专题17 电功和电功率（三）（解析版）-2021年全国中考物理真题全解全析汇编（第六期）

2021年全国中考物理真题全解全析汇编（第六期）专题17电功率和电功（三）第一期汇编试题来源：2021年江苏连云港、2021年四川乐山、2021年四川泸州、2021年四川遂宁、2021年云南、2021年浙江湖州、2021年浙江金华、2021年浙江丽水、2021年安徽、2021年浙江嘉兴、2021重庆A卷年、2021年重庆B卷等13套试卷。第二期试题来源：2021年浙江温州、2021年浙江宁波、2021年四川内江、2021年四川南昌、2021年四川成都、2021年甘肃武威、2021年江苏扬州、2021年陕西、2021年山东临沂、2021年山东泰安、2021年上海等12套试卷。第三期试题来源：2021年北京、2021年福建、2021年广东、2021年海南、2021年河北、2021年河南、2021年吉林、2021年宁夏、2021年青海、2021年山西、2021年天津、2021年新疆、2021年云南等12套试卷。第四期试题来源：2021年湖北恩施州、2021湖北宜昌年、2021年湖南岳阳、2021年湖南衡阳、2021湖北邵阳年、2021年江苏苏州、2021年山东济宁、2021年山东潍坊、2021年山东枣庄、2021年四川广安、2021年四川凉山州、2021年浙江衢州等12套试卷。第五期试卷来源：2021年浙江杭州、2021年四川眉山、2021年山东菏泽、2021年山东东营、2021年江苏泰州、2021年江苏南京、2021年湖南长沙、2021年湖南怀化、2021年湖南郴州、2021年湖南常德、2021年湖北武汉、2021年湖北十堰、2021年黑龙江龙东、2021年黑龙江绥化、2021年广西北部湾经开区等15套试卷。第六期试卷来源：2021年甘肃兰州、2021年广东深圳、2021年广西贺州、2021年广西贵港、2021年、2021年贵州安顺、2021年贵州南州、2021年黑龙江大庆、2021年黑龙江齐齐哈尔、2021年湖北荆州、2021年湖南张家界、2021年吉林长春、2021年内蒙古通辽、2021年内蒙古包头、2021年山东烟台、2021年四川齐齐哈尔等15套试卷，欢迎各位下载。1、（2021·广东深圳·T17）某小组进行电学实验探究。（一）某同学探究“电流与电压”的关系，他用了3个干电池，一个定值电阻、一个滑动变阻器（20Ω，1A），一个电压表，一个电流表，导线若干。（1）请补充实物图；______（2）若电压表无示数，电流表有示数，此时原因可能是______（选填“R断路”或“R短路”）；（3）他用此电路做了若干组实验，以下第______组实验数据有误；①②③④I0.10.20.30.4U1234（4）根据此表格可知:电阻一定时，电流与电压成______（选填“正比”或“反比”）。（二）某同学探究“电流与电阻”的关系，他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻，一个电压表，一个电流表和导线若干，多次实验后得到电流与电阻的关系如图所示。（1）电阻两端的电压为_______V；（2）滑动变阻器的最大功率为_______W。2、（2021·广东深圳·T18）某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求：（1）通过R1的电流；（______）（2）R1消耗的电功率；（______）（3）小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。①你认为应按照图______（选填“乙"或“丙”）进行改装；②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。（______）3、（2021·甘肃兰州B卷·T25）一只标有“6V，3W”字样的小灯泡L与一个阻值为8的定值电阻R串联，接在电源电压不变的电路中，接通电路后，小灯泡L正常发光。求：（1）电路中的电流I；（2）电源电压U；（3）通电20s，整个电路消耗的电能W。4、（2021·广西贺州·T28）在如图所示的电路中，电源电压，小灯泡L标有“4V、16W”的字样（电源电压和小灯泡的阻值均保持不变），为定值电阻，滑动变阻器标有“20Ω、1A”的字样，电流表A的量程为0~0.6A。求：（1）小灯泡L的电阻；（2）当开关闭合断开时，电压表的示数为4V，工作5分钟消耗的电能；（3）当开关断开闭合时，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。5、（2021·广西贵港·T27）如图1所示，电源电压为24V且保持不变，滑动变阻器R铭牌上的规格是“xxΩ2.5A”。当S闭合、S1断开，滑片P滑到变阻器的中点时，电压表示数如图2所示；当开关S、S1均闭合，滑动变阻器的滑片P滑到a端时，电流表示数如图3所示。求（1）滑动变阻器的最大阻值；（2）当开关S、S1均闭合，变阻器的滑片P滑到a端时，电流通过电阻R1在1min内产生的热量；（3）若电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~3A，S闭合、S1断开且该电路工作中各元件均安全的情况下，通过电阻R1的最小电流是多少?整个电路的总功率变化范围是多少?6、（2021·贵州安顺·T21）如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“3V0.6A”的字样，定值电阻R的阻值为10Ω。设灯丝电阻不变，求:（1）灯丝电阻；（2）当开关S1闭合、S2断开，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压；（3）当开关S1、S2均闭合时，定值电阻R消耗的电功率。7、（2021·贵州黔东南州·T25）如图甲是某电热水壶的电路图，铭牌如图乙。R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制（设加热器电阻阻值一定）。[已知:水的比热容c=4.2103J/（kg·℃），1L=10-3m3]。求：（1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是多少？（2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是多少？（3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是多少?（4）用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能，实际加热时。3min电能表中间的铝质圆盘转动了24转，此时电路消耗的实际功率是多少?8、（2021·黑龙江大庆·T20）如图甲所示电路，小灯泡额定电压为5V，滑动变阻器、允许通过的最大电流均为1A，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，电源电压U保持不变。断开开关，闭合开关、，的滑片从最右端逐渐滑向最左端过程中，小灯泡始终正常发光；保持的滑片在最左端不动，断开开关，闭合开关S、，在保证所有元件安全的情况下，将的滑片从最右端向左进行最大范围移动。图乙中A~B是移动滑动变阻器的滑片过程中电流表和电压表的示数关系图象，C~B是移动滑动变阻器的滑片过程中电流表和电压表的示数关系图象。（本题中小灯泡阻值会随着温度变化而变化）求：（1）电源电压U；（2）滑动变阻器和的最大阻值；（3）整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率P。9、（2021·黑龙齐齐哈尔·T30）父亲节到了，小明妈妈为爷爷买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为，额定功率为。求：（1）该电热足浴盆加热系统是利用电流的______工作的；（2）小明帮爷爷泡脚前，问是浴盆中加入初温为的水，加热系统的加热电阻正常工作将水加热到，则此加热过程中水吸收的热量是多少______？（水的比热容）（3）加热系统的加热电阻正常工作消耗的电能是多少______？（4）当小明家的实际电压是时，加热电阻工作的实际电功率是多少？（忽略温度对电阻的影响）______10、（2021·湖北荆州·T23）如图所示的电路。电源电压恒定，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过最大电流为1A．小灯泡L标有“2.5V，0.25A”字样，其I-U图像如图乙所示。只闭合S1时，电流表的示数为I=0.2A，电阻R1消耗的功率为P1；变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，电流表的示数为I=0.5A，电阻R1消耗的功率为且P1：P1'=16：25。（1）求小灯泡L正常发光时的阻值；（2）求电源电压；（3）若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。11、（2021·湖南张家界·T22）百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，电源电压220V稳定不变。（1）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩20min，电动机线圈产生的热量是多少？（2）加热电阻正常工作时的电阻是多少？（3）在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]12、（2021·内蒙古通辽·T25）某不锈钢内胆电热水壶具有加热和保温功能，其铭牌如图甲所示，工作电路图如图乙所示，虚线框内的加热电路由两个加热电阻组成，定值电阻，是最大阻值为的可变电阻（调温开关），人通过调节可以改变电热水壶的功率。（1）在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为多大？（2）电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示（壶内水温跟壶表面温度一致），在额定电压下工作。在温度为20℃的房间使用，要求电热水壶温度保持70℃，问应将的阻值调为多大？（3）用电高峰时，实际电压为200V，当电路中只有电热水壶以最大功率加热时，如图丁所示的电能表指示灯在内闪烁了多少次？13、（2021·内蒙古包头·T12）图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24V12W”字样，R1为光敏电阻。其阻值随光照强度的变化如图乙所示。滑动变阻器R2最大阻值为30Ω。当光照强度为E1、R2连入电路的则值为12Ω时。灯正常发光（不计温度对灯丝电阻的影响）。求：（1）灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能；（2）电源电压；（3）光照强度在E1~E2之间，通过调节R2，灯泡实际功率的变化范围。（灯泡两端的电压不能超过额定电压）14、（2021·山东烟台·T27）图甲所示为某电暖器的简化原理图，其中R1、R2是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220V，每个电热丝的额定电压均为220V，现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为50m3，空气的比热容为1.0×103J/（kg·），空气密度为=1.2kg/m3，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题。（1）每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?（2）只闭合S2时，流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?（3）只闭合S1和S3，让电暖器工作15min，卧室内的温度升高了10，电暖器的加热效率是多少?15、（2021·四川攀枝花·T32）如图所示电路中，R1为定值电阻，R为滑动变阻器，灯泡L标有“4V2W”字样。滑动变阻器的滑片P滑到某一位置，把滑动变阻器分为左右两部分，且右边电阻比左边电阻小3Ω。只闭合开关S1，电压表V1的示数为U1；只闭合开关S2，电压表V2的示数为U2，两次灯泡均正常发光，且U1：U2=4：3，求：（1）灯泡正常发光时的电流；（2）滑动变阻器的总电阻。1、【答案】R短路①正比2.51【解析】（一）（1）[1]探究“电流与电压”的关系时，控制定值电阻不变，电压表并联在定值电阻两端，电路如下（2）[2]电流表有示数，说明不是断路，电压表无示数，说明与电压表并联的电阻短路。（3）[3]根据欧姆定律，在第1次实验中，电阻为由电阻的串联的规律和欧姆定律知道，此时电路中的最小电流为故第1组数据是有误的。（4）[4]由表中数据，电压表电流之比为10Ω，为一定值，可以得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。（二）（1）[5]根据题意知道，探究“电流与电阻”的关系时，电压表测量的是电阻两端的电压，由电流I随电阻R变化的图象知道，电流I与电阻R之积U=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V为一定值，即说明电阻两端的电压是2.5V。（2）[6]由于探究“电流与电阻”的关系时，需要保持电阻两端的电压不变，所以，由[5]知道，实验过程中滑动变阻器两端的电压是根据题意知道，他使用5Ω的电阻是电路的电流最大，由知道，滑动变阻器的最大功率为2、【答案】2.5A550W乙6.6×105J【解析】解：（1）通过R1的电流（2）R1消耗的电功率（3）①图乙是两电阻并联，总电阻更小，图丙是两电阻串联，总电阻更大，根据可得乙图功率更大，符合要求。②闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量答：（1）通过R1的电流2.5A；（2）R1消耗的电功率550W；（3）应按照图乙进行改装，闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量6.6×105J。3、【答案】（1）0.5A；（2）10V；（3）100J【解析】解：（1）小灯泡L与定值电阻R串联，电路电流就等于流过小灯泡的电流，此时小灯泡正常发光，电路电流（2）R两端电压电源电压（3）通电20s，整个电路消耗的电能答：（1）电路中的电流为0.5A；（2）电源电压为10V；（3）通电20s，整个电路消耗的电能为100J。4、【答案】（1）10Ω；（2）240J；（3）【解析】解（1）小灯泡的电阻为（2）当开关闭合断开时，电阻与小灯泡L串联，电压表V测量的是小灯泡两端的电压，电阻两端的电压流过的电流工作5分钟消耗的电能（3）当开关断开闭合时，小灯泡L与滑动变阻器串联。小灯泡的额定电流滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表允许通过的最大电流为0.6A，灯泡允许通过的最大电流0.4A，此时电路允许通过的最大电流，小灯泡的最大功率当滑动变阻器阻值最大时，整个电路的电阻此时通过小灯泡的最小电流小灯泡的最小功率答：（1）小灯泡L的电阻为10Ω；（2）工作5分钟消耗的电能为240J；（3）小灯泡电功率的变化范围为。5、【答案】（1）36Ω；（2）1920J；（3）0.5A，12W~72W【解析】解：（1）当S闭合、S1断开，滑片P滑到变阻器的中点时，电阻R1和R串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，由图2可知，电压表的量程是0~15V，分度值是0.5V，电压表的示数是12V，由欧姆定律可知①当开关S、S1均闭合，滑动变阻器的滑片P滑到a端时，R的最大阻值和R1并联，电流表测量干路中的电流，由图3可知，电流表的量程是0~3V，电流表的示数是2A，由欧姆定律可知②由①②得到R=36Ω，R1=18Ω（2）当开关S、S1均闭合，变阻器的滑片P滑到a端时，电流通过电阻R1在1min内产生的热量（3）当S闭合、S1断开，电阻R1和R串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，变阻器连入电路的电阻最大时，电路中的电流变阻器两端的电压U滑=IR=A×36Ω=16V＞15V超过电压表的量程，所以当电压表的示数为15V时，变阻器连入电路的电阻最大，电路中最小电流电路的最小功率P最小=UI最小=24V×0.5A=12W电流表的量程为0~3A，通过电路的最大电流是3A，电路的最大功率P最大=UI最大=24V×3A=72W整个电路的总功率变化范围是12W~72W。答：（1）滑动变阻器的最大阻值是36Ω；（2）当开关S、S1均闭合，变阻器的滑片P滑到a端时，电流通过电阻R1在1min内产生的热量是1920J；（3）若电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~3A，S闭合、S1断开且该电路工作中各元件均安全的情况下，通过电阻R1的最小电流是0.5A，整个电路的总功率变化范围是12W~72W。6、【答案】（1）5Ω；（2）1V；（3）0.9W【解析】（1）灯丝电阻（2）当开关S1闭合、S2断开，灯L和电阻R串联，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压（3）由（2）可知R两端电压所以电源电压当开关S1、S2均闭合时，电路中只有R接入电路，R消耗的电功率答：（1）灯丝电阻为5Ω；（2）灯L两端电压为1V；（3）定值电阻R消耗的电功率为0.9W。7、【答案】（1）48.4Ω；（2）10000J；（3）525000J；（4）0.8kW【解析】（1）当温度较低时，温控器S处于闭合状态，而R0短路，电路为R的简单电路，电路电阻较小，根据P=可知，电水壶处于加热状态，由表中数据知加热功率为1000W，由P=UI=得，加热电阻的阻值为R====48.4Ω即加热器的阻值是48.4Ω。（2）若正常工作时，对加热器通电10s产生的热量Q=W=P加热t=1000W×10s=10000J即加热器通电10s产生的热量是10000J。（3）一满壶水的质量m=V=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2103J/（kg·℃）×2.5kg×(75℃-25℃)=525000J即水吸收的热量是525000J。（4）电热水壶消耗的电能W=kWh=0.04kWh电热水壶的实际功率P===0.8kW即电路消耗的实际功率是0.8kW。答：（1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是48.4Ω；（2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是10000J；（3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是525000J；（4）此时电路消耗的实际功率是0.8kW。8、【答案】（1）11V；（2）12Ω，30Ω；（3）0.6W【解析】解：（1）断开S2，闭合S、S1时，灯泡与R1的全部阻值串联在电路中，滑片的移动改变电压表测量的范围，小灯泡一直正常发光，所以灯泡电压5V，由图，R1滑片滑动的过程中，电压表示数变化范围为0~6V，所以电源电压U=5V+6V=11V（2）闭合开关、，由题可知滑动变阻器最大阻值为断开开关，闭合开关S、，R1和电压表串联，相当于断路，灯泡和R2串联，由图可知的最大阻值（3）由图，灯泡功率最小时，对应电流0.3A，此时灯泡的电压UL1=11V-9V=2V功率为Pmin=UL1I2=2V×0.3A=0.6W答：（1）电源电压11V；（2）滑动变阻器最大阻值12Ω，的最大阻值30Ω；（3）整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率0.6W。9、【答案】热效应500W【解析】（1）[1]该电热足浴盆加热系统工作过程中将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作。（2）[2]水吸收的热量（3）[3]加热系统的加热电阻正常工作消耗的电能是（4）[4]加热电阻的阻值为当小明家的实际电压是时，加热电阻工作的实际电功率是10、【答案】（1）；（2）；（3）【解析】解：（1）小灯泡L正常发光时的阻值（2）只闭合S1时，灯泡与电阻R1串联，电流表的示数为I=0.2A，此时电源电压U①变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，R1与滑动变阻器并联化简得代入①解得：（3）所有开关都闭合时，电流表的示数为I=0.5A，滑动变阻器的阻值若只闭合S2，灯泡与电阻滑动变阻器串联，串联且电压表的量程为0～3V，当滑动变阻器两端的电压为3V时，电路中的电流最小，此时小灯泡两端的电压为2V，由图乙可知，电路中的电流为0.24A，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的最大安全电流为0.25A，滑动变阻器接入电路的最小电阻答：（1）小灯泡L正常发光时的阻值为；（2）电源电压为；（3）若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。11、【答案】（1）；（2）；（3），80%【解析】解（1）电动机线圈产生的热量是（2）加热电阻正常工作时的电阻是（3）水吸收的热量为电加热效率为答：（1）电动机线圈产生的热量是；（2）加热电阻正常工作时的电阻是；（3）水吸收的热量为，电加热效率为80%。12、【答案】（1）1210W；（2）400Ω；（3）50次【解析】解：（1）由图乙知，两个电阻串联在电阻中，当可变电阻R′接入电路的阻值最小为0时，此时电路中的电流最大为据P=UI知，此时电热水壶的功率最大为P=UI=220V×5.5A=1210W由题意知，电热水壶表面温度与环境温度的温差∆t=70℃-20℃=50℃由图丙知，此时电热水壶每秒的向外散失的热量Q=110J即电热水壶每秒放出的热量为110J，那么电热水壶此时的功率据知