专题10电功率(原卷版+解析)2

浙江中考科学试题专题10电功率三年真题篇一．填空题（共6小题）1．（2022•宁波）盛夏，室外温度达36℃，小宁将客厅空调的设定温度设置为28℃，发现空调正常工作时的工作周期：工作10min后会停止工作，5min后再重新工作……周而复始。从该空调铭牌上获悉，空调的制冷额定功率为2000W。（1）空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为J。（2）为了节能减排，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，空调新的一个工作周期内，工作时间会（填“大于”“等于”或“小于”）10min。2．（2022•金华）学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验，实验电路如图甲，绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压恒为6V。回答下列问题：（1）闭合开关后移动变阻器的滑片，当电压表示数为V时，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；（2）实验时，变阻器的滑片向左移动过程中，电流表与电压表示数的比值将（选填“变大”“不变”或“变小”）。3．（2021•衢州）绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。（1）使用灯照明更符合绿色生态理念；（2）两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为。4．（2021•温州）疫情期间只允许体温正常的师生进入校园，为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别。工作原理为：①若体温正常开关S1闭合，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；②若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M不工作且警示灯亮起；③不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M不工作且警示灯不亮。（1）下列电路设计符合要求的是。（可多选）（2）若警示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为10欧，其工作时的功率为瓦。5．（2020•温州）小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。（1）已知该电路电源电压为6伏，指示灯L工作时的阻值为5欧，滑动变阻器接入电路的阻值为10欧，线圈阻值不计。闭合开关后，线圈吸住铁柱时，指示灯的功率为瓦。（2）若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法。。6．（2020•绍兴）如图是某电烤箱的内部简化电路图，下表是电烤箱铭牌的部分信息，R0和R均为电热丝，其他电阻均忽略不计。已知R＝202欧。额定电压220V频率50Hz额定功率高温挡低温挡200W（1）电烤箱A、B触点中连接火线的是触点。（2）闭合总开关，将旋钮开关转到如图所示位置，此时电烤箱处于（选填“高温挡”或“低温挡”）。（3）在额定电压下，电烤箱高温挡工作2分钟产生内能焦。二．实验探究题（共6小题）7．（2022•宁波）小宁用如图甲所示电路研究小灯泡的电学特性，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下（第4次实验时电流表指针位置如图乙所示）：实验次数12345电压表示数/V1.01.52.02.53.0电流表示数/A0.170.240.30☆0.37（1）该小灯泡的额定功率为W。（2）用描点法（实验数据对应的点用“×”表示）在图丙上画出该小灯泡灯丝的I﹣U曲线。（3）小宁计算小灯泡的灯丝电阻值时，发现灯丝电阻随着其两端电压的升高而增大。小宁反思：电阻是导体的一种性质，决定和影响导体阻值大小的因素中并没有电压这一因素，那么导体两端电压的变化可能引起了某个因素发生变化！小宁思考后得出这个因素就是。8．（2021•杭州）小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为V。接下来调节滑动变阻器的滑片向（选填“A”或“B”）端移动，直至小灯泡正常发光。9．（2021•绍兴）在“测量小灯泡的功率”实验中，电源为2节干电池，小灯泡标有“2.5V”字样。（1）按图甲方式连接好电路，小敏刚要闭合开关时，同组同学提醒他的操作有一个不妥之处，请你帮他指出：。（2）闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，小敏发现小灯泡始终不发光，电压表示数接近于3V保持不变，电流表示数始终为零，则故障原因可能是。（3）排除故障后，小敏闭合开关进行实验，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为W。（4）实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比（选填“偏大”或“偏小”）。10．（2021•丽水）小科开展了课外探究活动：串联电路中，滑动变阻器的电功率与其接入电路电阻的关系。【建立猜想】猜想1：滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而增大；猜想2：滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而减小；猜想3：滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大先增大后减小。【进行实验】将5欧的定值电阻R0、“10Ω3A”的滑动变阻器R、电压恒为15伏的电源、数字电流表和电压表、开关、若干导线按如图甲所示电路图连接。（1）图甲中电压表测两端的电压；（2）实验中，将滑动变阻器滑片向移动（填“左”或“右”），电流表示数变小；（3）实验中，R分别取0欧、1欧……10欧接入电路，观察记录并处理数据，得到下表，请将表中缺失的数据补充完整；R阻值/欧012345678910电流/安3.002.502.141.881.671.501.361.241.141.061.00电压/伏0.002.504.285.646.687.508.168.689.129.5410.00电功率/瓦0.006.259.1610.6011.1611.2511.1010.7610.4010.1110.00【得出结论】根据实验数据，作出滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻变化的曲线（如图乙），小科得出结论：猜想3成立，且当R＝R0时，滑动变阻器的电功率最大。【交流评价】（4）小科只通过上述探究得出实验结论可靠吗？并说明理由。11．（2020•杭州）小金用如图甲所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为3Ω，滑动变阻器R1上标有“2A5Ω”字样。实验数据如表所示。实验次数123456电流表示数/A0.380.430.500.600.75①电压表示数/V1.861.711.501.200.750.00变阻器电功率/W0.710.740.750.720.560.00（1）用笔画线代替导线，完成图乙的电路连接。（2）表中第6次实验时，电流表示数如图丙所示，则表中数据①是。（3）根据实验数据可知，此电路中，滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是。12．（2020•金华）某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、滑动变阻器（“20Ω1A”）、开关各一只，导线若干。（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3.8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为瓦。（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表0～15V的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0～3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：步骤一：按图甲电路先将电压表（0～3V）接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏。断开开关，拆下电压表；步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在两端；步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向（填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。（3）反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。三．计算题（共6小题）13．（2021•丽水）智能家居带给我们健康、舒适的生活，如智能马桶（图甲），某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示，电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b，再通过开关S1的通断，实现“高、中、低”三种温档的调节，其中低温挡的功率为20瓦，电阻R2为1210欧。（1）座圈加热时，把电能转化为能；（2）当开关S1闭合、S2接a时，该座圈的电路相当于下列选项中的；（3）1千瓦时的电能可供该座圈低温挡工作多少小时？（4）该座圈处于中温档工作时的电功率为多少？14．（2020•金华）为延长蔬果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置。装置如图甲所示，控制电路中电源电压恒为3伏，R1为热敏电阻，R2阻值为10欧，电磁铁线圈阻值忽略不计。R1阻值随温度的变化关系如图乙所示。当温度升高到启动值时，控制电路中电流达到0.1安，衔铁吸下，制冷器启动工作；当温度降低到设定值后。工作电路断开，制冷器停止工作，如此进行间歇性循环工作。图丙为工作电路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。请完成下列问题：（1）通过计算并结合图乙确定该制冷器启动工作的温度。（2）在图丙所示的1小时内工作电路中制冷器消耗的总电能是多少？15．（2020•嘉兴）图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇（部分参数如表），具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两挡工作状态。喷雾小风扇部分参数输出电压4V喷雾功率4W出风功率4W电池容量6000mAh（1）小风扇喷出的水雾在空气中发生了（填物态变化的名称），从周围吸热，起到降温作用。（2）图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内的水位较低时，红灯亮报警，请结合图说明其工作原理。。（3）小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少？（4）商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5小时，通过计算判断他们的宣传与实际是否相符。16．（2020•绍兴）小敏家住某5层公寓楼中的4楼，当他在1楼按下楼道灯开关，5盏“220V12W”的楼道灯全部点亮，然后延时60秒均自动关闭。他正常每登一层楼所需时间为12秒。小敏意识到楼道灯这样的工作方式有些浪费电能，对楼道电路进行设计，改进电路如图，K为启动延时开关，S为感应跳转开关，K按下时S接通触点1、2，S感应到人到2楼，跳转至触点2、3，感应到人到3楼，跳转至触点3、4……跳转后若20秒后感应不到人，则K断开。（1）按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗多少电能？（2）改进后的方案中，S跳转前后，通过启动延时开关的电流大小（选填“增大”、“减小”或“不变”），小敏正常上楼回家一次，比原来节约多少电能？17．（2020•台州）电热水壶由分离式底座和壶身两个部分组成。分离式底座由电源线、圆形底座和供电插座组成，如图甲：电热水壶内部简化电路，如图乙。（1）为防止触电，供电插座的外壳材料应是（选填“绝缘体”或“导体”）。（2）电热水壶额定电压为220伏，额定功率为1000瓦，求：①电阻R1的阻值是多少？②正常工作时，烧开一壶水需要300秒，消耗多少电能？（3）为满足人们随时取用热水需求，电热水壶需设置保温功能。现有一个温控开关（一定温度时，可以自动断开或闭合；元件符号为“”），一个阻值远大于R1的定值电阻Rx（元件符号为“”）。要求利用提供的器材，对原电热水壶的简化电路进行改进，实现既可加热又能保温的功能，且加热功率保持不变。请在答题卷的虚线框内画出电路图，并说明保温的工作原理。18．（2020•湖州）方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。（1）实线表示的是（选填“R”或“R0”）的功率与电流的关系。（2）求R0的阻值。（写出计算过程）（3）当电流表示数为0.5安时，求R消耗的功率。（写出计算过程）四．解答题（共5小题）19．（2022•台州）某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机，设计了发热部分的两种电路，如图甲、乙所示。（1）图甲中，当开关S闭合、S1断开时，R1和R2的连接方式是，此时处于挡工作状态。（2）若选用图乙所示电路，电源电压为24伏，想要实现发热电阻R3的电功率为120瓦，则选用R3的阻值应为多少？（3）按图乙电路制作的暖风机高温挡的总功率为200瓦，在高温挡工作600秒，暖风机所消耗的电能是多少？20．（2022•宁波）电动汽车正在走进千家万户。高速公路上有一平直路段AB，相距5km，一辆电动汽车从A地匀速运动到B地用时0.05h，这一行程中电动汽车的平均能耗为0.22kW•h/km。（1）从A地到B地，电动汽车的速度为km/h。（2）从A地到B地，电动汽车消耗的电能为kW•h。（3）不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的CO2排放系数为：1.00kg/kW•h（消耗1kW•h的电能相当于排放1.00kg的CO2）。求汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放多少千克的碳元素？（4）从A地到B地的行程中，电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进，求汽车受到的阻力大小。21．（2022•绍兴）图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合），R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0挡为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ挡是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。（1）S1从0挡转到Ⅰ挡开始工作，温控开关S2的状态是（选填“断开”或“闭合”）。（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是（选填“做功”或“热传递”）。（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是。（4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，求发热管消耗的电能。22．（2022•嘉兴）寒冷的冬天，人们经常会使用油汀取暖器。如图为小舟家油汀取暖器的工作原理示意图，R1和R2为发热体，其部分参数如表所示，试回答问题：产品类型油汀取暖器额定电压220V发热体R1规格48.4Ω发热体R2规格96.8Ω操作挡位三挡（1）取暖器的工作原理：导热油是一种易导热但不易的液体。接通电路，发热体放热，导热油吸热，温度升高，变小，在油管内上升，同时向周围的空气散热，到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热。（2）取暖器有高、中、低三挡，小舟选择中挡在房间内取暖。使用一段时间后发现一个规律，取暖器工作25分钟后，温控开关断开停止加热，5分钟后温控开关又自动闭合，取暖器再次工作，如此循环，维持室温的基本恒定。则选择中挡使用时，取暖器每小时消耗多少电能？（3）某次使用时，取暖器突然不工作了，于是小舟和父亲一起寻找故障。接入电源，闭合所有开关，用测电笔检测a～i各处，发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是。23．（2020•舟山）图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇（部分参数如表），具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两挡工作状态。喷雾小风扇部分参数输出电压4V喷雾功率4W出风功率4W电池容量6000mAh（1）图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内的水位较低时，红灯亮报警，请结合图说明其工作原理。。（2）小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少？（3）商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5小时，通过计算判断他们的官宣与实际是否相符。

一年模拟篇一．选择题（共7小题）1．（2022•鄞州区模拟）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V、3W”字样。当S闭合，S1、S2断开，滑片P从b端滑到中点时，电流表的示数变化了0.1A，此时电压表的示数为6V；保持滑片P在中点，再闭合S1、S2，电流表的示数又变化了2A。不计温度对电阻的影响，则下列判断错误的是（）A．电源电压为8V B．定值电阻R0的阻值为24Ω C．电路消耗的最小电功率为3.2W D．滑动变阻器的最大阻值为8Ω2．（2022•常山县模拟）科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是（）A．压强 B．电功率 C．电流 D．速度3．（2022•柯桥区一模）灯泡L上标有“6V6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化关系如图（甲）所示。现把灯泡L接入如图（乙）所示的电路中，若电路电源电压为9V不变，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”。则下列说法正确的是（）A．灯泡L的电阻值随电压表的示数增大而增大 B．滑动变阻器电功率随着它两端电压的增大而减小 C．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为6V D．为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为9W4．（2022•宁波模拟）如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象，则下列说法不正确的是（）A．滑动变阻器最大阻值为50Ω B．电源电压为10V C．R0阻值为10Ω D．滑动变阻器R1最大功率3.6W5．（2022•普陀区校级模拟）目前城市公共区域、小区等都安装了公共充电插座，采取扫码付费自动充电（如图所示）。给电动自行车充电时，充电器将220V家庭电路电压降为电动车蓄电池需要的充电电压。假设某充电器输出电压为48V，输出电流为2.5A，当地的商用电价为1元/（kW•h），以下描述中符合事实的是（）A．这些插座都是串联的 B．该充电器的输出功率为550W C．它充电6小时的用电成本是0.72元 D．手机照相机扫码时，影像传感器上所成的像为正立放大的虚像6．（2022•舟山模拟）灯L是一款带LED指示灯的节能灯，已知灯L的额定电压为220V，如图所示是灯L的家庭电路的部分示意图，下列说法不正确的是（）A．LED指示灯工作时的额定电压为220V B．导线b是零线 C．电能表示数单位是千瓦时 D．若LED指示灯损坏，灯L仍能正常工作7．（2022•温州模拟）图甲是一款车载USB充电器，工作原理如图乙，闭合S后稳压元件两端电压恒为U，可为手机等提供稳定的充电电压，汽车电源电压为U总（U总＞U），R为定值电阻，其消耗的电功率为P，则下列关于P﹣U总图象的变化正确的是（）A． B． C． D．二．填空题（共2小题）8．（2022•宁波模拟）据报道，建设中的杭甬高速复线，其路面将采用承载式光伏路面技术，把类似太阳能电池板的光伏发电组件直接铺设在道路路面上，能为行驶中的新能源车辆充电。（1）光伏发电组件的表面是一层类似毛玻璃的半透明新型材料，它既能让阳光穿透，又能，保证汽车行驶时轮胎不打滑。（2）路面下预留了送电线圈，利用原理；阳光照射光伏发电组件产生电流，电流流过送电线圈产生磁场。当电动汽车内的受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，对行驶的电动汽车实现无线充电。（3）在一段300米长的测试道路上，当测试车以100km/h匀速通过该路段时，测试车的最大充电功率达到了20kW。该测试车通过该路段至多获得电能J。9．（2022•拱墅区校级三模）如用甲所示是小金家的部分家庭电路的电路图，小金在家用甲台灯L2学习时，突然台灯L2的灯丝断了，而屋内的照明灯L1依然正常发光。小金用试电笔检测插座c、d两孔时发现，d孔能使试电笔的氖管发光，c孔不能使试电笔的氖管发光，则甲、乙两根进户线中（填“甲”或“乙“）是火线，若小金将屋内的照明灯L1的开关S1断开，用试电笔检测灯L1两端的a、b两点，会发现（填“a”、“b”或“都”）能使试电笔的管发光，这样连接的电路是（填“安全”或“危险”）的。他家的电能表的铭牌如图乙所示，现只将某用电器单独接在该表上工作20min，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kW•h。三．实验探究题（共5小题）10．（2022•拱墅区一模）在“测量小灯泡的电功率”实验中，所用小灯泡上标有2.5V字样，滑动变阻器标有“20Ω1A”字样。（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。（要求，滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡变亮，连线不得交叉）（2）闭合开关，通过移动滑片P记录了多组数据如表，请在图乙中，描点作出I﹣U的关系图线。序号12345电压U/V0.51.01.52.02.5电流VA0.120.200.240.280.30（3）旋转学生电源旋钮，使电源电压为3V；闭合开关，调节滑片P使滑动变阻器的阻值为10Ω，此时小灯泡的实际功率是瓦。11．（2022•瓯海区一模）为了测定小灯泡的电功率，小明利用电压恒为3伏的电源、合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验（1）当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电功率为瓦。（2）实验过程中，小灯泡忽然熄灭，若故障为小灯泡短路，则此时两个电表的示数情况为。（3）在滑动变阻器滑片移动过程中，若电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图丙所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是。12．（2022•杭州模拟）小娟利用如图甲所示的器材测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压为2.5V。（1）根据测得的数据小娟绘制了小灯泡的电流随电压变化的图像（如图乙所示）由图像可知，小灯泡正常工作时的电功率是W，进一步分析图像可以发现小灯泡的电阻不断变化，这是因为灯丝的电阻随温度的升高而。（2）继续调节滑动变阻器的滑片，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，在这段时间内，若小灯泡电阻变化量的绝对值是ΔR1，滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是ΔR2，则ΔR1ΔR2（“大于”、“小于”或“等于”）。13．（2022•奉化区模拟）在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）。（1）请用笔画线代替导线将图甲“测定灯泡额定功率的实物图”连接完整（要求滑片向左移时灯泡变暗，连线不得交叉）。（2）小明在连接好电路的最后一根导线时，发现电压表指针立刻偏到最大刻度处，小灯泡却不亮，且电流表也没有示数，上述现象反映他在操作中存在的不规范之处是。排除故障后，继续实验，根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像（如图乙），测出小灯泡的额定功率，发现小灯泡灯丝电阻是变化的。（3）完成上述实验后，小明进行了反思：如果电表损坏了，能不能借助其他实验器材完成实验？经过思考，小明打算增加一个阻值为10Ω的电阻R0，只利用一只电表（理想电表），通过开关S接“a”、“b”各一次的简单操作来测量小灯泡的额定功率。方案一、二是小明设计的两种不同方案的电路图。则以下判断正确的是。A.两种方案都能B.两种方案都不能C.方案一能，方案二不能D.方案一不能，方案二能14．（2022•镇海区二模）小科打算用伏安法测小灯泡（标有“2.5V”字样）的电阻和额定功率，他用电压恒为3V的电源、滑动变阻器、电流表、电压表等实验器材进行实验。实验次数第一次第二次第三次电压表示数/V122.4电流表示数/A0.060.10.11小灯泡电阻/Ω16.72021.8（1）小科连接了图甲所示的实验电路，通过改变滑动变阻器阻值，进行了多次测量。实验数据如表所示，分析发现，通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，这是因为。（2）在测量小灯泡的额定功率时，小科发现器材中的电流表损坏了。经过仔细思考，小科利用了一个定值电阻R0，设计并连接了如图乙所示的电路，继续开展实验。其操作步骤为：①先闭合开关S，将S1与接线柱a连接，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数U1＝2.5V，此时小灯泡正常工作：②保持滑动变阻器滑片的位置不变，将S1与接线柱b连接，读出此时电压表的示数为U2。则小灯泡的额定功率＝。（用U1、U2、R0表示）四．计算题（共1小题）15．（2022•龙港市模拟）学校项目化学习小组利用实验室的相关器材设计了一个“测力计”模型，可以测量拉力与压力大小，其原理如图中所示，“测力计”的表盘由电压表改装而成。弹簧形变长度ΔL与所受力F的关系如图乙所示，电源电压恒为6伏，R0为10欧，R为均匀电阻丝，长度为40厘米，阻值为10欧，弹簧处于原长时，滑片P恰好指在R的中点，电压表量程为0﹣3伏。手柄的重力与弹簧电阻均不计且弹簧的形变量在弹性限度内，对手柄所施加的力均沿着弹簧的轴线方向。手柄受力大小与电压表的示数U关系如图丙所示。（1）闭合开关S后，该“测力计”测量压力时，则电路消耗的总功率将。（选填“变大”、“不变”或“变小”）（2）将电压表表盘改装成“测力计”表盘，则“0N”对应的电压表示数U0为多少？（3）若R0损坏，将其换成阻值为5欧的电阻，请在图丙的坐标系中画出更换电阻后手柄受力大小与电压表示数关系图，并在坐标轴上标出更换电阻后所能测的拉力的最大值。浙江中考科学试题专题10电功率三年真题篇一．填空题（共6小题）1．（2022•宁波）盛夏，室外温度达36℃，小宁将客厅空调的设定温度设置为28℃，发现空调正常工作时的工作周期：工作10min后会停止工作，5min后再重新工作……周而复始。从该空调铭牌上获悉，空调的制冷额定功率为2000W。（1）空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为1.2×106J。（2）为了节能减排，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，空调新的一个工作周期内，工作时间会小于（填“大于”“等于”或“小于”）10min。【解答】解：（1）空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能W＝Pt＝2000W×10×60s＝1.2×106J。（2）为了节能减排，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，保温效果更好。空调新的一个工作周期内，工作时间会小于10min。故答案为：（1）1.2×106；（2）小于。2．（2022•金华）学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验，实验电路如图甲，绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压恒为6V。回答下列问题：（1）闭合开关后移动变阻器的滑片，当电压表示数为3.8V时，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；（2）实验时，变阻器的滑片向左移动过程中，电流表与电压表示数的比值将变小（选填“变大”“不变”或“变小”）。【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为3.8V，当电压表示数为3.8V时灯泡正常工作，此时灯泡的功率为额定功率，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；（2）图中，电压表测灯的电压，电流测灯的电流，当滑片向左滑动时，变阻器连入电路中的电阻变小，由欧姆定律，电路中电流变大，灯的电压变大，根据P＝UI，灯的功率变大，灯丝的温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻变大；由欧姆定律R=U故答案为：（1）3.8；（2）变小。3．（2021•衢州）绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。（1）使用LED灯照明更符合绿色生态理念；（2）两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为1：12。【解答】解：（1）正常工作时，亮度相同，但LED灯的功率小，消耗的电能少，更符合绿色生态理念；（2）正常工作时，LED的功率为P1＝5W，白炽灯的功率为P2＝60W，由P=Wt得，相等时间内通过W1故答案为：LED；1：12.4．（2021•温州）疫情期间只允许体温正常的师生进入校园，为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别。工作原理为：①若体温正常开关S1闭合，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；②若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M不工作且警示灯亮起；③不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M不工作且警示灯不亮。（1）下列电路设计符合要求的是BC。（可多选）（2）若警示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为10欧，其工作时的功率为0.9瓦。【解答】解：（1）A.若体温异常S1不闭合，动触点与下面的静触点接触，警示灯一直接通，不管人脸识别是否成功（不管S2是否闭合），警示灯都要亮起，故A不符合题意；B.若体温正常开关S1闭合，电磁铁把衔铁吸起，动触点与上面的静触点接触，警示灯断开，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；若体温异常S1不闭合，动触点与下面的静触点接触，电动机M断开，人脸识别成功S2闭合，警示灯接通，此时电动机M不工作警示灯亮起；不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M和警示灯都断开，电动机M不工作且警示灯不亮，故B符合题意；C.若体温正常开关S1闭合，电磁铁把衔铁吸下，动触点与下面的静触点接触，警示灯断开，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；若体温异常S1不闭合，动触点与上面的静触点接触，电动机M断开，人脸识别成功S2闭合，警示灯接通，此时电动机M不工作警示灯亮起；不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M和警示灯都断开，电动机M不工作且警示灯不亮，故C符合题意；D.若体温正常开关S1闭合，动触点与下面的静触点接触，电动机M接通，不管人脸识别是否成功，电动机M工作（门打开），故D不符合题意。（2）若警示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为10欧，其工作时的功率为：P＝UI=U2故答案为：（1）BC；（2）0.9。5．（2020•温州）小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。（1）已知该电路电源电压为6伏，指示灯L工作时的阻值为5欧，滑动变阻器接入电路的阻值为10欧，线圈阻值不计。闭合开关后，线圈吸住铁柱时，指示灯的功率为0.8瓦。（2）若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法。将滑动变阻器接入电路的阻值调小些。【解答】解：（1）由图知，指示灯L与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时，开关闭合，电路的电流为：I=UR小灯泡的电功率为：P＝I2RL＝（0.4A）2×5Ω＝0.8W；（2）若电源电压下降，根据I=U故答案为：（1）0.8；（2）将滑动变阻器接入电路的阻值调小些。6．（2020•绍兴）如图是某电烤箱的内部简化电路图，下表是电烤箱铭牌的部分信息，R0和R均为电热丝，其他电阻均忽略不计。已知R＝202欧。额定电压220V频率50Hz额定功率高温挡低温挡200W（1）电烤箱A、B触点中连接火线的是A触点。（2）闭合总开关，将旋钮开关转到如图所示位置，此时电烤箱处于低温挡（选填“高温挡”或“低温挡”）。（3）在额定电压下，电烤箱高温挡工作2分钟产生内能1.452×105焦。【解答】解：（1）由电路图可知，总开关与A触点相连，根据安全用电的原则可知，连接火线的是A触点；（2）由电路图可知，将旋钮开关转到如图所示位置，R0与R串联，此时电路的总电阻最大，由P＝UI=U（3）电路图可知，R0与R串联，电烤箱处于低温挡，此时电路的总电阻：R总=U2P因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R0的阻值：R0＝R总﹣R＝242Ω﹣202Ω＝40Ω，电烤箱高温挡时电路为R0的简单电路，工作2分钟产生的内能：Q＝W=U2R0t=(220V)240Ω×2故答案为：（1）A；（2）低温挡；（3）1.452×105。二．实验探究题（共6小题）7．（2022•宁波）小宁用如图甲所示电路研究小灯泡的电学特性，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下（第4次实验时电流表指针位置如图乙所示）：实验次数12345电压表示数/V1.01.52.02.53.0电流表示数/A0.170.240.30☆0.37（1）该小灯泡的额定功率为0.85W。（2）用描点法（实验数据对应的点用“×”表示）在图丙上画出该小灯泡灯丝的I﹣U曲线。（3）小宁计算小灯泡的灯丝电阻值时，发现灯丝电阻随着其两端电压的升高而增大。小宁反思：电阻是导体的一种性质，决定和影响导体阻值大小的因素中并没有电压这一因素，那么导体两端电压的变化可能引起了某个因素发生变化！小宁思考后得出这个因素就是温度。【解答】解：（1）第4次实验时电流表指针位置如图乙，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.34A，由表中数据可知，此时电压表示数为2.5V，灯泡正常发光，灯泡额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.34A＝0.85W；（2）用描点法在图丙上画出该小灯泡灯丝的I﹣U曲线，如下图所示：；（3）因为灯丝的电阻与温度有关，并且随温度的升高而增大；当灯泡两端电压增大时，通过灯泡的电流也增大，灯泡的功率变大，灯丝的温度升高，因此灯丝电阻随着它两端电压的升高而增大。故答案为：（1）0.85；（2）见解答图；（3）温度。8．（2021•杭州）小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为2.3V。接下来调节滑动变阻器的滑片向B（选填“A”或“B”）端移动，直至小灯泡正常发光。【解答】解：（1）根据电路图可知，电流表串联接入电路中，电压表并联到灯泡的两端，实物图如图所示：；（2）由图丙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.3V，而额定电压为2.5V，故应使小灯泡两端的电压增大，则应减小变阻器分得的电压，根据串联电路的分压原理，要减小变阻器连入电路中的电阻，即滑片向B移动，使电压表示数为2.5V。故答案为：（1）如图；（2）2.3；B。9．（2021•绍兴）在“测量小灯泡的功率”实验中，电源为2节干电池，小灯泡标有“2.5V”字样。（1）按图甲方式连接好电路，小敏刚要闭合开关时，同组同学提醒他的操作有一个不妥之处，请你帮他指出：滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置。（2）闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，小敏发现小灯泡始终不发光，电压表示数接近于3V保持不变，电流表示数始终为零，则故障原因可能是灯泡处断路。（3）排除故障后，小敏闭合开关进行实验，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为1.05W。（4）实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大（选填“偏大”或“偏小”）。【解答】解：（1）为保护电路，闭合开关前滑动变阻器滑片应置于阻值最大位置，而图甲中，闭合开关前滑片没有置于阻值最大位置；（2）闭合开关，灯泡不亮，且电压表有示数、电流表示数始终为零，造成这种故障的原因是灯泡处断路；（3）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.42A＝1.05W；（4）由图知，电压表与小灯泡并联，所测电压较准确，而电流表测通过小灯泡和电压表的电流，所测电流偏大，由P＝UI可知所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。故答案为：（1）滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置；（2）灯泡处断路；（3）1.05；（4）偏大。10．（2021•丽水）小科开展了课外探究活动：串联电路中，滑动变阻器的电功率与其接入电路电阻的关系。【建立猜想】猜想1：滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而增大；猜想2：滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而减小；猜想3：滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大先增大后减小。【进行实验】将5欧的定值电阻R0、“10Ω3A”的滑动变阻器R、电压恒为15伏的电源、数字电流表和电压表、开关、若干导线按如图甲所示电路图连接。（1）图甲中电压表测滑动变阻器两端的电压；（2）实验中，将滑动变阻器滑片向右移动（填“左”或“右”），电流表示数变小；（3）实验中，R分别取0欧、1欧……10欧接入电路，观察记录并处理数据，得到下表，请将表中缺失的数据补充完整；R阻值/欧012345678910电流/安3.002.502.141.881.671.501.361.241.141.061.00电压/伏0.002.504.285.646.687.508.168.689.129.5410.00电功率/瓦0.006.259.1610.6011.1611.2511.1010.7610.4010.1110.00【得出结论】根据实验数据，作出滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻变化的曲线（如图乙），小科得出结论：猜想3成立，且当R＝R0时，滑动变阻器的电功率最大。【交流评价】（4）小科只通过上述探究得出实验结论可靠吗？并说明理由不可靠，只通过一次实验不能探究得出可靠的实验结论，需要多次测量找普遍规律。。【解答】解：（1）由图知电压表并联在滑动变阻器的两端，所以电压表测量滑动变阻器两端的电压；（2）由图知电压表并联在滑动变阻器的两端，当电流表的示数减小时，由I=U（3）表格中第5次的功率值为：P＝UI＝7.50V×1.50A＝11.25W；（4）只通过一次实验不能探究得出可靠的实验结论，需要多次测量找普遍规律。故答案为：（1）滑动变阻器；（2）右；（3）11.25；（4）不可靠、只通过一次实验不能探究得出可靠的实验结论，需要多次测量找普遍规律。11．（2020•杭州）小金用如图甲所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为3Ω，滑动变阻器R1上标有“2A5Ω”字样。实验数据如表所示。实验次数123456电流表示数/A0.380.430.500.600.75①电压表示数/V1.861.711.501.200.750.00变阻器电功率/W0.710.740.750.720.560.00（1）用笔画线代替导线，完成图乙的电路连接。（2）表中第6次实验时，电流表示数如图丙所示，则表中数据①是1.00。（3）根据实验数据可知，此电路中，滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是随着滑动变阻器接入电路电阻值的增大（或减小），其电功率先增大后减小。【解答】解：（1）由图甲知，电流表、定值电阻R0和滑动变阻器应串联接入电路中，电压表并联在变阻器的两端，注意变阻器应采用“一上一下”的接法，由此连接实物图，如图所示：（2）由图丙知，电流表量程0～3A，分度值0.1A，其示数为1.00A，即表中数据①是1.00。（3）由表中数据，由R=UI计算6次实验中滑动变阻器接入电路的阻值分别为：4.89Ω、3.98Ω、3Ω、2Ω、1Ω、0Ω，变阻器连入电路的阻值从0Ω到5故答案为：（1）见上图；（2）1.00；（3）随着滑动变阻器接入电路电阻值的增大（或减小），其电功率先增大后减小。12．（2020•金华）某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、滑动变阻器（“20Ω1A”）、开关各一只，导线若干。（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3.8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为1.52瓦。（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表0～15V的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0～3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：步骤一：按图甲电路先将电压表（0～3V）接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏。断开开关，拆下电压表；步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在滑动变阻器两端；步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左（填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为2.2伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。（3）反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。【解答】解：（1）当电压表的示数为3.8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.4A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W；（2）步骤二：根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为：6V﹣3.8V＝2.2V＜3V，灯的电压为额定电压，故保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在滑动变阻器的两端；步骤三：原来变阻器的电压为6V﹣3V＝3V，大于2.2V，故应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路的电阻，故闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左移动，直到电压表示数为2.2V，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。故答案为：（1）1.52；（2）滑动变阻器；左；2.2。三．计算题（共6小题）13．（2021•丽水）智能家居带给我们健康、舒适的生活，如智能马桶（图甲），某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示，电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b，再通过开关S1的通断，实现“高、中、低”三种温档的调节，其中低温挡的功率为20瓦，电阻R2为1210欧。（1）座圈加热时，把电能转化为内能；（2）当开关S1闭合、S2接a时，该座圈的电路相当于下列选项中的C；（3）1千瓦时的电能可供该座圈低温挡工作多少小时？（4）该座圈处于中温档工作时的电功率为多少？【解答】解：（1）座圈加热时，把电能转化为内能；（2）当开关S1闭合、S2接a时，两电阻并联。图A为R1的简单电路，图B为两电阻串联的电路，图C为两电阻并联的电路，故该座圈的电路相当于下列选项中的C；（3）1千瓦时的电能可供该座圈低温挡工作的时间t=WP（4）当开关S1闭合、S2接a时，两电阻并联。总电阻最小，根据P＝UI=U闭合S1，S2接b时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，根据P＝UI=U当开关S1断开、S2接b时，两电阻串联。总电阻最大，根据P＝UI=U该座圈处于低温挡时，电路的总电阻R串=U2P低温=(220V)220W=2420Ω，则R1＝R串﹣R2该座圈处于中温档工作时的电功率P中温=U2故答案为：（1）内；（2）C；（3）1千瓦时的电能可供该座圈低温挡工作50小时；（4）该座圈处于中温档工作时的电功率为40W。14．（2020•金华）为延长蔬果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置。装置如图甲所示，控制电路中电源电压恒为3伏，R1为热敏电阻，R2阻值为10欧，电磁铁线圈阻值忽略不计。R1阻值随温度的变化关系如图乙所示。当温度升高到启动值时，控制电路中电流达到0.1安，衔铁吸下，制冷器启动工作；当温度降低到设定值后。工作电路断开，制冷器停止工作，如此进行间歇性循环工作。图丙为工作电路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。请完成下列问题：（1）通过计算并结合图乙确定该制冷器启动工作的温度。（2）在图丙所示的1小时内工作电路中制冷器消耗的总电能是多少？【解答】解：（1）由图可知，R1与R2串联，由I=UR可得，该制冷器启动工作的总电阻R=U则R1＝R﹣R2＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，查乙图可知定该制冷器启动工作的温度5.6℃；（2）在图丙所示的1小时内工作时间t＝15min+10min+10min+10min＝45min＝2700s，由P=Wt可得，制冷器消耗的总电能W＝Pt＝2400W×2700s＝6.48×106答：（1）通过计算并结合图乙确定该制冷器启动工作的温度为5.6℃。（2）在图丙所示的1小时内工作电路中制冷器消耗的总电能是6.48×106J。15．（2020•嘉兴）图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇（部分参数如表），具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两挡工作状态。喷雾小风扇部分参数输出电压4V喷雾功率4W出风功率4W电池容量6000mAh（1）小风扇喷出的水雾在空气中发生了汽化（填物态变化的名称），从周围吸热，起到降温作用。（2）图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内的水位较低时，红灯亮报警，请结合图说明其工作原理。当水位降低到探针以下时，控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁弹回，红灯所在电路接通，则红灯亮。（3）小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少？（4）商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5小时，通过计算判断他们的宣传与实际是否相符。【解答】解：（1）小风扇喷出的水雾，其降温作用是通过水雾的汽化吸热而实现的。（2）当水位降低到探针以下时，控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁弹回，红灯所在电路接通，则红灯亮；（3）小风扇在只扇风时功率为4W，则工作10分钟所消耗的电能W＝Pt＝4W×600s＝2400J；（4）电池的容量为W′＝UIt′＝4V×6A×3600s＝86400J，根据P=Wt″=W'P=86400J4W+4W=10800s＝故答案为：（1）汽化；（2）当水位降低到探针以下时，控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁弹回，红灯所在电路接通，则红灯亮：（3）小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是2400J；（4）商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5小时与实际不相符。16．（2020•绍兴）小敏家住某5层公寓楼中的4楼，当他在1楼按下楼道灯开关，5盏“220V12W”的楼道灯全部点亮，然后延时60秒均自动关闭。他正常每登一层楼所需时间为12秒。小敏意识到楼道灯这样的工作方式有些浪费电能，对楼道电路进行设计，改进电路如图，K为启动延时开关，S为感应跳转开关，K按下时S接通触点1、2，S感应到人到2楼，跳转至触点2、3，感应到人到3楼，跳转至触点3、4……跳转后若20秒后感应不到人，则K断开。（1）按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗多少电能？（2）改进后的方案中，S跳转前后，通过启动延时开关的电流大小不变（选填“增大”、“减小”或“不变”），小敏正常上楼回家一次，比原来节约多少电能？【解答】解：（1）按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗的电能为：W＝Pt＝5×12W×60s＝3600J；（2）由题意可知，每盏灯的规格相同，它们都能各自独立工作，工作时的电流是相同的；一楼灯消耗的电能为：W1＝Pt1＝12W×12s＝144J；二楼灯消耗的电能为：W2＝Pt2＝12W×24s＝288J；三楼灯消耗的电能为：W3＝Pt3＝12W×24s＝288J；四楼灯消耗的电能为：W4＝Pt4＝12W×（12s+20s）＝384J；五楼灯消耗的电能为：W5＝Pt5＝12W×20s＝240J；消耗的总电能为：W'＝W1+W2+W3+W4+W5＝144J+288J+288J+384J+240J＝1344J；节约的电能为：△W＝W'﹣W＝3600J﹣1344J＝2256J。故答案为：（1）消耗的电能为3600J；（2）不变；节约的电能为2256J。17．（2020•台州）电热水壶由分离式底座和壶身两个部分组成。分离式底座由电源线、圆形底座和供电插座组成，如图甲：电热水壶内部简化电路，如图乙。（1）为防止触电，供电插座的外壳材料应是绝缘体（选填“绝缘体”或“导体”）。（2）电热水壶额定电压为220伏，额定功率为1000瓦，求：①电阻R1的阻值是多少？②正常工作时，烧开一壶水需要300秒，消耗多少电能？（3）为满足人们随时取用热水需求，电热水壶需设置保温功能。现有一个温控开关（一定温度时，可以自动断开或闭合；元件符号为“”），一个阻值远大于R1的定值电阻Rx（元件符号为“”）。要求利用提供的器材，对原电热水壶的简化电路进行改进，实现既可加热又能保温的功能，且加热功率保持不变。请在答题卷的虚线框内画出电路图，并说明保温的工作原理。【解答】解：（1）为防止触电，供电插座的外壳材料应不容易导电是绝缘体；（2）①由P＝UI=U2R可得，电阻R1=U2P②由P=WW＝Pt＝1000W×300s＝3×105J；（3）由题意可知，电热水壶改进后加热功率保持不变即电路仍为R1的简单电路，保温时R1与Rx串联，且保温和加热是通过温控开关来实现的，改进的电路如下图所示：保温的工作原理：开关S和温控开关均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，由P＝UI=U2R可知，电源的电压一定时，电路的总功率最大，电热水壶处于加热状态，当电热水壶内的水烧开后，温控开关断开，此时电路中R1与答：（1）绝缘体；（2）①电阻R1的阻值是48.4Ω；②正常工作时，烧开一壶水需要300秒，消耗3×105J的电能；（3）如解答所示。18．（2020•湖州）方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。（1）实线表示的是R0（选填“R”或“R0”）的功率与电流的关系。（2）求R0的阻值。（写出计算过程）（3）当电流表示数为0.5安时，求R消耗的功率。（写出计算过程）【解答】解：（1）研究电功率和电流的关系，通过调节变阻器R的滑片改变电路中电流，由P＝I2R知，在电阻一定时，电功率P与电流I是二次函数关系，R0＞0，所以图像开口向上，图乙中实线是定值电阻R0的功率与电流的关系，虚线表示滑动变阻器R的功率与电流关系。（2）由图乙中，R0的功率与电流关系图像知，I＝2A时，P0＝32W，由P＝I2R可得，R0的阻值；R0=P0I（3）由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中电流，当滑动变阻器R连入阻值为0时，R0的简单电路，电路的电路中电流最大，由图像知此时的电流I＝2A，由P＝UI可得，电源电压：U＝U0=P0由欧姆定律可得，当电路中电流I′＝0.5A时，R0两端电压：U0′＝I′R0＝0.5A×8Ω＝4V，由串联电路特点知，此时R两端电压：UR＝U﹣U0′＝16V﹣4V＝12V，R消耗的功率：PR＝URI′＝12V×0.5A＝6W。故答案为：（1）R0；（2）R0的阻值为8Ω；（3）当电流表示数为0.5安时，R消耗的功率为6W。四．解答题（共5小题）19．（2022•台州）某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机，设计了发热部分的两种电路，如图甲、乙所示。（1）图甲中，当开关S闭合、S1断开时，R1和R2的连接方式是串联，此时处于低温挡工作状态。（2）若选用图乙所示电路，电源电压为24伏，想要实现发热电阻R3的电功率为120瓦，则选用R3的阻值应为多少？（3）按图乙电路制作的暖风机高温挡的总功率为200瓦，在高温挡工作600秒，暖风机所消耗的电能是多少？【解答】解：（1）甲方案中，开关S、S1均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总功率P甲1=U开关S闭合、S1断开时，R1与R2串联，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电路的总功率P甲2=U因P甲1=U2R1＞所以，开关S、S1均闭合时，电热器处于高温挡；开关S闭合、S1断开时，电热器处于低温挡；（2）R3的阻值应为：R3=U2P（3）暖风机所消耗的电能：W＝Pt＝200W×600s＝1.2×105J。答：（1）串联；低温；（2）R3的阻值应为4.8Ω；（3）暖风机所消耗的电能为1.2×105J。20．（2022•宁波）电动汽车正在走进千家万户。高速公路上有一平直路段AB，相距5km，一辆电动汽车从A地匀速运动到B地用时0.05h，这一行程中电动汽车的平均能耗为0.22kW•h/km。（1）从A地到B地，电动汽车的速度为100km/h。（2）从A地到B地，电动汽车消耗的电能为1.1kW•h。（3）不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的CO2排放系数为：1.00kg/kW•h（消耗1kW•h的电能相当于排放1.00kg的CO2）。求汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放多少千克的碳元素？（4）从A地到B地的行程中，电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进，求汽车受到的阻力大小。【解答】解：（1）从A地到B地，电动汽车的速度v=st（2）从A地到B地，电动汽车消耗的电能W＝0.22kW•h/km×5km＝1.1kW•h＝3.96×106J。（3）汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放的碳元素的质量m＝1.00kg/kW•h×1.1kW•h＝1.1kg。（4）从A地到B地的行程中，电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进，牵引力做的功W牵＝W×75%＝3.96×106J×75%＝2.97×106J，牵引力的大小F=W牵电动汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，故汽车受到的阻力大小f＝F＝594N。故答案为：（1）100。（2）1.1。（3）汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放1.1kg的碳元素。（4）汽车受到的阻力大小为594N。21．（2022•绍兴）图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合），R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0挡为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ挡是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。（1）S1从0挡转到Ⅰ挡开始工作，温控开关S2的状态是闭合（选填“断开”或“闭合”）。（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是热传递（选填“做功”或“热传递”）。（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是b、c。（4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，求发热管消耗的电能。【解答】解：（1）因为当锅体温度达到设定值时温控开关自动断开，当锅体温度低于一定值时温控开关自动闭合，所以S1从0挡转到Ⅰ挡刚开始工作，温度较低，温控开关S2的状态闭合；（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是热传递；（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。由P=U2R可知，在Ⅳ挡时连入电路的电阻最小，则应将b（4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦，则Ⅳ挡加热时的电阻为：RⅣ=U2P所以Ⅲ挡工作时的电阻为：RⅢ＝2RⅣ＝2×48.4Ω＝96.8Ω，所以电火锅在Ⅲ挡工作5分钟消耗的电能为：W＝UIⅢt=U2RⅢt=(220V)296.8Ω×5故答案为：（1）闭合；（2）热传递；（3）b、c；（4）电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，发热管消耗的电能为1.5×105J。22．（2022•嘉兴）寒冷的冬天，人们经常会使用油汀取暖器。如图为小舟家油汀取暖器的工作原理示意图，R1和R2为发热体，其部分参数如表所示，试回答问题：产品类型油汀取暖器额定电压220V发热体R1规格48.4Ω发热体R2规格96.8Ω操作挡位三挡（1）取暖器的工作原理：导热油是一种易导热但不易导电的液体。接通电路，发热体放热，导热油吸热，温度升高，密度变小，在油管内上升，同时向周围的空气散热，到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热。（2）取暖器有高、中、低三挡，小舟选择中挡在房间内取暖。使用一段时间后发现一个规律，取暖器工作25分钟后，温控开关断开停止加热，5分钟后温控开关又自动闭合，取暖器再次工作，如此循环，维持室温的基本恒定。则选择中挡使用时，取暖器每小时消耗多少电能？（3）某次使用时，取暖器突然不工作了，于是小舟和父亲一起寻找故障。接入电源，闭合所有开关，用测电笔检测a～i各处，发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是温控开关发生断路。【解答】解：（1）导热油是一种易导热但不易导电的液体。接通电路，发热体放热，导热油吸热，温度升高，质量不变，体积膨胀，根据ρ=m（2）由表格数据知R1电阻值小于R2电阻值，根据P=U2R知，当只闭合开关S、S2时电阻R2工作，是低温挡，只闭合开关S、S1时电阻R1工作，是中温挡，开关均闭合时，R1、取暖器中温挡的功率：P=U2取暖器中温挡每小时消耗的电能：W＝Pt＝1000W×（25+25）×60s＝3×106J；（3）取暖器突然不工作了，a、b两处测电笔的氖管能发光，说明没有电路不是发生短路而造成的空气开关断开，是电路中发生了断路；b处测电笔的氖管能发光，d处测电笔的氖管能不发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是温控开关发生断路。答：（1）导电；密度；（2）取暖器中温挡每小时消耗的电能是3×106J；（3）温控开关发生断路。23．（2020•舟山）图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇（部分参数如表），具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两挡工作状态。喷雾小风扇部分参数输出电压4V喷雾功率4W出风功率4W电池容量6000mAh（1）图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内的水位较低时，红灯亮报警，请结合图说明其工作原理。当水位降低到探针以下时，控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁弹回，红灯所在电路接通，则红灯亮。（2）小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少？（3）商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5小时，通过计算判断他们的官宣与实际是否相符。【解答】解：（1）当水位降低到探针以下时，控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁弹回，红灯所在电路接通，则红灯亮；（2）小风扇在只扇风时功率为4W，则工作10分钟所消耗的电能W＝Pt＝4W×600s＝2400J；（3）电池的容量为W′＝UIt′＝4V×6A×3600s＝86400J，根据P=Wt″=W'P=86400J4W+4W=10800s＝故答案为：（1）当水位降低到探针以下时，控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁弹回，红灯所在电路接通，则红灯亮：（2）小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是2400J；（3）商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5小时与实际不相符。

一年模拟篇一．选择题（共7小题）1．（2022•鄞州区模拟）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V、3W”字样。当S闭合，S1、S2断开，滑片P从b端滑到中点时，电流表的示数变化了0.1A，此时电压表的示数为6V；保持滑片P在中点，再闭合S1、S2，电流表的示数又变化了2A。不计温度对电阻的影响，则下列判断错误的是（）A．电源电压为8V B．定值电阻R0的阻值为24Ω C．电路消耗的最小电功率为3.2W D．滑动变阻器的最大阻值为8Ω【解答】解：（1）当S闭合，S1，S2断开，灯泡L与变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑片P在中点时，电压表的示数为6V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI可得，电路中的电流：I＝IL=PL由I=URL=UL因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：U＝I（RL+R2）＝0.5A×（12Ω因滑片P从b端滑到中点时，电流表的示数变化了0.1A，所以，当滑片位于b端时，电路中的电流：I′＝I﹣0.1A＝0.5A﹣0.1A＝0.4A，则电源的电压：U＝I′（RL+R）＝0.4A×（12Ω+R），因电源的电压不变，所以，0.5A×（12Ω+R2）＝0.4A×（12Ω解得：R＝8Ω，故D错误；电源的电压U＝I′（RL+R）＝0.4A×（12Ω+8Ω）＝8V，故A错误；（2）保持滑片P位于中点位置不变，闭合S1、S2，R0与12R因电流表的示数又变化了2A，所以，干路电流：I″＝I+2A＝0.5A+2A＝2.5A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过变阻器的电流：IR=U1因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R0的电流：I0＝I″﹣IR＝2.5A﹣2A＝0.5A，则R0的阻值：R0=UI0=8V（3）由电路图可知，当S闭合，S1，S2断开，滑片P位于b端时，电路消耗的总功率最小，则P=U2R+R故选：B。2．（2022•常山县模拟）科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是（）A．压强 B．电功率 C．电流 D．速度【解答】解：A、由图可知，横坐标表示受力面积，纵坐标表示压力，阴影部分面积等于压力和受力面积的乘积，由p=FS可知，压强等于压力和受力面积的比值，故B、由图可知，横坐标表示电流，纵坐标表示电压，阴影部分面积等于电压和电流的乘积，由P＝UI可知，阴影部分面积表示电功率，故B正确；C、由图可知，横坐标表示电阻，纵坐标表示电压，阴影部分面积等于电压和电阻的乘积，由I=UR可知，电流等于电压与电阻的比值，故D、由图可知，横坐标表示时间，纵坐标表示路程，阴影部分面积等于路程和时间的乘积，由v=st可知，速度等于路程与时间的比值，故故选：B。3．（2022•柯桥区一模）灯泡L上标有“6V6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化关系如图（甲）所示。现把灯泡L接入如图（乙）所示的电路中，若电路电源电压为9V不变，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”。则下列说法正确的是（）A．灯泡L的电阻值随电压表的示数增大而增大 B．滑动变阻器电功率随着它两端电压的增大而减小 C．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为6V D．为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为9W【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。A．由图甲可知，电压每增加1V，电流的变化量越来越小。由R=UI可知，灯泡L的电阻值随灯泡两端的电压的增大而增大。由图乙可知，电压表测的是滑动变阻器两端的电压，由串联电压特点可知，滑动变阻器两端电压减小，灯泡两端的电压增大，故灯泡L的电阻值随电压表的示数减小而增大。故C．由图甲可知，当电流为0.4A时，小灯泡两端的电压为1V。由串联电路电压特点可知，滑动变阻器两端的电压即电压表的示数为：U滑＝U﹣UL＝9V﹣1V＝8V，故C错误；D．小灯泡的额定电流为：I额=P额U额=6W6V=1A，电路电源电压为9V不变，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”。为了保证电路安全，电路的最大电流为0.6A，整个电路消耗的最大功率为：P＝B．由串联分压原理可知，滑动变阻器的阻值变大，两端的电压随之变大。滑动变阻器电功率为：P滑所以，当RL＝R时，滑动变阻器的电功率最大。滑动变阻器由0增大时，电功率是先增大后减小的。但为了保证电路安全，电流不能超过0.6A，由图甲可知，灯泡两端的最大电压为2V。此时小灯泡的阻值为：RL此时滑动变阻器两端的电压为：U滑'＝U﹣UL'＝9V﹣2V＝7V，滑动变阻器最小接入电路的阻值为：R滑小因此滑动变阻器的阻值大于小灯泡的电阻，滑动变阻器的阻值越大，两端电压越大，灯泡两端的电压越小，灯泡的电阻越小，滑动变阻器的阻值与灯泡的电阻的差值越大，滑动变阻器的电阻始终无法与小灯泡电阻相等。综上可知，滑动变阻器电功率随