三年（2023-2025）山东中考物理真题分类汇编：专题24 电能和电功及焦耳定律（原卷版）

专题24电能和电功及焦耳定律1．（2024·山东青岛·中考）【新颖情景】自然界的一切活动都需要能量，能量是由不同能源提供的，各种能源的广泛使用，极大地促进了人类文明的进步，下面请和小明一起走进能量的世界。(1)“钻木取火”在人类利用能量的历史上非常重要，钻木取火通过____________方式来改变内能；(2)蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑，蒸汽机工作时将内能转化为机械能，这与四冲程汽油机的____________冲程能量转化相同；(3)电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。①如图所示是小明家的部分电路，开关S控制灯泡L1和L2，请用笔画线代替导线，将图中的两盏灯泡、开关和插座接入电路中________；②小明家有一个铭牌模糊的电饭煲．他将电饭煲接在三孔插座上，关闭其它用电器，电饭煲正常工作3min，电能表的转盘转了30转，该电饭煲的额定功率为____________kW；(4)核反应堆的发明拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕，核能属于____________（选填“可”或“不可”）再生能源；(5)能源危机已成为国际性问题，为了人类的未来，我们必须节约能源。节约能源的主要方式之一是开发新能源，下列不是利用新能源获得电能的是（）。A．A．拦坝式潮汐能发电B．地热蒸汽发电C．硅太阳能电池D．煤炭火力发电考点一、电能和电功1．（2025·山东威海·中考）图为某自动测温装置的工作原理图，电源电压保持不变，R为热敏电阻，R0为定值电阻。由电压表改装的显示仪示数随环境温度升高而增大。下列分析正确的是（）A．环境温度升高，R阻值增大B．环境温度越高，R0消耗的电功率越大C．显示仪示数越小，电路在相同时间内消耗的总电能越大D．环境温度不变，将R0换成阻值更大的电阻，显示仪示数变大2．（2025·山东烟台·中考）为了节约电能又不影响照明，工人师傅设计出一个路灯改造方案。此前，每个路灯装有一只“220V

100W”的灯泡L0。此次改造要为每个路灯加装一只相同规格的灯泡L，并安装一个电磁控制感应装置，当夜幕降临时，光控开关闭合，路灯处于低功率的柔光状态；当行人走进感应区时，灯光瞬间变亮，离开感应区时，路灯又恢复原来的柔光状态。图甲是设计的电路（加装的灯泡L未画出），控制电路的电源电压恒为4.5V，压敏电阻R的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示，当通过电磁铁的电流等于或大于临界值时，衔铁会被电磁铁吸引而转换触点。工作电路的电源电压220V不变，不考虑灯丝电阻变化，电磁铁线圈电阻忽略不计。(1)为达到改造要求，工人师傅需要将灯泡L接在电路中______（选填“A”或“B”）处。从安全用电角度考虑，工作电路的导线______（选填“C”或“D”）端应接火线。(2)若控制电路中R1接入的阻值为55Ω，当感应区上受到的压力F≥300N(3)若某路灯每天工作总时间为10h，处于柔光状态的时间累计为8h，求改造后这个路灯在六月份（30天）节约的电能（控制电路消耗的电能忽略不计）。(4)如图丙所示，在方案实施过程中，工人师傅改装完某处的路灯后，需要把重为200N的材料车沿倾斜路面推至下一路灯处，M、N是途经的两点。已知MN两点间的距离为20m，竖直的灯杆与路面夹角为60°，材料车受到的摩擦力大小是其重力的0.05倍。假设推力F的方向始终与倾斜路面平行，求工人师傅将材料车从M点匀速推至N点的过程中推力F做的功。3．（2025·山东烟台·中考）阅读短文，回答问题。“返老还童”的锂电池据央视报道，中国科学院某研究所在锂电池材料研究方面取得突破性进展，提出让锂电池“返老还童”的方法，为开发更智能、耐用的下一代锂电池提供了全新思路，有望提高电动汽车和电动航空器等的续航里程。富锂锰基正极材料具有氧阴离子氧化还原的额外容量，其放电比容量高达300mAh/g，可将电池能量密度提升30%以上，但作为氧活性正极材料经过多次充放电后电池会出现老化现象，充电时注入的能量超过放电时释放的能量，导致富锂锰基电池使用寿命和效率大打折扣。研究发现，对富锂锰基正极材料进行适当升温可以消除外力对材料结构的影响，使材料从无序状态恢复到更稳定、能量更低的有序结构。在升温的过程中，正极材料的原子排列变得更紧密，导致体积缩小，表现出“负热膨胀”的现象。然而对电池进行加热不够现实，科研人员进一步提出通过智能化浅充电的方式让老化的富锂锰基电池“返老还童”的新方法，让电池在不充满的条件下持续循环数次充电，可以修复材料的结构损伤，进而显著延长电池使用寿命。这一成果为电池技术进一步发展提供了科学依据。(1)给锂电池充电时，锂电池相当于电路中的______（选填“电源”或“用电器”）；(2)文中的“负热膨胀”现象是指当温度升高时富锂锰基正极材料的体积______。未来的富锂锰基电池“返老还童”可以通过______方式来实现；(3)某电动汽车的锂电池容量为90Ah，若使用上述放电比容量的富锂锰基正极材料制作，需用______g。4．（2024·山东滨州·中考）某次实践活动中，小滨观察了某型号家用电热水器的铭牌如图甲所示，他查看说明书发现其简化电路如图乙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)。下列分析正确的是（

）A．当S接“1”时，电热水器为高温挡B．满箱水由20℃升高到70℃，水吸收的热量为1.26×107JC．R的阻值为24.2ΩD．断开其他用电器，仅让电热水器高温挡正常加热1min，可使图丙所示电能表的转盘转100r5．（2024·山东淄博·中考）如图是“风能——太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（）A．风力发电机利用了电磁感应原理B．太阳能来自太阳内部的核裂变C．给蓄电池充电时化学能转化为电能D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的6．（2024·山东济南·中考）如图所示，是“220V

15W”的LED灯和“220V

15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时，下列说法正确的是（）A．灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯B．相同时间产生的内能：LED灯多于白炽灯C．相同时间消耗的电能：LED灯少于白炽灯D．电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯7．（2024·山东潍坊·中考）图示为某家庭电路示意图，关于该家庭电路，下列说法正确的是（

）A．导线b是火线B．电能表上计数器示数的单位是千瓦C．空气开关跳闸，原因可能是电路中出现短路D．正确使用试电笔插入三孔插座的某一孔，氖管灯不亮，该孔一定接零线8．（2024·山东潍坊·中考）手机是常用的电子工具。图示是某款国产手机，使用功率为60W的充电器半小时可充满一次电。下列对于该款手机的估测，最符合实际的是（

）A．质量约为500gB．正常使用时，后壳温度约为65°CC．充满一次电消耗的电能约为0.3kW⋅hD．长度约为1.2dm9．（2024·山东聊城·中考）如图甲所示，科技小组利用热敏电阻设计了一个自动加热装置。当环境温度低于温度值t0时，加热电阻R1工作；当环境温度高于t0时，继电器的衔铁被吸下，保温电阻R2工作。已知U1=1.4V，继电器线圈电阻不计，R是热敏电阻，其电阻随温度变化的关系如图乙所示。当线圈中的电流大于等于20mA时，继电器的衔铁被吸下。下列说法正确的（）A．当环境温度降低时，控制电路中电流增大B．温度值t0=30℃C．欲使加热电阻R1工作时升温更快，可适当增大R1的电阻D．若工作电路中相同时间内加热状态产生的热量是保温状态的3倍，则R1：R2=1：310．（2024·山东威海·中考）共享电动自行车满足了人们对短途出行的需求。某型号电动自行车的部分参数如表所示，厂家在电动自行车出厂前在水平路面上进行骑行测试。（g取10N/kg）整车质量：50kg

电池容量：12Ah最高时速：6m/s

电池额定电压：50V轮胎能承受的最大压强：2×105压强最大时轮胎与地面接触的总面积：1×请解答下列问题：(1)轮胎能承受的最大压力是多少？(2)实际测试者质量为70kg，以最高时速匀速骑行时所受阻力为人、车总重力的0.03倍，则骑行100s牵引力做功的功率为多少？(3)电池充满电后，该测试者始终以最高时速骑行，电池能量的80%用于牵引力做功，则骑行的路程为多少？11．（2024·山东潍坊·中考）中国茶文化源远流长。图示是一款智能煮茶机的简化电路图，电源电压U=220V，R0、R1、R2是阻值不变的电热丝，用于“加热”或“保温”，R1=20.5Ω，R2=840Ω，S为电源开关，通过温控开关S1可实现“加热”和“保温”状态的切换，煮茶机的“加热”功率P加热=800W茶品低浓度“煮茶加热”时间中浓度“煮茶加热”时间高浓度“煮茶加热”时间乌龙茶2min5min10min红茶1min2min5min黑茶2min5min7min(1)求将水“加热”至100°C过程中水吸收的热量；(2)求煮茶机的“保温”功率；(3)若用户选择“红茶高浓度煮茶”，煮茶机经过将水“加热”至100°C、“煮茶加热”和“保温”状态，共工作15min，求这个过程煮茶机消耗的电能。12．（2024·山东枣庄·中考）如图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。（1）在工作电路中，指示灯L标有“2V0.2A”字样，要使指示灯L正常工作，则保护电阻R0的阻值为多大？（2）把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2min，电能表上标有600r/kW·h的字样，其转盘刚好转了20转，则空气炸锅的电功率是多少？（3）在控制电路中，电源电压恒定为3V，用R3来设置加热温度，热敏电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时，R3的阻值恰好为40Ω，闭合开关S，工作电路接通，开始加热；当控制电流I=0.03A时，衔铁被弹起，停止加热，则设定的加热温度是多少？13．（2024·山东济南·中考）自然界中，能量不但可以从一个物体转移到其他物体，而且可以从一种形式转化为其他形式。例如泉城广场荷花音乐喷泉利用电动机把水喷向空中时，电动机将___________转化为机械能和内能，此过程中能的总量___________（选填“逐渐增大”“保持不变”或“逐渐减小”）。14．（2024·山东临沂·中考）4月25日，2024山东省文旅产业高质量发展大会在临沂开幕．同日，水韵琅琊·点靓沂河亮相央视，吸引着海内外广大游客光“临”，体验临沂之“美”。（1）出行之“美”：如图所示，点靓沂河·光影巴士化身“行走的BGM”把沂河点“靓”！①乘客登上光影巴士的上层，他的重力势能________（选填“增大”“减小”或“不变”）；②乘客可以依据声音的________不同，判断出车载背景音乐中的不同乐器；③巴士充电时，车载电池相当于电路中的________．（2）沂河之“美”：动感酷炫的沂河灯光秀惊艳全网，一时间成为临沂的“新晋顶流”。①如图所示，位于灯光秀“C位”的临沂广播电视塔发出炫目的光束，这是光的________现象；②游客的白色上衣在红色灯光的照射下呈现________色；③岸边高楼上展现山水人文画卷的各彩灯之间是________联的；④游客纷纷举着手机拍照．某游客的手机电池的额定电压为3.8V，额定容量为4000mA·h，该手机电池充满电后储存的电能为________J．（3）体验之“美”：登上如图所示的“水韵琅琊”游船，听“王羲之”穿越古今的告白，观酷炫的灯光秀表演．①游客陆续登船的过程中，游船受到的浮力________，船底受到水的压强________（均选填“增大”“减小”或“不变”）；②夜风吹来，游客感到阵阵凉意是因为________；③游客感觉电视塔“迎面而来”是以________为参照物的；④游览结束后，关闭发动机的游船仍能向前运动，是因为游船________。（4）文化之“美”：琅琊古城展演的《国秀·琅琊》剧目，让观众在美轮美奂的意境中触摸琅琊璀璨的历史画卷。①如图所示，演员在钢圈的拉力作用下离开地面，说明力可以改变物体的________；②在重现诸葛亮借东风的场景时，舞台的烟雾效果是因干冰（固态二氧化碳）________（填物态变化名称），使水蒸气遇冷液化所致。（5）味蕾之“美”：“品沂蒙名糁，吃临沂炒鸡”是游客来“临”的必选项。①糁店使用特制的大型电热锅熬糁时，电热锅的金属外壳必须________，以保证用电安全；②炒鸡的香味扑鼻说明了分子________。15．（2023·山东淄博·中考）物理量的测量是物理实验的基本操作。以下测量工具的使用与读数正确的是（）

A．图甲：铅笔的长度为3.28cmB．图乙：物体所受的重力为2.4NC．图丙：烧杯和水的总质量为82.8gD．图丁：用电器消耗的总电能是20216kW·h16．（2023·山东青岛·中考）有一块手机用的电池，上面标明电压为3.7V，容量为4000mA·h，它充满电后大约储存的电能为（）A．5．3×104J B．5.3×107JC．14.8J D．14.8kW·h17．（2023·山东菏泽·中考）图甲为某家庭电路的部分电路，下列说法正确的是（）

A．控制照明灯的开关应接在图中的b处B．保险丝熔断后，可以临时用一段铜线代替C．用电器的功率越大，电能表记录的数字一定越大D．使用验电笔检测的正确方式如图乙所示18．（2023·山东济南·中考）商场中，卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说：微波炉很省电，用一次花不了多少电费；顾客说：我觉得微波炉很费电，我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看，售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时（）A．消耗较少的电能，消耗较多的电能B．电功率较小，电功率较大C．电功率较小，消耗较多的电能D．消耗较少的电能，电功率较大19．（2023·山东日照·中考）下列测量仪器对应的读数，正确的是（）A．

3.35cmB．

5min18sC．

12.5VD．

316kW⋅h20．（2023·山东济宁·中考）下列物理量的单位换算不正确的是（）A．长度：1mm=10−3mC．电流：1A=106μA21．（2023·山东泰安·中考）如图所示的电路中，电源电压U恒定，灯泡L上标有“2.5V1.25W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），定值电阻R1阻值为15Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。闭合开关S，断开开关S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2′，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3A；闭合开关S、S1、S

①U=6V

②R2′=4Ω

③A．只有①④正确 B．只有①③正确 C．只有②③正确 D．只有②③④正确22．（2023·山东威海·中考）小明家的电热水器，铭牌参数如表所示，速热挡位功率模糊不清。工作电路如图甲所示，其内部有两个电热丝R1、R（1）计算R1（2）在用电高峰期，小明关闭其他用电器，只让电热水器处于速热挡位工作，观察如图乙所示电能表，发现1.5分钟内脉冲灯闪烁了80次，请计算此时小明家的实际电压。（3）小明调查发现，小区居民用电是由附近的配电室提供。为研究家庭电路电压偏低的原因，小明设计如图丙所示的电路进行模拟实验：用学生电源模拟配电室：用小灯泡L（3V0.9W）模拟家庭用电器：由于配电室距离居民楼较远，故选用约10m长的细导线模拟配电室到用户间的输电线。连接电路闭合开关，调节学生电源输出电压为3V，此时电压表示数为2.5V。要使小灯泡L正常工作，应将学生电源的输出电压调到多少？请根据以上实验，分析解决家庭电路实际电压偏低的方法。（忽略温度对导线和灯丝电阻的影响）表额定电压220V速热加热1100W保温100W容积60L

23．（2023·山东烟台·中考）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为______A，电源电压为______V；当只闭合S2、

24．（2023·山东滨州·中考）如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为______V，定值电阻R2在1min内消耗的电能为

25．（2023·山东济宁·中考）电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系，选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油，两电阻丝阻值不同（R1

（1）将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制______和______相等；（2）通电一段时间后，通过观察______来比较电流做功多少；（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝______（选填“R1”或“R（4）若R1两端的电压为3V，电路中的电流为0.4A，则10s内电流通过R1做的功为考点二、焦耳定律1．（2025·山东威海·中考）采摘机器人在智慧农业中广泛使用，兴趣小组设计的某采摘机器人部分工作原理如图所示，可以“前进”“后退”“照明”；开关S1、S2用绝缘柄相连，可同时连接触点“1”或“2”，电动机均正常工作。部分元件参数：电动机（24V96W），灯泡L（18V5.4W），滑动变阻器R（50Ω1A），电流表（0~0.6A）。(1)通过控制开关S1、S2，可实现前进、后退，原因是什么？(2)电动机（线圈电阻为2Ω）正常工作5min消耗的电能和产生的热量分别为多少？(3)闭合S3，调节灯泡亮度时，为保证各元件安全，R连入电路的最小阻值为多少？（灯丝电阻随温度变化忽略不计）2．（2025·山东·中考）如图所示，可充电按摩仪具有按摩和热敷两种功能，使用时，闭合开关S1，电动机驱动按摩头开始按摩；再闭合开关S2，加热电阻接通，按摩的同时进行热敷。若断开S1，按摩仪无法单独进行热敷。(1)按摩仪的热敷功能利用的是电流的__________效应；(2)按摩仪在充电时，其电池相当于____（选填“用电器”或“电源”）；(3)请在答题卡指定位置画出此按摩仪的电路图，用电阻符号表示加热电阻。3．（2024·山东菏泽·中考）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（）A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭煲4．（2024·山东淄博·中考）如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端移到a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。下列说法中（

）①电源电压为6V②定值电阻R的阻值为5Ω③滑动变阻器的最大阻值为10Ω④滑片P在b端时，通电1min电阻R产生的热量为27JA．只有②③正确 B．只有①③正确 C．只有②③④正确 D．只有①②④正确5．（2024·山东青岛·中考）世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家是（）A．安培 B．奥斯特 C．焦耳 D．法拉第6．（2024·山东临沂·中考）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4.5V，闭合开关后，“0.5V

0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作，则（）A．指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B．电动机的发热功率为1.6WC．电动机的额定功率为0.08W D．电路的总功率为1.8W7．（2024·山东日照·中考）小明在电学学习中，对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏，他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一：如图甲所示，在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材：电压恒为6V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个，导线若干。(1)在检查电路时，他发现有一根导线连接错误，请你在答题卡的甲图中将连接错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确______；(2)要完成该实验，滑动变阻器应该选用以下哪种规格：______（填下列选项前的字母）；A．20Ω，0.5A B．40Ω，0.2A C．50Ω，1A(3)改正电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至最______（选填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化，可能是定值电阻发生______（填“断路”或“短路”）；(4)更换正常电阻后，A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I−R图像，分析图像，你认为______（选填“A”或“B”）同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是：(5)改正错误后，他们都正确完成了实验，并记录相关数据，描绘出合理的图像，据此得出结论：在电压一定时，______；(6)实验二：为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关，设计了如图所示的实验装置（电源、开关未画出）。图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同，探究______对产生热量多少的影响；图丁是控制导体电阻和通电时间相同，探究______对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是______。8．（2024·山东威海·中考）小明家有一款多功能厨房神器，它的内部结构主要由两个电热丝和一个电动机构成，通过旋转开关可实现常温搅拌、高温翻炒、低温慢炖、高温蒸煮（电动机可实现搅拌、翻炒功能）。参数如表所示，内部电路简图如图所示。已知R2部分参数功能额定功率P/W常温搅拌100高温翻炒2300低温慢炖__________高温蒸煮__________请解答下列问题：(1)画出该机器高温翻炒功能的等效电路图，并求出R1(2)小明早晨想利用该机器的低温慢炖功能将质量为400g、初温为20℃的牛奶加热到55℃，他把加热时间设置为1min，请通过计算说明这种设置是否合理？（不计热量损失，c牛奶9．（2023·山东青岛·中考）下列装置中，利用图示实验原理工作的是（）

A．电烤箱 B．发电机C．电风扇 D．电磁继电器10．（2023·山东菏泽·中考）下列用电器中，利用“通电导体在磁场中受到力的作用”原理工作的是（）A．麦克风 B．电饭煲 C．电风扇 D．电熨斗11．（2023·山东聊城·中考）熔断器是根据电流超过规定值一定时间后，以本身产生的热量使其熔断的原理制成的。测得某熔断器在不同电流下的熔断时间如下表。若通过的电流为2.0A，熔断器的电阻为1Ω，则通电时间为______s时熔断器熔断，此过程中熔断器产生的热量是______J。电流I/A1.22.02.53.04.0熔断时间t/s不会熔断4084.52.512．（2023·山东济南·中考）1953年我国第一条220kV高压输电线路工程破土动工，1981年500kV超高压输变电工程正式投入运行，2009年1000kV