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第15讲　电功率　家庭电路
课标要求 3.4.1　从能量转化的角度认识电源和用电器的作用. 3.4.5　结合实例, 电功和电功率. 用电器的额定功率和实际功率. 3.4.6　通过实验, 焦耳定律.能用焦耳定律 生产生活中的有关现象. 3.4.7　 家庭电路的组成.有安全用电和节约用电的意识.
近五年广州市中考考查情况 年份 题型 分值 难易程度 考点 备注
2021 选择题 计算题 9 容易 中等 家庭电路;电功率的计算 考查家庭电路的设计以及电功率和焦耳定律的计算,要学会灵活应用知识.考查了欧姆定律、电功率和电热计算公式的灵活应用,关键是能从图像中获取有用信息.
2022 计算题 6 中等 电功率的计算;焦耳定律的计算及其应用
2023 计算题 7 中等
2024 选择题 计算题 14 中等 中等 家庭电路;电功率的计算 考查家庭电路的设计及故障分析,电功率和电能的计算公式要会用,要学会灵活应用知识解决高低温挡的计算.
2025 填空题 计算题 12 中等 中等 电功率的计算;电热及效率的计算 要会灵活运用电功率的公式P＝＝UI;以生活中的用电器考查热量和效率的综合计算,关键是要掌握和理解热量、电功率和效率的计算公式.
命题规律 电功率的内容是中考的热门考点,而且分值也较大,以计算题为主,有时还会出现一些填空题、选择题或实验探究题.
电能　电功
【知识回顾】
1.电能、电功的单位有 ;其中1 kW·h＝ J.
2.电能表是测量 的仪表.1 kW·h的电能可供“220 V　40 W”的灯泡正常工作 h.
3.电功的计算:W＝UIt、W＝Pt.
【重点突破】
1.[物理观念]将LED灯L1和小灯泡L2分别接入电路,测得电压、电流如图所示,实验中LED灯比小灯泡亮得多.下列说法正确的是( )
A.L1所做的功比L2多
B.L1做功比L2做功快
C.L1 每秒钟消耗的电能比L2少
D.L1每秒钟消耗的电能比L2多
2.某手机充电宝的结构简图如图所示.它有三种充电形式:USB充电、太阳能板充电和手摇发电装置充电.其中太阳能板充电时能量转化情况是 ;手摇发电时能量转化情况是 ;太阳能板充电功率是2.2 W,1 h能产生的电能是 kW·h.
3.(原创)如图为小明家中的电能表示数.电能表应安装在家庭电路总开关 (选填“之前”或“之后”).若此时只有一个功率为1 800 W的电热水壶在烧水,10 min后电能表的示数变为 kW·h.若当地电费为0.6元/度,则在此过程中电热水壶消耗的电费为 元.
电功率综合
【知识回顾】
1.在物理学中,用电功率表示 .电功率的单位是 ,单位符号是W.
2.用电器正常工作时的电压叫作 ,用电器在额定电压下工作时的电功率叫作 .用电器实际工作时消耗的功率叫作 .灯泡通电时的亮度由它的 决定.
3.测量小灯泡的电功率可用 法测出,其原理式为P＝ .
4.电功率的计算公式: .
【重点突破】
1.(2025·深圳三模改编)某次实践活动中,小明观察了某型号家用电热水器的铭牌如表所示,他查看说明书发现其简化电路如图所示.已知ρ水＝1.0×103 kg/m3,c水＝4.2×103 J/(kg·℃).下列分析不正确的是( )
　　　　　　　
项目 参数
额定电压/V 220
低温挡功率/W 200
高温挡功率/W 2 000
容积/L 60
A.当S接“1”时,电热水器为高温挡
B.满箱水由20 ℃升高到70 ℃,水吸收的热量为1.26×107 J
C.电阻R为24.2 Ω
D.电热水器高温挡正常加热1 min,消耗的电能为1.2×105 J
2.两盏灯L1、L2的铭牌分别标有“6 V　3 W”和“4 V　4 W”字样,将两盏灯接入电源电压不变且不高于4 V的电路中,则下列说法中正确的是(假设灯丝的电阻不随温度变化)( )
A.两灯串联时L2更亮
B.两灯并联时L1更亮
C.两灯串联的总功率小于两灯并联时消耗的总功率
D.通电时间相同时,两灯串联时消耗的电能大于两灯并联时消耗的电能
3.(2025·广州增城区一模)某款电热锅工作电路简图如图所示,两个加热电阻的电阻分别为R1、R2,且R2＜R1.电热锅的部分参数如表所示.把电热锅接入220 V的家庭电路中.
　　　　
额定电压 220 V
保温功率 88 W
加热功率 550 W
(1)调节开关S可使电热锅处于“关”“加热”“保温”三种工作状态,当开关S的闸刀与触点 (选填“1”“2”或“3”)接触时,电热锅处于保温状态,理由是 ;
(2)将电热锅调至加热状态,求:①电路中的电流;②通电1 min电路消耗的电能;
(3)电阻R2.
4.[科学思维](2025·大湾区二模改编)图甲是某品牌养生壶,图乙是其简化电路图,下表为其相关参数.[ρ水＝1.0×103 kg/m3,c水＝4.2×103 J/(kg·℃),g取10 N/kg]
　　　　
项目 参数
电源电压/V 220
低温挡功率/W 275
高温挡功率/W 1 100
容积/L 1
(1)当开关S1 (选填“闭合”或“断开”)时,养生壶处于低温挡工作,求此时电路中的电流;
(2)求电阻R1;
(3)装满一壶水,用高温挡将水温升高22 ℃,至少需要多少秒
1.实际功率题型,熟记一不变、一公式、一比例.一不变:用电器电阻不变R＝;一公式:P＝ ;一比例:若实际电压是额定电压的,则实际功率是额定功率的.
2.铭牌题型,算电流I＝ ,算电阻R＝.
5.如图是人体身高测量仪的简化电路图,定值电阻的电阻为R0 ,滑动变阻器的电阻为R,电源电压不变,滑片会随身高上下平移.当开关闭合,被测身高增加时,电流表的示数 ,电压表的示数 ,定值电阻消耗的功率 .(均选填“变大”“变小”或“不变”)
1.电压表示数与电流表示数的比值对应用电器的电阻,电压表示数与电流表示数的乘积对应用电器的电功率.
2.解题步骤:①判断串并联;②若串联,则R变大I变小;R越大分压越多;③若并联,则支路间用电器互不干扰,R变大I变小,电压不变;④最后结合电功率公式P＝UI 来判断功率变化.
电热综合
【知识回顾】
1.电流通过导体产生的热量跟 成正比,跟导体的 成正比,跟 成正比.即Q＝ .这就是著名的焦耳定律.
2.电热器是利用电流的 制成的加热设备.
【重点突破】
1.小明仔细观察家中的电烙铁、电风扇、录音机和日光灯四种家用电器,发现它们上面都标有“220 V 　40 W”的字样,若它们都在额定电压下工作相同的时间,则产生热量最多的是( )
A.日光灯 B.电风扇
C.录音机 D.电烙铁
2.(2025·广州一模改编)如图是一款家用电热水器的工作原理图.已知家庭电路电压为220 V,R1＝R2＝24.2 Ω.若开关旋到位置①时,电热器处于 (选填“高温挡”或“低温挡”),此情况下通电1 min产生的热量是 J;小丽某次采用①挡位加热水洗澡,用水约20 kg,用时约20 min,需要把水从20 ℃加热到40 ℃,这个过程中水吸收的热量为 J;则该电热水器在①挡位工作时的效率为 .[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
3.[科学探究]如图是探究电流通过导体时产生热量多少的实验装置,甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器,其中密封着等量的空气和一段电阻丝(电阻已在图中标出),U形管中装有等量的液体,接通电源,观察现象.
(1)实验中通过观察 来比较导体所产生热量的多少,这运用了 (选填“转换法”或“等效替代法”)的物理思想.
(2)如图甲所示的装置,两密闭容器中的电阻丝 (选填“串联”或“并联”),目的是控制通电时间和电路中的 相同,来探究导体产生热量与电阻的关系;相同时间内,A、B两透明容器中产生热量较多的是 容器.通过实验现象可以得到的结论是 .
(3)在图乙装置中,D容器的外部并联了一个电阻,则通过两容器中电阻丝的电流 (选填“相等”或“不相等”).相同时间内,C、D两透明容器中产生热量较多的是 容器.通过实验现象可以得到的结论是 .
【实验拓展】
(4)小明利用图甲所示装置实验,发现通电一段时间后,左侧U形管中的液面高度几乎不变,出现此现象的原因可能是 .
家庭电路
【知识回顾】
1.家庭电路的组成及顺序: → → → → → 等.
2.两根进户线是 和 ,它们之间的电压是 V,可用 来辨别.如果测电笔中氖管发光,则所测的是 线,不发光的是 线.
3.所有家用电器和插座都是 的,而开关则要与它所控制的用电器 .
4.电流过大的原因:一是电路发生 ;二是 过大.
5.安全用电的原则:①不接触 ;②不靠近 .
6.在安装电路时,保险丝应接在 线上(一根已足够);控制开关也要装在 线上;螺丝口灯座的螺旋套要接在 线上.
【回归教材】
[科学态度与责任]关于生活用电,下列说法错误的是( )
甲(RJ九P136)　　　 　乙(RJ九P137)　
　　　
丙(RJ九P130)　　 　　丁(RJ九P129)
A.图甲,使用螺丝刀测电笔时要用指尖抵住上端的金属帽
B.图乙,与三孔插座中标有①的插孔相连的导线和室外的大地相连
C.图丙,人站在干燥的木凳上同时接触相线和中性线,不会触电
D.图丁,用电器的总功率过大,容易发生火灾
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【重点突破】
1.(2025·广州花都区一模)如图是小红家中电路的一部分,图中A和B位置接入的是开关S和灯泡.小红闭合开关S后(其他用电器均断电),灯泡亮了一段时间后熄灭,她用测电笔分别测试了图中插座的两个孔,发现测电笔氖管都能发光.若故障只有一处,下列说法中正确的是( )
A.应该在A处接开关,B处接灯泡
B.该故障是灯泡的灯丝烧断了
C.该故障是中性线上d、e两点间发生断路
D.若此时站在地上的人接触e点,会有触电危险
2.如图所示的电路是家庭电路的一部分,电工师傅按下面的顺序进行检测:①闭合S1,灯L1 亮;②再闭合S2,灯L1亮,灯L2不亮;③用测电笔测a、b、c、d四个接线点,测电笔只在c 点不发光.若电路中只有一处故障,则该故障可能是( )
A.灯L2短路
B.c 点左侧的中性线短路
C.灯L2所在支路断路
D.c、d 两点间断路
1.测电笔接触相线不亮,则相线从进户到该点之间某处断路.
2.测电笔接触中性线亮,则中性线从进户到该点之间某处断路.
3.口诀:相线不亮相线断,中性线亮了中性线断.
3.在楼房竣工通电前,电工通常要检查家庭电路的安装是否存在故障.常用一只标有“220 V　40 W”字样的灯泡L0 (检验灯泡)取代保险丝来检查新安的照明电路中各支路的情况,如图所示.当只闭合S、S1时,L0不亮;当只闭合S、S2时,L0和L2 都呈暗红色;当只闭合S、S3时,L0 正常发光.由此可以判断( )
A.L2 所在的支路短路
B.L3 所在的支路正常
C.L1 所在的支路断路
D.各支路均完好
将额定电压为220 V 的“校验灯”,接在保险丝的两只接线柱上,相当于把此灯串联入电路中,它会有三种状态:“校验灯”恰能正常发光,说明该支路短路;“校验灯”发光不正常(暗红色),说明该支路工作正常;“校验灯”不发光,说明该支路断路.
4.[科学思维]房间中的灯泡L标有“220 V　44 W”的字样,LED灯标有“220 V　5 W”的字样,它们都由开关S控制,开关S闭合时,两灯都能正常工作.
(1)按安全用电的原则正确连接图中的家庭电路.
(2)灯泡L正常工作时,通过灯丝的电流和灯丝电阻各为多少
(3)消耗1 kW·h电能可以让LED灯正常工作多长时间
1.[物理学与日常生活](2025·广州节选)如图所示的“风光互补”路灯,其太阳能电池板和风力发电机产生的电能,输送至蓄电池储存起来,供路灯照明使用.蓄电池储存的电能为4.8 kW·h,若全部用于路灯供电,可供额定功率为80 W的路灯正常发光 h.
2.(2025·广州)如图a所示的电热加湿器,其内部结构及电路简图如图b所示,通电后,电阻为R的发热电阻使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度.已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)、密度为1.0×103 kg/m3、沸点为100 ℃.
(1)加热仓中的水变成水蒸气属于 (选填“液化”或“汽化”)现象;
(2)已知R的值为550 Ω,求电热加湿器的功率;
(3)若消耗电能1.2×104 J,可使加热仓内3.0×10－5 m3的水从20 ℃加热至沸腾,求:
①加热仓内水吸收的热量;
②电热加湿器的加热效率.
3.(2024·广州)如图所示,某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户.闭合开关S,LED灯发光、电风扇正常工作,用测电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光.由于出现故障,电风扇停止工作,LED灯仍发光,用测电笔检测插座两孔,氖管均发光.该故障是( )
A.电风扇短路
B.插座两孔短路
C.输电线甲a、b两点之间断路
D.输电线甲b、c两点之间断路
4.(2024·广州)某电热敷腰带如图甲所示,有高温、中温和低温三个挡位,图乙是内部简化电路图,三个加热电阻的电阻分别为R1、R2、R3,其中R1、R2的值均为1 100 Ω,通过旋转开关可以实现挡位切换.把电热敷腰带接入220 V的家庭电路中.
(1)旋转开关转至 (选填“ab”“bc”“cd”或“de”)时,电热敷腰带处于高温挡工作,理由是 ;
(2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25 A,求通电10 min消耗的电能;
(3)旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为22 W,求电路的总电流;
(4)旋转开关转至cd时,求电热敷腰带的功率.
中考变式1　[科学思维]某电热取暖器的简化电路如图所示,两个发热电阻的电阻分别为R1、R2.取暖器工作时,通过开关 S1和 S2实现低温、高温的挡位控制.已知高温挡功率为1 320 W,R1＝55 Ω.求:
(1)取暖器工作时通过电阻为R1的发热电阻的电流;
(2)取暖器处于低温挡时,工作1 min产生的热量;
(3)电阻R2.
5.(2023·广州)把一个某种类型的电阻为R的电阻器接在电压恒为12 V的电源两端,通电后,同时记录它的温度—时间图线、通过它的电流—时间图线如图所示.
(1)根据图线,电阻器的温度为50 ℃时,通过它的电流为 A.
(2)求在30 s时电阻器的电阻R和电功率.
6.(2022·广州节选)汽车启动时,蓄电池向启动电动机M供电,设M两端的电压为U,通过M的电流为I,测得U－t和I－t图像如图1所示.
(1)求t1时M的电功率;
(2)M仅通过导线a、b接入电路,如图2所示,a的电阻为0.001 Ω,若通过M的电流为200 A,持续0.5 s,求此过程中:①a两端的电压;②a产生的热量.
7.[物理观念](2021·广州)用带指示灯的开关控制阳台的电灯:闭合开关,两灯都亮;断开开关,两灯都灭.使用过程中发现:指示灯因断路不亮,电灯照常发亮.下列连接方式符合上述现象的是( )
A B C D
中考变式2　如图所示插线板,开关闭合后指示灯发光,插孔供电,开关断开后指示灯不发光、插孔不供电.若指示灯损坏,开关闭合后插孔仍供电.下列与现象描述一致且符合用电安全的是( )
8.[科学思维](2021·广州)小明探究小灯泡、LED两端的电压随电流变化的情况,连接了如图甲所示的实物图,其中电源可以提供不同的电压.
甲　 乙　 丙
测量的数据如下表:
数据序号 1 2 3 4 5
电流表示数I/A 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
数字电压表V1示数U1/V 2.88 2.97 3.04 3.10 3.15
数字电压表V2示数U2/V 0.15 0.26 0.72 1.30 1.98
(1)请根据实物图,在图乙虚线框中画出电路图(用“”“”表示数字电压表V1和V2).
(2)电流为0.10 A时,求小灯泡的电阻.
(3)电流为0.30 A时,求LED的功率及LED在此状态下持续工作100 s消耗的电能.
(4)小明利用两节干电池(约3 V)和图甲中的小灯泡检测一批与上述实验规格一样的LED,为保护被测LED,设计了如图丙所示的电路,根据表中数据,推断检测时,通过LED的电流是否能达到0.3 A ,理由是 .
9.[科学探究](2020·广州)我们用如图所示的装置进行实验,根据现象可推断电阻器的电阻R1和R2的大小关系.
(1)用两电阻器分别加热容器内的油(甲瓶中的油比乙瓶中的多).两电阻器工作相同时间,油均未沸腾,观察到甲温度计升温比乙温度计多.该过程电阻器产生的热量全部被油吸收.根据上述实验可判断“电阻为R1的电阻器产生的热量比电阻为R2的电阻器多”,依据是 .
(2)根据上述信息,可判断R1 R2(选填“＞”“＝”或“＜”).
10.[科学思维](2020·广州)如图所示,小灯泡L的额定电压为3.8 V,定值电阻的电阻R为20 Ω,闭合开关S,通过定值电阻的电流为0.1 A,通过L的电流为0.2 A.求:
(1)此时L的电阻;
(2)L的实际功率;
(3)通电20 s,L、定值电阻共消耗的电能.
中考变式3　如图所示, 一个额定电压为3.8 V 的小灯泡与电阻R为20 Ω的定值电阻串联接入电路中,电源电压为6 V.闭合开关后,电路中的电流大小为0.2 A.求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)小灯泡的实际功率;
(3)工作1 min整个电路消耗的电能.
判断灯泡亮度时常出现失误
　把标有“12 V　12 W”的灯L1和“12 V　6 W”的灯L2串联起来接在电压为12 V的电路中,有 盏灯能正常发光,灯 更亮;若把两盏灯并联在电压为6 V的电路中,则灯 更亮.(后两空选填“L1”或“L2”)
灯泡亮度由灯泡的实际功率决定,灯泡规格常用来计算灯泡电阻的大小.
对“安时容量”理解不透彻,计算电池储存的电能被“充电时间”误导
　给手机电池充电时,电池相当于 (选填“电源”或“用电器”).现有一款手机电池容量为4 000 mA·h,电池电压为4 V,充满电后,它储存的电能大约为 J.当使用该手机的快充功能时,充电电压为5 V,1.25 h即可充满,则快充时的电流为 A.
运用电能公式W＝UIt求解电池存储电能时,理解安时容量为I和t的乘积是解题的关键.其中t指的是“安时”中的“时”,而非充电时间.
忽略了灯丝电阻会受温度的影响
　[科学思维]标有“6 V　1.5 W”字样的小灯泡,通过它的电流随它两端电压变化的关系如图所示,则小灯泡正常发光时,通过它的电流为 A.若把这样的两只小灯泡串联在8 V的电源上,此时每只小灯泡的电阻为 Ω,功率为 W.
小灯泡的电阻一般会随着其两端电压的改变而改变(本质是温度改变),除非题目强调电阻不变.对于电阻变化的灯泡,在用欧姆定律解答问题时,要结合电流—电压图像,从图像中获取相关数据解答,而不是直接用规格数据计算.
误以为电动机将所有电能转化为产生的热量,误对非纯电阻电路使用欧姆定律
　“220 V　5.5 kW”的电动机,电阻为1 Ω,它正常工作时的电流为 A,1 s内产生的热量为 J,1 s内有 J的电能转化为机械能.
1.非纯电阻用电器,如电动机,通电时除了发热以外,还会对外做功,也就是说,电能一部分转化为电阻的内能,一部分转化为机械能.
2.对于非纯电阻电路,欧姆定律及其相关的推导公式不再适用.
1.(2025·凉山)随着新能源电动汽车销量的增长,充电桩的安装率不断提高.据了解,充电桩输出电压的范围是300~600 V,峰值功率高达500 kW.如图所示,充电站内各充电桩是 (选填“串联”或“并联”)的;利用充电桩给汽车电池充电的过程中,汽车电池相当于电路中的 ;充电桩外壳常采用铝合金材料,为避免触电,外壳需连接 线;若充电桩起火, 用水灭火.
2.(2025·广州花都区一模) 如图1所示的空气炸锅能快捷烹制食物,图2是该空气炸锅加热部分的简化电路,有低温、中温和高温三个挡位,发热电阻的电阻分别为R1和R2.下列说法中正确的是( )
A.只闭合S1,空气炸锅处于高温挡
B.只闭合S2,空气炸锅处于低温挡
C.只闭合S3,空气炸锅处于高温挡
D.同时闭合S1和S3,空气炸锅处于低温挡
3.(2025·广州增城区一模)小明房间灯的部分电路如图所示,闭合开关后灯不亮,保险丝未熔断,接着他用测电笔检测了a、b、c、d四个点,得到的检测情况如表所示,该故障是( )
　　　　
检测点 测电笔氖管
a 不发光
b 发光
c 发光
d 不发光
A.灯短路 B.保险丝短路
C.bd两点间断路 D.bc两点间断路
4.(原创)[物理学与日常生活]母亲节当天,小红在厨房给妈妈做爱心晚餐.饭快煮好时,厨房的空气开关突然跳闸了,重新闭合开关,马上又跳闸.她查看后发现如图甲所示的电饭煲的接线处有些溢出来的米汤,厨房的电路如图乙所示.则下列故障分析正确的是( )
A.可能是接入厨房的相线断了
B.可能是接入厨房的中性线断了
C.可能是接电饭煲的三孔插座短路
D.可能是电饭煲的接线处短路
5.图甲是小明家要安装的一个带有USB接口的三孔插座,其内部简化电路如图乙所示.当闭合开关S时,指示灯发光,插座和USB接口才能正常使用.请你在图乙中将未完成的电路补充完整.
6.如图所示,投影仪灯泡L功率很大,所以需要风扇散热,使用后,应先关闭灯泡L,再关闭风扇M;请用笔画线代替导线将电路连接完整.要求:先断开开关S1,灯泡L熄灭,风扇M继续转动,再断开开关S2,风扇M才停止转动;若只闭合开关S1,灯泡L不亮.
7.请用笔画线表示导线,将图中的电灯、开关和插座(插座准备接大功率用电器)接入家庭电路中.
8.某款纯电动汽车,在它充电的5 h内,其充电电压为220 V,充电功率为7 kW.此过程中消耗的电能W＝ kW·h.经检测,发现蓄电池内储存的能量小于W,导致此结果的原因可能是 .各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下的安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)如表所示,从安全角度考虑,应至少选择横截面积为 mm2的导线作为该电动车的充电导线.
导线规格
导线横截 面积S/mm2 2.5 4 6 10
安全载 流量I/A 28 37 47 68
9.(2025·清远一模)小华自制小台灯的电路图及灯泡规格如图所示,调节开关从触点0依次转动到3的过程中,灯泡的亮度将 (选填“变亮”“不变”或“变暗”).已知三个电阻器的电阻R1、R2、R3相同且等于灯泡电阻的一半,则灯泡电阻是 Ω,最小实际功率是 W.(假设灯丝电阻不变)
10.物理课上,老师把包装口香糖的锡纸中间剪掉一些(图甲),如图乙所示,将锡纸条带锡的一面接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快发现锡纸条开始冒烟、着火,这是利用了电流的 效应;已知ab段与bc段锡纸等长,请判断ab和bc段:Rab Rbc,Uab Ubc.(后两空选填“＞”“＝”或“＜”)
11.(原创)如图所示,若要探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系,应选 (选填“甲”或“乙”)装置;甲装置工作时电阻为R1、R2的电阻丝产生的热量之比为 ;若通过电阻为R3的电阻丝的电流为1 A,则1 min内乙装置产生的热量为 J.
12.[科学探究]小明连接了如图1所示的电路,灯泡上标有“2.5 V　0.3 A”字样.
(1)在虚线框内画出图1实物图对应的电路图.
(2)闭合开关,看不到灯亮,电流表有示数.小明认为灯不亮的原因是灯丝断了.你认为他的说法是否正确 ,依据是 .
(3)小芳想通过测量ab接线柱间、cd接线柱间的电压找出灯不亮的原因.
①请在图2中补充完整用电压表测ab接线柱间电压的实物图;
②测量时若出现下表中的情况,请根据数据判断可能导致灯不亮的原因并填写在表中;
Uab/V Ucd/V 电流表示数I/A 灯不亮的原因
情况一 2.10 0 0.30 cd间短路
情况二 2.20 0.40 0.14 小灯泡的实际功率太小
③情况二中,灯不亮,通电10 s灯消耗的电能为 J.
13.用电阻为R1和R2的电阻丝分别加热容器内质量相等的油和水至相同温度(均未沸腾),电路如图所示.油的初温为 20 ℃,两根电阻丝产生的热量均只有75%被油和水吸收.c油＝2×103 J/(kg·℃),c水＝4.2×103 J/(kg·℃).
(1)水的初温如图所示,为 ℃.
(2)由上述信息能否比较油和水吸收的热量大小 (选填“能”或“不能”).如果能,请写出分析过程,如果不能,请说明原因: .
(3)已知乙容器中水吸收的热量为8.4×103 J,这个过程中电流通过电阻为R2的电阻丝产生的热量为 J.
14.[科学思维]图甲是某品牌家用电吹风,其电路如图乙所示,两根电阻丝的电阻分别为R1、R2,为电动机.通过调节开关,可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态.
(1)要使电吹风正常工作,图甲中的A处应安装 ,B处应安装 .(均选填“电动机”或“电阻丝”)
(2)如图乙所示,要使电吹风处于“冷风”状态,应闭合开关 .要使电吹风处于“暖风”状态,应闭合开关 .
(3)已知电吹风处于“暖风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了20 ℃;处于“热风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了30 ℃.假设这两种状态下的热效率相同,相同时间内吹出的空气质量相同,则R1∶R2＝ .
(4)电吹风用了几年后,由于电阻丝的升华,实际发热功率会 (选填“变大”“变小”或“不变”).
15.[中华优秀传统文化](2025·深圳二模)糖画是一种传统民间手工艺.某项目小组制作了如图甲所示的简易作画工具“糖画笔”,其结构如图乙所示.项目小组将质量为0.01 kg,初温为20 ℃的糖棒放入“糖画笔”的陶瓷内管中,“糖画笔”工作时将电阻为6 Ω的电阻丝接到电压为6 V的电源两端,电阻丝发热对管内糖棒加热,当糖棒的温度达到160 ℃时开始出糖(假设糖棒受热均匀且不计热量损失,糖棒的比热容c糖棒＝1.5×103 J/(kg·℃).求:
甲　　乙
(1)糖棒开始出糖时需要吸收的热量;
(2)电阻丝工作时的功率;
(3)将糖棒加热到开始出糖时所需的时间.
16.(2025·广州越秀区二模)秋冬带来了寒冷和秋裤,也带来了烦恼,小南同学一接触小伙伴就噼里啪啦“炸毛”啦.小南想到物理老师讲过缓解静电的方法之一是增加空气湿度,立即购入一台加湿器(图甲),原理图如图乙所示.发热电阻的电阻分别为R1、R2,且R2＝3R1,S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的转换.已知高挡功率为440 W.
(1)由图乙可知,当开关S接“1、2触点”时,电路断路,为关;接“2、3触点”时为 挡;接“3、4触点”时为 挡;
(2)求电阻R1;
(3)求加湿器正常工作时的低挡功率;
(4)如图丙所示,求加湿器正常工作30 min消耗的电能.
17.(2025·广州黄埔区二模)图甲是某款鸡蛋孵化器,底部装有加热器.通电后,加热器对水加热,水向上方鸡蛋传递热量,提供孵化所需能量.孵化器简化电路如图乙所示,发热电阻的电阻分别为R1、R2,孵化器相关参数如下表所示.
　　　　　
额定电压 220 V
额定功率 加热挡 80 W
保温挡 22 W
(1)开关S闭合、S1断开时,孵化器处于 挡,理由是 .
(2)孵化器在保温挡正常工作,通过电阻为R2的发热电阻的电流是多少
(3)电阻R2是多少
(4)孵化器在加热挡正常工作5 min消耗的电能是多少 芳芳同学算出水在这段时间吸收的热量为2.16×104 J,则孵化器对水加热的效率是多少
18.[物理学与工程实践](2025·陕西)劳动实践小组为温室育苗基地制作了一个保温箱,其电路如图1所示.
(1)电热丝的电阻R1为220 Ω,则电路中的电流是多少
(2)已知保温箱内空气的质量为11 kg,图1所示电路工作300 s产生的热量,可使保温箱内空气的温度升高多少 [不计热损失,空气的比热容为1.0×103 J/(kg·℃)]
(3)现增加一个电阻R2为44 Ω的电热丝,根据实际需求,利用两电热丝为保温箱设计两个挡位,高温挡的电功率为1 100 W,低温挡的电功率为220 W.请根据需求,在图2的虚线框内将电路连接完整.第15讲　电功率　家庭电路
课标要求 3.4.1　从能量转化的角度认识电源和用电器的作用. 3.4.5　结合实例,了解电功和电功率.知道用电器的额定功率和实际功率. 3.4.6　通过实验,了解焦耳定律.能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象. 3.4.7　了解家庭电路的组成.有安全用电和节约用电的意识.
近五年广州市中考考查情况 年份 题型 分值 难易程度 考点 备注
2021 选择题 计算题 9 容易 中等 家庭电路;电功率的计算 考查家庭电路的设计以及电功率和焦耳定律的计算,要学会灵活应用知识.考查了欧姆定律、电功率和电热计算公式的灵活应用,关键是能从图像中获取有用信息.
2022 计算题 6 中等 电功率的计算;焦耳定律的计算及其应用
2023 计算题 7 中等
2024 选择题 计算题 14 中等 中等 家庭电路;电功率的计算 考查家庭电路的设计及故障分析,电功率和电能的计算公式要会用,要学会灵活应用知识解决高低温挡的计算.
2025 填空题 计算题 12 中等 中等 电功率的计算;电热及效率的计算 要会灵活运用电功率的公式P＝＝UI;以生活中的用电器考查热量和效率的综合计算,关键是要掌握和理解热量、电功率和效率的计算公式.
命题规律 电功率的内容是中考的热门考点,而且分值也较大,以计算题为主,有时还会出现一些填空题、选择题或实验探究题.
电能　电功
【知识回顾】
1.电能、电功的单位有　度、kW·h、J　;其中1 kW·h＝　3.6×106　J.
2.电能表是测量　电能　的仪表.1 kW·h的电能可供“220 V　40 W”的灯泡正常工作　25　h.
3.电功的计算:W＝UIt、W＝Pt.
【重点突破】
1.[物理观念]将LED灯L1和小灯泡L2分别接入电路,测得电压、电流如图所示,实验中LED灯比小灯泡亮得多.下列说法正确的是(C)
A.L1所做的功比L2多
B.L1做功比L2做功快
C.L1 每秒钟消耗的电能比L2少
D.L1每秒钟消耗的电能比L2多
2.某手机充电宝的结构简图如图所示.它有三种充电形式:USB充电、太阳能板充电和手摇发电装置充电.其中太阳能板充电时能量转化情况是　太阳能转化为电能　;手摇发电时能量转化情况是　机械能转化为电能　;太阳能板充电功率是2.2 W,1 h能产生的电能是　0.002 2　kW·h.
3.(原创)如图为小明家中的电能表示数.电能表应安装在家庭电路总开关　之前　(选填“之前”或“之后”).若此时只有一个功率为1 800 W的电热水壶在烧水,10 min后电能表的示数变为　2 023.60　kW·h.若当地电费为0.6元/度,则在此过程中电热水壶消耗的电费为　0.18　元.
电功率综合
【知识回顾】
1.在物理学中,用电功率表示　电流做功的快慢　.电功率的单位是瓦特,单位符号是W.
2.用电器正常工作时的电压叫作额定电压,用电器在额定电压下工作时的电功率叫作额定功率.用电器实际工作时消耗的功率叫作实际功率.灯泡通电时的亮度由它的实际功率决定.
3.测量小灯泡的电功率可用　伏安　法测出,其原理式为P＝　UI　.
4.电功率的计算公式:　P＝、P＝UI、P＝　.
【重点突破】
1.(2025·深圳三模改编)某次实践活动中,小明观察了某型号家用电热水器的铭牌如表所示,他查看说明书发现其简化电路如图所示.已知ρ水＝1.0×103 kg/m3,c水＝4.2×103 J/(kg·℃).下列分析不正确的是(C)
　　　　　　　
项目 参数
额定电压/V 220
低温挡功率/W 200
高温挡功率/W 2 000
容积/L 60
A.当S接“1”时,电热水器为高温挡
B.满箱水由20 ℃升高到70 ℃,水吸收的热量为1.26×107 J
C.电阻R为24.2 Ω
D.电热水器高温挡正常加热1 min,消耗的电能为1.2×105 J
【解析】当S接“2”时,两电阻器串联,当S接“1”时,电阻为R的电阻器被短路,总电阻变小,由P＝可知,总功率变大,因此当S接“1”时,电热水器为高温挡,故A正确,不符合题意;满箱水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×60×10－3 m3＝60 kg,水温由20 ℃升高到70 ℃,水吸收的热量Q＝c水mΔt＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×60 kg×(70 ℃－20 ℃)＝1.26×107 J,故B正确,不符合题意;当S接“1”时,电热水器为高温挡,则R0＝＝24.2 Ω,当S接“2”时,两电阻器串联,为低温挡,则R总＝＝242 Ω,电阻R＝R总－R0＝242 Ω－24.2 Ω＝217.8 Ω,故C错误,符合题意;电热水器高温挡正常加热1 min,消耗的电能W＝P高t＝2 000 W×60 s＝1.2×105 J,故D正确,不符合题意.
2.两盏灯L1、L2的铭牌分别标有“6 V　3 W”和“4 V　4 W”字样,将两盏灯接入电源电压不变且不高于4 V的电路中,则下列说法中正确的是(假设灯丝的电阻不随温度变化)(C)
A.两灯串联时L2更亮
B.两灯并联时L1更亮
C.两灯串联的总功率小于两灯并联时消耗的总功率
D.通电时间相同时,两灯串联时消耗的电能大于两灯并联时消耗的电能
3.(2025·广州增城区一模)某款电热锅工作电路简图如图所示,两个加热电阻的电阻分别为R1、R2,且R2＜R1.电热锅的部分参数如表所示.把电热锅接入220 V的家庭电路中.
　　　　
额定电压 220 V
保温功率 88 W
加热功率 550 W
(1)调节开关S可使电热锅处于“关”“加热”“保温”三种工作状态,当开关S的闸刀与触点　2　(选填“1”“2”或“3”)接触时,电热锅处于保温状态,理由是　当开关S与触点2接触时,电路中的电阻较大,功率较小　;
(2)将电热锅调至加热状态,求:①电路中的电流;②通电1 min电路消耗的电能;
(3)电阻R2.
解:(2)①电路中的电流I2＝＝2.5 A
②通电1 min电路消耗的电能W加热＝P加热t＝550 W×60 s＝3.3×104 J
(3)当开关S与触点1接触时,只有电阻为R2的加热电阻接入电路,电阻较小,故功率较大,电热锅处于“加热”状态,由欧姆定律得,电阻R2＝＝88 Ω
答:(2)①电路中的电流为2.5 A;②通电1 min电路消耗的电能为3.3×104 J;(3)电阻R2为88 Ω.
4.[科学思维](2025·大湾区二模改编)图甲是某品牌养生壶,图乙是其简化电路图,下表为其相关参数.[ρ水＝1.0×103 kg/m3,c水＝4.2×103 J/(kg·℃),g取10 N/kg]
　　　　
项目 参数
电源电压/V 220
低温挡功率/W 275
高温挡功率/W 1 100
容积/L 1
(1)当开关S1　断开　(选填“闭合”或“断开”)时,养生壶处于低温挡工作,求此时电路中的电流;
(2)求电阻R1;
(3)装满一壶水,用高温挡将水温升高22 ℃,至少需要多少秒
解:(1)此时电路中的电流I＝＝1.25 A
(2)分析电路图可知,当电路中只有电阻为R1的电阻器工作时,养生壶处于高温挡
由P＝可知,电阻R1＝＝44 Ω
(3)装满一壶水时,水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×1×10－3 m3＝1 kg　
水温升高22 ℃,水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg· ℃)×1 kg×22 ℃＝9.24×104 J
当不计热量损失时,W＝Q吸,此时加热时间最短,由P＝可知,加热所需的时间
t＝＝84 s
答:(1)此时电路中的电流为1.25 A;(2)电阻R1为44 Ω;(3)至少需要84 s.
1.实际功率题型,熟记一不变、一公式、一比例.一不变:用电器电阻不变R＝;一公式:P＝ ;一比例:若实际电压是额定电压的,则实际功率是额定功率的.
2.铭牌题型,算电流I＝ ,算电阻R＝.
5.如图是人体身高测量仪的简化电路图,定值电阻的电阻为R0 ,滑动变阻器的电阻为R,电源电压不变,滑片会随身高上下平移.当开关闭合,被测身高增加时,电流表的示数　变大　,电压表的示数　变小　,定值电阻消耗的功率　变大　.(均选填“变大”“变小”或“不变”)
1.电压表示数与电流表示数的比值对应用电器的电阻,电压表示数与电流表示数的乘积对应用电器的电功率.
2.解题步骤:①判断串并联;②若串联,则R变大I变小;R越大分压越多;③若并联,则支路间用电器互不干扰,R变大I变小,电压不变;④最后结合电功率公式P＝UI 来判断功率变化.
电热综合
【知识回顾】
1.电流通过导体产生的热量跟　电流的二次方　成正比,跟导体的　电阻　成正比,跟　通电时间　成正比.即Q＝　I2Rt　.这就是著名的焦耳定律.
2.电热器是利用电流的　热效应　制成的加热设备.
【重点突破】
1.小明仔细观察家中的电烙铁、电风扇、录音机和日光灯四种家用电器,发现它们上面都标有“220 V 　40 W”的字样,若它们都在额定电压下工作相同的时间,则产生热量最多的是(D)
A.日光灯 B.电风扇
C.录音机 D.电烙铁
2.(2025·广州一模改编)如图是一款家用电热水器的工作原理图.已知家庭电路电压为220 V,R1＝R2＝24.2 Ω.若开关旋到位置①时,电热器处于　高温挡　(选填“高温挡”或“低温挡”),此情况下通电1 min产生的热量是　1.2×105　J;小丽某次采用①挡位加热水洗澡,用水约20 kg,用时约20 min,需要把水从20 ℃加热到40 ℃,这个过程中水吸收的热量为　1.68×106　J;则该电热水器在①挡位工作时的效率为　70%　.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
3.[科学探究]如图是探究电流通过导体时产生热量多少的实验装置,甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器,其中密封着等量的空气和一段电阻丝(电阻已在图中标出),U形管中装有等量的液体,接通电源,观察现象.
(1)实验中通过观察　U形管中液面高度差　来比较导体所产生热量的多少,这运用了　转换法　(选填“转换法”或“等效替代法”)的物理思想.
(2)如图甲所示的装置,两密闭容器中的电阻丝　串联　(选填“串联”或“并联”),目的是控制通电时间和电路中的　电流　相同,来探究导体产生热量与电阻的关系;相同时间内,A、B两透明容器中产生热量较多的是　B　容器.通过实验现象可以得到的结论是　在通电时间和电流相同时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多　.
(3)在图乙装置中,D容器的外部并联了一个电阻,则通过两容器中电阻丝的电流　不相等　(选填“相等”或“不相等”).相同时间内,C、D两透明容器中产生热量较多的是　C　容器.通过实验现象可以得到的结论是　在通电时间和电阻相同时,电流越大,电流通过导体产生的热量越多　.
【实验拓展】
(4)小明利用图甲所示装置实验,发现通电一段时间后,左侧U形管中的液面高度几乎不变,出现此现象的原因可能是　左侧容器的气密性不好　.
家庭电路
【知识回顾】
1.家庭电路的组成及顺序:　进户线　→　电能表　→　总开关(含保险装置)　→　插座　→　用电器　→　导线　等.
2.两根进户线是　中性线　和　相线　,它们之间的电压是　220　V,可用　测电笔　来辨别.如果测电笔中氖管发光,则所测的是　相　线,不发光的是　中性　线.
3.所有家用电器和插座都是　并联　的,而开关则要与它所控制的用电器　串联　.
4.电流过大的原因:一是电路发生　短路　;二是　用电器总功率　过大.
5.安全用电的原则:①不接触　低压带电体　;②不靠近　高压带电体　.
6.在安装电路时,保险丝应接在　相　线上(一根已足够);控制开关也要装在　相　线上;螺丝口灯座的螺旋套要接在　中性　线上.
【回归教材】
[科学态度与责任]关于生活用电,下列说法错误的是(C)
甲(RJ九P136)　　　 　乙(RJ九P137)　
　　　
丙(RJ九P130)　　 　　丁(RJ九P129)
A.图甲,使用螺丝刀测电笔时要用指尖抵住上端的金属帽
B.图乙,与三孔插座中标有①的插孔相连的导线和室外的大地相连
C.图丙,人站在干燥的木凳上同时接触相线和中性线,不会触电
D.图丁,用电器的总功率过大,容易发生火灾
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【重点突破】
1.(2025·广州花都区一模)如图是小红家中电路的一部分,图中A和B位置接入的是开关S和灯泡.小红闭合开关S后(其他用电器均断电),灯泡亮了一段时间后熄灭,她用测电笔分别测试了图中插座的两个孔,发现测电笔氖管都能发光.若故障只有一处,下列说法中正确的是(D)
A.应该在A处接开关,B处接灯泡
B.该故障是灯泡的灯丝烧断了
C.该故障是中性线上d、e两点间发生断路
D.若此时站在地上的人接触e点,会有触电危险
2.如图所示的电路是家庭电路的一部分,电工师傅按下面的顺序进行检测:①闭合S1,灯L1 亮;②再闭合S2,灯L1亮,灯L2不亮;③用测电笔测a、b、c、d四个接线点,测电笔只在c 点不发光.若电路中只有一处故障,则该故障可能是(D)
A.灯L2短路
B.c 点左侧的中性线短路
C.灯L2所在支路断路
D.c、d 两点间断路
1.测电笔接触相线不亮,则相线从进户到该点之间某处断路.
2.测电笔接触中性线亮,则中性线从进户到该点之间某处断路.
3.口诀:相线不亮相线断,中性线亮了中性线断.
3.在楼房竣工通电前,电工通常要检查家庭电路的安装是否存在故障.常用一只标有“220 V　40 W”字样的灯泡L0 (检验灯泡)取代保险丝来检查新安的照明电路中各支路的情况,如图所示.当只闭合S、S1时,L0不亮;当只闭合S、S2时,L0和L2 都呈暗红色;当只闭合S、S3时,L0 正常发光.由此可以判断(C)
A.L2 所在的支路短路
B.L3 所在的支路正常
C.L1 所在的支路断路
D.各支路均完好
将额定电压为220 V 的“校验灯”,接在保险丝的两只接线柱上,相当于把此灯串联入电路中,它会有三种状态:“校验灯”恰能正常发光,说明该支路短路;“校验灯”发光不正常(暗红色),说明该支路工作正常;“校验灯”不发光,说明该支路断路.
4.[科学思维]房间中的灯泡L标有“220 V　44 W”的字样,LED灯标有“220 V　5 W”的字样,它们都由开关S控制,开关S闭合时,两灯都能正常工作.
(1)按安全用电的原则正确连接图中的家庭电路.
(2)灯泡L正常工作时,通过灯丝的电流和灯丝电阻各为多少
(3)消耗1 kW·h电能可以让LED灯正常工作多长时间
解:(2)由P＝UI可知,灯泡L正常工作时,通过灯丝的电流
I＝＝0.2 A
灯泡L正常工作时,灯丝的电阻
R＝＝1 100 Ω
(3)根据P＝可知,消耗1 kW·h电能可以让LED灯正常工作的时间
t＝＝200 h
答:略.
1.[物理学与日常生活](2025·广州节选)如图所示的“风光互补”路灯,其太阳能电池板和风力发电机产生的电能,输送至蓄电池储存起来,供路灯照明使用.蓄电池储存的电能为4.8 kW·h,若全部用于路灯供电,可供额定功率为80 W的路灯正常发光　60　h.
2.(2025·广州)如图a所示的电热加湿器,其内部结构及电路简图如图b所示,通电后,电阻为R的发热电阻使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度.已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)、密度为1.0×103 kg/m3、沸点为100 ℃.
(1)加热仓中的水变成水蒸气属于　汽化 　(选填“液化”或“汽化”)现象;
(2)已知R的值为550 Ω,求电热加湿器的功率;
(3)若消耗电能1.2×104 J,可使加热仓内3.0×10－5 m3的水从20 ℃加热至沸腾,求:
①加热仓内水吸收的热量;
②电热加湿器的加热效率.
解:(2)电热加湿器的功率
P＝＝88 W　　
(3)①加热仓内水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝c水ρ水V水Δt＝4.2×103 J/(kg· ℃)×1.0×103 kg/m3×3.0×10－5 m3×(100 ℃－20 ℃)＝1.008×104 J
②电热加湿器的加热效率
η＝＝84%
答:(2)电热加湿器的功率为88 W;(3)①加热仓内水吸收的热量为1.008×104 J;②电热加湿器的加热效率为84%.
3.(2024·广州)如图所示,某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户.闭合开关S,LED灯发光、电风扇正常工作,用测电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光.由于出现故障,电风扇停止工作,LED灯仍发光,用测电笔检测插座两孔,氖管均发光.该故障是(D)
A.电风扇短路
B.插座两孔短路
C.输电线甲a、b两点之间断路
D.输电线甲b、c两点之间断路
4.(2024·广州)某电热敷腰带如图甲所示,有高温、中温和低温三个挡位,图乙是内部简化电路图,三个加热电阻的电阻分别为R1、R2、R3,其中R1、R2的值均为1 100 Ω,通过旋转开关可以实现挡位切换.把电热敷腰带接入220 V的家庭电路中.
(1)旋转开关转至　de　(选填“ab”“bc”“cd”或“de”)时,电热敷腰带处于高温挡工作,理由是　旋转开关转至de时,电路电阻最小,电功率最大　;
(2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25 A,求通电10 min消耗的电能;
(3)旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为22 W,求电路的总电流;
(4)旋转开关转至cd时,求电热敷腰带的功率.
解:(2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25 A,通电10 min消耗的电能
W＝UIt＝220 V×0.25 A×10×60 s＝3.3×104 J
(3)旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为22 W,电路的总电流
I'＝＝0.1 A
(4)旋转开关转至cd时,只有电阻为R2的加热电阻工作,为中温挡,电热敷腰带的功率
P中＝＝44 W
答:(2)通电10 min消耗的电能为3.3×104 J;(3)电路的总电流为0.1 A;(4)电热敷腰带的功率为44 W.
中考变式1　[科学思维]某电热取暖器的简化电路如图所示,两个发热电阻的电阻分别为R1、R2.取暖器工作时,通过开关 S1和 S2实现低温、高温的挡位控制.已知高温挡功率为1 320 W,R1＝55 Ω.求:
(1)取暖器工作时通过电阻为R1的发热电阻的电流;
(2)取暖器处于低温挡时,工作1 min产生的热量;
(3)电阻R2.
解:(1)当闭合开关S1、S2时,两个发热电阻并联,所以U＝U1＝U2＝220 V,取暖器工作时通过电阻为R1的发热电阻的电流I1＝＝4 A
(2)当只闭合开关S1时,只有电阻为R1的发热电阻工作,电路中的电阻最大,根据P＝可知,电热取暖器处于低温挡,此时,工作1 min 产生的热量Q＝R1t＝(4 A)2×55 Ω×1×60 s＝5.28×104 J
(3)低温挡的额定功率P低＝＝880 W
当闭合开关S1、S2时,两个发热电阻并联,电路中的电阻最小,电功率最大,电热取暖器处于高温挡
电阻为R2的发热电阻的电功率P2＝P高－P低＝1 320 W－880 W＝440 W
由P＝UI可知,通过电阻为R2的发热电阻的电流I2＝＝2 A
电阻R2＝＝110 Ω
答:(1)取暖器工作时通过电阻为R1的发热电阻的电流为4 A;(2)取暖器处于低温挡时,工作1 min产生的热量为5.28×104 J;(3)电阻R2为110 Ω.
5.(2023·广州)把一个某种类型的电阻为R的电阻器接在电压恒为12 V的电源两端,通电后,同时记录它的温度—时间图线、通过它的电流—时间图线如图所示.
(1)根据图线,电阻器的温度为50 ℃时,通过它的电流为　0.08　A.
(2)求在30 s时电阻器的电阻R和电功率.
(2)解:由通过电阻器的电流—时间图线知,30 s时通过电阻器的电流I＝0.08 A
此时电阻器的电阻R＝＝150 Ω
电阻器的电功率P＝UI＝12 V×0.08 A＝0.96 W
答:略.
(3)30~40 s,电阻器产生的热量为Q1,90~100 s,电阻器产生的热量为Q2.Q1　＞　Q2(选填“＞”“＝”或“＜”),写出判断依据:　30~40 s通过电阻器的电流比90~100 s大,电压和通电时间相同,在纯电阻电路中Q＝W＝UIt,所以Q1＞Q2　.
6.(2022·广州节选)汽车启动时,蓄电池向启动电动机M供电,设M两端的电压为U,通过M的电流为I,测得U－t和I－t图像如图1所示.
(1)求t1时M的电功率;
(2)M仅通过导线a、b接入电路,如图2所示,a的电阻为0.001 Ω,若通过M的电流为200 A,持续0.5 s,求此过程中:①a两端的电压;②a产生的热量.
解:(1)由题图1可知,t1时M两端的电压为10 V,通过M的电流为200 A,M的电功率
P＝UI＝10 V×200 A＝2 000 W
(2)①a两端的电压U'＝IR＝200 A×0.001 Ω＝0.2 V
②a产生的热量Q＝I2Rt＝(200 A)2×0.001 Ω×0.5 s＝20 J
答:(1)t1时M的电功率为2 000 W;(2)①a两端的电压为0.2 V;②a产生的热量为20 J.
7.[物理观念](2021·广州)用带指示灯的开关控制阳台的电灯:闭合开关,两灯都亮;断开开关,两灯都灭.使用过程中发现:指示灯因断路不亮,电灯照常发亮.下列连接方式符合上述现象的是(C)
A B C D
中考变式2　如图所示插线板,开关闭合后指示灯发光,插孔供电,开关断开后指示灯不发光、插孔不供电.若指示灯损坏,开关闭合后插孔仍供电.下列与现象描述一致且符合用电安全的是(D)
8.[科学思维](2021·广州)小明探究小灯泡、LED两端的电压随电流变化的情况,连接了如图甲所示的实物图,其中电源可以提供不同的电压.
甲　 乙　 丙
测量的数据如下表:
数据序号 1 2 3 4 5
电流表示数I/A 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
数字电压表V1示数U1/V 2.88 2.97 3.04 3.10 3.15
数字电压表V2示数U2/V 0.15 0.26 0.72 1.30 1.98
(1)请根据实物图,在图乙虚线框中画出电路图(用“”“”表示数字电压表V1和V2).
(2)电流为0.10 A时,求小灯泡的电阻.
(3)电流为0.30 A时,求LED的功率及LED在此状态下持续工作100 s消耗的电能.
解:(2)由表中数据可知,当电流I1＝0.10 A时,小灯泡两端的电压UL＝0.15 V
由欧姆定律可知,小灯泡的电阻
RL＝＝1.5 Ω
(3)由表中数据可知,当电流I5＝0.30 A时,LED两端的电压ULED＝3.15 V,则LED的功率
P＝ULEDI5＝3.15 V×0.30 A＝0.945 W
LED在此状态下持续工作100 s消耗的电能
W＝Pt＝0.945 W×100 s＝94.5 J
答:略.
(4)小明利用两节干电池(约3 V)和图甲中的小灯泡检测一批与上述实验规格一样的LED,为保护被测LED,设计了如图丙所示的电路,根据表中数据,推断检测时,通过LED的电流是否能达到0.3 A 　不能　,理由是　题图丙中小灯泡和LED串联,若通过LED的电流能达到 0.3 A,根据表格数据可知,此时LED两端的电压为3.15 V,小灯泡两端的电压为1.98 V,此时需要电源电压U＝U1＋U2＝1.98 V＋3.15 V＝5.13 V,而实验提供的干电池电压约3 V,因此LED的电流不能达到0.3 A　.
9.[科学探究](2020·广州)我们用如图所示的装置进行实验,根据现象可推断电阻器的电阻R1和R2的大小关系.
(1)用两电阻器分别加热容器内的油(甲瓶中的油比乙瓶中的多).两电阻器工作相同时间,油均未沸腾,观察到甲温度计升温比乙温度计多.该过程电阻器产生的热量全部被油吸收.根据上述实验可判断“电阻为R1的电阻器产生的热量比电阻为R2的电阻器多”,依据是　由Q＝cmΔt知,c相同,m1＞m2,Δt1＞Δt2,所以Q1＞Q2　.
(2)根据上述信息,可判断R1　＞　R2(选填“＞”“＝”或“＜”).
10.[科学思维](2020·广州)如图所示,小灯泡L的额定电压为3.8 V,定值电阻的电阻R为20 Ω,闭合开关S,通过定值电阻的电流为0.1 A,通过L的电流为0.2 A.求:
(1)此时L的电阻;
(2)L的实际功率;
(3)通电20 s,L、定值电阻共消耗的电能.
解:(1)由并联电路电压规律得,电源电压U＝UL＝UR＝IRR＝0.1 A×20 Ω＝2 V
此时L的电阻RL＝＝10 Ω
(2)L的实际功率PL＝ULIL＝2 V×0.2 A＝0.4 W
(3)通电20 s,L、定值电阻共消耗的电能
W＝UIt＝U(IL＋IR)t＝2 V×(0.2 A＋0.1 A)×20 s＝12 J
答:略.
中考变式3　如图所示, 一个额定电压为3.8 V 的小灯泡与电阻R为20 Ω的定值电阻串联接入电路中,电源电压为6 V.闭合开关后,电路中的电流大小为0.2 A.求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)小灯泡的实际功率;
(3)工作1 min整个电路消耗的电能.
解:(1)由题图知,L与定值电阻串联,由R＝可知,电路中的总电阻R总＝＝30 Ω
小灯泡的电阻RL＝R总－R＝30 Ω－20 Ω＝10 Ω
(2)由P＝UI、U＝IR可得,小灯泡的实际功率PL＝I2RL＝(0.2 A)2×10 Ω＝0.4 W
(3)工作1 min整个电路消耗的电能W＝UIt＝6 V×0.2 A×60 s＝72 J
答:(1)小灯泡的电阻为10 Ω;(2)小灯泡的实际功率为0.4 W;(3)工作1 min整个电路消耗的电能为72 J.
判断灯泡亮度时常出现失误
　把标有“12 V　12 W”的灯L1和“12 V　6 W”的灯L2串联起来接在电压为12 V的电路中,有　0　盏灯能正常发光,灯　L2　更亮;若把两盏灯并联在电压为6 V的电路中,则灯　L1 　更亮.(后两空选填“L1”或“L2”)
灯泡亮度由灯泡的实际功率决定,灯泡规格常用来计算灯泡电阻的大小.
对“安时容量”理解不透彻,计算电池储存的电能被“充电时间”误导
　给手机电池充电时,电池相当于　用电器　(选填“电源”或“用电器”).现有一款手机电池容量为4 000 mA·h,电池电压为4 V,充满电后,它储存的电能大约为　57 600　J.当使用该手机的快充功能时,充电电压为5 V,1.25 h即可充满,则快充时的电流为　2.56　A.
运用电能公式W＝UIt求解电池存储电能时,理解安时容量为I和t的乘积是解题的关键.其中t指的是“安时”中的“时”,而非充电时间.
忽略了灯丝电阻会受温度的影响
　[科学思维]标有“6 V　1.5 W”字样的小灯泡,通过它的电流随它两端电压变化的关系如图所示,则小灯泡正常发光时,通过它的电流为　0.25　A.若把这样的两只小灯泡串联在8 V的电源上,此时每只小灯泡的电阻为　20　Ω,功率为　0.8　W.
小灯泡的电阻一般会随着其两端电压的改变而改变(本质是温度改变),除非题目强调电阻不变.对于电阻变化的灯泡,在用欧姆定律解答问题时,要结合电流—电压图像,从图像中获取相关数据解答,而不是直接用规格数据计算.
误以为电动机将所有电能转化为产生的热量,误对非纯电阻电路使用欧姆定律
　“220 V　5.5 kW”的电动机,电阻为1 Ω,它正常工作时的电流为　25　A,1 s内产生的热量为　625　J,1 s内有　4 875　J的电能转化为机械能.
1.非纯电阻用电器,如电动机,通电时除了发热以外,还会对外做功,也就是说,电能一部分转化为电阻的内能,一部分转化为机械能.
2.对于非纯电阻电路,欧姆定律及其相关的推导公式不再适用.
1.(2025·凉山)随着新能源电动汽车销量的增长,充电桩的安装率不断提高.据了解,充电桩输出电压的范围是300~600 V,峰值功率高达500 kW.如图所示,充电站内各充电桩是　并联　(选填“串联”或“并联”)的;利用充电桩给汽车电池充电的过程中,汽车电池相当于电路中的　用电器　;充电桩外壳常采用铝合金材料,为避免触电,外壳需连接　保护　线;若充电桩起火,　不能　用水灭火.
2.(2025·广州花都区一模) 如图1所示的空气炸锅能快捷烹制食物,图2是该空气炸锅加热部分的简化电路,有低温、中温和高温三个挡位,发热电阻的电阻分别为R1和R2.下列说法中正确的是(B)
A.只闭合S1,空气炸锅处于高温挡
B.只闭合S2,空气炸锅处于低温挡
C.只闭合S3,空气炸锅处于高温挡
D.同时闭合S1和S3,空气炸锅处于低温挡
3.(2025·广州增城区一模)小明房间灯的部分电路如图所示,闭合开关后灯不亮,保险丝未熔断,接着他用测电笔检测了a、b、c、d四个点,得到的检测情况如表所示,该故障是(C)
　　　　
检测点 测电笔氖管
a 不发光
b 发光
c 发光
d 不发光
A.灯短路 B.保险丝短路
C.bd两点间断路 D.bc两点间断路
【解析】若灯短路,将造成电流过大,保险丝会熔断,故A不符合题意;若保险丝短路,闭合开关后,灯泡会正常发光,测电笔检测d点时,氖管会发光,故B不符合题意;如果b、d两点间断路,则d点与相线断开,测电笔测试d点氖管不发光,故C符合题意;如果b、c两点间断路,则测电笔测试b点氖管不会发光,故D不符合题意.
4.(原创)[物理学与日常生活]母亲节当天,小红在厨房给妈妈做爱心晚餐.饭快煮好时,厨房的空气开关突然跳闸了,重新闭合开关,马上又跳闸.她查看后发现如图甲所示的电饭煲的接线处有些溢出来的米汤,厨房的电路如图乙所示.则下列故障分析正确的是(D)
A.可能是接入厨房的相线断了
B.可能是接入厨房的中性线断了
C.可能是接电饭煲的三孔插座短路
D.可能是电饭煲的接线处短路
5.图甲是小明家要安装的一个带有USB接口的三孔插座,其内部简化电路如图乙所示.当闭合开关S时,指示灯发光,插座和USB接口才能正常使用.请你在图乙中将未完成的电路补充完整.
6.如图所示,投影仪灯泡L功率很大,所以需要风扇散热,使用后,应先关闭灯泡L,再关闭风扇M;请用笔画线代替导线将电路连接完整.要求:先断开开关S1,灯泡L熄灭,风扇M继续转动,再断开开关S2,风扇M才停止转动;若只闭合开关S1,灯泡L不亮.
7.请用笔画线表示导线,将图中的电灯、开关和插座(插座准备接大功率用电器)接入家庭电路中.
8.某款纯电动汽车,在它充电的5 h内,其充电电压为220 V,充电功率为7 kW.此过程中消耗的电能W＝　35　kW·h.经检测,发现蓄电池内储存的能量小于W,导致此结果的原因可能是　充电过程中有一部分电能转化为内能　.各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下的安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)如表所示,从安全角度考虑,应至少选择横截面积为　4　mm2的导线作为该电动车的充电导线.
导线规格
导线横截 面积S/mm2 2.5 4 6 10
安全载 流量I/A 28 37 47 68
9.(2025·清远一模)小华自制小台灯的电路图及灯泡规格如图所示,调节开关从触点0依次转动到3的过程中,灯泡的亮度将　变暗　(选填“变亮”“不变”或“变暗”).已知三个电阻器的电阻R1、R2、R3相同且等于灯泡电阻的一半,则灯泡电阻是　6　Ω,最小实际功率是　3.84　W.(假设灯丝电阻不变)
【解析】调节开关从触点0依次转动到3的过程中,与灯泡串联的电阻器个数越来越多,根据串联电阻的规律得,电路的电阻变大,由欧姆定律可知,电路的电流变小,根据P＝I2R可知,灯泡的实际功率变小,灯泡的亮度将变暗.根据P＝可知,灯泡的电阻R＝＝6 Ω.由题知,R1＝R2＝R3＝0.5×6 Ω＝3 Ω,当调节开关从触点0转动到3时,电流最小,灯泡的实际功率最小,为P灯＝I2RL＝()2RL＝()2×6 Ω＝3.84 W.
10.物理课上,老师把包装口香糖的锡纸中间剪掉一些(图甲),如图乙所示,将锡纸条带锡的一面接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快发现锡纸条开始冒烟、着火,这是利用了电流的　热　效应;已知ab段与bc段锡纸等长,请判断ab和bc段:Rab　＞　Rbc,Uab　＞　Ubc.(后两空选填“＞”“＝”或“＜”)
11.(原创)如图所示,若要探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系,应选　乙　(选填“甲”或“乙”)装置;甲装置工作时电阻为R1、R2的电阻丝产生的热量之比为　1∶2　;若通过电阻为R3的电阻丝的电流为1 A,则1 min内乙装置产生的热量为　450　J.
12.[科学探究]小明连接了如图1所示的电路,灯泡上标有“2.5 V　0.3 A”字样.
(1)在虚线框内画出图1实物图对应的电路图.
(2)闭合开关,看不到灯亮,电流表有示数.小明认为灯不亮的原因是灯丝断了.你认为他的说法是否正确 　不正确　,依据是　电流表有示数,说明电路是通路,如果灯丝断了,电流表不可能有示数(答案合理即可)　.
(3)小芳想通过测量ab接线柱间、cd接线柱间的电压找出灯不亮的原因.
①请在图2中补充完整用电压表测ab接线柱间电压的实物图;
②测量时若出现下表中的情况,请根据数据判断可能导致灯不亮的原因并填写在表中;
Uab/V Ucd/V 电流表示数I/A 灯不亮的原因
情况一 2.10 0 0.30 cd间短路
情况二 2.20 0.40 0.14 小灯泡的实际功率太小
【解析】(3)②情况一:电流表有示数,说明电路是通路,ab接线柱间有电压,说明滑动变阻器完好,cd接线柱间无电压,说明cd间短路.
情况二:电流表有示数,说明电路是通路,ab、cd接线柱间均有电压,说明滑动变阻器、灯泡均完好,灯泡的实际功率 P＝UI＝0.40 V×0.14 A＝0.056 W,所以灯泡不亮的原因是小灯泡的实际功率太小,没有达到发光功率.
③情况二中,灯不亮,通电10 s灯消耗的电能为　0.56　J.
13.用电阻为R1和R2的电阻丝分别加热容器内质量相等的油和水至相同温度(均未沸腾),电路如图所示.油的初温为 20 ℃,两根电阻丝产生的热量均只有75%被油和水吸收.c油＝2×103 J/(kg·℃),c水＝4.2×103 J/(kg·℃).
(1)水的初温如图所示,为　15　℃.
(2)由上述信息能否比较油和水吸收的热量大小 　能　(选填“能”或“不能”).如果能,请写出分析过程,如果不能,请说明原因:　水升高的温度大于油升高的温度,即Δt水＞Δt油;水的质量等于油的质量,即m水＝m油,水的比热容大于油的比热容,即c水＞c油,由Q吸＝cmΔt可知,c油m油Δt油＜c水m水Δt水,即Q油＜Q水(答案合理即可)　.
(3)已知乙容器中水吸收的热量为8.4×103 J,这个过程中电流通过电阻为R2的电阻丝产生的热量为　1.12×104　J.
14.[科学思维]图甲是某品牌家用电吹风,其电路如图乙所示,两根电阻丝的电阻分别为R1、R2,为电动机.通过调节开关,可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态.
(1)要使电吹风正常工作,图甲中的A处应安装　电阻丝　,B处应安装　电动机　.(均选填“电动机”或“电阻丝”)
(2)如图乙所示,要使电吹风处于“冷风”状态,应闭合开关　S　.要使电吹风处于“暖风”状态,应闭合开关　S、S2　.
(3)已知电吹风处于“暖风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了20 ℃;处于“热风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了30 ℃.假设这两种状态下的热效率相同,相同时间内吹出的空气质量相同,则R1∶R2＝　1∶2　.
(4)电吹风用了几年后,由于电阻丝的升华,实际发热功率会　变小　(选填“变大”“变小”或“不变”).
15.[中华优秀传统文化](2025·深圳二模)糖画是一种传统民间手工艺.某项目小组制作了如图甲所示的简易作画工具“糖画笔”,其结构如图乙所示.项目小组将质量为0.01 kg,初温为20 ℃的糖棒放入“糖画笔”的陶瓷内管中,“糖画笔”工作时将电阻为6 Ω的电阻丝接到电压为6 V的电源两端,电阻丝发热对管内糖棒加热,当糖棒的温度达到160 ℃时开始出糖(假设糖棒受热均匀且不计热量损失,糖棒的比热容c糖棒＝1.5×103 J/(kg·℃).求:
甲　　乙
(1)糖棒开始出糖时需要吸收的热量;
(2)电阻丝工作时的功率;
(3)将糖棒加热到开始出糖时所需的时间.
解:(1)糖棒开始出糖时需要吸收的热量
Q吸＝c糖棒m糖棒Δt＝1.5×103 J/(kg· ℃)×
0.01 kg×(160 ℃－20 ℃)＝2.1×103 J
(2)电阻丝工作时的功率P＝＝6 W
(3)不计热量损失,电阻丝消耗的电能W＝Q吸＝2.1×103 J
由P＝得,将糖棒加热到开始出糖时所需的时间t＝＝350 s
答:(1)糖棒开始出糖时需要吸收的热量为2.1×103 J;(2)电阻丝工作时的功率为6 W;(3)将糖棒加热到开始出糖时所需的时间为350 s.
16.(2025·广州越秀区二模)秋冬带来了寒冷和秋裤,也带来了烦恼,小南同学一接触小伙伴就噼里啪啦“炸毛”啦.小南想到物理老师讲过缓解静电的方法之一是增加空气湿度,立即购入一台加湿器(图甲),原理图如图乙所示.发热电阻的电阻分别为R1、R2,且R2＝3R1,S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的转换.已知高挡功率为440 W.
(1)由图乙可知,当开关S接“1、2触点”时,电路断路,为关;接“2、3触点”时为　低　挡;接“3、4触点”时为　高　挡;
(2)求电阻R1;
(3)求加湿器正常工作时的低挡功率;
(4)如图丙所示,求加湿器正常工作30 min消耗的电能.
解:(2)旋转开关接“3、4触点”时电路的功率最大,加湿器处于高挡,此时只有电阻为R1的发热电阻接入电路,由P＝可知,电阻R1＝＝110 Ω
(3)由题可知,R2＝3R1＝330 Ω,所以低挡功率P低＝＝110 W
(4)由题图丙可知,加湿器工作30 min内,高挡工作的时间为10 min,低挡工作的时间为20 min
则高挡工作时消耗的电能W高＝P高t高＝440 W×10×60 s＝2.64×105 J
低挡工作时消耗的电能W低＝P低t低＝110 W×20×60 s＝1.32×105 J
所以加湿器工作30 min消耗的电能W总＝W高＋W低＝2.64×105 J＋1.32×105 J＝3.96×105 J
答:(2)电阻R1为110 Ω;(3)加湿器正常工作时的低挡功率为110 W;(4)加湿器正常工作30 min消耗的电能为3.96×105 J.
17.(2025·广州黄埔区二模)图甲是某款鸡蛋孵化器,底部装有加热器.通电后,加热器对水加热,水向上方鸡蛋传递热量,提供孵化所需能量.孵化器简化电路如图乙所示,发热电阻的电阻分别为R1、R2,孵化器相关参数如下表所示.
　　　　　
额定电压 220 V
额定功率 加热挡 80 W
保温挡 22 W
(1)开关S闭合、S1断开时,孵化器处于　保温　挡,理由是　此时电路中的总电阻最大,总功率最小　.
(2)孵化器在保温挡正常工作,通过电阻为R2的发热电阻的电流是多少
(3)电阻R2是多少
(4)孵化器在加热挡正常工作5 min消耗的电能是多少 芳芳同学算出水在这段时间吸收的热量为2.16×104 J,则孵化器对水加热的效率是多少
解:(2)孵化器在保温挡正常工作时,只有电阻为R2的发热电阻工作
此时通过电阻为R2的发热电阻的电流I保温＝＝0.1 A
(3)由欧姆定律可知,电阻R2＝＝2 200 Ω
(4)孵化器在加热挡正常工作5 min消耗的电能W＝P加热t＝80 W×5×60 s＝2.4×104 J
孵化器对水加热的效率η＝＝90%
答:(2)通过电阻为R2的发热电阻的电流是0.1 A;(3)电阻R2是2 200 Ω;(4)孵化器在加热挡正常工作5 min消耗的电能是2.4×104 J,孵化器对水加热的效率是90%.
18.[物理学与工程实践](2025·陕西)劳动实践小组为温室育苗基地制作了一个保温箱,其电路如图1所示.
(1)电热丝的电阻R1为220 Ω,则电路中的电流是多少
(2)已知保温箱内空气的质量为11 kg,图1所示电路工作300 s产生的热量,可使保温箱内空气的温度升高多少 [不计热损失,空气的比热容为1.0×103 J/(kg·℃)]
(3)现增加一个电阻R2为44 Ω的电热丝,根据实际需求,利用两电热丝为保温箱设计两个挡位,高温挡的电功率为1 100 W,低温挡的电功率为220 W.请根据需求,在图2的虚线框内将电路连接完整.
解:(1)电路中的电流I＝＝1 A
(2)题图1所示电路工作300 s产生的热量
Q＝W＝UIt＝220 V×1 A×300 s＝66 000 J
不计热损失,则空气吸收的热量与电路产生的热量相等,保温箱内空气升高的温度Δt＝＝6 ℃
答:(1)电路中的电流是1 A;(2)图1所示电路工作300 s产生的热量,可使保温箱内空气的温度升高6 ℃.
【解析】(3)高温挡的电功率为1 100 W,高温挡电路的电阻R高＝＝44 Ω;低温挡的电功率为220 W,低温挡电路的电阻R低＝＝220 Ω,所以两电热丝并联接入电路,高温挡支路接电阻为R2的电热丝,低温挡支路接电阻为R1的电热丝,如图所示.

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