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第十五章 电功和电热
第1讲 电功 电功率
基础练
1．【2026四川成都A】对以下物理量的估测，最接近实际的是（ ）
A．电话手表的充电电压约为
B．家用电饭锅处于煮饭状态时工作电流约为
C．移动式节能台灯正常工作时电功率约为
D．家用空调正常工作一个小时消耗的电能约为
2．【2026连云港二模】如图所示为学校实验室中电能表的表盘，小明利用该电能表和秒表测量一个电热水壶的额定功率。他断开其他用电器的电源，只让该电热水壶工作，电能表示数变为“1235.0”。下列说法正确的是（ ）
第2题图
A．电能表是测量电功率的仪表 B．该电热水壶消耗的电能为
C．此过程电能表指示灯闪烁了1 500次 D．该电热水壶的额定功率是
3．【2026南京二模】甲、乙两灯正常工作的电压分别为和，它们的电流随电压变化关系图像如图所示。和是定值电阻且 。将甲灯与串联后接在电压恒为的电源两端，甲灯正常发光，两端的电压为，功率为；乙灯与串联接在该电源两端，乙灯也能正常发光，两端的电压为，功率为。则以下说法正确的是（ ）
第3题图
A．电源电压是
B．电阻的阻值是
C．若将两灯串联，电路的总电压最大可为
D．电路中与的比值是
4．【2026扬州】利用加热片、微型电池、开关、导线制作眼镜除雾装置。如图是甲、乙两个加热片的电阻随温度变化图像，为达到快速除雾且自动恒温、不会过热的目的，应该选择的加热片和理由正确的是（ ）
A．选甲，装置启动后功率快速增加至某一定值并保持不变
B．选甲，装置启动后功率较大，达到一定温度后功率快速减小
C．选乙，电阻随温度变化更平稳，功率更稳定
D．选乙，温度较高时，其电阻并不大，除雾更快
5．【2024淮安】如图甲所示，电源电压保持不变，为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为 。电压表量程为，电流表量程为。在保证电路各元件安全的前提下，电压表的示数随滑动变阻器阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．电源电压为 B．定值电阻阻值为
C．电路的最小功率为 D．电流表示数变化范围为
6．【2025无锡】如图所示，是小红连接的测量小灯泡额定功率的电路，小灯泡的额定电流为。电源电压保持不变，为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为 ，她将滑动变阻器的滑片置于B端，断开开关，闭合开关、，电流表示数为；移动滑片置于A端，电流表的示数为。重新将滑片移至B端，断开开关，闭合开关、，移动滑片使电流表的示数为；保持滑片的位置不变，断开开关，闭合开关、，电流表示数为。下列说法中正确的是（ ）
A．电源的电压为 B．定值电阻的阻值为
C．小灯泡的额定电压为 D．小灯泡的额定功率为
7．【2025盐城】小华制作的模拟调光灯电路如图所示，小灯泡标有“”字样。闭合开关，将回形针向左滑动，铅笔芯接入电路的阻值_ _ _ _ ，电流表的示数_ _ _ _ 。当电流表的示数为_ _ _ _ A时，小灯泡正常发光，此时小灯泡的实际功率为_ _ _ _ 。
8．【2026徐州】在测量灯泡正常发光时的电功率实验中，器材有电池组、开关、灯泡（标有字样）、电压表、滑动变阻器、定值电阻（阻值为）、导线。
图a 图b
（1） 实验电路如图a所示，请用笔画线代替导线，将电路连接完整。
（2） 连接好电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应处于_ _ _ _ 端。
（3） 调节滑动变阻器使灯泡两端电压为。再将电压表接在定值电阻两端，电压表的示数如图b所示为_ _ _ _ 。
（4） 灯泡正常发光时的电功率为_ _ _ _ 。
9．【2025苏州】如图所示电路中，灯泡的规格为“”。闭合开关，灯泡正常发光，电流表示数为。求：
（1） 通过灯泡的电流;
（2） 电阻的电功率;
（3） 通电，电路消耗的电能。
提升练
10．【2026扬州一模】小朱为停车场设计了一个记录车辆数的自动计数器，其简化电路如图甲所示。其中是光敏电阻，当汽车挡住了射向的红外线时，的电阻会变小为 ，这时自动计数器计数1次。是定值电阻，已知电源电压为。某时段间的电压随时间变化的图像如图乙所示，则当汽车挡住红外线时，间电压为_ _ _ _ ，的阻值为_ _ _ _ 。无车辆通过时，1分钟内消耗的电能为_ _ _ _ 。
甲 乙
技能突破7 动态电路的分析与计算
1．【2026盐城三模】为保护视力，很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能，其原理如图所示。电源电压恒定，为定值电阻；为距离传感器，眼睛与电子屏幕的距离越近，其阻值越小，当电压表示数大于设定值时，会进行提示。眼睛距离屏幕越近时，下列分析正确的是（ ）
A．通过的电流越小 B．电压表示数越小
C．传感器两端电压越小 D．电路消耗的电功率越小
2．【2026徐州二模】如图甲所示电路，电源电压恒定，电流表量程是，电压表量程是。闭合开关，在滑动变阻器的滑片从最右端向左滑到（未画出）点的过程中，滑动变阻器和的图像分别如图乙所示，当滑片在点时灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．电源电压为
B．灯泡正常发光时的电阻为
C．电路总功率的最大值为
D．电压表测量的是滑动变阻器和电源两端的电压
3．【2026扬州三模】图甲中，电源电压为、电流表、电压表、滑动变阻器标有“？”字样，虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡。闭合开关，在元件安全的情况下，使滑片移动范围最大，得到滑动变阻器的图像如图乙。则：①虚线框内是小灯泡；②电路的最大功率为;③虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的阻值为 ；④滑动变阻器最大阻值为 。以上结论正确的有（ ）
甲 乙
A．③④ B．②③ C．①② D．①④
4．【2025南京】如图所示，电源电压, , ；仅闭合, 电路的总电阻为_ _ _ _ ；仅闭合, 电压表示数为, _ _ _ _ ；当、、均闭合时，电流表的示数为_ _ _ _ A, 消耗的功率为_ _ _ _ 。
5．【2026扬州二模】如图甲所示，是电阻箱，是定值电阻。闭合开关, 改变的阻值，两电压表示数与关系图像如图乙所示，已知图线①和②相互平行，则_ _ _ _ （选填“①”或“②”）是电压表示数和的关系图线，供电设备两端的电压随的增大而_ _ _ _ （选填“变大”“变小”或“不变”，下同），两端的电压随的增大而_ _ _ _ ，电路总功率随的变化是图丙中的图线_ _ _ _ （选填“①”“②”或“③”）。
甲 乙 丙
第2讲 电流的热效应 焦耳定律
基础练
1．【2025扬州一模】下列家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A．空调 B．电风扇 C．电视机 D．电饭锅
2．【2025盐城】电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，但连接电炉的导线却不怎么热。电路中，通过导线与电阻丝的电流_ _ _ _ ，而导线电阻远_ _ _ _ 电阻丝电阻，使导线在相同时间内产生的热量很_ _ _ _ 。
3．【2026宿迁一模】如图是小明探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”的实验装置，闭合开关后，_ _ _ _ （选填“”或“”）烧瓶中温度计的示数升高较快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的_ _ _ _ 越大，产生的热量越多。
4．【2026徐州二模】在三个相同的容器中倒入质量相同的煤油，插入温度计，在容器里分别安装一段电阻丝， ， ， ，组成如图所示的电路。
闭合开关、，调节变阻器使电流表示数为，分别记录加热、时电阻丝所在容器中煤油升高的温度，断开所有开关。接着研究电阻丝产生的热量和电阻的关系，保持变阻器滑片位置不变，只需要闭合开关_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （选填“、”“、”或“、”），记录加热时容器中煤油升高的温度。根据以上实验数据_ _ _ _ （选填“能”或“不能”，下同）判断出电阻丝产生的热量与时间的关系，_ _ _ _ 判断出电阻丝产生的热量与电流的关系。
5．【2026湖南】图甲、图乙分别为某电热水壶铭牌部分参数和简化电路，忽略温度对电阻的影响。
（1） 电热水壶是利用电流的_ _ _ _ 效应来工作的，它的额定电流为_ _ _ _ A；
（2） 小湘想把电路总功率提高到原额定功率的3倍，重新设计了如图丙所示电路，则电阻的阻值应为_ _ _ _ 。
6．【2026泰州二模】某款电热水袋的核心发热元件由阻值不同的电热丝和构成， ， 。为测试其性能，技术人员将两电热丝按如图所示的方式连接，放入装有质量为、初温为某种绝缘液体的密闭容器中。闭合开关，电流表的示数为，通电后，甲中温度计的示数为。不计热量损失，求：
（1） 两端的电压；
（2） 电流通过产生的热量；
（3） 液体的比热容。
技能突破8 多挡位电热器的相关计算
基础练
1．【2026新疆】如图是某电热水壶工作电路的示意图，其中电阻器和都是用来加热的，是总开关，是挡位开关。当接1时，电热水壶处于加热状态，电功率为；当接2时，电热水壶处于保温状态，电阻器的电功率为。则电热水壶处于保温状态时的电功率为（ ）
A． B． C． D．
2．【2025南京节选】如图所示是某电水壶的电路简图，其中、均为电热丝，该水壶有加热、保温两个挡位，相关参数如表所示。
额定容量/ 1
额定电压/ 220
加热功率/ 1 200
在壶内装有额定容量的水，加热挡工作，水温升高了，水吸收的热量为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，电水壶对水加热的效率为_ _ _ _ %；若在此过程中，断开其他用电器的开关，标有字样的电能表指示灯会闪烁_ _ _ _ 次。
3．【2026四川成都A】科创小组的小维设计了一款具有“加热”和“保温”两个挡位的加热器，可通过旋钮开关实现功能切换。简化电路如图所示，电源电压为， ， 。闭合开关，当旋钮开关接1时，加热器处于_ _ _ _ 挡，在该挡位通电电流产生的热量是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
4．【2026宿迁一模】康康家有一台电火锅，其部分技术参数如表所示，其中。图甲是其内部电路的工作原理简图，、均为阻值不变的加热电阻，通过控制开关和单刀双掷开关可实现三个挡位功能的切换，则_ _ _ _ ，_ _ _ _ 。分别用高温挡和低温挡将质量为、初温为的水加热到，此过程中水吸收的热量为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，锅内水温随时间变化的图像如图乙所示，由图像可知，使用_ _ _ _ 挡更节能。［水的比热容为
额定电压
高温挡功率
低温挡功率
保温挡功率
甲 乙
5．【2026扬州】石墨烯发热膜可看作电阻。如图是某款石墨烯智能发热护具，其发热膜电阻为 。该发热护具有保暖和理疗两种工作模式。保暖：供电电压为，低功率运行；理疗：供电电压为，高功率运行。求：
（1） 保暖模式下，电路中的电流大小和发热膜功率大小。
（2） 在保暖和理疗模式下各工作，发热膜产生的热量之比。
6．【2026连云港】小明家有一个电热水壶，内部电路如图所示，它有“加热”和“保温”两挡，正常工作时电路的总功率分别为和。
（1） 若不计电阻随温度的变化，忽略、指示灯电阻的影响，求电阻和的阻值。
（2） 该电热水壶将质量为的水，从加热至，求水需要吸收的热量。
7．【2025南通】如图为某家用电热器的简化电路图，、是电热丝， ，虚线框内是温控开关，能在低温挡和高温挡间自动切换。当触点“1”与“2”接通时，处于低温挡；当触点“1”与“2”“3”同时接通时，处于高温挡。高温挡功率是低温挡功率的3倍。求：
（1） 低温挡时，中通过的电流及内放出的热量；
（2） 高温挡时，电阻的功率。
8．【2026扬州二模】恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业部门，如图所示为某恒温箱的工作原理图。为电源开关，通过控制温控开关可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压，、是电热丝， ，“加热”时恒温箱的电功率。将恒温箱两气孔封闭，闭合开关，置于“加热”挡位，箱内温度从升至设定的恒温温度，用时，该段时间内的加热效率为。恒温箱内空气的质量，箱内空气的比热容，求：
（1） “保温”时恒温箱的电功率；
（2） 电热丝的阻值；
（3） 恒温箱的恒温温度。
提升练
9．【2026泰州二模】综合实践活动中，小明利用电压恒为的电源，阻值为 的电热丝和另一根阻值未知的电热丝，开关、和单刀双掷开关，设计了一种电加热器，电路结构如图所示（虚线框为元件安装位，可选择接入和开关）。通过调节开关，可实现高、中、低三挡位加热。同组的小红在小明设计的方案上，将和的安装位置调换，其余电路不变，实现了高挡位加热功率是小明方案高挡位加热功率的1.5倍，其余挡位功率与小明方案完全相同。则小明将安装在_ _ _ _ （填“”或“”）处，小红设计的高挡位功率为_ _ _ _ 。
第3讲 家庭电路与安全用电
基础练
1．【2026徐州】家庭电路电压较高，使用时应注意安全。下列做法符合安全用电要求的是（ ）
A．在电线上晾晒衣物 B．更换灯泡时，先断开开关
C．用湿布擦拭开关、插座 D．绝缘皮老化的电源线继续使用
2．【2026四川南充】如图为家庭电路的部分组成，下列说法正确的是（ ）
A．图中各用电器是串联关系
B．为了防止触电，电灯的开关要接在零线上
C．为了保证用电安全，地线应该接在三孔插座的左孔上
D．把电吹风插入插座，空气开关立即“跳闸”，可能是电吹风内部发生短路
3．【2026徐州二模】家庭电路中，当用电器总功率过大时，会导致电路中的电流超过安全值，可能引发线路过热甚至火灾。为了安全，电路中需要安装的具有自动保护功能的装置是（ ）
A．开关 B．电能表 C．进户线 D．空气断路器
4．【2026广东广州】如图a，某房间墙面有一插座。现将小夜灯插在插座上，吸顶灯、小夜灯、插座与火线、零线连接如图b。电路无故障，则（ ）
A．断开开关，小夜灯不工作、吸顶灯工作 B．断开开关，小夜灯工作、吸顶灯不工作
C．闭合开关，小夜灯不工作、吸顶灯工作 D．闭合开关，小夜灯工作、吸顶灯不工作
5．【2026常州一模】关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．漏电保护器的作用是在发生短路时自动切断电路
B．空气断路器跳闸后，应立刻将其复位
C．三线插头的接地插片比较长，是为了插入时先接通地线
D．标有“”的接线板可同时插接“”的电热水壶和“”的高压锅
6．【2025徐州】家庭电路有两根进户线,分别是火线和零线。火线和零线之间的电压为_ _ _ _ 。各用电器都是一端接在火线上,另一端接在零线上,即这些用电器是_ _ _ _ 联的。用测电笔的笔尖接触电线,如果氖管发光,表示接触的是_ _ _ _ 线。
7．【2026泰州一模】小明用测电笔检测家中电灯开关连接是否符合安全用电原则，闭合开关后，发现测电笔接触开关的两个接线柱时氖管均发光，说明开关接在了_ _ _ _ （选填“火线”或“零线”）上，该连接方式_ _ _ _ （选填“符合”或“不符合”）安全用电原则。
8．【2026湖北】某天小华家里突然断电，他立即打开室内配电箱，发现仅有总开关跳闸。为弄清是哪一条分支回路引起的，他用红外测温热像仪检测线路（如图），原理是导线温度越高，辐射红外线越_ _ _ _ _ _ _ _ ，在热像仪上成像越亮；接着他应重点检查分支回路_ _ _ _ （填序号），若该回路是插座分支回路，引起断电的原因可能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
9．【2026常州二模】使用测电笔时，图中执笔方式正确的是_ _ _ _ （选填“甲”或“乙”）。如图丙所示的家庭电路，闭合开关，灯泡不发光，用测电笔检查电路故障，发现接触点时氖管发光，接触、、点时氖管均不发光，则电路出现的故障是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，氖管发光时，_ _ _ _ （选填“有”或“没有”）电流通过人的身体。排除故障后，断开其他用电器的电源，让灯泡单独工作，标有“”电能表闪烁了20次，该灯泡的实际功率为_ _ _ _ 。
10．【2026扬州三模】根据下图回答问题：
（1） 如图，电路中画“×”处表示该处断路，断开后，用测电笔测试电路中、、三点，测电笔氖管会发光的是_ _ _ _ 点；
（2） 解决故障后，闭合，电灯发光，此时拿测电笔测试点，氖管_ _ _ _ （会/不会）发光；
（3） 小明想在电路中再加装一个插座，计划是将开关断开，在开关两端①②两触点间接入一个插座，然后将家用台灯插头插入此插座，只闭合台灯开关，台灯_ _ _ _ （有/没有）电流通过，台灯_ _ _ _ （能/不能）正常工作。（禁止私自拆接家庭电路）
11．按要求作图。
（1） 【2025苏州】图中，根据安全用电规范，在两个虚线框内分别画出开关和灯泡的电路元件符号。
（2） 【2026宿迁二模】如图所示，为带开关和指示灯的三孔插座。断开开关，插座不能供电，指示灯不亮；若指示灯损坏，闭合开关后插孔仍能供电。请画出正确的连接方式。
（3） 【2026扬州模拟】如图，投影仪灯泡功率很大，所以需要风扇散热，使用后，应先关闭灯泡，再关闭风扇。请用笔画线表示导线在图中把电路连接完整，要求实现：先断开开关，灯泡熄灭，风扇继续转动，再断开开关，风扇才停止转动；若只闭合开关，灯泡不亮。
提升练
12．【2025镇江】测电笔由氖管和高电阻串联，可以辨别火线与零线。正确使用时，手要接触测电笔_ _ _ _ 部的金属电极，笔尖与_ _ _ _ 线接触时氖管发光，氖管发光时两端电压为，通过测电笔的电流不得超过，则高电阻至少为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （不计人体的电阻）。
13．【2026苏州一模】如图所示为自动加热水杯的工作原理电路。为控温开关，、为颜色不同的指示灯，电阻忽略不计，红灯亮表示加热，绿灯亮表示保温。、为加热电阻，其中 ，当加热到预定温度后，自动切换到另一位置。处于保温状态时的电功率为，不考虑温度对电阻的影响。
（1） 红灯是_ _ _ _ _ _ ；
（2） 热水杯的加热功率为_ _ _ _ ，_ _ _ _ ；
（3） 应将图中_ _ _ _ 处接入火线。
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