2024年中考物理真题分类汇编（全国）：专题15 电功、电功率和电热（第02期）（教师版）

专题15电功、电功率和电热

【中考新考法】

1.（2024·天津）生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现

天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。

【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为U0的电源上（如图所示），加

热功率为P0，该电热丝的电阻R0____________。（不考虑温度对电阻的影响）

【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方

式连接在电压为U0的电源上，可以得到另外两个加热功率P1和P2，且P1P2。请你在图

甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出P1与P2之比。说明：电热丝上只

有a、b、c三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。_____

【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S，通过开关S0的通断和S在1、2触

、

点间的切换，实现加热垫P0P1和P2三档功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优

化要求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。____

2

U0

【答案】①.R0②.，1:2，推

P0

导见解析③.

【解析】

【初步设计】

U2

根据P得

R

2

U0

P0

R0

【改进设计】设计甲乙电路图如图所示

1

将电热丝的中点与一端相连，另一端接电源，此时电阻为R，功率为

20

U22U2

P002P

11R0

R0

20

将电热丝的中点与一端相连，然后将这一端与电源的一端相连，电源的另一端与电热丝的另

11

一端相连，实际上是R和R并联，此时的总电阻为

2020

11

RR

RR001

R1222R

RR1140

12RR

2020

总功率为

U2U24U2

P004P

2R1R0

R0

40

P1与P2之比为

P1:P22P0:4P01:2

【优化设计】当S与2触点接触，S0断开时，只有R0的简单电路，此时加热垫处于P0功率

档；

1

当只闭合S0时，只有R的简单电路，此时加热垫处于P1功率档；

20

11

当S与1触点接触，S0闭合时，R和R并联，此时加热垫处于P2功率档；

2020

优化设计如图所示：

【结合生活实际】

2.（2024·陕西A卷）如图，是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。

（1）电热水杯正常工作时的电流是多少？

（2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值是多少？

【答案】（1）4A；（2）55Ω

【解析】

解：（1）由图可知，电热水杯的额定电压为220V，额定功率为880W，则正常工作时的电

流

P880W

I4A

U220V

（2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值

2

U2220V

R55Ω

P880W

答：（1）电热水杯正常工作时的电流是4A；

（2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值是55Ω。

考点1电能电功

1.（2024·吉林）图中仪表可以用来计量（）

A.导体的电阻B.电路中的电流

C.用电器两端的电压D.用电器在一段时间内消耗的电能

【答案】D

【解析】

图上有kW·h，则图中仪表为电能表。电能表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的

仪表，故ABC不符合题意，D符合题意。

故选D。

2.（2024·湖北武汉）某同学家浴室里安装了一款风暖浴霸，它既可以实现照明、换气的

功能，又可以实现送自然风、暖风、热风的功能，其简化电路如图所示，开关S可分别与0、

1、2触点接触，R1、R2是两根阻值相同的电热丝。下表是浴霸电路的部分参数。

额定电压220V

照明功率20W

换气功率35W

暖风功率1133W

热风功率2233W

关于下列结论：

①开关S1断开、S与触点1接触时，浴霸处于送自然风状态

②每根电热丝的阻值为44Ω

③电路中通过开关S的电流最大为10.15A

④浴霸工作10分钟，电路消耗的电能最大为1.3398×106J

其中正确的是（）

A.①③B.②③C.②④D.③④

【答案】B

【解析】

①分析电路图可知，开关S1断开、S与触点1接触时，只有一个电动机接入电路，浴霸处

于换气状态，故①错误；

②开关S与2接触，S2、S3只闭合一个时，电动机与一个电阻并联，此时为暖风状态，开关

S与2接触，S2与S3同时闭合时，电动机与两个电阻同时并联，则一个电阻的功率为

P2233W1133W1100W

则电阻

2

U2220V

R44Ω

P1100W

故②正确；

③当电动机与两个电阻同时并联，通过开关S的电流最大，最大电流

P2233W

I10.15A

mU220V

故③正确；

④浴霸工作10分钟，电路消耗的最大电能

WPt2233W600s1.3398107J

故④错误；

故选B。

3.（2024·山东滨州）（多选）某次实践活动中，小滨观察了某型号家用电热水器的铭牌如

33

图甲所示，他查看说明书发现其简化电路如图乙所示。已知ρ水=1.0×10kg/m，c水

=4.2×103J/(kg·℃)。下列分析正确的是（）

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1.26×107J

C.R的阻值为24.2Ω

D.断开其他用电器，仅让电热水器高温挡正常加热1min，可使图丙所示电能表的转盘转

100r

【答案】ABD

【解析】

U2

A．由图乙可知，当当S接“1”时，R被短路，电路中只有R0，此时电阻较小，由P

R

可知，功率较大，电热水器为高温挡，故A正确；

B．由表甲可知，热水器的容积为60L即0.06m3，则满箱水的质量为

333

m水=ρV=1.0×10kg/m×0.06m=60kg

则由20℃升高到70℃，水吸收的热量为

37

Q吸=c水m(t-t0)=4.2×10J/(kg·℃)×60kg×(70℃-20℃)=1.26×10J

故B正确；

C．由表甲可知，高温档的功率为2000W，则R0的阻值为

U2(220V)2

R024.2Ω

P高2000W

低温档的功率为200W，则R和R0的总阻值为

U2(220V)2

R总242Ω

P低200W

根据串联电路电阻的关系可知，R的阻值为

R=R总-R0=242Ω-24.2Ω=217.8Ω

故C错误；

D．断开其他用电器，仅让电热水器高温挡正常加热1min，消耗的电能为

11

WPt2kWhkWh

高6030

电能表的转盘转

1

nkWh3000rkWh100r

30

故D正确。

故选ABD。

4.（2024·内蒙古赤峰）（1）用天平测量物体质量，天平平衡时，右盘中的砝码和游码的

位置如图甲所示，则物体的质量是___________g。

（2）如图乙所示，电能表的示数为___________kW·h。

【答案】①.19.0②.2385.6

【解析】

（1）[1]由图甲知天平标尺的分度值是0.2g，物体的质量

m=5g+10g+4.0g=19.0g

（2）[2]电能表的最后一位数是小数，单位是kW•h，图示电能表的示数为2385.6kW•h。

5.（2024·甘肃武威）如图所示，电能表的读数为___________度；该电路中能接入的用电

器总功率最大为___________W。

【答案】①.213.9②.4400

【解析】

[1]电能表的读数为213.9kW·h，即213.9度。

[2]电能表允许通过的最大电流20A，由P=UI可得，该电路中能接入的用电器总功率最大为

PUI220V20A4400W

6.（2024·黑龙江绥化）如图为家庭电路的电能表，该电能表允许接入用电器的最大总功

率是__________W；表盘上的某个参数模糊不清，为测得这个参数，仅将额定功率为1200W

的空调接入电路，正常工作1min电能表转盘转了60转，计算可知该参数为

__________r/(kW∙h)。

【答案】①.8800②.3000

【解析】

[1]由电能表的参数知，该电能表允许接入用电器的最大总功率

PUI220V40A8800W

[2]1min内，空调消耗的电能

1

WPt1.2kWs0.02kWh

60

设电能表消耗1kWh的电能，转盘转了n转，则有

n60r

∙

1kWh0.02kWh

解得n=3000r，所以该参数为3000r/(kWh)。

7.（2024·吉林）小明在家煮饭时，闻到∙了米饭的香味，这是_____________现象。他使用

的电饭锅额定功率是1000W，正常工作10min消耗的电能为_____________J。

【答案】①.扩散②.6105

【解析】

[1]由于分子在不停地做无规则运动，所以能闻到米饭的香味，这属于扩散现象。

[2]正常工作10min消耗的电能为

WPt1000W600s6105J

8.（2024·黑龙江龙东）小叶同学利用如图电能表测量电热水器消耗的电能，将电热水器

单独连接在电路中，观察到电能表上的铝盘1min转了60转，电热水器消耗的电能是

___________kW·h，如果这些能量由天然气来提供，需要完全燃烧__________m3的天然气。

73

q天然气4.010J/m

【答案】①.0.02②.1.8103

【解析】

[1]电能表盘中的3000r/(kW•h)表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，则

转60r实际消耗的电能

60r

W0.02kW·h0.023.6106J7.2104J

3000r/kW·h

[2]干木柴的热值q4.0107J/kg，由QqV得，这些能量若由完全燃烧的天然气放出，

需要的天然气的体积

4

Q放W7.210J

33

V731.810m

q天然气q天然气4.010J/m

9.（2024·天津）使用厨房中的电热水器将质量为5kg的水从20℃加热到50℃，该热水

3

器消耗了0.2kWh的电能。已知c水4.210J/kg℃，求：

（1）水吸收的热量；

（2）该热水器的热效率。

【答案】（1）6.3105J；（2）87.5%

【解析】

解：（1）水吸收的热量为

35

Q吸c水mtt04.210J/kg·℃5kg50℃20℃6.310J

（2）该热水器的热效率为

5

Q吸6.310J

87.5%

W0.23.6106J

答：（1）水吸收的热量为6.3×105J；

（2）该热水器的热效率为87.5%。

10.（2024·广东）某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能，其简化电路如图所示。发热

电阻R110，紫外灯L规格为“220V50W”。闭合开关S1和S2，消毒柜正常工作，

求：

（1）通过R的电流；

（2）R的电功率；

（3）L工作100s消耗的电能。

【答案】（1）2A；（2）440W；（3）5000J

【解析】

解：（1）由题意可得，灯泡L和电阻R并联在电路中，消毒柜正常工作，所以电路中的电

源电压为220V，通过R的电流

U220V

I2A

R110Ω

（2）R的电功率为

PUI220V2A440W

（3）紫外灯L两端的电压为220V，正好处于额定电压工作状态，工作100s消耗的电能

WPt50W100s5000J

答：（1）通过R的电流为2A；

（2）R的电功率为440W；

（3）灯泡L工作100s消耗的电能5000J。

11.（2024·甘肃临夏）某品牌电热水壶铭牌如图甲所示，该电热水壶内部简化电路图如图

乙所示。该电热水壶正常工作时，将1.5L初温为20℃的水加热至沸腾，用时6min。已知：

333

外界大气压为1标准大气压，c水4.210J/(kg℃)，水1.010kg/m。

（1）只闭合S1时，该电热水壶处于______（选填“保温”或“加热”）状态；

（2）求电阻R2的阻值；（）

（3）求在上述过程中电热水壶烧水的效率。（）

【答案】①.保温②.1185.8③.70%

【解析】

U2

（1）[1]分析电路可知，只闭合S时，R、R串联，此时电路总电阻最大，根据P

112R

可知总功率最小，为保温状态；、均闭合时，单独工作，此时电路总电阻较小，根

S1S2R1

U2

据P可知总功率最大，为加热状态。

R

（）加热状态时，单独工作，则阻值为

2[2]R1R1

2

U2220V

R124.2Ω

P加2000W

保温状态时，、串联，则总电阻为

R1R2

2

U2220V

R总1210Ω

P保40W

则电阻R2的阻值为

R2R总R1121024.21185.8

（3）[3]水的质量为

3333

m水V1.010kg/m1.510m1.5kg

水吸收的热量为

3

Q吸cmΔt4.210J/kg·℃1.5kg100℃20℃504000J

消耗电能为

WP加t2000W660s720000J

则电热水壶烧水的效率为

Q吸504000J

100%70%

W720000J

12.（2024·广东深圳）已知某品牌混动飞行汽车电池容量20kW·h。当汽车功率为20kW

时，以100km/h的速度行驶；当汽车功率为10kW时，以70km/h速度行驶。A为车耗电

与电池总容量之比。当A为80%时，车将采取“强制保电”措施关闭纯电模式，不再由纯

电驱动。已知：s3：（s2+s4）=5：3

A0~10%10~50%50~55%55~75%75~80%

s16kms1s2s3s4

（1）亮亮发现：飞行汽车匀速上升时动能_________，机械能_________；（均填“增大”、

“减小”或“不变”）

（2）当用电柱给飞行汽车充电时，蓄电池作为_________（选填“开关”、“用电器”或“电

源”）。下面哪个图与电动机的原理相同？_________；

（3）帮助思考乐亮亮同学思考飞行汽车在现实生活中可以应用的场景_________；

（4）下图是内燃机的_________冲程；

（5）若此次测试后充电，电费为1.1元/度，从测试结束的电量充电，充满电需要的电费为

_________元；

（6）求帮助亮亮算出此次“纯电制动”时距离为_________km。

【答案】①.不变②.增大③.用电器④.A⑤.上班⑥.压缩

⑦.17.6⑧.100.8

【解析】

（1）[1][2]亮亮发现：飞行汽车匀速上升时质量不变，速度不变，动能不变，高度升高，重

力势能增大，机械能为动能与势能的总和，则机械能增大。

（2）[3]当用电柱给飞行汽车充电时，蓄电池消耗电能，作为用电器。

[4]电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力的作用。

A．通电线圈的在磁场中受力的作用运动，故A符合题意；

B．闭合电路中的部分导线切割磁感线会产生感应电流，是电磁感应现象，故B不符合题意。

故选A。

（3）[5]飞行汽车适合较近距离的运输，可以用于上班或者上学。

（4）[6]下图的冲程两气阀关闭，活塞向上移动，是内燃机的压缩冲程。

（5）[7]当A为80%时，车将采取“强制保电”措施关闭纯电模式，不再由纯电驱动，则从

测试结束的电量充电，充满电需要的电费为

80％201.1元=17.6元

（6）[8]由图像得，A为10~50%时，功率为20kW，此过程中汽车消耗的电能为

W50％10％W总40％20kWh8kWh

W

由P得，此过程汽车飞行的时间为

t

W18kWh

t10.4h

P120kW

s

由v得，此过程中汽车运动的路程

t

s1v1t1100km/h0.4h=40km

由图像得，A为55~75%时，功率为10kW，此过程中汽车消耗的电能为

W275％55％W总=20％20kWh=4kWh

W

由P得，此过程汽车飞行的时间为

t

W24kWh

t2=0.4h

P210kW

s

由v得，此过程中汽车运动的路程

t

s3v2t270km/h0.4h=28km

依题意得

s3:s2s45:3

则

33

sss=28km=16.8km

24535

此次“纯电制动”时距离为

ss0~10％s1s2s3s416km40km16.8km+28km=100.8km

考点2电功率

13.（2024·陕西A卷）中药煎煮方式分为“文火”和“武火”，小明受此启发，用手动开

关、温控开关、水量开关、加热电阻和限流电阻（、阻值不随温度变

S1S2S3R1R2R1R2

化），设计了煎药壶电路，其中S1为总开关，电源电压为220V。闭合开关S1，能实现下表

所示的功能，下列关于此电路的分析正确的是（）

温度℃温控开关壶内水量水量开关的功率煎煮方式

t/S2V/LS3R1P/W

60闭合0.2闭合800武火

60断开0.2闭合800武火

60断开0.2断开100文火

A.温控开关S2与水量开关S3是串联的

加热电阻的阻值是

B.R1484

C.若壶内水量小于0.2L，煎药壶工作时无法进行“武火”加热

D.若限流电阻R2断路，煎药壶工作时只能进行“武火”加热

【答案】D

【解析】

A．根据表中数据可知，温控开关S2和水量开关S3互不影响，故温控开关S2与水量开关S3

是并联的，故A错误；

．当限流电阻与加热电阻串联时，由分压原理可知，加热电阻的电压小，根据

BR2R1R1

U2

P可知加热电阻R的功率小，当限流电阻R短路（闭合与其并联的S3）时，电路为

R12

U2

加热电阻R的简单电路，加热电阻R的电压为电源电压，根据P可知其功率大，故

11R

加热电阻的阻值

R1

U2（220V）2

R160.5

P加热800W

故B错误；

C．若壶内水量小于0.2L，但温度小于60℃，温控开关S2闭合，限流电阻R2短路，则电路

为的简单电路，煎药壶工作时可进行“武火”加热，故错误；

R1C

．若限流电阻断路，闭合（或）则电路连通，电路为的简单电路，煎药壶工作

DR2S3S2R1

时只能进行“武火”加热，故D正确。

故选D。

14.（2024·黑龙江齐齐哈尔）（多选）如图所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡的额

定电压为6V，滑动变阻器铭牌标有“50Ω1A”字样，电流表选用0~3A量程。先闭合开

关S1、断开开关S2，此时小灯泡正常发光；保持开关S1闭合，再闭合开关S2，当滑动变

阻器连入电路的阻值为30Ω时，电流表的示数为0.8A。则保持开关S1、S2都闭合，忽略温

度对灯丝电阻的影响，使用过程中元件完好，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是

（）

A.将滑动变阻器的滑片向右移动，小灯泡实际功率不变

B.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是2.5~50Ω

C.通过电流表的电流最小值为0.72A

D.电路的总功率最大值为9.6W

【答案】ACD

【解析】

A．先闭合开关S1​、断开开关S2​，此时小灯泡正常发光，说明灯泡两端的电压为6V，电

源电压等于灯泡的额定电压；保持开关S1​闭合，再闭合开关S2​，灯泡与滑动变阻器并联，

电流表测干路电流，当滑动变阻器连入电路的阻值为30Ω时，电流表的示数为0.8A，因并

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

U6V

I0.2A

RR30Ω

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过灯泡的电流

ILIIR0.8A0.2A0.6A

U

由I​可得，灯泡的电阻

R

U6V

RL10Ω

IL0.6A

U

将滑动变阻器的滑片向右移动，接入电路中的电阻变大，由I可知，通过滑动变阻器

R

的电流变小，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，灯泡两端的电压和通过的电

流不变，实际功率不变，故A正确；

B．滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，则滑动变阻器接入电路中的最小阻值

U6V

R小6Ω

I大1A

滑动变阻器的最大阻值为50Ω，所以，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是6Ω～50Ω，

故B错误；

C．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，干路电流最小，所以，通过滑动变阻器的最小

电流为

U6V

I小0.12A

R大50Ω

通过电流表的电流最小值为

I总小​=I小+I=0.12A+0.6A=0.72A

即电流表的示数最小为0.72A，故C正确；

D．当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，此时

通过电路的总电流为

I΄I大IL1A0.6A1.6A

电路的总功率最大，则电路的最大总功率

P大UI΄6V1.6A9.6W

故D正确。

故选ACD。

15.（2024·黑龙江龙东）（多选）如图，甲电路中电源电压保持不变，闭合开关后，将变

阻器的滑片由a端向b端移动的过程中，两电压表的示数与电流表的示数变化关系如图乙Ⅰ、

Ⅱ所示，则（）

A.Ⅱ是灯泡的I-U关系图像B.灯泡最小功率为1W

C.R的最大阻值为25ΩD.电路的最大功率为3.6W

【答案】CD

【解析】

A．由电路图可知，小灯泡与滑动变阻器R串联，电压表V1测小灯泡两端的电压，电压表

V2测R两端的电压，电流表测电路中的电流，滑片从最右端向最左端滑动的过程中，滑动

变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，电路电流变大，根据串联分压的规律可知，

小灯泡两端的电压变大，滑动变阻器两端的电压变小，因此Ⅱ为滑动变阻器R的U-I关系图

像，Ⅰ为小灯泡的U-I关系图像，故A错误；

B．由图线Ⅰ可知，小灯泡的电流随其两端电压的增大而增大，故当小灯泡两端的电压最小

时，小灯泡的电流最小，由题图乙可知，小灯泡两端的最小电压为U灯小=1V，此时通过小灯

泡的电流为I灯小=0.2A，小灯泡的最小电功率为

P灯最小U灯小I灯小1V0.2A0.2W

故B错误；

C．当R接入电路的阻值最大时，电路电流最小，分析图线Ⅱ可知，此时R两端电压为UR=5V，

通过R的电流为IR=0.2A，故R的最大阻值为

UR5V

R最大25Ω

IR0.2A

故C正确；

D．根据串联电路的电压规律并结合图像可知，电源电压

UU灯小UR1V5V6V

电路中的最大电流为I最大=0.6A，故电路的最大功率为

P最大UI最大6V0.6A3.6W

故D正确。

故选CD。

16.（2024·江苏无锡）用如图所示的电路测量小灯泡的功率，实验原理是：______。闭合

开关，调节滑动变阻器滑片P，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压

3.8V，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数记录在下表中。则小灯泡L的额定

功率为______W，小灯泡的亮度由______决定。

实验序电压电流小灯泡的亮

号U/VI/A度

①3.00.28较亮

②3.80.30正常发光

③4.20.32过亮

【答案】①.PUI②.1.14③.实际功率

【解析】

[1]如图所示，用电流表测量通过小灯泡的电流，通过电压表测量小灯泡两端的电压，则根

据PUI可以测量出小灯泡的实际功率。

[2]根据第②数据可知，小灯泡正常发光，小灯泡L的额定功率为

PUI=3.8V0.3A=1.14W

[3]实际功率比较大时，相同的时间内，更多的电能转化为光能，小灯泡更亮，故小灯泡的

亮度由小灯泡的实际功率决定的。

17.（2024·天津）在“练习使用滑动变阻器”的实验中，连接了如图所示电路。闭合开关，

当滑片P向________移动时小灯泡变亮；已知电源电压为9V，小灯泡标有“6V3W”的

字样，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为________Ω。

【答案】①.左②.6

【解析】

[1]由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，要让小灯泡变亮，电

路中的电流就要变大，即滑动变阻器接入电路中的电阻要变小，所以滑片P应向左移动。

[2]当小灯泡正常发光时,电路中的电流为

P3W

IL0.5A

UL6V

滑动变阻器两端的电压

U滑UUL9V6V3V

滑动变阻器连入电路的电阻为

U滑3V

R滑6Ω

I0.5A

18.（2024·黑龙江齐齐哈尔）如图甲所示的电路，电源电压为12V且保持不变，R2为阻

值未知的定值电阻，图乙是小灯泡和定值电阻的电流随它们两端电压变化的图像。当

LR1

同时闭合开关、和时，小灯泡的实际功率为，定值电阻的功率为，则

S1S2S3LPR1P1

P:P1______；当闭合开关S1、断开开关S2和S3时，小灯泡的实际功率为0.6W，此时灯

丝电阻为R，则R:R2______。

【答案】①.4∶3②.1∶5

【解析】

[1]当同时闭合开关S1​、S2​和S3​时，灯泡L与定值电阻R1​并联，并联电路中各支路

两端的电压相等，且电源电压U=12V，所以，由图象可知，通过灯泡的电流IL​=0.8A，通

过R1​的电流I1​=0.6A，则灯泡L的实际功率

PUIL12V0.8A9.6W

定值电阻R1​的功率

P1UI112V0.6A7.2W

所以

∶∶∶

PP19.6W7.2W43

[2]当闭合开关S1​、断开开关S2​和S3​时，灯泡L与定值电阻R2​串联，串联电路中各

处的电流相等，由图乙可得UL=2V时，通过灯泡的电流为IL=0.3A，此时灯泡的实际功率

U

PL​=0.6W，所以，由R可得，此时灯泡的电阻

I

U2V20

RLΩ

IL0.3A3

灯泡L与定值电阻R2​串联，R2​两端的电压为

U2UUL12V2V10V

串联电路中各处的电流相等，R2​的阻值为

U210V100

R2Ω

IL0.3A3

所以

20100

R：R2​=Ω：Ω=1：5

33

19.（2024·吉林）小明同学设计了车载加热垫，其简化电路图如图所示，电源电压恒为12V，

、、、

R1R2为阻值一定的电热丝。闭合开关S1S2，通过R1R2的电流分别为0.6A、0.4A。

求：

（）电热丝的电阻；

1R1

（2）此时电路的总电功率。

【答案】（1）20Ω；（2）12W

【解析】

解：（1）闭合开关S1​、S2​时，R1​与R2​并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，

U

所以，由I​可得，电热丝R1​的电阻

R

U12V

R120Ω

I10.6A

（2）此时并联电路的总电功率

P=UI=12V×(0.6A+0.4A)=12W

答：（1）电热丝R1​的电阻为20Ω；

（2）此时电路的总电功率为12W。

20.（2024·山东滨州）为研究调光灯的工作原理，某小组设计了如图甲所示的模拟电路进

行探究。已知小灯泡L标有“12V12W”字样，电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况

下，通过调节滑动变阻器，分别记录三个电表的示数，并将电表示数绘制成如图乙所示的关

系图象，求：

（1）灯泡L正常发光时的电流。

（2）灯泡L正常发光10s消耗的电能。

（3）电源电压。

（4）滑动变阻器阻值的变化范围。

【答案】（1）1A；（2）120J；（3）18V；（4）6Ω~50Ω

【解析】

解：由图甲可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测滑动变阻器两端电压，电压表V2

测灯泡两端电压，电流表测电路电流。

（1）由P=UI可知，灯泡L正常发光时的电流

P12W

I1A

U12V

（2）灯泡L正常发光10s消耗的电能

W=Pt=12W×10s=120J

（3）当滑动变阻器向左移动时，其接入的阻值变大，电路总电阻变大，由欧姆定律可知，

电路电流变小，则灯泡两端电压减小，由串联分压可知，滑动变阻器两端电压增大，因此由

图乙可知，当滑动变阻器阻值最大时，电路电流最小为0.3A，此时灯泡两端的电压为3V，

滑动变阻器两端的电压为15V，根据串联电路电压的特点可知，电源电压为

U=15V+3V=18V

（4）由上述可知，当滑动变阻器阻值最大时，电路电流最小为0.3A，滑动变阻器两端的电

压为15V，则滑动变阻器接入的最大阻值为

U滑大15V

R滑大50Ω

I小0.3A

灯泡L正常发光时的电流为1A，所以电路中允许通过的最大电流为1A，由图乙可知，此时

滑动变阻器两端的电压为6V，则滑动变阻器允许接入的最小阻值为

U滑小6V

R滑小6Ω

I大1A

因此滑动变阻器阻值的变化范围为6Ω~50Ω。

答：（1）灯泡L正常发光时的电流为1A；

（2）灯泡L正常发光10s消耗的电能为120J；

（3）电源电压为18V；

（4）滑动变阻器阻值的变化范围为6Ω~50Ω。

21.（2024·湖北）小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后

喷出。图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关。将挂

烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0A；当温度升到130℃

时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02A，当温度降到100℃

时，S又回到位置“1”。

（1）求R1的阻值。

（2）求挂烫机待机状态的功率。

（3）熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0~150s消耗的电能。

（4）请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。

【答案】（1）44Ω；（2）4.4W；（3）110220J；（4）避免与其他大功率电器共用同一插座

【解析】

U

解：（1）当S在位置“1”时，R1接入电路，由I，可得

R

U220V

R144Ω

I15A

（2）当S在位置“2”时，挂烫机处于待机状态，R2接入电路，由PUI可得

P待机UI2220V0.02A4.4W

（3）挂烫机加热状态时的功率

P加热UI1220V5A1100W

挂烫机消耗的电能

WP加热t加热P待机t待机＝1100W30s70s4.4W20s30s110220J

（4）避免与其他大功率电器共用同一插座。

答：（1）R1的阻值为44Ω；

（2）挂烫机待机状态的功率为4.4W；

（3）熨烫过程中，挂烫机0~150s消耗的电能为110220J；

（4）避免与其他大功率电器共用同一插座。

22.（2024·内蒙古赤峰）电动汽车因具有零排放、低噪音、节能等优点，得到了快速发展，

但仍然存在一些制约其发展的因素，目前主要应用于城市内部交通。某智能出行平台出租的

电动汽车部分参数如下表。

电池容量8kWh

百公里耗电12kWh/100k

量m

（1）①如果用120kW的“快充”充电桩给该车充电，汽车电池最低电量不得低于电池容量

的20%，则给该车从最低电量到充满电需多长时间；

②就解决电动汽车充电时间长的问题提出一条合理建议。

（2）电池容量是决定电动汽车续航里程的主要因素，若此电动汽车的能量利用率是75%，

计算该车的续航里程（按汽车电池电量不得低于电池容量的20%来计算）

（3）同样条件下，电动汽车比燃油汽车能耗小很多。某燃油汽车百公里消耗汽油10L，则

电动汽车和燃油汽车百公里消耗的能量分别是多少焦耳。

（汽油的密度0.7103，汽油的热值q4.6107J/kg）

【答案】（1）①8min；②提高充电功率；（2）44km；（3）4.32×107J，3.22×108J

【解析】

W

解：（1）①由P​可得，给该车从最低电量到充满电所需的时间：

t

W8kWh120%2

th8min

P120kW15

②提高充电功率，可以缩短充电时间；

（2）汽车行驶时消耗的电能

W电W8kWh120%75%4.8kWh

由题意可知，百公里耗电量为12kW⋅h/100km，因此该车的续航里程为

4.8kW·h

100km40km

12kW·h

（3）汽油的质量

m=ρV=0.7×103kg/m3×10×10−3m3=7kg

汽油完全燃烧释放的热量

78

Q放​=mq=7kg×4.6×10J/kg=3.22×10J

即燃油汽车百公里消耗的能量为3.22×108J，电动汽车百公里消耗的能量

7

W1​=12kW⋅h=4.32×10J

答：（1）①给该车从最低电量到充满电需8min；②提高充电功率；

（2）该车的续航里程为106.7km；

（3）电动汽车和燃油汽车百公里消耗的能量分别是4.32×107J、3.22×108J。

23.（2024·广东广州）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，、、为加热电阻，其中