专题13 电功、电功率和电热
一、单选题
1．（2024·四川广安·中考真题）《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》指出：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。下列家用电器与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的是（ ）
A．电视机 B．手电筒
C．电饭锅 D．电风扇
2．（2024·吉林·中考真题）图中仪表可以用来计量（ ）
A．导体的电阻 B．电路中的电流
C．用电器两端的电压 D．用电器在一段时间内消耗的电能
3．（2024·黑龙江鸡西·中考真题）以下说法最接近实际的是（ ）
A．播放一首国歌的时间是46min
B．适合洗澡水的温度是70℃
C．2B铅笔的长度18cm
D．家用电热水器功率为100W
4．（2024·吉林长春·中考真题）的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是（ ）
A．节能灯 B．电饭煲 C．电视机 D．电烤箱
5．（2024·湖北武汉·中考真题）某同学家浴室里安装了一款风暖浴霸，它既可以实现照明、换气的功能，又可以实现送自然风、暖风、热风的功能，其简化电路如图所示，开关S可分别与0、1、2触点接触，R1、R2是两根阻值相同的电热丝。下表是浴霸电路的部分参数。
额定电压 220V
照明功率 20W
换气功率 35W
暖风功率 1133W
热风功率 2233W
关于下列结论：
①开关S1断开、S与触点1接触时，浴霸处于送自然风状态
②每根电热丝的阻值为44Ω
③电路中通过开关S的电流最大为10.15A
④浴霸工作10分钟，电路消耗的电能最大为1.3398×106J
其中正确的是（ ）
A．①③ B．②③ C．②④ D．③④
6．（2024·内蒙古包头·中考真题）许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，和为加热电阻．下列分析正确的是（ ）
A．除雾状态，电路中只有工作 B．除霜状态，电路中只有工作
C．除雾状态，电路的总电流最大 D．除霜状态，电路的总功率最大
7．（2024·江苏连云港·中考真题）如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右移动过程中（ ）
A．电流表示数变小，灯变暗 B．电流表示数变大，灯变亮
C．电压表示数不变，灯亮度不变 D．电压表示数变小，灯亮度变亮
8．（2024·湖北·中考真题）下列设备利用了通电导线在磁场中受力工作的是（ ）
A．司南 B．电饭煲
C．手持电风扇 D．风力发电机
9．（2024·四川泸州·中考真题）小黄在学习物理过程中提出了下列看法，其中正确的是（ ）
A．近视眼能看清近处的物体而看不清远处的物体，应配戴凸透镜进行矫正
B．刮大风时，能够看见工地上尘土飞扬，表明分子在不停地做无规则运动
C．保持电流、通电时间相同，探究电流产生热量与电阻的关系，采用了等效替代法
D．直导线周围平行放置一颗小磁针，通电后小磁针偏转，表明通电导体周围有磁场
10．（2024·甘肃兰州·中考真题）2024年4月至10月，世界园艺博览会在成都举行。本届世园会的主题为“公园城市美好人居”，秉持“绿色低碳、节约持续、共享包容”的理念。下列说法中不正确的是（ ）
A．园区内的输电线如果用超导材料制作，可以降低由于输电线发热而引起的电能损耗
B．园区内使用新能源转运车，是因为新能源汽车比燃油车的能量转化效率高
C．园区内使用节水装置，是因为地球上淡水资源有限，我们需要节约用水
D．因为自然界中的能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
二、填空题
11．（2024·江苏盐城·中考真题）如图是我国宇航员首次在轨拍摄的以地球为背景的空间站组合体全貌照片。可以看出宇航员拍摄该照片时处于空间站的 位置。太阳能电池板受光面朝向照片 面。由于太空碎片速度非常大，具有很大的 能，容易造成部分电池板受损。2023年12月，航天员成功出仓修复电池板外表面。电池板每天可发电1000kW·h，相当于 kg的焦炭完全燃烧放出的热量。（已知）
12．（2024·黑龙江鸡西·中考真题）小叶同学利用如图电能表测量电热水器消耗的电能，将电热水器单独连接在电路中，观察到电能表上的铝盘1min转了60转，电热水器消耗的电能是 kW·h，如果这些能量由天然气来提供，需要完全燃烧 的天然气。
13．（2024·四川南充·中考真题）作为传统燃油汽车燃料的汽油和柴油是 能源（选填“可再生”“不可再生”），为了减少燃油汽车对环境的污染，我国大力发展新能源汽车。如今，我国电动汽车的多项技术已领跑世界，某型号的国产电动汽车的电池容量为，额定电压为，充满电后，它储存了 的能量。
14．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）电饭煲是常用的家用电器，它是利用电流的 效应工作的。某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能，简化电路如图，。当该电饭煲处于“加热”挡工作10min，其消耗的电能是 J。
15．（2024·宁夏·中考真题）某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示，其中R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，是定值电阻，电源电压保持3V不变。闭合开关S，当平板受到的压力增大时，下列说法正确的是( )
A．电流表示数减小
B．电压表示数减小
C．电压表示数与电流表示数的比值增大
D．电路消耗的总功率增大
选择理由：
16．（2024·江苏扬州·中考真题）冬季雨雪严重时，温度极低的雨水在高铁电网上迅速结冰，发生的物态变化是 ，此过程 热，对铁路道岔通电融雪除冰利用了电流的 效应。
17．（2024·黑龙江鸡西·中考真题）如图是“探究通电导体产生的热量与 大小关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.4A，在1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为 J。
18．（2024·广东·中考真题）如图所示，闭合开关，导线夹M在铅笔芯上向右移动，电流表的示数变 。若要测量铅笔芯的电阻，需补充的仪表是 。实验时铅笔芯发烫的现象，属于电流的 效应。
三、实验题
19．（2024·广东深圳·中考真题）思考乐佳乐同学在探究电流与电阻的实验中：
（1）思考乐佳乐同学连接电路如图所示，他检查电路时，发现存在错误。请把接错的那一根导线找出来并打上“×”，再画线把它改到正确的位置上 ；
（2）纠正错误后，保持定值电阻两端电压为2V不变，得到实验数据如下表所示。其中有一组数据是错误的，思考乐佳乐同学发现错误数据的序号是 ；
数据序号 1 2 3 4 5 6
电阻R/Ω 30 25 20 15 10 5
电流 I/A 0.07 0.08 0.10 0.70 0.20 0.40
（3）整理表中数据可得结论：导体两端电压一定时，导体中的电流与导体电阻成反比，请写出成反比的依据是什么？
（4）思考乐佳乐同学在做第五次实验时，调节滑动变阻器使电压表示数为2V，用时8s完成电流表读数，这8s内，定值电阻R消耗的电能是 J。
20．（2024·黑龙江哈尔滨·中考真题）小洋设计实验探究“电功率跟电流、电压的关系”。
（1）他设计图甲所示电路图探究“电功率与电流的关系”，实验中选择L1和L2两只灯泡并联的目的是： ；
（2）他想用图乙器材“探究电功率与电压的关系”。
①请你用笔画线代替导线完成图乙实物电路的连接；
②连好电路，闭合开关，发现L1不亮、L2亮、电压表无示数，则故障原因可能是 ；
（3）前面实验中用灯泡亮暗反映电功率大小，用到了转换法。请你仿照方案一，再设计一个比较电功率大小的方案二（填写①②③④处的内容）。
方案一 方案二
项目 内容 项目 内容
能量转化 电能转化为内能和光能 能量转化 ①
器材 两个阻值不同发光原理相同的小灯泡 替代灯泡的器材（或器材组合） ②
现象 灯泡的亮暗不同 现象 ③
判断方法 灯泡亮的比暗的功率大 判断方法 ④
21．（2024·江苏无锡·中考真题）用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素。甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝、、浸没在煤油中，其中、。闭合开关前，记录下煤油的初温度，开关S接a、调节滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为1A，记录下第100s和第200s时甲容器中煤油的末温度t；开关S接b，调节滑片P，使电流表的示数为0.5A，记录下第200s时乙、丙容器中煤油的末温度t，断开开关，结果如下表，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的 相等时，导体产生的热量与通电 有关。比较序号②和 可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中，电阻产生的热量为 J。
序号 电阻 I/A 时间/s /℃ t/℃
① 1 100 20 34
② 1 200 20 48
③ 0.5 200 20 27
④ 0.5 200 20 34
四、综合题
22．（2024·广东广州·中考真题）某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，、、为加热电阻，其中、的阻值均为，通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中。
（1）旋转开关转至 （选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”）时，电热敷腰带处于高温挡工作，理由是： ；
（2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为，求通电消耗的电能；
（3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为，求电路的总电流；
（4）旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率。
23．（2024·山东菏泽·中考真题）植物生长需要适宜的环境湿度。某中学劳动实践小组为大棚内的植物“多肉”（适宜的环境湿度为30%~40%）设计了一个自动加湿装置，当环境湿度降至30%，加湿器恰好开始加湿，当环境湿度升至40%，加湿器恰好停止加湿，其电路如图所示。控制电路的电源电压U恒为6V，定值电阻为20Ω，湿敏电阻R的阻值随环境湿度的升高而减小，它的阻值与部分环境湿度对应关系如表所示。请完成下列问题（线圈电阻不计）：
（1）闭合开关，电磁铁的上端是 极；通过电磁铁的电流越大，磁性越 ；
（2）闭合开关、，求衔铁恰好被吸下时控制电路的总功率；( )
（3）若大棚内的植物换成牡丹（适宜的环境湿度为50%~70%），小明提出该加湿装置只更换电阻就能实现“当环境湿度降至50%，加湿器恰好开始加湿，当环境湿度升至70%，加湿器恰好停止加湿”，求更换后的阻值。( )
环境湿度 湿敏电阻R/Ω
70% 10
50% 20
40% 30
30% 40
24．（2024·河南·中考真题）小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。
额定电压 220V
高温挡功率 2000W
低温挡功率 800W
（1）如图，电暖器的插头是三脚插头，插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的 线相连，可防止漏电时对人造成伤害。电暖器工作时房间温度升高，这是通过 的方式增大空气内能的；
（2）小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10A，请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用；
（3）若该电暖器一天正常工作6h，其中高温挡2h，低温挡4h，则它一天耗电多少千瓦时？( )
（4）小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说：“应先把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。
参考答案：
1．D
【详解】新能源电动汽车动力装置将电能转化为机械能，利用通电导体在磁场中受力的作用工作。
A．电视机将电能转化为光能与内能，故A不符合题意；
BC．手电筒、电饭锅利用电流的热效应工作，将电能转化为内能，故BC不符合题意；
D．电风扇工作原理是通电导体在磁场中受力的作用工作，将电能转化为机械能，故D符合题意。
故选D。
2．D
【详解】图上有kW·h，则图中仪表为电能表。电能表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．C
【详解】A．一首国歌播放时间约为46s，故A不符合题意；
B．适合洗澡水的温度约为40℃，故B不符合题意；
C．一支新2B铅笔的长度与筷子的长度接近，约为18cm，故C符合题意；
D．家用电热水器功率约为1000W，故D不符合题意。
故选C。
4．A
【详解】节能灯、电饭煲、电视机和电烤箱四个用电器中，节能灯的电功率最小，根据可知，的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是节能灯，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．B
【详解】①分析电路图可知，开关S1断开、S与触点1接触时，只有一个电动机接入电路，浴霸处于换气状态，故①错误；
②开关S与2接触，S2、S3只闭合一个时，电动机与一个电阻并联，此时为暖风状态，开关S与2接触，S2与S3同时闭合时，电动机与两个电阻同时并联，则一个电阻的功率为
则电阻
故②正确；
③当电动机与两个电阻同时并联，通过开关S的电流最大，最大电流
故③正确；
④浴霸最大功率时为热风功能加照明功能，以最大功率工作10分钟，电路消耗的最大电能为
故④错误；
故选B。
6．D
【分析】在电压U一定的情况下，由电功率公式可知，电阻R越小，电功率P越大；电阻R越大，电功率P越小。
【详解】AC．当开关S闭合，S1断开时，电路中只有R2工作，此时电路中的总电阻最大，总电流最小，总功率最小，后视镜处于“低温”除雾状态，故A、C错误；
BD．当开关S、S1均闭合时，电路中R1与R2并联，此时电路中的总电阻最小，总电流最大，总功率最大，后视镜处于“高温”除霜状态，故B错误，D正确。
故选D。
7．A
【详解】由图可知滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流；将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，根据知，电源电压不变，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，即电流表的示数变小；串联电路电流处处相等，通过小灯泡的电流也减小，故又根据可知，灯泡两端的电压变小，电压表的示数变小，而且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，故灯泡的实际功率变小，灯泡变暗。
故选A。
8．C
【详解】A．司南能够指示南北是受到地磁场的影响，是利用磁极间的相互作用规律工作的，故A不符合题意；
B．电饭煲是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；
C．电风扇的电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的，故C符合题意；
D．风力发电机是利用电磁感应的原理工作的，故D不符合题意。
故选C。
9．D
【详解】A．近视眼能看清近处的物体而看不清远处的物体，看远处物体时，由于晶状体对光的会聚能力过强而成像于视网膜前，应配戴对光的发散作用的凹透镜进行矫正，故A错误；
B．刮大风时，能够看见工地上尘土飞扬，尘土是由大量分子组成的颗粒，尘土飞扬是机械运动，不能表明分子在不停地做无规则运动，故B错误；
C．保持电流、通电时间相同，探究电流产生热量与电阻的关系，采用了控制变量法，故C错误；
D．磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，直导线周围平行放置一颗小磁针，通电后小磁针偏转，表明通电导体周围有磁场，故D正确。
故选D。
10．D
【详解】A．根据焦耳定律可知，电流通过导体时会放出热量，所以利用超导材料输电，可以降低由于输电线发热而引起的电能损耗，故A正确，不符合题意；
B．燃油车在燃烧过程中会产生大量的能量损失，而新能源汽车则通过高效的能量转换和回收系统，将能源利用率提高到更高的水平，故B正确，不符合题意；
C．地球上水的储量虽然很多，但是淡水资源非常紧张，因此我们需要节约用水，故C正确，不符合题意；
D．自然界中的能量虽然是守恒的，但是能量在转化过程中，一部分能量不能再次利用，所以我们仍然需要节约能源，故D错误，符合题意。
故选D。
11． 舱外 正 动 120
【详解】[1]照片中能看到整个空间站，说明宇航员拍摄该照片时处于空间站的舱外位置。
[2]太阳能电池板工作时，需要接收太阳光的照射，所以太阳能电池板受光面朝向照片正面。
[3]动能跟质量和速度有关，太空碎片速度非常大，具有很大的动能。
[4]电池板每天可发电
W=1000kW h=1000×3.6×106J=3.6×109J
由Q放 =mq得，焦炭的质量
12． 0.02
【详解】[1]电能表盘中的3000r/(kW h)表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000r，则转60r实际消耗的电能
[2]干木柴的热值，由得，这些能量若由完全燃烧的天然气放出，需要的天然气的体积
13． 不可再生 80
【详解】[1]汽油和柴油短时间内无法再次获取，是不可再生能源。
[2]充满电后储存的能量为
14． 热 6×105
【详解】[1]电饭煲工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。
[2]由图得，当两开关均闭合时，两电阻并联，电路电阻小，电功率大，为加热挡；当只闭合S1，只有电阻R1工作，电路电阻大，电功率小，为保温挡。当该电饭煲处于“加热”挡工作10min，其消耗的电能是
15． D 见解析
【详解】[1]AD．R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，所以当平板受到的压力增大时，R的阻值减小，电路中的总电阻减小，当电源电压一定时，由欧姆定律表达式可知，电路中电流增大，由P=UI可得电路中的总功率增大，故A错误，D正确；
B．当平板受到的压力增大时，R的阻值减小，由串联分压特点可知，R两端电压减小，R0两端电压增大，由于电压表测量R0两端电压，所以电压表示数增大，故B错误；
C．由于电压表测量R0两端电压，电流表测量通过R0的电流，所以电压表示数与电流表示数的比值为R0的阻值，由于R0的阻值不变，所以电压表示数与电流表示数的比值不变，故C错误。
故选D。
[2]R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，所以当平板受到的压力增大时，R的阻值减小，电路中的总电阻减小，当电源电压一定时，由可知，电路中电流增大，由可得电路中的总功率增大，故选D。
16． 凝固 放 热
【详解】[1][2]冬季雨雪严重时，温度极低的雨水在高铁电网上迅速结冰，物质由液态的水变成固态的冰，发生的物态变化是凝固，凝固时向外放热。
[3]对铁路道岔通电融雪除冰利用了电流的热效应，将电能转化为内能，使铁道温度升高，雪冰从中吸热熔化。
17． 电流 12
【详解】[1]右侧两个电阻并联，然后与左侧电阻串联，根据并联电路电流规律可知，所以通过左侧容器内电阻的电流大于右侧容器内的电流，两个容器内的电阻值都是，通电相同时间，所以探究的是电流产生热量与电流大小的关系。
[2]如果通过左侧容器中电阻丝的电流是0.4A，根据并联电路的电流特点，通过右侧容器中电阻丝的电流是
1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为
18． 小 电压表 热
【详解】[1]闭合开关，导线夹M在铅笔芯上向右移动时，铅笔芯接入电路的长度变长，电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小。
[2]若要测量铅笔芯的电阻，需补充的仪表是电压表，用电压表测出铅笔芯两端的电压，用电流表测出通过铅笔芯的电流，由求出电阻。
[3]在实验中，当电流通过铅笔芯时，由于铅笔芯的电阻作用，电能转化为内能，使铅笔芯的温度升高，从而出现了发烫的现象。这就是电流的热效应在铅笔芯上的体现。
19． 4 见解析 3.2
【详解】（1）[1]图中电压表串联在电路中，电流表和电阻并联，是错误的，应该将电压表和电阻并联，电流表串联在电路中，如图所示：
（2）[2]由表中数据可知，第4次数据电压表的示数为
0.7A×15Ω=10.5V
其它各数据电压表的示数为
UV=0.08A×25Ω=2V
所以第4次数据错误。
（3）[3]由表中数据可知，电流和电阻的乘积不变，为2V，所以导体两端电压一定时，导体中的电流与导体电阻成反比。
（4）[4]定值电阻R消耗的电能
W=UIt=2V×0.2A×8s=3.2J
20． 保持电压不变 灯泡L1短路 见解析 见解析 见解析 见解析
【详解】（1）[1]探究“电功率与电流的关系”，保持电压不变，改变电流，实验中选择L1和L2两只灯泡并联是为了保持两个灯泡两端的电压不变。
（2）①[2]探究电功率与电压的关系，保持电流不变，改变电压，两个灯泡串联，如图所示：
②[3]连好电路，闭合开关，发现L1不亮、L2亮，说明电路是通路，电压表无示数，可能灯泡L1被短路。
（3）①[4]设计一个能量转化为电能转化为机械能。
②[5]两个不同的电动机、钩码。
③[6]相同时间，吊起钩码相同的高度，吊起钩码的质量不同。
④[7]电动机吊起钩码质量大的功率大。
21． 电阻 时间 ③ 250
【详解】[1][2]比较序号①②，电阻和导体中的电流不变，通电时间越长，升高的温度越高，可以得到当通过导体的电流和导体的电阻相等时，导体产生的热量与通电时间有关。
[3]探究导体产生的热量与电流大小的关系，保持电阻和通电时间相同，改变电流大小，R1和R2的阻值相等，所以比较序号②和③得到导体产生的热量与电流大小有关。
[4]开关S接b，R2和R3串联，电路中的电流是0.5A，通电时间是200s，电阻产生的热量为
Q=I2R2t=(0.5A)2×5Ω×200s=250J
22． de 旋转开关转至de时，电路电阻最小，电功率最大 3.3×104J 0.1A 44W
【详解】（1）[1][2]由图乙可知，旋转开关转至bc时，R1、R2串联，此时电路电阻最大，根据公式可知，电功率最小，为低温挡；旋转开关转至cd时，只有R2接入电路，为中温挡；旋转开关转至de时，R2与R3并联，电路电阻最小，功率最大，为高温挡。
（2）[3]电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为，通电消耗的电能为
（3）[4]旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为，电路的总电流为
（4）[5]旋转开关转至cd时，只有R2工作，为中温挡，电热敷腰带的功率为
23． S 强 0.72W
【详解】（1）[1] 闭合开关，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极。
[2] 电磁铁的磁性和电流的大小有关，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。
（2）[3] 闭合开关、，控制电路中，定值电阻和湿敏电阻R串联，衔铁恰好被吸下时，湿度为40%，由表知，此时，则此时控制电路的总功率为
（3）[4] 加湿器恰好开始加湿和停止加湿控制电路中的电流不变，根据，则控制电路中的总电阻不变，由表知，环境湿度50%比30%相比，70%与40%相比，对应湿敏电阻R阻值均减小，所以更换后的阻值应相比原来增加，则更换后的阻值为
24． 地 热传递 见解析 见解析
【详解】（1）[1]电暖器的插头是三脚插头，插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的地线相连，可防止漏电时对人造成伤害。
[2]电暖器工作时放出热量，房间内的空气吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增大空气内能的。
（2）[3]电暖气工作时的最大电流为
所以此插座能满足该电暖器正常使用。
（3）[4]一天耗电为
（4）[5]同时使用电饭锅和电磁炉，总功率较大，根据，电路中总电流较大，根据焦耳定律，干路导线相同时间内产生的热量较多，容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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