2021年中考物理一轮复习单元达标全攻略18电功率含解析

专题18电功率

1.结合实例理解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。

2.通过实验探究，并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。

考点一：电能

L定义：电流所具有的能量称为电能。

2.单位：在国际单位制中，电能的单位是焦耳，简称焦，符号是J。电能的另一个单位是千

瓦时,又称"度"，符号是kw・h。Ikw•h=3.6xl()6J,lkw・h=l度。

3.测量工具：电能表。

(1)读数方法：电能表计数器前后两次读数之差，就是用户在这段时间内消耗的千瓦时，

即用电度数。

(2)铭牌上通常所表参数的含义。

A.220V——表示电能表的额定电压。

B.10(20)A——表示电能表的额定电流为10A,在短时间内允许通过的最大电流为20A。

C.3000r/(kw•h)——表示用电Ikw-h电能表转盘转3000转。

【例题1](2020天津)我国家庭电路的电压为V；如图所示是小明家中一周前、后电

能表示数。他家这周消耗了kW-h的电能。

kWh

卜.周日中午旧M回回回

本周FI中午|日同目品回|

【答案】(1)220(2)13

【解析】我国家庭电路的电压为220V。

小明家这周消耗的电能

胎服一胎1658.8kW'h-1645.8kWh=13kWh

【例题2】(2019天津)标准大气压的值为1.013X105；“kWh”是的单位。

【答案】Pa；功(或者电功或者电能)

【解析】一个标准大气压的值约为L013X10'pa,kW・h是功率与时间的乘积，是功或能量

单位。

考点二：电功

L定义：电流所做的功叫电功，用符号W表示。

2.公式：W=U1t。即电流在一段电路上所做的功，跟这段电路两端的电压、电路中的电流和

通电时间成正比。

3.单位：在国际单位制中，电功的单位是焦耳，符号是J。常用的电功单位是“度”也叫“千

瓦时”，符号kw•ho

U2

注意：公式归Ult,适用于任何电路，而公式的变形式归产9队和皿=—f只适用于纯电

R

阻电路，即将电能全部转化为热能的电路。

【例题3】(2019贵州黔东南)如图所示的电路,电源电压保持不变，R,=30Q,R2=10Q.当

闭合开关Si、S,断开S时，电流表的示数为0.4A。

(1)求电源电压；

(2)当闭合开关Sz、S,断开8时，求电流表的示数；

(3)当闭合开关Si、Sz、S时，通电100s,求整个电路消耗的电能。

【答案】(1)电源电压为12V；

(2)当闭合开关S2、S,断开8时，电流表的示数为1.2A；

(3)当闭合开关吊、Sz、S时，通电100s,整个电路消耗的电能为1920J。

【解析】(1)当闭合开关与、S,断开工时，电路为R的简单电路，电流表测通过的电流,

由I=U可得，电源电压：

R

U=I岛=0.4AX30Q=12V；

(2)当闭合开关Sz、S,断开Si时，电路为L的简单电路，电流表测通过的电流，

则电流表的示数：

x_U_12V=1.2A；

*R210Q

(3)当闭合开关S1、S2>S时，Ri与R2并联,

因并联电路中各支路独立工作、互不影响，

所以，通过Ri、R2的电流不变，

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

所以，干路电流：

I=Ii+I2=0.4A+1.2A=1.6A,

通电100s整个电路消耗的电能：

W=UIt=12VX1.6AX100s=1920J«

考点三：电功率

L定义：电流在单位时间内所做的功叫做电功率，用符号“P”表示。

2.公式

(1)定义式P=W/t,其中W——电流做的功(用电器所消耗的电能)，单位:焦(J)；

t——做功所用的时间，单位：秒(s);P——用电器的功率，单位：瓦(W)„

(2)计算式：P=UL即一段电路上的电功率跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。

(3)推导式：P=〃R=

R

3.物理意义：电功率是用来表示电流做功快慢的物理量。

4.单位：瓦，千瓦，且1KW=1(PW

【例题4](2020山东泰安)如图所示的电路中，电源电压保持不变，用为定值电阻，闭合

开关S,当滑动变阻器兄的滑片P向右移动时，下列说法中()

①电流表A的示数变小

②电压表V的示数变大

③电压表V与电流表Ai的比值变小

④滑动变阻器尼消耗的电功率变小

A.只有①©正确B.只有②③正确C.只有①③正确D.只有②

④正确

【答案】A

【解析】①由图可知，电阻A和变阻器是并联，电流表用测量通过兄的电流，电流表A测

量干路中的电流，电压表测量电源电压，闭合开关S,当滑动变阻器用的滑片P向右移动时，

滑动变阻器石连入电路的电阻变大，由人与■可知通过变阻器的电流变小，由并联电路的特

点可知通过电阻吊的电流不变，即电流表片的示数不变，由并联电路电流的规律可知干路

中的电流变小，即电流表A的示数变小；故①的说法正确；

②电压表测量电源电压，电压表V的示数不变，故②的说法错误；

③电压表V的示数不变，电流表儿的示数不变，电压表V与电流表儿的比值不变，故③的

说法错误；

④变阻器两端的电压等于电源电压，所以变阻器两端的电压不变，通过变阻器的电流变小,

由40可知滑动变阻器兄消耗的电功率变小，故④的说法正确。

考点四：额定功率与实际功率

1.额定电压。用电器正常工作时的电压。（一般都标在用电器的铭牌上）

2.额定功率。用电器在额定电压下的功率。（标在用电器的铭牌上）

3.实际功率。用电器在实际工作下的电功率。用电器的实际功率可以等于额定功率，也可以

不等于额定功率。

注意：实际功率与额定功率的关系：当U>U额时，则P>P额，灯很亮，易烧坏。当U<U

额时，则P<P额，灯很暗或不发光。当U=U额时，则P=P额，灯正常发光。

【例题5】（2020四川自贡市）某实验小组用伏安法测量小灯泡的电功率，待测小灯泡的额

定电压为25V«

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接（）

（2）检查电路连接无误后，闭合开关S前，滑动变阻器的阻值应处于的位置。闭合开

关S后，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是_____；

（3）故障排除后进行实验,通过移动滑片记录了多组数据，并作出了如图乙所示的公〃图像。

据图可知小灯泡的额定功率为W；

(4)现将该小灯泡与一个10Q的定值电阻串联后接入电压为3V的电源两端，此时小灯泡的

实际功率是肌

【答案】(1)(2)最大(3)灯泡断路(4)0.75

(5)0.2

【解析】(D小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选择0-3V的量程，电压表和灯泡并联，如

图所示：

(2)为了保护电路，闭合开关S前，滑动变阻器的阻值应处于阻值最大处。

闭合开关S后，灯泡不亮，电流表指针几乎不动，电路中无电流，说明电路有断路，电压表

有示数，则与电压表并联的之外部分一定完好，说明与电压表并联的灯泡部分有断路，导致

电压表串联在电路中了，所以可能的原因是小灯泡断路。

(3)由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A,所以灯泡的额定功

率

R=〃Z=2.5VX0.3A=0.75W

(4)电源由两节干电池组成，电源电压是3V,由图乙可知，只有当灯泡两端的电压U»=\.0V,

对应的电流片0.2A时，根据串联电路电流的特点，通过定值电阻的电流大小等于0.2A,此

时定值电阻的电压

〃小/庐0.2AX10Q=2V

又根据串联电路电压的特点，灯和定值电阻的总电压

小〃灯+〃定=1V+2V=3V

刚好为电源电压。所以，此时小灯泡的实际功率

P实=〃灯片1VX0.2A=0.2W

考点五：焦耳定律

1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间

成正比，这个规律叫做焦耳定律。

2.数学表达式：Q=『Rt,式中热量Q、电流I、电阻R、时间t的单位分别是J、A、Q、s,

且1J=1A2•Q•s

3.电流的热效应•电流通过导体时使导体发热的现象叫做电流的热效应.

4.实例：电流通过电炉丝时，炉丝会热得发红；电流通过灯泡内的鸽丝时，鸨丝会发热至白

炽状态等。

5.电功与电热的对比

电功电热

概念电流通过导体时做的功电流通过导体时产生的热量

区本质消耗电能的多少把电能转化为内能的多少

公式W=UItQ=I:Rt

别单位JJ

联系纯电阻电路：Q=w非纯电/目电路：Q<W

【例题6】（2020四川日孜州）用带电体接触验电器的金属球，验电器的金属箔会张开，这

是因为（选填''同种"或“异种”）电荷相互排斥。电炉中，电炉丝热的发红而

导线却几乎不发热，说明电炉丝的电阻远远（选填“大于”或“小于”）导线的

电阻。

【答案】⑴同种（2）大于

【解析】（1）用带电体接触验电器的金属球，两金属箔片会带上同种电荷，因同种电荷相互

排斥，所以验电器中闭合着的金属箔片会张开一个角度。

（2）电炉丝和导线串联在电路中，电流和通电时间相同，电炉丝的电阻比导线电阻大，根

据0=/2及，电炉丝产生的电热多，所以电炉丝热得发红，导线不怎么热。

《电功率》单元综合素养精准达标模拟检测试卷

（答题时间90分钟，试卷满分100分）

一、选择题（每小题2分，共20分）

1.（2020江苏连云港）如图甲所示电路中，4为定值电阻，片为滑动变阻器。图乙是该滑动

变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的

是（)

A.电源电压为3VB.电压表的最大示数为2V

C.整个电路功率变化了0.1WD.电流表的示数变化了0.4A

【答案】D

【解析】ABD.由图可知，当P在最左端时，石全部接入电路并与A串联，电压表测洛两端

的电压，由图乙可知，变阻器的最大阻值是20Q,其对应的功率是0.8W,由串联分压可知

变阻器两端的电压最大，电压表的最大示数

八"、取?最大=V0.8Wx20Q=4V

最小电流

♦最大_4V

*布一瓶a

当变阻器接入电路的电阻为"时，其消耗的电功率最大

(____)2R=______

片/庐4+H(«+打

R

当当洛=101

时，其电功率最大，由图可知变阻器的最大功率0.9W,通过电路的电流

电源电压

沪/(於七)=0.3AX(10Q+10Q)=6V

当变阻器的滑片滑动到阻值最小处，只有〃接入电路，电路中最大电流

U6V

/聚大=-=---=0.6A

R1OQ

电流表的示数变化了

A/=/最大-/母小=0.6A-0.2A=0.4A

故AB错误，I）正确；

C.整个电路功率的变化量

XP=UX斤6VX0.4A=2.4W

故C错误

2.（2020四川乐山市）下列说法中正确的是（）

A.焦耳用实验确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系

B.帕斯卡首先用实验的方法测出了大气压强的数值

C.法拉第首先发现了电流的磁效应

D.牛顿第一定律是直接由实验得出的

【答案】A

【解析】A.焦耳用实验确定了电流产生的热量与电流的平方、电阻、通电时间成正比，故

A正确；

B.帕斯卡是做了一个“裂桶实验”，最先用实验测出大气压的托里拆利，故B错误；

C.法拉第发现了电磁感应，电流磁效应是奥斯特发现的，故C错误；

D.牛顿第一定律是由实验现象进一步推理而得出的，故D错误。

3.（2020四川自贡市）如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V3W”字样，当开关8、

%都断开，滑片P从6端滑到某一位置c时（图中未标出），滑动变阻器2的电阻减小了6

Q,电流表示数变化了0.1A,此时灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，闭合开关

S„S2,电流表示数又变化了1.5A,设灯丝电阻不变，则下列说法正确的是（）

--1I-----(A>

A.灯泡的电阻为2Q

B.电源电压为9V

C.滑动变阻器的最大电阻为12Q

D.当&、Sz都闭合时，调节滑片P,电路消耗总功率的最小值为20W

【答案】D

【解析】A.灯泡正常发光时的电流

P.3W

公正=五心人

灯泡的电阻

5.6V

=12Q

IL0.5A

故A错误；

BC.当开关Si、S2都断开，滑片P在。端，变阻器连入电路的阻值最大，与灯泡串联，滑片

P从6端滑到某一位置。时，电变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由声且可

R

知通过电路的电流变大，通过电路的电流是0.5A,滑片P在6端的电流为4=0.5A-0.1A=O.4A

因为电源的电压不变，由串联电路特点和欧姆定律得到

次4(凡+凡))-/>(而.+几)

0.4AX(120+^1=0.5AX(12Q+R,「6Q)

解得他=18。，优=12。

电源电压物0.4AX(12Q+18Q)=12V

故BC错误;

D.当开关&、园都闭合，变阻器和电阻员并联，电流表测量干路中的电流，由并联电路电

阻的规律可知总电阻变小，总电流变大，所以干路电流7=0.4A+0.1A+L5A=2A

并联电路中各支路两端的电压相等，所以通过滑动变阻器的电流

U_12V

人元=而'A

症的阻值

U12V

R后---------=----------=12Q

1-1^2A-1A

当Si、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小，则电路的最小

功率

2

„U-v-(12V)\(12V)onxv

/?„i„=—+—=-----------+-----------=20W

&Kb12。180

故D正确。

4.（2020天津）图所示电路中，灯泡L上标有“6V9W”字样，闭合开关S后，灯泡正常发

光,电压表％的示数为〃，电压表V2的示数为出若〃：〃=2：3,则（）

A.电源电压是15VB.电阻7?的阻值是6Q

C.灯泡L中的电流是L5AD.电阻7?消耗的功率是6W

【答案】ABC

【解析】A.由电路图知，灯泡L与电阻"串联，电压表片测灯泡L两端的电压，％测电阻

"的电压，闭合开关后，灯泡正常发光，则灯泡两端的电压，为6V,而，：〃=2：3,所以

电阻两端的电压区=9V

那么电源电压3归6V+9V=15V

故A符合题意；

BC.闭合开关后，灯泡正常发光，则电路中的电流

/49W

t/额6V

电阻E的阻值

R=力=9V6Q

I1.5A

故BC符合题意;

D.电阻"消耗的功率

六UJ=9VXL5A=13.5W

故D不符合题意。

5.（2020新疆兵团）如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器A、尼的滑片可

移动的最大距离相等。开始时，用、凡的滑片均位于变阻器的正中间，开关闭合后，电路的

总功率为0.4Wo若将A的滑片向左移动3cm,用的滑片向右移动3cm,电路的总功率变

为0.3W；若将4、尼的滑片从正中间均向右移动3cm,电路的总功率变为0.5%已知滑

动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比，则滑动变阻器"的最大阻值与尼的最大阻值之比

为（）

Fl

―I1~―

A.3：1B.4：1C.5：1D.6：1

【答案】B

【解析】设洛、尼的最大阻值分别为“、尼，设两个变阻器滑片可移动的距离为acm,则滑

3

片移动3cm时，其连入电路电阻的变化量为最大阻值的一倍。

a

由公式夕=:可得用、花的滑片均位于变阻器的正中间时

R

------------=0.4W①

0.5/?,+0.5/?2

将用的滑片由中间向左移动3cm,尼的滑片由中间向右移动3cm时

-----------------------=0.3W„

33...②

0.54+己用+0.5R+巳R

aa

将用、尼的滑片从正中间均向右移动3cm时

33...③

0.5K4+0.5凡+及凡

aa

①：②可得a=18cm

将，18cm分别代入②与③中，将两式相除，整理得A：尼=4:1

选项A、C、D错误，不符合题意；选项B正确，符合题意

6.（2020湖北武汉）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，灯泡L的广〃图象如图乙

所示。当只闭合开关S,滑动变阻器的滑片产在最右端时，电压表的示数是2V,电流表的

示数是小当只闭合开关S、W,滑片尸在最左端时，电流表的示数是人当只闭合开关S、

S,滑片?在中点时，电压表的示数是3V,电流表的示数是乙。已知入：72=2:9,心:炉3:1。

当滑片P在最左端时，通过开关通断，可使电路消耗的功率最大，该最大值是（）

A.7.2WB.8.IwC.9.OWD.9.9W

【答案】B

u2

【解析】当滑片尸在最左端时，通过开关通断，要使电路消耗的功率最大，根据公式尸=—

R

可得，整个电路电阻应最小，当闭合开关S、S、W时，电阻&、&并联后与电灯泡再并

联，此时电路总电阻最小；

当只闭合开关S,滑动变阻器的滑片?在最右端时，电路为与、氏2串联的简单电路，电压

表测与电压，电流表的示数是此时有U=44+2V

当只闭合开关S、S,滑片尸在中点时，电路为用、灯泡串联的简单电路，电压表测灯泡

电压，电压表的示数是3V,电流表的示数是4,根据乙图可知，A=0.3A,此时有

U=心+37

32

已知上:4=2:9,知=3:1,则

4::A=2:9:3

联立上面方程可求出代6V

当只闭合开关S、S,滑片"在最左端时，此时电路为此、&并联的电路，电流表的示数

是为,则有

RRU6V20c

R2+R3120.9A3

整个电路电阻应最小，当闭合开关S、S、S时，电阻&、R3并联后与电灯泡再并联，由

乙图，此时灯泡电压为6V,可算出灯泡电阻为

q二q二竺Q

L/灯0.45A3

电路总电阻

R凡+招

g+%

此时电路消耗的最小功率为

U2(6V)2

-------二-------------=8.1W

故ACD不符合题意，B符合题意。

7.（2020四川成都）图是《、及两电阻的3/图像。将用、尼并联后接入电路，结合图中

信息可知（）

A.眉的阻值比兄的阻值小

B.通过用、用的电流相等

C.洛的电压比尼的电压小

D.用的功率比足的功率小

【答案】D

【解析】A.图中兆的斜率更大，所以用的阻值更大，故A错误；

B.两电阻并联，而两电阻阻值不同，所以通过用、%的电流不同，故B错误;

C.两电阻并联，所以两电阻两端电压相同，故C错误；

〃2

D.根据户=——可得，A的功率比尼的功率小，故D正确。

R

8.（2020黑龙江龙东农垦森工）如图所示，电源电压为6V保持不变，电阻R的阻值为5C,

滑动变阻器上标有“10Q1A”的字样。在元件安全的情况下，移动滑动变阻器滑片P过程

中，则（）

Ri氐

-^―IHi------

A.A的功率范围5W〜0.8WB.Ri的功率范围7.2W〜0.8W

C.R的最大功率是1.8WD.R?的最大功率为1.6W

【答案】AC

【解析】因为滑动变阻器上标有“10。1A”的字样，所以电路的最大电流为1A,此时R,

的电功率最大，

所以R1的最大功率为：Pl大=1大2RI=(1A)2X5Q=5W；

当滑动变阻器电阻最大时，电路的电流最小，R的电功率最小，

U

最小电流为：I小6V=0.4A,

立+1?25Q+10Q

所以R1的最小功率为：Pr、=I小2R=(0.4A)2X5Q=0.8W,

故RI的功率范围5W〜0.8W,故A正确，B错误；

TJ2

滑动变阻器的功率为：P2=(-y—)R2

R]+R2

lj2__________________________肝_______

=2=22=2

(R1+R2)R1-2R1R2+R2+4R1R2(RrR2)'

一司----------------------------------------—%

当R=Rz=5Q时R2的电功率最大，最大为P2^=」£-=-^2；=1.8W,故C正确，D错

4立4X50

误。

9.(2019山东东营)如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V,电流表量

程0〜0.6A,电压表量程0〜3V,滑动变阻器规格"50Q1A"，小灯泡规格“2.5V0.625W”,

若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说

法正确的是()

L——

@Pj-

A.滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大

B.电流表的示数允许变化范围是0.1~0.25A

C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24〜50。

D.电路的最大电功率是2.5W

【答案】B

【解析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路

中的电流。

（1）当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律可知电路中的

电流变小，即电流表示数变小；根据U=IR可知灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小;

故A错误；

（2）根据P=UI可得，灯的额定电流:

=0.25A,

比额2.5V

因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0~0.6A,

所以，电路中的最大电流为LM=0.25A,

由1=2■可得，灯泡的电阻：

R

RI』=2^L=10Q,

【L额0.25A

电路中的总电阻:

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：

R济肉“=IU-R=24Q-10Q=14C；故C错误；

该电路的最大功率：

P耐=UL.x=6VX0.25A=1.5W,故D错误；

（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流：

I..in=-——-----J"._、_=0.1A,

%+R滑max10Q+50Q

则电流表示数的变化范围是0.1A〜0.25A,故B正确。

10.（2019内蒙古通辽）如图甲所示，闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片滑片从最右端滑

至最左端时，小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙•下列说

法中正确的是（）

B.滑动变阻器的最大阻值为14Q

C.小灯泡的额定功率为8W

D.电路总功率的变化范围为8W〜12W

【答案】B

【解析】由电路图可知，灯泡L与定值电阻R。、滑动变阻器R串联，电压表％测L与R。两

端的电压之和，电压表“测R。两端的电压，电流表测电路中的电流。

(1)当滑片位于最左端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，电路的总功

率最大，两电压表的示数最大且电压表/测电源两端的电压，

由图乙可知，电路中的最大电流I大=1.0A,电压表Vz的示数U0=6V,电压表%的示数为

12V,即电源的电压U=12V,故A错误；

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，此时灯泡两端的电压：

UL=U-UO=12V-6V=6V,

因此时小灯泡恰好正常发光，

所以，灯泡的额定功率：

Pi=uj大=6VX1.0A=6W,故C错误；

电路的最大总功率：

Px=UIx=12VX1.0A=12W；

(2)当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电路的总功

率最小，

由图象可知，电路中的最小电流I小=0.5A,电压表%的示数Uvi=5V,

此时滑动变阻器两端的电压：

UR=U-UVI=12V-5V=7V,

由1=1［可得，滑动变阻器的最大阻值：

R

1?=曳=工一=14。，故B正确；

I小0.5A

电路的最小总功率：

P+=UI,h=12VX0.5A=6W,

则电路总功率的变化范围是6W〜12肌故D错误。

二、填空题（每空1分，共24分）

11.（2020新疆兵团）2020年5月5日，我国长征五号B运载火箭首飞成功，为我国空间站

建设奠定了基础：

（1）长征五号B运载火箭穿越大气层时，火箭上部外壳一一整流罩温度升高，其分子的动能

（填“增大”或“减小”），其内能的改变是通过（填“做功”或“热传

递”）的方式实现的。火箭发动机在没有空气的环境中（填“能”或“不能”）正

常工作；

（2）未来两三年我国将完成中国空间站的建设。空间站运行时，其动力补充来源于一

次能源一一太阳能。有阳光时，空间站利用光伏发电的功率为60k肌lh发电kW

•h。空间站以7.8XIO、m/s的速度运行一年，通过的路程为光年。

【答案】（1）增大（2）做功（3）能（4）一（5）60（6）2.6X10'5

【解析】整流罩温度升高，分子热运动加剧，分子动能增大。

整流罩克服空气摩擦做功，是通过做功改变内能。

火箭发动机自带燃料和助燃剂，可以在真空中工作。

太阳能可直接获取利用，属于一次能源

1h发电W=Pr=60kWxlh=60kWh

空间站以7.8X103m/s的速度运行一年，通过的路程为

7.8xl03m/sx3600sx24x365

=2.6x10-5光年

3xl08m/sx3600sx24x365

12.（2020黑龙江龙东农垦森工）将分别标有“6V6W”和“3V3W”的甲、乙两只灯泡串联

接在电压为3V的电源两端，灯更亮；若并联接在该电源两端，两灯消耗的功率之比P

中：Pi=。（忽略温度对灯丝电阻的影响）

【答案】甲；1：2。

TJ2

【解析】（D由P=U-可得，两灯的电阻分别为：

R

R一口甲2一屿丫产U乙2（3V）2

P额甲6WP额乙3V

若两灯串联，因串联电路中电流处处相等，R*>R乙，由P=/R可得P"，实〉Pz*,所以甲灯

比乙灯更亮；

（2）若并联接在该电源两端，并联电路中各支路两端电压相等，即U并单=U并乙，

TJ2

由P=UI=9_可得，两灯消耗的功率之比：

R

pp_U并甲2U并乙2_U并甲2R乙.R乙

R甲R乙R甲M并乙R甲6Q2

13.（2019四川内江）如图所示，电源电压恒定不变，电阻R的阻值为30Q,小灯泡L标

有“9V,4.5W”字样（小灯泡的电阻不变）。只闭合开关S,滑动变阻器的滑片P移至最右

端时，小灯泡L恰好正常发光，则电源电压为V；闭合开关S、S”S2,滑片P移至

最左端时，电路消耗的总功率为8.1W；只闭合开关S,移动滑片P,当滑动变阻器消耗的电

功率为1W时，小灯泡消耗的电功率为Wo

【答案】9；2。

【解析】根据实物图画出电路图如下:

s

只闭合开关s,滑动变阻器的滑片P移至最右端时，电路中只有灯泡，

又小灯泡L恰好正常发光，所以电源电压U=U额=9V：

小灯泡L标有“9V,4.5W”字样，则灯泡电阻RL=U：=.(9V)E=18Q,

P4.5W

只闭合开关S,灯泡与滑动变阻器串联，电流相同，都为I,

则灯泡此时电压IRi,滑动变阻器电压为9V-1R.,

滑动变阻器消耗的电功率为：P甜=U，=(9V-IRL)1=(9V-IX18Q)XI=1W,

整理得，18『-9AXI+1A2=O,

解得L=LA,I2=—A,

36

又有闭合开关S、S.,S2,滑动变阻器与R并联，滑动变阻器在最大阻值处，电路总功率

8.1肌

Pi+P沛'=8.1W,

22

怨一+.("厂=8.1W,则滑动变阻器最大阻值R价=15Q,

30。R滑

当只闭合开关S,移动滑片P,滑动变阻器与灯泡串联时，因为灯泡电阻一定大于滑动变

阻器电阻，所以灯泡电压大于滑动变阻器电压，

故此时电路电流应为L=1A,

3

小灯泡消耗的电功率为：&=1氾=(2)2X180=2WO

3

24.(2020黑龙江龙东农垦森工)小明家的电能表如图所示，他要用电能表和秒表测某一用

电器的实际电功率。在用电高峰时，他只让规格为“220V1000W”的电热水壶单独工作，测

得在200s内电能表的转盘恰好转81圈。此时该电热水壶的实际功率W,实际电压

V.(假设电水壶电阻不变)

【答案】810；198.

TJ2

【解析】由P=¥可得：

电热水壶的电阻：R=?^_=（220V）2=48.4Q，

P额1000W

因为每消耗IkW-h的电能，电能表的转盘转1800转，所以电能表的转盘转81转消耗的电能

为：

W=------------=_^-kW，h=^-X3.6义10号=1.62义10号，

1800r/kW-h200200

电热水壶的实际功率为：P实=也=L62X]（）5j=8]0心

t200s

所以实际电压：U灰=JP『R=A/810W义48.4Q=198V。

15.（2020黑龙江龙东农垦森工）如图，灯L标有“4V2W"，R=20Q,闭合开关S时，灯L

正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为—A,通电Imin电路中产生的热量

为—J。

【答案】0.7；168。

【解析】

由图知R与L并联，电流表测干路电流，灯L正常发光,

所以U=UR=UI=4V,

由P=UI可得通过灯泡的电流：1|='=空=0.5A,

UL4V

由欧姆定律可得通过R的电流：&=里=一类=0.2A,

R200

由并联电路的电流特点可得电流表示数：I=L.+IR=0.5A+0.2A=0.7A；

通电Imin电路中产生的热量：Q=W=UIt=4VX0.7AX60s=168J。

16.（2019大庆模拟题）一台标有“5V2.5『'的带有USB接口的小电风扇，线圈电阻为1

Q,正常丁作Imin,产生的热量是J。工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘，这

属于现象。

【答案】15；静电（摩擦起电）。

【解析】工作时间t=lmin=60s,

由P=UI得，线圈中的电流：

则线圈产生的热量：

Q=/Rt=（0.5A）2X1QX60s=15J„

风扇的叶片在转动过程中与空气摩擦带上了电荷，可以吸引轻小物体，所以灰尘会附着在扇

叶上，这属于静电（摩擦起电）现象。

17.（2019福建）如图电路，闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中，

示数减小的电表是（选填"A”“％”或“VJ电路的总功率（选填“增大”

“减小”或“不变”）。

【答案】明；增大。

【解析】由电路图可知，R与R串联，电压表明测R两端的电压，电压表5测上两端的电

压，电流表测电路中的电流。

将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中，R接入电路中的电阻变小，电路的总电阻

变小，

由1=1［可知，电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，

R

由U=IR可知，R/两端的电压变大，即电压表1的示数变大，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，R两端的电压变小，即电压表1的示数变小，

综上可知，示数减小的电表是片；

电源电压不变，电路中的电流变大，由P=UI可知，电路的总功率增大。

18.（2019苏州模拟题）如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器的规格“20Q2A"，L,

的规格“10V5W“，L?的规格“15V15WW,不考虑温度对灯丝电阻的影响。

(1)只闭合开关S,当滑动变阻器接人电路的阻值为4Q时，灯泡L正常发光，则电源电

压为—V。(2)闭合开关S、&、S2,滑动变阻器滑片置于中点，通电Imin整个电路产生

【答案】(1)12；(2)1440,

【解析】(1)根据灯泡L正常发光，可得流经灯泡的电流I尸白=里=0.5人,

Uj10V

灯泡L正电阻R1=20Q,

L0.5A

由图可知，只闭合开关S,灯泡L与滑动变阻器串联，串联电路中电流处处相等,

即电路中的电流I=L=0.5A,

由I=U可得，电源电压U=IR总=0.5AX(4Q+20Q)=12V；

R

TJ2

(2)由P=U_可得，

R

TT22

L的电阻网年嚼―

闭合开关s、Si、S2,灯泡L2、滑动变阻器并联，灯泡LI被短路，滑动变阻器滑片置于中点,

根据并联电路的电阻特点可得,

总电阻」_=』_+」一,

R开#Ro21d岩

则1-1+-------——

R并15。1X20Q

解得R并=6Q,

通电Imin整个电路产生的热量:

u2fl9V")2

Q=W=UIt=_y_t=x60s=1440J。

R并6。

19.(2019沈阳模拟题)实验小组的同学设计了如图(a)所示的电路，已知电源电压不变，

闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置，根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图

(b)所示的两条U-I图线。其中利用电压表VI和电流表内的数据描绘出甲图线,利用电压表V2

和电流表内的数据描绘出乙图线。则定值电阻R?的阻值____：R2消耗的最大功率。。

【答案】2C,0.5W

【解析】(1)由电路图可知，电阻R、R、Rz串联，电压表匕测电阻R和R?两端的电压，电

压表1测电阻R2两端的电压，电流表测串联电路的电流。

由图b可知，乙图线表示电阻R2的I-U图像，根据欧姆定律1=频得，/?2=器=岩=2。

R>2U.j/i

由串联电路中电压关系，得：

电源电压U=UJ+IRI

将图中两组已知数据代入公式，得：

U=l.3V+0.2AXR,.....①

U=l.0V+0.5AXR,....②

联立①②得：U=1.5V,%=1Q

(2)当滑动变阻器R连入电路阻值为0时，电压表片的示数等于电压表/的示数，此时R?

两端电压最大，由图b可知LEV,所以

22

凡消耗的最大功率：p="=a"，=0,5W

R22Q

20.（2019兰州模拟题）如图所示的LED球泡灯,其发光效能相当于“220V,40W”的白炽

灯。此LED灯正常工作时的电流为______A；正常工作100h,使用此LED球泡灯比白炽灯节

约电能kW•h«

【答案】0.023；3.5

【解析】由图可知，LED球泡灯的功率为5W,额定电压为220V,由P=UI可知LED球泡灯

p5W

正常时电流：1=口=氤Q0.023A；白炽灯功率比LED灯功率高△P=P2-PI=40W-5W=35W,

正常工作10h,可节约的电能：W=Z\PXt=0.035kWX100h=3.5kW・h.

三、分析简答题（21小题6分、22小题4分，共10分）

21.（2020山东临沂模拟）家庭电路中有时会发生短路现象。例如，改装电路时不小心，使

火线和零线直接连通造成短路；电线绝缘皮被刮破或烤焦，电线盒用电器使用年限长，绝缘

皮破损或老化，也会使火线和零线直接连通或电器进水造成短路。

根据前面学过的知识可知，由于导线的电阻很小，短路时电路中的电流非常大，会产生

大量的热，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾。

这是某物理课本中关于“安全用电”的一部分内容。阅读后，请你根据所学的物理知识

解释:短路时“电路中的电流非常大"和''很容易造成火灾”的原因。

【答案】见解析。

【解析】根据人勿兄因为短路时，火线与零线直接接通，电路中只有导线，导线的电阻很

小，电源电压不变，所以电路中的电流非常大。再根据位可知，在电阻A和通电时间t

一定时，导线上的电流越大，产生的电热越多，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾。

22.（2019贵阳模拟题）小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热的发红，而与电热丝相连

的导线却不怎么热.

（1）请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题；

(2)如图是小明进行实验探究的部分电路，/、8烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油，

金属丝电阻分别为吊、R”总＜用.通电一段时间后，发现6烧瓶中温度计的示数大些.请

用所学的知识解释此现象.

【答案】见解析。

【解析】(1)电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？

(2)如图，银铭合金丝和铜丝串联，通过的电流和通电时间都相同，由焦耳定律0=/下力可

知：此时电流产生的热量跟电阻成正比.因为锲格合金丝的电阻大于铜丝的电阻，所以电流

通过银倍合金丝产生的热量多，瓶中煤油吸收的热量也多.又由于从6烧瓶中所装煤油的

质量相等、初温也相同，因此8瓶中的煤油温度上升的快.

四、综合应用计算题(23题6分、24题6分、25题6分、26题6分，共24分)

23.(2020黑龙江龙东农垦森工)根据《电动自行车安全技术规范》，交管部门规定自2019

年5月1日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图是小明家新购买的

电动自行车，整车质量为40kg。小明爸爸以18km/h的速度匀速骑行9km的过程中，电动机

两端的电压恒为48V,通过的电流是6.25A,车轮与地面的总接触面积为200cm2.小明爸爸

的质量是60kg,g取10N/kg。求本次骑行过程中：

(1)骑行所用时间。

(2)车对地面的压强。

(3)电动机的功率。

【答案】(1)骑行所用时间为0.5h；

(2)车对地面的压强为5X10'Pa；

(3)电动机的功率为300W。

【解析】(1)由丫=旦得骑行时间:

t

t=亘=9k1rt=0.5h；

v18km/h

(2)小明爸爸和车的总质量：

m=40kg+60kg=100kg,

总重力：

G=mg=100kgX10N/kg=1000N,

车对地面的压力：

F=G=1000N,

受力面积S=200cm2=0.02m2,

对地面的压强：

p=E==5xiO'Pa；

S0.02m2

(3)电动机的功率：

P=UI=48VX6.25A=3001%

24.(2020江苏连云港)连云港兴起的“厕所革命”极大地提升了市民的生活品质。为解决

冬天如厕时马桶座冰冷的问题，某兴趣小组为一公厕设计了简易电热马桶座，其电路如图所

示，定值电阻卡和尼为两电热丝，单刀双掷开关Sz可接a或6。已知电阻尼=550Q,所加

电源电压为220V。当$闭合，8接a时，电路发热的功率为22%

(1)求用的阻值；

(2)分别求出①,断开、$接a；②与闭合、&接6两种情况下电路的发热功率。

(3)小明同学对此电路设计进行评估，发现该电路一直处于工作状态，不利于节能环保，建

议在电路中增加定时开关。老师认为该电路设计还有不足，请你指出所存在的不足。

【答案】(D2200Q；(2)17.6W,110W；(3)见解析

【解析】(1)当与闭合，S?接a时，只有兄接入电路，北的阻值

(22OV)2

1\\----=----------ZZUU

(2)①绊断开、与接a时，两个电阻串联，电路的发热功率

U2_(220V)2

£17.6W

N+4-2200Q+550。

②S闭合，&接b时，两个电阻并联，用的发热功率

£1=(220V)1=22W

'&2200Q

用的发热功率

22

pU(220V)

2&550。

电路的发热功率产总=A+R=88W+22W=110W

(3)当Si断开、Sz接a时，电路消耗的功率为17.6W,该挡位电路消耗的功率与另一挡位22W

相差不大，没有实际意义。建议根据需要改变用和用的阻值，使