2021年全国(150套)中考物理真题分类汇编:16-电功、电功率和电热(完整版).docx
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2021年全国各地中考物理真题分类汇编:
16电功、电功率和电热(解析版)
第一辑
一、单选题
1.(2021·江苏泰州市·中考真题)A、B两只灯泡的额定电压均为6V,通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示,下列选项正确的是( )
A.A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小
B.将两灯并联接在3V的电源两端,A、B两灯的实际功率之比为2:
1
C.将两灯串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,电源两端电压为9V
D.将5Ω的电阻与B灯串联接在6V的电源两端,该电阻消耗的功率为0.8W
【答案】D
【详解】
A.由图可知,电流增大,电压变大,曲线的斜率变大,说明电阻变大,故两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而增大,故A错误;
B.将两灯并联接在3V的电源两端,两灯电压都是3V,A电流0.7A,B电流0.3A,所以A、B两灯的实际功率之比为
故B错误;
C.使B灯恰好正常发光,所以B电压6V,电流0.5A,此时A电压2V,两灯串联,电源电压为
U=6V+2V=8V
故C错误;
D.如果电阻功率为0.8W,则电阻分压为
电源电压6V,B分压为4V,此时电流0.4A,流过电阻电流为
故电阻功率确实为0.8W,故D正确。
故选D。
2.(2021·山东菏泽市·中考真题)在如图所示的电路中,电源的电压保持不变,R1为定值电阻。
开关S闭合后,将滑动变阻器的滑动触头向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数减小 B.电流表的示数减小
C.电流表A1的示数减小 D.滑动变阻器消耗的电功率变大
【答案】B
【详解】
ABC.由电路图知,两个电阻并联在电路中,电流表A1测电阻R1支路的电流,A测干路的电流,电压表测电源电压,当滑动变阻器的滑动触头向右移动时,变阻器接入电路的阻值变大,而电源电压保持不变即电压表示数不变,据欧姆定律知,变阻器所在支路的电流变小,R1所在支路的电阻不变,那么通过的电流也不变,所以电流表A1的示数不变,据并联电路的电流特点知,干路的电流变小,即A的示数变小,故AC错误,B正确;
D.滑动触头向右移动时,通过变阻器的电流变小,两端的电压不变,据P=UI知,变阻器R2消耗的电功率变小,故D错误。
故选B
3.(2021·北京中考真题)下列四种用电器中。
利用电流热效应工作的是( )
A.电冰箱 B.电视机 C.电脑 D.电热水壶
【答案】D
【详解】
A.电冰箱是将电能转化为电动机的机械能,通过做功发生物态变化工作的,不是利用电流的热效应来工作的,故A不符合题意;
B.电视机将电能转化为声音与图像,不是利用电流的热效应来工作的,故B不符合题意;
C.电将电能转化为声音与图像,不是利用电流的热效应来工作的,故C不符合题意;
D.电水壶工作时将电能转化为内能,利用电流的热效应工作的;故D符合题意。
故选D。
4.(2021·四川眉山市·中考真题)如图所示,电源电压为保持不变,,,灯泡L标有“”字样,假定灯丝电阻不变。
下列说法中正确的是( )
A.灯泡L正常工作时的电阻为
B.当只闭合开关时,电阻消耗的功率为
C.如果开关、和同时闭合,灯泡L短路不工作
D.此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为
【答案】D
【详解】
A.由
得,灯泡L正常工作时的电阻为
故A错误;
B.当只闭合开关时,电阻与灯泡L串联,此时电路的总电阻为
电路的电流
电阻消耗的功率
故B错误;
C.如果开关、和同时闭合,电阻被短路,电阻与灯泡L并联,故C错误;
D.当只闭合开关时,电阻与灯泡L串联,此时电路的总电阻最大为
电路的电流
电路消耗的功率最小
如果开关、和同时闭合,电阻被短路,电阻与灯泡L并联,此时电路电阻最小为
电路的功率最大为
此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为
故D正确。
故选D。
5.(2021·山东枣庄市·中考真题)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,闭合开关,电流表示数为0.1A,小灯泡的功率为0.3W。
移动滑片,使滑动变阻器最大阻值的接入电路,电流表示数为0.2A,小灯泡恰好正常发光,且小灯泡消耗的功率为1W,下列计算结果错误的是( )
A.电源电压为9V
B.小灯泡正常发光时电阻为25
C.滑动变阻器的最大阻值为60
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的功率为4W
【答案】D
【详解】
AC.如图灯泡与滑动变阻器串联,设电源电压为U,滑动变阻器最大阻值R,则有
联立解得
故AC正确,不符合题意;
B.小灯泡正常发光时电阻为
故B正确,不符合题意;
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的功率为
故D错误,符合题意。
故选D。
二、双选题
6.(2021·黑龙江中考真题)如图甲所示的电路中,电源电压为且保持不变,闭合开关后,滑片P从端移动到端的过程中,电压表的示数与电流表的示数的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.的阻值为 B.电路消耗的最小功率为
C.滑动变阻器的最大阻值为 D.电路消耗的最大功率为
【答案】CD
【详解】
从电路图中可以看出,R1、R2串联,电压表测量R2电压,电流表测量电路电流。
滑片从端移动到端的过程中,滑动变阻器接入的电阻由最变为0。
由乙图得,滑片从端移动到端的过程中,电压表示数由4V变为0V,电流表示数由0.2A变为0.6A。
A.由串联电路特点可知,R1阻值
故A错误;
B.当电路电流为0.2A时,电路消耗的功率最小为
故B错误;
C.滑动变阻器的最大阻值为
故C正确;
D.当电路电流为0.6A时,电路消耗的功率最大为
故D正确。
故选CD。
7.(2021·河北中考真题)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器R2的最大阻值与R1的阻值均为R0,a、b、c分别为电阻(阻值均为R0)、电流表、电压表其中之一,且不相同。
当S1、S3闭合时,移动滑片P,电路中消耗的功率始终为I02R0,下列有关说法正确的是( )
A.b一定是电流表,c一定是电压表
B.开关都闭合时,电路消耗功率为2I02R0
C.只闭合S1,若b为电压表,P向右移动,b的示数可能变小
D.将a、c互换,开关都闭合时,电路中的电流可能为3I0
【答案】BD
【详解】
A.当S1、S3闭合时,电阻R1开路。
移动滑片P,电路中消耗的功率始终为I02R0,说明此时电路中滑动变阻器被短路,故c一定是电流表。
若a是电压表,则整个电路相当于开路,故不符合题意,因此a是电阻,b是电压表,故A错误;
B.开关都闭合时,电阻与R1并联,滑动变阻器被短路,电路的总电阻为
电路中的电流
电路消耗功率为
故B正确;
C.只闭合S1,电阻R1开路,滑动变阻器R2与电阻串联。
若b为电压表,电压表测量滑动变阻器R2电压,P向右移动,R2接入的阻值变大,b的示数会变大,故C错误;
D.将a、c互换,开关都闭合时,电阻R1被短路,电阻与滑动变阻器R2并联,当动变阻器R2接入的电阻为时,电路中的电流为3I0,故D正确。
故选BD。
三、填空题
8.(2021·湖南郴州市·中考真题)小林家中五月月初和月末电能表示数如图所示。
这个月他家的用电量是_______度,若小林家所在地区每度电的电费是0.6元,这个月他家应交_______元电费。
【答案】8048
【详解】
[1]用电能表计算用电量,拿月末的电能表示数减去月初的电能表示数,小林家中这个月他家的用电量是
866.0度-786.9度=48度
[2]小林家所在地区每度电的电费是0.6元,这个月他家应交的电费为
48度×0.6元/度=48元
9.(2021·广西中考真题)家庭装修中遇到导线不够长时,有的装修师傅把两根导线连接起来使用,但连接处往往比别处更容易发热,加速老化,甚至引起火灾。
这是因为与别处相比,连接处接触电阻较______,电能转化为热的功率较______。
【答案】大大
【详解】
[1]导体的电阻与导体的长度有关,导体越长,导体的电阻越大。
把两根导线连接起来使用,是增大了导体的长度,因此连接处接触电阻较大。
[2]由于导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等,根据P=I2R,连接处的电阻较大,电能转化为热的功率较大。
10.(2021·江苏泰州市·中考真题)小明用电水壶将质量为1.8kg的水加热升温50℃,水吸收的热量为________J。
若电水壶工作时功率为2000W,所消耗的电能全部被水吸收,则加热这壶水需要的时间是_______秒。
小明家的电能表参数如图所示,若家中只有电水壶单独工作,则这段时间内电能表指示灯闪烁了_______次。
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】189315
【详解】
[1]水吸收的热量为
[2]加热这壶水需要的时间是
[3]消耗电能为W=0.105kW·h,则这段时间内电能表指示灯闪烁次数
11.(2021·黑龙江中考真题)如图所示的电路中,电源电压为且保持不变,电流表量程为“”,电压表量程为“”,小灯泡标有“”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器上标有“”字样。
闭合开关,在保证电路元件安全情况下,则电压表的示数变化范围是______,小灯泡的最小功率为______。
【答案】1.530.3
【详解】
[1]灯泡正常发光时,两端的电压为3V,功率为1.2W,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则滑动变阻器两端的最小电压
URmin=U-U额=4.5V-3V=1.5V
则滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡分得的电压最小,滑动变阻器R两端的电压最大,由P=UI可得,灯泡的额定电流
此时灯泡的电阻
电路中的最小电流
此时滑动变阻器两端的电压
3.2V超过了电压表的量程,不符合题意,故电压表的最大值为3V。
[2]当电压表的最大值为3V时,灯泡的功率最小,最小值
12.(2021·山东临沂市·中考真题)仅将一把电热水壶接入图示电能表所在的电路,正常工作6min,电能表的转盘转过了360r,则电热水壶消耗的电能为_________kW·h,电功率为________kW。
【答案】0.121.2
【详解】
[1]电能表的转盘转过了360r,电热水壶消耗的电能
W=×1kW·h=×1kW·h=0.12kW·h
[2]电热水壶消耗的电能
W=0.12kW·h=4.32×105J
电热水壶工作的时间
t=6min=360s
电热水壶的电功率
P===1200W=1.2kW
13.(2021·湖南长沙市·中考真题)中国的中医已有两千多年的历史,中医是祖国医学文化的宝贵遗产。
为了更好地控制煎药时的火候,某厂家生产了如图甲所示的一款全自动电煎药壶,它有“加热”和“保温”两个挡位,简化电路图如乙图所示,其中S2是一个温控开关,温度过高时自动断开。
(1)当S1和S2闭合时,电煎药壶处于______挡位;
(2)电煎药壶在_______挡位工作时,通过P点的电流更小。
【答案】加热保温
【详解】
(1)[1]当S1和S2闭合时,R1、R2并联,此时电路的功率大,电煎药壶处于加热挡位。
(2)[2]P点在干路,要使通过P点的电流更小,只需断开S2,即电煎药壶在保温挡位工作时,通过P点的电流更小。
14.(2021·四川广安市·中考真题)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示,则电源电压为_______V。
当滑片在a点时,通电10s,消耗的电能为_______J。
【答案】6180
【详解】
[1]由电路图知,滑动变阻器R和电阻R0串联,电压表V1测R0两端电压,V2测R两端电压,电流表测电路中电流,滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中,滑动变阻器R连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,根据串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变小,R0两端的电压变大;所以上方为电压表V2的示数随电流表示数变化的图线,下方是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线;0.5A时,根据串联电路分压规律可知,电源电压为
U=5V+1V=6V
[2]由图可知,阻值
当滑片在a点时,变阻器电阻为0,通电10s,消耗的电能为
15.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真题)如图所示,电源电压6V保持不变,R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω,若只闭合S2、R1与R2两端电压之比为______;若同时闭合三个开关,R2与R3电流之比为______;电路中的最大功率可达______W。
【答案】1:
23:
23
【详解】
[1]由图,闭合S2时,R1、R2串联,根据串联分压
[2]同时闭合三个开关,R2、R3并联,R1被短路,根据并联分流
[3]同时闭合三个开关时,R2、R3并联,R1被短路,电路总电阻最小,电路中有最大功率
四、实验题
16.(2021·黑龙江中考真题)如下图所示,在研究电热与哪些因素有关的实验中,同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。
(1)左侧密闭容器内电阻丝阻值为,右侧密闭容器外部,将一个阻值为的电阻与这个容器内的电阻丝并联,目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的______不同,右侧容器内电阻丝的阻值应为______,才能符合实验研究的要求;
(2)在第
(1)问实验中测得,左侧容器内电阻丝的电流大小为,则通过右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为______;形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化,左侧形管中液面高度差大于右侧形管中液面高度差,说明:
___________;
(3)本实验是研究电流的_______效应,从能量转化的角度分析,是______能转化为______能。
【答案】电阻50.25当电阻相同时,电流越大,产生的热量越多热电内
【详解】
(1)[1]由图得,右侧容器中电阻丝与的电阻并联后,与左侧的电阻丝串联,故左侧密闭容器内电阻丝的电流大于右侧密闭容器内电阻丝的电流。
[2]当电流不同时,应控制电阻相同,研究电热与电流的关系,故右侧容器内电阻丝的阻值应为。
(2)[3]由串、并联特点可知,右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为
[4]电阻产生热量越多,密闭空气温度越高,密闭空气受热膨胀越严重,空气压强越大,形管中液面高度差越大。
左侧形管中液面高度差大于右侧形管中液面高度差,说明左侧电阻丝产生的热量比右侧电阻丝产生的热量多。
因此可得:
当电阻相同时,电流越大,产生的热量越多。
(3)[5][6][7]本实验研究的是电阻产生热量的多少与电流大小的关系,电阻消耗电能产生热量,是电流的热效应。
17.(2021·北京中考真题)小梦在初三总复习时认识到,水吸收的热量可以定量测量了,于是她想重新设计一个实验证明;水吸收热量的多少与水升高的温度有关。
图是小梦已经设计好的电路,其中保温杯中装有质量一定的水、阻值为5Ω的电阻丝R和数字温度计的测温探头,请利用该电路及秒表,帮助小梦完成实验设计。
请你写出主要实验步骤,画出实验数据记录表。
【答案】见解析
【详解】
保温杯中装入一定质量的水,按图连接电路,闭合开关,观察数字温度计示数,每升高1℃,记录时间,填写在下面的表格中。
升高温度/℃
1
2
3
4
5
6
7
8
9
…
时间/s
18.(2021·广西中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压有4V、6V、8V、10V、12V可选,待测小灯泡标有“6V”字样。
小华按图甲连接电路,再将电压表接入电路。
序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡功率P/W
1
1.6
0.30
2
0.42
3
4.0
0.53
(1)本实验的实验原理是______。
(2)实验前应将滑动变阻器R1的滑片P置于______(选填“A”或“B”)端。
(3)小华检查电路连接无误后,闭合开关S,发现小灯泡不亮,接下来应该观察的是_______。
(4)排除故障后,小华闭合开关S,将电压表和电流表示数记录在上表的序号1中。
接着,先后将滑片P移到R1中间某处及另一端,将相应的电压表和电流表示数分别记录在上表序号2、3中。
①序号2数据中,电压表示数如图乙所示,为______V;
②分析数据可知,实验中小华将电压表接在______(选填“小灯泡”或“R1”)两端。
【答案】P=UIA电流表是否有示数2.5R1
【详解】
(1)[1]伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理是P=UI。
(2)[2]实验前应将滑动变阻器R1的滑片P置于最大阻值处的A端。
(3)[3]小华检查电路连接无误后,闭合开关S,发现小灯泡不亮,接下来应该观察的是电流表是否有示数,如果有示数,且电流表指针偏转的角度过小,说明滑动变阻器此时接入电路的阻值过大,接下来应该移动滑动变阻器滑片,减小滑动变阻器接入电路的阻值,使小灯泡正常发光。
(4)①[4]序号2数据中,电压表示数如图乙所示,电压表选择的是小量程的0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数为2.5V。
②[5]因为小灯泡的额定电压为6V,分析数据可知,电压表的示数都达不到小灯泡的额定电压值,所以实验中小华将电压表接在R1两端。
19.(2021·四川眉山市·中考真题)在测量额定电压为小灯泡额定功率的实验中,电源电压恒定不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,要求实验时向右移动滑片P小灯泡亮度变暗;_______
(2)实验过程中,某小组的同学将所测得相关数据和现象记录如下表:
物理量
次数
电压
电流
灯泡亮度
灯泡实际
电功率
灯泡电功率的
平均值
1
0.5
0.18
不亮
2
1
0.2
发暗光
3
2
0.3
发较亮光
4
2.5
0.32
正常发光
5
2.8
0.34
发光强烈
①小灯泡的额定功率为_______;
②表格中有一处设计不合理,请指出不合理的设计是_______;
③分析表中数据还发现灯丝电阻跟_______有关。
(3)测量额定电压为的小灯泡额定功率,物理科代表设计了图乙所示的电路(为已知的定值电阻,R为滑动变阻器)。
①断开开关,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电流表示数为_______时,小灯泡恰好正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,闭合开关,断开开关,记下电流表示数为;
③推导出小灯泡L的额定功率表达式_______(用物理量、和表示)。
【答案】0.8灯泡电功率的平均值的一栏温度
【详解】
(1)[1]将图甲中电路连接完整,要求实验时向右移动滑片P,小灯泡亮度变暗,说明接入的电阻阻值需要变大,总电阻需要变大,电流需要变小,故滑动变阻器需要接到下面的接线柱,向右滑时,电阻变大,电流变小,灯泡变暗,故用一根导线将滑动变阻器的左端的下面的接线柱和和电流表的负接线柱,故如下图所示:
。
(2)[2][3][4]小灯泡的额定功率为
故小灯泡的额定功率为0.8W;不合理的是求灯泡电功率的平均值的一栏,因为不同电压下,不同的电功率,求平均功率没有任何意义;分析表中数据还发现灯丝电阻跟温度的关系,因为电压变大,实际功率变大,灯泡变亮,温度变高,电阻变小。
(3)[5][6]断开开关,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,定值电阻和灯泡并联,此时电流表测量定值电阻的电流,为了测量小灯泡的额定电压,故可以用电流表的示数和定值电阻组合成电压表,为了测量额定功率,故需要灯泡为额定电压,故此时的电流为
故此时的电流为;保持滑动变阻器滑片P位置不变,闭合开关,断开开关,记下电流表示数为,此时灯泡和定值电阻仍然并联,电流表测干路电流,那么通过灯泡的额定电流为
那么小灯泡的额定功率为
故小灯泡的额定功率为。
20.(2021·江苏泰州市·中考真题)小明和小华在实验室做如下两个电学实验:
(1)在探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验中,小明所用的器材有:
新干电池两节,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,电流表电压表、“20Ω1A”的滑动变阻器、开关各一个及导线若干;
①实验中小明将5Ω的电阻接入电路中,连接的电路如图甲所示,经检查发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;(____)
②改正错误后,将滑片调至______(选填“A”或“B”)端,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至某一位置,使电压表示数为1.6V,读出电流表的示数并记录在表格中,将此时滑片的位置标记为M;
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.32
2
10
0.16
3
20
0.08
③接着将5Ω的电阻换为10Ω,调节滑动变阻器,使电压表示数仍为1.6V,读出对应电流表的示数并记录,此时滑片的位置在M的______(选填“左侧”或“右侧”);
④最后小明换用20Ω的电阻继续进行实验并记录电流表的示数;分析表中数据,可得到的结论是:
______;
(2)小华利用电源(电压恒定且未知)、电流表、电阻箱(0~999.9Ω)、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干,设计了如图乙所示电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案:
①闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使______,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R;
②仍闭合开关S1,将开关S2拨至2,只调节R2,使电流表示数为I额;
③在步骤②的基础上,将R1阻值调为0,R2的滑片______(填滑动变阻器滑片的位置变化情况),并读出电流表示数为I;
④则小灯泡额定功率的表达式为:
P=______(用已知量和所测物理量的符号表示);
⑤实验后小华发现,电路中只需将______和______互换位置,可以更简单地测出小灯泡的额定功率。
【答案】B右侧导体两端电压一定时,导体电流与导体电阻成反比电流表示数为I额保持不动R1R2
【详解】
(1)①[1]探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验,定值电阻要与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,如图所示:
②[2]闭合开关前,滑动变阻器阻值调到最大,为B端。
③[3]接着将5Ω的电阻换为10Ω,要使电压表示数仍为1.6V,根据串联分压,滑动变阻器电阻要调大,即向B端调,位置在M的右侧。
④[4]根据数据可得实验结论为:
导体两端电压一定时,导体电流与导体电阻成反比。
(2)①[5]闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使灯泡正常发光,即使电流表示数为I额。
③[6]利用等效替代法,R2滑片应保持不动,读出电流表示数I,以求得电源电压。
④[7]闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使灯泡正常发光,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R,电源电压可表示为
将开关S2拨至2,只调节R2,使电流表示数为I额,可知R2阻值与RL
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