中考物理专题突破 电功和电热考点大全 含答案精品.docx
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第十四章 电功和电热
命题点1 电功 电功率
考向1 电功、电功率理解及基础计算
1.(2018北京)有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800W,乙的额定功率为1200W.两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.甲电热水壶两端的电压较高
B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等
D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
2.(2019衡阳)小明家上次查看电能表示数为
,本次查看时电能表读数如图所示,则下列说法正确的是( )
第2题图
A.他家在这段时间内消耗的电能为903kW·h
B.电能表是测量电功率的仪表
C.若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min,则电能表的圆盘转了600转
D.这个电能表的额定功率为2200W
3.(2019临沂)如图所示电路的两灯泡L1和L2分别标有“3.8V 0.2A”和“3.8V 0.3A”字样,闭合开关后两灯均发光.假设灯泡的电阻不受温度影响,下列判断正确的是( )
第3题图
A.两灯串联 B.灯L2更亮
C.灯L1的电阻丝更粗D.电流表
的示数为0.5A
4.(2019阜新改编)如图所示电路,电源电压为9V且保持不变,闭合开关后,当滑片P在右端时,电流表示数为0.3A,滑动变阻器消耗功率为1.8W,当滑片P移至中点时,电压表示数变化了2V,小灯泡恰好正常发光,下列说法不正确的是( )
第4题图
A.滑动变阻器的最大阻值为18Ω
B.滑片在右端时,灯泡的功率为0.9W
C.灯泡正常发光时的功率为2W
D.灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω
5.(2019镇江)小明发现家中图示电能表的转盘在40min内转动了3600圈,则他家中用电器实际消耗的电能为________kW·h,实际功率为________kW;若该电能表能正常工作的最大电流为10A,则小明家中还能接入额定功率为________W的用电器.
第5题图
6.(2019襄阳)华为某款手机锂电池上面标明电压为3.7V,容量为3000mA·h,则它充满电后存储的电能为________J;该手机的待机电流为15mA,则该手机最长待机时间为________h.
7.(全国视野创新题推荐·2019金华)如图是一款用锂电池供电的平衡台灯,悬挂在中间的木质小球是它的“开关”.使用时只需要将上下两个小球靠近,小球就相互吸引,灯管发光.以下为平衡台灯参数:
额定电压:
5伏 额定功率:
5瓦
光源类型:
LED锂电池输出电压:
5伏
锂电池容量:
4800毫安时(注:
以4800毫安的电流放电能工作1小时)
(1)若A球内置的磁体下端为N极,则B球内置磁体上端为________极;
(2)求平衡台灯正常发光时电路中的电流;
(3)给该台灯充电时,充电器的输出电压为5伏、电流为2安,充电效率为80%,则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间?
第7题图
8.(2019永州)随着社会的进步,信息技术的发展,我国进行了电力设备升级.如图所示为小李家的智能电表,他家部分用电器的额定功率及每天工作时间如表所示.
电器
额定功率/W
工作时间/h
数量
电热水壶
2200
1
1
空调
1100
3
1
电视机
110
2
1
节能灯
16
4
22
(1)求空调正常工作3小时所消耗的电能;
(2)求上述表格里所有用电器同时正常工作的总电流;
(3)电热水壶正常工作2min,可将一壶2kg初温为20℃的水加热至50℃,求电热水壶的加热效率[c水=4.2×103J/(kg·℃)];
(4)在用电高峰期,小李发现电能表的电压示数为198V,此时用电热水壶烧水(设电热水壶电阻保持不变),求电热水壶此时的实际功率.
第8题图
考向2 电学图像相关计算
9.(2019常德)有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示.把它们并联在电路中,如图乙所示,闭合开关S,这时电流表的示数为0.9A,则电源电压和元件B的电功率分别是( )
第9题图
A.2.5V 0.8W B.2.5V 1.0W
C.4.5V 1.0WD.4.5V 4.05W
10.(2019绥化)图甲是灯L和电阻R的电流随电压变化的图像,将它们按图乙所示接入电路中.只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.8W;再闭合开关S1,电流表的示数变化了________A.若将R与标有“50Ω 0.5A”的滑动变阻器串联后接到该电源(电源电压恒定)上,则滑动变阻器消耗的最大电功率是________W.
第10题图
11.(2019威海)图甲是某新型电饭锅的简化电路图.R0为15Ω的定值电阻,其阻值不受温度影响.RT是热敏电阻,其阻值随温度的变化规律如图乙所示.由图像可知,当RT的温度从30℃升高到130℃的过程中,电路总功率的变化规律是________;当RT的温度达到100℃时,RT的功率为________W.
第11题图
参考答案及解析
命题点1 电功 电功率
1.B
2.C 【解析】这段时间内消耗的电能为W=8633.5kW·h-8543.2kW·h=90.3kW·h,A错误;电能表是测量电功的仪表,B错误;标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min消耗电能W=Pt=1000W×10×60s=6×105J=
kW·h,可使电能表转盘转的转数n=
kW·h×3600r/(kW·h)=600r,C正确;由图可知,接入电路中用电器同时工作的总功率不得超过2200W,不是电能表的额定功率为2200W,D错误.故选C.
3.B 4.A
5.1.2 1.8 400 【解析】由题意可得,用电器40min消耗的电能W=
kW·h=1.2kW·h,用电器的实际功率P实=
=
=1.8kW;电能表可接入的最大功率为P最大=UI=220V×10A=2200W,小明家中还能接入用电器的额定功率为P接=P最大-P实=2200W-1800W=400W.
6.39960 200 【解析】根据I=
可知,手机锂电池充满电后,储存的电荷量:
Q=It=3000×10-3A×3600s=10800C,储存的电能为:
W=UIt=UQ=3.7V×10800C=39960J,该手机最长待机时间为:
t′=
=
=200h.
7.
(1)南(S)
解:
(2)由P=UI可得I=
=
=1A
(3)该台灯充满电后锂电池含有的电能为
W锂电池=U1I1t1=5V×4800×10-3A×3600s=86400J
则需要输入的电能为W输入=
=
=108000J
为用完电的台灯充满电至少需要的时间为t=
=
=
=10800s=3h
8.解:
(1)空调正常工作3小时消耗电能
W=Pt=1100W×3h=3.3kW·h
(2)上述表格里所有用电器的总功率
P总=2200W+1100W+110W+16W×22=3762W
同时正常工作的总电流
I总=
=
=17.1A
(3)水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(50-20)℃=2.52×105J
消耗的电能
W=Pt=2200W×2×60s=2.64×105J
电热水壶的加热效率
η=
×100%=
×100%≈95.5%
(4)电热水壶的电阻R=
=
=22Ω
电压为198V时,电热水壶的实际功率P实=
=
=1782W.
9.B 【解析】因并联电路中各支路电压相等,且干路上的电流等于各支路电流之和,I=0.9A.由图甲可知,当AB两端的电压为2.5V时,电路中的电流为I=0.5A+0.4A=0.9A,电源电压U=2.5V,由图可知此时通过元件B的电流为0.4A,则元件B的电功率为P=UI=2.5V×0.4A=1W;B正确.故选B.
10.0.2 0.1 【解析】由图乙可知,只闭合S时,只有小灯泡接入电路,由图甲可知,当小灯泡的功率为0.8W时,小灯泡两端的电压为2V,通过小灯泡的电流为0.4A,再闭合开关S1时,小灯泡与R组成并联电路,所以电阻R两端的电压也为2V,由图甲可知,电阻R两端电压为2V时,通过R的电流为0.2A,所以电流表示数变化了0.2A;由R=
=
=10Ω得,当R与滑动变阻器串联后,当滑动变阻器的阻值等于与其串联的电阻R的阻值时,滑动变阻器消耗的电功率最大,即当R滑=R=10Ω时,电路中的总电阻为R总=10Ω+10Ω=20Ω,电路中的电流为I=
=
=0.1A,滑动变阻器消耗的最大功率为P滑max=I2R滑=(0.1A)2×10Ω=0.1W.
11.先变大后变小 640 【解析】由图像可知当RT的温度从30℃升高到130℃的过程中,电阻先变小后变大,由电功率公式P=
可知,电源电压不变,电阻先变小后变大,故电功率先变大后变小;由图像可知当温度达到100℃时,RT对应的电阻为40Ω,电路中的总电阻为R=R0+RT=15Ω+40Ω=55Ω,电路中的电流为I=
=
=4A,因为电路串联,故通过RT的电流为4A,则RT的电功率为PT=I2RT=(4A)2×40Ω=640W.
第十四章 电功和电热
命题点2 测量小灯泡的功率
1.在测量标有“2.5V 0.3A”小灯泡电功率的实验中,提供的器材有:
电压为6V的电源、电流表、电压表、开关各一个,导线若干,规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 1.5A”的两个滑动变阻器.
(1)完成此实验应选用规格为____________的滑动变阻器接入电路.
(2)选择合适器材后,按图甲连接电路.闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数.出现此现象的原因是__________________.
第1题图
(3)排除故障后进行实验.根据实验数据绘制了小灯泡中的电流随其两端电压变化关系的图像如图乙,请在图丙中标出电流表的示数为0.2A时指针的位置,从图乙中找出此时对应的电压值为________V.
第1题图丙
(4)分析图乙图像可得小灯泡的额定功率为________W,此时小灯泡电阻为______Ω.(保留一位小数)
(5)分析图乙图像,小灯泡灯丝的电阻随电压的增大而变大.发生这种现象的原因是________________________________________________________________________.
2.(2019青海省卷)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所用小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池.
第2题图
(1)请用笔画线表示导线将图甲所示的电路连接完整.要求滑动变阻器滑片P向左滑动时,接入电路中的电阻变小.
(2)在连接完最后一根导线时,小灯泡立即发出明亮的光,检查后发现连线正确,请你找出实验中的两个操作不当之处:
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
(3)改正不当操作后,连续4次测量,测得的数据和观察到的现象如下表所示,其中第2次测量时电流表的示数如图乙所示为________A;灯泡的额定功率是________W.
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡发光情况
1
1.5
0.24
很暗
2
2
较暗
3
2.5
0.28
明亮
4
3
0.31
很亮
(4)通过实验发现,小灯泡两端的________越大电功率越大,灯泡越________.
3.(2019包头)在测量小灯泡的电功率时,电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样.
第3题图
(1)在如图甲所示的电路中,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是____________________,经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“”,并补画出一根导线连接成正确的电路.
(2)电路连接正确后,从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的I-U图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率是________W.由图可知:
小灯泡的实际功率随实际电压的增大而________,滑动变阻器的规格应选择________.
A.10Ω 1A B.15Ω 1A
C.25Ω 1AD.30Ω 1A
(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比,你认为这种说法________(选填“合理”或“不合理”),理由是______________________________________.
4.在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”实验中,连接的电路如图甲所示,电源电压为3V.
第4题图
(1)本实验测量电功率的原理是____________.
(2)连接电路时,开关应________,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置,可以起到__________的作用.
(3)如图甲连接好电路以后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处,电压表示数为2.6V,则小灯泡消耗的实际功率________(选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率;为了测定小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为________W.
5.(2019眉山改编)测量小灯泡额定功率的实验中,器材如下:
待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器、开关各一只,导线若干.
(1)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来应进行的操作是________.
A.检查灯泡是否断路
B.检查灯泡是否短路
C.检查开关接触是否良好
D.移动滑动变阻器的滑片
第5题图甲
(2)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图甲所示,示数为________A,小灯泡的额定功率为________W,小灯泡正常发光的电阻为________Ω.
(3)完成上述实验后,另有同学设计了如图乙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率.电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
第5题图乙
①按电路图连接电路.
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光.
③只闭合开关S2,保持R1的滑片位置不动,移动R2的滑片,使电流表的示数为I额.
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2.
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=________(用I额、I1、I2、R表示).
6.(2019西安高新一中1模)在一次测量小灯泡额定功率的实验中,所用电源由两节新干电池串联组成,小灯泡上标有“2.5V”字样(小灯泡额定功率约为0.6W左右).小刚连接了如图甲所示的电路.
第6题图
(1)同组的小明发现该电路连接存在问题,如果闭合图甲所示电路的开关,则电压表的示数约为________V,电流表的示数约为________A.
(2)小明主张拆了以后重新连接,可是时间来不及了,小刚在图甲电路中只改变了某根导线一端的接点位置,而后电路就能测量小灯泡的额定功率了.请在需要改动的导线上打“”,并画出正确的接线.
(3)待改接好电路后,闭合开关,小刚同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的图像.根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是________W.
(4)实验过程中,若电流表烧坏,老师另给了一只电阻箱,小刚利用电阻箱和余下部分器材设计了如图丙所示的电路,也测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率.小刚的实验方法如下:
第6题图丙
①根据电路图连接实物电路;
②只闭合开关S1、S3,调节滑动变阻器,使电压表示数U0为________;
③断开S3,闭合S2,保持______________________不变,并调节________,达到步骤②中同样的效果,读出电阻箱接入电路的阻值为R;
④根据有关公式,计算出灯泡的额定功率P额=________.(结果表达式请用字母表示)
参考答案及解析
命题点2 测量小灯泡的功率
1.
(1)50Ω 1.5A
(2)小灯泡断路 (3)如答图所示 1 (4)0.75 8.3 (5)小灯泡灯丝电阻随温度的升高而变大
第1题答图
【解析】
(1)将规格“10Ω 1A”的滑动变阻器接入电路并滑到阻值最大处,电路中电流I=
=
≈0.33A>0.3A,有可能会损坏小灯泡,故完成此实验应用“50Ω 1.5A”的滑动变阻器;
(2)电流表无示数,说明电路存在断路故障,电压表有示数,说明与电压表并联部分电路为断路,即小灯泡断路;(3)导线连接“0.6A”规格接线柱,故指针应指向“0.2”位置处,如答图所示.由图乙知I=0.2A时,电压值为1V;(4)小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W,此时小灯泡的电阻R=
=
≈8.3Ω;(5)小灯泡灯丝两端的电压增大,通过其电流也越大,产生的热量也越多,温度越高.温度是影响电阻大小的一个因素.
2.
(1)如答图所示
(2)①连接电路时开关没有断开 ②滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处 (3)0.26 0.7 (4)电压 亮
第2题答图
【解析】
(1)滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,故应将变阻器左下接线柱与电源负极连接起来;
(2)连接完最后一根导线,小灯泡立即发光,说明连接电路时没有断开开关;小灯泡发出明亮的光,说明电路中电流太大,电路电阻太小,说明未将滑动变阻器滑片调到最大阻值处;(3)由电路图可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.26A;由表格中数据可知,当电压表的示数为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.28A,则灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.28A=0.7W;(4)由表中数据知,小灯泡两端的电压越大,通过灯泡电流越大,根据P=UI,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮.
3.
(1)电压表串联在电路中 如答图所示
(2)0.625 增大 C (3)不合理 灯丝电阻是变化的,无法得到电流与电压成正比
第3题答图
【解析】
(1)由题图甲知,电压表串联在电路中,导致小灯泡不亮,电流表无示数,电压表测电源电压,正确的电路如答图所示;
(2)由题图乙知,当UL=2.5V时,I=0.25A,小灯泡正常工作,额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W;实际电压增大,电流随之增大,根据P=UI可知,小灯泡的实际功率增大;当电路中的电流最小为Imin=0.1A时,滑动变阻器的阻值最大,此时电路中的总电阻为R总=
=
=30Ω,灯丝的电阻为RL=
=
=5Ω,故滑动变阻器的最大阻值为R=R总-RL=30Ω-5Ω=25Ω.故选C;(3)由于灯丝电阻随温度是变化的,故无法得到电流与电压成正比的结论.
4.
(1)P=UI
(2)断开 保护电路 (3)大于 A 1.25
【解析】
(1)本实验测量电功率的原理是P=UI;
(2)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置,此时电路中电流最小,可以起到保护电路的作用;(3)小灯泡在额定电压下的功率为额定功率.当电压表示数为2.6V时,小灯泡消耗的实际功率大于额定功率;为测量小灯泡额定功率,应减小灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应增大变阻器两端的电压,根据串联分压原理,应增大变阻器连入电路中的电阻值,故滑片向A端移动,直到电压表示数为2.5V;此时电流表指针位置如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.5A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.5A=1.25W.
5.
(1)D
(2)0.3 0.75 8.33 (3)I
【解析】
(1)电流表、电压表均有示数,说明电路不存在断路,灯泡不发光,可能是电路电流太小,电路总电阻太大,接下来的操作是:
移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故选D;
(2)电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W,小灯泡的电阻为R=
=
=
Ω≈8.33Ω;(3)①按电路图连接电路;②闭合开关S1,移动R1滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光.此时灯泡与R1串联;③闭合开关S2,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额.此时R1与R2串联,因为电路中电流仍为I额,所以R2=RL;④保持R2滑片位置不动,将另一个滑动变阻器R1滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2.由串联电路特点和欧姆定律可得:
U=I1R2=I2(R+R2),得:
R2=
,⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=I额2RL=I额2R2=I
·
.
6.
(1)3 0
(2)如答图所示 (3)0.75 (4)②U额 ③滑动变阻器的滑片位置 电阻箱 ④
第6题答图
【解析】
(1)由题图可知,电流表与灯泡并联了,故灯泡被短路,电压表串联在电路中,此时电压表测量的是电源电压,电源由两节新干电池组成,则电压表示数为3V;因为电压表的电阻很大,所电流表的示数几乎为0A;
(2)电压表应并联在灯的两端,电流表应串联在电路中.将灯泡与滑动变阻器相连的导线去掉,并改接在电压表负接线柱,如答图所示;(3)根据图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.3A,则灯泡的额定功率:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;(4))在上面分析的基础上,实验方案如下:
②闭合开关S1、S3,移动变阻器的滑片P,使电压表示数为U额;③断开S3,闭合S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数仍然为U额,读出电阻箱连入电路的阻值R,此时电阻箱的阻值R与小灯泡正常发光时的电阻相等;④灯泡正常发光时,其两端的电压为U额,灯泡的电阻与电阻箱的阻值R相同,则小灯泡额定功率的表达式为P额=
.
第十四章 电功和电热
命题点3 多挡位家用电器相关计算
考向1 两挡位电器
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