北京市东城区中考物理三年（2020-2022）模拟题汇编 -13电功和电功率
一、单选题
1．（2022·北京东城·统考二模）图甲所示的是某种电热饮水机的简化电路示意图，图乙所示的是它的有关参数。该饮水机有加热和保温两种工作状态，由机内温控开关S0自动控制。在某次用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，忽略温度对电阻的影响。则下列说法正确的是（ ）
A．该饮水机处于加热工作状态时，温控开关S0处于断开状态
B．根据有关参数可知，R1的阻值为40Ω。R2的阻值为1210Ω
C．当饮水机在该次用电高峰期处于保温工作状态时，它的实际功率为40W
D．当饮水机在该次用电高峰期处于加热工作状态时，它的实际功率为1000W
2．（2022·北京东城·一模）关于家庭电路和安全用电，下列说法中正确的是（ ）
A．家庭电路中必须安装保险丝或空气开关 B．我国家庭电路的电压值为380V
C．在未断开电源开关的情况下更换灯泡 D．用湿布擦拭正在工作的台灯
3．（2022·北京东城·北京市文汇中学校考模拟预测）下列用电器中，利用电流热效应工作的是
A．微波炉 B．电饭煲
C．手机 D．计算器
4．（2022·北京东城·一模）如图所示的电路中，电源两端电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则下列说法中正确的是（ ）
A．总电阻变小 B．电流表的示数变大
C．电压表的示数变大 D．电路总功率变小
5．（2021·北京东城·统考二模）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电饼铛 B．智能音箱 C．路由器 D．数码相机
6．（2021·北京东城·统考二模）下列做法中，符合安全用电原则的是（ ）
A．在高压线下放风筝
B．更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关
C．使用绝缘皮破损的导线
D．手潮湿时触碰通电的插座
7．（2021·北京东城·统考一模）下列电学器材测得的数据，可以作为消耗电能收取电费依据是（ ）
A．电流表 B．电压表 C．电能表 D．电阻箱
8．（2021·北京东城·统考一模）图示的电路中，电源电压6V保持不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。为了保证电路安全，闭合开关S，移动变阻器滑片的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R1消耗电功率的最大值为2. 5 W
B．电流表的最大示数为0. 5 A
C．滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为10Ω
D．电路消耗总电功率的最小值为1. 8 W
9．（2021·北京东城·统考一模）图是甲、乙两定值电阻的U-I图像。根据图像信息，下列说法正确的是（ ）
A．两定值电阻阻值的关系是R甲
C．两定值电阻并联接入电路中时，它们消耗的电功率关系是P甲＜P乙
D．两定值电阻分别接入电源电压相同且不变的电路中时，电流通过它们产生的热量关系是Q甲＜Q乙
10．（2020·北京东城·统考二模）如图甲所示电路中，电源电压恒定为6V，滑动变阻器R2最大阻值是20Ω。闭合开关，调节滑动变阻器滑片，滑动变阻器消耗的功率与其接入电路电阻的P-R2图像如图乙所示。则R1和如图乙中的P0各为（ ）
A．10Ω 0.8W B．10Ω 0.6W C．20Ω 0.8W D．20 Ω 0.86W
11．（2020·北京东城·统考二模）如图所示的几种家用电器正常工作时，电流最大的是
A．电视机 B．电风扇
C．电热取暖器 D．抽油烟
二、填空题
12．（2022·北京东城·统考二模）如图所示的家庭电路图中，连接正确的是___________（选填“电灯与开关”或“三孔插座”）。
13．（2020·北京东城·统考二模）测量是生活和学习中一项基本技能：
(1)如图所示用弹簧测力计测量物体的重力，读数为________N；
(2)如图所示电阻箱的读数为________Ω；
(3)如图所示电能表的读数是________kW h。
三、实验题
14．（2022·北京东城·一模）小东用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及新的干电池等实验器材，测量小灯泡L的额定功率，L的额定电压为2.5V。
（1）小东连接好如图甲所示电路，闭合开关S，小灯泡L发光较暗，观察电压表、电流表均有示数，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电压表、电流表示数均不变。出现这种现象的原因是___________；
（2）小东改正实验错误后，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示。此时通过小灯泡L的电流为___________A，小灯泡L的额定功率为___________W。
15．（2020·北京东城·统考一模）如图甲所示的是小东同学在探究“电流通过导体产生热量的影响因素”的实验装置。两个透明容器中封闭着等质量的空气且与U形管相连，容器内各有一段电阻丝以如图所示的方式接入电路中：
(1)小东利用图甲可以探究在通电时间相同和______相同的情况下，导体产生的热量与______大小是否有关；
(2)实验中小东通过观察__________来反映电流产生热量多少；
(3)闭合开关后一段时间，小东观察到电流表有示数，而两侧U形管液面关系却如图甲所示。他分析导致该现象的原因可能是：______________；
(4)小东在做某次实验中，观察到电流表的示数如图乙所示，则右侧透明容器中定值电阻在2min内产生的热量是______J。
16．（2020·北京东城·统考一模）小东计划用电源电压为6V的学生电源，测量某小灯泡的额定电功率。他观察到小灯泡标注的额定电压为2.5V，咨询老师得知小灯泡电阻约为10Ω。他找来了A、B两个不同规格的滑动变阻器，铭牌分别标有“10Ω 1A” 和 “50Ω 2A”字样：
(1)本实验中小东应该选择 ______ （选填“A”或“B”）滑动变阻器；
(2)他连接了图甲所示的实验电路，其中滑动变阻器还没有接入电路。若实现滑动变阻器滑片向左滑动时，小灯泡发光变亮，他应该接滑动变阻器的 _______ （选填“a”或“b”）端；
(3)实验中，观察到小灯泡开始发光时，电压表的示数是1.0V。关于电压测量范围的选择有如下四种方案，则应该选用 _________ 方案；
甲：1.0V、2.0V、3.0V 乙：1.0V、2.5V、4.0V
丙：1.0V、1.2V、1.5V 丁：2.0V、2.5V、3.0V
(4)小灯泡发光后，在接下来的实验过程中，小东观察到当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示。则小灯泡的额定功率为 ________ W；
(5)请你帮助小东设计出本实验的数据记录表格；
( )
(6)小东发现自家电动自行车上的照明灯是由很多个额定电压为3V的小LED灯组成的，而其中一个LED灯的亮度与实验所用小灯泡基本相同。受以上实验启发，他想测量一个LED灯的额定功率。在老师的帮助下，小东将电动自行车上的一个LED灯取下，并将所测电流与电压数据整理并绘制了如图丙所示的I-U图像。请你根据图像所示，尝试通过计算与比较，说明通常LED灯比白炽灯耗电少的可能原因： ____ 。
四、计算题
17．（2022·北京东城·统考二模）如图所示电路中，电源电压恒定，定值电阻R2=20Ω，滑动变阻器R1标有“60Ω 1A”的字样，只闭合S1，电流表的示数为0.3A。
（1）求电源电压U；
（2）闭合开关S1、S2，电流表的示数为0.45A时，求R1的阻值；
（3）闭合开关S1、S2，在保证电路安全的条件下，调节滑动变阻器可以改变电路消耗的电功率，求整个电路消耗的最小电功率P。
18．（2022·北京东城·一模）图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝的阻值为10Ω，当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求：
（1）通电10s电阻丝产生的热量；
（2）电源两端的电压．
19．（2021·北京东城·统考二模）如图甲所示的是某品牌电炖锅，它能够先用400W的功率快速加热，达到一定温度时，温控开关会自动改变为较低的功率缓慢加热。其简化电路图如图乙所示，电源电压为220V，R1、R2均为加热电阻，R2 =363Ω，开关S1为温控开关。（忽略温度对电阻值的影响）
（1）求电阻R1的阻值；
（2）求快速加热10分钟，电流做的功W；
（3）求缓慢加热时，电炖锅的功率P；
（4）该电炖锅的温控开关局部结构如图丙所示。其中双金属片是由长、宽相同的铜片和铁片组成，且上、下两金属片被紧紧地铆在一起，受热时会因长度变化不同而发生弯曲。按下弹性铜片，使触点a与双金属片接触，电炖锅进入快速加热模式；当温度升高到设定温度时，双金属片与触点a分离并与触点b接触，进入缓慢加热模式。下表给出了常见金属的热膨胀系数，热膨胀系数是指固态物质当温度改变1℃，其某一方向上的长度伸长量与它在20℃时长度的比值。请根据以上信息判断，图丙中的双金属片上侧应是铁片还是铜片，并说明理由。
金属名称 热膨胀系数/10-6·℃-1
铝 23.2
铜 17.5
铁 12.2
镍 13.0
银 19.5
20．（2021·北京东城·统考一模）图示的电路中，源两端电压为6 V保持不变，定值电阻R1为10 Ω，开关S 闭合后，求：
（1）当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为50 Ω 时，通过电阻R1的电流I ；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻R3为20 Ω 时，通过电阻R1的电功率P1
21．（2020·北京东城·统考一模）如图所示的电路，电源电压保持不变。同时闭合开关S1和S2时，电流表示数为2A，电阻R1消耗的功率为16W；只闭合开关S2时，电流表的示数变化了1A。求：
(1)电源电压U；
(2)电阻R1的电阻值；
(3)只闭合开关S2时，电阻R2消耗的功率P2。
参考答案：
1．D
【详解】A．由电路图可知，开关S0断开时，两电阻串联，电路电阻较大，开关S0闭合时，只有电阻R1接入电路，电路中的电阻较小；由可知，电压一定，电路中电阻较小时，电热饮水机功率较大，处于加热状态，故A错误；
B．电热饮水机处于加热状态时，电路为R1的简单电路，R1的阻值为
电热饮水机处于保温状时，R1与R2串联，电路的电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，R2的电阻
故B错误；
C．当电热饮水机在用电高峰期给水保温时，它的实际功率
故C错误；
D．当电热饮水机在用电高峰期给水加热时，它的实际功率
故D正确。
故选D。
2．A
【详解】A．为了防止家庭电路中电流过大引起火灾问题，家庭电路中必须安装保险丝或空气开关，当电路中电流过大时自动切断电路，从而起到保护电路的作用，故A正确；
B．我国家庭电路的电压值为220V，故B错误；
C．在未断开电源开关的情况下，电路为通路，此时更换灯泡容易发生触电，故C错误；
D．湿抹布中水为导体，用湿布擦拭正在工作的台灯时容易发生触电现象，故D错误。
故选A。
3．B
【详解】利用电流热效应工作的用电器是把电能转化为内能的。微波炉是利用微波加热的；手机和计算器不是用来加热物体的；所以不是利用电流热效应工作的。故选B。
4．D
【详解】A．如图，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路中电路。当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，滑动变阻器的阻值变大，根据串联电路电阻规律可知，电路的总电阻变大，故A错误；
B．电源电压不变，电路总电阻变大，根据 可知，电路中电流变小，所以电流表示数变小，故B错误；
C．电路中电流变小，定值电阻阻值不变，根据U＝IR可知，定值电阻两端电压变小，所以电压表示数变小，故C错误；
D．电源电压不变，电路中电流变小，根据P＝UI可知，电路总功率变小，故D正确。
故选D。
5．A
【详解】利用电流热效应工作的用电器将电能主要转化为内能，电饼铛工作时主要把电能转化为内能，利用了电流的热效应工作，智能音箱、路由器、数码相机主要不是为了放热，没有利用电流的热效应工作。
故选A。
6．B
【详解】A．因为高压输电线上是高压，在下面放风筝时可能会发生高压电弧触电或跨步电压触电，故A不符合题意；
B．更换灯泡、搬动电器前要先断开开关，以免电路中有电流，发生触电事故，故B符合题意；
C．使用绝缘皮破损的插头，人很容易接触到火线而发生危险，故C不符合题意；
D．手潮湿时触碰通电的插座容易触电，故D不符合题意。
故选B。
7．C
【详解】收取电费时要知道这段时间内用电器消耗的电能，测量用电器消耗电能多少的仪表是电能表，所以电能表是作为消耗电能收取电费的依据，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
8．C
【详解】ABC．由题意知，当电压表的最大测量值为3V时，此时定值电阻R1两端的电压U1=3V，电路中的电流
I1=I=I2==0.3A
通过定值电路的最大电流是0.3A，通过变阻器的最大电流是1A，电流表的量程是0-0.6A，因此电路中的最大电流为0.3A；电流表的最大示数是0.3A，电阻R1消耗电功率的最大值
P1最大=I2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W
滑动变阻器接入电路中的最小电阻
R2==10Ω
故AB错误，C正确；
D．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，即
I1′==0.2A
电路消耗总电功率的最小值
P小=UI1′=6V×0.2A=1.2W
故D错误。
故选C。
9．C
【详解】A．由图可知，当电流相同时，甲两端的电压较大，即
U甲＞U乙
由可知
R甲＞R乙
故A错误；
B．两定值电阻串联接入电路中时，通过它们的电流相等，即I甲=I乙，故B错误；
C．两定值电阻并联接入电路中时，它们两端的电压相等，因为
R甲＞R乙
由可知
P甲＜P乙
故C正确；
D．两定值电阻分别接入电源电压相同且不变的电路中时，由可知， 不知道它们通电时间的长短，无法比较它们产生的热量大小，故D错误。
故选C。
10．A
【详解】由图甲知，两电阻串联，电流表测电路中电流，由图象可知，当R2=10Ω时，P2=0.9W，电路中的电流
此时电路中的总电阻
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R1的阻值
R1=R-R2=20Ω-10Ω=10Ω
当滑片P滑至最右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流
图乙中的P0的值等于R2为20Ω或5Ω时的功率，则
P0=I′2R2′=（0.2A）2×20Ω=0.8W
故选A。
11．C
【分析】根据题中“……电流最大……”可知，本题考查电流的计算．根据电流与电功率和电压的关系，应用进行分析推断．
【详解】电视机的功率约左右，电风扇的功率约为，电热取暖器，抽油烟机的功率约为，根据，电流最大的应该是电热取暖器．
【点睛】本题需要学生了解常见家用电器的功率大小，才能判断其电流大小．比较简单．
12．三孔插座
【详解】根据家庭电路连接的要求，开关应串联在灯泡与火线之间，所以电灯与开关连接错误；三孔插座要求左孔接零线，右孔接火线，中间孔接地线，所以三孔插座连接正确。
13． 3.6 7408 4312
【详解】(1)[1]由图可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计示数
G=3N+3×0.2N=3.6N
(2)[2]该电阻箱的示数为
7×1000Ω+4×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=7408Ω
(3)[3]由图像可知电能表的读数是4312.0kW·h。
14． 滑动变阻器的连线都接在下接线柱 0.3 0.75
【详解】（1）[1]由图得，灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量灯泡电压，闭合开关S，小灯泡L发光较暗，观察电压表、电流表均有示数，说明电路连接完好，且电路中电阻较大；移动滑动变阻器的滑片P时，发现电压表、电流表示数均不变，说明滑片移动过程中，电阻不发生改变，因此滑动变阻器的连线都接在了下接线柱。
（2）[2]由图乙得，电流表量程选择0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，即通过小灯泡L的电流为0.3A。
[3]小灯泡L的额定功率为
15． 电流 电阻 U形管内液柱高度差 右侧透明容器漏气 300
【详解】(1)[1][2]由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，单一变量是两电阻的阻值不同。
(2)[3]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过U型管液面高度差的变化来反映，采用的是转换法。
(3)[4]通电一段时间后，两侧U形管液面高度几乎不变，出现该现象的原因可能是装置气密性不良。
(4)[5]图中电流表的读数为0.5A，2min=120s，根据公式
16． B a 丁 0.65
U/V
I/A
P/W
见解析。
【详解】(1)[1]当选择“10Ω 1A”的滑动变阻器，已知灯泡电阻约10Ω，根据串联电路的分压原理，当滑动变阻器的阻值调到最大，灯泡两端电压约为3V，超过额定电压，故选滑动变阻器B。
(2)[2]连接滑动变阻器后，滑片靠近已连接的下接线柱，阻值变小。若实现滑动变阻器滑片向左滑动时，小灯泡发光变亮，即阻值变小，故接滑动变阻器的a端。
(3)[3]测量小灯泡的额定电功率，需要进行多次测量，灯泡两端电压在额定电压的0.8倍~1.2倍间，故选丁。
(4)[4] 电流表读数为0.26A，此时小灯泡电压为额定电压2.5V，所以灯泡的额定功率为
(5)[5] 需要测量的值有灯泡两端电压、通过灯泡的电流和计算出来的电功率，并且需要进行多次测量，故表格如图：
U/V
I/A
P/W
(6)[6] 计算小LED灯在3V时的电功率为0.072W，和亮度基本相同的小灯泡正常发光时的电功率0.65W比较后发现LED的额定功率低很多，所以在相同的工作时间的情况下，LED灯消耗电能更少。
17．（1）6V；（2）40Ω；（3）2.4W
【详解】解：（1）只闭合S1，电路中只有R2，电流表的示数为0.3A，电源电压
（2）闭合开关S1、S2，两电阻并联，电流表测干路电流，示数为0.45A，由于R2两端的电压不变，通过R2的电流认为0.3A，通过R1的电流为
R1的电阻
（3）电源电压不变，通过定值电阻的电流不变，功率不变
滑动变阻器阻值最大时，其功率最小，此时功率为
整个电路消耗的最小电功率
答：（1）电源电压U=6V；
（2）闭合开关S1、S2，电流表的示数为0.45A时，R1的阻值为40Ω；
（3）闭合开关S1、S2，在保证电路安全的条件下，整个电路消耗的最小电功率P=2.4W。
18．（1）16J（2）6V
【详解】（1）通电10s电阻丝产生的热量：；
（2）电阻丝两端电压：，电源两端的电压：U=U1+U2=4V+2V=6V.
19．（1）121Ω；（2）2.4×105J；（3）100W；（4）见解析
【详解】解：
（1）当开关拨在2时，电路中只有电阻R1工作，根据可知，此时电路中的功率最大，为400W，可得电阻R1为
（2）根据可得，快速加热10min，电路做的功为
（3）缓慢加热时，电路中的阻值最大，电阻R1和电阻R2同时工作，电炖锅的功率为
（4）铜的膨胀系数大于铁，当双金属片受热膨胀时，铜片的伸长量大于铁，导致双金属片向下弯曲，所以上侧是铜片。
答：（1）电阻R1的阻值是121Ω；
（2）快速加热10分钟，电流做的功为2.4×105J；
（3）缓慢加热时，电炖锅的功率100W；
（4）铜片，铜的膨胀系数大于铁，当双金属片受热膨胀时，铜片的伸长量大于铁，导致双金属片向下弯曲。
20．（1）0.1A；（2）0.4W
【详解】解：（1）由电路图可知，变阻器R和R1串联，当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为50 Ω 时，通过电路的电流
由串联电路电流的规律可知通过电阻R1的电流是0.1A。
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻R3为20 Ω时，通过电路的电流
电阻R1的电功率
答：（1）当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为50 Ω 时，通过电阻R1的电流是0.1A；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻R3为20 Ω 时，通过电阻R1的电功率是0.4W。
21．(1)8V(2) (3)4W
【详解】(1)闭合开关S1和S2时，只有电阻R1接入电路，根据P= UI可得电源电压
(2)根据欧姆定律可得电阻R1为
(3) 只闭合开关S2时，R1、R2 串联，电路中的总电阻变大，因此电流表示数一定减小。
则此时电路中电流
根据欧姆定律可得
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得
则
答：(1)电源电压U=8V。
(2)电阻R1的电阻值为。
(3)只闭合开关S2时，电阻R2消耗的功率P2为4W。
试卷第1页，共3页
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