2023年中考九年级物理高频考点 拔高训练——电能和电功的综合题
一、单选题
1．如图所示，电路中，电源电压恒为6V，电流表量程为0～0.6A．电压表量程为0～3V，滑动变阻器R2规格为“20Ω 0.5A”。移动滑片P，当电流表示数为0.4A，电压表示数为2V。下列说法中正确的是：（ ）
A．定值电阻R1为5Ω
B．滑片P向右移动，电压表、电流表示数都变小
C．滑片P移至变阻器中点时，R1和R2的功率相等
D．为保证电路安全，滑动变阻器阻值可调节范围为0～10Ω
2．如图所示的电路中，电源电压恒为18V，纯电阻用电器R1标有“10V 4W”字样，滑动变阻器R2的规格为“200Ω 1A”，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V。在保证各电路元件安全使用的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数的最小值为0.08A
B．电压表的示数变化范围为0~15V
C．滑动变阻器的阻值变化范围为20~125Ω
D．整个电路总功率的最大值为10.8W
3．如图甲，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为2V B．定值电阻R1为10Ω
C．R2消耗的最大功率为0.45W D．P在b端时，10s内R2产生热量12J
4．如图所示，电压表V1、V2的量程均为0~3V，电流表A的量程为0~0.6A，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”，电源电压保持不变。滑动变阻器的滑片P在某一位置时，电压表V1、V2的示数分别为1.5V和3V，在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P，其中一只电压表与电流表示数的变化图像如右图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．电源电压为4V
B．小灯泡正常发光时的电阻为3Ω
C．小灯泡的额定功率为0.75W
D．整个电路工作消耗的最小功率为0.45W
5．把小灯泡L1（“6V 6W”）和小灯泡L2（“6V 3W”）串联后接在电源电压为6V的电路中（不考虑灯丝电阻的变化），下列说法正确的是（ ）
A．通过灯泡L1的电流大于通过灯泡L2的电流
B．灯泡L1两端的电压大于灯泡L2两端的电压
C．灯泡L1的实际功率大于灯泡L2的实际功率
D．两灯的总功率小于3W
6．在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停．如图所示是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关(遮光时开关闭合)装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方．当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L1、L2( )
A．都是红灯 B．都是绿灯
C．分别是红灯、绿灯 D．分别是绿灯、红灯
7．课外兴趣小组活动时，某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端电压的关系，已知小灯泡的额定电压为2.5伏、额定功率为0.75瓦．小明同学设计了如图甲所示的电路进行研究，他先测出若干组电压和电流值，再由公式P=UI，求得对应的功率，并作出功率随电压变化的图线a．小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究，她先由R= 计算出小灯泡的电阻R，再测出若干个电压值，最后根据P= ，求得对应的功率，也作出功率随电压变化的图线b．则下列反映了他们的实验结果的图线是( )
A． B．
C． D．
8．如图所示电路，电源电压保持不变，R1＝5Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为15Ω．闭合开关S，向左移动滑动变阻器滑片P的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A的示数变小
B．电压表V的示数增大
C．滑片可在R2上任意移动
D．若滑片移到b端时，R1与R2的电功率之比为3：1
9．如图中的滑动变阻器 的电阻变化范围是 ，电阻 ，电源的电压是6V且保持不变。当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端，电压表示数的变化是（ ）
A．6 V B．6 V
C． V D． V
10．如图，学生电源电压可调，灯泡L标有“12V，12W”字样，定值电阻R1阻值为6Ω，滑动变阻器R2规格为“40Ω，4A”。当电源电压为24V时，闭合S、S1，断开S2、S3，调节滑片，使灯泡正常发光；断开电路，改变电源电压，闭合S、S2、S3，断开S1，将R2滑片移到最右端，灯泡再次正常发光（不计温度对灯丝电阻的影响）。下列说法正确是（ ）
A．电源电压为24V，灯泡正常发光时，R2接入电路的阻值为12Ω
B．改变电源电压，灯泡再次正常发光时，电流表的示数为1A
C．前后两次灯泡正常发光时电路消耗的总功率之比为2︰3
D．前后两次灯泡正常发光时，R1消耗的功率之比为1︰2
11．如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的电功率变化了（ ）
A．1.6W B．4.0W C．0.4W D．3.4W
12．如图所示是简易电子距离测量仪电路，R 是一根粗细均匀的电阻丝，其每厘米的电阻为0.5Ω，电路各部分均接触良好，物体M只能在导轨上做直线运动，并带动与之相连的金属滑片P移动。闭合开关，当金属滑片P置于电阻丝中点时，电压表和电流表示数分别为1.5V和0.2A，由此可知（ ）
A．电源电压为1.5V
B．电阻丝总长度为15cm
C．物体M移动时，电路消耗的功率始终为0.6W
D．当电压表示数为0.5V时，物体M向左移动了10cm
二、填空题
13．将R1＝12Ω、R2＝6Ω两电阻串联在某一电源上，R1、R2消耗的功率之比P1：P2＝ ，此时电路消耗的总功率为P串；再将它们并联后接入同一电源上，此时电路消耗的总功率为P并；则P串：P并＝ ．
14．如图甲所示，电源电压为5V，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V。在保证所有元件安全的情况下，只闭合开关S、S1，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电流表示数与电压表示数关系的图像，如图乙所示。只闭合开关S、S2，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电压表示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值关系的图像，如图丙所示。滑动变阻器R1的最大阻值为 Ω，灯泡的额定功率为 W，以上两种情况，电路最大功率为 W。
15．如图所示的电路中，电源电压不变，电阻 当开关S断开时， 的功率为 ，当开关S闭合时， 的功率为 ，则 ： 。
16．一天，小明注意到家中的灯泡比平常亮，猜测可能是电压超过了220V，为了证实他的猜测，他做了如下实验：关闭家中其他用电器，只开一盏“220V 100W”的电灯，观察到家中标有“3000r/kW h”字样的电能表在20min内转盘转了121r，（不计温度对灯丝电阻的影响）在20min时间内这盏灯消耗的电能 J，小明家此时的实际电压是 V，为使这盏灯能正常发光，可以采取的措施是 。
17．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器的滑片 P 从 a 端移到 b 端，定值 电阻 R1 两端的电压随滑片变阻器 R2 阻值变化的图象如图乙所示，则电源电压为 V，该电路的最大功率为 W，滑片的 P 在 b 端时，通电 10s 电流对 R1 做的功 为 J．
18．如图电路，电源电压恒为12V， 为定值电阻， 为标有“60Ω 0.5A”字样的滑动变阻器。灯泡L标有“3V 0.9W”的字样。当所有开关同时闭合时，电流表的示数为0.3A，此时整个电路可能消耗的最小功率 W；当开关 闭合， 、 断开时，为了电路的安全， 的阻值变化范围是 Ω到 Ω。
三、综合题
19．婷婷家有一电热水壶，铭牌如表所示．求：
产品型号×× 额定电压 220V 额定频率 50Hz 额定功率 1100W
（1）电热水壶正常工作时的电阻是多少？
（2）壶中装有质量为1kg，温度为20℃的水，1标准大气压下，将壶中水加热至沸腾，水需要吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg ℃）]
（3）当电热水壶接入电路中且正常工作时，她家标有“3000r/kW h”的电能表在1min内转了60r，请你通过计算说明婷婷家是否还有其它用电器在同时工作？
20．如图所示，泰州街头永安行助力车以电机、电池作为辅助动力，拥有GPS+小基站+WiFi多重定位和高效太阳能电池板，保证智能锁与运维平台的实时通讯，并根据骑行者脚踏力的大小，给予动力辅助，实现人力骑行电机助力一体化。
（1）已知整车质量为25kg，双轮与地面的接触面积为40cm2，则质量为55kg的小虎骑行时车对地面的压强为 Pa；
（2）该车所用电池电压为48V，工作时电流为4A，电动机线圈电阻为3Ω，则电动机工作时的效率为 %。
21．如图所示，电源电压恒为6V，灯L标有“6V 2W”字样（灯丝电阻不变），R1=36Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，当S1、S2都断开且滑动变阻器R2的滑片P在中点时，电流表示数为0.2A．求：
（1）R2的最大阻值；
（2）当S1、S2都闭合时，电流表、电压表的示数；
（3）当S1、S2都断开时，在电路处于安全工作状态下，电路消耗的功率范围．
22．现有两个电阻元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，另一个是由半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小．现对其中一个电阻元件R0进行测试，测得其电流与加在它两端的电压值，测试数据如下表：
次数 物理量 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 第六次 第七次 第八次
U/V 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80
I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.45 3.20 4.05
（1）请根据表中数据，判断元件R0可能是由上述哪类材料制成的？并说明理由
（2）把定值电阻R和元件R0接入如图所示的电路中，闭合开关后，电流表读数为1.8A．已知电路中电源电压恒为3V，此时定值电阻R的电功率为多大？
（3）分析表中数据，写出通过元件R0的电流I和元件R0两端的电压U之间的关系式
23．如图甲所示的电路中， 为滑动变阻器， 、 为定值电阻，电源两端电压保持恒定不变。改变滑片P的位置，两电压表的示数与电流表的示数对应关系的图象分别表示在图乙所示的坐标系中。
则：
（1）当滑片移至a端时，对应的是图乙中的 点；
（2）当滑片移至b端时，电路中的电流为 A；
（3）R1的阻值为多少？
（4）电源的电压为多少？
24．如图是一额定功率为1000W电饭煲及其能效标识，已知电热效率80%，保温能耗40W h（保温1h消耗的电能）．家庭电路电压220V，某一次煮饭，电饭煲放一定质量的米，加适当比例的水，混合后总质量1000g[混合物比热容近似看作4.0×103J/（kg．℃）]，煮熟后的米饭大约800g．米和水初温20℃，加热到100℃开始沸腾．（水沸腾前，混合物质量近似认为不变，100℃时1g水汽化需吸热大约2400J）．
（1）饭熟至少需要吸收多少热量？
（2）根据已给出的相关数据，估算把生米煮成熟饭大约需要多少秒？
（3）饭熟后的保温工作通常有两种方式．一种是通过转换开关，串联一电阻R和加热盘电阻一起供热保温；另一种通过温控器让加热盘电阻间歇式工作来保温．
①若是第一种方式，求串联电阻R的阻值．
②若是第二种方式，求保温一小时，加热盘实际工作的时间．
答案解析部分
1．【答案】C
2．【答案】C
3．【答案】C
4．【答案】D
5．【答案】D
6．【答案】D
7．【答案】B
8．【答案】D
9．【答案】A
10．【答案】C
11．【答案】A
12．【答案】C
13．【答案】2：1；2：9
14．【答案】20；1.5；2.5
15．【答案】4:9
16．【答案】145200；242；串联一个48.4欧的电阻分压
17．【答案】6；3.6；1
18．【答案】6；30；60
19．【答案】（1）解：电热水壶正常工作电阻R= = =44Ω
答：电热水壶正常工作电阻为44Ω．
（2）解：水需要吸收的热量是
Q吸=c水m（t1﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J．
答：水需要吸收的热量是3.36×105J．
（3）解：1min转60r消耗总电能：
W总= =0.02kW h=7.2×104J，t=1min=60s
此时消耗总功率P总= = =1200W，
电热水壶正常工作：P壶=P额=1100W.因为P总＞P壶，
所以电路中有其它用电器在工作．
20．【答案】（1）2×105
（2）75
21．【答案】（1）【解答】解：由P=得，
灯L的电阻RL===18Ω，
根据欧姆定律I=可得，
总电阻R===30Ω，
当S1、S2都断开且滑动变阻器R2的滑片P在中点时，滑动变阻器R2与灯L串联，
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和，即R=RL+，
则滑动变阻器的最大阻值R2=2（R﹣RL）=2×（30Ω﹣18Ω）=24Ω．
（2）当S1、S2都闭合时，此时电阻R1与灯L并联，滑动变阻器R2被短路，因为电压表测量滑动变阻器R2两端的电压，所以电压表示数为0．
根据并联电路各支路两端的电压都相等，即U1=UL=U=6V，
通过电阻R1的电流I1===A，
通过灯L的电流IL===A，
干路电流I总=I1+IL=A+A=0.5A，即电流表的示数为0.5A．
（3）当S1、S2都断开时，滑动变阻器R2与灯L串联，电流表测电路中的电流，电压表测量滑动变阻器R2两端的电压，
根据P=可知，
当滑动变阻器R2的滑片P在最左端时，电路中的总电阻最小时，电路消耗的功率最大，
此时电路中只有灯L且正常发光，通过灯L的电流IL===A＜0.6A，
电路消耗的最大功率P最大=P额=2W；
当电压表的示数为3V时，滑动变阻器允许接入的电阻最大，电路中的总电阻最大，电路消耗的功率最小，
此时灯泡两端的电压U′=U﹣UV=6V﹣3V=3V，
电路中的电流I′===A，
电路消耗的最小功率P最小=UI′=6V×A=1W；
当S1、S2都断开时，在电路处于安全工作状态下，电路消耗的功率范围为1W～2W．
22．【答案】（1）解：利用公式R=分别计算不同电压下的电阻值，即2Ω、1.33Ω、1Ω、0.8Ω、0.67Ω、0.53Ω、0.5Ω，可见，电阻的阻值随着温度的升高而减小，故为半导体材料
答：半导体材料；因为当电流增大时，发热功率多，温度高，电阻小
（2）解：由表中数据可知，当电流为1.8A时，R0两端电压U0=1.2V，
则R两端电压U=U总﹣U0=3V﹣1.2V=1.8V，
R的电功率P=UI=1.8V×1.8A=3.24W
答：此时定值电阻R的电功率为3.24W
（3）解：分析表中数据可知：流过电阻元件R0的电流I与它两端电压U的平方成正比，
不妨设I=kU2，将I=0.20A，U=0.40V代入得：k=1.25；
则通过阻元件R0的电流I和它两端电压U的关系式是：I=1.25U2
答：通过电阻元件R0的电流I和它两端电压U的关系式是：I=1.25U2
23．【答案】（1）B
（2）1
（3）解：根据串联分压原理，电阻越大分得的电压越大，所以当滑片移至b端时，电压表V2示数最大，电阻R1两端的电压最小，图象中AB是R1的I-U图像。
当U1=1V，电路中的电流I1=1A，
所以
（4）解：当滑片移至a端时，电压表V1、V2示数相等，U1=U2=3V，则电源电压U=3V+3A×R3；当滑片移至b端时，电压表V2示数最大，U2=9V，电流I2=1A，则电源电压U=9V+1A×R3。
电源电压一定，3V+3A×R3=9V+1A×R3
解得R3=3Ω，
电源电压 U=9V+1A×3Ω=12V
24．【答案】（1）解：混合后总质量1000g[混合物比热容近似看作4.0×103J/（kg．℃）]的米和水，
初温20℃刚好加热到100℃至少需要吸收热量：
Q1=c混m△t=4.0×103J/（kg．℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.2×105J；
从100℃到煮熟的过程中，因最后米饭大约800g，
故沸腾过程吸热过程中，
汽化的水质量m水=1000g﹣800g=200g，
因100℃时1g水汽化需吸热大约2400J，
水汽化吸收的热量Q2=200g×2400J=4.8×105J；
因此，饭熟至少需要吸收的热量Q=Q1+Q2=3.2×105J+4.8×105J=8×105J
（2）解：将生米煮熟过程耗电能W=Pt，饭熟至少需要吸收的热量Q，
根据电热效率公式η= = 可得，把生米煮成熟饭大约需要的时间：
t= = =1×103s
（3）解：①若是第一种方式，因保温能耗40W h（保温1h消耗的电能），
所以保温功率为P保=40W，
根据P= 可得，额定功率为1000W的加热盘的电阻：
R′= = =48.4Ω，
若电阻R和加热盘电阻一起供热保温的总电阻：
R串= = =1210Ω；
将电阻R和加热盘电阻串联起来，由电阻的串联，总电阻为R串=R+R′，
故串联电阻R=R串﹣R′=1210Ω﹣48.4Ω=1161.6Ω；
②若是第二种方式，保温一小时耗电W保=40W h=40W×1×3600s=1.44×105J，
若让加热盘电阻间歇式工作来保温，
由P= 可得，加热盘实际工作的时间：
t′= = =144s
