备战2025年中考物理真题分类汇编(全国通用)专题15电功、电功率和电热(第03期)(学生版+解析)

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【跨学科实践】
1．（2024·内蒙古包头）图甲为低温液化制酒示意图，天锅内装有1m高的冷水，底部连有控制排水与注水的装置，该装置内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12V，为热敏电阻，其阻值随天锅中水温变化关系如图丙所示，当水温达到50℃时，排水口打开将水全部排出；为压敏电阻，其阻值随水对锅底的压强变化关系如图丁所示，当水压为0时，注水口打开排水口关闭，将冷水注入天锅，注水高度达到1m时注水口关闭。（，g取10N/kg，不考虑水的蒸发）求
（1）水高为1m时，的阻值；
（2）排水口刚打开时，电路中的电流；
（3）排水过程中，当的功率为1W时，的阻值（设排水过程中水温保持50℃不变）。
【答案】（1）100Ω；（2）0.06A；（3）20Ω
【解析】解：（1）水高为1m时，压敏电阻受到液体产生的压强为
由图丁可知，的阻值为100Ω；
（2）当水温达到50℃时，排水口打开，热敏电阻为100Ω，根据串联电阻的规律及欧姆定律，排水口刚打开时，电路中的电流为
（3）水温达到50℃时热敏电阻为100Ω，当的功率为1W时，根据P=I2R可知，通过
根据串联电阻的规律及欧姆定律，的阻值
答：（1）水高为1m时，的阻值为100Ω；
（2）排水口刚打开时，电路中的电流为0.06A；
（3）当的功率为1W时，的阻值为20Ω。
【中考新考法】
2．（2024·四川内江）图甲是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪，其简化原理如图乙。在测试中，测试的同学向前水平推动测试仪的滑块（相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P），用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源的电压恒为6V，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器R1标有“20Ω；1.5A”的字样，定值电阻R2=10Ω。闭合开关S，求：​
（1）当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时，电压表的示数。
（2）在保证电路元件安全的情况下，电路消耗总功率的最小值。
【答案】（1）1V；（2）1.8W
【解析】解：（1）由图可知，滑动变阻器与定值电阻R2串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时，电路总电阻
R=R1+R2=10Ω+2Ω=12Ω
电路电流
滑动变阻器两端的电压
（2）由P=UI可知，电源电压恒定，电流越小，电路消耗的电功率越小，则滑动变阻器阻值最大时，电路中的电流最小；因为电压表最大示数为3V，定值电阻R2两端电压
则电路中的最小电流
由P=UI可知，电路中的最小电功率
Pmin=UImin=6V×0.3A=1.8W
答：（1）当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时，电压表的示数为1V；
（2）在保证电路元件安全的情况下，电路消耗总功率的最小值为1.8W。
【新科技新情境】
3．（2024·青海）月球上盖房子，真的遥不可及吗？我国某高校科研团队提出设想：利用月球土壤烧制出月壤砖，为人类在月球上建起科研基地做准备。如图甲所示，是“飞天”兴趣小组为月球科研基地工作人员设计的一款节能水暖电热毯，主要特点是A、B两区既可以单独使用，也可以同时使用，从而达到节能高效的目的。简化电路如图乙所示，电源电压U=220V，，均为电热丝，。已知水的比热容，求：
（1）单独使用A区时，若将电热毯中质量为0.5kg的水从20℃加热到50℃，用时600s：
①水吸收的热量；
②消耗的电能W；
③正常工作时的加热效率η（结果保留一位小数）；
（2）如果同时使用A区和B区，电路中的总功率P。
【答案】（1），6.6×104J，95%；（2）220W
【解析】解：（1）水吸收的热量为
当闭合S和时，A区单独工作，单独工作的功率为
则消耗的电能为
正常工作时的加热效率为
（2）当S，，都闭合时，A、B两区同时工作，、并联，并联电压相等，，根据可知、功率相等，则如果同时使用A区和B区，电路中的总功率为
答：（1）单独使用A区时，水吸收的热量为，消耗的电能W为6.6×104J；正常工作时的加热效率为95%；
（2）如果同时使用A区和B区，电路中的总功率P为220W。
考点1 电能 电功
1．（2024·山东潍坊）手机是常用的电子工具。图示是某款国产手机，使用功率为60W的充电器半小时可充满一次电。下列对于该款手机的估测，最符合实际的是（ ）
A．质量约为500g
B．正常使用时，后壳温度约为
C．充满一次电消耗的电能约为
D．长度约为1.2dm
【答案】D
【解析】A．手机质量约为100g，故A不符合题意；
B．手机正常使用时，后壳温度约为40°C，故B不符合题意；
C．手机充满一次电消耗的电能约为

故C不符合题意；
D．手机长度略短于人的手掌，约为1.2dm，故D符合题意。
故选D。
2．（2024·四川广元）如图是小英家的电能表表盘示意图，她断开其它用电器，只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min，发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量电流的仪表B．电能表允许通过的最大电流是10A
C．电能表表盘示数为10226kW•hD．电饭煲正常工作10min，消耗电能
【答案】D
【解析】A．电能表是用来测量电功（即消耗电能）的仪表，而不是测量电流的仪表。故A错误；
B．电能表上的“10（20）A”表示电能表允许通过的最大电流是20A，而不是10A，这里的10A可能是指标定电流或基本电流，但不影响最大电流的判断，故B错误；
C．电能表表盘上的示数表示的是已经消耗的电能，其单位为kW⋅h；电能表上的数字最后一位通常是小数点后的数字（即十分位），因此电能表表盘示数应读为1022.6kW⋅h，而不是10226kW⋅h，故C错误；
D．电饭煲单独接入电路中正常工作1min，电能表转盘转过10r。而电能表上的“600r/(kW⋅h)”表示的是电路中每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转600转。因此，电饭煲1min内消耗的电能
由于电饭煲是正常工作，所以其功率保持不变。那么，电饭煲10min内消耗的电能就是1min内消耗电能的10倍，即：
故D正确。
故选D。
3．（2024·甘肃兰州）图甲中电阻箱的示数为 Ω，图乙中电能表的示数为 ，图丙中温度计的示数为 ℃。
【答案】 6564 3968.2 -13
【解析】[1]图甲中电阻箱的示数为
6×1000Ω+5×100Ω+6×10Ω+4×1Ω=6564Ω
[2]电能表的最后一位数是小数，由图乙可知，电能表示数为3968.2kW⋅h。
[3]由图丙可知，图中温度计的分度值为1℃，刻度向上越来越小，所以示数为零下，故示数为-13℃。
考点2 电功率
4．（2024·山东聊城）根据生活经验，下列数据符合实际的是（ ）
A．一台家用空调的功率约为1000W
B．一本初中物理课本的厚度约为ldm
C．两个鸡蛋的质量约为1kg
D．磁悬浮列车的速度可达400m/s
【答案】A
【解析】A．家用空调正常工作时的功率约为1000W，故A符合实际，符合题意；
B．一本初中物理课本的厚度约为lcm，故B不符合实际，不符合题意；
C．十个鸡蛋的质量约为一斤即500g，则两个鸡蛋的质量约为100g，故C不符合实际，不符合题意；
D．磁悬浮列车的速度可达400km/h，故D不符合实际，不符合题意。
故选A。
5．（2024·四川乐山）“从生活走向物理”说明物理与生活息息相关。下列常见物理量最接近生活实际的是（ ）
A．冬季峨眉山金顶的最低气温约为10℃
B．闻名世界的乐山大佛高约71m
C．家用空调正常工作时的功率约为100W
D．人步行的速度约为11m/s
【答案】B
【解析】A．冬季峨眉山金顶的最低气温在零下20℃左右，故A不符合题意；
B．乐山大佛的高度大约是71m，故B符合题意；
C．一般家用空调的电功率在800W~1500W之间，100W不在这个范围内，故C不符合题意；
D．一般情况下，人正常步行的速度约为1m/s，故D不符合题意。
故选B。
6．（2024·山东济宁）图中，小灯泡、的额定电压相同。闭合开关后，发现比亮，下列分析正确的是（ ）
A．的额定功率比的额定功率大
B．两端电压比两端电压小
C．的电阻比的电阻大
D．通过的电流比通过的电流小
【答案】C
【解析】AC．开关闭合后，L1比L2亮，则说明L1的实际功率大于L2的实际功率，由于L1、L2两灯串联在电路中，所以通过L1、L2的电流相等，由可知灯L1的阻值大于灯L2的阻值，小灯泡、的额定电压相同，由可知，L1的额定功率比L2的额定功率小，故A错误，C正确；
BD．由于L1、L2两灯串联在电路中，所以通过L1、L2的电流相等，由可知灯L1的阻值大于灯L2的阻值，由U=IR可知两端电压比两端电压大，故BD错误。
故选C。
7．（2024·山东济宁）图是一个灯泡L和一个定值电阻R的I-U图像。下列分析正确的是（ ）
A．甲为灯泡L的图线
B．当电压为0时，L与R的阻值均为0
C．将L和R并联在的电源两端，电路总电阻为
D．将L和R串联在的电源两端，L的功率为
【答案】D
【解析】A．R为定值电阻，电流随电压的变化关系为过原点的倾斜直线；而灯的电阻随温度的变化而变化，电流随电压的变化关系为曲线，所以甲是定值电阻的I-U图像，乙是小灯泡的I-U图像，故A错误；
B．电阻是导体的一种性质，与电压和电流无关，当电压为0时，L与R的阻值不为零，故B错误；
C．当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为6V电路中，由并联电路电压的规律，R和灯L的电压都为6V，由图知，R的电流都为0.25A，L的电流是0.5A，由并联电路电流的规律，电路中总电流为
I=I1+I2=0.25A+0.5A=0.75A
电路总电阻为
故C错误；
D．R与L串联，电路各处的电流相等，由图知，当电路的电流为0.2A时，灯L的电压为1.2V，R的电压为4.8V，由串联电路电压的规律，电路的电压为
1.2V+4.8V=6V
L的功率
PL=ULIL=1.2V×0.2A=0.24W
故D正确。
故选D。
8．（2024·四川乐山）小嘉同学设计了一款身高测量仪，其工作原理如图所示。已知电压表、电流表示数分别为U、I，电压表、电流表示数变化量分别为、（ ）
A．被测人员身高越高，整个电路中的总电阻越小
B．被测人员身高越高，整个电路中的电功率越大
C．无论被测人员身高如何，的值不变
D．无论被测人员身高如何，的值不变
【答案】D
【解析】AB．由电路图可知，闭合开关S，R与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；由图可知，身高越高时，变阻器接入电路中的电阻越大，根据欧姆定律可知电路中的电流的越小，由P=UI可知整个电路消耗的电功率越小，故AB错误；
C．身高越高，滑动变阻器的滑片向上移动的距离越大，变阻器接入电路中的电阻越大，由可知电压表示数与电流表示数的比值等于变阻器的阻值，所以电压表示数与电流表示数的比值越大，故C错误；
D．由于电源电压不变，所以变阻器两端电压的变化量等于定值电阻R两端电压的变化量，所以的值等于R的阻值，不变，故D正确。
故选D。
9．（2024·甘肃兰州）小明将定值电阻、分别按如图甲、乙所示的方式连入电路中，已知，两电路中电源电压相等且保持不变，闭合开关S后，电压表和电流表的示数分别如图丙、丁所示，下列说法中正确的是（ ）
A．电源电压为3VB．乙图中通过的电流为0.6A
C．的阻值为5ΩD．甲图中电路工作时消耗的功率为2.4W
【答案】D
【解析】A．由甲图可知，R1与R2串联工作，且R2=2R1，此时电压表测量R1两端的电压，由图丙可知R1的电压为2V，根据串联电路分压规律可知，R2两端的电压为
电源电压为
故A错误；
BC．由乙图可知，R1与R2并联工作，此时电流表测量干路电流，示数为1.8A。则有
结合前面分析可知，电源电压为6V，又已知R2=2R1，解得R2=10Ω、R1=5Ω，此时通过R1的电流为
故BC错误；
D．甲图中电路工作时消耗的功率为
故D正确。
故选D。
10．（2024·甘肃兰州）如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动到中点的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．滑动变阻器消耗的功率变大B．电流表A的示数变小
C．电压表V的示数变大D．电压表V与电流表A的示数之比变大
【答案】A
【解析】由电路图可知，定值电阻和滑动变阻器并联，电流表测量滑动变阻器的电流，电压表测量电源电压；
AB．将滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动到中点的过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，所以通过滑动变阻器的电流变大，即电流表示数变大，由于定值电阻和滑动变阻器并联，所以滑动变阻器两端电压不变，根据可知，滑动变阻器消耗的功率变大，故A正确，B错误；
C．电压表测量电源电压，电源电压不变，则电压表示数不变，故C错误；
D．电压表V与电流表A的示数之比等于滑动变阻器连入电路的阻值，由于滑动变阻器连入电路的电阻变小，所以电压表V与电流表A的示数之比变小，故D错误。
故选A。
11．（2024·内蒙古包头）许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，和为加热电阻．下列分析正确的是（ ）
A．除雾状态，电路中只有工作B．除霜状态，电路中只有工作
C．除雾状态，电路的总电流最大D．除霜状态，电路的总功率最大
【答案】D
【解析】AC．当开关S闭合，S1断开时，电路中只有R2工作，此时电路中的总电阻最大，总电流最小，总功率最小，后视镜处于“低温”除雾状态，故A、C错误；
BD．当开关S、S1均闭合时，电路中R1与R2并联，此时电路中的总电阻最小，总电流最大，总功率最大，后视镜处于“高温”除霜状态，故B错误，D正确。
故选D。
12．（2024·四川广元）如图的电路中，电源两端电压U恒为6V。只闭合开关和，电压表、的示数分别为、，电流表示数为，电路的功率为；只闭合开关、和，电流表示数为，电路的功率为。已知，，。下列关系式正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】只闭合开关和，三个电阻串联，电压表测的电压，电压表测和的总电压，因为，电源电压为6V，则可解得
又因为串联电路电压之比等于电阻之比，则有
则
则此时电路中的电流为
只闭合开关、和时，电路和并联，此时电路中的电流
且
则有
可解得
则
可解得
因为
所以
且串联和并联时电源两端电压U恒为6V，根据
可得，电压一定时，电流之比等于电功率之比，即
故ABD错误，C正确。
故选C。
13．（2024·山东潍坊）（多选）如图甲所示的电路，电流表量程为0~0.6A，小灯泡L标有“4V 2W”字样。闭合开关、，在确保电路安全的情况下，调整滑动变阻器滑片P位置，记录多组电压表示数U与相应的电流表示数I，并作出如图乙所示的图像。下列分析正确的是（ ）
A．电源的电压为10V
B．电阻R能达到的最大功率为3.6W
C．滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为
D．断开，小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率为2.5W
【答案】BC
【解析】A．由图甲可知，闭合开关、，则L被短路，R与串联，电压表测两端电压，电流表测电路中电流。由图乙可知，当电压表示数为10V时，电流表示数为0.2A，由串联电路电压规律可得，电源电压为
①
当电压表示数为6V时，电流表示数为0.6A，则电源电压
②
由①②可得
，
故A错误；
B．由可知，当电路中电流最大时，即为0.6A时，电阻R的功率最大，为
故B正确；
C．由欧姆定律可知，当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的阻值最小。由图乙可知，当电路中电流最大时，即为0.6A时，滑动变阻器两端的电压为6V，则滑动变阻器接入电路的最小值为
故C正确；
D．由图乙可知，断开，则，L、R与串联，小灯泡正常发光时的电流为
则电路中电流
R两端电压
由串联电路电压特点可知，滑动变阻器两端电压
滑动变阻器的功率为
故D错误。
故选BC。
14．（2024·黑龙江哈尔滨）（多选）如图所示的电路中，电源电压恒为9V，灯泡L标有“6V 6W”，滑动变阻器标有“30Ω 2A”，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡正常发光时的电阻为6Ω
B．电路中的电流不超过2A时，电路一定是安全的
C．当灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率为9W
D．当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡变暗
【答案】AD
【解析】A．灯泡正常发光时的电阻为
故A正确；
BC．图中灯泡和变阻器串联，灯泡正常发光时的电流
通过变阻器的最大电流是2A，由串联电路电流的规律可知通过电路的最大电流是1A，当灯泡正常发光时，通过电路的电流是1A，变阻器两端的电压
U滑=U-UL=9V-6V=3V
滑动变阻器的电功率为
P滑=U滑I滑=3V×1A=3W
故BC错误；
D．当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知电路中的电流变小，小灯泡变暗，故D正确。
故选AD。
15．（2024·甘肃定西）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】 ①213.9 ②4400
【解析】[1]电能表的读数为，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
16．（2024·山东聊城）为了测量家中路由器的电功率，小慧利用五一假期外出期间，关闭家里的其它用电器，用电能表测出一台路由器所消耗的电能，数据见下表，计算可得路由器的电功率为 W。若小慧所在小区有1000户家庭，按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机，每度电0.6元计算，则小区用户每月（30天）为路由器支付的总电费为 元。
【答案】 ①10 ②4320
【解析】[1]路由器的电功率为
[2]若小慧所在小区有1000户家庭，按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机，小区用户每月（30天）消耗的电能为
需要交的电费为
17．（2024·宁夏）某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示，其中R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，是定值电阻，电源电压保持3V不变。闭合开关S，当平板受到的压力增大时，下列说法正确的是( )
A．电流表示数减小
B．电压表示数减小
C．电压表示数与电流表示数的比值增大
D．电路消耗的总功率增大
选择理由：
【答案】 ①D ②见解析
【解析】[1]AD．R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，所以当平板受到的压力增大时，R的阻值减小，电路中的总电阻减小，当电源电压一定时，由欧姆定律表达式可知，电路中电流增大，由P=UI可得电路中的总功率增大，故A错误，D正确；
B．当平板受到的压力增大时，R的阻值减小，由串联分压特点可知，R两端电压减小，R0两端电压增大，由于电压表测量R0两端电压，所以电压表示数增大，故B错误；
C．由于电压表测量R0两端电压，电流表测量通过R0的电流，所以电压表示数与电流表示数的比值为R0的阻值，由于R0的阻值不变，所以电压表示数与电流表示数的比值不变，故C错误。
故选D。
[2]R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，所以当平板受到的压力增大时，R的阻值减小，电路中的总电阻减小，当电源电压一定时，由可知，电路中电流增大，由可得电路中的总功率增大，故选D。
18．（2024·江苏宿迁）教室的饮水机上有两条提示语：“注意水温，谨防烫伤”和“节约用电，弘扬美德”。小明画出了饮水机电路示意图，如图甲所示，电阻，加热时总功率为840W。线圈内阻不计，为热敏电阻，其阻值随温度的变化如表格所示，控制电路电源电压恒为3V，当电流达到0.02A时衔铁被吸合。
(1)衔铁被吸合时，饮水机处于 （选填“加热”或“保温”）状态，饮水机处于保温状态时，功率为 W；
(2)设定最高水温为，需要将滑动变阻器阻值调至 ；根据图乙中电能表参数，饮水机处于加热状态时，经过10min，电能表指示灯闪烁 次。
【答案】(1)保温 40 (2) 50 350
【解析】（1）[1][2]由图可知，当衔铁未被吸合时，R1、R2并联，电路电阻较小，根据公式可知，功率较大，为加热状态；当衔铁被吸合时，R2断开，电路只有R1工作，此时电路电阻较大，根据公式可知，功率较小，为保温状态；保温功率为
（2）[1]由表格中数据可知，当水温为60℃时，Rt=100Ω，电路电流为0.02A，控制电路的总电阻为
需要将滑动变阻器阻值调至
[2]饮水机处于加热状态时，经过10min消耗的电能为
电能表指示灯闪烁的次数为
19．（2024·四川内江）如图所示，电源电压恒为4V、小灯泡标有“2.5V；1W”的字（电阻不变），滑动变阻器上标有“20Ω；1A”的字样，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某处时，电流表的示数为0.2A，则小灯泡的实际功率为 W；在保证电路安全使用的情况下，继续移动滑片，设移动过程中滑动变阻器的电功率为P1，小灯泡的电功率P2，的最大值为a、最小值为b，则= 。
【答案】 ①0.25 ②5
【解析】[1]由电路图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，闭合开关，移动滑动变阻器到某处，由题意得，此时电路的电流为I=0.2A，因为小灯泡的电阻不变，先根据小灯泡的规格可得
则小灯泡的电阻
故小灯泡的实际功率
P实=I2RL=(0.2A)2×6.25Ω=0.25W
[2]由于电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，保证电路安全使用的情况下，当电压表示数为3V时，接入滑动变阻器的阻值最大，此时电路中的电流最小，小灯泡的电功率最小，根据串联电路分压特点及欧姆定律可得电路此时的电流
此时滑动变阻器电功率
P1=URI1=3V×0.16A=0.48W
小灯泡的电功率
P2=I12RL=(0.16A)2×6.25Ω=0.16W
此时
因为小灯泡的额定电流为0.4A，所以电路通过的最大电流为0.4A，此时接入滑动变阻器的阻值最小，电路中的电流最大，小灯泡的电功率最大，所以小灯泡两端的电压为额定电压2.5V，电流为0.4A，电功率为P2'=1W，根据串联分压可得此时滑动变阻器两端的电压
UR'=4V-2.5V=1.5V
滑动变阻器电功率
P1'=UR'I2=1.5V×0.4A=0.6W
则
所以最大值a=3、最小值b=0.6，则
20．（2024·山东济宁）医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒，不同的器械所要求的温度、压强不同。图为自动测量锅内温度、气压的电路原理图（虚线框内为锅内部分），电源电压恒为。
按要求回答下列问题：
(1)若对总质量为、初温为15℃的钢制器械进行消毒，消毒温度达到115℃时，求器械吸收的热量；[]
(2)为阻值随所受压强大小而变化的可变电阻，其阻值与气压的关系如表1所示，为显示锅内气压大小的仪表（实质是电流表）。当锅内气压等于（个标准大气压）时，显示的气压为0，则气压表零刻度线应标在电流表刻度盘的多少毫安处?
表1
表2
(3)为阻值随温度而变化的可变电阻，其阻值与温度的关系如表2所示，为显示温度的仪表（实质是电流表）。当显示气压大小为1.4atm、显示温度为110℃时，求电路的总功率。
【答案】(1) (2)30mA (3)0.6W
【解析】（1）器械吸收的热量为
（2）由图可知，当开关S闭合时，R1与R2并联，A1测量R1的电流，A2测量R2的电流。由表1可知，当锅内气压等于时，R1=200Ω，通过R1的电流为
此时气压表显示气压为0，则气压表零刻度线应标在电流表刻度盘的30mA处。
（3）由表1可知，当显示气压大小为1.4atm时，R1=150Ω；由表2可知，当显示温度为110℃时，R2=100Ω，则电路的总电阻为
电路的总功率为
21．（2024·山东潍坊）中国茶文化源远流长。图示是一款智能煮茶机的简化电路图，电源电压，、、是阻值不变的电热丝，用于“加热”或“保温”，，，S为电源开关，通过温控开关可实现“加热”和“保温”状态的切换，煮茶机的“加热”功率，“加热”效率。煮茶机会根据用户选择的茶品和所需茶水浓度不同进行智能工作，其工作过程是首先将水“加热”至，然后继续以“加热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”（“煮茶加热”时间如表格所示），最后自动进入“保温”状态。将0.8L、初温为的水装入煮茶机，水的比热容，水的密度。
(1)求将水“加热”至过程中水吸收的热量；
(2)求煮茶机的“保温”功率；
(3)若用户选择“红茶高浓度煮茶”，煮茶机经过将水“加热”至、“煮茶加热”和“保温”状态，共工作15min，求这个过程煮茶机消耗的电能。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】（1）将水“加热”至100°C过程中水吸收的热量为
（2）由题意可知
则定值电阻R0的阻值为
煮茶机的“保温”功率为
（3）将水“加热”至100°C过程中消耗的电能为
将水“加热”至100°C过程需要的时间为
由表格可知，若用户选择“红茶高浓度煮茶”，“煮茶加热”时间为5min，则保温时间为
煮茶机经过将水“加热”至100°C、“煮茶加热”和“保温”状态，共工作15min，这个过程煮茶机消耗的电能为
22．（2024·北京）如图所示的是某款两档电热器的简化电路，、为阻值一定的电热丝，，。该电热器接入电压为220V的电路中。求：
(1)低温档时电路中的电流；
(2)高温档时电热器的电功率。
【答案】(1)0.4A (2)1188W
【解析】（1）根据可知，当总电阻越小，总功率越大，当两个电阻并联时，为高温档，当闭合S1时，为低温档时，只有R1工作，故电路中的电流
（2）当两个电阻并联时，为高温档，通过电阻R2的电流为
则干路电流为
高温档时电热器的电功率
23．（2024·山东聊城）如甲图所示电路中，电源电压不变，R1=20Ω，滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω，电流表使用的量程为0～0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V，其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合S2时，电流表的示数为0.25A。求：
(1)电源电压 ；
(2)当只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，滑动变阻器R2连入电路的电阻 ；
(3)当闭合S1、S2、S3时，为保证不损坏电流表，滑动变阻器R2的电阻可调范围和电路消耗的总电功率的变化范围 。
【答案】(1)8V (2)14Ω (3)40~50Ω，4.48~4.8W
【解析】（1）当只闭合S2时，R1与小灯泡串联，电流表的示数为0.25A，根据图乙可知，小灯泡此时六两端的电压为3V，R1两端的电压为
则电源电压
（2）当只闭合S3时，R2与小灯泡L串联，要使小灯泡L正常发光，小灯泡两端的电压为3.8V，则R2两端的电压为
根据图乙可知，此时电路中的电流为0.3A，则滑动变阻器接入的电阻为
（3）当闭合S1、S2、S3时，R1与R2并联，电流表测量干路电流，通过定值电阻R1的电流为
由电流表的量程可知，干路的最大电流为0.6A，则通过滑动变阻器的最大电流为
滑动变阻器接入的最小值为
此时电路中的总功率最大，最大总功率为
当滑动变阻器全部接入时，滑动变阻器接入的阻值为50Ω，通过滑动变阻器的电流最小，总电流最小，总功率最小，通过滑动变阻器的最小电流为
电路中的总电流为
电路总功率最小为
滑动变阻器R2的电阻可调范围为40~50Ω，电路消耗的总电功率的变化范围为4.48~4.8W。
24．（2024·四川乐山）如图所示的电路中，电阻。闭合开关S，电流表示数为1A。
（1）求电源电压；
（2）当滑片P位于滑动变阻器中点时，电流表示数为1.2A，求此时滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）当滑片P位于滑动变阻器最右端时，求整个电路的电功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）由图可知为并联电路，根据题意及并联电路电压规律可得电源电压为
（2）由图可知电流表测干路电流，电流表测通过定值电阻的电流；电流表示数为1.2A，电流表示数为1A，根据并联电路电流规律可得通过滑动变阻器的电流为
则此时滑动变阻器接入电路阻值为
（3）当滑片P位于滑动变阻器最右端时，滑动变阻器全部接入电路，由（2）可得滑动变阻器接入电路阻值为100Ω，此时通过滑动变阻器的电流为
干路电流为
整个电路的电功率为
答：（1）电源电压10V；
（2）当滑片P位于滑动变阻器中点时，电流表示数为1.2A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为；
（3）当滑片P位于滑动变阻器最右端时，整个电路的电功率为。
25．（2024·黑龙江哈尔滨）哈尔滨冰雪大世界的冰灯享誉中外，其内部镶嵌由半导体材料制成的节能灯。某座冰灯作品总重为2×104N，与水平地面接触面积为2m2。
（1）计算此冰灯作品对水平地面的压强；
（2）冰灯作品内某一组节能灯标有“220V 22W”，计算这组节能灯正常发光时的电流；
（3）此组节能灯与标有“220V 200W”的白炽灯均正常发光时亮度相同，如果每天正常工作10小时，请计算用节能灯比白炽灯每天节约多少kW·h电能？
【答案】（1）1×104Pa；（2）0.1A；（3）1.78kW·h
【解析】解：（1）此冰灯作品对水平地面的压力
F=G=2×104N
此冰灯作品对水平地面的压强
（2）这组节能灯正常发光时的电流
（3）如果每天正常工作10小时，节约的电能
W=W白-WL=P白t-PLt= (P白-PL)t=(200-22)×0.001kW×10h=1.78kW·h
答：（1）此冰灯作品对水平地面的压强是1×104Pa；
（2）冰灯作品内某一组节能灯标有“220V 22W”，这组节能灯正常发光时的电流是0.1A；
（3）此组节能灯与标有“220V 200W”的白炽灯均正常发光时亮度相同，如果每天正常工作10小时，用节能灯比白炽灯每天节约1.78kW·h电能。
26．（2024·黑龙江牡丹江）小丹的奶奶阴雨天会腿疼，孝顺的小丹用电热暖水袋帮奶奶热敷，电热暖水袋铭牌上标有“220V 350W”。若电热暖水袋内装有1kg的水，正常工作时，将25℃的水加热到55℃，用时7min20s。（计算结果保留1位小数）求电热暖水袋：
（1）正常工作的电流。
（2）加热过程中的热效率。
（3）提出一条安全使用的注意事项。
【答案】（1）1.6A；（2）81.8%；（3）见解析
【解析】解：（1）电热暖水袋正常工作的电流
（2）水吸收的热量为
消耗的电能为
则加热过程中的热效率
（3）充电结束后及时断电、充电时不要接触水、插入插座时不能用湿手触碰带电体、平放加热、禁止通电时使用、充电时远离儿童、不得插入尖锐物品等合理即可。
答：（1）正常工作的电流1.6A；
（2）加热过程中的热效率81.8%；
（3）详见解析。
27．（2024·甘肃兰州）小亮用电热水壶将质量为1.5kg、初温为20℃的水加热到80℃，在只有电热水壶工作的情况下，他观察到家中标有“”的电能表的指示灯在240s内闪烁了144次，已知水的比热容为。求：
（1）水吸收的热量；
（2）电热水壶的实际功率；
（3）电热水壶的工作效率。
【答案】（1）3.78×105J；（2）1800W；（3）87.5%
【解析】解：（1）水吸收的热量为
（2）给水加热过程中，电热水壶消耗的电能是
电热水壶的实际功率
（3）电热水壶的工作效率
答：（1）水吸收的热量为3.78×105J；
（2）电热水壶的实际功率为1800W；
（3）电热水壶的工作效率为87.5%。
28．（2024·黑龙江大庆）如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡L的额定电压为，电流表量程为，滑动变阻器的最大阻值为，定值电阻。当闭合开关S、，断开，滑动变阻器滑片移到中点时，小灯泡正常发光。图乙为小灯泡两端电压与电流的关系图像。
（1）求电源电压；
（2）当闭合开关S、，断开，调节滑动变阻器，求此时小灯泡的功率；
（3）当闭合开关S、，断开，求的最大功率和此时的阻值。
【答案】（1）7.5V；（2）0.6W；（3）0.9375W，15Ω
【解析】解：（1）当闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器与灯泡L串联。滑动变阻器滑片移到中点时，即滑动变阻器阻值为10Ω时，小灯泡正常发光。由图乙可知，当小灯泡正常发光时，电路中的电流为0.5A，因此可以求得滑动变阻器两端电压
串联电路电源电压等于各用电器电压之和，则电源电压为
（2）当闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器与灯泡L串联。调节滑动变阻器R1=15Ω，则在图乙中作出滑动变阻器的电压与电流的关系图像，如图所示：
取电流相等，电压之后等于电源电压7.5V，可知此时电路中的电流为0.4A，小灯泡电压为1.5V，故小灯泡的功率
（3）电源电压U，电路中的电流为I，则R1的最大功率可表示为总功率减R2的功率，即
P1与I的关系式为一个一元二次函数，当
时P1取最大值为
此时R2两端的电压为
则R1两端电压也为3.75V，R1的阻值为15Ω。
答：（1）电源电压7.5V；
（2）当闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R1=15Ω，求此时小灯泡的功率0.6W；
（3）当闭合开关S、S2，断开S1，求R1的最大功率0.9375W，此时R1的阻值15Ω。
考点3 焦耳定律
29．（2024·山东菏泽）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（ ）
A．电冰箱B．洗衣机C．电脑D．电饭煲
【答案】D
【解析】利用电流的热效应工作的用电器将电能转化为内能。
A．电冰箱将电能转化为内能与机械能，故A不符合题意；
B．洗衣机主要将电能转化为机械能，故B不符合题意；
C．电脑将电能转声能与光能等，故C不符合题意；
D．电饭煲将电能转化为内能，故D符合题意。
故选D。
30．（2024·北京）在两个相同的烧杯中分别装有两种液体A、B，其质量；用额定电压相同的甲、乙两个电加热器分别加热液体A、B，电加热器的额定功率，它们均正常工作。液体A、B的温度随加热时间变化的关系如图所示。不考虑热量损失，下列说法正确的是（ ）
A．液体A的沸点等于液体B的沸点
B．电加热器甲的电阻丝阻值大于乙的电阻丝阻值
C．相同时间内液体A吸收的热量等于液体B吸收的热量
D．液体A的比热容大于液体B的比热容
【答案】D
【解析】A．液体达到沸点时开始沸腾，沸腾时温度不变，继续吸热，由图可知，A的沸点大于B的沸点，故A错误；
B．由题意可知，两个加热器的额定电压相同，额定功率，由可知，，即电加热器甲的电阻丝阻值小于乙的电阻丝阻值，故B错误；
C．用额定电压相同的甲、乙两个电加热器分别加热液体A、B，因，加热相同的时间，由
可知，相同时间内甲加热器释放的热量多，则相同时间内液体A吸收的热量大于液体B吸收的热量，故C错误；
D．由图像可知，AB均未沸腾前，加热相同的时间，温度升高的快慢相同，即，但是由于，因此加热相同的时间，，由题意可知，则可知，。故D正确。
故选D。
31．（2024·四川乐山）如图甲所示的煎饼锅具有高温和低温两个挡位，图乙是其内部简化电路图。当处于高温挡时，煎饼锅的加热功率为，则R1= ；处于低温挡时，煎饼锅的工作电流为1A，通电1min产生的热量为 J。
【答案】 ①51.6 ②13200
【解析】[1]由图乙可知，当两个开关都闭合时，电阻R2短路，电路只有R1，此时电路中电阻小，根据可知功率大，即为高温挡，则R1的电阻为
[2]当开关S1闭合，S2断开时，两个电阻串联，电路中电阻最大，根据可知功率小，即为低温挡，则通电1min产生的热量为
32．（2024·宁夏）我国城乡一些老旧小区家庭供电线路线芯横截面积未达到《民用建筑电气设计标准》要求，需要对这部分电路进行改造。
（1）因为输电线有电阻，会有电能损耗，这主要是由于电流的 效应引起的。
（2）改造的主要内容是把电线线芯换成更粗的，请用物理知识解释这样做的目的。
【答案】 ①热 ②见解析
【解析】（1）[1]因为输电线有电阻，由可知，通电时输电线会产生热量，这是电流的热效应。
（2）[2]由影响导体电阻大小的因素可知，进户线的材料和长度一定时，导线越粗，电阻越小，根据可得在电流和通电时间相同的情况下，输电线产生的热量小，减少了输电过程中电能的损耗，同时产生热量少导线不易发热，用电更安全。
33．（2024·黑龙江牡丹江）两个电阻串联在电路中，，两端的电压为1V，通过的电流为 A，两端的电压为 V，通电5min，上产生的热量为 J。
【答案】 ①0.1 ②2 ③30
【解析】[1]通过的电流为
[2]两个电阻串联，通过两个电阻的电流相等，即
所以两端的电压为
[3]通电5min，上产生的热量为
34．（2024·四川广元）如图是“扬帆”学习小组对小灯泡L和定值电阻R的阻值进行测量后，根据实验数据作出的图像。若将L和R串联接在8V的电源两端，L与R的电阻之比为 ；若将L和R并联在2V的电源两端，在1min内，L与R产生的热量之比为 。
【答案】 ① ②
【解析】[1]将L和R串联接在8V的电源两端，电流相同，L和R两端的电压之和为8V，根据图像，发现，当电流大小为0.2A时，L和R两端的电压之和为8V，此时电压之比为，串联电路电压之比等于电阻之比，则L与R的电阻之比为。
[2]若将L和R并联在2V的电源两端，流过L的电流为0.15A，流过R的电流为0.1A，L与R的电流之比为，因为小灯泡L和定值电阻R都是纯电阻电路，在并联电路中热量之比等于电流之比，在1min内，L与R产生的热量之比为。
35．（2024·辽宁）如图，甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体，甲、乙中都有一段电阻丝，，。闭合开关，电流表的示数为1.2A。通电120s后，甲中温度计的示数为29℃。求：
（1）两端的电压；
（2）的电功率；
（3）电流通过产生的热量；
（4）液体的比热容（不计热量损失）。
【答案】（1）12V；（2）14.4W；（3）；（4）
【解析】解：（1）分析电路可知，、串联，电流表测电路电流。两端的电压为
（2）的电功率为
（3）电流通过产生的热量为
（4）不计热量损失，则甲中液体吸收的热量为
根据，液体的比热容为
答：（1）两端的电压为12V；
（2）的电功率为14.4W；
（3）电流通过产生的热量为；
（4）液体的比热容为。
36．（2024·甘肃定西）小明家买了一个既可烤肉、又可以吃火锅的的多档位电火锅，其内部电路原理如图所示，部分参数如表所示，均为发热电阻，的阻值为。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同档位的转换；
（1）使用中温档时旋转开关应该旋转到跟 触点接触的位置，简单说明理由 ；
（2）电加热器电路中的阻值各为 、 ；
（3）在高温档模式下，向锅内装温度为的水，高温档连续正常工作，水温升高到，这时电火锅的加热效率是 。[电热丝的电阻不随温度变化，，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率]
【答案】 （1）2和3 当开关S与触点2和3接触时，电路中只有R2，由可知为中温档 （2）66Ω 44Ω （3）90.9%
【解析】（1）[1][2]分析电路图可知，旋转开关S，让其和触点1和2接触时，R1与R2串联；旋转开关S，让其和触点2和3接触时，R1被短路，电路中只有R2；旋转开关S，让其和触点3和4接触时，R2与R3并联；由可知，电路中电阻越大时，电路的总功率越小，所以旋转开关S，让其和触点1和2接触时，电阻最大，为低温档；旋转开关S，让其和触点3和4接触时，电阻最小，为高温档；旋转开关S，让其和触点2和3接触时，电路中只有R2，为中温档。
（2）[3]由于旋转开关S，让其和触点2和3接触时，电路中只有R2，为中温档，所以
[4]旋转开关S，让其和触点1和2接触时，R1与R2串联，为低温档，则总电阻
则
（3）[5]旋转开关S，让其和触点3和4接触时，R2与R3并联，为高温档
锅内装2kg温度为20℃的水，水温升高到70℃，吸收的热量
高温档连续正常工作210s，消耗电能
电火锅的加热效率
t/℃
30
40
50
60
70
/Ω
220
165
130
100
83
气压
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
…
电阻
200
170
150
140
132
…
温度
100
105
110
115
120
…
电阻
120
110
100
90
80
…
茶品
低浓度“煮茶加热”时间
中浓度“煮茶加热”时间
高浓度“煮茶加热”时间
乌龙茶
2min
5min
10min
红茶
1min
2min
5min
黑茶
2min
5min
7min
物理量
参数
额定电压
中温档功率
低温档功率