专题15 电功、电功率和电热（第01期）-【真题汇编】最新中考物理真题分项汇编（全国通用）

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专题15 电功、电功率和电热
考点1 电能 电功
1．（2023四川南充）小林家的电能表如图所示，此时电能表的读数为_______kWh，他关闭了中的其它用电器，现用一台标有“220V，2000W”的电热水壶烧水，正常工作5min，则电能表的转盘转了_________转。
【答案】4353.6 500
【解析】电能表读数时，最后一位是小数位，读数为4353.6kWh。
电热水壶烧水，正常工作5min消耗的电能，电能表的转盘转了
2．（2023湖南衡阳）如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求：
（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流；
（2）R2的阻值；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。
【答案】（1）0.3A；（2）20Ω；（3）72J
【解析】（1）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，R1的两端电压等于电源电压，此时电路电流为I1=0.2A；当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测的是干路电流，根据并联电路的电压特点可知，两电阻的两端电压都等于电源电压，此时通过R1的电流等于I1，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流为
（2）根据欧姆定律可得，R2的阻值为
（3）当开关S、S1都闭合时，通过R1的电流等于I1，则通电1min电流通过R1做的功为
3．（2023重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，为，为。求：
（1）只闭合开关时，电流表的示数：
（2）闭合开关、，在内消耗的电能。
【答案】（1）0.3A；（2）72J
【解析】（1）只闭合开关时，电路中只有R1工作，电流表的示数
（2）闭合开关、，两电阻并联，在内消耗的电能
4．（2023天津）额定功率为1000W的电热水壶正常工作时，把质量为1kg的水从10℃加热到100℃，用时420s，已知，求：
（1）水吸收的热量；
（2）电热水壶的效率。
【答案】（1）；（2）90%
【解析】（1）质量为1kg的水从10℃加热到100℃，水吸收的热量
（2）额定功率为1000W的电热水壶正常工作420s，则电热水壶的效率
5．（2023重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为2V，R1的阻值为10Ω，R2的阻值为20Ω，闭合开关S。求：
（1）通过R1的电流；
（2）通电50s，R2消耗的电能。
【答案】（1）0.2A；（2）10J
【解析】（1）由图可知，电阻R1、R2并联，通过R1的电流为
（2）R2在10s内消耗的电能为
考点2 电功率
6．（2023四川泸州）物理学是一门以观察和实验为基础的学科。下列关于生活中一些物理量的估测，最切合实际的是（ ）
A．中学生手掌的宽度约10cm
B．中学生配戴的眼镜重约10N
C．人体感觉最舒适的环境温度约37℃
D．便携式手持电风扇的功率约100W
【答案】A
【解析】A．签字笔长度约15cm，签字笔的长度与手掌的长度相差不大，所以，中学生手掌的宽度约10cm，故A正确；
B．两个鸡蛋的重力才1N，眼镜的重力比一个鸡蛋的都小，故B错误；
C．人体正常体温在37℃左右，人体感觉最舒适的环境温度约25℃，故C错误；
D．便携式手持电风扇的功率约10W，故D错误。
故选A。
7．（2023四川成都）下列估测的数据中，最符合实际的是（ ）
A．一节干电池的电压约为1.5V
B．一个电热水壶的加热功率约为10W
C．一台电视机正常工作的电流约为10A
D．一盏台灯工作2小时消耗电能约为
【答案】A
【解析】A．我国家庭电路的电压为220V，常用干电池的电压为1.5V，故A符合题意；
B．电热水壶的加热功率较大，约为2000W，故B不符合题意；
C．电视机的额定功率约为200W，所以正常工作的电流约为1A，故C不符合题意；
D．台灯的额定功率约为20W，工作2小时消耗电能约，
故D不符合题意。
故选A。
8．（2023山东临沂）将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为的电阻串联后接到12V的电源上，闭合开关后，小灯泡的实际功率（ ）
A．大于3WB．等于3WC．小于3WD．无法确定
【答案】B
【解析】由题意可知小灯泡的电阻为，小灯泡与一个阻值为的电阻串联，所以电路的电流为，所以小灯泡的实际功率为
故选B。
9．（2023湖北荆州）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．a曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像
B．电源电压为8V
C．灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为40Ω
D．灯泡的额定功率为3.5W
【答案】D
【解析】由图得，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测量滑动变阻器两端的电压，电压表V2测量灯泡两端的电压，电流表测量电路电流。
A．滑片向左移动，滑动变阻器接入电路中电阻变小，有串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小，电压电源不变，由串联电路的电压规律可知灯泡两端的电压变大，电路中总电阻变小，电路电流变大，则曲线a为灯泡的电压、电流关系图，曲线b变阻器的电压、电流关系图，即曲线a为电压表V2数与电流表示数变化的关系图像，曲线b为电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像，故A错误；
B．由图像得，当灯泡电压为1V时，变阻器电压为8V，则电源电压，故B错误；
C．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，由乙图可知，当灯泡正常发光时，电路电流为0.5A，滑动变阻器两端的电压为2V，由欧姆定律得滑动变阻器接入电路的阻值为，故C错误；
D． 当灯泡正常发光时，电路电流为0.5A，滑动变阻器两端的电压为2V，灯泡的额定电压，额定功率为，故D正确。
故选D。
10．（2023湖南岳阳）如图，电源电压为18V，小灯泡规格为“10V，10W”且不考虑灯丝电阻随温度变化，R1为定值电阻。R2为滑动变阻器，最大阻值为60Ω。甲乙是同种电表，可供选择的电表为双量程电压表（量程分别为0~3V，0~15V）和电流表（量程分别为0~0.6A；0~3A）。闭合开关，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器R₂，两表示数均有变化且小灯泡亮度发生改变。当小灯泡正常发光时，甲、乙两表示数之比为8:13。下列表述均正确且无遗漏的一组是：（ ）
①甲、乙同为电流表
②R₁阻值为5Ω
③调节R₂，通过R₂最小的电流为0.24A
④调节R₂，小灯泡的最小功率为3.6W
A．①③B．②④C．①④D．②③
【答案】B
【解析】为确保电路安全，若甲乙同为电流表时，电路为R1、R2、L并联，根据并联电路中电压的特点可知灯泡电压此时超过额定电压，灯泡会被烧毁，因此，甲乙两表不能为电流表，应同为电压表；
当甲乙同为电压表时，电路为串联，电源电压为18V，甲电表测R1、R2两端电压，乙电表测R2、L两端电压，此时灯泡正常发光，电压为10V，且两电表的示数之比为8:13，则电路中的电流为，灯泡电阻为，电路中的总电阻为，则可得----------①，根据两电压表的示数之比可得-------------②，联立①②可解的，；为确保电路安全，当乙电压表的示数为15V时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，则电路中电流最小，此时R1的电压为，最小电流为，根据可知，灯泡的最小电功率为，所以②④符合题意，故B正确，ACD错误。
故选B。
11．（2023新疆）用如图所示的电路研究滑动变阻器R的电功率。电源电压保持不变，R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片可移动的最大距离为18 cm，滑动变阻器R的电阻丝的阻值与其长度成正比。闭合开关S后，当滑片位于滑动变阻器R的中点时，滑动变阻器R的电功率为1.50W；将滑片移动一段距离后，滑动变阻器R的电功率变为2.94W，则滑动变阻器R的滑片移动的方向和距离可能为（ ）
A．向左移动7cmB．向左移动6cmC．向右移动5cmD．向右移动4cm
【答案】C
【解析】假设，滑动变阻器R的电阻丝的阻值与其长度关系为R=kl……①，电路中的电功率和电压的……②，由①②两式联立可得……③，把l=9cm，P=1.50W带入③式可得……④，滑动变阻器R的电功率变为2.94W，把P=2.94W带入③式可得……⑤，联立④⑤两式可得……⑥
A．向左移动7cm，此时的l为l=9cm+7cm=16cm，带入⑥式可得，不符合题意，故A不符合题意；
B．向左移动6cm，此时的l为l=9cm+6cm=15cm，带入⑥式可得，由于为负值，不符合题意，故B不符合题意；
C．向右移动5cm，此时的l为l=9cm-5cm=4cm，带入⑥式可得k=R0，故C符合题意；
D．向右移动5cm，此时的l为l=9cm-4cm=5cm，带入⑥式可得，由于为小于0的负值，不符合题意，故D不符合题意。
故选C。
12．（2023江苏苏州）用如图电路探究电流与电阻的关系，所用器材：电源（6V），定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个），规格为“15Ω：1A”的滑动变阻器，右表为实验数据记录表．关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验过程中控制电压表示数为2V
B．将电阻由5Ω更换为10Ω时，应向左适当移动滑动变阻器滑片
C．前3次实验中，滑动变阻器的功率在第1次实验中最小
D．若使用现有器材完成第4次实验，需要改变电路
【答案】D
【解析】A．根据实验数据可知，由得，定值电阻两端电压始终为3V，即电压表的示数为3V，故A错误；
B．电阻由5Ω更换为10Ω时，根据串联电路分压特点，两端电压增大，为控制电压表示数为3V，此时应增大滑动变阻器两端的电压，故向右适当移动滑动变阻器滑片，故B错误；
C．根据实验数据可知，定值电阻两端电压始终为3V，则滑动变阻器电压为3V，第1次实验电路中的电流最大，由可得，滑动变阻器的功率在第1次实验中最大，故C错误；
D．由题意知，定值电阻为20Ω，由得，此时电流为，可得，此时接入滑动变阻器阻值为20Ω，为了保证实验顺利，需要改变电路，可将5Ω的定值电阻串联接入电路，故D正确。
故选D。
13．（2023四川广元）图甲是一个食品自动加热台的简化电路图，此加热台单独与图乙所示的电能表相连接。闭合图甲中的开关S，加热台开始正常工作，当台内食品温度降到30℃时，温度控制开关S0自动转接，使电路处于加热状态；当台内食品温度升高到60℃时，S0自动转接到保温状态。已知定值电阻，保温功率为484W。下列说法中不正确的是（ ）

A．图甲中的S0自动转接到“2”时，电路处于保温状态
B．图甲中定值电阻的阻值为
C．加热台在加热状态下工作5min消耗的电能使图乙中的电能表转盘转过150转
D．加热台自动加热时，电路中的电流小于图乙中电能表的标定电流
【答案】C
【解析】A．图甲中的S0自动转接到“2”时，两个电阻串联，根据可知，此时电路中的电阻最大，电功率最小，电路处于保温状态，故A正确，不符合题意；
B．加热台保温时，两个电阻串联，总电阻为，图甲中定值电阻R2的阻值为R2=R-R1=100Ω-24.2Ω=75.8Ω，故B正确，不符合题意；
C．当开关转到“1”时，只有电阻R1接入电路，据可知，此时电路中的电阻最小，电功率最大，电路处于加热状态，此时加热功率为，工作5min消耗的电能为，图乙中的电能表转过的转数为，故C错误，符合题意；
D．加热台加热时的电流为，小于图乙中电能表的标定电流10A，故D正确，不符合题意。
故选C。
14．（2023重庆）如图甲所示的电路，电源电压恒定。闭合开关S，移动滑片P，电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。以下分析正确的是（ ）
A．电源电压为
B．最大功率为
C．滑片P向左移动过程中，两端电压逐渐变小
D．滑片P向右移动过程中，电压表与电流表的比值变大
【答案】D
【解析】由图甲得，电阻R0与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器电压。
A．由图乙得，当电压表示数为10V时，电流表示数为0.1A，由串联电路特点与欧姆定律得，当电压表示数为0V时，电流表示数为0.6A，由串联电路特点与欧姆定律得，解得，，故A错误；
B．最大功率为，故B错误；
C．滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变小，变阻器分到电压变小，两端电压逐渐变大，故C错误；
D．滑片P向右移动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变大，电压表与电流表的比值为变阻器接入电路中的阻值，变大，故D正确。
故选D。
15．（2023四川广元）如图甲所示的电路，电源电压不变，是定值电阻，通过的电流与两端的电压关系如图乙所示。当M、N都是电流表，且闭合、断开时，M的示数为0.4A、电路的总电阻为；当M、N都是电压表，且、都闭合时，N的示数为2V，电路的总电阻为。下列说法正确的是（ ）
A．电阻的阻值为
B．
C．当M、N都是电压表，、都闭合时、与的功率之比为
D．当M、N都是电流表，只闭合时，M、N两表示数之比为
【答案】D
【解析】A．当M、N都是电流表，且S1闭合、S2断开时，两电阻并联，电流表M测通过R2的电流，电流表N测干路电流，M的示数为0.4A，即通过R2的电流为0.4A，由图乙可知，R2两端的电压为8V，由并联电路的电压特点可知，电源电压U=U2并=8V
当M、N都是电压表，且S1、S2都闭合时，两电阻串联，电压表M测电源电压，电压表N测R2两端的电压，N的示数为2V，即R2两端的电压为2V，由图乙可知，通过R2的电流为0.2A，由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流I串=I2串=0.2A，由串联电路的电压特点可知，此时R1两端的电压U1串=U－U2串=8V－2V=6V，由欧姆定律可知，R1的阻值，故A错误；
BD．两电阻并联时，通过R1的电流，由并联电路的电流特点可知，干路电流I并=I1并+I2并=0.4A+=，则当M、N都是电流表，只闭合S1时、M、N两表示数之比，由欧姆定律可知，两电阻并联时，电路的总电阻，两电阻串联时的电路的总电阻，则，故B错误，D正确；
C．当M、N都是电压表，且S1、S2都闭合时，两电阻串联，此时R2两端的电压为2V，由图乙可知，通过R2的电流为0.2A，由欧姆定律可知，R2的阻值，由P=UI=I2R，可知，R1与R2的功率之比，故C错误。
16．（2023山东枣庄）如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“100；1A”。闭合开关，在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．小灯泡的电阻为10
C．小灯泡的额定功率为1.8W
D．整个电路电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为12J
【答案】C
【解析】A．由题意及图中数据可得，当滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω时，通过电阻的电流为0.3A，则滑动变阻器两端的电压为U=IR=0.3A×20Ω=6V，而电源电压应该大于6V，故A错误；
B．由题意及欧姆定律可得，有，，解得RL=20Ω，U电=12V，故B错误；
C．由题意可得，要保证电路安全且灯泡正常发光，则通过灯泡的电流最大为其额定电流，结合上述分析可得，小灯泡的额定电流为0.3A，额定电压为U额=U电-U=12V-6V=6V，则小灯泡的额定功率为P额=U额I额=6V×0.3A=1.8W，故C正确；
D．整个电路中电源电压不变，当电流最小时，功率最小，由题意可得，电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为W=Pt=U电I小t=12V×0.1A×20s=24J，故D错误。
故选C。
17．（2023四川达州）如图所示，灯泡规格为“5V 2.5W”（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，电流表所选量程为“0~0.6A”，电压表所选量程为“0~3V”，电源电压恒为9V，闭合开关，在保证电路中各元件安全的情况下，下列表述正确的是（ ）
A．该电路消耗的最大功率为4.5W
B．滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为8Ω~50Ω
C．通过移动滑动变阻器的滑片可以使小灯泡正常发光
D．滑动变阻器两端的电压变化范围为6V~7.5V
【答案】D
【解析】A．根据灯泡规格可求灯泡的电阻为，电压表所选量程为“0~3V”，则可求电路中允许通过的最大电流为，根据P=UI可知，电路中的最大电功率为，故A错误；
B．当电路中电流最大时，电路中的电阻最小，电路中电流最大为0.3A，则电路中的电阻为，则滑动变阻器的最小电阻为，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为，故B错误；
C．因为电压表测灯泡电压，电压表最大测量电压为3V，小于灯泡的额定电压，因此灯泡不能正常发光，故C错误；
D．当灯泡电压最大时，滑动变阻器的电压最小，由题可知，滑动变阻器的最小电压为，根据串联分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中电阻最大时，分得的电压最大，当滑动变阻器全都接入电路中时，电路中的电流为，滑动变阻器的最大电压为，故滑动变阻器两端的电压变化范围为6V~7.5V，故D正确。
故选D。
18．（2023四川达州）如图所示，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，A、B是滑动变阻器R的两个端点，当S、S1、S2都闭合，滑片P位于A端时，电路消耗的总功率为3W；只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表示数为4V，电流表示数为I1，滑动变阻器消耗的功率为P1；只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表示数为2V，电流表示数为I2，滑动变阻器消耗的功率为P2，已知P1：P2=1：2（各元器件均在安全工作范围），下列计算结果正确的是（ ）
A．电流表示数I1、I2之比为2︰1
B．电路消耗的最小功率为0.5W
C．定值电阻R2的阻值为36Ω
D．滑动变阻器R的最大阻值为18Ω
【答案】B
【解析】如图，设滑动变阻器最大阻值为R，只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表测量定值电阻R1两端的电压，示数为4V，变阻器接入电路电阻为，电流表示数为I1，滑动变阻器消耗的功率为P1，此时滑动变阻器消耗的功率为，只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表测量定值电阻R2两端的电压，示数为2V，变阻器接入电路电阻为R，电流表示数为I2，滑动变阻器消耗的功率为P2，此时滑动变阻器消耗的功率为，已知P1∶P2=1∶2，则有，解得，，如图，只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表示数，即R1两端电压为4V，有，只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表示数，即R2两端电压为2V，有，因为，所以，即，当S、S1、S2都闭合，滑片P位于A端时，电路只有R1R2并联，电路消耗的总功率为3W，则，代入得，解得，
只闭合S、S2，滑片P位于B端时，R2与滑动变阻器最大阻值串联，电压表示数，即R2两端电压为2V，根据串联电路分压原理，滑动变阻器最大阻值为，根据可知，当总电阻最大时，电路消耗的功率最小，即只闭合S、S1，滑片P位于B端时，总电阻为，则电路消耗的最小功率为
A．由解析可知电流表示数I1、I2之比为1︰1，故A错误；
B．电路消耗的最小功率为0.5W，故B正确；
C．定值电阻R2的阻值为18Ω，故C错误；
D．滑动变阻器R的最大阻值为36Ω，故D错误。
故选B。
19．（多选）（2023四川泸州）如图甲所示的电路，R0为定值电阻，R为滑动变阻器（0～25Ω）。闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表示数U、电流表示数I，作出U﹣I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的有（ ）
A．R0的阻值为5Ω
B．电源电压为2.5V
C．当电压表示数为2V时，电路消耗的总功率为0.6W
D．当电压表示数为1V时，滑动变阻器消耗的电功率最大
【答案】AC
【解析】AB．闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由乙图可知通过电路的电流为0.1A时，滑动变阻器两端的电压为2.5V，通过电路的电流为0.4A时，滑动变阻器两端的电压为1V，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压U=IR0+UV，代入数据可得0.1A×R0+2.5V＝0.4A×R0+1V，解方程可得R0=5Ω，则电源电压U=IR0+UV=0.1A×5Ω+2.5V=3V，故A正确，B错误；
D．当电压表示数为2V时，定值电阻两端的电压U0＝U﹣U′V＝3V﹣2V=1V，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流，电路消耗的总功率为P=UI′=3V×0.2A=0.6W，故C正确；
D．滑动变阻器的电功率是电路总功率与定值电阻的电功率之差，即PR=UI﹣I2R0＝3V×I﹣I2×5Ω，根据数学知识，当，滑动变阻器的电功率最大，此时定值电阻两端的电压U0′=IR0=0.3A×5Ω=1.5V，此时滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣U0′=3V﹣1.5V=1.5V，故D错误。
故选AC。
20．（多选）（2023四川成都）如图所示的电路，电源电压U恒定不变，，，滑动变阻器标有“”字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~3A。当滑动变阻器滑片移到最左端，开关S接通触点1时，电流表的示数为0.8A；当开关S接通触点2，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值为；当改变滑片位置、开关S接不同触点，在保障电路安全的情况下，电路工作的最大电流和最小电流分别为和。下列计算正确的是（ ）
A．B．的范围为
C．D．电路工作的最小功率
【答案】AC
【解析】A．当滑动变阻器滑片移到最左端，开关S接通触点1时，只有R1的简单电路，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为0.8A，电源电压U=I1R1=0.8A×30Ω=24V，故A正确；
B．当开关S接通触点2，变阻器和电阻R2串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，电流表量程为0~3A，当变阻器连入电路的电阻为零，只有电阻R2的简单电路，电路中的电流为，电路是安全的，电压表量程为0~15V，由串联分压可知当电压表的示数为15V时，变阻器连入电路的电阻最大，由串联分压得到，，R′≈33Ω