专题04电功和电功率-【新题速递】冲刺2023年中考物理复习模拟新题选编（2023年5月）

这是一份专题04电功和电功率-【新题速递】冲刺2023年中考物理复习模拟新题选编（2023年5月），文件包含专题04电功和电功率-新题速递冲刺2023年中考物理复习模拟新题选编2023年5月解析版doc、专题04电功和电功率-新题速递冲刺2023年中考物理复习模拟新题选编2023年5月原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共62页， 欢迎下载使用。
专题04 电功和电功率-【新题速递】冲刺2023年中考物理复习模拟新题选编（2023年5月）（解析版）

目录
一、单选题 1
二、多选题 4
三、综合题 5
四、计算题 13
五、填空题 30
六、实验题 35
七、作图题 41

一、单选题
1．（2023·江苏徐州·校联考模拟预测）如图所示是检测电路故障时使用的测电笔内部构造图及使用示意图，下列关于测电笔的说法正确的是（　　）

A．测电笔中的高电阻可以用铁丝代替
B．氖管发光时测电笔接触的是火线
C．使用测电笔时手只能接触绝缘体
D．氖管发光时没有电流通过人体
【答案】B。
【解析】A．在使用测电笔时，测电笔的高值电阻和人串联在火线和大地之间，加在两者之间的电压是220V，此时测电笔的高值电阻分担的电压很大，人体分担的电压很小，通过人体的电流很小，氖管发光，不会发生触电事故，而铁丝的电阻很小，不能起到保护人体安全的作用，所以不能用铁丝代替测电笔中的高电阻，故A错误；
B．当测电笔笔尖接触导线时，使氖管发光的是火线，氖管不发光时说明接触的是零线，故B正确；
C．手不要接触测电笔前端的金属体，必须接触测电笔末端的金属体，不是绝缘体，故C错误；
D．在使用测电笔时，测电笔的高值电阻和人串联在火线和大地之间，加在两者之间的电压是220V，此时有电流经过人体，故D错误。
2．（2023·广东·校联考模拟预测）如图，甲、丙站于干燥的木桌上，乙、丁均站在地面上，他们的抓握方法如图示，则（　　）

A．甲、丙均会触电
B．甲、乙均会触电
C．丙、丁均会触电
D．只有乙不会触电
【答案】C。
【解析】甲站在干燥的木桌上两只手接触到火线，无法形成电流的通路，故不会发生触电；乙站在地上两只手接触到零线，零线与大地之间没有电压，因此没有电流通过人体，不会发生触电；丙站在干燥的木桌上一只手接触到火线，此时，丁站在地面上用手去拉丙，这样电流可以从火线经丙、丁导向大地，会造成丙、丁两人同时触电。综上所述，甲、乙都不会触电，丙、丁都会触电，故ABD不符合题意，C符合题意。
3．（2023·福建·校联考模拟预测）如图所示，通过电脑可以看2022卡塔尔世界杯足球比赛的直播。下列有关说法中正确的是（　　）

A．一般台式电脑的电功率约2000W
B．台式电脑的显示屏跟外置音箱是串联接在电路中的
C．电脑里面的二极管主要是由绝缘体材料制成的
D．电脑运行时温度会升高，需要用微型风扇及时散热，防止过多的电热造成安全隐患
【答案】D。
【解析】A．根据生活实际可知，一般台式电脑的电功率约为200W，故A错误；
B．台式电脑的显示屏跟外置音箱可以独立工作，互不影响，它们是并联在电路中的，故B错误；
C．电脑里面的二极管具有单向导电性，主要是由半导体材料制成的，故C错误；
D．由于电流具有热效应，电脑运行时会产生热量，温度会升高，需要用微型风扇及时散热，防止过多的电热造成安全隐患，故D正确。
4．（2023·广东广州·统考一模）某养生壶有大、小功率档，小昕用小功率档加热一定质量的水，水的温度-时间变化图像如图所示；若改用大功率档加热初温与质量均相同的水，温度-时间变化图像可能为（    ）

A． B． C． D．
【答案】C。
【解析】AD．电热水壶从小功率档改成大功率档，其他条件未变，把水加热到沸腾所用时间缩短，由于所处环境的气压不变，因此水的沸点仍是98℃，不会改变，故 AD不符合题意；
BC．电热水壶从小功率档改成大功率档，改变的只是功率大小，其他条件未变，功率越大，烧水所需要的时间越短，所以会在更短的时间里达到沸点，故C符合题意，B不符合题意。
5．（2023·陕西安康·统考一模）如图甲所示的智能照明电路，该电路可实现生态节能，天暗时灯L自动发光，天亮时自动熄灭，其中R1为光敏电阻，其阻值会随着光照强度的变化而变化，R2为滑动变阻器，电磁铁线圈电阻不计。若保持光照强度不变，闭合S后，将滑片P从下端移至上端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A．电磁铁是利用电磁感应原理工作的
B．工作电路中导线A应连接家庭电路中的零线
C．滑动变阻器的最大阻值是100Ω
D．若想照明灯L在傍晚发光的时间提前，可将滑动变阻器滑片上移
【答案】C。
【解析】A．电磁铁通电后具有磁性，是利用电流的磁效应来工作的，故A错误；
B．在照明电路中，开关必须接在火线上，工作电路中导线A应连接家庭电路中的火线，故B错误；
C．控制电路中，滑动变阻器和光敏电阻串联，电压表测光敏电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑片位于最上端时，变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，电压表测电源的电压，由图乙可知电源的电压U=12V；当滑片位于最下端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，光敏电阻两端的电压U2=2V，电路中的电流I=0.1A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时滑动变阻器两端的电压
U1=U-U2=12V-2V=10V
由可得，滑动变阻器的最大阻值

故C正确；
D．若想L在傍晚发光的时间提前，电流需减小达到一定数值，灯L所在电路闭合，因为控制电路中电源电压恒定，若将电流减小，应将总电阻增大，滑片应向下移动，故D错误。
二、多选题
6．（2023·山东聊城·统考一模）小雨家里的电饭煲有“加热”和“保温”两个挡位。电饭煲的简化电路图如图所示，R2的阻值为44Ω，R1的阻值是R2阻值的两倍，其中S2是温控开关，温度过高时，自动断开。下列关于该电饭煲说法中正确的是（　　）

A．当两个开关都闭合时，电饭煲处于保温挡
B．电饭煲在保温挡位工作时，通过P点的电流更大
C．电饭煲处于加热挡时，功率为1650W
D．加热10min后，电阻R2产生的热量是6.6×105J
【答案】CD。
【解析】当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联；当开关S1闭合、S2断开时，只有R2工作。
A．根据并联电路的电阻特点可知，并联电路的总电阻小于任一分电阻，所以，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，根据可知，电路中的总电功率最大，电饭煲处于加热挡，故A错误；
B．当开关S1闭合、S2断开时，只有R2工作，电路中的电阻最大，电功率最小，电饭煲处于保温挡，根据可知，电饭煲在保温挡位工作时，通过P点的电流更小，故B错误；
C．电饭煲处于加热挡时的电功率

故C正确；
D．加热10min后，电阻R2产生的热量

故D正确。
三、综合题
7．（2023·安徽·模拟预测）某品牌电热水器具有加热和保温功能，其内部电热装置的简化电路如图所示，通过开关S1可切换热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，部分参数如下表，求：
额定电压
加热功率
保湿功率
220V
1100W
l00W
（1）分析说明当开关S1闭合时，电热水器处于加热还是保温状态；
（2）R2的阻值；
（3）电路中只含有像电热水器这样的用电器（工作时会将消耗的电能全部转化为内能），在电学中称为纯电阻电路。请你尝试从能量转化的角度推导：在纯电阻电路中，U=IR（即推导欧姆定律的变形公式）。

【答案】（1）加热状态；（2）48.4Ω；（3）见解析
【解析】解：（1）当开关S1断开时，电路为R1的简单电路。当开关S1闭合时，电路为R1、R2的并联电路；因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以开关S1闭合时，电路的总电阻最小。由

可得，电源电压一定，电路的总电阻最小时，电路总功率最大，因此开关S1闭合时电热水器处于加热状态。
（2）当开关S1断开时，电路为R1的简单电路，电热水器处于保温状态，因此加热时电阻R2的电功率为

根据可得，的阻值为

（3）由于纯电阻电路中会将消耗的电能全部转化为内能，即W=Q，根据
W=UIt
Q=I2Rt
可得
UIt=I2Rt
化简可得
U=IR
答：（1）当开关S1闭合时，电热水器处于加热状态；
（2）R2的阻值为48.4Ω；
（3）见解析。
8．（2023·陕西安康·统考一模）如图甲是升降晾衣架的结构示意图，它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定于墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降，若晾衣架上所挂衣物重量为40N，晾衣架横梁（含动滑轮）的总重是20N，在将晾衣架上的衣服匀速向上摇的过程中：（不计绳重和摩擦）
（1）求摇柄端绳子上的拉力F____________及升降衣架的机械效率η____________（结果保留至0.1%）；
（2）如图乙所示是一款集LED智能照明、定时风干和智能干衣、光波智能杀菌等多功能为一体的智能晾衣机，智能干衣工作电路简图如图丙所示，具有风干（冷风）和烘干（热风）两种功能，其中R是加热电阻，风干的额定功率为20W，烘干的额定功率为220W。烘干功能开启后，3小时后会自动关闭此功能；
①智能晾衣机是利用自带的杀菌灯发出的____________（选填“紫外线”或“红外线”）来杀菌的；
②当开关S接通3、4触点时，晾衣机开启了____________（选填“风干”或“烘干”）功能，该功能开启后直至自动关闭，图丙所示部分电路消耗的电能是多少焦____________？
③加热电阻R的阻值为多大____________？

【答案】 15N 66.7% 紫外线 烘干 2.376×106J 242Ω
【解析】解：（1）[1][2]由图甲可知，吊起动滑轮绳子的股数n＝4，不计绳重和摩擦，则拉力的大小为

设衣服上升的高度为h，升降晾衣架所做的有用功
W有用＝G衣h＝40N×h
拉力所做的总功
W＝Fs＝nFh＝4×15N×h
则升降晾衣架的机械效率

（2）①[3]紫外线具有杀菌消毒的作用，所以智能晾衣机是利用自带的杀菌灯发出的紫外线来消毒的。
②[4]由图丙知，开关S接通3、4位置时，发热电阻R与电动机并联，两者同时工作，所以此时晾衣机开启烘干功能，此时总功率为P烘干＝220W，烘干功能开启后，3小时后会自动关闭此功能，3小时电路消耗的电能是
W＝P烘干t＝220W×3×3600s＝2.376×106J
③[5]晾衣机风干额定功率为20W，烘干额定功率为220W，所以R的功率
PR＝P烘干-P风干＝220W-20W＝200W
由可知，加热电阻R的阻值

答：（1）摇柄端绳子上的拉力F为15N；升降衣架的机械效率η为66.7%；
（2）①智能晾衣机是利用自带的杀菌灯发出的紫外线来杀菌的；
②当开关S接通3、4触点时，晾衣机开启了烘干功能，该功能开启后直至自动关闭，,电路消耗的电能是2.376×106J；
③加热电阻R的阻值为242Ω。
9．（2023·江苏南京·校联考模拟预测）甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。它是通过电阻丝R1来加热空气，从而加热食物，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化。求：
（1）电磁铁的上端为________（选填“N”或“S”）极。闭合开关S，当电磁继电器的衔铁被吸下时，________（选填“开始”或“停止”）加热。
（2）将的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量________。（；
（3）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率________；

【答案】 S 开始 900J 11W
【解析】解：（1）[1]在控制电路中，电流从电磁铁上端流入，下端流出，右手握住螺线管，四指环绕的方向为电流方向，大拇指所指的方向是电磁铁的N极，因此电磁铁的上端为S极。
[2]闭合开关S，当电磁继电器的衔铁被吸下时，工作电路被接通，电热丝开始加热。
（2）[3]将的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量

（3）[4]R1的额定电流

指示灯支路的电流

指示灯支路消耗的功率

答：（1）电磁铁的上端为S极。闭合开关S，当电磁继电器的衔铁被吸下时，开始加热；
（2）将的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量为900J；
（3）此时指示灯支路消耗的功率11W。
10．（2023·江苏常州·校考模拟预测）小明家买了一台电烤箱，有高、中、低三个发热挡位，其发热功率P高∶P中∶P低＝4∶2∶1，内部简化电路图如图所示，电源电压220V，只闭合开关S1时，电烤箱功率为1100W。
（1）只闭合开关S1、S3电烤箱处于_________挡（高/中/低）；
（2）电阻丝R2的阻值为_________Ω；
（3）电烤箱处于低挡时，20min产生热量_________J；
（4）电烤箱电路设计时绝对禁止同时闭合开关_________。

【答案】 高 44 6.6×105 S2、S3/S1、S2、S3
【解析】（1）[1]只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路；只闭合开关S2时，两电阻串联；开关S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联；因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由

可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，电烤箱为高挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电烤箱为低挡；电路为R1的简单电路时，电烤箱为中挡；因此只闭合开关S1、S3时，两电阻并联，电烤箱处于高挡。
（2）[2]只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电烤箱处于中挡，由题意可知，中挡时电烤箱功率P中＝1100W，因为
P高∶P中∶P低＝4∶2∶1
所以高挡时电烤箱功率为
P高=2P中=2×1100W=2200W
低挡时电烤箱功率为

由并联电路的特点可知，电阻丝R1高挡时的电功率与中挡时电功率相等，即高挡时电阻丝R1的电功率为
P1=P中=1100W
因为电路的总功率等于各用电器功率之和，所以高挡时电阻丝R2的电功率为
P2=P高-P1=2200W-1100W=1100W
电阻丝R2的阻值为

（3）[3]由可知，电烤箱处于低挡时，20min产生热量为

（4）[4]当同时闭合S2、S3或S1、S2、S3时，形成了电源短路，这种电路是不允许的。
11．（2023·广东汕头·统考一模）小明设计了一个简易电子秤，其工作电路图如图甲所示，R0为定值电阻，电流表的量程选用，压力传感器踏板受到压力后，其阻值R随所受压力F的变化而改变（如图丙所示），并导致电路中的电流发生改变，通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量。闭合开关S，小明站上踏板并最终静止在踏板上，电流表的示数Ⅰ随时间t变化的图像如图乙所示。已知电源电压，定值电阻，g取10N/kg，踏板的质量忽略不计。求：

（1）时间内，小明尚未站上踏板，压力传感器的电阻是 _______Ω。
（2）图乙中I1的大小为 ______A。
（3）时间内，压力传感器R受到的最大压力是 ______N，小明的质量为 ______kg。
（4）电流表表盘上0.5A刻度线应标为 ______kg，此时压力传感器R的功率是 ______W。
【答案】 110 0.1 750 50 80 3.5
【解析】解：（1）[1]由图甲可知，压力传感器R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流，由图丙可知，压力为零时压力传感器电阻的阻值为110Ω。
（2）[2]由串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻

由欧姆定律可知，此时电路中的电流

（3）[3]由图丙可知，压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系为
    ①
当时，，当时，，代入①解得:
，
因此压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系为

由图乙可知电路中的最大电流为0.4A，由欧姆定律可知，此时电路中的最小电阻

由串联电路的电阻特点可知，此时压力传感器电阻的阻值

代入压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系

解得小明对压力传感器的最大压力

[4]由图乙可知，小明静止在踏板上的电路中的电流为0.2A，由欧姆定律可知，此时电路中的电阻

由串联电路的电阻特点可知，此时压力传感器电阻的阻值

代入压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系

解得，小明对压力传感器的压力

小明的质量

（4）[5]由欧姆定律可知，电流表表盘上0.5A时电路中的电阻

由串联电路的电阻特点可知，此时压力传感器电阻的阻值

代入压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系

解得

此时传感器上物体的质量

[6]此时压力传感器R的功率

四、计算题
12．（2023·重庆巴南·二模）我国的基建事业位列世界前茅。某兴趣小组模拟建筑工地的起吊机自制了一个起吊模型，如图甲所示，重为19N的重物挂在滑轮组下方，并在电动机的作用下以0.02m/s的速度匀速提升10s。电动机所在的电路如图乙所示，已知电源电压为6V，电阻，在匀速提升过程中电压表示数为1V。（不计绳重与摩擦）
（1）求滑轮组提升重物的有用功；
（2）求电动机消耗的电能；
（3）已知电动机线圈电阻，求动滑轮的质量。（提示：电动机消耗的电能=电动机产生的热量+电动机输出的机械能）

【答案】（1）3.8J；（2）5J；（3）0.1kg
【解析】解：（1）由题意可知，物体移动的距离为

滑轮组提升重物的有用功

（2）由图乙可知，该电路为串联电路，电路中的电流

电动机两端的电压

电动机消耗的电能

（3）电动机输出的机械能

由图甲可知，滑轮组绳子的段数为3段，绳子移动的距离为

绳子的拉力

由可得

解得

动滑轮的质量

答：（1）滑轮组提升重物的有用功为3.8J；
（2）电动机消耗的电能为5J；
（3）动滑轮的质量为0.1kg。
13．（2023·重庆·重庆八中校考二模）八中食堂新购入一批恒温消毒柜，电路原理简如图甲，包括工作电路和控制电路。工作电路中R0为阻值不变的加热电阻，标有“220V，1100W”字样。当消毒室内温度达到130℃时，工作电路的开关S0自动断开；当消毒室内温度降到80℃时，开关S0自动闭合，电阻R0重新发热。消毒柜正常工作时柜内温度随时间变化的图像如图乙所示。求：
（1）加热电阻R0的阻值；
（2）消毒柜正常工作6h工作电路消耗的电能；
（3）用电高峰时段电压只有198V，消毒柜80min将30kg陶瓷碗从80℃加热至124℃，则该消毒柜的热效率为多少。（）

【答案】（1）44Ω；（2）；（3）25%
【解析】解：（1）加热电阻R0的阻值


（2）消毒柜正常工作6h工作，电热丝的加热时间

电路消耗的电能

（3）将30kg陶瓷碗从80℃加热至124℃吸收的热量

用电高峰时段电压只有198V，消毒柜80min消耗的电能

该消毒柜的热效率为

答：（1）加热电阻R0的阻值为44Ω；
（2）消毒柜正常工作6h工作电路消耗的电能为；
（3）该消毒柜的热效率为25%。
14．（2023·安徽合肥·统考二模）许多公共场所都有饮水机，此类饮水机有加热和保温两档，它的简化电路图如图所示，饮水机的额定电压为220V，R1和R2均为电热丝，R1阻值为440Ω，R2阻值为156Ω，求：
（1）该饮水机在额定电压下保温时，通过R1的电流；
（2）与饮水机相连的电能表标有“3000r/ (kW·h)”字样，若电能表所接的其它用电器都不工作，只有此饮水机工作，该电能表转盘在5min内转了240转，求饮水机此时的实际功率。

【答案】（1）0.37A；（2）960W
【解析】解：（1）饮水机保温时，电流最小，故S打到b处，电路R1和R2串联，电路中的总电阻

由欧姆定律可得

由串联电路电流的特点，通过R1的电流

（2）饮水机在5min内消耗的电能

饮水机的实际功率

答：（1）该饮水机在额定电压下保温时，通过R1的电流为0.37A；
（2）饮水机此时的实际功率为960W。
15．（2023·黑龙江哈尔滨·统考一模）随着生活水平的提高，如图所示环保的电动汽车成为人们常用的交通工具。
（1）电动汽车工作时电动机最大功率为90kW，工作电压为300V，求电动机工作时最大电流是多少？
（2）电动汽车工作时电动机最大功率为90kW时，电动机工作30min，电流所做的功是多少？
（3）该电动汽车在高速公路行驶120km，用时1.5h，汽车在高速公路行驶的速度是多少？

【答案】（1）300A；（2）1.62×108J；（3）80km/h
【解析】解：（1）由P＝UI可得，电动机工作时最大电流为

（2）由可得，电动机工作30min电流所做的功
W＝Pt＝90×103W×30×60s＝1.62×108J
（3）电动汽车在高速公路行驶120km，用时1.5h，汽车在高速公路行驶的速度

答：（1）电动汽车工作时电动机最大功率为90kW，工作电压为300V，电动机工作时最大电流是300A；
（2）电动汽车工作时电动机最大功率为90kW时，电动机工作30min，电流所做的功是1.62×108J；
（3）该电动汽车在高速公路行驶120km，用时1.5h，汽车在高速公路行驶的速度是80km/h。
16．（2023·广东·校联考模拟预测）如图所示是小军家中常用的电热水壶，这种水壶使用方便，能较快将水烧开，其铭牌如表所示，已知水的密度为ρ水＝1.0×103kg/m3，水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）。
品牌
***电热水壶
容积
2L
额定电压
220V
额定功率
1210W
回答下列问题。
（1）该电热水壶装满水后，标准大气压下，将水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？
（2）该电热水壶正常工作时，通过电热水壶的电流是多少？
（3）某次单独使用该电热水壶时，实际工作电压只有200V。电能表上标有3000r/（kW•h），则该电热水壶工作10min电能表转多少圈？

【答案】（1）6.72×105J；（2）5.5A；（3）500圈
【解析】解：（1）水的体积

由可知，水的质量

一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量

（2）由P＝UI可知，该电热水壶正常工作时，通过电热水壶的电流

（3）由可知，电热水壶的电阻

当电压为200V时电热水壶的实际功率

电热水壶工作10min消耗的电能

3000r/（kW•h）表示电路中用电器每秒消耗电能，电能表的转盘转过3000转，则该电热水壶工作10min电能表转过的圈数

答：（1）该电热水壶装满水后，标准大气压下，将水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是6.72×105J；
（2）该电热水壶正常工作时，通过电热水壶的电流是5.5A；
（3）该电热水壶工作10min电能表转500圈。
17．（2023·重庆·校联考模拟预测）打造成渝地区双城经济圈，新建智慧公园中的智能座椅有供暖、提供5G等功能，如图甲所示。其中供暖部分主要由坐垫和靠背组成，其发热电路如图乙所示，供电电压恒为30V。坐垫内的电热丝R1、R2、R3的阻值分别为5Ω、20Ω、10Ω，靠背内的电热丝R4的阻值为40Ω。闭合开关S1，调节开关S2，可使坐垫分别处于“低暖”“中暖”“高暖”三挡。求：
（1）开关S2接c时，电路中的电流；
（2）10秒内智能座椅能够产生的最大电热；
（3）调节开关S2，坐垫在“高暖”挡时消耗的功率。

【答案】（1）0.6A；（2）200J；（3）5W
【解析】解：（1）开关S2接c时，电热丝R4和R3串联，此时电路中的电流

（2）开关S2接a时，电热丝R4和R1串联，电路的总电阻减小，由可知此时智能座椅的电功率最大，10秒内智能座椅能够产生的最大电热

（3）由题，闭合开关S1，调节开关S2，可使坐垫分别处于“低暖”“中暖”“高暖”三挡。设P1、P2、P3分别为开关S2 接a、b、c时坐垫的电功率，则有






有P2＞P3＞P1，故坐垫的暖挡是开关S2接b时，此时坐垫的最大电功率为

答：（1）开关S2接c时，电路中的电流是0.6A；
（2）10秒内智能座椅能够产生的最大电热是200J；
（3）调节开关S2，坐垫在“高暖”挡时消耗的功率是5W。
18．（2023·福建·校联考模拟预测）小明网购了一支3D打印笔，它通过加热，挤出热熔的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后凝固成形，就可以制成各种精美的艺术品（如图）。此打印笔内部由 R1、R2两个发热电阻和两个开关组成，有快慢两挡，相关参数如下表。在某次快挡打印中，200s 就将33g的塑料条从20℃加热到 220℃，根据题中信息完成下列问题[塑料条的比热容为 1.6×103J/（kg•℃）]
额定电压
220V
慢挡打印功率
22W
快挡打印功率
66W
（1）请你在虚线框内画出3D打印笔的内部电路图。
（2）慢挡打印时，打印笔的电阻的阻值。
（3）快挡打印时，打印笔加热塑料的效率。

【答案】（1）或；（2）2200；（3）80%
【解析】解：（1）（2）由

可知，打印笔慢挡和快挡时电路的电阻分别为
Ω

因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以打印笔的内部的电阻连接有两种情况：
①两个电阻并联，一个电阻的阻值为
R1=R慢=2200Ω
根据并联电路的电阻特点可知，则另一个电阻的阻值为

一个开关控制整个电路，另一个开关控制1100Ω的电阻，如图所示：

②两电阻串联，一个电阻的阻值为

由串联电路的电阻特点可知：，则另一个电阻的阻值为

一个开关控制整个电路，另一个开关与其中的一个电阻并联。如图所示：

（3）由可知，快挡打印时打印笔消耗的电能
W=P快t=66W×200s=1.32×104J
塑料吸收的热量
Q吸=cm（t-t）=1.6×103J/（kg·℃）×33×10-3kg×（220℃-20℃）=1.056×104J
快挡打印时打印笔加热塑料的效率

答：（1）3D打印笔的内部电路图如下：
或者
（2）慢挡打印时，打印笔的电阻的阻值是Ω；
（3）快挡打印时，打印笔加热塑料的效为。
19．（2023·重庆·重庆南开中学校考一模）如图甲所示是小南新买的养生电水壶，有加热和保温两个功能，工作电路如图乙所示，R1和R2都是加热电阻，铭牌参数如表，保温功率模糊不清，R1在加热和保温时的功率之比是25∶1。图丙是小南家的电能表表盘。小南用电水壶把1kg的水从20℃加热到100℃。（水的比热容是4.2×103J/（kg·℃））求：
（1）水吸收的热量；
（2）R2的阻值；
（3）用电高峰期，小南将其它用电器关闭，只让电水壶在保温功能下工作25分钟，发现电能表铝盘转过100圈，求此时的实际电压。
额定电压
220V
容积
1L
加热功率
1210W
保温功率
XXXW

【答案】（1）3.36×105J；（2）160Ω；（3）200V
【解析】解：（1）根据可得，水吸收的热量为

（2）由乙图可知，当开关S断开时，R1和R2串联接入电路中，电路的总电阻最大，根据可知，电路的总功率最小，因此此时养生电水壶处于保温功能；当开关S闭合时，只有R1接入电路中，电路的总电阻最小，根据可知，电路的总功率最大，因此此时养生电水壶处于加热功能。当养生电水壶处于加热功能时，由表格信息可知，电路的加热功率为P加热=1210W，根据可得，此时R1的电阻为

由于R1在加热和保温时的功率之比是25∶1，则R1在保温时的功率为

当养生电水壶处于保温功能时，根据可得，此时电路的电流为

根据欧姆定律可得，保温时，电路的总电阻为

根据串联电路的电阻特点可得，R2的阻值为

（3）电能表铝盘转过100圈，则养生水壶消耗的电能为

养生水壶的实际功率为

根据可得，此时的实际电压为

答：（1）水吸收的热量为3.36×105J；
（2）R2的阻值为160Ω；
（3）此时的实际电压为200V。
20．（2023·重庆·重庆一中校考一模）如图甲所示为某品牌的家用卷发棒，使用它可轻松做出不同发型，深受时尚女性喜爱，物理兴趣小组的小旻同学为妈妈设计了一款卷发棒，如图乙是它的简化工作原理图。此卷发棒有两挡，开关S与触点2接通时为低温挡，与触点3接通时为高温挡。R1、R2为电热丝，R1的阻值为440Ω，为了防止高温挡温度过高，用一个新型PTC发热电阻Rt与R1串联，Rt的阻值随温度的变化如图丙所示。求：
（1）使用高温挡过程中，电路中的最大电流；
（2）使用高温挡过程中，电热丝R1的最小功率；
（3）在低温挡时，电热丝R1的功率是1.1W，求R2的阻值。

【答案】（1）0.4A；（2）17.6W；（3）3960Ω
【解析】解：（1）高温挡时发热电阻Rt与R1串联，当温度为80℃时，电阻Rt最小为110Ω，电路中电流最大，所以使用高温挡过程中，电路中的最大电流为

（2）当温度为200℃时，电阻Rt最大为660Ω，电路中电流最小，R1功率最小，所以使用高温挡过程中，电热丝R1的最小功率为

（3）在低温挡时，R1、R2为串联，电热丝R1的功率是1.1W，根据可得此时电路中电流为

电路中总电阻为

R2的阻值为

答：（1）使用高温挡过程中，电路中的最大电流为0.4A；
（2）使用高温挡过程中，电热丝R1的最小功率为17.6W；
（3）R2的阻值为3960Ω。
21．（2023·四川成都·校考模拟预测）如图甲为一款紫砂电饭锅，其电路原理图如图乙所示，通过开关S1和S2的闭合、断开可实现高、中、低三挡加热。已知该电饭锅容积2L，额定电压220V，低温挡功率275W，中温挡功率550W，其内部电路由发热电阻R1和R2组成。求：
（1）R1的阻值是多少？
（2）使1kg的水温度从22℃升至55℃，水需要吸收多少热量？[已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
（3）若用此电饭锅加热（2）中的水，工作效率为90%，以高温挡正常工作需要加热多长时间？

【答案】（1）88Ω；（2）1.386×105J；（3）140s
【解析】解：（1）观察图乙可知，闭合开关S1，S2接B时，两电阻并联接在电路，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，为高温挡；闭合开关S1，S2接A时，只有R1接入电路中，电路的总电阻较大，电路的总功率较小，为中温挡；断开开关S1，S2接A时，两电阻串联接在电路中，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，为低温挡。由于该电饭锅额定电压为220V，中温挡功率550W，根据电功率的推导式，可知电阻R1的大小为

电阻R1的大小为88Ω。
（2）由题意可知，水的质量为1kg，水温度从22℃升至55℃，水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)，根据比热容公式可知，水需要吸收的热量为

（3）由（1）解析可知，电阻R1的大小为88Ω，低温挡的时候两电阻串联接在电路中，低温挡功率275W，根据电功率的推导式，可知

解得。高温挡的时候两电阻并联接在电路，根据电功率的推导式，可知，高温挡的电功率为

设需要加热的时间为t，则高温挡正常工作放出的热量为

由（2）解析可知，水需要吸收的热量为1.386×105J，工作效率为90%，根据效率公式，可得

解得，故高温挡正常工作需要加热的时间为140s。
答：（1）R1的阻值是88Ω；
（2）使1kg的水温度从22℃升至55℃，水需要吸收热量为1.386×105J；
（3）若用此电饭锅加热（2）中的水，工作效率为90%，以高温挡正常工作需要加热的时间为140s。
22．（2023·广东东莞·东莞市厚街海月学校校考模拟预测）正读初三的小军每天复习功课到深夜，妈妈为他准备了有加热、保温两挡功能的电热杯垫（如题图甲），其相关参数如下表所示，杯垫通过USB接口接到电脑上，这样可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如题图乙所示，、为加热元件。
USB接口的输出电压
5V
保温功率
5W
加热功率
20W
（1）求杯垫保温时整个电路的电流；
（2）求电阻R2的阻值；
（3）小军根据学过的物理知识设计了如图丙所示电路，该电路也能实现保温与加热功能。若参数保持不变，则电阻、的值分别是多少？

【答案】（1）1A；（2）1.67Ω；（3）3.75Ω、1.25Ω
【解析】解：（1）保温功率为5W，此时电路中电流为


（2）当只有R1自己工作时，电路处于保温状态，此时R1的功率为5W。当两个定值电阻并联同时工作时，电路处于加热状态，总功率为20W，而R1此时的功率保持5W不变，有



（3）此电路当两个定值电阻串联时，处于保温状态；当只有一个定值电阻工作时，处于加热状态。在加热状态时


当电路处于保温状态，两个定值电阻串联，总电阻为


则另一个定值电阻大小为


答：（1）保温时整个电路中的电流为1A；
（2）电阻。
（3）此时两个电阻的阻值分别为3.75Ω、1.25Ω。
23．（2023·安徽·校联考模拟预测）养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，其类似于电热水壶。如图是某款养生壶加热部分电路原理图。已知电源电压为220V保持不变，加热电阻丝R1、R2的阻值均为88Ω。通过调节开关S1、S2可以实现低温、中温、高温三档的切换。
（1）通过分析推理判断：当开关S1、S2分别位于什么状态，养生壶处于中温档；
（2）当养生壶处于低温档工作时，通电2min该养生壶消耗的电能为多少焦耳？
（3）请计算出该养生壶处于低温、中温、高温三档工作时的电功率大小之比。

【答案】（1）开关S1闭合，S2拨到A，养生壶处于中温档；（2）；（3）
【解析】解：（1）当S1闭合，S2拨到B时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到A时，R1、R2串联；当S1闭合，S2拨到A时，电阻R1单独接入电路。根据公式可知：电功率越大，单位时间内产生的热量越多，温度越高。由于并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，因此，当R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，养生壶为高温挡；当R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，养生壶为低温挡；当电阻R1单独接入电路时，养生壶处于中温挡。因此当开关S1闭合，S2拨到A时，养生壶处于中温挡。
（2）当养生壶低温档时，S1断开，S2拨到A，电阻R1、R2串联，此时2min内养生壶消耗的电能

（3）当S1断开，S2拨到A时，R1、R2串联，养生壶处于低温档，此时功率

当S1闭合，S2拨到A时，电阻R1单独接入电路，养生壶处于中温档，此时功率

当S1闭合，S2拨到B时，R1、R2并联，养生壶处于高温档，并联的总电阻

此时功率

则该养生壶低温、中温、高温三档的电功率大小之比为
P低∶P中∶P高=275W∶550W∶1100W=1∶2∶4
答：（1）当开关S1闭合，S2拨到A时，养生壶处于中温挡；
（2）当养生壶处于低温档工作时，通电2min该养生壶消耗的电能为；
（3）该养生壶处于低温、中温、高温三档工作时的电功率大小之比是。
24．（2023·辽宁鞍山·统考一模）小军家某日在10：00~11：00时间段有三个用电器在同时正常工作：空调、电视机（“220V，200W”）和处于加热状态的电热水器。图1是电热水器的电路示意图，其中R0、R1为电热丝，红灯、绿灯是电热水器工作状态的指示灯（忽略指示灯对电路的影响），电热水器的部分参数如表。电能表记录了这1h内的用电情况（如图2所示）。
额定电压
220V
额定加热功率
800W
额定保温功率
40W
水容量
1.0L
（1）这段时间内，小军家的干路电流为多大？
（2）当绿灯亮时，通过分析说明电热水器处于保温状态还是加热状态？
（3）电热水器处于加热状态时，正常工作5min，可使1L水的温度升高40℃。则该电热水器的效率是多少？

【答案】（1）；（2）保温状态；（3）
【解析】解：（1）电能表读数时，数字方框中的最后一位是小数，单位是，由图可知，电路中用电器1h内消耗的电能

由可知，这段时间内，小军家的干路电流

由图可知，当绿灯亮时，开关接，工作电路中和串联，电路的总电阻最大，由

可知，电热水器的功率最小，电热水器处于保温状态；
（3）水的体积

由可知，水的质量

水吸收的热量

电热水器消耗的电能

该电热水器的效率

答：（1）这段时间内，小军家的干路电流为；
（2）当绿灯亮时，工作电路中和串联，电路的总电阻最大，由可知，电热水器的功率最小，电热水器处于保温状态；
（3）该电热水器的效率是。
五、填空题
25．（2023·河南·统考一模）某品牌家用电热水壶的简化电路图如图甲所示，当只闭合开关S1时电热水壶将以______（选填“高温”或“低温”）挡加热。已知电阻R1的阻值为220Ω，电阻R2的阻值为55Ω，当接通电源并闭合开关S1和S2时，家用电热水壶的工作电流为______A；若关闭家中的其他用电器，仅使用该电热水壶的高温挡烧水6min，电能表（如图乙）的表盘要转 ______转。

【答案】 低温 5 132
【解析】[1]单独闭合开关S1时，只有R1接入电路；同时闭合开关S1、S2时，两电阻并联，根据并联电路的电阻特点可知，并联电路的总电阻小于任一并联的电阻，由可知，只闭合开关S1时电热水壶功率最小，以低温挡加热。
[2]当接通电源并闭合开关S1和S2时，两电阻并联，由


可得，电路的总电阻为

电热水壶的工作电流为

[3]用该电热水壶的高温挡烧水时其功率为

若关闭家中的其他用电器，仅使用该电热水壶的高温挡烧水6min，根据得，该电热水壶消耗的电能为

根据图乙数据可知，电能表的表盘要转的转数为
r
26．（2023·江苏常州·校考模拟预测）“天宫课堂”第二课刘洋老师与地面课堂内小明的实时互动交流是通过_________进行传播的。小明家中浴室防滑垫表面有防滑纹理，背面有强力吸盘，如图所示。表面防滑纹理是通过_________，增大摩擦。背面强力吸盘，是利用_________增大对地面的压力，增大摩擦，从而达到理想的防滑效果。小明家中电能表铭牌上标有“220V 10A（40A）”和“1200r/（kW·h）”参数，在爸爸帮助下，他将家里所有用电器切断，只让家中电风扇正常工作，他发现电能表转盘在10min内转过20转，则电风扇的功率为_________W。

【答案】 电磁波 增大接触面粗糙程度 大气压 100
【解析】[1]电磁波可以传递信息，且能在真空中传播，因此“天宫课堂”第二课刘洋老师与地面课堂内小明的实时互动交流是通过电磁波进行传播的。
[2]小明家中浴室防滑垫表面有防滑纹理是在压力一定的情况下，通过增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦。
[3]背面强力吸盘，在接触面粗糙程度一定情况下，通过利用大气压增大对地面的压力，增大摩擦，从而达到理想的防滑效果。
[4]电能表转盘在10min内转过20转，消耗的电能为

根据可得，电风扇的功率为

27．（2023·广东广州·统考一模）题图甲是某电热水壶，内部电路简化图如图乙所示。小昕将初温为20℃、质量为1.5kg的水倒入电热水壶，仅把该电热水壶接入220V家庭电路中，加热5min后水温升高到60℃，电能表指示灯闪烁了160次，如图丙所示。[不考虑温度对电热丝电阻的影响，]

（1）当开关S接_______（选填“a”或“b”）时，电热水壶处于加热状态，请写出判断的依据_______；
（2）求电热水壶的实际电功率_______；
（3）求电热水壶本次烧水的效率_______。
【答案】 a 见解析 1200W 70%
【解析】（1）[1][2]由图乙可知，当开关S接a 时，只有R1工作，当开关S接b时，R1、R2串联；根据串联电路的电阻特点可知，当开关S接a 时，只有R1工作，电路中的电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电热水壶处于加热状态。
（2）[3] 1600imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁1600次；则电能表指示灯闪烁160次，电热水壶消耗的电能

电热水壶的实际功率

（3）[4]水吸收的热量

电热水壶的烧水效率

28．（2023·重庆·重庆八中校考二模）如图甲所示电路中，电源为电压可调的学生电源，灯泡L标有“5V，2.5W”字样，且阻值不变，滑动变阻器的最大阻值为R1，则灯泡正常发光的阻值为______Ω。将电源电压调至某一值，只闭合开关S，移动滑片P，得到滑动变阻器的电功率P1与滑动变阻器接入的阻值RP变化的图像如图乙所示，且滑动变阻器接入电路的阻值由0.25R1滑动到R1的过程中，电压表V1的示数变化了1V，电压表V2的示数变化了5V，则滑动变阻器在滑动的过程中，电路的最小功率为______W。

【答案】 10 1.8
【解析】[1]欧姆定律可知灯泡的电阻

[2]当S1断开后，电阻R2与滑动变阻器、小灯泡L串联，电压表V1测滑动变阻器与R2的电压，电压表V2测滑动变阻器与小灯泡的电压，由串联电路分压原理可知，滑动变阻器接入电路的阻值由滑动到R1的过程中，滑动变阻器分到的电压变大，将小灯泡L与滑动变组看成一个电阻，滑动变阻器与电阻R2看成一个电阻，则可知V1与V2示数均变大，设电源电压为U，滑动变阻器调节前后电路中电流为I1和I2；调节滑动变阻器前，由欧姆定律

可得
①
此时滑动变阻器与电阻R2串联后总电压为

灯泡L与滑动变阻器总电压为

调节滑动变阻器后，由欧姆定律得

可得
  ②
此时滑动变阻器与电阻R2串联后总电压为

灯泡L与滑动变组总电压为

由题知


即
  ③
  ④
由图像可知滑动变阻器在

和时电功率相等，则由电功率公式

可得

即

因电流恒为正值，则

将其代入①②联立可得
⑤
将①②代入③④得
  ⑥
  ⑦
将⑤代入⑥⑦后联立可得


将

代入⑤中得

因为灯泡L、定值电阻R2、滑动变阻器R2处于串联，由电功率公式

可知，电阻越大电功率越小，故当滑动变阻器阻值最大为R1时，电路中电功率最小为

六、实验题
29．（2023·北京东城·统考一模）如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系”的实验装置，其中、、是发热的电阻丝，、分别安装在两个气密性良好的密封容器中，密封容器内有相同质量的空气，两容器各接一个相同的形管，形管另一端开口，两形管内注入等量的同种液体。

（1）小明想探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，则和的电阻大小应该满足______（选填“>”“