初中物理教科版（2024）九年级上册（2024）第2节 电功率同步测试题

这是一份初中物理教科版（2024）九年级上册（2024）第2节 电功率同步测试题，文件包含专题06电功率专项训练原卷版docx、专题06电功率专项训练解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共83页， 欢迎下载使用。
目录
A题型建模・专项突破 ………………………………………………………………………1~40
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc200457827" 题型一：各种用电器使用的能量转化（常考点） PAGEREF _Tc200457827 \h 1
\l "_Tc200457828" 题型二：电能的国际单位、常用单位及换算2
\l "_Tc200457829" 题型三：电能表的作用和读数（重点）2
\l "_Tc200457830" 题型四：利用电能表的主要参数计算电能（常考点）3
\l "_Tc200457831" 题型五：IC卡电能表及家用电子电能表（常考点）4
\l "_Tc200457832" 题型六：电功的概念、单位及换算5
\l "_Tc200457833" 题型七：探究影响电功大小的因素（常考点）5
\l "_Tc200457834" 题型八：电功的公式及简单应用（重点）9
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc200457827" 题型九：电功率的概念和单位（常考点）7
\l "_Tc200457833" 题型十：额定电压与额定功率（常考点）7
\l "_Tc200457833" 题型十一：串并联电路中的电功率（重点）8
\l "_Tc200457827" 题型十二：伏安法测量小灯泡的电功率（常考点）9
\l "_Tc200457833" 题型十三：电功率的计算（常考点）12
\l "_Tc200457833" 题型十四：探究电流热效应的实验原理和电路图（常考点）13
\l "_Tc200457827" 题型十五：电流产生的热量与电阻的关系（常考点）15
\l "_Tc200457833" 题型十六：焦耳定律的推导及其应用（常考点）16
\l "_Tc200457833" 题型十七：半导体（常考点）16
\l "_Tc200457827" 题型十八：光伏发电17
B综合攻坚・能力跃升………………………………………………………………………18~23
题型一：各种用电器使用的能量转化
【例1】（2025年上海市学业水平考试综合测试试卷）7.物理王同学家的一个电器上标有“220V 440W”，则此用电器正常工作时的电压为________伏，使用时将________转化为内能。
【变式1-1】（23-24九年级上·青海西宁·期末）目前新能源汽车在全球范围内受到了越来越多的关注，众多汽车制造商纷纷加入新能源汽车的研发和生产中。电动汽车充电时，是将电能转化为________能，电动汽车行驶时，主要将电能转化为________能。
【变式1-2】（2024·吉林长春·二模）如图是某电路工作时的能量转化示意图，A、B是电路中的元件。下列分析正确的是（ ）
A.A是电动机；方框内填电能；B是开关 B.A是电池；方框内填电能；B是小灯泡
C.A是电池；方框内填内能；B是小灯泡 D.A是电池；方框内填电能；B是发电机
题型二：电能的国际单位、常用单位及换算
【例2】（2024九年级下·全国·专题练习）下列单位中属于物理量电功的单位是（ ）
A.N/m2 B.kW•h C.N•m D.J/kg
【变式2-1】（2024九年级下·全国·专题练习）电能
（1）获取：________提供电能；
（2）使用：用电器将电能转化为其他形式的能；
（3）单位：
①国际单位：___________
②常用单位：___________
③换算关系：1kW·h =___________J
（4）测量工具：电能表
【变式2-2】（23-24九年级上·山东济南·阶段练习）对于1 kW·h的理解，下列说法正确的是（ ）
A.kW·h是电功率的单位 B.1 kW·h就等于1000J
C.能开动4个250W的电风扇 D.可供1000W的空调工作约1 h
题型三：电能表的作用和读数
【例3】（2024·江苏南京·模拟预测）小明发现家里的电能表没有转动的铝盘，取而代之的是脉冲信号灯，用电时脉冲灯闪烁，示数由液晶板显示，按键可以切换显示的内容，图甲中显示的是截至上个月末电能表记录的总电量，为______________，切换回当前总电量后如图乙所示，则本月小明家已用电________度，脉冲灯闪烁________次。
【变式3-1】（2024·吉林·中考真题）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
【变式3-2】（2024九年级下·河北唐山·学业考试）小明家里，11月底抄表时电能表示数是，12月底抄表时电能表示数是，他家12月用电________度，若电费0.55元/度，那么则该月他家应付电费_________元。
【变式3-3】（2024·四川广元·中考真题）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•h D.电饭煲正常工作10min，消耗电能6×105J
题型四：利用电能表的主要参数计算电能
【例4】（2024·江苏盐城·中考真题）在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为________kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过_______W。小明想测家中电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1min，则该电水壶的功率为________W。
【变式4-1】（22-23九年级下·湖南湘西·期中）如图所示是小芸家的电能表及该表某月月初、月末的两次读数。由图可知，她家使用的电器该月消耗的电能为（ ）
A.13875kW·h B.14695kW·h C.800kW·h D.82kW·h
【变式4-2】（2024·河北邯郸·模拟预测）某日，物业工作人员来小明家收电费，小明观察电能表的情况如图所示，然后从笔记本上查出上月的记录为1858.5kW·h。
（1）若按0.5元/kW·h计费，小明家本月应缴电费________元；
（2）计算可知让“220V40W”的灯泡正常工作5min，可使这个电表转________圈。
【变式4-3】（2024·江苏苏州·二模）关于图中电能表说法正确的是（ ）
A.电能表是测量电功率的仪表电子式单相电能表 B.电能表的示数为2023.6J
C.电能表能正常工作的最大电流是40A D.电能表的指示灯每小时闪烁1600次
考点五：IC卡电能表及家用电子电能表
【例5】（23-24九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）如图所示是一个电能表，对其中的重要参数，下列说法错误的是（ ）
A.“220V”是指这个电能表应该在220V的电路中使用
B.“10（20）A”是指这个电能表的额定最大电流为20A
C.示数“0020.0”表示此时电流正在做功20J
D.“600r/（kW·h）”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转
【变式5-1】（23-24九年级下·全国·课后作业）下列关于电能表的说法中正确的是（ ）
A.标有“220V，5（10）A”的电能表可以安装在一个学校的干路上
B.不管有多少用电器工作，标有“220V，5（10）A”的电能表都不会被烧坏
C.新式电能表靠电子线路计算电能，读数由液晶板显示
D.当IC卡电能表卡中的金额用完以后，该电能表就不能用了
【变式5-2】（22-23九年级上·江苏淮安·期末）如图所示，家庭电能表的表盘数据表明，电路消耗的电能是________kW·h，每消耗0.5kW·h电能指示灯闪烁________次。
【变式5-3】（23-24九年级上·贵州六盘水·期末）下图是一个电能表表盘，对其中的重要参数，下列说法中错误的是（ ）
A.“220V”是说这个电能表应该在220伏的电路中使用
B.“10（20）A”是说这个电能表使用时额定最大电流为10安
C.“50Hz”是说这个电能表应在50赫兹的交流电路中使用
D.若电能表上的转盘转过600转，则表示接在这个电能表上的用电器消耗了0.2千瓦时的电能
考点六：电功的概念、单位及换算
【例6】（23-24九年级上·江苏宿迁·期末）甲、乙两个用电器串联后接在某一电源上，在相同的时间内，电流通过甲所做的功比乙大，则（ ）
A.通过甲的电流比乙大 B.甲两端的电压比乙的大
C.甲的电阻比乙小 D.甲消耗的电能比乙小
【变式6-1】（23-24九年级上·贵州贵阳·期末）安培被后人称为“电学中的牛顿”，为了纪念他在电学方面的突出贡献，物理学中用安培作为下列哪个物理量的单位（ ）
A.电压 B.电阻 C.电流 D.电功
【变式6-2】（23-24九年级上·四川达州·阶段练习）某电池铭牌标有3.6V、容量1500mA·h，这种电池一次充电最多可储存的电能为________kW·h。
考点七：探究影响电功大小的因素
【例7】（2024·江苏无锡·一模）用如图装置探究电功大小的影响因素。两个白炽灯泡串联，控制了 与通电时间相等，两灯泡规格应_________。（选填“相同”或“不同”）。实验中发现L1更亮且电压表V1的示数更大，这说明在电流相同与通电时间相同时，导体的________越大，电流做的功也就越多。
【变式7-1】（2024·江苏泰州·二模）如图是“探究影响电流做功多少的因素”电路。
（1）提供“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡若干，则你所选用的灯泡是_____________________；
（2）可以根据______________比较相同时间内电流做功的多少；
（3）由图所示电路，可探究电流做功多少与________的关系。
【变式7-2】（22-23九年级下·江苏泰州·阶段练习）在“探究电功与哪些因素有关”的实验中，小华连接了如图所示的电路，以下说法中错误的是（ ）
A.此电路探究的是电功与电压的关系
B.实验中，通过电压表的示数反映电功的大小
C.实验中，要选用两个规格不同的小灯泡
D.实验时，要移动滑动变阻器的滑片改变电流，从而多次实验
题型八：电功的公式及简单应用
【例8】（2024·湖北荆门·模拟预测）手机已成为人们生活中主要的通讯工具，其中手机电池能否支持快充是消费者决定是否购买的重要因素，市面上很多手机已配备了“快充”功能（ ）
A.“快充”是指手机充电时的充电器输出功率较大 B.“快充”是指手机充电时的充电器输出电流较大
C.“快充”是指手机充电时的充电器输出电压较大 D.“快充”是指手机电池存储的电能较多
【变式8-1】（23-24九年级上·全国·单元测试）锂电池是一种常见的可充电电池，给锂电池充电时，将电能转化为________能储存起来，如图是网络上甲、乙两种锂电池的宣传图片，若数据真实，_______（选填“甲”或“乙”）电池的容量（充满电后储存的电能）更高。
【变式8-2】（2024·河南·模拟预测）下列估测的数据中，最符合实际的是（ ）
A.一台电视机正常工作的电流约为10A B.空气的密度为1.29kg/m3
C.一盛台灯工作2小时消耗电能约为2kW·h D.一个鸡蛋的重力约5N
题型九：电功率的概念和单位
【例9】（2022·湖南湘潭·中考真题）下列估测值最接近生活实际的是（ ）
A.空调的功率约为1.5W B.教室门的高度约为10m
C.舒适的环境温度约为100℃ D.中学生的质量约为50kg
【变式9-1】（2022·广西玉林·中考真题）在国际单位制中，电流的基本单位是（ ）
A.A B.V C.m D.W
【变式9-2】（2022·广西柳州·中考真题）下列单个用电器正常工作时，相同时间内耗电量最小的是（ ）
A.电饭煲 B.电暖器 C.小台灯 D.电热水器
【变式9-3】（2022·四川成都·中考真题）下列家用电器的有关数据，最符合实际的是（ ）
A.电视逼控器的工作电流为1A B.洗衣机的工作电压为220V
C.电冰箱的工作电压为380V D.空调的待机功率为0.01W
题型十：额定电压与额定功率
【例10】（2022·广西桂林·中考真题）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
【变式10-1】（2022·江苏无锡·中考真题）连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到白炽灯泡L1比L2亮，说明L1的实际功率比L2大。关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A.可以验证电功与电压大小的关系 B.L1对应的电压表示数比L2小
C.通过L1的电流比L2大 D.L1、L2规格是相同的
【变式10-2】（2022·山东临沂·中考真题）一个标有“220V 1100W”的电热器，当通过它的电流为4A时，它的实际功率为（ ）
A.176W B.704W C.880W D.1100W
【变式10-3】（2021·辽宁鞍山·中考真题）如图所示是小明家的电能表。将一个标有“220V 1210W”的用电器单独接入家庭电路中工作12min，电能表业的转盘转了500转，在此工作过程中，下列说法正确的是（ ）
A.该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4J的电能
B.该用电器的实际功率为1200W
C.该电路的实际电压为200V
D.若小明家所有用电器同时工作，则总功率不得超过2.2kW
题型十一：串并联电路中的电功率
【例11】（2022·湖北湖北·中考真题）如图所示，将定值电阻R1、R2按甲、乙两图接在电压不同的电路中，已知两图中R1两端的电压相等，乙图中流过R1、R2的电流之比为2∶1。下列说法中正确的是（ ）
A.两电阻的阻值之比为R1∶R2=2∶1 B.两图中电源的电压之比为U1∶U2=3∶2
C.两图中流过R2的电流之比为I2甲∶I2乙 =3∶2 D.两图电路消耗的总功率之比为P甲∶P乙=2∶1
【变式11-1】（2022·广东深圳·中考真题）某爱心团队去养老院送电暖气，电暖气有低、中、高三挡，已知R1=55Ω，R2=44Ω，以下说法正确的是（ ）
A.使用“低温档”只需要闭合S2 B.使用“高温档”要闭合S1、S2
C.闭合S1、S2时，通过R1、R2的电流之比为5∶4
D.中温档正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104J
【变式11-2】（2022·天津·中考真题）如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V，6W”和“6V，3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A.只闭合S1时，甲、乙两灯的实际功率之比为2∶1
B.只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为2∶1
C.只闭合S1、S2时，电路的总功率为6W
D.只闭合S1、S2时，电路的总功率为3W
【变式11-3】（2022·湖南怀化·中考真题）如图所示的串联电路中，定值电阻R1=2R2，开关闭合后，电阻R1、R2两端电压分别为U1、U2，通过的电流分别为I1、I2，电功率分别为P1、P2，相同时间内做的功为W1、W2，以下比值正确的是（ ）
A.I1∶I2=2∶1 B.U1∶U2=1∶1 C.P1∶P2=2∶1 D.W1∶W2=2∶1
题型十二：伏安法测量小灯泡的电功率
【例12】（2022·辽宁盘锦·中考真题）在测量额定电压为3.8V小灯泡的电功率实验中：
（1）图甲为小华连接的电路，其中有一根导线连接错误，请你在连接错误的这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线；
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表和电压表示数都很小，接下来小华应进行的操作是________；（填字母）
A.更换小灯泡 B.移动滑动变阻器滑片
C.检查开关是否接触不良 D.检查电压表是否断路
（3）电压表示数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________W；
（4）下表是另一组同学在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率时的数据及发光情况。在交流讨论过程中，小华发现该组有一次实验中的电流值是编造的。你认为是第________次，判断的理由是：___________________________。
【变式12-1】（2022·辽宁阜新·中考真题）做“测量小灯泡额定功率”的实验（灯泡的额定电压U额=2.5V，灯丝电阻阻值不变）。
（1）连接电路后，闭合开关，若小灯泡较暗，电流表有示数，电压表有示数，调节滑动变阻器的滑片，两表的示数都不变，原因是滑动变阻器接了________两个接线柱。
（2）排除故障后如图甲，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡的额定电功率为________W。
（3）同组的小月同学设计了一个电路，如图丙，也测出了该小灯泡正常发光时的功率，其中定值电阻的阻值R=25Ω，正确操作步骤如下：
①只闭合开关S和________，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为I1=_______A；
②闭合开关S和_______，断开开关________，保持滑动变阻器滑片位置不动，读出电流表示数为I2；
③小灯泡的额定电功率表达式为P额=_________。（用物理量符号表示）
【变式12-2】（2022·辽宁锦州·中考真题）小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用电源是两节新的干电池，定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（1）小明将5Ω的定值电阻接入如图甲所示的电路中，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，电压表示数_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。经检查发现电路中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）改正电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为某一值时，电流表示数如图乙所示。接着小明用10Ω电阻替换5Ω电阻，并移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数仍为_______V；
（3）小明将5Ω和15Ω电阻分别接入电路，并将电压表示数调到所控制的电压时，两次实验整个电路消耗的电功率之比为_________；
（4）为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，滑动变阻器的最大阻值至少为________Ω；
（5）通过实验探究，小明得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻________；
（6）实验结束后，小明想测一个额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，但电流表损坏。他用四节新干电池串联作电源，另有规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和一个铭牌不清的滑动变阻器R2，设计了如图丙所示的电路。请你帮他完成测量过程：
①闭合开关，将滑动变阻器R1的滑片移至最左端，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数为________V，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器R2的滑片位置不动，将滑动变阻器R1的滑片移至最右端，读出电压表的示数为0.5V；
③小灯泡的额定功率为________W。
【变式12-3】（2022·山东聊城·中考真题）如图甲所示，小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。
（1）同组的小丽发现他的连接中有一处错误，而且只需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线；
（2）电路连接正确后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该滑到最________（选填“左”或“右”）端；
（3）小聪闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P时，发现两个电表只有一个有示数，初步检查确认，电路接线完好，两个电表均无故障，则发生故障的元件应是________（填字母）；
A.电源 B.滑动变阻器 C.定值电阻R D.开关
（4）排除故障后，小聪正常进行实验并将实验数据记录在下表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示，为________A，根据三次实验数据可得定值电阻R=_______Ω（结果保留一位小数）；
（5）在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量，下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是________（填字母）。
A.用刻度尺测量作业本的长度 B.探究同种物质的质量与体积的关系
C.测量小灯泡的电功率
题型十三：电功率的计算
【例13】（2022·广西贵港·中考真题）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，电压表量程可选，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器R2标有“1A”字样，最大阻值未知。闭合开关S1、S3，断开开关S2，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端，得R1的“U-I”关系图像如图乙所示。
（1）求电阻R1的阻值和R2的最大阻值；
（2）若闭合开关S2、S3，断开开关S1，使R2的滑片P位于a端，此时电流表示数为0.42A，求R3通电50s产生的电热；
（3）若闭合开关S1、S3，断开开关S2，且电压表的量程为0~3V，在保证电路元件都安全的情况下，求电路总功率的变化范围。
【变式13-1】（2022·广西梧州·中考真题）在如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，R1阻值为10Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.9A，问：
（1）通过R1的电流是多少？
（2）R2的阻值是多少？
（3）现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换R1或R2。要求：替换后，电源的最大电功率不小于15W，则电源的最小电功率是多少？
【变式13-2】（2022·湖南永州·中考真题）小明为了控制灯泡的亮度，设计了如图甲所示的电路，已知电源电压恒定不变，灯泡L标有“6V 6W”字样（灯泡电阻不随温度变化），滑动变阻器R最大阻值为20Ω。将滑片P置于a端，闭合开关S，缓慢移动滑片P，当滑片P位于b端时，灯泡恰好正常发光。
（1）求电源电压U；
（2）求灯泡L的电阻；
（3）当电流表的示数为0.3A时，求此时滑动变阻器接入电路的电阻；
（4）将滑动变阻器R连接成如图乙所示电路，电源电压U'=3V，当滑片P位于a、b之间某一位置时（不包括a、b两点），电路消耗的电功率最小，求此最小电功率。
【变式13-3】（2022·河北·中考真题）如图所示，电源电压为18V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。
（1）求R0的阻值；
（2）求滑动变阻器的最大阻值；
（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2。求P1∶P2。
题型十四：探究电流热效应的实验原理和电路图
【例14】（2022•内蒙古通辽•中考真题）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.①② B.②③ C.②④ D.③④
【变式14-1】（2021•四川自贡•中考真题）如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是（ ）
A.U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故
B.通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
C.图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1∶2
D.图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
【变式14-2】（2021•四川广元•中考真题）用如图的装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油.下列说法正确的是（ ）
A.该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B.闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C.实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生生热量的多少
D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
【变式14-3】（2022•广东•广州市育才中学二模）俊羲在探究某个科学问题时，把阻值均为5Ω的两段电热丝R1、R2分别放在两个完全相同的烧瓶中，烧瓶中分别盛有质量和初温均相同的不同液体（绝缘体），并连接成了如图所示的实验电路（两温度计完全相同），接通电路进行实验（忽略热损失）。则下列说法正确的是（ ）
A.该装置能用来探究电流通过导体产生热量跟导体的电阻的关系
B.该装置能用来探究电流通过导体产生热量跟流过导体电流的关系
C.某时刻A温度计示数比B温度计的大，则电热丝R1产生的热量比R2的多
D.某时刻A温度计示数比B温度计的大，则左侧烧瓶中液体的比热容比右侧的小
题型十五：电流产生的热量与电阻的关系
【例15】（2022•广西柳州•中考真题）在“探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关”的实验中发现，电路中的电阻丝温度升高而导线温度没有明显变化，这是因为二者的（ ）
A.电阻不同 B.电流不同 C.密度不同 D.通电时间不同
【变式15-1】（2022•山东聊城•中考真题）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（ ）
A. 形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B.通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C.右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D.通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
【变式15-2】（2022•湖南常德•中考真题）用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中不正确的是（ ）
A.观察温度计的示数比较电流产生的热量
B.该实验装置可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系
C.该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系
D.甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体
【变式15-3】（2022•甘肃兰州•中考真题）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
题型十六：焦耳定律的推导及其应用
【例16】（2022•山东聊城•中考真题）以下说法正确的是（ ）
A.只有正电荷的定向移动才能形成电流 B.金属容易导电是因为内部有大量电子
C.导体的电阻越大，导体对电流的阻碍作用越大 D.电流通过用电器产生的热量等于消耗的电能
【变式16-1】（2022•湖北湖北•中考真题）某款家用电热取暖器有两个档位，它正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A.取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成 B.“高温”档一定比“低温”档产生的热量多
C.“高温”档一定比“低温”档的工作电阻大 D.连接电热丝的导线比电热丝的电阻小
【变式16-2】（2022•河南•中考真题）如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（ ）
A.用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少
B.通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系
C.通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D.通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大
【变式16-3】（2022•辽宁锦州•中考真题）如图甲所示电路，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，将R的滑片从b端移到a端过程中，两个电压表示数与电流表示数关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A.电源电压为4.5V B.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C.R1的最小电功率为0.225W D.闭合开关S1、S2，通电10s整个电路最多产生热量为36J
题型十七：半导体
【例17】（2025济南期中）将A、B两种不同的金属片分别插入柠檬，制成“柠檬电池”，闭合开关S，发光二极管发光。B金属片是“柠檬电池”的________（选填“+”或“-”）极；该二极管是由_________（选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成的。
【变式17-1】（2024凉山）如图所示是我国自主研发的一款高性能处理器，其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力，打破国外技术垄断，推动国内芯片产业的发展。制作该芯片需要_________（选填“半导体”或“超导体”）材料，该处理器正常工作时，相当于电路中的__________（选填“电源”或“用电器”）。
【变式17-2】（2024内江模拟）半导体制冷技术是用于电脑元件散热的前沿科技。如图所示是半导体制冷的原理图,图中标有“N”和“P”字样的材料分别叫作N型半导体和P型半导体。把N型半导体元件和P型半导体元件串联,接上直流电源后，半导体材料的两端会产生温度差,在电流方向是N→P的地方吸热,而在电流方向是P→N的地方放热。则靠近电脑发热体（CPU）的是________（选填“ A”或“B”）陶瓷片。该散热元件中的电源_________（填“可以”或“不可以”）直接用交流电源。

题型十八：光伏发电
【例18】如图甲所示的光敏电阻，其阻值R随光强E光强是表示光的强弱程度的物理量，照射光越强，光强越大。光强用符号E表示，国际单位为坎德拉（cd）]的变化关系如图乙所示。把它接在图丙所示的电路中，其中R是光敏电阻，R0是定值电阻。
（1）光敏电阻主要是由__________（选填“超导体”“导体”“半导体”或“绝缘体”）材料制作而成的。
（2）由图乙可知：当光强增大时，光敏电阻的阻值________（选填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）在图丙中，当光强为1.0 cd时，闭合开关后，电流表的示数为0.1 A，电压表的示数为2 V，则定值电阻R0的阻值为________Ω；当光强增大到6.0 cd时，电压表的示数________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
【变式18-1】太阳能发电系统中，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能。中午时段，太阳能电池板的输出电压为500 V，输出电流为20 A，10 h可以为电网提供电能_________kW·h；这些电能可供额定功率为2000 W的热水器正常工作_________h。
【变式18-2】我国天宫空间站使用4对柔性三结砷化镓太阳能电池板来发电，它的技术非常先进，光电转换效率超30%。下列说法正确的是（ ）
A.太阳能电池板所用材料三结砷化镓是超导体
B.太阳能电池板面积越大，发电效率越高
C.太阳能电池板工作的效率超30%，表明太阳能电池板把至少30%的太阳能转化为化学能
D.太阳能电池板工作的效率超30%，表明太阳能电池板把至少30%的太阳能转化为电能
1．（2024·四川泸州·中考真题）小华家电茶炉的加热电阻为60.5Ω，家用电能表的信息如图所示，只将电茶炉接入220V的家庭电路中正常工作10min，电能表指示灯应闪烁________次，刚好将电茶炉内1 kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量为_________J，电茶炉烧水的效率为_________。
[c水=4.2×103J/（kg·℃）]

2.（2024·江苏苏州·中考真题）电热水器是利用电流的_______效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为________kW·h，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为________J，其两端电压________（高于/等于/低于）220V。
3．（2024·重庆·中考真题）小刘同学利用如图所示的电路测量电阻R的阻值。闭合开关S，将滑片P移至某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A。下列说法正确的是（ ）
A.图中的甲是电压表、乙是电流表 B.将滑片P向左移时R的功率增大
C.一次实验就能精确测出R的阻值 D.电流0.4A时，R一分钟发热0.8J
4．（2024·江苏连云港·中考真题）如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右移动过程中（ ）
A.电流表示数变小，灯变暗 B.电流表示数变大，灯变亮
C.电压表示数不变，灯亮度不变 D.电压表示数变小，灯亮度变亮
5.（2023·湖北荆州·中考真题）课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。
（1）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用_______（选填字母）；
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω 2A”的滑动变阻器 C.“5Ω 1A”的滑动变阻器
（2）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是___________；
（3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向________端移动（选填“左”或“右”）；
（4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为________W；
（5）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下：
①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R'的滑片，使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V；
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V；
④小灯泡的额定功率P额=__________W。
6．（2024·云南·中考真题）我国制造的新型材料PTC、NTC可制成热敏电阻，现已打破国外技术垄断，被广泛应用于新能源汽车、电热器等多种电子产品。如图甲所示为PTC、NTC热敏电阻阻值随温度变化关系的图像。如图乙所示的电路，电源电压恒为6V，电压表量程0~3V，滑动变阻器Rp的阻值范围为0~100Ω，Rx的位置可接入PTC或NTC热敏电阻。
（1）由图甲可知，在16℃~200℃之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是__________；
（2）NTC热敏电阻温度为240℃时阻值为56Ω，将其接入图乙中的Rx位置，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.8V，求通过NTC热敏电阻的电流和通电10s它所消耗的电能；
（3）现有PTC和NTC热敏电阻各一个，请任选其一接入图乙中的Rx位置，在热敏电阻温度为152℃时移动滑片，使电压表示数为2.5V，然后保持滑片位置不变。为保证电路安全，求所选热敏电阻允许降到的最低温度。（计算过程中若有近似，请用分数代入计算）
7.（2022·河北·中考真题）如图所示，电源电压为18V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。
（1）求R0的阻值；
（2）求滑动变阻器的最大阻值；
（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2。求P1∶P2。
8．（2024·重庆·中考真题）图甲是同学们自制的调光小台灯，图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3V，R是调节亮度的变阻器，最大阻值为10Ω。灯L标有“2.5V；0.5W”字样。忽略温度对电阻的影响。求：
（1）灯L正常发光时的电阻；
（2）灯L正常发光时，变阻器R工作10min产生的热量；
（3）电源电压降为2.7V后，灯L的最小实际电功率。
9.（2024·重庆·中考真题）如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中R1的阻值为48.4Ω，R1和R2均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温档，正常工作时，保温档功率为110W。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（1）求饮水机在保温档正常工作时的电流；
（2）当只有饮水机工作时，将3kg水从10℃加热到100℃，加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率η；
（3）为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天1 m2太阳能电池一天能发电0.4kW·h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3h，保温时间计为8h，求至少要安装多大面积的太阳能电池。
10.（2025成都金牛区期末）为节能减排，我国的照明灯逐步由白炽灯替换为LED灯，如图甲所示为某款家用LED吸顶灯。LED即发光二极管，具有光效高、寿命长、无闪烁等优点,图乙是发光二极管的元件实物及符号。LED有单向导电性，当电流从它的正极流入时，处于通路状态，反之处于开路状态。
（1）制造发光二极管比制造白炽灯需要多使用到的材料种类是__________材料。
（2）把吸顶灯中一颗发光二极管接入图丙电路，调节变阻器滑片，记录多组电压、电流数据，描绘出如图丁所示的I-U图像。分析图丙、图丁，下列判断正确的是________。
A.二极管的电阻随两端电压的增大而增大
B.二极管的电功率随两端电压的增大而减小
C.图丙中闭合S，滑片P左移，电压表示数增大
D.图丙中对调电源正负极再闭合S，电压表示数为零
（3）图甲中的LED吸顶灯，其电路主要由48颗额定电流为0.2 A的发光二极管和驱动器组成。驱动器可视为电源，输出电压可以变化，其输出电流恒定。吸顶灯配置的驱动器参数如表所示。为确保LED灯正常照明，分析图丁、表，可知48颗发光二极管应________联连接。
（4）表中，驱动效率指其输出功率和输入功率的比值。则图甲中的LED吸顶灯的额定输入功率为________W。
11.（2024·山东烟台·中考真题）为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量，并在显示屏上显示出价钱，通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）等器材设计了一款自动称量装置，使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时，滑片P恰好位于滑动变阻器的a端，如图甲所示。闭合开关S，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现，滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和aP之间的距离成正比。求：
（1）定值电阻R0在电路中的作用是什么？阻值为多少？
（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为多少（结果保留一位小数）？此时对应的物体质量为多少？
（4）实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现，表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的，即质量刻度不均匀，如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路，在图丙方框内画出，并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
1
2.5
0.30
0.75
正常发光
2
3.0
0.50
1.50
比正常发光亮
3
2.0
0.26
0.52
比正常发光暗
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
3
2.5
0.24
10.4
输入电压
220V
输出电压
100~170V
输出电流
200mA
驱动效率
90%