模块一 专题16 电功电能电功率及焦耳定律（解析版 )

考向一：电能 电功 1 （2024 长春市） 的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是（ ） 节能灯 B 电饭煲 电视机 D 电烤箱 【答】 【解析】节能灯、电饭煲、电视机和电烤箱四个用电器中，节能灯的电功率最小，根据 可 知， 的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是节能灯，故符合题意，BD 不符合题意。 故选。 2 （2024 四川广安）小强上次查看家里的电能表显示为 ，本次查看时电能表示数如 图所示，下列说法正确的是（ ） 电能表是测量电功率的仪表 B 在这段时间内消耗的电能为792k· 小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200 D 只将一台标有“220V 1000”的电热水器接入电路中，正常工作5m，电能表的指示灯闪烁300 次 【答】D 【解析】．电能表是测量电能的仪表，不是测量电功率的，故错误； 【好题汇编】2024 年中考物理真题分类汇编（全国通 用） 模块一 声光力热电磁知识真题 专题16 电功电能电功率及焦耳定律 基础把关 B．电能表的示数 =86324k −85532k =792k ⋅ ⋅ ⋅ 故B 错误； ．电能表允许通过的最大电流为20，则小强家同时工作的用电器的总功率不能超过 P=U=220V×20=4400 故错误； D．只将一台标有“220V 1000”的电热水器接入电路中，正常工作5m 消耗的电能 3600r/k•表示电路中每消耗1k•的电能，电能表转盘转3600r，电能表的指示灯闪烁300 次消耗的电能 因为=′，所以正常工作5m，电能表的指示灯闪烁300 次，故D 正确。 故选D。 3（2024 甘肃威武） 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__ __。 【答】 2139 4400 【解析】电能表的读数为 ，即2139 度。 电能表允许通过的最大电流20，由P=U 可得，该电路中能接入的用电器总功率最大为 4 （2024 内蒙古赤峰）电饭煲是常用的家用电器，它是利用电流的___________效应工作的。某品牌 电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能，简化电路如图， 。当该电饭煲处 于“加热”挡工作10m，其消耗的电能是___________。 【答】 热 6×105 【解析】电饭煲工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。 由图得，当两开关均闭合时，两电阻并联，电路电阻小，电功率大，为加热挡；当只闭合S1，只有 电阻R1工作，电路电阻大，电功率小，为保温挡。当该电饭煲处于“加热”挡工作10m，其消耗的 电能是 5 （2024 苏州）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_________k·，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1m 内闪烁80 次，则1m 内消耗电能为_________，其 两端电压_________（高于/等于/低于）220V。 【答】 热 30236 等于 【解析】电流通过导体时，导体发热是电能转化为内能，这种现象是电流的热效应。 电能表的读数方法：最后一位是小数，由甲图可得家中的电能表示数为30236k·。 电能表指示灯 1m 内闪烁 80 次，电能表参数“3200mp/(k·)”，则 1m 内消耗电能为 电热水器的实际功率为 实际功率等于额定功率，所以实际电压等于额定电压，为220V。 6 （2024 四川达州）某彩色电视机的铭牌如图所示，其额定电功率为________，额定电流是_____ ___。当它正常工作时，60s 内消耗的电能为________。 【答】 110 05 6600 【解析】由铭牌信息可知，电视机的额定功率为110，额定电压为220V； 由P=U 可得，额定电流 为 60s 内消耗的电能为 7 （2024 江苏扬州）家中应急手电筒的电路图如图所示，电源电压为3V，闭合开关，通过灯泡的电 流为06，忽略灯泡电阻的变化。求： （1）灯泡电阻R； （2）电路工作1m 消耗的电能； 【答】（1） ；（2） 【解析】（1）灯泡电阻为 （2）电路工作1m 消耗的电能为 答：（1）灯泡电阻R 为 ； （2）电路工作1m 消耗的电能为 。 8 （2024 贵州省）如图所示电路，电源电压 保持不变，定值电阻 ，闭合开关S，电 压表示数为2V。求： （1）定值电阻 两端的电压 为多少伏。 （2）通过定值电阻 的电流 为多少安。 （3）通电10s，整个电路电流所做的功为多少焦。 【答】（1）1V；（2）04；（3）12 【解析】（1）由图可知，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，根据串联分压特点可得：定值电 阻R2两端的电压U2为 （2）由欧姆定律可得，通过R1的电流1为 （3）根据串联电路电流特点可知整个电路的电流为 =1=04 则整个电路电流做的功为 答：（1）定值电阻 两端的电压 为1V； （2）通过定值电阻 的电流 为04； （3）通电10s，整个电路电流所做的功为12。 9 （2024 湖南）小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型，如图所示。电源电压恒为6V，地 灯L1标有“6V 3”字样，床灯L2标有“6V 6”字样。 （1）闭合开关S1，断开开关S2，灯________发光； （2）求L2正常工作时的电阻R2； （3）闭合开关S1、S2，求整个电路工作1m 消耗的电能。 【答】 （1） L1 （2） 6Ω （3）540 【解析】（1）由图可知，闭合开关S1，断开开关S2，灯L1接通电路，所以L1发光。 （2）由题意知，床灯L2标有“6V 6”字样，根据 可知，R2的阻值为 （3）闭合开关S1、S2，两个灯泡并联，根据并联电路电压的特点可知，两个灯泡两端的电压均为 6V，因此均正常发光，因此整个电路工作1m 消耗的电能 =P 总t=(P1+P2)t=(3+6)×60s=540 答：（1）闭合开关S1，断开开关S2，灯L1发光； （2）L2正常工作时的电阻为6Ω； （3）闭合开关S1、S2，整个电路工作1m 消耗的电能为540。 考向二：电功率 1 （2024 福建）下列数据最接近实际的是（ ） 中学生的体重约为50 B 电热水壶的功率约为1000 人步行的速度约为20m/s D 人感觉舒适的温度约为40℃ 【答】B 【解析】．中学生的体重约为500，故不符合题意； B．电热水壶是电热器，功率比较大，约为1000，故B 符合题意； ．人步行的速度约为11m/s，故不符合题意； D．人感觉舒适的温度约为25℃，故D 不符合题意。 故选B。 2 （2024 四川达州）如图所示是某品牌电热毯内部电路简化图，该电热毯具有高低两档加热功能， 下列说法正确的是（ ） 只闭合开关 时，电路处于高温档 B 只闭合开关 时，电路处于低温档 同时闭合开关 、 时，电路处于高温档 D 同时闭合开关 、 时，电路处于低温档 【答】 【解析】．只闭合开关S1时，只有R1接入电路，由 ，此时电热毯电功率最小，为低温档， 故错误； B．只闭合开关S2时，电路断路，故B 错误； D．由电路图可知，当开关S1、S2闭合时，R1和R2并联，因为电阻越并越小，所以此时电路电阻最 小，而电源电压一定，由 可知，此时电热毯电功率最大，为高温档，故正确，D 错误。 故选。 3 （2024 陕西）中药煎煮方式分为“文火”和“武火”，小明受此启发，用手动开关 、温控开关 、水量开关 、加热电阻 和限流电阻 （ 、 阻值不随温度变化），设计了煎药壶电路， 其中 为总开关，电源电压为220V。闭合开关 ，能实现下表所示的功能，下列关于此电路的分 析正确的是（ ） 温度t/℃ 温控开关 壶内水量V/L 水量开关 的功率P/ 煎煮方式 闭合 闭合 800 武火 断开 闭合 800 武火 断开 断开 100 文火 温控开关 与水量开关 是串联的 B 加热电阻 的阻值是 若壶内水量小于02L，煎药壶工作时无法进行“武火”加热 D 若限流电阻 断路，煎药壶工作时只能进行“武火”加热 【答】D 【解析】．根据表中数据可知，温控开关 和水量开关 互不影响，故温控开关 与水量开关 是并联的，故错误； B．当限流电阻 与加热电阻 串联时，由分压原理可知，加热电阻 的电压小，根据 可知加热电阻 的功率小，当限流电阻 短路（闭合与其并联的S3）时，电路为加热电阻 的简 单电路，加热电阻 的电压为电源电压，根据 可知其功率大，故加热电阻 的阻值 故B 错误； ．若壶内水量小于02L，但温度小于60℃，温控开关 闭合，限流电阻 短路，则电路为 的简 单电路，煎药壶工作时可进行“武火”加热，故错误； D．若限流电阻 断路，闭合S3（或S2）则电路连通，电路为 的简单电路，煎药壶工作时只能进 行“武火”加热，故D 正确。 故选D。 4 （2024 上海）如图所示是电烙铁工作的原理图。它正常工作时，两端的电压为220 伏。在预热状 态时，通过它的电流较小；在加热状态时，通过它的电流较大，则下列选项中正确的是（ ） 闭合开关S，此时小灯熄灭，处于预热状态 B 断开开关S，此时小灯发光，处于加热状态 闭合开关S，此时小灯发光，处于预热状态 D 闭合开关S，此时小灯熄灭，处于加热状态 【答】D 【解析】由电路图可知，断开开关S，时，R 与L 串联，小灯发光，电路中电阻较大，电流较小，由 可知此时电功率较小，处于预热状态；闭合开关S，灯泡被短路，灯熄灭，电路为只有R 的简单电路，电路中电阻较小，电流较大，由 可知此时电功率较大，处于加热状态，故B 错误，D 正确。 故选D。 5 （2024 山东临沂）如图所示电路的电源电压保持不变，将开关 和 都闭合，两灯均正常发光。 下列判断正确的是（ ） 灯 和 是串联连接的 B 电压表不能测量灯 的电压 断开 后电流表的示数不变 D 两灯的额定电压一定相同 【答】D 【解析】．由图得，电流分别经过两灯泡，说明灯 和 是并联的，故错误； B．电压表并联在支路的两端，则电压表能测量灯 的电压，故B 错误； ．断开 后电路由灯 和 是并联化为L1的简单电路，电路电阻变大，由欧姆定律得，电路电流 变小，即电流表的示数变小，故错误； D．将开关S1和S2都闭合，两灯均正常发光,，说明此时两灯的电压均为额定电压，并联电路中各支 路的电压相同，则两灯的额定电压一定相同，故D 正确。 故选D。 6 （2024 山东临沂）图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩 具的电源电压为45V，闭合开关后，“05V 02”的指示灯正常发光，线圈电阻为05Ω 的电动机正常工 作，则（ ） 指示灯的灯丝电阻为08Ω B 电动机的发热功率为16 电动机的额定功率为008 D 电路的总功率为18 【答】D 【解析】．由 得，指示灯的灯丝电阻为 故不符合题意； B．由P=U 得，指示灯的灯丝电流为 电动机的发热功率为 P=2R=(04)2×05Ω=008 故B 不符合题意； ．指示灯正常发光时，电动机两端电压 U 电=U-UL=45V-05V=4V 额定功率为 P 电=U 电=4V×04=16 故不符合题意； D．电路的总功率为 P=U=45V×04=18 故D 符合题意。 故选D。 7 （2024 黑龙江绥化）如图为家庭电路的电能表，该电能表允许接入用电器的最大总功率是_______ ___；表盘上的某个参数模糊不清，为测得这个参数，仅将额定功率为1200 的空调接入电路，正常 工作1m 电能表转盘转了60 转，计算可知该参数为__________r/(k∙)。 【答】 8800 3000 【解析】由电能表的参数知，该电能表允许接入用电器的最大总功率 1m 内，空调消耗的电能 设电能表消耗1k∙的电能，转盘转了转，则有 解得=3000r，所以该参数为3000r/(k∙)。 8 （2024 天津）在“练习使用滑动变阻器”的实验中，连接了如图所示电路。闭合开关，当滑片P 向________移动时小灯泡变亮；已知电源电压为9V，小灯泡标有“6V 3”的字样，当小灯泡正常发 光时，滑动变阻器连入电路的电阻为________Ω。 【答】 左 6 【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，要让小灯泡变亮，电路 中的电流就要变大，即滑动变阻器接入电路中的电阻要变小，所以滑片P 应向左移动。 当小灯泡正常发光时,电路中的电流为 滑动变阻器两端的电压 滑动变阻器连入电路的电阻为 9 （2024 江苏盐城）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______k·，他家同时工作的用电器总功率不能超过______。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1m，则该电水壶的功率为_ _____。 【答】 3266 8800 180 【解析】由图可知，电能表显示的数字为003266，最后一位是小数，单位是k·,此时的读数为 3266k·。 由电能表的参数可知，电能表工作电压是220V，允许通过的最大电流为40，他家同时工作的用电器 最大总功率 P=U=220V×40=8800 当指示灯闪烁了48 次消耗电能 该用电器实际功率 10 （2024 四川眉山）如图所示电路，电源电压恒定，滑动变阻器R 标有“ 2”，灯泡L 标有 “4V 2”，灯泡电阻不变。S 闭合，滑片P 在R 的中点时，灯泡正常发光，则电源电压为______V。 当P 移到最右端时，电路的总功率______（结果保留一位小数）。 【答】 9 29 【解析】S 闭合，灯泡与滑动变阻器串联，滑片P 在R 的中点时，连入电路的电阻为 ，灯泡正 常发光，通过灯泡的电流为 由于串联电路中电流处处相等，滑动变阻器两端的电压为 则电源电压为 灯泡的电阻为 当P 移到最右端时，电路中的总电阻为 电路的总功率 11 （2024 河南）图甲为灯泡L 的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路，电阻R 阻值为 10Ω，闭合开关S，电流表示数为02，则电源电压为______V，干路电流为______，此时灯泡L 的电 功率为______。 【答】 2 045 05 【解析】定值电阻R 与灯泡L 并联，根据并联电路电压规律 电流表接在定值电阻R 支路上，且示数为02 故电源电压为2V。 由甲图可知，当灯泡电压为2V 时，电流为025，故干路电流为 此时灯泡L 的电功率 12 定值电阻R 和灯泡L，其电流随两端电压的变化图像如图所示。若将R 与L 串联在4V 电源两端， 则R 与L 消耗的电功率之比为________；若将R 与L 并联在2V 的电源两端，电路消耗的总功率为_ _______。 【答】 3∶1 13 【解析】若将R 与L 串联在4V 电源两端，通过R 与L 的电流相等，由图可知，此时电路中的电流 为03，R 两端的电压为3V，L 两端的电压为1V，则R 与L 消耗的电功率之比为 若将R 与L 并联在2V 的电源两端，由图可知，通过R 的电流为02，通过L 的电流为045，则电路中 的总电流为 电路消耗的总功率为 13 如图是“探究通电导体产生的热量与__________大小关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝 的电流为04，在1m 内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为___________。 【答】 电流 12 【解析】右侧两个 电阻并联，然后与左侧 电阻串联，根据并联电路电流规律可知，所以通过 左侧容器内 电阻的电流大于右侧容器内 的电流，两个容器内的电阻值都是 ，通电相同时 间，所以探究的是电流产生热量与电流大小的关系。 如果通过左侧容器中电阻丝的电流是04，根据并联电路的电流特点，通过右侧容器中电阻丝的电流 是 1m 内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为 14 （2024 贵州省）电流热效应引发的用电事故屡屡发生，其中很多是由于电路老化或电线选择不规 范所致。如家庭电线使用时间过长，出现绝缘皮老化脱落；空调等大功率用电器选用电线过细。请 回答： （1）破损电线的金属部分裸露在外容易发生触电事故，若你发现有人触电，应立即采取什么措施？ （写出一条即可） （2）用焦耳定律说明大功率用电器连接细电线存在安全隐患的原因。 【答】（1）见解析（2）见解析 【解析】（1）为了避免触电事故扩大，当有人触电时，应首先断开电源，然后进行救援，或使用绝 缘的木棍等挑开电线进行救援。 （2）在家庭电路中，大功率用电器连接细电线时，电线的横截面积较小，电阻较大，且根据 可知，家庭电路电压一定，使用大功率用电器，电路电流过大，由Q=2Rt 可知，细电线中电流产生 的热量较多，往往比别处更容易发热，引起火灾。 15 （2024 山西）在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器， 如图所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（ ）、 一个电动机（ ）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440，且不能单 独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题： （1）在虚线框内画出烘干器内部电路图； （2）使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一 个多大的电阻替换原发热电阻。 【答】（1） （2）220Ω 【解析】（1）由题意知，内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路，且 发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象，因此发热电阻与电动机并联，一个开关在干路控制整个 电路，另一个开关与发热电阻串联，控制发热电阻，如图所示： （2）将发热电阻的功率减小到原来的一半，则更换后发热功率为220，根据 可知，此时发 热电阻的阻值为 答：（1）烘干器内部电路图，如图所示： （2）需要购买一个220Ω 电阻替换原发热电阻。 16（2024 陕西） 如图，是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。 （1）电热水杯正常工作时的电流是多少？ （2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值是多少？ 【答】（1）4；（2）55Ω 【解析】（1）由图可知，电热水杯的额定电压为220V，额定功率为880，则正常工作时的电流 （2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值 答：（1）电热水杯正常工作时的电流是4； （2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值是55Ω。 17 （2024 江西）下图是某电热水壶铭牌上的部分参数。 电热水壶 容量 23L 额定电压 220V 额定功率 1500 （1）该电热水壶正常工作时的电功率是多少？ （2）该电热水壶正常工作5m，求电流所做的功； （3）在220V 的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5 的接线板（插座）上使用，请通过 计算判断是否安全？