
2023福建版物理中考复习题--十四电流做功与电功率.pdf
29页2023福建版物理中考专题十四电流做功与电功率基础运用一、选择题( 每小题2分, 共12分)1 .( 2022湖南长沙中考) 下列用电器与电蚊香加热器工作原理相同的是 (C )A.电风扇 B.电视机C.电饭煲 D.电冰箱解析电蚊杳加热器工作时, 主要将电能转化为内能, 利用电流的热效应电风扇工作时, 主要将电能转化为机械能, 是利用通电导体在磁场中受到力的作用,A错误电视机工作时不是利用电流的热效应,B错误电饭煲工作时, 主要将电能转化为内能, 是利用电流的热效应,C正确电冰箱的用电元件主要是压缩机, 工作时主要将电能转化为机械能, 是利用通电导体在磁场中受到力的作用,D错误2 .( 2021云南昆明中考) 节能灯工作时几乎不发热, 而 一 盏60 W白炽灯工作时, 热到烫手一盏10 W节能灯的发光亮度与一盏60 W白炽灯的发光亮度相当, 则60 W白炽灯的发光效率大约是( D )A.90% B.83% C.42% D.17%解析 依题意可知, 白炽灯的发光效率, 尸2=如 /17%,故D正确P r 60W3.( 2022南平二模) 如图, 闭合开关S,调节变阻器滑片, 发现灯泡Li很亮, 而灯泡L2很暗, 出现这种现象的原因是 ( D )A. 灯泡L2短路B.灯 泡 L2 的电阻太大C.通过灯L2 的电流比通过灯L i的电流小D.灯 L2 两端的电压比灯L i两端的电压小解 析 由 题 图 可 知 , 电流的路径有且只有一条, 该电路为串联电路。
串联电路中, 电流处处相等, C错误两个灯泡皆发光, 只有亮度不同, 故 A 错误灯泡的亮度与实际功率有关, 实际功率越大,灯泡越亮; 根据P=U/,当电流相同时, 实际功率越大, 灯泡两端的电压越大, D 正确根 据P=I2R,当电流相同时, 实际功率越大, 灯丝电阻越大, B 错误故本题选D4 .( 2 02 2 江苏扬州中考) 测温棚内的自动测温装置除测量体温外还能记录通过的人数如图所示, R) 为定值电阻质是光敏电阻, 电源电压为3 V 闭合开关S,无人通过时, 电压表示数为2 .5 V,有人通过时, 挡住入射到光敏电阻上的光, 光敏电阻阻值变为1 0 Q,电压表示数变为2 V,装置计数一次下列说法正确的是 ( C )——1 1~ T- 1R « ()——- - - - - - -A.有人通过, Ro的电流变小B. 有人通过, 电路总功率变小C.无人通过盘的阻值为2 5 QD.无人通过, Ro的功率为0.2 W解析 由题图可知, 两电阻串联, 电压表测光敏电阻R两端的电压, 根据串联分压原理可知, 有人通过时, 光敏电阻R 的阻值变小, 电路中总电阻变小, 电流变大, 电路的总电功率变大, A 、B 错误。
有人通过时, 光敏电阻阻值变为1 0Q,电压表示数变为2 V,此时电路中电流/ 产 出 =0 = 0.2 A,R-有L 1 0由串联电路的电压特点可知, 此 时R o两端的电压“) 有=U — UR有=3 V-2 V=1 Y,Ro的阻值/?o=—= 2 =5 , 无人通过时, 电压表示数为2 .5 V,由串联电路的电压特点可知, 此 时R) 两端的12 3 4 "min电压Uo孑= U - UR F=3 V-2.5 V=0.5 V,此时电路中电流/ 无 = 包三=胃 =0.1 A,由欧姆定律可知,兀 儿RQ 5 1 2无人通过时R的阻值R 为 =誓 =旋 =25 Q,C正确无人通过, 流 过Ro的电流为0 1 A,此 时Ro的功率 P()= ^ R)=( 0.1 A)2X5 Q=0.05 W,D 错误尢5.( 2022北京中考) ( 多选) 额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能 W和通电时间, 的关系如图所示关于这三个用电器, 下列判断正确的是 (BC )电烤箱电饭锅A. 正常工作时, 电热水壶比电烤箱产生的热量少B.正常工作时, 电热水壶比电饭锅的功率大C.正常工作时, 通过电饭锅的电流最小D.在一个月内, 电热水壶消耗的电能一定最多解析 三个用电器在工作的过程中将电能主要转化为内能, 根 据 Q=W=Pr,A选项中用电器没有具体的工作时间, 因此无法判断用电器产生热量的多少, A 错误。
根 据 P=?,结合题图可知当通电时间相同时, 电热水壶消耗的电能最多, 因此电热水壶的功率最大, B 正确当用电器正常工作时,用电器两端电压达到额定电压, 根据题干可知三个用电器额定电压相同, 结合题图分析电饭锅的功率最小 根 据 / = , 可知, 通过电饭锅的电流最小, C 正确 D 选项中没有提到各用电器一个月内的工作时间, 因此无法判断各用电器消耗的电能, D 错误解题关键 本题主要考查的是对W - t图像的辨析及应用对于正比例图像题, 我们可以选取相同横坐标或相同纵坐标思考物理量之间的关系, 比如此题相同通电时间内电热水壶消耗的电能最多, 消耗相同的电能, 电饭锅工作时间最长, 再进一步思考横纵坐标物理量比值的含义, 题中景代表单位时间内做功的多少, 即电流做功的快慢, 也就是用电器的实际功率6.( 2022宁德二模) 将一只标有“12 V”的小灯泡L接入如图所示的电路中, 电源电压保持不变 当闭合开关S,滑 片P移至中点时, 电压表V2示 数 为6 V,小灯泡恰好正常发光, 此时电流表示数为0.5 A o下列说法正确的是 ( D )A.电源电压是12 VB.小灯泡的额定功率是3 WC.P向左移, 电压表V\示数减小, 电压表V2示数增大D.假设灯丝电阻不变, 电路工作时的最小功率为6.75 W解析 电源电压U=UL+UP=12 V+6 V=18 V,A错误; 小灯泡的额定功率P ,kUL/= 12 Vx0.5 A=6W ,B错误;P向左移,HP减小, 电路中电流增大, ® 示数增大, 演示数减小,C错误; 当: R p= ^ =忌=12。
舟=24八 礴 = 牛 = 忌 =24 0电路工作时的最小功率1 =凝=端察=6.75 W,D正确二、填空题( 每 空1分, 共19分)7.( 2021广东中考) 如图是探究电流通过导体产生的热量与 电流大小 关系的实验装置, 实验中用u形 管 内 液 面 的 反 映 导 体 产 生 热 量 的 多 少 通电一段时间后, 容 器 甲( 选填“ 甲, , 或“ 乙, , ) 内电阻丝产生的热量较多解析 甲、乙两容器里电阻丝的电阻相同, 乙容器中电阻丝与另一电阻丝并联, 使得流过甲容器中电阻丝的电流大于流过乙容器中电阻丝的电流, 因此本实验是探究电热和电流大小的关系; 通过U形管内液面的高度差反映导体产生热量的多少, 产生热量越多,U形管内液面高度差越大;电阻和通电时间相同时, 电流越大, 导体产生的热量越多, 因此容器甲中的电阻丝产生的热量多8.( 2022宁德二模) 如图所示是小飞家的电能表, 他家同时使用的用电器总功率不能超过1.1X104 W 让电暖器单独接入电路工作1 min,电能表转盘转了 10转, 电暖器的实际功率为— L000 Wo解析用电器的总功率不能超过pmax=[//=220 Vx50 A=l.lxl04 W电能表转10转消耗的电能W = - kW • h=— kW • h60060则电暖器的功率W / kW,hP=- = -=1 kW=l 000 Wt — h609.( 2022福州二模) 空间站每90 min绕地球一圈, 以地球为参照物, 空间站是 运动 的。
空间站通过太阳能帆板将光能转化为电能, 若光伏发电的功率为20 kW,0.5 h可 发 电10 kW h解析 地球自转一周是24小时, 空间站每90 min绕地球一圈, 以地球为参照物, 空间站是运动的;由 w=Pt 得,W=20 kWx0.5 h=10kW - h01 0.( 2 02 2安徽中考) 如图所示, 电源电压保持3 V不变, 电阻/?i=1 0 Q、& =2 0 Q闭合开关S,则通电1 00 s电阻R产 生 的 热 量 为1 0 Jfi, R2解析 由题图可知, 开 关S闭 合 时 电 阻 凡 和 & 串 联 , 根据串联电路电压特点及欧姆定律得U = U 1 + U 2= / R 1 + / R 2= / ( H 1 + H 2 ) ,则/ =’ 一 =—; =0.1 A,(2I=72/?IZ= (0.1 A)2X1 O QxlOO s=1 0 Jo101i+20121 1 .( 2 02 2漳州三模) 一个电热水器的铭牌如表所示 该电热水器正常工作时的电阻为4 8 .4 Q;正常工作0.5 h消 耗 的 电 能 为1 .8 x1 06 j型号DSZF50-J额定电压/V220容量/L50额定功率/W1 000额定频率/Hz50最高水温/ °C75解析 由表中功率 P=] 000 W ,电压 U=2 2 0 V ,得 R=— = 1 1 M8 .4 Q ,由 W=Pt= 1 000P 1 000WWx3 0x60 s=1 .8 xl06 Jo1 2 .( 2 02 2陕西中考) 如 图1所示电路, 电源电压不变,L是额定电压为2 .5 V的小灯泡,R为滑动变阻器。
闭合开关, 滑 片P在某两点间移动的过程中, 电流表A与电压表V i的示数变化关系如图2所示当电流表示数为0.2 A时, 两电压表的示数相等, 则电源电压为 J V小灯泡正常工作时 的 电 流 为 2 5 A ,此 时 滑 动 变 阻 器 接 入 电 路 的 阻 值 为2 Q ,电 路 的 总 功 率 为075Wo解析 小灯泡L 与滑动变阻器/ ? 串联, 电压表V i测小灯泡两端电压当电流/ = 0 .2 A 时, 两电压表示数相等, 由题图2 可知, Ui=1.5 V,则 S=L 5 V,电源电压U=UI+U2=3 V由题图2 可知, 小灯泡两端电压等于额定电压2.5 V 时, 小灯泡正常工作电流人= 0.25 A滑动变阻器两端电压U2-U-UI'=3 V-2.5 V=0.5 V,滑动变阻器接入电路电阻/ ? = 产=施= 2 , 总 功 率 P=U/L=3Vx0.25 A=0.75 Wo13.( 2021天津中考) 电阻Ri、R2的 U -/图像如图1 所示, 则 凡 :Rz= 2 : 1 将 R 、& 接入电源电压不变的电路中, 如 图 2 所示当只闭合S 时, 电路消耗的总功率为P ; 当 S 和 S i都闭合时,电路消耗的总功率为尸 2,则Pi : P2= 2 : 3 。
图 2解 析 由 必 和 & 的 以 图 像 可 知 , 当 电 压 U = 6 V时)= 1 4有 凡 = 幺 = 当 = 6 £1 ; 1 2 = 2 A , 有 & = 敷 =Il 1A 12AVr/2 〃2笠= 3 C ; 则 凡 : &= 2: 1 当只有S闭合时内 与 & 串 联 盘 后 R + / ? 2 = 6 Q + 3 Q = 9 C , P i = J = j;2 AR .J , 9当S 、S i 都闭合时, 电阻及 被短接, 电路总功率尸 2#=焉 则 P l : P2=^ : *2 : 3 o1 4 . ( 2 0 2 1 河南中考) 图为一款养生壶的电路简图, 该壶有“ 加热” 和" 保温” 两挡 电源电压为2 2 0 V ,电热丝 凡 、R 2 的阻值分别为4 4 Q 、3 5 6 Qo养生壶在“ 加热” 挡工作时, 电 功 率 为 1 1 0 0 W; 现将 壶 内 1 k g 的养生茶从2 0 c加热至75 将加热过程中若不计热量损失, 所 需 时 间 为 2 1 0 s ;养生茶的内能增加是通过 热传递 的方式实现的[ 已知c * = 4 . 2 xl ( ) 3 j / ( k g 「 c) ]解析用电器的挡位不同时实际功率不同, 加热挡的功率较大, 保温挡的功率较小。
电路的总电压不变, 根 据 P = U / = 中可知, 电路的总电阻决定挡位当 S i 闭合、S 2 断开时, 尺、七串联, 电路总电阻较大, 电功率较小, 是保温挡; 当S i 、S 2 都闭合时, R 2 被短路, 只有凡工作, 电路总电阻较小, 电功率较大, 是加热挡, P = f = 经 粤 =1 1 0 0 Wo若不计热量损失, 茶水吸收的热量R1 4411Q = W = P r , 加热所需时间? = £ =‘茶7n( 七 一£1) _ 4.2x103 j/(kgoC)xlkgx(75-20)oC1 100W:= 2 1 0 S o 养生壶加热养生茶, 是通过热传递的方式使养生茶的内能增加三、实验题( 共 8 分)1 5 . ( 2 0 2 2 北京中考) 小京用图甲所示的电路测量额定电压为2 . 5 V小灯泡的额定功率甲⑴如图甲所示, 闭合开关S 前, 应将滑动变阻器的滑片P 移 动 至 B端⑵闭合开关S 后, 移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.5 V 时, 电流表的示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为0.3 A该小灯泡的额定功率为0.75 W 。
解 析 ⑴ 从 电 路 安 全 的 角 度 , 开关闭合前, 滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大, 因此滑片应置于B 端 2) 电流表读数为0.3 A,小灯泡的额定电压为2.5 V,根据公式2 = "/,可以计算出小灯泡额定电功率为0.75 W 16.( 2022龙岩二模) 小龙和小岩想测量一只标有“2.5 V”字样的小灯泡L 的额定功率图甲是小龙测量小灯泡L 额定功率⑴ 甲图中有一根导线连接错误, 请在这根导线上打“ X” , 并在图中改正答 案 如 图 所 示⑵闭合开关前, 滑动变阻器的滑片P 应位于 最右( 或⑻ 端⑶闭合开关后, 电压表示数为2 V,应向 左( 或 A) 端移动滑片P,使 电 压 表 示 数 为 2.5 V,小灯泡正常发光, 电流表的示数如图乙, 则小灯泡L 的 额 定 功 率 为 0.75 W解 析 ( 1) 电压表应该与灯泡并联, 所以电压表应接在灯泡的两端; ⑵闭合开关前, 滑动变阻器滑片应位于接入电路的阻值最大处, 所以应移到最右端( 或 B 端) ; ( 3) 闭合开关后, 电压表示数为2 V,小于额定电压, 为了使小灯泡两端电压变大达到额定电压, 电源电压一定, 就应该减小滑动变阻器连入电路的阻值, 所以应向左( 或A端) 移动滑片, 使电压表示数为2.5 V,由题图乙可得/i=0.3 A,根 ■ 据 PL=UL/L=2.5 VX 0.3 A=0.75 Wo四、计算题( 共 11分)17.( 2021北京中考) ( 5 分) 如图所示是某款家用电热器的简化电路圈 、R2为阻值一定的电热丝。
该电热器接入电压恒为220 V 的电路中 电热器高温挡的功率为990 W,低温挡的功率为110 Wo求:⑴ 低温挡时通过电路的电流;⑵ 电 热 丝 &的 阻值答 案 (1)0.5 A (2)55 Q解析 ⑴ 当 S i闭合, S2断开时, 如 图 1 所示此时电路处于低温挡位, 只有/? 1工作,/,i=—PT = -n-o--w- = 0„ .5c A.oU 220V⑵ 当S |、S 2都闭合时, 如 图2所示自图2此时电路处于高温挡位, 凡、&并 联 ,P2=p 总 一Pi=990 W-110 W=880 W,由 P2=— 可知/? 2 = —=乌 喀=55 C/?2 02 88018.( 2022三明二模) ( 6 分) 如图甲是某自动控制恒温箱的简化电路, 电源电压恒定照 明 灯 L 上标有“12 V 3W ”字样, 灯 L 和电阻H 的 /-U 图像如图乙当只闭合开关S i时 灯 L 正常发光, 温控开关S2会根据箱内温度自动通断实现恒温求:o 2 4 6 8 10 12 ///V图乙⑴ 灯 L 正常工作时的电流⑵ 通 电 30 s 电阻R 产生的热量⑶ 若电源电压为6 V,电路的最大功率。
答 案 ( 1) 0.25 A ( 2) 432 J ( 3) 4.8 W解 析 ( 1) 灯 L 正常工作时的电流泡 =胃 =o.25 Aou 额 12V⑵ 灯 L 与电阻R 并联, 两端电压相同, U=U领 = 12 V 由题图乙可知, 当UR=2 V 时,/R=0.2 A,电阻的阻值穴 ="=二 =10 Q电阻R 工 作 30 s 产生的热量Q = W = — t = ^ ^ x 3 0 s=432 Jo⑶当电源电压为6 V 时, 灯 L 两端的电压02=6 V,通过灯L 的电流/2=0.2 A,电路的最大功率P 最/=PL+PR=U212M = 6 Vx 0.2 A + 驾=4.8 WoR lOil洋 口 证 什一、选择题( 每小题2 分, 共 10分)1.( 2022黑龙江哈尔滨中考) 如图所示, 是小灯泡L 和电阻R 的电流与电压关系的图像, 下列说法正确的是( C )A.电阻R 的电阻值是10 QB.当通过L 的电流是0.2 A 的时候, 其消耗的电功率是0.8 WC. 仅把L、R 并联在电压是2 V 的电路中, 干路里的电流是0.4 AD. 仅把L、R 串联在电路中, 当电流是0.2 A 时, 它们两端总电压是4 V解 析 电 阻 H 的图线是过原点的一条倾斜直线, 所以H 为定值电阻, 灯泡L 的图线为曲线, 则灯泡的电阻是变化的。
在电阻R 的图线上任取一点, 例如当UR=4 V 时, /R=0.2 A,则R=— = 々 = 20 Q,AI R 0.2A错误 由灯泡L 的图线可知, 当/L=0.2 A 时, UL= 1 V,则灯泡此时的电功率P=UL/L=1 VX0.2 A=0.2W ,B错误 L 、R并联在电压是2 V 的电路中, 两端电压均为2 V,由图像可知, 此时灯泡L 和电阻R 中的电流分别是0.3 A 和 0.1 A,根据并联电路电流特点: 干路电流等于各支路电流之和, 则干路电流为0.4 A,C正确串联电路电流处处相等, 由图像可知, 当电路中电流为0.2 A 时, 灯 泡 L 和电阻火两端电压分别是1 V 和 4 V,根据串联电路电压特点: 总电压等于各部分电路两端电压之和, 则总电压等于5 V,D 错误2.( 2022江苏苏州中考) 图甲所示的电路中, 电源电压不变, Ro为定值电阻, R 为滑动变阻器闭合开关, 滑 片 P 移动过程中, 电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示下列说法正确的是( D )A.电源电压为5 VB.R的最大阻值为20 QC.H=10Q时, 其功率最大D.R=15C时, 电路消耗的功率为1.8 W解析 由题图甲可知, 定值电阻和滑动变阻器串联, 电压表测量滑动变阻器R 两端的电压; 由题图乙可知, 当 / ? 的阻值分别为5 c 和 10Q 时, / ? 两端的电压分别为3 V 和 4 V 。
根据串联电路的电流特点和欧姆定律, 可得/ 尸芸=—= — 一, 则电源电压U=6 V , R ) = 5 Q , A错误 当滑动变阻器R两端的电压为5 V时 ,R两端的电压是R)两端电压的5倍, 则/ ? 接入电路的阻值为5 R ) = 2 5 Q , B错误当/ ? = 1 0 Q时, 其功率「 贬= 恪= 陪 = 1 . 6 W ,当R=5 C时,其功率PRI毋 =缪= 1 .8 W〉PR2 ,可见/ ? = 1 0 C时, 其功率并非最大,C错误整个电路中的电功率P = U 1 ¥ , 当总R = 1 5 Q时, 电路消耗的功率为P =5鲁 ; 『1 3 W, D正确解 题 技 巧 本题综合考查了电路的动态分析、欧姆定律及电功率公式的应用, 综合性强,对知识的迁移要求高首先要根据电路图, 确定电路的连接方法; 然后根据串联电路的特点, 利用欧姆定律和电功率的计算公式,对各选项的物理量进行分析计算能够从图像中获取有效的解题信息,是正确解答本题的关键3 .( 2 0 2 2山东泰安中考) 如甲图所示, 灯泡L标有“ 8 V 4 W”字样,忽略温度对灯丝电阻的影响, 滑动变阻器R i标有“ 5 0 Q 1 A”字样, 电压表的量程为0 ~ 3 V ,电流表的量程为0 ~ 0 .6 A ,定值电阻R 2的电流随电压变化的图像如乙图所示。
在保证电路安全和电表不超量程的情况下, 当闭合开关S、S i、S 2时, 通电3 0 s ,电路中电流所做的功为1 2 0 J ;当闭合开关S ,断开开关S i、S 2时,灯泡的实际功率为PL;当闭合开关S i、S 2 ,断开开关S时, 定值电阻R 2消耗的最小功率为P?下列说法中①灯泡L的电阻为1 6 Q②电源电压为1 2 V③P 2 = 0 .7 5 W@PL=1 W甲A.只有①④正确C.只有①②正确B.只有②③正确D.只有①③④正确解析 忽略温度对灯丝电阻的影响, 已知灯泡L 的额定电压U产8 V,灯泡L 的额定功率P您 =4 W,灯泡L 的电阻为RL=— = -= 16 Q,故①正确; 由欧姆定律结合图乙中的数据可知电阻R 的阻P额 4W值 为 & = 等 = 2 = 1 6 Q;由图甲可知, 当闭合开关S、S1、S2时,滑动变阻器和L 被短路, 电路中只12 0.5A有R2,由卬= 汽 可 知 ” = 四 =120JX I6Q=(8 V>,则电源电压U=8 V,故②错误; 当闭合开关Si.R? t 30sS2,断开开关S 时,L 被短路内和& 串联, 电流表测电路中的电流, 电压表测照 两端的电压; 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时, 其两端的电压最大, 此时定值电阻& 消耗的功率最小, 由电压表的量程可知R i两端的电压最大为U i太 =3 V,由串联电路的电压特点可知& 两端的电压最小为lhz=U-Ui女 =8 V-3 V=5 V,此时电路中电流最小, 为 / k 吆=2=0.312 5 A,由欧姆定律可知滑/?2 1612动变阻器接入电路的阻值为/ ? ! = — = 3V 9.6。
滑动变阻器的最大阻值为50 符合条件;/ 小 0.312 5A则 & 的最小功率为P2=I小U2小 =0.3125Ax5 V= 1.562 5 W,故③错误; 当闭合开关S,断开开关Si、S2时,L 和 & 串 联 , 电流表测电路中的电流; 由串联电路的电阻特点可知电路总电阻为R=R2+RL=16 Q+16 Q=32 Q,此时电路中的电流为/=2 = J=0.25 A,此时灯泡L 的实际功率为R 32QPL=/2RL=(0.25 A)2xl6Q=l W,故④正确综上所述可知①、④正确, 故 B、C、D 错误,A 正确4.(2022湖北武汉中考) 如图所示的电路中, 电源电压U 保持不变①只闭合开关S和S 3 ,调节滑动变阻器的滑片, 当电流表的示数为0 .2 A时,电压表V2的示数为1V o②只闭合开关S和S 2 ,电压表V)和V2的示数分别为5 和 2 ,电流表的示数为Z i o③只闭合开关S、S i和S 3 ,将滑片移动到最左端时, 电流表的示数为b此时电路的功率为P i ;保持滑片位置不变, 再闭合开关S 2 ,电流表的示数变化了 02 A ,此时电路的功率为P2o已知1 \ : / 2 = 1 : 9 ,U 1 : t /2 = l : 2 ,下列说法正确的是 ( B )A. U= 6 V B. /i = 0. 1 AC . /? 2 = 10Q D.PI : P 2 = 7 : 9解析 只闭合开关S和S 2 ,/? l、&、火3串联£ i = _ ^ = l①u2 R2+R3 2/,= - - -②R1+R2+R3只闭合开关S 、S | 和S 3,滑片移到最左端时, 心、& 并 联,/2 = /1'+ /2 '= = + = = 9 / 1 ③Ri R2由①②③得凡= 2 & ,& = 3&保持滑片位置不变, 再闭合开关S 2园 、&、火3并联依题意可知: /3'= 0. 2 A〃'= 3/3'= 3x 0. 2 A= 0. 6 A0 _ R3 _ 31瓦 二a/ / _ _ 17 14 ^ = 1x 0,6 A= 0. 3A/2 = 八'+ /2 '= 0. 3 A+ 0. 6 A= 0. 9 Ab = -,/!=-12=〜<0.9 A=0.1 A,B 正确。
2 9 9 9只闭合S、S3时,U=U1 ' + UR=IRI+ UR=0 .2 AX/?I+ 1 v④只闭合 S、S2 时,U= /I( /?I+ & + H 3 ) = 0. 1 AX3/?I ⑤由④⑤得园=10 C,U=3 V,A错误/? 2 = 1/?I= 5 Q,C 错误Ri、&、R 并联时千路电流/'=/2+0.2 A=l.l A立=吆 =且 =吆 =2P2 Ulf If 1.1A 11解题思路 只闭合开关S 和S2,品、&、R3串联, 求出R |与R2和合的关系只闭合开关S、S,和S 3,将滑片移动到最左端时,R 、& 并 联 , 求出R i与Rz、R3与 心 的关系, 再根据两种电路状态列方程, 解方程求出R 的阻值和电源电压根据并联电路的电流特点求出品、 及、 & 并 联时干路中的电流, 根据P=U/求出Pi : P25.( 2022龙岩二模) 如图甲所示的电路中, 电源电压不变内为定值电阻,R2为滑动变阻器闭合开关, 将 R2的滑片从位置1移到位置2,根据电压表和电流表的示数作出的图像如图乙所示, 其中A 点的数据与滑片在位置1时对应, 下列判断正确的是 (C )甲UN0~ 0.1 0.2 0.3//A乙A.电源电压为2 VB.滑片移动过程中,R2接入电路阻值变大C.滑片移动过程中, 电路消耗的总功率变大D. 电阻R的U-I图像一定与线段A B平行解析 由题图甲可知,R i 与 & 串 联 ,电 压 表 测 滑 动 变 阻 器 & 两 端 的 电 压 , 当 滑 片 在 位 置 1时,U=Ui+U2=0.1 AxR|+2 V①,当滑片在位置 2 时,U=UI'+U2'=0.3 AXR + 1 V②, 由①②得,U=2.5V,/?I=5 Q ,故 A 错误。
由题图乙可知,从位置1 到位置2,电路中电流逐渐变大, 在电源电压一定时,由公式/=3可知,R2接入电路的阻值变小, 故 B 错误由公式P= U/可知,U 一定, /变大时,P 变大,即电路消耗的总功率变大,C 正确R1是定值电阻, 其 U-Z图像是一条过原点的一次函数图像, 会与线段A B相交,不平行, 故 D 错误二、填空题( 每 空 1 分, 共 10分)6.( 2022南平二模) 如图甲所示的电路中周是定值电阻, 图乙是电阻箱& 的电功率与其电阻大小变化关系的部分图像, 则 电 源 电 压 为 12 V R i的 阻 值 为 10解析 由题图甲可知, 该电路为串联电路由题图乙可知, 当 & =14 Q/2=3.5 W 时,=V3.5W x 14fi=7 V,/= P = - = 0 .5 A ,则电源电压 U=IRI+U2= 0.5 Ax/?,+7 V ①;当 &=20A1 /?2 \ 14R=3.2 W 时,= V3,2W x 2011=8 V ,/=陛 = 野=0.4 A ,则电源电压 U=IRi+5 = 0 4*A/ /?2 Y 20QAX& +8V②联立①②可得: U=12 V, Hi = 10Q。
7.( 2021江苏南京中考) 如图所示,电源电压恒定, 凡=12 Q,R2=5 Q 滑动变阻器R3的规格是“20 C1.5 A”,电流表A i、A2的量程都是0~3 A ,电压表的量程是0~15 Vo⑴只闭合开关S ,移动滑片, 当电流表A 2 的示数为0. 8 A 时,电压表示数为8 V,则 电 源 电 压 是 12V 变阻器接入电路的电阻是10 Q;⑵将滑片移到最右端, 闭合所有开关,电流表Ai 、A 2 的 示 数 之 比 是 5 : 8 ,1 m i n 内 R产生的热 量 为 7 2 0 J ,为保证电路安全, 变阻器接入电路的阻值范围是8 ~ 2 0 Q解析 ( 1) 当只闭合开关S时,R和 & 串 联 , 电源电压 3+ 2 = 5+ /& = 8 V+ 0. 8 Ax 5 Q = 12 V,变阻器接入电路的电阻火产出 = 竺 =10/ 0. 8 A⑵将滑片移到最右端, 闭合所有开关, 此 时 & 被 短 路 次 | 和 合 并联, 电压表测电源电压, 电流表A1测凡中电流, 电流表A2 测干路电流,电流表A l 的示数为/ | = = = 瑛 = 1 A,流过滑动变阻器的电12 12流为h=—— = t0 6 Az电流表A 2 的示数为/千= 八+ /3= 1 A+ 0. 6 A= 1. 6 A,电流表Ai 、A ?的示数R3 大 2 o n之比 是 红 = = = 三 ; 1 mi n 内R 产生的热量为。
= 丫t =空 半 x 6 0 s = 7 2 0 J ; 为保证电路安全, 干路/ 干 1. 6 A 8 12 0电流最大为3 A,滑动变阻器R3的规格是“ 2 0 Q 1. 5 A ” ,滑动变阻器接入电路的电阻最小为以 小- = 黑 = 8 C ,滑动变阻器接入电路的阻值范围为8 ~ 2 0 Qo3大 ,8 . ( 2 02 1江苏苏州中考) 如图, 甲、乙为两只相同电表,当闭合S i 、 S 2 时, 甲、乙两表示数之比为4 :3,则两表均为 电压 表, 两电阻大小之 比 夫 : & 为 均 3 , 电路总功率为P i 同时更换两电表种类, 调整开关状态,使两表均有正常示数, 此时电路总功率为P 2 , 则P1 : P 2 为3 : 1 6 解析 当闭合S i 、S 2 时, 甲、乙两表示数之比为4 : 3 , 根据电路图分析, 两表均为电压表, 此时等效电路图如图一所示,根据串联电路分压原理可知:U 甲 _ R1+R? 4 _ R1+R? R 1 _ 1.U 4- R2 '3 ~ R2 'R2 ~ 3,同时更换两电表种类, 甲、 乙两表换成电流表, 调整开关状态, 只闭合SI,此时等效电路图如图二所示,'I------®——乙不-------- @--------甲 K2图二图一状态下, 电路总功率P \= -^ — ,/?1 +7?2JT2图二状态下, 电路总功率P尸盗广R1+/?21n. n R±+R2 R!R2 1X3 3°"=芯=说研=3 /一R] +R2解题关键电路计算题一般要先画出并分析等效电路图, 再从等效电路图中确定各个物理量之间的关系。
三、实验题( 共 14分)9.( 2022福州二模) ( 6 分) 在“ 测量小灯泡电功率” 的实验中, 实验器材如图甲所示小灯泡的额定电压为2.5 V,灯丝电阻约为8 ⑴请用笔画线代替导线, 在图甲中将电路连接完整答 案 如 图 所 示(2)开关闭合前滑动变阻器滑片P应 移 至B端实验时, 发现小灯泡不亮, 各电表均无示数用导线连接电流表两端, 电压表有示数, 则故障原因可能是电流表断 路 ⑶排除故障后, 进行实验, 部分实验数据如表 第4次测量时电流表示数如图乙所示, 则小灯泡的额 定 电 功 率 为075 W实验次数12345电压U/V11.5 2.0 2.53电流 〃A 0.200.24 0.28 0.34⑷ 小明认为不用电流表, 增加一个阻值为R) 的定值电阻, 同样能测量出灯泡的额定功率, 设计了图丙所示的电路, 请你帮他补全实验步骤:①连接电路, 闭合开关S,将 S i拨 向 触 点 2 , 调节滑动变阻器的滑片, 使电压表的示数为U 颔 ;②再将开关S i拨向另一触点, 读出电压表示数为U 则小灯泡L 的额定功率表达式为「额 = 」额 d) 或( 用 额 、U 、Ro表示) 。
解 析 ( 2) 开关闭合前, 滑动变阻器要移到阻值最大处, 由题图甲可知, 滑动变阻器滑片P 应移至右端; 实验时, 发现小灯泡不亮, 各电表均无示数, 说明电路断路; 用导线连接电流表两端, 电压表有示数, 说明故障原因可能是电流表断路 3) 由实验数据可知, 电流表的量程为0~0.6 A,其分度值为 0.02 A,其读数为0.3 A,所以小灯泡的额定功率P= 171=2.5 Vx0.3 A=0.75 W ⑷①根据电路图连接电路, 闭合开关S 、S i接触点2,调节滑动变阻器, 使电压表示数为5 孤 ②保持滑动变阻器滑片位置不变, 再将开关S i拨向另一触点, 读出电压表示数Uo由于串联电路两端电压等于各部分电压之和, 所以灯泡正常发光时, 定值电阻R) 两端的电压为U-U 8 s, 由欧姆定律可得, 此时通过灯泡的电流上 三1, 小灯泡额定功率的表达式产产U/= U 10.( 2022河南中考) ( 8 分) 在测量额定电压为2.5 V 小灯泡的电功率实验中, 电源是三节新干电池⑴ 请用笔画线代替导线, 将图甲的电路连接完整1I乙答 案 如 图 所 示⑵闭合开关前, 滑 动 变 阻 器 的 滑 片 应 置 于 ( 选填“ 左” 或“ 右” ) 端 。
⑶闭合开关, 移动滑片, 当 电 压 表 的 示 数 为 2.5 V 时, 小灯泡正常发光, 读出电流表示数, 可测得额定功率⑷ 继续移动滑片, 电压表示数如图乙所示, 为2.2 V,此时电流表示数为0.24 A,小灯泡的实际功 率 为 0528 W 为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系, 除了表中记录的电表示数和电功率, 还需要增加记录的内容是 小 灯 泡 的 亮 度 实验次数 电压U/V 电流1/A 电功率P/W12.50.2620.2432.80.28⑸分析实验数据可以发现, 小灯泡两端的电压越高, 它的实际功率 3^⑹完成上述实验后, 某小组设计了图丙所示的电路, 用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率方案如下:①把定值电阻& 接入电路, 调节滑动变阻器使小灯泡正常发光;②保持滑片位置不变, 将电压表改接在Ro两端, 读出电压表示数;③算出小灯泡的额定功率现有阻值为5 Q、10 Q、20 Q的定值电阻, 为了能测出小灯泡的额定功率, 结合题中的数据分析, 定值电阻R)应 选5 Q的解 析 (1) 本实验是为了测量小灯泡的电功率, 根据测量原理U /可知, 应测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流, 所以应当按“ 伏安法” 的电路连接实物图。
滑动变阻器正确连接应当遵循接线柱“ 一上一下” 的方式串联接入电路, 电压表并联在小灯泡两端, 因为小灯泡的额定电压为2.5 V,所以电压表的量程选择0~3 V2)闭合开关前, 为了保护电路, 滑片应位于滑动变阻器接入电路的阻值最大处, 题图甲中下接线柱接在了右端, 所以滑动变阻器的滑片应置于左端3) 小灯泡的实际电压等于额定电压2.5 V时才会正常发光4)如题图乙所示, 因为电压表的量程选择的是0~3 V,分度值0.1 V,所以根据指针所在的位置可得, 电压表的示数为2.2 V电流表的示数为0.24 A ,小灯泡的实际功率P失= 实 / 实=2.2 Vx0.24 A= 0.528 W o因为研究的是小灯泡发光情况与电功率的关系, 所以还需要增加记录的内容是小灯泡的亮度5)由题中表格可知, 小灯泡两端电压越大, 通过小灯泡的电流越大, 由公式尸= U /可知, 小灯泡的实际功率越大6)因为使用的还是原来的小灯泡, 所以根据题中表格可知, 小灯泡正常发光时, 通过小灯泡的电流为0.26 A,又因为使用的还是原来的电源, 所 以 此 时R o两端的最大电压U o = U - U灯=4.5 V-2.5 V= 2 V。
R)= " =二 ==7.7 Q o若R)大于7 .7 , 无论怎样调节变阻器, 灯泡两端电压都会小于额定电压,/ 额 0.26A所以R)的阻值不能超过7.7Q,故R)应选“ 5 Q、1020 Q”三个选项中的5 Q一 题 多 解 本题中第⑹问是选择题, 也可以通过代入三个选项计算出电压来判断, 这样会更方便准确: 当灯泡正常发光时, 额定电流为0.26 A ,三个选项中的电阻“5 C、10 Q、20 Q”对应的电压根 据 £/()=/■扁 可知分别是“1.3 V、2.6 V、5.2 V”,因为总电压是4.5 V,灯泡额定电压2.5 V,所以定值电阻R) 两端的电压不能超过2 V,故选“5 Q”的四、计算题( 共 26分)11.( 2021甘肃武威中考) ( 8 分) 如图甲所示是某家用多功能电炖锅, 深受消费者认可和青睐 它有三段温控功能: 高温炖, 中温煮和低温熬, 图乙是它的简化电路图, 如表是该电炖锅的部分参数[p水 = 1 x 103kg/m3,c 水 =4.2x 103 J/( kg- ℃) ,^= 10 N /kg]⑴ 开 关 Si、S2处于什么状态, 电炖锅为低温挡, 说明判断依据;⑵ 求 凡 、R2的阻值;⑶在标准大气压下, 使用高温挡将初温是12 ℃的一锅水烧开, 若电炖锅高温挡加热效率为80%,求烧开一锅水需要的时间。
答案 解: ⑴由题图乙可知, 当开关S i断开, S2接 A 时, 电阻R 、& 串联, 电路中的总电阻最大, 由JT2可知, 总功率最小, 所以此时电炖锅为低温挡R( 2) 由电路图可知, 当 S2接 A,S 1闭 合 时 被 短 路 , 只有电阻凡接入电路, 电炖锅处于中温挡220V)2400W= 121 Q由电路图可知, S2接 B,Si闭合时, R 、& 并联, 电炖锅处于高温挡, 则此时Ri消耗的功率为P2=p 旷P +=1 100 W-400 W=700 WR,= ^ = 经”幺 69.14P2 700W⑶水的质量m = p V=lxlO3 kg/m3xlxlO_3 m3=l kg水吸收的热量吸 =c/ 加(f-fo)=4.2xl()3j/(kg ・ ℃)xl kgx(100 ℃-12 ℃)=3.696xl05 J由〃号得, 消耗的电能IV=— = 3 696X105 )=4.62X105 JT) 80%由得, 烧开一锅水需要的时间W 4.62X105 J/=— = ------ —2=420 sP., 1 100W12.( 2022天津中考) ( 9分) 小明利用如图甲所示电路研究“ 电流与电压关系” 时, 闭合开关S,滑动变阻器的滑片从右端移动到左端的整个过程中, 定值电阻的U-/关系图像如图乙所示。
其中Uo、Um、/0均为已知量, 电源电压不变请解答如下问题:⑴写出电源电压值;⑵在图乙所示的坐标系中, 画出滑片整个移动过程中滑动变阻器的关系图像, 并标出端点的坐标;⑶滑片移动过程中, 当 电 压 表 V1示 数 由 变 为 5 时, 电流表示数增加了 △ / , 请你推导出定值电阻的电功率变化量A P的数学表达式( 用 5、S 和 △/ 表示) 答 案⑴Um⑵如图所示° A, u 〃A碎⑶设定值电阻的阻值为4则 △尸琛 —普 =( 4 + U1 )偿 —奈)=M + f / i ) A /o说明: 其他方法正确也可得分解 析( 1 )由题中电路图可知, 定值电阻与滑动变阻器串联, 电流表测电路中电流, 电压表Vi测定值电阻两端电压, 电压表V 2测滑动变阻器两端电压, 滑动变阻器接入电路中的阻值越小, 电路中电流越大, 定值电阻两端电压越大由题图乙可知, 电路中电流最大时, 定值电阻两端电压最大为U m ,因此时滑动变阻器接入电路中的阻值为零, 故此时电源电压等于定值电阻两端电压, 即电源电压为Um ⑵因定值电阻与滑动变阻器两端电压之和等于电源电压不变, 故当电路中电流最小时, 由串联电路的电压规律可知, 此时滑动变阻器两端的电压最大U / = U m - U 0。
当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时, 此时滑动变阻器两端电压为零, 由欧姆定律可得, 此时电路中的最大电流/ /* =器 =乎 h故滑片整个移动过程中滑动变阻器的U-1关系图像如答案图所示 皆 为13.( 2022泉州二模) ( 9 分) 如图甲是小华设计的一款“ 智能保温杯” 的自动控温工作原理图控制电路中,U =4 V,保护电阻/?o=lOO Q ,R 为热敏电阻, 阻值随温度变化关系如图乙; 电磁铁线圈电阻不计工作电路中, S=220 V ,R 、& 为加热电阻当通过扁 的电流/ 〉 8 m A 时, 工作电路开始加热, 加热功率为400 W,保温功率为100 W求:( 1) 加热电阻品、R2的阻值;⑵开始保温时, 保温杯内水的温度;⑶ 要使保温杯刚开始保温时的温度升高一些, 请写出一条措施, 并说明理由答 案 ( 1 ) 1 2 1 Q 36 3 Q ( 2 ) 6 5 ℃ ( 3) 见解析解 析 ( 1 ) 电磁铁的衔铁被往下吸, 继电器下方触点接通时, 电路处于加热状态,壮行喘於⑵ ,继电器上方触点接通时, 电路处于保温状态,= 端1 8 4 C ,R 2 = R - R = 4 8 4 Q- 1 2 1 Q= 36 3 Qo⑵开始保温时, 控制电路中的电流7 = 8 m A = 8 xlO -3 A ,R总= 粤=4V8x10-3 A= 5 0 0 QRi=R 总 - Ro= 5 O O Q- 1 0 0 Q= 4 0 0 Q,由题图乙知, 当a = 4 0 0 Q 时尸6 5 ℃,开始保温时, 保温杯内的水温度为65 ℃o⑶ 减 小 保 护 电 阻R o的 阻 值 或 增 大 控 制 电 路 中 的 电 源 电 压 U i。
由题图乙可知, 要 使 开 始 保 温 时 的 温 度 升 高 , 凡 也 会 增 大 , 根 据 可 知 : 当 国 增 大 时 , 要 保 证R o + R t7=8 m A 开始保温, 在U \不变的情况下, 应 减 小 保 护 电 阻 R) 的 阻 值 ; 或 者 在 治 不 变 的 情 况 下 , 应增大 电 源 电 压Uto。












