中考物理重难点精讲讲练(全国通用)第十六课电功率专题练习(原卷版+解析)

这是一份中考物理重难点精讲讲练(全国通用)第十六课电功率专题练习(原卷版+解析)，共26页。试卷主要包含了电功率，焦耳定律等内容，欢迎下载使用。
一、电功率
1.电能
（1）单位：焦耳，符号：J
（2）常用单位：千瓦时（kw·h），也叫度，1度= kw·h= J。
（3）测量工具： ，测量用电器某段时间内消耗的电能。
2.电功与电功率
3.额定功率和实际功率
（1）额定电压：用电器正常工作时的电压。（即用电器铭牌上标的电压值）
（2）额定功率：用电器在 下工作时的电功率。（即用电器铭牌上标的功率值）
（3）实际电压：电路中用电器实际工作时的电压。
（4）实际功率：用电器在 下工作的电功率。
（5）影响灯泡亮暗的因素：灯泡的亮暗与它的 有关， 越大，灯泡越亮，反之灯泡越暗。
二、焦耳定律
1.电流的热效应
（1）定义：电流通过导体时 能转化为 能的现象叫做电流的热效应。
（2）影响因素：①电阻：在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量 ；②电流：在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越大，产生的热量 ；③通电时间：在电阻和电流相同的情况下， 越长，产生的热量越多。
2.焦耳定律
（1）内容：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。
（2）公式：Q= 。
（3）推导式：Q=W=UIt=U2Rt（适用于纯电阻电路）。
3.电热的利用和防止
（1）利用：电热水壶、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
（2）防止：带有孔的电视机后盖、电脑用微型风扇散热等。
高频考点过关
考点一：电能表的读数及相关计算
1．（2022•青海）一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．该电能表应该在220V的电路中使用
B．该电能表的额定最大电流为20A
C．电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D．该电能表此时的读数是31.6J
2．（2022•湖北）小明家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图，下列说法正确的是（ ）
A．该电能表的标定电流为20A
B．该电能表应接在50Hz的直流电路中使用
C．小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转
D．小明家半年内的用电量是6335kW•h
3．（2021•丹东）小明断开家中所有用电器后，观察到此时电能表示数如图所示，根据电能表参数分析，此电路中的用电器总功率不能超过 W。然后接入“220V 1210W”的电热器单独工作30min，电能表示数变为，则电热器实际工作电压为 V，在1min内电能表转盘转过
r。
考点二：电能、电功率的理解及简单计算
4．（2022•青岛）下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇吹风B．电灯发光C．电饭锅煮饭D．电解水制氧
5．（2022•河池）现代社会生活和生产几乎处处离不开电，用电，实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是（ ）
A．用电器通过电流做功把电能转化为其它形式的能
B．发电站把电能转化为其它形式的能
C．电功和电能的单位都是瓦特
D．电功和电能是同一个物理量
6．（2022•桂林）灯泡L1、L2分别标有“220V 100W”、“220V 40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（ ）
A．L1、L2并联时，L1比L2亮B．L1、L2并联时，亮度相同
C．L1、L2串联时，L1比L2亮D．L1、L2串联时，亮度相同
7．（2021•西藏）如图（甲）是R1、R2两个定值电阻的U﹣I图像，将R1、R2接入如图（乙）所示的电路，闭合开关后，则（ ）
A．R1、R2的电阻之比为1：2
B．闭合S1、S2，断开S3时，R1、R2的电流之比为2：1
C．只闭合S3时，R1、R2的电压之比为1：2
D．闭合S1、S2，断开S3时，R1、R2的电功率之比为1：2
8.（2022•牡丹江）如图所示，R1＝10Ω，R2＝5Ω，闭合开关，电压表的示数为3V，电源电压U＝ V，R1的电功率P1＝ W，通电10s后，R2消耗的电能W2＝ J。
9．（2021•绵阳）如图所示是某工厂两种照明方式的电路图，灯泡L1和L2的规格均为“220V 40W”。闭合开关S1、S2，满足夜间正常照明需要；闭合开关S1、断开S2，满足夜间多区域照明需要。电源电压恒为220V，灯泡电阻变化忽略不计。正常照明与多区域照明L1中的电流之比为 ；正常照明10h消耗的电能比多区域照明10h消耗的总电能多 kW•h。
10．（2021•宜宾）我国即将启用的白鹤滩水电站是世界上最大的几个水电站之一，将采用我国领先世界的特高压输电，能极大地减少电能的损耗。在甲、乙两地之间架设两条输电线，若输送的电功率保持不变，输送的电压由110kV提高到220kV，则输电线的电流大小将 ，输电线上损耗的电功率将 。（选填“增大”或“减小”）
11．（2021•营口）将“12V 12W”的小灯泡L1和“12V 6W”的小灯泡L2串联起来，直接接到电压恒定的电源两端。开关闭合后，恰好有一个小灯泡正常发光，而另一个小灯泡比正常发光时暗些，则正常发光的小灯泡是 ，电源电压是 V，发光较暗的小灯泡的实际功率是 W。（灯丝电阻不变）
12.（2020•莱芜区）如图所示电路中，电源两端电压U保持不变，R1、R2是定值电阻，R2的阻值为10Ω．当开关S闭合时，电流表的示数为0.1A，电压表示数为3V．通过计算回答：
（1）电阻R1的阻值是多少欧？
（2）电阻R1消耗的电功率是多少瓦？
（3）电源两端的电压U是多少伏？
考点三：多档位家用电器类相关计算
13.（2022•镇江）如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路，U不变，R1、R2为电阻丝且R1＞R2，电热器功率最大时开关状态为（ ）
A．S1闭合，S2接aB．S1闭合，S2接b
C．S1断开，S2接aD．S1断开，S2接b
14．（2022•陕西）物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成的简易电饭锅。接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能。根据以上描述，下列判断正确的是（ ）
A．接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作
B．当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态
C．简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率
D．锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作
15．（2022•达州）如图所示为电烤炉的简化电路图，小张查看说明书后得知：R1、R2均为电热丝，R1＝44Ω，R2＝66Ω。当开关S1闭合，S2处于不同状态时，电烤炉处于不同挡位，忽略温度对电热丝电阻的影响。下列说法正确的是（ ）
A．闭合S1、S2时，电烤炉处于低温挡状态
B．电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，R1两端的电压之比为5：2
C．电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，电路在相同时间内所消耗的电能之比为3：2
D．电烤炉处于低温挡状态时，R1、R2所消耗的电功率之比为3：2
16.（2021•德州）如图甲所示，电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，电路图如图乙所示，R1、R2是电热丝，当S1断开，S2接a时，电火锅为 挡；当S1闭合，S2接b时，电火锅为 挡；当只有 （选填“R1”或“R2”）接入电路时，电火锅为 挡。
17.（2021•赤峰）中国的厨艺最讲究“火候”二字，图甲所示的智能蛋糕机就是采用智能化技术控制制作过程不同时间段的温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的部分参数如下表所示。
（1）求该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比。
（2）求该蛋糕机正常工作处于中温挡时电路的总电阻。
（3）小明课下查得其实际工作的简化电路图如图乙所示，S1为单刀开关，S2为单刀多掷开关，R1、R2为电加热丝。请判断蛋糕机处于高温、中温、低温挡时开关S1、S2所处的状态；并计算该蛋糕机低温挡的额定功率。
18.（2022•大庆）小明家买了一个额定电压为220V的家用电吹风，其简化电路图如图所示。已知吹热风时的额定功率比吹冷风时的额定功率大880W，求：
（1）当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大；（用AB、BC或CD表示）
（2）若电吹风正常工作5分钟，吹热风比吹冷风多消耗的电能；
（3）电热丝正常工作时的电阻；
（4）在正常工作情况下，电吹风吹热风时比吹冷风时通过导线MN的电流大多少。
考点四：焦耳定律的理解及相关计算
19.（2022•通辽）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（ ）
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①②B．②③C．②④D．③④
20．（2022•梧州）下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（ ）
A．家里使用电热水壶烧水
B．利用电视机后盖的小孔散热
C．家里使用电饭锅煮饭
D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
21．（2022•兰州）现有“6V 3W”和“12V 6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是（ ）
A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A
22.（2022•南通）某品牌热水器具有电加热功能。太阳能属于 能源，电加热器的功率为2.1kW，则加热两小时消耗的电能为 kW•h；热水器储水100kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），某天阳光照射水温升高60℃，水吸收的热量为 J，要产生同样多的热量，需要电加热 s。
23.（2021•西藏）扎西家的电炉铭牌上标着“220V 880W”的字样，由于使用了多年，电炉的电阻丝氧化导致实际电功率发生了变化。他把该电炉接在220V的家庭电路中烧水，使初温为20℃、质量为2kg的水升高了40℃需要工作7min，若电炉产生的热量全部被水吸收。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）求水吸收的热量；
（2）求电炉的实际功率；
（3）为了使电炉在220V电压下工作时的电功率恢复到880W，可在原电阻丝上并联一段新的电阻丝同时工作，则这段新电阻丝的电阻是多少？
电能表
转盘式电能表
频闪式电能表
示意图
主要参数
“220V”指电能表应该在220V的电路中使用
B.“10（20）A”表示这个电能表的标定电流是 A，额定最大电流是 A。
600r/（kw·h）指用电器每消耗 的电能时，电能表转盘转600转
3200imp/（kw·h）指用电器每消耗1kw·h的电能时，电能表指示灯闪3200次
读数
电能表最右边的格子显示的是电能的小数部分
电功
电功率
定义
电流对外做的功，是电能转化为其他形式的能的多少的量度，用符号W表示
电功率等于电功与时间之比，表示电流做功 的物理量，用符号P表示
国际单位
焦耳（J）
瓦特（w）
常用单位
千瓦时，也称度（kw·h）
兆瓦（MW）、千瓦（kW）
单位换算
1度=1kw·h=3.6x106J
1kW= w
公式
W=
P=
推导公式
W=I2Rt（适用于纯电阻电路）
W=U2Rt（适用于纯电阻电路）
P=UI（适用于纯电阻电路）
P=I2R（适用于纯电阻电路）
P=U2R（适用于纯电阻电路）
U额＝220V
额定功率/W
中温440
高温880
第十六课 电功率
基础知识过关
一、电功率
1.电能
（1）单位：焦耳，符号：J
（2）常用单位：千瓦时（kw·h），也叫度，1度= 1 kw·h= 3.6x106 J。
（3）测量工具： 电能表 ，测量用电器某段时间内消耗的电能。
2.电功与电功率
3.额定功率和实际功率
（1）额定电压：用电器正常工作时的电压。（即用电器铭牌上标的电压值）
（2）额定功率：用电器在 额定电压 下工作时的电功率。（即用电器铭牌上标的功率值）
（3）实际电压：电路中用电器实际工作时的电压。
（4）实际功率：用电器在 实际电压 下工作的电功率。
（5）影响灯泡亮暗的因素：灯泡的亮暗与它的 实际功率 有关， 实际功率 越大，灯泡越亮，反之灯泡越暗。
二、焦耳定律
1.电流的热效应
（1）定义：电流通过导体时 电 能转化为 内 能的现象叫做电流的热效应。
（2）影响因素：①电阻：在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量 越多 ；②电流：在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越大，产生的热量 越多 ；③通电时间：在电阻和电流相同的情况下， 通电时间 越长，产生的热量越多。
2.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。
（2）公式：Q= I2Rt 。
（3）推导式：Q=W=UIt=U2Rt（适用于纯电阻电路）。
3.电热的利用和防止
（1）利用：电热水壶、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
（2）防止：带有孔的电视机后盖、电脑用微型风扇散热等。
高频考点过关
考点一：电能表的读数及相关计算
1．（2022•青海）一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．该电能表应该在220V的电路中使用
B．该电能表的额定最大电流为20A
C．电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D．该电能表此时的读数是31.6J
【答案】D
【解答】解：A．电能表表盘上220V表示这个电能表应该在220V的电路中使用，故A正确；
B．10A（20）表示标定电流为10A，额定最大电流为20A，故B正确；
C．电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表，故C正确；
D．该电能表此时的读数是31.6kW•h，故D错误。
故选：D。
2．（2022•湖北）小明家半年前新装了一只电能表，现在表盘的示数如图，下列说法正确的是（ ）
A．该电能表的标定电流为20A
B．该电能表应接在50Hz的直流电路中使用
C．小明家每消耗1度电，铝盘转动3000转
D．小明家半年内的用电量是6335kW•h
【答案】C
【解答】解：A、电能表上“10（20）A”是指电能表的标定电流为10A，故A错误；
B、50Hz是指电能表在50Hz的交流电路中使用，故B错误；
C、3000r/（kW•h）：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的铝盘转过3000圈，故C正确；
D、电能表的最后一位是小数、单位是kW•h，半年内的用电量是633.5kW•h，故D错误。
故选：C。
3．（2021•丹东）小明断开家中所有用电器后，观察到此时电能表示数如图所示，根据电能表参数分析，此电路中的用电器总功率不能超过 W。然后接入“220V 1210W”的电热器单独工作30min，电能表示数变为，则电热器实际工作电压为 V，在1min内电能表转盘转过
r。
【解答】解：（1）电能表允许电路中的用电器总功率不能超过：P＝UI＝220V×30A＝6600W；
（2）电热器消耗的电能为
W＝530.8kW•h﹣530.3kW•h＝0.5kW•h，
电热器的实际功率为P实＝＝＝1kW＝1000W；
由P＝得，
电热器的电阻为R＝＝＝40Ω，
电热器两端实际电压为U实＝＝＝200V；
3000r/（kW•h）表示用电器消耗1kW•h电能，电能表转盘转过3000转，
由上知，电热器30min消耗0.5kW•h电能，
所以1min消耗kW•h电能，
1min电能表转盘转过kW•h×3000r/（kW•h）＝50r。
故答案为：6600；200；50。
考点二：电能、电功率的理解及简单计算
4．（2022•青岛）下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇吹风B．电灯发光C．电饭锅煮饭D．电解水制氧
【答案】A
【解答】解：A、电风扇吹风，电能主要转化成机械能，故A正确；
B、电灯发光，电能转化成光能和内能，故B错误；
C、电饭锅煮饭，是电能转化为内能，故C错误；
D、电解水制氧，由电能转化成化学能，故D错误。
故选：A。
5．（2022•河池）现代社会生活和生产几乎处处离不开电，用电，实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是（ ）
A．用电器通过电流做功把电能转化为其它形式的能
B．发电站把电能转化为其它形式的能
C．电功和电能的单位都是瓦特
D．电功和电能是同一个物理量
【答案】A
【解答】解：
A、根据电功的实质可知，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故A正确；
B、发电站是把其它形式的能转化为电能，故B错误；
C、电功和电能的单位都是焦耳，故C错误；
D、电流做功的过程，是将电能转化为其它形式能的过程，所以电功不是电能，故D错误。
故选：A。
6．（2022•桂林）灯泡L1、L2分别标有“220V 100W”、“220V 40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（ ）
A．L1、L2并联时，L1比L2亮B．L1、L2并联时，亮度相同
C．L1、L2串联时，L1比L2亮D．L1、L2串联时，亮度相同
【答案】A
【解答】解：AB、由P＝可知，两灯泡正常发光时的电压均为220V，灯泡L1的额定功率较大，电阻较小；
灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，两灯并联接入220V的电路中，两灯正常发光，灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，所以两灯泡正常发光时L1的功率大，灯更亮，故A正确，B错误；
CD、两灯泡串联起来接入220V的电路中，它们的电流相等，根据P＝I2R可知，L1的电阻较小，较暗，L2的电阻大，较亮，故CD错误。
故选：A。
7．（2021•西藏）如图（甲）是R1、R2两个定值电阻的U﹣I图像，将R1、R2接入如图（乙）所示的电路，闭合开关后，则（ ）
A．R1、R2的电阻之比为1：2
B．闭合S1、S2，断开S3时，R1、R2的电流之比为2：1
C．只闭合S3时，R1、R2的电压之比为1：2
D．闭合S1、S2，断开S3时，R1、R2的电功率之比为1：2
【答案】D
【解答】解：（1）根据欧姆定律可得：R1＝＝＝20Ω，R2＝＝＝10Ω，则＝＝，故A错误；
（2）闭合S1、S2，断开S3时，两电阻并联接入电路，并联电路各支路两端电压相等，由欧姆定律可得通过R1、R2的电流之比为：＝＝＝，故B错误；
由P＝UI可得R1、R2的电功率之比为：＝＝＝，故D正确；
（3）只闭合S3时，两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，由欧姆定律可得R1、R2的电压之比为：＝＝＝，故C错误。
故选：D。
8.（2022•牡丹江）如图所示，R1＝10Ω，R2＝5Ω，闭合开关，电压表的示数为3V，电源电压U＝ V，R1的电功率P1＝ W，通电10s后，R2消耗的电能W2＝ J。
【解答】解：闭合开关，两电阻并联，电压表测量电源电压，电压表的示数为3V，电源电压U＝3V，R1的电功率P1＝＝＝0.9W，通电10s后，R2消耗的电能W2＝t＝×10s＝18J。
故答案为：3；0.9；18。
9．（2021•绵阳）如图所示是某工厂两种照明方式的电路图，灯泡L1和L2的规格均为“220V 40W”。闭合开关S1、S2，满足夜间正常照明需要；闭合开关S1、断开S2，满足夜间多区域照明需要。电源电压恒为220V，灯泡电阻变化忽略不计。正常照明与多区域照明L1中的电流之比为 ；正常照明10h消耗的电能比多区域照明10h消耗的总电能多 kW•h。
【解答】解：（1）由题知灯泡L1和L2的规格均为“220V 40W”，则两灯的电阻为：，
闭合开关S1、S2，满足夜间正常照明需要，此时电路为L1的简单电路，此时通过L1的电流为：；
闭合开关S1、断开S2，满足夜间多区域照明需要，此时电路为L1和L2的串联电路，此时通过L1的电流为：，则正常照明与多区域照明L1中的电流之比为：；
（2）当闭合开关S1、S2时，正常照明10h消耗的电能为：W＝Pt＝40W×10×3600s＝1.44×106J，
闭合开关S1、断开S2时，区域照明10h消耗的总电能为：
＝J，
W﹣W′＝1.44×106J﹣0.72×106J＝0.72×106J＝0.2kW•h，则正常照明10h消耗的电能比多区域照明10h消耗的总电能多0.2kW•h。
故答案为：2：1；0.2。
10．（2021•宜宾）我国即将启用的白鹤滩水电站是世界上最大的几个水电站之一，将采用我国领先世界的特高压输电，能极大地减少电能的损耗。在甲、乙两地之间架设两条输电线，若输送的电功率保持不变，输送的电压由110kV提高到220kV，则输电线的电流大小将 ，输电线上损耗的电功率将 。（选填“增大”或“减小”）
【解答】解：若输送的电功率保持不变，输送的电压由110kV提高到220kV，根据P＝UI可知，输电线的电流大小将减小；
根据ΔP＝I2R可知输电线上损耗的电功率将减小。
故答案为：减小；减小。
11．（2021•营口）将“12V 12W”的小灯泡L1和“12V 6W”的小灯泡L2串联起来，直接接到电压恒定的电源两端。开关闭合后，恰好有一个小灯泡正常发光，而另一个小灯泡比正常发光时暗些，则正常发光的小灯泡是 ，电源电压是 V，发光较暗的小灯泡的实际功率是 W。（灯丝电阻不变）
【解答】解：由P＝UI，两灯的正常发光电流分别为：
I1＝＝＝1A，I2＝＝＝0.5A，
由I＝可得，两灯的电阻分别为：
R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝24Ω，
因串联电路中电流处处相等，L2的额定电流小于L1的额定电流，所以两灯泡串联时，L2正常发光，且电路中电流为I＝0.5A，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，由欧姆定律可得电源电压：U＝I（R1+R2）＝0.5A×（12Ω+24Ω）＝18V；
由电功率公式P＝I2R可知电阻小的灯泡发光暗，发光较暗的小灯泡的实际功率是：P＝I2R1＝（0.5A）2×12Ω＝3W。
故答案为：L2；18；3。
12.（2020•莱芜区）如图所示电路中，电源两端电压U保持不变，R1、R2是定值电阻，R2的阻值为10Ω．当开关S闭合时，电流表的示数为0.1A，电压表示数为3V．通过计算回答：
（1）电阻R1的阻值是多少欧？
（2）电阻R1消耗的电功率是多少瓦？
（3）电源两端的电压U是多少伏？
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由I＝可得，电阻R1的阻值：
R1＝＝＝30Ω；
（2）电阻R1消耗的电功率：
P1＝U1I＝3V×0.1A＝0.3W；
（3）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源两端的电压：
U＝I（R1+R2）＝0.1A×（30Ω+10Ω）＝4V。
答：（1）电阻R1的阻值是30Ω；
（2）电阻R1消耗的电功率是0.3W；
（3）电源两端的电压U是4V。
考点三：多档位家用电器类相关计算
13.（2022•镇江）如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路，U不变，R1、R2为电阻丝且R1＞R2，电热器功率最大时开关状态为（ ）
A．S1闭合，S2接aB．S1闭合，S2接b
C．S1断开，S2接aD．S1断开，S2接b
【答案】A
【解答】解：并联电路总电阻小于任一分电阻，串联电路总电阻大于任一分电阻，
由图示电路图可知，当S1闭合、S2接到a端时，两电阻并联，此时电路电阻最小，由P＝可知，此时电热器的电功率最大；
S1闭合，S2接b时，R2被短路，电路为R1的简单电路，
S1断开，S2接a时，电路为R2的简单电路，
当S1断开，S2接在b端时，两电阻串联，电路总电阻最大，由P＝可知，此时电热器的功率最小。
故选：A。
14．（2022•陕西）物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成的简易电饭锅。接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能。根据以上描述，下列判断正确的是（ ）
A．接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作
B．当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态
C．简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率
D．锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作
【答案】D
【解答】解：
由题意可知，手动开关S1与温控开关S2是并联，如图所示：
A、接通电源时，不按下手动开关，由于锅内温度低于60℃，此时温控开关自动闭合，电热丝能工作，故A错误；
B、当手动开关自动断开时，锅内温度达到103℃，大于85℃，温控开关也断开，电热丝不工作，因此电饭煲不是处于保温状态，故B错误；
C、简易电饭锅加热时，都是同一根电热丝工作，因此电饭锅加热时的功率等于保温时的功率，故C错误；
D、当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合，因此锅内温度由103℃降至60℃过程中，手动开关处于断开状态，由于温度不低于60℃，温控开关也处于断开状态，因此电热丝不工作，故D正确。
故选：D。
15．（2022•达州）如图所示为电烤炉的简化电路图，小张查看说明书后得知：R1、R2均为电热丝，R1＝44Ω，R2＝66Ω。当开关S1闭合，S2处于不同状态时，电烤炉处于不同挡位，忽略温度对电热丝电阻的影响。下列说法正确的是（ ）
A．闭合S1、S2时，电烤炉处于低温挡状态
B．电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，R1两端的电压之比为5：2
C．电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，电路在相同时间内所消耗的电能之比为3：2
D．电烤炉处于低温挡状态时，R1、R2所消耗的电功率之比为3：2
【答案】B
【解答】解：A、当S1闭合，S2断开，R1、R2串联；当S1、S2闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路；
因串联电路中的总电阻大于任一分电阻，所以由P＝UI＝可知，电路为R1的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，电烤炉为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电烤炉为低温挡，故A错误；
B、电烤炉处于高温挡时，电路为R1的简单电路，电路中的电流：I高＝＝＝5A，
电烤炉处于低温挡时，R1、R2串联，电路中的电流：I低＝＝＝＝2A，
由欧姆定律可知，电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，R1两端的电压之比：＝＝＝＝，故B正确；
C、由W＝UIt可知，电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，电路在相同时间内所消耗的电能之比：＝＝＝＝，故C错误；
D、电烤炉处于低温挡状态时，R1、R2串联，通过两电阻的电流相等，由P＝I2R可知，此时R1、R2所消耗的电功率之比：＝＝＝＝，故D错误。
故选：B。
16.（2021•德州）如图甲所示，电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，电路图如图乙所示，R1、R2是电热丝，当S1断开，S2接a时，电火锅为 挡；当S1闭合，S2接b时，电火锅为 挡；当只有 （选填“R1”或“R2”）接入电路时，电火锅为 挡。
【解答】解：电路的总电压为U＝220V保持不变，由于电阻的串联相当于增大了导体的长度，所以串联时的总电阻最大；电阻的并联相当于增大了导体的横截面积，所以并联时的总电阻最小；只有一个电阻工作时的电阻居中。
由P＝可知，并联时的总功率最大，串联时的总功率最小，只有一个电阻工作时的总功率居中。
所以得出：并联为高档，串联为低挡，只有一个电阻工作是中档。
当S1断开，S2接a时，电路为串联电路，电火锅为低挡；当S1闭合，S2接b时，电路为并联电路，电火锅为高档；当S1断开，S2接b时，电路为只有R2工作，电火锅为中档。
故答案为：低；高；R2；中。
17.（2021•赤峰）中国的厨艺最讲究“火候”二字，图甲所示的智能蛋糕机就是采用智能化技术控制制作过程不同时间段的温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的部分参数如下表所示。
（1）求该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比。
（2）求该蛋糕机正常工作处于中温挡时电路的总电阻。
（3）小明课下查得其实际工作的简化电路图如图乙所示，S1为单刀开关，S2为单刀多掷开关，R1、R2为电加热丝。请判断蛋糕机处于高温、中温、低温挡时开关S1、S2所处的状态；并计算该蛋糕机低温挡的额定功率。
【解答】解：（1）由公式P＝UI可知，当电源电压U一定时，电功率P与电流I成正比，
则中温挡和高温挡的电流之比为：I中：I高＝P中：P高＝440W：880W＝1：2；
（2）由公式P＝可得，中温挡时电路的总电阻为：R中＝＝＝110Ω；
（3）由公式P＝可知，在电源电压一定时，电路的总电阻越大，电功率越小，即工作挡位越低。由乙图可知，
当开关S1闭合，S2接2时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，蛋糕机处于高温挡，且P高＝；
当开关S1闭合，S2接1时，只有R1接入电路工作，R2断开，电路的总电阻等于R1阻值，蛋糕机处于中温挡，且P中＝，R1＝R中＝110Ω；
当开关S1断开，S2接3时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，蛋糕机处于低温挡，且P低＝；
因为P高＝，所以在高温挡下，R2的功率为：P2＝P高﹣P1＝P高﹣P中＝880W﹣440W＝440W，
R2的阻值为：R2＝＝110Ω
低温挡时的额定功率为：P低＝＝＝220W。
答：（1）该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比为1：2；
（2）该蛋糕机正常工作处于中温挡时电路的总电阻为110Ω；
（3）当开关S1闭合，S2接2时，蛋糕机处于高温挡；当开关S1闭合，S2接1时，蛋糕机处于中温挡；当开关S1断开，S2接3时，蛋糕机处于低温挡，低温挡时的额定功率为220W。
18.（2022•大庆）小明家买了一个额定电压为220V的家用电吹风，其简化电路图如图所示。已知吹热风时的额定功率比吹冷风时的额定功率大880W，求：
（1）当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大；（用AB、BC或CD表示）
（2）若电吹风正常工作5分钟，吹热风比吹冷风多消耗的电能；
（3）电热丝正常工作时的电阻；
（4）在正常工作情况下，电吹风吹热风时比吹冷风时通过导线MN的电流大多少。
【解答】解：（1）由图知，当开关旋至CD时，电吹风电路是断路，不工作；
当开关旋至BC时，只有电动机工作，电吹风吹冷风；
当开关旋至AB时，电动机和电热丝并联，电吹风吹热风，由“吹热风时的额定功率比吹冷风时的额定功率大880W”可知，此时其电功率最大；
（2）吹热风时的额定功率比吹冷风时的额定功率大880W，即ΔP＝880W，
P＝可知，电吹风正常工作5分钟，吹热风比吹冷风多消耗的电能：
ΔW＝P热t﹣P冷t＝（P热﹣P冷）t＝ΔPt＝880W×5×60s＝2.64×105J；
（3）吹冷风时，只有电动机工作，电路的功率：P冷＝PM，
因为电路的总功率等于各用电器的功率之和，所以吹热风时，电路中的总功率：P热＝PM+P电热丝，
因此电热丝的额定功率：P电热丝＝P热﹣P冷＝ΔP＝880W，
由P＝UI＝可知，电热丝正常工作时的电阻：
R＝＝＝55Ω；
（4）由图可知，导线MN在干路上，
由P＝UI可知，在正常工作情况下，电吹风吹热风时和吹冷风时通过导线MN的电流之差：
ΔI＝I热﹣I冷＝﹣＝＝＝＝4A。
答：（1）当选择开关旋至AB时，电吹风正常工作的功率最大；
（2）若电吹风正常工作5分钟，吹热风比吹冷风多消耗的电能为2.64×105J；
（3）电热丝正常工作时的电阻为55Ω；
（4）在正常工作情况下，电吹风吹热风时比吹冷风时通过导线MN的电流大4A。
考点四：焦耳定律的理解及相关计算
19.（2022•通辽）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（ ）
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①②B．②③C．②④D．③④
【答案】C
【解答】解：①、U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的，故①错误；
②、由图甲可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流相同，探究的电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关，故②正确；
③、乙实验是研究电流产生的热量与电流的关系，通过它们的电流不同、通电时间都相同和电阻要相同，右边容器中的电阻要等于左边容器中的电阻5Ω，故③错误；
④、图甲中两电阻串联，电阻不同，通过两电阻的电流相同，10Ω电阻产生的热量更多，电炉丝与和它相连的导线也是电阻不同，电流相同，电炉丝电阻更大，产生的热量更多，故④正确；
故选：C。
20．（2022•梧州）下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（ ）
A．家里使用电热水壶烧水
B．利用电视机后盖的小孔散热
C．家里使用电饭锅煮饭
D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
【答案】B
【解答】解：A、使用电热水壶烧水，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故A不符合题意；
B、电视机的后盖有很多孔，是为了防止电热产生危害，故B符合题意；
C、家里使用电饭锅煮饭，消耗电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故C不符合题意；
D、小佳妈妈使用电熨斗熨衣服，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故D不符合题意。
故选：B。
21．（2022•兰州）现有“6V 3W”和“12V 6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是（ ）
A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A
【答案】C
【解答】解：“6V 3W”和“12V 6W”分别表示甲、乙两灯的额定电压和额定功率。
A、由于两灯是否正常工作，所以两实际功率大小未知，由W＝Pt知，无法判断两灯在相同时间内消耗电能的多少，故A错误；
B、由于两灯的实际功率未知，而电功率是表示电流做功快慢的物理量，所以电流通过两灯做功的快慢无法确定，故B错误；
C、由P＝可得，R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝24Ω，
由串联电路的电流特点知，两只灯泡串联工作时，通过的电流相等，由Q＝I2Rt知，相等时间里甲灯产生热量小于乙，故C正确；
D、甲的额定电压小于乙，由并联电路的电压规律知，甲和乙灯并联时，电源电压最大为U＝U实乙＝U额甲＝6V，
由并联电路的电流规律和欧姆定律可得，干路中允许通过的最大电流：
I＝I甲+I乙＝+＝+＝0.75A，故D错误。
故选：C。
22.（2022•南通）某品牌热水器具有电加热功能。太阳能属于 能源，电加热器的功率为2.1kW，则加热两小时消耗的电能为 kW•h；热水器储水100kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），某天阳光照射水温升高60℃，水吸收的热量为 J，要产生同样多的热量，需要电加热 s。
【解答】解：太阳能属于可再生能源，电加热器的功率为2.1kW，
则加热两小时消耗的电能W＝Pt＝2.1kW×2h＝4.2kW•h；
水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×60℃＝2.52×107J；
要产生同样多的热量，消耗的电能W′＝Q吸＝2.52×107J，
需要电加热的时间t′＝＝＝1.2×104s。
故答案为：可再生；4.2；2.52×107；1.2×104。
23.（2021•西藏）扎西家的电炉铭牌上标着“220V 880W”的字样，由于使用了多年，电炉的电阻丝氧化导致实际电功率发生了变化。他把该电炉接在220V的家庭电路中烧水，使初温为20℃、质量为2kg的水升高了40℃需要工作7min，若电炉产生的热量全部被水吸收。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）求水吸收的热量；
（2）求电炉的实际功率；
（3）为了使电炉在220V电压下工作时的电功率恢复到880W，可在原电阻丝上并联一段新的电阻丝同时工作，则这段新电阻丝的电阻是多少？
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×40℃＝3.36×105J；
（2）因为电炉产生的热量全部被水吸收，所以电炉消耗的电能：
W实＝Q吸＝3.36×105J；
则电炉的实际功率：
P＝＝＝800W；
（3）由并联电路电功率的特点可知，并联电阻的功率为：
P'＝P额﹣P实＝880W﹣800W＝80W，
由P＝UI＝可知，并联的这段新电阻丝的电阻：
R'＝＝＝605Ω。
答：（1）水吸收的热量为3.36×105J；
（2）电炉的实际功率为800W；
（3）这段新电阻丝的电阻是605Ω。电能表
转盘式电能表
频闪式电能表
示意图
主要参数
“220V”指电能表应该在220V的电路中使用
B.“10（20）A”表示这个电能表的标定电流是 10 A，额定最大电流是 20 A。
600r/（kw·h）指用电器每消耗 1kw·h 的电能时，电能表转盘转600转
3200imp/（kw·h）指用电器每消耗1kw·h的电能时，电能表指示灯闪3200次
读数
电能表最右边的格子显示的是电能的小数部分
电功
电功率
定义
电流对外做的功，是电能转化为其他形式的能的多少的量度，用符号W表示
电功率等于电功与时间之比，表示电流做功 的物理量，用符号P表示
国际单位
焦耳（J）
瓦特（w）
常用单位
千瓦时，也称度（kw·h）
兆瓦（MW）、千瓦（kW）
单位换算
1度=1kw·h=3.6x106J
1kW= 1000 w
公式
W= UIt
P= Wt
推导公式
W=I2Rt（适用于纯电阻电路）
W=U2Rt（适用于纯电阻电路）
P=UI（适用于纯电阻电路）
P=I2R（适用于纯电阻电路）
P=U2R（适用于纯电阻电路）
U额＝220V
额定功率/W
中温440
高温880