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2025年浙江省科学中考一轮复习
物理部分
专题九 电功和电功率
考点1 电功和电功率
考向1 认识电能表
1．[2024温州模拟]如图甲、乙所示分别是小实家上月初和上月末电能表的表盘示数，下列选项中说法正确的是（ ）
甲 乙
A．该电能表的额定最大电流为
B．电能表的表盘转1转，说明电路中消耗了的电能
C．小实家上月消耗的电能为
D．电能表的表盘转得越快，电能表所在电路消耗电能越多
2．[2024杭州模拟]如图甲所示是小金家的部分家庭电路的电路图。小金在家用图甲中台灯学习时，台灯的灯丝突然断了，而屋内的照明灯依然正常发光。小金用试电笔检测插座、两孔时发现，只有孔能使试电笔的氖管发光，则甲、乙两根进户线中__（选填“甲”或“乙”）是火线。若小金将屋内的照明灯的开关断开，用试电笔检测灯两端的、两点，会发现__（选填“”“”或“都”）能使试电笔的氖管发光。他家这样连接电路是____（选填“安全”或“危险”）的。他家的电能表表盘如图乙所示，现只将某用电器单独接在该表上工作,电能表转盘转了300圈，则该用电器在上述时间内消耗的电能为____。
甲 乙
考向2 电功的计算
3．[2024宁波模拟改编]小明家有一家用空气炸锅，其简化电路如图甲所示，工作过程电风扇始终转动，而发热管则通过温控开关有规律地闭合或断开，使锅内温度在一定范围内波动。其中电风扇功率为，发热管电阻为 。小明用空气炸锅烘焙牛排时，设定温度为，总工作时间为,温度传感器显示锅内温度随时间变化关系如图乙所示。
甲 乙
（1） 为使空气炸锅能自动停止工作，应在图甲电路中的______（选填“”或“”）处串联一个定时开关。
（2） 空气炸锅工作到时，图甲电路点电流为____A。
（3） 空气炸锅这次烘焙牛排共消耗的电能为________________。
4．[2024杭州模拟]如表所示是某家用手持“吸拖一体机”的相关数据，它集合了吸尘器、拖把的优点，可实现随手吸尘和去除污渍。
项目 参数
充电电压/ 220
充电电流/A 0.5
充满电的时间/ 4
使用功率/ 220
续航时长/ 48
（1） 消耗的电能主要转化为____能。
（2） 若将手持“吸拖一体机”的蓄电池充满电，需要消耗多少电能？
（3） 已知该机使用时电能的转化效率为，请计算实际续航时间能不能达到。
5．[2024金华一模]小科的手机不仅采用超大容量电池,并且采用“超级快充”技术,搭配超级快速充电器，不到可把电池电量充达一半以上,极大方便了他的使用。该手机电池的输出电压为，电池容量为，小科用标有“”字样的超级快速充电器给手机充电，他认为充电过程功率应该不是全程保持,他测量出充电过程中充电器输出的电压和电流,并绘制图像如图甲、乙所示。
甲 乙
（1） 该手机电池充满电时储存的电能为多少
（2） 利用测量得出的数据,通过计算来证明小科的猜测是否正确。
（3） 现有“”“”这两种输出规格的充电器,选用的充电线一样,则在充电的过程中哪种充电器的充电效率会更高 从能量转化的角度分析。
6．[2023宁波]小宁以两节串联的干电池为电源，用若干定值电阻和一只电压表来“探究串联电路电压特点”，实验电路如图，测得实验数据如表。
序号
1 5 1.1 5 1.1 10 2.2
2 5 0.8 10 1.6 15 2.4
3 4 0.5 16 2.0 20 2.5
4 5 0.6 15 1.9 20 2.5
5 8 1.0 12 1.5 20 2.5
（1） 分析上述实验数据，除了能得到的规律外，小宁还发现:
① 、与、之间存在着下列关系:______________（用、表示）。
② 当不变时,两端的电压大小不变;当发生变化时,大小__（选填“会”或“不会”）变化。
（2） 断开开关，拆除、，将 和 并联后接到之间，闭合开关。求:
① 两点之间的电压为多少
② 内，电流通过做的功为多少
考向3 电功率的计算和测量
7．[2023宁波一模]某灯泡上标有“”的字样，其中额定电压看不清，估计在之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有电压恒定的电源（电压值未知）、电流表、标有“”的滑动变阻器、阻值为 的定值电阻各一个，开关和导线若干。某项目化小组反复讨论后，设计了如图甲所示的电路图，并开展实验。
甲 乙
（1） 滑片位于端时，只闭合和，电流表示数如图乙为____A，则电源电压为__。
（2） __________________________，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为，此时灯泡正常发光。
（3） 当灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片不动，闭合和,断开，读出电流表示数为，则此时滑动变阻器接入电路的阻值__ 。
（4） 通过以上计算可得出灯泡的额定电功率为____。
8．[2023宁波]图甲是小宁的哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“”字样。
甲 乙
（1） 测小灯泡电压的电压表有“”“”两个量程，小宁的哥哥正确选用了“______________”量程。
（2） 闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为，此时，电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为____。
（3） 小宁发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线。这根导线是______。（用图甲中导线旁的字母表示）
9．[2024绍兴模拟]图1是小明同学“测量小灯泡电功率”的实物连接图。电源电压为恒定不变，小灯泡的额定电压为，正常发光时小灯泡电阻约为 。
图1 图2
（1） 连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于______（选填“”或“”）端。
（2） 闭合开关，进行实验，并将实验数据记录在表中。
实验序号 电压 电流 电功率
1 2.0 0.28
2 2.5
3 3.0 0.34
① 移动滑片使电压表示数为时，电流表的示数如图2所示，则小灯泡额定功率为________。
② 以电流的平方为横坐标，以实际功率为纵坐标，下列图像与实验结果相符的是______（选填字母）。
A B C D
（3） 实验过程中，由于受到电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率会比真实值____（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
10．[2023杭州]用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电过程中的能量损失。
充电桩 电池初始状态 充电电压/ 充电电流/A 充满电的时间/
普通充电桩 相同 220 30 10
快充充电桩 600 100 待填
（1） 用普通充电桩充满电,消耗的电能为多少千瓦时
（2） 用快充充电桩充满电,需要多少小时
（3） 目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。为解决此问题，除用快充充电桩充电外，再提出一种设想。
11．[2023金华]在“测量小灯泡额定功率”实验中，同学们进行如下研究。
【实验器材】干电池3节，小灯泡（额定电压为、电阻约为），滑动变阻器，电流表，电压表，开关，导线若干（所有器材均完好）。
【实验方案】将量程为的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，读出并记录电流表的示数。
图甲 图乙
（1） 实验时若闭合开关，发现灯泡不亮，接下来最合理的操作是______；
A.更换小灯泡 B.检查电路是否短路C.观察电流表和电压表的示数
（2） 当电压表读数为时，电流表示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为______；
【实验反思】小金认为，电压表选用量程进行实验，因该量程下每一小格为，读数不够精确，导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用的量程，将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为，即可减小误差。
【实验改进】
于是小金设计了如图丙所示电路图，电压表选用量程，电压表选用量程。进行实验，移动滑动变阻器滑片，得到三次实验数据记录如表。
图丙
实验次数 小灯泡两端电压/ 变阻器两端电压/ 电流/A
1 3.0 1.1 0.24
2 3.4 0.7 0.26
3 3.8 0.3 0.28
（3） 小金按反思后的思路，利用滑动变阻器两端电压为时所测的数据，计算得到的小灯泡“额定功率”比真实的小灯泡额定功率____（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。
【反思交流】小金发现测得的小灯泡两端电压与滑动变阻器两端的电压之和小于电源电压。带着这一疑问，继续探究……
12．[2024宁波一模]小科想测量小灯泡额定电功率并比较不同功率时小灯泡的亮度。
【实验器材】电压恒为的电源1个，额定电压为的小灯泡1只，规格为“”的滑动变阻器1个等。
【实验过程】
① 请设计一张实验记录表。
② 连接电路（如图），闭合开关，小科发现电流表示数为0，电压表指针偏转超过最大测量值。造成该现象的原因是____________。
③改正电路后，调节滑片时发现，小灯泡亮暗发生了明显变化，并测出了几组数据。
（1） 测量小灯泡的额定电功率时，调节滑片的目的是________________________________________。
（2） 小灯泡的亮暗由__________决定。
13．[2024宁波模拟]测定小灯泡的电功率是初中科学非常重要的实验。
甲 乙 丙
（1） 图甲是探究小灯泡的电功率与电压关系的实验电路图，小宁实验后得出结论：电流一定时，电压越大，小灯泡的实际电功率越大。支持该结论的实验现象是__________________________________________。
（2） 为了测定额定电压为“”的小灯泡的额定电功率，小宁按图乙连接电路。
① 将滑片移到滑动变阻器接入电路的最大阻值处，闭合开关后，发现灯不亮，电流表和电压表都有示数，接下来小宁的操作应该是
____________________________________________。
② 当电压表示数为时，电流表读数为，小宁根据算出小灯泡的额定功率为。断开开关，发现电流表的指针如图丙所示，则该小灯泡额定功率的真实值____（选填“大于”“等于”或“小于”）。
14．[2024杭州模拟]小金用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。已知电源电压为，小灯泡的额定电压为，滑动变阻器规格为“”。实验过程中，他调节滑动变阻器的滑片，分别记录了五组电压表和电流表的示数，绘制成如图乙所示的图像。
甲 乙
（1） 请用笔画线代替导线将电路连接完整。
（2） 实验中，当滑动变阻器的滑片向__（选填“左”或“右”）移动时，电压表示数会逐渐增大。
（3） 图乙中阴影部分的面积表示____________________。
（4） 小科发现，根据上述实验操作，图乙中有一组数据根本是无法得到的，请判断是哪一组数据并说明理由__________________________________________________________。
15．[2024杭州模拟]为了探究灯泡亮度与灯泡电功率的关系，小明用如图所示电路进行研究（光敏电阻和灯放置在暗盒内）。已知灯的额定电压为，的阻值随光照的增强而减小，是保护电阻。连接电路后，闭合开关和，移动滑片调节灯两端电压，记录电压表和电流表的示数如表所示。
实验次数 1 2 3 4 5
电压表示数/伏 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流表示数/安 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
电流表示数/安 0.04 0.10 0.14 0.16 0.18
（1） 闭合前，应将滑片移至最__（选填“左”或“右”）端。
（2） 该实验通过____________________________来体现灯泡的亮度变化。
（3） 实验中灯泡的额定功率为____。
（4） 通过数据分析，得出的实验结论是________________________________________________________________。
考点2 电热器
考向1 探究电热大小的影响因素
16．[2024绍兴模拟]如图所示，甲、乙是“探究影响电流热效应因素”的实验装置，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．甲装置可探究电流产生热量与电流的关系
B．甲装置通电一段时间后，左侧形管中液面高度差比右侧大
C．闭合开关一段时间，乙装置形管两侧液面高度差为零，一定是电路开路了
D．把乙装置的和都放入右侧容器内，连接方式不变，能探究电流产生的热量与电阻的关系
17．[2024温州模拟]小科设计了如图所示的实验装置研究电流的热效应与电阻大小的关系。
（1） 电路采用这种连接方式，可以控制__________________相同。
（2） 闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到甲气球先鼓起来。则实验中选用的两个电阻的大小关系是____（选填“ ”“ ”或“”）。
18．[2024省联考模拟]小明学习了焦耳定律之后,对“电流流过导体产生的热量与导体两端电压是否有关”这一问题很好奇。在老师的指导下，完成了如下实验。
①取两只同型号的直流电动机（不计工作过程中电刷与换向器摩擦产生的热量）,按如图方式连接,并且在每只电动机金属外壳的相同位置固定一个电子温度计,同时记录两支电子温度计的初始温度值。
②闭合开关,发现两只电压表示数相同,然后对电动机施加一个阻力,使其转动速度变慢,发现电压表示数变小,示数变大。
③维持、示数不变 ,每隔记录一次温度计示数,记录数据、如表所示。
④换用其他两个同型号的直流电动机重复上述实验。
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4
17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 21.2 21.7 22.0 22.4 22.6
（1） 两个电动机采用串联连接方式的目的是__________________________________。
（2） 小明分析了该实验,可得出结论是____________________________________________________________________________________________。
（3） 从能量转化及功的角度分析,当电动机受到阻力转速变慢后，的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
考向2 焦耳定律的应用
19．[2024宁波一模]如图所示电路，电源电压为且保持不变。闭合开关，当滑片置于变阻器的中点时，电压表的示数为；当滑片置于变阻器的端时，电压表的示数变了，在内定值电阻产生的热量为。则下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为
B．滑片在中点时，内变阻器消耗的电能为
C．先后两次的电功率之比为
D．变阻器先后两次的电功率之比为
20．[2023丽水二模]如图所示是通过导体A、B的电流与其两端电压的关系图像，分析图像可知导体A的电阻____（选填“大于”“等于”或“小于”）导体B的电阻；当通过导体A的电流为时，内，导体A产生的热量为__；若将A、B两电阻串联在的电路中，则通过它们的电流为____A。
21．[2024宁波模拟改编]一款电暖桌的铭牌上标有“ ”字样，其宣传语为“日耗电不超5元”。将该电暖桌接入家庭电路中。
（1） 此电暖桌正常工作时，电流为______A
（2） 正常使用产生的热量为__________________。
（3） 若每度电的电费是0.6元，则此电暖桌日耗电需______元。
22．[2023宁波模拟]老式万能插座（图甲）没有防电门，若幼儿将手指伸入，极易引发触电，而且插座内部的铜片与插头的接触面积太小，可能导致产热多，甚至引发火灾。而后我国对插座的生产出台了“新国标”，要求有防电门（图乙），铜片与插头紧密贴合，插头插进及拔出均需要一定的力度，令使用更为安全。
甲 乙
（1） 图甲的三孔插座中，孔连接的是____（选填“零线”“火线”或“地线”）。
（2） 请你解释：为什么老式插座内部铜片与插头接触面积小容易引发火灾？
23．[2024绍兴模拟]如图甲是一只家用电吹风，其内部有一根电热丝和一只电动风扇。
甲 乙
（1） 洗完头后，用电吹风吹头发可以加快头发变干，这一过程中头发上的水分发生的物态变化是____。
（2） 图乙是该电吹风的内部电路图，调节开关和可实现冷风和热风两挡调节，电热丝应接在位置______（选填“”或“”）。
（3） 该电吹风的部分参数如表，若电动风扇的线圈内阻为 ，正常吹热风，电动风扇产生的机械能为______。
额定电压
冷风功率
热风功率
24．[2023杭州模拟]某科技兴趣小组用一个 的电阻、开关、导线等器材制作了一个电烤箱。将电烤箱接入家庭电路中，其简化电路如图甲所示。
甲 乙 丙
（1） 闭合开关，的电功率为____。
（2） 小组发现该电烤箱烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻进行改装。
① 你认为应按照图__（选填“乙”或“丙”）进行改装。
② 改装后的电烤箱通电，产生的热量为________________。
考点3 有关电能的综合计算
考向1 多挡位电热器
25．[2023金华]一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多挡位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，、为发热电阻。铭牌上的部分参数如表所示。
额定电压
磨豆功率
加热功率
保温功率
产品规格
甲 乙
（1） 若仅闭合，咖啡机的工作状态处于____阶段。
（2） 的阻值是多少欧
（3） 小金某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时0.5分钟，加热用时3分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能
26．[2023嘉兴、舟山]科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动，过程如下：
【明确问题】科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准：①工作电压：;煮饭模式功率:;保温模式功率：。②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。
甲 乙
【方案设计】 根据标准，小组讨论后，初步设计了如图甲的方案，图中开关、都闭合时，电饭煲处于煮饭模式，功率为,则发热电阻,应选择的阻值为多少欧
【方案优化】 有同学认为甲方案不能实现自动切换功能，于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻，设计了如图乙的方案。
① 工作电路中的发热电阻应设计在______处（选填“”或“”）。
② 为确保安全，当电饭煲内温度达到设定温度时，工作电路自动切换到保温模式，其中热敏电阻的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为,当电流达到时，电磁铁会吸下衔铁，工作电路自动切换到保温模式。那么，选用的定值电阻阻值应为多少欧 （电磁铁线圈阻值不计）
丙
27．[2024嘉兴模拟]火锅是人们比较喜欢的一种饮食，如图为某款电火锅工作电路的原理图，它有高、中、低三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”“1和2”“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，低温挡功率为高温挡的，电源电压为，， 。（忽略温度对电阻的影响）
（1） 开关置于“____”接线柱时，电火锅处于高温挡。此时，电火锅的功率为______。
（2） 电火锅处于高温挡正常工作时，可以在内使的水温度从刚好升高到，求此时的加热效率。［已知水的比热容
（3） 的阻值是多少？
28．[2023宁波模拟]学习了电学知识后，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：；功能：①加热，②保温；性能：能在7分钟内将水从加热到。
【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设计了两个方案，请利用方案一中的器材，将方案二的电路补充完整。
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，选择的加热电阻的阻值最大为多少欧姆？
【方案反思】 有同学认为电器设计还应考虑使用安全，请你从安全角度提出一条设计建议。
【项目制作】……
考向2 结合变阻器
29．[2024温州模拟]在如图1的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为,移动滑动变阻器的滑片从端到端，滑动变阻器的电功率随电流表示数变化的完整图像如图2,图线中、两点对应的电功率均为,且点对应的是滑动变阻器的最大电功率,且,则图线点对应的电路状态,滑动变阻器接入电路中的电阻大小为（ ）
图1 图2
A． B． C． D．
30．[2024省联考模拟]图像是表征事物变化规律的一种方法。小明用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率，将滑片从移至,记录多组数据并描绘出如图乙所示的图像。若图乙中面积表示灯泡两端电压为时消耗的电功率大小，则此时滑动变阻器的电功率可表示为（ ）
甲 乙
A． B． C． D．
31．[2024台州模拟改编]某项目化学习小组设计了一款基于力电转换的“液体密度仪”。其原理如图甲所示。电路中电源电压为，电流表选用量程，定值电阻的阻值为 ，是力敏电阻，其阻值与所受压力的关系如图乙所示。已知点悬挂的螺母质量为，体积为，力臂,取。
甲 乙
（1） 电路中定值电阻的作用是__________。
（2） 将螺母浸没于某液体中时，电流表示数为，则此液体的密度为________________。
（3） 从使用者的角度评价这一设计有何不足
考向3 结合电磁铁
32．[2023温州]在献爱心活动中,小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫,能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲,是安装在坐垫内的热敏电阻,其阻值随温度的变化如表所示。
甲
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/ 20 25 30 35 39 40 41 42
阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210
温度/ 43 44 45 50 55 60 65
阻值/欧 200 190 180 150 120 100 85
乙
闭合开关、,电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁和同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁和,、恢复原位,又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换,使其温度维持在一定范围。
（1） 分析表中数据,当温度升高时,热敏电阻的阻值____（选填“变大”或“变小”）。
（2） 图甲中和的阻值均为1 210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟,则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦
（3） 小明想在控制电路中增加一个力敏电阻,以实现两个功能:
牛压力以下,坐垫最高温度不超过;②人离开后,坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻、、,其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式,并写出500牛压力下坐垫的最高温度值。（线圈阻值忽略不计）
33．[2024杭州模拟]如图甲为小金同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图甲中电磁铁（线圈电阻不计）、热敏电阻、保护电阻、电压恒为的电源、导线等组成控制电路。当电磁铁线圈中的电流时，动触点和静触点接通；当电磁铁线圈中的电流 时，电磁铁的衔铁被吸下，动触点和静触点、接通。热敏电阻中允许通过的最大电流，其电阻随温度变化的规律如图乙，热敏电阻和加热电路中的三只电阻、、均置于储水箱中。已知 、 、 ，。
甲 乙
（1） 衔铁被吸下时，求加热电路的总功率。
（2） 求保温状态下，内加热电路产生的热量。
（3） 为使控制电路正常工作，保护电阻的阻值至少为多大？若为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？
34．[2024省联考模拟改编]秋冬季节，浴室内的镜子上常附有水雾而影响使用。为此，小明想将浴室镜改装为一个自动控温防雾镜。
甲 乙
（1） 小明将带有温控电路的防雾膜贴在普通镜子上，制成了自动控温防雾镜。如图甲为防雾膜的温控电路原理图。闭合开关和，电磁铁吸引衔铁使工作电路动触点与静触点接触，工作电路启动高发热模式；当控制电路中的电流小于等于时，衔铁因电磁铁吸力变小而弹回，防雾膜工作电路转为低发热模式，实现保温。是热敏电阻，用以探测镜面温度。由图乙可知，热敏电阻的阻值随温度变化情况是____________________________。
（2） 测试发现该防雾膜的低发热模式功率为。若的电阻为 ，则防雾膜在高发热模式下工作，所产生的热量为多少？（写出计算过程）
（3） 小明为了实现镜面温度可调，在图甲的控制电路中串联一个最大阻值为 的滑动变阻器，则镜面可调的温度范围为________________。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
35．[2024宁波模拟]一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小。开关和闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到时，电磁铁会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知 ， ，，电热水器的加热效率为。求：
（1） 将电热水器水箱中的水从加热到，水吸收的热量。
（2） 电热水器加热状态时工作电路的功率。
（3） 将的水从加热到，电热水器需要通电多少秒。（结果保留整数）
（4） 当温度达到后，通电,产生的热量。
专题九 电功和电功率
考点1 电功和电功率
考向1 认识电能表
1．A
[解析]该电能表的额定最大电流是，故A正确；电能表的表盘转600转消耗的电能，故B错误；小实家上月消耗的电能为,故C错误；电能表的表盘转得越快，电能表所在电路消耗电能越快，故D错误。
2．乙； 都； 危险； 0.1
[解析]小金用试电笔检测插座、两孔时发现，只有孔能使试电笔的氖管发光，即说明乙是火线。由图甲可知，的开关接在零线上，若小金将屋内的照明灯的开关断开，火线与、点均连接，都能使试电笔的氖管发光，这样连接的电路是危险的。表盘上表示电路中用电器每消耗电能，电能表的转盘转过,若电能表转盘转了，用电器消耗的电能。
考向2 电功的计算
3．（1）
[解析]由图甲可知空气炸锅工作时,电风扇与发热管并联，所以在干路的点串联一个定时开关，在定时开关断开时能使空气炸锅自动停止工作。
（2） 5.25
[解析]由图乙可知,空气炸锅工作到时,空气炸锅内的温度在上升,表明此时发热管与电风扇同时工作。
根据可得,电风扇的电流，
由欧姆定律可得，发热管中通过的电流
,
根据并联电路电流规律可得，点电流
。
（3）
[解析]由图乙可知，在整个工作过程中,电风扇始终是工作状态,工作时间,
电风扇消耗的电能
;
由图乙计算温度上升的时间,即发热管的工作时间
,
根据欧姆定律和可得,发热管消耗的电能
,
空气炸锅这次烘焙牛排共消耗的电能
。
4．（1） 机械
（2）
[解析]充满电需要消耗的电能
。
（3） 见解析
[解析]该机电能的转化效率最高为，可用的电能
，
使用功率，
工作时间。
即续航时间达不到。
5．（1）
[解析]该手机电池输出电压为，容量为，充满电时储存的电能
。
（2） 见解析
[解析]根据图甲、乙知，充电器在的功率
,
充电器的功率,
所以充电过程功率不是全程保持，小科猜测正确。
（3） 见解析
[解析]“ ”的充电电流更小，根据焦耳定律可知，当选用的充电线一样，电阻和通电时间相同时，电流越小产生的热量越小，充电过程中的能量损耗越少，所以“ ”规格充电效率更高。
6．（1） ①
② 会
（2） ①
[解析]当与并联时，
，
由实验数据可知，此时间的电压。
②
[解析]，
。
考向3 电功率的计算和测量
7．（1） 0.4； 12
[解析]滑片位于端时，只闭合和，滑动变阻器电阻全部连入电路，且与定值电阻串联，灯泡正常发光时的电流为，则电流表选择小量程，示数，则电源电压。
（2） 只闭合和
（3） 10
[解析]当灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片不动，闭合和，断开，读出电流表示数，
则此时定值电阻两端的电压
，
此时滑动变阻器两端电压
，
则滑动变阻器接入电路的阻值 。
（4） 3.5
[解析]当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压
，
则此时灯泡两端的电压即额定电压
，
灯泡的额定电功率
。
8．（1）
[解析]小灯泡额定电压为，故电压表要选择“”量程；
（2） 1.14
[解析]电流表示数为，故额定功率
；
（3）
[解析]分析图甲可知：滑动变阻器下端的两个接线柱都接入了电路，多了导线。
9．（1）
[解析]闭合开关前，滑动变阻器需要调为接入电路最大阻值，以便保护电路，根据图1，滑动变阻器滑片应该在端。
（2） ①
[解析]小灯泡电压为额定电压时，读取图2电流表示数为，故。
② D
[解析]根据可知，若不变，则与成正比，图线为过原点的直线。因小灯泡灯丝的电阻随电流变大而变大，当电流小于时，灯丝电阻小于，其功率小于，图线应在过原点直线的下方；当电流大于时，灯丝电阻大于，其功率大于，图线应在过原点直线的上方，所以与的关系图线应向上弯曲，正确。
（3） 偏大
[解析]电压表测量准确，电流表所测电流为通过小灯泡与电压表电流之和，即所测电流偏大，根据，偏大，也会偏大。
10．（1）
[解析]用普通充电桩充电时，
，
；
（2）
[解析]用快充充电桩充电时，
，
；
（3） 多建充电桩（合理即可）
[解析]或建立换电站快速更换电池、在车顶部安装太阳能电池等。其他设想合理即可。
11．（1） C
[解析]实验时若闭合开关，发现灯泡不亮，应先观察电流表和电压表是否有示数，正确；
（2） 1.064
[解析]小灯泡正常工作时，电流表读数为，
故额定功率；
（3） 偏小
[解析]根据第2次实验结果可知，滑动变阻器两端电压为时，小灯泡两端的电压只有，低于额定电压，故计算得到的小灯泡“额定功率”比真实的小灯泡额定功率偏小。
12．①
实验次数 1 2 3
电压/ 2.5
电流/A
电功率/
灯泡亮度
② 小灯泡断路
（1） 使小灯泡两端的电压等于额定电压
（2） 实际功率
13．（1） 与示数大的电压表并联的小灯泡更亮
[解析]图甲中两灯串联，则通过两灯的电流相等，小灯泡两端的电压越大，根据可知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮。支持该结论的实验现象是与示数大的电压表并联的小灯泡更亮。
（2） ① 将滑片向右移动，观察小灯泡是否发光
② 大于
（2） [解析]①闭合开关，发现电流表和电压表都有示数，说明电路是通路，且小灯泡没有短路。灯不亮，说明小灯泡实际功率太小，故接下来小宁的操作应该是：将滑动变阻器的滑片向右移动，观察小灯泡是否发光。
②由图丙可知，电路中无电流时，电流表的指针指零刻度线的左侧，则测量电流时，电流表的示数要小于小灯泡的额定电流，根据可知，测得的小灯泡的实际功率偏小，即小灯泡的额定功率的真实值大于。
14．（1） 如图所示
[解析]小灯泡的额定电压为,故电压表选用小量程并联在灯泡两端;滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中。
（2） 左
[解析]由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压。要使电压表示数变大,根据串联电路电压规律可知，应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值。故当滑动变阻器的滑片向左移动时，电压表示数会逐渐增大。
（3） 小灯泡的额定功率
[解析]图乙中横坐标为电压,纵坐标为电流,阴影部分面积为电压与电流乘积,由可知它表示当灯泡两端电压为时灯泡的功率，即灯泡的额定功率。
（4） 点数据无法得到,因滑动变阻器最大阻值太小
[解析]由图乙可知，当灯泡两端电压为时,通过灯泡的电流为,此时滑动变阻器两端电压,
根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的阻值
,
故点数据无法得到，因滑动变阻器最大阻值太小。
15．（1） 左
[解析]为了保护电路，在闭合开关前，应先将滑片置于滑动变阻器接入电路的最大阻值处，即移到最左端。
（2） 电流表示数变化
[解析]灯泡在暗盒内，不能直接看到，但的亮度会影响的阻值，进而引起电流表示数的变化，所以的亮度能通过示数的变化来体现。
（3） 0.4
[解析]灯泡的额定电压为，根据表中数据可知，两端电压为时通过的电流为，
所以额定功率。
（4） 灯泡亮度与灯泡电功率有关，灯泡电功率越大，灯泡越亮
[解析]电压表示数增大时，电流表的示数增大，说明的阻值减小，可知的亮度增大，所以可得出结论：灯泡亮度与灯泡电功率有关，灯泡电功率越大，灯泡越亮。
考点2 电热器
考向1 探究电热大小的影响因素
16．D
[解析]甲装置两电阻串联，串联电路中电流处处相等，故无法探究电流产生热量与电流的关系，A错误。甲装置中通过左右导体电流相同，通电时间相同，根据焦耳定律，电阻大的产热大，故右侧 电阻产热更大，气体膨胀更明显，即右侧形管中液面高度差比较大，B错误。乙装置中，右侧两电阻并联后接入电路，根据并联电路各支路电流之和等于干路电流，通过右侧电流比通过左侧电流小，而它们电阻相等，通电时间相等，故根据焦耳定律，左侧产热更大，气体膨胀更多，形管中液面高度差比较大。如果实际液高度面差为零，那有可能是电路开路，也有可能是装置漏气等原因，C错误。将和都放入右侧容器内，连接方式不变，可将两个电阻等效为一个新电阻，根据欧姆定律可计算等效电阻阻值为 ，与相比，通过等效电阻的电流相同，通电时间相同，电阻不同，唯一变量为电阻，可以探究电流产生的热量与电阻的关系，D正确。
17．（1） 电流和通电时间
[解析]本实验使用串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，串联电路可以控制电流和通电时间相同。
（2）
[解析]实验中通过两电阻的电流相等，在通电时间相同时，电阻大的产生的热量多。甲气球先鼓起来，说明电阻产生的热量多，因此。
18．（1） 保证电流大小和通电时间相等
（2） 同型号的两只电动机，当电流相等、电压不等时，相同时间内产生的热量基本相等
（3） 电动机工作时将电能转化为机械能和内能，受到阻力转动比慢，输出的机械能小于，而它们产生的内能相等，所以相同时间内电流通过所做的功小于，依据可得
考向2 焦耳定律的应用
19．C
[解析]由电路图可知,闭合开关,与串联,电压表测两端的电压。当滑片置于的中点时电压表的示数为,当滑片置于的端时电压表的示数变化了。由串联电路的分压特点可知,滑片置于的端时,接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大，电路中的电流最小。则此时电压表的示数,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,且在内定值电阻产生的热量为,所以由可得,
电路中的最小电流,
由可得,的阻值 。
当滑片位于端时，接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,,故A错误。
滑片在中点时,电压表的示数为,
此时两端的电压,
此时电路中的电流，
内消耗的电能
,故B错误。
先后两次的电功率之比
,故C正确。
R先后两次的电功率之比
,故D错误。
20．小于； 96； 0.2
[解析]由图像可知,通过导体的电流时,导体两端的电压,导体两端的电压。根据可知，导体的电阻 ;导体的电阻 。所以小于。
通过导体的电流为时,内,导体产生的热量。
将、两电阻串联在的电路中,则通过它们的电流。
21．（1） 2
[解析]由电暖桌的铭牌可知其额定电压、电阻 ，
电暖桌正常工作时，通过的电流。
（2）
[解析]通电电暖桌产生的热量
。
（3） 6.336
[解析]电暖桌消耗的电能
度，
则一天消耗电能为10.56度，
一天所需的电费10.56度元/度元。
22．（1） 地线
（2） 老式插座铜片与插头接触面积太小，使该部分阻值较大，由可知，当长时间使用会产生较多的热量，从而导致火灾发生。
23．（1） 汽化
（2）
[解析]分析电路可知，和并联，闭合时，电动风扇工作（冷风）；和都闭合时，发热丝和电动风扇都工作（热风），因此电热丝应该接在位置。
（3） 5 232
[解析]电动风扇工作时，将电能转化为机械能和内能。
电动风扇工作时消耗的电能
，
电动风扇工作时电流，
电动风扇工作时产生的热量
，
电动风扇产生的机械能。
24．（1） 550
[解析]通过电阻的电流,
的电功率。
（2） ① 乙
[解析]当按图乙方式连接电路时，电路的总功率
,
当按图丙方式连接电路时,
电路的总功率,
则烤熟相同的蛋糕,采用图乙所示方式时所需的时间更短,故选乙。
②
[解析]通电时间,
则这段时间内改装后的电烤箱产生的热量
。
考点3 有关电能的综合计算
考向1 多挡位电热器
25．（1） 保温
[解析]仅闭合，、串联，电路中总电阻最大，由得，功率最小，故处于保温阶段。
（2）
[解析] 。
（3）
[解析]。
26．【方案设计】 发热电阻应选择的阻值
。
【方案优化】 ①
② 通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度时，热敏电阻的阻值为 ，控制电路中的电流达到时，电路的总电阻
，
选用的定值电阻阻值
。
27．（1） 3和4； 1 000
[解析]开关处于“3和4”接线柱时，和并联，电火锅处于高温挡，
高温挡时的总电阻 ，
则高温挡的电功率。
（2）
[解析]水吸收的热量
,
电火锅消耗的电能
,
电火锅的加热效率。
（3）
[解析]当开关置于“1和2”接线柱时，、串联，电路电阻最大，电源电压一定，根据公式可知，电路总功率最小，电火锅处于低温挡。
由题意知低温挡功率为高温挡的，即，
根据，低温挡的电路总电阻 ，
则的阻值 。
28．【方案设计】 如图所示
【器材选择】 由题知,若要在7分钟内将水从加热到,
水的质量,
水吸收的热量
/,
则电热水壶消耗的电能最少为，
电热水壶的加热功率
,
方案一中，、闭合时，只有工作，为加热电阻，
由可得, ，
即选择的加热电阻阻值最大为 。
【方案反思】 在加热电路上增加一个温度控制开关,避免加热水至沸腾后仍持续加热。（合理即可）
考向2 结合变阻器
29．B
[解析]由图2知点时电流最小，变阻器接入电路的电阻最大，滑片在A端，电功率为,
则;
变阻器的电功率
，
当时，变阻器的电功率最大，即。
又因为，
可得，
解得或，由前面的分析可知变阻器的最大阻值一定大于，故应舍去。
图线点对应的电路状态，设滑动变阻接入电路中的电阻为,且，
已知此时变阻器的电功率为,
则有，
解得或，
因点对应的电流较大，则变阻器接入电路的阻值较小，故应舍去，即此时滑动变阻器接入电路的电阻为，故B正确。
30．B
[解析]当滑片在处时，电路中的电流最小，由图乙知电压表的示数为，当滑片在处时，电路中的电流最大，电压表的示数最大，为电源电压，由图乙知此时电压表的示数为。当电压表示数为时，根据串联电路的规律知滑动变阻器两端的电压，电流与小灯泡的电流相同。由知滑动变阻器的功率，即此时滑动变阻器的电功率可表示为，故选B。
31．（1） 保护电路
（2）
[解析] ，
。
由图乙可得，此时，
根据杠杆平衡条件可得，
则，
螺母受到的浮力，
液体密度。
（3） 无法直接读出液体的密度值；液体密度越大电流值越小，与人们的生活习惯相反。（合理即可）
考向3 结合电磁铁
32．（1） 变小
（2） 焦
[解析]工作电路处于低功率状态，和串联，欧欧欧，
秒焦；
工作电路处于高功率状态时，和并联，
秒秒焦。
消耗的总电能
焦焦焦。
（3） 选用与并联，500牛压力下坐垫的最高温度值为
[解析]由设计要求可知，改装后的控制电路要满足：随着压力减小，力敏电阻阻值减小，人离开后，力敏电阻阻值最小。
选用与并联，当电流安时，电路转变为低功率状态，欧，
由图乙可知500牛压力下欧，
欧，查表得此时最高温度值为。
33．（1）
[解析]由图甲知，衔铁被吸下时，、并联。
加热电路总电阻 ,
加热电路的总功率。
（2）
[解析]保温状态下、串联，
内加热电路产生的热量
。
（3） ；
[解析]由图乙可知，热敏电阻的最小值 ，
当热敏电阻阻值最小，控制电路中的电流不超过最大值时，保护电阻阻值最小，
由得，保护电阻的最小值
。
由题意知，衔铁刚好被吸下时，控制电路电流
，
此时控制电路中总电阻 ，
此时热敏电阻 ，
由图乙可知，此时水温为。
34．（1） 阻值随温度的升高而增大
（2）
[解析]由图甲可知,工作电路中,当动触点和静触点接触时,、并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,防雾膜处于高发热模式; 当动触点和静触点分开时，电路中只有工作,电路中的总电阻最大,总功率最小，防雾膜处于低发热模式。
高发热模式下，的电功率，
则高发热模式的总功率
,
由可知,防雾膜在高发热模式下工作,所产生的热量。
（3）
[解析]由可知,控制电路中的电流为时，控制电路中的总电阻 ,
根据串联电路的电阻特点可知,此时热敏电阻的最小阻值
,
此时热敏电阻的最大阻值
,
由图乙可知,镜面可调的温度范围为。
35．（1）
[解析]水吸收的热量
。
（2）
[解析]由题意可知,开关和都闭合时,、两触点接通，工作电路中只有工作,此时电热水器处于加热状态,则电热水器处于加热状态时工作电路的功率
。
（3）
[解析]将的水从加热到时,水吸收的热量为,
电热水器消耗的电能
,
由可得,。
（4）
[解析]当温度达到后,电磁铁会把衔铁吸下,、两触点接通,与串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,工作电路的电流
，
则通电，产生的热量
。

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