器分的电压是2V，故AB不符合题意，C符合题意。
故选C。
（6）[7]①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器R，小灯泡，定值电阻Rx串联，电压表测量灯泡两端电压，且电压表的示数为3V，根据图丙可知，通过小灯泡的电流是0.3A；
②闭合S、S2，断开S1，滑动变阻器R，小灯泡，定值电阻Rx串联，电压表测量灯泡和定值电阻Rx两端总电压，且电压表的示数为4.5V，因保持滑动变阻器的滑片位置不动，所以，灯泡亮度和分得的电压不变，通过灯泡的电流仍然是0.3A且与通过定值电阻Rx的电流相等，所以，定值电阻Rx两端电压是
则定值电阻Rx的大小是
10．（2023·湖北荆州·统考中考真题）课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。

（1）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用______（选填字母）；
A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B．“20Ω 2A”的滑动变阻器
C．“5Ω 1A”的滑动变阻器
（2）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是____________；
（3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______端移动（选填“左”或“右”）；
（4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
（5）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下：

①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R'的滑片，使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V；
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V；
④小灯泡的额定功率P额=______W。
【答案】 B 小灯泡断路 左 0.5 1.8
【解析】（1）[1]小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。额定电流约为
此时滑动变阻器接入电路中的阻值约为
由此可知，应选“20Ω 2A”的滑动变阻器。
故选B。
（2）[2]电路连接完成后，闭合开关，发现电流表无示数，小灯泡不亮，说明电路存在断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表并联在电源两端，测电源电压，与电压表并联的电路部分存在断路，故小灯泡断路。
（3）[3]由图乙可知，电压表选择小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V。为了测量小灯泡的额定功率，应增加小灯泡两端的电压，减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，故将滑动变阻器的滑片向左移动。
（4）[4]由图丙可知，当电压为2.5V时，电流为0.2A。因此小灯泡的额定功率是
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
（5）[5]开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片左边的电阻与小灯泡串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压
UL=6V
根据串联电路电压的规律可得
U滑=U-UL=18V-6V=12V
所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为12V时，小灯泡正常发光。保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压，此时电压表示数为
U左=8V
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测量出定值电阻R两端的电压，需要测量出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即
U′=14V
在②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，根据串联电路电压的规律可得，R两端的电压
UR=U-U′=18V-14V=4V
此时电路中的电流
当电压表示数为U左=8V时，滑动变阻器滑片左边电阻的阻值
故在①中，小灯泡的额定电流为
则小灯泡的额定功率
P额=ULIL=6V×0.3A=1.8W
四、计算题
11．（2023·辽宁抚顺·统考中考真题）作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电热中药壶，其简化电路图如图乙所示，它有急火和文火两种工作状态，由温控开关S1自动控制，文火时的电功率为220W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2Ω。【c中药取4.0×103J/(kg·℃)】求：
（1）中药壶在文火状态下的电流；
（2）将3kg中药从20℃加热至100℃，中药吸收的热量；
（3）若不计热量损失，用急火完成（2）中的加热过程所用的时间。

【答案】（1）1A；（2）9.6×105J；（3）1920s
【解析】解：（1）根据，中药壶在文火状态下的电流
（2）中药吸收的热量
（3）当S1接b时，R1和R2串联在电路中，为文火状态，根据
电路的总电阻
根据串联电路电阻的特点，R1的阻值为
当S1接a时，只有R1在电路中，为急火状态
不计热量损失W=Q吸，根据，加热过程所用时间
答：（1）中药壶在文火状态下的电流1A；
（2）中药吸收的热量9.6×105J；
（3）加热过程所用时间1920s。
12．（2023·辽宁本溪·统考中考真题）如图为某款水暖电热毯的简化电路图，其中R、、均为加热电阻。该电热毯具有“调温”和“恒温”两挡，开关接1为“调温”挡，功率变化范围为50W~100W，开关接2为“恒温”挡，功率为33W。电热毯内装有1kg水。[]求：
（1）电热毯在恒温挡时的电流；
（2）可变电阻R的最大阻值；
（3）若用最大功率加热，不计热损失，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：
（1）由得，电热毯在恒温挡时的电流
（2）当开关S接1，滑片在最右端时，电路中只有工作，为调温档最大功率100W；由
得
当开关S接1，滑片在最左端时，可变电阻R达到最大阻值，与串联，为调温档最小功率50W；由得，电路的总电阻
滑动变阻器的最大阻值
（3）水的温度由20℃升高到50℃吸收的热量
因为不计热损失，所以消耗的电能
由得，需要的时间
答：（1）电热毯在恒温档时的电流为；
（2）可变电阻R的最大阻值为；
（3）若用最大功率加热，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃的时间为。
模拟练
一、单选题
1．（2023·湖北武汉·模拟预测）在如图，所示电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，开关S闭合后，将滑动变阻器R2的滑片由b端向a端滑动，判断正确的是（ ）

A．电压表示数不变，电路消耗总功率变大
B．电流表的示数变小，电路消耗的总功率变小
C．电流表的示数变大，V的示数与A的示数之比不变
D．电流长的示数变大，V的示数与A的示数之比变大
【答案】C
【解析】定值电阻与滑动变阻器串联，滑动变阻器滑片由b端向a端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，则电路中的总电阻R变小，而电源电压U不变，由可知电路电流变大，即电流表示数变大；由于定值电阻的阻值不变，由公式U=IR可知，定值电阻两端电压变大，即电压表示数变大；电压表测定值电阻两端的电压、电流表测电路中的电流即通过定值电阻的电流，根据欧姆定律可知，电压表示数与电流表示数的比值是定值电阻的阻值，并且定值电阻的阻值不变，即电压表示数与电流表示数的比值不变；由于电源电压U不变，而电路中的电流变大，由公式P=UI可知，电路消耗总功率的变大。
故选C。
2．（2023·广东深圳·红岭中学校考三模）关于电学知识，以下说法正确的是（ ）
A．根据可知，对同一个导体其电阻与电压成正比，与电流成反比
B．长度相同的a、b两根镍铬合金丝，横截面积关系为SaRb
C．两灯L1、L2分别标有“6V 3W”、“6V 6W”，接入电路后，L1一定比L2亮
D．金属导体中电流的方向与自由电子运动方向相反
【答案】B
【解析】A．导体的电阻是导体本身的性质，与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关，与流过的电流和两端的电压无关，故A错误；
B．长度相同的a、b两根镍铬合金丝，材料也相同，横截面积越大，电阻越小，横截面积关系为SaRb，故B正确；
C．两灯L1、L2分别标有“6V 3W”、“6V 6W”，接入电路后，由于不知道两盏灯的实际功率的大小，所以无法判定亮度的大小，故C错误；
D．物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，电流的方向与负电荷定向移动方向相反，故D错误。
故选B。
3．（2023·湖南娄底·统考一模）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，把它们串联在电路中，如图乙所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A，则电源电压和元件A1min内消耗的电能分别是（ ）

A．2.0 V 0.8 JB．4.5 V 0.5 JC．2.5 V 1.0 JD．4.5 V 24J
【答案】D
【解析】由于电路元件A和B串联，所以，
IA＝IB＝0.2A
由图像知道，此时UA＝2.0V，UB＝2.5V；所以，电源的电压是
U＝UA+UB＝2.0V+2.5V＝4.5V
元件A的1min内消耗的电能为
故选D。
4．（2023·湖南娄底·统考一模）将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作2h，屏幕显示如图所示，若该时间内消耗的电能全部被40kg的水吸收（水未沸腾）已知电费单价为，，则下列说法正确的是（ ）

A．电热水器是电源
B．该过程消耗电能0.5kW•h
C．水温升高30℃
D．电热水器的功率为400W
【答案】C
【解析】A．电热水器在电路中消耗电能，把电能转化为内能，所以电热水器是用电器，故A错误；
B．该过程消耗的电能
故B错误；
C．根据题意可知，水吸收的热量
由可知，水升高的温度
故C正确；
D．电热水器的功率
故D错误。
故选C。
二、填空题
5．（2023·湖北武汉·模拟预测）如图所示的电路中，灯L标有“3V，0.9W”、滑动变化器R上标有“50Ω，1A”的字样，电压表量程为“0~3V，电流表量程0~0.6A”，与源电压恒为4.5V，不考虑温度对电阻的影响.台开关S，为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器按入电路中的阻值范围足够大，电压表的示数变化范围是_____V。

【答案】1.5~3
【解析】灯泡正常工作时的电流
灯泡的电阻
比较灯泡、变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程可知
0.3A