初中物理中考复习 第二十单元 电功率【过关测试】-2022年中考一轮物理单元复习过过过（全国通用）（解析版）

第二十单元  电功率【过关测试】（解析版）

一、选择题

1.如图所示的四种家用电器中，利用电流热效应工作的是（    ）。

A. 迷你风扇；B. 笔记本电脑；

C. 清洁机器人；D. 电暖气

【答案】D。

【解析】A．电风扇工作时电能主要转化为机械能，利用了通电导体在磁场中受到力的作用而工作的，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；

B．笔记本电脑主要把电能转化为光能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；

C．清洁机器人工作时电能主要转化为机械能，利用了通电导体在磁场中受到力的作用而工作的，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；

D．电暖气工作时电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，符合题意。

2.将标有“220V 100W”字样的电视机、电风扇、电热水袋都接入家庭电路中，正常工作相同时间，则（　　）。

A．电视机产生的热量最多；  B．电风扇产生的热量最多；

C．电热水袋产生的热量最多；D．三者产生的热量一样多

【答案】C。

【解析】家中的电视机、电风扇和电热水袋三种电器，它们上都标有“220V  100W”的字样，

它们都接入家庭电路中，正常工作相同时间，根据W＝Pt可知，三种电器消耗的电能相同，但电视机主要是把电能转化为声能和光能；电风扇主要是把电能转化为机械能；电热水袋把电能全转化为内能，所以电热水袋产生的热量最多。故选C。

3.如图甲是通过小灯泡L的电流随其两端电压变化的关系图象。现将小灯泡L与电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合S，小灯泡的实际功率为1.8W，再闭合S1，电流表的示数为0.9A。下列结果错误的是（　　）。

A．电源电压为6V；

B．通过电阻R的电流为0.6A；

C．电路的总功率为5.4W；

D．电阻R的阻值为20Ω

【答案】D。

【解析】（1）只闭合开关S时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流，由图象可知，只有当UL＝6V，IL＝0.3A时，灯泡的实际功率：PL＝ULIL＝6V×0.3A＝1.8W；因此电源电压：U＝UL＝6V，故A正确；

（2）再闭合开关S1后，R与L并联，电流表测干路电流；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以通过灯泡的电流不变，则通过R的电流：IR＝0.9A﹣0.3A＝0.6A，故B正确；电路消耗的总功率：P＝UI＝6V×0.9A＝5.4W；故C正确；

（3）因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I＝可得，R的阻值：R＝＝＝10Ω，故D错误。选D。

4.小明按图甲连接电路，闭合开关，灯泡L1的功率为P1．他将一个阻值大于L1的灯泡L2串联接入电路（如图乙），闭合开关后，L1、L2的功率分别为P1'、P2'（不计温度对灯泡电阻的影响，电源电压恒定），下列关系式正确的是（　　）。

A．P2'＞P1'＞P1 B．P2'＞P1＞P1' C．P1＞P2'＞P1' D．P1＞P1'＞P2'

【答案】C。

【解析】（1）甲电路灯泡两端电压为电源电压U1，电阻为R1，灯泡的功率为P1＝；

（2）乙中L1、L2的电压U1′、U2′的和为电源电压U1，P1′＝，因为U1′＜U1，故P1′＜P1；

因为是串联电路，所以电流相等，R2的电阻大于R1的电阻，

根据P＝I2R知，P2'＞P1'

（3）因为P1＝、P2′＝、U2′＜U1、R2＞R1，

所以P1＞P2'。

综合分析：P1＞P2'＞P1'。故选C。

5.在如图所示电路中，电源电压不变。闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W．下列说法正确的是（　　）。

A．小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；

B．滑动变阻器的最大阻值为20Ω；

C．电源电压为8V；

D．滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率为3.2 W

【答案】B。

【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W，由小灯泡消耗的功率变大可知，电路中的电流I＝0.3A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，由P＝UI可得，此时灯泡两端的电压：UL＝＝＝3V，当滑片P移到中点时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大，由电压表示数变化了2V可知，此时灯泡两端的电压UL′＝UL+2V＝3V+2V＝5V，因此时灯泡正常发光，且灯泡的功率PL′＝2W，所以，由P＝UI＝可得，灯泡正常发光时的电阻：RL＝＝＝12.5Ω，故A错误；

（2）当滑片P在最右端时，灯泡的电功率两端的电压UL＝3V，电路中的电流I＝0.3A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I＝可得，电源的电压：U＝UL+IR＝3V+0.3A×R滑﹣﹣①，当滑片P移到中点时，灯泡两端的电压UL′＝5V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I′＝＝＝0.4A，电源的电压：U＝UL′+I′×＝5V+0.4A×﹣﹣②，因电源的电压不变，所以，3V+0.3A×R滑＝5V+0.4A×，解得：R滑＝20Ω，故B正确；电源的电压U＝UL+IR＝3V+0.3A×20Ω＝9V，故C错误；

（3）滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率：PR＝I2R滑＝（0.3A）2×20Ω＝1.8W，故D错误。选B。

6.如图（a）所示的电路中，电源电压不变，两灯的额定电压均为6V，两灯的I﹣U图象如图（b）所示。闭合开关S，调节滑动变阻器直至其中一只灯正常发光，另一只灯不损坏，此时（　　）。

A．两灯的总功率为2.4W B．电压表示数为12V 

C．L1正常发光 D．电路中的电流为0.6A

【答案】A。

【解析】由电路图可知，灯泡L1与L2、变阻器R串联，电压表测两灯泡两端的电压之和；

由题意可知，两灯的额定电压均为6V，从图象可知，两灯泡的额定电流分别为I1＝0.6A、I2＝0.3A，

因串联电路中各处的电流相等，且其中一只灯正常发光，另一只灯不损坏，

所以，电路中的电流I＝I2＝0.3A，灯泡L2能正常发光，故CD错误；

由图象可知，此时L1两端的电压U1＝2V，L2两端的电压U2＝U2额＝6V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表示数UV＝U1+U2＝2V+6V＝8V，故B错误；

两灯的总功率P＝UVI＝8V×0.3A＝2.4W，故A正确。故选A。

7.如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2。下列说法正确的是（　　）。

A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”；

B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流 ；

C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢；

D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动

【答案】C。

【解析】A、图中两电阻串联，通过的电流和通电时间相等，而电阻不同，故可研究电流产生的热量与电阻的关系，AB错误；

C、根据Q＝I2Rt，因R1＜R2．故右边容器中电阻丝产生的热量多，由转换法，甲管中液面上升比乙慢，C正确；

D、闭合开关后，要使电流增大，由欧姆定律，要减小电路的电阻，故应将滑动变阻器滑片P向右移动，D错误。故选C。

二、填空题

8.如图所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图象，则R1与R2的最大阻值之比为________，电路中的最大总功率为________W。

【答案】1：2；1.8。

【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压。

（1）当滑片位于最左端a时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，由图象可知，电路中的最大电流I大＝0.6A，由I＝可得，电源的电压：U＝I大R1＝0.6A×R1﹣﹣①；

当滑片位于最右端b时，接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，由图象可知，此时U2＝2V，电路中的最小电流I小＝0.2A，则滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝10Ω，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小（R1+R2）＝0.2A×（R1+10Ω）﹣﹣②；

由①②可解得：R1＝5Ω，U＝3V，则R1与R2的最大阻值之比：R1：R2＝5Ω：10Ω＝1：2；

（2）电路中的最大总功率：P大＝UI大＝3V×0.6A＝1.8W。

答案是：1：2；1.8。

9.如图所示，电源电压不变，R2＝30Ω，R3＝10Ω．只闭合S1，电流表A1示数为0.2A，电压表Ⓥ示数为4.0V，则定值电阻R1为________Ω，电源电压为________V．闭合S1、S2、S3，电流表A1、A2示数之比为________，通电1min电阻R2产生的热量为________J。

【答案】20；6；5：2；72。

【解析】（1）只闭合S1，电阻R1、R3串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是电阻R1两端的电压。由欧姆定律可得R1的阻值：R1＝＝＝20Ω；根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压：U＝I（R1+R3）＝0.2A×（20Ω+10Ω）＝6V；

（2）闭合S1、S2、S3，电阻R1、R2并联，电流表A1测量的是干路中的总电流，A2测量R2的电流，电压表测量的是电源电压；则通过R1的电流：I1＝＝＝0.3A，A2的示数（通过R2的电流）：I2＝＝＝0.2A，所以干路中电流表A1的示数：I＝I+I2＝0.3A+0.2A＝0.5A，电流表A1、A2示数之比为＝＝；通电1minR2产生的热量：Q2＝I22R2t＝（0.2A）2×30Ω×60s＝72J。

10.从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω。则小风扇正常工作1min消耗的电能为  　J；电动机线圈1min产生的热量为   　J。

【答案】180；1.5。

【解析】消耗的电能为W＝Pt＝3W×60s＝180J；

电路中线圈的电流为；

电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q＝I2Rt＝（0.5A）2×0.1Ω×60s＝1.5J。

故答案为：180；1.5。

11.小明有些质疑电热水壶的铭牌中数字是否准确，于是小明拿了一个电能表，他拿的电能表测量用电器的总功率不能超过　  　W。然后家里电路修好之后，他将电热水壶单独接入该电路中，用电能表测量，1min后，电能表的转盘转了75转，则电热水壶在这段时间内消耗的电能为　 　kW•h，计算出电热水壶的实际电功率是　  　W。

【答案】4400； 0.025；1500。

【解析】①由电能表铭牌可知，电能表正常工作时的电压是220V，允许通过的最大电流是20A，

则小明家接入用电器的最大总功率：P最大＝UI最大＝220V×20A＝4400W；

②1min内电能表转盘转了75转，则电热水壶消耗的电能：WkW•h＝0.025kW•h，

电热水壶的实际电功率：P1.5kW＝1500W。

故答案为：4400； 0.025；1500。

12.如图所示，电源电压为6V，电阻R0＝10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器上标有“20Ω 0.5A”字样。则当电路中电流最小时，2min内电流通过电阻R0产生的热量是　   　J；为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的最小阻值为　   　Ω；电路消耗总功率允许的变化范围为　   　W。

【答案】48；10；1.2～1.8。。

【解析】由电路图可知，R与R0串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路总电阻：

R总＝R最大+R0＝20Ω+10Ω＝30Ω，

电路中的最小电流：I最小＝＝＝0.2A，

通电时间t＝2min＝120s，则电流通过电阻R0产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.2A）2×10Ω×120s＝48J；

当电压表的示数U0大＝3V时，电路中的电流最大，因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的电流：I最大＝＝＝0.3A，

电路中的总电阻：R总′＝＝＝20Ω，

因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以滑动变阻器R接入电路的最小阻值：R最小＝R总′﹣R0＝20Ω﹣10Ω＝10Ω；

电路中电流最小时功率最小：P最小＝UI最小＝6V×0.2A＝1.2W；

电路中电流最大时功率最大：P最大＝UI最大＝6V×0.3A＝1.8W；

故答案为：48；10；1.2～1.8。

13.某型号电饭锅有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于__________(填“保温”或“加热”)状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量大小为___________kW·h。

【答案】加热；0.13。

【解析】（1）由甲图可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联;

电源电压一定，由可知，开关接触点1时，电路的电阻较小，功率较大，电饭煲处于加热状态；

（2）由乙图象知，横坐标表示工作时间，纵坐标表示电饭煲的电功率，阴影部分面积S=Pt=W，

即阴影部分表示的是电功，大小为：。

故答案为：加热；0.13。

14.在如图甲的电路中，电源电压保持不变，R为滑动变阻器，其规格为“20Ω 1A”，闭合开关S，当滑片P从一端滑到另一端的过程中测到R的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示，则电源电压为　 　V，定值电阻R0的阻值为　 　Ω，图乙中的P1＝  　W。

【答案】12；10；3.2。

【解析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。

当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，

由图象可知，电路中的最小电流I小＝0.4A，

则有：P1＝I小2R＝（0.4A）2×20Ω＝3.2W，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，由I＝可得，电源的电压：

U＝I小（R0+R）＝0.4A×（R0+20Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

当滑片位于b端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，

由图象可知，电路中的最大电流I大＝1.2A，

则电源的电压：

U＝I大R0＝1.2A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

由①②可解得：R0＝10Ω，U＝12V。

故答案为：12；10；3.2。

三、实验题

15.小华做“测量小灯泡电功率”实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω1A”和R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。

（1）小华设计了图甲所示的电路，她应选用规格为________的滑动变阻器（选填“R1”或“R2”）。

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U﹣I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W。

（3）由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是________。

（4）小华在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1，小灯泡电阻变化了△R2，则△R1 ________△R2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

（5）同组的小敏在测该小灯泡的额定功率时，选用了如图丙所示的器材，其中电源电压恒为U，R的电阻值已知。

①闭合开关S和________，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为________；

②闭合开关S和________，________，记录电流表的示数为I；

③小灯泡额定功率表达式为：P额＝________。（用已知量符号表示）

【答案】（1）R2；（2）0.625； （3）灯丝电阻随温度升高而增大（灯丝温度变化）；（4）大；（5）①S2；；②S1；保持滑动变阻器滑片位置不变；③P额＝2.5V×（I﹣）。

【解析】（1）灯的额定电压为2.5V，根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，变阻器分得的电压：U滑＝6V﹣2.5V＝3.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.4倍，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1.4×10Ω＝14Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值R2的滑动变阻器；

（2）由图知，灯的电压为2.5V时，电流大小为0.25A，灯的额定功率为：P＝UI′＝2.5V×0.25A＝0.625W；

（3）由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是：灯丝电阻随温度升高而增大（灯丝温度变化）；

（4）滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中的电流变大，灯泡的亮度变大，灯的功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻变大；由于总电压不变，电路中的电流变大，可知电路中的总电阻变小，所以变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值，即△R1＞△R2。

（5）①闭合开关S和 S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1＝；②闭合开关S和 S1，保持滑动变阻器滑片位置不变，记录电流表的示数为I；③在①中，R与电流表串联后再与灯并联，当电流表示数为I1＝时，由欧姆定律和并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯正常发光；在②中，电路的连接没有改变，只是电流表测R与灯并联的总电流，因各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律灯的额定电流：I额＝I﹣I1＝I﹣，故灯的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×（I﹣）

答案是：（1）R2；（2）0.625； （3）灯丝电阻随温度升高而增大（灯丝温度变化）；（4）大；（5）①S2；；②S1；保持滑动变阻器滑片位置不变；③P额＝2.5V×（I﹣）。

16.小华为了探究影响电流产生热量的因素，他用两个完全相同的烧瓶，内装质量相等的煤油，两个带有橡胶塞的规格完全相同的温度计，两根阻值不同的电阻丝R1和R2（已知：R1 >R2），以及电源、开关、滑动变阻器、导线等，连接了如图所示的实验电路。

(1)此电路可探究当_______和通电时间一定时，电流产生热量跟电阻的关系。

(2)闭合开关，通电一段时间后，温度升高较少的是______温度计。（选填“甲”或“乙”）。

【答案】（1）电流；（2）乙。

【解析】(1)电流做功产生的热量，因为两根电阻丝R1和R2阻值不同，所以电路可探究电流和通电时间一定时，电流产生热量跟电阻的关系；

(2)因为R1 >R2，由可知通电相同时间，R1 产生的热量大于R2产生的热量，因为甲乙装的是相同质量的煤油，由可知甲升高的温度大于乙升高的温度。

答案是：（1）电流；（2）乙。

四、计算题

17.某家用电暖器有三档调温，其外观如图甲所示，其简化电路图如图乙所示。当闭合开关S、S1时，电路的电功率P1为880W，当闭合开关S、S1和S2时，干路中的电流为10A。求：

（1）只闭合开关S、S1时电路中的电流I1；

（2）只闭合开关S、S2时，电路的电功率P2；

（3）调至最高档发热功率工作，2小时消耗的电能。

【解析】设电源两端电压为U，因为是家庭电路，则U=220V；

(1)只闭合开关S、S1时电路中的电流：I1==4A；

(2)设通过R2的电流为I2，根据并联电路电流的规律得到通过R2的电流：I2=I- I1=10A-4A=6A，

电路电功率：P2= I2U=6A×220V=1320W；

(3)最高档就是开关S、S1和S2都闭合，两个电阻并联，高档位的功率：P=UI=220V×10A=2200W=2.2kW，

2小时消耗的电能：W=Pt=2.2kW×2h=4.4kW·h。

答：(1)只闭合开关S、S1时电路中的电流是4A；(2)只闭合开关S、S2时，电路的电功率是1320W；(3)调至最高档发热功率工作，2小时消耗的电能是4.4kW·h。

18.如图甲所示，灯泡L标有“20V 8W”的字样，把它与滑动变阻器R′串联接入电路，电源电压恒为25V，灯泡L的I﹣U图象如图乙所示。求：

（1）当灯泡L正常发光时，整个电路1min内消耗的电能；

（2）移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡L消耗的实际功率为3W，滑动变阻器连入电路的电阻值为多少？滑动变阻器消耗的电功率为多少？

【解析】（1）已知灯泡的额定电压为20V，由图象知，当灯泡的电压为U额＝20V时，通过的电流I额＝0.4A，

由于串联电路电流处处相等，所以电路中的电流为I＝I额＝0.4A，

此时整个电路1min内消耗的电能：W＝UIt＝25V×0.4A×1×60s＝600J；

（2）由图象知，当灯泡实际功率P实＝3W时，U实＝10V，I实＝0.3A，

滑动变阻器两端的电压：U′＝U﹣U实＝25V﹣10V＝15V，

通过的电流为I′＝I实＝0.3A，

由I＝可得，滑动变阻器连入电路的电阻值：R′＝＝＝50Ω；

滑动变阻器消耗的功率：P′＝U′I′＝15V×0.3A＝4.5W。

答：（1）当灯泡L正常发光时，整个电路1min内消耗的电能为600J；（2）移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡L消耗的实际功率为3W，滑动变阻器连入电路的电阻值为50Ω；变阻器消耗的电功率为4.5W。