专题15 电功率（原卷版）

主题三 电学 专题15 电功率 考情概览：理解课标要求，把握命题方向，总结出题角度。 真题透视：精选真题，归类设置，完整展现中考试题的考查形式。 中考新考法：从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。 新题特训：选用最新优质题、创新题，巩固考点复习效果。 考点内容 课标要求 命题预测 电能、电功 结合实例，了 解电功 主要考查电能的计算和测量。题型主要是选择题和填空 题，有时也会出现在计算题中。主要命题点有：电能、电功的 计算，电能表的使用、读数等。 电功率 结合实例，了 解电功率。知道用 电器的额定功率和 实际功率。 电功率是电学考题中命题点较为集中的内容，主要考查电 功率的相关计算。常见考题类型是选择题、填空题和计算题， 有时也会出现在综合题中。命题点有：电功率概念的理解，电 功率的基本计算，额定功率和实际功率的计算，动态电路分析 与计算，电功率的范围、极值等问题。 测量电功率 测量电功率是 电学部分的重要实验之一。对测量电功率 的考查题型基本上是探究实验题。命题点有：测量电功率的电 路图及实物图连接、实验步骤，数据处理，故障分析及特殊测 量电功率的方法等。 焦耳定律 通过实验，了 解焦耳定律。能用 焦耳定律说明生产 生活中的有关现 象。 焦耳定律方面的考题题型多是选择题、填空题，有时也会 有实验探究题。命题点有：电流的热效应，探究电热与电流、 电阻的关系，焦耳定律的相关计算，电热器的相关计算等。 ►考向一 电能、电功 1．（2023·青岛）有一块手机用的电池，上面标明电压为 37V，容量为 4000 m·，它充满电后大 约储存的电能为（ ） ．53×104 B．53×107 ．148 D．148k· 2．（2023·湘潭）如图是电能表表盘示意图，下列说法正确的是（ ） ．电能表是用来测电功率的仪器 B．此时电能表的读数为61985k· ．这个电能表通过的电流一定为 10 D．这个电能表应该在 220V 的电路中使用 3（2023·哈尔滨）小明家3 月末和4 月末电能表表盘示数如图所示，则小明家4 月份用电 k·， 若以当地电价05 元/度计算，小明家4 月份应缴纳电费 元。 4（2023·烟台）如图甲所示，电源电压恒定不变， 的阻值为 ，图乙是小灯泡L 的电流与电压 关系的图像。当只闭合 时，电压表示数为 ，通过小灯泡的电流为 ，电源电压为 V；当只 闭合 时，电压表示数为 ，电路在 内消耗的电能为 。 解题技巧 （1）由电功公式 和欧姆定律公式 ，可推导出公式 和 。 适用于任何电路，而 和 只适用于纯电阻电路。 （2）用电能表所示的后一次示数减去前一次示数，就是用电器在这段时间内消耗的电能；弄清每 消耗1 k˙的电能，电能表转盘转多少转；用标定的电压乘以额定最大电流就是电能表允许接入的用电器 的最大功率。 ►考向二 电功率 5（2023·营口）如图所示，电源电压不变，闭合开关，在保证电路安全的情况下，变阻器的滑片由 中点向右移动的过程中，下列判断正确的是（ ） ．小灯泡亮度变暗 B．电压表示数变大 ．电流表示数不变 D．电路总功率变小 6（2023·赤峰）如图所示，电源电压保持不变， ， 。当闭合开关S，断开开关 、 时，电压表的示数为4V，电流表示数为02，则电源电压为 V；当开关S、 、 都闭合时，则电 路消耗的总功率为 。 7（2023·丹东）如图甲所示，电源电压保持不变，R1=10Ω。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片 P 从b 端移动到端的过程中，电流表示数随滑动变阻器R2连入电路的阻值的变化关系如图乙所示。下列说 法正确的是（ ） ．电源电压为8V B．R1的最小电功率为16 ．滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω D．当滑片P 位于中点时，R1与R2的电功率之比为2 3 ∶ 8（2023·本溪）（多选）如图所示电路，灯泡L1为“12V 12”、灯泡L2为“12V 6”，滑动变阻 器的最大阻值为48Ω，电压表的量程为“0~15V”。只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片从最右端向左移 动，当电压表示数为6V 时，灯泡L1正常发光。只闭合开关S2，保证所有元件安全的情况下，最大范围内 调节滑动变阻器的滑片。忽略温度对灯丝电阻的影响，下列有关该电路说法正确的是（ ） ．电源电压为18V B．只闭合开关S1，当灯泡L1正常发光时，滑动变阻器连入电路的阻值为6Ω ．只闭合开关S2，电压表示数的最大值为15V D．只闭合开关S2，电路总功率的变化范围为45～9 9（2023·达州）小明家的电能表面板如图所示，图中电能表的示数为 k·，他家同时使用的用 电器总功率不能超过 ，家里新添置一台空调并接入该电能表中，让其单独工作5m，电能表的指示 灯闪烁了320 次，则该空调的实际电功率为 。 10（2023·营口）如图所示，电源电压恒为9V，电压表V1、V2完全相同，连入电路的量程也相同， 小灯泡L1“6V 6”、L2“6V 3”（灯丝电阻不变）。当开关都闭合时，电路中的电流为 ，此时只有一 个小灯泡正常发光，未正常发光的小灯泡的实际功率为 ；断开开关S1、S2，电压表V1的示数为 V。 11（2023·抚顺）如图甲所示的电路，电源电压不变，电流表量程为0~06，电压表量程为 0~15V。闭合开关S、 ，断开 ，滑动变阻器的滑片P 从最右端向左移动，直至灯泡正常发光，电流 表示数和电压表示数关系图像如图乙所示，灯泡正常发光时，某块电表的示数恰好达到最大值；再断开 ， 闭合 ，将滑片P 调回至最右端，电压表示数和滑动变阻器连入电路的阻值关系图像如图丙所示。则电源 电压为 V，变化过程中，灯泡的最小电阻为 ，灯泡的额定功率为 。 12（2023·营口）如图所示，电源电压恒为18V，电流表量程为0~06，电压表量程为0~15V。闭 合开关，移动变阻器的滑片，当电压表示数为12V 时，电流表示数为05，求： （1）电阻R1的阻值以及R1通电60s 消耗的电能； （2）在保证元器件安全的前提下，电阻R1的最大功率。 13（2023·德州）如图甲所示，电源电压U 保持不变，当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片从最右 端滑向中点过程中得到电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。闭合开关S1、S3，断开S2，滑动变 阻器的滑片在最左端时，电路的总功率为15。已知R2=2R1，求： （1）定值电阻R1的阻值； （2）R0的最大阻值和电源电压U； （3）定值电阻R3的阻值及整个电路的最大功率。 解题技巧 （1）每个用电器的额定电压值和额定功率值只有一个，而实际电压和实际功率可以有无数个。 （2）额定电压和额定功率与实际电压和实际功率的关系 电压关系 电功率关系 用电器工作情况 用电器正常工作 用电器不能正常工作 易损坏用电器 （3）电路中（不论是串联电路还是并联电路）所有用电器的总功率都等于各用电器的电功率之 和，即 ；对于同一用电器而言，它在不同电压下的电功率之比，等于它相应的电压的二 次方之比，即 。 （4）额定电压相同、额定功率不同的两个灯泡并联在同一电路中，额定功率小的灯泡的实际功率 小，其亮度较小；额定电压相同、额定功率不同的两个灯泡串联在同一电路中，额定功率小的灯泡的实 际功率大，其亮度较大。 ►考向三 测量电功率 14（2023·兴安盟）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：电压恒为 的电源、额定电压为 的小灯泡（灯丝电阻约为 ），电流表、电压表、开关各一个，导线若干， 三种规格的滑动变阻器 、 、 可供选择。 （1）通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“R1”“ R2”或“R3”）。选择合适变阻器后，请用笔 画线表示导线将电路连接完整 。要求：变阻器的滑片P 向B 端移动时，灯泡变暗； （2）滑片P 置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的 电路故障原因可能是 ； （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P 到某一位置时，电压表示数如图乙所示为 ；若要 测量小灯泡的额定功率，应将滑片P 向 （选填“”或“B”）端移动。根据图丙图象信息，可计算出 小灯泡的额定功率是 。 15（2023·锦州）小明利用4 节新干电池，阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω 的定值电 阻，铭牌上标有“20Ω 1”的滑动变阻器等实验器材“探究电流与电阻关系”。 （1）小明连接好如图甲所示的电路，检查时发现电路中有一处连接错误，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）电路改接正确后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最 （选填“左”或“右”）端； （3）小明将10Ω 的定值电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端电压 为4V，读出并记录电流表示数；保持滑动变阻器的滑片位置不变，把10Ω 的定值电阻换成20Ω 的定值 电阻后，直接闭合开关，电压表的示数将 （选填“大于”、“小于”或“等于”）4V，此时应将滑 动变阻器的滑片在原来基础上向 （选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数再次达到4V， 记录电流表的示数； （4）当小明将50Ω 定值电阻接入电路时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都无法使定值电阻两端 电压为4V，则原因可能是 （写出一条即可）； （5）完成实验探究后，小明得出结论：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 ； （6）完成上述实验后，小明又利用原实验器材，设计了如图乙所示的电路，测出了额定电压为25V 的小灯泡的额定功率。请帮他将实验步骤补充完整： ①闭合开关S、S1和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V 时，小灯泡正常发光； ②闭合开关S、S1，断开S2，保持滑片位置不变，读出电压表示数为25V； ③闭合开关S、S2，断开S1，读出电压表的示数为4V； ④小灯泡的额定功率 。 解题技巧 （1）实验原理：P=U。 （2）测电功率的多次测量是为了测不同电压下的实际功率并比较灯泡的亮度，不能取平均值 （3 ）若测得某用电器工作时间t(s) 内转盘转了圈，则该用电器的电功率为 。 ►考向四 焦耳定律 16（2023·福建）下列利用电流热效应工作的用电器是（ ） ．电视机 B．电风扇 ．电脑 D．电炉 17（2023·广西）小明家连接插线板的导线折断后，他把两根导线拧在一起继续使用，用久后发现 连接处容易发热，其主要原因是连接处（ ） ．电阻变小 B．电流比别处电流小 ．电阻变大 D．电流比别处电流大 18（2023·潜江、天门 、仙桃、江汉）某款电热杯有高、中、低三档，简化电路如图所示，S1、S2 不能同时闭合，R1的阻值为25Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2。下列说法正确的是（ ） ．电源电压为10V B．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温档 ．只闭合S3时，电热杯工作1m 产生的热量为600 D．加热100g 水，水温由25°升高到35°，水吸收的热量为420 19（2023·抚顺）用如图所示的装置可探究电流产生热量与 （填“电流”或“电阻”）的关 系，若通过R2的电流为1，通电1m，R2产生的热量为 。若将R3更换为10Ω 的电阻， （填“仍能”或“不能”）完成该实验探究。 20（2023·淄博）如图甲为一款养生壶，其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V， R1、R2均是发热电阻，其中R2=506 。养生壶正常工作时，开关置于“1”为加热挡，电路中电流为5； 开关置于“2”为保温挡。求： （1）当开关置于“1”时，R1的阻值及R1消耗的电功率； （2）当开关置于“2”时，养生壶1m 消耗的电能； （3）将壶内500g 的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量。[ ] 解题技巧 （1）焦耳定律的公式为 ，要研究电热Q 与电阻R 的关系，就要保持电流和通电时间￡都相 同；要研究电热Q 与电流的关系，就要控制电阻R 和通电时间t 都相同。 （2）电流通过导体产生的热量（简称为“电热”）跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比， 跟通电时间成正比；焦耳定律的推导公式： ， ，只适用于纯电阻电路。 1．（新情境）（2023·东营）小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg 导热油， 转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换，图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。 （1）电暖器低温挡工作时，开关应处于 位置（选填“1”“2”或“3”）。 （2）已知中温挡额定功率为1000，求电阻R 的阻值和高温挡的额定功率。 、 （3）使用高温挡正常工作5m，导热油温度由15℃升高到75℃，若消耗的电能有84%被导热油吸 收，求导热油的比热容。 （4）根据所学的电学知识，请你提出一条安全使用电暖器的建议。 2．（跨学科）（2023·宿迁）学校走廊的吸顶灯不亮了，其内部结构如图甲所示，主要由电源模块 和21 颗相同的LED 灯珠串联组成，电路如图乙所示（灯泡符号 表示LED 灯珠，省略号表示未画 出的灯珠）。通过查阅资料获得该吸顶灯的信息如下：单个LED 灯珠的额定电流为03，额定电压为 33V。电源模块输出的电压U 可在40~90V 范围内变化，从而使输出电流恒定为03。 （1）通过检查，发现B 间的LED 灯珠发生了 故障，导致所有灯珠都不亮； （2）用一根导线将B 两点连接起来，接通电源后，该吸顶灯又亮了，这些发光的灯珠 （选填 “能”或“不能”）正常发光，此时吸顶灯的功率为 。 3．（新考法）（2023·恩施）某实践小组用一个最大阻值为10kΩ的直滑电位器、电压为24V 的锂 电池等元件，设计了一个电子秤，工作电路如图所示，R0是个保护电阻，电压表连入0～15V 量程。当开 关接通，秤盘中未放物体时，表盘的示数为0；当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最 大。求： （1）R0的阻值; （2）电路所消耗的功率； （3）小敏同学还分享了另一种设计，如图所示，请对此作出评价； （4）若用一个压敏电阻代替直滑电位器（电路符号为 ），其阻值随所受压力变化情况如下表 所示。请自选合适的元件，按上述要求，设计一个工作电路图（只画电路部分）。 F / 2 0 4 0 6 0 8 0 1 00 R /Ω 1 2 1 0 8 6 4 1．（2023·南通）某智能手机的锂电池上标有“ ”字样，该手机搭配了超级快充功 能，快充时保持充电电压37V 不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40m，此 时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（ ） ．节能灯 B．电风扇 ．电饭锅 D．电冰箱 2．（2023·株洲）给电动车充电，计算它充满电后储存电能的公式是（ ） ．=Ut B．=2Rt ． t D．=Fs 3．（2023·淄博）如图所示，在探究并联电路中电流电压规律的实验中，闭合开关S 后，发现L1比 L2亮。则（ ） ．L1的电流小于L2的电流 B．L1的电阻小于L2的电阻 ．L1两端电压大于L2两端电压 D．L1的实际功率小于L2的实际功率 4．（2023·德州）如图甲所示，电源电压保持不变。电流表的量程为 ，电压表 、 的量 程均为 ，滑动变阻器 的规格为“ ”，小灯泡的额定电压为 。滑动变阻器的滑片P 在 某点时，小灯泡正常发光，此时电压表 的示数为 。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片 P，其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ） ．电源电压为 B．电压表 的示数变化范围为 ．滑动变阻器的取值范围是 D．小灯泡的功率范围为 5．（2023·北京）如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆） 粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43 圈和33 圈，R1的电阻丝比R2 的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是（ ） ．通过R1的电流等于通过R2的电流 B．R1两端的电压大于R2两端的电压 ．R1的电功率大于R2的电功率 D．R1消耗的电能小于R2消耗的电能 6．（2023·包头）某电饭锅有加热和保温两种功能，其简化电路如图所示，R1、R2为加热电阻，S 为电源开关，S1为温控开关。闭合电源开关S，温控开关S1由闭合到断开，下列说法正确的是（ ） ．电饭锅进入加热状态 B．电路总电压变小 ．电路总电流变大 D．电路总功率变小 7．（2023·南充）如图所示为电阻R1和R2的—U 图像，下列说法正确的是（ ） ．R2的阻值为10Ω B．两电阻串联与并联的总阻值之比为9 4 ∶ ．将两电阻串联接入电路，通电后，R1两端电压与R2两端电压之比为1 2 ∶ D．将两电阻并联接入电路，通电1 分钟，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比为 1 2 ∶ 8．（2023·潍坊）（多选）某同学连接了如图所示电路，电源电压恒为18V，电压表量程为 “0~15V”，电流表量程为“0~06”，滑动变阻器规格为“ ”，小灯泡标有“6V 3”字样。不 考虑灯丝电阻的变化，在确保电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ） ．电路允许通过的最大电流是05 B．电压表示数的变化范围是3~6V ．小灯泡消耗电功率的最小值是075 D．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是 9．（2023·牡丹江）（多选）如图所示，电源电压U=3V 且保持不变，R1=10Ω，1=01。闭合开 关，则（ ） ． R1两端的电压是2V B．通过 R2的电流是 ． R2的阻值是 D． R1消耗的电功率是 10．（2023·抚顺）（多选）如图所示电路，定值电阻 为 ，滑动变阻器允许通过的最大电流 为04，当滑动变阻器的滑片P 在最右端时，先闭合开关S，电流表示数为01，再闭合开关 ，电流表示 数为02，在保证电路元件安全的条件下，将滑动变阻器的滑片向左最大范围移动。下列说法正确的是（ ） ．电源电压为8V B．滑动变阻器连入电路的阻值范围是 ~ ．定值电阻 的功率为08 D．通电1m，整个电路消耗的电能最多为120 11．（2023·宜宾）（多选）如图所示